JPS63252439A - 多チャンバの統合処理システム - Google Patents

多チャンバの統合処理システム

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JPS63252439A
JPS63252439A JP62321180A JP32118087A JPS63252439A JP S63252439 A JPS63252439 A JP S63252439A JP 62321180 A JP62321180 A JP 62321180A JP 32118087 A JP32118087 A JP 32118087A JP S63252439 A JPS63252439 A JP S63252439A
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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、共通の装填ロック・ウェハ交換ロボットと、
絶縁体層、半導体層及び導体層の付着及び／又は乾式エ
ツチングのような種々の処理段階を順次に及び同時に実
行するのに適した多数の処理チャンバとを備えた多チャ
ンバ式のシリコンウェハＶＬＳ　Ｉ処理システムに関す
る。又、本発明は、システムが閉じていて真空状態にあ
る間に種々の処理チャンバ間で半導体ウェハを移送する
ことにより多数の統合的な処理段階を連続的なシーケン
スとして実行するための装置にも係る。
従来の技術 現在、典型的に利用できるＶＬＳＩ処理炉システムは、
プラズマエツチング又は化学蒸着のような単一形式の処
理のみにチャンバを使用するような単一チャンバのバッ
チ式システムである。これらの処理専用のバッチ式の炉
チャンバは、例えば、シリコンや二酸化シリコンや他の
絶縁材の化学的蒸着又はそのような層のエツチングとい
った単一処理段階に対して高い処理容量を発揮するよう
に設計されている。
我々の知る限り、とりわけ２つ以上の処理段階を実行す
ることのできるシステムは非常に僅かしか利用できない
。幾つかある例外の１つがメイダン側ａｙｄａｎ）氏等
の名前で１９８５年１２月３０日に出願された「マグネ
トロン促進式のプラズマエツチングプロセス（阿ａｇｎ
ｅｔｒｏｎ　−ＥｎｈａｎｃｅｄＰｌａｓｍａ　Ｅｔｃ
ｈｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ）Ｊと題する米国特許出願筒８
１４，６３８号に開示されたマグネトロン促進式のガス
化学プラズマ炉である。メイダン氏等の特許出願に開示
されたマグネトロンＲＩＥモードプラズマエツチング炉
は、フオスタ（Ｆｏｓｔｅｒ）氏等の名前で１９８４年
１０月２５日に出願された「マグネトロン促進プラズマ
助成式の化学蒸着を行なう装置及び方法（Ａｐｐａｒａ
ｔｕｓ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄｆｏｒ　Ｍａｇｎｅｔｒ
ｏｎ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｐｌａｓｍａ　−Ａｓｓｉｓ
ｔｅｄＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）Ｊと題する米国特許出願筒６６４，６５７号に
開示されたプラズマシステムの変形である。特に、フオ
スタ氏等の特許出願には、半導体ウェハ上に層をとりわ
け順次に又は同時に付着したりエツチングしたりするこ
とが開示されている。メイダン氏及びフオスタ氏の特許
出願は、参考としてここに開示する。
第２に、単一チャンバのエツチングシステムとしては、
前又は後処理のために使用される関連真空装填ロック機
構を有するものが利用できる。
第３に、セミコンダクタ・インターナショナル・マガジ
ンの１９８５年１０月版の第４８ないし６０頁に掲載さ
れた「乾式エツチングシステム：大型ウェハの連結（Ｄ
ｒｙ　Ｅｔｃｈｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｇｅａｒｉｎ
ｇｕｐ　ｆｏｒ　Ｌａｒｇｅｒ　ｌ１ａｆａｒｓ）Ｊと
題する論文には、共通の装填ロック機構を用いてウェハ
を個々のエツチングチャンバに転送する４チヤンバの乾
式エツチングシステムが概略的に示されている。
発明の構成 上記の現状に鑑み、本発明の１つの目的は。
システムがその雰囲気に対して閉じられている間に別々
のプロセスを別々のウェハ上で同時に実行したり及び／
又は同じウェハ上で順次に実行したりすることのできる
コンパクトな多処理チャンバシステムを提供することで
ある。
本発明の更に別の関連した目的は、統合的な処理能力を
有する多チャンバの半導体処理システムを提供すること
である。即ち、プラズマエツチングや、ＣＶＤ付着や、
物理的なスパッタリングや、急速な熱アニーリングとい
った別々の種々の形式のプロセスを伴う多数の別々の処
理段階を、システムが真空状態に閉じられている間に、
１つ以上のウェハに対して同時に又は順次に実行するこ
とができる。
本発明の更に別の目的は、上記の利点を有しているのに
加えて、関連する装填ロックチャンバにおいて前又は後
処理調整段階を実行する機能を有した半導体集積回路ウ
ェハの処理システムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、上記利点及び特徴を有するの
に加えて、簡単な２軸（Ｒ−θ）ロボット装填ロックウ
ェハ交換システムと、１軸のロボットウェハ交換システ
ムを個々のチャンバ内に組み込んだＶＬＳＩ半導体ウェ
ハ処理システムを提供することである。これらのロボッ
トシステムは、互いに協働して、粒子の発生量が本来少
なく且つウェハから摩擦面が分離されるという付加的な
特徴を有する全体的に非常にコンパクトで比較的簡単な
ウェハ取扱システムを提供する。
上記の目的を達成する本発明は、その１つの特徴におい
て、真空装填ロックチャンバを備えた統合的な真空処理
システムであって、上記真空装填ロックチャンバの外部
に少なくとも１つそして好ましくは複数又は多数の真空
処理チャンバが取り付けられていて、該処理チャンバが
これら装填ロックチャンバ及び処理チャンバに設けられ
た選択的に閉じることのできるスリットを介して装填ロ
ックチャンバの内部に連通ずるように構成された真空処
理システムによって実施される。各々の処理チャンバは
、例えば、チャンバ内に配置された１つ以上のウェハに
対するガス化学エツチング、ガス化学付着、物理的なス
パッタリング及び急速な熱アニーリングから選択された
１つ以上のプロセスを実行できるようにされる。各々の
処理チャンバは、処理チャンバの開口付近の選択された
内部位置から内部のウェハ支持体ヘウェハを可逆に移送
するためのロボット手段を備えている。装填ロックチャ
ンバは、ウェハを装填ロックチャンバの入口付近に位置
設定するための第１の外部ウェハエレベータと、ウェハ
を入口付近の内部位置へ移動するための第２の内部エレ
ベータとを組み込んでいる。装填ロックチャンバ内には
Ｒ−θウェハ取扱ロボットが取り付けられており、この
ロボットは、水平のウェハ保持ブレードと、このブレー
ドを取り付ける二重の４バーリンク機構とを備えている
のが好ましい。同心的な駆動シャフトがこの４バーリン
ク機構を介してブレードを回転させて、ブレードを処理
チャンバ及びエレベータに選択的に位置設定すると共に
、４バーリンク機構を介してブレードを延ばしたり引っ
込めたりしてブレードをエレベータ及び処理チャンバ内
の選択された内部位置に位置設定して、ウェハの装填及
び取外しを行なう。
別の特徴において、上記処理チャンバの少なくとも１つ
は、ウェハ支持電極を備えている。処理チャンバのロボ
ット手段は、一群の垂直に向けられたピンと、これらの
ピンを円形の配列に取り付ける支持手段と、選択された
内部位置においてブレードからウェハを取り外してウェ
ハを支持電極へ移送したりそして選択された内部位置に
おいてブレードにウェハを戻したりするように支持手段
を垂直に移動する手段とを備えている。このロボットは
、ウェハを支持電極にクランプするためにウェハ支持ピ
ン上で支持リングに取り付けられたウェハクランプリン
グを備えている。
更に別の特徴において、少なくとも１つの処理チャンバ
のロボットは、ウェハを保持するためのフィンガの第１
の一般的に円形の水平配列体と、これら第１フィンガの
