JPS63114969A - ウェ−ハ処理装置 - Google Patents
ウェ−ハ処理装置Info
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- JPS63114969A JPS63114969A JP62134793A JP13479387A JPS63114969A JP S63114969 A JPS63114969 A JP S63114969A JP 62134793 A JP62134793 A JP 62134793A JP 13479387 A JP13479387 A JP 13479387A JP S63114969 A JPS63114969 A JP S63114969A
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- 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】
１１へ１１
本発明は真空下での蒸着により薄い基体のコーティング
を行なうことに関する。より具体的に、本発明の分野は
半導体ウェーハを金属化すること、及びこのようなウェ
ーハ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０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ハが使用され
るようになっている。数年前は２インチ（約５．１ｃｍ
）径のウェーハがありふれたもので、３インチ（約７゜
６ｃｍ）径のウェーハ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．
２ｃ＋ｍ）径のウェーハでなされ、５インチ（約１２．
７ｃｍ）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たしている。
を行なうことに関する。より具体的に、本発明の分野は
半導体ウェーハを金属化すること、及びこのようなウェ
ーハ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０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ハが使用され
るようになっている。数年前は２インチ（約５．１ｃｍ
）径のウェーハがありふれたもので、３インチ（約７゜
６ｃｍ）径のウェーハ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．
２ｃ＋ｍ）径のウェーハでなされ、５インチ（約１２．
７ｃｍ）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たしている。
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ハ（この上ルこマイク
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ハ（この上ルこマイク
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
ろん究極的にはそのウェーハ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
、−ｉ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り込まれ
た汚染水準：デブリ（ｄｅｂｒｉｓ）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”（ｌａｙｅ
ｒｉｎｇ）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−様性、などの因子の関数であろうということであ
る。
ろん究極的にはそのウェーハ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
、−ｉ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り込まれ
た汚染水準：デブリ（ｄｅｂｒｉｓ）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”（ｌａｙｅ
ｒｉｎｇ）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−様性、などの因子の関数であろうということであ
る。
これら詫特質のうち成るものは他のものより実現困難か
、又はより要件が厳しいものであり、或いは実現のため
には極めて専門的な処理工程を要すると考えられている
０例えば幾何学的形状の制約があるため、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ハの主平面の最上表面に
垂直であり、ウェーハの中心から内側にも外側に６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
もこのような“ステップカバレージ”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。
、又はより要件が厳しいものであり、或いは実現のため
には極めて専門的な処理工程を要すると考えられている
０例えば幾何学的形状の制約があるため、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ハの主平面の最上表面に
垂直であり、ウェーハの中心から内側にも外側に６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
もこのような“ステップカバレージ”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。
これまでは、プレーナ表面被覆の所要均一性並びに適当
なステップカバレージを実現するには、ウェーハと蒸着
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
た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などによりデジ９発生の可能性が高
いこと、ウェーハへの８１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（ ｆ＆にさら
に説明する）。
なステップカバレージを実現するには、ウェーハと蒸着
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
た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などによりデジ９発生の可能性が高
いこと、ウェーハへの８１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（ ｆ＆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
ードロック（１ｏａｄ 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、
４１Ｆ気可能なペルジャー、このポンプステーションと
ペルジャーの間の隔離弁、ヒートランプ、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、ペルジャーは開
いている。ウェーハは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７．６ｅｎ）径のウェーハ７
５枚のロード（ｌｏａｄ）が普通である）、ついで遊星
取付具をペルジャー内に取付け、ペルジャーを閉じ、装
置を排気する。規定の基底圧に達すると、ヒートランプ
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ップカバレージを
実現するため、相対運動が遊星取付具の回転によりもた
らされる。蒸着の後、ウェーハと装置は放冷され、隔離
弁は閉じられ、ペルジャーは大気に通気され、ペルジャ
ーを開き、遊星取付具は取外されて手でカセットの中ヘ
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。
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
ードロック（１ｏａｄ 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、
４１Ｆ気可能なペルジャー、このポンプステーションと
ペルジャーの間の隔離弁、ヒートランプ、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、ペルジャーは開
いている。ウェーハは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７．６ｅｎ）径のウェーハ７
５枚のロード（ｌｏａｄ）が普通である）、ついで遊星
取付具をペルジャー内に取付け、ペルジャーを閉じ、装
置を排気する。規定の基底圧に達すると、ヒートランプ
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ップカバレージを
実現するため、相対運動が遊星取付具の回転によりもた
らされる。蒸着の後、ウェーハと装置は放冷され、隔離
弁は閉じられ、ペルジャーは大気に通気され、ペルジャ
ーを開き、遊星取付具は取外されて手でカセットの中ヘ
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
、比較的大きなウェーハ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
ットから遊星取付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。
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
、比較的大きなウェーハ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
ットから遊星取付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。
ローディングの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（ウェーハだ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１
０％以下である）、バッチ装置内でコーティングされる
べき多数ウェーハ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射距離（典型的に６〜１４イン
チ、すなわち゛約１５〜３６ｃ＋ｍ）が必要とされる。
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（ウェーハだ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１
０％以下である）、バッチ装置内でコーティングされる
べき多数ウェーハ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射距離（典型的に６〜１４イン
チ、すなわち゛約１５〜３６ｃ＋ｍ）が必要とされる。
これは低い蒸着率（典型的に、スパッタ蒸着源につき６
００人／分）をもたらし、そのため膜をバックグランド
・ガスとの反応により一層汚染しやすくし、従って排気
された環境の質に−Ｎ感じやすくさせる。ウェーハと装
置の空気露曝面積との脱ガスはヒートランスからの放射
エネルギーの適用によって促進されるが、ウェーハは遊
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、ウェーハは与熱中に達した温度か
ら制御不能な状態で冷却する。蒸着中のウェーハ温度の
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。
００人／分）をもたらし、そのため膜をバックグランド
・ガスとの反応により一層汚染しやすくし、従って排気
された環境の質に−Ｎ感じやすくさせる。ウェーハと装
置の空気露曝面積との脱ガスはヒートランスからの放射
エネルギーの適用によって促進されるが、ウェーハは遊
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、ウェーハは与熱中に達した温度か
ら制御不能な状態で冷却する。蒸着中のウェーハ温度の
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。
当然、均一性とステップカバレージ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
の粒子をウェーハ上以外の装置内のどこか他の場所へ移
してしまい、そのためウェーハにデブリを付着させるこ
とになり。
遊星取付具の機械的運動は、蒸着するコーティング材料
の粒子をウェーハ上以外の装置内のどこか他の場所へ移
してしまい、そのためウェーハにデブリを付着させるこ
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バ、ポンプステーションと処理チ
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３０．５Ｘ３０゜５ｃ
ｍ）のプラテン寸法が普通）にローディングされ、この
プ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ェーハの支持体（キャリヤ）
として働く、ロードロックを経て処理チェンバへ導入さ
れた後、プラテンとウェーハ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パッターエツチング
によるウェーハの追加的清浄化も行なわれる。金属膜付
着はプラテンとウェーハを蒸着源を通って比較的緩速で
並進させることにより実行される。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プのス
パッタリング源でよく、侵食パ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バ、ポンプステーションと処理チ
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３０．５Ｘ３０゜５ｃ
ｍ）のプラテン寸法が普通）にローディングされ、この
プ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ェーハの支持体（キャリヤ）
として働く、ロードロックを経て処理チェンバへ導入さ
れた後、プラテンとウェーハ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パッターエツチング
によるウェーハの追加的清浄化も行なわれる。金属膜付
着はプラテンとウェーハを蒸着源を通って比較的緩速で
並進させることにより実行される。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プのス
パッタリング源でよく、侵食パ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ェーハが通過する通路上
方でスパッタ源を通過してプラテンを動かすことにより
比較的高い蒸着率（１０，０００人／分）が実現される
。蒸着の後、プラテンとウェーハ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ィングさ
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、ウェーハが装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。
方でスパッタ源を通過してプラテンを動かすことにより
比較的高い蒸着率（１０，０００人／分）が実現される
。蒸着の後、プラテンとウェーハ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ィングさ
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、ウェーハが装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。
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
ターゲット交換のため）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。
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
ターゲット交換のため）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、“危険な”すなわちキズスは処理の
失敗のた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
例でバッチ式では３インチ（約７．６ｃｍ＞ウェーハ７
５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、ロード当りのウェ
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
ク式装置により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。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プラテン
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。
失敗のた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
例でバッチ式では３インチ（約７．６ｃｍ＞ウェーハ７
５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、ロード当りのウェ
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
ク式装置により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。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プラテン
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パッタ
リングされた付着物は、反復的な機械的衝撃と空気への
露出とにより強調され、フレークとデブリ生成に導く。
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パッタ
リングされた付着物は、反復的な機械的衝撃と空気への
露出とにより強調され、フレークとデブリ生成に導く。
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
ーハ温度に対する制御は不適切なままである。ウェーハ
上に蒸着される股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（ｏｕｔ−ｂｏａｒｄ ）である
か、インボード（１ｎｂｏｒａｄ）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プラテンを並進運動させるこ
とはデブリとフレークの発生、従ってウェーハの汚染を
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
