JPH05129240A

JPH05129240A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH05129240A
Application number: JP29144291A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Kumagai; 浩洋熊谷; Kosuke Sumitomo; 康祐住友; Hideyuki Tokumaru; 秀行得丸
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1991-11-07
Filing date: 1991-11-07
Publication date: 1993-05-25

Abstract

(57)【要約】【目的】従来に較べて、設置スペースを削減してスペ
ースファクターの向上を図ることができ、製品コストの
低減を図ることのできる半導体製造装置を提供する。【構成】半導体製造装置１には、それぞれ真空処理室
３とロードロック室４ａ、４ｂを備えた10台のエッチン
グ処理機構Ａ〜Ｊが設けられている。これらのエッチン
グ処理機構Ａ〜Ｊには、高圧排気系配管１５および低圧
排気系配管１６が接続されており、高圧排気用真空ポン
プ１３および低圧排気用真空ポンプ１４を共用するよう
構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造工程においては、半
導体ウエハ等に対する微細な回路パターンの形成に、塵
埃が悪影響を及ぼすため、天井から床に向けて清浄化空
気の流れ（ダウンフロー）が形成されたクリーンルーム
内でそのほとんどの工程が実施される。したがって、例
えばエッチング装置、ＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオ
ン注入装置等の半導体製造装置は、クリーンルーム内に
配置される。

【０００３】ところで、半導体製造工程においては、微
細加工を行う必要性等から被処理物例えば半導体ウエハ
を減圧雰囲気下で処理する工程が多い。このため、例え
ばエッチング装置、減圧ＣＶＤ装置、スパッタ装置、イ
オン注入装置等の半導体製造装置では、半導体ウエハ等
に処理を施す処理室が、気密に閉塞可能に構成された真
空処理室とされている。また、このような半導体製造装
置のうち、半導体ウエハ等を一枚づつ処理するいわゆる
枚葉式の半導体製造装置では、真空処理室に半導体ウエ
ハ等を搬入・搬出するための予備真空室いわゆるロード
ロック室を具備した装置が多い。

【０００４】このように真空処理室およびロードロック
室を備えた半導体製造装置では、通常、ロードロック室
等を常圧から真空排気を開始するための低真空用真空ポ
ンプと、真空処理室等を高真空雰囲気とするための高真
空用真空ポンプの最低2 種類の真空ポンプが必要とな
る。このため、従来の半導体製造装置例えばエッチング
装置、減圧ＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオン注入装置
等は、1 台につき、通常2 〜3 台の真空ポンプを備えて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年半
導体デバイスは、急速に高集積化および微細化される傾
向にあり、これに伴って半導体製造工程においては、次
第に工程数が増加する傾向にある。このため、半導体製
造装置数が増大し、より広大なクリーンルームが必要と
なるりつつある。ところが、クリーンルームの建設コス
トは高く、このため、半導体デバイスのコストの上昇を
招くという問題があった。

【０００６】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、従来に較べて設置スペースを削減してス
ペースファクターの向上を図ることができ、製品コスト
の低減を図ることのできる半導体製造装置を提供しよう
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の半導
体製造装置は、減圧雰囲気下で被処理物に所定の処理を
施す半導体製造装置において、前記被処理物に所定の処
理を施す真空処理室と、この真空処理室に前記被処理物
を搬入・搬出するためのロードロック室とを具備した処
理機構を複数設け、これらの処理機構の少なくとも一部
を開閉弁を有する真空排気配管で接続し、この真空排気
配管に設けた真空ポンプを、複数の前記処理機構で共用
するよう構成したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成の本発明の半導体製造装置では、減圧
雰囲気下で被処理物に所定の処理を施す真空処理室と、
この真空処理室に被処理物を搬入・搬出するためのロー
ドロック室とを具備した処理機構が、複数例えば5 〜20
台設けられている。そして、これらの処理機構の少なく
とも一部が、開閉弁を有する真空排気配管で接続され、
この真空排気配管に設けられた真空ポンプを、複数の処
理機構で共用するよう構成されている。

【０００９】したがって、従来に較べて真空ポンプの台
数を大幅に削減することができ、建設コストの高いクリ
ーンルーム内の設置スペースを削減して、スペースファ
クターの向上を図ることができる。これにより、設備投
資を低減することができ、製品コストの低減を図ること
ができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を半導体ウエハにエッチング処
理を施すエッチング装置に適用した一実施例を図面を参
照して説明する。

