JP2713276B2 - 半導体装置の製造装置およびこれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造装置およびこれを用いた半導体装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
装置およびこれを用いた半導体装置の製造方法に関し、
半導体装置の製造装置は例えば真空処理装置等である。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造装置は、図１５
に示すように、減圧下で半導体ウエハ１００をステージ
７２の上に載置して所定の処理を行う処理室７３と、半
導体ウエハ１００を所定の位置に搬送する搬送装置７４
と、搬送装置７４を有し大気圧と所定の真空圧とを繰り
返すよう構成された搬送室７５と、半導体ウエハ１００
を装置外部から装置にローディングするロードロック室
７６と、搬送装置７４の先端に設けられ半導体ウエハ１
００を搬送する際に直接半導体ウエハ１００を保持する
保持部材７７と、処理室７３と搬送室７５を仕切るゲー
トバルブ７８と搬送室７５とロードロック室７６を仕切
るゲートバルブ７９と、ロードロック室６と装置外部と
を仕切るゲートバルブ８０とを有している。
【０００３】次に上記半導体装置の製造装置の動作、即
ち、上記製造装置を用いた半導体装置の製造方法につい
て説明する。
【０００４】まず、ゲートバルブ８０を開けて、半導体
ウエハ１００を大気圧のロードロック室７６にセットす
る。ゲートバルブ８０を閉じて、ゲートバルブ７９を開
けることにより、予めて所定の真空圧であった搬送室７
５は、ロードロック室７６と同圧になり大気圧に近くな
る。そこで搬送装置７４により、半導体ウエハ１００を
搬送室７５に運び、ゲートバルブ７９を閉じて所定の真
空圧に達するまでその状態を保持する。その後、ゲート
バルブ７８を開けて、半導体ウエハ１００を保持してい
る搬送装置７４により半導体ウエハ１００を処理室７３
内のステージ７２の上に載置する。保持部材７７が搬送
室７５内に戻ったらゲートバルブ７８を閉じて半導体ウ
エハ１００の所定の処理を行う。処理が終了したら逆の
順番で半導体ウエハ１００を処理室７３からロードロッ
ク室７６、さらには装置外部へ取り出す。
【０００５】次に、図１６および図１７を参照して、処
理室７３の詳細と、処理室７３での半導体ウエハ１００
の受け渡し手順について、半導体装置の製造装置が平行
平板型枚葉式ドライエッチング装置である場合を例に挙
げて説明する。処理室７３は、図１６に示すように、プ
ラズマを作成するための上部電極８１、下部電極８２
と、半導体ウエハ１００をエッチングする際に載置する
ステージ７２と、上部電極８１の下面で半導体ウエハ１
００の外周近傍に位置し、半導体ウエハ１００のエッチ
ング均一性を向上させるためのリング状の補正リング８
３と、半導体ウエハ１００をステージ７２上に載置した
り、ステージ７２上から取り除く際に、半導体ウエハ１
００をステージ７２の表面から所定の高さで保持できる
ように設けられた上下動可能なリフトピン８４を有して
いる。このような構成は、例えば、特開昭６２−１２８
１２２号公報にて開示されている。
【０００６】保持部材７７は、図１７に示すように、保
持部材７７上に載せた半導体ウエハ１００がずれないよ
うに保持ガイド７７１が設けられている。
【０００７】半導体ウエハ１００をステージ７２上に載
置する際は、リフトピン８４を上死点まで上昇させた状
態で、半導体ウエハ１００を保持ガイド７７１内に保持
した保持部材７７をステージ７２の真上まで移動させ
る。次に、保持部材７７を半導体ウエハ１００がリフト
ピン８４上に保持され、さらに保持部材７７の表面が半
導体ウエハ１００の裏面より低くなるまで下降させる。
その後、保持部材７７をステージ７２の真上から搬送室
７５に移動させて、リフトピン８４を下死点まで下降さ
せることにより、半導体ウエハ１００をステージ７２の
上に載置させるものである。保持部材７７とリフトピン
８４とは、干渉しないように配置されている。尚、ステ
ージ７２上の半導体ウエハ１００を取り除くときは、載
置したときの逆の手順で行う。
【０００８】以上説明した例とは別の従来例として、半
導体装置の製造装置が気相成長装置である場合は、半導
体ウエハを保持する保持板と、半導体ウエハ周辺の部分
を覆い取りはずし可能な保持板とに分割できる構造から
成っている。これは、例えば、特開平２−１３０８１９
号公報にて開示されている。
【０００９】半導体ウエハ上に所定の気相成長処理を行
う際、保持板上に半導体ウエハを載置して処理を行う。
このときに半導体ウエハ上のみならず、半導体ウエハ周
辺の部分を覆い取りはずし可能な保持板上にも気相成長
される。その保持板上の反応性成膜がパーティクルとな
り半導体ウエハに付着して半導体装置の製造装置の歩留
り低下を招くため、定期的に半導体ウエハ周辺の部分を
覆い取りはずし可能な保持板を交換するものである。
