JPS59197145A - ウエ−ハ処理装置 - Google Patents
ウエ−ハ処理装置Info
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- JPS59197145A JPS59197145A JP59049397A JP4939784A JPS59197145A JP S59197145 A JPS59197145 A JP S59197145A JP 59049397 A JP59049397 A JP 59049397A JP 4939784 A JP4939784 A JP 4939784A JP S59197145 A JPS59197145 A JP S59197145A
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- processing
- chamber
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- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
- H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
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- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/50—Substrate holders
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/541—Heating or cooling of the substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
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- H—ELECTRICITY
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- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
- H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
- H01L21/67751—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a single workpiece
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- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は真空下での蒸着によシ薄い基板のコーティング
を行なうことに関する。より具体的に、本発明の分野は
半導体ウェーノ・を金属化すること、及びこのようなウ
ェーノ・金属化を個々的に且つ一連の連続的方法で実行
する方法である。半導体ウェーハ製作技術は過去１０年
間で急速に発展してきている。個々のマイクロ回路デバ
イスは次第に小型になってきて、そのため所与の寸法の
ウェーハ上に乗せられるこの種デバイスの数を増加させ
ている。さらにその上、より径の大きいウェーノーが使
用されるようになっている。数年前は２イジチ（約５．
１ ｃｍ ）径のウェーノ・があシふれたもので、３イ
ンｆ （約７．６ ｃｍ ）径のウェーノ・は大きいも
のとみられていた。今日、大多数のこの種デバイス製造
は４インチ（約１０．２ ｃｍ ）径のウェーハでなさ
れ、５インチ（約１２．７ｃｒｎ）ウェーハの広範な使
用もごく近い将来に見込まれている。デバイス寸法の縮
小は、ウェーハ寸法の増大と結びついて、個々のウェー
ハの経済価値を大いに増大させ、従ってこのようなウェ
ーハを改善された方法で処理し金属化する必要を増大さ
せる役を果している。
を行なうことに関する。より具体的に、本発明の分野は
半導体ウェーノ・を金属化すること、及びこのようなウ
ェーノ・金属化を個々的に且つ一連の連続的方法で実行
する方法である。半導体ウェーハ製作技術は過去１０年
間で急速に発展してきている。個々のマイクロ回路デバ
イスは次第に小型になってきて、そのため所与の寸法の
ウェーハ上に乗せられるこの種デバイスの数を増加させ
ている。さらにその上、より径の大きいウェーノーが使
用されるようになっている。数年前は２イジチ（約５．
１ ｃｍ ）径のウェーノ・があシふれたもので、３イ
ンｆ （約７．６ ｃｍ ）径のウェーノ・は大きいも
のとみられていた。今日、大多数のこの種デバイス製造
は４インチ（約１０．２ ｃｍ ）径のウェーハでなさ
れ、５インチ（約１２．７ｃｒｎ）ウェーハの広範な使
用もごく近い将来に見込まれている。デバイス寸法の縮
小は、ウェーハ寸法の増大と結びついて、個々のウェー
ハの経済価値を大いに増大させ、従ってこのようなウェ
ーハを改善された方法で処理し金属化する必要を増大さ
せる役を果している。
大多数の半導体及びマイクロ回路製作技術は、高品質の
金属コーティングを半導体ウェー・・（この上にマイク
ロ回路が形成される）の上に付着させることを要する。
金属コーティングを半導体ウェー・・（この上にマイク
ロ回路が形成される）の上に付着させることを要する。
コーティングが°°高″品質であるべきかどうかは、も
ちろん究局的にはそのウェー・・からの最終的マイクロ
回路デバイスの産出についての満足度、並びにそれらの
用途、例えば高度の軍事的又は工業的標準に合致させる
か、又はより低い消費者及び愛好家の標準にするか、で
決められるであろう。従って定量化することは困難であ
るが、一般的に次のことが認められている。
ちろん究局的にはそのウェー・・からの最終的マイクロ
回路デバイスの産出についての満足度、並びにそれらの
用途、例えば高度の軍事的又は工業的標準に合致させる
か、又はより低い消費者及び愛好家の標準にするか、で
決められるであろう。従って定量化することは困難であ
るが、一般的に次のことが認められている。
すなわち金属化の品質、及び従って最終的な品質と産出
高とは、ウェーハの最上部の主たるプレーナ表面上の被
覆の均一度（“プレーナカバレージ”）、最終コーティ
ングに取シ込まれた汚染水準；デブＩＪ （ｄｅｂｒｉ
ｓ）に起因するキズの程度；対称性及び均質性すなわち
”層状化” （ｌａｙｅｒｉｎｇ）がないこと及び膜内
の汚染水準の分布の仕方；ことにコーティング付着工程
中の温度の再現可能性及び制御の度合；並びにステップ
カバレージすなわち表面の主たる平面部だけでなく、ス
テップ、溝、くぼみ及び隆起部などのようなマイクロ回
路を形成する表面内の諸特徴部の側部及び底部をも含め
たコーティングの連続性及び一様性、などの因子の関数
であろうということである。
高とは、ウェーハの最上部の主たるプレーナ表面上の被
覆の均一度（“プレーナカバレージ”）、最終コーティ
ングに取シ込まれた汚染水準；デブＩＪ （ｄｅｂｒｉ
ｓ）に起因するキズの程度；対称性及び均質性すなわち
”層状化” （ｌａｙｅｒｉｎｇ）がないこと及び膜内
の汚染水準の分布の仕方；ことにコーティング付着工程
中の温度の再現可能性及び制御の度合；並びにステップ
カバレージすなわち表面の主たる平面部だけでなく、ス
テップ、溝、くぼみ及び隆起部などのようなマイクロ回
路を形成する表面内の諸特徴部の側部及び底部をも含め
たコーティングの連続性及び一様性、などの因子の関数
であろうということである。
これら諸特質のうち成るものは他のものより実現困難か
、又はよシ要件が厳しいものであシ、或いは実現のため
には極めて専門的表処理工程を要すると考えられている
。例えば幾何学的形状の制約があるだめ、ステップカバ
レージは特に充足するのが困難な要件であった。ステッ
プ及び溝の側壁は一般にウェー・・の主平面の最上表面
に垂直であり、ウェー・・の中心から内側にも外側にも
向いていることがある。このような垂直表面、特に外側
を向いた面を、同時にプレーナ表面を被覆しながら、被
覆することは明らかに特に困難な問題であり、しかしそ
れでもこのよりな″ステツノカバレーク″′は全体的金
属化の品質を決定する上で特に重要なものである。これ
寸では、プレーナ表面被覆の所要均一性並びに適当なス
テツノカバレージを実現するには、ウエーノ・と蒸着源
との間にコーティング蒸着中相対運動を行なうことが必
要であると一般に考えられていた。しかし、このような
運動はいくつかの不利益を伴なう。特に、この運動のだ
め装置の種々の内部構造上にコーティング材料の付着物
を移動させること々どによりデブリ発生の可能性が高い
こと、ウェー・・への機械的衝撃及び振動による損傷の
可能性が高いこと、並びにウェーハ上へ非対称且つ不均
質に付着層が生成することなどである（後にさらに説明
する）。
、又はよシ要件が厳しいものであシ、或いは実現のため
には極めて専門的表処理工程を要すると考えられている
。例えば幾何学的形状の制約があるだめ、ステップカバ
レージは特に充足するのが困難な要件であった。ステッ
プ及び溝の側壁は一般にウェー・・の主平面の最上表面
に垂直であり、ウェー・・の中心から内側にも外側にも
向いていることがある。このような垂直表面、特に外側
を向いた面を、同時にプレーナ表面を被覆しながら、被
覆することは明らかに特に困難な問題であり、しかしそ
れでもこのよりな″ステツノカバレーク″′は全体的金
属化の品質を決定する上で特に重要なものである。これ
寸では、プレーナ表面被覆の所要均一性並びに適当なス
テツノカバレージを実現するには、ウエーノ・と蒸着源
との間にコーティング蒸着中相対運動を行なうことが必
要であると一般に考えられていた。しかし、このような
運動はいくつかの不利益を伴なう。特に、この運動のだ
め装置の種々の内部構造上にコーティング材料の付着物
を移動させること々どによりデブリ発生の可能性が高い
こと、ウェー・・への機械的衝撃及び振動による損傷の
可能性が高いこと、並びにウェーハ上へ非対称且つ不均
質に付着層が生成することなどである（後にさらに説明
する）。
当然のことながら、汚染水準は蒸着工程中の真空環境の
質の維持、及び蒸着速度に対する汚染分の濃度に依存す
る。こうして、”脱ガス”すなわちウェーハとこれに伴
なってコーティングチェンバへ導入されるウェーハ支持
体とからガス及び蒸気を排気することも同様に重要にな
る。
質の維持、及び蒸着速度に対する汚染分の濃度に依存す
る。こうして、”脱ガス”すなわちウェーハとこれに伴
なってコーティングチェンバへ導入されるウェーハ支持
体とからガス及び蒸気を排気することも同様に重要にな
る。
前記諸特質の１つ又はそれ以上を実現しようとした従来
技術のやり方、並びにコーティングの質の前記指標を実
現することに付随する困難及び解決秘策をよく理解する
には、今日ウェーハの金属化に使用されている真空蒸着
システムの２つの主なタイプ、すなわちバッチ方式とロ
ーＰロック（ｌｏａｄ １ｏｃｋ ）方式とを考察する
とよい。典型的なバッチ式装置は、ポンプステーション
、排気可能なペルツヤ−１このポンプステーションとペ
ルジャーの間の隔離弁、ヒートラング、１つ又はそれ以
上の蒸着源、及び半導体ウェーハを保持してこれを蒸着
源上方で回転させる遊星取付具から成っている。蒸着サ
イクルの始めに、隔離弁は閉じられ、ペルツヤ−は開い
ている。ウエーハハ手でカセットから遊星取付具ヘロー
ドされる（３インチ〔約７．６ ｃｍ ：］径のウェー
ハ７５枚のロード［１ｏａｄ］が普通である）。ついで
遊星取付具をペルジャー内に増刊け、ベルツヤ−を閉じ
、装置を排気する。
技術のやり方、並びにコーティングの質の前記指標を実
現することに付随する困難及び解決秘策をよく理解する
には、今日ウェーハの金属化に使用されている真空蒸着
システムの２つの主なタイプ、すなわちバッチ方式とロ
ーＰロック（ｌｏａｄ １ｏｃｋ ）方式とを考察する
とよい。典型的なバッチ式装置は、ポンプステーション
、排気可能なペルツヤ−１このポンプステーションとペ
ルジャーの間の隔離弁、ヒートラング、１つ又はそれ以
上の蒸着源、及び半導体ウェーハを保持してこれを蒸着
源上方で回転させる遊星取付具から成っている。蒸着サ
イクルの始めに、隔離弁は閉じられ、ペルツヤ−は開い
ている。ウエーハハ手でカセットから遊星取付具ヘロー
ドされる（３インチ〔約７．６ ｃｍ ：］径のウェー
ハ７５枚のロード［１ｏａｄ］が普通である）。ついで
遊星取付具をペルジャー内に増刊け、ベルツヤ−を閉じ
、装置を排気する。
規定の基底圧に達すると、ヒートラングからの放射エネ
ルギーの適用によってウェーハをさらに脱ガスする。成
る場合にはウェーハは蒸着開始前にスパッターエツチン
グで清浄化される。典型的なコーティングは、連結金属
化をもたらすためウェーハ上にスパッタリングされたア
ルミニウム又はアルミニウム合金である。所要のコーテ
ィングの均一性とステツノカバレージを実現するため、
相対運動が遊星取付具の回転によシもたらされる。
ルギーの適用によってウェーハをさらに脱ガスする。成
る場合にはウェーハは蒸着開始前にスパッターエツチン
グで清浄化される。典型的なコーティングは、連結金属
化をもたらすためウェーハ上にスパッタリングされたア
ルミニウム又はアルミニウム合金である。所要のコーテ
ィングの均一性とステツノカバレージを実現するため、
相対運動が遊星取付具の回転によシもたらされる。
蒸着の後、ウェー・・と装置は放冷され、隔離弁は閉じ
られ、ペルジャーは大気に通気され、ベルツヤ−を開き
、遊星取付具は取外されて手でカセットの中へアンロー
ドされる。これで典型的サイクルが完了し、約１時間か
かる。
られ、ペルジャーは大気に通気され、ベルツヤ−を開き
、遊星取付具は取外されて手でカセットの中へアンロー
ドされる。これで典型的サイクルが完了し、約１時間か
かる。
このようなバッチ方式は今日半導体ウェーハを金属化す
るのに広く使用されてはいるけれども、その特質の成る
ものが限界と不利益をもたらしている。その１つとして
、比較的大きなウエーノ１のバッチ全体が蒸着中に一部
又は全部失なわれる″危険″を本来的に有している。カ
セットから遊星増刊具への手によるウェーハのローディ
ングは汚染と破断の大きな機会を与える。ローティング
とアンローディングのためペルジャー内側の装置全体を
空気に曝すことは汚染の可能性を導き、真空ポンプが扱
わなければならない非常に大きな脱ガス負荷を加える（
ウエーノ・たけに帰せられる脱ガス面積は、脱ガスしな
ければならない全空気露曝面積の典型的に１０％以下で
ある）。バッチ装置内でコーティングされるべき多数ウ
エーノ＼について大面積のカバレージを得るため、給源
から長い蒸着投對距離（典型的に６〜１４インチ、すな
わち約１５〜３６ ｃｍ ）が必要とされる。これは低
い蒸着率（典型的に、ス・ぐツタ蒸着源につき６００え
７分）をもたらし、そのため膜をバックグランド・ガス
との反応によシ一層汚染しやすクシ、従って排気された
環境の質に一層感じやすくさせる。ウェー・・と装置の
空気露曝面積との脱ガスはヒートラングからの放射エネ
ルギーの適用によって促進されるが、ウェー・・は遊星
取付具と不確実な熱接触にあるから、その温度もまた不
確実である。その上、加熱源はスパッタ蒸着中は通常作
動されえないから、ウモーノ・は予熱中に達した温度か
ら制御不能な状態で冷却する。蒸着中のウエーノ・温度
の制御不能は、確実且つ再現可能に達成されうる膜特性
の成る特長を制限する。尚然、均一性とステップカパレ
ーゾとを実現するための遊星取付具の機械的運動は、蒸
着するコーティング材料の粒子をウェー・・上以外の装
置内のどこか他の場所へ移してしまい、そのためウエー
ノ・にデプリを付着させることになり、良好なデバイス
の産出を減することになる。
るのに広く使用されてはいるけれども、その特質の成る
ものが限界と不利益をもたらしている。その１つとして
、比較的大きなウエーノ１のバッチ全体が蒸着中に一部
又は全部失なわれる″危険″を本来的に有している。カ
セットから遊星増刊具への手によるウェーハのローディ
ングは汚染と破断の大きな機会を与える。ローティング
とアンローディングのためペルジャー内側の装置全体を
空気に曝すことは汚染の可能性を導き、真空ポンプが扱
わなければならない非常に大きな脱ガス負荷を加える（
ウエーノ・たけに帰せられる脱ガス面積は、脱ガスしな
ければならない全空気露曝面積の典型的に１０％以下で
ある）。バッチ装置内でコーティングされるべき多数ウ
エーノ＼について大面積のカバレージを得るため、給源
から長い蒸着投對距離（典型的に６〜１４インチ、すな
わち約１５〜３６ ｃｍ ）が必要とされる。これは低
い蒸着率（典型的に、ス・ぐツタ蒸着源につき６００え
７分）をもたらし、そのため膜をバックグランド・ガス
との反応によシ一層汚染しやすクシ、従って排気された
環境の質に一層感じやすくさせる。ウェー・・と装置の
空気露曝面積との脱ガスはヒートラングからの放射エネ
ルギーの適用によって促進されるが、ウェー・・は遊星
取付具と不確実な熱接触にあるから、その温度もまた不
確実である。その上、加熱源はスパッタ蒸着中は通常作
動されえないから、ウモーノ・は予熱中に達した温度か
ら制御不能な状態で冷却する。蒸着中のウエーノ・温度
の制御不能は、確実且つ再現可能に達成されうる膜特性
の成る特長を制限する。尚然、均一性とステップカパレ
ーゾとを実現するための遊星取付具の機械的運動は、蒸
着するコーティング材料の粒子をウェー・・上以外の装
置内のどこか他の場所へ移してしまい、そのためウエー
ノ・にデプリを付着させることになり、良好なデバイス
の産出を減することになる。
典型的なロードロック式装置は、ポンプステーション、
排気可能な処理チェンノク、ポンゲスチージョンと処理
チェンバの間の隔離弁、加熱ステーション、蒸着源、ロ
ードロック、及びプラテン搬送装置から成る。蒸着サイ
クルの開始時に、ウェーハは手でカセットから金属プラ
テン（１２インチ×１２インチ〔約３０．５ Ｘ ３０
．５ ｃｍ ］のプラテン寸法が普通）にローディング
され、このグラテンはついでウェーハがロードロック及
び処理チェンバを通って周回する間ウエーノ・の支持体
（キャリヤ）として働く。ロードロックを経ヤ処理チェ
ン・Ｊへ導入された後、プラテンとウエーノ・は加熱ス
テーションへ搬送され、そこで放射エネルギーの適用に
よってさらに脱ガスされる。加熱ステーションではスフ
４ツターエツチングによるウエーノ飄の追加的清浄化も
行なわれる。金属膜付着はグラテンとウェー／・を蒸着
源を通って比較的緩速で並進させることによ如実行され
る。この蒸着源は矩形状の侵食パターンをもった平面型
マグネトロンタイ７°のス・ぐツタリング源でよく、侵
食・ぐターンの長辺寸法はプラテン幅よりも大きいもの
である。
排気可能な処理チェンノク、ポンゲスチージョンと処理
チェンバの間の隔離弁、加熱ステーション、蒸着源、ロ
ードロック、及びプラテン搬送装置から成る。蒸着サイ
クルの開始時に、ウェーハは手でカセットから金属プラ
テン（１２インチ×１２インチ〔約３０．５ Ｘ ３０
．５ ｃｍ ］のプラテン寸法が普通）にローディング
され、このグラテンはついでウェーハがロードロック及
び処理チェンバを通って周回する間ウエーノ・の支持体
（キャリヤ）として働く。ロードロックを経ヤ処理チェ
ン・Ｊへ導入された後、プラテンとウエーノ・は加熱ス
テーションへ搬送され、そこで放射エネルギーの適用に
よってさらに脱ガスされる。加熱ステーションではスフ
４ツターエツチングによるウエーノ飄の追加的清浄化も
行なわれる。金属膜付着はグラテンとウェー／・を蒸着
源を通って比較的緩速で並進させることによ如実行され
る。この蒸着源は矩形状の侵食パターンをもった平面型
マグネトロンタイ７°のス・ぐツタリング源でよく、侵
食・ぐターンの長辺寸法はプラテン幅よりも大きいもの
である。
数インチのスパッタ源内部でウエーノ・が通過する通路
上方でスパッタ源を通過してプラテンを動かすことによ
シ比較的高い蒸着率（１０，０００Ｋ／分）が実現され
る。蒸着の後、プラテンとウエーノ・はロードロックへ
戻され、そこでそれらは処理チェンバから大気へと戻さ
れる。ついでウェーハは手でカセットヘアンローデイン
クされる。これで典型的なサイクルが完了し、これは典
型的に１０〜１５分かかる。他のタイプのロードロック
式装置においては、ウェーハが蒸着源をよぎって回転す
る環状プレートに取付けられる。各ウェーハは、十分な
厚みの皮膜が生成されるまで蒸着源の下を複数回通る。
上方でスパッタ源を通過してプラテンを動かすことによ
シ比較的高い蒸着率（１０，０００Ｋ／分）が実現され
る。蒸着の後、プラテンとウエーノ・はロードロックへ
戻され、そこでそれらは処理チェンバから大気へと戻さ
れる。ついでウェーハは手でカセットヘアンローデイン
クされる。これで典型的なサイクルが完了し、これは典
型的に１０〜１５分かかる。他のタイプのロードロック
式装置においては、ウェーハが蒸着源をよぎって回転す
る環状プレートに取付けられる。各ウェーハは、十分な
厚みの皮膜が生成されるまで蒸着源の下を複数回通る。
上述のロードロック式装置はバッチ式装置の欠点のいく
つかを克服したがすべてではない。主として重要な点は
、ロードロックの使用により、処理チェンバの圧を大気
圧に上昇させることなく、プラテン上のウェーハを処理
チェンバへ出し入れできるということである。これは蒸
着前に脱ガスしなければならない空気露曝表面の大きさ
を著しく減少させる。処理チェンバを周期的に大気圧へ
開放する必要はある（清浄化と蒸着ターダット交換のた
め）ものの、かような露曝の頻度はバッチ式に比較して
著しく低い。
つかを克服したがすべてではない。主として重要な点は
、ロードロックの使用により、処理チェンバの圧を大気
圧に上昇させることなく、プラテン上のウェーハを処理
チェンバへ出し入れできるということである。これは蒸
着前に脱ガスしなければならない空気露曝表面の大きさ
を著しく減少させる。処理チェンバを周期的に大気圧へ
開放する必要はある（清浄化と蒸着ターダット交換のた
め）ものの、かような露曝の頻度はバッチ式に比較して
著しく低い。
他の重要な要素は、パ危険な”すなわちキズ又は処理の
失敗のだめに拒否されやすいウェーハ・ロードの寸法が
、ロードロック式装置においては著しく小さい（上記の
例で・々ツチ式では３インチ（約７．６ ｃｍ ）ウェ
ーハ７５枚に対し、第１のロードロック式では３インチ
ウェーハ１６枚である）ということである。ロード当シ
のウェーハの数はロードロック式装置について非常に小
さいから、バッチ式装置で要件とされる長い蒸着投射距
離を採用する必要はない。従って、ウェーハと給源の間
のより密な連結により高蒸着率が達成されうる。
失敗のだめに拒否されやすいウェーハ・ロードの寸法が
、ロードロック式装置においては著しく小さい（上記の
