JPH08111449A

JPH08111449A - 処理装置

Info

Publication number: JPH08111449A
Application number: JP7231918A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Imahashi; 一成今橋
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1996-04-30
Anticipated expiration: 2015-08-16
Also published as: JP3453223B2

Abstract

(57)【要約】【目的】設計自由度の高いマルチチャンバ型処理装置
を提供する。【構成】本装置は、処理ユニットＵ１と搬送ユニット
Ｕ２と中継ユニットＵ３と出入ユニットＵ４から任意の
種類及び任意の数のユニットを選択し、各搬送ユニット
Ｕ２を中継ユニットＵ３を介して接続することにより、
自由なレイアウトでマルチチャンバ型処理装置を構成で
きる。中継室に検査装置、温調装置、アライメント装置
などを設置することにより、搬送中に各種処理を実施で
きるのでスループットを向上できる。また、各室は独立
の排気系を有するので、組み合わせる処理ユニットの数
が増えた場合でも、排気系に対する負荷が増大しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理装置に係り、
特に複数の処理工程を連続的に実施可能なマルチチャン
バ方式の処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程においては、半導体ウェ
ハやＬＣＤ基板などの被処理体に対して成膜処理やエッ
チング処理などの複数の処理工程を反復して施すことに
より製品が完成される。そこで、近時、複数の処理ユニ
ットから構成され、その各処理ユニットにおいて被処理
体に対して各個別の処理を施すことにより、被処理体に
対して連続的に複数の処理工程を施すことが可能なマル
チチャンバ方式の処理装置が、大量処理及びスループッ
トの向上の観点から着目されている。

【０００３】例えば特開昭６３−１５７８７０号公報等
には、図１１に示すように、セパレーション室２００を
中心にゲートバルブ２０１を介して複数の基板処理室２
０２を放射状に配置し、そのセパレーション室２００に
基板の通過、各基板処理室への基板の分配及び基板の一
時滞留の機能を持たせた典型的なマルチチャンバ方式の
処理装置が開示されている。しかしながら、上記のよう
な放射状配置式のマルチチャンバ型処理装置は、搬送系
２０３がセパレーション室２００に集中しており、配置
される処理室の数が多い場合や各処理室での処理速度が
速い場合には、セパレーション室２００の搬送系２０３
のみでは処理しきれず、スループットが低下するおそれ
があった。また、セパレーション室２００の形状によ
り、配置可能な処理室の数には制限があり、設計の自由
度は低いものであった。さらにまた、多くの処理室を配
置しようとする場合には、中心部のセパレーション室２
００自体を大きく構成せねばならず、設置スペースが拡
大し、必然的に大容量のクリーンルームを構築せねばな
らず、イニシャルコストの増大を招いていた。同時に、
真空排気系に対する負荷の増大も無視できないものであ
った。さらにまた、種類の異なる基板処理室を配置する
場合には、処理室間におけるクロスコンタミの問題も生
じていた。

【０００４】特開平６３−２８８６３号公報、特開平３
−１６１９２９号公報等には、図１２に示すように、搬
送用通路２１０を設け、その通路の側方にゲートバルブ
２１１を介して複数の処理装置２１２を順次配置する通
路配置式のマルチチャンバ型処理装置が開示されてい
る。かかる方式によれば、配置される処理室の数が多い
場合に、上記放射状配置方式に比較すれば、搬送用通路
２１０（すなわち、上記セパレーション室２００に相
当）の容積を小さくできるものの、やはり搬送用通路２
１０の形状により、配置可能な処理室の数には制限があ
り、従って設計の自由度は低いものであった。また、放
射状配置方式に比較すれば小さいとは言うものの、搬送
用通路２１０の容積はまだまだ大きいので、真空排気系
に対する負荷も大きなものであった。

【０００５】また、上記放射状配置式及び通路配置式と
は異なる方式として、特公平１−５９３５４号公報等に
は、複数の搬送系を配した処理室を組み合わせて処理装
置を構成し、スループットの向上及び構成の簡素化を図
った処理装置が開示されているが、各処理室に必ず複数
の搬送系を配する必要があるため、配置される処理室の
数が増えると設計の自由度が低下する上、無駄な搬送系
が生じるという問題点がある。

【０００６】特に、８インチ以上の大口径ウェハ、例え
ば１２インチのウェハや、ＬＣＤ基板などの大型の被処
理体を処理するためのマルチチャンバ型処理装置を構築
しようとした場合には、装置の大型に伴う設置スペース
及びクリーンルーム容積の拡大が重大な関心事であり、
省スペースでかつ配置レイアウトの自由度の高い処理装
置の開発が希求されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のマル
チチャンバ型処理装置の有する上述の問題点に鑑みて成
されたものであり、その目的とするところは、真空処理
室と真空搬送室と気密中継室とローダ／アンローダ室を
ユニット化することにより、コストダウンを図るととも
に、処理装置に要求される処理工程の種類及び数、ある
いは設置スペースの条件に応じて自由な設計配置が、コ
ストの多大な増大を伴うことなく実施可能であり、また
その配置変更も容易であり、さらに組み込まれる真空処
理装置の数が多い場合であっても、真空搬送室の容積が
増大したり、あるいは真空搬送室用の真空排気系に対す
る負荷が増大したりせず、さらにまた、簡単な前処理工
程、後処理工程、検査工程、アライメント工程などの付
属処理を搬送中に実施することが可能であり、さらにま
たクロスコンタミの問題も解決可能な、新規かつ改良さ
れたマルチチャンバ方式の処理装置を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点によれば、複数の処理ユニット
から構成され、その各処理ユニットにおいて被処理体に
対して各個別の処理を施すことにより、被処理体に対し
て連続的に複数の処理工程を施すことが可能なマルチチ
ャンバ型処理装置であって、各処理ユニットは、被処理
体に対して各個別の処理を施す真空処理装置と、この真
空処理室と１のゲートバルブを介して着脱可能に接続さ
れた被処理体の搬送手段を備えた真空搬送室とを対に組
み合わせて構成され、あるいは、各処理ユニットは、被
処理体に対して各個別の処理を施す真空処理装置と、こ
の真空処理室と１のゲートバルブを介して接続され被処
理体の搬送手段を備えた真空搬送室と、前記真空搬送室
に気密接続手段、例えばゲートバルブを介して着脱可能
な気密中継室とを組み合わせて構成され、前記各処理ユ
ニット同士は、前記真空搬送室に気密接続手段を介して
着脱可能な気密中継室を介して相互に着脱可能であるこ
とを特徴とする処理装置が提供される。また、前記真空
搬送室は、１又は２以上のゲートバルブを介してローダ
／アンローダ室を接続可能に構成することが好ましく、
前記真空処理室、前記真空搬送室、前記気密中継室は、
それぞれ個別制御可能な真空排気系を設けることも可能
である。

【０００９】また本発明の第２の観点によれば、複数の
真空処理装置から構成され、その各真空処理装置におい
て被処理体に対して各個別の処理を施すことにより、被
処理体に対して連続的に複数の処理工程を施すことが可
能なマルチチャンバ型処理装置であって、少なくとも、
被処理体に対して各個別の処理を施す真空処理装置ユニ
ットと、その真空処理室と１のゲートバルブを介して接
続され被処理体の搬送手段を備えた真空搬送室ユニット
と、真空搬送室に気密接続手段、例えばゲートバルブを
介して着脱可能な気密中継室ユニットと、前記真空搬送
室に１又は２以上のゲートバルブを介して着脱可能に接
続され前記真空搬送室内に被処理体を搬入搬出するロー
ダ／アンローダ室ユニットと、を含むユニット群から任
意のユニットを選択し組み合わせることにより構成され
る処理装置が提供される。なお、前記各ユニットには独
立制御可能な真空搬送系をそれぞれ設けることができ
る。

【００１０】さらに本発明の第３の観点によれば、複数
の真空処理装置から構成され、その各真空処理装置にお
いて被処理体に対して各個別の処理を施すことにより、
被処理体に対して連続的に複数の処理工程を施すことが
可能なマルチチャンバ型処理装置であって、少なくと
も、被処理体に対して各個別の処理を施す真空処理装置
ユニットと、被処理体の搬送手段を備えた真空搬送室ユ
ニットと、気密中継室ユニットと、前記真空搬送室内に
被処理体を搬入搬出するローダ／アンローダ室ユニット
とを含むユニット群から任意のユニットを選択し組み合
わせることにより構成され、前記各ユニットに設けられ
た他のユニットとの連通用開口の寸法が共通であり、共
通の気密接続手段、例えばゲートバルブを介して前記各
ユニット同士を接続することが可能であることを特徴と
する処理装置が提供される。その場合に、前記真空搬送
室ユニットは、少なくとも１の真空処理装置ユニットと
の連通用開口、少なくとも２の気密中継室との連通用開
口、少なくとも１のローダ／アンローダ室ユニットとの
連通用開口を備えており、使用しない開口は気密に封止
可能であることが好ましく、さらに、前記真空搬送室ユ
ニット内に設置される搬送手段は、前記各連通用開口を
介して連通されたユニット間で被処理体を搬入搬出可能
な可動範囲を有していることが好ましい。そして、前記
気密中継室ユニットは、少なくとも２の真空搬送室との
連通用開口を備えており、使用しない開口は気密に封止
可能であることが好ましい。なお、前記各ユニットには
独立制御可能な真空搬送系をそれぞれ設けることができ
る。

