JPH1150229A - 整備中に真空状態を保存する隔離バルブを備えるチャンバ設計 - Google Patents

整備中に真空状態を保存する隔離バルブを備えるチャンバ設計

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JPH1150229A
JPH1150229A JP10125161A JP12516198A JPH1150229A JP H1150229 A JPH1150229 A JP H1150229A JP 10125161 A JP10125161 A JP 10125161A JP 12516198 A JP12516198 A JP 12516198A JP H1150229 A JPH1150229 A JP H1150229A
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Robert E Davenport
イー. ダヴェンポート ロバート
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • C23C14/566Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases using a load-lock chamber
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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  • Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、チャンバのある部分の真空状態を
保存することによって、消耗品を交換したり定期的な整
備を実施した後のチャンバの真空引きに必要な時間量を
低減する真空チャンバを提供する。 【解決手段】 このチャンバは、チャンバの第1の部分
に含まれる頻繁に交換される消耗品や部品を隔離するの
で、チャンバの第1部分だけが周囲環境にさらされ、再
度排気しなければならないガスや空気の体積が低減され
る。チャンバ壁の内部に形成されるか、あるいは弁体に
よって設けられる弁座とのシールを形成するためにゲー
トバルブが設けられる。第2の部分がシールされたら、
アクセスのために第1部分のリッドを開けることができ
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、チャンバの一部分
の真空状態を保存するとともにチャンバの別の部分の整
備やその他のアクセスを可能にする隔離バルブを有する
真空処理チャンバに関する。本発明は、特に、チャンバ
のある部分の真空状態を保存して、チャンバの別の部分
の整備の後にチャンバを排気するのに必要な時間量を低
減することができるゲートバルブ(仕切弁)に関する。
【0002】
【従来の技術】真空チャンバは、多様な産業における多
様なプロセスで有益に使用されている。真空条件および
真空の目的は、一つのプロセス又はチャンバから別のプ
ロセス又はチャンバまで広範囲にわたって異なる可能性
がある。多くの用途において、真空チャンバは、チャン
バ内の状態を更に変化させたりチャンバ内でなんらかの
操作を行う特定の装置や部材と協同して機能し、あるい
はそのような装置または部材を実際に含んでいる。更
に、真空チャンバは、通常、チャンバ環境によってコン
ディショニングされている被処理体やチャンバ内の装置
によって処理されている被処理体を含んでいる。いずれ
の場合にも、チャンバ内の被処理体またはチャンバ内の
装置の幾つかの部品を交換することが必要であったり望
ましいことが多い。しかしながら、チャンバを周囲環境
に開放すると真空状態が消え、チャンバ内の他の状態が
損なわれ、ガス成分の漏洩が可能になり、汚染物質の流
入が可能になる。
【0003】チャンバ内の真空状態を復旧するために、
チャンバからガスを抜くための様々なポンプを、特定の
用途に応じて単独で又は組み合わせて使用することがで
きる。ポンプは、一定範囲のガス流量にわたって動作
し、一定範囲の圧力を達成するように設計することがで
きる。例えば、遠心ポンプは、通常、高いガス流量と極
めてわずかな真空圧が望まれるような用途で使用され
る。一方、低温ポンプは、最も一般的には、低い流量で
十分であり、かつ強力な真空が望まれる用途で使用され