間に挟まれるようにされて一般的に円形のサセプタを水
平の向きに保持するためのフィンガの第２の一般的に円
形の水平配列体と、上記第１フィンガを取り付けていて
、これら第１フィンガを（ａ）上方に移動してウェハを
ブレードから持ち上げ第２フィンガを処理位置へ持ち上
げ移動する準備を行なうと共に（ｂ）下方に移動してウ
ェハを選択された内部位置及び装填ロックブレードに戻
すための第１エレベータと、上記第２フィンガを取り付
けていて、これら第２フィンガを（Ｑ）上記第１フィン
ガを通り越して上方に移動してそこからウェハをサセプ
タ及び処理位置に向かって持ち上げると共に（ｄ）下方
に移動して処理済みのウェハを第１フィンガにのせ、第
１フィンガによって上記選択された内部位置及び装填ロ
ックブレードに戻す準備を行なうための第２の垂直に移
動できるエレベータ機構とを備えている。
上記した第１のシステムと本質的に同じであるが外部の
カセットエレベータをもたない第２の統合的な真空処理
システムを、上記第１のシステムにおいて、１つ、多数
又は全ての処理チャンバ取付位置に取り付けて、処理容
量及びスループットを増加させることができる。
上記の装填ロックチャンバは、ウェハを処理及び調整す
るのに用いることができ、ウェハ位置の上部グループと
下部グループとの中間にプレートを備えて、上部グルー
プを装填ロックチャンバ内にシールすると共に、上部グ
ループの取扱又は処理中に下部グループを処理チャンバ
から分離することができる。
実施例 本発明の上記及び他の特徴及び効果を、添付図面を参照
して以下に詳細に説明する。
第１図は、本発明の多チャンバ統合処理システム１０の
好ましい実施例の上面図である。第２図は、このシステ
ム１０の縦断面図である。
第１図及び第２図を参照すれば、本発明の多チャンバ統
合処理システム１０（「多チャンバシステムｊとも称す
る）は、包囲された一般に五角形のメインフレーム即ち
ハウジング１２を含んでいる。このハウジング１２は、
包囲された真空装填ロックエンクロージャ即ちチャンバ
１４を形成する５つの側壁１３−１３を備えている。
ここに示す例ではチャンバ１６．１８．２０及び２２で
ある多数の真空処理炉（即ちチャンバ）が、装填ロック
ハウジングの関連する側壁に各々１つづつ取り付けられ
ている。
外部のカセットエレベータ２４は、ここに示す例ではカ
セット２６及び２８である多数のカセットを、ウェハ１
５−１５が水平になるように垂直位置に保持する。この
外部力セントエレベータ組立体２４は、第１の水平ベー
スプレート３０を含んでおり、このベースプレート３０
は、矢印２９（第１図）で示すように水平方向に往復イ
ンデックス移動して各カセットを装填ロックチャンバの
入ロスリット即ち開口３６に真向いに整列させるように
選択的に位置設定するようガイドシャフト３２及び３４
に取り付けられている。例えば、ベースプレート３０は
、コンピュータ７０によって制御される２位置の空気シ
リンダ作動のベルクランクに取り付けられてこれによっ
て駆動される。
又、カセットエレベータ２４は、インデックスシステム
４０によって矢印３１（第２図）で示すように垂直方向
に往復インデックス移動されてカセット内の各ウェハを
装填ロックスリット３６に隣接するように選択的に配置
する。垂直カセットインデックスシステム４０は、リー
ドネジ４２を含み、これは、ベースプレート３０に取り
付けられた駆動ナツト４８を変位させるようにモータ４
４で駆動されるギアセット４６によって回転される。
処理チャンバ１６−２２と、それに関連するメインフレ
ーム壁１３−１３も、装填ロックスリット３６と類似或
いは同一の連通スリット３６−３６を備えている。これ
らのアクセススリット３６をシールするためにドア即ち
スリットバルブ３８が設けられている。第１図を参照す
れば、各ドア３６は、３７に枢着されており、例えば、
コンピュータ７０により制御される空気シリンダ６９に
よって開けたり閉じたりすることができる。換言すれば
、シリンダ６９への空気の供給を制御するための電気駆
動バルブ等の手段は、コンピュータ７０によって制御さ
れる。
装填ロックチャンバは、内部の保管エレベータ組立体５
０を備えており、このエレベータ組立体５０は、ここに
示す例では８つまでである多数のウェハ１５−１５を水
平支持プレート５４に保持する。このエレベータ５０は
、後述するように装填ロックロボットブレード組立体８
４によってウェハの装填及び取外しを行なうためにウェ
ハを垂直位置５６に配置するようにウェハを垂直にイン
デックスさせる。
典型的に、内部の保管エレベータカセット組立体５０は
、ベースプレート５８とスロット付きの垂直フロントプ
レート５９とを備えており、この垂直フロントプレート
５９には水平のウェハ支持プレート５４−５４が取り付
けられている。ここに示す実施例において、１対のガイ
ドシャフト６０−６０と駆動シャフト６１は、エレベー
タ組立体５０を案内して移動させるように、ベースプレ
ート５８から装填ロックチャンバの底壁６２を通じてシ
ール６３−６３を経て下方に延びることができる。エレ
ベータ組立体５０は、垂直インデックスシステム６４に
よって上下させることができ、このシステム６４は、垂
直シャフト６１に取り付けられている駆動ナツト６９を
変位させるためにモータ６６で駆動されるギアセット６
８によって回転されるリードネジ６５を有する。エレベ
ータの垂直駆動モータ６６とカセットの水平駆動モータ
４４（好ましくはステップモータ）の動作は、通常の制
御器、小型の汎用コンピュータ或いはパーソナルコンピ
ュータ７０によって制御される。
ロボット式ウェハ移送システム８０は、ウェハ１５−１
５を外部エレベータ２４と内部エレベータ５０との間と
、内部エレベータ５０と各処理チャンバ１６−２２との
間と、各処理チャンバ１６−２２間とに移送するために
、装填ロックチャシバ１２内に取り付けられている。ロ
ボット８０は、同心シャフト回転駆動システム８２を含
んでおり、この駆動システム８２は、二重の４バーリン
ク機構８６を通じて、ブレード組立体６４へ可逆的なＲ
−θ運動を与えて、カセット−エレベータ、エレベータ
−チャンバ及びチャンバーチャンバの希望のウェハの移
送を行う。Ｒ運動（直線的に延ばしたり引っ込めたりす
る）は、第１図の矢印７２によって示され、一方、枢軸
的なθ運動は、矢印７４によって示されている。
ロボット８０ 第２図を更に参照すれば、ロボット組立体８０は、装填
ロックハウジング１２の底壁９０に取り付けられた取外
し可能なベースプレート８８を含んでいる。Ｏ−リング
９２は、２つの結合された部材をシールする。固定の中
空外部シャフト９４は、ベースプレート８８に取り付け
られている。
中空の中間シャフト９６は、ジャーナル軸受９７−９７
によって外部シャフト９４内で回転するように取り付け
られている。内部シャフト９８は、ジャーナル軸受９９
−９９によって中間シャフト９６内に取り付けられてい
る。同心的な中間シャフト９６と内部シャフト９８は、
典型的に、それぞれ、ステップモータ制御ケーブル機構
１００とドラム駆動機構１０２とによって、別々に回転
される。ステップモータ１５０及び１５２の動作は、制
御器／コンピュータ７０によって制御される。
後述するように、内部シャフト９８と外部シャフト９６
の回転は、二重の４バーリンク機構８６によりロボット
ブレード組立体８４の各々正確なＲ運動と０運動とに変
換される。
駆動機構１００は、ドラム１０１を含んでおり、このド
ラム１０１は、中間シャフト９６に固定関係で結合され
、ケーブル１０３によって回転される。このケーブル１
０３は、ドラム１０５に取り付けられ、このドラム１０
５に巻き付けられたりそこから解かれたりする。このド
ラム１０５は、モータ１５０で駆動されるベルト／プー
リシステム１０７によって回転される。ドラム１０５と
ベルト／プーリシステム１０７とモータ１５０は、支持
プレート１０９に取り付けられており。
この支持プレート１０９は、固定の外部シャフト９４に
取り付けられている。このように構成した結果、モータ
１５０の回転は、ケーブル１０３によって、ディスク１
０１と中間シャフト９６の回転に変換される。
同様に、駆動機構１０２はディスク又はドラム１１１を
含んでおり、このドラム１１１は、内部シャフト９８に
結合されていてケーブル１１３によって回転される。ケ
ーブル１１３は、ドラム１１５に取り付けられており、
このドラム１１５は、モータ１５２で駆動されるベルト
