JPH08213442A - Multi-chamber processing device - Google Patents
Multi-chamber processing deviceInfo
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- JPH08213442A JPH08213442A JP7017674A JP1767495A JPH08213442A JP H08213442 A JPH08213442 A JP H08213442A JP 7017674 A JP7017674 A JP 7017674A JP 1767495 A JP1767495 A JP 1767495A JP H08213442 A JPH08213442 A JP H08213442A
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- chamber
- wafer
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- transfer
- buffer
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置を製造する
マルチチャンバプロセス装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-chamber process apparatus for manufacturing a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年の半導体製造装置は、ULSIの一
層の高密度化および構造の複雑化によるコスト高の傾向
を、製造時間の短縮と装置コストの低減,ウエハの大口
径化による効率的な処理等によって抑制するため、マル
チチャンバプロセス装置による枚葉の連続処理が多用さ
れるようになった。これは、従来のマルチチャンバプロ
セス装置を用いて、CVD(Chemical Vapor Depositio
n )、スパッタ,プラズマエッチング,RTP(Rapid
Thermal Processing)等、複数のプロセスを大気から隔
離された清浄雰囲気内で連続的に行うことによって、処
理品質の向上および処理時間の短縮で、効果的であるこ
とが確認されてきたためである(例えば、「電子材料」
1994年3月号33項から36項)。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor manufacturing equipment tends to be more costly due to higher density and complicated structure of ULSI, and efficient manufacturing due to shortening of manufacturing time and reduction of equipment cost and increase of wafer diameter. Since it is suppressed by processing or the like, continuous processing of a single wafer by a multi-chamber process device has come to be frequently used. This is a CVD (Chemical Vapor Depositio) using a conventional multi-chamber process equipment.
n), sputter, plasma etching, RTP (Rapid
This is because it has been confirmed that it is effective in improving the processing quality and shortening the processing time by continuously performing a plurality of processes such as thermal processing) in a clean atmosphere isolated from the atmosphere (for example, , "Electronic Materials"
(March 1994 issue 33-36).
【0003】従来のマルチチャンバプロセス装置の基本
構成は、図5に示すように、ウエハ搬送機構101が設
置された多角形状のトランスファチャンバ102の周辺
に、異なったプロセスを行う複数のプロセスチャンバ1
03が、それぞれゲートバルブ104を介して接続され
たものである。ここで、このような従来の方式でのプロ
セスチャンバ103の圧力状態は図2(a)に示すよう
に、プロセスが完了してウエハを交換する際には、各プ
ロセスチャンバ間の相互汚染を防止するために、少なく
ともトランスファチャンバ102の真空圧力P0までプ
ロセスチャンバを排気する。また、ウエハ搬送機構10
1によってウエハを交換後、ゲートバルブ104を遮断
して所定の圧力P1までプロセスガスを供給してプロセ
スを再開する。これを各処理毎に行いながらウエハを連
続処理していく。As shown in FIG. 5, the basic construction of a conventional multi-chamber process apparatus is such that a plurality of process chambers 1 for carrying out different processes are provided around a polygonal transfer chamber 102 in which a wafer transfer mechanism 101 is installed.
03 are connected via the gate valve 104, respectively. Here, as shown in FIG. 2A, the pressure state of the process chamber 103 in the conventional method prevents mutual contamination between the process chambers when the process is completed and the wafer is replaced. To this end, the process chamber is evacuated to at least the vacuum pressure P0 of the transfer chamber 102. Further, the wafer transfer mechanism 10
After exchanging the wafer by 1, the gate valve 104 is shut off and the process gas is supplied to a predetermined pressure P1 to restart the process. Wafers are continuously processed while performing this for each process.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方式で
のマルチチャンバプロセス装置では、図2(a)に示す
通り、プロセスチャンバの稼働時間内に給気および排気
時間を必要とするため、その分だけ実プロセス時間が短
くなる。また、プロセスチャンバの雰囲気の変動がプロ
セス条件の変動につながり、各処理ウエハ間での品質の
ばらつきが生じる原因となる。さらに、断続的な給気,
排気によるガス流によって、プロセスチャンバ内で発生
した塵埃がウエハを汚染する原因にもなる。However, in the conventional multi-chamber process apparatus, as shown in FIG. 2 (a), air supply and exhaust time are required within the operating time of the process chamber. The actual process time is shortened accordingly. Further, a change in the atmosphere of the process chamber leads to a change in the process conditions, which causes a variation in quality among the processed wafers. In addition, intermittent air supply,
The gas flow caused by the exhaust also causes the dust generated in the process chamber to contaminate the wafer.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決する手段として、トランスファチャンバと複数の各
プロセスチャンバの間に、トランスファチャンバとプロ
セスチャンバ間のウエハの搬送機構と、真空排気および
プロセスガスの供給機能を備えたバッファチャンバを一
あるいは複数設置する。そして、バッファチャンバ内の
雰囲気を、ウエハの搬送先の雰囲気に一致させるための
雰囲気変換、さらには、ウエハの予備加熱,予備冷却、
または化学反応を利用したウエハ表面のクリーニング処
理をバッファチャンバ内で行う手段を講じた。As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a wafer transfer mechanism between a transfer chamber and a plurality of process chambers, a vacuum evacuation and One or more buffer chambers having a process gas supply function are installed. Then, atmosphere conversion for matching the atmosphere in the buffer chamber with the atmosphere of the transfer destination of the wafer, further, preheating and precooling of the wafer,
Alternatively, a means for cleaning the wafer surface using a chemical reaction in the buffer chamber was taken.
