JP2550787B2 - 半導体装置の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造装置に
係わり、ウェーハを搬送アームによって直接静電チャッ
クに吸着させてウェーハの搬送時間を短縮させるととも
に、発塵を防止することができる半導体装置の製造装置
に関する。

【０００２】近年、エレクトロニクスの発展は目ざまし
いものがあるが、その発展は斬新な半導体装置の製造技
術に負うところが大きい。ところで、シリコンウェーハ
から半導体素子に仕上げるまでの一連の工程、いわゆる
ウェーハプロセスと呼ばれる工程においては、幾つかの
工程が順次繰り返されているが、その工程間を行ったり
来たり、あるいは処理装置から出し入れするために、各
所でウェーハの搬送が行われている。

【０００３】そして、半導体素子の集積度が増大するに
つれて、微細なパターニングを行ったり、スパッタのよ
うな真空処理を行ったりする工程などにおいては、ウェ
ーハを如何に清浄な状態でウェーハを搬送するかが重要
な製造技術となっている。

【０００４】

【従来の技術】半導体装置のウェーハプロセスにおい
て、ウェーハを清浄な状態を維持したまゝ搬送する手段
として、ウェーハを裏返しにして保持しながら運ぶいわ
ゆるフェースダウン搬送がある。そして、このフェース
ダウン搬送されたウェーハは、例えばドライエッチング
を行うための真空装置の中に運び込まれて処理される。

【０００５】図３は従来のフェースダウン搬送の一例の
模式断面図、図４は従来のフェースダウン搬送の他の例
の模式断面図である。図において、１はチャンバ、２は
ウェーハ、３は搬送アーム、４はＲＦ電極、５は静電チ
ャック、６は対向電極、７はウェーハステージ、８はゲ
ートバルブである。

【０００６】こゝではレジスト処理されたウェーハを例
えばＡｒガスのＲＦ（高周波）プラズマによってイオン
ミーリングするドライエッチング装置を例示している。
図３において、搬送アーム３は、例えば先端に真空チャ
ックが設けられたハンドリングロボットで、例えばレジ
スト処理されたウェーハ２を保持してチャンバ１の中へ
搬入したり、処理済みのウェーハ２をチャンバ１の中か
ら搬出したりするものである。

【０００７】ウェーハステージ７は、ウェーハ２を載置
するトレー（皿）で、上下動するようになっており、こ
ゝでは対向電極６も兼ねた形態になっている。静電チャ
ック５は、図示してない電極に高電圧を印加して生じる
クーロン力を利用してウェーハ２を吸着するもので、大
気圧を利用した真空チャックが使えない真空処理装置内
などでよく用いられる。

【０００８】まず、図３（Ａ）において、搬送アーム３
がウェーハ２をチャンバ１の中に搬入してウェーハステ
ージ７の上に置いてから引き出されると、ウェーハステ
ージ７が上昇してウェーハ２を静電チャック５に吸着さ
せる。次いで、ゲート1aが閉じると、ウェーハステージ
７は所定の位置に降下して対向電極６となる。ウェーハ
ステージ７の上昇の前にゲート1aが閉じてもよい。こう
して、図３（Ｂ）に示した配置になる。次いで、チャン
バ１の中が所定の雰囲気に調整され、ＲＦ電極４と対向
電極６との間隙に高電圧が印加されて、フェースダウン
支持されたウェーハ２に対して、イオンミーリングなど
の真空処理が行われる。

【０００９】図４においては、チャンバ１はゲートバル
ブ８で上下に仕切られた２チャンバ形式になっている。
そして、このゲートバルブ８は、閉じると静電チャック
５を介してＲＦ電極４と対向して対向電極６も兼ねた構
成になっている。

【００１０】まず、図４（Ａ）において、搬送アーム３
がウェーハ２をウェーハステージ７の上に置いてチャン
バ１から引き出されると、ゲート1aが閉じてチャンバ１
の下側が排気される。次いで、ゲートバルブ８が開いて
上下のチャンバ１が一室になり、ウェーハステージ７が
上昇してウェーハ２を静電チャック５に吸着させる。次
いで、ウェーハステージ７が降下するとゲートバルブ８
が閉じて対向電極６となり、図４（Ｂ）に示した配置に
なる。次いで、ＲＦ電極４と対向電極６との間隙に高電
圧が印加されて、例えばドライエッチングなどが行われ
る。

