JP2019525492A

JP2019525492A - 共有真空システムを有するマルチチャンバ処理システム

Info

Publication number: JP2019525492A
Application number: JP2019511335A
Authority: JP
Inventors: フェルナンドエムシルベイラ; チュンレイザン; デビッドアルストロム; マイケルアールライス
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2019-09-05
Also published as: TW201812844A; US20180061679A1; WO2018039419A1; CN109643678A; KR20190033660A

Abstract

共有真空システムを有するマルチチャンバ処理システムのための方法及び装置が本明細書に開示されている。いくつかの実施形態では、基板を処理するためのマルチチャンバ処理システムは第１の処理チャンバと、第２の処理チャンバと、第１及び第２の弁を介して第１及び第２の処理チャンバ、並びに第１の共有真空ポンプに接続されている第１の真空システムと、第３及び第４の弁を介して第１及び第２の処理チャンバ、並びに第２の共有真空ポンプに接続されている第２の真空システムとを備え、第２の真空システムは第１の真空システムから流体的に独立している。

Description

分野

本開示の実施形態は、概して基板処理システムに関し、より具体的にはマルチチャンバ処理システムのための方法及び装置に関する。

背景

共有搬送チャンバに複数の処理チャンバを有するクラスタツール等の処理システムを例えば利用して、システムコスト及び製造コストを削減し、処理のスループットを向上させている。しかし、従来の処理チャンバは、必要な処理リソースと共に独立的に構成されて、処理チャンバ内での特定の処理の実行を容易にしている。そのようなシステムを所有し、運用するには多額の費用が必要になる。

そこで、処理チャンバ間でリソースを共有することによってシステムコストをさらに低減することが可能なシステムが開発されてきた。具体的には、処理システムは、例えば、共有真空ポンプ、共有ガスパネル等の共有リソースを有しており、システムコストと基板の製造コストを削減できる。残念ながら、真空ポンプを共有した結果として、マルチチャンバ処理システムのある第１の処理チャンバの整備には、マルチチャンバ処理システムの少なくとも１つの他の処理チャンバを停止させる必要があることを、本発明者らはさらに発見した。この結果、このシステムのスループットは低下することになる。

したがって、本発明者らは、共有真空システムを有する改良型マルチチャンバ処理システムを提供する。

概要

共有真空システムを有するマルチチャンバ処理システムのための方法及び装置が本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、基板を処理するためのマルチチャンバ処理システムは第１の処理チャンバと、第２の処理チャンバと、第１及び第２の弁を介して第１及び第２の処理チャンバ、並びに第１の共有真空ポンプに接続されている第１の真空システムと、第３及び第４の弁を介して第１及び第２の処理チャンバ、並びに第２の共有真空ポンプに接続されている第２の真空システムとを備え、第２の真空システムは第１の真空システムから流体的に独立している。

いくつかの実施形態において、マルチチャンバ処理システムのチャンバを第１の真空システム又は第２の真空システムのどちらか一方に選択的に接続する方法は、チャンバを第１の真空システムに接続している第１の弁を閉じて、チャンバを第１の真空システムから分離する工程と、チャンバの整備を行う工程と、チャンバを第２の真空システムに接続する第３の弁を開く工程と、第２の真空システムに接続された第２の共有真空ポンプを使用して、クロスオーバー圧力までチャンバの真空引きを行う工程と、第３の弁を閉じて、チャンバを第２の真空システムから分離する工程と、第１の弁を開いて、チャンバを第１の真空システムに流体的に接続し、チャンバが運転を再開できるようにする工程とを含み、第１及び第２の真空システムは、互いに流体的に独立しており、マルチチャンバ処理システムのすべてのチャンバに接続されている。

いくつかの実施形態では、基板を処理するためのマルチチャンバ処理システムは、第１の処理容積を有する第１の処理チャンバと、第２の処理容積を有する第２の処理チャンバと、第１及び第２の弁を介して第１及び第２の処理チャンバ、並びに粗動ポンプに接続されている第１の真空システムと、第３及び第４の弁を介して第１及び第２の処理チャンバ、並びにターボ分子ポンプに接続されている第２の真空システムとを備え、第２の真空システムは第１の真空システムから流体的に独立しており、粗動ポンプは、マルチチャンバ処理システムのすべてのチャンバ内の処理圧力を維持するように構成され、ターボ分子ポンプは、第１及び第２の処理容積のうち、整備されているどちらか一方を、粗動ポンプによって提供される処理圧力よりも低いクロスオーバー圧力を下回るまで減圧するように構成されている。