にさせることによ７て、さらに危うくされる。
に不確定な熱的状態にある。脱ガス中及び蒸着中のウェ
ーハ温度に対する制御は不適切なままである。ウェーハ
上に蒸着される股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（ｏｕｔ−ｂｏａｒｄ ）である
か、インボード（１ｎｂｏｒａｄ）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プラテンを並進運動させるこ
とはデブリとフレークの発生、従ってウェーハの汚染を
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
にさせることによ７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”し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り込
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”し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り込
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バ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“のままである、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ガスに要する時間、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バッチ方式又は
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、デジ９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、各ロードに
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“のままである、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ガスに要する時間、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バッチ方式又は
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、デジ９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、各ロードに
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
着させる装置を提供することである。
、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
着させる装置を提供することである。
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を個々的に迅速にコーティ
ングする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を個々的に迅速にコーティ
ングする装置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
汚染分の取り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５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。
汚染分の取り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５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、プ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
状つェーへ支持体を使用せず、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。
状つェーへ支持体を使用せず、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。
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。
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。
杢１１九！口捌揖工
本発明の最も広い目的は、ウェーハの１個の径より大き
い径を有しコーティング材料を放出させるリング状スパ
ッタリング源と、ウェーハの個々の１個ずつをスパッタ
リング源に向いた静止関係にスパッタリング源の径より
小さい距離で位置づけるための手段と、スパッタリング
源とウェーハをウェーハのコーティング中２０ミクロン
圧（１ミクロン＝水銀柱１０−’ｎ＋ｍ＝ １ミリトー
ル＝０．１３３Ｐａ）までのアルゴン環境内に維持する
ための手段とを含む、ウェーハを個々的にコーティング
する装置を設けることにより満たされる。このようにし
て、ウェーハとスパッタリング源の間の相対運動を必要
とせず、複雑さやそれに伴なうデブリ発生の危険なしに
、良好な均一性を備えた改良された品質のコーティング
がウェーハ上に迅速に付着されるのである。
い径を有しコーティング材料を放出させるリング状スパ
ッタリング源と、ウェーハの個々の１個ずつをスパッタ
リング源に向いた静止関係にスパッタリング源の径より
小さい距離で位置づけるための手段と、スパッタリング
源とウェーハをウェーハのコーティング中２０ミクロン
圧（１ミクロン＝水銀柱１０−’ｎ＋ｍ＝ １ミリトー
ル＝０．１３３Ｐａ）までのアルゴン環境内に維持する
ための手段とを含む、ウェーハを個々的にコーティング
する装置を設けることにより満たされる。このようにし
て、ウェーハとスパッタリング源の間の相対運動を必要
とせず、複雑さやそれに伴なうデブリ発生の危険なしに
、良好な均一性を備えた改良された品質のコーティング
がウェーハ上に迅速に付着されるのである。
本発明の目的はまた、制御された大気圧以下の環境を連
続的に維持する真空チェンバ手段と共に有用な、個々の
ウェーハを最上時間で繰返しスパッタコーティングする
ための装置を設けることにより満たされる。この装置は
チェンバ内の入口のすぐ内側に配置された内部ウエーハ
支持手段を含み、これはウェーハが挿入されるとすぐ受
けとり、コーティングが完了すると即時に釈放除去させ
るように、個々のウェーハのエツジを釈放可能に且つ弾
力性に把持する手段と含んでいる。また、分配されたリ
ング状給源からのパターンに近似したパターンでコーテ
ィング材料をウェーハ上に放出する円形輪郭の陰極を有
するスパッタリング源がチェンバ内に取付けられている
。このスパッタリング源の径はウェーハのそれより大き
く、ウェーハからの距離はスパッタリング源の径より小
さい、ウェーハ支持手段はコーティング中にウェーハを
静止に保持する。最後に、本装置は、ウェーハ支持手段
をチェンバ内部の他の部分から遮蔽し、入口ドアが開か
れたときはウェーハの挿入及び取出し中ウェーハと支持
手段をチェンバ環境から隔離するチェンバ内部の可動部
材を含むロードロック手段を含んでいる。このよう番こ
して、外部のウェーハ支持手段によるチェンバ環境の撹
乱や、従って汚染分や、大きなロードロックの体積を最
小にし、しかも全体的ウェーハコーティング時間を改善
して、ウェーハの個々的コーティングがａ返しなされう
るのである。
続的に維持する真空チェンバ手段と共に有用な、個々の
ウェーハを最上時間で繰返しスパッタコーティングする
ための装置を設けることにより満たされる。この装置は
チェンバ内の入口のすぐ内側に配置された内部ウエーハ
支持手段を含み、これはウェーハが挿入されるとすぐ受
けとり、コーティングが完了すると即時に釈放除去させ
るように、個々のウェーハのエツジを釈放可能に且つ弾
力性に把持する手段と含んでいる。また、分配されたリ
ング状給源からのパターンに近似したパターンでコーテ
ィング材料をウェーハ上に放出する円形輪郭の陰極を有
するスパッタリング源がチェンバ内に取付けられている
。このスパッタリング源の径はウェーハのそれより大き
く、ウェーハからの距離はスパッタリング源の径より小
さい、ウェーハ支持手段はコーティング中にウェーハを
静止に保持する。最後に、本装置は、ウェーハ支持手段
をチェンバ内部の他の部分から遮蔽し、入口ドアが開か
れたときはウェーハの挿入及び取出し中ウェーハと支持
手段をチェンバ環境から隔離するチェンバ内部の可動部
材を含むロードロック手段を含んでいる。このよう番こ
して、外部のウェーハ支持手段によるチェンバ環境の撹
乱や、従って汚染分や、大きなロードロックの体積を最
小にし、しかも全体的ウェーハコーティング時間を改善
して、ウェーハの個々的コーティングがａ返しなされう
るのである。
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ための装置であっ
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ための装置であっ
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ためのチェンバ内の閉鎖手段
を含んでおり、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た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。
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ためのチェンバ内の閉鎖手段
を含んでおり、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た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。
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Ｒ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りに対称的に配置される。ス
パッ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パッ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りよく抑える
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ェーハの
数をそのウェーハ移送プレートに取付けられているもの
だけに限定し、またいくつかの処理作業を同時に遂行す
ること、例えば１つのウェーハ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。内部ウェーハクリップ支持手段、薄いロードロッ
ク、及びウェーハ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まで上昇させる。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ェーハを
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
バヘローディングするための完全自動装置の詳細は米国
特許第４，３１１，４２７号（米国出願番号第１０６．
３４２号６発明者Ｇ、Ｌ、コード、Ｒ，Ｈ，ショー及び
Ｍ、Ａ、ハッチンソン）に見出される。同様に、ウェー
ハ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のに付設手段の詳細は米
国特許第４．３０６．７３１号（米国出願番号第１０６
，１７９号０発明者Ｒ，Ｈ，ショー）に見出される。
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りに対称的に配置される。ス
パッ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パッ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りよく抑える
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ェーハの
数をそのウェーハ移送プレートに取付けられているもの
だけに限定し、またいくつかの処理作業を同時に遂行す
ること、例えば１つのウェーハ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。内部ウェーハクリップ支持手段、薄いロードロッ
ク、及びウェーハ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まで上昇させる。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ェーハを
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
バヘローディングするための完全自動装置の詳細は米国
特許第４，３１１，４２７号（米国出願番号第１０６．
３４２号６発明者Ｇ、Ｌ、コード、Ｒ，Ｈ，ショー及び
Ｍ、Ａ、ハッチンソン）に見出される。同様に、ウェー
ハ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のに付設手段の詳細は米
国特許第４．３０６．７３１号（米国出願番号第１０６
，１７９号０発明者Ｒ，Ｈ，ショー）に見出される。
−匁の舌 を零口
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から成り、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図により詳細に見ることができる。
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から成り、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図により詳細に見ることができる。
ロードロック１２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、支持構造体又
はウェーハ支持体（キャリア）プレート組立体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り、ウェ
ーハ支持体プレート組立体１８の内部に保持される。チ
ャック組立体又はドア組立体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並びにチェンバ及
びロードロック排気のため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内にコンパ
クトに収容されている。
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、支持構造体又
はウェーハ支持体（キャリア）プレート組立体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り、ウェ
ーハ支持体プレート組立体１８の内部に保持される。チ
ャック組立体又はドア組立体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並びにチェンバ及
びロードロック排気のため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内にコンパ
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。
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、より多数の又はより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、それらは圧力プレート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、支持体プレート組立体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。
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、より多数の又はより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、それらは圧力プレート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、支持体プレート組立体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によりロードロック装置１２の中ヘロードされ、ウ
ェーハ支持体プレート１８内部に入る。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
コーティングされ、冷却され、そして再びドア組立体２
２によるウェーハ支持体プレート組立体１８からの除去
のためにロードロッり装置１２へと戻る。大まかに説明
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、単一スチージョン若しくは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
も同様に適用しうる。
２２によりロードロック装置１２の中ヘロードされ、ウ
ェーハ支持体プレート１８内部に入る。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
コーティングされ、冷却され、そして再びドア組立体２
２によるウェーハ支持体プレート組立体１８からの除去
のためにロードロッり装置１２へと戻る。大まかに説明
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、単一スチージョン若しくは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
も同様に適用しうる。
ここでウェーハの到着の視点から、より詳細に本装置を
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にロードロック
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プレートとの間にある要素
のサンドイッチ配列である。ロードロックは、ウェーハ
支持体プレート組立体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に付設されたチェンバ入口２３のちょう
ど内側になる。支持体プレート組立体１８は、正面壁３
２及び圧力プレート１６にほぼ平行である。圧力プレー
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。ウェーハ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。成るウェーハ処理＋５ ｆＰ
のためにチェンバ１０内部に６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、スパッターコーティ
ング操作のためにアルゴン又はその他の不活性ガスで２
０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ンバ内部の他の領域
から密封されなければならない、圧力プレート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が圧力プ
