JPS6242410A - 基体処理装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスパックリングにより同一形状の多数の板状基
体に次々と自・動的に薄膜を形成するためのスパッタ装
置の構造に関するものである。更に具体的には本発明は
スパッタ装置の基体の搬送系における簡潔で信頼性が高
く生産性の大きい方式を提供するものである。

本発明の具体的応用分野の一例はシリコンのモ（以下余
白） ノリシックＩＣの製造工程における薄膜作製過程でるる
。そこでは例えば直径約１２５Ｎ厚み約０．５Ｍ程度の
大量のシリコンウェハの上ｌこ厚み１ミクロン程度の金
属薄膜や絶縁物薄膜を形成することが必要とさｎる。作
製下べき薄膜に必要とされる電気ｎ−機械回・物理的諸
行性は一般的に真亜各器内の不純吻ガス分圧が低いほど
丁ぐれたものが得られるので、スパッタリングを行うべ
き冥工答器は可能な限り大気に晒す時間を短かくするの
が好ましい。また大量にシリコンウェハを処理するため
にウェハの装置への挿入・脱離と真空に排気するため時
間の全工程に占める割合を小さくすることが望ましい。

他方大量のウェハに均質な薄膜作製を能率よく行うため
には、作業者ができる限りウェハに直接子を触れずウェ
ハを自動搬送して自動的に処理することが望ましい。更
にウェハの上には所定の材質の薄膜のみを均一な厚みで
被覆することが必要であり、極めて微細な塵埃が混入し
たりるるいは膜の付着しないピンホール等が生ずること
さえ嫌られれ、そのために仮に塵埃が発生してもウェハ
表面に堆積しないように膜付の最中にはウエノ・を鉛直
に保持することが好ましい。

一方シリコンクエノ・の表面は巨視的には平滑ではある
が微視的には約１ミクロン程度の寸法の凹凸段差や穴や
山あるいは台地が生じており、この段差に沿ってほぼ一
様な厚みの金属膜又は絶縁膜を形成することが望ましい
。しかし実際にはこれはむつかしく、一般的には、段差
部分の被覆率は平坦部分の被覆率よりも小さくなり易い
。段差部分の被覆率に対する平坦部分の被覆率の相対値
は通常ステップカベレジと呼ばれ、その値は１００％で
あることが望ましいが、一般的には１００％よりかなり
低い値となる。ステップカベレジの値を大きくするため
には膜付最中の条件をそのために最適に選定すると共に
、膜付最中にウエノ・にバイアス電圧を印加することが
有益であることが知られている。

本発明は以上のような順次ウェハを一枚づつ処理する自
動イヒされた枚葉式スパッタ装置であってかつ膜付最中
に最適条件を充たしながら２）１つウェハ番トバイアス
印加の制御ができるような装置のウェハ搬送及び膜付処
理機構を与えるものである。

（従来技術とその問題点） 自動的にウェハを枚葉処理するスパッタ装置については
従来各種の方式のものが知られているが、ウェハに充分
有効なバイアスが印加されるような装置上の考慮が払わ
れていなかった。例えばバイアスを印加する電極とウェ
ハの接触が部分的にしか行われず、ウェハ全面にわたっ
て均一な電界が生じないために異常アーク放電が生じ易
かったりまたウェハ内の膜厚分布が均一になりにくかっ
た。

通常ウェハホルダはウェハの外周に沿って接するような
中央部に大きな穴があいた環状金属で作製されることが
多いが、この場合ウェハホルダの金属部分がバイアスを
印加されイオン衝撃を受はスパッタされる結果膜中の汚
染源となる危険性が常につきまとっていた。シリコンウ
ェハは導電性の場合もあるが、比抵抗が高かったりウエ
ノ・の表裏全面あるいは一部が酸化膜により被覆されて
いるような場合がしばしばあるが、そのときにはウエハ
にはバイアス電圧が印加されずむしろホルダにだけバイ
アスを印加するというような好ましくない状況が生ずる
。特にウェハ自身の絶縁性が高い場合、及びウェハ上に
被覆せんとする所望の薄膜が絶縁性の材質のときにはバ
イアスのために高同波電圧を使用すべきであることはこ
の分野で広く知られている。しかし前述の環状金属製ウ
エノ・ホルダに高周波電圧を印加するとホルダが接する
ウェハの外周辺には電圧が印加されるが、ウェハめより
中央に近い領域はバイアス電圧が誘起されず、それ故ウ
ェハは全面にわたって均一なイオン衝撃を受けにくい。