る。
【0004】特定の用途や使用されるポンプの種類に関
係なく、チャンバ内を真空に引くために相当な量の時間
とエネルギーが必要になることがある。通常、費やされ
る時間およびエネルギーの量は約5〜約24時間の範囲
にわたり、生産性および効率が相当に損なわれているこ
とを表している。したがって、真空チャンバ及びその内
部で実行されるプロセスの生産性および効率を高めるた
めに多くの研究努力がなされてきた。これらの努力の成
果は、多様な方面にわたる。例えば、集積回路の製造な
どの高真空用途では、約10-3torr程度の真空に引
くために粗引きポンプを使用し、それに続いて約10-7
〜10-9torr程度の高い真空度を達成するために低
温ポンプを使用することができる。この方法では、各ポ
ンプの強さを利用して排気時間を最小限に抑える。別の
例としては、チャンバを開けなければならない頻度の間
隔をひろげるために、チャンバ内の装置の信頼性および
寿命を高めようとする努力が挙げられる。
【0005】集積回路の製造に使用される代表的な真空
プロセスには、物理気相堆積法(「PVD」)および化
学気相堆積法(「CVD」)が含まれている。基板また
は被処理体の上に金属を物理気相堆積するための典型的
な真空チャンバの概略断面図が図1に示されている。チ
ャンバ20は、一般に、チャンバエンクロージャ壁24
を含んでいる。このチャンバエンクロージャ壁は、少な
くとも一つのガス流入口27と、排気ポンプ(図示せ
ず)に接続された排気口28と、を有している。基板支
持部材26はチャンバ20の下端に配置され、ターゲッ
ト22はチャンバ20の上端に収容される。ターゲット
22はエンクロージャ壁24から電気的に絶縁されてお
り、好ましくはエンクロージャ壁が接地されていて、接
地されたエンクロージャ壁に対して負の電圧をターゲッ
ト22上で維持できるようになっているとよい。シール
ド40がチャンバ内に配置されていて、このシールド4
0が環状の折り返し壁41を含んでいてもよい。この折
り返し壁41の上では、支持部材26がチャンバ内で下
向きに引き戻されるときに支持部材の上方でクランプリ
ング30を静止させることができる。
【0006】新しい半導体基板をチャンバ20に収容す
るための準備の際、基板支持部材26は駆動機構42に
よってクランプリングおよびシールドよりもかなり下に
下降させられるので、支持部材の底はピン位置決めプラ
ットホーム36に近接する。支持部材26は、3個以上
の垂直穴(図示せず)を含んでおり、その穴のそれぞれ
が、垂直方向に摺動可能なピン34を含んでいる。支持
部材が上述の下降位置にあるとき、各ピンの底部先端は
プラットホーム36上に載置され、各ピンの上側先端は
支持部材の上面の上に突出する。これらのピンの上側先
端は、基板を受け取るための支持部材の上面に平行な平
面を定めている。
【0007】従来のロボットアーム(図示せず)が基板
12をチャンバ20に搬入し、ピン34の上側先端(図
示せず)の上方にその基板を配置する。リフト機構43
がピンプラットホームを上方に移動させて、ピンの上側
先端を基板の下面に押しつけ、更にロボットブレードか
ら基板を持ち上げて取り外す。この後、ロボットブレー
ドはチャンバ20から引き戻され、リフト機構が支持部
材を上昇させるので、ピンが支持部材26中で下向きに
摺動し、それによって基板が支持部材の上面に降ろされ
る。
【0008】リフト機構42は支持部材26を上昇させ
続けるので、基板の外周部が、折り返し壁部分41に載
置されたクランプリング30に接触する。クランプリン
グの内径は、基板のエッジを防護するために、通常、基
板の内径よりもわずかに小さい寸法を有している。支持
部材は、ターゲット表面から設定距離に基板を位置決め
するために上方に移動を続けるようになっていてもよ
い。
【0009】図1に示される好適なスパッタリングチャ
ンバ20の場合、堆積プロセスは、ガス流入口27を通
じてスパッタリングプロセスガス(通常はアルゴン)を
チャンバに供給し、DC電源21から負の電圧をスパッ
タリングターゲット22に印加することによって開始さ
れる。この電圧がアルゴンガスを励起してプラズマ状態
にし、アルゴンイオンを負にバイアスされたターゲット
に衝撃させてターゲットから材料をスパッタする。この
後、シールド、クランプリング、又はチャンバの他の内
面や部品に堆積した材料の一部を除けば、スパッタされ