例で・々ツチ式では３インチ（約７．６ ｃｍ ）ウェ
ーハ７５枚に対し、第１のロードロック式では３インチ
ウェーハ１６枚である）ということである。ロード当シ
のウェーハの数はロードロック式装置について非常に小
さいから、バッチ式装置で要件とされる長い蒸着投射距
離を採用する必要はない。従って、ウェーハと給源の間
のより密な連結により高蒸着率が達成されうる。
ロードロック式装置によシ与えられる利点にも拘らず、
なお多くの不利益及び欠点が残っている。
なお多くの不利益及び欠点が残っている。
バッチ式においてもロードロック式においてもウェーハ
は典型的に手でグラテンとカセットの間を移動され、汚
染と破断の危険を伴なう。ロードロックの使用は処理チ
ェンバの大気の露出を回避するが、ウェーハを支持して
いるプラテンは各ローディング・アンローディングサイ
クルで空気に曝される。こうして、その表面もまた脱ガ
スされなければならず、これは総説ガス負荷をウェーハ
自体だけのそれより遥かに増加させる。その上、プラテ
ン上に堆積するス・ぐツタリングさ；ｒした付着物は、
反復的な機械的衝撃と空気への露出とにより強調され、
フレークとデグリ生成に導く。バッチ式の場合と同様、
ウェーハはなおその支持体と共に不確定な熱的状態にあ
る。脱ガス中及び蒸着中のウェー・・温度に対する制御
は不適切な壕まである。ウェーハ上に蒸着される膜はそ
のプラテン上の位置、すなわちウェーハがアウトボード
（ｏｕｔｂｏａｒｄ）であるか、インボード（ｉｎｂｏ
ａｒｄ）であるか、蒸着源に近づいているか、又はそれ
から離れていくかに依存して種々の態様で堆積するから
、金属膜はウェーハ上に非対称な様式で付着されていく
。均一性とステップカバレージを実現するため蒸着中に
フ０ラデンを並進運動させることはデプリとフレークの
発生、従ってウエーノ・の汚染を強めてしまう。成るロ
ードロック方式においては、対称性と均質性は、ウェー
ハが蒸着源の下を複数回通るようにさぜることによって
、さらに危うくされる。
は典型的に手でグラテンとカセットの間を移動され、汚
染と破断の危険を伴なう。ロードロックの使用は処理チ
ェンバの大気の露出を回避するが、ウェーハを支持して
いるプラテンは各ローディング・アンローディングサイ
クルで空気に曝される。こうして、その表面もまた脱ガ
スされなければならず、これは総説ガス負荷をウェーハ
自体だけのそれより遥かに増加させる。その上、プラテ
ン上に堆積するス・ぐツタリングさ；ｒした付着物は、
反復的な機械的衝撃と空気への露出とにより強調され、
フレークとデグリ生成に導く。バッチ式の場合と同様、
ウェーハはなおその支持体と共に不確定な熱的状態にあ
る。脱ガス中及び蒸着中のウェー・・温度に対する制御
は不適切な壕まである。ウェーハ上に蒸着される膜はそ
のプラテン上の位置、すなわちウェーハがアウトボード
（ｏｕｔｂｏａｒｄ）であるか、インボード（ｉｎｂｏ
ａｒｄ）であるか、蒸着源に近づいているか、又はそれ
から離れていくかに依存して種々の態様で堆積するから
、金属膜はウェーハ上に非対称な様式で付着されていく
。均一性とステップカバレージを実現するため蒸着中に
フ０ラデンを並進運動させることはデプリとフレークの
発生、従ってウエーノ・の汚染を強めてしまう。成るロ
ードロック方式においては、対称性と均質性は、ウェー
ハが蒸着源の下を複数回通るようにさぜることによって
、さらに危うくされる。
こうして、ウェーハが蒸着源から遠い領域で回転してい
るときは蒸着率はほとんど無に近くなるから金属膜は゛
層状化″シた様式で蒸着される。このような領域での低
い蒸着率はバックグランド・ガスを生長中の膜へとシ込
むことにより汚染の危険を増大させ、蒸着率の不均一さ
の結果、存在するかもしれない汚染分の分布の不均一さ
をもたらす。
るときは蒸着率はほとんど無に近くなるから金属膜は゛
層状化″シた様式で蒸着される。このような領域での低
い蒸着率はバックグランド・ガスを生長中の膜へとシ込
むことにより汚染の危険を増大させ、蒸着率の不均一さ
の結果、存在するかもしれない汚染分の分布の不均一さ
をもたらす。
ロードロック方式においてはパッチ方式に比して一時に
処理されるウェーハの数が非常に少ないとしても、なお
相当数のウェーハが゛°危険′″のま捷である。この観
点から、多数ウェーハは一連の連続的方式で個々に処理
することが最上ではあろうが、ローディング及びアンロ
ーディング中のロードロックの適切な吸気、並びにウェ
ーハ脱ガス及びウェーハ支持体の脱がスに要する時間、
これに加えてウェーハを適切な態様に個々にコーティン
グするのに要する時間が、このような個々的処理の概念
を、各ロードにつき多数のウェーハを取扱うパッチ方式
又はロードロック方式と比較してこれまでは実施不能と
させてきた。同様に、デブリ発生の、従って良好なマイ
クロ回路デバイス産出の減少の防止、並びに摩耗及び機
械的衝撃と振動の危険の低下の観点からは、コーティン
グ蒸着中にウェーハを静止に保つことが非常によいであ
ろう。しかし、すでに見たように、これは通常蒸着源と
ウェーハとの間に相対運動を設定することを要するから
、適切な蒸着均一性及びステップカバレージを得る必要
性と両立しないものと考えられてきた。さらに、各ロー
Ｐにつき多数のウェーハをコーティングするバッチ又は
ロードロック方式に対比して、個々のウェーハを処理す
る方式において再現可能性及びコーティング工程温度に
対しより大きい制御可能性を期待しうる根拠はなかった
。
処理されるウェーハの数が非常に少ないとしても、なお
相当数のウェーハが゛°危険′″のま捷である。この観
点から、多数ウェーハは一連の連続的方式で個々に処理
することが最上ではあろうが、ローディング及びアンロ
ーディング中のロードロックの適切な吸気、並びにウェ
ーハ脱ガス及びウェーハ支持体の脱がスに要する時間、
これに加えてウェーハを適切な態様に個々にコーティン
グするのに要する時間が、このような個々的処理の概念
を、各ロードにつき多数のウェーハを取扱うパッチ方式
又はロードロック方式と比較してこれまでは実施不能と
させてきた。同様に、デブリ発生の、従って良好なマイ
クロ回路デバイス産出の減少の防止、並びに摩耗及び機
械的衝撃と振動の危険の低下の観点からは、コーティン
グ蒸着中にウェーハを静止に保つことが非常によいであ
ろう。しかし、すでに見たように、これは通常蒸着源と
ウェーハとの間に相対運動を設定することを要するから
、適切な蒸着均一性及びステップカバレージを得る必要
性と両立しないものと考えられてきた。さらに、各ロー
Ｐにつき多数のウェーハをコーティングするバッチ又は
ロードロック方式に対比して、個々のウェーハを処理す
る方式において再現可能性及びコーティング工程温度に
対しより大きい制御可能性を期待しうる根拠はなかった
。
従って本発明の目的は、従来可能であったよりも高品質
のコーティングとしてウェーハを個々的に迅速にコーテ
ィングするために用いる基板を処理する装置を提供する
ことである。
のコーティングとしてウェーハを個々的に迅速にコーテ
ィングするために用いる基板を処理する装置を提供する
ことである。
本発明の関連した目的は、ステップカバレージ、均一性
、対称性及び均質性、汚染レベル、デブリの損害、及び
再現可能性の総合的考察に関し優秀な品質の金属層を蒸
着させるために用いる基板処理装置を提供することでる
る。
、対称性及び均質性、汚染レベル、デブリの損害、及び
再現可能性の総合的考察に関し優秀な品質の金属層を蒸
着させるために用いる基板処理装置を提供することでる
る。
同じく本発明の目的は、改良されたステップカバレージ
及び良好な均一性でウェーハな個々的に迅速にコーティ
ングするための基板処理装置を提供することである。
及び良好な均一性でウェーハな個々的に迅速にコーティ
ングするための基板処理装置を提供することである。
さらに他の目的は、ウェーハを個々的に加熱又は冷却す
るための伝熱ステーションを提供することである。
るための伝熱ステーションを提供することである。
他の関連した目的は、ウェーハを個々的に金属化するが
、なお高速である改良ロードロック装置を提供すること
である。
、なお高速である改良ロードロック装置を提供すること
である。
さらに他の目的は、均−性及びステップカバレージを含
めた強化された品質を伴なって生産ライン方式で半導体
ウェーハを個々的に金属化する改良ロードロック装置を
提供することである。
めた強化された品質を伴なって生産ライン方式で半導体
ウェーハを個々的に金属化する改良ロードロック装置を
提供することである。
関連した目的は、成る一時における処理に基づく危険の
あるウェーハの数を減少させたウェーハコーティング装
置を提供することである。
あるウェーハの数を減少させたウェーハコーティング装
置を提供することである。
他の関連した目的は、個々のウェーハについて同時に動
作する多数の加工ステージョンを備えた、一連の連続的
方式でウェーハに個々的に金属化又はその他の真空処理
を施す装置を提供することである。
作する多数の加工ステージョンを備えた、一連の連続的
方式でウェーハに個々的に金属化又はその他の真空処理
を施す装置を提供することである。
同じく関連した目的は、脱ガス負荷を減少させ、コーテ
ィングのためウェーハをロードロック装置へ導入するこ
とに起因する排気コーティング環境への乱れを最小化す
ることである。
ィングのためウェーハをロードロック装置へ導入するこ
とに起因する排気コーティング環境への乱れを最小化す
ることである。
さらに他の本発明の目的は、デブリの発生と、摩耗及び
汚染分の取９込みによる損害の可能性とを減少させるこ
とにより、ウェーハから続いて作られるマイクロ回路デ
バイスの産出高を改善することである。
汚染分の取９込みによる損害の可能性とを減少させるこ
とにより、ウェーハから続いて作られるマイクロ回路デ
バイスの産出高を改善することである。
さらに他の目的は、ノラテン状のウェーハ支持体を使用
することなく種々の加工ステージョン間での搬送、及び
真空領域への出入を実行するロードロック型装置を提供
することである。
することなく種々の加工ステージョン間での搬送、及び
真空領域への出入を実行するロードロック型装置を提供
することである。
同じく関連した本発明の目的は、上述のようにプラテン
状ウェーハ支持体を使用せず、ローディング及びアンロ
ーディングが成るウェーハについて行なわれている間他
のものは処理されているロードロック型装置を提供する
ことである。
状ウェーハ支持体を使用せず、ローディング及びアンロ
ーディングが成るウェーハについて行なわれている間他
のものは処理されているロードロック型装置を提供する
ことである。
さらに他の関連した目的は、カセットからのウェーハ自
動取扱いと両立しうる上記の゛ような装置を提供するこ
とである。
動取扱いと両立しうる上記の゛ような装置を提供するこ
とである。
同じく関連した目的はウェーハについて特にその温度を
全処理期間中を通じて改良制御する手段を提供すること
である。
全処理期間中を通じて改良制御する手段を提供すること
である。
さらに他の目的は信頼性、保守及び使用の容易さが改良
されている生産ラインで使用する装置を提供することで
ある。
されている生産ラインで使用する装置を提供することで
ある。
本発明の装脱
本発明の目的はまた、制御された大気圧以下の環境内で
ウェーハを連続的に個々的に処理するだめの装置であっ
て、第１の壁部に第１の開口部とこれを閉鎖するドアと
を有する真空チェンバと、このチェンバの壁部に取付け
られ、第１開口部から離れたチェンバの少なくとも１個
の処理部位を形成する少なくとも１個のウェーハ処理手
段と、第１開口部と前記処理部位の間を動きうる前記チ
ェンバ内の可動支持手段とを含む装置によって満たされ
る。この支持手段は少なくとも２個の開口を備えていて
、この開口を前記第１の開口部及び処理部位とそれぞれ
整合させうるようにする第１の距離で隔てられている。
ウェーハを連続的に個々的に処理するだめの装置であっ
て、第１の壁部に第１の開口部とこれを閉鎖するドアと
を有する真空チェンバと、このチェンバの壁部に取付け
られ、第１開口部から離れたチェンバの少なくとも１個
の処理部位を形成する少なくとも１個のウェーハ処理手
段と、第１開口部と前記処理部位の間を動きうる前記チ
ェンバ内の可動支持手段とを含む装置によって満たされ
る。この支持手段は少なくとも２個の開口を備えていて
、この開口を前記第１の開口部及び処理部位とそれぞれ
整合させうるようにする第１の距離で隔てられている。
支持手段の開口の各々はウェーハを釈放可能に且つ弾力
的に把持するクリップ手段を取付けている。この開口は
またその開口の１つがチェンバの第１開口部に整合した
とき支持手段開口を締切るだめのチェンバ内の閉鎖手段
を含んでおシ、この閉鎖手段とチェンバはその間に小さ
いロードロック容積を画成し、ウェーハをクリップ手段
にロード又はアンロードするだめチェンバドアが開けら
れた時支持手段開口を前記閉鎖手段がチェンバから締切
るものとする。このようにしてウェーハは制御された真
空チェンバ内の雰囲気を最小限しか乱さずに真空チェン
バ内に次々に連続して導入されることができ、ウェーハ
は他のウェーハのローディング及びアンローディングが
外部的ウェーハ支持手段を使わずにロードロックでなさ
れている間に処理部位で個々的に処理される。もし外部
的支持手段が存在したらロードロックとチェンバによっ
て除去されなければならないガス負荷が非常に増大し、
同様に汚染分の可能性も増大するであろう。さらに（ロ
ードロック容積は単一ウェーハを入れるのに絶対に必要
なだけに最小化されているから、ロードロック及びチェ
ンバについての吸気負荷の大きさも減少する。
的に把持するクリップ手段を取付けている。この開口は
またその開口の１つがチェンバの第１開口部に整合した
とき支持手段開口を締切るだめのチェンバ内の閉鎖手段
を含んでおシ、この閉鎖手段とチェンバはその間に小さ
いロードロック容積を画成し、ウェーハをクリップ手段
にロード又はアンロードするだめチェンバドアが開けら
れた時支持手段開口を前記閉鎖手段がチェンバから締切
るものとする。このようにしてウェーハは制御された真
空チェンバ内の雰囲気を最小限しか乱さずに真空チェン
バ内に次々に連続して導入されることができ、ウェーハ
は他のウェーハのローディング及びアンローディングが
外部的ウェーハ支持手段を使わずにロードロックでなさ
れている間に処理部位で個々的に処理される。もし外部
的支持手段が存在したらロードロックとチェンバによっ
て除去されなければならないガス負荷が非常に増大し、
同様に汚染分の可能性も増大するであろう。さらに（ロ
ードロック容積は単一ウェーハを入れるのに絶対に必要
なだけに最小化されているから、ロードロック及びチェ
ンバについての吸気負荷の大きさも減少する。
１つの好適実施態様において、可動支持手段は、自身の
軸線周囲に回転するように取付けたディスク状の移送プ
レートの形に設けることができ、種々のウェーハ処理−
ステーションは前記軸線の周シに対称的に配置される。
軸線周囲に回転するように取付けたディスク状の移送プ
レートの形に設けることができ、種々のウェーハ処理−
ステーションは前記軸線の周シに対称的に配置される。
ス・やツタリングステーションのほか、このステーショ
ンは加熱又は冷却ステーションであることもでき、例え
ば加熱はクリップ手段がウェーハをエツジで支えていて
その両面を処理できるからス・ぞツタリング付着と反対
側のウェーハ面に適用することができる。ウェーハ移送
プレートはウェーハ上にデブリが蓄積するのをよシよく
抑えるため好適に垂直面内で回転する。
ンは加熱又は冷却ステーションであることもでき、例え
ば加熱はクリップ手段がウェーハをエツジで支えていて
その両面を処理できるからス・ぞツタリング付着と反対
側のウェーハ面に適用することができる。ウェーハ移送
プレートはウェーハ上にデブリが蓄積するのをよシよく
抑えるため好適に垂直面内で回転する。
完全にローディングされたとき、本装置は一時点で共に
危険にあるウエーノ・の数をそのウエーノ・移送プレー
トに取付けられているものだけに限定し、壕だいくつか
の処理作業を同時に遂行すること、例えば１つのウエー
ノ・のコーティングを他のウェーハの加熱及びさらに他
のウェーハのアンローディング及びローディングと同時
に行なうこと、を可能ならしめる。内部ウエーノ・クリ
ップ支持手段、薄いロードロック、及びウエーノ・の個
々的処理の使用によって、単純自動ローディングを含め
た容易なローディング及びアンローディングが可能とな
る。１つの具体的態様においては、垂直動作するブレー
ド状昇降手段がウェーハをエツジによりチェンバ入口の
直近の点壕で上昇させる。すると、チェンバのドアに付
設しである真空手段がウェーハの背面を捉え、これをド
アが閉じた時クリップ手段に押し込むので、ロードロッ
クのローディングとその密封が同時になされる。コーテ
ィングを施すべき多数ウエーノ・を含有しているコンベ
ア被動カセットから真空処理チェンバへローディングす
るための完全自動装置の詳細は同時係属出願「ウェーハ
移送装置」（米国出願番号第１０６，３４２号。発明者
Ｇ、Ｌ、コード、Ｒ，Ｈ，ショー及びＭ、Ａ、ハツチン
ンン）に見出される。同様に、つｉ−・・を真空チェン
バ内で弾力的に支持する手段、及びウェーハをチェンバ
内の前記支持手段にローディング及びアンローディング
するのを助ける付設手段の詳細は同時係属出願「ウェー
ハ支持装置」（米国出願番号第１０６，１７９号。発明
者Ｒ，Ｈ，ショー）に見出される。
危険にあるウエーノ・の数をそのウエーノ・移送プレー
トに取付けられているものだけに限定し、壕だいくつか
の処理作業を同時に遂行すること、例えば１つのウエー
ノ・のコーティングを他のウェーハの加熱及びさらに他
のウェーハのアンローディング及びローディングと同時
に行なうこと、を可能ならしめる。内部ウエーノ・クリ
ップ支持手段、薄いロードロック、及びウエーノ・の個
々的処理の使用によって、単純自動ローディングを含め
た容易なローディング及びアンローディングが可能とな
る。１つの具体的態様においては、垂直動作するブレー
ド状昇降手段がウェーハをエツジによりチェンバ入口の
直近の点壕で上昇させる。すると、チェンバのドアに付
設しである真空手段がウェーハの背面を捉え、これをド
アが閉じた時クリップ手段に押し込むので、ロードロッ
クのローディングとその密封が同時になされる。コーテ
ィングを施すべき多数ウエーノ・を含有しているコンベ
ア被動カセットから真空処理チェンバへローディングす
るための完全自動装置の詳細は同時係属出願「ウェーハ
移送装置」（米国出願番号第１０６，３４２号。発明者
Ｇ、Ｌ、コード、Ｒ，Ｈ，ショー及びＭ、Ａ、ハツチン
ンン）に見出される。同様に、つｉ−・・を真空チェン
バ内で弾力的に支持する手段、及びウェーハをチェンバ
内の前記支持手段にローディング及びアンローディング
するのを助ける付設手段の詳細は同時係属出願「ウェー
ハ支持装置」（米国出願番号第１０６，１７９号。発明
者Ｒ，Ｈ，ショー）に見出される。
実施例の詳、細な説明
第１図に示されるウェーハコーティング装置は、はぼ円
筒形の真空処理チェンバ１０を主として含み、チェンバ
１０は５つの加工ステージョンを有する。加工ステージ
ョンのうち１つはロードロック装置１２から成シ、もう
１つはコーティングステーション１４から成る。チェン
バ１０内部にあるコーティング装置の残る他の要素は、
第２図によシ詳細に見ることができる。ロードロック１
２内部のウェーハ１５、さらにコーティングステーショ
ン１４におけるウェーハが示されている。更なる要素と
して、圧力プレート１６、ウェーハ支持体（キャリヤ）
ｆレート組立体１８及びクリップ組立体２０（第３図に
最も良く示されている）が含まれる。ウェーハは、クリ
ップ組立体によシ、ウェーハ支持体グレート組立体１８
の内部に保持される。ドア組立体２２が、チェンバ１０
の入口開口部２３を密封し、且つ、今述べた要素と協働
してチェンバロードロック装置１２を形成する。
筒形の真空処理チェンバ１０を主として含み、チェンバ
１０は５つの加工ステージョンを有する。加工ステージ
ョンのうち１つはロードロック装置１２から成シ、もう
１つはコーティングステーション１４から成る。チェン
バ１０内部にあるコーティング装置の残る他の要素は、
第２図によシ詳細に見ることができる。ロードロック１
２内部のウェーハ１５、さらにコーティングステーショ
ン１４におけるウェーハが示されている。更なる要素と
して、圧力プレート１６、ウェーハ支持体（キャリヤ）
ｆレート組立体１８及びクリップ組立体２０（第３図に
最も良く示されている）が含まれる。ウェーハは、クリ
ップ組立体によシ、ウェーハ支持体グレート組立体１８
の内部に保持される。ドア組立体２２が、チェンバ１０
の入口開口部２３を密封し、且つ、今述べた要素と協働
してチェンバロードロック装置１２を形成する。
ドア組立体２２は、処理チェンバ１０の主要要素を完備
する。カセット式ロード／アンロード組立体２４並びに
チェンノク及びロードロック排気のだめの種々の付属真
空ポンプ２５と共にこれらの要素は全て、キャビネット
２６内にコン・ぐクトに収容されている。
する。カセット式ロード／アンロード組立体２４並びに
チェンノク及びロードロック排気のだめの種々の付属真
空ポンプ２５と共にこれらの要素は全て、キャビネット
２６内にコン・ぐクトに収容されている。
コーティング装置は好適には、ロードロック装置１２及
びコーティングステーション１４以外に他の数個の加工
ステージョンを含んでいる。詳しく言えば、ウェーハ加
熱ステーション２８、補助ステーション２９及びウェー
ハ冷却ステーション１３０である。全ての加工ステージ
ョンは、真空チェンバ１０の中実軸線３６から且つ互い
に横方向に等しく離間されている。ここでは５つのステ
ーションが設けられているけれども、ヨシ多数の又はよ
シ少数のステーションのどちらの設計をとってもよい。
びコーティングステーション１４以外に他の数個の加工
ステージョンを含んでいる。詳しく言えば、ウェーハ加
熱ステーション２８、補助ステーション２９及びウェー
ハ冷却ステーション１３０である。全ての加工ステージ
ョンは、真空チェンバ１０の中実軸線３６から且つ互い
に横方向に等しく離間されている。ここでは５つのステ
ーションが設けられているけれども、ヨシ多数の又はよ
シ少数のステーションのどちらの設計をとってもよい。
さらに少なくとも２つの空気ラム３０．３１が含まれ、
それらは圧力ブレ−）１６及びウェーハ支持体プレート
組立体１８をチェンバ１０の正面壁３２に対して駆動す
る機能を有する。更に支持体プレート組立体１８を中央
に取付けている支持体プレート駆動体３５を含む。支持
体グレート組立体１８は、真空処理チェンバ１０の中実
軸線３６に関して回転するように、正面壁３２とほぼ同
径の円形である。
それらは圧力ブレ−）１６及びウェーハ支持体プレート
組立体１８をチェンバ１０の正面壁３２に対して駆動す