【００１１】また、上記各処理装置において、前記気密
中継室には、被処理体搬送手段、被処理体の検査手段、
被処理体の温調手段、被処理体の位置合わせ手段、処理
ガス供給手段、１又は２以上の被処理体を一時的に滞留
可能なバッファ機構などの装置を設置することが可能で
ある。

【００１２】さらにまた、上記処理ユニットを構成する
真空処理室としては、例えば、前処理装置（例えば、加
熱装置、エッチング装置など）、成膜装置（例えば、ス
パッタ装置、ＣＶＤ装置、真空蒸着装置など）、エッチ
ング装置、後処理装置（例えば、加熱装置など）などを
採用することが可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施のいくつか
の形態について詳細に説明する。

【００１４】本発明の実施の第一の形態にかかる基板の
処理装置は、少なくとも第１及び第２処理ユニットと、
少なくとも第１及び第２搬送ユニットと、少なくとも１
つの中継ユニットと、少なくとも１つの出入ユニットと
から構成される。前記各処理ユニットは、前記基板の夫
々が通過可能な少なくとも１つの開口部を有する処理ケ
ーシングと、この処理ケーシング内で前記基板の夫々を
支持するための手段と、前記処理ケーシング内で前記基
板の夫々に半導体処理を施す手段とを備えている。前記
各搬送ユニットは、前記基板の夫々が通過可能な少なく
とも４つの開口部を有する搬送ケーシングと、前記搬送
ケーシング内に配設された前記基板の夫々を搬送するた
めの搬送アームとを備えている。そして、前記第１及び
第２搬送ユニットには夫々前記第１及び第２処理ユニッ
トがジョイントを介して着脱可能に接続され、前記ジョ
イントは２つのユニットの隣接する開口部どうしを開閉
可能且つ気密に接続することができる。例えば、螺合手
段により気密に接続されている。前記中継ユニットは、
前記基板の夫々が通過可能な少なくとも２つの開口部を
有する中継ケーシングと、前記中継ケーシング内に配設
された前記基板の夫々を載置するための載置台とを備え
ている。そして、前記中継ユニットには前記第１及び第
２搬送ユニットがジョイントを介して接続され、前記ジ
ョイントは２つのユニットの隣接する開口部どうしを開
閉可能且つ気密に接続することができる。前記出入ユニ
ットは、前記基板の夫々が通過可能な少なくとも１つの
開口部を有する出入ケーシングと、前記出入ケーシング
内で、前記基板を間隔をおいて積載する少なくとも１つ
のカセットを昇降するための昇降手段とを備えている。
そして、前記出入ユニットには前記第１搬送ユニットが
ジョイントを介して接続され、前記ジョイントは２つの
ユニットの隣接する開口部どうしを開閉可能且つ気密に
接続することができる。前記処理、搬送、中継ユニット
及び出入ユニットの各開口部は、前記ユニットが実質的
に９０度の角度を単位とした方向に接続されるように配
置され、前記基板の搬送方向が実質的に９０度の角度を
単位として配向される。前記処理、搬送及び中継ユニッ
トの各ケーシングは真空室を形成するように、その開口
部の内、他のケーシングの開口部と接続されない開口部
は盲板により気密により閉鎖される。

【００１５】また本発明の実施の第２の形態にかかる基
板の処理装置は、複数の処理ユニットと、複数の搬送ユ
ニットと、複数の中継ユニットと、複数の出入ユニット
と、から選択された少なくとも２つの処理ユニットと、
少なくとも２つの搬送ユニットと、少なくとも１つの中
継ユニットと、少なくとも１つの出入ユニットと、がジ
ョイントを介して接続されることにより形成される。前
記ユニットの夫々は前記基板の夫々が通過可能な単数若
しくは複数の開口部を有するケーシングを具備し、前記
ジョイントは２つのユニットの隣接する開口部どうしを
開閉可能且つ気密に接続するように構成される。前記ユ
ニットの前記開口部は、前記ユニットが実質的に９０度
の角度を単位とした方向に接続されるように配置され、
前記基板の搬送方向が実質的に９０度の角度を単位とし
て配向される。前記処理、搬送及び中継ユニットの各ケ
ーシングは真空室を形成するように、その開口部の内、
他のケーシングの開口部と接続されない開口部は盲板に
より気密により閉鎖される。各処理ユニットは、少なく
とも１つの前記開口部と、そのケーシング内で前記基板
の夫々を支持するための手段と、そのケーシング内で前
記基板の夫々に半導体処理を施す手段とを具備してい
る。各搬送ユニットは、少なくとも４つの前記開口部
と、そのケーシング内に配設された前記基板の夫々を搬
送するための搬送アームとを具備しており、各搬送ユニ
ットには夫々少なくとも１つの処理ユニットが前記ジョ
イントを介して接続される。各中継ユニットは、少なく
とも２つの開口部と、そのケーシング内に配設された前
記基板の夫々を載置するための載置台とを具備してお
り、各中継ユニットには夫々少なくとも１つの搬送ユニ
ットが前記ジョイントを介して接続され、２つの搬送ユ
ニット間に少なくとも１つの中継ユニットが介在され
る。各出入ユニットは、少なくとも１つの前記開口部
と、そのケーシング内で、前記基板（複数）を間隔をお
いて積載する少なくとも１つのカセットを昇降するため
の昇降手段とを具備し、各出入ユニットには少なくとも
１つの搬送ユニットが前記ジョイントを介して接続され
る。

【００１６】なお上記各実施の態様において、前記各ケ
ーシングに不活性ガス供給系と排気系とを接続し、夫々
独立的に内部圧力の制御ができるように構成してもよ
い。また、前記出入ユニットのケーシングを真空室とし
て形成し、不活性ガス供給系と排気系とを接続し、独立
的に内部圧力の制御ができるようにしてもよい。前記カ
セットを、不活性ガスで満たされた容器内に収納された
状態で前記出入ユニットに供給するように構成してもよ
い。その場合に、前記容器は、開口端を有する容器本体
と、前記容器本体の開口端を閉鎖すると共に前記カセッ
トを載せる底板とを具備するとともに、前記出入ユニッ
トが、前記容器本体と協働して閉鎖空間を形成する手段
を更に具備し、前記閉鎖空間を形成した状態で、前記昇
降手段により、前記底板を前記容器本体から移動させ、
前記容器から前記カセットをそのケーシング内に取込む
ように構成できる。前記各ユニットを接続するジョイン
トは、共通の取付け寸法を有するゲートバルブから構成
できる。前記中継ユニットは、１８０度の角度をなす２
方向若しくは９０度の角度をなす２方向に２つの前記開
口部を有するように構成できる。また前記中継ユニット
は、検査、位置調節、温度調節、成膜の群から選択され
た少なくとも１つの付属処理を前記基板に施すための手
段を具備するように構成できる。前記出入ユニットのケ
ーシングは、２つの前記開口部を有し、前記昇降手段が
２つの前記カセットを昇降するように構成できる。前記
出入ユニットと実質的に同じ別の出入ユニットが、ジョ
イントを介して前記第２搬送ユニットに接続されるよう
に構成してもよい。各ユニットは、基準正方形のＮ個分
（Ｎは４以下の正の整数）の床面積を設置スペースとし
て付与されるように基本的に設計することが好ましい。

【００１７】次に、添付図面を参照しながら、本発明の
実施の形態にかかる基板の処理装置の構成について、さ
らに具体的に説明する。

【００１８】図１には、本発明の一実施例に係るマルチ
チャンバ型処理装置の平面図が示されている。図中、処
理装置は各基本ユニットに分解された状態となってい
る。基本ユニットは、大寸法の処理ユニットＵ１、搬送
ユニットＵ２、直進用の中継ユニットＵ３、２つのカセ
ットを収納できる出入ユニットＵ４とから主に構成され
ている。