た材料は基板上に堆積する。フィルム層が基板上に堆積
された後、この基板は、基板がチャンバに搬入される一
連の手順を逆に行うことによってチャンバ20から取り
出される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】チャンバ設計やチャン
バ消耗品(例えばターゲット22)の幾つかの改善によ
って真空チャンバの生産性および効率が高められてきた
が、さらなる改善が望まれている。つまり、消耗品を交
換した後、あるいは定期的な整備を実施した後に真空引
きを行うのに要する時間を低減する真空チャンバが依然
として要望されている。チャンバがチャンバ内の真空状
態を保存することができれば、それは望ましいことであ
る。特に、頻繁に交換される消耗品や部品をチャンバの
他の部分から隔離するようなチャンバを有し、チャンバ
の最小限の部分のみが周囲環境にさらされ、排気しなけ
ればならない空間の容積が最小限に抑えられるようにな
っていることが望ましい。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、エンクロージ
ャを備える物理気相堆積チャンバを提供する。このエン
クロージャは、交換可能な部材を含む第1の部分と、被
処理体支持部材および真空ポートを含む第2の部分と、
第1部分と第2部分との間に位置するエンクロージャの
内壁に沿った弁座と、を有している。このエンクロージ
ャは、隔離バルブを内蔵している。この隔離バルブは、
ハウジングと、隔離プレートと、ハウジング内に完全に
引き戻された位置とエンクロージャ内に完全に延びて弁
座にシール係合しエンクロージャの第2部分と空密シー
ルを形成する位置との間で隔離プレートを移動させるア
クチュエータと、を有している。
【0012】本発明の別の態様は、物理気相堆積チャン
バの第1の部分の真空状態を、このチャンバの第2の部
分に含まれる交換可能部材を交換する間、維持する装置
を提供する。この装置は、チャンバ内のポートに結合さ
れた二次バルブを備えており、この二次バルブを閉じる
ことによってチャンバと空密シールを形成することがで
きる。このとき、上述の隔離バルブがこの二次バルブに
着脱自在に結合されていてもよい。
【0013】本発明は、複数のプロセスエンクロージャ
を備える半導体製造システムも提供する。これらのプロ
セスエンクロージャは、プロセスキットを含む第1の部
分と、被処理体支持部材および真空ポートを含む第2の
部分と、第1部分と第2部分との間に位置するエンクロ
ージャの内壁に沿った隔離弁座と、隔離弁座の一部分に
沿った隔離弁口と、隔離弁口の上に配置された二次バル
ブと、を有している。この二次バルブは、隔離プレート
が隔離プレート収容キャビティを通って延びていないと
きに、エンクロージャと隔離プレート収容キャビティと
の間に空密シールを形成することができる。この方式で
は、隔離バルブを複数のエンクロージャ(例えば物理気
相堆積チャンバ)に交換可能に結合させることができ
る。
【0014】更に本発明は、真空チャンバ内のプロセス
キットを交換する方法を提供する。この方法は、空密バ
ルブを閉じて、真空状態にある間にプロセスキットを含
むチャンバの第1の部分をチャンバの主要部分から隔離
するステップを含んでいる。この後、チャンバの第1部
分の真空度は、チャンバの第1部分のリッドを開ける前
に低減される。チャンバの第1部分から前のプロセスキ
ットが新しいプロセスキットに交換され、チャンバの第
1部分のリッドが閉じられる。この後、隔離バルブを開
く前に、チャンバの第1部分が真空に引かれる。
【0015】本発明の上述の特徴、利点及び目的が達成
される方法を詳細に理解することができるように、概要
を簡単に説明した本発明を、添付の図面に示される実施
形態を参照することによってより詳細に説明する。
【0016】しかしながら、添付図面は本発明の代表的
な実施形態を示したものにすぎず、本発明は同等に有効
な別の実施形態を含んでいてもよいことから、本発明の
範囲を限定するものではない。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明は、チャンバのある部分の
真空状態を保存することによって、消耗品を交換した後
や定期的な整備を実施した後の真空引きに必要な時間量
を低減する真空チャンバを提供する。具体的に述べる
と、このチャンバは、チャンバの第1の部分に含まれる