本開示の他の更なる実施形態を以下に記載する。

上記に簡単に要約され、以下により詳細に論じられる本開示の実施形態は、添付図面に示される本開示の例示的な実施形態を参照することによって理解することができる。しかし、添付図面は本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると解釈されるべきできなく、本開示は他の等しく有効な実施形態を含み得ることに留意すべきである。
本開示のいくつかの実施形態による処理システムの概略上面図を示す。本開示のいくつかの実施形態によるマルチチャンバ処理システムの概略側面図を示す。本開示のいくつかの実施形態による、マルチチャンバ処理システムの１つのチャンバの整備を行う方法のフローチャートを示す。

理解を容易にするために、可能な限り同一の符号を使用して、これらの図に共通する同一の要素を示している。これらの図は一定の縮尺で描かれておらず、明快さを優先して簡略化されている場合がある。１つの実行形態の要素及びフィーチャーは、具体的な記述がなくとも、他の実行形態に有益に組み込まれ得る。

詳細な説明

共有真空システムを有するマルチチャンバ処理システムのための方法及び装置が本明細書に開示される。本発明のマルチチャンバ処理システムは、共有真空システムを備えており、この共有真空システムによって、有益にも、ある１つのチャンバで整備が行われ、その間にも、処理は中断されずに他のチャンバで実行できるようになっている。さらに本発明の方法は、共有真空システムの運転を好都合に制御して、ある１つのチャンバの整備を促進し、その間にも、マルチチャンバ処理システムの他のチャンバにおける処理を中断せずに継続することを可能にしている。

本明細書に開示されるマルチチャンバ処理システムは、接続されたいくつかのツインチャンバ処理システムを有するクラスタツール、例えば図１に示す処理システム１００等、の一部であり得る。図１を参照する。いくつかの実施形態において、処理システム１００は、通常、真空気密処理プラットフォーム１０４と、ファクトリインタフェース１０２と、１つ以上のツインチャンバ処理システム１０１、１０３、１０５と、システムコントローラ１４４を備えることができる。本明細書で提供される教示に従って適切に修正することができる処理システムの例には、統合処理システムＣＥＮＴＵＲＡ（商標名）、ＰＲＯＤＵＣＥＲ（商標名）系列の処理システムの１つ（ＰＲＯＤＵＣＥＲＧＴ（商標名）等）、ＡＤＶＡＮＴＥＤＧＥ（商標名）処理システム、ＣＥＮＴＲＩＳ（商標名）処理システム、又は、カリフォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ社から市販されている他の適切な処理システムがある。他の処理システム（他の製造業者から市販されているものを含む）も、本開示から利益を得るように適合させることができる。

処理プラットフォーム１０４は、１つ以上のツインチャンバ処理システム１０１、１０３、１０５（図１には３つが示されている）を備え、各ツインチャンバ処理システムは、２つの処理チャンバ（例えば、１１０と１１１、１１２と１３２、１２０と１２８）を備える。プラットフォームは、真空で基板搬送チャンバ１３６に接続された少なくとも１つのロードロックチャンバ１２２（図１には２つが示されている）をさらに備える。ファクトリインタフェース１０２は、ロードロックチャンバ１２２を介して搬送チャンバ１３６に接続されている。

各ツインチャンバ処理システム１０１、１０３、１０５は独立した処理容積を備えており、それらは互いに分離されてもよい。各ツインチャンバ処理システム１０１、１０３、１０５は、ツインチャンバ処理システムの各処理チャンバ間でリソース（例えば、処理ガス供給、真空ポンプ等）を共有するように構成されてもよい。以下ではこのことを論じると共に、図２に図解を示す。

ファクトリインタフェース１０２は、少なくとも１つのドッキングステーション１０８と少なくとも１つのファクトリインタフェースロボット１１４（図１には２つを示す）とを備えて、基板の搬送を容易にしてもよい。ドッキングステーション１０８は、１つ以上（図１には２つを示す）の前面開閉式統合ポッド（ＦＯＵＰ）１０６Ａ、Ｂを受け入れるように構成されてもよい。ファクトリインタフェースロボット１１４は、ファクトリインタフェース１０２から処理プラットフォーム１０４へ基板を搬送するように構成されたファクトリインタフェースロボット１１４の一端に配置されたブレード１１６を備えて、ロードロックチャンバ１２２を通して処理を進めてもよい。任意選択的に、１つ以上の計測ステーション１１８をファクトリインタフェース１０２の末端１２７に接続して、ＦＯＵＰ１０６Ａ、Ｂからの基板の測定を容易にしてもよい。

