JPS6386869A - ウェ−ハ処理装置 - Google Patents
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- JPS6386869A JPS6386869A JP62134794A JP13479487A JPS6386869A JP S6386869 A JPS6386869 A JP S6386869A JP 62134794 A JP62134794 A JP 62134794A JP 13479487 A JP13479487 A JP 13479487A JP S6386869 A JPS6386869 A JP S6386869A
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- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｉ１弘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０ｇ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５．１ｃ＋
ａ）径のウェーハがありふれたもので、３インチ（約７
゜６０糟〉径のウェーハは大きいものとみられていた。
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０ｇ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５．１ｃ＋
ａ）径のウェーハがありふれたもので、３インチ（約７
゜６０糟〉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＋ｓ）径のウェーハでなされ、５インチ（約１２
．７ｃｍ）ウェーへ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と増大させる役を果たしている。
．２ｃ＋ｓ）径のウェーハでなされ、５インチ（約１２
．７ｃｍ）ウェーへ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と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（この上にマイクロ
回路が形成される）の上に付着させることを要する。コ
ーティングが“高“品質であるべきかどうかは、もちろ
ん究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、
−ｍ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
の最上部の主たるブレーナ表面上の被覆の均一度く“プ
レーナカバレージ”）！＆終ココ−ティング取り込まれ
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、清、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ル
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。
金属コーティングを半導体ウェーハ（この上にマイクロ
回路が形成される）の上に付着させることを要する。コ
ーティングが“高“品質であるべきかどうかは、もちろ
ん究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、
−ｍ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
の最上部の主たるブレーナ表面上の被覆の均一度く“プ
レーナカバレージ”）！＆終ココ−ティング取り込まれ
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、清、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ル
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。
これら諸特質のうち成るものは他のものより実現困難か
、又はよ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も向い
ていることがある。このような垂直表面、特に外側を向
いた面を、同時にプレーナ表面を被覆しながら、被覆す
ることは明らかに特に困難な問題であり、しかしそれで
もこのような“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も向い
ていることがある。このような垂直表面、特に外側を向
いた面を、同時にプレーナ表面を被覆しながら、被覆す
ることは明らかに特に困難な問題であり、しかしそれで
もこのような“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、ブ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１発生の可能性が高
いこと、ウェーハへのｖ１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１発生の可能性が高
いこと、ウェーハへのｖ１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有す
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有す
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（ｌｏａｄ １ｏｃｋ）方式とを考察すると
よい、典型的なバッチ式装置は、ポンプステーション、
排気可能なペルジャー、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７．６Ｃ鴎〕径のウェーハ７５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（ｌｏａｄ １ｏｃｋ）方式とを考察すると
よい、典型的なバッチ式装置は、ポンプステーション、
排気可能なペルジャー、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７．６Ｃ鴎〕径のウェーハ７５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ら、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
、比較的大きなつ工−ハのバッチ全体が厚着中に一部又
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ら、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
、比較的大きなつ工−ハのバッチ全体が厚着中に一部又
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精は、
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π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■）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６００
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
た環境の質に一層感じやすくさせる。ウェーハと装この
空気露曝面績との脱ガスはヒートランプからの放射エネ
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。
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精は、
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π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■）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６００
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
た環境の質に一層感じやすくさせる。ウェーハと装この
空気露曝面績との脱ガスはヒートランプからの放射エネ
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、良好なデバイスの産出と減することになる。
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と減することになる。
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、加熱スアーンヨン、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１−から金属プラ
テン（１２インチ×１２インチ〔約３０．５Ｘ３０゜５
ｃ＋ｓ）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、そこで放射ニオ・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と通って比較的
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、加熱スアーンヨン、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１−から金属プラ
テン（１２インチ×１２インチ〔約３０．５Ｘ３０゜５
ｃ＋ｓ）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、そこで放射ニオ・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と通って比較的
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，ＣＩ０人／分）が実現される
。蒸着の後、プラテンとつ工−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分かがる。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，ＣＩ０人／分）が実現される
。蒸着の後、プラテンとつ工−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分かがる。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
つがを克服したがすべてではない。
つが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”すなわちキズ又は処理の
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６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６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、反復的な線域的衝撃と空気への
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、反復的な線域的衝撃と空気への
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
に不確定な熱的状悪にある。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
上に蒸着される膜はそのプラテン上の位置、すなわちウ
ェーハがアウトボード（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
にさせることによって、さらに危うくされる。
に不確定な熱的状悪にある。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
上に蒸着される膜はそのプラテン上の位置、すなわちウ
ェーハがアウトボード（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
にさせることによって、さらに危うくされる。
こうして、ウェーハが蒸着源から遠い領域で回転してい
るときは蒸着率はほとんど無に近くなるから金属膜は“
層状化”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Ｒ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？期待しろる根拠はなかった。
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Ｒ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？期待しろる根拠はなかった。
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
、対称性及び物資性、汚染レベル、デプリの損害、及び
再現可能性の総会的考察に関しｆｆ秀な品質の金属Ｊき
を蒸着さぜる装置を提供することである。
、対称性及び物資性、汚染レベル、デプリの損害、及び
再現可能性の総会的考察に関しｆｆ秀な品質の金属Ｊき
を蒸着さぜ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と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と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なウェーハコーティング装
πを提供することである。
あるウェーハの数を減少させなウェーハコーティング装
π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１１１１達した目的は、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。
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。
さらに他の本発明の目的は、デブリの発生と、窄耗及び
汚染分の収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。
汚染分の収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Ｅ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Ｅ域への出入を実行するロードロック型装置を提供
することである。
同じく関連した本発明の目的は、上述のようにプラテン
状ウェーハ支持体を使用せず、ローディング及びアンロ