【００１１】この図４に示した例では図３の例と異な
り、ゲートバルブ８で仕切られた上のチャンバ１を常に
真空ないしは処理雰囲気に保っておくことができ、ゲー
トバルブ８を兼ねた対向電極６が大気に曝されないよう
になっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のウ
ェーハのフェースダウン搬送が行われる真空処理装置に
おいては、ゲートの開閉、搬送アームによるウェーハの
搬入・搬出の動作に加えて、ウェーハステージ（対向電
極）の上下動とかゲートバルブ（対向電極）の開閉とい
ったいろいろな動作が行われる構成になっている。

【００１３】そのために、機構が複雑になって高価にな
るばかりでなく、ウェーハの搬送に時間が掛かり、しか
も塵埃の発生が避け難い構成になっていた。また、上で
述べた図３の例においては、ウェーハステージが対向電
極を兼ねているので、反応生成物が付着して汚れてしま
い、しかもウェーハが乗って上下動するのでウェーハに
塵埃が付着してしまうことが避けられなかった。

【００１４】そこで本発明は、ウェーハステージを無く
し、搬送アームによって直接ウェーハを静電チャックに
吸着させて、ウェーハの搬送時間を短縮させるととも
に、塵埃の発生を低減させることができてなる半導体装
置の製造装置を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上で述べた課題は、チャ
ンバと、該チャンバの中にゲートを通してウェーハをフ
ェースダウン搬送する搬送アームと、該チャンバの上部
に下向きに内設されたＲＦ電極と、該ＲＦ電極に近設さ
れた静電チャックを介して対向配設された対向電極を有
し、前記搬送アームは、先端部に緩衝部材を介してウェ
ーハを裏返しに支持するウェーハトレーを有するもので
あり、かつ上下動可能に配設されているものであるよう
に構成された半導体装置の製造装置によって解決され
る。

【００１６】

【作用】従来、ウェーハをチャンバ内にフェースダウン
搬送する際、ゲートの開閉、搬送アームの搬入・搬出動
作、ウェーハステージ兼対向電極の上下動またはゲート
バルブ兼対向電極の開閉といったいろいろな機構の複雑
な動きがあったのに対して、本発明においては、ゲート
の開閉と搬送アームの挿入・引き出し動作のみでウェー
ハのフェースダウン搬送ができるようにしている。

【００１７】すなわち、搬送アームの先端に緩衝部材を
介してウェーハトレーを設け、ウェーハトレーが上方に
弾付勢されるようにしている。このウェーハトレーの側
壁は傾斜させて、ウェーハの周縁部を支持してフェース
ダウン搬送できるようにしている。そして、ウェーハを
静電チャックに吸着させるために搬送アームが上昇し
て、ウェーハが静電チャックに当接する際、緩衝部材が
作用して静電チャックの表面にウェーハの全面が均一に
弾接するようにしている。

【００１８】こゝでチャンバの中で動く機構は、ゲート
の開閉を除けば搬送アームとゲードだけなので、ウェー
ハを吸着させるに要する搬送時間の短縮が図れる。しか
も、搬送アームの上下動は装置の外部で行われるので、
チャンバ内の発塵を低く抑えることができる。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の実施例を説明する模式断面
図、図２は図１の要部の拡大模式断面図である。図にお
いて、１はチャンバ、1aはゲート、２はウェーハ、３は
搬送アーム、3aは緩衝部材、3bはウェーハトレー、４は
ＲＦ電極、５は静電チャック、６は対向電極である。

【００２０】図１〜図２において、チャンバ１は、例え
ばドライエッチャとかレジストを剥離するアッシャなど
の真空処理室である。そして、側壁には気密可能に開閉
するゲート1aが設けられている。

【００２１】搬送アーム３は、チャンバ１の外に上下動
可能に支持されており、先端部には例えばコイルばねと
か板ばねなどからなる緩衝部材3aを介してウェーハトレ
ー3bが設けられている。このウェーハトレー3bは図２に
示したように、ウェーハ２がフェースダウンの状態で乗
せられるように内側壁が傾斜面になっている。そして、
ウェーハ２は周縁部だけで支持され、例えばレジスト処
理した表面が接触しないようになっている。ウェーハト
レー3bは緩衝部材3aによって上方に弾付勢されている。