レート１６及び支持体プレート組立体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
ａｆ１２に同心的に、圧力プレート１６へ適用されて、
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ｊｉ３２がともに、チェンバ入口２３に同
心的な円形パターンに配置された０リング３８を備え、
ロードロックを形成する要素のサンドイッチ配列内の真
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Ｏリング３９を含むチェンバドア組立体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及び６図は、完
全なロードロックを示している。
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にロードロック
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プレートとの間にある要素
のサンドイッチ配列である。ロードロックは、ウェーハ
支持体プレート組立体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に付設されたチェンバ入口２３のちょう
ど内側になる。支持体プレート組立体１８は、正面壁３
２及び圧力プレート１６にほぼ平行である。圧力プレー
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。ウェーハ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。成るウェーハ処理＋５ ｆＰ
のためにチェンバ１０内部に６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、スパッターコーティ
ング操作のためにアルゴン又はその他の不活性ガスで２
０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ンバ内部の他の領域
から密封されなければならない、圧力プレート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が圧力プ
レート１６及び支持体プレート組立体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
ａｆ１２に同心的に、圧力プレート１６へ適用されて、
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ｊｉ３２がともに、チェンバ入口２３に同
心的な円形パターンに配置された０リング３８を備え、
ロードロックを形成する要素のサンドイッチ配列内の真
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Ｏリング３９を含むチェンバドア組立体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及び６図は、完
全なロードロックを示している。
つまり、圧力プレート１６は前方の前進した位置にあり
、支持体プレート組立体１８をチェンバ正面壁３２に対
して加圧し、開口３７を密封する。又、ドア２２は閉鎖
されチェンバ入口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
く小さな体漬のロードロックが、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、上述の米国特許第４．
３１１．４２７号を参照されたい、第５図は、後退し休
止位置にある圧力プレート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。
、支持体プレート組立体１８をチェンバ正面壁３２に対
して加圧し、開口３７を密封する。又、ドア２２は閉鎖
されチェンバ入口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
く小さな体漬のロードロックが、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、上述の米国特許第４．
３１１．４２７号を参照されたい、第５図は、後退し休
止位置にある圧力プレート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。
このＪ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１０
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はウェーハより
も大径であり、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枚のウェーハが成
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。支持体ブ（以下余白） レート駆動体３５が断続的に作動して支持体プレート組
立体１８を１つのステーション分の距離だけ移動させる
。それにより、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１０
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はウェーハより
も大径であり、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枚のウェーハが成
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。支持体ブ（以下余白） レート駆動体３５が断続的に作動して支持体プレート組
立体１８を１つのステーション分の距離だけ移動させる
。それにより、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
ハが支持体プレート組立体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っ込んだ位置にあり
支持体プレートに平行でありうるような、径をもち、そ
れによりウェーハを保護する。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り、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。エツジ作用クリップ組立体の特に都合の良
い形憩が第４図〜第８図に断面で示されている。その詳
細は、前述の米国特許第４，３０６，７３１号に開示さ
れている。４個のクリップ組立体２０の１組が保タナリ
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、ディスク状円形ウェー
ハ支持体プレート４２へと着脱可能に付設され、そして
完全なウェーハ支持体プレート組立体１８を形成する。
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
ハが支持体プレート組立体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っ込んだ位置にあり
支持体プレートに平行でありうるような、径をもち、そ
れによりウェーハを保護する。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り、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。エツジ作用クリップ組立体の特に都合の良
い形憩が第４図〜第８図に断面で示されている。その詳
細は、前述の米国特許第４，３０６，７３１号に開示さ
れている。４個のクリップ組立体２０の１組が保タナリ
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、ディスク状円形ウェー
ハ支持体プレート４２へと着脱可能に付設され、そして
完全なウェーハ支持体プレート組立体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ジ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フ内いられ
るのが好適であるけれども、３個又は４個以上のクリッ
プ組立体の使用も可能である。
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ジ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フ内いられ
るのが好適であるけれども、３個又は４個以上のクリッ
プ組立体の使用も可能である。
しかし、４個の組の方が３個のものよりも大なる信頼性
ともたらすと認められた。
と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。
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望まれるスパ
ッターエッチなどの適用のために、絶縁物質で作られて
いてよい、ウェーハ保持手段である伸長したスプリング
クリップ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、ウェーハ接触部分としての弧状フィンガ
一部分又は先端部５５を含んでいる。先端部５５は、ウ
ェーハのエツジをしっかり把持するのに逍切な半径で湾
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、ウェーハ支持部分としての枝部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
。このクリップ組立体は、結果として、代表的ウェーハ
１５の径よりも幾分率さい径をもつ円形パターン（ウェ
ーハ支持プレート４２の内部に展在する円形パターン）
上に置かれた複数の弧状先端部５５を形成する。
ッターエッチなどの適用のために、絶縁物質で作られて
いてよい、ウェーハ保持手段である伸長したスプリング
クリップ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、ウェーハ接触部分としての弧状フィンガ
一部分又は先端部５５を含んでいる。先端部５５は、ウ
ェーハのエツジをしっかり把持するのに逍切な半径で湾
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、ウェーハ支持部分としての枝部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
。このクリップ組立体は、結果として、代表的ウェーハ
１５の径よりも幾分率さい径をもつ円形パターン（ウェ
ーハ支持プレート４２の内部に展在する円形パターン）
上に置かれた複数の弧状先端部５５を形成する。
ロードロック１２へのウェーハ挿入は、クリップ組立（
ｋ ２０ ／＼ウェーハ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内部にウェーハを受け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に対するウェー
ハエツジの摩擦を含む、枝部とのそのような摩擦接触な
しにウェーハを挿入するために、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。ウェーハ挿
入及びクリップ拡張は手で操作されうるけれども、より
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危険を避けるべきである。
ｋ ２０ ／＼ウェーハ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内部にウェーハを受け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に対するウェー
ハエツジの摩擦を含む、枝部とのそのような摩擦接触な
しにウェーハを挿入するために、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。ウェーハ挿
入及びクリップ拡張は手で操作されうるけれども、より
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危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チャッ
ク手段又は真空チャック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、ウェーハカセット式ロード／アンロード組立体２
４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。
ク手段又は真空チャック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、ウェーハカセット式ロード／アンロード組立体２
４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、チェンバドア組立
体２２は、鉛直軸を有する高荷重ヒンジ６３によりチェ
ンバ１０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プッシュプル作動手段１
６２（第１図中央左側に破線で示す）によって在来の方
法で開閉される。プッシュプル作動手段１６２は、真空
チャック６０とスプリングクリップ５３との間の相対的
移動を構成する。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は鉛直であり、支持体プレート組
立体１８及びチェンバ入口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きし、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、真空チャック自動移動
手段の一実施例である空気シリンダー１６０によってド
アの内側面から軸方向に伸長して、ウェーハをクリップ
組立体２０との係きへと進める。そこで真空チャックは
後退し、ウェーハ１５はりシップ組立体によりチャック
内に保持され、処理を受け、支持体プレート組立体１８
の回転により順を追って種々な加工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６
４へのウェーハの鉛直提供は、以下に詳述するようなロ
ード／アンロード組立体２４により達成される。
体２２は、鉛直軸を有する高荷重ヒンジ６３によりチェ
ンバ１０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プッシュプル作動手段１
６２（第１図中央左側に破線で示す）によって在来の方
法で開閉される。プッシュプル作動手段１６２は、真空
チャック６０とスプリングクリップ５３との間の相対的
移動を構成する。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は鉛直であり、支持体プレート組
立体１８及びチェンバ入口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きし、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、真空チャック自動移動
手段の一実施例である空気シリンダー１６０によってド
アの内側面から軸方向に伸長して、ウェーハをクリップ
組立体２０との係きへと進める。そこで真空チャックは
後退し、ウェーハ１５はりシップ組立体によりチャック
内に保持され、処理を受け、支持体プレート組立体１８
の回転により順を追って種々な加工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６
４へのウェーハの鉛直提供は、以下に詳述するようなロ
ード／アンロード組立体２４により達成される。
ロードロック装置、ウェーハ支持体プレート組立体１８
及びドア組立体２２は、鉛直方向に限定される必要はな
いことに注意すべきである。
及びドア組立体２２は、鉛直方向に限定される必要はな
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デブリの如
何なる可能性も除去するためには、それが好適である。
何な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ためのロード／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け収り水平平面
内のロードロッ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一修正を
加えることにより、至って容易にできる。
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ためのロード／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け収り水平平面
内のロードロッ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一修正を
加えることにより、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こ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
ーハのエツジをしっかり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により挿入される時に、
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。クリップ作動手段６２
は、ウェーハ保持手段を作動させる作動手段の一実施例
である。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、各クリップ作動手段６
２が取付けられる。第４図に詳しく示されているクリッ
プ作動手段６２の各々は３、エアシリンダ６５及び接触
ビン６６を含んでいる。エアシリンダ６５は、クリップ
作動手段６２の自動移動手段の一実施例である。
に対してウェーハを単に押すこ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
ーハのエツジをしっかり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により挿入される時に、
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。クリップ作動手段６２
は、ウェーハ保持手段を作動させる作動手段の一実施例
である。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、各クリップ作動手段６
２が取付けられる。第４図に詳しく示されているクリッ
プ作動手段６２の各々は３、エアシリンダ６５及び接触
ビン６６を含んでいる。エアシリンダ６５は、クリップ
作動手段６２の自動移動手段の一実施例である。
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。ビン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
を調整する。ドア２２が閉じると、ビン６６はウェーハ
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。ビン６６はそれ