ーディングが成るウェーハについて行なわれている間他
のものは処理されているロードロック型装置を提供する
ことである。
状ウェーハ支持体を使用せず、ローディング及びアンロ
ーディングが成るウェーハについて行なわれている間他
のものは処理されているロードロック型装置を提供する
ことである。
さらに他の関連した目的は、カセットからのウェーハ自
動取扱いと両立しうる上記のような装置を提供すること
である。
動取扱いと両立しうる上記のような装置を提供すること
である。
同じく関連した目的はウェーハについて特にその温度を
全処理期間中を通じて改良制御する手段を提供すること
である。
全処理期間中を通じて改良制御する手段を提供すること
である。
さらに他の目的は信頼性、保守及び使用の容易さが改良
されている生産ラインで使用する装置を提供することで
ある。
されている生産ラインで使用する装置を提供することで
ある。
木ＩＬｃソ１
本発明の最ら広い目的は、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−’ｍ翔＝１ミリトール＝
０．１３３ｔ’ａ） １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８蟹
とせず、複雑さやそれに伴なうデジ９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−’ｍ翔＝１ミリトール＝
０．１３３ｔ’ａ） １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８蟹
とせず、複雑さやそれに伴なうデジ９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を含んでいる。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ト有
するスパッタリング源がチェンバ内に取付（プられてい
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。Ｒ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
持手段と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。このように
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繰返しなされう
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を含んでいる。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ト有
するスパッタリング源がチェンバ内に取付（プられてい
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。Ｒ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
持手段と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。このように
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繰返しなされう
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１７１Ｍ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６２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
ぞれ整き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］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。
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１７１Ｍ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６２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
ぞれ整き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］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
可能性ら増大するであろう、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
可能性ら増大するであろう、さらに、ロードロック容積
は単一ウェーハを入れるのに絶対に必要なだけに最小化
されているから、ロードロック及びチェンバについての
吸気負荷の大きさも減少する。
１つの好適実施態様において、ｉｒ動支持手段は、０牙
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。
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
ートはウェー弘上にデプ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池の
ウェーハの加熱及びさらに池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Ｒ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
ンバへ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０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１１細
は米国特許第４．３０６．７３］号（米国出願番号第１
０６．１７９号０発明者Ｒ、ｌ−（、ショー）に見出さ
れる。
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
ートはウェー弘上にデプ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池の
ウェーハの加熱及びさらに池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Ｒ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
ンバへ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０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１１細
は米国特許第４．３０６．７３］号（米国出願番号第１
０６．１７９号０発明者Ｒ、ｌ−（、ショー）に見出さ
れる。
幻 のラ ｆ″■
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（２Ｉ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（２Ｉ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（４ｃ１８をチェンバ
１ｏの正面壁３２に対して駆動するｆｉ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１
８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（４ｃ１８をチェンバ
１ｏの正面壁３２に対して駆動するｆｉ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１
８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２Ｍ
をコーティングされ、冷却され、そして再びドア組立体
２２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。
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２Ｍ
をコーティングされ、冷却され、そして再びドア組立体
２２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ｍｕ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ｌ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
支持体ブレ−ｌ−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
３２及び圧力ブレ−１−１６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１−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！−組
立体内部にロードされ支持される。成るウェーハ処理操
作のためにチェンバ１０内部にもたらされうる制御され
た大気圧より低圧の環境は、例えば、スパッターコーテ
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
２０ミクロンまでである。この排気された環境のために
、ドア２２が排気環境を維持するために開いているとき
はいつでも、ロードロック領域はチェンバ内部の他の領
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８１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
ク装置１２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？達成する。圧力プレート１６及
びチェンバ正面壁３２がともに、チェンバ入口２３に同
心的な円形パターンに配置されたＯリング３８と備え、
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入口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ｍｕ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ｌ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
支持体ブレ−ｌ−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
３２及び圧力ブレ−１−１６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１−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！−組
立体内部にロードされ支持される。成るウェーハ処理操
作のためにチェンバ１０内部にもたらされうる制御され
た大気圧より低圧の環境は、例えば、スパッターコーテ
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
２０ミクロンまでである。この排気された環境のために
、ドア２２が排気環境を維持するために開いているとき
はいつでも、ロードロック領域はチェンバ内部の他の領
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８１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
ク装置１２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？達成する。圧力プレート１６及
びチェンバ正面壁３２がともに、チェンバ入口２３に同
心的な円形パターンに配置されたＯリング３８と備え、
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入口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１８ｅチエンバ正面壁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２３３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がない、極めて薄
く小さな体積のロードロックが、最小の要素をもって画
成され、その内部にウェーハ１５３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
体プレート徂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１８ｅチエンバ正面壁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２３３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がない、極めて薄
く小さな体積のロードロックが、最小の要素をもって画
成され、その内部にウェーハ１５３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
体プレート徂立体内部にすでに固着されたウェーハとを
示している。
この薄いロードロック構成と協働するらのは、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
の円形開口と含んでいる。その開口３７はウェーハより
も大径であり、互いに等しくｇ１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ら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。支持体プ（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
の円形開口と含んでいる。その開口３７はウェーハより
も大径であり、互いに等しくｇ１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ら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。支持体プ（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＃
Ｒ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３
７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、
それによりつ工−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。エツジイヤ用クリップ組立体の特に都合
の良い旧悪が第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組が保持
