JPS6386870A - ウェ−ハ輸送装置 - Google Patents
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- JPS6386870A JPS6386870A JP62134795A JP13479587A JPS6386870A JP S6386870 A JPS6386870 A JP S6386870A JP 62134795 A JP62134795 A JP 62134795A JP 13479587 A JP13479587 A JP 13479587A JP S6386870 A JPS6386870 A JP S6386870A
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- H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
及囲ノど１尤−
本発明は真空下での蒸着により薄い基体のコーティング
を行なうことに関する。より具体的に、本発明の分野は
半導体ウェーハを金属化すること、及びこのようなウェ
ーハ金属化を個々的に且つ一連の連続的方法で実行する
方法である。半導体ウェーハ製作技術は過去１０年間で
急速に発展してきている０個々のマイクロ回路デバイス
は次第に小型になってきて、そのため所与の寸法のウェ
ーハ上に乗せられるこの種デバイスの数を増加させてい
る。さらにその上、より径の大きいウェーハが使用され
るようになっている。数年前は２インチ（約５．１ａｍ
）径のウェーハがありふれたもので、３インチ（約７．
６ｃｍ）径のウェーハは大きいらのとみられていた。今
日、大多数のこの種デバイス製造は４インチ（約１０．
２ｃｍ＋）径のウェーハでなされ、５インチ（約１２．
７ｃｍ）ウェーハの広範な使用もごく近い将来に見込ま
れている。デバイス寸法の縮小は、ウェーハ寸法の増大
と結びついて、個々のウェーハの経済価値を大いに増大
させ、従ってこのようなウェーハを改善された方法で処
理し金属化する必要を増大させる役を果たしている。
を行なうことに関する。より具体的に、本発明の分野は
半導体ウェーハを金属化すること、及びこのようなウェ
ーハ金属化を個々的に且つ一連の連続的方法で実行する
方法である。半導体ウェーハ製作技術は過去１０年間で
急速に発展してきている０個々のマイクロ回路デバイス
は次第に小型になってきて、そのため所与の寸法のウェ
ーハ上に乗せられるこの種デバイスの数を増加させてい
る。さらにその上、より径の大きいウェーハが使用され
るようになっている。数年前は２インチ（約５．１ａｍ
）径のウェーハがありふれたもので、３インチ（約７．
６ｃｍ）径のウェーハは大きいらのとみられていた。今
日、大多数のこの種デバイス製造は４インチ（約１０．
２ｃｍ＋）径のウェーハでなされ、５インチ（約１２．
７ｃｍ）ウェーハの広範な使用もごく近い将来に見込ま
れている。デバイス寸法の縮小は、ウェーハ寸法の増大
と結びついて、個々のウェーハの経済価値を大いに増大
させ、従ってこのようなウェーハを改善された方法で処
理し金属化する必要を増大させる役を果たしている。
大多数の半導体及びマイクロ回路製作技術は、高品質の
金属コーティングを半導体ウェーハ（この上にマイクロ
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
、−ａ的に次のことが認められている。すなわち金属化
の品質、及び従って最終的な品質と産出高とは、ウェー
ハの最上部の主たるプレーナ表面上の被覆の均一度〈“
プレーナカバレージ”）最終コーティングに取り込まれ
た汚染水準；デブリ（ｄｅｂｒｉｓ）に起因するキズの
程度；対称性及び均質性すなわち“層状化″（ｌａｙｅ
ｒｉｎｇ）がないこと及び膜内の汚染水準の分布の仕方
；ことにコーティング付着工程中の温度の再現可能性及
び制御の度合；並びにステップカバレージすなわち表面
の主たる平面部だけでなく、ステップ、講、くぼみ及び
隆起部などのようなマイクロ回路を形成する表面内の諸
特徴部の側部及び底部をも含めたコーティングの連続性
及び−様性、などの因子の関数であろうということであ
る。
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
、−ａ的に次のことが認められている。すなわち金属化
の品質、及び従って最終的な品質と産出高とは、ウェー
ハの最上部の主たるプレーナ表面上の被覆の均一度〈“
プレーナカバレージ”）最終コーティングに取り込まれ
た汚染水準；デブリ（ｄｅｂｒｉｓ）に起因するキズの
程度；対称性及び均質性すなわち“層状化″（ｌａｙｅ
ｒｉｎｇ）がないこと及び膜内の汚染水準の分布の仕方
；ことにコーティング付着工程中の温度の再現可能性及
び制御の度合；並びにステップカバレージすなわち表面
の主たる平面部だけでなく、ステップ、講、くぼみ及び
隆起部などのようなマイクロ回路を形成する表面内の諸
特徴部の側部及び底部をも含めたコーティングの連続性
及び−様性、などの因子の関数であろうということであ
る。
これら諸特質のうち成るものは他のらのより実現困難か
、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Ｗを、同時にブ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Ｗを、同時にブレーナ表面を被覆しながら、被覆す
ることは明らかに特に困難な問題であり、しかしそれで
もこのような“ステップカバレージ”は全体的金属化の
品質を決定する上で特に重要なものである。
これまでは、プレーナ表面被覆の所要均一性並びに適当
なステップカバレージを実現するには、ウェーハと蒸着
源との間にコーティング蒸着中相対運動を行なうことが
必要であると一般に考えられていた。しかし、このよう
な運動はいくつかの不利益を伴なう、特に、この運動の
ため装置の種々の内部構造上にコーティング材料の付着
物を移動させることなどによりデブリ発生の可能性が高
いこと、ウェーハへの８１械的街撃及び振動による損傷
の可能性が高いこと、並びにウェーハ上へ非対称且つ不
均質に付着層が生成することなどである（後にさらに説
明する）。
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ブリ発生の可能性が高
いこと、ウェーハへの８１械的街撃及び振動による損傷
の可能性が高いこと、並びにウェーハ上へ非対称且つ不
均質に付着層が生成することなどである（後にさらに説
明する）。
当然のことながら、汚染水準は蒸着工程中の真空環境の
質の維持、及び蒸着速度に対する汚染分の濃度に依存す
る。こうして、“脱ガス“すなわちウェーハとこれに伴
なってコーティングチェンバへ導入されるウェーハ支持
体とからガス及び蒸気を排気することも同様に重要にな
る。
質の維持、及び蒸着速度に対する汚染分の濃度に依存す
る。こうして、“脱ガス“すなわちウェーハとこれに伴
なってコーティングチェンバへ導入されるウェーハ支持
体とからガス及び蒸気を排気することも同様に重要にな
る。
前記諸特質の１つ又はそれ以上を実現しようとした従来
技術のやり方、並びにコーティングの質の前記指標を実
現することに付随する困難及び解決秘策をよく理解する
には、今日ウェーハの金属化に使用されている真空蒸着
システムの２つの主なタイプ、すなわちバッチ方式とロ
ードロック（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７．６ｃｓ）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
ＩＪＦ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７．６ｃｓ）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
ＩＪＦ気する。規定の基底圧に達すると、ヒートランプ
からの放射エネルギーの適用によってウェーハをさらに
脱ガスする。成る場合にはウェーハは蒸着開始前にスパ
ッターエツチングで清浄化される。典型的なコーティン
グは、連結金属化をもたらすためウェーハ上にスパッタ
リングされたアルミニウム又はアルミニウム合金である
。所要のコーティングの均一性とステップカバレージを
実現するため、相対運動が遊星取付具の回転によりもた
らされる。蒸着の後、ウェーハと装置は放冷され、隔離
弁は閉じられ、ペルジャーは大気に通気され、ペルジャ
ーを開き、遊星取付具は取外されて手でカセットの中ヘ
アンロードされる。これで典型的サイクルが完了し、約
１時間かかる。
このようなバッチ方式は今日半導体ウェーハを金属化す
るのに広く使用されてはいるけれども、その特質の成る
ものが限界と不利益をもたらしている、その１つとして
、比較的大きなウェーハのバッチ全体が蒸着中に一部又
は全部失なわれる“危険“を本来的に有している。カセ
ットから遊星取付具への手によるウェーハのローディン
グは汚染と破断の大きな機会を与える。
るのに広く使用されてはいるけれども、その特質の成る
ものが限界と不利益をもたらしている、その１つとして
、比較的大きなウェーハのバッチ全体が蒸着中に一部又
は全部失なわれる“危険“を本来的に有している。カセ
ットから遊星取付具への手によるウェーハのローディン
グは汚染と破断の大きな機会を与える。
ローディングのアンローディングのためペルジャー内側
の装置全体を空気に曝すことは汚染の可能性を導き、真
空ポンプが扱わなければならない非常に大きな脱ガス負
荷を加える（ウェーハだけに帰せられる脱ガス面積は、
脱ガスしなければならない全空気露曝面積の典型的に１
０％以下である）、バッチ装置内でコーティングされる
べき多数ウェーハについて大面積のカバレージを得るた
め、給源から長い蒸着投射距Ｍ（典型的に６〜１４イン
チ、すなわち約１５〜３６ｅａｒ）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６０
０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。ウェーハと装置
の空気露曝面積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！！
！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
から制御不能な状聾で冷却する。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
の成る持長を制限する。
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積は、
脱ガスしなければならない全空気露曝面積の典型的に１
０％以下である）、バッチ装置内でコーティングされる
べき多数ウェーハについて大面積のカバレージを得るた
め、給源から長い蒸着投射距Ｍ（典型的に６〜１４イン
チ、すなわち約１５〜３６ｅａｒ）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６０
０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。ウェーハと装置
の空気露曝面積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！！
！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
から制御不能な状聾で冷却する。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
の成る持長を制限する。
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を減することになる。
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を減することになる。
典型的なロードロック式装置は、ポンプステーション、
排気可能な処理チェンバ、ポンプステーションと処理チ
ェンバの間の隔離弁、加熱ステーション、蒸着源、ロー
ドロック、及びプラテン搬送装置から成る。蒸着サイク
ルの開始時に、ウェーハは手でカセットから金属プラテ
ン（１２インチ×１２インチ〔約３０．５Ｘ３０゜５ｃ
ｍ）のプラテン寸法が普通）にローディングされ、この
プラテンはついでウェーハがロードロック及び処理チェ
ンバを通って周回する間ウェーハの支持体くキャリヤ）
として働く、ロードロックを経て処理チェンバへ導入さ
れた後、プラテンとウェーハは加熱ステーションへ搬送
され、そこで放射エネルギーの適用によってさらに脱ガ
スされる。加熱ステーションではスパッターエツチング
によるウェーハの追加的清浄化も行なわれる。金属膜付
着はプラテンとウェーハを蒸着源を通って比較的緩速で
並進させること番こより実行される。この蒸着源は矩形
状の侵食パターンをもった平面型マグネトロンタイプの
スパッタリング源でよく、侵食パターンの長辺寸法はプ
ラテン幅よりも大きいものである。
排気可能な処理チェンバ、ポンプステーションと処理チ
ェンバの間の隔離弁、加熱ステーション、蒸着源、ロー
ドロック、及びプラテン搬送装置から成る。蒸着サイク
ルの開始時に、ウェーハは手でカセットから金属プラテ
ン（１２インチ×１２インチ〔約３０．５Ｘ３０゜５ｃ
ｍ）のプラテン寸法が普通）にローディングされ、この
プラテンはついでウェーハがロードロック及び処理チェ
ンバを通って周回する間ウェーハの支持体くキャリヤ）
として働く、ロードロックを経て処理チェンバへ導入さ
れた後、プラテンとウェーハは加熱ステーションへ搬送
され、そこで放射エネルギーの適用によってさらに脱ガ
スされる。加熱ステーションではスパッターエツチング
によるウェーハの追加的清浄化も行なわれる。金属膜付
着はプラテンとウェーハを蒸着源を通って比較的緩速で
並進させること番こより実行される。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（ｔｏ、０００人／分）が実現される
。蒸着の後、プラテンとウェーハはロードロックへ戻さ
れ、そこでそれらは処理チェンバから大気へと戻される
。ついでウェーハは手でカセットヘアンローデイングさ
れる。これで典型的なサイクルが完了し、これは典型的
に１０〜１５分かかる。他のタイプのロードロック式装
置においては、ウェーハが装着源をよぎって回転する環
状プレートに収付けられる。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（ｔｏ、０００人／分）が実現される
。蒸着の後、プラテンとウェーハはロードロックへ戻さ
れ、そこでそれらは処理チェンバから大気へと戻される
。ついでウェーハは手でカセットヘアンローデイングさ
れる。これで典型的なサイクルが完了し、これは典型的
に１０〜１５分かかる。他のタイプのロードロック式装
置においては、ウェーハが装着源をよぎって回転する環
状プレートに収付けられる。各ウェーハは、十分な厚み
の皮膜が生成されるまで蒸着源の下を複数回通る。
上述のロードロック式装置はバッチ式装置の欠点のいく
つかを克服したがすべてではない。
つかを克服したがすべてではない。
主として重要な点は、ロードロックの使用により、処理
チェンバの圧を大気圧に上昇させることなく、プラテン
上のウェーハを処理チェンバへ出し入れできるというこ
とである。これは蒸着前に脱ガスしなければならない空
気露曝表面の大きさを著しく減少させる。処理チェンバ
を周期的に大気圧へ開放する必要はある（清浄化と蒸着
ターゲット交換のため）ものの、かような露曝の頻度は
バッチ式に比較して著しく低い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７．６ｃ＋ａ）ウェーハ７５枚に対し、第１の
ロードロック式では３インチウェーハ１６枚である）と
いうことである、ロード当りのウェーハの数はロードロ
ック式装置について非常に小さいから、バッチ式装置で
要件とされる長い蒸着投射距離を採用する必要はない、
従って、ウェーハと給源の間のより密な連結により高蒸
着率が達成されうる。 ロードロック式装置により与え
られる利点にも拘らず、なお多くの不利益及び欠点が残
っている。バッチ式においてもロードロック式において
もウェーハは典型的に手でプラテンとカセットの間を移
動され。
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７．６ｃ＋ａ）ウェーハ７５枚に対し、第１の
ロードロック式では３インチウェーハ１６枚である）と
いうことである、ロード当りのウェーハの数はロードロ
ック式装置について非常に小さいから、バッチ式装置で
要件とされる長い蒸着投射距離を採用する必要はない、
従って、ウェーハと給源の間のより密な連結により高蒸
着率が達成されうる。 ロードロック式装置により与え
られる利点にも拘らず、なお多くの不利益及び欠点が残
っている。バッチ式においてもロードロック式において
もウェーハは典型的に手でプラテンとカセットの間を移
動され。
汚染と破断の危険を伴なう、ロードロックの使用は処理
チェンバの大気の露出を回避するが、ウェーハを支持し
ているプラテンは各ローディング・アンローディングサ
イクルで空気に曝される。こうして、その表面もまた脱
ガスされなければならず、これは総説ガス負荷分つェー
へ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ｔ１！ｌ賊的衝撃と空気への露出とにより強調され
、フレークとデプリ生成に導く。
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分つェー
へ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ｔ１！ｌ賊的衝撃と空気への露出とにより強調され
、フレークとデプリ生成に導く。
バッチ式の場合と同様、ウェーハはなおその支持体と共
に不確定な熱的状聾にある。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！７ｉ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。
に不確定な熱的状聾にある。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！７ｉ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危機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を期待しうる根拠はなかった。