【００１９】図２には、本発明の他の実施例に係るマル
チチャンバ型処理装置の平面図が示されている。図中、
処理装置は各基本ユニットに分解された状態となってい
る。この実施例の処理装置においては、図１図示の処理
装置で使用された基本ユニットＵ１〜Ｕ４以外に、小寸
法の処理ユニットＵ５、処理ユニットＵ５を取り付ける
ための搬送ユニットＵ６、方向変換用の中継ユニットＵ
７、１つのカセットを収納できる出入りユニットＵ８が
追加の基本ユニットとして使用される。

【００２０】各ユニットＵ１〜Ｕ８は、被処理基板であ
る半導体ウェハＷの寸法に依存して決定され、例えば、
一辺がＬの基準正方形ＲＳ（Ｌ×Ｌ）の低正数倍（実施
例では４以下）の床面積を設置スペースとして付与され
るように基本的に設計される。換言すると、各ユニット
Ｕ１〜Ｕ８は、平面図において、直交座標系のグリッド
により規定できる一辺がＬの基準正方形ＲＳのＮ倍（Ｎ
は正の整数で、図１及び図２図示の実施例ではＮ＝１、
２、４）の面積を実質的に付与される。

【００２１】別の視点から述べると、各ユニットＵ１〜
Ｕ８は、実質的に９０度の角度を単位とした方向に、次
々と接続され、被処理基板である半導体ウェハＷの搬送
方向が、実質的に９０度の角度を単位として配向され
る。即ち、被処理基板である半導体ウェハＷの搬送路
は、実質的に直進、後退或いは９０度の角度で左右いず
れかの方向に曲がるように形成される。より具体的に
は、隣接する３つのユニットは、０度、１８０度の角度
で接続され、実質的に直線的な搬送路を形成するか、９
０度或いは２７０度の角度で接続され、実質的に直角に
曲がる搬送路を形成する。

【００２２】各ユニットＵ１〜Ｕ８は、単数若しくは複
数の開口部４を有する耐圧構造のケーシング２を具備
し、各開口部４にはフランジ６が配設される。フランジ
６を介して各開口部４が気密に閉鎖されると、各ケーシ
ング２は真空室を形成する。各ユニットＵ１〜Ｕ８のケ
ーシング２には、不活性ガスの供給系７からのライン及
び排気系８（図３参照）からのラインが個々に接続され
る。従って、各ケーシング２が真空室を形成した状態に
おいて、各ユニットＵ１〜Ｕ８に対応する各真空室は独
立的に所定の減圧雰囲気に設定可能となる。

【００２３】各ユニットＵ１〜Ｕ８は気密ジョイント及
び開閉手段として機能するゲートバルブＧＶに接続され
る。各ユニットＵ１〜Ｕ８のフランジ６は同一のゲート
バルブＧＶを取付けることができるように共通の寸法を
有し、従って、本処理装置で使用されるゲートバルブＧ
Ｖは、実質的に同一のバルブからなる。但し、各部にお
ける必要な耐圧に応じて、各バルブが異なる設定耐圧を
有するようにしてもよい。なお、各ユニットＵ１〜Ｕ８
の開口部４もまた同じ開口寸法を有する。

【００２４】また、各ユニットＵ１〜Ｕ８間の接続に使
用されない開口部４は、フランジ６に取付けられる盲板
ＢＰにより気密に閉鎖される。

【００２５】図１に図示の処理装置には２つの、また図
２に図示の処理装置には１つの大寸法の処理ユニットＵ
１が配設される。処理ユニットＵ１は、前述の一辺がＬ
の基準正方形ＲＳを２×２で並べた正方形を設置スペー
スとして想定して設計される。即ち、ユニットＵ１〜Ｕ
８を接続して組立てた場合、処理ユニットＵ１を設置す
るには、２×２分の基準正方形ＲＳが必要となる。しか
し、処理ユニットＵ１のケーシング２の一辺の長さは２
Ｌよりかなり小さくなっている。

【００２６】図２に図示の処理装置には２つの小寸法の
処理ユニットＵ５が配設される。処理ユニットＵ５は、
基準正方形ＲＳの１つ分を設置スペースとして想定して
設計される。被処理基板が小さい場合や、付帯設備が少
ない処理内容の場合、このような小寸法処理ユニットＵ
５でも対応することができる。

【００２７】処理ユニットＵ１、Ｕ５のケーシング２は
共に略正方形の平面形状をなし、ケーシング２の一側面
に、その垂直中心線を対称軸として１つの開口部４が形
成される。処理ユニットＵ１、Ｕ５のケーシング２内に
は、半導体ウェハＷを載置するための載置台１０が中央
に配設される。載置台１０には、ウェハＷをロード及び
アンロードを補助するように上下動可能なリフトピン
（図示せず）が内蔵される。図１に図示の２つの処理ユ
ニットＵ１どうし、或いは、図２に図示の処理ユニット
Ｕ５どうしは、例えば、同一の処理内容、或いは異なる
処理内容、例えば、成膜処理及びエッチング処理を夫々
行うものとすることができる。各処理内容に対応する処
理ユニットＵ１、Ｕ５の構成は後に詳述する。

【００２８】なお、処理ユニットＵ１の平面形状は、正
方形以外の形状、例えば矩形、円形、多角形とすること
ができる。また、開口部４を複数設けることも可能であ
る。

【００２９】大寸法の処理ユニットＵ１の夫々は、実質
的に同一の搬送ユニットＵ２に接続される。また、２つ
の小寸法の処理ユニットＵ５は１つの搬送ユニットＵ６
に接続される。搬送ユニットＵ２、Ｕ６は基準正方形Ｒ
Ｓを１×２で並べた矩形を設置スペースとして想定して
設計される。即ち、搬送ユニットＵ２、Ｕ６のケーシン
グ２は矩形の平面形状をなす。

【００３０】搬送ユニットＵ２のケーシング２には５つ
の開口部４が形成され、より具体的には、両端面及び一
側面に夫々その垂直中心線を対称軸として１つの開口部
４が形成され、他側面にはその垂直中心線を対称軸とし
て一対の開口部４が形成される。これに対して、搬送ユ
ニットＵ６のケーシング２には６つの開口部４が形成さ
れ、より具体的には、両端面に夫々その垂直中心線を対
称軸として１つの開口部４が形成され、両側面にはその
垂直中心線を対称軸として一対の開口部４が形成され
る。搬送ユニットＵ２、Ｕ６の開口部４は、実質的に９
０度の角度間隔で４方向に１つずつ、合計で少なくとも
４個あることが望ましい。

【００３１】図３に図示の如く、搬送ユニットＵ２、Ｕ
６のケーシング２内には、伸縮自在な搬送アーム１２が
配設される。搬送アーム１２は、リンク機構を介して接
続されたアーム素子１４ａ、１４及びフォーク１６とを
具備する。搬送アーム１２は駆動部１８により伸縮駆動
されるだけでなく、上下方向にも駆動される。搬送アー
ム１２は、搬送ユニットＵ２、Ｕ６の各開口部４を介し
て、ユニットＵ１〜Ｕ８間でウェハＷを搬送する。

【００３２】図１図示の処理装置には、直線的な搬送路
を形成するように２つの搬送ユニットＵ２を接続する中
継ユニットＵ３が配設される。図２図示の処理装置に
は、９０度の角度で曲がった搬送路を形成するように２
つの搬送ユニットＵ２、Ｕ６を接続する中継ユニットＵ
７が配設される。中継ユニットＵ３、Ｕ７は基準正方形
ＲＳの１つ分を設置スペースとして想定して設計され
る。即ち、中継ユニットＵ３、Ｕ７のケーシング２は正
方形の平面形状をなす。

【００３３】直進用の中継ユニットＵ３のケーシング２
には、対向する２面に夫々その垂直中心線を対称軸とし
て１つの開口部４が形成される。これに対して、方向変
換用の中継ユニットＵ７のケーシング２には、隣接する
２面に夫々その垂直中心線を対称軸として１つの開口部
４が形成される。

【００３４】中継ユニットＵ３、Ｕ７のケーシング２内
には、半導体ウェハＷを載置するための載置台２０が中
央に配設される。載置台２０には、ウェハＷのロード及
びアンロードを補助するように上下動可能なリフトピン
（図示せず）が内蔵される。中継ユニットＵ３、Ｕ７
は、単に２つ搬送ユニットＵ２間においてウェハＷを一
時的に保管するだけでなく、ウェハＷの検査、温度調
節、熱処理、アライメント等の任意の機能を具備するこ
とができる。例えば、図２図示の処理装置の左端部に
は、中継ユニットＵ３が、搬送ユニットＵ２を接続する
ためではなく、付属の機能を利用するために組込まれて
いる。