リング４１内部に取り付けられ、保持リング４１は、プ
レート開口３７の各々に同心的に、ディスク状円形ウェ
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。
テージョンへと移送されるので、動き回ることによる＃
Ｒ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３
７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、
それによりつ工−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。エツジイヤ用クリップ組立体の特に都合
の良い旧悪が第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組が保持
リング４１内部に取り付けられ、保持リング４１は、プ
レート開口３７の各々に同心的に、ディスク状円形ウェ
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ロ３７内部に
用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。
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ロ３７内部に
用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
をもたらすと認められた。
をもたらすと認められた。
第３図〜第８図のいずれにも示されているように、クリ
ップ組立体２０は、はぼ長方形の断面を有するブロック
５０をそれぞれ含んでいる。
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、ウェーハの電気約分ｇｍが望まれるス
パッターエッチなどの適用のために、絶縁′１′！ｌｌ
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５ｏ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がり把持するのに適
切な半径で湾曲している。ブロック５０から延びている
のは、平らな幹部５６であり、それはプレート開口３７
で定義される平面に緊密に近接して平行である平面の内
部に展在する。一方、ウェーハ支持部分としての技部５
７が、プレー１−開口３７の平面に向がって幹部５６か
ら傾斜している。このクリップｍ立体は、結果として、
代表的ウェーハ１５の径よりも幾分小さい径をもつ円形
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。
パッターエッチなどの適用のために、絶縁′１′！ｌｌ
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５ｏ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がり把持するのに適
切な半径で湾曲している。ブロック５０から延びている
のは、平らな幹部５６であり、それはプレート開口３７
で定義される平面に緊密に近接して平行である平面の内
部に展在する。一方、ウェーハ支持部分としての技部５
７が、プレー１−開口３７の平面に向がって幹部５６か
ら傾斜している。このクリップｍ立体は、結果として、
代表的ウェーハ１５の径よりも幾分小さい径をもつ円形
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、クリップ組立体
２０ヘウエ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は入れるようクリップをいくぶ
ん押し広げるために、枝部５７に対するウェーハエツジ
の摩擦を３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２４ととら
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と形成し、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。
２０ヘウエ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は入れるようクリップをいくぶ
ん押し広げるために、枝部５７に対するウェーハエツジ
の摩擦を３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２４ととら
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と形成し、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
法で開田される。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】８及びチェンバ人口２３の表面に垂直である。真
空チャック６０は、軸方向に伸びてドアを中心で貫いて
いるので、その作動端はドアの内側面６４の一部を形成
している。真空チャック６０は、ドアの内側面のところ
で鉛直に設置されたウェーハと係合し、ドアが閉じるに
つれ、真空吸引によりウェーハを保持する。第４図に見
られるように、真空チャックは、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はクリ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
の回転により顔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
法で開田される。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】８及びチェンバ人口２３の表面に垂直である。真
空チャック６０は、軸方向に伸びてドアを中心で貫いて
いるので、その作動端はドアの内側面６４の一部を形成
している。真空チャック６０は、ドアの内側面のところ
で鉛直に設置されたウェーハと係合し、ドアが閉じるに
つれ、真空吸引によりウェーハを保持する。第４図に見
られるように、真空チャックは、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はクリ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
の回転により顔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は収り水平平面
内のロードロッへヘラ工−八をロードする方式にするの
は、在来のチェンバ壁に取付ける方法に適当に修正を加
える、二とにより、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は収り水平平面
内のロードロッへヘラ工−八をロードする方式にするの
は、在来のチェンバ壁に取付ける方法に適当に修正を加
える、二とにより、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、各クリップイヤ動手段
６２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、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、各クリップイヤ動手段
６２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、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ｙ４ｖＬする。ドアＺ２が１２５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６
Ｇはそれに面したクリップの幹部５６に対する圧力は、
クリップ分圧し、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ｙ４ｖＬする。ドアＺ２が１２５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６
Ｇはそれに面したクリップの幹部５６に対する圧力は、
クリップ分圧し、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鋤＜、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鋤＜、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１７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と運搬し
、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１７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と運搬し
、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ｖ１能、又はアンローディングのためにドア組立体
２２から処理済ウェーハを除去するためのｖｌ化は、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６９と含む。
するｖ１能、又はアンローディングのためにドア組立体
２２から処理済ウェーハを除去するためのｖｌ化は、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６９と含む。
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、カセットからドア組立体
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つ工−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、カセットからドア組立体
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つ工−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３
イ（４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によりらたらされる。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７６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１コ合切
欠に係きする。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
めの駆動動力源として設けられ、カセット移動に正確な
制御をもたらす、それによりカセット内部の各々のどの
ウェーハも、ウェーハ昇降組立体６８との相互作用のた
めの位置にされ得る。在来の記憶手段が、ステッパーモ
ータ手段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１〜
は最初のウェーハがロードされてから数個の位１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と元の
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。
イ（４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によりらたらされる。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７６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１コ合切
欠に係きする。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
めの駆動動力源として設けられ、カセット移動に正確な
制御をもたらす、それによりカセット内部の各々のどの
ウェーハも、ウェーハ昇降組立体６８との相互作用のた
めの位置にされ得る。在来の記憶手段が、ステッパーモ
ータ手段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１〜
は最初のウェーハがロードされてから数個の位１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と元の
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ｖｉ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０１４えたウェーハの正面が、開いた
ドア２２の内側面６４に面せず、ウェーハの背面がドア
徂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ｖｉ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０１４えたウェーハの正面が、開いた
ドア２２の内側面６４に面せず、ウェーハの背面がドア
徂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。開位置にあるドア
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分また
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）−７０に保持された隣接ウェーハ
間の距廻よりも薄い。
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。開位置にあるドア
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分また
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）−７０に保持された隣接ウェーハ
間の距廻よりも薄い。
ブレード状部材８３には更に、ウェーハのカーブに整き
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
持するための溝が設けられている。故に昇降ブレード状
部材８３は、案内レール７２と７３との間を通過し、搬
送組立体及びカセットと直角に交差し、そしてステッパ
ーモニタ手段８０及びチェーン駆動手段７５がカセット
及びウェーハと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、イＹ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１へ及びウェーハ