ロードロックチャンバ１２２の各々は、ファクトリインタフェース１０２に接続された第１のポート１２３と搬送チャンバ１３６に接続された第２のポート１２５とを備えてもよい。ロードロックチャンバ１２２は、圧力制御システム（図示せず）に接続されてもよく、この圧力制御システムによって、ロードロックチャンバ１２２の真空引き及び大気通気を行うことで、搬送チャンバ１３６の真空環境と、ファクトリインタフェース１０２のほぼ外界と同じ（例えば、大気）環境との間での基板の通過が容易になる。

搬送チャンバ１３６には内部に真空ロボット１３０が配置されている。真空ロボット１３０は、可動アーム１３１に接続された１つ以上の搬送ブレード１３４（図１には２つが示されている）を有してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、図示のようにツインチャンバ処理システムが搬送チャンバ１３６に接続されており、真空ロボット１３０は、２つの平行搬送ブレード１３４を有することができる。そして、この平行搬送ブレード１３４は、真空ロボット１３０がロードロックチャンバ１２２とツインチャンバ処理システムの処理チャンバとの間で２つの基板１２４、１２６を同時に搬送できるように構成されている。ここでツインチャンバ処理システムの処理チャンバとは、例えば、ツインチャンバ処理システム１０１の処理チャンバ１１０、１１１である。

各ツインチャンバ処理システム１０１、１０３、１０５の処理チャンバ１１０、１１１又は１１２、１３２又は１２０、１２８は、基板処理で利用される任意の種類の処理チャンバであり得て、例えば、エッチングチャンバ、堆積チャンバ等が該当する。いくつかの実施形態において、各ツインチャンバ処理システムの処理チャンバ、例えばツインチャンバ処理システム１０１の処理チャンバ１１０、１１１は、同じ機能、例えばエッチングのために構成されている。例えば、ツインチャンバ処理システムの各処理チャンバがエッチングチャンバである実施形態では、各処理チャンバは、プラズマ源、例えば、誘導結合又は容量結合プラズマ源、遠隔プラズマ源等を備えてもよい。さらに、ツインチャンバ処理システムの各処理チャンバは、（以下で論じるように）例えば共有ガスパネルによって供給されるハロゲン含有ガスを使用して、その内部に配置された基板（例えば基板１２４、１２６）をエッチングしてもよい。ハロゲン含有ガスの例には、臭化水素（ＨＢｒ）、塩素（Ｃｌ_２）、四フッ化炭素（ＣＦ_４）等が含まれる。例えば、基板１２４、１２６をエッチングした後に、ハロゲン含有残留物が基板表面に残ることがある。ハロゲン含有残留物は、ロードロックチャンバ１２２内の熱処理工程によって、又は他の適切な手段によって除去することができる。

図２には、本開示のいくつかの実施形態によるツインチャンバ処理システム、例えばツインチャンバ処理システム１０１の概略側面図が示されている。ツインチャンバ処理システム１０１は、処理チャンバ１１０、１１１を備え、処理チャンバ１１０、１１１は、例えば、第１の真空システム２２２、第１の真空システム２２２から流体的に独立している第２の真空システム２２４、共有ガスパネル２０４等のリソースを、図２に示すように共有している。第１の真空システム２２２は、第１の共有真空ポンプ２０２を備える。第２の真空システム２２４は、第２の共有真空ポンプ２０６を備える。

いくつかの実施形態において、処理システム１００に接続された各ツインチャンバ処理システムは、同様に構成されてもよい。処理チャンバ１１０（例えば、第１の処理チャンバ）は第１の処理容積２０８を有し、第１の処理容積２０８は、その内部に配置された第１の基板支持体を備えて、第１の基板（図示せず）を支持する。ツインチャンバ処理システム１０１の処理チャンバ１１１（例えば、第２の処理チャンバ）は第２の処理容積２１４を備え、第２の処理容積２１４は、その内部に配置された第２の基板支持体を有して、第２の基板を支持する。

第１及び第２の処理容積２０８、２１４は互いに分離されて、それぞれの各処理チャンバ１１０、１１１内での実質的に独立した基板の処理が容易になってもよい。ツインチャンバ処理システム内の処理チャンバの処理容積が分離していることで、処理上の問題を都合よく低減又は排除できる。この処理上の問題は、マルチ基板処理システムに起因して生じることがあり、そこでは処理容積が処理中に流体的に接続されている。しかし、ツインチャンバ処理システムはそれ以上に有益に共有リソースを活用しており、この共有リソースのおかげで、システムの設置面積、ハードウェアの費用、ユーティリティの使用量とコスト、メンテナンス等の削減が容易になり、同時に基板処理量はより多くへと増進されている。例えば、共有ハードウェアには、処理前方ラインと粗動ポンプ、ＡＣ配電及びＤＣ電源、冷却水の分配、チラー、マルチチャネルサーモコントローラ、ガスパネル、コントローラ等のうちの１つ以上が含まれることができる。