【0006】[0006]
【作用】プロセスチャンバの雰囲気を一定に維持し、ウ
エハの搬送時間を除く全ての稼働時間を、実プロセス時
間に用いることを可能とする。The atmosphere of the process chamber is maintained constant, and all the operating time except the wafer transfer time can be used as the actual process time.
【0007】[0007]
【実施例】図1は本発明による半導体製造装置の基本構
成を示すものである。本発明による半導体製造装置は、
図1で、所定のプロセスを行うためのプロセス装置1お
よびプロセス装置1の位置を変えるための上下機構2が
設置されたプロセスチャンバ3と、ウエハを別のプロセ
スチャンバに搬送するためのウエハ搬送機構4が設置さ
れているトランスファチャンバ5と、プロセスチャンバ
3とトランスファチャンバ5の間に、それぞれゲートバ
ルブ6a,6bを介して接続され、ウエハ移載機構7が
設置されたバッファチャンバ8、そしてトランスファチ
ャンバ5とゲートバルブ8を介して接続され、ウエハス
トッカ9が設置されたストッカチャンバ10によって基
本的に構成される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the basic structure of a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention. The semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention,
1, a process chamber 3 in which a process apparatus 1 for performing a predetermined process and a vertical mechanism 2 for changing the position of the process apparatus 1 are installed, and a wafer transfer mechanism for transferring a wafer to another process chamber. 4, a transfer chamber 5 in which a wafer transfer mechanism 7 is installed, a buffer chamber 8 in which a wafer transfer mechanism 7 is installed between the process chamber 3 and the transfer chamber 5 through gate valves 6a and 6b, respectively, and a transfer chamber. 5 and the gate valve 8, and is basically configured by a stocker chamber 10 in which a wafer stocker 9 is installed.
【0008】次に、ウエハの処理方法について説明す
る。ウエハストッカ9に収納された未処理ウエハ14
は、まずウエハ搬送機構4によってバッファチャンバ8
に搬送される。この時、バッファチャンバ8は、あらか
じめトランスファチャンバ5と同一の真空圧力に排気さ
れている。未処理ウエハ14がウエハ移載機構7に搬送
された後、ゲートバルブ6bを閉じる。今度はバッファ
チャンバ8にプロセス中のプロセスチャンバ3内部の雰
囲気と同一の雰囲気となるように、プロセスガスを供給
し同一圧力に設定する。そして、ゲートバルブ6aを開
放して未処理ウエハ14をウエハ移載機構7によってプ
ロセス装置1に搬送し、ゲートバルブ6aを閉じてプロ
セスが開始される。Next, a wafer processing method will be described. Unprocessed wafers 14 stored in the wafer stocker 9
First, the wafer transfer mechanism 4 is used to
Be transported to. At this time, the buffer chamber 8 is evacuated to the same vacuum pressure as that of the transfer chamber 5 in advance. After the unprocessed wafer 14 is transferred to the wafer transfer mechanism 7, the gate valve 6b is closed. This time, the process gas is supplied to the buffer chamber 8 so as to have the same atmosphere as the atmosphere inside the process chamber 3 during the process, and the same pressure is set. Then, the gate valve 6a is opened to transfer the unprocessed wafer 14 to the process apparatus 1 by the wafer transfer mechanism 7, and the gate valve 6a is closed to start the process.