（発明の目的） 本発明は上述のような問題を解決して、ウェハホルダの
金属！！環状物にバイアスを印加しながら膜作製を行う
ことによる汚染の危険性を極めて低く抑制する手段を提
供することを目的と−する。また本発明は特に高周波バ
イアスをウェハ全面にわたって均一に印加することので
きる自動化された枚葉式のスパッタ装置の構造を与える
ものである。

（発明の構成） 本発明はウェハをほぼ鉛直に保持する基板ホルダーと、
これと電気的に絶縁されたままウエノ・の裏面に接近し
て接触しウェハにバイアス電圧を印加することができか
つウェハの裏面から離遠することができるよりな可動の
基体バイアス印加機構から成るスパッタ装置の構成をと
っている。そしてウェハ裏■に接近して接触したり離遠
したりする電極ブロックの運動は直線的往復運動で与え
られ、更に具体的にはその駆動にはエアシリンダーとこ
れに結合されたシャフトが使われる。また最も望ましい
形態として電極ブロックは冷媒により冷却されかつヒー
タ、−を内蔵してウエノ・に電極ブロックが接触したと
きウェハを加熱することができるような構造をとる。更
に望ましい形態として本発明では電極ブロックへの冷媒
の供給が伸縮可能なコイル状パイプを構成され、また伸
縮可能なコイル状パイプを含む空間をベローズで包囲す
ると共にベローズ内部を真空排気するような構成をとる
。

ｒｙｔ余白）ｌ （実施例） 次に図面により本発明の具体的実施例を説明する。

第１図は本発明の特徴とするウェハホルダーと公転機構
を含むスパッタ装置の構成例を示す。図において装置は
４個の連結しているが相互にバルブを介在して独立して
排気することのできる真空室即ちロードロック室１０．
バッファ室２０．エツチング処理室３０．及びスパッタ
室４０で構成されそれぞれの真空室は図示されていない
真空ポンプにより排気することができる。

ロードロック室内のカセット１１に水平に挿入された複
数の未処理ウェハＡは１枚づつ順次矢印１０１の方向に
ベルト機構により搬送されバッフ７室内の第１カセツト
２１の中の位置Ｂに一度牧容される。更に矢印１０２に
従いスバツタエッデング室のエツチングステージＣに送
られその上でエツチングの前処理を行ｂ１次いで矢印１
０３に従いスパッタ室に送り込まれ後に述べる基体着脱
ステージにおける＠構によりウェハホルダーに保持ぜし
められ位置りで鉛直姿勢をとった恢矢印１０４に従い加
熱ステージＥに送られ加熱ランプ４２より熱線照射を受
けて加熱処理せしめられる。

次いで矢印１０５に従い第１の膜付処理ステージＦに送
られ第１カンード４３に対向しながら膜付処理せしめら
れる。ステージＦにおいてウェハは第１の最適温度を保
っているが、これは室温より中中郷されながら第２のカ
ソード４４−に対向した状態で膜付処理される。更に矢
印１０７に従い再び基体着脱ステージを経て鉛直状態か
ら水平に戻された膜付処理済みウェハはスパッタエッチ
ング室３０内の後処理ステージＨに送られる。そして済
みウェハは最初のカセット１１に戻される。ロードロッ
ク室１０．バッファ室２ｏ、及ａ：スノくツタエツチン
グ室３０におけるウエノ・の水平搬送の方法については
本発明に先行する形式のスノくツタ装置として特願昭５
７−４１３６９．特願昭５７−６３６７８及び特願昭５
９−１０４４２９　　（真仝処理装置におけるスパッタ
エツチング機構）に詳細に述べられており、本発明の主
旨には直接関与しないので説明を省略する。

