JPH03185824A - チャンバとそれを用いたチャンバシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ８発明の概要 Ｃ１従来技術 り０発明が解決しようとする問題点 Ｅ１問題点を解決するための手段 １０作用 Ｇ、実施例【第１図、第２図］ Ｈ０発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明はチャンバとそれを用いたチャンバシステム、特
に半導体ウェハ等の基板に対して複数種の処理あるいは
表面分析等を大気に曝すことなく基板を移動させて行う
ことができるようにするためのチャンバとそれを用いた
チャンバシステムに関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、半導体ウェハ等の基板に対して複数種の処理
あるいは表面分析等を大気に曝すことなく基板を異なる
チャンバ間で移動させて行うことができるようにするた
め、 チャンバにゲートバルブを設けると共に、該ゲートバル
ブを他のチャンバのゲートバルブと気密に接続可能なる
ようにしたものであり、また、ゲートバルブを有する複
数のチャンバを互いにゲートバルブにて気密に接続でき
るようにし、更に上記複数のチャンバ間で基板を移動す
る基板移送手段を設けたものである。

（Ｃ，従来技術） 半導体製造プロセス技術への微細化、高精度化の要求は
とどまるところを知らない。従って、その要求に応える
には先ず第１に表面分析技術の向上を図ることが必要で
ある。具体的には表面分析の高感度化、高精度化が必要
なのである。この点についてドライエツチング工程を例
に採って説明すると次のとおりである。

エツチング時に生じる反応生成物の分析、半導体基板表
面に生じる汚染層等の分析を高精度、高感度に行わなけ
れば、ドライエツチング技術のより一層の向上を図るこ
とができず、延いては半導体装置の性能、品質、信頼度
の向上を図ることが難しくなるからである。これは、ド
ライエツチング工程に限らず、ＣＶＤ、拡散その他の工
程に関してもいえることである。

また、半導体製造プロセス技術への微細化、高精度化の
要求に応えるには、第２に、実際の製造プロセスにおい
て１つのチャンバでの工程を終えて他のチャンバでの工
程に移行するとき半導体基板表面部に変質が生じないよ
うにすることが必要である。

しかしながら、これ等の要求に応えることは難しかった
。というのは、半導体基板の表面分析はＸＰＳ％ＡＥＳ
％ＳＩＭＳ等の表面分析装置により行われているが、こ
れ等の装置によれば、試料である半導体基板を一旦大気
中に曝したうえで分析をすることになるので、例えば、
大気中の水分と半導体基板表面に存在する塩素が反応し
、反応物が空気中に蒸発したりするような現象が生じて
しまうので正確な情報が得られないというようなことが
多くなり、延いては品質向上、信頼度向上に適切な措置
を講じることが阻まれてしまうからである。

また、実際の製造プロセスにおいては、１つのチャンバ
での工程（例えばエツチング）を終えて他のチャンバで
次の工程（例えばＣＶＤ）を行う場合、半導体ウェハな
大気に曝すので、例えば配線膜のスルーホールに露出す
る部分に自然酸化膜が生じるというような問題が生じる
。かかる自然酸化膜の存在はコンタクト抵抗の増大の原
因を招くので、それを除去する必要性が生じる場合が多
い。そして、自然酸化膜の除去は半導体ウェハのエツチ
ング液への浸漬、更にはそのエツチング液の水洗い等を
必要とし、工程が著しく増える原因ともなり、スルーブ
ツトを低下させる原因になる。

そのため、複数のチャンバをゲートバルブを介して一体
化したマルチチャンバ装置なるものが開発され、例えば
ＮＩＫＫＥＩ　　ＭＩＣＲＯＤＥＶＩＣＥＳ　　１９８
９年１０月号３４〜３９頁等により紹介されている。

このようなマルチチャンバ装置は、複数のチャンバをゲ
ートバルブを介して一体化したので、１つのチャンバで
工程を終えた半導体基板をゲートバルブを介して別のチ
ャンバに大気に曝すことなく移動して次の工程を行うこ
とができる。即ち１、二組上の工程を半導体基板を大気
に曝すことなく行うことができるのである。その点で優
れているといえる。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）しかしながら、
このようなマルチチャンバ装置によれば、複数のチャン
バが一体化されており、装置が非常に大型化し、また半
導体製造プロセスの改善等による変化によってチャンバ
の過不足が生じるという虜れがある。そして、一部のチ
ャンバに故障が生じるとマルチチャンバ装置全体が停止
したり、あるいは機能の大半が失われたりする。