頻繁に交換される消耗品や部品を隔離するので、チャン
バのこの第1部分だけが周囲環境にさらされ、再び排気
しなければならないガスや空気の体積が減少する。
【0018】本発明の真空チャンバは、交換可能な部材
や整備に必要な他の部材を含む第1の部分と、その他の
チャンバ部品、部材または被処理体を含む第2の部分
と、を有するエンクロージャを備えている。弁座がエン
クロージャの内壁または弁体に形成され、第1部分と第
2部分との間の境界を定めている。第1部分は、交換可
能部材へのアクセスのために特別に設計されたリッドま
たはドア、あるいは任意の数の物品にアクセスするため
の一般的なアクセス手段または開口部であるリッドまた
はドアを有している。
【0019】本発明の一つの態様では、隔離バルブがエ
ンクロージャの内壁上の弁座に制御可能に係合するよう
にエンクロージャ上の弁口に結合されている。このバル
ブは、硬質の隔離プレートを封入する空密ハウジングを
有している。この隔離プレートは、弁座と係合してチャ
ンバの二つの部分の間に空密シールを形成するような形
状を有している。ハウジング内に完全に引き戻された位
置とエンクロージャ内に完全に延びて弁座にシール係合
する位置との間で隔離プレートを駆動して移動させるア
クチュエータがバルブに設けられている。
【0020】本発明の別の態様では、二次的な隔離バル
ブがチャンバ弁口と隔離バルブとの間に配置されてい
る。この二次隔離バルブは、隔離バルブが使用中でない
ときにチャンバ弁口をシールするように設計されてお
り、それによって隔離バルブをデポジションから防護す
るとともに、整備や、場合によっては同様の装備を有す
る複数のチャンバと協同で使用するために、チャンバか
ら隔離バルブを取り外せるようになっている。
【0021】本発明の更に別の態様では、隔離弁座をチ
ャンバの内側壁に機械加工してもよいし(図2〜図7に
図示)、あるいはチャンバの第1部分と第2部分との間
に取り付けられた独立部材として設置してもよい。更
に、弁座は、チャンバの第1部分と第2部分との間に同
じように取り付けられた一体型バルブ/弁座の一部とし
て設置されていてもよい。
【0022】本発明の別の態様では、隔離バルブがチャ
ンバの隔離部分に面する側面上に形成されたアノードを
有していて、チャンバの第1部分でターゲットが交換さ
れる時間と同じ時間にわたってチャンバのその部分をプ
ラズマで洗浄できるようになっていてもよい。更にま
た、第2の隔離バルブを被処理体支持部材57のすぐ上
に配置して、プラズマ清浄プロセス中に支持部材57や
支持部材57の上に形成された静電チャックを保護する
ようにしてもよい。
【0023】図2を参照すると、チャンバの弁口52に
取り付けられた隔離バルブ60を有するPVDチャンバ
50の概略断面図が示されている。真空チャンバがPV
Dチャンバの場合、第1の部分54がプロセスキットま
たはスパッタターゲット56を含み、第2の部分58が
被処理体支持部材57および真空ポート59を含んでい
ることが好ましい。本発明の隔離バルブ60は、第1部
分54内での定期的な作業中に第2部分58内の真空状
態を維持することによって、PVDチャンバ50内の真
空状態を復旧するために必要な時間量を低減する。弁口
52を交換可能部材に極めて近接させて配置することに
より、これらの部材がプロセスキット全体を含んでいる
場合であっても、単にスパッタターゲット56を含んで
いる場合であっても、チャンバ50の残りの第2部分5
8における真空状態が保存される。したがって、チャン
バに流入するガスの体積が第1部分54のガス収容容積
よりも大きいことはないので、チャンバのこの部分しか
再排気する必要はない。第1部分54のリッド55を開
けて部材を交換すれば、ドアすなわちリッド55はチャ
ンバ50に対して再びシールされるので、チャンバのこ
の第1部分しか排気する必要はない。エンクロージャの
第1部分54の容積が最小限に抑えられ、第2部分58
がチャンバのガス収容容積全体の大部分を占めているこ
とが好ましい。更に、第1部分54は、プロセスで使用
される全ての消耗品(スパッタ堆積の場合にはターゲッ
ト及びシールド)または消耗品の一部のみ(例えばター
ゲットのみ)を含むようなサイズを有している。更に、
種々の消耗品の寿命が異なる場合には、複数のバルブを
使用してチャンバの複数の部分を分離し、チャンバの残