／プーリシステム１１７によって回転される。ドラム１
１５と、駆動ベルト／プーリシステム１１７と駆動モー
タ１５２は、支持プレート組立体１１９に取り付けられ
ており、このプレート組立体１１９自体は部材１２１に
取り付けられているか或いはこの部材１２１の一部分で
ある。そして、部材１２１は、ディスク又はドラム１０
１に取り付けられるか或いはその一部分である。上記し
たように、ディスク１０１は、中間シャフト９６に取り
付けられており、この中間シャフト９６を回転させる。
これにより、駆動システム１００がそこに接続されたデ
ィスク１０１を回転させることによって中間シャフト９
６を回転させたときには、ディスク１０１は、駆動シス
テム１０２をも回転させ、それによって、中間シャフト
９６に対するシャフト９８の角度位置を維持する。
第１図と第３図を参照すれば、ブレード組立体８４は、
アーム１０４を含むと共に、そのアームに取り付けられ
た交換可能な金属ブレード即ち端部エフェクタ１０６も
含んでおり、この端部エフェクタ１０６は、所与の寸法
のウェハ１５を受は入れるための円形のポケット１０８
を備えている。異なる寸法の各ポケット１０６を備えた
交換可能なブレード１０６は、異なる寸法のウェハを保
持するために使用することができる。ブレード１０６は
、外端部の近くに穴１１０−１１０を備えている。これ
らの穴は、中空内部シャフト９８（第２図）を通じた真
空ライン１１２によって真空ポンプ（図示せず）に接続
されている。これにより、ブレード１０６は、真空ピッ
クとして作用することができ、この場合、ウェハは、外
部大気圧環境においてブレードの端部でカセット２６及
び２８から取り上げられるか或いはカセットに配置され
る。
或いは又、ポケット１０８は、装填ロックの真空雰囲気
において内部装填ロックエレベータ５０と処理チャンバ
１６−２２との間又は処理チャンバ間でウェハを移送す
る間にウェハを保持するのに使用できる。簡単に言えば
、ブレードは、大気圧或いは真空中においてウェハを取
り上げることができ、更に、高温ウェハを取り上げるこ
とができる。
第３図を更に参照すれば、容量性センサ１１４−１１４
は、真空中の取り上げ端上或いはポケット１０８内にお
けるウェハ１５の有無を感知するのに用いるために、真
空穴１１０−１１０のすぐ後ろでブレード１０６の前端
に取り付けられている。センサ用の電気リード線１１５
は、内部シャフト９８を通じてコンピュータ７０に接続
することができ、ここで、センサ１１４−１１４からの
出力信号を用いて、ブレード上のウェハの有無が判断さ
れる。更に、複数（３つ）のＬＥＤ光学センサ１２１の
出力は、ウェハの装填ロックチャンバへの挿入を検出す
るために、リード線１１５と同一の経路に沿ってコンピ
ュータへ接続することができる。
二重の４バーリンク機構８４は、第１の４バーリンク１
１５を含んでいる。このリンク１１５自体は、第１及び
第２の平行アーム１１６及び１１７を有しており、これ
らのアームは、接続リンク／ポケット１１８に沿って間
隙をあけた点に枢着される。これらのアームの第２の端
部は、第２の接続リンク１１９に沿って間隙をあけた点
に取り付けられている。
第２の４バーリンク１２５は、第１及び第２のアーム１
２６及び１２７を含んでおり、これらのアームは、それ
ぞれ、アーム１１６及び１１７と共通に、リンク１１９
に枢着されている。アーム１２６は、その第２の端部に
おいてピボットビン１３０を通じてブラケット１２９に
取り付けられている。ブラケット１２９自体は、ネジ１
３２−１３２によってディスク即ちカラー１３４にしっ
かりと取り付けられ、このカラー１３４は、中間シャフ
ト９６の上端に取り付けられている。アーム１２７は、
ネジ１３６−１３６によって内部シャフト９８の上端に
しっかりと取り付けられており、このシャフト９８は、
カラー１３４を通じて延びる。
共通リンク１１９を用いたこの共働取付けにより、内部
シャフト９８の可逆的な回転が、駆動アーム１２７を回
転させ、それによってシャフトの回転をリンク１１８及
びアーム組立体８４の両方向移動に変換する。リンク１
１９上のピボット点１２０及び１２２と、リンク１２９
上のピボット点１３８及び１４０と、リンク１１８上の
ピボット点との相対位置を固定した結果、２つの４バー
リンク１１５及び１２５が、回転中にそれらのリンクの
平行四辺形彫状を維持する。従って、リンク１１８とブ
レード組立体８４の移動は、リンク１１８及びリンク１
２９に関連するピボット点を通る軸１３６に（沿って）
平行となる。
第４図、第５図及び第６図は、シャフト９８と駆動アー
ム１２７の回転中の４バーリンク１１５及び１２５の回
転を示すものである。最初は。
第４図に示すように、リンク組立体１１５及び１２５は
、外部カセット２６又は２８からウェハを取り上げるか
或いはそこにウェハを配置するようにブレード１０６の
真空取り上げ端を位置設定するために完全に延ばされて
いる。
第５図を参照すれば、内部シャフト９８と駆動アーム１
２７の回転により、リンク１１８が装填ロックチャンバ
１９へ向かって内側に動かされ、それにより、内部エレ
ベータ５２からウェハを取り上げたり、その内部エレベ
ータにウェハを配置したりするようにブレード１０６を
内部エレベータ５２上の位置へ引っ込める（Ｒ運ｎ）。
更に回転すると、第６図に示すように、４バーリンク組
立体１１５は組立体１２５上を横切り。
υンク１１８とブレード１０６とが完全に引っ込められ
てブレードがフランジ１３４上へ至り、非常にコンパク
トな形状をとるようにする。このような引っ込められた
コンパクトな形状においては、ブレード組立体８４と４
バーリンク１１５は最小限の領域しか占有せず、それに
より、回転中に装填ロックチャンバの比較的小さい領域
を横切るだけである。経路７４に沿った望ましい回転（
θ運動）は、中間シャフト９６とフランジ１３４とを回
転させることによって行われる。この回転により、ピボ
ット点１３８と４バーリンク機構８６が、内部シャフト
軸１４０（第２図）の周りを回転する。
ロボット８０のＲ−θ運動により、ブレード１０６は、
スリットバルブ３０を通じて選択された処理チャンバ（
例えば、第１１図参照）に挿入されて、そのチャンバ内
のウェハ支持サセプタ即ち電極上に配置される。チャン
バ内で、好ましくは、共働する１軸の両方向垂直移動ロ
ボットがウェハをブレード１０６から持ち上げ、そのウ
ェハを処理のために関連する電極即ちサセプタに移送し
、そして、処理後に、そのウェハを再挿入されたブレー
ド１０６へ戻す。ジョン・Ａ・アダミック（Ｊｏｈｎ　
Ａ、　Ａｄａｍｉｋ）氏、ケネスーＳ−コリンズ（Ｋｅ
ｎｎｅｔｈ　Ｓ、　Ｃｏ１Ｌ１ｎｓ）氏、イリャ・ベル
ロフ（Ｉｌｙａ　Ｐｅｒｌｏｖ）氏、サルーｐ−ユーモ
トイ（Ｓａｌ　Ｐ。
ＩＪｍｏｔｏｙ）氏、シシー・ルン（Ｃｉｓｓｙ　Ｌｅ
ｕｎｇ）氏、ジョン・Ｍ−ホワイト（Ｊｏｈｎ　Ｍ、　
Ｗｈｉｔｅ）氏、ディピッド・Ｎ−に・ワン（Ｄａｖｉ
ｄ　Ｎ、　Ｋ、　Ｖａｎｇ）氏、ダン・メイダン（Ｄａ
ｎ　Ｍａｙｄａｎ）氏及びカム参ロー（Ｋａｍ　Ｌａり
氏の名前で現在出願されている「熱ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤ
炉と、二酸化シリコンの熱蒸着及びその場での多段階平
面化プロセスへのその使用（ＴｈｅｒｍａｌＣＶＤ／Ｐ
ＥＣＶＤ　Ｒｅａｃｔｏｒ　ａｎｄ　Ｕｓｅ　ｆｏｒ　
Ｔｈｅｒｍａｌ　ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏ
ｆ　５ｉｌｉｃｏｎ　Ｄｅｏｘｉｄｅ　ａｎｄ　Ｉｎ−
５ｉｔｕＭｕｌＩｎ−５ｉｔｕ　Ｐｌａｎａｒｉｚｅｄ
　Ｐｒｏｃｅｓｓ）　Ｊと題する出願中の共通に譲渡さ
れた米国特許出願第号（Ａ−４４９７６）では、熱化学
蒸着（ＣＶＤ）と、プラズマ促進式化学蒸着（ＰＥＣＶ
Ｄ）と、プラズマエッチバックと、炉の自己清掃と、ス
パッタリングフィルムの地形変更に採用される化学的蒸
着／プラズマ促進式化学蒸着炉システム（「基準ＣＶＤ
炉ｊとも称する）について述べている。この参考のＣＶ
Ｄ炉は、このような炉において上記の内部ウェハ移送を
行うために独自に適応された１軸の両方向ロボットシス
テムを有している。更に、ダナ・Ｌ・アンドリューズ（
Ｄａｎａ　Ｌ、　Ａｎｄｒｅｗｓ）氏、ディピッド・チ
ェノ（Ｄａｖｉｄ　Ｃｈｅｎｇ）氏、ダン・メイダン（
Ｄａｎ　Ｍａｙｄａｎ）氏、サソン・ソメク（Ｓａｓｓ