処理されるウェーハの数が非常に少ないとしても、なお
相当数のウェーハが“危険“のままである、この観点か
ら、多数ウェーハは一連の連続的方式で個々に処理する
ことが最上ではあろうが、ローディング及びアンローデ
ィング中のロードロックの適切な吸気、並びにウェーハ
脱ガス及びウェーハ支持体の脱ガスに要する時間、これ
に加えてウェーハを適切な危機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を期待しうる根拠はなかった。
従って本発明の目的は、従来可能であったよりも高品質
のコーティングとしてウェーハを個々的に迅速にコーテ
ィングする装置を提供することである。
のコーティングとしてウェーハを個々的に迅速にコーテ
ィングする装置を提供することである。
本発明の関連した目的は、ステップカバレージ、均一性
、対称性及び均質性、汚染レベル、デブリの損害、及び
再現可能性の総合的考察に関し優秀な品質の金属層を蒸
着させる装置を提供することである。
、対称性及び均質性、汚染レベル、デブリの損害、及び
再現可能性の総合的考察に関し優秀な品質の金属層を蒸
着させる装置を提供することである。
同じく本発明の目的は、改良されたステップカバレージ
及び良好な均一性でウェーハを個々的に迅速にコーティ
ングする装置を提供することである。
及び良好な均一性でウェーハを個々的に迅速にコーティ
ングする装置を提供することである。
池の関連した目的は、ウェーハを個々的に金属化するが
、なお高速である改良ロードロック装置を提供すること
である。
、なお高速である改良ロードロック装置を提供すること
である。
さらに他の目的は、均−性及びステップカバレージを含
めた強化された品質を伴なって生産ライン方式で半導体
ウェーハを個々的に金属化する改良ロードロック装置を
提供することである。
めた強化された品質を伴なって生産ライン方式で半導体
ウェーハを個々的に金属化する改良ロードロック装置を
提供することである。
関連した目的は、成る一時における処理に基づく危険の
あるウェーハの数を減少させたウェーハコーティング装
置を提供することである。
あるウェーハの数を減少させたウェーハコーティング装
置を提供することである。
他の関連した目的は、個々のウェーハについて同時に動
作する多数の加工ステージョンを備えた、一連の連続的
方式でウェーハに個々的に金属化又はその他の真空処理
を施す装置を提供することである。
作する多数の加工ステージョンを備えた、一連の連続的
方式でウェーハに個々的に金属化又はその他の真空処理
を施す装置を提供することである。
同じく関連した目的は、脱ガス負荷を減少させ、コーテ
ィングのためウェーハをロードロック装置へ導入するこ
とに起因する排気コーティング環境への乱れを最小化す
ることである。
ィングのためウェーハをロードロック装置へ導入するこ
とに起因する排気コーティング環境への乱れを最小化す
ることである。
さらに他の本発明の目的は、デブリの発生と、摩耗及び
汚染分の取り込みによ−る損害の可能性とを減少させる
ことにより、ウェーハから続いて作られるマイクロ回路
デバイスの産出高を改善することである。
汚染分の取り込みによ−る損害の可能性とを減少させる
ことにより、ウェーハから続いて作られるマイクロ回路
デバイスの産出高を改善することである。
さらに他の目的は、プラテン状のウェーハ支持体を使用
することなく種々の加工ステージョン間での搬送、及び
真空領域への出入を実行するロードロック型装置を提供
することである。
することなく種々の加工ステージョン間での搬送、及び
真空領域への出入を実行するロードロック型装置を提供
することである。
同じく関連した本発明の目的は、上述のようにプラテン
状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
全処理期間中と通じて改良制御する手段を提供すること
である。
全処理期間中と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。
虱１ｉへ１１
本発明の最も広い目的は、ウェーハの１個の径より大き
い径を有しコーティング材料を放出させるリング状スパ
ッタリング源と、ウェーハの個々の１個ずつをスパッタ
リング源に向いた静止関係にスパッタリング源の径より
小さい距離で位置づけるための手段と、スパッタリング
源とウェーハをウェーハのコーティング中２０ミクロン
圧（１ミクロン＝水銀柱１０−’ｍｓ＝ １ミリトール
＝０．１３３Ｐａ）までのアルゴン環境内に維持するた
めの手段とを含む、ウェーハを個々的にコーティングす
る装置を設けることにより満たされる。このようにして
、ウェーハとスパッタリング源の間の相対運動を必要と
せず、複雑さやそれに伴なうデブリ発生の危険なしに、
良好な均一性を備えた改良された品質のコーティングが
ウェーハ上に迅速に付着されるのである。
い径を有しコーティング材料を放出させるリング状スパ
ッタリング源と、ウェーハの個々の１個ずつをスパッタ
リング源に向いた静止関係にスパッタリング源の径より
小さい距離で位置づけるための手段と、スパッタリング
源とウェーハをウェーハのコーティング中２０ミクロン
圧（１ミクロン＝水銀柱１０−’ｍｓ＝ １ミリトール
＝０．１３３Ｐａ）までのアルゴン環境内に維持するた
めの手段とを含む、ウェーハを個々的にコーティングす
る装置を設けることにより満たされる。このようにして
、ウェーハとスパッタリング源の間の相対運動を必要と
せず、複雑さやそれに伴なうデブリ発生の危険なしに、
良好な均一性を備えた改良された品質のコーティングが
ウェーハ上に迅速に付着されるのである。
本発明の目的はまた、制御された大気圧以下の環境を連
続的に維持する真空チェンバ手段と共に有用な、個々の
ウェーハを最上時間で繰返しスパッタコーティングする
ための装置を設けることにより満たされる。この装π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を有
するスパッタリング源がチェンバ内に取付けられている
。このスパッタリング源の径はウェーハのそれより大き
く、ウェーハからの距離はスパッタリング源の径より小
さい、ウェーハ支持手段はコーティング中にウェーハを
静止に保持する。最後に、本装置は、ウェーハ支持手段
をチェンバ内部の他の部分から遮蔽し、入口ドアが開か
れたときはウェーハの挿入及び取出し巾ウェーハと支持
手段をチェンバ環境から隔離するチェンバ内部の可動部
材を含むロードロック手段を含んでいる。このようにし
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π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を有
するスパッタリング源がチェンバ内に取付けられている
。このスパッタリング源の径はウェーハのそれより大き
く、ウェーハからの距離はスパッタリング源の径より小
さい、ウェーハ支持手段はコーティング中にウェーハを
静止に保持する。最後に、本装置は、ウェーハ支持手段
をチェンバ内部の他の部分から遮蔽し、入口ドアが開か
れたときはウェーハの挿入及び取出し巾ウェーハと支持
手段をチェンバ環境から隔離するチェンバ内部の可動部
材を含むロードロック手段を含んでいる。このようにし
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の開口部とこれを閉鎖するドアと
を有する真空チェンバと、このチェンバの壁部に取付け
られ、第１開口部から離れたチェンバの少なくとも１個
の処理部位を形成する少なくとも１個のウェーハ処理手
段と、第１開口部と前記処理部位の間を動きうる前記チ
ェンバ内の可動支持手段とを含む装置によって満たされ
る。この支持手段は少なくと６２個の開口をω１えてい
て、この開口を前記第１の開口部及び処理部位とそれぞ
れ整合させうるようにする第１の距離で隔てられている
。支持手段の開口の各々はウェーハを釈放可能に且つ弾
力的に把持するクリップ手段を取付けている。この開口
はまたその開口の１つがチェンバの第１開口部に整合し
たとき支持手段開口を締切るためのチェンバ内の開鎖手
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の開口部とこれを閉鎖するドアと
を有する真空チェンバと、このチェンバの壁部に取付け
られ、第１開口部から離れたチェンバの少なくとも１個
の処理部位を形成する少なくとも１個のウェーハ処理手
段と、第１開口部と前記処理部位の間を動きうる前記チ
ェンバ内の可動支持手段とを含む装置によって満たされ
る。この支持手段は少なくと６２個の開口をω１えてい
て、この開口を前記第１の開口部及び処理部位とそれぞ
れ整合させうるようにする第１の距離で隔てられている
。支持手段の開口の各々はウェーハを釈放可能に且つ弾
力的に把持するクリップ手段を取付けている。この開口
はまたその開口の１つがチェンバの第１開口部に整合し
たとき支持手段開口を締切るためのチェンバ内の開鎖手
段を含んでおり、この閉鎖手段とチェンバはその間に小
さいロードロック容積を画成し、ウェーハをクリップ手
段にロード又はアンロードするためチェンバドアが開け
られた時支持手段開口を前記閉鎖手段がチェンバから締
切るものとする。
このようにしてウェーハは制御された真空チェンバ内の
雰囲気を最小限しか乱さずに真空チェンバ内に次々に連
続して導入されることができ、ウェーハは他のウェーハ
のローディング及びアンローディングが外部的ウェーハ
支持手段を使わずにロードロックでなされている間に処
理部位で個々的に処理される。もし外部的支持手段が存
在したらロードロックとチェンバによって除去されなけ
ればならないガス負荷が非常に増大し、同様に汚染分の
可能性も増大するであろう、さらに、ロードロック容積
は単一ウェーハを入れるのに絶対に必要なだけに最小化
されているから、ロードロック及びチェンバについての
吸気負荷の大きさも減少する。
雰囲気を最小限しか乱さずに真空チェンバ内に次々に連
続して導入されることができ、ウェーハは他のウェーハ
のローディング及びアンローディングが外部的ウェーハ
支持手段を使わずにロードロックでなされている間に処
理部位で個々的に処理される。もし外部的支持手段が存
在したらロードロックとチェンバによって除去されなけ
ればならないガス負荷が非常に増大し、同様に汚染分の
可能性も増大するであろう、さらに、ロードロック容積
は単一ウェーハを入れるのに絶対に必要なだけに最小化
されているから、ロードロック及びチェンバについての
吸気負荷の大きさも減少する。
１つの好適実施態様において、可動支持手段は、自身の
軸線周囲に回転するように取付けたディスク状の移送プ
レートの形に設けることができ、種々のウェーハ処理ス
テーションは前記軸線の周りに対称的に配置される。ス
パッタリングステーションのほか、このステーションは
加熱又は冷却ステーションであることもでき、例えば加
熱はクリップ手段がウェーハをエツジで支えていてその
両面を処理できるからスパッタリング付着と反対側のウ
ェーハ面に適用することができる。ウェーハ移送プレー
トはウェーハ上にデブリが蓄積するのをよりよく抑える
ため好適に垂直面内で回転する。完全にローディ、ング
されたとき、本装置は一時点で共に危険にあるウェーハ
の数をそのウェーハ移送プレートに取付けられているも
のだけに限定し、またいくつかの処理作業を同時に遂行
すること、例えば１つのウェーハのコーティングを他の
ウェーハの加熱及びさらに他のウェーハのアンローディ
ング及びローディングと同時に行なうこと、を可能なら
しめる。内部ウェーハクリップ支持手段、薄いロードロ
ツタ、及びウェーハの個々的処理の使用によって、華純
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１ｍ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日の直近の点まで上昇させる。す
ると、チェンバのドアに付設しである真空手段がウェー
ハの背面を捉え、これをドアが閉じた時クリップ手段に
押し込むので、ロードロックのローディングとその密封
が同時になされる。コーティングを施すべき多数ウェー
ハを含有しているコンベア被動カセットから真空処理チ
ェンバヘローデイ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１０
６，３４２号１発明者Ｇ、Ｌ、コード、Ｒ，Ｈ，ショー
及びＭ、Ａ、ハツチンソン）に見出される。同様に、ウ
ェーハと真空チェンバ内で弾力的に支持する手段、及び
ウェーハをチェンバ内の前記支持手段にローディング及
びアンローディングするのを助けるのに付設手段の詳門
は米国特許第４．３０６，７３１号（米国出願番号第１
０６，１７９号。発明者Ｒ，Ｈ，ショーンに見出される
。
軸線周囲に回転するように取付けたディスク状の移送プ
レートの形に設けることができ、種々のウェーハ処理ス
テーションは前記軸線の周りに対称的に配置される。ス
パッタリングステーションのほか、このステーションは
加熱又は冷却ステーションであることもでき、例えば加
熱はクリップ手段がウェーハをエツジで支えていてその
両面を処理できるからスパッタリング付着と反対側のウ
ェーハ面に適用することができる。ウェーハ移送プレー
トはウェーハ上にデブリが蓄積するのをよりよく抑える
ため好適に垂直面内で回転する。完全にローディ、ング
されたとき、本装置は一時点で共に危険にあるウェーハ
の数をそのウェーハ移送プレートに取付けられているも
のだけに限定し、またいくつかの処理作業を同時に遂行
すること、例えば１つのウェーハのコーティングを他の
ウェーハの加熱及びさらに他のウェーハのアンローディ
ング及びローディングと同時に行なうこと、を可能なら
しめる。内部ウェーハクリップ支持手段、薄いロードロ
ツタ、及びウェーハの個々的処理の使用によって、華純
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１ｍ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日の直近の点まで上昇させる。す
ると、チェンバのドアに付設しである真空手段がウェー
ハの背面を捉え、これをドアが閉じた時クリップ手段に
押し込むので、ロードロックのローディングとその密封
が同時になされる。コーティングを施すべき多数ウェー
ハを含有しているコンベア被動カセットから真空処理チ
ェンバヘローデイ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１０
６，３４２号１発明者Ｇ、Ｌ、コード、Ｒ，Ｈ，ショー
及びＭ、Ａ、ハツチンソン）に見出される。同様に、ウ
ェーハと真空チェンバ内で弾力的に支持する手段、及び
ウェーハをチェンバ内の前記支持手段にローディング及
びアンローディングするのを助けるのに付設手段の詳門
は米国特許第４．３０６，７３１号（米国出願番号第１
０６，１７９号。発明者Ｒ，Ｈ，ショーンに見出される
。
Ｘ１１Ｌ五１ｊ」ト１
第１図に示されるウェーハコーティング装置は、ほぼ円
筒形の真空処理チェンバ１０を主として含み、チェンバ
１０は５つの加工ステージョンを有する。加工ステージ
ョンのうち１つはロードロック装置１２から成り、もう
１つはコーティングステーション１４から成る。チェン
バ’１０内部にあるコーティング装置の残る他の要素は
、第２図により詳細に見ることができる。
筒形の真空処理チェンバ１０を主として含み、チェンバ
１０は５つの加工ステージョンを有する。加工ステージ
ョンのうち１つはロードロック装置１２から成り、もう
１つはコーティングステーション１４から成る。チェン
バ’１０内部にあるコーティング装置の残る他の要素は
、第２図により詳細に見ることができる。
ロードロック１２内部のウェーハ１５、さらにコーティ
ングステーション１４におけるウェーハが示されている
。更なる要素として、圧力プレート１６、支持構造体又
はウェーハ支持体（キャリア）プレート組立体１８及び
クリップ組立体２０（第３図に最も良く示されている〉
が含まれる。ウェーハは、クリップ組立体により、ウェ
ーハ支持体プレート組立体１８の内部に保持される。チ
ャック組立体又はドア組立体２２が、チェンバ１０の入
口開口部２３を密封し、且つ、今述べた要素と協働して
チェンバロードロック装置１２を形成する。ドア組立体
２２は、処理チェンバ１０の主要要素を完備する。カセ
ット式ロード／′アンロード組立体２４並びにチェンバ
及びロードロック排気のため種々の付属真空ポンプ２５
と共にこれらの要素は全て、キャビネット２６内にコン
パクトに収容されている。
ングステーション１４におけるウェーハが示されている
。更なる要素として、圧力プレート１６、支持構造体又
はウェーハ支持体（キャリア）プレート組立体１８及び
クリップ組立体２０（第３図に最も良く示されている〉
が含まれる。ウェーハは、クリップ組立体により、ウェ
ーハ支持体プレート組立体１８の内部に保持される。チ
ャック組立体又はドア組立体２２が、チェンバ１０の入
口開口部２３を密封し、且つ、今述べた要素と協働して
チェンバロードロック装置１２を形成する。ドア組立体
２２は、処理チェンバ１０の主要要素を完備する。カセ
ット式ロード／′アンロード組立体２４並びにチェンバ
及びロードロック排気のため種々の付属真空ポンプ２５
と共にこれらの要素は全て、キャビネット２６内にコン
パクトに収容されている。
コーティング装置は好適には、ロードロック装置１２及
びコーティングステーション１４以外゛に他の数個の加
工ステージョンを含んでいる。
びコーティングステーション１４以外゛に他の数個の加
工ステージョンを含んでいる。
詳しく言えば、ウェーハ加熱ステーション２８、補助ス
テーション２９及びウェーハ冷却ステーション１３０で
ある。全ての加工ステージョンは、真空チェンバ１０の
中実軸線３６から且つ互いに横方向に等しく離間されて
いる。ここでは５つのステーションが設けられているけ
れども、より多数の又はより少数のステーションのどち
らの設計をとってもよい、 さらに少なくとも２つの空
気ラム３０．３１が含まれ、それらは圧力プレート１６
及びウェーハ支持体プレート組立体１８をチェンバ１０
の正面壁３２に対して駆動するＲ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グレ
ート駆動体３５を含む、支持体プレート組立体１８は、
真空処理チェンバ１０の中実軸ｔ１３６に関して回転す
るように、正面壁３２とほぼ同径の円形である。
テーション２９及びウェーハ冷却ステーション１３０で
ある。全ての加工ステージョンは、真空チェンバ１０の
中実軸線３６から且つ互いに横方向に等しく離間されて
