JPH04277025A - 真空処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハなどの
被処理基板に対して、真空処理を行う機能を備えた真空
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子をはじめとする電子デバイス
に対する高機能化、高集積化、高密度化の要求はますま
す高まる一方であり、その製造プロセスも複雑化の一途
をたどっている。一般に前記電子デバイスの製造プロセ
スでは、薄膜の形成、微細パターンの加工、不純物の拡
散、熱処理といった処理が繰返し行われ、ＣＶＤ装置、
スパッタリング装置、ドライエッチング装置などの真空
処理装置が多用されているが、これらは従来単独の装置
で一つの工程を処理するか、せいぜいプリクリーニング
やアッシングなどの前後の工程を真空中で連続処理する
にとどまっていた。

【０００３】これに対して、近年工程の短縮、パーティ
クルの低減、真空中連続処理によるプロセスの安定化な
どを目的としてプロセスインテグレーションの概念が提
唱され、いわゆるマルチチャンバー方式の装置が登場し
てきた。これは、前記のＣＶＤ、スパッタリング、ドラ
イエッチングなどの真空プロセスを一つの装置内で一貫
連続処理可能としたもので月刊セミコンダクタワールド
１９９０年９月号Ｐ１３４〜Ｐ１３９などにその例が開
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】こうしたシステムにお
いては、従来のいわゆるスタンドアローン型の個別処理
装置と異なり、一つのシステム内に多数の被処理物が滞
在し、処理が並行して行われるためトラブル発生時には
従来には無かった不具合が生じることになる。すなわち
、ごく一部で発生したトラブルによって、残りの多くの
正常に処理が進行しつつある被処理物が、通常とはこと
なる環境、熱等の履歴を受けることになるため、一度の
トラブルで多くの不良品を生ずるポテンシャルが存在す
ることとなる。例えば、いくつかの真空処理室でそれぞ
れ反応性ガスプラズマによる表面処理を連続的に行うシ
ステムにおいて、一つの真空処理室でトラブルが発生し
てそれ以降所望の連続処理を中断せざるをえなくなった
場合、残りの真空処理室では各真空室での所望の処理を
正常に終了させた後、真空排気を行って反応性ガスを除
去し、真空中で被処理物をシステム復旧まで保管してお
く必要があるが、反応性ガスを完全に取り除くことは現
実的には困難であり、被処理物は反応性ガスが残留する
雰囲気にさらされることを免れず、異常な反応が進行す
る可能性は否定できない。また、高温下で被処理物を処
理するプロセスなどでは、所望の処理終了後にも被処理
物は高温の処理環境下に留まらざるをえないため、通常
シーケンスで通過していく被処理物とは全くことなる熱
履歴を受け、意図しない物理的あるいは化学的変化を生
ずる可能性がある。

【０００５】本発明の目的は、連続して行われるべき複
数の工程からなる真空処理が、工程間で中断された場合
においても、被処理物を不良品にすることなく救済する
ことができる真空処理装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、被処理基板に真空中で処理を行うため
の少なくとも一つの真空処理室と、前記被処理基板を真
空雰囲気に搬出入する少なくとも一つのロードロック室
とを、前記各室との間で被処理基板を搬送する基板搬送
手段を備えた真空搬送室に、それぞれ開放閉塞自在なゲ
ートバルブを介して連結するとともに、前記被処理基板
を真空雰囲気に保管するための真空保管室を、開放閉塞
自在なゲートバルブを介して前記真空搬送室に連結する
ように構成したものである。

【０００７】

【作用】少なくとも一つの真空処理室を用いて連続的に
処理を行っている途中で、処理が中断された場合におい
ても、真空搬送室を介して真空処理室から真空保管室へ
処理途中の被処理物を保管できるので、被処理物を不良
品にすることなく救済することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１により説明する
。図１は、本発明による真空処理装置の、半導体ウェー
ハに対するドライエッチング処理を行う装置への応用を
示す平面図である。装置は、この場合、未処理の被処理
基板であるウェーハを真空雰囲気に導入するためのロー
ドロック室１と、同じく処理済みのウェーハを大気中に
取り出すためのアンロードロック室２と、ウェーハにエ
ッチング処理を施すための真空処理室である第一のエッ
チング室３と、同じく第二のエッチング室４と、レジス
トを除去するための真空処理室であるアッシング室５と
、常時高真空に排気され複数のウェーハを保管すること
ができる退避カセット２０を内蔵した保管室６とがそれ
ぞれ開放閉塞自在なゲートバルブ８ｂ〜８ｇを介して、
前記各室との間でウェーハの搬送を行う搬送手段１０を
備えた真空搬送室７に連結されている。

【０００９】次に、装置の動作を（配線膜／バリアメタ
ル）構造の多層配線金属膜のドライエッチング処理を例
にとって説明する。通常の処理作業においては、未処理
のウェーハが一枚ずつ或いはカセットに複数枚収納され
た状態で、ゲートバルブ８ａを通してロードロック室１
に供給され、真空排気後ゲートバルブ８ｂが開放されて
、搬送装置１０により常に高真空に排気維持されている
真空搬送室７に取り込まれる。ゲートバルブ８ｂが閉鎖
された後ゲートバルブ８ｃが開放され、ウェーハは第一
のエッチング室３に搬入され、試料台９上に載置される
。ゲートバルブ８ｃが閉鎖された後に、例えば、塩素な
どの反応性ガスがエッチング室３内に導入され、高周波
、あるいはマイクロ波を印加することによりプラズマ化
され、所定の条件にしたがって上層の配線膜のエッチン
グ処理が施される。処理が終了すると反応性ガスは排気
除去され、上層膜の処理が終了したウェーハは、ゲート
バルブ８ｃ，８ｄと搬送装置１０との連携動作により第
二のエッチング処理室４に移送されて下層のバリアメタ
ルのエッチング処理が施され、同様にしてアッシング室
５でエッチング後のレジスト除去後処理が行われた後、
一連の所定の処理が完了したウェーハはアンロードロッ
ク室２、ゲートバルブ８ｈを経由して装置外へ取り出さ
れる。