【００３５】図１図示の処理装置には、２つの搬送ユニ
ットＵ２の夫々に接続されるように、実質的に同一の２
つの出入ユニットＵ４が配設される。出入ユニットＵ４
は基準正方形ＲＳを１×２で並べた矩形を設置スペース
として想定して設計され、２つのウェハカセットＣを導
入可能に形成される。各ウェハカセットＣには、複数枚
例えば２５枚の半導体ウェハＷが収納される。これに対
して、図２図示の処理装置には、搬送ユニットＵ２、Ｕ
６に夫々接続されるように２つの出入ユニットＵ８が配
設される。出入ユニットＵ８は基準正方形ＲＳの１つ分
を設置スペースとして想定して設計され、１つのウェハ
カセットＣを導入可能に形成される。

【００３６】図示のように２つの出入ユニットＵ４、Ｕ
８が使用される場合、通常、一方は処理前ウェハＷをシ
ステム内に取入れるために使用され、他方は処理後ウェ
ハＷをシステム外に取出すために使用される。しかし、
１つの出入ユニットＵ４の、一方のウェハカセットＣが
処理前ウェハＷをシステム内に取入れるために使用さ
れ、他方のウェハカセットＣが処理後ウェハＷをシステ
ム外に取出すために使用される場合もある。また、１つ
のウェハカセットＣが、処理前及び処理後ウェハＷの両
者を同時に扱うために使用される場合もある。

【００３７】ウェハカセットＣは、表面洗浄後のウェハ
Ｗの表面に自然酸化膜が形成されるのを防止するため、
不活性ガスで満たされた気密性のカセット容器１５２に
入れられた状態で、本処理装置へ搬送されてくる。出入
ユニットＵ４、Ｕ８は、この様なシール状態のウェハカ
セットＣを外気に触れさせることなく、そのケーシング
２内に取入れできるように構成される。

【００３８】より具体的には、カセット容器１５２は、
下部に開口端を有する矩形の容器本体１５４と、同開口
端を気密に閉鎖する着脱可能な底板１５６を具備する。
底板１５６は、容器本体１５４の下部のフランジ１５８
の下面に、Ｏリング等のシール材１６０を介して気密に
取付けられる。容器１５２内には、カセットＣを収容し
た状態で、大気圧に対して陽圧に設定された、清浄度の
高い窒素等の不活性ガスが充填される。このため、容器
１５２には、ガスを導入するためのバルブ付きノズル
（図示せず）が接続される。

【００３９】底板１５６の周面内には、突出及び退避可
能に複数のロックピン１６２が配設され、これらは、容
器本体１５４の下部の内壁に形成された凹部と係合す
る。ロックピン１６２は、底板１５６の中央に内蔵され
る円板１６４に連結され、円板１６４の回転により、容
器本体１５４の凹部に対する係合及び離脱を行えるよう
になっている。円板１６４の底部には、円板１６４を回
転させるための凹部１６６が形成される。

【００４０】これに対して、カセット容器１５２を載置
するための出入ユニットＵ４、Ｕ８のケーシング２の天
板１７０には、開口部１７４が形成される。開口部１７
４は、ボールネジ１７２で、出入ユニットＵ４、Ｕ８の
ケーシング２内を上下に駆動される蓋１７６により開閉
される。蓋１７６の上面中央には上方に突出する複数の
ピン１７８が配設され、これらは蓋１７６に内蔵された
回転駆動体１８０に取付けられると共に、底板１５６の
凹部１６６と係合可能となっている。即ち、凹部１６６
とピン１７８とが係合した状態で、回転駆動体１８０が
回転すると、底板１５６の円板１６４も回転し、ロック
ピン１６２が容器本体１５４に対する係合及び離脱を行
うことができる。

【００４１】また、開口部１７４の周囲で天板１７０の
上面には複数のクランプ１８２が配設される。クランプ
１８２は、容器本体１５４のフランジ１５８の上面に係
合し、容器本体１５４をケーシング２の天板１７０に押
し付ける。容器本体１５４をケーシング２の天板１７０
との間には、Ｏリング等のシール材（図示せず）が配設
され、両部材間を気密にシールする。

【００４２】この様な構成の出入ユニットＵ４、Ｕ８に
おいて、処理前ウェハＷが処理装置内に取入れる際は、
先ず、カセット容器１５２が天板１７０上の所定位置に
載置される。次に、クランプ１８２が旋回し、容器本体
１５４を気密状態で天板１７０に対して固定する。次
に、蓋１７６の回転駆動体１８０が回転し、カセット容
器１５２の底板１５６の円板１６４を介して、ロックピ
ン１６２を解除する。次に、蓋１７６が下降すると、底
板１５６及びウェハカセットＣが、容器本体１５４を天
板１７０上に残して下降する。即ち、カセットＣが出入
ユニットＵ４、Ｕ８のケーシング２内に取込まれ、処理
前ウェハＷが搬送ユニットＵ２の搬送アーム１２により
受取り可能となる。

【００４３】また、処理後ウェハＷを処理装置外に取出
す場合は、上述とは逆の手順で、天板１７０に対して固
定された容器本体１５４内に、処理後ウェハＷを積んだ
ウェハカセットＣを収納する。この場合、出入ユニット
Ｕ４、Ｕ８のケーシング２内を不活性ガスで満たしてお
けば、カセット容器１５２内に不活性ガスを満たした状
態で処理後ウェハＷのカセットＣを収納することができ
る。

【００４４】この様にすれば、本処理装置は、処理前ウ
ェハＷの取入れから処理後ウェハＷの取出しまでの間、
外部雰囲気の影響を受けない自己完結的な閉鎖空間を形
成することとなるので、本処理装置を高度なクリーンル
ーム内に設置する必要がなくなる。即ち、本処理装置を
収容するための大容量の高度なクリーンルームを設ける
必要がなくなるため、本処理装置を構築するためのイニ
シャルコストを大幅に低減することが可能となる。

【００４５】次に、図４を参照しながら中継ユニットＵ
３（Ｕ７）の具体例について詳述する。図４図示の中継
ユニットＵ３は、ステンレスやアルミニウムなどからな
る気密なケーシング２１内に載置台２３を具備する。載
置台２３には上下動可能なリフトピン２４が内装され
る。リフトピン２４は、ウェハＷの受け取り時に上昇
し、所定の搬送アームよりウェハＷを受け取った後に下
降し、載置台２３の載置面上にウェハＷを載置する。載
置台２３の載置面には、必要に応じて、静電チャックな
どのウェハ固定手段を設けることが可能である。

【００４６】載置台２３には図示しない冷媒源より液体
窒素などの冷媒を供給循環させることが可能な冷却ジャ
ケット２５が内装されることもある。冷却ジャケット２
５からの冷熱伝達により、ウェハＷを所望の温度にまで
冷却することもできる。ウェハＷの上方には、赤外線ラ
ンプなどの加熱手段２６が載置されることもあり、ウェ
ハＷの温度を所望の温度にまで加熱することも可能であ
る。この様に、中継ユニットＵ３には、搬入されたウェ
ハＷを所望の温度に温調するための温調手段を設けるこ
とが可能である。例えば、前段の処理ユニットにおい
て、加熱処理されたウェハＷを搬送中に常温にまで冷却
したり、搬送中のウェハＷを加熱して、簡単なアニール
処理を施すことが可能である。なお、加熱手段２６とし
て、赤外線ランプに代え、載置台２３に内装された電気
抵抗体を用いることもできる。

【００４７】中継ユニットＵ３には、検査装置２７、例
えば、射入射干渉計、静電容量式検査装置、フィゾー干
渉計、光電式検査装置、超音波式検査装置などを設ける
ことにより処理後ウェハＷの表面形状、例えばフラット
ネス、そり、厚みなどを測定検査することも可能であ
る。更に必要な場合には、光学式濃度計、可視紫外分光
光度計、赤外分光光度系、走査型トンネル電子顕微鏡、
オージェ電子顕微鏡、触針式膜厚計、エリプソメータ、
走査型電子顕微鏡、ＥＰＭＡ、異物検査装置などを設置
することによりウェハＷの物性を詳細に検査することも
可能である。かかる構成により、処理後ウェハＷの欠陥
検査を搬送中に実施し、重大な欠陥が発見された場合に
は、後段の処理を省略し、欠陥ウェハＷを装置外にアン
ロードすることができる。なお、図４に示す中継ユニッ
トＵ３には、検査装置２７の一例として、射入射干渉計
が示されており、発光素子２７ａから射出させた特定波
長の照射光をウェハＷの表面にて反射させ受光素子２７
ｂにおいて受光し、その干渉波形によりウェハＷの表面
の状態を検査する。