いる。ここでは５つのステーションが設けられているけ
れども、より多数の又はより少数のステーションのどち
らの設計をとってもよい、 さらに少なくとも２つの空
気ラム３０．３１が含まれ、それらは圧力プレート１６
及びウェーハ支持体プレート組立体１８をチェンバ１０
の正面壁３２に対して駆動するＲ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グレ
ート駆動体３５を含む、支持体プレート組立体１８は、
真空処理チェンバ１０の中実軸ｔ１３６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Ｕ１２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２Ｍｌ
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１−組立体］８からの
除去のために口・−ドロッり装置１２へと戻る。大まか
に説明した」二連のような装置は、回転式のむのであり
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
ｆｆｌステーシヨン配置又は無回転若しくはインライン
配列のものにら同様に適用しうる。
２２によりロードロック装Ｕ１２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２Ｍｌ
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１−組立体］８からの
除去のために口・−ドロッり装置１２へと戻る。大まか
に説明した」二連のような装置は、回転式のむのであり
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
ｆｆｌステーシヨン配置又は無回転若しくはインライン
配列のものにら同様に適用しうる。
ここでウェーハの到着の視点から、より詳細に本装置を
説明する。ウェーハ１５がチェンバの排気環境に進入す
るために通過しなければならないところにロードロック
装置１２は、非常に重要である。第４〜６図が、ロード
ロック１２の可動要素の作動を評価するのに特に重要で
ある。上で指摘したように、ロードロックは、処理チェ
ンバの正面壁に対して閉位置にあるチェンバドア組立体
と駆動された位置にある圧力プレートとの間にある要素
のサンドイッチ配列である。ロードロックは、ウェーハ
支持体プレート組立体１８内部の円形開口３７の周囲に
作られ、円形開口３７はチェンバの内部に位置されてロ
ードロック１２に付設されたチェンバ入口２３のちょう
ど内側になる。支持体プレート組立体１８は、正面壁３
２及び圧力ブレ−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ト組立体１８
の後方に位置される。ウェーハ１５は、以下に記す手段
によって、ロードロック内部で支持体プレート組立体内
部にロードされ支持される。成るウェーハ処理操作のた
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ヂＬンバ内部の他の領域から
密封されなければならｔい。圧力プレート１６が、チェ
ンバ内部から１“１−ドロック領域を分離させる機能を
（以十に示すように、他の加工ステージョンにおいても
同時に数種の他の機能をも）果す、処理チェンバの後方
プレートに取りイ１けられた空気ラノ、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を達成する。圧力プレート１６及
びチェンバ正面壁３２がともに、チェンバ入口２３に同
心的な円形パターンに配置されたＯリング３８を備え、
ロードロックを形成する要素のサンドイッチ配列内の真
空気密をもたらす、チェンバ正面壁３２の外側表面に対
して閉じた密封位置にあり、且つ真空気密をもたらすた
め同心的０リング３９を含むチェンバドア組立体２２が
、外側大気からチェンバ人口２３を密封することにより
ロードロックを完全なものにする。第４及び６図は、完
全なロードロックを示している。
説明する。ウェーハ１５がチェンバの排気環境に進入す
るために通過しなければならないところにロードロック
装置１２は、非常に重要である。第４〜６図が、ロード
ロック１２の可動要素の作動を評価するのに特に重要で
ある。上で指摘したように、ロードロックは、処理チェ
ンバの正面壁に対して閉位置にあるチェンバドア組立体
と駆動された位置にある圧力プレートとの間にある要素
のサンドイッチ配列である。ロードロックは、ウェーハ
支持体プレート組立体１８内部の円形開口３７の周囲に
作られ、円形開口３７はチェンバの内部に位置されてロ
ードロック１２に付設されたチェンバ入口２３のちょう
ど内側になる。支持体プレート組立体１８は、正面壁３
２及び圧力ブレ−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ト組立体１８
の後方に位置される。ウェーハ１５は、以下に記す手段
によって、ロードロック内部で支持体プレート組立体内
部にロードされ支持される。成るウェーハ処理操作のた
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ヂＬンバ内部の他の領域から
密封されなければならｔい。圧力プレート１６が、チェ
ンバ内部から１“１−ドロック領域を分離させる機能を
（以十に示すように、他の加工ステージョンにおいても
同時に数種の他の機能をも）果す、処理チェンバの後方
プレートに取りイ１けられた空気ラノ、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を達成する。圧力プレート１６及
びチェンバ正面壁３２がともに、チェンバ入口２３に同
心的な円形パターンに配置されたＯリング３８を備え、
ロードロックを形成する要素のサンドイッチ配列内の真
空気密をもたらす、チェンバ正面壁３２の外側表面に対
して閉じた密封位置にあり、且つ真空気密をもたらすた
め同心的０リング３９を含むチェンバドア組立体２２が
、外側大気からチェンバ人口２３を密封することにより
ロードロックを完全なものにする。第４及び６図は、完
全なロードロックを示している。
つまり、圧力プレート１６は前方の前進した位置にあり
、支持体プレート組立体１８をチェンバ正面壁３２に対
して加圧し、開口３７を密封する。又、ドア２２は閉鎖
されチェンバ入口２３を密封して、開口３７についてロ
ードロックを形成する。開口３７は、もはや１枚のウェ
ーハを収容するのに必要な寸法だけしがない、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１５を収容するのに必要な
最小寸法である事が理解されるであろう、ロードロック
装置の更に詳細な点については、上述の米国特許第４，
３１１．４２７号を参照されたい、第５図は、を麦退し
休止位置にある圧力プレート１６と、チェンバ内部の支
持体プレート組立体内部にすでに固着されたウェーハと
を示している。
、支持体プレート組立体１８をチェンバ正面壁３２に対
して加圧し、開口３７を密封する。又、ドア２２は閉鎖
されチェンバ入口２３を密封して、開口３７についてロ
ードロックを形成する。開口３７は、もはや１枚のウェ
ーハを収容するのに必要な寸法だけしがない、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１５を収容するのに必要な
最小寸法である事が理解されるであろう、ロードロック
装置の更に詳細な点については、上述の米国特許第４，
３１１．４２７号を参照されたい、第５図は、を麦退し
休止位置にある圧力プレート１６と、チェンバ内部の支
持体プレート組立体内部にすでに固着されたウェーハと
を示している。
この薄いロードロック構成と協働するものは、ウェーハ
支持体プレート組立体１８であり、それはチェンバ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 ［２＋、： ｆｉも良く図示されている）
のような複数の円形開口を含んでいる。その開口３７は
ウェーハよりも大径であり、互いに等しく離間し、処理
チェンバの中心軸線から等しい半径方向にその中心をも
つ、前述のように加工ステージョン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
ものに整きする。従って、ウェーハが支持体プレート１
８の開口の各々の内部に固着されているならば、そのウ
ェーハの各々は成る加工ステージョンで個々に処理され
ることができ、同時に残る他のステーションで他のウェ
ーハがそれぞれ処理されうる。このようにして、１枚の
ウェーハが成る特定のステーションで個別に処理され、
しかもその同じ時間に他の数枚のウェーハが残る他の加
工ステージョンで他の操作を受けることができる。詳し
く言えば、１枚のウェーハがロードロック１２でアンロ
ード及び／又はロードされている間に、他のウェーハが
コーティングステーション１４でコーティングされるこ
とができ、一方では更に他のウェーハが加熱ステーショ
ン２８で加熱されることができる。支持体ブ（以下余白
） レート駆動体３５が断続的に作動して支持体プレート組
立体１８を１つのステーション分の距離だけ移動させる
。それにより、連続的につ工−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 ［２＋、： ｆｉも良く図示されている）
のような複数の円形開口を含んでいる。その開口３７は
ウェーハよりも大径であり、互いに等しく離間し、処理
チェンバの中心軸線から等しい半径方向にその中心をも
つ、前述のように加工ステージョン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
ものに整きする。従って、ウェーハが支持体プレート１
８の開口の各々の内部に固着されているならば、そのウ
ェーハの各々は成る加工ステージョンで個々に処理され
ることができ、同時に残る他のステーションで他のウェ
ーハがそれぞれ処理されうる。このようにして、１枚の
ウェーハが成る特定のステーションで個別に処理され、
しかもその同じ時間に他の数枚のウェーハが残る他の加
工ステージョンで他の操作を受けることができる。詳し
く言えば、１枚のウェーハがロードロック１２でアンロ
ード及び／又はロードされている間に、他のウェーハが
コーティングステーション１４でコーティングされるこ
とができ、一方では更に他のウェーハが加熱ステーショ
ン２８で加熱されることができる。支持体ブ（以下余白
） レート駆動体３５が断続的に作動して支持体プレート組
立体１８を１つのステーション分の距離だけ移動させる
。それにより、連続的につ工−ハの各々を反時計回りで
処理ステーションの各々へ順を追って提供し、終には成
るウェーハがアンロードされるためにロードロックへと
最終的に戻る。
ウェーハは、上述のように加工ステージョンから加工ス
テージョンへと移送されるので、動き回ることによる機
械的な損傷又は中損を避けるように、且つ一般的に機械
的なショック、振動、摩擦からｃＡ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、
それによりウェーハを保護する。１組の薄くエツジに沿
って作用するクリップ組立体も又、薄いロードロック装
置１１２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
合の良い形態が第４図〜第８図に断面で示されている。
テージョンへと移送されるので、動き回ることによる機
械的な損傷又は中損を避けるように、且つ一般的に機械
的なショック、振動、摩擦からｃＡ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、
それによりウェーハを保護する。１組の薄くエツジに沿
って作用するクリップ組立体も又、薄いロードロック装
置１１２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
合の良い形態が第４図〜第８図に断面で示されている。
その詳細は、萌述の米国特許第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
び外方周縁と画成するフランジ４６及び４７を有して、
そしてクリップ組立体２０がこれらのフランジの内部に
引っ込んでいる。４個のクリップ組立体が開目３フ内い
られるのが好適であるけれどら、３個又は４個以上のク
リップ組立体の使用ら可能である。
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
び外方周縁と画成するフランジ４６及び４７を有して、
そしてクリップ組立体２０がこれらのフランジの内部に
引っ込んでいる。４個のクリップ組立体が開目３フ内い
られるのが好適であるけれどら、３個又は４個以上のク
リップ組立体の使用ら可能である。
しかし、４個の組の方が３個のら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、ほぼ長方形の断面を存するブロック
５０をそれぞれ含んでいる。
ップ組立体２０は、ほぼ長方形の断面を存するブロック
５０をそれぞれ含んでいる。
ブロック５０は、ウェーハの電気的分離が望まれるスパ
ッターエッチなどの適用のために、絶縁物質で作られて
いてよい、ウェーハ保持手段である伸長したスプリング
クリップ５３が、ブロック５０の周りを包み込む方法で
堅く係合している。各クリップ５３は、ブロック５０と
反対側の端に、ウェーハ接触部分としての弧状フィンガ
一部分又は先端部５５を含んでいる。先端部５５は、ウ
ェーハのエツジをしっかり把持するのに適切な半径で湾
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枝部５７が、プレー
１’ ｒｆｌ１口３７の平面に向かって幹部５６から傾
！Ｉ している、このクリップ組立体は、結果として、
代表的ウェーハ１５の径よりも幾分小さい径をもつ円形
パターンくウェーハ支持プレー１−４２の内部に展在す
る円形パターン）上に置かれた複数の弧状先端部５５を
形成する。
ッターエッチなどの適用のために、絶縁物質で作られて
いてよい、ウェーハ保持手段である伸長したスプリング
クリップ５３が、ブロック５０の周りを包み込む方法で
堅く係合している。各クリップ５３は、ブロック５０と
反対側の端に、ウェーハ接触部分としての弧状フィンガ
一部分又は先端部５５を含んでいる。先端部５５は、ウ
ェーハのエツジをしっかり把持するのに適切な半径で湾
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枝部５７が、プレー
１’ ｒｆｌ１口３７の平面に向かって幹部５６から傾
！Ｉ している、このクリップ組立体は、結果として、
代表的ウェーハ１５の径よりも幾分小さい径をもつ円形
パターンくウェーハ支持プレー１−４２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な！−に押し込むこと
により手で達成されうる。１゜かしながらこの事は、先
端部５５内部にウェーハを受け入れるようクリップをい
くぶん押し広げるために、枝部５７に対するウェーハエ
・・ｌジの摩擦を含む、枝部とのそのような摩擦接触な
しにウェーハを挿入するために、クリップは最初に少し
広げられなければならず、それからロードロックへの挿
入後ウェーハのエツジをじょうずにつかむ、ウェーハ挿
入及びクリップ拡張は手で操作されうるけれども、より
好適にはそのような手操作、並びにそれに付帯する損傷
、誤作及び汚染の一連の付加危険を避けるべきである。
２０ヘウエーハのエツジ又は後面な！−に押し込むこと
により手で達成されうる。１゜かしながらこの事は、先
端部５５内部にウェーハを受け入れるようクリップをい
くぶん押し広げるために、枝部５７に対するウェーハエ
・・ｌジの摩擦を含む、枝部とのそのような摩擦接触な
しにウェーハを挿入するために、クリップは最初に少し
広げられなければならず、それからロードロックへの挿
入後ウェーハのエツジをじょうずにつかむ、ウェーハ挿
入及びクリップ拡張は手で操作されうるけれども、より
好適にはそのような手操作、並びにそれに付帯する損傷
、誤作及び汚染の一連の付加危険を避けるべきである。
チェンバドア組立体２２は、その中心の軸方向にチャッ
ク手段又は真空チャック６０を備え、且つ周ｊ、☆近傍
には複数のクリップ作動手段６２ ’ｅ （＋ｉｉ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とともに、ロードロック１２のため
の自動化されたウェーハのローディング及びアンローデ
ィング’／２７４を形成し、ロードロック１２はウェー
ハの全ての手動操作を排し、ローディング処理を自動１
ヒする。
ク手段又は真空チャック６０を備え、且つ周ｊ、☆近傍
には複数のクリップ作動手段６２ ’ｅ （＋ｉｉ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とともに、ロードロック１２のため
の自動化されたウェーハのローディング及びアンローデ
ィング’／２７４を形成し、ロードロック１２はウェー
ハの全ての手動操作を排し、ローディング処理を自動１
ヒする。
第１［！１及び第３１２１１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１６２（第１図中央左側に破線で示す）によっ
て在来の方法で開開される。プッシュプル作動手段１６
２は、真空チャック６０とスプリングクリップ５３との
間の相対的移動を構成する。その完全に開いた位置にお
いては、ドア及びその内側面６４は鉛直であり、支持体
プレート組立体１８及びチェンバ入口２３の表面に垂直
である。真空チャック６０は、軸方向に伸びてドアを中
心で貫いているので、その作動端はドアの内側面６４の
一部を形成している。真空チャック６０は、ドアの内側
面のところで鉛直に設置されたウェーハと係きし、ドア
が閉じるにつれ、真空吸引によりウェーハを保持する。
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１６２（第１図中央左側に破線で示す）によっ
て在来の方法で開開される。プッシュプル作動手段１６
２は、真空チャック６０とスプリングクリップ５３との
間の相対的移動を構成する。その完全に開いた位置にお
いては、ドア及びその内側面６４は鉛直であり、支持体
プレート組立体１８及びチェンバ入口２３の表面に垂直
である。真空チャック６０は、軸方向に伸びてドアを中
心で貫いているので、その作動端はドアの内側面６４の
