JPH11168086A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気圧雰囲気中の処理と真空雰囲気中の処理
とを効率的に行ないうる多品種少量生産に適した処理室
集結装置及び基板処理方法を提供する。 【解決手段】 処理室集結装置は、基板搬送機構１を備
えた基板搬送室２の周囲三方に、ドライエッチング室３
と、アッシング室４と、薬液処理室５とを集結して構成
されている。基板搬送室２は真空排気機能と大気圧ベン
ト機能を有する。各室間のゲートには、真空雰囲気と大
気圧雰囲気との遮断壁として機能するとともに基板搬送
時におけるゲート機構として機能するゲートバルブ６ｂ
〜６ｄが設けられている。処理すべき基板をドライエッ
チング室３、アッシング室４及び薬液処理室５の任意の
処理室に任意の手順を選択して搬送でき、ドライエッチ
ング、アッシング及び薬液処理を一連の処理として行え
る。配線のパターニング等のプロセスの多品種少量生産
の生産性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子デバイスが形
成される基板にドライエッチング，アッシング，薬液処
理等の処理を真空中ないし大気圧中で施すための基板処
理装置又は基板処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子デバイスが形成される基
板に各種の処理を施す場合、処理の種類によって異なる
処理室で行なわれるのが一般的である。これらの処理の
種類を大別すると、真空雰囲気中で行なわれる処理と大
気圧中で行なわれる処理とがある。真空雰囲気中で行な
われる各種の処理を行なうための処理室（真空雰囲気処
理室）は個別に設置されていることもあれば、１カ所に
集合して配置されていることもある。それに対し、大気
圧中で行なわれる処理をするための処理室（大気圧雰囲
気処理室）は、上記真空雰囲気処理室やその集合設備と
は離れた場所に設置されている。以下、半導体基板にア
ルミニウム配線を形成する場合に行なわれるエッチン
グ，アッシング，薬液処理を順次行なう場合を例にとっ
て、従来の処理の流れを説明する。

【０００３】まず、フォトリソグラフィー工程によって
被加工膜の上に所望のパターンを有するフォトレジスト
マスクを形成し、このフォトレジストマスクを用いてド
ライエッチングを行なってから、ドライエッチング後に
残るフォトレジストマスクとドライエッチング加工中に
同時に形成される側壁ポリマーを、各々アッシングと薬
液処理により除去する。その際、ドライエッチング、ア
ッシング、薬液処理の各処理は、各々が独立した装置内
で行なわれるか、エッチング処理室とアッシング処理室
を備えた処理室集結装置内と、この処理室集結装置とは
離れた場所に設置された薬液処理装置内とで行なわれた
いた。

【０００４】これまで、デバイス製造用工場では、デバ
イスの少品目大量生産が中心に行われてきたため、デバ
イス製造用工場で用いられている装置は、電子デバイス
が形成される基板を２５枚或いは５０枚を単位（１ロッ
ト）として処理を行うものである。したがって、各処理
室で大量の基板の処理を行なう際の効率のほうが各処理
室間における基板搬送のための効率よりも重要であり、
その結果、上述のような処理方法が行なわれているわけ
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、電子
デバイスのユーザのニーズの多様化に伴い、電子デバイ
スの生産工場として、デバイスの多品目少量生産の必要
性が高まってきている。そして、このデバイスの多品目
少量生産型の工場を想定した場合、基板の数で１０枚或
いはそれ以下の少量枚数で効率よく処理が行える多品目
少量生産型の電子デバイス製造装置が生産性の向上のた
めに要求されている。

【０００６】しかるに、従来は、数枚の基板が１ロット
として処理されるような多品種少量生産のためにはどの
ような製造形態が効率的であるかについては、あまり検
討されておらず、電子デバイスのスループットに関して
も、数枚の基板を１ロットとして処理する場合について
は、これまであまり議論されていなかった。したがっ
て、上記従来のような製造形態を多異品種少量生産にそ
のまま適用したのでは、生産性，製造コストその他の点
で多くの不具合があることがわかってきた。以下、上述
のようなアルミ配線形成のための工程における生産性に
ついての問題点を例にとって説明する。

【０００７】図７は、従来のアルミニウム配線の形成
を、ドライエッチング室とアッシング室とを集合させた
処理室集結装置を用い、さらにこの処理室集結装置とは
離れた配置された薬液処理装置を用いて基板を処理した
場合における、処理基板の枚数とドライエッチング、ア
ッシング、薬液処理の装置処理時間と相関関係のデータ
を示す図である。同図に示されるように、基板処理枚数
の低減に対して装置処理時間がリニアに減少するのでは
なく、１枚あたりの装置処理時間は処理枚数の低減につ
れて増大する傾向がある。しかも、図７に示すデータに
おいては、エッチング室とアッシング室とからなる処理
室集結装置から薬液処理装置までの間で、人間が基板カ
セットを取り外し、運んで、セットするまでの時間につ
いては含まれていない。すなわち、これらの時間は一定
していない不確定的な時間であるからである。ところ
が、実際に、上記処理室集結装置から薬液処理装置まで
の間で、人間が基板カセットを取り外し、運んで、セッ
トするまでの時間がアルミニウム配線の形成工程全体に
対して占めている割合は、工場の稼働データを調査する
と予想外に高く、この時間の時間短縮も主要な課題とい
える。