既存のマルチチャンバシステムは２つ以上のチャンバを備えており、これらのチャンバは、処理中にチャンバ内の処理圧力を維持するための第１のポンプと、チャンバが整備された後に第１のポンプの運転圧力まで処理チャンバの真空引きを行うための第２のポンプとに接続されている。しかし、チャンバは共通の配管を介して第１及び第２のポンプに接続されているので、整備のために第１のチャンバを停止させたときには、整備中ではない他の処理チャンバもまた停止させなければならない。他のチャンバも停止させるのは、通常大気圧で行われる整備中に発生したあらゆる粒子又は汚染物質が、第１のチャンバから他のチャンバへ（即ち、高圧チャンバから低圧チャンバへ）移動する可能性があるからであり、これは、両方のチャンバが第２のポンプに再び流体的に接続されるときに生じる。こうした理由から、本発明者らは、共有真空システムを開発した。この共有真空システムは、互いに流体的に独立している第１の真空システム２２２及び第２の真空システム２２４を備えている。

第１の共有真空ポンプ２０２は、それぞれ第１及び第２の弁２１８、２２０を介して第１及び第２の処理容積２０８、２１４に接続されている。同様に、第２の共有真空ポンプ２０６は、それぞれ第３及び第４の弁２１０、２１６を介して第１及び第２の処理容積２０８、２１４に接続されている。例えば、第２の共有真空ポンプ２０６を第１及び第２の処理容積２０８、２１４に接続させて、第１及び第２の処理容積２０８、２１４のうち、整備されているどちらか一方の圧力をクロスオーバー圧力レベル（例えば、約２００ミリトール）未満に低下させ、その後、第１及び第２の弁２１８、２２０の一方を開いて、整備された処理容積に第１の共有真空ポンプ２０２を流体的に接続してもよい。例えば、クロスオーバー圧力レベルは、処理中に第１の共有真空ポンプ２０２によって提供される運転圧力より低い圧力であればよい。しかし、クロスオーバー圧力レベルは、第１の共有真空ポンプ２０２が運転を開始するために必要とされる圧力であればよい。

処理中、第３及び第４の弁２１０、２１６は閉位置にあり、第１及び第２の弁２１８、２２０は開位置にあって、第１及び第２の処理容積２０８、２１４は第１の共有真空ポンプ２０２のみに流体的に接続され、処理容積内の処理圧力を維持する。例えば、第１の処理チャンバ１１０の整備を行う必要があるときには、第１の弁２１８が閉じられ、それにより第１の処理チャンバ１１０を第１の真空システム２２２から分離する。他方、第２の処理チャンバ１１１は運転を継続することができる。第１の処理チャンバ１１０の整備が完了した後、第３の弁２１０が開かれて、第１の処理容積２０８が第２の共有真空ポンプ２０６に流体的に接続され、クロスオーバー圧力（例えば、約２００ミリトール未満）まで第１の処理容積２０８の真空引きを行う。第４の弁２１６は閉じられており、第２の真空システム２２４が第１の真空システム２２２から流体的に独立しているので、第１の処理チャンバ１１０の整備中に発生した粒子又は汚染物質が第２の処理チャンバ１１１へ移動することは、第２の処理チャンバ１１１が第１の処理チャンバ１１０よりも低い圧力であることに起因しているのだが、有益にも防がれる。第１処理容積２０８がクロスオーバー圧力に達した後、第３の弁２１０は閉じられ、第１の弁２１８は開かれて、第１の処理容積２０８を第１の真空システム２２２に流体的に接続して、第１処理チャンバ１１０の運転継続が可能になる。

第１の共有真空ポンプ２０２は、第２の共有真空ポンプ２０６が接続されているすべてのチャンバ内の処理圧力を、処理中に維持することができる。いくつかの実施形態では、例えば、第１の共有真空ポンプ２０２は十分に大きい粗動ポンプであって、処理中に第１及び第２の処理チャンバ１１０、１１１内の処理圧力を維持できる。いくつかの実施形態では、第２の共有真空ポンプ２０６はターボ分子ポンプであってもよい。第１及び第２の真空システム２２２、２２４は、２つの処理チャンバに接続されたものとして上述され、かつ図２にも示されているが、第１及び第２の真空システム２２２、２２４は、図１に示す処理システム１００の処理チャンバ１１０、１１１、１１２、１３２、１２０、１２８のすべてに選択的に接続されてもよい。いくつかの実施形態において、各処理チャンバを第１及び第２の真空システム２２２、２２４のそれぞれに接続する別々の弁の代わりに、三方弁を代替的に使用して、所与のチャンバを第１及び第２の真空システム２２２、２２４のどちらか一方と選択的に流体的に接続してもよい。