りの部分や残りの消耗品に対して真空状態を損なうこと
なく異なるスケジュールで異なる消耗部品を交換できる
ようにしてもよい。
【0024】チャンバ50の第1の部分54は、ドアす
なわちリッドを開くことができるように内部に真空レリ
ース(vacuum release)を有していなければならない。
好適な真空レリースは、リッド55を開いて交換可能部
材56にアクセスするために真空度を低減するガスポー
ト70および真空調整器、すなわちバルブ72である。
更にまた、チャンバ50は、オプションとして、プラズ
マ清浄中に被処理体支持部材57を隔離するように配置
された第2の隔離バルブ63や他のシャッターバルブを
含んでもよい。この第2隔離バルブ63は、バイアスさ
れたプレート62(図8を参照)を有する第1の隔離バ
ルブ60と組み合わせると特に有用である。
【0025】次に、図3について説明する。図3には、
図2に示されるPVDチャンバ50の概略断面図が示さ
れており、このチャンバ50は、チャンバ内に延びてチ
ャンバ50の内壁上の弁座64とシール係合するプレー
ト62を備えた隔離バルブ60を有している。真空隔離
部分58に面するプレート62のエッジは、内部に固定
されたO−リング65を有していると好適である。この
位置で隔離プレート62を用いると、真空調整器72を
開きガスポート70を通じてガスを流入させることによ
り上側部分54の真空度が低減されても、下側部分58
の真空状態を維持することができる。
【0026】図3では、弁口シールド66が押し上げら
れ、隔離バルブプレート62の経路から外れていること
に注意してほしい。弁口シールドは多様な形態をとるこ
とができるが、図3では一又は複数のヒンジドフラップ
(hinged flap)として示されている。図8を参照する
と、弁口52をデポジションから保護するスパッタシー
ルドアセンブリ100とともにチャンバ50が示されて
いる。このアセンブリ100は、円形基板12および基
板支持部材57と協同してチャンバ50の全体および弁
口52への過度のデポジションを防止するために、円筒
形であることが好ましい。上側シールド部材102およ
び下側シールド部材104は、一定の距離だけ離間して
所定の位置に固定され、隔離プレート62が通過するの
に十分なスロットを画成するように、それぞれリッド5
5およびチャンバ50の側壁に結合されていることが好
ましい。可動シールド部材106がシールド部材10
2、104に近接して同心円状に配置されており、上側
シールド部材102と下側シールド部材104との間に
形成されたスロットをカバーするようになっている。可
動部材106は、機械的、電気的または磁気的な任意の
手段によってスロットを開くように作動させることがで
きる。
【0027】図8について更に説明すると、本発明の別
の態様は、バルブプレート62に結合されたDC電源を
提供する。バルブプレートが閉位置にあるとき(図3お
よび図4を参照)、バルブプレート62を電気的にバイ
アスすることで、堆積した材料を除去して継続使用のた
めにシールドを清浄化するためにチャンバスパッタシー
ルドアセンブリ100に反応性エッチングを施すことが
できるようになる。バイアスされたバルブプレート62
を用いてエッチングを行うことの主要な利点の一つは、
ターゲット56が過酷なエッチング環境から保護される
ことである。また、図2の隔離バルブ63のようなシャ
ッター機構を使用して基板支持部材57を保護すること
も好適である。
【0028】次に、図4について説明する。図4には、
図3のPVDチャンバ50の概略断面図が示されてお
り、このチャンバ50は、取り外したリッド55とそれ
に取り付けられた新しいスパッタターゲット56′とを
有している。チャンバの下側部分58の真空状態が損な
われていないことに注意してほしい。
【0029】第1部分へのガスポート70は、図4では
リッド55を貫通するように図示されているが、重要な
のは、リッドがチャンバ50に取り付けられたとき(図
5に図示)にガスポートが第1部分54と連通すること
だけである。具体的には、図7に示されるように、ガス
ポート70は、弁座64の上方においてチャンバ50の
側壁74内に設けられていてもよい。いずれの構成も自
由に選択することができ、いずれの構成であっても、特
定の環境やチャンバに近接する装置の特定の構成におい
て好適となることがある。
【0030】次に、図5について説明する。図5には、