る機能を有する。更に支持体プレート組立体１８を中央
に取付けている支持体プレート駆動体３５を含む。支持
体グレート組立体１８は、真空処理チェンバ１０の中実
軸線３６に関して回転するように、正面壁３２とほぼ同
径の円形である。
総説すれば、ウェーハが、個々に提供されてドア組立体
２２によジロードロック装置１２の中ヘロードされ、ウ
ェーハ支持体プレート１８内部に入ル。ウェーハは次に
、加工ステージョンの各々を順に通過する。そこでウェ
ーハは、脱ガス及び／又はスパッターエッチ清浄の完遂
のために加熱され、コーティングされ、随意に第２層を
コーディングされ、冷却され、ぞして再びドア組立体２
２によるウェーハ支持体プレー）＆１立体１８からの除
去のためにロードロック装置１２へと戻る。犬祉かに説
明した上述のような装置は、回転式のものであり多重ス
テーションのものであるけれども、ロードロック及びコ
ーティング工程は、単一ステーション若しくは２重ステ
ーション配置又は無回転若しくはインライン配列のもの
にも同様に適用しつる。
２２によジロードロック装置１２の中ヘロードされ、ウ
ェーハ支持体プレート１８内部に入ル。ウェーハは次に
、加工ステージョンの各々を順に通過する。そこでウェ
ーハは、脱ガス及び／又はスパッターエッチ清浄の完遂
のために加熱され、コーティングされ、随意に第２層を
コーディングされ、冷却され、ぞして再びドア組立体２
２によるウェーハ支持体プレー）＆１立体１８からの除
去のためにロードロック装置１２へと戻る。犬祉かに説
明した上述のような装置は、回転式のものであり多重ス
テーションのものであるけれども、ロードロック及びコ
ーティング工程は、単一ステーション若しくは２重ステ
ーション配置又は無回転若しくはインライン配列のもの
にも同様に適用しつる。
ここでウェーハの到着の視点から、よシ詳細に本装置を
説明する。ウェーハ１５がチェンバの排気環境に進入す
るために通過しなければならないところのロードロック
装置１２は、非常に重要である。第４〜６図が、ロード
ロック１２の可動要素の作動を評価するのに特に重要で
ある。上で指摘したように、ロードロックは、処理チェ
ンバの正面壁に対して閉位置にあるチェンバドア組立体
と駆動された位置にある圧力グレートとの間にある要素
のサンドインチ配列である。ロードロックは、ウエーノ
・支持体グレート組立体１８内部の円形開口３７の周囲
に作られ、円形開口３７はチェンバの内部に位置されて
ロードロック１２に付設されたチェノ・９人口２３のち
ょうど内側になる。
説明する。ウェーハ１５がチェンバの排気環境に進入す
るために通過しなければならないところのロードロック
装置１２は、非常に重要である。第４〜６図が、ロード
ロック１２の可動要素の作動を評価するのに特に重要で
ある。上で指摘したように、ロードロックは、処理チェ
ンバの正面壁に対して閉位置にあるチェンバドア組立体
と駆動された位置にある圧力グレートとの間にある要素
のサンドインチ配列である。ロードロックは、ウエーノ
・支持体グレート組立体１８内部の円形開口３７の周囲
に作られ、円形開口３７はチェンバの内部に位置されて
ロードロック１２に付設されたチェノ・９人口２３のち
ょうど内側になる。
支持体グレート組立体１８は、正面壁３２及び圧力プレ
ート１６にほぼ平行である。圧力グレート１６はチェン
バの内部で支持体プレート組立体１８の後方に位置され
る。ウエーノ・１５は、以下に記す手段によって、ロー
ドロック内部で支持体プレート組立体内部にロードされ
支持される。成るウエーノ・処理操作のためにチェノ−
１１０内部にもたらされうる制御された大気圧より低圧
の環境は、例えば、ス・やツタ−コーティング操作のだ
めにアノ ルコゞン又はその他の不活性ガスで２０ミクロンまでで
ある。この排気された環境のために、ドア２２が排気環
境を維持するために開いているときはいつでも、ロード
ロック領域はチェノ・々内部の他の領域から密封されな
ければならない。圧力グレート１６が、チェンバ内部か
らロードロック領域を分離させる機能を（以下に示すよ
うに、他の加工ステージョンにおいても同時に数種の他
の機能をも）果す。処理チェンバの後方プレートに取り
付けられた空気ラム３０．３１が、圧力グレート１６及
び支持体グレート組立体１８を正面壁３２に対して駆動
する。特に空気ラム３０がロードロック装置１２に同心
的に、圧力プレート１６ベ適用されて、ロードロックの
密封を達成する。圧力プレート１６及びチェンバ正面壁
３２がともに、チェンバ人口２３に同心的な円形・ぐタ
ーンに配置されたＯリング３８を備え、ロードロックを
形成する要素のザンドイツチ配列内の真空気密をもたら
す。
ート１６にほぼ平行である。圧力グレート１６はチェン
バの内部で支持体プレート組立体１８の後方に位置され
る。ウエーノ・１５は、以下に記す手段によって、ロー
ドロック内部で支持体プレート組立体内部にロードされ
支持される。成るウエーノ・処理操作のためにチェノ−
１１０内部にもたらされうる制御された大気圧より低圧
の環境は、例えば、ス・やツタ−コーティング操作のだ
めにアノ ルコゞン又はその他の不活性ガスで２０ミクロンまでで
ある。この排気された環境のために、ドア２２が排気環
境を維持するために開いているときはいつでも、ロード
ロック領域はチェノ・々内部の他の領域から密封されな
ければならない。圧力グレート１６が、チェンバ内部か
らロードロック領域を分離させる機能を（以下に示すよ
うに、他の加工ステージョンにおいても同時に数種の他
の機能をも）果す。処理チェンバの後方プレートに取り
付けられた空気ラム３０．３１が、圧力グレート１６及
び支持体グレート組立体１８を正面壁３２に対して駆動
する。特に空気ラム３０がロードロック装置１２に同心
的に、圧力プレート１６ベ適用されて、ロードロックの
密封を達成する。圧力プレート１６及びチェンバ正面壁
３２がともに、チェンバ人口２３に同心的な円形・ぐタ
ーンに配置されたＯリング３８を備え、ロードロックを
形成する要素のザンドイツチ配列内の真空気密をもたら
す。
チェンバ正面壁３２の外側表面に対して閉じた密封位置
にあり、且つ真空気密をもたらすため同心的Ｑ ＩＪン
グ３９を含むチェフッ４２フ組立体２２が、外側大気か
らチェンバ人口２３を密封することによりロードロック
を完全なものにする。第４図は、完全なロードロックを
示している。つまり、圧力グレート１６は前方の前進し
た位置にあシ、支持体グレート組立体１８をチェノ・々
正面壁３２に対して加圧し、開口３７を密封する。又、
ドア２２は閉鎖されチェンバ人口２３を密封して、開口
３７についてロードロックを形成する。開口３７は、も
はや１枚のウェーハを収容するのに必要な寸法だけしか
ない。極めて薄く小さな体積、のロードロックが、最小
の要素をもって画成され、その内部にウェーハ１５を収
容するのに必要な最小寸法である事が理解されるであろ
う。ロードロック装置の更に詳細な点については、上述
の同時係属出願「ウェーハ搬送装置」を参照されたい。
にあり、且つ真空気密をもたらすため同心的Ｑ ＩＪン
グ３９を含むチェフッ４２フ組立体２２が、外側大気か
らチェンバ人口２３を密封することによりロードロック
を完全なものにする。第４図は、完全なロードロックを
示している。つまり、圧力グレート１６は前方の前進し
た位置にあシ、支持体グレート組立体１８をチェノ・々
正面壁３２に対して加圧し、開口３７を密封する。又、
ドア２２は閉鎖されチェンバ人口２３を密封して、開口
３７についてロードロックを形成する。開口３７は、も
はや１枚のウェーハを収容するのに必要な寸法だけしか
ない。極めて薄く小さな体積、のロードロックが、最小
の要素をもって画成され、その内部にウェーハ１５を収
容するのに必要な最小寸法である事が理解されるであろ
う。ロードロック装置の更に詳細な点については、上述
の同時係属出願「ウェーハ搬送装置」を参照されたい。
第５図は、後退し休止位置にある圧力グレート１６と、
チェンバ内部の支持体プレート組立体内部にすでに固着
されたウェーハとを示している。
チェンバ内部の支持体プレート組立体内部にすでに固着
されたウェーハとを示している。
この薄いロードロック構成と協働するものは、ウェーハ
支持体プレート組立体１８であり、それはチェンバｌＯ
内部の加工ステージョンの数及び間隔に一致した例えば
３７（第２図に最も良く図示されている）のような複数
の円形開口を含んでいる。その開口３７はウェー７１よ
シも大径であシ、互いに等しく離間し、処理チェンバの
中心軸線から等しい半径方向にその中心をもつ。前述の
ように加工ステージョンも同様に離間されているので、
ウェーハ支持体プレート組立体１８のどの開口も処理チ
ェンバのどの加工ステージョンとも整合し、他の開口も
各々同様に他の加工ステージョンの対応するものに整合
する。従って、ウェーハが支持体プレート１８の開口の
各々の内部に固着されているならば、そのウェーハの各
々は成る加工ステージョンで個々に処理されることがで
き、同時に残る他のステーションで他のウェーハがそれ
ぞれ処理されうる。このようにして、１枚のウエーノ＼
が成る特定のステーションで個別に処理され、しかもそ
の同じ時間に他の数枚のウェーハが残る他の加工ステー
ジョンで他の操作を受けることができる。詳しく言えば
、１枚のウェーハがロードロック１２でアンロード及び
／又はロードされている間に、他のウェーハがコーティ
ングステーション１４でコーティングされることができ
、一方では更に他のウェーハが加熱ステーション２８で
加熱されることができる。支持体グレート駆動体３５が
断続的に作動して支持体グレート組立体１８を１つのス
テーション分の距離だけ移動させる。それによシ、連続
的にウェーハの各々を反時計回りで処理ステーションの
各々へ順を追って提供し、終には成るウェーハがアンロ
ードされ゛るためにロードロックへと最終的に戻る。
支持体プレート組立体１８であり、それはチェンバｌＯ
内部の加工ステージョンの数及び間隔に一致した例えば
３７（第２図に最も良く図示されている）のような複数
の円形開口を含んでいる。その開口３７はウェー７１よ
シも大径であシ、互いに等しく離間し、処理チェンバの
中心軸線から等しい半径方向にその中心をもつ。前述の
ように加工ステージョンも同様に離間されているので、
ウェーハ支持体プレート組立体１８のどの開口も処理チ
ェンバのどの加工ステージョンとも整合し、他の開口も
各々同様に他の加工ステージョンの対応するものに整合
する。従って、ウェーハが支持体プレート１８の開口の
各々の内部に固着されているならば、そのウェーハの各
々は成る加工ステージョンで個々に処理されることがで
き、同時に残る他のステーションで他のウェーハがそれ
ぞれ処理されうる。このようにして、１枚のウエーノ＼
が成る特定のステーションで個別に処理され、しかもそ
の同じ時間に他の数枚のウェーハが残る他の加工ステー
ジョンで他の操作を受けることができる。詳しく言えば
、１枚のウェーハがロードロック１２でアンロード及び
／又はロードされている間に、他のウェーハがコーティ
ングステーション１４でコーティングされることができ
、一方では更に他のウェーハが加熱ステーション２８で
加熱されることができる。支持体グレート駆動体３５が
断続的に作動して支持体グレート組立体１８を１つのス
テーション分の距離だけ移動させる。それによシ、連続
的にウェーハの各々を反時計回りで処理ステーションの
各々へ順を追って提供し、終には成るウェーハがアンロ
ードされ゛るためにロードロックへと最終的に戻る。
ウェーハは、上述のように加工ステージョンから加工ス
テージョンへと移送されるので、動き回ることによる機
械的な損傷又は摩損を避けるように、且つ一般的に機械
的なショック、振動、摩擦から保護されるようにウェー
ハが支持体グレート組立体１８内部に支持されることが
重要である。
テージョンへと移送されるので、動き回ることによる機
械的な損傷又は摩損を避けるように、且つ一般的に機械
的なショック、振動、摩擦から保護されるようにウェー
ハが支持体グレート組立体１８内部に支持されることが
重要である。
この目的のため、ウェーハ支持体開口３７は、ウェーハ
及び１組のクリップ組立体２０の両方がその開口の周囲
内部に収容され且つ引つ込′んだ位置にあり支持体グレ
ートに平行であシうるような、径をもち、それによりウ
エーノ・を保護する。１組の薄くエツジに沿って作用す
るクリップ組立体も又、薄いロードロック装置１２の形
成にとって重要であシ、ウェーハを支持体プレート組立
体１８内部の直立位置に弾力的にエツジに沿って支持す
る。エツソ作用りリップ組立体の特に都合の良い形態が
第４図〜第８図に断面で示されている。その詳細は、前
述の同時係属出願「ウエーノ・支持組立体」に開示され
ている。４個のクリップ組立体２００１組が保持リング
４１内部に取り付けられ、保持リング４１は、プレート
開口３７の各々に同心的に、ディヌク状円形ウェーハ支
持体プレート４２へと着脱可能に付設され、そして完全
外ウェーハ支持体グレート組立体１８を形成する。この
配列は、各円形開口３７の周縁内部で離間した関係をも
って１組のクリップ組立体２０を取付けている。保持リ
ング４１は、Ｕ字形の断面を有し、その内方及び外方周
縁を画成するフラン−）４６及び４７を有して、そして
クリップ組立体２０がこれらのフランジの内部に引っ込
んでいる。４個のクリップ組立体が開目３フ内 好適であるけれども、３個又は４個以上のクリップ（１
１立体の使用も可能である。しかし、４個の組の方が３
個のものよりも犬なる信頼性をもたらすと認められた。
及び１組のクリップ組立体２０の両方がその開口の周囲
内部に収容され且つ引つ込′んだ位置にあり支持体グレ
ートに平行であシうるような、径をもち、それによりウ
エーノ・を保護する。１組の薄くエツジに沿って作用す
るクリップ組立体も又、薄いロードロック装置１２の形
成にとって重要であシ、ウェーハを支持体プレート組立
体１８内部の直立位置に弾力的にエツジに沿って支持す
る。エツソ作用りリップ組立体の特に都合の良い形態が
第４図〜第８図に断面で示されている。その詳細は、前
述の同時係属出願「ウエーノ・支持組立体」に開示され
ている。４個のクリップ組立体２００１組が保持リング
４１内部に取り付けられ、保持リング４１は、プレート
開口３７の各々に同心的に、ディヌク状円形ウェーハ支
持体プレート４２へと着脱可能に付設され、そして完全
外ウェーハ支持体グレート組立体１８を形成する。この
配列は、各円形開口３７の周縁内部で離間した関係をも
って１組のクリップ組立体２０を取付けている。保持リ
ング４１は、Ｕ字形の断面を有し、その内方及び外方周
縁を画成するフラン−）４６及び４７を有して、そして
クリップ組立体２０がこれらのフランジの内部に引っ込
んでいる。４個のクリップ組立体が開目３フ内 好適であるけれども、３個又は４個以上のクリップ（１
１立体の使用も可能である。しかし、４個の組の方が３
個のものよりも犬なる信頼性をもたらすと認められた。
第３図〜第８図のいずれにも示されているように、クリ
ップ組立体２０は、はぼ長方形の断面を有するブロック
５０をそれぞれ含んでいる。ブロック５０は、ウェーハ
の電気的分離が輪まれるスノｆツターエッチなどの適用
のだめに、絶縁物質で作られていてよい。伸長したスプ
リングクリラグ５３が、ブロック５０の周りを包み込む
方法で堅く係合している。各クリップ５３は、ブロック
５０と反対側の端に、弧状フィンガ一部分又は先端部５
５を含Ｘ７でいる。先端部５５は、ウェーハのエツジを
しつかシ把持するのに適切な半径で湾曲している。ブロ
ック５０から延びているのは、平らな幹部５６であり、
それはプレート開口３７で定義される平面に緊密に近接
して平行である平面の内部に展在する。一方、枝部５７
が、プレート開口３７の平面に向かって幹部５６から傾
斜している。このクリラフＪ立体は、結果として、代表
的ウェーハ１５の径よりも幾分小さい径をもつ円形・Ｐ
ｐ − ン（ウェーハ支持プレート４２の内部に展在
する円形・ぐターン）上に置かれた複数の弧状先端部５
５を形成する。
ップ組立体２０は、はぼ長方形の断面を有するブロック
５０をそれぞれ含んでいる。ブロック５０は、ウェーハ
の電気的分離が輪まれるスノｆツターエッチなどの適用
のだめに、絶縁物質で作られていてよい。伸長したスプ
リングクリラグ５３が、ブロック５０の周りを包み込む
方法で堅く係合している。各クリップ５３は、ブロック
５０と反対側の端に、弧状フィンガ一部分又は先端部５
５を含Ｘ７でいる。先端部５５は、ウェーハのエツジを
しつかシ把持するのに適切な半径で湾曲している。ブロ
ック５０から延びているのは、平らな幹部５６であり、
それはプレート開口３７で定義される平面に緊密に近接
して平行である平面の内部に展在する。一方、枝部５７
が、プレート開口３７の平面に向かって幹部５６から傾
斜している。このクリラフＪ立体は、結果として、代表
的ウェーハ１５の径よりも幾分小さい径をもつ円形・Ｐ
ｐ − ン（ウェーハ支持プレート４２の内部に展在
する円形・ぐターン）上に置かれた複数の弧状先端部５
５を形成する。
ロードロック１２へのウエーノ・挿入は、クリップ組立
体２０ヘウエーノ・のエツジ又は後面を単に押し込むこ
とにより手で達成されうる。しかしながらこの事は、先
端部５５内部にウエーノ・を受は入れるようクリップを
いくぶん押し広げるために、枝部５７に対するウエーノ
・エツジの摩擦を含む。
体２０ヘウエーノ・のエツジ又は後面を単に押し込むこ
とにより手で達成されうる。しかしながらこの事は、先
端部５５内部にウエーノ・を受は入れるようクリップを
いくぶん押し広げるために、枝部５７に対するウエーノ
・エツジの摩擦を含む。
枝部とのそのような摩擦接触なしにウエーノ１を挿入す
るために、クリップは最初に少し広げられなければなら
ず、それからロードロックへの挿入後ウェーハのエツジ
をじょうずにつかむ。ウエーノ１挿入及びクリップ拡張
は手で操作されうるけれども、よｐ好適にはそのような
手操作、並びにそれに付帯する損傷、誤作及び汚染の一
連の付加竜険を避けるべきである。チェンバドア組立体
２２は、その中心の軸方向に真空チャック６０を備え、
且つ周縁近傍には複数のクリップ作動手段６２を備えて
いる。これらの要素は、ウエーノ・カセット式ロード／
アンロード組立体２４とともに、ロードロック１２のた
めの自動化されたウェーハのローディング及びアンロー
ディング装置を形成し、ロードロック１２はウェーハの
全ての手動操作を排し、ローディング処理を自動化する
。
るために、クリップは最初に少し広げられなければなら
ず、それからロードロックへの挿入後ウェーハのエツジ
をじょうずにつかむ。ウエーノ１挿入及びクリップ拡張
は手で操作されうるけれども、よｐ好適にはそのような
手操作、並びにそれに付帯する損傷、誤作及び汚染の一
連の付加竜険を避けるべきである。チェンバドア組立体
２２は、その中心の軸方向に真空チャック６０を備え、
且つ周縁近傍には複数のクリップ作動手段６２を備えて
いる。これらの要素は、ウエーノ・カセット式ロード／
アンロード組立体２４とともに、ロードロック１２のた
めの自動化されたウェーハのローディング及びアンロー
ディング装置を形成し、ロードロック１２はウェーハの
全ての手動操作を排し、ローディング処理を自動化する
。
第１図及び第３図に見られるようにミチェンパドア組立
体２２は、鉛直軸を有する高荷重ヒンジ６３によυチェ
ンバ人口の正面壁３２に付設されて、第３図に示される
ような完全に開いた位置にまで在来の方法で開閉される
。その完全に開いた位置においては、ドア及びその内側
面６４は鉛直であシ、支持体プレート組立体１８及びチ
ェンバ人口２３の表面に垂直である。真空チャック６０
は、軸方向に伸びてドアを中心で貫いているので、その
作動端はドアの内側面６４の一部を形成している。真空
チャック６０は、ドアの内側面のところで鉛直に設置さ
れたウェーハと係合し、ドアが閉じるにつれ、真空吸引
によりウェーハを保持する。第４図に見られるように、
真空チャックはドアの内側面から軸方向に伸長して、ウ
ェーハをクリツノ組立体２０との保合へと進める。そこ
で真空チャックは後退し、ウェーハ１５はクリップ組立
体によりチェンバ内に保持され、処理を受け、支持体プ
レート組立体１８の回転によυ順を追って種々々加エス
テージョンへと移動される。この好適実施例においては
、ドアの内側面６４へのつ工−ハの鉛直提供は、以下に
詳述するようなロード／アンロード組立体２４によシ達
成される。
体２２は、鉛直軸を有する高荷重ヒンジ６３によυチェ
ンバ人口の正面壁３２に付設されて、第３図に示される
ような完全に開いた位置にまで在来の方法で開閉される
。その完全に開いた位置においては、ドア及びその内側
面６４は鉛直であシ、支持体プレート組立体１８及びチ
ェンバ人口２３の表面に垂直である。真空チャック６０
は、軸方向に伸びてドアを中心で貫いているので、その
作動端はドアの内側面６４の一部を形成している。真空
チャック６０は、ドアの内側面のところで鉛直に設置さ
れたウェーハと係合し、ドアが閉じるにつれ、真空吸引
によりウェーハを保持する。第４図に見られるように、
真空チャックはドアの内側面から軸方向に伸長して、ウ
ェーハをクリツノ組立体２０との保合へと進める。そこ
で真空チャックは後退し、ウェーハ１５はクリップ組立
体によりチェンバ内に保持され、処理を受け、支持体プ
レート組立体１８の回転によυ順を追って種々々加エス
テージョンへと移動される。この好適実施例においては
、ドアの内側面６４へのつ工−ハの鉛直提供は、以下に
詳述するようなロード／アンロード組立体２４によシ達
成される。
ロードロック装置、ウェーハ支持体グレート組立体１８
及びドア組立体２２は、鉛直方向に限定される必要は々
いことに注意すべきである。しかしながら、ウェーハの
表面上に定着するアプリの如（ｉｉｌ々る可能性も除去
するためには、それが好適である。全ての加工ステージ
ョンと同様に、本発明のクリップ組立体、支持プレート
及びロードロック装置は、もし水平方向であっても等し
く良好に機能する。事実、鉛直方向のウェーハカセット
のだめのロード／アンロード組立体２４は鉛直操作のた
めに意図されているけれども、ドア組立体２２を、鉛直
方向でウェーハを受は取り水平平面内のロードロツクヘ
ウエーハをロードする方式にするのは、在来のチェンバ
壁に取付ける方法に適当に修正を加えることによυ、至
って容易にできる。
及びドア組立体２２は、鉛直方向に限定される必要は々
いことに注意すべきである。しかしながら、ウェーハの
表面上に定着するアプリの如（ｉｉｌ々る可能性も除去
するためには、それが好適である。全ての加工ステージ
ョンと同様に、本発明のクリップ組立体、支持プレート
及びロードロック装置は、もし水平方向であっても等し
く良好に機能する。事実、鉛直方向のウェーハカセット
のだめのロード／アンロード組立体２４は鉛直操作のた
めに意図されているけれども、ドア組立体２２を、鉛直
方向でウェーハを受は取り水平平面内のロードロツクヘ