第２図は第１図のスパッタ室４０内部における量関係を
示す。後に詳細に示すようにウエノ・は公転機構を約９
０°ステツプで回転するこｇによりス示すような方向の
往復運動を行うことによりウェハがステージＧで静止し
ているときウエノ・裏面ににバイアス電圧を印加 接触してウエノ・ｌし、またウニ・・が回転移動すると
きにはウニ／・裏面から離れて遠ざかることができる。

第３因は第２図の中でウニ／％ホルダヲ宮ヒウエハの搬
送＠嘴とウエノ・冷却機溝とを更に詳細に示す。図にお
いて２組のベルト搬送系６０．６１を図示されていない
スパッタエツチング室に設けられたベルト搬送系と共に
駆動することにより矢印１０３の方向に示すように水平
状態のウエノ・をスパッタエツチング室からスパッタ室
へ移送することができかつ矢印１０７の方向に示すよう
に水平状態のウェハをスパッタ室からスパッタエツチン
グ室へ移送することができる。またウエノ・ホルダー５
０は後に詳細に述べるような機構と動作により基板着脱
ステージ４５にほぼ水平姿勢を保って２点鎖線りでその
外周を示すようにつｌノ・を載せることができる。ウエ
ノ・ホルダー５０の水平姿勢はその両側に設けられた一
対のイヤリング５４ａ及び５４ｂをそれぞれ一対の押し
つけアーム９０ａ及び９０ｂにより押えつけることによ
り維持されている。基体着脱ステージ４５の付近にはウ
エノ・ホルダー５０が水平姿勢をとるときこれを両側７
！：Ｉ≧らはさむような位置に１対のアーム機構８０ａ
　ｔ８０ｂが設けられておりそれぞれ軸８４ａ、８４ｂ
のまわりに水平に回転駆動することができる。ウェハホ
ルダ５０は公転＠得７０に取付けられている。ウェハホ
ルダー５０．公転機構７０．アーム機構ｓｏａ及び８０
ｂ、押しつけアーム９０ａ及び９０ｂ、及びベルト搬送
系６０．６１はいずれもこれらがある定められた運動を
することζこより基体着脱ステージに於てウエノ・ホル
ダー上に水平な状態でウエノ・を受は取り、次いで鉛直
に保持し、更に処理ステージに移送し処理を行った後、
再び基体着脱ステージにウエノ・を戻し水平な状態でベ
ルト搬送系に送り出すことができる。その具体的２００
の構造と運動も本発明の特徴とするところであるが、別
に詳細に述べる。

第４図は第３図の矢視１−Ｉにおける垂直断面図を示す
。公転愼薄７０は図示されていない駆動源により公転駆
動軸７１のまわりに矢印１０４に一ドア３にウェハホル
ダー５０が取付けらｎでいる。押しつけアーム９０ａの
運動によりウェハホルダー５０はほぼ水平に倒れること
ができまｔ２点頌線５０で示す如くほぼｄｌｉＥに自立
することもできる。このように基体着脱ステージにおい
てウェハホルダは水平姿勢と鉛直姿勢を矢印９３，９．
４に示す如く交互に繰返してとることができる。なおウ
ェハホルダが基体着脱ステージ４５に於て水平姿勢をと
ったときに、ウェハホルダーの中央の空間にはベルト搬
送系６１が位置する。２組のベルト搬送系６０．６１は
プリー６０１ａ、６０２ａ及び６１１ａ、６１２ａ　を
図示していない機構により回転駆動することによりその
上にほぼ水平に載せだウェハを矢印１０３めるいは矢印
１０７（第１図参照）の示す方向に移送することができ
る。