図4のPVDチャンバ50の概略断面図が示されてお
り、ここでは新しいスパッタターゲット56′が設置さ
れ、リッド55が再び取り付けられている。チャンバ上
の所定箇所に戻されたリッド55を用いることで、第1
部分54の真空状態を多くの方法で復旧することができ
る。第1に、ガスポートバルブ72を閉じ、隔離バルブ
62をゆっくりと開くことにより、第1部分54からの
ガスが真空状態を維持している第2部分58に漏れ込む
ことが可能となる。しかしながら、バルブプレート62
の両側で圧力が等しくないと、バルブを開くことが困難
になったり、弁座64や任意の付随ガスケットを傷つけ
る可能性がある。ガスポート70に真空を接続してから
ガスポートバルブ72を開くことによって第1部分54
を真空に引くまで隔離バルブ60を開かないでおくと更
に好適である。真空引きは、この技術で利用できるどの
ような方法で行ってもよく、例えば、粗引きポンプと低
温ポンプを組み合わせて使用してもよい。真空マニホー
ルドやその他のバルブおよび配管構成を用いることで、
一組のポンプだけを交互に、あるいは特定の組み合わせ
でチャンバの第1部分54および第2部分58の双方に
作用させることができるものと考えられる。
【0031】次に、図6について説明する。図6には、
図5のPVDチャンバの概略断面図が示されており、こ
のチャンバは、バルブハウジング68に引き戻された隔
離バルブプレート62と、下向き配置で弁口52をカバ
ーする弁口シールド66と、を有している。図2〜図6
に示される一連の手順を完了すれば、チャンバ50は、
もう一度、基板12を処理する準備が整う。
【0032】次に、図7について説明する。図7には、
隔離バルブハウジング68とチャンバに対する弁口52
との間に挿入された二次バルブ80を有する図1のPV
Dチャンバ50の概略断面図が示されている。隔離バル
ブ60および二次バルブ80は、双方ともゲート型バル
ブであることが好ましい。この構成では、二次バルブ8
0をアクチュエータ82によって閉じることで、隔離バ
ルブ60をプロセス環境から保護することができるの
で、隔離バルブが複数のチャンバに機能を提供できるよ
うになっている。動作中、二次バルブは、通常、プレー
ト84を閉じてチャンバ50と空密シールを形成する。
しかしながら、隔離プレート62が二次バルブ開口部8
6を通ってチャンバ50内に延びるように、隔離バルブ
のアクチュエータ61を動作させる前に二次バルブプレ
ート84を開かなければならない。二次バルブ80の存
在は、隔離バルブプレート、すなわちバルブステム62
が二次バルブを通って届くためにはステムを延長しなけ
ればないことを意味している。
【0033】弁口52、隔離バルブ60、および、オプ
ションとしての二次バルブ80の間の空密接続部88は
この技術で知られている任意の方法で実現することがで
きるが、好適な接続部は、O−リングおよび保持溝92
を有する機械加工平坦面90である。チャンバ50内の
真空度が増大するにつれて、シール接続部88は徐々に
きつく締められる。しかしながら、バルブ60、80は
チャンバの側部から延びている場合もあるので、一般的
には、これらの部材間にメカニカルファスナ94を設置
する必要がある。このファスナは、任意の公知のファス
ナとすることができ、ボルト、フック、クランプ、バネ
などが含まれる。二次バルブ80が組み込まれており、
隔離バルブ60を頻繁に取り外さなければならない場
合、好適なファスナは、クランプ、フック、バネなどの
急速着脱タイプである。
【0034】上述のチャンバ50は、以下のステップを
備える真空チャンバ内のプロセスキット交換方法におい
て有益に使用することができる。すなわち、a)空密隔
離バルブを閉じ、真空状態にある間に、プロセスキット
を含むチャンバの第1の部分をチャンバの主要部分から
隔離するステップと、b)チャンバの第1部分の真空度
を低減するステップと、c)チャンバの第1部分のリッ
ドを開くステップと、d)チャンバの第1部分から前の
プロセスキットを新しいプロセスキットに交換するステ
ップと、e)チャンバの第1部分のリッドを閉じるステ
ップと、f)チャンバの第1部分を真空引きするステッ
プと、g)隔離バルブを開くステップと、を備えてい
る。好ましい方法では、真空チャンバは物理気相堆積チ
ャンバであり、プロセスキットにはスパッタターゲット
が含まれている。更に好ましくは、チャンバの主要部分