【００１０】以上説明した種の従来の半導体装置の製造
装置、およびこれを用いた半導体装置の製造方法では、
処理室内の半導体ウエハの周辺に設けられたリング状部
品（例えば、平行平板型枚葉式ドライエッチング装置の
場合には補正リングであり、気相成長装置の場合には保
持板）に、反応生成物が付着したり、エッチングされた
りするため、真空圧に保持されている処理室を大気圧に
してリング状部品の清掃または交換を行う必要がある。
【００１１】平行平板型枚葉式ドライエッチング装置の
場合は、リング状部品である補正リングが、プラズマ雰
囲気中にさらされているため、エッチングされる場合が
多く、形状がそこなわれる。このため、プラズマ分布を
適正に補正していた補正リングがある時間使用すると補
正できなくなり半導体ウエハのエッチング均一性が悪化
し、半導体装置の製造装置の歩留り低下を招く。これを
未然に防ぐために、ある時間使用した補正リングは新品
に交換する必要がある。
【００１２】また、所要のプロセス性能を得るために補
正リングの表面温度が他の部分より低く、デポジション
が発生しやすいガス（例えばＣＨＦ3 ）を用いたプラズ
マ雰囲気では、補正リング表面にデポジションが生成す
る。このデポジションを低減する手法もあるが完全に無
くすことは不可能である。この結果、厚くなったデポジ
ションが補正リングから剥れて半導体ウエハ表面に付着
し、半導体装置の製造装置の歩留りを低下させる場合も
ある。この場合も、ある時間使用した補正リングは、交
換、またはデポジションを取り除く処置が必要となる。
【００１３】また、気相成長装置やスパッタ装置の場合
についても、デポジションは、半導体ウエハのみに生成
するわけではなく、半導体ウエハ近傍に位置する保持板
上にも生成し、この肉厚が厚くなることにより半導体ウ
エハ外周部の成膜が半導体ウエハ中心部の膜厚より薄く
なり成膜均一性が悪化したり、保持板上の成膜がパーテ
ィクルとなり半導体ウエハ表面に付着する。その結果、
半導体装置の製造装置の歩留り低下を招くため、定期的
に保持板上のデポジションを取り除くまたは保持板を交
換する必要がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】これら部品交換または
清掃のために、所定の真空圧に保持されている処理室を
大気圧にし、部品交換または清掃を行った後に、再度所
定の真空圧に戻す必要があり、半導体装置の製造装置の
稼働率を低下させている。
【００１５】本発明の課題は、稼働率に優れた半導体装
置の製造装置を提供することである。
【００１６】本発明の他の課題は、上記製造装置を用い
た半導体装置の製造方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、減圧下
で半導体ウエハを１枚ずつ処理する処理室と、前記処理
室に並設された搬送室と、前記搬送室に並設されたロー
ドロック室と、前記搬送室内に位置し、半導体ウエハを
処理室とロードロック室との間を搬送する搬送装置と、
前記処理室内の所定の位置に載置された半導体ウエハを
持ち上げる半導体ウエハリフトアップ機構と、前記処理
室内の所定の位置に載置された半導体ウエハの周辺に設
けられたリング状部品とを有する半導体装置の製造装置
において、前記リング状部品を持ち上げるリング状部品
リフトアップ機構と、前記搬送装置の端部に設けられ、
半導体ウエハおよび前記リング状部品のいずれか一方ま
たは両方を保持可能な保持部材とを有し、前記リング状
部品リフトアップ機構によって前記リング状部品を持ち
上げ、前記保持部材に前記リング状部品を載置して前記
ロードロック室へさらには半導体装置の製造装置外部へ
取り出すことを特徴とする半導体装置の製造装置が得ら
れる。
【００１８】前記半導体装置の製造装置は、平行平板型
枚葉式ドライエッチング装置であり、前記リング状部品
は、エッチング均一性を補正するための補正リングであ
ってもよい。あるいは、前記半導体装置の製造装置は、
スパッタ装置または気相成長装置であり、前記リング状
部品は、前記処理室内の所定の位置に載置された半導体
ウエハを固定するためのクランプリングの上面部を覆う
ように設けられたクランプリングカバーであってもよ
い。
【００１９】本発明によればまた、前記ロードロック室
が大気圧のときに該ロードロック室内に外部からの前記
リング状部品を載置する工程と、前記保持部材に前記リ
ング状部品を載置して前記搬送室内まで搬送する工程
と、前記搬送室が所定の真空圧に達するまで待機する工
程と、前記処理室の所定の位置まで搬送して載置する工
程とを有することを特徴とする前記半導体装置の製造装
置を用いた半導体装置の製造方法が得られる。
【００２０】
【作用】リング状部材をリフトアップして半導体ウエハ
を保持する保持部材を、リング状部品をも保持できるよ
う構成したことにより、真空圧の処理室内のリング状部
品を交換する際に、処理室を大気圧にすることなく、半