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、クリップを開放し、摩擦接触なしのウェーハの挿
入又は除去を容易にする。
方向内部及び外部へと移動する。ビン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
を調整する。ドア２２が閉じると、ビン６６はウェーハ
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。ビン６６はそれ
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、クリップを開放し、摩擦接触なしのウェーハの挿
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ハ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。真空チャック
６０が再び伸長し、ウェーハの背面に真空を適用してウ
ェーハと係合し、そして、クリップ作動手段が再びクリ
ップ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ハを保持
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。
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、ウェーハの背面に真空を適用してウ
ェーハと係合し、そして、クリップ作動手段が再びクリ
ップ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ハを保持
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
。
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
。
ウェーハ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２
２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。
する機能、又はアンローディングのためにドア組立体２
２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６つを含む。
６８及びウェーハカセット搬送組立体６つを含む。
チェンバ人口２３の下方両側に延在し、チェンバの壁３
２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４■立体
２２の内側面６４内部の真空チャックの操作端へと、或
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。
２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４■立体
２２の内側面６４内部の真空チャックの操作端へと、或
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、レール７２と７３の間隔が決められる
。カセット移動のための動力は、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。案内ビン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
ッパーモータ手段８０が、チェーン手段７５のための駆
励動力源として設けられ、カセット移動に正確なｒＧＩ
Ｉ御をもたらず、それによりカセット内部の各々のとの
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８０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
。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、次にローディング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、レール７２と７３の間隔が決められる
。カセット移動のための動力は、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。案内ビン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
ッパーモータ手段８０が、チェーン手段７５のための駆
励動力源として設けられ、カセット移動に正確なｒＧＩ
Ｉ御をもたらず、それによりカセット内部の各々のとの
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８０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
。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、次にローディング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。
カセット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は、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２
２の内側面６４に面ぜず、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６０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
ーハ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への挿入にあたりウェーハが
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は、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２
２の内側面６４に面ぜず、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６０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
ーハ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への挿入にあたりウェーハが
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、チェンバ入口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。■位置にあるドア
の内側面の直下で案内プレート８２内にある案内スロッ
ト８５が、ブレード８３の上方での案内をもたらし、他
方、搬送組立体から下方に作動シリンダへ向けて伸長し
た鉛直案内部材８６が鉛直路においてブレード８３の保
持を助ける。ブレード８３の幅は、レール７２と７３と
の間隔よりも小さく、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りも小さい、ブレー
ド８３は又、カセット７０に保持された隣接ウェーへ間
の距雛よりも薄い。
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。■位置にあるドア
の内側面の直下で案内プレート８２内にある案内スロッ
ト８５が、ブレード８３の上方での案内をもたらし、他
方、搬送組立体から下方に作動シリンダへ向けて伸長し
た鉛直案内部材８６が鉛直路においてブレード８３の保
持を助ける。ブレード８３の幅は、レール７２と７３と
の間隔よりも小さく、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りも小さい、ブレー
ド８３は又、カセット７０に保持された隣接ウェーへ間
の距雛よりも薄い。
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ジを保
持するための湖が設けられている。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
及びウェーハをブレードの通路上に設定する０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
あり、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、ステッパーモー夕手段
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、ブレード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
にまでウェーハを上方にもち上げる。ウェーハは鉛直方
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。
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ジを保
持するための湖が設けられている。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
及びウェーハをブレードの通路上に設定する０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
あり、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、ステッパーモー夕手段
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、ブレード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
にまでウェーハを上方にもち上げる。ウェーハは鉛直方
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。
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、ウェーハが水平方向にあ
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、ウェーハが水平方向にあ
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が吸着によりウェーハ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１次に
ドア２２がチャック６０により保持されたウェーハとと
もに開じて、それにより、そのウェーハはロードロック
装置１２の中ヘロードされ、チェンバ入口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プレート１８の開口３７の池
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、次のウェーハを真にブレード
８３上の位置に移動させる。
ク６０が吸着によりウェーハ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１次に
ドア２２がチャック６０により保持されたウェーハとと
もに開じて、それにより、そのウェーハはロードロック
装置１２の中ヘロードされ、チェンバ入口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プレート１８の開口３７の池
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、次のウェーハを真にブレード
８３上の位置に移動させる。
そこでブレード８３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くり返し、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
ハと係合する。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。
いたドアまで上方に移動させる動作をくり返し、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
ハと係合する。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。
そして真空チャック６０は、ドアが未だ閉位置にある時
に、ウェーハ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。
に、ウェーハ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、ステッパーモータ手段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１
５の元の位置はブレード通路上に存置されるようにする
１次にブレード８３が、搬送レール７２．７３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、ブレード８３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まで前進され
る。
上に位置される。他方、ステッパーモータ手段８０及び
チェーン手段７５がカセットを後退させて、ウェーハ１
５の元の位置はブレード通路上に存置されるようにする
１次にブレード８３が、搬送レール７２．７３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、ブレード８３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まで前進され
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Ｉ・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
の各々が、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、且つ円形のエツジ部分の代わりにはか
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
９０は、昇降組立体６８の位置の直前のカセッ１−の通
路に位置され、それにより、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
ローラ上を通路するとき、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。
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Ｉ・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
の各々が、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、且つ円形のエツジ部分の代わりにはか
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
９０は、昇降組立体６８の位置の直前のカセッ１−の通
路に位置され、それにより、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
ローラ上を通路するとき、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。
動くローラ９０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。
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はいつ
でも、チェンバの排気された内部環境を大気圧から防護
するために、圧力プレート１６が支持体プレート１８及
び正面壁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図及び第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ッチ配列を示している。
でも、チェンバの排気された内部環境を大気圧から防護
するために、圧力プレート１６が支持体プレート１８及
び正面壁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図及び第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ッ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に
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、クリップ作動手段６２の接触ビン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
段の接触ビンが引っ込み、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ト組立
体１８内に固着的に取付けられている。圧力ブレ−１〜
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う、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
リップ組立体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
の接触ビンがクリップに接しているところが示されてい
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、クリップ作動手段６２の接触ビン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
段の接触ビンが引っ込み、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ト組立
体１８内に固着的に取付けられている。圧力ブレ−１〜
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う、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
リップ組立体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
の接触ビ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
はチェンバより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プレートが後退した時にチェ
ンバ環境を感知できる程には妨害しない、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。
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
はチェンバより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プレートが後退した時にチェ
ンバ環境を感知できる程には妨害しない、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。
つまり、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さ′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。