ウエーハをロードする方式にするのは、在来のチェンバ
壁に取付ける方法に適当に修正を加えることによυ、至
って容易にできる。
前に述べたように、クリップの角度づけられた枝部５７
に対してウェーハを単に押すととによるロードロック内
部のクリップ組立体２０へとウェーハをロードすること
を避けるのが好適である。
に対してウェーハを単に押すととによるロードロック内
部のクリップ組立体２０へとウェーハをロードすること
を避けるのが好適である。
摩擦接触なしにウェーハを挿入するために、クリップは
最初に少し拡張されねばならず、その後ロードロックへ
とウェーハの挿入をしてウェーハのエツジをしつかシと
つかむようにする。この事は、ウェーハが真空チャック
６０によシ挿入される時に、前述のようにドア内部に取
付けられた４個のクリップ作動手段６２によって達成さ
れる。ドアが閉位置にある時にクリップ組立体２０の対
応するものを調整するように、各クリツノ作動手段６２
が取付けられる。第２図の下方に詳しく示されているク
リップ作動手段６２の各々は、エアシリンダ６５、接触
ビン６６及び接触ピンのための軸シール（図示していな
い）を含Ｘ７でいる。接触ビン６６は、シリンダー６５
により推進されて、軸方向内部及び外部へと移動する。
最初に少し拡張されねばならず、その後ロードロックへ
とウェーハの挿入をしてウェーハのエツジをしつかシと
つかむようにする。この事は、ウェーハが真空チャック
６０によシ挿入される時に、前述のようにドア内部に取
付けられた４個のクリップ作動手段６２によって達成さ
れる。ドアが閉位置にある時にクリップ組立体２０の対
応するものを調整するように、各クリツノ作動手段６２
が取付けられる。第２図の下方に詳しく示されているク
リップ作動手段６２の各々は、エアシリンダ６５、接触
ビン６６及び接触ピンのための軸シール（図示していな
い）を含Ｘ７でいる。接触ビン６６は、シリンダー６５
により推進されて、軸方向内部及び外部へと移動する。
ピン６６はそれぞれ、ドアが閉位置にあるときに、クリ
ップの幹部５６の１つを訓整する。ドア２２が閉じると
、ビン６６はワエーノ・の挿入に先き立ち伸長する。或
いは、ウェーハが取り外されるべき時にもビン６６は伸
長する。ピン６６のそれに面したクリップの幹部５６に
対する圧力は、クリップを圧し、先端部５５を後方及び
外方に振れさせ、それにより、クリツノを開放し、摩擦
接触なしのウエーノ・の挿入又は除去を容易にする。
ップの幹部５６の１つを訓整する。ドア２２が閉じると
、ビン６６はワエーノ・の挿入に先き立ち伸長する。或
いは、ウェーハが取り外されるべき時にもビン６６は伸
長する。ピン６６のそれに面したクリップの幹部５６に
対する圧力は、クリップを圧し、先端部５５を後方及び
外方に振れさせ、それにより、クリツノを開放し、摩擦
接触なしのウエーノ・の挿入又は除去を容易にする。
ウェーハ処理の完遂の後ウェー／％のアンローディング
の際には、これらの操作は順序が逆になる。
の際には、これらの操作は順序が逆になる。
真空チャック６０が再び伸長し、ウエーノ・の背面に真
空を適用してウエーノ・と係合し、そして、クリップ作
動手段が再びクリツノを解放するように働く。ドアが開
き、真空チャック６０は真空吸引によりドアの内側面上
にウェー・・を保持して、ウェーハはロード／アンロー
ド組立体２４によりアンロードされる。
空を適用してウエーノ・と係合し、そして、クリップ作
動手段が再びクリツノを解放するように働く。ドアが開
き、真空チャック６０は真空吸引によりドアの内側面上
にウェー・・を保持して、ウェーハはロード／アンロー
ド組立体２４によりアンロードされる。
ドアが完全に開いた位置にある時には、ドア組立体２２
はロードロック装置１２への挿入のためのウェーハを受
容するよう保たれる。一方ドアが開いていくときには、
ロードロック１２から仕上げられたウェーハを運搬し、
その後、゛ウェーハは真空チャックからアンロードされ
る。ウエーノ・をローディングのためにドア組立体２２
へ提供する機能、又はアンローディングのためにドア組
立体２２から処理済ウェーハを除去するための機能は、
カセット式ロード／アンロード組立体２４によって果さ
れる。ロード／アンロード１組立体２４は、ウェーハ昇
降組立体６８及びウェーハカセット搬送組立体６９を含
む。チェンバ人口２３の下方両側に延在し、チェンバの
壁３２に付設されている（第３図参照）のが搬送組立体
である。搬送組立体６９は、第１図に示されるごとく右
から左へとウェーハのカセット７０を移動させる。協働
するウェーハ昇降組立体６８は、カセットからドア組卑
体２２の内側面６４内部の真空チャックの操作端へと、
或いは処理完遂後にはドアからカセットへとウェーハを
個別に昇降させる。。
はロードロック装置１２への挿入のためのウェーハを受
容するよう保たれる。一方ドアが開いていくときには、
ロードロック１２から仕上げられたウェーハを運搬し、
その後、゛ウェーハは真空チャックからアンロードされ
る。ウエーノ・をローディングのためにドア組立体２２
へ提供する機能、又はアンローディングのためにドア組
立体２２から処理済ウェーハを除去するための機能は、
カセット式ロード／アンロード組立体２４によって果さ
れる。ロード／アンロード１組立体２４は、ウェーハ昇
降組立体６８及びウェーハカセット搬送組立体６９を含
む。チェンバ人口２３の下方両側に延在し、チェンバの
壁３２に付設されている（第３図参照）のが搬送組立体
である。搬送組立体６９は、第１図に示されるごとく右
から左へとウェーハのカセット７０を移動させる。協働
するウェーハ昇降組立体６８は、カセットからドア組卑
体２２の内側面６４内部の真空チャックの操作端へと、
或いは処理完遂後にはドアからカセットへとウェーハを
個別に昇降させる。。
搬送組立体６９は、ウェーハ処理チェンバ１０の正面を
横切って水平縦軸方向に延在する離間した１組の平行レ
ール７２．７３を含む。そのレールはカセット７０を支
持し搬送する。カセットの側壁がレールをまたぎ、搬送
組立体を通過するレールに沿ってカセットが摺動的に移
動できるようにル−、ルア２と７３の間隔が決められる
。カセット移動のだめの動力は、チェーン駆動手段７５
によりもたらされる。チェーン駆動手段７５は、ローラ
ーチェーンをレール７２の側に沿って移動させる種々な
ガイド及びギア配列を含む。チェーンには、案内ビン７
６が一定間隔で設けられている。案内ピン７６は、レー
ル７２に隣接したカセット壁７７の底部の整合切欠に係
合する。したがってカセットは、昇降組立体６８に向け
て又は遠ざかりチェーンと同じ速度で移動される。ステ
ラ・ぐ−モータ手段８０が、チェーン手段７５のための
駆動動力源として設けられ、カセット移動に正確な制御
をもたらす。それによシカセット内部の各々のどのウェ
ーハも、ウェーハ昇降組立体６８との相互作用のための
位置にされ得る。在来の記憶手段が、ステッパーモータ
手段８ｏ及びウェーハ昇降組立体６８に結合されて、カ
セット内部の各々のウェーハの位置決めを記憶する二従
って、処理チェンバ１０の中には更に数枚のウェーハが
ロードされることができ、それに応じてカセットは最初
のウェーハがロードされてから数個の位置だけ前進する
ようにできるけれども、仕上げられた最初のウェーハが
出てくる際には、ステッパーモータを必要な数のステッ
プだけ反転させて、仕上げられたウェーハを元の位置に
戻し、次にロー１４７７機能を続行するために再び前進
した位置をとるようにしてもよい。
横切って水平縦軸方向に延在する離間した１組の平行レ
ール７２．７３を含む。そのレールはカセット７０を支
持し搬送する。カセットの側壁がレールをまたぎ、搬送
組立体を通過するレールに沿ってカセットが摺動的に移
動できるようにル−、ルア２と７３の間隔が決められる
。カセット移動のだめの動力は、チェーン駆動手段７５
によりもたらされる。チェーン駆動手段７５は、ローラ
ーチェーンをレール７２の側に沿って移動させる種々な
ガイド及びギア配列を含む。チェーンには、案内ビン７
６が一定間隔で設けられている。案内ピン７６は、レー
ル７２に隣接したカセット壁７７の底部の整合切欠に係
合する。したがってカセットは、昇降組立体６８に向け
て又は遠ざかりチェーンと同じ速度で移動される。ステ
ラ・ぐ−モータ手段８０が、チェーン手段７５のための
駆動動力源として設けられ、カセット移動に正確な制御
をもたらす。それによシカセット内部の各々のどのウェ
ーハも、ウェーハ昇降組立体６８との相互作用のための
位置にされ得る。在来の記憶手段が、ステッパーモータ
手段８ｏ及びウェーハ昇降組立体６８に結合されて、カ
セット内部の各々のウェーハの位置決めを記憶する二従
って、処理チェンバ１０の中には更に数枚のウェーハが
ロードされることができ、それに応じてカセットは最初
のウェーハがロードされてから数個の位置だけ前進する
ようにできるけれども、仕上げられた最初のウェーハが
出てくる際には、ステッパーモータを必要な数のステッ
プだけ反転させて、仕上げられたウェーハを元の位置に
戻し、次にロー１４７７機能を続行するために再び前進
した位置をとるようにしてもよい。
カセッ）７０は、離間、対面、整合且つ平行な関係にし
た複数のウェーハを支持する。カセット７０ （’：Ｊ
、 ｚその底の大部分と頂部とがおいていて、ウェー・
ハの上下に通路がある。溝、ステップ及びその他のマイ
クロ回路成分を形成した特徴を備えたウェーハの正面が
、開いたドア２２の内側面６４に面せず、ウェーハの背
面がドア組立体に向かって面するように、ウェーハはロ
ードされなければならない。この事は、真空チャック６
０がウェーハと係合するときに、デリケートなマイクロ
回路を含むウェー・・の正面との接触がないことを保証
する。又処理チェンバ１０内部の処理装置に関して正規
に方向づけられるように、ロードロック１２への挿入に
あた９ウエー八が正規の位置にあることを保証する。
た複数のウェーハを支持する。カセット７０ （’：Ｊ
、 ｚその底の大部分と頂部とがおいていて、ウェー・
ハの上下に通路がある。溝、ステップ及びその他のマイ
クロ回路成分を形成した特徴を備えたウェーハの正面が
、開いたドア２２の内側面６４に面せず、ウェーハの背
面がドア組立体に向かって面するように、ウェーハはロ
ードされなければならない。この事は、真空チャック６
０がウェーハと係合するときに、デリケートなマイクロ
回路を含むウェー・・の正面との接触がないことを保証
する。又処理チェンバ１０内部の処理装置に関して正規
に方向づけられるように、ロードロック１２への挿入に
あた９ウエー八が正規の位置にあることを保証する。
ウェーハ昇降組立体６８は、チェンバ人口２３の下方左
側に位置され（第３図参照）、上方案内プレート８２、
ブレード状昇降部材８３及びブレード状部材８３の下方
端に連結した作動シリンダ８４を含んでいる。ブレード
状昇降部材８３は、レール７２と７３との間で搬送組立
体６９と直角をなして、ドア２２の内側面６４へ向けて
の上下移動のために案内されている。開位置にあるドア
の内側面の直下で案内グレート８２内にちる案内スロッ
ト８５が、ブレード８３の上方での案内をも７’Ｃらし
、他方、搬送組立体から下方に作動シリにおいてブレー
ド８２の保持を助ける。ブレード８３０幅は、レール７
２と７３との間隔よシも／ＪＸさく、同様にレール７２
及び７３をまたぐカセット７０の主要壁間の間隔よシも
小さいニブレード８３は又、カセット７０に保持された
隣接ウェーハ間の距離よシも薄い。
側に位置され（第３図参照）、上方案内プレート８２、
ブレード状昇降部材８３及びブレード状部材８３の下方
端に連結した作動シリンダ８４を含んでいる。ブレード
状昇降部材８３は、レール７２と７３との間で搬送組立
体６９と直角をなして、ドア２２の内側面６４へ向けて
の上下移動のために案内されている。開位置にあるドア
の内側面の直下で案内グレート８２内にちる案内スロッ
ト８５が、ブレード８３の上方での案内をも７’Ｃらし
、他方、搬送組立体から下方に作動シリにおいてブレー
ド８２の保持を助ける。ブレード８３０幅は、レール７
２と７３との間隔よシも／ＪＸさく、同様にレール７２
及び７３をまたぐカセット７０の主要壁間の間隔よシも
小さいニブレード８３は又、カセット７０に保持された
隣接ウェーハ間の距離よシも薄い。
ブレード状部材８３には更に、ウェーハのカーブに整合
するよう形状づけられた弧状上方端８７が設けられ、こ
の弧状端には、ウェーハの厚みに整合しそのエツゾを保
持するだめの溝が設けられている。故に昇降ブレード状
部材８３は、案内レール７２と７３との間を通過し、搬
送組立体及びカセットと直角に交差し、そしてステッパ
ーモータ手段８０及びチェーン駆動手段７５がカセット
及びウェーハをグレードの通路上に設定する。図かられ
かるように、カセットは、下方からウェーハへの入路が
ちシ、昇降ブレード８３が完全にカセットを通過できる
ように、作られている。従って、ステッパーモータ手段
８０及びチェーン手段７５が、カセット及びウェーハを
ブレードの通路上に設定すると、グレード８３が搬送レ
ールの間を上方に移動してその上方端８７の溝の内部で
ウェーハと下方から係合し、そして開位置にあるチェン
バドア２２の内側面６４にごく接近し同心的な設定の位
置にまでウニ÷ハを上方にもち上げる。
するよう形状づけられた弧状上方端８７が設けられ、こ
の弧状端には、ウェーハの厚みに整合しそのエツゾを保
持するだめの溝が設けられている。故に昇降ブレード状
部材８３は、案内レール７２と７３との間を通過し、搬
送組立体及びカセットと直角に交差し、そしてステッパ
ーモータ手段８０及びチェーン駆動手段７５がカセット
及びウェーハをグレードの通路上に設定する。図かられ
かるように、カセットは、下方からウェーハへの入路が
ちシ、昇降ブレード８３が完全にカセットを通過できる
ように、作られている。従って、ステッパーモータ手段
８０及びチェーン手段７５が、カセット及びウェーハを
ブレードの通路上に設定すると、グレード８３が搬送レ
ールの間を上方に移動してその上方端８７の溝の内部で
ウェーハと下方から係合し、そして開位置にあるチェン
バドア２２の内側面６４にごく接近し同心的な設定の位
置にまでウニ÷ハを上方にもち上げる。
ウェーかは鉛直方向なので、ブレードの溝をつけられた
端８７内にしっかりと、しかし穏やかで固定的にウェー
ハを保持することを重力が助ける。
端８７内にしっかりと、しかし穏やかで固定的にウェー
ハを保持することを重力が助ける。
デリケートなマイクロ回路が形成されているウェーハの
デリケートな正面との接触が、ウエーノ・が水平方向に
ある時の典型的な自動化操作の場合でない限り、実質上
完全に避けられる。それによりウェーハへの損傷又は摩
擦の危険が非常に減少される。
デリケートな正面との接触が、ウエーノ・が水平方向に
ある時の典型的な自動化操作の場合でない限り、実質上
完全に避けられる。それによりウェーハへの損傷又は摩
擦の危険が非常に減少される。
ウェーハがドア２２のところに到着すると、真空チャッ
ク６０が吸着によシラニー・・とその背面で係合し、そ
して昇降ブレード８３が案内スロット８５及びカセット
を通過して搬送組立体６９の下方の点まで下降する。次
にドア２２がチャック６０によ）保持されたウエーノ・
とともに閉じて、それによ）、そのウェーハはロードロ
ック装置１２の中ヘロードされ、チェンバ人口２３がチ
ェンバ１０内部の処理のために上述のようにすみやかに
密封される。ウェーハ１５に対する処°理の完遂に先き
立ち、更に別のウェーハが支持体グレート１８の開口３
７の他のものにロードされてもよく、その場合には、ス
テッパーモータ及びチェーン駆動は、ウェーハ位置１つ
分だけカセットをステップさせ、次のウエーノ・を真に
ブレード８３上の位置に移動させる。そこでグレード８
３が上昇して、次のこのウェーハを開いたドアまで上方
に移動させる動作を〈シ返し、真空チャックは再びロー
ドロックへの挿入のためにこのウェー７１と係合する。
ク６０が吸着によシラニー・・とその背面で係合し、そ
して昇降ブレード８３が案内スロット８５及びカセット
を通過して搬送組立体６９の下方の点まで下降する。次
にドア２２がチャック６０によ）保持されたウエーノ・
とともに閉じて、それによ）、そのウェーハはロードロ
ック装置１２の中ヘロードされ、チェンバ人口２３がチ
ェンバ１０内部の処理のために上述のようにすみやかに
密封される。ウェーハ１５に対する処°理の完遂に先き
立ち、更に別のウェーハが支持体グレート１８の開口３
７の他のものにロードされてもよく、その場合には、ス
テッパーモータ及びチェーン駆動は、ウェーハ位置１つ
分だけカセットをステップさせ、次のウエーノ・を真に
ブレード８３上の位置に移動させる。そこでグレード８
３が上昇して、次のこのウェーハを開いたドアまで上方
に移動させる動作を〈シ返し、真空チャックは再びロー
ドロックへの挿入のためにこのウェー７１と係合する。
一方、各ステーションを順に回転することによる元のウ
ェーハ１５に対する処理が完了すると、そのウェーハは
再びロードロック１２にやってくる。
ェーハ１５に対する処理が完了すると、そのウェーハは
再びロードロック１２にやってくる。
そして真空チャック６０は、ドアが未だ閉位置にある時
に、ウエーノ・の背面へと再び伸長し、同時にクリップ
作動手段６２がクリップを弱めさせ、ウェーハからクリ
ップを離脱させて、チャック６０によるウェーハの除去
を可能にする。ドアが開かれるとウェーハは、再びブレ
ード８３の通路上に位置される。他方、ステツノ＋−上
−２手段８０及びチェーン手段７５がカセットを後退さ
せて、ウェーハ１５の元の位置はブレード通路上に存置
されるようにする。次にブレード８３が、搬送レール７
２．７３及びスロット８５を通過して上方に上昇し、ウ
ェーハ１５の下方エツジに係合する。
に、ウエーノ・の背面へと再び伸長し、同時にクリップ
作動手段６２がクリップを弱めさせ、ウェーハからクリ
ップを離脱させて、チャック６０によるウェーハの除去
を可能にする。ドアが開かれるとウェーハは、再びブレ
ード８３の通路上に位置される。他方、ステツノ＋−上
−２手段８０及びチェーン手段７５がカセットを後退さ
せて、ウェーハ１５の元の位置はブレード通路上に存置
されるようにする。次にブレード８３が、搬送レール７
２．７３及びスロット８５を通過して上方に上昇し、ウ
ェーハ１５の下方エツジに係合する。
そしてチャック６０がウェーハを釈放して、フレード８
３はウェーハをカセット内部の元の位置へと下降させ戻
すことができる。カセットは次に、順次に処理されるべ
き次のウェーハの位置壕で前進される。
３はウェーハをカセット内部の元の位置へと下降させ戻
すことができる。カセットは次に、順次に処理されるべ
き次のウェーハの位置壕で前進される。
昇降組立体６９による個々のウェーハの上昇及びロード
ロックへのローディングに先き立ち、ウェーハの標準方
向づけを保証する事が望まれ、そのため各ウェーハの弦
を横切る通常の案内フラット部９１がカセットの下方に
整列する事が望ましい。このようにすると、ウェーハの
各々カ、チェンバ内部の処理装置に関して同一位置を示
すことが保証される。更に、その案内フラットが特定の
予め定められた位置にある事を確認するということは、
支持体プレート組立体１８内部のクリップ組立体２０が
正常に機能し、且つ円形めエツジ部分の代わシにはから
ずもウェーハのフラット部と係合する事はないというこ
とを保証する。そのような標準方向を保証するために、
対向する１組のローラ９０が設けられ、それらはレール
７２と７３に沿ってその間に縦方向に延在し、ローラの
軸線はともにレールに平行になっている。そのローラ９
０は、昇降組立体６８の位置の直前のカセットの通路に
位置され、それによシ、ウェーハの方向づけは、昇降組
立体への到着に先き立って完遂される。カセットがロー
ラ上を通過するとき、それらローラは上昇され、互いに
反対方向に（＝は時計方向、他は反時計方向というよう
に）連続的に駆動され、且つウェーハの円形エツジに軽
く接触する。動くロー２９０との接触が、カセット内部
のウェーハを回転させる効果を有し、終には各ウェーハ
の案内フラット部９１は動くローラと接する位置に落着
く。ローラとの接触が減少し、ウェーハが全て、その案
内フラット部が下方に面して整合する位置になると、ロ
ーラ９０は下方に引っ込む。
ロックへのローディングに先き立ち、ウェーハの標準方
向づけを保証する事が望まれ、そのため各ウェーハの弦
を横切る通常の案内フラット部９１がカセットの下方に
整列する事が望ましい。このようにすると、ウェーハの
各々カ、チェンバ内部の処理装置に関して同一位置を示
すことが保証される。更に、その案内フラットが特定の
予め定められた位置にある事を確認するということは、
支持体プレート組立体１８内部のクリップ組立体２０が
正常に機能し、且つ円形めエツジ部分の代わシにはから
ずもウェーハのフラット部と係合する事はないというこ
とを保証する。そのような標準方向を保証するために、
対向する１組のローラ９０が設けられ、それらはレール
７２と７３に沿ってその間に縦方向に延在し、ローラの
軸線はともにレールに平行になっている。そのローラ９
０は、昇降組立体６８の位置の直前のカセットの通路に
位置され、それによシ、ウェーハの方向づけは、昇降組
立体への到着に先き立って完遂される。カセットがロー
ラ上を通過するとき、それらローラは上昇され、互いに
反対方向に（＝は時計方向、他は反時計方向というよう
に）連続的に駆動され、且つウェーハの円形エツジに軽
く接触する。動くロー２９０との接触が、カセット内部
のウェーハを回転させる効果を有し、終には各ウェーハ
の案内フラット部９１は動くローラと接する位置に落着
く。ローラとの接触が減少し、ウェーハが全て、その案
内フラット部が下方に面して整合する位置になると、ロ
ーラ９０は下方に引っ込む。
上述したように、ドア２２が開位置にあるときに０寸い
つでも、チェンバの排気された内部環境を大気圧から防
強するために１圧カゾレー）１６が支持体プレート１８
及び正閘壁３２に対して駆動される。圧力プレートとウ
ェーハ支持体プレートとの位置関係を第４図及び笛５図
に詳細に示している。第４図は、ロードロック装置１２
を形成する要素の前述のサンドインチ配列を示している
。
つでも、チェンバの排気された内部環境を大気圧から防
強するために１圧カゾレー）１６が支持体プレート１８
及び正閘壁３２に対して駆動される。圧力プレートとウ
ェーハ支持体プレートとの位置関係を第４図及び笛５図
に詳細に示している。第４図は、ロードロック装置１２
を形成する要素の前述のサンドインチ配列を示している
。
第５図は、圧力プレートが引っ込んだ位置にあるときの
それらの要素の位置関係を示している。また第４図は、
クリップを拡げた後ウェーハがクリップ組立体２０へ挿
入され、クリツノ作動手段６２の接触ピン６６が少しだ
け伸長している時の、真空チャック６０の伸長した位置
を示している。一方第５図においては、クリップ作動手