基体着脱ステージにおけるアーム機構８０ａ及び８０ｂ
の動作と機能については第３図と第４図の双方を用いて
説明する。アーム機構８０ａは回転駆動軸’８４Ｈによ
って水平に回転し定められた位置で静止するストッパア
ーム８１ａと、８１ａとは別の位置で静止Ｔることので
きる押し出しアーム８２ａより構成されている。これら
のストッパーアームと押し出しアームが同じ位置でも異
る位置でも静止できるメカニズムについては本発明の要
旨からはずれるので説明を省略する。アーム機構８０ｂ
はベルト搬送系をはさんでアーム機構８０ａとほぼ対称
の位置に設けられており、やはり回転駆動軸８４ｂをも
つストッパーアーム８１ｂと押し出しアーム８２ｂより
構成されている。これら１対のアーム機構は第２図の実
線で示すように通常はウェハホルダーから離れて開いた
状態になっているが、ウェハホルダーを水平姿勢にして
ウェハを受けとるときと送り出すときに次に述べるよう
な動作をする。ウェハを受けと、−ときにはストッパー
アームは２点１ｍ８３ａ及び８３ｂで示すようにベルト
搬送系６１の方向へ近寄る。このときベルト搬送系に近
い側の外周線はウェハＤの外周線と接してベルト搬送系
によって矢印１０３の方向へ送られてきたウェハはベル
トが回転してもそれ以上進まずウェハホルダーの過切な
位置に停止Ｔるので一定時間後にベルトプリーの駆動を
停止Ｔることができる。もしストッパーアームが存在し
ないと丁ｎばウェハＤをウェハホルダー５０に対して適
切な位置に再現性よく短時間で配置するのは極めて困難
になる。一方押し出しアーム８２ａはウェハホルダーに
保持して膜付処理したウェハＤをウェハホルダー５０か
らベルト搬送系６１及び６０によって矢印１０７の方向
へ送シ出すときに使用する。押し出しアーム８２ａ及び
８２ｂを駆動してウェハ５０を水平に押すときにこれら
１対のアームとウェハの接する点は前述のストッパアー
ム８３ａ及び８３ｂが接する面よシもずっとベルト搬送
系６１に近くなる。押し出しアームｓ２ａ、Ｂ２ｂは仮
になくてもウェハはウェハホルダより離れてベルト搬送
系６１の駆動で移送できるのでストッパアームはど必要
不可欠な構成要素ではないが、例えばスパッタ膜が付着
することによシウエハＤとウェハホルダ５０が付着した
ような場合にベルト搬送系のベルトとウェハ裏面の摩擦
力だけではウニノ・の送シ出しが凶難なことが生ずるの
で確実にウニノ１を送り出すための機能として笑用土重
要な役割を果す。以上の説明かられかることであるが一
対のアーム機構はウェハホルダーがウェハを受は取る際
にも、ウニノ・を送り出す際にもベルト搬送系６１をは
さんでほぼ対称な運動を行う。

第５図、第６図、第７図は第３図のウェハホルダー５０
の構造を更に詳細に構成部分で示す。

第５図はウェハを保持するホルダ表板５１を示す。中心
部分にウェハの大きさよシいくらか小さめの円形の穴５
１０が設けられたほぼ円環状板からなシ、中心の穴に沿
って土手５１１が設けられている。土手の頂部にウニノ
・の裏面を接するようにウェハを保持することができる
。土手の両側にはクエ六チャッキングバネ５１３ａ及び
５１３ｂがそれぞれ孔５１５ａ、５１５ｂ　を介して取
付けられている。土手５１１には２個の切れ目５１２ａ
１５１２ｂ　が設けられてお）前に述べた第２図におけ
る押し出しアーム８２ａ及び８２ｂがウニノ・を押し出
丁ときに土手にぶつからずにベルト搬送系の近くまで部
分長い距離を動くことがで遣る構造をとっている。一対
のネジ５１４ａ、５１４ｂ　　はホルダ表板５１を後述
Ｔるホルダ黒板に取付けるために使用する。

第６図は第５図の矢視ト」における断面図を示す。一対
のウェハチャッキングバネ５１３ａ　。

５１３ｂはホルダ表板を水平上向きにしてほぼ水平の台
５の上で上から押しつけるときにバネが縮められウェハ
Ｄとチャッキングバネの先端の間隔が広まる。このとき
ウェハは土手の上を容易にすべらせて移動することがで
きる。他方自然の状態ではバネが伸びているので一対の
チャッキングバネはその先端と土手５１１の頂上との間
にウニノーＤをはさむ。゛もしバネの力を適切に選らぷ
ならはウェハホルダーを鉛直にしてもチャッキングバネ
４はウェハを充分強くウェハホルダーに固定保持するこ
とができる。以上の説明で第３図及び第４図においてウ
ェハホルダーを水平姿勢にしてウェハを受は取シあるい
は送り出しが可能であシ、かつウェハホルダを鉛直姿勢
にしてウニ／・をクエ／）ホルダーに固定保持する゛こ
とが可能であることが理解できるでるろう。