【００２２】チャンバ１の上部には、下向きにＲＦ電極
４が設けられており、そのＲＦ電極４には静電チャック
５が近設されている。また、チャンバ１の下部には、静
電チャック５を介してＲＦ電極４と対向するように対向
電極６が設けられている。

【００２３】ウェーハ２を静電チャック５に吸着させる
に際しては、まず、図１（Ａ）に示したように、搬送ア
ーム３を作動して、ウェーハトレー3bを開いているゲー
ト1aからチャンバ１の中に挿入する。次いで、ウェーハ
トレー3bに乗せられたウェーハ２がＲＦ電極４に近設さ
れた静電チャック５の真下までくると、図１（Ｂ）に示
したように搬送アーム３を上昇させる。そして、ウェー
ハ２が静電チャック５に接触する際、緩衝部材3aが作用
して静電チャック５の表面にウェーハ２の全面が均一に
弾接するようになっており、静電チャック５に電圧を印
加すれば、ウェーハ２が安定に静電チャック５に吸着す
るようになっている。次いで、搬送アーム３を降下させ
てウェーハトレー3bをチャンバ１から引き出したあと、
ゲート1aを閉じれば、図１（Ｃ）に示したようにウェー
ハ２の表面が対向電極６に対面した構成になる。そし
て、チャンバ１の中を所定の雰囲気に調整すれば、例え
ばドライエッチングなどを行うことができる。

【００２４】このように、本発明においては、ゲート1a
の開閉以外にチャンバ１の内部で行われる動作は、搬送
アーム３によるウェーハ２の搬入動作とウェーハ２を静
電チャック５に吸着させる上昇・降下動作だけなので、
搬送時間を短縮することができる。しかも、搬送アーム
３の上下動する機構は、チャンバ１の外部に設けられて
いるので、チャンバ１内での塵埃の発生も低減すること
ができる。

【００２５】こゝでは、対向電極６がチャンバ１の下部
に設けられた１チャンバ形式について例示したが、対向
電極６を兼ねたゲートバルブによってチャンバ１が上下
に仕切られた２チャンバ形式に対しても適用することが
でき、また、適用する処理装置にも種々の変形が可能で
ある。

【００２６】

【発明の効果】従来のフェースダウン搬送においては、
チャンバ内でいろいろな機構が複雑な動作を行ってウェ
ーハを吸着させていたために、搬送時間が掛かり、発塵
も多かったのに対して、本発明においては、搬送アーム
の挿入・引き出し・上昇、下降の動作のみでウェーハの
吸着が完了するので、短時間にウェーハの搬送が可能と
なり、しかも塵埃の発生によるウェーハの汚染も低減す
ることができる。

【００２７】従って、半導体装置の製造工程の中で、ま
すますウェーハの形状が大きくなり、しかも汚れを嫌う
ようになっているウェーハプロセスの合理化に対して、
本発明は寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を説明する模式断面図であ
る。

【図２】 図１の要部の拡大模式断面図である。

【図３】 従来のフェースダウン搬送の一例の模式断面
図である。

【図４】 従来のフェースダウン搬送の他の例の模式断
面図である。

【符号の説明】

１ チャンバ 1a ゲート ２ ウェーハ ３ 搬送アーム 3a 緩衝部材 3b
ウェーハトレー ４ ＲＦ電極 ５ 静電チャック ６ 対向電極

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ(1) と、該チャンバ(1) にゲー
   ト(1a)を通してウェーハ(2) をフェースダウン搬送する
   搬送アーム(3) と、該チャンバ(1) の上部に下向きに内
   設されたＲＦ電極(4) と、該ＲＦ電極(4) に近設された
   静電チャック(5)を介して対向配設された対向電極(6)
   を有し、前記搬送アーム(3) は、先端部に緩衝部材(3a)
   を介して前記ウェーハ(2) を裏返しに支持するウェーハ
   トレー(3b)を有するものであり、かつ上下動可能に配設
   されているものであることを特徴とする半導体装置の製
   造装置。
2. 【請求項２】 前記搬送アーム(3) は、ウェーハトレー
   (3b)の内側壁が傾斜面をなして、前記ウェーハ(2) の周
   縁部を支持するものである請求項１記載の半導体装置の
   製造装置。