一部を形成している。真空チャック６０は、ドアの内側
面のところで鉛直に設置されたウェーハと係きし、ドア
が閉じるにつれ、真空吸引によりウェーハを保持する。
第４１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の回転により順を追って種々な加工ステージ
ョンへと移動される。この好適実施例においては、ドア
の内側面６４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。
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の回転により順を追って種々な加工ステージ
ョンへと移動される。この好適実施例においては、ドア
の内側面６４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、ウェーハ支持体グレート組立体１８
及びドア組立体２２は、鉛直方向に限定される必要はな
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１−及びロードロック装置は、むし水
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窓口されているけれども、ド
ア組立体２２を、鉛直方向でウェーハを受け取り水平平
面内のロードロックヘラ工−ハをロードする方式にする
のは、在来のチェンバ壁に取付ける方法に適当に修正を
加えることにより、至って容易にできる。
立体、支持プレー１−及びロードロック装置は、むし水
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窓口されているけれども、ド
ア組立体２２を、鉛直方向でウェーハを受け取り水平平
面内のロードロックヘラ工−ハをロードする方式にする
のは、在来のチェンバ壁に取付ける方法に適当に修正を
加えることにより、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。１γ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６
２は、ウェーハ保持手段を作動させる作動手段の一実施
例である。ドアが閉位置にある時にクリップ組立体２０
の対応するものを調整するように、各クリップ作動手段
６２が取付けられる。第４図に訂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。１γ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６
２は、ウェーハ保持手段を作動させる作動手段の一実施
例である。ドアが閉位置にある時にクリップ組立体２０
の対応するものを調整するように、各クリップ作動手段
６２が取付けられる。第４図に訂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
を調整する。ドア２２が関しると、ビン６６はウェーハ
の挿入に先き立ち伸長する。或いは、ウェーハが取り外
されるべき時にもビン６６は伸長する。ビン６６はそれ
に面したクリップの幹部５６に対する圧力は、クリップ
を圧し、先端部５５を後方及び外方に振れさせ、それに
より、クリップを開放し、摩擦接触なしのウェーハの挿
入又は除去を容易にする。
方向内部及び外部へと移動する。ビン６６はそれぞれ、
ドアが閉位置にあるときに、クリップの幹部５６の１つ
を調整する。ドア２２が関しると、ビン６６はウェーハ
の挿入に先き立ち伸長する。或いは、ウェーハが取り外
されるべき時にもビン６６は伸長する。ビン６６はそれ
に面したクリップの幹部５６に対する圧力は、クリップ
を圧し、先端部５５を後方及び外方に振れさせ、それに
より、クリップを開放し、摩擦接触なしのウェーハの挿
入又は除去を容易にする。
ウェーハ処理の完遂の後ウェーハのアンローディングの
際には、これらの操作は順序が逆になる。真空チャック
６０が再び伸長し、ウェーハの背面に真空を適用してウ
ェーハと係合し、そして、クリップ作動手段が再びクリ
ップを解放するように働く、ドアが開き、真空チャック
６０は真空吸引によりドアの内側面上にウェーハを保持
して、ウェーハはロード／アンロード組立体２４により
アンロードされる。
際には、これらの操作は順序が逆になる。真空チャック
６０が再び伸長し、ウェーハの背面に真空を適用してウ
ェーハと係合し、そして、クリップ作動手段が再びクリ
ップを解放するように働く、ドアが開き、真空チャック
６０は真空吸引によりドアの内側面上にウェーハを保持
して、ウェーハはロード／アンロード組立体２４により
アンロードされる。
ドアが完全に開いた位置にある時には、ドア組立体２２
はロードロック装置１２への挿入のためのウェーハを受
容するよう保たれる。一方ドアが開いていくときには、
ロードロック１２から仕上げられたウェーハ３運搬し、
その後、ウェーハは真空チャックからアンロードされる
。
はロードロック装置１２への挿入のためのウェーハを受
容するよう保たれる。一方ドアが開いていくときには、
ロードロック１２から仕上げられたウェーハ３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２Ｚへ提供
するＲ ｌｉ、又はアンローディングのためにドア組立
体２２から処理済ウェーハを除去するための機ｆ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を含む
。
するＲ ｌｉ、又はアンローディングのためにドア組立
体２２から処理済ウェーハを除去するための機ｆ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を含む
。
チェンバ人口２３の下方両側に延在し、チェンバの壁３
２に付設されている（第３図参照）のが搬送組立体であ
る。搬送組立体６９は、第１図に示されるごとく右から
左へとウェーハのカセット７０を移動させる。協動する
ウェーハ昇降組立体６８は、カセットからドア組立体２
２の内側面６４内部の真空チャックの操作端へと、或は
処理完遂後にはドアからカセットへとウェーハを個別に
昇降させる。
２に付設されている（第３図参照）のが搬送組立体であ
る。搬送組立体６９は、第１図に示されるごとく右から
左へとウェーハのカセット７０を移動させる。協動する
ウェーハ昇降組立体６８は、カセットからドア組立体２
２の内側面６４内部の真空チャックの操作端へと、或は
処理完遂後にはドアからカセットへとウェーハを個別に
昇降させる。
搬送組立体６つは５ウェーハ処理チェンバ１０の正面を
横切って水平縦軸方向に延在する離間した１！！１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力七ツｌ−が摺動
的に移動できるように、レール７２と７３の間隔が決め
られる。カセット移動のための動力は、チェーン駆動手
段７５によりもたらされる。チェーン駆動手段７５は、
ローラーチェーンをレール７２の側に沿って移動させる
種々なガイド及びギア配列を含む、チェーンには、案内
ピン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の底部の整合切
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１１う用
のための位置にされ得る。在来の記憶手段が、ステッパ
ーモータ手段８０及びウェーハ昇降組立体６８に結合さ
れて、カセット内部の各々のウェーハの位置決めを記憶
する。従って、処理チェンバ１０の中には更に数枚のウ
ェーハがロードされることができ、それに応じてカセッ
トは最初のウェーハがロードされてから数個の位置だけ
前進するようにできるけれども、仕上げられた最初のウ
ェーハが出てくる際には、ステッパーモータと必要な数
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。
横切って水平縦軸方向に延在する離間した１！！１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力七ツｌ−が摺動
的に移動できるように、レール７２と７３の間隔が決め
られる。カセット移動のための動力は、チェーン駆動手
段７５によりもたらされる。チェーン駆動手段７５は、
ローラーチェーンをレール７２の側に沿って移動させる
種々なガイド及びギア配列を含む、チェーンには、案内
ピン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の底部の整合切
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１１う用
のための位置にされ得る。在来の記憶手段が、ステッパ
ーモータ手段８０及びウェーハ昇降組立体６８に結合さ
れて、カセット内部の各々のウェーハの位置決めを記憶
する。従って、処理チェンバ１０の中には更に数枚のウ
ェーハがロードされることができ、それに応じてカセッ
トは最初のウェーハがロードされてから数個の位置だけ
前進するようにできるけれども、仕上げられた最初のウ
ェーハが出てくる際には、ステッパーモータと必要な数
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
た複数のウェーハを支持する。カセット７０は、その底
の大部分と頂部とがおいていて、ウェーハの上下に通路
がある。溝、ステップ及びその他のマイクロ回路成分を
形成した特徴を偏えたウェーハの正面が、開いたドア２
２の内側面６４に面せず、ウェーハの背面がドア組立体
に向かって面するように、ウェーハはロードされなけれ
ばならない、この事は、真空チャック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と保証する。
た複数のウェーハを支持する。カセット７０は、その底
の大部分と頂部とがおいていて、ウェーハの上下に通路
がある。溝、ステップ及びその他のマイクロ回路成分を
形成した特徴を偏えたウェーハの正面が、開いたドア２
２の内側面６４に面せず、ウェーハの背面がドア組立体
に向かって面するように、ウェーハはロードされなけれ
ばならない、この事は、真空チャック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と保証する。
ウェーハ昇降組立体６８は、チェンバ人口２３の下方左
側に位置され（第３図参照）、上方案内プレート８２、
ブレード状昇降部材８３及びブレード状部材８３の下方
端に連結した作動シリンダ８４を含んでいる。ブレード
状昇降部材８３は、レール７２と７３との間で搬送組立
体６９と直角をなして、ドア２２の内側面６４へ向けて
の上下移動のために案内されている。開位置にあるドア
の内側面の直下で案内プレート８２内にある案内スロッ
ト８５が、ブレード８３の上方での案内をもたらし、他
方、搬送組立体から下方に作動シリンダへ向けて伸長し
た鉛直案内部材８６が鉛直路においてブレード８３の保
持を助ける。ブレード８３の幅は、レール７２と７３と
の間隔よりも小さく、同様にレール７２及び７３をまた
ぐカセット７０の主要壁間の間隔よりも小さい、ブレー
ド８３は又、カセット７０に保持された隣接ウェーハ間
の距離よりも薄い。
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をまた
ぐカセット７０の主要壁間の間隔よりも小さい、ブレー
ド８３は又、カセット７０に保持された隣接ウェーハ間
の距離よりも薄い。
ブレード状部材８３には更に、ウェーハのカーブに笈キ
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、ウェーハの厚みに塁合しそのエツジを保
持するための講が設けられている。故に昇降ブレード状
部材８３は、案内レール７２と７３との間を通過し、搬
送組立体及びカセットと直角に交差し、そしてステッパ
ーモータ手段８０及びチェーン駆動子「２７５がカセッ
ト及びウェーハをブレードの通路上に設定する０図から
れかるように、カセットは、下方からウェーハへの入路
があり、昇降ブレード８３が完全にカセットを通過でき
るように、作られている。従って、ステッパーモー夕手
段８０及びチェーン手段７５がカセット及びウェーハを
ブレードの通路上に設定すると、ブレード８３が搬送レ
ールの間を上方に移動してその上方端８７の溝の内部で
ウェーハと下方から保合１７、そして開位置にあるチェ
ンバドア２２の内側面６４にごく接近し同心的な設定の
位置にまでウェーハを上方にもち上げる。ウェーハは鉛
直方向なので、ブレードの溝をつけられた端８７内にし
っかりと、しかし穏やかで固定的にウェーハと保持する
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、ウェーハの厚みに塁合しそのエツジを保
持するための講が設けられている。故に昇降ブレード状
部材８３は、案内レール７２と７３との間を通過し、搬
送組立体及びカセットと直角に交差し、そしてステッパ
ーモータ手段８０及びチェーン駆動子「２７５がカセッ
ト及びウェーハをブレードの通路上に設定する０図から
れかるように、カセットは、下方からウェーハへの入路
があり、昇降ブレード８３が完全にカセットを通過でき
るように、作られている。従って、ステッパーモー夕手
段８０及びチェーン手段７５がカセット及びウェーハを
ブレードの通路上に設定すると、ブレード８３が搬送レ
ールの間を上方に移動してその上方端８７の溝の内部で
ウェーハと下方から保合１７、そして開位置にあるチェ
ンバドア２２の内側面６４にごく接近し同心的な設定の
位置にまでウェーハを上方にもち上げる。ウェーハは鉛
直方向なので、ブレードの溝をつけられた端８７内にし
っかりと、しかし穏やかで固定的にウェーハと保持する
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つ工−ハの
デリケートな正面との接触が、ウェーハが水平方向にあ
る時の典型的な自動化操作の場合でない限り、実質上完
全に避けられる。それによりウェーハへの損傷又は摩擦
の危険が非常に減少される。
デリケートな正面との接触が、ウェーハが水平方向にあ
る時の典型的な自動化操作の場合でない限り、実質上完
全に避けられる。それによりウェーハへの損傷又は摩擦
の危険が非常に減少される。
ウェーハがドア２２のところに到着すると、真空チャッ
ク６０が吸着によりウェーハとその背面で係合し、そし
て昇降ブレード８３が案内スロット８５及びカセットを
通過して搬送組立体６９の下方の点まで下降する０次に
ドア２２がチャック６０により保持されたウェーハとと
もに閏じて、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−ハが支持体プレート１８の開口３７の
他のものにロードされてもよく、その場合には、ステッ
パーモータ及びチェーン駆動は、ウェーハ位置１つ分だ
けカセットをステップさせ、次のウェーハを真にブレー
ド８３上の位置に移動させる。
ク６０が吸着によりウェーハとその背面で係合し、そし
て昇降ブレード８３が案内スロット８５及びカセットを
通過して搬送組立体６９の下方の点まで下降する０次に
ドア２２がチャック６０により保持されたウェーハとと
もに閏じて、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−ハが支持体プレート１８の開口３７の
他のものにロードされてもよく、その場合には、ステッ
パーモータ及びチェーン駆動は、ウェーハ位置１つ分だ
けカセットをステップさせ、次のウェーハを真にブレー
ド８３上の位置に移動させる。
そこでブレード８３が上昇して、次のこのウェーハを開
いたドアまで上方に移動させる動作をくり返し、真空チ
ャックは再びロードロックへの挿入のためにこのウェー
ハと係キする。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１′２にやってくる。
いたドアまで上方に移動させる動作をくり返し、真空チ
ャックは再びロードロックへの挿入のためにこのウェー
ハと係キする。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１′２にやってくる。
そして真空チャック６０は、ドアが未だ開位置にある時
に、ウェーハの背面へとｉＭび伸長し、同時にクリップ
作動手段６２がクリップな弱めさぜ、ウェーハからクリ
ップを離脱させて、チャック６０によるウェーハの除去
を可能にする。
に、ウェーハの背面へとｉＭび伸長し、同時にクリップ
作動手段６２がクリップな弱めさぜ、ウェーハからクリ
ップを離脱させて、チャック６０によるウェーハの除去
を可能にする。
ドアが開かれるとウェーハは、再びブレード８３の通路
上に位置される。他方、ステッパーモータ手段８０及び
チェーン手段７５がカセットを後退させて、ウェーハ１
５の元の位置はブレード通路上に存置されるようにする
６次にブレード８３が、搬送レール７２．７３及びスロ
ット８５を通過して上方に上昇し、ウェーハ１５の下方
エツジに係きする。そしてチャック６０がウェーハを釈
放して、ブレード８３はウェーハ分カセット内部の元の
位置へと下降させ戻すことができる。カセットは次に、
順次に処理されるべき次のウェーハの位置まで前進され
る。
上に位置される。他方、ステッパーモータ手段８０及び
チェーン手段７５がカセットを後退させて、ウェーハ１
５の元の位置はブレード通路上に存置されるようにする
６次にブレード８３が、搬送レール７２．７３及びスロ
ット８５を通過して上方に上昇し、ウェーハ１５の下方
エツジに係きする。そしてチャック６０がウェーハを釈
放して、ブレード８３はウェーハ分カセット内部の元の
位置へと下降させ戻すことができる。カセットは次に、
順次に処理されるべき次のウェーハの位置まで前進され
る。
昇降組立体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
と横切る通常の案内フラット部９１がカセットの下方に
整列する事が望ましい、このようにすると、ウェーハの
各々が、チェンバ内部の処理装置に関して同一位置を示
すことが保証される。更に、その案内フラットが特定の
予め定められた位置にある事を確認するということは、
支持体プレート組立体１８内部のクリップ組立体２０が
正常に機能し、且つ円形のエツジ部分の代わりにはから
ずもウェーハのフラット部と係合する事はないというこ
とを保証する。そのような標準方向を保証するために、
対向する１組のローラ９０が設けられ、それらはレール
フ２と７３に沿ってその間に縦方向に延在し、ローラの
軸線はともにレールに平行になっている。そのローラ９