また、プロセス装置が組込まれたチャンバに、表面分析
装置が組込まれたチャンバをドツキングさせて大気にウ
ェハを曝すことなく表面分析を行うようにすることも考
えられているようだが、このような方法によれば各プロ
セス装置に対してＡＥＳやＸＰＳ等の分析装置を１個ず
つ組み付けなければならないので、その実現は事実上不
可能といえる。というのは、ＡＥＳやＸＰＳ等の分析装
置が最低でも２億〜３億円もする非常に高価なものであ
り、これを何個も設置することは設備価格の面から実現
性に乏しいといわざるを得ないのである。

本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、装置の大型化、高価格化を伴うことなく、そして
製造プロセスの変化へのフレキシビリティの低下を伴う
ことなく半導体ウェハ等の基板に対して複数種の処理あ
るいは表面分析等を大気に曝すことなく基板を移動させ
て行うことができるようにすることを目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明チャンバは、ゲートバルブを有し、該ゲートバル
ブにて他のチャンバのゲートバルブと気密に着脱自在に
接続され得るようにされてなることを特徴とする。

本発明チャンバシステムは、ゲートバルブを有する複数
のチャンバを互いにゲートバルブにて気密に接続できる
ようにし、更に上記複数のチャンバ間で基板を移動する
基板移送手段を設けたことを特徴とする。

（Ｆ、作用） 本発明チャンバによれば、ゲートバルブにて他のチャン
バのゲートバルブと気密に着脱自在に接続できるので、
１つの処理工程あるいは分析工程を終えた基板を、次の
処理工程あるいは分析工程を行う他のチャンバに大気に
曝すことなく移すことが可能になる。

本発明チャンバシステムによれば、第１のチャンバにて
１つの処理工程あるいは分析工程を終えると第１のチャ
ンバのゲートバルブを第２のチャンバのゲートバルブに
接続し、各チャンバのゲートバルブを開き、基板を基板
移送手段によって第１のチャンバから第２のチャンバへ
移送し、移送後ゲートバルブを閉じて第２のチャンバに
より基板を次の工程を行うところに運ぶことによって。

あるいは第２のチャンバのなかで次の工程を行うことに
よって大気に全く曝さらさないで工程間の基板の移送を
行うことができる。

（Ｇ、実施例）［第１図、第２図］ 以下、本発明チャンバとそれを用いたチャンバシステム
を図示実施例に従って詳細に説明する。

第１図及び第２図は本発明の一つの実施例を示すもので
、第１図は第１及び第２のチャンバの概略を示す断面図
、第２図は基板移送手段の斜視図である。

図面において、１は第１のチャンバで、例えば減圧ＣＶ
Ｄ等の処理を行う。２は第２のチャンバで、搬送を行う
ためのものである。３は第１のチャンバｌ内部に設けら
れたウェハ支持台、４は同じくチャンバｌ内部に設けら
れた真空ポンプ（例えばターボモニュクラーボンブ）、
５は同じくチャ、アバ１内部に設けられた例えばＣＶＤ
用一部材、６はチャンバ１の側面から外側に突出形成さ
れた筒状部で、チャンバ１側面の該筒状部６が形成され
た部分は開口せしめられている。

７は上記筒状部６内に設けられたゲートバルブで、外部
ハンドル８の手動操作により開閉できるようになってい
る。そして、筒状部６は第２のチャンバ２の後述する筒
状部６と気密に且つ着脱自在に接続できるように形成さ
れている。

第２のチャンバ２も真空ポンプ（例えばターボモニュク
ラーボンブ）４、ウェハ支持台３、筒状部６、ハンドル
８の操作により開閉が可能なゲートバルブ７を有してお
り、更には、半導体ウェハ９を外部での手動操作により
ウェハ支持台３上から第１のチャンバｌ内のウェハ支持
台３上に移送する基板移送手段１０を有している。１１
は該基板移送手段１０が取付けられた筒状部で、ゲート
バルブ７が設けられた筒状部６とチャンバ２中心部を挟
んで略反対側のところに位置されている。

１２は基板を移送するときチャンバ２外部で操作するハ
ンドルであり、２２．２２．２２．２２（そのうちの２
つ２２．２２は図面に現われない。）はチャンバ２の底
面に取り付けられたキャスタである。