【００４８】中継ユニットＵ３には、必要に応じて、処
理ガス導入系２９が接続される。これにより、所定のガ
ス、例えば窒素ガスを導入し、処理後ウェハＷの表面に
窒化膜を形成し、処理面を保護することが可能となる。
更にまた、中継ユニットＵ３の載置台２３には、必要に
応じて、ウェハＷの位置調節手段が配備される。これに
より、予め中継ユニットにてアライメントした後に後段
の処理ユニットにウェハＷを搬出することができる。

【００４９】また、中継ユニットＵ３内に昇降可能なカ
セットを設置し、２５枚程度までの一時的なウェハの保
管に使用することも可能である。

【００５０】中継ユニットＵ３に装備可能な付属機能
は、上述の内容に限定されるものではなく、前段の処理
工程から後段の処理工程へ被処理基板を搬送中に施すこ
とが可能なあらゆる処理、検査、位置調節、温調などを
施すための１つ或いは複数の機能とすることができる。
逆に、中継ユニットは、全ての付属機能を省略し、他の
ユニットとは別個独立に圧力制御することが可能な単な
る中継室として構成することも可能である。なお、直進
用の中継ユニットＵ３では、２つの開口部４が対向して
配置されるが、方向変換用の中継ユニットＵ７では、２
つの開口部４は９０度の角度を成すように配置される。

【００５１】次に、処理ユニットＵ１、Ｕ５の具体例に
ついて、図５、図６及び図７を参照しながら説明する。

【００５２】図５には、処理ユニットＵ１、Ｕ５として
使用されるマグネトロン式スパッタ装置が示される。図
示のように、スパッタ装置４０は、ステンレスやアルミ
ニウム等からなる気密なバレル状のケーシング４１を備
える。ケーシング４１内には、上方から順次、陰極４
２、ターゲット４３、コリメータ４４、陽極４５が対向
配置される。陽極４５は被処理基板である半導体ウェハ
Ｗを載置固定する載置台を兼ね、その載置面にチャック
４６によりウェハＷを固定載置される。

【００５３】導電性金属からなる陰極４２には可変直流
高圧電源４７が接続される。スパッタ処理時には、例え
ば１０〜２０ＫＷの直流電力を印加することにより、陰
極４２と陽極４５との間にグロー放電を生じさせる。そ
して、陰極４２の下面に接合されたターゲット４３にイ
オン粒子を衝突させ、弾かれたスパッタリング粒子を、
ターゲット４３に対向する位置に載置されたウェハＷの
処理面に被着させる。陰極４２の上部には回転自在の永
久磁石４８が設置される。永久磁石４８により、陰極４
２の近傍に直交電磁界が形成され、二次イオンがトラッ
プされることにより、イオン化が促進される。永久磁石
４８の配置及び／または形状を調整することにより、形
成される膜厚のばらつきを調整することができる。陰極
４２には冷却ジャケット４９が内装され、冷媒、例えば
冷却水を循環させることにより、陰極４２及び／または
ターゲット４３の昇温が抑制される。

【００５４】ケーシング４１の下部には、アルミニウム
等の導電性金属からなり陽極も兼ねる載置台４５が載置
される。載置台４５は、略円筒状に構成され、昇降機構
５０により昇降自在である。載置台４５には、ヒータ等
の加熱装置５１が内装され、ウェハＷを所望の温度、例
えば２００℃にまで昇温させることができる。ウェハＷ
の裏面には、管路５２を介して窒素ガス等の供給するこ
とが可能であり、加熱装置５１からの伝熱特性を向上さ
せている。

【００５５】陰極４２／ターゲット４３と陽極（載置
台）４５の間にはコリメータ４４が設置される。コリメ
ータ４４はステンレス等の導電性金属製の円板にハニカ
ム状または円形の断面を有する多数の小孔を穿設してな
る。コリメータ４４の周囲にはセラミックス等の絶縁部
材が取り付けられ、ケーシング４１の内壁やシールと５
３等から電気的に絶縁され、プロセス時には、電気的フ
ローティング状態に保持される。ケーシング４１内に
は、陰極４２から陽極（載置台）４５に至るスパッタリ
ング粒子が飛翔する空間を囲むように、例えばステンレ
ス等からなるシールド５３が形成され、ケーシング４１
の内壁がスパッタリング粒子から保護される。なお、こ
のシールド５３は接地によりグランド電位に落とされて
おり、プロセス時には一種の対向電極としても作用する
ものである。

【００５６】ケーシング４１には、ガス源５３からマス
フローコントローラ５４を介して、所望の処理ガスを供
給するための処理ガス導入管５５が接続される。所定の
処理ガスとして、例えば第１管路５５ａからアルゴン等
の不活性ガスが導入され、第２管路５５ｂから窒素等の
反応性ガスが導入される。ケーシング４１の下方には排
気口５６が設けられ、図示しない真空ポンプ、例えばド
ライポンプによりケーシング内が所望の圧力に真空引き
可能となる。

【００５７】図６には、処理ユニットＵ１、Ｕ５として
使用されるプラズマエッチング装置７１が示される。エ
ッチング装置７１は、導電性材料、例えばアルミニウム
等からなる円筒或いは矩形状に成形された気密なケーシ
ング７２を有する。ケーシング７２の底部にはセラミッ
ク等の絶縁材７３を介して、ウェハＷを載置するための
略円筒状の載置台７４が収容される。載置台７４は、ア
ルミニウム等より形成された複数の部材をボルト等によ
り組付けることにより構成することができる。載置台７
４には、冷却手段７５や加熱手段７６等の熱源手段が内
設され、ウェハＷの処理面を所望の温度に調整すること
ができる。

【００５８】冷却手段７５は、例えば冷却ジャケット等
から構成され、冷却ジャケット７５には、例えば液体窒
素等の冷媒を冷媒導入管７７を介して導入可能である。
導入された液体窒素は同冷却ジャケット７５内を循環
し、その間に核沸騰により冷熱を生じる。かかる構成に
より、例えば−１９６℃の液体窒素の冷熱が冷却ジャケ
ット７５から載置台７４を介してウェハＷに対して伝熱
し、ウェハＷの処理面を所望する温度まで冷却する。な
お、液体窒素の核沸騰により生じた窒素ガスは冷媒排出
管７８より容器外へ排出される。

【００５９】載置台７４には温調用ヒータ等の加熱手段
７６が配置される。温調用ヒータ７６は、例えば窒化ア
ルミニウム等の絶縁性焼結体にタングステン等の導電性
抵抗発熱体が挿入されてなる。抵抗発熱体が電力供給リ
ード７９によりフィルタ８０を介して電力源８１から所
望の電力を受けて発熱し、ウェハＷの処理面の温度を所
望する温度まで加熱し、温度制御を行う。

【００６０】載置台７４は、上面中央部が凸状にされた
円板状で、この中央上面には、例えば静電チャック８２
がウェハＷと略同径大、好ましくはウェハＷの径よりも
若干小さい径で設けられる。静電チャック８２は、ウェ
ハＷを載置保持する面としてポリイミド樹脂等の高分子
絶縁材料からなる２枚のフィルム８２ａ、８２ｂ間に銅
箔等の導電膜８２ｃを挟持した静電チャックシートより
構成される。導電膜８２ｃは、電圧供給リード８３によ
り、途中高周波をカットするフィルタ８４、例えばコイ
ルを介して可変直流電圧源８５に接続される。従って、
導電膜８２ｃに高電圧を印加することにより、静電チャ
ック８２の上側フィルム８２ａの上面にウェハＷをクー
ロン力により吸着保持し得る。なお、被処理基板を保持
するチャック手段として、静電チャック８２に代え、例
えば、昇降運動自在の円環状のクランプ部材等の、被処
理基板を機械的に保持するメカニカル・チャック手段を
用いることができる。

【００６１】静電チャックシート８２には、伝熱ガス供
給孔８６が同心円状に穿設される。伝熱ガス供給孔８６
には、伝熱ガス供給管８７が接続され、図示しないガス
源よりヘリウム等の伝熱ガスを、ウェハＷの裏面と静電
チャック８２のチャック面との間に形成される微小空間
に供給し、載置台７４からウェハＷへの伝熱効率を高め
ることができる。

【００６２】載置台７４の周囲には、静電チャック８２
上のウェハＷの外周を囲むように環状のフォーカスリン
グ８７が配置される。フォーカスリング８７は反応性イ
オンを引き寄せない絶縁性または導電性の材料からな
り、反応性イオンを内側の半導体ウェハＷにだけ効果的
に入射せしめるように作用する。