段の接触ピンが引っ込み、同じに真空チャックも引っ込
んでいて、ウェーハは今やウェーハ支持体プレー） Ａ
ｆｌ立体１８内に固着的に取付けられている。圧力プレ
ート１６が後退すると、ウェーハは引き続く処理ステー
ションへ回転される準備が整り。第６図において、真空
チャックは後退した位置にあるけれども、その真空吸引
は作動していて、ウェーハはチェンバドア２２の内側面
６４に対する位置に示されている。これは、もちろん、
ウェーハのロードロックからの除去に先立ち、ウェーハ
がクリソｆ組立体２０から引き出された直後の、ロード
ロックの要素及びウェーハの位置を示している。
それらの要素の位置関係を示している。また第４図は、
クリップを拡げた後ウェーハがクリップ組立体２０へ挿
入され、クリツノ作動手段６２の接触ピン６６が少しだ
け伸長している時の、真空チャック６０の伸長した位置
を示している。一方第５図においては、クリップ作動手
段の接触ピンが引っ込み、同じに真空チャックも引っ込
んでいて、ウェーハは今やウェーハ支持体プレー） Ａ
ｆｌ立体１８内に固着的に取付けられている。圧力プレ
ート１６が後退すると、ウェーハは引き続く処理ステー
ションへ回転される準備が整り。第６図において、真空
チャックは後退した位置にあるけれども、その真空吸引
は作動していて、ウェーハはチェンバドア２２の内側面
６４に対する位置に示されている。これは、もちろん、
ウェーハのロードロックからの除去に先立ち、ウェーハ
がクリソｆ組立体２０から引き出された直後の、ロード
ロックの要素及びウェーハの位置を示している。
それは又、ドアが閉じられた直後の、真空チャックがウ
ェーハ支持組立体の開口内部の位置へとウェーハを未だ
前進させていないときの、それらの要素の位置を示して
いるとも言える。クリップ内部にウェーハを収容させる
ためにクリップを拡げるように押す事に先立ち、クリッ
プ作動手段の接触ピンがクリップに接しているところが
示されている。
ェーハ支持組立体の開口内部の位置へとウェーハを未だ
前進させていないときの、それらの要素の位置を示して
いるとも言える。クリップ内部にウェーハを収容させる
ためにクリップを拡げるように押す事に先立ち、クリッ
プ作動手段の接触ピンがクリップに接しているところが
示されている。
ウェーハ１５のロードロックへのローディングが完了す
ると、ロードロックは荒く排気されて、１分以内の継続
する周期の間に、成るレベルにまで下がる。そのレベル
はチェンバよシも低く排気された良好な程度であり、第
５図に示されるように圧力グレートが後退した時にチェ
ンノ々猿境を感知できる程には妨害はしない。そしてウ
ェーハ１５は、次の加工ステージョンへと回転する。ロ
ードロックの排気はこのように短い時間で効果的になさ
れうる。その理由は、ロードロックはチェンバに比して
容積が小さい（ウェーハ自身を包含するのに必要欠くべ
からざるものだけ）ことにある。
ると、ロードロックは荒く排気されて、１分以内の継続
する周期の間に、成るレベルにまで下がる。そのレベル
はチェンバよシも低く排気された良好な程度であり、第
５図に示されるように圧力グレートが後退した時にチェ
ンノ々猿境を感知できる程には妨害はしない。そしてウ
ェーハ１５は、次の加工ステージョンへと回転する。ロ
ードロックの排気はこのように短い時間で効果的になさ
れうる。その理由は、ロードロックはチェンバに比して
容積が小さい（ウェーハ自身を包含するのに必要欠くべ
からざるものだけ）ことにある。
短い時間でロードロックが排気される理由として更に次
の事がある。つまシ、ロードロック領域の外部からもた
らされる付属支持装置を使用せず、又チェンバ内部でウ
ェーハを支持するクリップ組立体の面積は、いずれにし
てもウェーハに比べて小さいので、ロードロック内に導
入される脱ガス負荷は必要欠くべかざるウェーハ表面自
身だけである事である。この事は、プラテンその他の外
部からの支持物がロードロック内に導入されるところの
従来技術装置の状態と対比されるべきである。
の事がある。つまシ、ロードロック領域の外部からもた
らされる付属支持装置を使用せず、又チェンバ内部でウ
ェーハを支持するクリップ組立体の面積は、いずれにし
てもウェーハに比べて小さいので、ロードロック内に導
入される脱ガス負荷は必要欠くべかざるウェーハ表面自
身だけである事である。この事は、プラテンその他の外
部からの支持物がロードロック内に導入されるところの
従来技術装置の状態と対比されるべきである。
そのよ−うな支持物は、ガス吸気負荷に非常に大きく寄
与してしまう十分な面積を有する。もちろん、外部から
導入されるそのような支持物がないことは、汚染の危険
を低下させるのに著しく寄与する。
与してしまう十分な面積を有する。もちろん、外部から
導入されるそのような支持物がないことは、汚染の危険
を低下させるのに著しく寄与する。
本発明にお−ては、大気（又は、よシ好適には乾燥した
窒素で包まれたローディング環境）に曝されたロードロ
ック領域の圧力プレート部分は、ウェーハとともには回
転せず、他の加工ステージョンから離れているローディ
ングステーション位置にそのまま残シ、更に蒸着中には
チェンバ環境から密封される。
窒素で包まれたローディング環境）に曝されたロードロ
ック領域の圧力プレート部分は、ウェーハとともには回
転せず、他の加工ステージョンから離れているローディ
ングステーション位置にそのまま残シ、更に蒸着中には
チェンバ環境から密封される。
ウェーバカロードロックステーション１２ヘロードされ
及び／又はアンロードされている間、圧力プレート１６
は第４図のようなその作動的前進位置にあり、それによ
り、支持体プレート組立体１８がチェンバの正面壁３２
に対して押しつけられ、圧力プレートは同時に他のステ
ーションにあるウェーハを押圧して、それらのステーシ
ョンにおける処理装置に接触又は接近させてウェーハを
加工状態にする。例えば、ロードロックステーション１
２の次のステーションであるウェーハ加熱ステーション
２８において、ウェーハの脱ガスを促進するためにウェ
ーハ加熱手段が設けられる。第７図に示されるウェーハ
加熱手段９２は、ウェーハよりもいくらか小径の円筒形
支持部材９３から成り、加熱素子９４として例えばセラ
ミックディスクを含んでいる。セラミックディスクの中
には抵抗線が埋設されて、セラミックディスクの表面は
、制御可能に加熱されその平坦表面にわたってほぼ一様
な温度にされる。ウェーハ加熱手段９２は、処理チェン
バの正面壁３２上に取付けられそこの密封された開口内
にあって、その要素の加熱表面はチェンバ正面壁３２の
平面かられずかに突き出ている。圧力プレート１６が弛
緩状態にあるときは、チェンバの正面壁に対する圧力グ
レートの位置は十分に間隔があり、加熱表面は支持体プ
レート又はその内部のウェーハに接近していない。しか
し寿から、圧力プレート１６が作動的前進位置にあると
きは、ウェーハ支持体プレート４２はチェンバの正面壁
３２に対して加圧され、それにより、加熱表面と加熱ス
テーションに設定されたウェーハとの間隔は非常に接近
する。しかし第７図に見られるように、加熱表面に接触
する程近づくわけではない。
及び／又はアンロードされている間、圧力プレート１６
は第４図のようなその作動的前進位置にあり、それによ
り、支持体プレート組立体１８がチェンバの正面壁３２
に対して押しつけられ、圧力プレートは同時に他のステ
ーションにあるウェーハを押圧して、それらのステーシ
ョンにおける処理装置に接触又は接近させてウェーハを
加工状態にする。例えば、ロードロックステーション１
２の次のステーションであるウェーハ加熱ステーション
２８において、ウェーハの脱ガスを促進するためにウェ
ーハ加熱手段が設けられる。第７図に示されるウェーハ
加熱手段９２は、ウェーハよりもいくらか小径の円筒形
支持部材９３から成り、加熱素子９４として例えばセラ
ミックディスクを含んでいる。セラミックディスクの中
には抵抗線が埋設されて、セラミックディスクの表面は
、制御可能に加熱されその平坦表面にわたってほぼ一様
な温度にされる。ウェーハ加熱手段９２は、処理チェン
バの正面壁３２上に取付けられそこの密封された開口内
にあって、その要素の加熱表面はチェンバ正面壁３２の
平面かられずかに突き出ている。圧力プレート１６が弛
緩状態にあるときは、チェンバの正面壁に対する圧力グ
レートの位置は十分に間隔があり、加熱表面は支持体プ
レート又はその内部のウェーハに接近していない。しか
し寿から、圧力プレート１６が作動的前進位置にあると
きは、ウェーハ支持体プレート４２はチェンバの正面壁
３２に対して加圧され、それにより、加熱表面と加熱ス
テーションに設定されたウェーハとの間隔は非常に接近
する。しかし第７図に見られるように、加熱表面に接触
する程近づくわけではない。
真空環境においては、伝熱の主要機構は輻射によるもの
である。半導体デバイス製造において広く用いられるＰ
−ドーグシリコンウェーハハ、赤外放射に対して真に透
過的である。その結果として、本発明の装置において要
求される短い脱がス周期の間にウェーハ脱ガス速度の増
大を促進させるのに効果を示すためには、ウェーハの温
度上昇率は低すぎる。ぞこでウェーハがウェーハ加熱ス
テーション２８にあるときは停留していることがら、ガ
ス伝熱を利用することにょｐ加熱素子９４からウェーハ
１５への熱の移送率を増大させる事が都合よい。この事
は、スパッター蒸着源の操作のため使用されるアルゴン
ガスの微量を、第７図に示された中央パイプ１１４を通
して直接に加熱素子９４とウェーハ１５との間の空間に
導入することにより達成される。アルゴン原子が温度の
高い表面と低い表面とに交互に衝突することの結果とし
て、伝熱が遂行される。伝熱の所望の高率を達成するた
めに、アルゴンを約１００から１０００ミクロンの範囲
内の圧力で、加熱ステーション２８へ導入する事が必要
である。その圧力は、約１０ミクロンである主チェンバ
内の正規のアルゴン圧力よりも１次から２次のオーダで
大きい。
である。半導体デバイス製造において広く用いられるＰ
−ドーグシリコンウェーハハ、赤外放射に対して真に透
過的である。その結果として、本発明の装置において要
求される短い脱がス周期の間にウェーハ脱ガス速度の増
大を促進させるのに効果を示すためには、ウェーハの温
度上昇率は低すぎる。ぞこでウェーハがウェーハ加熱ス
テーション２８にあるときは停留していることがら、ガ
ス伝熱を利用することにょｐ加熱素子９４からウェーハ
１５への熱の移送率を増大させる事が都合よい。この事
は、スパッター蒸着源の操作のため使用されるアルゴン
ガスの微量を、第７図に示された中央パイプ１１４を通
して直接に加熱素子９４とウェーハ１５との間の空間に
導入することにより達成される。アルゴン原子が温度の
高い表面と低い表面とに交互に衝突することの結果とし
て、伝熱が遂行される。伝熱の所望の高率を達成するた
めに、アルゴンを約１００から１０００ミクロンの範囲
内の圧力で、加熱ステーション２８へ導入する事が必要
である。その圧力は、約１０ミクロンである主チェンバ
内の正規のアルゴン圧力よりも１次から２次のオーダで
大きい。
ウェーハ加熱部材９２は受板９８をも含み、円筒形支持
部材９３が受板９８に付設されている。
部材９３が受板９８に付設されている。
受板９８とチェンバ正面壁３２との真空気密がＯリング
１１５によってもたらされる。加熱素子９４・内で発生
された熱の結果として生ずる過熱による０リング１１５
の真空気密特性の劣化を避けるために、受板９８を通過
して出入りするコンジット９６及び９７が設けられて、
冷却剤を受板に流入及び流出するようにして、０リング
１１５の気密状態を維持することができる。
１１５によってもたらされる。加熱素子９４・内で発生
された熱の結果として生ずる過熱による０リング１１５
の真空気密特性の劣化を避けるために、受板９８を通過
して出入りするコンジット９６及び９７が設けられて、
冷却剤を受板に流入及び流出するようにして、０リング
１１５の気密状態を維持することができる。
成る応用例においては、当業者によく知られた方法を用
いる無線周波ス・ぐツタ−エツチングの手段により、加
熱ステーションでウェーハを加熱及び冷却をすることが
望まれるであろう。本発明の装置において要する短周期
の時間内で無線周波ス・ぐツタ−エッチ操作を演すると
、要求される無線周波電力の適用はウェーハ温度を不必
要な又は受容できないレベルにまで上昇させるかも知れ
ない。
いる無線周波ス・ぐツタ−エツチングの手段により、加
熱ステーションでウェーハを加熱及び冷却をすることが
望まれるであろう。本発明の装置において要する短周期
の時間内で無線周波ス・ぐツタ−エッチ操作を演すると
、要求される無線周波電力の適用はウェーハ温度を不必
要な又は受容できないレベルにまで上昇させるかも知れ
ない。
この問題は、再びガス伝熱の使用を通して軽減されるで
あろう。この時は、ウェーハから冷却されたヒートシン
クへと熱の移送がある。
あろう。この時は、ウェーハから冷却されたヒートシン
クへと熱の移送がある。
第８図に示された適切なウェーハ冷却手段１１８が、受
板１２０に取付けられた円筒形のヒートシンク部材１１
９から成っている。受板１２′０とチェンバ正面壁３２
との間の真空気密が、０リング１２１によシもたらされ
る。ヒートシンク１１９の温度を適切な低い値に維持す
るために、受板１２０を通過してヒートシンク１１９に
出入りするコンジット１２３及び１２４が設けられて、
冷却剤をヒートシンク１１９に流入及び流出させるよう
にする。それによって、ヒートシンク１１９の温度を所
望のレベルに維持することができる。ヒートシンク部材
１１９は、圧力グレー１−１６が作動的前進位置にある
ときにウェー・・１５に緊密に接近し接触はしない平坦
な表面１２５を有している。
板１２０に取付けられた円筒形のヒートシンク部材１１
９から成っている。受板１２′０とチェンバ正面壁３２
との間の真空気密が、０リング１２１によシもたらされ
る。ヒートシンク１１９の温度を適切な低い値に維持す
るために、受板１２０を通過してヒートシンク１１９に
出入りするコンジット１２３及び１２４が設けられて、
冷却剤をヒートシンク１１９に流入及び流出させるよう
にする。それによって、ヒートシンク１１９の温度を所
望のレベルに維持することができる。ヒートシンク部材
１１９は、圧力グレー１−１６が作動的前進位置にある
ときにウェー・・１５に緊密に接近し接触はしない平坦
な表面１２５を有している。
第８図に示されるように中央パイプ１２６が設けられて
、スパッター蒸着源の操作のために使用されるアルゴン
圧力の微量を、ヒートシンク１１９とウェーハ１５との
間の空間に直接に導入させることができる。アルゴンが
ヌのそのような導入は、ウェーハ１５からヒートシンク
１１９への伝熱率を増大させることにより、冷却率を増
大する。この事は、第７図に関連して前に述べたような
加熱ステーション２８の場合における、加熱素子９４か
らウェーハ１５への伝熱の率が増大されたことと同様で
ある。
、スパッター蒸着源の操作のために使用されるアルゴン
圧力の微量を、ヒートシンク１１９とウェーハ１５との
間の空間に直接に導入させることができる。アルゴンが
ヌのそのような導入は、ウェーハ１５からヒートシンク
１１９への伝熱率を増大させることにより、冷却率を増
大する。この事は、第７図に関連して前に述べたような
加熱ステーション２８の場合における、加熱素子９４か
らウェーハ１５への伝熱の率が増大されたことと同様で
ある。
ウェーハが前進される次のステーションは、コーティン
グステーション１４であり、それはチェンバの背面（又
は後方）プレート９９に取付けられている（第９図）。
グステーション１４であり、それはチェンバの背面（又
は後方）プレート９９に取付けられている（第９図）。
圧力グレート１６内部に円形の開口１０１が設けられて
、支持体プレート組立体１８によシコーティングステー
ションへと進められてきたウェーハのスノぐツタリング
源によるコーティングがその開口１０１を通して可能に
なる。シャッター１０２が設けられて、支持体プレート
絹立体の回転中ウェーハがコーティングステーションに
存置されていないときに、コーティング材料がブロック
されうる。第９図は、コーティングステーション１４に
おける要素の関係をよシ詳細に示している。第９図の配
置が示しているのは、チェンバの正面壁３２に対してウ
エーノ・支持体グレート１８を押しつけるだめの作動的
前進位置にある圧力プレートによる移動に先立つた配置
における要素であるという事に注意すべきである。
、支持体プレート組立体１８によシコーティングステー
ションへと進められてきたウェーハのスノぐツタリング
源によるコーティングがその開口１０１を通して可能に
なる。シャッター１０２が設けられて、支持体プレート
絹立体の回転中ウェーハがコーティングステーションに
存置されていないときに、コーティング材料がブロック
されうる。第９図は、コーティングステーション１４に
おける要素の関係をよシ詳細に示している。第９図の配
置が示しているのは、チェンバの正面壁３２に対してウ
エーノ・支持体グレート１８を押しつけるだめの作動的
前進位置にある圧力プレートによる移動に先立つた配置
における要素であるという事に注意すべきである。
したがってコーティング中のウェーハの位置は、第９図
で示された休止位置よシも正面壁に接近し、ウェーハ１
５はスパッタリング源１００に関して同心的に固定され
た安定な静止状態に保持される。
で示された休止位置よシも正面壁に接近し、ウェーハ１
５はスパッタリング源１００に関して同心的に固定され
た安定な静止状態に保持される。
ウェーハのエツジによりスパッタリングをする仕方、及
び個々にウェーハをコーティングする仕方の大きな利益
は、今や明らかである。金属コーティングがウェーハの
正面壁に蒸着されることでス・ぐツタリング工程が、更
にそのウエーノ・を加熱させ、従って最も悪いときにそ
のウエーノ・の脱ガスを増加させることは公知である。
び個々にウェーハをコーティングする仕方の大きな利益
は、今や明らかである。金属コーティングがウェーハの
正面壁に蒸着されることでス・ぐツタリング工程が、更
にそのウエーノ・を加熱させ、従って最も悪いときにそ
のウエーノ・の脱ガスを増加させることは公知である。
しかし、ス・母ツタリング源１００と結果として迅速な
コーティング蒸着率（はぼ毎分光、ｂ ｉ ｏ、ｏ ｏ
ｏオングストローム）を有するウェーハとの間の密な
連結、低水準の汚染（たとえば、外部ウエーノ・支持物
がないため、そして脱がスの生成物をウェーハ正面の直
前の環境に加えるいかなる隣接したウェーハがないため
）、そして後方脱ガスの生成物がス・母ツタリング源を
取シ囲むシールド構造物上におそらくほとんど突きあた
るだろうという事、これらすべての寄与が、従来の形状
と比較してウエーノ・の正面上への終了する脱ガスのた
めに汚染の集中を非常に低下させる。初期のパッチ式及
び他のロードロック装置においては、相互に隣接した多
数のウエーノ・が、プラテン上に支持されるのであろう
し、個々のシールドに対して許されるスパッタ源からウ
エーノ・への幾何学的な面での利点を有することはない
であろう。そのシールドとは、汚染生成物とコーティン
グ材料とが、ここで示された形状のようにウェーハ表面
上においてよりもむしろ優先的に結合することである。
コーティング蒸着率（はぼ毎分光、ｂ ｉ ｏ、ｏ ｏ
ｏオングストローム）を有するウェーハとの間の密な
連結、低水準の汚染（たとえば、外部ウエーノ・支持物
がないため、そして脱がスの生成物をウェーハ正面の直
前の環境に加えるいかなる隣接したウェーハがないため
）、そして後方脱ガスの生成物がス・母ツタリング源を
取シ囲むシールド構造物上におそらくほとんど突きあた
るだろうという事、これらすべての寄与が、従来の形状
と比較してウエーノ・の正面上への終了する脱ガスのた
めに汚染の集中を非常に低下させる。初期のパッチ式及
び他のロードロック装置においては、相互に隣接した多
数のウエーノ・が、プラテン上に支持されるのであろう
し、個々のシールドに対して許されるスパッタ源からウ
エーノ・への幾何学的な面での利点を有することはない
であろう。そのシールドとは、汚染生成物とコーティン
グ材料とが、ここで示された形状のようにウェーハ表面
上においてよりもむしろ優先的に結合することである。
更に他の利益は、個々のウェーハの金属化が鉛直方向の
ウェーハによって遂行されること、そして更にその金属
化がおこなわれてもウェーハは静止しているということ
から生じる。いかなるデゾリ、又は特別な成分が本装置
にあられれたとしても、鉛直になったウェーハ表面上に
このような成分の到着する機会は、ウェーハが水平方向
に向いている場合と比較して非常に減少することは明ら
かである。金属化の間に、チェンバ内のすべての運動が
休止することは、機械的運動、衝撃又は振動があられれ
カいということである。この運動、衝撃又は振動は、例
えば浮遊する金属材料をウェーハ支持構造物、シールド
及び他のこのような表面から移動させることによりデブ
リ発生を増進させる傾向をもつものである。加えて、本
装置においては、シールド、その他の構造物上に生成し
たこのような浮遊によるコーティング上の応力は、繰り
返して空気に露曝されることが々いこと、処理期間中に
運動を止めさせる必要性により機械的ひずみを減らすこ
と、さらに装置のいろいろな部分を動かさないことによ
シ減少させられる。ウェーハを支持するクリラグ組立体
の非常に小さな構造物は、通常の動作中に空気に自らで
さえも露曝Ｌ＆い。なぜならば、ロート°ロックは、水
蒸気−支承用空気ではなく、乾燥した窒素ガスの環境の
中で通常に作動されるからである。
ウェーハによって遂行されること、そして更にその金属
化がおこなわれてもウェーハは静止しているということ
から生じる。いかなるデゾリ、又は特別な成分が本装置
にあられれたとしても、鉛直になったウェーハ表面上に
このような成分の到着する機会は、ウェーハが水平方向
に向いている場合と比較して非常に減少することは明ら
かである。金属化の間に、チェンバ内のすべての運動が
休止することは、機械的運動、衝撃又は振動があられれ
カいということである。この運動、衝撃又は振動は、例
えば浮遊する金属材料をウェーハ支持構造物、シールド
及び他のこのような表面から移動させることによりデブ
リ発生を増進させる傾向をもつものである。加えて、本
装置においては、シールド、その他の構造物上に生成し
たこのような浮遊によるコーティング上の応力は、繰り
返して空気に露曝されることが々いこと、処理期間中に
運動を止めさせる必要性により機械的ひずみを減らすこ
と、さらに装置のいろいろな部分を動かさないことによ
シ減少させられる。ウェーハを支持するクリラグ組立体
の非常に小さな構造物は、通常の動作中に空気に自らで
さえも露曝Ｌ＆い。なぜならば、ロート°ロックは、水
蒸気−支承用空気ではなく、乾燥した窒素ガスの環境の
中で通常に作動されるからである。