【００１１】図１および図２に示すように、半導体製造
装置１は、複数台（本実施例では10台）のエッチング処
理機構Ａ〜Ｊから構成されており、これらのエッチング
処理機構Ａ〜Ｊは、それぞれ直線上に5 台づつ2 列に配
列されている。各エッチング処理機構Ａ〜Ｊには、内部
を気密に閉塞可能に構成され、被処理物である半導体ウ
エハ２を収容して所定のエッチング処理を実施する真空
処理室３がそれぞれ設けられている。また、これらの真
空処理室３の両側には、予備真空室であるロードロック
室４ａ、４ｂがそれぞれ設けられている。

【００１２】すなわち、これらのロードロック室４ａ、
４ｂのうちの一方、例えばロードロック室４ａは、真空
処理室３内に半導体ウエハ２を搬入するための搬入用ロ
ードロック室、他方は、処理の終了した半導体ウエハ２
を真空処理室３内から搬出するための搬出用ロードロッ
ク室とされている。また、これらのロードロック室４
ａ、４ｂには、開閉機構を備えた半導体ウエハ２の搬入
・搬出口（図示せず）が設けられており、この搬入・搬
出口の前方には、図２に示すように、それぞれウエハ載
置台５が設けられている。

【００１３】そして、例えばこれらのウエハ載置台５上
に載置された半導体ウエハ２を、ロードロック室４ａ内
に設けられた図示しないウエハ搬送アームにより、ロー
ドロック室４ａを介して真空処理室３内に搬入し、処理
の終了した半導体ウエハ２をロードロック室４ｂ内に設
けられた図示しないウエハ搬送アームにより、ロードロ
ック室４ｂを介して、真空処理室３内からウエハ載置台
５上に搬出するよう構成されている。

【００１４】また、図２に示すように、それぞれ5 台の
エッチング処理機構Ａ〜Ｅ、エッチング処理機構Ｆ〜Ｊ
から構成される列の両側には、例えばウエハピンセット
６で半導体ウエハ２を保持し、直線状に半導体ウエハ２
を搬送するウエハ搬送機構７が設けられている。さら
に、これらのウエハ搬送機構７の端部には、複数枚例え
ば25枚の半導体ウエハ２を収容可能に構成されたウエハ
カセット８を多数収容可能に構成されたカセット収容部
９と、複数枚の半導体ウエハ２を載置可能に構成された
ウエハストッカ１０と、カセット収容部９内のウエハカ
セット８とウエハストッカ１０との間で半導体ウエハ２
を搬送するウエハ搬送機構１１が設けられている。

【００１５】また、図１に示すように、各エッチング処
理機構Ａ〜Ｊの真空処理室３には、高真空用として例え
ばターボ分子ポンプ等からなる真空ポンプ１２が設けら
れている。一方、例えば半導体製造装置１の下部等に
は、共用の真空ポンプとして、例えば大気圧から5 Torr
までの高圧排気用真空ポンプ１３およびそのバックアッ
プ用として高圧排気用真空ポンプ１３ａと、例えば5 To
rr以下の低圧排気用真空ポンプ１４およびそのバックア
ップ用として低圧排気用真空ポンプ１４ａとが設けられ
ている。これらのバックアップ用の高圧排気用真空ポン
プ１３ａおよび低圧排気用真空ポンプ１４ａは、例えば
高圧排気用真空ポンプ１３および低圧排気用真空ポンプ
１４が故障等を起こした際に、切り替えて使用するもの
である。なお、これらの高圧排気用真空ポンプ１３、１
３ａおよび低圧排気用真空ポンプ１４、１４ａとしては
例えばドライポンプが用いられる。

【００１６】そして、高圧排気用真空ポンプ１３が接続
された高圧排気系配管１５と、低圧排気用真空ポンプ１
４が接続された低圧排気系配管１６とは、各エッチング
処理機構Ａ〜Ｊの真空処理室３およびロードロック室４
ａ、４ｂに接続されている。なお、真空処理室３は、真
空ポンプ１２を介して高圧排気系配管１５および低圧排
気系配管１６に接続されており、真空ポンプ１２と低圧
排気系配管１６との間には、例えば液体窒素等によって
冷却してガスをトラップするガストラップ１７ａ、１７
ｂが例えば並列に2 つ介挿されている。これらのガスト
ラップ１７ａ、１７ｂのうちの一方、例えばガストラッ
プ１７ａは塩素系のガスをトラップするためのものであ
り、ガストラップ１７ｂはフッ素系のガスをトラップす
るためのものである。