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さ′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。本発明においては、大
気（又は、より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
にそのまま残り、更に蒸着中にはチェンバ環境から密封
される。
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。本発明においては、大
気（又は、より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
にそのまま残り、更に蒸着中にはチェンバ環境から密封
される。
ウェーハがロードロックチージョン１２へロードされ及
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１例えば、ロードロックステーション１２
の次のステーションであるウェーハ加熱ステーション２
８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−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
面がられずかに突き出ている。圧力プレート１６が弛ｔ
ａ状態にあるときは、チェンバの正面壁に対する圧力プ
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
しながら、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。
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１例えば、ロードロックステーション１２
の次のステーションであるウェーハ加熱ステーション２
８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−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
面がられずかに突き出ている。圧力プレート１６が弛ｔ
ａ状態にあるときは、チェンバの正面壁に対する圧力プ
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
しながら、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
−ドープシリコンウェーハは、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
求される短い脱ガ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
度上昇率は低ずぎる。そ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から、ガ
ス伝熱を利用することにより加熱素子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＠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。伝熱の所望の効率を達成するた
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
−ドープシリコンウェーハは、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
求される短い脱ガ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
度上昇率は低ずぎる。そ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から、ガ
ス伝熱を利用することにより加熱素子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＠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。伝熱の所望の効率を達成するた
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。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
して生ずる過熟によるＯリング１１５の真空気密特製の
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、冷却剤を受仮に流
入及び流出するようにして、Ｏリング１１５の気密状態
をオ、１持することができる。
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
して生ずる過熟によるＯリング１１５の真空気密特製の
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、冷却剤を受仮に流
入及び流出するようにして、Ｏリング１１５の気密状態
をオ、１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
いる無線周波スパッターエツチングの手段により、加熱
ステーションでウェーハ分加熱及び冷却をすることが望
まれるであろう。
いる無線周波スパッターエツチングの手段により、加熱
ステーションでウェーハ分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
スパッター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。
スパッター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。
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１２０とチェンバ正面壁３２と
の間の真空気密が、０リング１２１によりもたらされる
。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１２８及び１２９が設けられて、冷
却剤をヒートシンク１１つ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の温度の所望
のレベルに維持することができる。ヒートシンク部材１
１９は、圧力プレート１６が作動的前進位置にあるとき
にウェーハ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バイ
１１２６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ガスの微量を、ヒートシンク１１
９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。アルゴンガス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ぜるこ
とにより、冷却率を増大する。
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１２０とチェンバ正面壁３２と
の間の真空気密が、０リング１２１によりもたらされる
。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１２８及び１２９が設けられて、冷
却剤をヒートシンク１１つ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の温度の所望
のレベルに維持することができる。ヒートシンク部材１
１９は、圧力プレート１６が作動的前進位置にあるとき
にウェーハ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バイ
１１２６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ガスの微量を、ヒートシンク１１
９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。アルゴンガス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ぜるこ
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。
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、コーディン
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）、
圧カプレート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によりコーチインゲスデー
ジョンへと進められてきたウェーハのスパッタリング源
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、支持体プレート組
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り詳細に示している。
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）、
圧カプレート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によりコーチインゲスデー
ジョンへと進められてきたウェーハのスパッタリング源
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、支持体プレート組
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り詳細に示している。
第９図の配置が示しているのは、チェンバの正面壁３２
に対してウェーハ支持体プレート１８を押しつけるため
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
っ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［′２Ｊで示された休止位置よりも正面壁に接近し、
ウェーハ１５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パッタリング工程が、更にそのウェ
ーハを加熱させ、従って最も悪いときにそのウェーハの
脱ガスを増加させることは公知である。しかし、スパッ
タリング源１００と結果として迅速なコーティング蒸着
率（はぼ毎分当り１０，０００オングスロトーム）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、外部ウェー八支持物がないため、そして脱ガスの生
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
がスパッタリング源を収り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、従来の形状と比叙してウェーハの正面上への
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１１１１のバ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ェーハが、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ェーハ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。
に対してウェーハ支持体プレート１８を押しつけるため
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
っ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［′２Ｊで示された休止位置よりも正面壁に接近し、
ウェーハ１５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パッタリング工程が、更にそのウェ
ーハを加熱させ、従って最も悪いときにそのウェーハの
脱ガスを増加させることは公知である。しかし、スパッ
タリング源１００と結果として迅速なコーティング蒸着
率（はぼ毎分当り１０，０００オングスロトーム）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、外部ウェー八支持物がないため、そして脱ガスの生
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
がスパッタリング源を収り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、従来の形状と比叙してウェーハの正面上への
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１１１１のバ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ェーハが、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ェーハ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り（）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エーハは静止しているという
ことから生じる。しかなるデブリ、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、＠撃又は振動があら
れれな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
デジ９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ないこと、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
により減少させられる。ウェーハを支持するクリップ組
立体の非常に小さな構造物は、通常の動作中に空気に自
らでさえも露曝しない。なぜならば、ロードロックは、
水蒸気−支承用空気ではなく、乾燥した窒毒ガスの環境
の中で通常に作動されるからである。
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エーハは静止しているという
ことから生じる。しかなるデブリ、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、＠撃又は振動があら
れれな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
デジ９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ないこと、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
により減少させられる。ウェーハを支持するクリップ組
立体の非常に小さな構造物は、通常の動作中に空気に自
らでさえも露曝しない。なぜならば、ロードロックは、
水蒸気−支承用空気ではなく、乾燥した窒毒ガスの環境
の中で通常に作動されるからである。
密接に連結したウェーハ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。ウェーハ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、以下で更に記
述する。ウェーハがスパッ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、−定の
割きで進められる（蒸着源に一定の出力な印加すると仮
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り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、汚染バックグランド・ガス（酸素
のようなガス）の分子及びスパッ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。汚染バ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り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。
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。ウェーハ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、以下で更に記
述する。ウェーハがスパッ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、−定の
割きで進められる（蒸着源に一定の出力な印加すると仮
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り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、汚染バックグランド・ガス（酸素
のようなガス）の分子及びスパッ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。汚染バ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り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
の運動より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ック装置においては得られ
なかった。このようなウェーハの運動は、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、逆にウェーハから良い半導体の産出に影響をおよば
ず、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
。
の運動より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ック装置においては得られ
なかった。このようなウェーハの運動は、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、逆にウェーハから良い半導体の産出に影響をおよば
ず、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図に示されたスパッタリング源１００の評
論に戻ると、そこでの放出端がリング形状ターゲット１
１２を含んでいることがわがるであろう。そのターゲッ
トは第９図で破線にして略示的に示されているが、第１
０図では略示的に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、１９７
８年７月１１日発行の米国特許だい４，１００．０５５
号にＲ，Ｍ、レイニーによる″′スパッタリング装置に
対するターゲット形状”の中に詳細に開示されている。
論に戻ると、そこでの放出端がリング形状ターゲット１
１２を含んでいることがわがるであろう。そのターゲッ
トは第９図で破線にして略示的に示されているが、第１
０図では略示的に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、１９７
８年７月１１日発行の米国特許だい４，１００．０５５
号にＲ，Ｍ、レイニーによる″′スパッタリング装置に
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“５−Ｇ
ｕｎ”の下でパリアン・アソシエイツ・インコーホレイ