共有ガスパネル２０４を、処理チャンバ１１０、１１１のそれぞれに接続して、１つ以上の処理ガスを第１及び第２の処理容積２０８、２１４に供給してもよい。例えば、共有ガスパネルは１つ以上のガス源（図示せず）を備えて、例えば、その共有ガスパネルで各ガス源から各処理チャンバへ向かうガスを１つ以上の流量コントローラ、例えばマスフローコントローラ、流量比コントローラ等で計量してもよい。各処理容積に独立して、又は両方の処理容積に同時に、各ガス源が提供されて、例えば、両方の処理チャンバ１１０、１１１で同じ処理を同時に実行してもよい。本明細書では、「同時に」とは、２つの処理容積内で実行される処理は、少なくとも部分的に重複し、両方の基板が２つの処理容積に供給された後に開始し、そして、２つの処理容積のいずれかからいずれかの基板を取り出す前に終了することを意味する。

第１の三方弁２２６を、共有ガスパネル２０４と処理チャンバ１１０の第１の処理容積２０８との間に配置して、共有ガスパネル２０４から第１の処理容積２０８へ処理ガスを供給することができる。例えば、第１のシャワーヘッド２２８、又は処理ガスを処理チャンバに供給するために使用される任意の適切なガス入口から、処理ガスを処理チャンバ１１０に入れることができる。さらに、第１の三方弁２２６によって処理ガスを迂回させて、共有ガスパネル２０４から（例えば、第１の処理容積２０８をバイパスして）第２の共有真空ポンプ２０６に接続された第２の真空システム２２４へ送ってもよい。いくつかの実施形態では、測定装置２５０を、アクセス弁２４９を介して第２の真空システム２２４に選択的に接続して、所望の処理パラメータを測定してもよい。例えば、測定装置２５０は、所与のチャンバ内へ流入する処理ガスの流量を測定するために使用される、独立したマスフローシステム（ＩＭＦＳ）であってもよい。そのような実施形態では、三方弁によって処理ガスを第２の真空システム２２４へ迂回させ、所与のチャンバに接続する弁を開けてそのチャンバを第２の真空システム２２４に流体的に接続し、アクセス弁２４９を開けてＩＭＦＳによるチャンバ内へ流入する処理ガスの流量の測定を可能にしている。

第１のシャワーヘッド２２８は、第１のＲＦ電源２２９が接続する電極を備えてもよく、例えば、それは第１の処理容積２０８内で処理ガスからプラズマを発生させるためのものである。あるいはまた、第１のＲＦ電源２２９は、第１のシャワーヘッド２２８から隔てられた電極（図示せず）に接続されてもよく、又は、第１の処理容積２０８の外側に配置された１つ以上の誘導コイル（図示せず）に接続されてもよい。

第２の三方弁２３２を、共有ガスパネルと第２の処理チャンバ１１１の第２の処理容積２１４との間に配置して、共有ガスパネル２０４から第２の処理容積２１４へ処理ガスを供給することができる。例えば、第２のシャワーヘッド２３４、又は処理ガスを処理チャンバに供給するために使用される任意の適切なガス入口から、処理ガスを第２の処理チャンバ１１１に入れることができる。さらに、第２の三方弁２３２によって処理ガスを迂回させて、共有ガスパネル２０４から（例えば、第２の処理容積２１４をバイパスして）第２の共有真空ポンプ２０６に接続された第２の真空システム２２４へ送ってもよい。

第２のシャワーヘッド２３４は、第２のＲＦ電源２３５が接続する電極を備えてもよく、例えば、それは第２の処理容積２１４内で処理ガスからプラズマを発生させるためのものである。あるいはまた、第２のＲＦ電源２３５は、第２のシャワーヘッド２３４から隔てられた電極（図示せず）に接続されてもよく、又は、第２の処理容積部２１４の外側に配置された１つ以上の誘導コイル（図示せず）に接続されてもよい。