０は、昇降組立体６８の位置の直前のカセットの通路に
位置され、それにより、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、■つウェーハの円形エツジに軽
く接触する。
ロックへのローディングに先き立ち、ウェーハの標準方
向づけを保証する事が望まれ、そのため各ウェーハの弦
と横切る通常の案内フラット部９１がカセットの下方に
整列する事が望ましい、このようにすると、ウェーハの
各々が、チェンバ内部の処理装置に関して同一位置を示
すことが保証される。更に、その案内フラットが特定の
予め定められた位置にある事を確認するということは、
支持体プレート組立体１８内部のクリップ組立体２０が
正常に機能し、且つ円形のエツジ部分の代わりにはから
ずもウェーハのフラット部と係合する事はないというこ
とを保証する。そのような標準方向を保証するために、
対向する１組のローラ９０が設けられ、それらはレール
フ２と７３に沿ってその間に縦方向に延在し、ローラの
軸線はともにレールに平行になっている。そのローラ９
０は、昇降組立体６８の位置の直前のカセットの通路に
位置され、それにより、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、■つウェーハの円形エツジに軽
く接触する。
動くローラ９０との接触が、ウセット内部のつ工−ハ３
回転させる効果分有し、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Ｊｇ ’Ｑｉする位置になると、ローラ
９０は下方に引っ込む。
回転させる効果分有し、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Ｊｇ ’Ｑｉする位置になると、ローラ
９０は下方に引っ込む。
上述したように、ドア２２が開位置にあるときにはいつ
でも、チェンバの排気された内部環境を大気圧から防護
するために、圧力プレート１６が支持体プレート１８及
び正面壁３２に対して駆動される。圧力プレートとウェ
ーハ支持体プレートとの位置関係を第４図及び第５図に
詳細に示している。第４図は、ロードロック装Ｔ１１２
を形成する要素の前述のサンドイッチ配列を示している
。第５図は、圧力プレートが引っ込んだ位置にあるとき
にそれらの要素の位置関係を示している。また第４図は
、クリップを拡げた後ウェーハがクリップ組立体２０へ
挿入され、クリップ作動手段６２の接触ビン６６が少し
だけ伸長している時の、真空チャック６０の伸長した位
置を示している。−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ト組
立体１８内に固着的に取付けられている。圧力ブレ−１
・１６が後退すると、ウェーハは引き続く処理ステーシ
ョンへ回転される準備が整う、第６図において、真空チ
ャックは後退した位置にあるｌ−Ｊれども、その真空吸
引は作動していて、ウェーハはチェンバドア２２の内側
面６４に対する位置に示されている。これは、もちろん
、ウェーハのロードロックからの除去に先立ち、ウェー
ハがクリップ組立体２０から引き出された直後の、ロー
ドロックの要素及びウェーハの位置を示している。それ
は又、ドアが閉じられた直後の、真空チャックがウェー
ハ支持組立体の開口内部の位置へとウェーハを未だ前進
させていないときの、それらの要素の位置を示している
とも言える。クリップ内部にウェーハを収容させるため
にクリップを拡げるように押す事に先立ち、クリップ作
動手段の接触ビンがクリップに接しているところが示さ
れている。
でも、チェンバの排気された内部環境を大気圧から防護
するために、圧力プレート１６が支持体プレート１８及
び正面壁３２に対して駆動される。圧力プレートとウェ
ーハ支持体プレートとの位置関係を第４図及び第５図に
詳細に示している。第４図は、ロードロック装Ｔ１１２
を形成する要素の前述のサンドイッチ配列を示している
。第５図は、圧力プレートが引っ込んだ位置にあるとき
にそれらの要素の位置関係を示している。また第４図は
、クリップを拡げた後ウェーハがクリップ組立体２０へ
挿入され、クリップ作動手段６２の接触ビン６６が少し
だけ伸長している時の、真空チャック６０の伸長した位
置を示している。−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ト組
立体１８内に固着的に取付けられている。圧力ブレ−１
・１６が後退すると、ウェーハは引き続く処理ステーシ
ョンへ回転される準備が整う、第６図において、真空チ
ャックは後退した位置にあるｌ−Ｊれども、その真空吸
引は作動していて、ウェーハはチェンバドア２２の内側
面６４に対する位置に示されている。これは、もちろん
、ウェーハのロードロックからの除去に先立ち、ウェー
ハがクリップ組立体２０から引き出された直後の、ロー
ドロックの要素及びウェーハの位置を示している。それ
は又、ドアが閉じられた直後の、真空チャックがウェー
ハ支持組立体の開口内部の位置へとウェーハを未だ前進
させていないときの、それらの要素の位置を示している
とも言える。クリップ内部にウェーハを収容させるため
にクリップを拡げるように押す事に先立ち、クリップ作
動手段の接触ビンがクリップに接しているところが示さ
れている。
ウェーハ１５のロードロックへのローディングが完了す
ると、ロードロックは荒く排気されて、１分以内の継続
する周期の間に、成るレベルにまで下がる。そのレベル
はチェンバよりも低く排気された一良好な程度であり、
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 。
ると、ロードロックは荒く排気されて、１分以内の継続
する周期の間に、成るレベルにまで下がる。そのレベル
はチェンバよりも低く排気された一良好な程度であり、
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。
効果的になされうる。その理由は、ロードロックはチェ
ンバに比して容積が小さい〈ウェーハ自身を包含するの
に必要欠くべからざるものだけ）ことにある、短い時間
でロードロックが排気される理由として更に次の事があ
る。
つまり、ロードロック領域の外部からもたらされる付属
支持装置ｔ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ぎるウェーハ表面自身だけである
事である。この事は、プラテンその他の外部からの支持
物がロードロック内に導入されるところの従来技術装置
の状態と対比されるべきである。
支持装置ｔ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ぎるウェーハ表面自身だけである
事である。この事は、プラテンその他の外部からの支持
物がロードロック内に導入されるところの従来技術装置
の状態と対比されるべきである。
そのような支持物は、ガス吸気負荷に非常に大きく寄与
してしまう十分な面積を有する。もちろん、外部から導
入されるそのような支持物がないことは、汚染の危険を
低下させるのに著しく寄与する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力プレー
ト部分は、ウェーハとともには回転せず、他の加工ステ
ージョンから離れているローディングステーション位置
にそのまま残り、更に蒸着中にはチェンバ環境から密封
される。
してしまう十分な面積を有する。もちろん、外部から導
入されるそのような支持物がないことは、汚染の危険を
低下させるのに著しく寄与する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力プレー
ト部分は、ウェーハとともには回転せず、他の加工ステ
ージョンから離れているローディングステーション位置
にそのまま残り、更に蒸着中にはチェンバ環境から密封
される。
ウェーハがロードロックチージョン１２へロードされ及
び／又はアンロードされている間、圧力ブレ−１−１６
は第４図のようなその作動的前進位置にあり、それによ
り、支持体プレートｕ１立体１８がチェンバの正面壁３
２に対して押しつけられ、圧カブｌ／−１−は同時に他
のステーションにあるウェーハを押圧して、それらのス
テーションにおける処理装置に接触又は接近させてウェ
ーハを加工状態にする１例えば、ロードロツタステーシ
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、ウェーハよりもいくらか小径の
円筒形支持部材９３から成り、加熱素子９７１として例
えばセラミックディスクと含んでいる。セラミックディ
スクの中には抵抗線が埋設されて、セラミックディスク
の表面は、制御可能に加熱されその平坦表面にわたって
ほぼ−様な温度にされる。ウェーハ加熱手段９２は、処
理チェンバの正面壁３２上に取付けられそこの密封され
た開口内にあって、その要素の加熱表面はチェンバ正面
壁３２の平面かられずかに突き出ている。圧力プレート
１６が弛緩状層にあるときは、チェンバの正面壁に対す
る圧力ブレ−！−の位置は十分に間隔があり、加熱表面
は支持体プレー１−又はその内部のウェーハに接近して
いない、しかしながら、圧力プレート１６が作動的前進
位置にあるときは、ウェーハ支持体プレー１−４２はチ
ェンバの正面壁３２に対して加圧され、それにより、加
熱表面と加熱ステーションに設定されたウェーハとの間
隔は非常に接近する。しかし第７図に見られるように、
加熱表面に接触する程近づくわＩ）ではない。
び／又はアンロードされている間、圧力ブレ−１−１６
は第４図のようなその作動的前進位置にあり、それによ
り、支持体プレートｕ１立体１８がチェンバの正面壁３
２に対して押しつけられ、圧カブｌ／−１−は同時に他
のステーションにあるウェーハを押圧して、それらのス
テーションにおける処理装置に接触又は接近させてウェ
ーハを加工状態にする１例えば、ロードロツタステーシ
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、ウェーハよりもいくらか小径の
円筒形支持部材９３から成り、加熱素子９７１として例
えばセラミックディスクと含んでいる。セラミックディ
スクの中には抵抗線が埋設されて、セラミックディスク
の表面は、制御可能に加熱されその平坦表面にわたって
ほぼ−様な温度にされる。ウェーハ加熱手段９２は、処
理チェンバの正面壁３２上に取付けられそこの密封され
た開口内にあって、その要素の加熱表面はチェンバ正面
壁３２の平面かられずかに突き出ている。圧力プレート
１６が弛緩状層にあるときは、チェンバの正面壁に対す
る圧力ブレ−！−の位置は十分に間隔があり、加熱表面
は支持体プレー１−又はその内部のウェーハに接近して
いない、しかしながら、圧力プレート１６が作動的前進
位置にあるときは、ウェーハ支持体プレー１−４２はチ
ェンバの正面壁３２に対して加圧され、それにより、加
熱表面と加熱ステーションに設定されたウェーハとの間
隔は非常に接近する。しかし第７図に見られるように、
加熱表面に接触する程近づくわＩ）ではない。
真空環境においては、伝熱の主要ａ横は輻射によるもの
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ＳＱ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きよい、この
事は。
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ＳＱ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きよい、この
事は。
スパッター蒸着源の操作のため使用されるアルゴンガス
の微量と、第７図に示された中央パイプ１１４を通して
直接に加熱素子９４とウェーハ１５との間の空間に導入
することにより達成される。アルゴン原子が温度の高い
表面と低いに面とに交互に田突することの結果として、
伝熱が遂行される。伝熱の所望の効率ｆ！−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６１次から２次のオーダで大
きい。
の微量と、第７図に示された中央パイプ１１４を通して
直接に加熱素子９４とウェーハ１５との間の空間に導入
することにより達成される。アルゴン原子が温度の高い
表面と低いに面とに交互に田突することの結果として、
伝熱が遂行される。伝熱の所望の効率ｆ！−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６１次から２次のオーダで大
きい。
ウェーハ加熱部材９２は受板９８をも含み、円筒形支持
部材９３が受板９８に付設されている。受板９８とチェ
ンバ正面壁３２との真空気密がＯリング１１５によって
もたらされる。加熱素子９４内で発生された熱の結果と
して生ずる過熱による０リング１１５の真空気密特製の
劣化を避けるために、受板９８を通過して出入りするコ
ンジット９６及び９７が設けられて、冷却剤を受仮に流
入及び流出するようにして、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
ンバ正面壁３２との真空気密がＯリング１１５によって
もたらされる。加熱素子９４内で発生された熱の結果と
して生ずる過熱による０リング１１５の真空気密特製の
劣化を避けるために、受板９８を通過して出入りするコ
ンジット９６及び９７が設けられて、冷却剤を受仮に流
入及び流出するようにして、０リング１１５の気密状態
を維持することができる。
成る応用例においては、当業者によく知られた方法を用
いる無線周波ス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
スパッターエッチ操作を演すると、要求される無線周波
電力の適用はウェーハ温度を不必要な又は受容できない
レベルにまで上昇させるかも知れない、この問題は５再
びガス伝１さの使用３通して軽減されるであろう、この
時は、ウェーハから冷却されたヒートシンクへと熱の移
送がある。
スパッターエッチ操作を演すると、要求される無線周波
電力の適用はウェーハ温度を不必要な又は受容できない
レベルにまで上昇させるかも知れない、この問題は５再
びガス伝１さの使用３通して軽減されるであろう、この
時は、ウェーハから冷却されたヒートシンクへと熱の移
送がある。
第８図に示された適切なウェーハ冷却手段１１８が、受
板１２０に取付けられた円筒形のヒートシンク部材１１
９がら成っている。受板１２０とチェンバ正面壁３２と
の間の真空気密が、Ｏ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１２・５を有している。第８図に示されるように中央
パイプ１２６が設けられて、スパッター蒸着源の操作の
ために使用されるアルゴンガスの微量を、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。アルゴンガスのそのような導入は、ウェ
ーハ１５からヒートシンク１】９への伝熱率を増大させ
ることにより、冷却Ｗ＋’ｒ ｋ増大する。
板１２０に取付けられた円筒形のヒートシンク部材１１
９がら成っている。受板１２０とチェンバ正面壁３２と
の間の真空気密が、Ｏ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１２・５を有している。第８図に示されるように中央
パイプ１２６が設けられて、スパッター蒸着源の操作の
ために使用されるアルゴンガスの微量を、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。アルゴンガスのそのような導入は、ウェ
ーハ１５からヒートシンク１】９への伝熱率を増大させ
ることにより、冷却Ｗ＋’ｒ ｋ増大する。
この事は、第７図に関連してｎ１ｊに述べたような加熱
ステーション２８の場合における、加熱素子９４からウ
ェーハ１５への伝熱の率が増大されたことと同様である
。
ステーション２８の場合における、加熱素子９４からウ
ェーハ１５への伝熱の率が増大されたことと同様である
。
ウェーハが前進される次のステーションは、コーティン
グステーション１４であり、それはチェンバの背面（又
は後方）プレート９９に取付けられている（第９図）、
圧カプレート１６内部に円形の開口１０１が設けられて
、支持体プレート組立体１８によりコーチインゲスデー
ジョンへと進められてきたウェーハのスパッタリング源
によるコーティングがその開口１０１を通して可能にな
る。シャッター１０２が設けられて、支持体プレート組
立体の回転中ウェーハがコーティングステーションに存
置されていないときに、コーティング材料がブロックさ
れうる。第９図は、コーティングステーション１４にお
ける要素の関係をより詳細に示している。
グステーション１４であり、それはチェンバの背面（又
は後方）プレート９９に取付けられている（第９図）、
圧カプレート１６内部に円形の開口１０１が設けられて
、支持体プレート組立体１８によりコーチインゲスデー
ジョンへと進められてきたウェーハのスパッタリング源
によるコーティングがその開口１０１を通して可能にな
る。シャッター１０２が設けられて、支持体プレート組
立体の回転中ウェーハがコーティングステーションに存
置されていないときに、コーティング材料がブロックさ
れうる。第９図は、コーティングステーション１４にお
ける要素の関係をより詳細に示している。
第９図の配置が示しているのは、チェンバの正面壁３２
に対してウェーハ支持体プレート１８を押しつけるため
の作動的前進位置にある圧力プレートによる移動に先立
った配置における要素であるという事に注意すべきであ
る。したがってコーティング中のウェーハの位には、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（ほ
ぼ毎分当り１０．０００オングスロトーム）含有するウ
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）、そして後方説ガスの生成物がスパ
ッタリング源を取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優先的に結合すること
である。
に対してウェーハ支持体プレート１８を押しつけるため
の作動的前進位置にある圧力プレートによる移動に先立
った配置における要素であるという事に注意すべきであ
る。したがってコーティング中のウェーハの位には、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（ほ
ぼ毎分当り１０．０００オングスロトーム）含有するウ
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）、そして後方説ガスの生成物がスパ