ｏｎ　Ｓｏｍｅｋｈ）氏、ケネス・Ｒ−スタルダー（Ｋ
ａｎｎｅｔｈ　Ｒ＊　５ｔａｉｄｅｒ）氏、ジョン・阿
・ホワイト（Ｊｏｈｎ　Ｍ、　Ｗｈｉｔｅ）氏、シェリ
ー−Ｙ−ウォン（Ｊｅｒｒｙ　Ｙ、　Ｗａｎｇ）氏、ウ
ラシミールーＪ−ゼイトリン（Ｖｌａｄｉｍｉｒ　Ｊ、
　Ｚｅｉｔｌｉｎ）氏及びディピッド・Ｎ−に−ウォン
（Ｄａｖｉｄ　Ｎ、　Ｋ、　Ｖａｎｇ）氏の名前で現在
出願されている［磁界促進式プラズマエツチング炉（Ｍ
ａｇｎｅｔｉｃ　Ｆｉｅｌｄ　−Ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｐ
ｌａｓｍａ　ＥｔｃｈＲｅａｃｔｏｒ）　Ｊと題する出
願中の共通に譲渡された米国特許出願第　　　　　　号
（Ａ−４４９７６）では、エツチング炉のために独自に
設計された単一軸ロボットを有する多処理エツチング炉
について述べている。上で参照したＣＶＤ炉に関する特
許出願とエツチング炉に関する特許出願は１両方共、参
照としてここに取り上げる。
ロボット８０の一作 ロボット８０の全動作シーケンスを示す１つの例として
、第７図ないし第１１図は、ウェハ１５（第７図）を外
部カセットエレベータ２４から内部エレベータ５０へ移
動させ、次いで処理チャンバ２０（第１１図）へ移動さ
せる際のロボットのＲ−θ運動を示している。
最初に、第３図にも示すように、シャフト９８による駆
動アーム１２７の回転により、ブレード１０６がカセッ
ト２８へ延ばされ、次いで、このカセット２８の下方の
インデックス動作によってウェハ１５がブレードの真空
取り上げ端にのせられる。
第８図に示すように、シャフト９８と駆動アーム１２７
（第２図）の逆方向の回転によって、ブレード組立体８
４が装填ロックチャンバに引っ込められ、ブレード１０
６が内部エレベータ５２に位置設定される。そこで、エ
レベータ５２の上方へのインデックス動作により、ウェ
ハ１５は、のエレベータ支持プレート５４−５４の協働
する離間対の１つにのせられる。
ブレード組立体８４は、次いで、内部エレベータ５０を
越えるように更に引っ込めら、即ち、このエレベータ５
０は、ブレードを延ばすための間隙を設けるように下方
にインデックスされ（第２図参照）、エレベータ２４は
、ブレード１０６によって取外しを行うために次に選択
されたウェハを位置設定するようにインデックスされる
。次いで、ブレード１０６はカセット２８まで延ばされ
て上記の取外しサイクルの繰返しが開始される。
取外し／装填サイクルは、内部装填ロックエレベータ５
０が装填されるまで繰り返される。
次に、装填ロックスリットバルブ３６がドア３８によっ
て閉じられ、装填ロックチャンバ１４と処理チャンバが
コンピュータ７０の制御のもとで真空にされる。エレベ
ータ５０は、選択されたウェハを取外すための位置設定
を行うようにインデックスされ、アーム組立体８４は、
第８図に示す位置まで延ばされて、ブレード１０６をエ
レベータ５０に位ｈｆｆｉｆｆ定し、エレベータの下方
への短いインデックス動作により選択されたウェハ１５
をブレードに配置する。駆動アーム１２７は、次いで、
内部シャフト９８によって回転され、ブレード組立体８
４を９矢印７２で示すように、第９図に示す完全に引っ
込められた位置へ移動させる。
中間のシャフト９６とフランジ１３４（第２図）の回転
により、ブレード組立体８４が第１０図の矢印７４の方
向に反時計回りに回転されて、ブレード１０６が、ここ
ではチャンバ２ｏである選択されたチャンバに挿入され
るように配置される。
次いで、第１１図に示すように、駆動アーム１２７が内
部シャフト９８によって回転されて、ブレード１０６と
その上のウェハ１５を処理チャンバ２０へと延ばし、こ
れにより、チャンバのウェハ交換ロボットは、ウェハ１
５をブレード１゜６から取外してチャンバ支持体即ち軸
受ｌ＼と取り外すことができる。
外部エレベータ２４と、内部エレベータ５０と、参照番
号２０等の処理チャンバとの間のウェハ移送シーケンス
が説明のために示されているが、明らかなように、コン
ピュータ７０は、ウェハ１５−１５をチャンバ１６−２
２から取外して装填ロックエレベータ５０に配置し、エ
レベータ５０内のウェハを取外してカセット２６又は２
８に配置し、そして、ウェハを参照番号２０等の１つの
処理チャンバから別の処理チャンバ１８．２０又は２２
へ移送して別の処理ステップを実行するようにプログラ
ムされている。
例示・な処理チャンバロボットの動 前述したように、上記の装填ロックチャンバロボット８
０は、各チャンバ１６−２２内の専用のロボットと共働
するのが好ましい。装填ロックチャンバロボット８０は
、ウェハ１５−１５を。
処理チャンバロボットへ移送するためにチャンバ１６−
２２内の関連するウェハ支持電極即ちサセプタ上の選択
された移送点に配置し、次いで、処理されたウェハ１５
を、チャンバから取外すために好ましくは同一の移送点
において処理チャンバロボットから回収する。
１、ＣＶＤ／ＰＥＣＶＤ 第１２図ないし第１６図は、基準ＣＶＤ炉に関する特許
出願に使用されている１つの適当な処理チャンバロボッ
トウェハ移送機構１４０の動作を示すものである。例示
的なＣＶＤ炉チャンバは。
典型的にアルミニウム製である円形ハウジング１４２（
「チャンバｊとも称する）を含んでおり、このハウジン
グ１４２は、処理領域／プラズマ処理領域１４６（第１
４図）を有する内部真空チャンバ１４４を形成する。こ
のＣＶＤ炉は、ウェハ保持サセプタ１４８も含んでいる
。処理／パージガスマニホルド１５０は、処理ガスと付
着ガスをチャンバ１４４に供給する。ＲＦ電源／マツチ
ング回路網１５１（第１２図）は、（ＰＥＣＶＤ動作用
として）導入ガスから処理ガスプラズマを発生してそれ
を維持するために使用され、円形の近赤外線ランプ加熱
システム（図示せず）がサセプタ１４８の下に取り付け
られていて、サセプタ１４８とその上に配置されたウェ
ハ１５を加熱し、処理ガスからウェハ１５への付着を行
う（熱ＣｖＤとＰＥＣＶＤの動作中に）、好ましくは、
周波数１３．５６ＭＨｚの高周波ＲＦ電力が使用される
が、低い周波数も使用されている。
第１２図を更に参照すれば、専用のウェハ移送システム
１４０は、複数の放射状に延びるウェハ支持フィンガ１
５２−１５２を含んでおり、このフィンガ１５２−１５
２は、サセプタ１４８の周りに間隔をおいてこれと整列
されている。これらのフィンガは、半円形の取付バー即
ちブラケット１５４に取り付けられている。同様に、放
射状に延びるサセプタ支持フィンガ１５６−１５６の配
列体は、サセプタ１４８の回りに離間されていて、ウェ
ハ支持フィンガ１５２−１５２の間に挟まれるようにさ
れ、バー１５４のちょうど内側に配置された半円形のバ
ー１５８に取り付けられている。隣接するフィンガ１５
２−１５２間及び隣接するフィンガ１５６−１５６間の
間隔が狭いので、第１２回ないし第１６図の断面図には
１つのフィンガ１５２と１．つのフィンガ１５６しか示
されていない。弧状の取付バー１５４及び１５８は。
例えば、コンピュータ７０の制御のもとで適当なギア駆
動機構又は空気シリンダを通じてステップモータによっ
て駆動される簡単な垂直移動シャフト等の標準的な垂直
移動エレベータ組立体（図示せず）にハウジング１５４
内において取り付けられる。
第１２図を更に参照すれば、運転時には、外部装填ロッ
クブレード１０６（処理すべきウェハがその上に支持さ
れた）は、開口３６を通じてチャンバ１４４に挿入され
、サセプタ１４８上の位置に配置される。この開始位置
において、ウェハフィンガ１５２−１５２がサセプタ１
４８とブレード１０６との間に配置される。
次いで、第１３図に示すように、ウェハエレベータ機構
がコンピュータ７０によって駆動され、ウェハ１５を取
り上げるためにウェハ支持フィンガ１５２−１５２が装
填ロックブレードの上に持ち上げられる。ブレード１０
６は、次いで、チャンバ１４２から取り出される。
第１４図に示すように、ブレード１０６の引っ込めを行
った後に、コンピュータ７０は、ブレードアクセススロ
ット３６に対してドア３８を閉じてチャンバ１４２をシ
ールする。次に、サセプタエレベータ機構がコンピュー
タ７０によって駆動され、サセプタ１４８がフィンガ１
５２−１５２からウェハ１５を持ち上げて、ガス分配マ
ニホルド１５０のすぐ隣の処理領域１４６において付着
を行うための位置に配置するように、サセプタ支持フィ
ンガ１５６−１５６とその上にあるサセプタ１４８を持