に基板支持部材が含まれている。
【0035】以上の説明は本発明の好適な実施形態に関
して行ってきたが、本発明の範囲を逸脱することなく本
発明のその他の実施形態を考案することができる。本発
明の範囲は、特許請求の範囲によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の物理気相堆積チャンバの断面図である。
【図2】チャンバの弁口に取り付けられた隔離バルブを
有する図1のPVDチャンバの概略断面図である。
【図3】チャンバの弁口に取り付けられた隔離バルブを
有する図1のPVDチャンバの概略断面図である。
【図4】チャンバの弁口に取り付けられた隔離バルブを
有する図1のPVDチャンバの概略断面図である。
【図5】チャンバの弁口に取り付けられた隔離バルブを
有する図1のPVDチャンバの概略断面図である。
【図6】チャンバの弁口に取り付けられた隔離バルブを
有する図1のPVDチャンバの概略断面図である。
【図7】隔離バルブと弁口との間に挿入された二次バル
ブを有する図1のPVDチャンバの概略断面図である。
【図8】本発明のチャンバおよびバルブアセンブリの別
の実施形態の概略断面図であり、この実施形態は、バル
ブプレート(弁板)に結合されたDC電源を有してい
る。
【符号の説明】
50…PVDチャンバ、52…弁口、54…第1部分、
55…リッド、56…スパッタターゲット、57…被処
理体支持部材、58…第2部分、59…真空ポート、6
0…隔離バルブ、62…バルブプレート、64…弁座、
66…弁口シールド、70…ガスポート、72…真空調
整器。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交換可能部材を含む第1の部分と、被処
    理体支持部材および真空ポートを含む第2の部分と、こ
    の第1部分と第2部分との間に位置するエンクロージャ
    の内壁に沿った弁座と、を有するエンクロージャと、 エンクロージャに結合された隔離バルブであって、ハウ
    ジングと、隔離プレートと、ハウジング内に完全に引き
    戻された位置とエンクロージャ内に完全に延びて前記弁
    座にシール係合し前記エンクロージャの第2部分と空密
    シールを形成する位置との間で前記隔離プレートを移動
    させるアクチュエータと、を有する隔離バルブと、を備
    える物理気相堆積チャンバ。
  2. 【請求項2】 前記エンクロージャの第2部分がより大
    きい方の部分である請求項1記載の物理気相堆積チャン
    バ。
  3. 【請求項3】 前記第1部分が最小限の容積のガス収容
    空間を有している請求項1記載の物理気相堆積チャン
    バ。
  4. 【請求項4】 前記交換可能部材がスパッタターゲット
    である請求項1記載の物理気相堆積チャンバ。
  5. 【請求項5】 前記交換可能部材がプロセスキットを含
    んでいる請求項1記載の物理気相堆積チャンバ。
  6. 【請求項6】 前記隔離バルブハウジングが隔離プレー
    ト収容キャビティを画成し、前記チャンバが、前記隔離
    バルブハウジングと前記エンクロージャとの間に配置さ
    れた二次バルブを更に備え、この二次バルブは、前記隔
    離プレートが完全に引き戻された位置にあるときに前記
    エンクロージャと前記隔離プレート収容キャビティとの
    間に空密シールを形成することができるようになってい
    る、請求項1記載の物理気相堆積チャンバ。
  7. 【請求項7】 前記隔離バルブは、前記二次バルブから
    着脱自在となっている、請求項6記載の物理気相堆積チ
    ャンバ。
  8. 【請求項8】 前記エンクロージャの第1部分は、ガス
    ポートと、真空度を増減する真空調整器と、を有してい
    る、請求項1記載の物理気相堆積チャンバ。
  9. 【請求項9】 上側および下側の固定円筒形シールド部
    材と可動シールド部材とを有するシールドアセンブリを
    更に備え、前記上側部材がリッドに結合され、前記下側
    部材が一定の距離だけ離間して前記チャンバ壁に結合さ
    れて、前記隔離プレートが通過するのに十分なスロット
    がこれらの部材の間に画成されており、前記可動部材
    は、前記スロットをカバーする位置と前記スロットのカ