ッタリング源を取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優先的に結合すること
である。
更に他の利益は、個々のウェーハの金属化が鉛直方向の
ウェーハによって遂行されること、そして更にその金属
化がおこなわれてもウ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ｔｌなとしても、鉛直になったウェーハ表面上
にこのような成分の到着する機会は、ウェーハが水平方
向に向いている場合と比較して非常に減少することは明
らかである。金属化の間に、チェンバ内のすべての運動
が休止することは、機械的運動、衝撃又は振動があられ
れないということである。この運動、＠撃又は振動は、
例えば浮遊する金属材料をウェーハ支持構造物、シール
ド及び他のこのような表面から移動さぜることによりデ
ブリ発生を増進させる傾向をもつものである。加えて、
本装置においては、シールド、その他の構造物上に生成
したこのような浮遊によるコーティング上の応力は、繰
り返して空気に露曝されることがないこと、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ず
こと、さらに装置のいろいろな部分を動かさないことに
より減少させられる。ウェーハを支持するクリップ組立
体の非常に小さな４７４造物は、通常の動作中に空気に
自らでさえも３１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、乾燥した窒素ガスの環
境の中で通常に作動されるからである。
ウェーハによって遂行されること、そして更にその金属
化がおこなわれてもウ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ｔｌなとしても、鉛直になったウェーハ表面上
にこのような成分の到着する機会は、ウェーハが水平方
向に向いている場合と比較して非常に減少することは明
らかである。金属化の間に、チェンバ内のすべての運動
が休止することは、機械的運動、衝撃又は振動があられ
れないということである。この運動、＠撃又は振動は、
例えば浮遊する金属材料をウェーハ支持構造物、シール
ド及び他のこのような表面から移動さぜることによりデ
ブリ発生を増進させる傾向をもつものである。加えて、
本装置においては、シールド、その他の構造物上に生成
したこのような浮遊によるコーティング上の応力は、繰
り返して空気に露曝されることがないこと、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ず
こと、さらに装置のいろいろな部分を動かさないことに
より減少させられる。ウェーハを支持するクリップ組立
体の非常に小さな４７４造物は、通常の動作中に空気に
自らでさえも３１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、乾燥した窒素ガスの環
境の中で通常に作動されるからである。
密接に連結したウ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なのよいものを含ん
でいる。ウェーハ表面上のある点での付着の局在率は、
半径位置及びウェーハ表面の地形状、つまり、その付着
の位置の表面が平らかどうか、又はステップ若しくはｉ
ｌ＆の側壁若しくは底部、又は（ＩｌｌｒＡｖ、の内側
若しくは外側に向くことに依存する。このことについて
は、以下で更に記述する。ウェーハがスパッタリング源
に関して静止状態にあるから、各点での蒸着が、蒸着物
全体にわたって、時間的に変化する割合で進められるの
ではなく、−定の割合で進められる（蒸着源に一定の出
力を印加すると仮定している）、従って、いろいろな点
での蒸着の厚さ及び表面の地形状は、同心的に設置され
た蒸着源及びウェーハを通る共通軸のまわりで径方向に
対称となる。 更に、前述で暗示したように、コーティ
ングの中に取り込まれた汚染の水準が、汚染バックグラ
ンド・ガス（酸素のようなガス）の分子及びスパッタコ
ーティング材料（アルミニウムのような材料）の原子の
ウェーハ表面での相対的な到着率に依存する。汚染バッ
クグランドガスの分圧が一定の割りでＡ’Ａ Ｕしてい
る間に一定して残っているならばコーティングの中に取
り込まれた局所的汚染水準は、蒸着された膜の厚さ仝休
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なのよいものを含ん
でいる。ウェーハ表面上のある点での付着の局在率は、
半径位置及びウェーハ表面の地形状、つまり、その付着
の位置の表面が平らかどうか、又はステップ若しくはｉ
ｌ＆の側壁若しくは底部、又は（ＩｌｌｒＡｖ、の内側
若しくは外側に向くことに依存する。このことについて
は、以下で更に記述する。ウェーハがスパッタリング源
に関して静止状態にあるから、各点での蒸着が、蒸着物
全体にわたって、時間的に変化する割合で進められるの
ではなく、−定の割合で進められる（蒸着源に一定の出
力を印加すると仮定している）、従って、いろいろな点
での蒸着の厚さ及び表面の地形状は、同心的に設置され
た蒸着源及びウェーハを通る共通軸のまわりで径方向に
対称となる。 更に、前述で暗示したように、コーティ
ングの中に取り込まれた汚染の水準が、汚染バックグラ
ンド・ガス（酸素のようなガス）の分子及びスパッタコ
ーティング材料（アルミニウムのような材料）の原子の
ウェーハ表面での相対的な到着率に依存する。汚染バッ
クグランドガスの分圧が一定の割りでＡ’Ａ Ｕしてい
る間に一定して残っているならばコーティングの中に取
り込まれた局所的汚染水準は、蒸着された膜の厚さ仝休
にわたって均一となる。
対！虞的に、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
術による装置の場合に、金属膜は層状に蒸着され、望ん
でいない層状になった汚染水準の形状に順に至ってしま
う。
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
術による装置の場合に、金属膜は層状に蒸着され、望ん
でいない層状になった汚染水準の形状に順に至ってしま
う。
ここで、第９図に示されたスパッタリング源１００の詳
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分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詳しく示され
ている。このようなスパッタリング源の一例が、１９７
８年７月１１日発行の米国時：↑だい４，１００．０５
５号にＲ，Ｍ、レイニーによる“スパッタリング装置に
対するターゲット形状”の中に詳細に開示されている。
論に戻ると、そこでの放出端がリング形状ターゲット１
１２分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詳しく示され
ている。このようなスパッタリング源の一例が、１９７
８年７月１１日発行の米国時：↑だい４，１００．０５
５号にＲ，Ｍ、レイニーによる“スパッタリング装置に
対するターゲット形状”の中に詳細に開示されている。
このようなスパッタリング源がまた、登録商標“５−Ｇ
ｕｎ”の下でパリアン・アソシエイツ・インコーホレイ
テッドにより製造され、商業化されている。このような
スパッタコーティング源が磁気的に閉じ込められたガス
吐出に利用され、またアルゴンガスの大気圧以下の内部
ガス環境も必要とされている、リング形状ターゲットを
含む他のスパッタリング源はまた、例えば平面型マグネ
トロン源として使用することもできる。
ｕｎ”の下でパリアン・アソシエイツ・インコーホレイ
テッドにより製造され、商業化されている。このような
スパッタコーティング源が磁気的に閉じ込められたガス
吐出に利用され、またアルゴンガスの大気圧以下の内部
ガス環境も必要とされている、リング形状ターゲットを
含む他のスパッタリング源はまた、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Ｓ ｌ；ｕｎターゲット
１１２に衝突する。そのイオンは、望み通り蒸着される
コーティング用のスパッタリング源の材料、たとえばア
ルミニウムから作られる。
１１２に衝突する。そのイオンは、望み通り蒸着される
コーティング用のスパッタリング源の材料、たとえばア
ルミニウムから作られる。
従って、その給源の材料は、その給源から外に向ってタ
ーゲットからスパッタリングをおこされる。そのスパッ
ターコーティング処理は、真空チェンバ１０の大気圧以
下で制御された環境の下でおこなわれる。その中での主
要なガスは、通常ではアルゴンであって、ガス吐出を助
けるために非常に低圧にして故意に導入されている。
ーゲットからスパッタリングをおこされる。そのスパッ
ターコーティング処理は、真空チェンバ１０の大気圧以
下で制御された環境の下でおこなわれる。その中での主
要なガスは、通常ではアルゴンであって、ガス吐出を助
けるために非常に低圧にして故意に導入されている。
そのガス吐出を助けるために必要なアルゴン圧は、ほぼ
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、５い
ろなウェーハ処理ステーションに故意に導入されたアル
ゴンから都合よく移ることが知られている。このことに
ついて、以下でウェーハ加熱ステーション２８及びウェ
ーハ冷却手段１１８と関連して記述する。
２〜２０ミクロンの範囲であり、以下で記述するように
コーティングの品質に影響を与えることがわかった。こ
のような吐出を助けるのに必要なアルゴンが、い、５い
ろなウェーハ処理ステーションに故意に導入されたアル
ゴンから都合よく移ることが知られている。このことに
ついて、以下でウェーハ加熱ステーション２８及びウェ
ーハ冷却手段１１８と関連して記述する。
第９及び第１０図かられかるように、スパッタリング源
１００は、内径及び外径を有し、それらを連結した形状
であって、平均して約３０度だけ内側にほぼ倒立した円
錐形状を有するリング形状給源としてもよい、実際上、
ターゲラ１〜１１２の形状がターゲットの７７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
８例えば、上に記載した米国特許第４，１００，０５５
すを参照、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、ターゲラ
）−１１２から発するｍ要な微量の材料は、依然として
給源の軸線に向って内側に方向付けされている。加えて
、外に向くことになるターゲットのより侵食された底部
からのいくらかの材料は、実際に侵食された側壁によっ
てさえぎられるだろう、その側壁では、大体内側に向っ
て再スパツタリングがおこるかもしれない、従って、タ
ーゲットの侵食があったとしても、スパッタリング１０
０は、リング形状給源と同様に作動すると特性化させら
れるし、有効にほぼ倒立した円錐形状となりうる。ほぼ
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、ほぼ
内側に向けられるためだと信じられる。
１００は、内径及び外径を有し、それらを連結した形状
であって、平均して約３０度だけ内側にほぼ倒立した円
錐形状を有するリング形状給源としてもよい、実際上、
ターゲラ１〜１１２の形状がターゲットの７７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
８例えば、上に記載した米国特許第４，１００，０５５
すを参照、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、ターゲラ
）−１１２から発するｍ要な微量の材料は、依然として
給源の軸線に向って内側に方向付けされている。加えて
、外に向くことになるターゲットのより侵食された底部
からのいくらかの材料は、実際に侵食された側壁によっ
てさえぎられるだろう、その側壁では、大体内側に向っ
て再スパツタリングがおこるかもしれない、従って、タ
ーゲットの侵食があったとしても、スパッタリング１０
０は、リング形状給源と同様に作動すると特性化させら
れるし、有効にほぼ倒立した円錐形状となりうる。ほぼ
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、ほぼ
内側に向けられるためだと信じられる。
第９Ｉ２１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３１ｊ行な関係に保たれている。そ
のウェーハは、クリップ組立体２０によって比較的薄い
ウェーハ支持体プレート１■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１０Ｕ：！Ｊの略
示的図でより分解的に示されている。この図は、有効給
源ターゲット−ウェーハ間隔Ｘ、コーティングされたウ
ェーハにそってその中心から測った半径位置ｒを定義す
るのに役立てるものである。
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３１ｊ行な関係に保たれている。そ
のウェーハは、クリップ組立体２０によって比較的薄い
ウェーハ支持体プレート１■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１０Ｕ：！Ｊの略
示的図でより分解的に示されている。この図は、有効給
源ターゲット−ウェーハ間隔Ｘ、コーティングされたウ
ェーハにそってその中心から測った半径位置ｒを定義す
るのに役立てるものである。
これらの貝を定義する際、給源ｅ！Ｉ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
べへ平面となるものであって、この基準平面とは、ター
ゲラｌ−の寿命の終りまでにこの基準平面の上下におけ
るイ）食された材料の旦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料の旦がその直径
の内側で侵食されたその量と等しくなるような直径であ
る。従って、Ｘは、解析的にに゛うと、ウェーハと平面
ＰＳとの間の距間である。
一のものとみることが有益である。この有効平面は、基
べへ平面となるものであって、この基準平面とは、ター
ゲラｌ−の寿命の終りまでにこの基準平面の上下におけ
るイ）食された材料の旦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料の旦がその直径
の内側で侵食されたその量と等しくなるような直径であ
る。従って、Ｘは、解析的にに゛うと、ウェーハと平面
ＰＳとの間の距間である。
商業的に役に立つような聾型的なスパッタリング源１０
０を、第１０図で示されているように、実際的に、ター
ゲットの外直径及び内直径をそれぞれ５．１５インチ（
１３，１ｃｍ）及び２．１２インチ＜５．４ｃｍ）とし
、ターゲットの高さを０．８８インチ（２，２４ｃｍ）
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（′）・１．６インチ＜ １１．７ｃｍ）である、
同様に、給源の有効平面Ｐ８がイ・２食されていないタ
ーゲラＩ・の１ｌｌｉ端の下方に約０．５インチ（１，
２７ｃ糟）の所にりることかわかるで！）ろう。
０を、第１０図で示されているように、実際的に、ター
ゲットの外直径及び内直径をそれぞれ５．１５インチ（
１３，１ｃｍ）及び２．１２インチ＜５．４ｃｍ）とし
、ターゲットの高さを０．８８インチ（２，２４ｃｍ）
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（′）・１．６インチ＜ １１．７ｃｍ）である、
同様に、給源の有効平面Ｐ８がイ・２食されていないタ
ーゲラＩ・の１ｌｌｉ端の下方に約０．５インチ（１，
２７ｃ糟）の所にりることかわかるで！）ろう。
意外にも、非常に良いブレーナの均−性及びより優れた
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を保ち続けること、そ
してこのようなコーティングが、特定の幾何学的及び位
置的制約が観測され、適切な内部ガス環境及び圧力が保
たれる限り、ほぼ１分という比鴨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、 Ｊｌ’常によい
均−性及び優れたステップカバレージを得るためのこれ
ら必須条件は、期待されうるこれらの因子についての改
良の程度はもちろん、第１１〜１５図でグラフにより説
明されている。ここで使用され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Ｉｕさの割きであることは
わかるであろう、従って、例により、均一性はウェーハ
の中心の厚さを１と規格化する。
ステップカバレージを有した半導体のブレーナが可能で
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を保ち続けること、そ
してこのようなコーティングが、特定の幾何学的及び位
置的制約が観測され、適切な内部ガス環境及び圧力が保
たれる限り、ほぼ１分という比鴨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、 Ｊｌ’常によい
均−性及び優れたステップカバレージを得るためのこれ
ら必須条件は、期待されうるこれらの因子についての改
良の程度はもちろん、第１１〜１５図でグラフにより説
明されている。ここで使用され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Ｉｕさの割きであることは
わかるであろう、従って、例により、均一性はウェーハ
の中心の厚さを１と規格化する。
第１１及び第１２図では、半径位置１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人面上への蒸着
のＪ７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洞室である。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
の距術Ｘがそれぞれ２．３．４そしてラインチな取った
ときのものである。第１２図では、両均−性の曲線は、
給源からウェーハまでの距Ｆｉｌ Ｘが４インチである
ときのものである。しかし、一方は２ミクロン圧のアル
ゴンの環境に対してであり、他方は１０ミクロン圧のア
ルゴンの環境に対してである。
てウェーハ１５の主要な最上のブレーナ人面上への蒸着