密接に連結したウエーノ・とスパッタリング源との関係
、及びその静止の特色は、付着された膜の所望の特徴及
び均一性に対して付加的ではあるが都合のよいものを含
んでいる。ウエーノ・表面上のある点での付着の局在率
は、半径位置及びウェーハ表面の地形状、つまり、その
付着の位置の表面が平らかどうか、又はステップ若しく
は溝の側壁若しくは底部、又は側壁の内側若しくは外側
に向くことに依存する。このことについては、以下で史
に記述する。ウェー／ＳがスノＪ？ツタリング源に関し
て静止状態にあるから、各点での蒸着が、蒸着物全体に
わたって、時間的に変化する割合で進められるのではな
く、一定の割合で進められる（蒸着源に一定の出力を印
加すると仮定している）。
、及びその静止の特色は、付着された膜の所望の特徴及
び均一性に対して付加的ではあるが都合のよいものを含
んでいる。ウエーノ・表面上のある点での付着の局在率
は、半径位置及びウェーハ表面の地形状、つまり、その
付着の位置の表面が平らかどうか、又はステップ若しく
は溝の側壁若しくは底部、又は側壁の内側若しくは外側
に向くことに依存する。このことについては、以下で史
に記述する。ウェー／ＳがスノＪ？ツタリング源に関し
て静止状態にあるから、各点での蒸着が、蒸着物全体に
わたって、時間的に変化する割合で進められるのではな
く、一定の割合で進められる（蒸着源に一定の出力を印
加すると仮定している）。
従って、いろいろな点での蒸着の厚さ及び表面の地形状
は、同心的に設置された蒸着源及びウェーハを通る共通
軸のまわシで径方向に対称となる。
は、同心的に設置された蒸着源及びウェーハを通る共通
軸のまわシで径方向に対称となる。
更に、前述で暗示したように、コーティングの中に取り
込まれた汚染の水準が、汚染パックグランド・ガス（酸
素のようなガス）の分子及びス・母ツタコーティング材
料（アルミニウムのような材料）の原子のウェーハ表面
での相対的な到着率に依存する。汚染パックグランドガ
スの分圧が一定の割合で蒸着している間に一定して残っ
ているならばコーティングの中に取シ込まれた局所的汚
染水準は、蒸着された膜の厚さ全体にわたって均一とな
る。
込まれた汚染の水準が、汚染パックグランド・ガス（酸
素のようなガス）の分子及びス・母ツタコーティング材
料（アルミニウムのような材料）の原子のウェーハ表面
での相対的な到着率に依存する。汚染パックグランドガ
スの分圧が一定の割合で蒸着している間に一定して残っ
ているならばコーティングの中に取シ込まれた局所的汚
染水準は、蒸着された膜の厚さ全体にわたって均一とな
る。
対照的に、このような状況は、蒸着源に関するウェーハ
の運動よシ蒸着期間の間に時間と共に変化する蒸着率と
なる従来技術によるロードロンク装置においては得られ
なかった。このようなウェー・・の運動は、膜成長期間
中にコーティングの中に取り込まれた汚染水準を不均一
にし、逆にウェー・・から良め半導体の産出に影響をお
よぼす。ウェーハが何度も蒸着源を通過させられる従来
技術による装置の場合に、金属膜は層状に蒸着され、望
んでいない層状になった汚染水準の形状に順に至ってし
まう。
の運動よシ蒸着期間の間に時間と共に変化する蒸着率と
なる従来技術によるロードロンク装置においては得られ
なかった。このようなウェー・・の運動は、膜成長期間
中にコーティングの中に取り込まれた汚染水準を不均一
にし、逆にウェー・・から良め半導体の産出に影響をお
よぼす。ウェーハが何度も蒸着源を通過させられる従来
技術による装置の場合に、金属膜は層状に蒸着され、望
んでいない層状になった汚染水準の形状に順に至ってし
まう。
ここで、第９図に示されたス・ぐツタリング源１００の
詳論に戻ると、そこでの放出端がリング形状ターケ９ッ
ト１１２を含んでいることがわかるであろう。そのター
ケ９ットは第９図は破線にして略示的に示されているが
、第１０図では略示化された断面図の中でより詳しく示
されている。このようなスパッタリング源の一例が、１
９７８年７月１１日発行の米国特許第４．．１００，０
５５号にＲ，Ｍ、レイニーによるス・ぐツタリング装置
に対するターゲット形状″の中に詳細に開示されている
。このようなスパッタリング源がまた、登録商標ＵＳ−
Ｇｕｎ”の下でパリアンＯアンシエイツ・インコーホレ
イテッドによシ製造され、商業化されている。このよう
なス・ぐツタコーティング源が磁気的に閉じ込められた
ガス吐出に利用され、寸たアルゴンがスの大気圧以下の
内部ガス環境も必要とされている。
詳論に戻ると、そこでの放出端がリング形状ターケ９ッ
ト１１２を含んでいることがわかるであろう。そのター
ケ９ットは第９図は破線にして略示的に示されているが
、第１０図では略示化された断面図の中でより詳しく示
されている。このようなスパッタリング源の一例が、１
９７８年７月１１日発行の米国特許第４．．１００，０
５５号にＲ，Ｍ、レイニーによるス・ぐツタリング装置
に対するターゲット形状″の中に詳細に開示されている
。このようなスパッタリング源がまた、登録商標ＵＳ−
Ｇｕｎ”の下でパリアンＯアンシエイツ・インコーホレ
イテッドによシ製造され、商業化されている。このよう
なス・ぐツタコーティング源が磁気的に閉じ込められた
ガス吐出に利用され、寸たアルゴンがスの大気圧以下の
内部ガス環境も必要とされている。
リンク形状ターゲットを含む他のスパッタリング源はま
た、例えば平面型マグネトロン源として使用することも
できる。
た、例えば平面型マグネトロン源として使用することも
できる。
ガス吐出からの正電荷イオンは５−Ｇｕｎターゲット１
１２に衝突する。そのイオンは、望み通シ蒸着されるコ
ーティング用のス・母ツタリング源の材料、たとえばア
ルミニウムから作られる。従って、その給源の材料は、
その給源から外に向って、ターケ８ットからスパッタリ
ングをおこされる。そのスパッターコーティング処理は
、真空チェンバｌＯの大気圧以下で制御された環境の下
でおこなわれる。その中での主要なガスは、通常ではア
ルコゝンであって、ガス吐出を助けるために非常に低圧
にして故意に導入されている。そのガス吐出を助けるた
めに必要なアルゴン圧は、はぼ２〜２０ミクロンの範囲
であり、以下で記述するようにコーティングの品質に影
響を与えることがわかった。このような吐出を助けるの
に必要なアルコゝンが、いろいろなウェーハ処理ステー
ションに故意に導入されたアルコゝンから都合よく移る
ことが知られている。このことについて、以下で汐エー
ハ加熱ステーション２８及びウェーハ冷却手段１１８と
関連して記述する。
１２に衝突する。そのイオンは、望み通シ蒸着されるコ
ーティング用のス・母ツタリング源の材料、たとえばア
ルミニウムから作られる。従って、その給源の材料は、
その給源から外に向って、ターケ８ットからスパッタリ
ングをおこされる。そのスパッターコーティング処理は
、真空チェンバｌＯの大気圧以下で制御された環境の下
でおこなわれる。その中での主要なガスは、通常ではア
ルコゝンであって、ガス吐出を助けるために非常に低圧
にして故意に導入されている。そのガス吐出を助けるた
めに必要なアルゴン圧は、はぼ２〜２０ミクロンの範囲
であり、以下で記述するようにコーティングの品質に影
響を与えることがわかった。このような吐出を助けるの
に必要なアルコゝンが、いろいろなウェーハ処理ステー
ションに故意に導入されたアルコゝンから都合よく移る
ことが知られている。このことについて、以下で汐エー
ハ加熱ステーション２８及びウェーハ冷却手段１１８と
関連して記述する。
第９及び第１０図かられかるように、ス・ぐツタリング
源１００は、内径及び外径を有し、それらを連結した形
状であって、平均して約３０度だけ内側にほぼ倒立した
円錐形状を有するリング形状給源としてもよい。実際上
、ターゲット１１２の形状がターゲットの寿命にわたっ
て侵食されるだろうから、°′円錐”という言葉は近似
的に表わしたものとわかるであろう。第１０図では、典
型的な新しいターゲットの形状とターゲットの寿命の終
り壕で同じターゲットの形状の両方が重ね合せに図示さ
れている。さらに、多くのいろいろな形状が可能である
。例えば、上に記載した米国特許第４，１００，０５５
号を参照。更に、例えば平面型マグネト−ロンのような
いくつかの有用なリング形状給源は、このようなほぼ円
錐形状ではない。
源１００は、内径及び外径を有し、それらを連結した形
状であって、平均して約３０度だけ内側にほぼ倒立した
円錐形状を有するリング形状給源としてもよい。実際上
、ターゲット１１２の形状がターゲットの寿命にわたっ
て侵食されるだろうから、°′円錐”という言葉は近似
的に表わしたものとわかるであろう。第１０図では、典
型的な新しいターゲットの形状とターゲットの寿命の終
り壕で同じターゲットの形状の両方が重ね合せに図示さ
れている。さらに、多くのいろいろな形状が可能である
。例えば、上に記載した米国特許第４，１００，０５５
号を参照。更に、例えば平面型マグネト−ロンのような
いくつかの有用なリング形状給源は、このようなほぼ円
錐形状ではない。
このよう彦侵食にかかわらず、ターゲット１１２から発
する重要な微量の材料は、依然として給源の軸線に向っ
て内側に方向付けされている。加えて、外に向くことに
なるターゲットのより侵食された底部からのいくらかの
材料は、実際次侵食された側壁によってさえぎられるだ
ろう。その側壁では、大体内側に向って再ス・やツタリ
ングがおこるかもしれない。従って、ターゲットの侵食
があったとしても、ス・ぐツタリング１００は、リング
形状給源と同様に作動すると特性化させられるし、有効
にほぼ倒立した円錐形状となりうる。はぼ倒立した円錐
形状がプレーナの形状よシも、給源がらス・ぐツタされ
た材料をよシ効率よく利用できるようになると信じられ
る。このことは、スパッタされた材料の大部分が、シー
ルド上に無用に蒸着されるかわりにウェーハ上に蒸着さ
れた大部分から成る円錐の形状のため、はぼ内側に向け
られるためだと信じられる。
する重要な微量の材料は、依然として給源の軸線に向っ
て内側に方向付けされている。加えて、外に向くことに
なるターゲットのより侵食された底部からのいくらかの
材料は、実際次侵食された側壁によってさえぎられるだ
ろう。その側壁では、大体内側に向って再ス・やツタリ
ングがおこるかもしれない。従って、ターゲットの侵食
があったとしても、ス・ぐツタリング１００は、リング
形状給源と同様に作動すると特性化させられるし、有効
にほぼ倒立した円錐形状となりうる。はぼ倒立した円錐
形状がプレーナの形状よシも、給源がらス・ぐツタされ
た材料をよシ効率よく利用できるようになると信じられ
る。このことは、スパッタされた材料の大部分が、シー
ルド上に無用に蒸着されるかわりにウェーハ上に蒸着さ
れた大部分から成る円錐の形状のため、はぼ内側に向け
られるためだと信じられる。
第９図でわかるように、ウェーハ１５は、前述したよう
にコーティングの間に給源１００に関して同心で静止的
に固定され乱つ平行な関係に保たれている。そのウェー
ハは、クリップ組立体２０によって比較的薄いウェーハ
支持体プレーｈ ＆ｌｌ立体１８の内に弾力的に支持さ
れている１、このような関係は、第１０図の略示的図で
より分解的に示されている。この図は、有効給源ターゲ
ット−ウェーハ間隔Ｘ１コーテイングされたウェーハに
そってその中心から測った半径位置ｒを定義するのに役
立てるものである。これらの量を定義する際、給源Ｐ、
ｌの有効平面を同一のものとみることが有益である。こ
の有効平面は、基準平面となるものであって、この基準
平面とは、ターゲットの寿命の終り１でにこの基準平面
の上下における侵食された材料の量が等；−くなるよう
な平面基準である。
にコーティングの間に給源１００に関して同心で静止的
に固定され乱つ平行な関係に保たれている。そのウェー
ハは、クリップ組立体２０によって比較的薄いウェーハ
支持体プレーｈ ＆ｌｌ立体１８の内に弾力的に支持さ
れている１、このような関係は、第１０図の略示的図で
より分解的に示されている。この図は、有効給源ターゲ
ット−ウェーハ間隔Ｘ１コーテイングされたウェーハに
そってその中心から測った半径位置ｒを定義するのに役
立てるものである。これらの量を定義する際、給源Ｐ、
ｌの有効平面を同一のものとみることが有益である。こ
の有効平面は、基準平面となるものであって、この基準
平面とは、ターゲットの寿命の終り１でにこの基準平面
の上下における侵食された材料の量が等；−くなるよう
な平面基準である。
また、有効給源直径Ｄ８を定義することも有益である。
この有効給源直径は、ターゲットの寿命の終りまでに、
その直径の外側で侵食された材料の量がその直径の内側
で侵食されたその量と等しくなるような直径である。従
って、Ｘは、解析的に言うと、ウエーノ・と平面Ｐ８と
の間の距離である。商業的に役に立つような典型的なス
ノｅツタリング源１００を、第１０図で示されているよ
うに、実際的に、ターゲットの外直径及び内直径をそれ
ぞれ５．１５インチ（１３，１ｃｍ ）及び２．１２イ
ンチ（５，４ｃｒｎ）とし、夕・−ケ゛ットの高さを０
．８８インチ（２，２４ＣｎＩ）とすることができる。
その直径の外側で侵食された材料の量がその直径の内側
で侵食されたその量と等しくなるような直径である。従
って、Ｘは、解析的に言うと、ウエーノ・と平面Ｐ８と
の間の距離である。商業的に役に立つような典型的なス
ノｅツタリング源１００を、第１０図で示されているよ
うに、実際的に、ターゲットの外直径及び内直径をそれ
ぞれ５．１５インチ（１３，１ｃｍ ）及び２．１２イ
ンチ（５，４ｃｒｎ）とし、夕・−ケ゛ットの高さを０
．８８インチ（２，２４ＣｎＩ）とすることができる。
従って、図に示された侵食・ぐターンに対しては、その
有効給源直径は、商業的な給源に対して約４．６インチ
（１１，７ｒｍ）である。同様に、給源の有効平面Ｐ８
が侵食されていないターゲットの頂端の下方に約０．５
インチ（１−２７ｃｍ ）の所にあることがわかるであ
ろう。
有効給源直径は、商業的な給源に対して約４．６インチ
（１１，７ｒｍ）である。同様に、給源の有効平面Ｐ８
が侵食されていないターゲットの頂端の下方に約０．５
インチ（１−２７ｃｍ ）の所にあることがわかるであ
ろう。
意外にも、非常に良いプレーナの均−性及びよシ優れた
ステップカバレージを有した半導体のプレーナが可能で
あるけれども、蒸着期間中に給源１００に関して図示さ
れているように静止的にウェーハを保ち続けること、そ
してこのようなコーティングが、特定の幾伺学的及び位
置的制約が観測され、適切な内部ガス環境及び圧力が保
たれる限り、はぼ１分という比較的短い蒸着時間内にお
こ々いうろことがわかったであろう。非常によい均−性
及び優れたステップカバレージを得るだめのこれら必須
条件は、期待されうるこれらの因子についての改良の程
度はもちろん、第１１〜１５図でグラフによシ説明され
ている。ここで使用され、図の中にもある゛均一性″と
いう用語が、均一性がウェーハの中心での厚さと考えら
れる半径位置における厚さの割合であることはわかるで
あろう。従って、例により、均一性はウェーハの中心の
厚さを１と規格化する。
ステップカバレージを有した半導体のプレーナが可能で
あるけれども、蒸着期間中に給源１００に関して図示さ
れているように静止的にウェーハを保ち続けること、そ
してこのようなコーティングが、特定の幾伺学的及び位
置的制約が観測され、適切な内部ガス環境及び圧力が保
たれる限り、はぼ１分という比較的短い蒸着時間内にお
こ々いうろことがわかったであろう。非常によい均−性
及び優れたステップカバレージを得るだめのこれら必須
条件は、期待されうるこれらの因子についての改良の程
度はもちろん、第１１〜１５図でグラフによシ説明され
ている。ここで使用され、図の中にもある゛均一性″と
いう用語が、均一性がウェーハの中心での厚さと考えら
れる半径位置における厚さの割合であることはわかるで
あろう。従って、例により、均一性はウェーハの中心の
厚さを１と規格化する。
第１１及び第１２図では、半径位置ｒインチの関数とし
てウェー／・１５の主要な最上のプレーナ表面上への蒸
着の厚さの均一性を図示している。
てウェー／・１５の主要な最上のプレーナ表面上への蒸
着の厚さの均一性を図示している。
この均一性は前述したように規格化された相対的測定で
ある。第１１図では、４つの曲線が示され、各々は、給
源からウェーハまでの距離Ｘがそれぞれ２．３．４そし
て５インチを取ったときのものである。第１２図では、
両均−性の曲線は、給源からウェーハまでの距離Ｘが４
インチであるときのものである。しかし、一方は２ミク
ロン圧のアルゴンの環境に対してであり、他方は１０ミ
クロン圧のアルコゝンの環境に対してである。
ある。第１１図では、４つの曲線が示され、各々は、給
源からウェーハまでの距離Ｘがそれぞれ２．３．４そし
て５インチを取ったときのものである。第１２図では、
両均−性の曲線は、給源からウェーハまでの距離Ｘが４
インチであるときのものである。しかし、一方は２ミク
ロン圧のアルゴンの環境に対してであり、他方は１０ミ
クロン圧のアルコゝンの環境に対してである。
第１１図では、ウェーハ１５のプレーナ表面全体の蒸着
の均一性が、有効給源直径Ｄｓがウェーハの直径ＤＷよ
シも大きい限り、給源とウェーハの間の相対的な運動が
なくても非常に良いという驚くべき結果が示されている
。特に、第１１図によって示されているように、プレー
ナカバレージの均一性は、（＆）及び（ｂ）である限り
±１５％よυもよい。
の均一性が、有効給源直径Ｄｓがウェーハの直径ＤＷよ
シも大きい限り、給源とウェーハの間の相対的な運動が
なくても非常に良いという驚くべき結果が示されている
。特に、第１１図によって示されているように、プレー
ナカバレージの均一性は、（＆）及び（ｂ）である限り
±１５％よυもよい。
ここで、（、）とは、Ｘがほぼ０．４Ｄ８から１． Ｌ
Ｄ、の範囲内であること（Ｄ８＝＝ ４．６インチに
対してＸ＝２インチから５インチ）。（ｂ）とは、ウェ
ーハの最大直径ＤＷｍａｘが約０．９Ｄ８よジ小さいこ
と（又は、ウェーハの直径の半分に等しいｒの値、有効
直径Ｄｓ＝４．６インチの給源に対しては約２．１−ｒ
ンチ）。
Ｄ、の範囲内であること（Ｄ８＝＝ ４．６インチに
対してＸ＝２インチから５インチ）。（ｂ）とは、ウェ
ーハの最大直径ＤＷｍａｘが約０．９Ｄ８よジ小さいこ
と（又は、ウェーハの直径の半分に等しいｒの値、有効
直径Ｄｓ＝４．６インチの給源に対しては約２．１−ｒ
ンチ）。
よシよい誤差でさえウェーハ直径のある範囲全体にわた
ってその誤差の上限の中に示されている。
ってその誤差の上限の中に示されている。
たとえば、約０．６５までものウェーハ直径対給源直径
の比の範囲全体にわたって（約１．５インチまでもの半
径位置ｒで）、均一性は±８．８％よりもよい。ｍ−＝
すれば、３．０インチ（７，６３ｃｍ ）のウェーハの
直径全体にわたｐ、４．６インチ（１１，７４ｍ）の有
効給源を有し、３ミクロンアルゴン圧の環境と仮定する
と、プレーナ均一性は、給源からウェーハまでの間隔Ｘ
が０．４ＤＢから１． Ｉ Ｄ８の範囲内に選んだにも
かかわらず±０．８％よりもよい。
の比の範囲全体にわたって（約１．５インチまでもの半
径位置ｒで）、均一性は±８．８％よりもよい。ｍ−＝
すれば、３．０インチ（７，６３ｃｍ ）のウェーハの
直径全体にわたｐ、４．６インチ（１１，７４ｍ）の有
効給源を有し、３ミクロンアルゴン圧の環境と仮定する
と、プレーナ均一性は、給源からウェーハまでの間隔Ｘ
が０．４ＤＢから１． Ｉ Ｄ８の範囲内に選んだにも
かかわらず±０．８％よりもよい。
給源からウェーハまでの間隔Ｘをほぼ０．４ Ｄ、から
０．９Ｄ８までの範囲と限ることにより、プレーナ均一
性は、更に第１１図でわかるように、±５％よりもよく
改良されている。
０．９Ｄ８までの範囲と限ることにより、プレーナ均一
性は、更に第１１図でわかるように、±５％よりもよく
改良されている。
前述のプレーナ均一性の数値は、蒸着が遂行された環境
のアルゴンの圧力により影響を受けるであろうが、しか
し前記の驚くべき均一性の結果は、それにもかかわらず
持続している。とりわけ圧力因子の影響を考えると、嬉
１２図は、次の２つの条件の下でＸ＝４インチの給源か
らウエーノ・までの距離及び５インチの外円の直径の給
源（有効給源直径Ｄａ＝４．６ミニ４．６インチという
模範的な場合に対して何が起こるかを示している。１つ
の条件は、２ミクロン圧のアルゴンの環境、他方は１０
ミクロン圧のアルゴンの環境。２ミクロン圧のアルゴン
で、±１０％の均一性がほぼ４．３インチ（１０，９ｃ
ｍ ）の最大ウェーハ直径（はぼ２．２インチ（５，６
α）の半径位置）まで得られることがわかるであろう。
のアルゴンの圧力により影響を受けるであろうが、しか
し前記の驚くべき均一性の結果は、それにもかかわらず
持続している。とりわけ圧力因子の影響を考えると、嬉
１２図は、次の２つの条件の下でＸ＝４インチの給源か
らウエーノ・までの距離及び５インチの外円の直径の給
源（有効給源直径Ｄａ＝４．６ミニ４．６インチという
模範的な場合に対して何が起こるかを示している。１つ
の条件は、２ミクロン圧のアルゴンの環境、他方は１０
ミクロン圧のアルゴンの環境。２ミクロン圧のアルゴン
で、±１０％の均一性がほぼ４．３インチ（１０，９ｃ
ｍ ）の最大ウェーハ直径（はぼ２．２インチ（５，６
α）の半径位置）まで得られることがわかるであろう。
アルゴン圧を１０ミクロン葦で上げると、同じ±１０％
の均一性を保つだめの最大直径は、はぼ３．６インチ（
はぼ１．８インチの半径位置）に均１６％だけ減少する
ことになる。かわって、直径３．０インチのウェーハに
対して、均一１ｌｆ２ミクロンのアルゴン圧に対して約
±４％であシ、１０ミクロンのアルコゝン圧に対してほ
ぼ±７％になり、共に多くの半導体ウェーハの応用に対
してよシ優れた結果であるとわかるであろう。
の均一性を保つだめの最大直径は、はぼ３．６インチ（
はぼ１．８インチの半径位置）に均１６％だけ減少する
ことになる。かわって、直径３．０インチのウェーハに
対して、均一１ｌｆ２ミクロンのアルゴン圧に対して約
±４％であシ、１０ミクロンのアルコゝン圧に対してほ
ぼ±７％になり、共に多くの半導体ウェーハの応用に対
してよシ優れた結果であるとわかるであろう。
第１５図では、更にアルゴン環境の圧力の影響が示され
ている。この図で、給源−ウェーハ間隔４インチに対し
て、ブレーナカバレージが２つの半径位置、一方が１．
５インチ（３，８１ｃｒｎ）で他方が２．０インチに対
してアルゴン圧のミクロン単位の関数として示されてい
る。期待通シ、最も内側の半径位置は最も高い均一性を
示している。しかしこれら両開線は、アルゴン圧全体に
わたって同様に変化している。０ミクロンから５ミクロ
ンまで、その変化が両半径位置とも最も急激であるとわ
かるであろう。しかし、５ミクロンから１５ミクロンま
で、均一性の変化は、両方とも数・ぞ−セントのオーダ
で非常に小さい。従って、プレーナ均一性が、５ミクロ