【０００８】また、上述のドライエッチング室、アッシ
ング室を集結させた処理室集結装置における処理の順序
は定まっており、ドライエッチング−アッシングの順に
しか行えないために、このような処理室集結装置を他の
部材の形成のために利用しようすることが困難であっ
た。その結果、このような処理室集結装置を多品種少量
生産型の生産ラインに配備しても、各品種毎に個別の処
理室集結装置が必要になって、コスト的、場所的に不利
益を招くおそれがある。

【０００９】本発明は斯かる点に着目しなされたもので
あり、その目的は、電子デバイスの処理を行なうための
処理室として真空雰囲気処理室と大気圧雰囲気処理室と
を配備しながら、これらの処理室を多様に利用して各種
処理を行なうための手段を講ずることにより、多品種少
量生産に要求される汎用性，利用性の高い基板処理装置
及び基板処理方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、請求項１〜６に記載されている基板処
理装置に関する手段と、請求項７〜１０に記載されてい
る基板処理方法に関する手段とを講じている。

【００１１】本発明の基板処理装置は、請求項１に記載
されているように、電子デバイスが形成される基板を処
理するための基板処理装置であって、真空排気機能と大
気圧ベント機能とを有し、かつ基板搬送機構と、真空雰
囲気と大気圧雰囲気の遮断壁として機能するとともに基
板搬送時におけるゲート機構として機能するゲートバル
ブとが装備された基板搬送室と、上記基板搬送室の周囲
にそれぞれ設置され、ほぼ真空雰囲気中でのプロセスを
行なうための少なくとも１つの真空雰囲気処理室及び大
気圧雰囲気中でのプロセスを行なうための少なくとも１
つの大気圧雰囲気処理室とを備えている。

【００１２】これにより、従来離れて設置されていた真
空雰囲気処理室と大気圧雰囲気処理室とにおける処理が
必要とされるプロセスを、この処理集結装置を用いて効
率的に行なうことが可能になる。特に、離れた処理室間
の基板の運搬に必要な時間を節減できるので、１ロット
あたりの基板枚数が少ないほど生産性が向上することに
なる。

【００１３】請求項２に記載されているように、請求項
１の基板処理装置において、上記少なくとも１つの大気
圧雰囲気処理室は、上記基板に薬液処理を施すための薬
液処理室を含んでいる。

【００１４】一般に薬液処理室では、液体を使用するだ
けでなく薬品類を使用するために、真空雰囲気処理室と
は隔離して設置されているのが一般的である。それに対
し、請求項２により、ゲート機構として機能するゲート
バルブが装備された基板搬送室を介して基板の搬出・搬
入を行なうことで、薬液処理室を処理室集結装置内に組
み込んで生産性を向上させることが可能となる。

【００１５】請求項３に記載されているように、請求項
１又は２の基板処理装置において、上記少なくとも１つ
の真空雰囲気処理室に、上記基板にドライエッチングを
施すためのドライエッチング室を含ませることができ
る。

【００１６】これにより、電子デバイスの製造の際、電
子デバイスの各種の要素を形成するためのプロセス中で
頻繁に使用されるドライエッチングを処理室集結装置内
で行なうことが可能となり、処理室集結装置を使用し
て、ドライエッチングを含む一連のプロセスを効率よく
行なうことが可能になる。

【００１７】請求項４に記載されているように、請求項
１〜３のうちいずれか１つの基板処理装置において、上
記少なくとも１つの真空雰囲気処理室に、上記基板にア
ッシングを施すためのアッシング室を含ませることがで
きる。

【００１８】これにより、半導体デバイスの製造の際に
使用されるフォトレジスト膜の除去などの重要な処理を
処理室集結装置内で行なうことが可能となり、処理室集
結装置の利用性が向上する。

【００１９】請求項５に記載されているように、請求項
１〜４のうちいずれか１つの基板処理装置において、上
記各処理室と基板搬送室との間で上記基板を全自動搬送
するように上記基板搬送機構と上記ゲートバルブとを制
御するための制御装置をさらに備えることができる。

【００２０】これにより、基板を搬送する際のタイミン
グを適宜調整すれば極めて効率的に各種の処理を行なう
ことが可能になり、多品種少量生産における生産性を大
幅に向上させることが可能となる。

【００２１】請求項６に記載されているように、請求項
１の基板処理装置において、上記少なくとも１つの大気
圧雰囲気処理室に上記基板に薬液処理を行なうための薬
液処理室を含ませ、上記少なくとも１つの真空雰囲気処
理室に上記基板にアッシングを施すためのアッシング室
と上記基板にドライエッチングを施すためのドライエッ
チング室とを含ませて、上記基板搬送室を介する上記基
板の全自動搬送により、上記ドライエッチング室，上記
アッシング室及び上記薬液処理室内で、ドライエッチン
グ，アッシング及び薬液処理を行なうように構成するこ
とができる。