    バーを解除する位置との間を動くことができる、請求項
    1記載の物理気相堆積チャンバ。
  10. 【請求項10】 物理気相堆積チャンバの第1の部分の
    真空状態を、このチャンバの第2の部分にある交換可能
    部材を交換している間、維持する装置であって、 前記チャンバ内のポートに結合され、前記チャンバと空
    密シールを形成するように閉じることができる二次バル
    ブと、 前記二次バルブに結合された隔離バルブであって、ハウ
    ジングと、隔離プレートと、ハウジング内に完全に引き
    戻された位置と開状態の前記二次バルブおよびチャンバ
    ポートを通って前記チャンバ内に完全に延びて弁座に係
    合し前記エンクロージャの第1部分と空密シールを形成
    する位置との間で前記隔離プレートを移動させるアクチ
    ュエータと、を有する隔離バルブと、を備える装置。
  11. 【請求項11】 前記隔離バルブは前記二次バルブから
    取り外すことができるようになっている請求項10記載
    の装置。
  12. 【請求項12】 前記弁座が前記バルブハウジング内に
    形成されている請求項10記載の物理気相堆積チャン
    バ。
  13. 【請求項13】 前記弁座が前記チャンバの壁に機械加
    工されている請求項10記載の物理気相堆積チャンバ。
  14. 【請求項14】 前記交換可能部材がスパッタターゲッ
    トである請求項10記載の物理気相堆積チャンバ。
  15. 【請求項15】 プロセスキットを含む第1の部分と、
    被処理体支持部材および真空ポートを含む第2の部分
    と、前記第1部分と前記第2部分との間に位置するエン
    クロージャの内壁に沿った隔離弁座と、前記隔離弁座の
    一部分に沿った隔離弁口と、前記隔離弁口の上に配置さ
    れた二次バルブと、を有する複数のプロセスエンクロー
    ジャであって、前記二次バルブは、前記隔離プレートが
    隔離プレート収容キャビティを通って延びていないとき
    に前記エンクロージャと隔離プレート収容キャビティと
    の間に空密シールを形成することができるようになって
    いる複数のプロセスエンクロージャと、 複数の前記エンクロージャに交換可能に結合することの
    できる隔離バルブであって、隔離プレートと、隔離プレ
    ート収容キャビティを画成するハウジングと、前記ハウ
    ジング内に完全に引き戻された位置と前記エンクロージ
    ャ内に完全に延びて前記弁座にシール係合し前記エンク
    ロージャの第2部分と空密シールを形成する位置との間
    で前記隔離プレートを移動させるアクチュエータと、を
    有する隔離バルブと、を備える半導体製造システム。
  16. 【請求項16】 前記プロセスエンクロージャに物理気
    相堆積チャンバが含まれている請求項15記載の半導体
    製造システム。
  17. 【請求項17】 真空チャンバ内のプロセスキットを交
    換する方法であって、 a)空密バルブを閉じ、真空状態にある間にプロセスキ
    ットを含む前記チャンバの第1の部分を前記チャンバの
    主要部分から隔離するステップと、 b)前記チャンバの第1部分の真空度を低減するステッ
    プと、 c)前記チャンバの第1部分のリッドを開くステップ
    と、 d)前記チャンバの第1部分から前のプロセスキットを
    新しいプロセスキットに交換するステップと、 e)前記チャンバの第1部分のリッドを閉じるステップ
    と、 f)前記チャンバの第1部分を真空に引くステップと、 g)前記隔離バルブを開くステップと、を備える方法。
  18. 【請求項18】 前記真空チャンバが物理気相堆積チャ
    ンバであり、前記プロセスキットがスパッタターゲット
    を含んでいる請求項17記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記チャンバの主要部分が基板支持部
    材を含んでいる請求項18記載の方法。
JP10125161A 1997-03-31 1998-03-31 整備中に真空状態を保存する隔離バルブを備えるチャンバ設計 Withdrawn JPH1150229A (ja)

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