導体装置の製造装置外部から出し入れできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態による半導体装置の製造装置およびこれを用
いた半導体装置の製造方法を説明する。
【００２２】［実施の形態１］実施の形態１による半導
体装置の製造装置としての平行平板型枚葉式ドライエッ
チング装置の全体的な構造は、図１５に示した従来例と
同様である。図１５を参照して、本装置は、ステージ１
２と、処理室１３と、搬送装置１４と、搬送室１５と、
ロードロック室１６と、ゲートバルブ１８〜２０とを有
している。また、本装置は、保持部材１７を有してい
る。
【００２３】図１は図１５中の処理室１３の断面図であ
り、図２は図１中の保持部材１７の斜視図である。
【００２４】図１、図２、および図１５を参照して、処
理室１３は、半導体ウエハ１００をステージ１２上に載
置して所定のドライエッチング処理するものである。上
部電極２１および下部電極２２は、所定のプラズマを両
電極間に発生させるものである。補正リング２３は、両
電極間で発生したプラズマ分布を半導体ウエハ１００の
エッチング均一性が向上するように制御するものであ
る。半導体ウエハ用リフトピン２６は、半導体ウエハ１
００をステージ１２上のエッチング位置から保持部材１
７による搬送位置まで上昇・下降するものである。補正
リング用リフトピン２７は、先端に補正リング２３を保
持しながらステージ１２上のエッチング位置から保持部
材１７による搬送位置まで上昇・下降するものである。
【００２５】保持部材１７は、室間移動する際には水平
移動し、半導体ウエハ１００のみを保持する際には半導
体ウエハ１００が位置ずれしないように設けられた半導
体ウエハ保持用ガイド１７１と、半導体ウエハ１００と
補正リング２３を同時または補正リング２３のみを保持
する際に位置ずれしないように設けられた補正リング保
持用ガイド１７２とを備えている。また、処理室１３内
に位置する時には、保持部材１７の上面が半導体ウエハ
用リフトピン２６と補正リング用リフトピン２７の搬送
位置（上死点）のいずれか低い方の高さより低い位置か
ら、保持部材１７に保持された半導体ウエハ１００また
は補正リング２３の下面が半導体ウエハ用リフトピン２
６と補正リング用リフトピン２７の搬送位置（上死点）
のいずれか高い方の高さより高い位置まで上昇・下降す
るものである。
【００２６】次に、本発明による半導体装置の製造方法
に含まれる補正リング２３のセット工程について、図
１、図２、および図１５に図３および図４のフロー図を
併せ参照して説明する。
【００２７】まず、製造装置全体での補正リング２３の
セット方法は、図３に示すように、ゲートバルブ２０を
開け（ステップＳ１００）、装着する補正リング２３を
ロードロック室１６内にセットする（ステップＳ１０
１）。ステップＳ１０１が完了したら、ゲートバルブ２
０を閉じ（ステップＳ１０２）、ゲートバルブ１９を開
ける（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３が完了し
たら、保持部材１７をロードロック室１６に移動させて
補正リング２３をハンドリングさせ（ステップＳ１０
４）、保持部材１７を搬送室１５に水平移動させる（ス
テップＳ１０５）。次に、ゲートバルブ１９を閉じ（ス
テップＳ１０６）、搬送室１５を所定の真空圧にする
（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７が完了したら
ゲートバルブ１８を開け（ステップＳ１０８）、保持部
材１７を処理室１３に移動させて補正リング２３を所定
の位置にセットする（ステップＳ１０９）。次に、保持
部材１７のみを搬送室５に移動させ（ステップＳ１１
０）、ゲートバルブ１８を閉じ（ステップＳ１１１）、
補正リング２３のセットが完了する。
【００２８】次に、ステップＳ１０９からステップＳ１
１１までの詳細フローについて、図４を用いて説明す
る。
【００２９】まず、保持部材１７を処理室１３に移動し
（ステップＳ１１２）、補正リング用リフトピン２７を
補正リング受け渡し位置（上死点）まで上昇させる（ス
テップＳ１１３）。次に、保持部材１７の上面が補正リ
ング用リフトピン２７の上端より低い位置まで保持部材
１７を下降させ、保持部材１７が保持していた補正リン
グ２３を補正リング用リフトピン２７へ受け渡す（ステ
ップＳ１１４）。保持部材１７から補正リング２３が無
くなった状態で保持部材１７を搬送室１５に移動させる
（ステップＳ１１０）。ゲートバルブ１８を閉めて（ス
テップＳ１１１）、補正リング用リフトピン２７をピン
の先端がステージ１２の表面から突出しない位置（下死
点）まで下降させることにより、補正リング用リフトピ
ン２７の先端に保持されていた補正リング２３が所定の
位置に装着される（ステップＳ１１５）。このときステ
ップＳ１１２とステップＳ１１３の順番は逆でも構わな
い。また、ステップＳ１１１とステップＳ１１５の順番
についても、処理室１３の真空圧を保つためにゲートバ