【００２２】これにより、従来離れて設置されていた薬
液処理室をも含めた一連の処理室が処理室集結装置に集
約されることで、膜のパターニングのために使用される
ドライエッチング，アッシング及び薬液処理が１つの処
理室集結装置内で効率よく行なわれる。

【００２３】本発明の基板処理方法は、請求項７に記載
されているように、電子デバイスが形成される基板を処
理するための基板処理方法であって、真空排気機能と大
気圧ベント機能とを有し、かつ基板搬送機構と、真空雰
囲気と大気圧雰囲気の遮断壁として機能するとともに基
板搬送時におけるゲート機構として機能するゲートバル
ブとが装備された基板搬送室の周囲に、少なくとも１つ
の真空雰囲気処理室及び少なくとも１つの大気圧雰囲気
処理室とを配置しておき、上記基板搬送室を介して上記
真空雰囲気処理室と上記大気圧雰囲気処理室との間で基
板を搬送しながら、各処理室で基板の処理を行なう方法
である。

【００２４】この方法により、真空雰囲気処理室と大気
圧雰囲気処理室とにおける処理が必要とされるプロセス
を効率的に行なうことが可能になる。特に、離れた処理
室間の基板の運搬による時間を節減できるので、１ロッ
トあたりの基板枚数が少ないほど生産性が向上すること
になる。

【００２５】請求項８に記載されているように、請求項
７の基板処理方法において、上記各処理室における基板
の処理に際し、上記基板搬送室と上記各処理室との間に
おける上記基板の搬送を全自動で行なうことができる。

【００２６】この方法により、基板を搬送する際のタイ
ミングを適宜調整すれば極めて効率的に各種の処理を行
なうことが可能になり、多品種少量生産における生産性
を大幅に向上させることが可能となる。

【００２７】請求項９に記載されているように、請求項
７又は８の基板処理方法において、上記真空雰囲気処理
室として上記基板にドライエッチングを施すためのドラ
イエッチング室及び上記基板にアッシングを施すための
アッシング室を準備し、上記大気圧雰囲気処理室として
上記基板に薬液処理を施すための薬液処理室をそれぞれ
準備しておいて、ドライエッチングとアッシングと薬液
処理とのプロセスを一連に行うことができる。

【００２８】この方法により、配線，ゲート電極，ゲー
ト絶縁膜等の形成の際に行なわれる膜のパターニングに
必要なドライエッチング，アッシング，薬液処理を処理
室集結装置内で効率的に行なうことが可能になる。

【００２９】請求項１０に記載されているように、請求
項７又は８の基板処理方法において、上記真空雰囲気処
理室として上記基板にドライエッチングを施すためのド
ライエッチング室及び上記基板にアッシングを施すため
のアッシング室を準備し、上記大気圧雰囲気処理室とし
て上記基板に薬液処理を施すための薬液処理室をそれぞ
れ準備しておいて、上記基板を処理する順序を、ドライ
エッチング，アッシング及び薬液処理間で任意に選択す
ることができる。

【００３０】この方法により、従来、一定の定められた
手順でしか行えなかった処理室集結装置内における一連
の処理を電子デバイスの要素の種類や製造条件などに応
じて柔軟に変更することが可能になり、処理室集結装置
を利用した種々の形態のプロセスの実施が可能になる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００３２】図１は、本実施形態に係る処理室集結装置
の構成を概略的に示す平面図である。同図に示すよう
に、本実施形態に係る処理室集結装置は、基板搬送機構
１を備えた基板搬送室２の周囲三方に、ドライエッチン
グ室３と、アッシング室４と、薬液処理室５とを集結さ
せて構成されており、特に配線，ゲート電極，絶縁膜等
を形成する際のパターニング工程に使用するのに適した
ものの例である。上記基板搬送室２には、室内に大気圧
（ここでは、窒素ガス）を導入するための大気圧配管１
２が接続されていて、この大気圧配管１２にはベント用
電磁開閉弁１３が介設されている。さらに、基板搬送室
２には、室内を真空引きするための真空配管１４が接続
されていて、この真空配管１４には、真空用電磁開閉弁
１５と真空ポンプ１６とが介設されている。すなわち、
基板搬送室２は真空排気機能と大気圧ベント機能を有す
るものである。

【００３３】また、基板搬送室２の四方の側壁のうち上
記ドライエッチング室３、アッシング室４及び薬液処理
室５のいずれにも隣接していない側壁のゲート１０ａに
は、真空雰囲気と大気圧雰囲気との遮断壁として機能す
るとともに基板搬送時におけるゲート機構として機能す
るゲートバルブ６ａが設けられている。さらに、基板搬
送室２の四方の側壁のうち上記ドライエッチング室３、
アッシング室４及び薬液処理室５にそれぞれ隣接する三
方の側壁のゲート１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにも、真空雰
囲気と大気圧雰囲気との遮断壁として機能するとともに
基板搬送時におけるゲート機構として機能するゲートバ
ルブ６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ設けられている。