ち上げる。
第１５図を参照すれば、処理後に、コンピュータ７０は
、サセプタエレベータ機構を作動させて、サセプタフィ
ンガ１５６−１５６とその上にあるサセプタ１４８を下
げ、ウェハ１５をウェハ支持フィンガ１５２−１５２に
のせる。次いで、ドア３８が開けられ、ブレード１０６
はハウジング１４２を通じてチャンバ１４４に再び挿入
される。次いで、第１６図に示すように、ウェハエレベ
ータ機構がコンピュータ７０によって作動されて、ウェ
ハ支持フィンガ１５２−１５２が下げられ、それによっ
てウェハ１５を装填ロックブレード１０６上に配置する
。ブレード１０６を越えるようにフィンガ１５２−１５
２を下方に移動させた後に、ブレード１０６は、コンピ
ュータ７０によって再び引っ込められ、フィンガ１５２
−１５２及び１５６−１５６を第１２図に示す位置のま
ま残して、別のウェハ挿入処理／取外しサイクルを行な
う１！！備をする。
２、エツチング炉 第１７図ないし第１９図は、上で参照したエツチング炉
に関する特許出願で述べられているエツチング炉に使用
される別の内部ウェハ移送システム１６０を示すもので
ある。
エツチング炉チャンバは、典型的にはアルミニウム等の
非磁性材料によって形成されたハウジング１６２を含ん
でおり、このハウジングは、内部エツチングチャンバ１
６４を形成する。
炉システムは、液冷カソード１６６も含んでいる。ウェ
ハ１５が電極１６Ｇ（第１９図参照）に配置されたとき
に、ヘリウム等のガスをウェハ１５と電極１６６の上面
との間に供給するための機構が設けられている。ガスは
、ウェハ１５と液冷電極１６６との間の熱伝導を促進す
るために、例えば約４　ｔｏｒｒの圧力で供給される。
電気的エネルギは、ＲＦ電源１６８（第１９図）から、
好ましくは高い周波数で、通電されるウェハ支持電極１
６６に加えられるが、低い周波数を用いることもできる
。
処理ガスは、１つ以上のガス蓄積源により成るガス供給
内部システムからガスマニホルド（図示せず）によって
チャンバ１６４に供給される。
ガスマニホルドは、処理ガスを処理チャンバ１７０（第
１９図）に供給するために、電極１６６上に至近離間さ
れて配置される。
エツチング炉は、ウェハ１５の面に平行な回転可能な磁
界を形成するために、チャンバ１６２の対向する壁に取
り付けられた２対の垂直磁気コイルも含んでいる。磁界
は、エツチングの速度と均一性を含む炉のエツチング効
率を増大させる。
磁気コイルは、数組のコイルへの電流を順次反転させる
簡単な手段によって好ましくは数サイクル７分で回転さ
れる正確に制御された磁界を形成するように、コンピュ
ータ７０によって制御される。
ウェハ交換システム１６０は、多数の垂直に延びるウェ
ハ支持ピン１７４−１７４を一体的に組み込んでいる。
これらのピン１７４−１７４は。
円形に配列され、電極１６６の周囲の穴を通じて延びる
。ウェハ交換システム１６０は、ウェハクランプリング
１７２も含、んでいる。ウェハ支持フィンガ１７４−１
７４とウェハクランプリング１７２は、両方共、支持ア
ーム手段に取り付けられている。この支持アーム手段は
、シャフト１７６（第１８図）を持ち上げて垂直方向の
変位を与えるように取り付けられた水平に延びるアーム
１７８−１７８　（第１７図ないし第１９図の断面図に
は１つの半径方向の支持アームのみを示す）を含んでい
る。シャフト１７６、クランプリング１７２及びウェハ
支持ピン１７４−１７４の垂直方向の移動は、空気シリ
ンダによって行われる。この空気シリンダの動作は、コ
ンピュータ７０によって制御される。
第１７図を更に参照すれば、動作の際には、最初は、ド
ア３６とハウジング１６２とを通じて装填ロックブレー
ド１０６を処理チャンバ１７０（第１９図）に挿入でき
るようにするために組立体１６０が僅かに持ち上げられ
る。ウェハ支持ピン１７４−１７４の上部とクランプリ
ング１７２との間の一定の分離部分は、ブレード１０６
がピン１７４−１７４とクランプリング１７２との間を
通過して電極１６６上のプラズマエツチング領域１７０
に進むことができるように、この位置においてスリット
３６と水平に整列されることに注意されたい。
次に、第１８図に示すように、シャフト１７６がコンピ
ュータ７０によって作動され、ウェハ移送機構１６０が
持ち上げられ、ウェハ支持ピン１７４−１７４がウェハ
１５をブレード１０６から持ち上げる。
ブレード１０６を引っ込めた後に、ドア３８（第１図）
がスリット３６に対して閉じられ１次いで、コンピュー
タ７０は、シャフト１７６とそれに関連するウェハ移送
機構１６０の下降を行い、それによってクランプリング
１７２を下げて、ウェハ１５をこのリングと電極１６６
との間にクランプする。
処理の後に、シャフト１７６は、ピン１７４−１７４を
持ち上げるためにコンピュータ７０の制御のもとで持ち
上げられ、それによってウェハ１５がドア３６の上に持
ち上げられる。これにより、ブレード１０６は、チャン
バ１６４のウェハ１５の下に挿入することができる。次
いで、シャゞ− フト１７６は、ピン１７４−１７４とクランプを第１７
図に示す位置に配置するために僅かに下げられる。これ
により、ブレード１０６は、ピンとクランプとの間の空
間を通じてチャンバから引っ込められる。新たなウェハ
をブレード１０６上に配置して、チャンバ１６４のクラ
ンプ１７２とピン１７４−１７４との間に挿入して、別
のウェハ交換サイクルを開始することができる。
前述したように、ウェハ交換システム１６０は、外部の
装填ロックブレード１０６へのウェハの移送とこのブレ
ード１０６からのウェハの移送を行い、ウェハ１５をク
ランプし、そして、垂直の点及び周辺接触のみを用いて
ウェハを電極１６６から取り外す。通常のスライド及び
／又は回転摩擦接触は、ここに開示するエツチング炉シ
ステム及びそのウェハ交換システム１６０には存在せず
、又、ここに開示するＣｖＤ炉システム及びそのウェハ
交換システム１４０にも存在しない。これによって、チ
ャンバ内に微粒子を発生する傾向を減少させると共に、
支持／並進移動装置を処理チャンバの下に配置すること
ができる。
更に、装填ロックチャンバ１４は、レジストの表皮除去
、レジストのアッシング及び不動態化等の大気圧以下で
の乾燥処理に使用することができる。更に、エレベータ
５０は、上部ウェハ部分と下部ウェハ部分との間にセパ
レータプレート１８０を組み込むこともできるが、これ
に限定されるものではない。第２図に示すように配置さ
れたときには、プレート１８０は、装填ロックチャンバ
１４とプレートの上のウェハとをそれらの下にあるもの
から効果的にシールする。これによって、装填ロツタチ
ャンパ内の上にあるウェハの前処理と後処理を下にある
ウェハに影響を及ぼすことなく行うことができる。自明
なことであるが、プレート１８０は、全てのウェハにこ
の装填ロックチャンバの処理段階を受けさせるか或いは
可変数の上部ウェハに処理を受けさせるように、除去す
ることもできるし或いは別の位置に移動させることもで
きる。又、未処理のウェハを、処理の前にプレート１８
０の上に保管し、処理されたウェハを外部のカセット２
６．２８に戻す準備としてプレートの下に保管すること
もできるし、又、この逆の処置を行うこともできる。
第１図のシステム１０は、このシステム１０と同一のも
のであるか或いはそれと異なるものである別の処理シス
テムヘウェハを移送できるようにする装填ロックチャン
バ或いは他のチャンバと一体化することができる。第２
０図を参照すれば。
外部のエレベータ２４が使用されていないことを除いて
はシステム１０と本質的に同一ものである別のシステム
（実際には、２つのシステム）の１つの例が示されてい
る。このため、これらの２つの追加システムは、一般に
参照番号１０Ａで示される。システムＩＯＡは、２つの
チャンバ１８及び２０の代りにシステム１ｏに取り付け
られている。更に、ここに示すシステムＩＯＡはシステ
ム１０と同一の寸法を有しいるため隣接する壁において
チャンバを除去することが必要であるが、この制限は図
示を容易にすることに関するものでありシステムに本来
課せられる制限ではない。例えば、チャンバ４０Ａの側
壁の寸法は、首状の入口２５を長くして４つのチャンバ
全部を使用できるようにすることによって変えることが
できる。更に、チャンバ１０及びＩＯＡは、ここに示す
五角形の形状に限定されず、側面の数を多くすることも
少なくすることもでき、それ伴って、チャンバを多くし
たり少なくしたりすることができる。ここに示すシステ