次に第７図によりウェハホルダーの水平姿勢と鉛直姿勢
のいずれかを選択するための機構についに取付けられて
いる。ホルダー裏板５２はその両側に一対の柱板５３ａ
及び５３ｂにはさまれ固定されている。柱板５３ａ　、
５３ｂとホルダー裏板５２は溶接され相対的位暉関係は
変らない゛。柱板５３ａ、５３ｂの片側の端近くには回
転できるイヤリング５４ａ、５４ｂがそれぞれ取付けら
れている。柱板５３ａ、５３ｂの反対側の端はホルダさ
れている。柱板５３ａ　、５３ｂとホルダー固定具５６
の間の回転軸５６１ａ、５６１ｔ）　　のまわ′υには
ねじフコイルバネ５６３ａｉ５６３ｂ　　を配置する。

ねじフコイルバネの一端は柱板に設けた穴５３１ａ（図
示せず）、５３１ｂで固定され他端は公転ベースプレー
ト７３を押しつける。適切なバネ定数を選らぶことによ
υ、イヤリング５４ａ　、５４ｂに第３図に２ける押し
つけアーム９０ａ　、９０ｂによりそれぞれ矢印９３ａ
　、９３ｂの方向の力を与えたときにはウェハホルダー
をほぼ水平姿勢をとるよう一ドア３の上に自立せしめる
ことができる。

第７図のホルダー表板５２に設けられたネジ穴に第５図
のホルダー表板５１をネジ５１４ａ、５１４ｂによって
取付けると第３図のウェハホルダー５０が得られる。

こζまで述べてきたところによシ第３図及び第４図にお
いて基体着脱ステージにおけるウェハのベルト搬送系か
らウェハホルダへの移送、ウニノ・てとる機能について
理解できるでめろう０参喫搬送される様子を説明する。

ウニノ・ホルダ　・５０′を鉛直状態にして公転駆動軸
７１を矢印１０４の方向に約９０°回転すると回転アー
ム７２によって公転駆動軸と結合している公転ペースプ
レート７３も回転し、ウニノ・ホルダー５１は加熱処理
ステージ４６に移動し停止する。第２図に示す如くここ
に於てウェハＥはランプヒーター４２よシ熱線照射を行
い、膜付前のウニノ・温度をあらかじめ予定した値にま
で上昇せしめる。次いで再び公転駆動軸７１を約９０’
回転せしめウニノ・ホルダー５１゜を第１膜付ステージ
４７に移動せしめる。第２図に示す如（ここに於てウニ
ノＳＦは第１カノード４３に対向して膜付処理が行われ
る。次に更に公転駆動軸７１を約９０°回転してウニノ
・ホルダ５１を第２膜付ステージ４８まで移動し停止す
る０こ。

こに於て第２図に示す如くウェハＧは第２カソード４４
に対向して膜付処理が行われる。最後に公転駆動軸７１
を約９０°回転し、ウェハホルダー５１を基体着脱ステ
ージ４５に戻す。ここに於てウェハホルダーは既に述べ
たように鉛直姿努力１ら水平姿勢に倒され膜付処理てｎ
たウェハはベルト搬送系を経てスパッタエツチングルー
ムへ移送すれ、新らたに米処理ウェハがスパッタエツチ
ング室から掻送されウェハホルダーに挿着される。この
ようにして公転機講７０を約９０’ステツプで断続的に
１回転駆動するとスパッタ室において１枚のウェハへの
膜付処理が行われる。このような動作の繰返しによシ多
数のウェハが１枚づつ膜付処水平断館、第９図はその垂
直断面図を示す。図においてウェハホルダ５１はウェハ
Ｇを）の表側に−２１０，エアシリンダーによフ駆動さ
れるシャフト２１１　、シャフトの先端に設けられた連
結体２２０．ウニ／％Ｇの裏面に接してこれにノ（イア
スミ圧を印加することのできる電極ブロック２３０゜及
び伸縮自在のベロー包囲体２４０から成っている。電極
ブロック２３０は）くイアスミ極板２３１゜絶縁スペー
サーブロック２３２．及びアース電位のアースブロック
２３３から構成され、これら３者は図示されていないボ
ルトとナツトにより相互に固定されかつ電気的には相互
に絶縁されている。