第１及び第２の三方弁２２６、２３２を処理終点に応じて操作してもよく、その処理終点は、例えば、処理チャンバ１１０内の処理終点を検出するための第１の終点検出器２３６及び第２の処理チャンバ１１１内の処理終点を検出するための第２の終点検出器２３８によって検出され得る。例えば、ツインチャンバ処理システム１０１の１つ以上の構成要素に接続された、例えばシステムコントローラ１４４又は個々のコントローラ（図示せず）等のコントローラを構成して、処理チャンバ１１０内で処理終点に到達したときには、第１の終点検出器２３６から第１の信号を受信し、第２の処理チャンバ１１１内で実行されている処理が処理終点に到達していなかった場合には、処理ガスを第２の真空システム２２４へ迂回させるように第１の三方弁２２６に指示を出してもよい。例えば、各処理チャンバ１１０、１１１において最初に処理が同期されてもよいが、その処理は各処理チャンバ１１０、１１１において別々の時刻に終了することがあり、それは、例えば、各処理チャンバ１１０、１１１内の処理中の基板、基板温度、プラズマ密度又は流量の小さな変化等に起因する。同様に、コントローラを構成して、第２の処理チャンバ１１１内で処理終点に到達したときには、第２の終点検出器２３８から第２の信号を受信し、処理チャンバ１１０内で実行されている処理が処理終点に到達していなかった場合には、処理ガスを第２の真空システム２２４へ迂回させるように第２の三方弁２３２に指示を出してもよい。

あるいはまた、例えば、コントローラは、第１の終点検出器２３６から、処理チャンバ１１０内で基板に対して実行されている処理が処理終点に到達した旨の第１の信号を受信すると、第１のＲＦ電源２２９への電力を遮断して、第１の処理容積２０８内のプラズマを終了させる。さらに、処理終点に到達して第１のＲＦ電源２２９が遮断された後も、処理ガスを第１の処理容積２０８に流入させ続けて、第１の三方弁２２６によって処理ガスを迂回させなくてもよい。第２の終点検出器２３８から第２の信号を受信したときの同様の代替実施形態を、第２の処理チャンバ１１１内で実行してもよい。さらに、第１又は第２の終点検出器２３６、２３８のいずれかから信号を受信した場合には、いくつかの実施形態では、コントローラは、両方のチャンバで処理終点が検出されたかどうかにかかわらず、両方のチャンバで処理を終了させてもよい。例えば、処理チャンバ１１０内で処理終点に到達した旨の第１の信号を第１の終点検出器２３６から受信した場合、第２の信号を第２の終点検出器２３８から受信していなくても、コントローラは両方の処理チャンバ１１０、１１１内の処理を終了させてもよい。あるいはまた、処理チャンバ１１０内で処理終点に到達したことを知らせる第１の信号を受信した場合、コントローラが、処理チャンバ１１１内でも同様に処理終点に到達したことを知らせる第２の信号を受信するまで、処理チャンバ１１０、１１１のいずれにおいても何の動作も起こさないことも可能である。

あるいはまた、両方の処理チャンバ１１０、１１１において処理が正確に同期される必要はなく、例えばチャンバ毎に、基板が適切な処理温度又は他の同様な処理条件に到達したときに開始してもよい。したがって、所与のチャンバ内で処理終点に到達したときには、三方弁によって処理ガスを第２の真空システム２２４へ迂回させて、処理チャンバ１１０、１１１から基板を取り出す前、又は更なる処理工程を開始する前に、隣接するチャンバ内で処理終点に到達するまで、この迂回を続ける。

共有ガスパネルは、さらに、処理チャンバ１１０、１１１をパージするためのガスを供給してもよい。例えば、通気ライン２４０を第１及び第２の処理容積２０８、２１４のそれぞれに選択的に（図示されているように）直接接続してもよい。例えば、パージガスには、窒素（Ｎ_２）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）等が含まれてもよい。パージガスを、共有ガスパネル２０４と第１の処理容積２０８との間に配置された第１のパージ弁２４２を介して第１の処理容積２０８に選択的に供給してもよい。同様に、パージガスを、共有ガスパネル２０４と第２の処理容積２１４との間に配置された第２のパージ弁２４４を介して第２の処理容積２１４に選択的に供給してもよい。さらに、パージガスを利用して各処理チャンバ１１０、１１１を大気に通気する用途では、例えば弁等の通気口（図示せず）を各処理チャンバ１１０、１１１に設けて、各処理チャンバ１１０、１１１が他方のチャンバから独立して大気に通気されるようになっていてもよい。