テッドにより製造され、商業化されている。このような
スパッ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、またアルゴンガスの大気圧以下の内部
ガス環境も必要とされている、リング形状ターゲットを
含む他のスパッタリング源はまた５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。
ｕｎ”の下でパリアン・アソシエイツ・インコーホレイ
テッドにより製造され、商業化されている。このような
スパッ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、またアルゴンガスの大気圧以下の内部
ガス環境も必要とされている、リング形状ターゲットを
含む他のスパッタリング源はまた５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・ｙ
ｌ−１１２に衝突する。そのイオンは、望み通り蒸着さ
れるコーティング用のスパッタリング源の材料、たとえ
ばアルミニウムから作られる。
ｌ−１１２に衝突する。そのイオンは、望み通り蒸着さ
れるコーティング用のスパッタリング源の材料、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
ーゲ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１０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、通常ではアルゴンであって、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。
ーゲ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１０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、通常ではアルゴンであって、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ゴンが、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ゴ
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、以下でウェ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。
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ゴンが、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ゴ
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、以下でウェ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、スパッタリング源
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ま
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０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状で
はない、 このような侵食にかかわらず、ターゲット１
１２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、実際に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
パ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、スパッタリング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りも、給源からスパッタ
された材料をより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な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。
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ま
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０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状で
はない、 このような侵食にかかわらず、ターゲット１
１２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、実際に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
パ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、スパッタリング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りも、給源からスパッタ
された材料をより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な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ｎｐ止
的に固定され■つ３Ｊｌ、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によって比軸的薄い
ウェーハ支持体プレート組立体１８の内に弾力的に支持
されている。このような関係は、第１０図の瞥示的図で
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Ｘ、コーティ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。
にコーティングの間に給源１００に関して同心でｎｐ止
的に固定され■つ３Ｊｌ、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によって比軸的薄い
ウェーハ支持体プレート組立体１８の内に弾力的に支持
されている。このような関係は、第１０図の瞥示的図で
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Ｘ、コーティ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Ｐ１１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
トの寿命の終りま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しくなるような平面基準である。ま
た、有効給源直径Ｄｓｆ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、ウェーハと平面Ｐｓとの間
の距離である。
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
トの寿命の終りま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しくなるような平面基準である。ま
た、有効給源直径Ｄｓｆ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、ウェーハと平面Ｐｓ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パッタリング源１０
０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（
１３，１ｃ＋ａ）及び２．１２インチ（５，４ｃｍ）と
し、ターゲットの高さを０．８８インチ（２，２４ｃ＋
自）とすることができる、従って、図に示された侵食パ
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（１１，７ｃｍ）である、同様
に、給源の有効平面Ｉ’ｓ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。
０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（
１３，１ｃ＋ａ）及び２．１２インチ（５，４ｃｍ）と
し、ターゲットの高さを０．８８インチ（２，２４ｃ＋
自）とすることができる、従って、図に示された侵食パ
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（１１，７ｃｍ）である、同様
に、給源の有効平面Ｉ’ｓ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−性及びより潰れた
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、特定の幾何学的及び位
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
こないうることがわがったであろう。非常によい均−性
及び殴れたステップカバレージを得るためのこれら必須
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°図でグラフにより説明さ
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Ｊ′Ｊ、さの割きであることは
わかるであろう８．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、特定の幾何学的及び位
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
こないうることがわがったであろう。非常によい均−性
及び殴れたステップカバレージを得るためのこれら必須
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°図でグラフにより説明さ
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Ｊ′Ｊ、さの割きであることは
わかるであろう８．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
てウェーハ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インチを収ったと
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ミクロン圧のアルゴンの
環境に対してである。
てウェーハ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インチを収ったと
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ミクロン圧のアルゴンの
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がつ工−ハの直径Ｄｗよ
りも大きい限り、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、（ａ）及び（ｂ）である限り
±１５％よりもよい、ここで、（、ｌ）とは、χがほぼ
０．４０ｓから１．ＩＤｓの範囲内であること（Ｄｓ＝
４．６インチに対してＸ＝２インチから５インヂ）、（
ｂ）とは、ウェーハの最大直径Ｄｕ＋ ｍａにが約０．
９０ｇより小さいこと（又は、ウェーハの直径の半分に
等しいｒの値、有効直径Ｄｓ二４．６インチの給源に対
しては約２゜１インチ）。
の均一性が、有効給源直径Ｄｓがつ工−ハの直径Ｄｗよ
りも大きい限り、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、（ａ）及び（ｂ）である限り
±１５％よりもよい、ここで、（、ｌ）とは、χがほぼ
０．４０ｓから１．ＩＤｓの範囲内であること（Ｄｓ＝
４．６インチに対してＸ＝２インチから５インヂ）、（
ｂ）とは、ウェーハの最大直径Ｄｕ＋ ｍａにが約０．
９０ｇより小さいこと（又は、ウェーハの直径の半分に
等しいｒの値、有効直径Ｄｓ二４．６インチの給源に対
しては約２゜１インチ）。
より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。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。換言すれば、３．０
インチ（７，６３ｃ＋ｓ）のウェーハの直径全体にわた
り、１１．６インチ（１１，７４ｃｍ）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０．４０
ｓから１．１０ｓ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０．４１１ｓから０．９Ｄｓまでの範囲と限ることに
より、ブレーナ均一性は、更に第１１図でわかるように
、１５％よりもよく改良されている。 前述のブレーナ
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。
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。換言すれば、３．０
インチ（７，６３ｃ＋ｓ）のウェーハの直径全体にわた
り、１１．６インチ（１１，７４ｃｍ）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０．４０
ｓから１．１０ｓ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０．４１１ｓから０．９Ｄｓまでの範囲と限ることに
より、ブレーナ均一性は、更に第１１図でわかるように
、１５％よりもよく改良されている。 前述のブレーナ
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（以下余白）
因子の影響を考えると、第１２図は、次の２つの条件の
下でＸ＝４インチの給源からウェーハまでの’ｄｒｉ
Ｐ＆及び５インチの外円の直径の給源（有効給源直７１
Ｄｓ ＝ ４ 、６インチに対して）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。
下でＸ＝４インチの給源からウェーハまでの’ｄｒｉ
Ｐ＆及び５インチの外円の直径の給源（有効給源直７１
Ｄｓ ＝ ４ 、６インチに対して）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％の均一性かはは′
４．３インチ（ｌｏ、９ｃｒａ）の最大ウェーハ直径（
はば２．２インヂ（５，６ｃｍ）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
まで上げると、同じ±１０％の均一性を保つための最大
直径は、はぼ３゜６インチ（はぼ１，８インチの半径位
置）に約１６％だけ減少することになる。かわって、１
σ径３．０インチのウェーハに対して、均一性が２ミク
ロンのアルゴン圧に対して約±４％であり、１０ミクロ
ンのアルゴン圧に対してほぼ±７％になり、共に多くの
半導体ウェーハの応用に対してより優れた結果であると
わかるであろう。
４．３インチ（ｌｏ、９ｃｒａ）の最大ウェーハ直径（
はば２．２インヂ（５，６ｃｍ）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
まで上げると、同じ±１０％の均一性を保つための最大
直径は、はぼ３゜６インチ（はぼ１，８インチの半径位
置）に約１６％だけ減少することになる。かわって、１
σ径３．０インチのウェーハに対して、均一性が２ミク
ロンのアルゴン圧に対して約±４％であり、１０ミクロ
ンのアルゴン圧に対してほぼ±７％になり、共に多くの
半導体ウェーハの応用に対してより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−ウニーへ間隔４インチに対し
て、プレーナカバレージが２つの半径位置、一方が１．
５インチ（３，８１Ｃ−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。
ている。この図で、給源−ウニーへ間隔４インチに対し
て、プレーナカバレージが２つの半径位置、一方が１．
５インチ（３，８１Ｃ−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。
期待通り、最も内側の半径位置は最も高い均一性を示し
ている。しかしこれら両面線は、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］Ｕ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、両方とも数パー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、ステップ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。しかしこれら両面線は、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］Ｕ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、両方とも数パー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、ステップ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の主要なプレーナ表面内の講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″゛ステツプカバレージ″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１σ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ッ
プカバレージの十分さを少なくとも実ａ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り使用さ
れている。
１５の主要なプレーナ表面内の講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″゛ステツプカバレージ″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１σ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ッ
プカバレージの十分さを少なくとも実ａ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り使用さ
れている。
従来技術では、十分な均−性及びステップカバレージを
え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、広範囲な経験により教えられ、公知となってい
る。１．Ａ、プレツタ、Ｄ、Ｂ、フレイザーとＳ、Ｅ、
ハツズコーの“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ＡＩステップカバレージの最適
化”ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンティフィ
ク・テクノロジー１５巻１３−１５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