ンから１５ミクロンまでの間の中でアルゴン圧の変化に
非常に敏感でなく、このことが以下で詳細に説明される
ように、ステツブカバレージを最適化する際に重要にな
り、アルゴン圧の変化により、より大きな影響を受ける
という驚くべき事実であることがわかるであろう。
ている。この図で、給源−ウェーハ間隔４インチに対し
て、ブレーナカバレージが２つの半径位置、一方が１．
５インチ（３，８１ｃｒｎ）で他方が２．０インチに対
してアルゴン圧のミクロン単位の関数として示されてい
る。期待通シ、最も内側の半径位置は最も高い均一性を
示している。しかしこれら両開線は、アルゴン圧全体に
わたって同様に変化している。０ミクロンから５ミクロ
ンまで、その変化が両半径位置とも最も急激であるとわ
かるであろう。しかし、５ミクロンから１５ミクロンま
で、均一性の変化は、両方とも数・ぞ−セントのオーダ
で非常に小さい。従って、プレーナ均一性が、５ミクロ
ンから１５ミクロンまでの間の中でアルゴン圧の変化に
非常に敏感でなく、このことが以下で詳細に説明される
ように、ステツブカバレージを最適化する際に重要にな
り、アルゴン圧の変化により、より大きな影響を受ける
という驚くべき事実であることがわかるであろう。
十分に満足のいくコーティングを得るために、ウェーハ
１５の主要なゾレーナ表面内の溝及びステップのような
特長部の側壁が十分にコーティングされること、すなわ
ち、よいパステップカパレーノ″が与えられることが肝
要である。側壁がウェーハの主要なプレーナ表面にほぼ
垂直になる表面として形成されてもよい。走査用電子マ
イクロスコープが、特殊な応用面で実現されたステツブ
カバレージの十分さを少なくとも実質的に評価するため
の主要な道具として半導体デバイス業者によシ使用され
ている。
１５の主要なゾレーナ表面内の溝及びステップのような
特長部の側壁が十分にコーティングされること、すなわ
ち、よいパステップカパレーノ″が与えられることが肝
要である。側壁がウェーハの主要なプレーナ表面にほぼ
垂直になる表面として形成されてもよい。走査用電子マ
イクロスコープが、特殊な応用面で実現されたステツブ
カバレージの十分さを少なくとも実質的に評価するため
の主要な道具として半導体デバイス業者によシ使用され
ている。
従来技術では、十分な均−性及びステツブカバレージを
得るために蒸着源に関してウェーハの相対的な運動の必
要性が、広範囲な経験にょシ教えられ、公知となってい
る。Ｉ 、Ａ、ブレツク、 Ｄ、Ｂ。
得るために蒸着源に関してウェーハの相対的な運動の必
要性が、広範囲な経験にょシ教えられ、公知となってい
る。Ｉ 、Ａ、ブレツク、 Ｄ、Ｂ。
フレイザーとＳ、Ｅ、ハッズコーの″コンピュータシュ
ミレーション及び電子マイクロスコープによるＡ４ステ
ップカバレージの最適化”ジャーナル・オプ拳バキュー
ム會すイエンテイフイク・テクノロジー１５巻１３−１
５ページ（１月−２月、１９７８）の最近の記事で、金
属フィルム蒸着のコンピュータシュミレーションと、遊
星取付具の加わった電子ビーム蒸発源、すなわち加熱さ
れない基板上の蒸着で得られた実際の膜ステツブカバレ
ージの走査用電子マイクロスコーｆ（Ｓ ＥＭ ）フォ
トグラフィの間にすぐれた一致のあることがレポートさ
れている。その文献の中で使用された給源は小面積熱蒸
発源であるけれども、本発明の装置においては、リング
形状スパッタリング源１１２が使用され、更にこの給源
は静止的で、密に連結されており、その文献で調べられ
た幾何学的考察は全く直接的にあられれている。本発明
のような給源によるいろいろな表面上の蒸着は、その文
献のような同心的に位置付けされた小面積給源からよシ
もよくあるべきであろうとも、その文献で調べられた考
察は、リング形状給源の直径に関して実際的に興味のあ
るウェーハの大きさに対して、十分なシャドウィングが
ウェーハの多くにわたっての十分々ステップカバレージ
の可能性に重大な疑いをおこさせることを決して示して
いない。しかし、驚くべきことに、本発明において、非
常に高品質なステップカバレージは、実際実現できる。
ミレーション及び電子マイクロスコープによるＡ４ステ
ップカバレージの最適化”ジャーナル・オプ拳バキュー
ム會すイエンテイフイク・テクノロジー１５巻１３−１
５ページ（１月−２月、１９７８）の最近の記事で、金
属フィルム蒸着のコンピュータシュミレーションと、遊
星取付具の加わった電子ビーム蒸発源、すなわち加熱さ
れない基板上の蒸着で得られた実際の膜ステツブカバレ
ージの走査用電子マイクロスコーｆ（Ｓ ＥＭ ）フォ
トグラフィの間にすぐれた一致のあることがレポートさ
れている。その文献の中で使用された給源は小面積熱蒸
発源であるけれども、本発明の装置においては、リング
形状スパッタリング源１１２が使用され、更にこの給源
は静止的で、密に連結されており、その文献で調べられ
た幾何学的考察は全く直接的にあられれている。本発明
のような給源によるいろいろな表面上の蒸着は、その文
献のような同心的に位置付けされた小面積給源からよシ
もよくあるべきであろうとも、その文献で調べられた考
察は、リング形状給源の直径に関して実際的に興味のあ
るウェーハの大きさに対して、十分なシャドウィングが
ウェーハの多くにわたっての十分々ステップカバレージ
の可能性に重大な疑いをおこさせることを決して示して
いない。しかし、驚くべきことに、本発明において、非
常に高品質なステップカバレージは、実際実現できる。
第１１及び第１２図と関連して前述し、プレーナカバレ
ージの非常に良い均一性を生じさせた多くの形状は寸だ
良いステツノカバレージをおこなうけれども、給源−ウ
ェーハの間隔の範囲及び値、並びにウェーハと給源の直
径の関連はそれぞれ同一化され、コーティングの環境に
対するアルコゝン圧の範囲及び値を有するようにこのよ
うなカバレージに依然としてよシよい品質を与える。
ージの非常に良い均一性を生じさせた多くの形状は寸だ
良いステツノカバレージをおこなうけれども、給源−ウ
ェーハの間隔の範囲及び値、並びにウェーハと給源の直
径の関連はそれぞれ同一化され、コーティングの環境に
対するアルコゝン圧の範囲及び値を有するようにこのよ
うなカバレージに依然としてよシよい品質を与える。
第１３及び第１４図は、これら最適化・ぐラメータを定
義するのに助けとなシ、半径位置の関数として側壁カバ
レージの厚さの測定値をグラフにしである。各半径位置
でのすべては、その半径位置でのプレーナ表面上に得ら
れるであろう蒸着の厚さに規格化される。物理的に、こ
のことは、ウェーハに形成され溝がウェーハの中心に向
くのと、ウェーハの中心から外へ向くのと両面を含む側
壁を有してもよいからである。驚くまでもなく、それら
両面がほぼ同じ半径位置にあるにもかかわらず、外側に
向いた側面は、内側に向いだ側面よりも著しく薄い蒸着
がおこなわれる。この事は、第１３及び第１４図に表わ
されている。図では、水平軸の左側は、外に向いた側壁
に対する半径位置に対応し、その右側は、内側に向いた
側壁に対する半径位置に対応している。プレーナ表面カ
バレージの・や−センテージとして側壁カバレージを垂
直軸にとり、且つ前述したように規格化しであることが
更にわかるであろう。両グラフとも、アルゴン３ミクロ
ン圧及びアルゴン１０ミクロン圧を示している。第１３
図は、給源一基板距離４インチに対してであり、第１４
図は、給源一基板距離３インチに対してである。
義するのに助けとなシ、半径位置の関数として側壁カバ
レージの厚さの測定値をグラフにしである。各半径位置
でのすべては、その半径位置でのプレーナ表面上に得ら
れるであろう蒸着の厚さに規格化される。物理的に、こ
のことは、ウェーハに形成され溝がウェーハの中心に向
くのと、ウェーハの中心から外へ向くのと両面を含む側
壁を有してもよいからである。驚くまでもなく、それら
両面がほぼ同じ半径位置にあるにもかかわらず、外側に
向いた側面は、内側に向いだ側面よりも著しく薄い蒸着
がおこなわれる。この事は、第１３及び第１４図に表わ
されている。図では、水平軸の左側は、外に向いた側壁
に対する半径位置に対応し、その右側は、内側に向いた
側壁に対する半径位置に対応している。プレーナ表面カ
バレージの・や−センテージとして側壁カバレージを垂
直軸にとり、且つ前述したように規格化しであることが
更にわかるであろう。両グラフとも、アルゴン３ミクロ
ン圧及びアルゴン１０ミクロン圧を示している。第１３
図は、給源一基板距離４インチに対してであり、第１４
図は、給源一基板距離３インチに対してである。
それら曲線からすぐに明らかなように、更に思いがけな
い事実が、外向きの側壁をコートするのにより困離な側
壁カバレージが３ミクロンから１０ミクロンの範囲のア
ルコゝン大気の圧力を上昇させてドラマチックに改良さ
れたことの中に表われている。このことは、給源−ウエ
ーノ・の間隔の範囲に対して、たとえば、Ｘ−３及びＸ
＝４の両方に正しい。第１４図（Ｘ−３インチ）で、側
壁力・ぐレーゾば、たとえば、半径位置２．０インチ（
直径４インチのウェーハの縁に対応する）で４％弱から
ほぼ１２チまで、そして直径３インチのウェーハの縁で
１５％から２０チに増加する。第１３図（Ｘ＝４インチ
）かられかるように、側壁力・ぐレーゾは、３インチウ
エーノ・の縁でほぼ９％からほぼ１７係に増加する。ま
た、同様の一般的な給源−ウェーハ距離及び良いプレー
ナカバレージとなるように見出されだウエーノ・と給源
との間の同種の関係がまだ、特に外側と内側に面した壁
の改良のあるカバレージで、プレーナ表面カバレージの
均一性をひどく下げない範囲内で増加したアルゴン圧の
有益な効果が考えられるようなときに、良い側壁カバレ
ージになることもわかるであろう。
い事実が、外向きの側壁をコートするのにより困離な側
壁カバレージが３ミクロンから１０ミクロンの範囲のア
ルコゝン大気の圧力を上昇させてドラマチックに改良さ
れたことの中に表われている。このことは、給源−ウエ
ーノ・の間隔の範囲に対して、たとえば、Ｘ−３及びＸ
＝４の両方に正しい。第１４図（Ｘ−３インチ）で、側
壁力・ぐレーゾば、たとえば、半径位置２．０インチ（
直径４インチのウェーハの縁に対応する）で４％弱から
ほぼ１２チまで、そして直径３インチのウェーハの縁で
１５％から２０チに増加する。第１３図（Ｘ＝４インチ
）かられかるように、側壁力・ぐレーゾは、３インチウ
エーノ・の縁でほぼ９％からほぼ１７係に増加する。ま
た、同様の一般的な給源−ウェーハ距離及び良いプレー
ナカバレージとなるように見出されだウエーノ・と給源
との間の同種の関係がまだ、特に外側と内側に面した壁
の改良のあるカバレージで、プレーナ表面カバレージの
均一性をひどく下げない範囲内で増加したアルゴン圧の
有益な効果が考えられるようなときに、良い側壁カバレ
ージになることもわかるであろう。
更に、これら一般的な・ぐラメータの中で、よく特別な
範囲が、最も改良された側壁カバレージに対して興味深
いものである。特に、給源−ウェーハ距離Ｘが０．４Ｄ
８から０．９ Ｄｌｉｌ（すなわち、有効給源半径Ｄ８
＝４．６インチとするとＸ＝２−５インチ及びほぼ０．
７Ｄ、（又は、有効給源半径り、＝４．６インチとする
とＤｗ＝ ３．２インチ−８，１３ｃｒｎまで）以内の
ウェーハ直径に対して、プレーナ蒸着の均一性が±１０
％！、９もよいばかりか、最小の側壁カッＺレージが少
なくともプレーナカッ々レーノノ１０チで、アルゴン圧
が１０ミクロンの近傍に保っている限シではもつとよい
。前述以内の範囲は依然としてより有用である。たとえ
ば、第１３及び第１４図（給源−ウエーハ距離Ｘ＝３イ
ンチ）でわかったように、側壁カバレージが３インチの
ウェーハの縁の外のプレーナカバレージの少なくとも２
０％で、Ｘ−４インチでは側壁カバレージは同じ場合に
少なくとも１７係である。
範囲が、最も改良された側壁カバレージに対して興味深
いものである。特に、給源−ウェーハ距離Ｘが０．４Ｄ
８から０．９ Ｄｌｉｌ（すなわち、有効給源半径Ｄ８
＝４．６インチとするとＸ＝２−５インチ及びほぼ０．
７Ｄ、（又は、有効給源半径り、＝４．６インチとする
とＤｗ＝ ３．２インチ−８，１３ｃｒｎまで）以内の
ウェーハ直径に対して、プレーナ蒸着の均一性が±１０
％！、９もよいばかりか、最小の側壁カッＺレージが少
なくともプレーナカッ々レーノノ１０チで、アルゴン圧
が１０ミクロンの近傍に保っている限シではもつとよい
。前述以内の範囲は依然としてより有用である。たとえ
ば、第１３及び第１４図（給源−ウエーハ距離Ｘ＝３イ
ンチ）でわかったように、側壁カバレージが３インチの
ウェーハの縁の外のプレーナカバレージの少なくとも２
０％で、Ｘ−４インチでは側壁カバレージは同じ場合に
少なくとも１７係である。
模範的な結果のセットを１０ミクロンのコーティングの
間のアルゴン圧及び０．４Ｄ８かう０．９ Ｄ。
間のアルゴン圧及び０．４Ｄ８かう０．９ Ｄ。
の範囲の給源一基板距離に対する上記のデータから、下
記の通り表にできる。
記の通り表にできる。
表 １
プレーナ表面カバ 最小の側壁 半導体ウエーノ・
又は他の基±２０％よりもよい − ”Ｗ
ｍ＆Ｘ −４，２インチ＝０．９Ｄ。
又は他の基±２０％よりもよい − ”Ｗ
ｍ＆Ｘ −４，２インチ＝０．９Ｄ。
±１０％よりもよい １０係以上はる Ｄｗ ｍａｘ
＝３．２インチかによい ＝Ｑ、７
Ｄｓ同様の結果が４インチ及び５インチの直径のウェー
ハに対して得られる。従って、たとえば、±１０％よシ
もよい均−性及び１０係よシもはるかに・よい側壁カバ
レージに対して、最小有効給源半径Ｄｓは、４インチの
直径のウエーノ・に対して５フインチ（１４，５ｃｒｎ
）に、そして５インチの直径のウェーハに対して７．１
インチ（１８，０ｒＩｎ）にほぼ等しい。
＝３．２インチかによい ＝Ｑ、７
Ｄｓ同様の結果が４インチ及び５インチの直径のウェー
ハに対して得られる。従って、たとえば、±１０％よシ
もよい均−性及び１０係よシもはるかに・よい側壁カバ
レージに対して、最小有効給源半径Ｄｓは、４インチの
直径のウエーノ・に対して５フインチ（１４，５ｃｒｎ
）に、そして５インチの直径のウェーハに対して７．１
インチ（１８，０ｒＩｎ）にほぼ等しい。
増加するアルコゝン圧の環境の側壁力・ぐレージにおけ
る観測された改良点のいくつかは、給源とウェーハ間の
空間に局在するスノクツタリングされた原子とアルコゝ
ンがスの原子との間の衝突の結果から生ずると信じられ
ている。従って、ス・ぐツタリングされた原子は、蒸着
の視線から影となった領域内の角のまわり及び縁にわた
っである“散乱ガス″である。８８Ｍフォトグラフィー
は、１０ミクロンアルゴン圧を使用して得られたステッ
プカバｔ／−ノが、たとえば３ミクロンアルコ゛ン圧を
使用して得られたものより十分によいことを本当に示し
ている。
る観測された改良点のいくつかは、給源とウェーハ間の
空間に局在するスノクツタリングされた原子とアルコゝ
ンがスの原子との間の衝突の結果から生ずると信じられ
ている。従って、ス・ぐツタリングされた原子は、蒸着
の視線から影となった領域内の角のまわり及び縁にわた
っである“散乱ガス″である。８８Ｍフォトグラフィー
は、１０ミクロンアルゴン圧を使用して得られたステッ
プカバｔ／−ノが、たとえば３ミクロンアルコ゛ン圧を
使用して得られたものより十分によいことを本当に示し
ている。
ステップカバレージが、アルミニウム蒸着の間、基板を
３００℃に近い温度に加熱することによシ改良をおこな
いうろことは、更に知られている（たとえば、上述で参
照したプレツク等による文献を蚕照）。この有益な結果
は、膜の成長している間、アルミニウム原子の上昇した
温度で増長した可動性から生じる。本発明の装置で使用
さｎた密に連結した給源及び静ＩＦ状態の給源−ウェー
ハの関連をもつ−Ｃ、コーティング中に、高い蒸着率が
実現でき、／ことえは、毎分１０，０００Ｘで、かなり
の熱が発生する。たとえば、ウェーハ表面に到着するス
・ぐツタリングされた原子の運動エネルギーに加えてア
ルミニウムの凝結の熱は、上記蒸着率でＩＣｄ邑りほぼ
０．２ワツトである。１分の蒸着のサイクルの間、典型
的な半導体ウェーハに生じた温度ｅよ、２００℃はどで
ある。従って、本発明の装置内のこの密に連結して且つ
静止的な形状の蒸着の間のウェーハの温度のこのような
上昇が、ステップカバレージに有益な程度にアルミニウ
ムの移転を起こすのに助けとなるだろう。更に、熱の付
加的応用面として、ステップカバレージを改良しうる。
３００℃に近い温度に加熱することによシ改良をおこな
いうろことは、更に知られている（たとえば、上述で参
照したプレツク等による文献を蚕照）。この有益な結果
は、膜の成長している間、アルミニウム原子の上昇した
温度で増長した可動性から生じる。本発明の装置で使用
さｎた密に連結した給源及び静ＩＦ状態の給源−ウェー
ハの関連をもつ−Ｃ、コーティング中に、高い蒸着率が
実現でき、／ことえは、毎分１０，０００Ｘで、かなり
の熱が発生する。たとえば、ウェーハ表面に到着するス
・ぐツタリングされた原子の運動エネルギーに加えてア
ルミニウムの凝結の熱は、上記蒸着率でＩＣｄ邑りほぼ
０．２ワツトである。１分の蒸着のサイクルの間、典型
的な半導体ウェーハに生じた温度ｅよ、２００℃はどで
ある。従って、本発明の装置内のこの密に連結して且つ
静止的な形状の蒸着の間のウェーハの温度のこのような
上昇が、ステップカバレージに有益な程度にアルミニウ
ムの移転を起こすのに助けとなるだろう。更に、熱の付
加的応用面として、ステップカバレージを改良しうる。
しかし、これらの実現性の利益を十分に受けるためにコ
ーティングされたウェーハにむらのない熱の厳密に制御
された応用の実現性は、いままで実行できなかった。従
来技術の装置では、ウェーハは、ウェーハ支持体構造と
の熱的接触が不確実である。ウェーハと給源との間の密
接な結合は、法則というよυむしろ例外であった。さら
に一枚のウェーハに対する蒸着率は非常に高くはなかっ
た。処理の間中、ウェーハ温度全体の制御は所望するも
のを多く放置することになった。
ーティングされたウェーハにむらのない熱の厳密に制御
された応用の実現性は、いままで実行できなかった。従
来技術の装置では、ウェーハは、ウェーハ支持体構造と
の熱的接触が不確実である。ウェーハと給源との間の密
接な結合は、法則というよυむしろ例外であった。さら
に一枚のウェーハに対する蒸着率は非常に高くはなかっ
た。処理の間中、ウェーハ温度全体の制御は所望するも
のを多く放置することになった。
対照的に、本発明の装置では、ウェーハば個々的方式で
操作されている。加えて、ウェーハは静止的に保たれる
が、いろいろな処理ステーションにあるし、そこでは密
に連結している（ロードロックステーションを除いて）
。更に、ウエーノ・がエツジにより支持されているので
、ウェーハの両面は処理するのに対して接近可能である
。このような特長の１つの帰結として、各処理ステーシ
ョンに個々的にウェーハの温度を制御するために９２の
ような手段を設けることが今や可能になった。
操作されている。加えて、ウェーハは静止的に保たれる
が、いろいろな処理ステーションにあるし、そこでは密
に連結している（ロードロックステーションを除いて）
。更に、ウエーノ・がエツジにより支持されているので
、ウェーハの両面は処理するのに対して接近可能である
。このような特長の１つの帰結として、各処理ステーシ
ョンに個々的にウェーハの温度を制御するために９２の
ような手段を設けることが今や可能になった。
特に、本発明の温度制御は、ウエーノ・加熱ステージョ
ン２８及びウェーハ冷却手段１１８と連係して前述した
ガス伝熱手段により上述のように成し遂げられる。これ
らの手段は、前述したようなつ工−ハの背面の後の空間
に微量のアルゴンガス（ス・ぐツタリング蒸着給源の作
動に対して少なくとも必要とされるだけの分量）を導入
することにより、排気環境の下でウェーハを加熱又は冷
却するという問題を解決する。このようなウェーハ加熱
又は冷却手段は、どこかの場所、たとえばコーティング
ステーションに使用することもできるだろう。
ン２８及びウェーハ冷却手段１１８と連係して前述した
ガス伝熱手段により上述のように成し遂げられる。これ
らの手段は、前述したようなつ工−ハの背面の後の空間
に微量のアルゴンガス（ス・ぐツタリング蒸着給源の作
動に対して少なくとも必要とされるだけの分量）を導入
することにより、排気環境の下でウェーハを加熱又は冷
却するという問題を解決する。このようなウェーハ加熱
又は冷却手段は、どこかの場所、たとえばコーティング
ステーションに使用することもできるだろう。
ステップカバ□゛レーノだけでなく、反射性、抵抗性の
ようないろいろな膜の性状、及び接触抵抗が処理ノ間中
、ウェーハ温度によって影響を受けることは知られてい
る。両立的且つ再現可能に得るために、所望の膜の特質
の特別なセットとして、ウェーハ温度を処理のサイクル
を通して再現可能に側倒１することが必要である。従っ
て、本発明の装置は、処理のサイクルを通してウェーハ
温度制御によるステップカバレージを有する所望の膜特
性の特殊なセットを矛盾なく且つ再現可能に得るための
手段を備えている。
ようないろいろな膜の性状、及び接触抵抗が処理ノ間中
、ウェーハ温度によって影響を受けることは知られてい
る。両立的且つ再現可能に得るために、所望の膜の特質
の特別なセットとして、ウェーハ温度を処理のサイクル
を通して再現可能に側倒１することが必要である。従っ
て、本発明の装置は、処理のサイクルを通してウェーハ
温度制御によるステップカバレージを有する所望の膜特
性の特殊なセットを矛盾なく且つ再現可能に得るための
手段を備えている。
もう一度、第１図を参照すると、ウェーハ１５が進めら
れた次のステーションは、第２コーテイングステーシヨ
ン１２８である。いくつかの応用例として、２つの異な
った金属片がウェーハ１５に順々に続けて蒸着させるの
に必要となシ、第１の金属片は第１コーテイングステー
シヨン１４で蒸着させ、第２の金属片は第２コーテイン
グステーシヨン１２８で蒸着させる。−片の金属だけが
使用されると、第２コーテイングステーシヨン１２８は
動作せず放置されることになる。かわって、コーティン
グステーション１２８は、リング形状ターケ゛ット１１
２の置き換えの間の時間を２倍にすることで、スパッタ
リング源の金属片の量を２倍に利用するように使用して
もよい。両コーティングステーションを同時に作動させ
てもよい。たとえば各ステーションを通常の蒸着率の半
分で作動させる。もちろん、かゎシに、１つのコーティ
ングステーションだけを、たとえば、ターケ９ットの寿
命の終シがやってくるまで作動させてもよい。
れた次のステーションは、第２コーテイングステーシヨ
ン１２８である。いくつかの応用例として、２つの異な
った金属片がウェーハ１５に順々に続けて蒸着させるの
に必要となシ、第１の金属片は第１コーテイングステー
シヨン１４で蒸着させ、第２の金属片は第２コーテイン
グステーシヨン１２８で蒸着させる。−片の金属だけが
使用されると、第２コーテイングステーシヨン１２８は