ムＩＯＡは、装填ロック機構１４Ａとロボット８０Ａ（
これらは、基礎システム１０の対応する素子と本質的に
同一のものとすることができる）を使用してウェハ１５
−１５を保管エレベータ５０Ａとそれに関連するチャン
バ１６Ａ−２２Ａとの間に移送することができる。メイ
ンの基礎システムの装填ロック機構１４とロボット８０
は、ウェハを追加システムＩＯＡの保管エレベータ５０
Ａと基礎システムとの間で移送するために使用される。
別の例示的な解決策では、システムＩＯＡのようなの「
他の」システムを（イオンインプランテーション、エピ
タキシャル処理等のための）バッチシステムとすること
ができる。他のシステム（及びシステム１０）は、大気
圧以下の圧力で前処理又は後処理を行うか或いは湿式ク
リーニング等の大気圧処理を行う装填ロックチャンバを
組み込むことができる。
これも明確に明らかなことであるが、ここに述べた多チ
ャンバ処理システムは、チャンバ１６ないし２２の全て
に１つの形式の処理能力（エツチング又は化学蒸着等）
を与えることも、エツチングチャンバと付着チャンバを
混合することもできる。更に、スパッタリング及び高速
熱アニーリング等の他の形式の処理を行うためのチャン
バは、単独で使用することも他の処理チャンバと混合さ
せて使用することもできる。例えば、前述のＣＶＤ炉に
関する特許出願に述べられている炉チャンバをスパッタ
エツチングに使用することができる。
更に、参考用としてここに取り上げられる１９８５年１
２月３１日付のレイク（Ｒａｉｃｕ）氏の米国特許第４
，５６１，９０７号には、適用できる単一ウェハ高速熱
アニーリング技術が述べられている。
従って、システム１０は、非常に多数の異なるチャンバ
の組合せと、エツチング、付着、スパッタリング、高速
熱アニーリング及び他の処理段階をその場で用いた処理
シーケンスに、システムの真空状態を破壊することなく
適用できる。
以上、本発明の多チャンバ式の総合的な処理システムの
好ましい実施例を詳細に説明した。
【図面の簡単な説明】
第１図は、装填ロックとチャンバのカバーを取り外して
示した本発明の多チャンバ式統合処理システムの簡単な
部分概略上面図、 第２図は、第１図を線２−２に沿って切った部分概略縦
断面図。 第３図は、第１図に示したロボット式ウェハ処理ブレー
ド組立体の拡大部分上面図、第４図、第５図及び第６図
は、ウェハ処理ブレード組立体の二重の４バーリンク取
付けシステムの動作を概略的に示す図、 第７図ないし第１１図は、外部のカセットエレベータと
内部の装填ロックエレベータと真空処理チャンバとの間
でウェハを移送する際の装填ロックロボットのＲ−θ運
動を概略的に示す非常に概略的な上面図、・ 第１２図ないし第１６図は、ここに参考として取り上げ
るＣＶＤ炉に関する特許出願に述べられている専用の内
部ウェハ移送システムを示す図で、ウェハを外部の装填
ロックブレードから炉のサセプタへ移送しそのウェハを
炉のサセプタから装填ロックブレードへ戻す段階を示す
連続的な概略断面図。 第１７図ないし第１９図は、ここに参考として取り上げ
るエツチング炉に関する特許出願に述べられている専用
の内部ウェハ移送システムを示す図で、ウェハを外部の
装填ロックブレードから炉のウェハ支持′ａｌ極へ移送
しそのウェハを炉のウェハ支持電極から装填ロックブレ
ードへ戻す段階中を示す連続的な概略断面図、そして、
第２０図は、本発明の多チャンバ式統合処理システムの
追加の一対の多チャンバ処理システムを含む別の実施例
を示す部分概略上面図である。 １０、ＩＯＡ、、、多チャンバ統合処理システム１２、
、、ハウジング　１３．、、側壁１４、、、装填ロック
チャンバ １５、、、ウェハ １６．１８．２０．２２．、、チャンバ２４、、、外部
のカセットエレベータ組立体２６．２８．、、カセット ３０．５８．８８．、、ベースプレート３２．３４．６
０．、、ガイドシャフト３６、、、開口 ４０、、、インデックスシステム ４２、、、　　リードネジ ４４、、、水平駆動モータ ４６．６８．、、ギアセット ４８、、、駆動ナツト ５０．５０Ａ、、。 内部の保管エレベータカセット組立体 ５４、、、ウェハ支持プレート ５９、、、垂直フロントプレート ６１、、、駆動シャフト ６２．９０．、、底壁　６３．、、シール６４、、、垂
直インデックスシステム ６６、、、垂直駆動モータ ７０、、、コンピュータ ８０．８０Ａ、、、ロボット ８２、、、同心シャフト回転駆動システム８６．、、二
重の４バーリンク機構 ９４、、、中空外部シャフト ９６、、、中間シャフト ９８、、、内部シャフト １００、、、ケーブル駆動機構 １０１、、、ディスク １０２、、、ドラム駆動機構 １０３．１１３．、、ケーブル １０４、、、アーム １０５．１１１．１１５．、、　ドラム１０６、、、ブ
レード １０７．１１７．、、ベルト／プーリシステム１０８．
１１８．、、ポケット １０９．１１９．、、支持プレート １１２、、、真空ライン １１４、、、容量性センサ １１５、、、　　リード線 １１６．１１７．１２６．１２７．１７８００．アーム １２１、部材 １２５、、、バーリンク １２９．１５４．、、ブラケット １３０、、、　ピボットビン １３２．１３６．、、ネジ １３４、、、カラー １３８．１４０．、、　　ピボット点 １４２、、、円形ハウジング １４４、、、内部真空チャンバ １４６、、、処理領域／プラズマ処理領域１４８、、、
サセプタ １５０、、、処理／パージガスマニホルド１５１、、、
外部電源／マツチング回路網１５２、、、ウェハ支持フ
ィンガ １５６、、、サセプタ支持フィンガ １５８、、、取付けバー １６０、、、ウェハ移送チャンバ １６４、、、内部エツチングチャンバ １６６、、、電極　　　１６８．、　、ＲＦ電源１７０
、、、処理チャンバ １７２、、、クランプリング １７４、、、ウェハ支持ピン １７６、、、シャフト

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）半導体ウェハのような被加工片のための統合真空
    処理システムにおいて、 閉じることのできる入口を有した真空装填ロックチャン
    バと、 上記装填ロックチャンバに取り付けられた少なくとも１
    つの真空処理チャンバであって、隣接するチャンバの開
    口を通して上記装填ロックチャンバと連通するようにさ
    れた真空処理チャンバとを具備し、 各々の上記処理チャンバは、ウェハ支持手段を備えてい
    て、この支持手段上に配置された少なくとも１つのウェ
    ハに対するガス化学エッチング、ガス化学付着、物理的
    なスパッタリング及び急速なアニーリングの少なくとも
    １つから選択されたプロセスを実行するようにされ、そ
    して更に、上記処理チャンバの開口付近の選択された内
    部位置から上記ウェハ支持手段に向かって及び該手段上
    へウェハを可逆的に移動するためのロボット手段を備え
    ていることを特徴とする統合真空処理手段。
  2. （２）上記装填ロックチャンバ内に取り付けられた第１
    エレベータを更に備え、この第１エレベータは、多数の
    ウェハ取り付け位置を有していて、上記装填ロックチャ
    ンバの入口付近でその中にある第１の選択された装填ロ
    ック位置へウェハを選択的に移動するようにされ、 更に、上記装填ロックチャンバ内に取り付けられたウェ
    ハ取扱ロボットを備え、このロボットは、延長可能なウ
    ェハ支持ブレードと、このブレードを上記処理チャンバ
    及びエレベータに選択的に向けるようにブレードを回転
    させる手段と、ウェハを往復移送するために上記処理チ
    ャンバ内の選択された内部位置及び少なくとも選択され
    た装填ロック位置にブレードを位置設定するように上記
    の向き定めされたブレードを延ばしたり引っ込めたりす
    る手段とを備えている特許請求の範囲第１項に記載の処
    理システム。
  3. （３）更に、上記装填ロックチャンバに対して外部に取
    り付けられた第２のカセットエレベータを備え、この第
    ２のエレベータは、多数のウェハ取り付け位置を有して
    いて、上記装填ロックチャンバに隣接してその中にある
    第２の選択された装填ロック位置へ上記ウェハ取り付け
    位置を選択的に移動させるよう構成された特許請求の範
    囲第１項又は第２項に記載の処理システム。