子ビーム蒸着源、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ップカバレージの走査用電子マイ
クロスコープ（ＳＥＭ）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黄熱蒸着源であるけれども、本発
明の装置においては、リング形状スパッタリング源１１
２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Ｉｑ１的に位
置付けされた小面積給源からより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
っての十分なステップカバレージの可Ｒ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まだ良いステップカバレー
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ゴン圧の範
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
してよりよい品質を与える。
え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、広範囲な経験により教えられ、公知となってい
る。１．Ａ、プレツタ、Ｄ、Ｂ、フレイザーとＳ、Ｅ、
ハツズコーの“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ＡＩステップカバレージの最適
化”ジャーナル・オブ・バキューム・サイエンティフィ
ク・テクノロジー１５巻１３−１５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
子ビーム蒸着源、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ップカバレージの走査用電子マイ
クロスコープ（ＳＥＭ）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黄熱蒸着源であるけれども、本発
明の装置においては、リング形状スパッタリング源１１
２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Ｉｑ１的に位
置付けされた小面積給源からより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
っての十分なステップカバレージの可Ｒ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まだ良いステップカバレー
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ゴン圧の範
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
してよりよい品質を与える。
第１３及び第１４図は、これら最適化パラメータを定義
するのに助けとなり、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ｊ４Ｌ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。
するのに助けとなり、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ｊ４Ｌ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、内側に向いた側
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パーセンテージとし
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。
にもかかわらず、外側に向いた側面は、内側に向いた側
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パーセンテージとし
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′雉な
１ｌｔｌ壁カバレージが３ミクロンから１０ミクロンの
範囲のアルゴ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
−ウェーハの間隔の範囲に対して、たとえば、χ＝３及
びＸ＝４の両方に正しい、第１４図（Ｘ＝３インチ）で
、ｆｌｔｌ＋壁カバレージは、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％まで、そして直径３インチのウェ
ーハの縁で１５％から２０％に増加する。第１３図（ｘ
＝４インチ）かられかるように、側壁カバレージは、３
インチウェーハの縁でほぼ９％からほぼ１７％に増加す
る。また、同様の一般的な給源−ウエーハ距ｉＪ及び良
いプレーナカバレージとなるように見出されたウェー′
ハと給源との間の同種の関係がまた、持に外側と内側に
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がるであろう。
い事実が、外向きの側壁をコートするのにより困′雉な
１ｌｔｌ壁カバレージが３ミクロンから１０ミクロンの
範囲のアルゴ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
−ウェーハの間隔の範囲に対して、たとえば、χ＝３及
びＸ＝４の両方に正しい、第１４図（Ｘ＝３インチ）で
、ｆｌｔｌ＋壁カバレージは、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％まで、そして直径３インチのウェ
ーハの縁で１５％から２０％に増加する。第１３図（ｘ
＝４インチ）かられかるように、側壁カバレージは、３
インチウェーハの縁でほぼ９％からほぼ１７％に増加す
る。また、同様の一般的な給源−ウエーハ距ｉＪ及び良
いプレーナカバレージとなるように見出されたウェー′
ハと給源との間の同種の関係がまた、持に外側と内側に
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がるであろう。
更に、これら一般的なパラメータの中で、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０．４０ｓ
から０．９０ｓ（すなわち、有効給源半径Ｄｓ＝４．６
インチとするとＸ＝２−５インチ）及びほぼ０．７０ｓ
（又は、有効給源半径Ｄｓ＝４．６インチとするとＤｕ
＋＝３．２インヂ＝８．１３（！Ｉ１１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％
よりもよいばかりか、最小の側壁カバレージが少なくと
もブレーナカバレージの１０％で、アルゴン圧が１０ミ
クロンの近傍に保っている限りではもっとよい。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１
３及び第１４図（給源−ウェーハ距離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２０％
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％である。
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０．４０ｓ
から０．９０ｓ（すなわち、有効給源半径Ｄｓ＝４．６
インチとするとＸ＝２−５インチ）及びほぼ０．７０ｓ
（又は、有効給源半径Ｄｓ＝４．６インチとするとＤｕ
＋＝３．２インヂ＝８．１３（！Ｉ１１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％
よりもよいばかりか、最小の側壁カバレージが少なくと
もブレーナカバレージの１０％で、アルゴン圧が１０ミ
クロンの近傍に保っている限りではもっとよい。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１
３及び第１４図（給源−ウェーハ距離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２０％
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％である。
模範的な結果のセラ）・を１０ミクロンのコーティング
の間のアルゴン圧及び０．４１）ｓから０．９０３の範
囲の給源−基板距ｍに対する」ユ記のデータから、下記
の通り表にできる。
の間のアルゴン圧及び０．４１）ｓから０．９０３の範
囲の給源−基板距ｍに対する」ユ記のデータから、下記
の通り表にできる。
表１
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％よりもよ
い均−性及び１０％より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
ウェーハに対して５．フインチ（１４，５ｃ＋Ｉ＋）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（１８，０ｃｍ）にほぼ等しい。
対して得られる。従って、たとえば、±１０％よりもよ
い均−性及び１０％より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
ウェーハに対して５．フインチ（１４，５ｃ＋Ｉ＋）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（１８，０ｃｍ）にほぼ等しい。
増加するアルゴン圧の環境の側壁カバレージにおける観
測された改良点のいくつかは、給源とウェーハ間の空間
に局在するスパッタリングされた原子とアルゴンガスの
原子との間の衝突の結果から生ずると信じられている。
測された改良点のいくつかは、給源とウェーハ間の空間
に局在するスパッタリングされた原子とアルゴンガスの
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、スパッ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。ＳＥＭフ第１−グラフィーは、１
０ミクロンアルゴン圧を使用して得られたステップカバ
レージが、たとえば３ミクロンアルゴン圧を使用して得
られたものより十分によいことを本当に示している。
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。ＳＥＭフ第１−グラフィーは、１
０ミクロンアルゴン圧を使用して得られたステップカバ
レージが、たとえば３ミクロンアルゴン圧を使用して得
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り改良をおこな
いうろことは、更に知られている（たとえば、上述で参
照したブレ・ンク等による文献を参照）。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
用された密に連結した給源及び静止状邪の給源−ウニ−
への関連をもって、コーティング中に、高い蒸着率が実
現でき、たとえば、毎分ｉｏ、ｏｏｏ人で、かなりの熱
が発生ずる。
３００℃に近い温度に加熱することにより改良をおこな
いうろことは、更に知られている（たとえば、上述で参
照したブレ・ンク等による文献を参照）。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
用された密に連結した給源及び静止状邪の給源−ウニ−
への関連をもって、コーティング中に、高い蒸着率が実
現でき、たとえば、毎分ｉｏ、ｏｏｏ人で、かなりの熱
が発生ずる。
たとえば、ウェーハ表面に到着するスパッタリングされ
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］、ｃｎ＋’当りほぼ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は、２００℃はどである。従って、
本発明の装置内のこの密に連結した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
たつ工−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ｆｒ４造との熟的接触
が不確実である。ウェーハと給源との間の密接な結合は
、法則というよりむしろ例外であった。さらに−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。
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］、ｃｎ＋’当りほぼ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は、２００℃はどである。従って、
本発明の装置内のこの密に連結した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
たつ工−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ｆｒ４造との熟的接触
が不確実である。ウェーハと給源との間の密接な結合は
、法則というよりむしろ例外であった。さらに−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、ウェーハは個々的方式で
操作されている。加えて、ウェーハは静市的に保たれる
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、ウェーハ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。
操作されている。加えて、ウェーハは静市的に保たれる
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、ウェーハ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、ウェーハ加熱ステーション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、
前述したようなウェーハの背面の後の空間に微、ｎｆ、
のアルゴンガス（スパッ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、ウェーハ加熱ステーション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、
前述したようなウェーハの背面の後の空間に微、ｎｆ、
のアルゴンガス（スパッ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。
ステップカバレージだけでなく１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の間中、ウ
ェーハ温度によって影響をうけることは知られている。
ないろいろな膜の性状、及び接触抵抗が処理の間中、ウ
ェーハ温度によって影響をう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
別なセットとじて、ウェーハ温度を処理のサイクルを通
して再現可能に制御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ＩＢ！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。
別なセットとじて、ウェーハ温度を処理のサイクルを通
して再現可能に制御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ＩＢ！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−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】５に順々に続けて蒸着させるの
に必要となり、第１の金属片が第１コーテイングステー
シラＩ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。
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】５に順々に続けて蒸着させるの
に必要となり、第１の金属片が第１コーテイングステー
シラＩ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
ターゲラｌ−１１２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
と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６もちろん、かわりに
、１つのコーティングステーションだけを、たとえば、
ターゲットの寿命の終り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なろう。
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
ターゲラｌ−１１２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
と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６もちろん、かわりに
、１つのコーティングステーションだけを、たとえば、
ターゲットの寿命の終り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なろう。
ウェーハ］５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Ｗ’１着したとき、そのウェーハ温度がさほど高く
ないならば、標準的な放射熱の移動で、冷却サイクルの
終りまでに真空環境からウェーハを無事に収り除くこと
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、ｒ４スパッターエツヂングの間中の加
熱ステーションでのウェーハ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
１３０で、この時にガス伝熱を使用することで、本発明
の装置で要求された短いサイクルタイム分成し遂げる際
に重要な役割を果たすであろう。
ステーション１３０である。ウェーハが冷却ステーショ
ンにＷ’１着したとき、そのウェーハ温度がさほど高く
ないならば、標準的な放射熱の移動で、冷却サイクルの
終りまでに真空環境からウェーハを無事に収り除くこと
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、ｒ４スパッターエツヂングの間中の加
熱ステーションでのウェーハ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
１３０で、この時にガス伝熱を使用することで、本発明
の装置で要求された短いサイクルタイム分成し遂げる際
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１２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、ウェーハは取り
除かれ元のカセット７０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１２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、ウェーハは取り
除かれ元のカセット７０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
ステーションから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。