図１に戻る。システムコントローラ１４４は処理システム１００に接続されている。システムコントローラ１４４は、処理システム１００の運転を制御しており、この制御は、処理システム１００の処理チャンバ１１０、１１１、１１２、１３２、１２８、１２０の直接制御を用いているか、若しくは二者択一的に、処理チャンバ１１０、１１１、１１２、１３２、１２８、１２０並びに／又は各ツインチャンバ処理システム１０１、１０３、１０５及び処理システム１００に関連する個々のコントローラ（図示せず）を制御することによって実行される。運転中には、システムコントローラ１４４によって、それぞれのチャンバ及びシステムコントローラ１４４からのデータ収集及びフィードバックが可能になって、処理システム１００の性能を最適化する。

システムコントローラ１４４は、一般に、中央処理装置（ＣＰＵ）１３８、メモリ１４０、及びサポート回路１４２を備えている。ＣＰＵ１３８は、産業環境で使用可能な汎用コンピュータプロセッサの任意の形態のものであってよい。サポート回路１４２は、従来通りＣＰＵ１３８に接続されており、キャッシュ、クロック回路、入力／出力サブシステム、電源等を含んでもよい。ソフトウェアルーチンは、１つ以上のチャンバ処理、例えばツインチャンバ処理システムの各チャンバを減圧する、通気する、又はパージする等、を制御するための後述の方法３００等である。ＣＰＵ１３８でこのソフトウェアルーチンを実行すると、このＣＰＵ１３８は特定目的コンピュータ（コントローラ）１４４に変わることになる。ソフトウェアルーチンはまた、第２のコントローラ（図示せず）によって記憶及び／又は実行され、第２のコントローラは処理システム１００から離れて配置されてもよい。

マルチチャンバ処理システムの処理チャンバのうちの１つを第１及び第２の真空システムのいずれか一方に選択的に接続するための方法３００のフローチャートを図３に示すと共に、図２に示されるツインチャンバ処理システム１０１に関連させて、以下に説明する。例えば、第１及び第２の処理容積２０８、２１４は、共通の真空システム、例えば第１及び第２の真空システム２２２、２２４を共有しているので、各処理容積を、独立している第１及び第２の真空システム２２２、２２４のいずれか一方に選択的に流体的に接続して、他方の処理容積への逆流を、他方の処理容積の圧力の方が低い場合でも、防ぐことが可能である。第１の処理チャンバ１１０に関して、方法３００を説明する。しかしながら、方法３００は、第２の処理チャンバ１１１に関しても、第２の処理チャンバ１１１の整備を行う必要がある場合には、同一である。方法３００は、第１及び第２の弁２１８、２２０が開位置にあり、第３及び第４の弁２１０、２１６が閉位置にある状態から始まるが、これによって、処理を行っている間の両方のチャンバは第１の共有真空ポンプ２０２に流体的に接続されている。

工程３０２で（即ち、第１の処理チャンバ１１０には整備が必要だと決定されたとき）、第１の弁２１８が閉じられ、それにより第１の処理チャンバ１１０を第１の真空システム２２２から分離する。工程３０４において、チャンバの整備が行われる。この整備には、例えば予防保全、修理等が含まれてもよい。第１処理チャンバ１１０の整備が完了した後、工程３０６において、第３の弁２１０が開かれ、第１の処理容積２０８を第２の真空システム２２４に流体的に接続する。第２の真空システム２２４は第２の共有真空ポンプ２０６に接続されている。工程３０８において、第２の共有真空ポンプ２０６は、第１の共有真空ポンプの運転圧力以下のクロスオーバー圧力（例えば、約２００ミリトール未満）まで第１の処理容積２０８の真空引きを行う。第１の処理容積２０８内の圧力がクロスオーバー圧力になると、工程３１０で、第３の弁２１０が閉じられる。最後に、工程３１２で、第１の弁２１８が開かれ、第１の処理チャンバ１１０を第１の真空システム２２２に再び流体的に接続し、第１処理チャンバの運転継続が可能になる。

こうして、共有真空システムを有するマルチチャンバ処理システムのための方法及び装置が提供された。本発明のマルチチャンバ処理システムにより、有益にも、第１のチャンバの整備が可能になり、同時に残りのチャンバでは通常の運転が可能になっている。さらに、本発明のマルチチャンバ処理システムにより、有益にも、第１の処理チャンバが整備された後でも、残りの処理チャンバの汚染は防止される。