第２図は基板移送手段の一例を示す斜視図である。

１３．１３は一対のガイド軸で、互いに平行に配置され
ている。１４．１４は該ガイド軸１３．１３に摺動自在
に外嵌された被ガイド筒、１５．１５は被ガイド筒１４
．１４外周面から内側へ突出形成された支持棒で、該支
持棒１５．１５の先端は移動ブロック１６の両端面に固
定されている。１７は該移動ブロック１６の中央部にそ
れを上記ガイド軸１３．１３と平行な向きで貫通するよ
うに形成されたねじ孔で、該ねじ孔１７には上記ハンド
ル１２によって回転せしめられるねじスピンドル１８が
螺合せしめられている。該ねじスピンドル１８は第２の
チャンバ２の筒状部１１先端を閉塞する取付板１９に回
転可能に且つ気密性を保った状態で貫通せしめられてお
り、ハンドル１２の操作により該ねじスピンドル１８を
回転すると、移動ブロック１６がその回転方向に応じて
前進又は後退する。

２０．２０は移動ブロック１６の全面に突出形成された
フォーク取付棒、２１は該フォーク取付棒２０．２０の
先端に取り付けられたフォークで、該フォーク２１によ
り半導体ウェハ９を支持して移動することができる。

次に、第１図に示すチャンバシステムの一つの使用例を
説明する。

先ず、第１のチャンバｌ内において半導体ウェハ９に対
して例えば減圧ＣＶＤ等の所定の処理を施す。そして、
所定の処理を施し終えると、予め内部を所定の真空度に
しておいた第２のチャンバ２を移動してこれのゲートバ
ルブ７のある筒状部６を第１のチャンバ１の筒状部６に
あてがい、気密を保ちながら筒状部６．６どうしを接続
する。

そして、第１及び第２のチャンバ１．２のゲートバルブ
７．７をハンドル８．８の操作により開く。そして、基
板移送手段１０のハンドル１２の操作により第１のチャ
ンバ１中にあった半導体ウェハ９を第２のチャンバ中に
移送する。その後、各ゲートバルブ７．７を閉じ、閉じ
終えると第１のチャンバｌから第２のチャンバ２を切り
離す。第１図はこの切り離しをした後の状態を示してい
る。

これにより、第１のチャンバ１内で処理を終えた半導体
ウェハ９を大気に曝すことなく第１のチャンバ１から第
２のチャンバ２へ取り出し、半導体ウェハ９を大気に曝
さない状態に保つことができる。

その後、第２のチャンバ２を第１のチャンバ１と同じよ
う着脱自在に形成された図示しない別のチャンバ（これ
を第３のチャンバということにする。）に接続し、ゲー
トバルブ７を開いて第２のチャンバ２の基板移送手段１
０により半導体ウェハ９を第２のチャンバ２から第３の
チャンバに移送し、移送し終えるとゲートバルブを閉じ
て第２と第３のチャンバを切り離し、そこで例えば表面
分析あるいは第１のチャンバｌ内において行われた工程
の次の処理工程を行う。

しかして、第１のチャンバｌから図示しない第３のチャ
ンバへ第２のチャンバ２の仲介により半導体ウェハ９を
大気に曝すことなく移送することができ、１つの処理工
程を終えた半導体ウェハ９に対してそれを大気に曝さな
いままで表面分析を行うことができる。従って、きわめ
て正確な表面分析を行うことができ、延いては技術向上
を図るうえでのより妥当な策を講じることが可能である
。

また、第１のチャンバで１つの処理工程を終えた半導体
ウェハ９をその工程の次の処理工程を行う第３のチャン
バに移すことによって、工程間における半導体ウェハ９
の移動を大気に曝すことなく行うことができる。従って
、半導体ウェハを大気に曝すことによって生じたところ
の表面が変質するとか、変質膜を除去する必要が生じる
というような問題を回避することができ、品質、信頼度
の向上を図ったり、スルーブツトの向上を図ったりする
ことができる。

そして、製造工程の変更に対しても簡単に対応できる。

というのは、マルチチャンバ装置の場合には一旦装置が
組み付けられると、各チャンバ間の配置関係が固定化す
るが、本チャンバシステムによれば、搬送用のチャンバ
によってどのチャンバ間であっても半導体ウェハを搬送
できるからである。