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３上方に移動してその上方ｇｉ１８７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
はタ：１直方向なので、ブレードの溝をつけられた端８
７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
持するための溝が設けられている。故に昇降ブレード状
部材８３は、案内レール７２と７３との間を通過し、搬
送組立体及びカセットと直角に交差し、そしてステッパ
ーモニタ手段８０及びチェーン駆動手段７５がカセット
及びウェーハと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、イＹ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１へ及びウェーハ
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３上方に移動してその上方ｇｉ１８７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
はタ：１直方向なので、ブレードの溝をつけられた端８
７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
プリゲ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京擦
の危険が非常に減少される。
プリゲ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京擦
の危険が非常に減少される。
ウェーハがドア２２のどころに到着すると、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かチャック６０により保持されたウェーハとと
もに閏じて、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、
更に別のつ工−ハが支持体アレー１・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、次のつ工−ハと真にブレー
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かチャック６０により保持されたウェーハとと
もに閏じて、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、
更に別のつ工−ハが支持体アレー１・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、次のつ工−ハと真にブレー
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、次のこのつ工−ハを開
いたドアまで上方に移動さぜる動作をくり返し、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
ハと係りする。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ぜる動作をくり返し、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
ハと係りする。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ぜ、ウェーハからクリッ
プを・敲脱させて、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ぜ、ウェーハからクリッ
プを・敲脱させて、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」二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ｌ〜８５を通過して上方に上昇し、ウェーハ１５の
下方エツジに係なする。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・ブト内部
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」二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ｌ〜８５を通過して上方に上昇し、ウェーハ１５の
下方エツジに係なする。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・ブト内部
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６つによる個々のウェーハの上昇及びロード
ロックへのローディングに先き立ち、ウェーハの標準方
向づけを保証する事が望まれ、そのため各ウェーハの弦
を横切る通常の案内フラット部９１がカセットの下方に
整列する事が望ましい、このようにすると、ウェーハの
各７７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Ｉ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トの通路
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
賢く接触する。
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ト部９１がカセットの下方に
整列する事が望ましい、このようにすると、ウェーハの
各７７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Ｉ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トの通路
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
賢く接触する。
動くローラ９０との接触が、カセット内部のつ工−ハを
回転さぜる効果を有し、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１ｇ ’Ｑ’する位置になると、ローラ
９０は下方に引っ込む。
回転さぜる効果を有し、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１ｇ ’Ｑ’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が開位薗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と大気圧から防護
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と大気圧から防護
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
け仲良している時の、真空チャック６０の仲工２シた位
置を示している。−力筒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１〜
組立体１８内に固着的に収１十けられている。圧力ブレ
−＋−ｉ６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、ドアが閏じられた直後の、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ぜるため
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
け仲良している時の、真空チャック６０の仲工２シた位
置を示している。−力筒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１〜
組立体１８内に固着的に収１十けられている。圧力ブレ
−＋−ｉ６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、ドアが閏じられた直後の、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ぜるため
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＜ ＪＪｔ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＜ ＪＪｔ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πを使用せず、又チェンバ内部でウェーハを支持
するクリップ組立体の面積は、いずれにしてもウェーハ
に比べて小さいので、ロードロック内に導入される脱ガ
ス負荷は必要欠くべかざるウェー八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πを使用せず、又チェンバ内部でウェーハを支持
するクリップ組立体の面積は、いずれにしてもウェーハ
に比べて小さいので、ロードロック内に導入される脱ガ
ス負荷は必要欠くべかざるウェー八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″
７−してしよ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０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カプ
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。
７−してしよ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０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カプ
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！〉す、それによ
り、支持体プレ−１〜絹立体１８がチェンバの正面壁３
２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６例えば、ロードｌコックステーショ
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２８において、ウェーハの脱ガスを促進するために
ウェーハ加熱手段が設けられる。第７図に示されるウェ
ーハ加熱手段９２は、ウェーハよりらいくらか小径の円
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３
２の平面かられずかに突き出ている。圧力プレート１６
が弛緩状態にあるときは、チェンバの正面壁に対する圧
力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が伴動的前進位置にあ
るときは、ウェーハ支持体プレー１− ｌｌ ２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なウェーハとの間隔
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！〉す、それによ
り、支持体プレ−１〜絹立体１８がチェンバの正面壁３
２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６例えば、ロードｌコックステーショ
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２８において、ウェーハの脱ガスを促進するために
ウェーハ加熱手段が設けられる。第７図に示されるウェ
ーハ加熱手段９２は、ウェーハよりらいくらか小径の円
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３
２の平面かられずかに突き出ている。圧力プレート１６
が弛緩状態にあるときは、チェンバの正面壁に対する圧
力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が伴動的前進位置にあ
るときは、ウェーハ支持体プレー１− ｌｌ ２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なウェーハとの間隔
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ｉｆ！ Ｊｌ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すぎる。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ｇＸ量を、第７図に示された中央パイプ
１１１１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詩文するこ
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。
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すぎる。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ｇＸ量を、第７図に示された中央パイプ
１１１１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詩文するこ
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ｒｉ３２との真空気密がＯリング１１５によっ
てもたらされる。加ス！！、素子９４内で発生された熱
の結果として生ずる過熱による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、冷却剤と
受仮に流入及び流出するようにして、０リング１１５の
気密状態を維持することができる。
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ｒｉ３２との真空気密がＯリング１１５によっ
てもたらされる。加ス！！、素子９４内で発生された熱
の結果として生ずる過熱による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、冷却剤と
受仮に流入及び流出するようにして、０リング１１５の
気密状態を維持することができる。
成る応用例においては５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を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を加熱及び冷却をすることが望
まれるであろう。
本発明の装置において要する短周期の時間内で無線周波
スパッターエッチ繰作を演すると、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。
スパッターエッチ繰作を演すると、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［２Ｊ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