ルブ１８が開となる時間を最短にする方が好ましいこと
から図４に示すフローが好ましいが、逆でも構わない。
【００３０】次に、本発明による半導体装置の製造方法
に含まれる補正リング２３の取り出し工程について、図
５および図６のフロー図を用いて説明する。
【００３１】まず、製造装置全体での補正リング２３の
取り出し方法は、図５に示すように、ゲートバルブ１８
を開け（ステップＳ１１６）、保持部材１７を処理室１
３に移動させ、補正リング２３をハンドリングする（ス
テップＳ１１７）。
【００３２】保持部材１７上に補正リング２３を保持し
た状態で保持部材１７を搬送室１５に移動させる（ステ
ップＳ１１８）。ゲートバルブ１８を閉め（ステップＳ
１１９）、ゲートバルブ１９を開け（ステップＳ１２
０）、保持部材１７をロードロック室１６に移動させ補
正リング２３をロードロック室にセットする（ステップ
Ｓ１２１）。保持部材１７上に補正リング２３が無くな
った状態で保持部材１７を搬送室１５に移動させる（ス
テップＳ１２２）。ゲートバルブ１９を閉め（ステップ
Ｓ１２３）、ゲートバルブ２０を開け（ステップＳ１２
４）、補正リング２３をロードロック室１６から取り出
す（ステップＳ１２５）。
【００３３】次に、ステップＳ１１６からステップＳ１
１８までの詳細フローについて、図６のフロー図を用い
て説明する。
【００３４】まず、ゲートバルブ１８を開け（ステップ
Ｓ１１６）、補正リング用リフトピン２７を補正リング
受け渡し位置（上死点）まで上昇させることにより、補
正リング２３も補正リング受け渡し位置までリフトアッ
プする（ステップＳ１２６）。
【００３５】保持部材１７の上面が補正リング受け渡し
位置（上死点）まで上昇している補正リング用リフトピ
ン２７の上端より低い高さで保持部材１７を処理室１３
に水平移動させる（ステップＳ１２７）。保持部材１７
が補正リング２３を保持して補正リング２３が補正リン
グ用リフトピン２７から浮上するまで保持部材１７を上
昇させることにより、保持部材１７が補正リング２３を
保持する（ステップＳ１２８）。保持部材１７上に補正
リング２３を保持した状態で保持部材１７を搬送室１５
に移動することにより、補正リング２３を処理室１３か
ら取り出すことができる（ステップＳ１１８）。
【００３６】このとき、ステップＳ１１６とステップＳ
１２６の順番は、処理室１３の真空圧を保つ点から、ゲ
ートバルブ１８が開となる時間を最短にする方が好まし
いため、逆の方が好ましい。
【００３７】また、本実施の形態では、補正リング用リ
フトピン２７上での補正リング２３の受け渡し時に保持
部材１７を上昇・下降動作させる場合について説明した
が、搬送装置１４が保持部材１７を水平移動しかできな
い構造とし、補正リング２３受け渡し時には補正リング
用リフトピン２７を上昇・下降動作させてもよい。この
場合は、補正リング用リフトピン２７のストロークが長
くなるものの搬送装置１４の構造が簡素化できることか
ら、製造装置全体が安価になるというメリットがある。
【００３８】本実施の形態において、半導体ウエハ１０
０を搬送するフローについては、図３から図６のフロー
図において、補正リング２３を半導体ウエハ１００に置
き換えると共に、補正リング用リフトピン２７を半導体
ウエハ用リフトピン２６に置き換えればよく、説明は省
略する。また、本実施の形態において、半導体ウエハ１
００と補正リング２３とを同時に処理室１３にセットし
たり、取り出すフローについても、図３から図６のフロ
ー図および説明において、補正リング２３を半導体ウエ
ハ１００を載置した補正リング２３に置き換えればよ
い。
【００３９】さて、半導体ウエハ１００の所定のエッチ
ング性能を得るために選択された材質・形状である補正
リング２３は、プラズマによりエッチングされること
や、反応生成物が付着することがある。前者の場合は、
導体から成る補正リング２３を選定したときなどに発生
しやすく、プラズマにさらされる時間に依存して補正リ
ング２３の形状が損なわれる。この結果、本来の目的で
ある均一なエッチング性能が得られなくなるため、定期
的に補正リング２３を交換する必要がある。また、後者
の場合は、補正リング２３の表面温度が他の部分の温度
より低い、デポジションが発生しやすいエッチングガス
（例えばＣＨＦ3 ）を用いているとき等に発生しやすく
処理時間に依存して補正リング２３上の反応生成物が増
加する。この結果、補正リング２３上の反応生成物の高
さがステージ１２の表面より高くなり、半導体ウエハ１
００の搬送ができなくなってしまうため、補正リング２
３を定期的に交換するか、または反応生成物を除去する
必要がある（反応生成物の成長速度を抑える手段はある
が、なくす手段は存在しないことから補正リング交換の
必然性がある）。
【００４０】両者いずれの場合であっても、本実施の形
態によれば、所定の真空圧に保たれている処理室１３の
圧力を大気圧にすることなく、交換または清掃したい補
正リング２３を半導体ウエハ１００を保持して搬送する