動作せず放置されることになる。かわって、コーティン
グステーション１２８は、リング形状ターケ゛ット１１
２の置き換えの間の時間を２倍にすることで、スパッタ
リング源の金属片の量を２倍に利用するように使用して
もよい。両コーティングステーションを同時に作動させ
てもよい。たとえば各ステーションを通常の蒸着率の半
分で作動させる。もちろん、かゎシに、１つのコーティ
ングステーションだけを、たとえば、ターケ９ットの寿
命の終シがやってくるまで作動させてもよい。
その場合には、その蒸着の負荷は、他のコーティングス
テーションに移ることに々ろう。
テーションに移ることに々ろう。
ウェーハ１５が進められる次のステーションは、冷却ス
テーション１３０である。ウェーハが冷却ステーション
に到着したとき、そのウェーハ温度が色はど高くないな
らば、標準的な放射熱の移動で、冷却サイクルのＰ勺ま
でに真空環境からウェーハを無事に取り除くことができ
る温度に、そのウェーハ温度を下げるのに十分であろう
。十分な冷却が放射だけで成し遂げられないならば、そ
の問題は、ｒｆス・ぐツタ−エツチングの間中の加熱ス
テーションでのウエーノ・の冷却と関連的に前述したよ
うに、第８図のウェーハ冷却手段１１８の使用により軽
減できるであろう。再びもう一度、冷却ステーション１
３０で、この時にガス伝熱ヲ使用することで、本発明の
装置で要求された短いサイクルタイムを成し遂げる際に
重要な役割を果たすであろう。
テーション１３０である。ウェーハが冷却ステーション
に到着したとき、そのウェーハ温度が色はど高くないな
らば、標準的な放射熱の移動で、冷却サイクルのＰ勺ま
でに真空環境からウェーハを無事に取り除くことができ
る温度に、そのウェーハ温度を下げるのに十分であろう
。十分な冷却が放射だけで成し遂げられないならば、そ
の問題は、ｒｆス・ぐツタ−エツチングの間中の加熱ス
テーションでのウエーノ・の冷却と関連的に前述したよ
うに、第８図のウェーハ冷却手段１１８の使用により軽
減できるであろう。再びもう一度、冷却ステーション１
３０で、この時にガス伝熱ヲ使用することで、本発明の
装置で要求された短いサイクルタイムを成し遂げる際に
重要な役割を果たすであろう。
ウェーハ１５が進められる最終ステーションは、ロード
ロックステーションＩ２である。そこから、ロード／ア
ンロードロック組立体手段２４により、ウェーハは取シ
除かれ元のカセット７ｏの同じスロットに戻される。完
全なロード／アンロード作動は、前に詳論された。
ロックステーションＩ２である。そこから、ロード／ア
ンロードロック組立体手段２４により、ウェーハは取シ
除かれ元のカセット７ｏの同じスロットに戻される。完
全なロード／アンロード作動は、前に詳論された。
この本発明の装置の好適実施例は、加熱、コーティング
、冷却などをするための多数の処理ステーション、及び
ステーションカラステーションへ個々的方式でウェーハ
を搬送するためのウェーハ支持体プレート組立体１８を
含んでいる。蒸着源に関して密に連結し、静止的なウェ
ーハを有するとい′）１枚のウェーハの概念の中に多く
の有益な特色がある。
、冷却などをするための多数の処理ステーション、及び
ステーションカラステーションへ個々的方式でウェーハ
を搬送するためのウェーハ支持体プレート組立体１８を
含んでいる。蒸着源に関して密に連結し、静止的なウェ
ーハを有するとい′）１枚のウェーハの概念の中に多く
の有益な特色がある。
ある応用に対して、他の実施例では、ウェーハ又は基板
が処理の間中にロードロックドアに固定され保持される
ため、ウェーハ支持体プレート組立体がない装置が含ま
れる。ロードロックの高度に真空な側のケ゛−ト弁がウ
ェーハと蒸着源の間の連絡用に設けられる。たとえば、
典型的な動作では、ウェーハロードとウェーハ加熱（又
は、かわＦ）ニｒｆス・ｅツタ−エツチングを利用）、
スーやツタリング源からの蒸着、ウェーハ冷却及びウェ
ーハアンロードといった工程が含まれよう。ガス伝熱は
、加熱及び冷却を促進するために、そして蒸着の間ウェ
ーハ温度の制御をおこなうため鈍都合よく使用されよう
。この実施例の装置は、その好適実施例の可転性及び高
度生産率の能力に多小欠けるけれども、その装置は、本
来的な単純性と信頼性、真空装置の内側にウェーハ搬送
機がないこと、及び危険な状態にあるウェーハロードが
それ以上減らすことのできない最小限度の１枚であるこ
とを含むいくつかの興味をひく特色を有している。
が処理の間中にロードロックドアに固定され保持される
ため、ウェーハ支持体プレート組立体がない装置が含ま
れる。ロードロックの高度に真空な側のケ゛−ト弁がウ
ェーハと蒸着源の間の連絡用に設けられる。たとえば、
典型的な動作では、ウェーハロードとウェーハ加熱（又
は、かわＦ）ニｒｆス・ｅツタ−エツチングを利用）、
スーやツタリング源からの蒸着、ウェーハ冷却及びウェ
ーハアンロードといった工程が含まれよう。ガス伝熱は
、加熱及び冷却を促進するために、そして蒸着の間ウェ
ーハ温度の制御をおこなうため鈍都合よく使用されよう
。この実施例の装置は、その好適実施例の可転性及び高
度生産率の能力に多小欠けるけれども、その装置は、本
来的な単純性と信頼性、真空装置の内側にウェーハ搬送
機がないこと、及び危険な状態にあるウェーハロードが
それ以上減らすことのできない最小限度の１枚であるこ
とを含むいくつかの興味をひく特色を有している。
本発明の好適実施例において、ウェーハはチェンバドア
２２の内側の面で鉛直に存置され、そこでは、ウェーハ
は真空チャック６０によって係合される。真空チャック
６０及びクリップ作動手段６２はチェンバドア２２の中
に取付けられる。チェンバドア２２は、ロードロック装
置１２の外（ｌｕｌｌドアである。
２２の内側の面で鉛直に存置され、そこでは、ウェーハ
は真空チャック６０によって係合される。真空チャック
６０及びクリップ作動手段６２はチェンバドア２２の中
に取付けられる。チェンバドア２２は、ロードロック装
置１２の外（ｌｕｌｌドアである。
他の応用例において、ウエーノ・ロード／アンロード手
段を真空密封手段から分離させることが望ましいだるう
。従って、他の実施例の１つは、ウェーハロード／アン
ロード手段がウェーハをウェーハ支持体プレート組立体
１８の中にローディングしたあと引込み、そのときには
分離した。リングで密封されたドアが、ロードロックに
対して外側の密封をおこなうための位置に移動させられ
るものである。
段を真空密封手段から分離させることが望ましいだるう
。従って、他の実施例の１つは、ウェーハロード／アン
ロード手段がウェーハをウェーハ支持体プレート組立体
１８の中にローディングしたあと引込み、そのときには
分離した。リングで密封されたドアが、ロードロックに
対して外側の密封をおこなうための位置に移動させられ
るものである。
第１図は本発明が用因られるウェーハコーティング装置
全体の一部を切欠いた斜視図で、主たる円筒状処理チェ
ンバ、チェンバへのｏ −１，＊ ｏツク入口における
ドア構成、及び処理チェンバの残部の４つの加工ステー
ジョンを、ウェーハカセットのロード／アンロード組立
体の部分と共に示す。 第２図は第１図の処理チェンバの一部切欠き斜視図で、
ロードロックとスパッタ・コーティングステーションを
より詳細に示子。 第３図は第１図のカセット・ロード／アンロード組立体
の斜視図で、その鉛直に配向されたウェーハのカセット
及び処理チェノ・ぐのト９ア組立体との協働の仕方、並
びにウェーハがそれらの間を移送されてチェンバのロー
ドロックに入る様子を示す。 第４図は第１〜３図のドアとロードロックの断面図で（
第１図で４−６と４−６とで示した切断部に相当。第５
．６図において同じ）、ドア組立体が１枚のウェーハを
ロードロックに取シっける方法、及びロードロックが処
理チェンバの残部から密閉される方法を示す。 第５図１ｌ−１ｌ：第４図と同様な断面図で、ウェーハ
のローディングが完了した時点のロードロック諸部品の
相対位置を示す。 第６図は第４．５図と同様な断面図で、ウェーハを内部
ウェーハ支持組立体から引き出した直後でドアを開ける
前、或いはローディングのためドアを閉じた直後でウェ
ーハを内部ウェーハ支持組立体ヘローディングする前、
のウェーハとロードロック諸部品の位置を示す。 第７図は第１図７−７線における断面図で、第１図の処
理チェンバ内のウェーハ加熱ステーションを示す。 第８図は第１図８−８線における断面図で、第１図のウ
ェーハ処理チェンバ内のウェーハ冷却ステーションを示
す。 第９図は第１図９−９線における断面図で、第１．２図
のウェーハスパッタリングステーションを示すλ 第１Ｏ図は第９図のウェーハとスパッタリング源ターｒ
ットの部分の略示断面図で、これら要素の空間的関係、
相対的位置づけ及び寸法を示す。 第１１図は、種々のウェーバース・ぞツタリング源の間
隔（Ｘ）について、第９及び１ｏ図のスパッタリング源
によりウェーハの主たるゾレーナ表面上に蒸着される厚
みの均一性をウェーハ上の半径位置の関数として示すグ
ラフである。 第１２図は第１１図と同様であるが、１つだけのウニ−
ハース・母ツタリング源間隔についてのグラフで、１つ
の曲線はアルゴン２ミクロン圧の蒸着環境、他の曲線は
アルゴン１０ミクロン圧の蒸着環境についてのものであ
る。 第１３図は、ス・ぐツタリング源−ウェーハ間隔４イン
チ（約１０．１６ｃｍ）について、ウェーハ表面内の溝
の側壁（ウェー ／・の中心に関し外を向いた側壁と内
を向いた側壁の両方）のコーティングカパレーノ厚をウ
エーノ・上の半径位置の関数として表わしたグラフで、
１つの曲線はアルゴン１．０ミクロン圧、他はアルゴン
３ミクロン圧でとったものである。 第１４図は第１３図と同様であるが、ス・ぐツタリング
源−ウエーノ・間隔が３インチ（約７．６２ｔｙｎ）で
ある場合のグラフである。 第１５図ｉｄゾレーナカパレージの均一性をコーティン
グ環境のアルゴン圧の関数として表わしたグラフで、１
つの曲線は半径位置１．５インチ（約３．８１ｃｒｎ）
について、他の曲線は半径位置２．０インチ（約５．０
８ｃｒｎ）についてのものである。 主要符号の説明 １０・・・真空処理チェンバ １２・：ロードロック １４・・・コーティングステーション １５・・・ウェーハ １６・・・圧力プレート １８・・・ウェーハ支持体プレート組立体２０・・・ク
リップ組立体 ２２・・・ドア組立体 ２３・・・チェンバ入口 ２４・・・カセット式ロード／アンロード組立体２８・
・・ウェーハ加熱ステーション ３２・・・正面壁（正面プレート） ３５・・・支持体プレート駆動体 ６２・・クリラグ作動手段 ６３・・・高荷重とンゾ ６６・・・接触ビン ６８・・・ウェーハ昇降組立体 ６９・・・ウェーハカセット搬送組立体７０・・・ウェ
ーハカセット ７６・・・案内ピン ８３・・・ブレード状昇降部材 ９１・・・案内フラット部 ９４・・・加熱素子 ９９・・・背面（後方）７″レート １００・・スパッタリング源 ［０１・・・円形開口 １１２・・リング形状ターケ８ット １３０・・ウェーハ冷却ステーション 特許出願人 パリアン・アソシエイツ・インコーホレ
イテッド、ｄ４−□、、Ｘ ′□ 同 富 １） 修 自 ・“−９ （′； 丈ンレー Ｔ４．−ロ丁 区 と 第１頁の続き ＠発明者 ローレンス・ターナ−・ラモント・ジュニ
ア アメリカ合衆国カリフォルニア 州マウンテンビュウ・ボニタ・ アベニュウ１５８５
全体の一部を切欠いた斜視図で、主たる円筒状処理チェ
ンバ、チェンバへのｏ −１，＊ ｏツク入口における
ドア構成、及び処理チェンバの残部の４つの加工ステー
ジョンを、ウェーハカセットのロード／アンロード組立
体の部分と共に示す。 第２図は第１図の処理チェンバの一部切欠き斜視図で、
ロードロックとスパッタ・コーティングステーションを
より詳細に示子。 第３図は第１図のカセット・ロード／アンロード組立体
の斜視図で、その鉛直に配向されたウェーハのカセット
及び処理チェノ・ぐのト９ア組立体との協働の仕方、並
びにウェーハがそれらの間を移送されてチェンバのロー
ドロックに入る様子を示す。 第４図は第１〜３図のドアとロードロックの断面図で（
第１図で４−６と４−６とで示した切断部に相当。第５
．６図において同じ）、ドア組立体が１枚のウェーハを
ロードロックに取シっける方法、及びロードロックが処
理チェンバの残部から密閉される方法を示す。 第５図１ｌ−１ｌ：第４図と同様な断面図で、ウェーハ
のローディングが完了した時点のロードロック諸部品の
相対位置を示す。 第６図は第４．５図と同様な断面図で、ウェーハを内部
ウェーハ支持組立体から引き出した直後でドアを開ける
前、或いはローディングのためドアを閉じた直後でウェ
ーハを内部ウェーハ支持組立体ヘローディングする前、
のウェーハとロードロック諸部品の位置を示す。 第７図は第１図７−７線における断面図で、第１図の処
理チェンバ内のウェーハ加熱ステーションを示す。 第８図は第１図８−８線における断面図で、第１図のウ
ェーハ処理チェンバ内のウェーハ冷却ステーションを示
す。 第９図は第１図９−９線における断面図で、第１．２図
のウェーハスパッタリングステーションを示すλ 第１Ｏ図は第９図のウェーハとスパッタリング源ターｒ
ットの部分の略示断面図で、これら要素の空間的関係、
相対的位置づけ及び寸法を示す。 第１１図は、種々のウェーバース・ぞツタリング源の間
隔（Ｘ）について、第９及び１ｏ図のスパッタリング源
によりウェーハの主たるゾレーナ表面上に蒸着される厚
みの均一性をウェーハ上の半径位置の関数として示すグ
ラフである。 第１２図は第１１図と同様であるが、１つだけのウニ−
ハース・母ツタリング源間隔についてのグラフで、１つ
の曲線はアルゴン２ミクロン圧の蒸着環境、他の曲線は
アルゴン１０ミクロン圧の蒸着環境についてのものであ
る。 第１３図は、ス・ぐツタリング源−ウェーハ間隔４イン
チ（約１０．１６ｃｍ）について、ウェーハ表面内の溝
の側壁（ウェー ／・の中心に関し外を向いた側壁と内
を向いた側壁の両方）のコーティングカパレーノ厚をウ
エーノ・上の半径位置の関数として表わしたグラフで、
１つの曲線はアルゴン１．０ミクロン圧、他はアルゴン
３ミクロン圧でとったものである。 第１４図は第１３図と同様であるが、ス・ぐツタリング
源−ウエーノ・間隔が３インチ（約７．６２ｔｙｎ）で
ある場合のグラフである。 第１５図ｉｄゾレーナカパレージの均一性をコーティン
グ環境のアルゴン圧の関数として表わしたグラフで、１
つの曲線は半径位置１．５インチ（約３．８１ｃｒｎ）
について、他の曲線は半径位置２．０インチ（約５．０
８ｃｒｎ）についてのものである。 主要符号の説明 １０・・・真空処理チェンバ １２・：ロードロック １４・・・コーティングステーション １５・・・ウェーハ １６・・・圧力プレート １８・・・ウェーハ支持体プレート組立体２０・・・ク
リップ組立体 ２２・・・ドア組立体 ２３・・・チェンバ入口 ２４・・・カセット式ロード／アンロード組立体２８・
・・ウェーハ加熱ステーション ３２・・・正面壁（正面プレート） ３５・・・支持体プレート駆動体 ６２・・クリラグ作動手段 ６３・・・高荷重とンゾ ６６・・・接触ビン ６８・・・ウェーハ昇降組立体 ６９・・・ウェーハカセット搬送組立体７０・・・ウェ
ーハカセット ７６・・・案内ピン ８３・・・ブレード状昇降部材 ９１・・・案内フラット部 ９４・・・加熱素子 ９９・・・背面（後方）７″レート １００・・スパッタリング源 ［０１・・・円形開口 １１２・・リング形状ターケ８ット １３０・・ウェーハ冷却ステーション 特許出願人 パリアン・アソシエイツ・インコーホレ
イテッド、ｄ４−□、、Ｘ ′□ 同 富 １） 修 自 ・“−９ （′； 丈ンレー Ｔ４．−ロ丁 区 と 第１頁の続き ＠発明者 ローレンス・ターナ−・ラモント・ジュニ
ア アメリカ合衆国カリフォルニア 州マウンテンビュウ・ボニタ・ アベニュウ１５８５
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ はぼ完全に接近可能な面を備えている基板を処理期
間中静止に保持している真空型処理チェンバ内で、該基
板を個々的に加熱又は冷却するための伝熱ステーション
であって： 前記基板の面と同程度の面積の表面を有し且つ前記基板
の面の外形に実質的に整合する外形を有する支持手段で
あって、前記表面の温度を制御するだめの手段をも含む
支持手段；並びに前記基板の面と前記支持手段の前記表
面との間を近接した所定の間隔に維持するだめの手段；
から成り、 前記支持手段は、前記間隔にガスを流入させるだめの開
口手段を含み、以って前記ガスが前記基板の面と前記支
持手段の前記表面との間で一方から他方へと熱を移送さ
せ主としてガス伝導により前記基板を加熱又は冷却する
ようにした、 ところの伝熱ステーション。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された伝熱ステーショ
ンであって： 前記表面の温度を制御するための手段が加熱。 手段から成シ、それによって前記開口手段を通って送向
された前記ガスが加熱され、ついで前記基板をガス伝導
によって平均に加熱する、ところの伝熱ステーション。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された伝熱ステーショ
ンであって： 前記表面が、内部に電気抵抗線を分散させたセラミック
素子の表面である、 ところの伝熱ステーション。 ４、特許請求の範囲第１項に記載された伝熱ステーショ
ンであって： 前記支持手段が前記表面の近傍まで延びるコン・ジット
手段を備えておシ、これにより冷却剤が流動してガス伝
導により前記表面を冷却し前記基板を平均に冷却する、 ところの伝熱ステーション。 ５ ％許梢求の範囲第１項に記載された伝熱ステーショ
ンであって： 前記間「３手段が前記支持手段の前記表面内の中心に軸
方向に位置つけられている、 ところの伝熱ステーション。 ６、特許請求の範ｌ第１項に記載はれた伝熱ステーショ
ンであって： 前記基板が半導体ウェーハであり； 前記処理チェンバが前記ウェーハの処理に用いられる力
スを収容するようにされていて；前記間隔にガスを流入
するだめの前記手段が、充分な圧力でガスを流通させて
前記間隔から前記チェンバへと漏出させ：ばっ 前記伝熱ガスが前記ウェーハの処理に用いられるがスど
同じタイツ０のガスである；ところの伝熱ステーション
。 ７、 基板を処理するだめの装置であって：それぞれほ
ぼ鉛直方向に配列された２枚の対面する壁を有する処理
チェンバ； 前記壁の間の前記チェン・ぐ内に回転可能に取付けられ
、はぼ水平な軸の回シに回転するだめのほぼ鉛直な基板
支持体； 該支持体を前記軸の回シに回転させるための回転手段；
並びに 基板を処理するための複数の処理手段；から成り、 前記支持体が複数の基板をほぼ円形の−やターンに沿っ
て個々的に離して支持するだめの複数の支持手段を有し
、各基板はほぼ鉛直方向に支持され； 前記複数の処理手段がほぼ円痛のパターンに沿って隔置
され、少なくとも１つの処理手段が前記対面する壁のう
ちの一方に取付けられていて； 前記回転手段が、前記支持体の前記支持手段の個々的な
１つが前記処理手段の個々的な１つに整合するような位
置で前記支持体を基板処理の開停止させるための停止手
段を含んでいる；ところの基板処理装置。 ８、特許請求の範囲第７項に記載された装置であって：
さらに 前記支持体を前記軸に沿って並進させるだめの手段： から成る基板処理装置。 ９、％許請求の範囲第７項に記載された装置であって： 基板を支持するだめの前記手段が前記支持体内の開口の
回シに位置された支持手段から成り、それにより該支持
手段によって保持された基板の両面が実質的完全に処理
に晒される；ところの基板処理装置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載された装置であっ
て： 前記処理手段のうちの他のものが前記対面する壁のうち
の他方に取付けられている；ところの基板処理装置。 １１、特許請求の範囲第１０項に記載された装置であっ
て： 、前記少なくとも１つの処理手段がス・ぐツタコーティ
ング源であシ、前記他の処理手段が加熱器である； ところの基板処理装置。 １２、特許請求の範囲第１１項に記載された装置であっ
て： 前記スパッタコーティング源及び前記加熱器が互いに実
質的に整合している； ところの基板処理装置。 １３、基板を処理するための装置であって：基板ローデ
ィング開口部を有する処理チェンバ； 軸の回りに回転するように前記チェンバ内に支持された
基板支持体であり、少なくとも１つの基板を支持するた
めの支持手段を有する支持体： 前記軸の回シに前記支持体を回転させるための手段； 前記支持体上の基板を処理するための処理手段：並びに 前記開口部に隣接して前記チェンバの外側に位置された
基板ローディング手段であって、基板を保持し肛つ釈放
するようにされ、前記開口部を通して基板を通過させて
前記支持体上の前記基板支持手段へと送るように移動可
能であるところの基板ローディング手段； から成る基板処理装置。 １４、％許請求の範囲第１３項に記載された装置であっ
て：さらに 前記ローディング手段から基板を受は取るための前記開
口部に隣接した第１の位置と前記開口部から前記チェン
バ内部へと変位した第２の位置との間で前記支持体を前
記軸に沿って前後に移動させるだめの手段； から成る基板処理装置。 １５、特許請求の範囲第１４項に記載された装置であっ
て： 前記支持体上に基板を支持するだめの前記支持手段が前
記支持体の開口の回りに離散されたＷＨのスプリングク
リツノから成る； ところの基板処理装置。 １６、特許請求の範囲第１４項に記載された装置であっ
て： 前記ローディング手段が、前記支持体上の前記基板支持
手段へと基板を送るときに前記開口部を閉鎖するように
されている、 ところの基板処理装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US106343 | 1979-12-21 | ||
| US06/106,343 US4756815A (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Wafer coating system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59197145A true JPS59197145A (ja) | 1984-11-08 |
| JPH0218385B2 JPH0218385B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=22310901
Family Applications (10)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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