【００１０】一方、上記のような処理の過程において、
例えば、アッシング室５で処理中に何らかの異常が発生
した場合を想定する。通常の作業時には、第一のエッチ
ング室３、第二のエッチング室４、アッシング室５では
同時に並行して処理が実施されているため、アッシング
室５で処理中に何らかの異常が発生した場合、第一のエ
ッチング室３、第二のエッチング室４もウェーハの処理
の途中であるケースがほとんどであるが、各処理室は独
立しているため、第一のエッチング室３における上層の
配線膜のエッチング処理、第二のエッチング室４におけ
る下層のバリアメタルのエッチング処理はいずれも正常
に完了させることができる。しかしながら、アッシング
室５における異常が復旧されないかぎり、第一のエッチ
ング室３、第二のエッチング室４内のウェーハをそれぞ
れ次工程の処理室である第二のエッチング室４およびア
ッシング室５に移送することができない。従って、第一
のエッチング室３における上層の配線膜のエッチング処
理、第二のエッチング室４における下層のバリアメタル
のエッチング処理が正常に完了した後、いずれも処理室
内を真空排気して反応性ガスを除去するが、処理室内面
に吸着されて徐々に離脱する反応性ガス成分や反応生成
物までを完全に取り除くことは極めて困難であり、反応
性成分が存在する雰囲気に被エッチング面が晒されつづ
けるため、そのままウェーハを各処理室内に留めておく
ことは不良発生の原因となる。そこで、正常に処理を完
了した第一のエッチング室３、第二のエッチング室４内
のウェーハを、常時高真空に排気され複数のウェーハを
保管することができる退避カセット２０を内蔵した反応
性ガスなどから隔離された保管室６に一時的に退避させ
、清浄な高真空雰囲気中でアッシング室５における異常
が復旧されるまで保管しておき、復旧後それぞれ次工程
の処理室へ移送して処理を継続させる。

【００１１】なお、保管室６は、真空処理室の数と同数
（この場合は３）のウェーハを収納可能となっている。 また、保管室６は、この場合、真空処理室と同数のウェ
ーハ枚数を収納可能にしてあるが、これ以上の収納能力
をもたせても良いし、保管室の数を少なくとも真空処理
室と同数以上設けて、各保管室内を各真空処理室と等価
の条件下にしてウェーハを保管するようにしても良い。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被処理基板に真空中で処理を行うための少なくとも一つ
の真空処理室と、前記被処理基板を真空雰囲気に搬出入
する少なくとも一つのロードロック室とを、前記各室と
の間で被処理基板を搬送する基板搬送手段を備えた真空
搬送室に、それぞれ開放閉塞自在なゲートバルブを介し
て連結するとともに、前記被処理基板を真空雰囲気に保
管するための真空保管室を、開放閉塞自在なゲートバル
ブを介して前記真空搬送室に連結するように構成したこ
とにより、連続して行われるべき複数の工程からなる真
空処理が、工程間で中断された場合においても、被処理
基板を反応性ガスなどから隔離された真空保管室に一時
的に退避させ、清浄な高真空雰囲気中で異常が復旧され
るまで保管しておき、復旧後それぞれ次工程の処理室へ
移送して処理を継続させることができるため、被処理物
の不良発生を最小限に抑え、製品歩留まりの向上を図る
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である真空処理装置を示す平
面図である。

【符号の説明】

１…ロードロック室、２…アンロードロック室、３…第
一エッチング室、４…第二エッチング室、５…アッシン
グ室、６…保管室、７…真空搬送室、８ａ〜８ｈ…ゲー
トバルブ、９…試料台、１０…搬送装置、２０…カセッ
ト。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理基板に真空中で処理を行うための少
   なくとも一つの真空処理室と、前記被処理基板を真空雰
   囲気に搬出入する少なくとも一つのロードロック室とを
   、前記各室との間で被処理基板を搬送する基板搬送手段
   を備えた真空搬送室に、それぞれ開放閉塞自在なゲート
   バルブを介して連結するとともに、前記被処理基板を真
   空雰囲気に保管するための真空保管室を、開放閉塞自在
   なゲートバルブを介して前記真空搬送室に連結したこと
   を特徴とする真空処理装置。
2. 【請求項２】前記真空保管室は、前記真空処理室の数と
   同一あるいはそれ以上の数の被処理基板を収納可能であ
   る請求項１記載の真空処理装置。
3. 【請求項３】前記真空処理室の数と同一あるいはそれ以
   上の数の前記真空保管室を備えた請求項１記載の真空処
   理装置。
4. 【請求項４】前記真空処理室の数と同一あるいはそれ以
   上の数の前記真空保管室を備え、各真空保管室は各真空
   処理室と等価の条件下で被処理基板を保管可能である請
   求項１記載の真空処理装置。