１１９から成っている。受板１２０とチェンバ正面壁３
２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１１９に流入及び流出させるよ
うにする。それによって、ヒートシンク１１９の温度の
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１１９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
バイブ１２６が設けられて、スパッター蒸着源の繰作の
ために使用されるアルゴンガスの微量を、ヒートシンク
１１９とウェーハ１５との間の空間に直接に導入させる
ことができる。アルゴンガスの毎のような導入は、つ工
−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。
、受板１２０に取付けられた円筒形のヒートシンク部材
１１９から成っている。受板１２０とチェンバ正面壁３
２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１１９に流入及び流出させるよ
うにする。それによって、ヒートシンク１１９の温度の
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１１９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
バイブ１２６が設けられて、スパッター蒸着源の繰作の
ために使用されるアルゴンガスの微量を、ヒートシンク
１１９とウェーハ１５との間の空間に直接に導入させる
ことができる。アルゴンガスの毎のような導入は、つ工
−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１２１）
、圧力ブレ−１・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によりコーティング
ステーションへと進められてきたウェーハのスパッタリ
ング源によるコーティングがその開口１０１分通して可
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１
４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１２１）
、圧力ブレ−１・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によりコーティング
ステーションへと進められてきたウェーハのスパッタリ
ング源によるコーティングがその開口１０１分通して可
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１
４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図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
部ウェーハ支持物がないため、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Ｉｅ＜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、従来の形状と比較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。
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図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
部ウェーハ支持物がないため、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Ｉｅ＜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、従来の形状と比較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。
初期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ＩＩ先的に結合す
ることである。
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ＩＩ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ｊ（ｌ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、鉛直になっなウェーハ表面
上にこのような成分の到着する機会は、ウェーハが水平
方向に向いている場合と比較して非常に減少することは
明らかである。金属化の間に、チェンバ内のすべての運
動が休止することは、機械的運動、衝撃又は振動があら
れれ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ｔイｆｉｌをウェーハ支持Ｆｉｌ
造物、シールド及び他のこのような表面から移動さぜる
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、その他のむ
・を遺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ぜられる。つ工−ハを支持
するクリップ組立体の非常に小さなｔｊ４造物は、通常
の動作中に空気に自らでさえら露曝しない、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、鉛直になっなウェーハ表面
上にこのような成分の到着する機会は、ウェーハが水平
方向に向いている場合と比較して非常に減少することは
明らかである。金属化の間に、チェンバ内のすべての運
動が休止することは、機械的運動、衝撃又は振動があら
れれ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ｔイｆｉｌをウェーハ支持Ｆｉｌ
造物、シールド及び他のこのような表面から移動さぜる
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、その他のむ
・を遺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ぜられる。つ工−ハを支持
するクリップ組立体の非常に小さなｔｊ４造物は、通常
の動作中に空気に自らでさえら露曝しない、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」ユ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、スはＩ１１壁の内側若しくは外
側に向くことに依有する。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！：ｉ物全体に
わたって５時間的に変化する割合で進められるのではな
く、−定の割なで進められろく蒸着源に一定の出力を印
加すると仮定している）、従って、いろいろな点での蒸
着の厚さ及び表面の地形状は、同心的に設置された蒸着
源及びウェーハを通る共通軸のまわ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（酸崇のようなガス）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（ｋ有する。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２（ζは、蒸着された膜の厚さ仝木にわた
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」ユ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、スはＩ１１壁の内側若しくは外
側に向くことに依有する。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！：ｉ物全体に
わたって５時間的に変化する割合で進められるのではな
く、−定の割なで進められろく蒸着源に一定の出力を印
加すると仮定している）、従って、いろいろな点での蒸
着の厚さ及び表面の地形状は、同心的に設置された蒸着
源及びウェーハを通る共通軸のまわ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（酸崇のようなガス）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（ｋ有する。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２（ζは、蒸着された膜の厚さ仝木にわた
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ぼ
す、ウェーハが何度も蒸着源を通過させられる従来技術
による装；η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ぼ
す、ウェーハが何度も蒸着源を通過させられる従来技術
による装；η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の詳
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かるであろう、そのターゲッ
トは第９図で破線にして暗示的に示されているが、第１
０図では暗示的にされた断面図の中でより５１ Ｌ ＜
示されている。このようなスパッタリング源の一例が、
］９９７８７７７１１１０発の米田才、？許だい４，１
００．０５５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ラ１〜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−Ｇｕｎ”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、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。
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かるであろう、そのターゲッ
トは第９図で破線にして暗示的に示されているが、第１
０図では暗示的にされた断面図の中でより５１ Ｌ ＜
示されている。このようなスパッタリング源の一例が、
］９９７８７７７１１１０発の米田才、？許だい４，１
００．０５５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ラ１〜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−Ｇｕｎ”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、例えば
平面型マグネトロン源として使用することもできる。
ガス吐出からの正電荷イオンは５−Ｇｕｎターゲット１
１２に衝突する。そのイオンは、望み通り蒸着されるコ
ーティング用のスパッタリング源の材料、たとえばアル
ミニウムからイヤられる。
１２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
ミニウムからイヤられる。
＆ｅ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。
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。
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−・・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１】８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−・・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１】８と関連して記述する。
第９及び第１０Ｉ２Ｉかられかるように、スパッタリン
グＭ 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４，１００，０５
５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１１２から発する重要な微量の材料は、依然として
給源の軸線に向って内Ｏｌ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、大木内側に向
って再スパツタリングがおこるからしれない、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１
００は、リング形状給源と同様にイヤ動すると特性化さ
せられるし１、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ブ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。
グＭ 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４，１００，０５
５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１１２から発する重要な微量の材料は、依然として
給源の軸線に向って内Ｏｌ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、大木内側に向
って再スパツタリングがおこるからしれない、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１
００は、リング形状給源と同様にイヤ動すると特性化さ
せられるし１、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ブ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に関して同心で静止的
に固定され且つ平行な関係に保たれている。そのウェー
ハは、クリップ組立体２０によって比較的薄いウェーハ
支持水プレート組立体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図の略示的図でより分解
的に示されている。この図は、有効給源ターゲットーウ
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値Ｅｒ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に関して同心で静止的
に固定され且つ平行な関係に保たれている。そのウェー
ハは、クリップ組立体２０によって比較的薄いウェーハ
支持水プレート組立体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図の略示的図でより分解