【００１７】これらの真空排気系と各エッチング処理機
構Ａ〜Ｊとの間には、図３に示すように、それぞれ弁１
０１〜１１４が介挿されており、それぞれ図示しない制
御装置によって次のように統括的に制御されるよう構成
されている。

【００１８】すなわち、例えば、いずれかのエッチング
処理機構Ａ〜Ｊの真空処理室３内を常圧とし、メンテナ
ンス等を実施する際には、各弁１０１〜１１４は、全て
閉とし、真空処理室３およびロードロック室４ａ、４ｂ
は、高圧排気系配管１５および低圧排気系配管１６と隔
離する。

【００１９】そして、この真空処理室３内が常圧とされ
た状態から、当該エッチング処理機構Ａ〜Ｊを立ち上げ
る際には、まず弁１０８、１０９を開として、高圧排気
系による真空処理室３内の真空排気を開始する。

【００２０】次に、上記真空排気により真空処理室３内
の真空度が所定値（例えば5 Torr）に到達すると、弁１
０８、１０９を閉じ、弁１０７、１１４および弁１１
０、１１２（使用するガスが塩素系の場合）あるいは弁
１１１、１１３（使用するガスがフッ素系の場合）を開
け、低圧排気系により真空排気を開始する。これととも
に、真空ポンプ（ターボ分子ポンプ等からなる）１２に
よる真空排気を開始し、真空処理室３内を所定の真空度
（例えば0.01Torr）に設定する。

【００２１】なお、ガストラップ１７ａ、１７ｂには、
図３に矢印で示すように、冷却用の液体窒素および捕獲
したガスの置換用の窒素ガスが流通される。

【００２２】この後、半導体ウエハ２の搬入・搬出のた
め、ロードロック室４ａ、４ｂ内を真空排気する際に
は、まず、弁１０２と、弁１０１あるいは弁１０６を開
け、高圧排気系によるロードロック室４ａ、４ｂ内の真
空排気を開始する。また、これと同時に弁１０９を開
け、低圧排気系による真空排気を実施可能な状態に設定
しておく。

【００２３】そして、上記真空排気により、ロードロッ
ク室４ａ、４ｂ内の真空度が所定値（例えば5 Torr）に
到達すると弁１０１あるいは弁１０６をを閉じ、弁１０
３あるいは弁１０５を開け、低圧排気系による真空排気
を開始し、ロードロック室４ａ、４ｂ内の真空度を所定
の真空度（例えば0.01Torr）に設定する。

【００２４】このような弁１０１〜１１４の開閉操作を
各エッチング処理機構Ａ〜Ｊについて行い、各エッチン
グ処理機構Ａ〜Ｊにおいて並行してエッチング処理を実
施する。

【００２５】すなわち、ウエハ搬送機構１１により、カ
セット収容部９に設けられたウエハカセット８から、処
理を実施する半導体ウエハ２を取り出し、この半導体ウ
エハ２を次々とウエハストッカ１０上に載置する。そし
て、このウエハストッカ１０上の半導体ウエハ２をウエ
ハ搬送機構７によって搬送し、各エッチング処理機構Ａ
〜Ｊの搬入用のロードロック室４ａの前方に配置された
ウエハ載置台５上に次々と配置する。

【００２６】各エッチング処理機構Ａ〜Ｊは、搬入用の
ロードロック室４ａに設けられた図示しない開閉機構を
開けて、このウエハ載置台５上に設けられた半導体ウエ
ハ２を、搬入用のロードロック室４ａ内に設けられた図
示しないウエハ搬送アームにより、ロードロック室４ａ
内に搬入する。

【００２７】そして、開閉機構を閉めて、前述のように
してこのロードロック室４ａ内の真空排気を実施した
後、ロードロック室４ａと真空処理室３との間に設けら
れた図示しない開閉機構を開けて、ウエハ搬送アームに
よりロードロック室４ａ内の半導体ウエハ２を、前述の
ようにして予め所定の真空度に設定された真空処理室３
内に搬入する。