  4. （４）少なくとも１つの処理チャンバは、ガス化学付着
    に用いられる特許請求の範囲第１項に記載の統合的な真
    空処理システム。
  5. （５）少なくとも１つの処理チャンバは，ガス化学エッ
    チングに用いられる特許請求の範囲第１項に記載の統合
    的な真空処理システム。
  6. （６）少なくとも１つの処理チャンバは、更に、ウェハ
    を支持するための水平上面を有する電極組立体を備え、
    この電極の面は、上記の選択された内部位置と一般的に
    整列され、そして上記ロボット手段は、一群の一般的に
    垂直の向きにされたピンと、これらピンを円形配列に取
    り付ける支持手段と、この支持手段を上方及び下方に順
    次に移動して、上記処理チャンバの開口付近の選択され
    た内部位置においてブレードからウェハ支持電極に向か
    ってウェハを取外しそして上記選択された内部位置にお
    いてウェハをブレードに戻すようにする移動手段とを備
    えている特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の統合
    真空処理システム。
  7. （７）上記処理チャンバは、ガス化学エッチングに用い
    られる特許請求の範囲第６項に記載の統合的な真空処理
    システム。
  8. （８）少なくとも１つの処理チャンバのロボット手段は
    、更に、 一般的に水平な一群の垂直を向いたピンと、一般的に水
    平な円形のクランプリングと、 ウェハを支持するための上面を有する一般的に円筒状の
    ウェハ支持電極組立体と、 上記クランプリングを上端で取り付けると共に、更に、
    クランプリングの直径よりも小さい直径の一般的に円形
    の配列に上記ピンを取り付けるための支持アーム組立体
    であって、ピンの上端が上記クランプリングの下で垂直
    方向に離間されるようになった支持アーム組立体と、 上記チャンバ内に取り付けられていて、上記支持アーム
    組立体を垂直運動するように取り付けるための垂直に可
    動なエレベータ機構とを備え、上記円筒状の電極は、垂
    直のスロットを有していて、これを通して上記支持ピン
    を垂直に移動することができ、そして 更に、上記選択された内部位置においてウェハ支持電極
    上に装填ロックウェハブレードを位置設定し、上記選択
    された内部位置においてブレードからウェハを取外し、
    ウェハ支持電極にウェハをクランプしそして上記選択さ
    れた内部位置においてウェハをブレードに戻すことがで
    きるようにシャフトを上下に順次に移動する手段を備え
    ている特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の統合的
    な真空処理システム。
  9. （９）上記処理チャンバは、ガス化学エッチングに用い
    られる特許請求の範囲第８項に記載の統合的な真空処理
    システム。
  10. （１０）上記装填ロックチャンバは、そこに配置された
    ウェハを処理するのに用いられる特許請求の範囲第１項
    に記載の統合的な真空処理システム。
  11. （１１）上記第１のエレベータは、ウェハ位置の第１群
    と第２群の中間に、第１群を装填ロックチャンバ内にシ
    ールすると共に第２群を装填ロックチャンバから分離す
    るためのプレートを有している特許請求の範囲第１項に
    記載の統合的な真空処理システム。
  12. （１２）上記第１群のウェハを調整するために装填ロッ
    クチャンバに雰囲気ガスを供給する手段を更に備えてい
    る特許請求の範囲第１１項に記載の統合的な真空処理シ
    ステム。
  13. （１３）上記装填ロックチャンバに取り付けられた第２
    の統合的な処理システムを更に具備し、この第２の統合
    的な処理システムは、 閉じることのできる入口を有した第２の真空装填ロック
    チャンバと、 この第２の装填ロックチャンバに取り付けられた少なく
    とも１つの第２の真空処理チャンバであって、隣接する
    チャンバの開口を経てその第２の装填ロックチャンバと
    連通するようにされた真空処理チャンバとを具備し、 各々の上記第２の処理チャンバは、第２のウェハ支持体
    を含んでいて、この支持体に配置されたウェハに対する
    ガス化学エッチング、ガス化学付着、物理的なスパッタ
    リング及び急速なアニーリングの少なくとも１つから選
    択されたプロセスシーケンスを実行するようにされ、更
    に、上記第２の処理チャンバの開口付近の選択された内
    部位置から上記ウェハ支持体に向かってウェハを可逆に
    移動するための第２のロボット手段と、上記装填ロック
    チャンバ内に取り付けられたエレベータであって、多数
    のウェハ取り付け位置を有していて上記第２の装填ロッ
    クチャンバの入口付近の内部位置へウェハを選択的に移
    動するようなエレベータと、上記装填ロックチャンバ内
    に取り付けられた第２のウェハ取扱ロボットとを備え、
    このロボットは、延長可能なウェハ支持ブレードと、こ
    のブレードを上記第２の処理チャンバ及びそれに関連し
    たエレベータに選択的に位置設定するようにブレードを
    回転する手段と、ウェハを装填したり取り外したりする
    ためにブレードを上記エレベータ及び上記第２の処理チ
    ャンバの選択された内部位置に位置設定するようにブレ
    ードを延ばしたり引っ込めたりする手段とを含んでいる
    特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の統合的な処理
    システム。
  14. （１４）上記装填ロックチャンバの少なくとも１つは、
    そこに配置されたウェハを処理するようにされる特許請
    求の範囲第１３項に記載の統合的な真空処理システム。
  15. （１５）上記内部装填ロックチャンバのエレベータの少
    なくとも１つは、ウェハ位置の第１群と第２群との中間
    に、この第１群をそれに関連した装填ロックチャンバ内
    にシールすると共に第２群をそれに関連した装填ロック
    チャンバから分離するプレートを有している特許請求の
    範囲第１３項に記載の統合的な真空処理システム。
  16. （１６）上記第１群のウェハを調整するために上記装填
    ロックチャンバに雰囲気ガスを供給する手段を更に備え
    た特許請求の範囲第１５項に記載の統合的な真空処理シ
    ステム。
  17. （１７）少なくとも１つの処理チャンバのロボット手段
    は、更に、 ウェハを保持するためのフィンガの第１の一般的に円形
    の水平配列体と、 上記第１のフィンガの間に挟まれたフィンガの第２の一
    般的に円形の水平配列体であって、一般的に円形のサセ
    プタを水平の向きに保持するものであるような第２のフ
    ィンガと、上記第１のフィンガを （ａ）上方に移動してウェハをブレードから持ち上げ、
    第２フィンガを処理位置に向かって持ち上げ移動する準
    備をすると共に、 （ｂ）下方に移動してウェハを選択された内部位置及び
    装填ロックブレードに戻すように上記第１フィンガを取
    り付ける第１の垂直に可動なエレベータ機構と、上記第
    ２のフィンガを （ｃ）上記第１のフィンガを通り越して上方に移動して
    そこからウェハをサセプタ及び上記処理位置に向かって
    持ち上げると共に、 （ｄ）下方に移動して処理済みのウェハを上記第１フィ
    ンガにのせ、第１フィンガによって上記選択された内部
    位置及び装填ロックブレードに戻す準備をするように第
    ２フィンガを取り付ける第２の垂直に可動なエレベータ
    機構とを備えている特許請求の範囲第１項に記載の統合
    的な真空処理システム。
  18. （１８）上記装填ロックチャンバに取り付けられた第２
    の統合的な処理システムを更に具備し、この第２の統合
    的な処理システムは、 閉じることのできる入口を有した第２の真空装填ロック
    チャンバと、 この第２の装填ロックチャンバに取り付けられた少なく
    とも１つの第２の真空処理チャンバであって、隣接する