のＪ７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洞室である。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
の距術Ｘがそれぞれ２．３．４そしてラインチな取った
ときのものである。第１２図では、両均−性の曲線は、
給源からウェーハまでの距Ｆｉｌ Ｘが４インチである
ときのものである。しかし、一方は２ミクロン圧のアル
ゴンの環境に対してであり、他方は１０ミクロン圧のア
ルゴンの環境に対してである。
第１１図では、ウェーハ１５のブレーナ表面全体の′Ａ
＋４’の均一性が、有効給源直径Ｄｓがウェーハの直径
Ｄｗより６大きい限り、給源とつ工−ハの間の相対的な
運動がなくても非常に良いという驚くべき結果が示され
ている。特に、第１１Ｕ！４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０．４Ｄｓから１．１Ｄｓ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 ｗａｎに
が約０．９Ｄｓ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ｆｌＤｓ＝−１，６イン
チの給源に対しては約２゜１インチ）。
＋４’の均一性が、有効給源直径Ｄｓがウェーハの直径
Ｄｗより６大きい限り、給源とつ工−ハの間の相対的な
運動がなくても非常に良いという驚くべき結果が示され
ている。特に、第１１Ｕ！４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０．４Ｄｓから１．１Ｄｓ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 ｗａｎに
が約０．９Ｄｓ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ｆｌＤｓ＝−１，６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値ｎｒで）
、均一性は±８．８％よりもよい、換言すれば、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（１１，７４ｃ端）の有効給源分有し、
３ミクロンアルゴン圧のｖＡ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０．４０ｓ
から１．１０ｓ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
０．４ＯＳから０．９０ｓまでの範囲と限ることにより
、ブレーナ均一性は、更に第１１図でわかるように、１
５％よりもよく改良されている。 前述のブレーナ均一
性の数値は、蒸着が遂行された環境のアルゴンの圧力に
より影響を受けるであろうが、しかし前記の驚くべき均
一性の結果は、それにもかかわらず持続している。とり
わけ圧力（以下余白） 因子の彩管を考えると、第１２［４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
こるかを示している。１つの条件は、２ミクロン圧のア
ルゴンの環境、他方は１０ミクロン圧のアルゴンの環境
。
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値ｎｒで）
、均一性は±８．８％よりもよい、換言すれば、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（１１，７４ｃ端）の有効給源分有し、
３ミクロンアルゴン圧のｖＡ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０．４０ｓ
から１．１０ｓ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
０．４ＯＳから０．９０ｓまでの範囲と限ることにより
、ブレーナ均一性は、更に第１１図でわかるように、１
５％よりもよく改良されている。 前述のブレーナ均一
性の数値は、蒸着が遂行された環境のアルゴンの圧力に
より影響を受けるであろうが、しかし前記の驚くべき均
一性の結果は、それにもかかわらず持続している。とり
わけ圧力（以下余白） 因子の彩管を考えると、第１２［４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
こるかを示している。１つの条件は、２ミクロン圧のア
ルゴンの環境、他方は１０ミクロン圧のアルゴンの環境
。
２ミクロン圧のアルゴンで、±１０％の均一性がほぼ４
．３インチ（１０，９ｃｍ）の最大ウェーハ直径（ほぼ
２．２インチ（５，６ｃｍ）の半径位置）まで１５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、ほぼ３゜６インチ（ほぼ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、均一性が２ミクロン
のアルゴン圧に対して約±４％であり、１０ミクロンの
アルゴン圧に対してほぼ±７％になり、共に多くの半導
体ウェーハの応用に対してより優れた結果であるとわか
るであろう。
．３インチ（１０，９ｃｍ）の最大ウェーハ直径（ほぼ
２．２インチ（５，６ｃｍ）の半径位置）まで１５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、ほぼ３゜６インチ（ほぼ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、均一性が２ミクロン
のアルゴン圧に対して約±４％であり、１０ミクロンの
アルゴン圧に対してほぼ±７％になり、共に多くの半導
体ウェーハの応用に対してより優れた結果であるとわか
るであろう。
第１５図では、更にアルゴン環境の圧力の影響が示され
ている。この図で、給源−ウエーハ間開４インチに対し
て、プレーナカバレージが２つの半径位置、一方が１，
５インチ（３，８１ＣＩＩ）で他方が２．０インチに対
してアルゴン圧の５２０７１４位の関数として示されて
いる０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も急激であると
わかるであろう、しかし、５ミクロンから１５ミクロン
まで、均一性の変化は、両方とも数パーセントのオーダ
で非常に小さい、従って、プレーナ均一性が、５ミクロ
ンから１５ミクロンまでの間の中でアルゴン圧の変化に
非常に敏感でなく、このことが以下で詳細に説明される
ように、ステップカバレージを最適化する際に重要にな
り、アルゴン圧の変化により、より大きな影響を受ける
という驚くべき事実であることがわかるであろう。
ている。この図で、給源−ウエーハ間開４インチに対し
て、プレーナカバレージが２つの半径位置、一方が１，
５インチ（３，８１ＣＩＩ）で他方が２．０インチに対
してアルゴン圧の５２０７１４位の関数として示されて
いる０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も急激であると
わかるであろう、しかし、５ミクロンから１５ミクロン
まで、均一性の変化は、両方とも数パーセントのオーダ
で非常に小さい、従って、プレーナ均一性が、５ミクロ
ンから１５ミクロンまでの間の中でアルゴン圧の変化に
非常に敏感でなく、このことが以下で詳細に説明される
ように、ステップカバレージを最適化する際に重要にな
り、アルゴン圧の変化により、より大きな影響を受ける
という驚くべき事実であることがわかるであろう。
十分に満足のいくコーティングを得るために、ウェーハ
１５の主要なプレーナ表面内の消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。側壁がウェーハの主要なプレーナ表面に（
Ｊぼ垂＋ｑ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。
１５の主要なプレーナ表面内の消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。側壁がウェーハの主要なプレーナ表面に（
Ｊぼ垂＋ｑ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゛コンピュータシュミレーション及び電子
マイクロスコープによるＡ１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・サイエンテイフイ
ク・テクノロジー１５巻１３−１５ページ（１月−２月
、１９７８）の最近の記事で、金居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）フ才ｌ・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本件、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跳い
をおこさぜることを決して示し°（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、ブレーリ゛カバレージの非常に良い
均一性を生じさせた多くの形状はまだ良いステップカバ
レージをおこなうけれども、給源−ウェーハの間隔の範
囲及び値、並びにつ工−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゛コンピュータシュミレーション及び電子
マイクロスコープによるＡ１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・サイエンテイフイ
ク・テクノロジー１５巻１３−１５ページ（１月−２月
、１９７８）の最近の記事で、金居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）フ才ｌ・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本件、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跳い
をおこさぜることを決して示し°（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、ブレーリ゛カバレージの非常に良い
均一性を生じさせた多くの形状はまだ良いステップカバ
レージをおこなうけれども、給源−ウェーハの間隔の範
囲及び値、並びにつ工−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（ヒバラメータを定
義するのに助けとなり、半径位置の関数として側壁カバ
レージの厚さの測定値をグラフにしである。各半径位置
でのすべては、その半径位置でのプレーナ表面上に得ら
れるであろう蒸着の厚さに規格化される。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１
ｔｌＩＩ９ ｔ −（ｒ 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、その半径位置でのプレーナ表面上に得ら
れるであろう蒸着の厚さに規格化される。物理的に、こ
のことは、ウェーハに形成され溝がウェーハの中心に向
くのと、ウェーハの中心から外へ向くのと両面を含む１
ｔｌＩＩ９ ｔ −（ｒ してもよいからである。
着くまでもなく、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
１ｍ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６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ｌｌ１１壁に対する半径位置
に対応している。プレーナ表面カバレージのパーセンテ
ージとしてＩｔ！Ｉｆ璧カバレージを垂直軸にとり、且
つ前述したように規格化しであることが更にわかるであ
ろう１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
１ｍ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６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ｌｌ１１壁に対する半径位置
に対応している。プレーナ表面カバレージのパーセンテ
ージとしてＩｔ！Ｉｆ璧カバレージを垂直軸にとり、且
つ前述したように規格化しであることが更にわかるであ
ろう１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１
側壁カバレージが３ミクロンから１０ミクロンの範囲の
アルゴン人気の圧力を上昇させてドラマチックに改良さ
れたことの中に表われている。このことは、給源−ウェ
ーハの間隔の範囲に対して、たとえば、Ｘ＝３及びＸ＝
４の両方に正しい、第１４図（Ｘ−３インチ）で、（Ｉ
！１壁カバレージは、たとえば、半径位置２．０インチ
（直径４インチのウェーハの縁に対応する）で４％弱か
らほぼ１２％まで、そして直径３インチのウェーハの縁
で１５％から２０％に増加する。第１３図（Ｘ＝４イン
チ）かられかるように、１ｌＪｌｌ壁カバレージは、３
イン° チウエーハの縁でほぼ９％からほぼ１７％に増
加する。また、同様の一最的な給源−ウエーハ距離及び
良いプレーナカバレージとなるように見出されたウェー
ハと給源との間の同種の関係がまた、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考えられるようなときに、良いｆ
！ｔｉ 壁カバレージになることもわかるであろう。
い事実が、外向きの側壁をコートするのにより困難な１
側壁カバレージが３ミクロンから１０ミクロンの範囲の
アルゴン人気の圧力を上昇させてドラマチックに改良さ
れたことの中に表われている。このことは、給源−ウェ
ーハの間隔の範囲に対して、たとえば、Ｘ＝３及びＸ＝
４の両方に正しい、第１４図（Ｘ−３インチ）で、（Ｉ
！１壁カバレージは、たとえば、半径位置２．０インチ
（直径４インチのウェーハの縁に対応する）で４％弱か
らほぼ１２％まで、そして直径３インチのウェーハの縁
で１５％から２０％に増加する。第１３図（Ｘ＝４イン
チ）かられかるように、１ｌＪｌｌ壁カバレージは、３
イン° チウエーハの縁でほぼ９％からほぼ１７％に増
加する。また、同様の一最的な給源−ウエーハ距離及び
良いプレーナカバレージとなるように見出されたウェー
ハと給源との間の同種の関係がまた、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考えられるようなときに、良いｆ
！ｔｉ 壁カバレージになることもわかるであろう。
更に、これら一般的なパラメータの中で、よく特別な範
囲が、】Ｕも改良されたｎｔｑ壁カバレージに対して四
昧深いものである。特に、給源−ウエーハ距ｆａＸが０
．４ＤＳから０．９０ｓ（ｔ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
．７［１４３（又は、有効給源半径０ｓ−４゜６インチ
とするとＤｗ＝３．２インチ”８．１３ｃｍまで）以内
のウェーハ直径に対して、プレーナ蒸着の均一性が１１
０％よりもよいばかりか、Ｆｃｌトの側壁カバレージが
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−ウニーへ′＃敲Ｘ＝３
インチ）でわかったように、側壁カバレージが３インチ
のウェーハの縁の外のプレーナカバレージの少なくとも
２０％で、Ｘ＝４インチでは側壁カバレージは同じ場合
に少なくとも１７％である。
囲が、】Ｕも改良されたｎｔｑ壁カバレージに対して四
昧深いものである。特に、給源−ウエーハ距ｆａＸが０
．４ＤＳから０．９０ｓ（ｔ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
．７［１４３（又は、有効給源半径０ｓ−４゜６インチ
とするとＤｗ＝３．２インチ”８．１３ｃｍまで）以内
のウェーハ直径に対して、プレーナ蒸着の均一性が１１
０％よりもよいばかりか、Ｆｃｌトの側壁カバレージが
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−ウニーへ′＃敲Ｘ＝３
インチ）でわかったように、側壁カバレージが３インチ
のウェーハの縁の外のプレーナカバレージの少なくとも
２０％で、Ｘ＝４インチでは側壁カバレージは同じ場合
に少なくとも１７％である。
模範的な結果のセットを１０ミクロンのコーディングの
間のアルゴン圧及び０．４１）ｓから０．９０ｓの範囲
の給源−基板距術に対する」−記のデータから、下記の
通り表にできる。
間のアルゴン圧及び０．４１）ｓから０．９０ｓの範囲
の給源−基板距術に対する」−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、上１０％よりもよ
い均−性及び１０％よりもはるかによい側壁カバレージ
に対して、最小有効給源半径Ｏｓは、４インチの直径の
ウェーハに対して５．フインチ（１４，５ｃｍ）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（
１８４０Ｃ噌）にほぼ等しい。
対して得られる。従って、たとえば、上１０％よりもよ
い均−性及び１０％よりもはるかによい側壁カバレージ
に対して、最小有効給源半径Ｏｓは、４インチの直径の
ウェーハに対して５．フインチ（１４，５ｃｍ）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（
１８４０Ｃ噌）にほぼ等しい。
増加するアルゴン圧の環境の１ｌｌｌ壁カバレージにお
けるｌｆＩ！測された改良点のいくつかは、給源とウェ
ーハ間の空間に局在するスパッタリングされた原子とア
ルゴンガスの原子との間の衝突の結果から生ずると信じ
られている。従って、スパッタリングされた原子は、蒸
着の視線から影となった領域内の角のまわり及び縁にわ
たっである“ｆｉｋ乱ガス“である、Ｓｌ−、Ｍフォト
グラフィーは、１０ミクロンアルゴン圧を使用して得ら
れたステップカバレージが、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。
けるｌｆＩ！測された改良点のいくつかは、給源とウェ
ーハ間の空間に局在するスパッタリングされた原子とア
ルゴンガスの原子との間の衝突の結果から生ずると信じ
られている。従って、スパッタリングされた原子は、蒸
着の視線から影となった領域内の角のまわり及び縁にわ