【００３４】上記基板搬送機構１は、図２に示すよう
に、上アーム２０と下アーム２１とからなるダブルアー
ムと、これを連動させる関節機構とにより構成されてい
る。すなわち、上アーム２０，下アーム２１は、真空シ
ール軸受２２を貫通したシャフト２３，２４の上方に取
り付けられ、真空シール軸受２２の下方には、アーム駆
動メカニズム２６が取り付けられている。アーム駆動メ
カニズム２６には、上下駆動レバー２７が連結されてい
て、その先端のローラ２８は突上ピン昇降フォーク３０
の一端の溝に係合している。アーム駆動メカニズム２６
はアーム旋回メカニズム２９に連結されていて、ウエハ
を出し入れすべき室の方向に旋回可能となっている。

【００３５】以上のような構成により、処理すべき基板
をドライエッチング室３、アッシング室４及び薬液処理
室５の任意の処理室に選択搬送でき、ドライエッチン
グ、アッシング及び薬液処理が一連の処理として行え
る。なお、基板搬送室２とドライエッチング室３との間
での基板搬送、及び基板搬送室２とアッシング室４との
間での基板搬送は真空で行い、基板搬送室２と薬液処理
室５との間での基板搬送には大気圧の窒素雰囲気中で行
う。

【００３６】また、基板搬送室２の周囲四方のうち上記
ドライエッチング室３、アッシング室４及び薬液処理室
５のいずれにも隣接していない側壁の外方、つまりゲー
トバルブ６ａに対峙する領域には、基板カセット７ａ，
７ｂと、基板ノッチ合わせ機構８と、搬送アーム９ａ，
９ｂとが配置されている。そして、各基板カセット７
ａ，７ｂから搬出された基板が、ドライエッチング、ア
ッシング、薬液の各処理を施された後、それぞれ搬出さ
れた元の基板カセット７ａ，７ｂに戻ってくるように構
成されている。その際、基板カセット７ａと基板ノッチ
合わせ機構８までの間の基板搬送は搬送アーム９ａが行
い、基板カセット７ｂと基板ノッチ合わせ機構８までの
間の基板搬送は搬送アーム９ｂが行う。ノッチ合わせ機
構８は、基板のノッチ合わせと基板中心部の位置出しの
他に基板搬送機構１のアーム２０，２１との基板受渡し
の機能を有している。

【００３７】次に、本実施形態に係る処理室集結装置を
用いて行なわれる膜のパターニングの例として、アルミ
ニウム配線の形成のためのパターニング工程について、
図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。

【００３８】図３（ａ）は、パターニング工程の前の基
板の一部を示す断面図である。同図に示すように、基板
上には、層間絶縁膜であるＴＥＯＳ膜と、バリア用のＴ
ｉＮ／Ｔｉ膜と、アルミニウム配線用のＡｌ−Ｃｕ膜
と、リソグラフィー光の反射防止用のＴｉＮ膜とが下方
から順次堆積されている。そして、最上のＴｉＮ膜の上
に、所望の配線形状にパターニングされたＰ．Ｒ．膜
（フォトレジスト膜）が設けられている。

【００３９】次に、図３（ｂ）に示す工程で、基板をド
ライエッチング室３に搬入してからドライエッチングを
行なう。すなわち、Ｐ．Ｒ．膜をマスクとして、ＴｉＮ
膜と、Ａｌ−Ｃｕ膜と、ＴｉＮ／Ｔｉ膜とを順次選択的
にエッチングする。その際、各膜の側壁には、エッチン
グの際に生じたポリマー膜が堆積している。

【００４０】次に、図３（ｃ）に示す工程で、基板をド
ライエッチング室３から取り出してアッシング室４に搬
入し、Ｐ．Ｒ．膜をアッシングにより除去する。

【００４１】次に、図３（ｄ）に示す工程で、基板をア
ッシング室４から取り出して薬液処理室５に搬入し、薬
液処理によってポリマー膜を除去する。

【００４２】このとき、薬液処理は以下の手順によって
行なわれる。

【００４３】まず、有機系ポリマー除去薬液の洗浄によ
りポリマー膜を除去する。その後、純粋により基板の洗
浄を行なう。

【００４４】次に、本実施形態に係る処理室集結装置の
基本動作について説明する。この基本動作は、以下に述
べるように《動作１》〜《動作８》の８つに分かれる。

【００４５】《動作１》−外部から基板搬送室への基板
の搬入 基板カセット７ａに未処理の基板があれば、搬送アーム
９ａによって該基板が１枚だけとられてノッチ合わせ機
構８に乗せられ、該基板のノッチの位置合わせと該基板
中心部の位置出しが行われる。その際、基板搬送室２が
大気圧でなければベント用電磁開閉弁１３が開かれて室
内が大気圧（窒素雰囲気）になってから、ゲートバルブ
６ａが開かれ、基板搬送機構１のアームがゲート１０ａ
を通って外方まで伸びてくる。そして、ノッチ合わせ機
構８上にある基板が基板搬送機構１のアームによって取
られた後、基板を持ったアームが縮み、ゲートバルブ６
ａが閉じると、真空用電磁開閉弁１５が開いて真空ポン
プ１６による基板搬送室２の真空引きが行われる。