    チャンバの開口を経てその第２の装填ロックチャンバと
    連通するようにされた真空処理チャンバとを具備し、 各々の上記第２の処理チャンバは、第２のウェハ支持体
    を含んでいて、この支持体に配置されたウェハに対する
    ガス化学エッチング、ガス化学付着、物理的なスパッタ
    リング及び急速なアニーリングの少なくとも１つから選
    択されたプロセスシーケンスを実行するようにされ、更
    に、上記第２の処理チャンバの開口付近の選択された内
    部位置から上記ウェハ支持体に向かってウェハを可逆に
    移動するための第２のロボット手段と、上記装填ロック
    チャンバ内に取り付けられたエレベータであって、多数
    のウェハ取り付け位置を有していて上記第２の装填ロッ
    クチャンバの入口付近の内部位置へウェハを選択的に移
    動するようなエレベータと、上記装填ロックチャンバ内
    に取り付けられた第２のウェハ取扱ロボットとを備え、
    このロボットは、延長可能なウェハ支持ブレードと、こ
    のブレードを上記第２の処理チャンバ及びそれに関連し
    たエレベータに選択的に位置設定するようにブレードを
    回転する手段と、ウェハを装填したり取り外したりする
    ためにブレードを上記エレベータ及び上記第２の処理チ
    ャンバの選択された内部位置に位置設定するようにブレ
    ードを延ばしたり引っ込めたりする手段とを含んでいる
    特許請求の範囲第１７項に記載の統合的な処理システム
    。
  19. （１９）上記装填ロックチャンバの少なくとも１つは、
    そこに配置されたウェハを処理するようにされる特許請
    求の範囲第１７項又は第１８項に記載の統合的な真空処
    理システム。
  20. （２０）上記内部エレベータの少なくとも１つは、ウェ
    ハ位置の第１群と第２群の中間に、その第１群をそれに
    関連した装填ロックチャンバ内にシールすると共にその
    第２群をそれに関連した装填ロックチャンバから分離す
    るためのプレートを有している特許請求の範囲第１７項
    又は第１８項に記載の統合的な真空処理システム。
  21. （２１）上記第１群のウェハを調整するように雰囲気ガ
    スを上記装填ロックチャンバに供給する手段を更に備え
    た特許請求の範囲第２０項に記載の統合的な真空処理シ
    ステム。
  22. （２２）閉じることのできる入口を有した装填ロックチ
    ャンバと、 上記装填ロックチャンバに取り付けられた少なくとも一
    対の真空処理チャンバであって、隣接するチャンバの開
    口を経て上記装填ロックチャンバと連通するような真空
    処理チャンバとを具備し、各々の上記真空処理チャンバ
    は、ウェハ支持体と、このチャンバの開口付近の選択さ
    れた内部位置から上記ウェハ支持体に向かってウェハを
    可逆に移動するためのロボット手段とを備えており、更
    に、上記装填ロックチャンバの外部に取り付けられた第
    １のエレベータであって、多数のウェハ取り付け位置を
    有していて、これらのウェハ取り付け位置を上記装填ロ
    ックチャンバの入口付近の位置へ選択的に移動させるよ
    うな第１エレベータと、 上記装填ロックチャンバ内に取り付けられた第２のエレ
    ベータであって、多数のウェハ取り付け位置を有してい
    て、ウェハを装填ロックチャンバの入口付近の位置へ選
    択的に移動させるような第２エレベータと、 上記装填ロックチャンバ内に取り付けられたブレード組
    立体とを具備し、このブレード組立体は、ウェハ支持ブ
    レードと、二重の４バーリンクピボット機構とを備えて
    おり、これら２つの４バーリンクの各々は、その両端に
    おいて接続端リンクに枢着された第１及び第２の側部リ
    ンクを備え、上記２つの４バーリンクは、共通の中間リ
    ンクに接合されると共に、互いに対向する第１及び第２
    の端部リンクに接合され、第１の端部リンクは、ウェハ
    支持ブレードに取り付けられそして第２の端部リンクは
    、それに関連した第１及び第２の側部リンクを各々の第
    １及び第２のシャフトにおいて取り付け、そして 更に、上記ブレードを選択的に位置設定するために二重
    の４バーリンク機構を介して上記ウェハ支持ブレードに
    Ｒ及びθ運動を与える手段を具備し、この手段は、 （ａ）上端にカラーを有する中空の回転可能な駆動シャ
    フトを備え、第１のピボットシャフトは同軸的に独立し
    て回転するようにこの中空シャフト内に延びておりそし
    て第２シャフトは上記カラーに取り付けられており、更
    に、 （ｂ）第１シャフトの周りでブレード組立体を回転する
    ように上記中空の駆動シャフトを回転する手段と、 （ｃ）対向する端部リンクを通して一般的にまっすぐな
    軸に沿ってブレードを延ばしたり引っ込めたりするよう
    に第１シャフトを回転する手段とを備えていることを特
    徴とする統合的な真空処理システム。
  23. （２３）上記ロボット手段は、更に、 ウェハを保持するためのフィンガの第１の一般的に円形
    の水平配列体と、 上記第１フィンガの間に挟まれたフィンガの第２の一般
    的に円形の水平配列体であって、一般的に円形のウェハ
    支持体を水平の向きに保持するようにされた第２のフィ
    ンガと、上記第１フィンガを （ａ）上方に移動してウェハをブレードから持ち上げ、
    第２フィンガを処理位置へ持ち上げ移動する準備をする
    と共に、 （ｂ）下方に移動してウェハをブレードに戻すように第
    １フィンガを取り付ける第１の垂直に可動なエレベータ
    機構と、上記第２フィンガを （ｃ）上記第１フィンガを通り越して上方に移動してそ
    こからウェハをサセプタ及び上記処理位置に向かって持
    ち上げると共に、 （ｄ）処理済みのウェハを第１フィンガにのせるように
    下方に移動して第１フィンガによってブレードに戻す準
    備をするように第２フィンガを取り付ける第２の垂直に
    可動なエレベータ機構とを備えている特許請求の範囲第
    ２２項に記載の統合的な真空処理システム。
  24. （２４）上記ロボット手段は、更に、１群のウェハ支持
    ピンと、一般的に円形のクランプリングと、ウェハを支
    持する上面を有した一般的に円筒状のウェハ支持電極組
    立体と、上記クランプリングを上端に取り付けると共に
    、クランプリングの直径よりも小さい直径の一般的に円
    形の配列で上記ピンを垂直に取り付ける支持アーム組立
    体であって、上記ピンの上端が上記クランプリングの下
    で垂直に離間されるようになった支持アーム組立体と、
    上記チャンバ内に取り付けられ、上記支持アーム組立体
    を垂直に移動するためのエレベータ機構とを備え、 上記円筒状の電極は、垂直のスロットを有していて、こ
    れを通して上記ウェハ支持ピンを垂直に移動できるよう
    にされ、そして 更に、上記ウェハブレードをウェハ支持電極上に位置設
    定し、選択された内部チャンバ位置においてブレードか
    らウェハを取外し、ウェハをウェハ支持電極にクランプ
    しそして選択された内部チャンバ位置においてウェハを
    ブレードに戻すことができるようにシャフトを選択され
    た位置に対して上下に順次に移動する手段とを備えてい
    る特許請求の範囲第２２項に記載の統合的な真空処理シ
    ステム。
  25. （２５）上記第２のエレベータは、ウェハ位置の第１群
    と第２群との中間に、その第１群を装填ロックチャンバ
    内にシールすると共に第２群を装填ロックチャンバから
    分離するプレートを有している特許請求の範囲第２２項
    、第２３項又は第２４項に記載の統合的な真空処理シス
    テム。
  26. （２６）上記第１群のウェハを調整するように上記装填
    ロックチャンバに雰囲気ガスを供給する手段を更に備え
    た特許請求の範囲第２２項、第２３項又は第２４項に記
    載の統合的な真空処理システム。
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