尚、上記実施例において、ゲートバルブ７の開閉、半導
体ウェハ９の移送は手動により行うようにされていた。

しかしながら、これ等を自動的に行うようにしても良い
。また、第２のチャンバ２はキャスター２２．２２．２
２．２２により人が押すことにより移動するようになっ
ているが、しかし適宜な制御手段により制御されて自走
するような方式にして、工場の無人化に寄与するように
しでも良い。

本発明は、各種処理あるいは分析を行う多数のチャンバ
を適宜に配置し、各チャンバ間の半導体ウェハ９の移送
を第２のチャンバ２により行うことにより、半導体製造
工程及び必要な表面分析の多くを半導体ウェハ９を大気
に曝さないで行うことができる。

また、本実施例においては第２のチャンバ２は半導体ウ
ェハ９の搬送のみを行うようにされているが、自身が表
面分析あるいは処理工程を行うようにしても良い。この
ようにすれば、自身が移動する途中で必要な分析、処理
を行うことができ、スルート・ツブのより一層の向上を
図ることができるからである。

また、チャンバ１．２内は必ずしも真空にしなければな
らないわけではなく、分析の種類、処理の種類等により
チッ素雰囲気あるいは希ガス雰囲気に保つような場合も
あり得る。

そして、基板移送手段は必ずしも半導体ウェハを直接移
送するものであることは必要ではなく、半導体ウェハを
載せたトレイを移送するようにしても良い。

このように、本発明は種々の態様で実施することができ
、色々のバリエーションが考えられ得る。

（Ｈ，発明の効果） 以上に述べたように、本発明チャンバは、ゲートバルブ
を有し、該ゲートバルブにて他のチャンバのゲートバル
ブと気密に着脱自在に接続され得るようになることを特
徴とするものである。

従って、本発明チャンバによれば、ゲートバルブにて他
のチャンバのゲートバルブと気密に着脱自在に接続でき
るので、１つの処理工程あるいは分析工程を終えた基板
を、次の処理工程あるいは分析工程を行う他のチャンバ
に大気に曝すことなく移すことが可能になる。

本発明チャンバシステムは、ゲートバルブを有する第１
のチャンバと、上記ゲートバルブと気密に接続可能なゲ
ートバルブを有する第２のチャンバと、上記２つのゲー
トバルブを介して上記第１及び第２のチャンバ間の基板
移送を可能にする基板移送手段と、を少なくとも有する
ことを特徴とするものである。

従って、本発明チャンバシステムによれば、第１のチャ
ンバにて１つの処理工程あるいは分析工程を終えると第
１のチャンバのゲートバルブを次の工程を行う第２のチ
ャンバのゲートバルブに接続し、各チャンバのゲートバ
ルブを開き、基板を基板移送手段によって第１のチャン
バから第２のチャンバへ移送し、移送後ゲートバルブを
閉じて第２のチャンバにより次の工程を行うことによっ
て、大気に全く曝さらさないで工程間の基板の移送を行
うことができる。

そして、搬送に用いるチャンバによって基板をどのチャ
ンバ間であっても搬送することが可能になるので製造プ
ロセスの変更にも簡単に対応することができる。

そして、マルチチャンバ装置のように多数のチャンバを
１箇所に集める必要がなく、ｌっの装置が巨大化するこ
とがなく、各チャンバを異なる場所に置くことができる
ので、管理、保管、メンテナンスがし易くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一つの実施例を示すもので
、第１図はチャンバシステムの概略断面図、第２図は基
板移送手段の斜視図である。 符号の説明 １・・・第１のチャンバ、 ２・・・第２の・チャンバ、 ７・・・ゲートバルブ、 ９・・・基板、 １０・・・基板移送手段。 出　願　人　　ソニー株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゲートバルブを有し、該ゲートバルブにて他のチ
   ャンバのゲートバルブと気密に着脱自在に接続され得る
   ようにされてなることを特徴とするチャンバ
2. （２）ゲートバルブを有する第１のチャンバと、上記ゲ
   ートバルブと気密に接続可能なゲートバルブを有する第
   ２のチャンバと、上記２つのゲートバルブを通して上記
   第１及び第２のチャンバ間の基板移送を可能にする基板
   移送手段と、を少なくとも有することを特徴とするチャ
   ンバシステム