JPH0377274B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多数の被処理物を真空若しくは稀薄
ガス中で連続的に順次に処理する装置に関するも
のである。

〔従来技術〕

例えばLSIの製造工程の一つである配線膜形成
工程において、多数のウエハが稀薄ガス中で順次
にスパツタリング処理される。このスパツタリン
グは10^-10〜10Pa程度の稀薄ガス（通常A_rガス）
中においてウエハを陽極近傍に置き成膜材料を陰
極としてグロー放置させるものである。

上記のスパツタリング処理を容易に高能率で行
なうため、従来、第１図及び第２図に示すような
連続スパツタ装置が用いられている。

第１図は同装置の概要的な構造を示す平面図、
第２図は上図の−断面図である。

第１図において、１は排気手段及びガス導入手
段（共に図示せず）を備えた真空チエンバで、こ
の中に取入・取出ステーシヨン２７と、ウエハベ
ークステーシヨン２８と、スパツタエツチステー
シヨン２９と、２基のスパツタステーシヨン３０
と同３０′とが円形に配置されている。被処理物
であるウエハは、取入・取出ステーシヨン２７か
ら真空チエンバ１内に搬入され、ステーシヨン２
８，２９，３０，３０′の順に搬送された後に取
入・取出ステーシヨン２７から搬出される。上記
の搬送の途中、ウエベークステーシヨン２８では
ウエハを約300℃に加熱して水分を除き、スパツ
タエツチステーシヨン２９でウエハ表面をスパツ
タエツチングして酸化膜を除去し、２基のスパツ
タステーシヨン３０、同３０′を順次に経由する
際にスパツタリングによる膜形成処理が行なわれ
る。

第２図の断面には取入・取出ステーシヨン２７
とスパツタステーシヨン３０とが現われている。
４は円板状のトランスフアプレートで、ウエハ５
を収納するために５個の開口４ａ（２個のみ表わ
れている）が穿たれている。このトランスフアプ
レート４は、モータ１８によりチエーン３５を介
して回転駆動され、かつ、エアシリンダ１７ａに
より上下に往復駆動される構造である。

３４は上記のトランスフアプレート４の上に対
向せしめて設けられたプレツシヤプレートで、エ
アシリンダ１７ｂにより上下に往復駆動される。

前記の取入・取出ステーシヨン２７には２枚の
ドア３１，３２が交互に開閉できるように設けて
ある。上記のドア３１はウエハを搬入するための
ローダドアで、ウエハ５を吸着するための真空チ
ヤツク３３が設けられており、図示のように開扉
した状態でウエハ５を吸着保持して閉扉すると、
上記のウエハ５はトランスフアプレート４の開口
４ａ内に挿入される。ウエハ５は開口４ａ内に設
けられたつめ６によつて保持され、真空チヤツク
３３を解放してウエハ搬入を完了する。この後ド
ア３２によつて真空チエンバ１を密閉する。

前述のスパツタステーシヨン３０にはスパツタ
電極２０が設けられている。

本図に示した従来の連続スパツタ装置を使用す
るには、エアシリンダ１７ａでトランスフアプレ
ート４を下方に押し下げエアシリンダ１７ｂでプ
レツシヤプレート３４を下方に押下げ、真空チエ
ンバ１の底面との間にトランスフアプレート４を
挾圧する。すると、ロツクドア３２を開扉しても
取入・取出ステーシヨン２７の開口部２７ａがト
ランスフアプレート４を介してプレツシヤプレー
ト３４で密閉され、真空チエンバ１内の空間Ａの
気密が保たれる。２１は密閉用のＯリングであ
る。

ウエハ５を吸着保持したローダドア３１を閉じ
てウエハ５をトランスフアプレート４に受渡した
後ローダドア３１を開いてロツクドア３２を閉
じ、取入・取出ステーシヨン２７部分を排気した
後、プレツシヤプレート３４を上昇せしめ、トラ
ンスフアプレート４の挾圧を解除した後に該トラ
ンスフアプレート４を上昇し、真空チエンバ１か
ら離した後、回転させる。これによりトランスフ
アプレート４の開口４ａ内に収納されたウエハ５
は、各ステーシヨンへ順次に搬送される。第１図
に示した各ステーシヨン２８，２９，３０，３
０′を一巡したウエハは、前記とほぼ逆の手順で
取入・取出ステーシヨン２７から搬出される。

以上に説明した従来の連続スパツタ装置は、そ
の構造機能から容易に理解されるように、ウエハ
ベーキング、スパツタエツチング、及びスパツタ
リングの各処理を同一の真空チエンバ１内で共通
の圧力雰囲気（たとえば数ミリTorrのA_rガス雰
囲気）で行なわれる。このため、次記のような技
術的不具合がある。