【００６３】載置台７４には、中空に成形された動体よ
りなる給電棒８８が接続され、給電棒８８にはブロッキ
ングコンデンサ８９を介して高周波電源９０が接続され
る。プロセス時には、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波
電力が給電棒８８を介して載置台７４に印加される。か
かる構成により、載置台７４は下部電極として作用し、
ウェハＷに対向するように設けられた上部電極９１との
間にグロー放電を生じ、ケーシング内に導入された処理
ガスをプラズマ化し、そのプラズマ流にて被処理基板に
エッチング処理を施す。

【００６４】上部電極９１は、載置台７４の載置面上方
に、これより約１０〜２０ｍｍ程度離間させて配置され
る。上部電極９１は中空に形成され、その中空部に処理
ガス供給管９２が接続される。処理ガス源９３より流量
制御器（ＭＦＣ）９４を介して所定の処理ガス、例えば
ＣＦ４等のエッチングガスが供給管９２から導入され
る。中空部の中程には、処理ガスの均一拡散を促進する
ための多数の小孔が穿設されたバッフル板９５が配置さ
れる。バッフル板９５の下方には処理ガス噴出口として
多数の小孔９６が穿設された板部材からなる処理ガス導
入部９７が設置される。

【００６５】ケーシング７２の下方には真空ポンプ等か
らなる排気系に連通する排気口９８が設けられ、ケーシ
ング内を所定の圧力に、例えば０．５Ｔｏｒｒに真空排
気することができる。載置台７４とケーシング７２の内
壁との間には複数のバッフル孔が穿設されたバッフル板
９９が、載置台７４を囲むように配置される。バッフル
板９９は、プロテクトリング或いは排気リングとも称さ
れ、排気流の流れを整え、ケーシング７２内から処理ガ
ス等を均一に排気するためのものである。

【００６６】図７には、処理ユニットＵ１、Ｕ５として
使用される枚葉式の熱ＣＶＤ装置１１１が示される。Ｃ
ＶＤ装置１１１は、所定の減圧雰囲気にまで真空引き自
在な略円筒状の気密なケーシング１１２を有する。ケー
シング１１２の天井面１１３の中央には、中空の円筒形
状からなるシャワーヘッド１１４が気密に設けられる。
シャワーヘッド１１４の上部に処理ガス供給管１１５が
接続され、処理ガス源１１６より流量制御器（ＭＦＣ）
１１７を介して、所定のプロセスガスがシャワーヘッド
１１４に導入される。シャワーヘッド１１４の下面、即
ち後述の載置台１１８との対向面には、ガス噴出口１１
９が複数穿設される。処理ガス導入管１１５からシャワ
ーヘッド１１４内に導入された処理ガスは、ガス噴出口
１１９通じて、ケーシング１１２内の載置台１１８に向
けて均等に噴き出される。

【００６７】ケーシング１１２の底部近傍には、真空ポ
ンプ等の排気手段１２０に通じる排気管１２１が設けら
れる。排気手段１２０の稼働により、ケーシング１１２
は、所定の減圧雰囲気、例えば１０−６Ｔｏｒｒに設
定、維持が可能となる。ケーシング１１２の底部は、略
円筒状の支持体１２２によって支持された底板１２３に
よって構成される。底板１２３の内部には冷却水溜１２
４が設けられ、冷却水パイプ１２５によって供給される
冷却水が、冷却水溜１２４内を循環する。

【００６８】載置台１１８は底板１２３の上面にヒータ
１２６を介して設けられ、ヒータ１２６及び載置台１１
８の周囲は、断熱壁１２７によって囲まれる。載置台１
１８の上にはウェハＷが載置される。断熱壁１２７は、
その表面が鏡面仕上げされて周囲からの放射熱を反射
し、断熱を図るように構成される。ヒータ１２６は絶縁
体の中に略帯状の発熱体を所定のパターン、例えば渦巻
き状に埋設してなる。ヒータ１２６は、ケーシング１１
２外部に設置された図示しない交流電源から印加される
電圧により所定の温度、例えば４００℃〜２０００℃ま
で発熱し、載置台１１８上に載置されたウェハＷを所定
の温度、例えば８００℃に維持する。

【００６９】載置台１１８の上面には、ウェハＷを吸
着、保持するための静電チャック１２８が設けられる。
静電チャック１２８は、ウェハＷを載置保持する面とし
てポリイミド樹脂等の高分子絶縁材料からなる２枚のフ
ィルム１２８ａ、１２８ｂ間に銅箔等の導電膜１２８ｃ
を挟持した静電チャックシートより構成される。導電膜
１２８ｃには、図示しない可変直流電圧源が接続され
る。このように、導電膜１２８ｃに高電圧を印加するこ
とにより、静電チャック１２８の上側フィルム１２８ａ
の上面にウェハＷをクーロン力により吸着保持し得る。

【００７０】載置台１１８の中心部に底板１２３を貫通
する伝熱媒体供給管１２９が嵌入する。伝熱媒体供給管
１２９の先端に接続された流路１３０を介して供給され
た例えばＨｅガス等の伝熱媒体が、静電チャック１２８
の載置面に載置されたウェハの裏面に供給される。

【００７１】載置台１１８中には、温度センサ１３１の
検知部１３２が配置され、載置台１１８内部の温度を逐
次検出する。温度センサ１３１からの信号に基づいて、
ヒータ１２６に給電される交流電源のパワー等を抑制す
ることにより、載置台１１８の載置面を所望の温度にコ
ントロールできる。

【００７２】断熱壁１２７の側面外周と、底板１２３の
側面外周、及び支持体１２２の側面外周と、ケーシング
１１２の側壁１３３内周とによって創出される略環状の
空間内には、載置台１１８の載置面に載置されるウェハ
Ｗを、昇降させるためのリフタ１３４が設けられる。

【００７３】次に、処理ユニットＵ１として上述の処理
装置を用い、コンタクトホールに配線材を形成するよう
に構成したマルチチャンバ型処理装置の実施例につい
て、図８を参照して説明する。図８において、処理ユニ
ットＵ１ａはエッチング装置７１の構造を有するエッチ
ングユニットであり、処理ユニットＵ１ｂ、Ｕ４ｃ、ス
パッタ装置４０の構造を有する第１及び第２スパッタユ
ニットであり、処理ユニットＵ１ｄは、ＣＶＤ装置１１
１の構造を有するＣＶＤユニットである。

【００７４】図１及び図２図示の実施例で述べたよう
に、各処理ユニットＵ１ａ、Ｕ１ｂ、Ｕ１ｃ、Ｕ１ｄの
夫々は、ゲートバルブＧＶを介して専用の搬送ユニット
Ｕ２（図８では符号Ｕ２ａ、Ｕ２ｂ、Ｕ２ｃ、Ｕ２ｄで
指示）に接続され、搬送ユニットＵ２どうしはゲートバ
ルブＧＶを介して中継ユニットＵ３（図８では符号Ｕ３
ａ、Ｕ３ｂ、Ｕ３ｃで指示）により接続される。図８の
左右両端の搬送ユニットＵ２ａ、Ｕ２ｄには、夫々出入
ユニットＵ４（図８では符号Ｕ４ａ、Ｕ４ｂで指示）が
ゲートバルブＧＶを介して接続される。前述の如く、各
ユニットＵ１〜Ｕ４には、不活性ガスの供給系及び排気
系が個々に接続され、独立的に所定の減圧雰囲気に設定
可能となっている。搬送ユニットＵ２の使用しない開口
部は盲板ＢＰにより気密に閉鎖される。

【００７５】次に、図８図示のマルチチャンバ型処理装
置により、シリコンウェハＷ上に形成されたシリコン酸
化膜からなる層間絶縁膜にスルーホールを形成し、その
スルーホール内を含むウェハＷ上にチタン膜／チタン窒
化膜／タングステン膜を、配線材として成膜する場合の
動作について簡単に説明する。

【００７６】先ず、左側の出入ユニットＵ４ａ内に、処
理前のウェハＷを積んだウェハカセットＣを前述の態様
で導入する。次に、左側の出入ユニットＵ４ａ内に導入
されたウェハカセットＣから、搬送ユニットＵ２ａの搬
送アーム１２によりウェハＷを一枚取出し、ウェハに形
成されたオリフラに基づいて所定の位置決めを行った
後、エッチングユニットＵ１ａにウェハＷを搬入する。
次に、エッチングユニットＵ１の対向電極７４、９１
（図６参照）間に電圧を印加してグロー放電を生じさ
せ、処理ガスをプラズマ化し、このプラズマのイオン種
及び活性種を使用し、層間絶縁膜をエッチングしてスル
ーホールを形成する。