的に示されている。この図は、有効給源ターゲットーウ
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値Ｅｒを定義するのに役立てるも
のである。
これらの星を定義する際、給源Ｐ！１のイ１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１Ｆ命の終りまでにこの基準平面の上下における
侵食された材料のヱが等しくなるような平面基準である
。また、有効給源直径Ｏｓを定義することも有益である
。この有効給源直径は、ターゲットの寿命の終りまでに
、その直径の外側で侵食された材ｆ：）の量、がその直
径の内側で侵食されたその址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との間の距亡である。
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１Ｆ命の終りまでにこの基準平面の上下における
侵食された材料のヱが等しくなるような平面基準である
。また、有効給源直径Ｏｓを定義することも有益である
。この有効給源直径は、ターゲットの寿命の終りまでに
、その直径の外側で侵食された材ｆ：）の量、がその直
径の内側で侵食されたその址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との間の距亡である。
商業的に没に立つようなｊｌｌｌ型的なスパッタリング
源１００を、第１０図で示されているように、実際的に
、ターゲットの外直径及び内直径？それぞれ５．１５イ
ンチ（１３，１ｅ論）及び２．１２イン−１−（５，４
ｃ噛）とし、ターゲットの高さ＠Ｏ，８８インチ（２，
２４ｃｍ）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】ｒＪ端の下方に約０．５インチ（１，２７
ｃｍ）の所にあることがわかるであろう。
源１００を、第１０図で示されているように、実際的に
、ターゲットの外直径及び内直径？それぞれ５．１５イ
ンチ（１３，１ｅ論）及び２．１２イン−１−（５，４
ｃ噛）とし、ターゲットの高さ＠Ｏ，８８インチ（２，
２４ｃｍ）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】ｒＪ端の下方に約０．５インチ（１，２７
ｃｍ）の所にあることがわかるであろう。
窓外にも、非常に良いブレーナの均−性及びより舐れた
ステップカバレージを有した半導体のブレーナが可能で
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３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イ
スたれる限り、はぼ１分という比較的短い蒸着時間内に
おこないうろことがわかったであろう、非常によい均−
性及び（ｌれたステップカバレージを得るためのこれら
−ｅ須条件は、期待されうるこれらの因子についての改
良の程度はらちるん、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１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Ｉゾさの割合であることは
わかるであろう、従って、例により、均一性はウェーハ
の中心のＪγ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ブレーナが可能で
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３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イ
スたれる限り、はぼ１分という比較的短い蒸着時間内に
おこないうろことがわかったであろう、非常によい均−
性及び（ｌれたステップカバレージを得るためのこれら
−ｅ須条件は、期待されうるこれらの因子についての改
良の程度はらちるん、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１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Ｉゾさの割合であることは
わかるであろう、従って、例により、均一性はウェーハ
の中心のＪγさを１と規格化する。
第１１及び第１２図では、半径値ｎｒインチの関数とし
てウェーハ１５の主要な最上のブレーナ表面上への蒸着
の厚さの均一性を図示している。この均一性は前述した
ように規格化された相対的測定である。第１１図では、
４つの曲線が示され、各々は、給源からウェーハまでの
距離Ｘがそれぞれ２．３．４そして５インチを取ったと
きのものである。第１２Ｉ２Ｉでは、両均−性の曲線は
、給源からウェーハまでの距ｐＸ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の主要な最上のブレーナ表面上への蒸着
の厚さの均一性を図示している。この均一性は前述した
ように規格化された相対的測定である。第１１図では、
４つの曲線が示され、各々は、給源からウェーハまでの
距離Ｘがそれぞれ２．３．４そして５インチを取ったと
きのものである。第１２Ｉ２Ｉでは、両均−性の曲線は
、給源からウェーハまでの距ｐＸ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１１１２１では、ウェーハ１５のブレーナ表面全体の
蒸着の均一性が、有効給源直径Ｄｓがウェーハの直径Ｄ
ｗよりも大きい限り、給源とウェーハの間の相対的な運
動がなくてら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、ブ
レーナカバレージの均一性は、（ａ）及び（ｂ）である
限り１１５％よりもよい、ここで、（ａ）とは、Ｘがほ
ぼ０．４０ｓから１．１０ｓ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インチ）、
（ｂ）とは、ウェーハの最大直径Ｄｗ ｗａｘが約０．
９８ｓ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、有効面１￥、Ｄｓ＝４．６インチの給源
に対しては約２゜１インチ）。
蒸着の均一性が、有効給源直径Ｄｓがウェーハの直径Ｄ
ｗよりも大きい限り、給源とウェーハの間の相対的な運
動がなくてら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、ブ
レーナカバレージの均一性は、（ａ）及び（ｂ）である
限り１１５％よりもよい、ここで、（ａ）とは、Ｘがほ
ぼ０．４０ｓから１．１０ｓ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インチ）、
（ｂ）とは、ウェーハの最大直径Ｄｗ ｗａｘが約０．
９８ｓ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、有効面１￥、Ｄｓ＝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、喚言すれば、３゜０
インチ（７，６３ｃｍ）のウェーハの直径全体にわたり
、４．６インチ（１１，７４ｃｍ）の有効給源？イｒし
、３ミクロンアルゴン圧の環境と仮定すると、ブレーナ
均一性は、給源からウェーハまでの間隔Ｘが０．４Ｄｓ
から１．１Ｄｓの範囲内に還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
０．４０ｓから０．９Ｄｓまでの範囲と限ることにより
、プレーナ均一性は、更に第１１図でわかるように、１
５％よりもよく改良されている。 前述のプレーナ均一
性の数値は、蒸着が遂行された環境のアルゴンの圧力に
より影響を受けるであろうが、しかし前記の驚くべき均
一性の結果は、それにらかかわらず持続している。とり
わけ圧力（以下余白） 因子の７Ａ５１”ｆ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距
離及び５インチの外円の直径の給源（有効給源直径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３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。
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、喚言すれば、３゜０
インチ（７，６３ｃｍ）のウェーハの直径全体にわたり
、４．６インチ（１１，７４ｃｍ）の有効給源？イｒし
、３ミクロンアルゴン圧の環境と仮定すると、ブレーナ
均一性は、給源からウェーハまでの間隔Ｘが０．４Ｄｓ
から１．１Ｄｓの範囲内に還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
０．４０ｓから０．９Ｄｓまでの範囲と限ることにより
、プレーナ均一性は、更に第１１図でわかるように、１
５％よりもよく改良されている。 前述のプレーナ均一
性の数値は、蒸着が遂行された環境のアルゴンの圧力に
より影響を受けるであろうが、しかし前記の驚くべき均
一性の結果は、それにらかかわらず持続している。とり
わけ圧力（以下余白） 因子の７Ａ５１”ｆ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距
離及び５インチの外円の直径の給源（有効給源直径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３示している。１つの条件は、２ミクロン
圧のアルゴンの環境、他方は１０ミクロン圧のアルゴン
の環境。
２ミクロン圧のアルゴンで、±１０％の均一性がほぼ４
．３インチ（１０，９ｃｍ）の最大ウェーハ直径（はぼ
２．２インチ（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、直径３
．０インチのウェーハに対して、均一性か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。
．３インチ（１０，９ｃｍ）の最大ウェーハ直径（はぼ
２．２インチ（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、直径３
．０インチのウェーハに対して、均一性か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−ウエーハ間ＩＨ４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（３，８１ｃｍ）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１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。しかしこれら両曲線は、アルゴン圧全体に
わたって同様に変化している。０ミクロンから５ミクロ
ンまで、その変化が両半径位置とも最ら急’ｔ２’ｉ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。この図で、給源−ウエーハ間ＩＨ４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（３，８１ｃｍ）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１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。しかしこれら両曲線は、アルゴン圧全体に
わたって同様に変化している。０ミクロンから５ミクロ
ンまで、その変化が両半径位置とも最ら急’ｔ２’ｉ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、Ｉり足のいくコーティングを得るために、ウェ
ーハ１５の主要なブレーナ表面内の泪及びステップのよ
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゛ステップカバレージ”が与えられること
が肝要である。Ｉ１１！Ｉ壁がウェーハの主要なブレー
ナ表面にほぼ垂直になる表面として形成されてもよい、
走査用電子マイクロスコープが、特殊な応用面で実現さ
れたステップカバレージの十分さを少なくとも実質的に
評価するための主要な道具として半導体デバイス業者に
より使用されている。
ーハ１５の主要なブレーナ表面内の泪及びステップのよ
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゛ステップカバレージ”が与えられること
が肝要である。Ｉ１１！Ｉ壁がウェーハの主要なブレー
ナ表面にほぼ垂直になる表面として形成されてもよい、
走査用電子マイクロスコープが、特殊な応用面で実現さ
れたステップカバレージの十分さを少なくとも実質的に
評価するための主要な道具として半導体デバイス業者に
より使用されている。
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、ブレツク、Ｄ、Ｂ、フレイザーとＳ、Ｅ、
ハツズコーの°゛コンピユータシユミレーシヨンび電子
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ベージ（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）フ第１・グラフィの間にすぐれ
た一致のあることがレポートされている。その文献の中
で使用された給源は小面積熱蒸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１
１２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０本発明のような給源によるいろ
いろな表面上の蒸着は、その文献のような同心的に位置
付けされた小面積給源からよ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能性に重大な疑いを
おこさせること３決して示し′ζ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、ブ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ら、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、ブレツク、Ｄ、Ｂ、フレイザーとＳ、Ｅ、
ハツズコーの°゛コンピユータシユミレーシヨンび電子
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ベージ（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）フ第１・グラフィの間にすぐれ
た一致のあることがレポートされている。その文献の中
で使用された給源は小面積熱蒸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１