【００２８】真空処理室３内には、周知のエッチング装
置の如く、例えば冷却機構を備え、電極を兼ねたウエハ
載置部、このウエハ載置部に対向する如く設けられた対
向電極等が設けられており、例えばウエハ載置部と対向
電極との間に高周波電力を供給するとともに、この間に
所定のガスを供給してプラズマを発生させ、半導体ウエ
ハ２のエッチング処理を実施する。なお、本実施例で
は、ウエハ載置部を冷却するために、液体窒素を用いて
おり、図示しない液体窒素源に接続された1 本の液体窒
素供給配管が半導体製造装置１に接続されており、この
液体窒素供給配管から分岐させて各エッチング処理機構
Ａ〜Ｊに液体窒素を供給するよう構成されている。

【００２９】そして、エッチング処理が終了すると、上
記搬入手順と逆の手順により、搬出用ロードロック室４
ｂから半導体ウエハ２を搬出し、ウエハ搬送機構７およ
びウエハ搬送機構１１によって搬送し、カセット収容部
９に設けられたウエハカセット８内に収容する。

【００３０】すなわち、この実施例の半導体製造装置１
では、複数例えば10台のエッチング処理機構Ａ〜Ｊによ
って、高圧排気用真空ポンプ１３および低圧排気用真空
ポンプ１４を共用するよう構成されているので、故障発
生時等のバックアップ用の高圧排気用真空ポンプ１３ａ
およびバックアップ用の低圧排気用真空ポンプ１４ａを
含めても4 台（ターボ分子ポンプを含めると14台）の真
空ポンプを設ければよい。したがって、従来に較べて真
空ポンプの台数を大幅に削減することができ、建設コス
トの高いクリーンルーム内の設置スペースを削減して、
スペースファクターの向上を図ることができる。

【００３１】さらに、この実施例の半導体製造装置１で
は、カセット収容部９やウエハ搬送機構７およびウエハ
搬送機構１１等の搬送系をも共用しているので、スペー
スファクターの向上および装置製造コストを低減するこ
とができ、製品コストの低減を図ることができる。

【００３２】なお、上述した実施例では、ガストラップ
１７ａ、１７ｂによって、塩素系のガスおよびフッ素系
のガスをトラップするよう構成したが、図４に示すよう
に、ガストラップ等を使用せず、真空処理室３の排気系
を、例えば塩素系ガス用３０とフッ素系ガス用４０に分
離し、それぞれ塩素系真空ポンプ３１とフッ素系真空ポ
ンプ４１によって真空排気するよう構成してもよい。た
だし、この場合は前述した実施例に較べて、さらに2
台、バックアップ系を含めると4 台の真空ポンプが必要
となる。

【００３３】また、上述した実施例では、本発明をエッ
チング装置に適用した例について説明したが、本発明は
かかる実施例に限定されるものではなく、例えばＣＶＤ
装置、スパッタ装置、イオン注入装置等あらゆる半導体
製造装置に適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体製
造装置によれば、従来に較べて設置スペースを削減して
スペースファクターの向上を図ることができ、製品コス
トの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の半導体製造装置の構成を示
す図である。

【図２】図１の半導体製造装置の上面を示す図である。

【図３】図１の半導体製造装置の要部構成を示す図であ
る。

【図４】本発明の他の実施例の半導体製造装置の要部構
成を示す図である。

【符号の説明】

１半導体製造装置３真空処理室４ａロードロック室（搬入用）４ｂロードロック室（搬出用）１２真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）１３高圧排気用真空ポンプ１３ａバックアップ用高圧排気用真空ポンプ１４低圧排気用真空ポンプ１４ａバックアップ用低圧排気用真空ポンプ１５高圧排気系配管１６低圧排気系配管１７ａガストラップ（塩素系ガス用）１７ｂガストラップ（フッ素系ガス用）Ａ〜Ｊエッチング処理機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/205 7454−4Ｍ 21/22 Ｄ 9278−4Ｍ (72)発明者得丸秀行大分県大分市大字松岡3500番地株式会社東芝大分工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧雰囲気下で被処理物に所定の処理を
施す半導体製造装置において、前記被処理物に所定の処理を施す真空処理室と、この真
空処理室に前記被処理物を搬入・搬出するためのロード
ロック室とを具備した処理機構を複数設け、これらの処理機構の少なくとも一部を開閉弁を有する真
空排気配管で接続し、この真空排気配管に設けた真空ポ
ンプを、複数の前記処理機構で共用するよう構成したこ
とを特徴とする半導体製造装置。