【００４６】次に、一方の基板カセット７ａに処理する
基板が無くなると、他方の基板カセット７ｂに未処理の
基板があれば、搬送アーム９ｂによってその基板が１枚
だけ取られてノッチ合わせ機構８に乗せられ、基板のノ
ッチの位置合わせと該基板中心部の位置出しが行われ
る。その際、基板搬送室２が大気圧でなければベント用
電磁開閉弁１３が開いて室内が大気圧になってから、ゲ
ートバルブ６ａが開かれ、基板搬送機構１のアームがゲ
ート１０ａを通って外方まで伸びてくる。そして、ノッ
チ合わせ機構８上にある基板が基板搬送機構１のアーム
によって取られた後、基板を持ったアームが縮んで基板
搬送室２に基板を搬入し、その後、ゲートバルブ６ａが
閉じると、上述の動作により、基板搬送室２の真空引き
が行われる。

【００４７】《動作２》−基板搬送室からドライエッチ
ング室内への基板の搬入 基板搬送室２が真空でなければ、真空用電磁開閉弁１５
が開いて真空ポンプ１６により基板搬送室２内が真空に
され、既に真空雰囲気にあるドライエッチング室３のゲ
ートバルブ６ｂが開いて、基板を持った基板搬送機構１
のアームがゲート１０ｂを通ってドライエッチング室３
まで伸びてくる。そして、ドライエッチング室３の図１
又は図２に図示しないホイスト機構によって基板が受け
取られると、基板搬送機構１のアームが縮んで基板搬送
室２に戻り、ゲートバルブ６ｂが閉じる。その後、基板
が搬入されたドライエッチング室３内で基板のドライエ
ッチング処理が行われる。ここで、基板搬送機構１の両
方のアームに基板が無い場合には、《動作１》が行われ
て次の処理を行なう基板が基板搬送室２内に搬入され
る。

【００４８】《動作３》−ドライエッチング室から基板
搬送室への基板の搬出 ドライエッチング室３において基板のドライエッチング
処理が終了すると、基板搬送室２が真空でなければ真空
になって、ゲートバルブ６ｂが開き、基板搬送機構１の
アームがゲート１０ｂを通ってドライエッチング室３ま
で伸び、ドライエッチング室３のホイスト機構に支持さ
れている基板を受け取った後に縮んで、基板搬送室２に
基板を戻す。

【００４９】ここで、基板搬送機構１のアームが未ドラ
イエッチング処理の基板を持っていれば、《動作２》が
行われる。基板搬送機構１のアームが未ドライエッチン
グ処理の基板を持っていなければ、ゲートバルブ６ｂが
閉じる。

【００５０】《動作４》−基板搬送室からアッシング室
への基板の搬入 基板搬送室２が真空でなければ、上述の動作により基板
搬送室２内が真空にされて、既に真空雰囲気であるアッ
シング室４のゲートバルブ６ｃが開き、基板を持った基
板搬送機構１のアームがゲート１０ｃを通ってアッシン
グ室４まで伸びてくる。そして、アッシング室４内の図
１に図示しないホイスト機構によって基板が受け取られ
ると、基板搬送機構１のアームが縮んで基板搬送室２に
戻り、ゲートバルブ６ｃが閉じた後、基板が搬入された
アッシング室４内で基板のアッシング処理が行なわれ
る。ここで、基板搬送機構１の両方のアームが基板を持
っていない場合には上述の《動作１》が行われる。

【００５１】《動作５》−アッシング室から基板搬送室
への基板の搬出 アッシング室４における基板のアッシング処理が終了す
ると、基板搬送室２が真空でなければ真空になって、ゲ
ートバルブ６ｃが開き、基板搬送機構１のアームがゲー
ト１０ｃを通ってアッシング室４まで伸び、アッシング
室４のホイスト機構に支持されている基板を真空中で受
け取り、その後、基板搬送機構１のアームが縮んで基板
搬送室２に戻る。

【００５２】ここで、基板搬送機構１のアームが未アッ
シング処理の基板を持っていれば、《動作４》が行われ
る。基板搬送機構１のアームが未アッシング処理の基板
を持っていなければ、ゲートバルブ６ｃが閉じる。