(イ)各ステーシヨンで行なう処理に最適な圧力を
設定できない。(ロ)各ステーシヨンで処理中に発生
したガス等が互いに他のステーシヨンに影響を及
ぼす。例えばベークステーシヨンで蒸発した水分
がスパツタステーシヨンに流入し、形成される膜
の品質を低下させるといつた悪影響を及ぼす。(ハ)
スパツタステーシヨンにおいては成膜材料で構成
したターゲツトが消耗するので適宜新しいターゲ
ツトに交換しなければならないが、ターゲツト交
換のために真空チエンバ１を大気に開放したとき
該チエンバ１内の全体が大気に開放されるため大
気中の水分などで汚れ、再び該チエンバ１内を膜
形成に必要な高真空にまで排気するのに時間がか
かる。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為され、その目的
とするところは、各処理ステーシヨン毎に圧力を
設定することができ、しかも、特定の処理ステー
シヨンのみを大気に開放できる様にしてその他の
処理ステーシヨンの密閉を保持して稼働再開の所
要時間を短縮し得る連続真空処理装置を提供する
にある。本発明は、ウエハのスパツタリング処理
に適用し得るのみならず、真空若しくは稀薄ガス
中における連続処理に広く応用し得るものであ
る。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明は真空雰囲
気を維持するためのチエンバと、上記のチエンバ
内を真空にするための排気手段と、該チエンバ内
にガスを導入する手段とを設けた真空処理装置に
おいて、前記のチエンバ内に複数稀の処理ステー
シヨンを設けると共に、被処理物を上記複数基の
処理ステーシヨンに順次に搬送する手段を設け、
かつ、上記の複数基の処理ステーシヨン毎に、搬
送手段と処理ステーシヨンの壁とによつて独立し
た密閉空間を形成し得るように構成したことを特
徴とする。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の一実施例を第３図及び第４図に
ついて説明する。

本実施例は、第１図及び第２図について説明し
た従来の連続スパツタ装置に本発明を適用して改
良した例である。本実施例の概要的な平面図は従
来装置における第１図と同様であるから図示を省
略する。第３図は本実施例を第１図における−
面に相当する面で切断した断面図である。

第３図において、２は真空チエンバ１の底面に
設けた排気手段、１９は真空ポンプであり、３は
リークガス導入用のパイプである。

上記の真空チエンバ１に設けた複数個の処理ス
テーシヨンの内、この断面にはベーク用の処理ス
テーシヨン(B)９ａと、スパツタ用の処理ステーシ
ヨン（Ｓ）９ｂとが現われている。１６はベーク
用のヒータ、２０はスパツタ用の電極である。

上記のステーシヨン(B)９ａおよびステーシヨン
（Ｓ）９ｂは、それぞれ有頂無底の円筒状の壁１
１を真空チエンバ１の頂面に貫通せしめ、気密に
固着して構成する。これらのステーシヨン９ａ，
９ｂにそれぞれ排気用配管１３ａ，１３ｂ、リー
ク用ガス配管１５ａ，１５ｂを接続して連通させ
る。スパツタ用処理ステーシヨン（Ｓ）９ｂには
Arガス注入用のプロセスガス配管１４を接続し
て連通させる。

本実施例のトランスフアプレート４′は従来装
置（第２図）におけるトランスフアプレート４に
対応する部材であるが、プレツシヤプレート３４
を備えておらず、モータ１８によつて回転駆動す
るように構成してある。このトランスフアプレー
ト４′が処理ステーシヨン(B)９_-1及び処理ステー
シヨン（Ｓ）９_-2に対向する位置に、それぞれ、
段付透孔８を設け、上段の大径部にウエハホルダ
プレート７を摺動自在に嵌合する。６は上記のウ
エハホルダプレート７上に設けたウエハホルダで
ある。上記のウエハホルダプレート７は、ウエハ
ホルダ６を介してウエハ５を保持し、トランスフ
アレート４′の回転に伴つて一緒に回転してウエ
ハ５を搬送する機能を果たす部材である。

そして、前記の段付透孔８の下段の小径部にエ
アシリンダ１７のピストン棒１０を摺動自在に嵌
合せしめ、このピストン棒１０が伸縮作動に伴つ
て段付透孔８内に挿入、抜去されるように構成す
る。

これにより、ピストン棒１０を伸長させてウエ
ハホルダプレート７を突き上げると、該ウエハホ
ルダプレート７は処理ステーシヨンの円筒状の壁
１１の下端に当接し、本図に示すように処理ステ
ーシヨン（Ｓ）９ｂ内に独立した密閉空間１２ｂ
を形成する。本図において処理ステーシヨン(B)９
ａのウエハホルダプレート７が下降して内部空間
１２ａが真空チエンバ１の内部空間Ａに連通した
状態で描いてあるがこの空間１２_-1もウエハホル
ダプレート７を突き上げると、密閉された空間に
なる。