ための保持部材１７により、装置外部へ取り出し、新品
または反応生成物を取り除いた補正リング２３を所定の
位置にセットできる。また、同一処理室で複数のエッチ
ング処理を行う場合には、各エッチングに適した補正リ
ングを半導体ウエハと一緒に搬送して最適なエッチング
処理を行うことも可能である。
【００４１】［実施の形態２］次に、実施の形態２によ
る半導体装置の製造装置およびこれを用いた半導体装置
の製造方法を説明する。実施の形態２では、製造装置と
して、スパッタ装置を例にあげる。
【００４２】半導体装置の製造装置としての平行平板型
枚葉式ドライエッチング装置の全体的な構造も、図１５
に示した実施の形態１と同様の構造である。図１５を参
照して、本装置は、ステージ３２と、処理室３３と、搬
送装置３４と、搬送室３５と、ロードロック室３６と、
ゲートバルブ３８〜４０とを有している。また、本装置
は、保持部材３７を有している。
【００４３】図７は、図１５中の処理室３３の断面図で
ある。図７において、上部電極（ターゲット）４１と、
下部電極４２は処理室３３内で半導体ウエハ１００をス
テージ３２上に載置して所定の処理を行うためのもので
あり、クランプリング５４は、ステージ３２上の半導体
ウエハ１００を温度制御されているステージ３２に固定
し、半導体ウエハ１００の温度を一定にすると共に位置
ずれを防ぐためのものである。クランプリング上下動機
構５５は、ステージ３２上の半導体ウエハ１００を固定
する特にはクランプリング５４と半導体ウエハ１００が
接触し、所定の接触圧が保たれる位置（下死点）までク
ランプリング５４を下降させ、ステージ３２上の半導体
ウエハ１００をステージ３２上から取り除く時は、半導
体ウエハ用リフトピン４６を上死点まで上昇させた時に
クランプリング５４と半導体ウエハ１００の表面が接触
しなくなる位置（上死点）まで上昇させるものである。
【００４４】半導体ウエハ用リフトピン４６は、半導体
ウエハ１００の所定の処理を行う際には、半導体ウエハ
用リフトピン４６の先端がステージ３２の表面から突出
しない位置（下死点）まで下降し、ステージ３２上の半
導体ウエハ１００を保持部材３７により取り出す際に
は、半導体ウエハ用リフトピン４６の先端が、保持部材
３７がステージ３２上に水平移動しながら進入してくる
時の保持部材３７の上端面より高い位置（上死点）まで
上昇するものである。クランプリングカバー５７は、ク
ランプリング５４の上面部を覆い、クランプリング５４
の上部から自重のみで載置されているものである。クラ
ンプリングカバー用リフトピン４７は、クランプリング
５４を貫通してクランプリングカバー５７のみを上下動
させるものであり、クランプリングカバー用リフトピン
４７の先端がクランプリング上下動機構５５が下死点に
ある時のクランプリング５４上に載置されているクラン
プリングカバー５７の位置が変わらない位置（下死点）
まで下降でき、クランプリングカバー５７を処理室３３
から取り出す際には、クランプリングカバー用リフトピ
ン４７の先端が、クランプリング５４の内周底面が処理
室３３のステージ３２上に水平移動しながら進入してく
る時の保持部材３７の上端面より高い位置（上死点）ま
で上昇できるものである。
【００４５】次に保持部材３７の形状について、図８を
用いて説明する。図８において、保持部材３７の形状
は、半導体ウエハ１００を保持するための半導体ウエハ
保持用ガイド３７１と、クランプリングカバー５７を保
持するためのクランプリングカバー保持用ガイド３７２
とを有している。保持部材３７が半導体ウエハ１００ま
たはクランプリングカバー５７を各々保持した状態を、
図９（ａ）、（ｂ）の断面図に示す。
【００４６】次に、本発明による半導体装置の製造方法
に含まれるクランプリングカバーの脱着工程について、
図７〜図９および図１５に図１０〜図１３のフロー図を
併せ参照して説明する。
【００４７】スパッタ装置にクランプリングカバー５７
をセットする全体フローは、図１０に示すように、ゲー
トバルブ４０を開け（ステップＳ１２９）、クランプリ
ングカバー５７をロードロック室３６内にセットする
（ステップＳ１３０）。次にゲートバルブ４０を閉じ
（ステップＳ１３１）、ゲートバルブ３９を開け（ステ
ップＳ１３２）、保持部材３７をロードロック室３６に
移動させて、保持部材３７がクランプリングカバー５７
を保持する（ステップＳ１３３）。次に、クランプリン
グカバー５７を保持している保持部材３７を搬送室３５
に移動させ（ステップＳ１３４）、ゲートバルブ３９を
閉じる（ステップＳ１３５）。そして搬送室３５の圧力
を所定の真空圧にして（ステップＳ１３６）、ゲートバ
ルブ３８を開け（ステップＳ１３７）、クランプリング
カバー５７を保持している保持部材３７を処理室３３に
移動させ（ステップＳ１３８）、クランプリングカバー
５７をクランプリング５４上にセットする（ステップＳ
１３９）。そして、保持部材３７を処理室５に移動させ
（ステップＳ１４０）、ゲートバルブ３８を閉じてクラ