【００５３】《動作６》−基板搬送室から薬液処理室へ
の基板の搬入 基板搬送室２が大気圧でなければ、ベント用電磁開閉弁
１２が開き基板搬送室２内が大気圧になって、大気圧で
ある薬液処理室５のゲートバルブ６ｄが開き、基板を持
った基板搬送機構１のアームがゲート１０ｄを通って薬
液処理室５まで伸び、薬液処理室５内の図１に図示しな
いホイスト機構によって基板が受け取られると、基板搬
送機構１のアームが縮んで基板搬送室２に戻る。ゲート
バルブ６ｄが閉じた後、基板が搬入された薬液処理室５
内において基板の薬液処理が行われる。ここで、基板搬
送機構１の両方のアームに基板が無い場合には《動作
１》が行われる。

【００５４】《動作７》−薬液処理室から基板搬送室へ
の基板の搬出 薬液処理室５内における基板の薬液処理が終了すると、
基板搬送室２が大気圧でなければ上述の動作により基板
搬送室２内が大気圧にされて、ゲートバルブ６ｄが開
き、基板搬送機構１のアームがゲート１０ｄを通って薬
液処理室５まで伸び、薬液処理室５のホイスト機構に支
持されている基板を大気中で受け取った後、アームが縮
んで基板搬送室２に戻る。

【００５５】ここで、基板搬送機構１のアームが未薬液
処理の基板を持っていれば、《動作６》が行われる。基
板搬送機構１のアームが未薬液処理の基板を持っていな
ければ、ゲートバルブ６ｄが閉じる。

【００５６】《動作８》−基板搬送室から外方への基板
の搬出 上述の手順で、ドライエッチング、アッシング、薬液の
全ての処理が終了した基板は、基板搬送機構１のアーム
に保持されている。そのとき、基板搬送室２が大気圧で
なければ、ベント用電磁開閉弁１３が開いて基板搬送室
２内が大気圧にされて、ゲートバルブ６ａが開かれる
と、基板搬送機構１のアームがゲート１０ａを通って外
方まで伸びる。そして、ノッチ合わせ機構８に基板が乗
せられた後にアームが縮んで基板搬送室２に戻ると、ゲ
ートバルブ６ａが閉じられて、基板が一方の基板カセッ
ト７ａから出た基板であれば搬送アーム９ａによって元
の基板カセット７ａに戻され、基板が他方の基板カセッ
ト７ｂから出た基板であれば搬送アーム９ｂによって元
の基板カセット７ｂに戻される。

【００５７】本実施形態の処理集結装置を使用すること
で、上述のような一連の手順により、極めて効率的に膜
のパターニングが行なわれることがわかる。

【００５８】すなわち、本実施形態の処理集結装置を使
用することで、従来の処理集結装置を使用する場合のご
とくアッシング終了後に処理集結装置から遠く離れた薬
液処理室までウエハを人が搬送する必要はなく、アルミ
ニウム配線のパターニングのために必要な一連の工程を
１つの処理集結装置内で迅速に行なうことができる。つ
まり、パターニング工程の生産性の向上を図ることがで
きる。

【００５９】しかも、上記一連の工程を必ずしも一定の
順序ではなく、任意の順序で選択することもできる。

【００６０】以上の説明では、本実施形態の処理集結装
置はアルミニウム配線のパターニング工程について説明
したが、本実施形態の処理集結装置は、アルミニウム配
線のパターニングに限らず、以下のような各種の膜のパ
ターニングに使用することができる。

【００６１】例えばゲート電極等を形成するためのポリ
シリコン膜をパターニングする場合には、ポリシリコン
エッチング、アッシング、薬液の各処理が行われる。こ
のときの薬液処理の内容は、ＨＦ洗浄、ＳＰＭ洗浄、Ａ
ＰＭ洗浄、純水洗浄である。そして、本実施形態の処理
室集結装置を使用する場合、ドライエッチング室３、ア
ッシング室４、薬液処理５の順序で基板が搬送され、一
連の処理が行われる。なお、ポリシリコン膜のパターニ
ング工程において、ポリシリコン膜のエッチングの後に
純水洗浄を入れることによってエッチング中に形成され
た側壁ポリマー除去が容易になる。したがって、基板を
ドライエッチング室３、薬液処理室５、アッシング室
４、薬液処理室５の順に処理するように、基板の搬送順
序を選択することにより、さらに効率的な一連の処理が
可能になる。

【００６２】また、半導体基板上の酸化膜をパターニン
グする場合には、酸化膜のエッチング、ソフトエッチン
グ、アッシング、薬液の各処理が行われる。このときの
ソフトエッチングの目的は、酸化膜エッチング後の半導
体基板内のダメージ層除去である。また、薬液処理の内
容は、ＳＰＭ洗浄、ＡＰＭ洗浄、純水洗浄である。そし
て、本実施形態の処理室集結装置を使用する際に、ドラ
イエッチング室３、ドライエッチング室３、アッシング
室４、薬液処理室５の順序で基板の一連の処理が行われ
る。

【００６３】さらに、あるプロセス中に、基板を大気に
晒すと大気中の水分と反応してパーティクル増加の原因
となる反応ガスを用いて処理される工程を含む場合、本
実施形態の処理室集結装置の薬液処理室５内における純
水洗浄を、そのプロセスの一連の処理の中で任意に組み
込むことが可能になる。