上記説明は本開示のいくつかの実施形態を対象としているが、本開示の他の更なる実施形態は、その基本的な範囲から逸脱することなく創作され得る。

Claims

基板を処理するためのマルチチャンバ処理システムであって、
第１の処理容積を有する第１の処理チャンバと、
第２の処理容積を有する第２の処理チャンバと、
第１及び第２の弁を介して第１及び第２の処理チャンバ、並びに第１の共有真空ポンプに接続されている第１の真空システムと、
第３及び第４の弁を介して第１及び第２の処理チャンバ、並びに第２の共有真空ポンプに接続されている第２の真空システムとを備え、第２の真空システムは第１の真空システムから流体的に独立しているマルチチャンバ処理システム。
アクセス弁を介して第２の真空システムに接続された測定装置を備え、測定装置は、第１及び第２の処理チャンバの処理パラメータを測定するように構成されている請求項１記載のマルチチャンバ処理システム。
第１及び第２の処理チャンバに接続され、１つ以上の処理ガスを第１及び第２の処理容積に供給するように構成されている共有ガスパネルを備え、処理パラメータは、第１及び第２の処理容積のどちらか一方への１つ以上の処理ガスの流量である請求項２記載のマルチチャンバ処理システム。
共有ガスパネルと第１の処理容積との間に配置され、１つ以上の処理ガスを共有ガスパネルから第１の処理容積又は測定装置のどちらか一方に選択的に供給する第１の三方弁と、
共有ガスパネルと第２の処理容積との間に配置され、１つ以上の処理ガスを共有ガスパネルから第２の処理容積又は測定装置のどちらか一方に選択的に供給する第２の三方弁とを備える請求項３記載のマルチチャンバ処理システム。
第１の処理チャンバは、共有ガスパネルに流体的に接続された第１のシャワーヘッドを備え、第２の処理チャンバは、共有ガスパネルに流体的に接続された第２のシャワーヘッドを備える、請求項３記載のマルチチャンバ処理システム。
第１のシャワーヘッドは第１のＲＦ電源に接続され、第２のシャワーヘッドは第２のＲＦ電源に接続されている、請求項５記載のマルチチャンバ処理システム。
第１の処理チャンバは、第１の処理チャンバ内の処理終点を検出するように構成された第１の終点検出器を備え、第２の処理チャンバは、第２の処理チャンバ内の処理終点を検出するように構成された第２の終点検出器を備える、請求項１〜６のいずれか１項記載のマルチチャンバ処理システム。
第１の共有真空ポンプは粗動ポンプであり、第２の共有真空ポンプはターボ分子ポンプであり、粗動ポンプは、マルチチャンバ処理システムのすべてのチャンバ内の処理圧力を維持するように構成され、ターボ分子ポンプは、第１及び第２の処理容積のうち、整備されているどちらか一方を、粗動ポンプによって提供される処理圧力よりも低いクロスオーバー圧力を下回るまで減圧するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項記載のマルチチャンバ処理システム。
クロスオーバー圧力が約２００ミリトール未満である、請求項８記載のマルチチャンバ処理システム。
マルチチャンバ処理システムのチャンバを第１の真空システム又は第２の真空システムのどちらか一方に選択的に接続する方法であって、
チャンバを第１の真空システムに接続している第１の弁を閉じて、チャンバを第１の真空システムから分離する工程と、
チャンバの整備を行う工程と、
チャンバを第２の真空システムに接続している第３の弁を開く工程と、
第２の真空システムに接続された第２の共有真空ポンプを使用して、クロスオーバー圧力までチャンバの真空引きを行う工程と、
第３の弁を閉じて、チャンバを第２の真空システムから分離する工程と、
第１の弁を開いて、チャンバを第１の真空システムに流体的に接続し、チャンバが運転を再開できるようにする工程とを含み、
第１及び第２の真空システムは、互いに流体的に独立しており、マルチチャンバ処理システムのすべてのチャンバに接続されている方法。
第１の共有真空ポンプは第１の真空システムに接続されており、第２の共有真空ポンプは第２の真空システムに接続されている請求項１０記載の方法。
第１の共有真空ポンプは粗動ポンプであり、第２の共有真空ポンプはターボ分子ポンプである請求項１１記載の方法。
クロスオーバー圧力が約２００ミリトール未満である請求項１１記載の方法。
マルチチャンバ処理システムは、
アクセス弁を介して第２の真空システムに接続された測定装置を備え、測定装置は、チャンバの処理パラメータを測定するように構成されている、請求項１１〜１３のいずれか１項記載の方法。
マルチチャンバ処理システムは、
チャンバに接続され、チャンバの処理容積に１つ以上の処理ガスを供給するように構成された共有ガスパネルを備え、処理パラメータは処理容積の１つへの１つ以上の処理ガスの流量である請求項１４記載の方法。