【0009】このプロセス中でバッファチャンバ8は直
ちに次の未処理ウエハを受け入れるため、トランスファ
チャンバ5と同一の真空圧力になるように真空排気さ
れ、次の未処理ウエハ14を前記の手順で移載し、再び
プロセス中のプロセスチャンバ3内部の雰囲気と同一の
雰囲気に設定する。During this process, the buffer chamber 8 immediately receives the next unprocessed wafer, so that the buffer chamber 8 is evacuated to the same vacuum pressure as the transfer chamber 5, and the next unprocessed wafer 14 is transferred by the above procedure. Then, the atmosphere is set again to the same atmosphere as the inside of the process chamber 3 during the process.
【0010】プロセスが完了した処理ウエハ15は、あ
らかじめプロセスチャンバ3内部の雰囲気と同一の雰囲
気に設定されたバッファチャンバ12へ、上下機構2お
よびウエハ移載機構13によって排出した後、直ちにバ
ッファチャンバ8の未処理ウエハ14を上下機構2およ
びウエハ移載機構7によってプロセス装置1に搬送して
プロセスを再開する。The processed wafer 15 whose process has been completed is discharged to the buffer chamber 12 in which the same atmosphere as the inside of the process chamber 3 is set beforehand by the vertical movement mechanism 2 and the wafer transfer mechanism 13, and immediately thereafter. The unprocessed wafer 14 is transferred to the process apparatus 1 by the up-and-down mechanism 2 and the wafer transfer mechanism 7, and the process is restarted.
【0011】また、バッファチャンバ12の処理ウエハ
15は、バッファチャンバ12がトランスファチャンバ
5と同一の真空圧力に排気されてから、ウエハ移載機構
13およびウエハ搬送機構4によって、他のプロセスチ
ャンバまたはストッカチャンバ10へ搬送される。Further, the processed wafer 15 in the buffer chamber 12 is evacuated to the same vacuum pressure as the transfer chamber 5 and then the wafer transfer mechanism 13 and the wafer transfer mechanism 4 are used to move the processed wafer 15 to another process chamber or stocker. It is transported to the chamber 10.
【0012】ここで、ウエハ移載機構7,13は1軸の
往復動の機能を持つだけでよく、例えば、簡単な2又は
3段のスライド方式の機構によって十分その機能を果た
すことが出来る。従って、バッファチャンバ8,12の
容積は、ほぼウエハ移載機構7,13の占有する容積と
なり、かつ余剰の空間を必要としないため、バッファチ
ャンバ8,12の給気および排気を数秒以下と短時間で
行うことが出来る。Here, the wafer transfer mechanisms 7 and 13 need only have the function of reciprocating in one axis, and for example, a simple two- or three-stage slide type mechanism can sufficiently perform the function. Therefore, the volume of the buffer chambers 8 and 12 is almost the volume occupied by the wafer transfer mechanisms 7 and 13, and no extra space is required. Therefore, the supply and exhaust of the buffer chambers 8 and 12 are as short as several seconds or less. Can be done in time.
【0013】図2は従来方式のプロセスチャンバの圧力
状態(a)と、本発明による方式のプロセスチャンバの
圧力状態(b)を比較したものである。図2で、従来方
式では前述したように、処理が行われる度ごとに処理ウ
エハを排出する際にトランスファチャンバと同一の真空
圧力にするための排気時間と、プロセスを再開するため
のプロセスガスの給気時間が必要となる。このことは単
に、ウエハ毎の処理時間が長くなるばかりでなく、プロ
セスチャンバの雰囲気の変動がプロセス条件の変動につ
ながり、各処理ウエハ間での品質のばらつきが生じる原
因となる。さらに、断続的な給気,排気によるガス流に
よって、プロセスチャンバ内で発生した塵埃がウエハを
汚染する原因にもなる。一方、本発明による方式のプロ
セスチャンバの圧力状態はバッファチャンバを用いるこ
とによって、数秒程度のウエハの搬送時間以外は一定の
プロセス圧力の状態で連続的に処理することによって、
1サイクルの時間を短縮し、スループットを極限まで高
めることが可能となる。さらに、プロセス条件の変動お
よび塵埃によるウエハを汚染防止し、均質かつクリーン
なプロセスを行うことが可能となる。FIG. 2 compares the pressure state (a) of the conventional process chamber with the pressure state (b) of the process chamber of the present invention. As shown in FIG. 2, in the conventional method, as described above, each time a processing wafer is discharged, an evacuation time for achieving the same vacuum pressure as that of the transfer chamber and a process gas for restarting the process are set. Air supply time is required. This not only increases the processing time for each wafer, but also causes fluctuations in the atmosphere of the process chamber to cause fluctuations in process conditions, which causes variations in quality among the processed wafers. Furthermore, the dust and gas generated in the process chamber may contaminate the wafer due to the gas flow caused by intermittent air supply and exhaust. On the other hand, the pressure state of the process chamber of the method according to the present invention is such that by using the buffer chamber, by continuously processing under the state of a constant process pressure except for the wafer transfer time of about several seconds,
It is possible to shorten the time for one cycle and maximize the throughput. Further, it is possible to prevent the wafer from being contaminated by the fluctuation of the process conditions and the dust, and to carry out a homogeneous and clean process.