１２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０本発明のような給源によるいろ
いろな表面上の蒸着は、その文献のような同心的に位置
付けされた小面積給源からよ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能性に重大な疑いを
おこさせること３決して示し′ζ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、ブ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ら、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、その半径位置でのブレーナ表面上に得ら
れるであろう蒸着の厚さに規格化される。物理的に、こ
のことは、ウェーハに形成され溝がウェーハの中心に向
くのと、ウェーハの中心から外へ向くのと両面を含む側
壁を有してもよいからである。
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、その半径位置でのブレーナ表面上に得ら
れるであろう蒸着の厚さに規格化される。物理的に、こ
のことは、ウェーハに形成され溝がウェーハの中心に向
くのと、ウェーハの中心から外へ向くのと両面を含む側
壁を有してもよいからである。
驚くまでもなく、それら両面がほぼ同じ半径位置にある
にもかかわらず、外側に向いた側面は、内側に向いた側
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０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。ブ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１紬にとり、且つ前述したよう
に規格１ヒしであることが更にわかるであろう０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０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。ブ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１紬にとり、且つ前述したよう
に規格１ヒしであることが更にわかるであろう０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難な側
壁カバレージが３ミクロンから１０ミクロンの範囲のア
ル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
ハの間開の９．を聞に対して、たとえば、Ｘ＝３及びＸ
＝、４１の両方に正しい、第１１１１Ｅ＜１ （Ｘ ＝
３インチ）で、１１（１壁カバレージは、たとえば、
半径位：ｌ′Ｉ′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２０２６
に増加する。第１３［？Ｉ（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、同様の一最的
な給源−ウエーハ距疏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Ｎｉの関
係がまた、特に外側と内側に面した壁の改良のあるカバ
レージで、ブ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名え
られるようなときに、良い側壁カバレージになることも
わかるであろ更に、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−ウエーハ距Ｍ、
Ｘが０．４０ｓから０．９Ｄｓ（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Ｄｗ＝３．２インデー８．１３ｃｍまで）以
内のウェーハ直径に対して、プレーナ燕＜１の均一性が
１１０％よりもよいばかりか、最小の１ＩＩ１１壁カバ
レージが少なくともプ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１３及び第１４図（給源−ウエーハ距離
Ｘ＝３インチ）でわかったように、側壁カバレージが３
インチのウェーハの縁の外のブレーリ゛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
同じ渇きに少なくとも１７％である。
い事実が、外向きの側壁をコートするのにより困難な側
壁カバレージが３ミクロンから１０ミクロンの範囲のア
ル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
ハの間開の９．を聞に対して、たとえば、Ｘ＝３及びＸ
＝、４１の両方に正しい、第１１１１Ｅ＜１ （Ｘ ＝
３インチ）で、１１（１壁カバレージは、たとえば、
半径位：ｌ′Ｉ′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２０２６
に増加する。第１３［？Ｉ（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、同様の一最的
な給源−ウエーハ距疏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Ｎｉの関
係がまた、特に外側と内側に面した壁の改良のあるカバ
レージで、ブ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名え
られるようなときに、良い側壁カバレージになることも
わかるであろ更に、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−ウエーハ距Ｍ、
Ｘが０．４０ｓから０．９Ｄｓ（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Ｄｗ＝３．２インデー８．１３ｃｍまで）以
内のウェーハ直径に対して、プレーナ燕＜１の均一性が
１１０％よりもよいばかりか、最小の１ＩＩ１１壁カバ
レージが少なくともプ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１３及び第１４図（給源−ウエーハ距離
Ｘ＝３インチ）でわかったように、側壁カバレージが３
インチのウェーハの縁の外のブレーリ゛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
同じ渇きに少なくとも１７％である。
模ｑ・ｉ的な結果のセットを１０ミクＩ７ンのコーディ
ングの間のアルゴン圧及び０．４Ｄｓから０．９８ｓの
範囲の給源一基板距離にえｔする上記のデータから、下
記の通り表にできる。
ングの間のアルゴン圧及び０．４Ｄｓから０．９８ｓの
範囲の給源一基板距離にえｔする上記のデータから、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、１１０％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鴫）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、Ｏｃｓ＋）にほぼ等しい。
対して得られる。従って、たとえば、１１０％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鴫）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、Ｏｃｓ＋）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緑にわたっである“
１１に乱ガス”である、ＳＥＭフオ１−グラフィーは、
１０ミクロンアルゴン圧を使用して得られたステップカ
バレージが、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緑にわたっである“
１１に乱ガス”である、ＳＥＭフオ１−グラフィーは、
１０ミクロンアルゴン圧を使用して得られたステップカ
バレージが、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
いうることは、更に知られている（たとえば、上述で参
照したブレツ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０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態の給源−ウェーハ
の関連ともって、コーティング中に、高い蒸着率が実現
でき、たとえば、毎分ｔｏ、ｏｏｏ人で、かなりの熱が
発生する。
３００℃に近い温度に加熱することにより改良をおこな
いうることは、更に知られている（たとえば、上述で参
照したブレツ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０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態の給源−ウェーハ
の関連ともって、コーティング中に、高い蒸着率が実現
でき、たとえば、毎分ｔｏ、ｏｏｏ人で、かなりの熱が
発生する。
たとえば、ウェーハ表面に到着するスパッタリングされ
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、」−記蒸着率で１ＣＩ１１３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、ウェーハ支持体横造との熱的接触が
不確実である。ウェーハと給源との間の密接な結合は、
法則というよ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。
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、」−記蒸着率で１ＣＩ１１３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、ウェーハ支持体横造との熱的接触が
不確実である。ウェーハと給源との間の密接な結合は、
法則というよ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分多く放置する
ことになった。
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、ウェーハは静止的に保たれる
が、いろいろな処理ステーションにあるし、そこでは密
に連結しているくロードロックステーションを除いて）
、更に、つ工−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、ウェーハは静止的に保たれる
が、いろいろな処理ステーションにあるし、そこでは密
に連結しているくロードロックステーションを除いて）
、更に、つ工−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４１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
ような手段な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。
ョンに個々的にウェーハの温度を制御するために９２の
ような手段な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１
１８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、＋ｉＦ＋述したよ
うなウェーハの背面の後の空間に微量のアルゴンガス（
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ｒｇ
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。
１８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、＋ｉＦ＋述したよ
うなウェーハの背面の後の空間に微量のアルゴンガス（
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ｒｇ
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、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０
両立的且つ再現可能に得るために、所望の）１カの特質
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膜特性
の特殊なセットを矛盾なく且つ再現可能に得るための手
段を０１コえている。
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０
両立的且つ再現可能に得るために、所望の）１カの特質
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膜特性
の特殊なセットを矛盾なく且つ再現可能に得るための手
段を０１コえている。
もう−度、第１図を’４：ｊ ！ＩＣｔすると、ウェー
ハ１５が進められた次のステーションは、第２コーテイ
ングステーシヨン１２８である。いくつかの応用例とし
て、２つの異なった金属片がウェーハ１５に順々に続け
て蒸おさせるのに必要となり、第１の金属片が第１コー
テイングステーシヨン１４で蒸着させ、第２の金属片は
第２コーテイングステーシヨン１２８で蒸着させる。
ハ１５が進められた次のステーションは、第２コーテイ
ングステーシヨン１２８である。いくつかの応用例とし
て、２つの異なった金属片がウェーハ１５に順々に続け
て蒸おさせるのに必要となり、第１の金属片が第１コー
テイングステーシヨン１４で蒸着させ、第２の金属片は
第２コーテイングステーシヨン１２８で蒸着させる。
−片の金属だけが使用されると、第２コーテイングステ
ーシヨン１２８は動作せず放置されることになる。かわ
って、コーティングステーション１２８は、リング形状
ターゲラＩ−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旦を２倍に利用す
るように使用してもよい０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。
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Ｉ−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旦を２倍に利用す
るように使用してもよい０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。
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。
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１５が進められる次のステーションは、冷却ス