ンプリングカバー５７のセットが完了する（ステップＳ
１４１）。
【００４８】次に、ステップＳ１３８からステップＳ１
４１までの詳細フローについて、図１１を用いて説明す
る。クランプリングカバー５７を保持した保持部材３７
を処理室３３に移動した（ステップＳ１３８）後に、ク
ランプリングカバー用リフトピン４７を上死点まで上昇
させることにより、クランプリングカバー５７を保持部
材３７のクランプリングカバー保持用ガイド３７２内か
らクランプリングカバー用リフトピン４７に受け渡す
（ステップＳ１４２）。保持部材３７上にクランプリン
グカバー５７が無くなった保持部材３７を搬送室３５に
移動させ（ステップＳ１４０）、ゲートバルブ３８を開
ける（ステップＳ１４１）。そしてクランプリングカバ
ー用リフトピン４７の先端にクランプリングカバー５７
を保持したクランプリングカバー用リフトピン４７を下
死点まで下降させることにより、クランプリングカバー
５７をクランプリング５４上の所定の位置にセットされ
る（ステップＳ１４３）。ここでステップＳ１４１とス
テップＳ１４３が逆の順番でも構わない。
【００４９】次に、クランプリング５４上の所定の位置
にあるクランプリングカバー５７をスパッタ装置から取
り出す工程について、図１２を用いて説明する。
【００５０】まず、ゲートバルブ３８を開け（ステップ
Ｓ１４４）、保持部材３７を処理室３３に移動させ（ス
テップＳ１４５）、保持部材３７がクランプリングカバ
ー５７を保持する（ステップＳ１４６）。クランプリン
グカバー５７を保持している保持部材３７を搬送室３５
に移動させ（ステップＳ１４７）、ゲートバルブ３８を
閉じる（ステップＳ１４８）。そしてゲートバルブ３９
を開け（ステップＳ１４９）、クランプリングカバー５
７を保持している保持部材３７をロードロック室に移動
させ（ステップＳ１５０）、クランプリングカバー５７
をロードロック室３６にセットする（ステップＳ１５
１）。そして、保持部材３７上にクランプリングカバー
５７が無くなった保持部材３７を搬送室３５に移動させ
（ステップＳ１５２）、ゲートバルブ３９を閉じる（ス
テップＳ１５３）。そして、ゲートバルブ４０を開け
（ステップＳ１５４）、クランプリングカバー５７をロ
ードロック室３６から取り出すことができる（ステップ
Ｓ１５５）。
【００５１】次に、ステップＳ１４４からステップＳ１
４７の詳細フローについて、図１３を用いて説明する。
ゲートバルブ３８を開け（ステップＳ１４４）た後に、
クランプリングカバー用リフトピン４７を上死点まで上
昇させることにより、クランプリング５４上のクランプ
リングカバー５７は、クランプリングカバー用リフトピ
ン４７の先端で支えられた状態でクランプリング５４上
から持ち上げられる（ステップＳ１５６）。そして保持
部材３７を処理室３３に移動させ（ステップＳ１４
５）、クランプリングカバー用リフトピン４７を下死点
まで下降させることにより、クランプリングカバー５７
はクランプリングカバー用リフトピン４７の先端から、
保持部材３７のクランプリングカバー保持用ガイド３７
２内に受け渡される（ステップＳ１５７）。そして、ク
ランプリングカバー５７を保持した保持部材３７を搬送
室３５に移動させることにより、クランプリング５４上
の所定の位置にあったクランプリングカバー５７を処理
室３３から取り出すことができる（ステップＳ１４
７）。ここで、ステップＳ１４４とステップＳ１５６は
逆の順番でも構わない。また、本実施例では、クランプ
リング５４上でのクランプリングカバー５７の受け渡し
時において、保持部材３７を動かさずにクランプリング
カバー用リフトピン４７を上下動させた例を挙げたが、
逆にクランプリングカバー用リフトピン４７を動かさず
に保持部材３７を上下動させてクランプリングカバー５
７の受け渡しを行ってもよい。
【００５２】半導体ウエハ１００のスパッタ装置での全
体処理フローについては、図１０と図１２の説明におい
て、クランプリングカバー５７を半導体ウエハ１００に
置き換えれば同じであるので省略し、処理室３３内での
詳細フローについてのみ図１４を用いて説明する。
【００５３】まず、クランプリング上下動機構５５を上
死点まで上昇させ（ステップＳ１５８）、半導体ウエハ
１００を半導体ウエハ保持用ガイド３７１内に保持した
保持部材３７を処理室３３に移動させる（ステップＳ１
５９）。半導体ウエハ用リフトピン４６を上死点まで上
昇させることにより、半導体ウエハ１００を保持部材３
７の半導体ウエハ保持用ガイド３７１内から半導体ウエ
ハ用リフトピン４６の先端に受け渡す（ステップＳ１６
０）。保持部材３７上から半導体ウエハ１００が無くな
った保持部材３７を搬送室３５に移動させ（ステップＳ
１６１）、ゲートバルブ３８を閉じる（ステップＳ１６
２）。
【００５４】半導体ウエハ用リフトピン４６を下死点ま
で下降させることにより、半導体ウエハ用リフトピン４
６の先端に支えられていた半導体ウエハ１００は、ステ
ージ３２上にセットされる（ステップＳ１６３）。次