【００６４】このように、本実施形態の処理集結装置
は、アルミニウム配線のパターニング工程だけではな
く、ポリシリコン膜のパターニング工程、酸化膜等の絶
縁膜のパターニング工程、基板を大気に晒すと大気中の
水分と反応してパーティクル増加の原因となる反応ガス
を用いて処理される工程を含むようなプロセスにも使用
できるという利点がある。

【００６５】

【実施例】上記図１に示す処理集結装置を用いて、アル
ミニウム配線の形成工程を行なった実施例について説明
する。本実施形態の処理室集結装置を用いて基板を処理
した場合と、従来の処理室集結装置及び薬液処理室とか
らなる装置を用いて基板を処理した場合とにおける処理
基板枚数に対するドライエッチング、アッシング、薬液
処理の装置処理に掛かる時間の実績の比較を行った。た
だし、従来の装置は、ドライエッチング室とアッシング
室とだけを備えた処理室集結装置と、この処理室集結装
置とは離れて設置された薬液処理装置とにより構成され
ている。比較を行った基板の処理枚数は１枚、５枚、１
０枚、２５枚、５０枚で行った。

【００６６】その際、基板カセット７ａに処理する基板
の枚数だけをセットした。基板カセット７ａ、７ｂ共に
セットできる基板枚数は最大２５枚までであり、処理枚
数を５０枚で行ったときには、基板カセット７ａ、７ｂ
共に基板を２５枚ずつセットし、基板カセット７ａの処
理する基板が無くなると、基板カセット７ｂの未処理基
板が続けて処理を開始された。

【００６７】図４は、《動作１》〜《動作８》の８つの
基本動作で自動化させた基板枚数２５枚のときのタイミ
ングの例を示すタイミングチャートである。

【００６８】図５は、《動作１》〜《動作８》の８つの
基本動作で自動化させたときの基板の処理枚数１枚、５
枚、１０枚、２５枚、５０枚に対する装置処理時間を、
従来の処理集結装置及び薬液処理室を用いて行なったと
きの装置処理時間とを比較する図である。ただし、同図
の従来の装置による装置処理時間中には人手により運搬
する時間は組み込まれていない。

【００６９】また、図６は、上記実施形態の処理室集結
装置で行った処理基板枚数に対する装置処理時間と従来
の装置処理時間との比を示す図である。

【００７０】図５及び図６のデータから、基板枚数が少
なくなるほど、上記実施形態の処理集結装置を用いて行
なうことによる生産性の向上が大きいことがわかる。し
かも、人手による運搬時間を考慮すると、本実施形態の
処理集結装置による多品種少量生産における生産性の向
上効果は極めて大きいといえる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１〜６によれば、電子デバイスが
形成される基板を処理するための基板処理装置として、
真空排気機能，大気圧ベント機能，基板搬送機構及びゲ
ートバルブを備えた基板搬送室の周囲に、少なくとも１
つの真空雰囲気処理室及び大気圧雰囲気処理室を配備し
たので、従来離れて設置されていた真空雰囲気処理室と
大気圧雰囲気処理室とを使用するプロセスを効率的に行
なうことができ、特に、多品種少量生産を効率的に行な
うことができる処理室集結装置の提供を図ることができ
る。

【００７２】請求項７〜１０によれば、電子デバイスが
形成される基板を処理するための基板処理方法として、
真空排気機能，大気圧ベント機能，基板搬送機構及びゲ
ートバルブを備えた基板搬送室の周囲に、少なくとも１
つの真空雰囲気処理室及び大気圧雰囲気処理室を配備
し、基板搬送室を介して真空雰囲気処理室と大気圧雰囲
気処理室との間で基板の搬送を行ないながら各処理室で
の処理を行なうようにしたので、真空雰囲気処理室と大
気圧雰囲気処理室とを使用するプロセスを効率的に行な
うことができ、特に、多品種少量生産における膜のパタ
ーニングなどの多品種少量生産を効率的に行なうことが
できる処理室集結方法の提供を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る処理室集結装置の構成を概略的
に示す平面図である。