テーション１３０である。ウェーハが冷却ステーション
に到着したとき、そのウェーハ温度がさほど高くないな
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、ｒｒ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図のつ工−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を成し遂げる際に重要
な役割を果たすであろう。
テーション１３０である。ウェーハが冷却ステーション
に到着したとき、そのウェーハ温度がさほど高くないな
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、ｒｒ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図のつ工−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を成し遂げる際に重要
な役割を果たすであろう。
ウェーハ１５が進められる最終ステーションは、ロード
ロックステーション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１−７０の同じス１７ツトに戻される
。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１−７０の同じス１７ツトに戻される
。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
を搬送するためのつ工−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
を搬送するためのつ工−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ｒｒ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、ガス仁慈は、加熱及
び冷却を促進するために、そして蒸着の間ウェーハ温度
の制御をおこなうため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、本来的な羊
純性と信頼性、真空装置の内側にウェーハ搬送機がない
こと、及び危険な状！ぶにあるウェーハロードがそれ以
」二減らすことのできない最小限度の１枚であることを
含むいくつかの興味をひく特色を有している。
が処理の間中にロードロックドアに固定され保持される
ため、ウェーハ支持体プレート組立体がない装置が含ま
れる。ロードロックの高度に真空な側のゲート弁がウェ
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ｒｒ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、ガス仁慈は、加熱及
び冷却を促進するために、そして蒸着の間ウェーハ温度
の制御をおこなうため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、本来的な羊
純性と信頼性、真空装置の内側にウェーハ搬送機がない
こと、及び危険な状！ぶにあるウェーハロードがそれ以
」二減らすことのできない最小限度の１枚であることを
含むいくつかの興味をひく特色を有している。
本発明の好適実施例において、ウェーハはチェンバドア
２２の内側の面で鉛直に存置され、そこでは、ウェーハ
は真空チャック６０によって係合される。真空チャック
６０及びクリップ作動手段６２はチェンバドア２２の中
に】Ｉ！付けられる。チェンバドア２２は、ロードロッ
ク装置１・２の外側ドアである。
２２の内側の面で鉛直に存置され、そこでは、ウェーハ
は真空チャック６０によって係合される。真空チャック
６０及びクリップ作動手段６２はチェンバドア２２の中
に】Ｉ！付けられる。チェンバドア２２は、ロードロッ
ク装置１・２の外側ドアである。
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、
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
離した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。
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
離した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
を切欠いた斜よ２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。 第２図は第１図の処理チェンバの一部切欠き斜視図で、
ロードロックとスパッタ・コーティングステーションを
より詳細に示す。 第３図は第１図のカセット・ロード／アンロード組立体
の斜視図で、その鉛直に配向されたウェーハのカセット
及び処理チェンバのドア組立体との１１１の仕方、並び
にウェーハがそれらの間を移送されてチェンバのロード
ロックに入る様子を示す。 第４図は第１〜３図のドアとロードロックの断面図で（
第１図で４−６と４−６とで示した切断部に相当、第５
．６図において同じ）、ドアｊｔｌ立体が１枚のウェー
ハをロードロックに収りつける方法、及びロードロック
が処理チェンバの外部から密閉されるはうほうを示す。 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ｊｌ？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、つ工−ハを内部
ウェーハ支持組立体から引き出した直後でドアを開ける
前、或いはローディングのためドアを閉じた直後でウェ
ーハを内部ウェーハ支持組立体ヘローデイングする前、
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１１４の
処理チェンバ内のウェーハ加熱ステーションを示す。 第８図は第１図８−８線における断面図で、第１図のウ
ェーハ処理チェンバ内のウェーハ冷却ステーションを示
す。 第９図は第１図９−９線における断面図で、第１．２図
のウェーハ間隔・ツ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
ットの部分の略伝断面図で、これら要素の空間的関係、
１１ Ｎ的位置づけ及び寸法を示す、 第１１図は１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
主たるプ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、つ工−ハ表面内の沼の
側壁〈ウェーハの中心に関し外を向いたｌｌｌ１ｌ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ｌ１ｉｌ様であるが、スパッタリ
ング源−ウェーハ間隔が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７１′、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．
０８ｃｍ）についてのものである。 五ヌＪｉα逮」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・・・ドア組立体 ２３・・・チェンバ入口 ２４・・・カセット式ロード／アンロード組立体 ２８・・・ウェーハ加熱ステーション ３２・・・正面壁（正面プレート） ３５・・・支持体プレート駆動体 ６２・・・クリップ作動手段 ６３・・・高荷重ヒンジ ６６・・・接触ビン ６８・・・ウェーハ昇降組立体 ６９・・・ウェー八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（後方）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１１人
パリアン・アソシエイツ・インコーホレイテッド 代 理 人 弁理士 竹 内 澄 夫
はか１名 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２
を切欠いた斜よ２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。 第２図は第１図の処理チェンバの一部切欠き斜視図で、
ロードロックとスパッタ・コーティングステーションを
より詳細に示す。 第３図は第１図のカセット・ロード／アンロード組立体
の斜視図で、その鉛直に配向されたウェーハのカセット
及び処理チェンバのドア組立体との１１１の仕方、並び
にウェーハがそれらの間を移送されてチェンバのロード
ロックに入る様子を示す。 第４図は第１〜３図のドアとロードロックの断面図で（
第１図で４−６と４−６とで示した切断部に相当、第５
．６図において同じ）、ドアｊｔｌ立体が１枚のウェー
ハをロードロックに収りつける方法、及びロードロック
が処理チェンバの外部から密閉されるはうほうを示す。 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ｊｌ？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、つ工−ハを内部
ウェーハ支持組立体から引き出した直後でドアを開ける
前、或いはローディングのためドアを閉じた直後でウェ
ーハを内部ウェーハ支持組立体ヘローデイングする前、
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１１４の
処理チェンバ内のウェーハ加熱ステーションを示す。 第８図は第１図８−８線における断面図で、第１図のウ
ェーハ処理チェンバ内のウェーハ冷却ステーションを示
す。 第９図は第１図９−９線における断面図で、第１．２図
のウェーハ間隔・ツ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
ットの部分の略伝断面図で、これら要素の空間的関係、
１１ Ｎ的位置づけ及び寸法を示す、 第１１図は１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
主たるプ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、つ工−ハ表面内の沼の
側壁〈ウェーハの中心に関し外を向いたｌｌｌ１ｌ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ｌ１ｉｌ様であるが、スパッタリ
ング源−ウェーハ間隔が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７１′、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．
０８ｃｍ）についてのものである。 五ヌＪｉα逮」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・・・ドア組立体 ２３・・・チェンバ入口 ２４・・・カセット式ロード／アンロード組立体 ２８・・・ウェーハ加熱ステーション ３２・・・正面壁（正面プレート） ３５・・・支持体プレート駆動体 ６２・・・クリップ作動手段 ６３・・・高荷重ヒンジ ６６・・・接触ビン ６８・・・ウェーハ昇降組立体 ６９・・・ウェー八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（後方）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１１人
パリアン・アソシエイツ・インコーホレイテッド 代 理 人 弁理士 竹 内 澄 夫
はか１名 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、処理中に静止状態に保持される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； 処理チェンバ手段であって、その壁内にウーハのための
入口開口部を有する処理チェンバ手段； 該チェンバ手段内部に可動的に支持されたウェーハ支持
組立体であって、ウェーハの周縁付近を解放可能に支持
してウェーハを弾性移動可能に支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； 前記支持組立体が、第１の連続的な環状密封用表面の形
態としての密封手段から成ること； 前記第１の環状密封用表面に合致する第２の連続的な環
状密封用表面を有する圧力密封手段； 前記のウェーハを弾性的に支持するためのウェーハ保持
手段が、前記第１の環状密封用表面の半径方向内側にお
いて前記支持組立体上に位置されていることにより、前
記保持手段内のウェーハが前記第１の環状密封用表面に
対して弾性移動可能に支持されていること； 前記ウェーハ保持手段により前記支持組立体上に保持さ
れたウェーハを処理するための、前記入口開口部から隔
置したウェーハ処理手段； 前記ウェーハ保持手段を前記入口開口部および前記処理
手段の一方または他方に選択的に整合させるよう位置づ
けるため前記ウェーハ保持手段を第１の行程に沿って移
動させるために、前記支持組立体を移動させるための手
段；ならびに 前記第１の行程に沿つた前記支持組立体の移動が停止す
るときに前記第１の行程を横切る方向に前記第１と第２
の環状密封用表面との間の相対移動を起こして、前記第
１と第２の環状密封用表面との間に密封を形成する、と
ころの手段。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって： 前記圧力密封手段が、前記入口開口部に整合している； ところの手段。
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 (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6386869A true JPS6386869A (ja) | 1988-04-18 |
| JPH0322466B2 JPH0322466B2 (ja) | 1991-03-26 |
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 (5)
| 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 |
Family Applications After (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| 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 |
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)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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