に、クランプリング上下動機構５５を下死点まで下降さ
せて半導体ウエハ１００をステージ３２に固定する（ス
テップＳ１６４）。そこで所定の処理を実行し（ステッ
プＳ１６５）、処理終了後クランプリング上下動機構５
５を上死点まで上昇させ、半導体ウエハ１００が自重の
みでステージ３２上に載っている状態にする（ステップ
Ｓ１６６）。次に、半導体ウエハ用リフトピン４６を上
死点まで上昇させ、半導体ウエハ１００を半導体ウエハ
用リフトピン４６の先端で支え、ステージ３２上からリ
フトアップさせる（ステップＳ１６７）。そして、ゲー
トバルブ３８を開け（ステップＳ１６８）、保持部材３
７を処理室３３に移動させる（ステップＳ１６９）。
【００５５】次に、半導体ウエハ用リフトピン４６を下
死点まで下降させ、半導体ウエハ１００を半導体ウエハ
用リフトピン４６の先端から保持部材３７の半導体ウエ
ハ保持用ガイド３７１内へ受け渡す（ステップＳ１７
０）。そして半導体ウエハ１００を保持した保持部材３
７を搬送室３５へ移動させ（ステップＳ１７１）、ゲー
トバルブ３８を閉じ（ステップＳ１７２）、クランプリ
ング上下動機構５５を下死点まで下降させ（ステップＳ
１７３）、一連の処理室３３内での動作が終了する。
【００５６】尚、以上説明した実施の形態２では、スパ
ッタ装置を例にあげたが、平行平板型枚葉式ドライエッ
チング装置であっても、基本的に同様の構成であり、実
施の形態２は平行平板型枚葉式ドライエッチング装置に
も適用可能である。
【００５７】さて、実施の形態２のごとく、成膜処理を
行うスパッタ装置等では、成膜は半導体ウエハの表面の
みならず、クランプリングカバー上にも生成する。処理
時間と共に厚膜化した成膜は、剥れて半導体ウエハ表面
に付着したり、半導体ウエハの外周部の成膜の障壁とな
り膜厚が薄くなるため、クランプリングカバーを定期点
に交換する必要がある。また、ドライエッチング装置で
も、クランプリングカバー上に反応生成物が付着する場
合には、同様に定期交換が必要となる。これらに対し、
本実施の形態では、クランプリングカバー交換時に、所
定の真空圧である処理室を大気圧にすることなくクラン
プリングカバー交換作業ができる。
【００５８】
【発明の効果】本発明による半導体装置の製造装置は、
リング状部品を持ち上げるリング状部品リフトアップ機
構と、搬送装置の端部に設けられ、半導体ウエハおよび
リング状部品のいずれか一方または両方を保持可能な保
持部材とを有し、リング状部品リフトアップ機構によっ
てリング状部品を持ち上げ、搬送装置の保持部材にリン
グ状部品を載置してロードロック室へさらには半導体装
置の製造装置外部へ取り出す構成であり、半導体ウエハ
を保持して搬送する保持部材によって半導体ウエハ周辺
の定期交換を要するリング状部品の保持および搬送を兼
ねているため、従来、リング状部品を交換する際に所定
の真空圧に保たれている処理室を大気圧にして大気開放
し、リング状部品を交換した後に再び所定の真空圧にす
るという半導体装置の製造方法に関する工程が必要であ
ったものが不要になる。即ち、本発明による半導体装置
の製造装置は、稼働率に優れている。
【００５９】詳しくは、本発明による半導体装置の製造
装置を用いた半導体装置の製造方法では、以下の効果を
奏する。
【００６０】リング状部品交換作業に関して、実際上、
平行平板型枚葉式ドライエッチング装置においては、補
正リングの交換清掃頻度が多いもので２日毎に実施して
いるが、従来この作業に半日要していたのに対し、本発
明によれば、交換作業は１分程度にまで短縮できる。ま
た、スパッタ装置等の成膜装置に関しても、実際上、ク
ランプリングの交換頻度が３日毎であるが、従来は作業
に半日要していたのに対し、本発明によれば、交換作業
は１分程度にまで短縮できる。
【００６１】したがって、リング状部品交換作業が装置
の実稼働を低下させる最大の要因であったものを、本特
許によれば解消できることから、装置の実稼働が向上す
る。
【００６２】さらに、平行平板型枚葉式ドライエッチン
グ装置においては、従来は固定であった補正リングを半
導体ウエハ毎に任意に変えることができるため、エッチ
ングプロセスに適した補正リングを用いて半導体ウエハ
のエッチング処理が容易にできる。よって、半導体装置
の歩留りや信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１５に示す半導体装置の製造装置における処
理室の詳細を示す図である。
【図２】図１に示す処理室における保持部材を示す図で
ある。
【図３】本発明の実施の形態１による半導体装置の製造
方法における補正リングのセット工程を説明するための
フロー図である。
【図４】図３に示す補正リングのセット工程をさらに詳
細に説明するためのフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態１による半導体装置の製造
方法における補正リングの取り出し工程を説明するため
のフロー図である。