【図２】実施形態に係る処理室集結装置の基板搬送室内
の構造を示す断面図である。

【図３】実施形態に係る処理室集結装置を用いて行なわ
れるプロセスの例であるアルミニウム配線のパターニン
グ工程を示す断面図である。

【図４】実施形態に係る処理室集結装置において《動作
１》〜《動作８》の８つの基本動作で自動化させた基板
枚数２５枚のときのタイミングチャート図である。

【図５】処理室集結装置における基板処理枚数に対する
装置処理時間の従来結果との比較を示す図である。

【図６】処理室集結装置の処理基板枚数に対する装置処
理時間と従来の装置処理時間との比を示す図である。

【図７】従来の処理室集結装置と薬液処理装置とからな
る装置を用いて基板を処理した場合の処理基板枚数と装
置処理時間との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 基板搬送機構 ２ 基板搬送室 ３ ドライエッチング室 ４ アッシング室 ５ 薬液処理室 ６ａ〜６ｄ ゲートバルブ ７ａ、７ｂ 基板カセット ８ 基板ノッチ合わせ機構 ９ａ、９ｂ 基板搬送アーム １０ａ〜１０ｄ ゲート １２ 大気圧配管 １３ ベント用電磁開閉弁 １４ 真空配管 １５ 真空用電磁開閉弁 １６ 真空ポンプ １７ ＣＰＵ ２０ 上アーム ２１ 下アーム ２２ 真空シール軸受 ２３，２４ シャフト ２６ アーム駆動メカニズム ２７ 駆動レバー ２９ アーム旋回メカニズム ３０ 昇降フォーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 圭成 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 梶原 大平 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 芝井 正明 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 富田 和之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伊東 克通 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子デバイスが形成される基板を処理す
   るための基板処理装置であって、 真空排気機能と大気圧ベント機能とを有し、かつ基板搬
   送機構と、真空雰囲気と大気圧雰囲気の遮断壁として機
   能するとともに基板搬送時におけるゲート機構として機
   能するゲートバルブとが装備された基板搬送室と、 上記基板搬送室の周囲にそれぞれ設置され、ほぼ真空雰
   囲気中でのプロセスを行なうための少なくとも１つの真
   空雰囲気処理室及び大気圧雰囲気中でのプロセスを行な
   うための少なくとも１つの大気圧雰囲気処理室とを備え
   ていることを特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の基板処理装置において、 上記少なくとも１つの大気圧雰囲気処理室は、上記基板
   に薬液処理を施すための薬液処理室を含むことを特徴と
   する基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の基板処理装置にお
   いて、 上記少なくとも１つの真空雰囲気処理室は、上記基板に
   ドライエッチングを施すためのドライエッチング室を含
   むことを特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載
   の基板処理装置において、 上記少なくとも１つの真空雰囲気処理室は、上記基板に
   アッシングを施すためのアッシング室を含むことを特徴
   とする基板処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のうちいずれか１つに記載
   の基板処理装置において、 上記各処理室と基板搬送室との間で上記基板を全自動搬
   送するように上記基板搬送機構と上記ゲートバルブとを
   制御するための制御装置をさらに備えていることを特徴
   とする基板処理装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の基板処理装置において、 上記少なくとも１つの大気圧雰囲気処理室は、上記基板
   に薬液処理を行なうための薬液処理室を含み、 上記少なくとも１つの真空雰囲気処理室は、上記基板に
   アッシングを施すためのアッシング室と、上記基板にド
   ライエッチングを施すためのドライエッチング室とを含
   み、 上記基板搬送室を介する上記基板の全自動搬送により、
   上記ドライエッチング室，上記アッシング室及び上記薬
   液処理室内で、ドライエッチング，アッシング及び薬液
   処理を行なうように構成されていることを特徴とする基
   板処理装置。
7. 【請求項７】 電子デバイスが形成される基板を処理す
   るための基板処理方法であって、 真空排気機能と大気圧ベント機能とを有し、かつ基板搬
   送機構と、真空雰囲気と大気圧雰囲気の遮断壁として機
   能するとともに基板搬送時におけるゲート機構として機
   能するゲートバルブとが装備された基板搬送室の周囲
   に、少なくとも１つの真空雰囲気処理室及び少なくとも
   １つの大気圧雰囲気処理室とを配置しておき、 上記基板搬送室を介して上記真空雰囲気処理室と上記大
   気圧雰囲気処理室との間で基板を搬送しながら、各処理
   室で基板の処理を行なうことを特徴とする基板処理方
   法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の基板処理方法において、 上記各処理室における基板の処理に際し、上記基板搬送
   室と上記各処理室との間における上記基板の搬送を全自
   動で行なうことを特徴とする基板処理方法。
9. 【請求項９】 請求項７又は８記載の基板処理方法にお
   いて、 上記真空雰囲気処理室として上記基板にドライエッチン
   グを施すためのドライエッチング室及び上記基板にアッ
   シングを施すためのアッシング室を準備し、上記大気圧
   雰囲気処理室として上記基板に薬液処理を施すための薬
   液処理室をそれぞれ準備しておいて、 ドライエッチングとアッシングと薬液処理とのプロセス
   を一連に行うことを特徴とする基板処理方法。
10. 【請求項１０】 請求項７又は８記載の基板処理方法に
    おいて、 上記真空雰囲気処理室として上記基板にドライエッチン
    グを施すためのドライエッチング室及び上記基板にアッ
    シングを施すためのアッシング室を準備し、上記大気圧
    雰囲気処理室として上記基板に薬液処理を施すための薬
    液処理室をそれぞれ準備しておいて、 上記基板を処理する順序を、ドライエッチング，アッシ
    ング及び薬液処理間で任意に選択することを特徴とする
    基板処理方法。