そしてバイアス電極板２３１にのみ図示されていない給
電線を介してバイアス電位を与えることがテキル。一方
エアシリンダーは固定７ランジ２５１を介して支柱２５
０とネジ２５１によりスノ（ツタ室の底板４１１に固定
され、その中に設けられたシャ７）２１１を矢印１１１
あるいは１１２の方向に直線的に往復運動せしめること
ができる０図においてはパイプ２１２を通して圧縮丑気
を空間２１３に導きシャフトを矢印１１２の方向に移動
し終えて端で静止した状態が示されており、この場合ウ
ニノ・ホルダ５１に対して基板ノ（イアス機構２００は
離遠しているので先に述べたようにウェハホルダを回転
移動することができる。一方パイブ２１４を通して圧縮
空気を空間２１５に導くとシャフト２１１は矢印１１１
の方向に移動し基板バイアス機構はウェハの離面に次第
に接近し最終的にはその先端に設けられた電極ブロック
が一点鎖線２３０゛で示されるようにウニノ・裏面に接
触して静止する。このときウニノ・Ｇにはバイアス電極
板２３１を介してその全面に均一なバイアス電圧を印加
することができるが、ウニノ・ホルダ５１を回転移動す
ることはできない。なお既に述べてきた如くウェハホル
ダ５１は絶縁性ベースプレート７３の上に取付けられ自
立しているので、仮にウェハホルダー５１とバイアス電
極板が接触してもこれがアース電位と短絡してバイアス
印加が不可能になる危険性はない。またウニノ）裏面外
周の一部はウェハホルダ５１と接触している訳−である
が、それによりバイアス電極板がアース電位と短絡する
危険性も避けられている。

シャフト２１１の先端に設けられた連結体２２０を介し
て電極ブロック２３０がシャフトと運動する。本発明の
必須条件ではないが電極ブロックとシーフトの運動をス
ムーズに行いしかも電標ブロックをウェハ裏面に密着せ
しめ均一なバイアス電圧の印加を行うためには連結体２
２０は球！ベアリングのようにシャフトの軸に対する電
極ブロックの接触面の角度に自由度を与える物で構成す
ることが望ましい。

既に述べた如く電極ブロックのウニノ・裏面に密着接触
する面にはバイアス電極板２３１が設けられこれは絶縁
スペーサー２３２を介して電気的には絶縁された状態で
水冷ブロック２３３に固定されている。本発明の必須条
件ではないが、好ましい実施例においては図示の如く絶
縁スペーサー２３２はその内側に溝２３２１をもちここ
にヒーター２３２２を収容することができる。ヒーター
に通電してバイアス電極板２３１を加熱ｔしめ、それに
より電極ブロックがウェハ裏面に密着接触するときにウ
ニ、ハを加熱することができる。膜付最中のウェハ加熱
はステップカベレジの改良を促進す名ことは広く知られ
ているが、特に膜付すべき材質の融点が比較的低いアル
ミニウムなどではその効果が大きい。もし加熱機能がな
いとすればバイアスを印加することによるステップカベ
レジの改良だけしか期待できないが、加熱機能を付加す
ることにより更にステップカベレジを改良することが期
待できる。他方同様に本発明の必須条゛件ではないが、
装置の信頼性上好ましい実施例として図示の如くアース
ブロック２３３には冷媒がコイル状の一対のパイプ２３
４を介してその内部の空間２３５に導かれ再びパイプ２
３４を介して流れ出ることにより冷却が行われる。もし
冷却が行われないときには電標プ彎りク全体が次第に温
度上昇してエアシリンダーの駆動が平滑に行われなくな
り、かつ後に述べるベローズ包囲体の寿命を短かくする
危険性がある。