【0014】この基本的な処理方法の応用例として、さ
らに次のような方法も可能である。例えば、プロセス時
間がバッファチャンバの給気時間と排気時間の和よりも
短い場合は、上記のようにバッファチャンバを2台設
置、あるいはそれ以上の複数台設置して、それぞれのタ
イミングを独立に制御することによって、搬送以外にプ
ロセスを中断することをなくすことができる。また、プ
ロセス条件として、ウエハの加熱,冷却といった温度制
御、また、プロセスを行う前のウエハ表面のクリーニン
グ処理を必要とするプロセスには、バッファチャンバ内
での予備加熱,予備冷却またはクリーニング処理を行
い、プロセスチャンバでのプロセス時間を極限まで短縮
し得る。As an application example of this basic processing method, the following method is also possible. For example, when the process time is shorter than the sum of the air supply time and the exhaust time of the buffer chamber, two buffer chambers are installed as described above, or a plurality of buffer chambers are installed, and each timing is independently controlled. By doing so, it is possible to avoid interrupting the process other than transportation. Further, as process conditions, temperature control such as heating and cooling of the wafer, and preheating, precooling, or cleaning treatment in the buffer chamber is performed for processes that require cleaning treatment of the wafer surface before performing the process. The process time in the process chamber can be shortened to the limit.
【0015】図3と図4はそれぞれ、複数のプロセスチ
ャンバをバッファチャンバを介してトランスファチャン
バに接続した実施例を示す。図3に示す実施例は、直線
的なトランスファチャンバの両サイドにプロセスチャン
バを設置した方式であり、多数のプロセスチャンバを追
加,変更しながらマルチチャンバシステムを拡張する場
合に適した構成である。また、図4は四から六角形状の
トランスファチャンバの周辺にプロセスチャンバを設置
した方式であり、各プロセスチャンバ間の搬送時間を短
縮するのに適した構成である。また、従来の技術で説明
した構成にバッファチャンバを付加することによって、
本発明による構成への変更が容易に行いうる。3 and 4 each show an embodiment in which a plurality of process chambers are connected to a transfer chamber via a buffer chamber. The embodiment shown in FIG. 3 is a system in which process chambers are installed on both sides of a linear transfer chamber, and is suitable for expanding a multi-chamber system while adding or changing a large number of process chambers. Further, FIG. 4 shows a system in which a process chamber is installed around a transfer chamber having a four- to hexagonal shape, which is suitable for shortening the transfer time between the process chambers. Also, by adding a buffer chamber to the configuration described in the prior art,
Changes to the configuration according to the present invention can be easily made.
【0016】なお、以上で説明した実施例に限らず、プ
ロセスチャンバでのプロセス内容,バッファチャンバの
数量,バッファチャンバ内での予備的な処理内容、およ
びプロセスチャンバ,バッファチャンバ,トランスファ
チャンバの接続構成の方式は、種々の設計が可能であ
り、本発明で開示した実施例に限定するものではない。Not limited to the embodiment described above, the process contents in the process chamber, the number of buffer chambers, the preliminary processing contents in the buffer chamber, and the connection configuration of the process chamber, the buffer chamber, and the transfer chamber. The method can be designed in various ways and is not limited to the embodiment disclosed in the present invention.