、冷却などをするための多数の処理ステーション、及び
ステーションから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
という１枚のウェーハの概念の中に多くの有益な特色が
ある。
という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ゲート弁がウェ
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
、かわりにｒｆスパッターエツチングを利用）、スパッ
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Ｗ１ウェーハ温
度の制御をおこなうために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
率の能力な多少欠けるけれども、その装置は、本来的な
単純性と信１・ｎ性、真空装置の内ｉ！！Ｉｌ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」１滅らず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ゲート弁がウェ
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
、かわりにｒｆスパッターエツチングを利用）、スパッ
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Ｗ１ウェーハ温
度の制御をおこなうために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
率の能力な多少欠けるけれども、その装置は、本来的な
単純性と信１・ｎ性、真空装置の内ｉ！！Ｉｌ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」１滅らず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ノ１、そこでは、ウェー
ハは真空チャック６０によって係きされる。真空ヂャッ
ク６０及びクリップ作動手段６２はチェンバドア２２の
中にＩＩＩ付けられる。チェンバドア２２は、ロードロ
ック装置１２の外ｎに１ドアである。
２２の内側の面で鉛直に存置さノ１、そこでは、ウェー
ハは真空チャック６０によって係きされる。真空ヂャッ
ク６０及びクリップ作動手段６２はチェンバドア２２の
中にＩＩＩ付けられる。チェンバドア２２は、ロードロ
ック装置１２の外ｎに１ドアである。
他の応用例において、ウェーハロード／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ろう。
を真空密封手段から分離させることが望ましいだろう。
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１
８の中にローディングしたあと引込み、そのときには分
配したＯ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。
ード手段がウェーハをウェーハ支持体プレート組立体１
８の中にローディングしたあと引込み、そのときには分
配したＯ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図は本発明の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
ンバへのロードロック入口におけるドア構成、及び処理
チェンバの残りの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
６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
分より詳細に示す。 第３図は第１図のカセット・ロード／アンロードｊＪ［
立体の斜視図で、そのｌ））直に配向されたウェーハの
カセット及び処理チェンバのドア組立体との協［有］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［７ツクの断面ＩＡ
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ｔｅｌ立体が１枚のウ
ェーハをロードロックにＩｌ’？つつける方法、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ほうほ
うを示す８第５図は第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、ウェーハ企内部
ウェーハ支持）Ｊ［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
理ヂエ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１００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。 第１０図は第９図のウェーハとスパッタリング源ターゲ
ットの部分の暗示断面図で、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
ウェーハースパッタリング源の間隔（Ｘ）について、第
９及び１０図はスパッタリング源によりウェーハの主た
るブ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つだけのウェー
ハースパッ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、スパッタリング源−ウニーへ間隔４インチ
（約１０．１６ｃｍ）について、ウェーハ表面内のｉｌ
＋の側壁（ウェーハの中心に関し外を向いた側壁と内を
向いた側壁の両方）のコーティングカバレージ厚をウェ
ーハ」二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１０ミクロン圧、他のアルゴン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、スパッタリング源
−ウニー八間隔が３インチ（約７゜６２ｃｍ）である場
合のグラフである。 第１５図はプレーナカバ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３．８１ｃｍ）につ
いて、他の曲線は半径位置２．０インチ（約５．０８ｃ
ｍ）についてのものである。 よｊ目り生９」し１ 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・・・圧力ブレ−１〜 １８・・・ウェーハ支持体プレート組立体２０・・・ク
リップ組立体 ２２・・・ドアオ■立体 ２３・・・チェンバ入口 ２１１・・・カセット式ロード／アンロード組立体 ２８・・・ウェーハ加ｉ％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・・・クリップ作動手段 ６３・・・高荷重ヒンジ ６６・・・接触ビン ６８・・・ウェーハ昇降組立体 ６つ・・・ウェーハカセット搬送組立体７０・・・ウェ
ーハカセット ７６・・・案内ビン 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（ｆ＆方）プレート １００・・・スパッタリング源 １０１・・・円形開口 １１２・・・リング形状ターゲット １３０・・・ウェーハ冷却ステーション特許出願人
パリアン・アソシェイッ・インコーホレイテッド 代 理 人 弁理士 竹 内 澄 夫はか１名 千子随−子ｒ（インナ ）
を切欠いた斜視図で、主たる円筒状処理チェンバ、チェ
ンバへのロードロック入口におけるドア構成、及び処理
チェンバの残りの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
６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
分より詳細に示す。 第３図は第１図のカセット・ロード／アンロードｊＪ［
立体の斜視図で、そのｌ））直に配向されたウェーハの
カセット及び処理チェンバのドア組立体との協［有］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［７ツクの断面ＩＡ
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ｔｅｌ立体が１枚のウ
ェーハをロードロックにＩｌ’？つつける方法、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ほうほ
うを示す８第５図は第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、ウェーハ企内部
ウェーハ支持）Ｊ［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
理ヂエ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１００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。 第１０図は第９図のウェーハとスパッタリング源ターゲ
ットの部分の暗示断面図で、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
ウェーハースパッタリング源の間隔（Ｘ）について、第
９及び１０図はスパッタリング源によりウェーハの主た
るブ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つだけのウェー
ハースパッ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、スパッタリング源−ウニーへ間隔４インチ
（約１０．１６ｃｍ）について、ウェーハ表面内のｉｌ
＋の側壁（ウェーハの中心に関し外を向いた側壁と内を
向いた側壁の両方）のコーティングカバレージ厚をウェ
ーハ」二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１０ミクロン圧、他のアルゴン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、スパッタリング源
−ウニー八間隔が３インチ（約７゜６２ｃｍ）である場
合のグラフである。 第１５図はプレーナカバ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３．８１ｃｍ）につ
いて、他の曲線は半径位置２．０インチ（約５．０８ｃ
ｍ）についてのものである。 よｊ目り生９」し１ 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・・・圧力ブレ−１〜 １８・・・ウェーハ支持体プレート組立体２０・・・ク
リップ組立体 ２２・・・ドアオ■立体 ２３・・・チェンバ入口 ２１１・・・カセット式ロード／アンロード組立体 ２８・・・ウェーハ加ｉ％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・・・クリップ作動手段 ６３・・・高荷重ヒンジ ６６・・・接触ビン ６８・・・ウェーハ昇降組立体 ６つ・・・ウェーハカセット搬送組立体７０・・・ウェ
ーハカセット ７６・・・案内ビン 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（ｆ＆方）プレート １００・・・スパッタリング源 １０１・・・円形開口 １１２・・・リング形状ターゲット １３０・・・ウェーハ冷却ステーション特許出願人
パリアン・アソシェイッ・インコーホレイテッド 代 理 人 弁理士 竹 内 澄 夫はか１名 千子随−子ｒ（インナ ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、鉛直方向の半導体ウェーハを個々的に処理するため
の、以下の手段および特徴から成る装置： ウェーハのための入口開口部を有する鉛直方向壁部分か
ら成る処理チェンバ手段： 該チェンバ手段内部にあって、水平方向軸線の周囲に回
転するように支持されているウェーハ支持組立体であっ
て、鉛直に方向づけられ、前記軸線から放射方向にずれ
た位置において重力に抗して単一のウェーハを鉛直方向
に解放可能に保持するためのウェーハ保持手段から成る
、ウェーハ支持組立体： 前記ウェーハ保持手段によって前記ウェーハ支持組立体
上に支持されたウェーハを処理するための、前記入口開
口部から離れたウェーハ処理手段： 前記水平軸線の周囲に前記ウェーハ支持組立体を間欠的
に回転させて、前記ウェーハ支持手段を前記入口開口部
および前記処理手段に選択的に整合させるに回転する手
段： 前記チェンバ手段の外側に支持され、単一のウェーハを
解放可能に支持するようになっている可動チャック手段
：ならびに 前記ウェーハ保持手段が前記入口開口部に整合している
ときに単一のウェーハを前記入口開口部を通って挿入し
て前記ウェーハ保持手段へと直接に自動的に給送するよ
うに、前記チャック手段を移動させるための手段であっ
て、当該チャック手段が前記ウェーハ保持手段へとウェ
ーハを給送するときに前記水平軸線に対して実質的に垂
直な平面内の方向にウェーハを保持するようになってい
るところの、チャック手段移動手段。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって： 前記チャック手段移動手段が、前記チャック手段による
前記ウェーハ保持手段へのウェーハの給送時に前記チャ
ック手段を前記回転軸線の方向に実質的に平行に移動さ
せるようになっている： ことを特徴とする装置。 ３、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、
さらに： 前記入口開口部の外側を密閉するための可能ドア： から成り、 前記チャック手段が前記ドアに取付けられていてそれと
ともに移動する： ことを特徴とする装置。 ４、特許請求の範囲第１項に記載された装置であつて、 前記ウェーハ保持手段が、ウェーハを受け取るための開
位置とウェーハを保持するための閉位置との間で可動で
ある： ことを特徴とする装置。 ５、特許請求の範囲第４項に記載された装置であって、
さらに： 前記ウェーハ保持手段を前記開位置へと自動的に作動さ
せるための、前記チャック手段に取付けられてそれとと
もに移動する作動手段：ならびに 前記チャック手段と前記作動手段との間の相対移動を起
こすための手段。
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 (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63114969A true JPS63114969A (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=22310901
Family Applications (10)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17904880A Granted JPS56103442A (en) | 1979-12-21 | 1980-12-19 | Wafer coating device |
| JP59049397A Granted JPS59197145A (ja) | 1979-12-21 | 1984-03-16 | ウエ−ハ処理装置 |
| JP61238189A Granted JPS62122118A (ja) | 1979-12-21 | 1986-10-08 | 半導体移動装置 |
| JP61249783A Expired - Lifetime JPH0751754B2 (ja) | 1979-12-21 | 1986-10-22 | ウェーハを熱処理する装置 |
| JP62134792A Granted JPS6386868A (ja) | 1979-12-21 | 1987-05-29 | ウェ−ハ処理装置 |
| JP62134794A Granted JPS6386869A (ja) | 1979-12-21 | 1987-05-29 | ウェ−ハ処理装置 |
| JP62134793A Pending JPS63114969A (ja) | 1979-12-21 | 1987-05-29 | ウェ−ハ処理装置 |
| JP62134791A Granted JPS6386867A (ja) | 1979-12-21 | 1987-05-29 | ウェ−ハ処理装置 |
| JP62134795A Granted JPS6386870A (ja) | 1979-12-21 | 1987-05-29 | ウェ−ハ輸送装置 |
| JP2247640A Expired - Lifetime JPH0633457B2 (ja) | 1979-12-21 | 1990-09-19 | ウェーハを熱処理する装置 |
Family Applications Before (6)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17904880A Granted JPS56103442A (en) | 1979-12-21 | 1980-12-19 | Wafer coating device |
| JP59049397A Granted JPS59197145A (ja) | 1979-12-21 | 1984-03-16 | ウエ−ハ処理装置 |
| JP61238189A Granted JPS62122118A (ja) | 1979-12-21 | 1986-10-08 | 半導体移動装置 |
| JP61249783A Expired - Lifetime JPH0751754B2 (ja) | 1979-12-21 | 1986-10-22 | ウェーハを熱処理する装置 |
| JP62134792A Granted JPS6386868A (ja) | 1979-12-21 | 1987-05-29 | ウェ−ハ処理装置 |
| JP62134794A Granted JPS6386869A (ja) | 1979-12-21 | 1987-05-29 | ウェ−ハ処理装置 |
Family Applications After (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62134791A Granted JPS6386867A (ja) | 1979-12-21 | 1987-05-29 | ウェ−ハ処理装置 |
| JP62134795A Granted JPS6386870A (ja) | 1979-12-21 | 1987-05-29 | ウェ−ハ輸送装置 |
| JP2247640A Expired - Lifetime JPH0633457B2 (ja) | 1979-12-21 | 1990-09-19 | ウェーハを熱処理する装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4756815A (ja) |
| JP (10) | JPS56103442A (ja) |
| CH (2) | CH652148A5 (ja) |
| DE (2) | DE3047441A1 (ja) |
| FR (1) | FR2475579B1 (ja) |
| GB (5) | GB2066300B (ja) |
| IT (1) | IT1206086B (ja) |
| NL (3) | NL194253B (ja) |
Families Citing this family (66)
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