固定７ランジ２５１とヒートシンクｒ３３の間にはベロ
ー包囲体２４０が設けられ一対のコイル状冷媒用パイプ
２３４及びガス導入用コイル状パイプ２３６を囲んで真
空的に密封する。コイル状ツク２３０の矢印１１１，１
１２の方向の往復運動に応じて伸縮しながら変形してし
かも冷媒ｉ−艷の供給を行うことができる。ベロー包囲
体は一対のフランジ２４２１，２４２２とベロー胴１２
４２から成り冷媒パイプ“””　　’　＋１”　　　＋
　／゛がスパッタ室の真空に悪影響を与える危険性を避
けるために真空的にこの空間をスパッタ室内の空間から
隔絶している。本発明に必須ではないが実用上１要なこ
とであるが、このベロー包囲体の内側の空間はスパッタ
室を排気するのとは別のポンプで排気することによシベ
ロー包囲空間の内側と外側の圧力差を殆んどなくしてベ
ローへの負荷を少くしてベローの往復運動をスムーズに
行うことができ、同時にまたベローの寿命を長くして装
置の信頼性を向上することができる。

第８図において冷媒用の一対のコイル状パイプ２３４　
　　”　　　’　　　　　　　　　”　　　’　　　　
にキー中も冷媒参＃≠啼供給するパイプ２３４１４シ―
は固定７ランジに取９つけられているがこれらは。

冷却ブロックの往復運動に関係なく常時固定静止してお
り従って強固な形状ｌこすることができるので伸縮する
パイプのようにスパッタ室４０の内部の真空に悪影響を
及ぼす危険性はない。本発明に必須ではないが固定７ラ
ンジ２５１とヒートシンク２３３の間をスプリング２６
０で連結することは、冷却ブロック２３０の姿勢をゆる
い範囲内で一定に維得しシャフト２１１と運動する往復
運動を平滑にする効果がおる。

第１０図は第９図において矢視■−■からみたときの基
体冷却機構を示す。第１１図は第９図において矢視１−
１刀Ｓらみたときの冷却ブロックを・エバの搬送機構の
拡張された第二の実施例でろる。

第一の実施例に於ては１個の公転機構７０に１個のウェ
ハホルダー５０が取付けられていたが、第二の実施例に
於ては公転機構７０に４個のフェノ・ホルダー５ＯＡ、
５０Ｂ、５０Ｃ，５０Ｄが取付けられている。基体着脱
ステージ４５に配置されウニ／Ｄ　ヲ載せたウェハホル
ダー５ＯＡは第３図の第一の実施例と全く同一構造かつ
同一機能を果す。

加熱処理ステージ４６に配置され公転ベースプレート７
３の上に既ｌこ述べてきたねじれコイルバネの働きによ
シはぼ鉛直に起立していたフェノ・ホルダ５０Ｂはその
表面に保持しｔフェノ・Ｅをこの場所で加熱昇温するこ
とができる。第１膜付ステージ４７に配置され公転ベー
スプレート７３の上にほぼ鉛直に起立したウェハホルダ
５０Ｃはその表面に保持したウェハＦをこの場所で第１
カソードに対向せしめ膜付処理することができる。第２
膜付ステージ４８に配置され公転ベースプレート７３の
上にほぼ鉛直に起立したウェハホルダーできる。基本着
脱ステージ４５におけるウェハのベルト搬送系とウェハ
ホルダー５ＯＡの間の′相互移送と、残りの３箇所のス
テージ４６，４７．４８における各ウェハの処理は同時
に行うことができる。またすべてのウェハホルダをほぼ
鉛直状態；こして公転駆動軸７１を約９０°回転下るこ
とにより、ドア３が回転し、これに従いウェハホルダ５
０Ａは矢印１０４の方向に移動し加熱ステージ４６に静
止する。また同時にウェハホルダ５０Ｂ、５０Ｃ，５０
Ｄは矢印１０５，１０６，１０７にそれぞれ沿って移動
し、第１膜付ステージ４７．第２膜付ステージ４８．及
び基体着脱ステージ４５にそれぞれ静止する。以上述べ
たように第二の実施例ではスパッタ室内に最大４個のウ
ェハを収容して七れぞれ独立して処理または搬送を行う
ことによシ、第一の実施例にくらべれば同じ時間で約４
倍の数量のウェハの膜付処理が可能でるる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明はウェハの水平搬送である。