第４図は、１基の取入・取出ステーシヨン２
７′と、１基のベーク用の処理ステーシヨン(B)９
ａと、１基のスパツタエツチング用処理ステーシ
ヨン９ｃと、１基のスパツタ用処理ステーシヨン
（Ｓ）９ｂとを設けた本発明の連続真空処理装置
の配管系統図の１例である。２３はプロセス用の
A_rガスボンベ、２４はリーク用のN₂ガスボンベ、
２５はクライオポンプ、２６はロータリポンプ、
２２はバルブである。

次に、第３図に示した実施例の作動を説明す
る。エアシリンダ１７を収縮させてウエハホルダ
プレータ７を下降させた状態でトランスフアプレ
ート４′を回転させると、ウエハホルダプレート
７はウエハ５を載置して一緒に回り、該ウエハ５
を順次に次工程の処理ステーシヨンに搬送する。
複数個のウエハホルダプレート７をそれぞれ処理
ステーシヨンの真下に位置せしめてエアシリンダ
１７を伸長させると、ウエハホルダプレート７が
突き上げられて処理ステーシヨンの円筒壁１１の
下端に密着する。このため、各処理ステーシヨン
９ａ，９ｂの内部の空間１２ａ，１２ｂはそれぞ
れ独立した密閉空間となる。本図に現われていな
いスパツタエツチ用の処理ステーシヨンも上記と
同様にして密閉される。

上述のように各処理ステーシヨンに独立密閉空
間が形成されるので、排気用配管１３ａ，１３ｂ
を介して処理ステーシヨン毎に最適の真空度に減
圧したり、プロセスガス配管１４を介してA_rガ
スを注入したりして、処理ステーシヨン毎に最適
のプロセス条件を設定することができる。

また、ベーク用処理ステーシヨン(B)９ａ内でウ
エハ１を加熱して水分を発散させても、水蒸気が
スパツタ用処理ステーシヨン（Ｓ）９ｂに流入し
て悪影響を及ぼす虞れが無い。

また、膜形成材料であるターゲツトを交換する
ためスパツタ用処理ステーシヨンを大気開放する
時、スパツタ用処理ステーシヨン（Ｓ）９ｂ以外
の処理ステーシヨンは真空を破られないので、タ
ーゲツトを組付けた後に所定の膜形成に必要な高
真空まで短時間で排気できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば各処理ス
テーシヨン毎にプロセス条件を設けることがで
き、しかも、特定の処理ステーシヨンのみを大気
に解放してその他の処理ステーシヨンの密閉を保
持し、稼働再開の所要時間を短縮し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続スパツタ装置の概要的な平面図、
第２図は従来の連続スパツタ装置の垂直断面図、
第３図は本発明の連続真空処理装置の一実施例で
ある連続スパツタ装置の垂直断面図、第４図は上
記と異なる実施例である連続スパツタ装置の配管
系統図である。 １……真空チエンバ、２……排気手段、３……
リークガス導入パイプ、４，４′……トランスフ
アプレート、４ａ……開口、５……ウエハ、６…
…つめ、７……ウエハホルダプレート、８……段
付透孔、９ａ……ベーク用処理ステーシヨン(B)、
９ｂ……スパツタ用処理ステーシヨン（Ｓ）、１
０……ピストン棒、１１……処理ステーシヨンの
円筒状の壁、１２ａ，１２ｂ……密閉空間、１３
ａ，１３ｂ……排気用配管、１４……プロセスガ
ス配管、１５……リークガス導入配管、１６……
ウエハベークヒータ、１７……エアシリンダ、１
８……駆動用モータ、１９……ポンプ、２０……
スパツタ用電極、２１……Ｏリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空雰囲気を維持するためのチエンバと、上
   記のチエンバ内を真空にするための排気手段と、
   該チエンバ内にガスを導入する手段とを設けた真
   空処理装置において、前記のチエンバ内に複数基
   の処理ステーシヨンを設けると共に、被処理物を
   上記複数基の処理ステーシヨンに順充に搬送する
   手段を設け、さらに被処理物を保持する機構が設
   けられ、上記の複数基の処理ステーシヨン毎に、
   該保持機構と処理ステーシヨンの壁とによつて独
   立した密閉空間を形成し得るように該保持機構は
   可動機構を具備しており、また各々の独立した密
   閉空間はそれぞれ独立した排気口をもつた構成に
   したことを特徴とする連続真空処理装置。