【図６】図５に示す補正リングの取り出し工程をさらに
詳細に説明するためのフロー図である。
【図７】図１５に示す半導体装置の製造装置における処
理室の詳細を示す図である。
【図８】図７に示す処理室における保持部材を示す図で
ある。
【図９】（ａ）および（ｂ）共に、図８に示す保持部材
の使用状態を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２による半導体装置の製
造方法におけるクランプリングカバーのセット工程を説
明するためのフロー図である。
【図１１】図１０に示すクランプリングカバーのセット
工程をさらに詳細に説明するためのフロー図である。
【図１２】本発明の実施の形態２による半導体装置の製
造方法におけるクランプリングカバーの取り出し工程を
説明するためのフロー図である。
【図１３】図１２に示すクランプリングカバーの取り出
し工程をさらに詳細に説明するためのフロー図である。
【図１４】本発明の実施の形態２による半導体装置の製
造方法における半導体ウエハの処理工程を説明するため
のフロー図である。
【図１５】従来例あるいは本発明の実施の形態１または
２による半導体装置の製造装置を示す図である。
【図１６】図１５に示す半導体装置の製造装置における
処理室の詳細を示す図である。
【図１７】図１６に示す処理室における保持部材を示す
図である。
【符号の説明】
１００ 半導体ウエハ １２、３２、７２ ステージ １３、３３、７３ 処理室 １４、３４、７４ 搬送装置 １５、３５、７５ 搬送室 １６、３６、７６ ロードロック室 １７、３７、７７ 保持部材 １８〜２０、３８〜４０、７８〜８０ ゲートバルブ ２１、４１、８１ 上部電極 ２２、４２、８２ 下部電極 ２３、８３ 補正リング ２６、４６ 半導体ウエハ用リフトピン ２７ 補正リング用リフトピン ４７ クランプリングカバー用リフトピン ５４ クランプリング ５５ クランプリング上下動機構 ５７ クランプリングカバー １７１、３７１、７７１ 半導体ウエハ保持用ガイド １７２ 補正リング保持用ガイド ３７２ クランプリングカバー保持用ガイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 21/3065 21/302 Ｃ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 減圧下で半導体ウエハを１枚ずつ処理す
    る処理室と、前記処理室に並設された搬送室と、前記搬
    送室に並設されたロードロック室と、前記搬送室内に位
    置し、半導体ウエハを処理室とロードロック室との間を
    搬送する搬送装置と、前記処理室内の所定の位置に載置
    された半導体ウエハを持ち上げる半導体ウエハリフトア
    ップ機構と、前記処理室内の所定の位置に載置された半
    導体ウエハの周辺に設けられたリング状部品とを有する
    半導体装置の製造装置において、前記リング状部品を持
    ち上げるリング状部品リフトアップ機構と、前記搬送装
    置の端部に設けられ、半導体ウエハおよび前記リング状
    部品のいずれか一方または両方を保持可能な保持部材と
    を有し、前記リング状部品リフトアップ機構によって前
    記リング状部品を持ち上げ、前記保持部材に前記リング
    状部品を載置して前記ロードロック室へさらには半導体
    装置の製造装置外部へ取り出すことを特徴とする半導体
    装置の製造装置。
  2. 【請求項２】 前記半導体装置の製造装置は、平行平板
    型枚葉式ドライエッチング装置であり、前記リング状部
    品は、エッチング均一性を補正するための補正リングで
    あることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造
    装置。
  3. 【請求項３】 前記半導体装置の製造装置は、スパッタ
    装置または気相成長装置であり、前記リング状部品は、
    前記処理室内の所定の位置に載置された半導体ウエハを
    固定するためのクランプリングの上面部を覆うように設
    けられたクランプリングカバーであることを特徴とする
    請求項１記載の半導体装置の製造装置。
  4. 【請求項４】 前記ロードロック室が大気圧のときに該
    ロードロック室内に外部からの前記リング状部品を載置
    する工程と、前記保持部材に前記リング状部品を載置し
    て前記搬送室内まで搬送する工程と、前記搬送室が所定
    の真空圧に達するまで待機する工程と、前記処理室の所
    定の位置まで搬送して載置する工程とを有することを特
    徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置
    の製造装置を用いた半導体装置の製造方法。
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