なお以上の実施例においてスパッタリングの膜付処理に
本発明を適応する場合について述べたが、本発明はほか
に真空中で落涙処理を行うために例えばドライエツチン
グ装置、プラズマＣＶＤ装置、真空蒸着装置ンこ適応下
ることもできる。

またこれらの薄膜処理技術を組合わせた複合装置につｂ
ても適応することができる。なお具体的実施例において
はシリコンウェハを基体として処理する場合について説
明したが、基体の形状・材質・寸法等に関して本発明は
特別な限定をするものではない。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の特徴とするウェハホルダー。 公転機構、及び基体冷却機構を含むスパッタ装置の構成
を示す図。第２図は第１図のスパッタ室内を示す図。第
３図はスパッタ室内のウェハ搬送系と基体冷却機構の平
面図。第４図は第３図矢視Ｉ。 −■より見た断面図。第５図、第６図、第７図はウェハ
ホルダーを構成する部分の因で、第５図はウェハ表板を
示す鳥敞図、第６図は第５図の矢視■−■における断面
図、第７図はウェハホルダのの第二の実施例による４個
のウェハホルダと冷却機構の組合せによるスパッタ室内
部を示す図。 １０・・・ロードロック室、２０・・・バッファ室。 ３０・・・スパッタエツチング室、４０・・・スパッタ
室。 Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｊ・・・ウェハ、４
２・・・加熱ラン”ｙ、４３．４４・・・カンード、４
５・・・基体着脱ステージ、４６・・・加熱ステージ、
４７・・・第１膜付ステージ、４８・・・第２膜付ステ
ージ、５０，５０゜５ＯＡ、５０Ｂ、５０Ｃ，５０Ｄ・
・・ウェハホルダ、６０゜６１・・・ベルト搬送系、７
０・・・公転機構、７Ｍベースプレート、８０ａ、８０
ｂ・・−アーム機構。 ９０ａ、９０ｂ・・・押しつけアーム、５１１・・・土
手。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空中において一枚づつ基体表面に薄膜処理を行
   うための基体処理装置は、基体を鉛直に保持した状態で
   基体処理を施すための基体ホルダーと、該基体ホルダー
   に保持された基体の裏面に接近し基体にバイアス電圧を
   印加しまた基体より離遠する運動を繰返すことができる
   基体バイアス印加機構とを含む基体処理装置。
2. （２）該基体バイアス印加機構の該運動が直線的往復運
   動である特許請求の範囲第１項記載の基体処理装置。
3. （３）該直線運動を行う該基体バイアス印加機構は、基
   体裏面に接近して停止しまた離遠して停止する真空中に
   おいてエアシリンダーにより駆動されるシャフトと、該
   シャフトの先端に連結体を介して取付けられ基板の裏面
   に接触する電極ブロックと、該電極ブロックに冷媒を供
   給する伸縮可能なように該シャフトを囲んでコイル状に
   巻いた冷媒パイプとを含んで構成されることを特徴とす
   る特許請求の範囲２項記載の基体処理装置。
4. （４）該基体処理装置は、該基体バイアス印加機構の電
   極ブロックに冷媒を供給する伸縮可能な冷媒パイプをそ
   なえ、かつ、電極ブロックを駆動するシャフトの一部は
   該冷却ブロックと該シャフトを駆動するエアシリンダー
   との間に設けられた伸縮可能なベローズ胴管に包囲され
   て基体処理室内部の雰囲気と真空的に隔絶され、該ベロ
   ーズ胴管に包囲された空間は基体処理室を排気するのと
   は別の真空ポンプにより排気されることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の基体処理装置。
5. （５）該基体処理装置は、該電極ブロックが基体裏面に
   接触したときに基体を加熱するためのヒーターを該電極
   ブロックに内蔵するような構造を特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の基体処理装置。