【００７７】エッチング処理終了後、搬送ユニットＵ２
ａの搬送アーム１２により、エッチングユニットＵ１ａ
からウェハＷを取出し、中継ユニットＵ３ａ内に搬入す
る。中継ユニットＵ３ａ内には、例えばオゾンを導入
し、エッチング処理後の被処理基板に対して後処理とし
てアッシングを施す。中継ユニットＵ３ａにおいては、
必要に応じて、所定の検査、温調、位置合わせ等の付属
処理を行う。

【００７８】中継ユニットＵ３ａにおける付属処理の終
了後、搬送ユニットＵ２ｂの搬送アーム１２により、中
継ユニットＵ３ａからウェハＷを取出し、第１スパッタ
ユニットＵ１ｂにウェハＷを搬入する。次に、第１スパ
ッタユニットＵ１ｂの載置台４５（図５参照）上でウェ
ハＷを所望の温度、例えば２００℃にまで加熱する。次
に、電極４２、４５間に、例えば１０〜２０ＫＷの直流
高圧電力を印加してグロー放電を生じさせ、アルゴン等
の不活性ガスをプラズマ化する。そして、陰極の下面に
接合されたチタンからなるターゲット４３にイオン粒子
を衝突させ、弾かれたチタン粒子を、ターゲット４３に
対向するウェハＷの処理面に被着させる。この様にし
て、エッチングにより形成されたスルーホール内を含む
ウェハＷ上にチタン膜をオーミックコンタクト層として
形成する。

【００７９】チタン膜形成後、搬送ユニットＵ２ｂの搬
送アーム１２により、第１スパッタユニットＵ１ｂから
ウェハＷを取出し、中継ユニットＵ３ｂ内に搬入する。
中継ユニットＵ３ｂにおいては、必要に応じて、所定の
検査、温調、位置合わせ等の付属処理を行う。

【００８０】中継ユニットＵ３ｂにおける付属処理の終
了後、搬送ユニットＵ２ｃの搬送アーム１２により、中
継ユニットＵ３ｂからウェハＷを取出し、第２スパッタ
ユニットＵ１ｃにウェハＷを搬入する。次に、第２スパ
ッタユニットＵ１ｃの載置台４５（図５参照）上でウェ
ハＷを所望の温度、例えば２００℃にまで加熱する。次
に、電極４２、４５間に、例えば１０〜２０ＫＷの直流
高圧電力を印加してグロー放電を生じさせ、窒素ガスを
プラズマ化する。そして、陰極の下面に接合されたチタ
ンからなるターゲット４３にイオン粒子を衝突させ、弾
かれたチタン粒子を、窒化させると共に、ターゲット４
３に対向するウェハＷの処理面に被着させる。この様に
して、既に形成されたチタン膜上に、チタン窒化膜をバ
リヤ層として形成する。

【００８１】チタン窒化膜形成後、搬送ユニットＵ２ｃ
の搬送アーム１２により、第２スパッタユニットＵ１ｃ
からウェハＷを取出し、中継ユニットＵ３ｃ内に搬入す
る。中継ユニットＵ３ｃにおいては、必要に応じて、所
定の検査、温調、位置合わせ等の付属処理を行う。

【００８２】中継ユニットＵ３ｃにおける付属処理の終
了後、搬送ユニットＵ２ｄの搬送アーム１２により、中
継ユニットＵ３ｃからウェハＷを取出し、ＣＶＤユニッ
トＵ１ｄにウェハＷを搬入する。次に、ＣＶＤユニット
Ｕ１ｄの載置台１１８（図７参照）上でウェハＷを所望
の温度、例えば８００℃にまで加熱する。次に、ケーシ
ング１１２内にタングステン含有ガスを導入し、ＣＶＤ
法により、既に形成されたチタン窒化膜上にタングステ
ン膜を形成する。この様にして、チタン膜／チタン窒化
膜／タングステン膜からなる配線材をスルーホール内を
含むウェハＷ上に成膜する。

【００８３】チタン窒化膜形成後、搬送ユニットＵ２ｄ
の搬送アーム１２により、ＣＶＤユニットＵ１ｄからウ
ェハＷを取出し、右側の出入ユニットＵ４ｂのウェハカ
セットＣ内に処理後のウェハＷを挿入する。ウェハカセ
ットＣは、処理後のウェハＷで満載された後、本処理装
置から取出される。なお、図示はしていないが、最後段
の搬送ユニットＵ２ｄの他方の側に更に別の中継ユニッ
トＵ３を設け、その中継ユニットで成膜状態を検査する
ように処理装置を構成することも可能である。また、更
に別の処理ユニットを設けて、エッチバック等の後処理
を施すように処理装置を構成することも可能である。

【００８４】また、本発明によれば、種々の障害物を避
けるように搬送路を方向変換することにより、与えられ
た条件に合わせて様々な態様でのマルチチャンバ型処理
装置を設計することができる。

【００８５】例えば、図９にレイアウトが示される実施
例においては、柱ＣＢ及び固定設置物ＦＯを避けるよう
にマルチチャンバ型処理装置がジグザグ型に形成され
る。

【００８６】図９図示の処理装置において、例えば、上
側の１カセット収納用の出入ユニットＵ８がシステム入
口、下側の１カセット収納用の出入ユニットＵ８がシス
テム出口として使用される。また、図１０にレイアウト
が示される実施例においては、９個という多数の処理ユ
ニットＵ１が、部屋の両端の壁ＲＷにより限られた長さ
に納まるように、搬送ユニットＵ２及び中継ユニットＵ
３、Ｕ７を介してＵ字形に配置される。図１０図示の処
理装置において、例えば、右側の２カセット収納用の出
入ユニットＵ４がシステム入口、左側の２カセット収納
用の出入ユニットＵ４がシステム出口として使用され
る。

【００８７】上述の如く、本発明によれば、中継ユニッ
トを介して搬送ユニットを次々と接続することにより、
任意処理内容の処理ユニットを任意の数だけ使用してマ
ルチチャンバ型処理装置を構築することができる。この
際、各基ユニットに必要な不活性ガス供給系及び排気系
は、各ユニット毎に別個に形成されるので、特定の１つ
のユニットの排気系に過剰な負担が伴ることはない。従
って、従来の処理装置のように、真空搬送系の形状や能
力により設置できる処理室の種類及び数が限定されるこ
とはない。また、本発明に係るマルチチャンバ型処理装
置の構築後の処理ユニットの追加、変更、削除等も自在
に行うことができる。しかも、本処理装置は、ウェハカ
セットの取入れから、取出しまで自己完結的な閉鎖空間
を形成し、クリーンルーム内に配置する必要がない。従
って、本処理装置の設計の自由度は非常に高いものとな
る。

【００８８】更に、本発明によれば、中継ユニットに図
３に示すような各種検査、アライメント、温調等の機能
を設けることにより、搬送中に各種検査、位置調節、温
調等の処理を施すことが可能となり、システムのスルー
プットを大幅に向上させることができる。

【００８９】なお、図５乃至図７においては、処理ユニ
ットとして、スパッタ装置、エッチング装置、熱ＣＶＤ
装置が夫々示されるが、この他、処理ユニットとして
は、半導体処理において使用される種々の装置、例え
ば、プラズマＣＶＤ装置、ＲＰＴ（ラピット・サーマル
・プロセス）装置、アニール装置、アッシング装置、酸
化膜装置、熱処理装置等が含まれる。また、半導体処理
を受ける被処理基板としては、半導体ウェハの他、ＬＣ
Ｄ基板が含まれる。

【００９０】

【発明の効果】以上のように本発明は構成されているの
で、真空処理室と真空搬送室から成る処理ユニット、あ
るいは真空処理室と真空搬送室と気密中継室とから成る
処理ユニットを、何種類でも又はいくつでも、気密中継
室を介して自由に接続することが可能となり、処理装置
の設計の自由度が増大し、要求される処理工程の種類及
び数に自由に応じることが可能な処理装置を構築するこ
とができる。また後に設計変更が生じた場合であって
も、処理ユニット単位で移動することにより、容易に対
応可能である。特に、従来の放射状配置方式のように、
配置される処理室の数が増えることにより真空搬送室の
容積が飛躍的に増大することもない。また、従来の通路
配置方式のように、比較的大きな容積の真空搬送室を真
空引きするのではなく、各真空搬送室を個別制御可能な
真空排気系により真空引きすることが可能なので、真空
引きに要する時間を大幅に短縮することが可能である。