【0017】[0017]
【発明の効果】本発明によるマルチチャンバプロセス装
置は、バッファチャンバの内容積を小さくできるため、
スループットを高めることが容易に可能であり、さらに
は、プロセスチャンバ内の雰囲気を変えることなく予備
加熱や予備冷却、ウエハ表面のクリーニングを事前事後
に直ちに行え、またプロセス条件の変動および塵埃によ
るウエハを汚染防止し、均質かつクリーンなプロセスを
行うことが可能となるため、高性能な半導体集積回路を
高い歩留まりで製造する方法を提供し、安価で高性能な
半導体集積回路が供給可能となる効果がある。Since the multi-chamber process apparatus according to the present invention can reduce the internal volume of the buffer chamber,
It is easy to increase the throughput, and moreover, pre-heating and pre-cooling and wafer surface cleaning can be performed immediately before and after without changing the atmosphere in the process chamber. Since it is possible to prevent pollution and perform a homogeneous and clean process, it is possible to provide a method for manufacturing a high-performance semiconductor integrated circuit with a high yield, and to provide an inexpensive and high-performance semiconductor integrated circuit. is there.
【図1】本発明によるマルチチャンバプロセス装置の一
実施例のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a multi-chamber process apparatus according to the present invention.
【図2】従来方式と本発明による方式のプロセスチャン
バの圧力状態の説明図。FIG. 2 is an explanatory view of a pressure state of a process chamber of a conventional system and a system according to the present invention.
【図3】本発明によるマルチチャンバプロセス装置の第
二実施例の説明図。FIG. 3 is an explanatory view of a second embodiment of the multi-chamber process device according to the present invention.
【図4】本発明によるマルチチャンバプロセス装置の第
三実施例の説明図。FIG. 4 is an explanatory view of a third embodiment of the multi-chamber process device according to the present invention.
【図5】従来方式のマルチチャンバプロセス装置のブロ
ック図。FIG. 5 is a block diagram of a conventional multi-chamber process apparatus.
【符号の説明】 1…プロセス装置、2…上下機構、3…プロセスチャン
バ、4…ウエハ搬送機構、5…トランスファチャンバ、
6a,6b,8,11a,11b…ゲートバルブ、7,
13…ウエハ移載機構、8,12…バッファチャンバ、
9…ウエハストッカ、10…ストッカチャンバ。[Explanation of reference numerals] 1 ... Process device, 2 ... Vertical mechanism, 3 ... Process chamber, 4 ... Wafer transfer mechanism, 5 ... Transfer chamber,
6a, 6b, 8, 11a, 11b ... Gate valve, 7,
13 ... Wafer transfer mechanism, 8, 12 ... Buffer chamber,
9 ... Wafer stocker, 10 ... Stocker chamber.
Claims (2)
ハの第一の搬送機構を備えたトランスファチャンバに、
複数のプロセスチャンバをゲートバルブを介して接続し
て構成されるマルチチャンバプロセス装置において、前
記トランスファチャンバと前記複数の各プロセスチャン
バの間に、前記トランスファチャンバと前記プロセスチ
ャンバ間に前記ウエハを搬送する第二の搬送機構と、真
空排気およびプロセスガスの供給機能を備えたバッファ
チャンバを一あるいは複数設置して、前記バッファチャ
ンバ内の雰囲気を、前記ウエハの搬送先の雰囲気に一致
させるための雰囲気変換を行うことによって、前記プロ
セスチャンバの雰囲気を一定に維持し、前記ウエハの搬
送時間を除く全ての稼働時間を、実プロセス時間に用い
るように雰囲気を制御する雰囲気制御手段を有すること
を特徴とするマルチチャンバプロセス装置。1. A transfer chamber provided with a first transfer mechanism for a wafer, which is maintained in an atmosphere isolated from the atmosphere,
In a multi-chamber process apparatus configured by connecting a plurality of process chambers via a gate valve, the wafer is transferred between the transfer chamber and each of the plurality of process chambers. Atmosphere conversion for matching the atmosphere in the wafer transfer destination with the second transfer mechanism and one or more buffer chambers equipped with vacuum exhaust and process gas supply functions By maintaining the atmosphere in the process chamber constant, and having an atmosphere control means for controlling the atmosphere so that the entire operating time except the wafer transfer time is used as the actual process time. Multi-chamber process equipment.
内に前記ウエハの予備加熱,予備冷却、または化学反応
を利用した前記ウエハ表面のクリーニング処理を行う手
段を備えたマルチチャンバプロセス装置。2. The multi-chamber process apparatus according to claim 1, further comprising means for preheating, precooling the wafer, or cleaning the surface of the wafer using a chemical reaction in the buffer chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7017674A JPH08213442A (en) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | Multi-chamber processing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7017674A JPH08213442A (en) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | Multi-chamber processing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08213442A true JPH08213442A (en) | 1996-08-20 |
Family
ID=11950410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7017674A Pending JPH08213442A (en) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | Multi-chamber processing device |
Country Status (1)
Country | Link |
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