【００９１】さらに本発明によれば、ユニット化をさら
に押し進め、真空処理装置、真空搬送室、気密中継室、
ローダ／アンローダ室をそれぞれユニット化し、それら
の組合わせにより処理装置を構成することにより、さら
に設計の自由度を増し、ユニット化によるコストダウン
を図ることが可能である。その際に、ユニット同士を接
続する連通用開口の寸法を共通化し、共通の気密接続手
段、例えばゲートバルブを介して前記各ユニット同士を
接続することにより、さらに一層装置のコストダウン及
び設計の自由度が増し、場合によっては異なるメーカー
によって製造された真空処理装置同士を接続して、マル
チチャンバ型処理装置を構成することも可能となる。

【００９２】また各気密中継室に被処理体の搬送手段を
設けることにより、処理ユニット間での被処理体の自由
な受け渡しが可能となるとともに、気密中継室に検査装
置を設置することにより、処理済みウェハの各種検査、
例えば成膜厚さ、歪み等の検査を実施することにより欠
陥の早期発見が可能となり、欠陥ウェハに対する無駄な
処理を省略することが可能となる。また気密中継室に
は、被処理体の温調手段を設けることも可能であり、例
えば、加熱手段により気密中継室において簡単なアニー
ル処理などを施すことができる。また例えば、熱ＣＶＤ
装置により加熱したウェハを、載置台に内装された冷却
ジャケットからの冷熱伝達により冷却することも可能で
ある。また、気密中継室にアライメント装置を設置する
ことにより、搬送中に被処理体のアライメントを実施す
ることも可能である。さらにまた、所定の処理ガスを導
入し、搬送中に、例えば被処理体の処理面に窒化膜など
の保護膜を形成する構成を採用することも可能である。
以上のように、本発明構成により、搬送経路中の気密中
継室において、検査等の処理を施すことが可能となり、
処理装置のスループットを向上させることができる。

【００９３】さらにまた、本発明構成によれば、上記真
空搬送室には、自由にローダ室／又はアンローダ室を取
り付けることができるので、ローダ室／アンローダ室の
形状又はレイアウトにより処理装置全体の設計の自由度
が規制されることもない。もちろん必要によっては、ロ
ーダ／アンローダ専用の処理ユニットを構成することも
可能である。

【００９４】そして、さらにまた、上記処理ユニットを
構成する真空処理室としては、例えば、前処理装置（例
えば、加熱装置、エッチング装置など）、成膜装置（例
えば、スパッタ装置、ＣＶＤ装置、真空蒸着装置な
ど）、エッチング装置、後処理装置（例えば、加熱装置
など）などを採用することが可能であるので、半導体製
造装置に要求される各種ニーズに柔軟に対応可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係るマルチチャンバ
型処理装置を示す平面図であり、処理装置は各基本ユニ
ットに分解された状態となっている。

【図２】図２は本発明の他の実施例に係るマルチチャン
バ型処理装置を示す平面図であり、処理装置は各基本ユ
ニットに分解された状態となっている。

【図３】図３は搬送ユニットと出入ユニットとの関係を
示す断面図である。

【図４】図４は中継ユニットの詳細を示す断面図であ
る。

【図５】図５は処理ユニットとして使用可能なスパッタ
装置を示す断面図である。

【図６】図６は処理ユニットとして使用可能なエッチン
グ装置を示す断面図である。

【図７】図７は処理ユニットとして使用可能なＣＶＤ装
置を示す断面図である。

【図８】図８は本発明の更に他の実施例に係るマルチチ
ャンバ型処理装置を示す平面図である。

【図９】図９は本発明の更に他の実施例に係るマルチチ
ャンバ型処理装置を示す平面図である。

【図１０】図１０は本発明の更に他の実施例に係るマル
チチャンバ型処理装置を示す平面図である。

【図１１】図１１は従来のマルチチャンバ型処理装置を
示す概略平面図である。

【図１２】図１２は従来の別のマルチチャンバ型処理装
置を示す概略平面図である。

【符号の説明】

ＢＰ盲板ＧＶゲートバルブＵ１処理ユニットＵ２搬送ユニットＵ３中継ユニットＵ４出入ユニット２ケーシング４開口部６フランジ７不活性ガス供給系８排気系１０載置台１２搬送アーム

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/02 Ｚ 21/205 21/3065 21/31 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の処理ユニットから構成され、その
各処理ユニットにおいて被処理体に対して各個別の処理
を施すことにより、被処理体に対して連続的に複数の処
理工程を施すことが可能なマルチチャンバ型処理装置で
あって、前記各処理ユニットは、被処理体に対して各個別の処理
を施す真空処理装置と、この各真空処理室と１のゲート
バルブを介して着脱可能に接続された被処理体の搬送手
段を備えた真空搬送室とを対に組み合わせて構成され、前記各処理ユニット同士は、前記真空搬送室に気密接続
手段を介して着脱可能な気密中継室を介して相互に着脱
可能であることを特徴とする処理装置。
【請求項２】複数の処理ユニットから構成され、その
各処理ユニットにおいて被処理体に対して各個別の処理
を施すことにより、被処理体に対して連続的に複数の処
理工程を施すことが可能なマルチチャンバ型処理装置で
あって、前記各処理ユニットは、被処理体に対して各個別の処理
を施す真空処理装置と、この各真空処理室と１のゲート
バルブを介して接続され被処理体の搬送手段を備えた真
空搬送室と、前記真空搬送室に気密接続手段を介して着
脱可能な気密中継室とを組み合わせて構成され、前記各処理ユニット同士は、前記気密中継室と前記真空
搬送室とを前記気密接続手段を介して着脱可能に接続す
ることにより相互に接続可能であることを特徴とする処
理装置。
【請求項３】前記真空搬送室には、１又は２以上のゲ
ートバルブを介してローダ／アンローダ室を接続可能で
あることを特徴とする、請求項１又は２に記載の処理装
置。
【請求項４】前記真空処理室、前記真空搬送室、前記
気密中継室は、それぞれ個別制御可能な真空排気系を備
えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに
記載の処理装置。
【請求項５】複数の真空処理装置から構成され、その
各真空処理装置において被処理体に対して各個別の処理
を施すことにより、被処理体に対して連続的に複数の処
理工程を施すことが可能なマルチチャンバ型処理装置で
あって、少なくとも、被処理体に対して各個別の処理を施す真空
処理装置ユニットと、その真空処理室と１のゲートバル
ブを介して接続され被処理体の搬送手段を備えた真空搬
送室ユニットと、前記真空搬送室に気密接続手段を介し
て着脱可能に接続可能な気密中継室ユニットと、前記真
空搬送室に１又は２以上のゲートバルブを介して着脱可
能に接続され前記真空搬送室内に被処理体を搬入搬出す
るローダ／アンローダ室ユニットと、を含むユニット群
から任意のユニットを選択し組み合わせることにより構
成される処理装置。
【請求項６】複数の真空処理装置から構成され、その
各真空処理装置において被処理体に対して各個別の処理
を施すことにより、被処理体に対して連続的に複数の処
理工程を施すことが可能なマルチチャンバ型処理装置で
あって、少なくとも、被処理体に対して各個別の処理を施す真空
処理装置ユニットと、被処理体の搬送手段を備えた真空
搬送室ユニットと、気密中継室ユニットと、前記真空搬
送室内に被処理体を搬入搬出するローダ／アンローダ室
ユニットとを含むユニット群から任意のユニットを選択
し組み合わせることにより構成され、前記各ユニットに設けられた他のユニットとの連通用開
口の寸法が共通であり、共通の気密接続手段を介して前
記各ユニット同士を接続することが可能であることを特
徴とする処理装置。
【請求項７】前記真空搬送室ユニットは、少なくとも
１の真空処理装置ユニットとの連通用開口、少なくとも
２の気密中継室との連通用開口、少なくとも１のローダ
／アンローダ室ユニットとの連通用開口を備えており、
使用しない開口は気密に封止可能であることを特徴とす
る、請求項６に記載の処理装置。
【請求項８】前記気密中継室ユニットは、少なくとも
２つの真空搬送室との連通用開口を備えており、使用し
ない開口は気密に封止可能であることを特徴とする、請
求項６または７に記載の処理装置。
【請求項９】前記気密中継室は被処理体の検査手段を
備えていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか
に記載の処理装置。
【請求項１０】前記気密中継室は被処理体の温調手段
を備えていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれ
かに記載の処理装置。
【請求項１１】前記気密中継室は被処理体の位置合わ
せ手段を備えていることを特徴とする、請求項１〜１０
のいずれかに記載の処理装置。
【請求項１２】前記気密中継室は１又は２以上の被処
理体を一時的に滞留可能なバッファ機構を備えているこ
とを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の処
理装置。
【請求項１３】気密中継室に夫々ゲートバルブを介し
て複数の処理室を接続するマルチチャンバ型処理装置で
あって、前記気密中継室、各処理室をユニット化し、適宜接続し
て処理可能に構成したことを特徴とする処理装置。