たっである“ｆｉｋ乱ガス“である、Ｓｌ−、Ｍフォト
グラフィーは、１０ミクロンアルゴン圧を使用して得ら
れたステップカバレージが、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、ラム蒸着の間、基板
を３００℃に近い温度に加熱することにより改良をおこ
ないうろことは、更に知られている（たとえば、上述で
参照したブレツク等による文献を９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
ハの関連をもって、コーティング中に、高い蒸着率が実
現でき、たとえば、毎分１０，０００人で、かなりの熱
が発生する。
を３００℃に近い温度に加熱することにより改良をおこ
ないうろことは、更に知られている（たとえば、上述で
参照したブレツク等による文献を９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
ハの関連をもって、コーティング中に、高い蒸着率が実
現でき、たとえば、毎分１０，０００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ｌ ｃｍ”≠１つほぼ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。ＩＪ′
ｆ：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′Ａ置では、ウェーハは、ウェーハ支持体横遣との
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て′あった。さら
に−枚のウェーハに対する蒸着率は非常に高くはなかっ
た。処理の間中、ウェーハ温度全体の制御は所望するも
のを多く放置することになった。
た原子の運動エネルギーに加えてアルミニウムの凝結の
熱は、」−記蒸着率でｌ ｃｍ”≠１つほぼ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。ＩＪ′
ｆ：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′Ａ置では、ウェーハは、ウェーハ支持体横遣との
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て′あった。さら
に−枚のウェーハに対する蒸着率は非常に高くはなかっ
た。処理の間中、ウェーハ温度全体の制御は所望するも
のを多く放置することになった。
対照的に、本発明の装置では、ウェーハは個々的方式で
操作されている。加えて、ウェーハは計重的に保たれる
が、いろいろな処理ステーションにあるし、そこでは密
に連結している（ロードロックステーションを除いて）
、更に、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、ウェーハは計重的に保たれる
が、いろいろな処理ステーションにあるし、そこでは密
に連結している（ロードロックステーションを除いて）
、更に、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つの帰結として、各処理ステーショ
ンに個々的にウェーハの温度を制御するために９２のよ
うな手段を設けることが今や可能になった。特に、本発
明の温度Ｖｌｔ３１１は、ウェーハ加熱ステーション２
８及びウェーハ冷却手段１１８と連係して前述したガス
伝熱手「ｑにより上述のように成し遂げられる。これら
の手段は、１１；ｆ述したようなウェーハの：１１′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（ｉＴ動に対して少なくとも必要とさｉするだけ
の公社〉を導入することにより、排気環境の下でウェー
ハを加熱又は冷却するという問題を解決する。このよう
なウェーハ加熱又は冷却手段は、どこかの場所、たとえ
ばコーティングステーションに使用することもできるだ
ろう。
ンに個々的にウェーハの温度を制御するために９２のよ
うな手段を設けることが今や可能になった。特に、本発
明の温度Ｖｌｔ３１１は、ウェーハ加熱ステーション２
８及びウェーハ冷却手段１１８と連係して前述したガス
伝熱手「ｑにより上述のように成し遂げられる。これら
の手段は、１１；ｆ述したようなウェーハの：１１′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（ｉＴ動に対して少なくとも必要とさｉするだけ
の公社〉を導入することにより、排気環境の下でウェー
ハを加熱又は冷却するという問題を解決する。このよう
なウェーハ加熱又は冷却手段は、どこかの場所、たとえ
ばコーティングステーションに使用することもできるだ
ろう。
ステップカバレージだけでなく１反射性、低抗性のよう
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彩管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、所望の膜の特質の特
別なセットとじて、ウェーハ温度を処理のサイクルを通
して再現町「ｍに３１１９１１することが必要である。
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彩管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、所望の膜の特質の特
別なセットとじて、ウェーハ温度を処理のサイクルを通
して再現町「ｍに３１１９１１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２通してウェ
ーハ温度制御によるステップカバレージを有する所望の
膜特性の特殊なセットを矛盾なく且つ再現可能に得るた
めの手段を備えている。
ーハ温度制御によるステップカバレージを有する所望の
膜特性の特殊なセットを矛盾なく且つ再現可能に得るた
めの手段を備えている。
もう−度、第１図を参照すると、ウェーハ１５が進めら
れた次のステーションは、第２コーテイングステーシヨ
ン１２８である。いくつかの応用例として、２つの異な
った金属片がつ工−ハ１５に順々に続けて蒸着させるの
に必要となり、第１の金属片が第１コーテイングステー
ジ９ン１４で蒸着させ、第２の金属片は第２コーテイン
グステーシヨン１２８で蒸着させる。
れた次のステーションは、第２コーテイングステーシヨ
ン１２８である。いくつかの応用例として、２つの異な
った金属片がつ工−ハ１５に順々に続けて蒸着させるの
に必要となり、第１の金属片が第１コーテイングステー
ジ９ン１４で蒸着させ、第２の金属片は第２コーテイン
グステーシヨン１２８で蒸着させる。
−片の金属だけが使用されると、第２コーテイングステ
ーシヨン１２８は動作せず放置されることになる。かわ
って、コーティングステーション１２８は、リング形状
ターゲラｌ−ｉ １２の置きＩＱ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址を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手分で作動させる。
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ｌ−ｉ １２の置きＩＱ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址を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手分で作動させる。
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ｒｈ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ｒｈ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
にに’１着したとき、そのつ工−ハ温度がさほど高くな
いならば、？＝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取り除くこと
ができる温度に、そのウェーハ温度を下げるのに十分で
あろう、ゴー分な冷ｔＪ〕が放射だけで成し遂げられな
いならば、その問題は、「ｒスバッターエ・ンヂングの
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分成し
遂げる際にｆｆｌ要な役７２１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
にに’１着したとき、そのつ工−ハ温度がさほど高くな
いならば、？＝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取り除くこと
ができる温度に、そのウェーハ温度を下げるのに十分で
あろう、ゴー分な冷ｔＪ〕が放射だけで成し遂げられな
いならば、その問題は、「ｒスバッターエ・ンヂングの
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分成し
遂げる際にｆｆｌ要な役７２１を果たすであろう。
ウェーハ１５が進められる最終ステーションは、ロード
ロックステーション１２である。そこから、ロード／ア
ンロードロック組立体手段２４により、ウェーハは取り
除かれ元のカセット７０の同じスロットに戻される。完
全なロード／アンロード作動は、前に詳論された。
ロックステーション１２である。そこから、ロード／ア
ンロードロック組立体手段２４により、ウェーハは取り
除かれ元のカセット７０の同じスロットに戻される。完
全なロード／アンロード作動は、前に詳論された。
この本発明の装置の好適実施例は、加熱、コーティング
、冷却などをするための多数の処理ステーション、及び
ステーションからステージジンへ個々的方式でウェーハ
を搬送するためのウェーハ支持体プレート組立体１８を
含んでいる。
、冷却などをするための多数の処理ステーション、及び
ステーションからステージジンへ個々的方式でウェーハ
を搬送するためのウェーハ支持体プレート組立体１８を
含んでいる。
蒸着源に関して密に連結し、静止的なウェーハを有する
という１枚のウェーハの概念の中に多くの有益な特色が
ある。
という１枚のウェーハの概念の中に多くの有益な特色が
ある。
ある応用に対して、他の実施例では、ウェーハ又は基板
が処理の間中にロードロックドアに固定され保持される
ため、ウェーハ支持体プレーｂ組立体がない装置が含ま
れる。′、ｊ−ドロックの高度に真空な側のグー１−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ｊよ、ウェーハロードとウェーハ加
熱（又は、かわりに「ｒスパッターエツチングをｆｌ＋
７１１） 、スパッタリング源からの蒸着、ウェーハ
冷１１＋及びウェーハアンロードといった工程が３：Ｊ
、れよう、ガス伝熟は、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、本来的な単純性と信望１性、真空装
置の内側にウェーハ搬送機がないこと、及び危険な状態
にあるウェーハロードがそれ以」ユ減らずことのできな
い最小限度の１枚であることを含むいくつかの興味をひ
く特色を有している。
が処理の間中にロードロックドアに固定され保持される
ため、ウェーハ支持体プレーｂ組立体がない装置が含ま
れる。′、ｊ−ドロックの高度に真空な側のグー１−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ｊよ、ウェーハロードとウェーハ加
熱（又は、かわりに「ｒスパッターエツチングをｆｌ＋
７１１） 、スパッタリング源からの蒸着、ウェーハ
冷１１＋及びウェーハアンロードといった工程が３：Ｊ
、れよう、ガス伝熟は、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、本来的な単純性と信望１性、真空装
置の内側にウェーハ搬送機がないこと、及び危険な状態
にあるウェーハロードがそれ以」ユ減らずことのできな
い最小限度の１枚であることを含むいくつかの興味をひ
く特色を有している。
本発明の好適実施例において、ウェーハはチェンバドア
２２の内側の面で鉛直に存置され、そこでは、ウェーハ
は真空チャック６０によって係合される。真空チャック
６０及びクリップ作動手段６２はチェンバドア２２の中
に取付けられる。チェンバドア２２は、ロードロツタ装
置１２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
に取付けられる。チェンバドア２２は、ロードロツタ装
置１２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
１８の中にローディングしたあと引込み、そのときには
分離した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
１８の中にローディングしたあと引込み、そのときには
分離したＯリングで密封されたドアが、ロードロックに
対して外側の密封をおこなうための位置に移動させられ
るものである。
第１図は本発明のウェーハコーティング装置全体の一部
を切欠いた斜視図で、主たるＶｊ倚状処理ヂエンバ、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と
より詳ａに示す。 第３図は第１図のカセッｌ−・ロード／アンロード組立
体の斜視図で、その銘直に配向されたウェーハのカセッ
ト及び処理チェンバのドア組立体との協働の仕方、並び
にウェーハがそれらの間を移送されてチェンバのロード
ロックに入る様子を示す。 第４図は第１〜３図のドアとロードロックの断面図で（
第１図で４−６と４−６とで示した切断部に相当、第５
．６１２Ｉにおいて同じ）、ドア組立体が１枚のウェー
ハをロードロックに取りつける方法、及びロードロツタ
が処理チェンバの残部から密開されるほうほうを示す。 第５図は第４図と１．ｉ１様な断面図で、ウェーハのロ
ーディングが完了した時点のロードロック諸部品の相対
位置を示す。 第６図は第４．５図と同様な断面図で、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へローディングする０７
１、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１１２１７−７線における断面図で、第１１
′！Ｉ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】図９−９線における断面図で、第１．２
図のウェーハスパッタリングステーションを示す。 第１０１１Ａは第９図のウェーハとスパッタリング源タ
ーゲットの部分の啓示断面図で、これら要素の空間的関
係、相対的位置づけ及び寸法を示す、 第１１図は、種
々のウェーハースパッタリング源の間隔（Ｘ）について
、第９及び１０図はスパッタリング源によりウェーハの
主たるブレーナ表面上に蒸着される厚みの均一性をつ工
−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Ｉ７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−ウェーハ間隔４インチ
（約１０．１６ｃｍ）について、ウェーハ表面内の溝の
側壁（ウェーハの中心に関し外３向いたｒｍ ５Ｓ！と
内を向いたｆｆ！ｌ壁の両方）のコーティングカバレー
ジ厚をウェーハＬの半径位置の関数として表わしたグラ
フで、１つの曲線はアルゴン１０ミクロン圧、他のアル
ゴン３ミクロン圧でとったものである。 第１４図は第１３図と同様であるが、スパッタリング源
−ウェーハ間隔が３インチ（約７゜６２ｃ＋ｓ）である
場合のグラフである。 第１５図はプレーナカバレージの均一性をコーティング
環境のアルゴン圧の関数として表わしたグラフで、１つ
の曲線は半径位置１．５インチ（約３．８１ｃｍ）につ
いて、他の曲線は半径位置２．０インチ（約５．０８ｃ
＋ｓ）についてのものである。 ヱ講＝％ｃｒ＞ｌ＋ １０・・・真空処理チェンバ １２・・・ロードロック １４・・・コーティングステーション １５・・・ウェーハ １６・・・圧力プレート １８・・・ウェーハ支持体プレー１−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・・・接触ピン ６８・・・ウェーハ昇降組立体 ６つ・・・ウエーハ力セッｌ−搬送組立体７０・・・ウ
ェーハカセット ７６・・・案内ピン ８３・・・ブレード状昇降部材 ９１・・・案内フラット部 ９４・・・加熱素子 ９９・・・背面（後方）プレート １００・・・スパッタリング源 １０１・・・円形開口 １１２・・・リング形状ターゲット １３０・・・ウェーハ冷却ステーション特許出願人
パリアン・アソシエイッ・インコーホレイテッド 代 理 人 弁理士 竹 内 澄 夫はか１名 ＦＩＧ、 １ ＦＩＧ、２
を切欠いた斜視図で、主たるＶｊ倚状処理ヂエンバ、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と
より詳ａに示す。 第３図は第１図のカセッｌ−・ロード／アンロード組立
体の斜視図で、その銘直に配向されたウェーハのカセッ
ト及び処理チェンバのドア組立体との協働の仕方、並び
にウェーハがそれらの間を移送されてチェンバのロード
ロックに入る様子を示す。 第４図は第１〜３図のドアとロードロックの断面図で（
第１図で４−６と４−６とで示した切断部に相当、第５
．６１２Ｉにおいて同じ）、ドア組立体が１枚のウェー
ハをロードロックに取りつける方法、及びロードロツタ
が処理チェンバの残部から密開されるほうほうを示す。 第５図は第４図と１．ｉ１様な断面図で、ウェーハのロ
ーディングが完了した時点のロードロック諸部品の相対
位置を示す。 第６図は第４．５図と同様な断面図で、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へローディングする０７
１、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１１２１７−７線における断面図で、第１１
′！Ｉ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】図９−９線における断面図で、第１．２
図のウェーハスパッタリングステーションを示す。 第１０１１Ａは第９図のウェーハとスパッタリング源タ
ーゲットの部分の啓示断面図で、これら要素の空間的関
係、相対的位置づけ及び寸法を示す、 第１１図は、種
々のウェーハースパッタリング源の間隔（Ｘ）について
、第９及び１０図はスパッタリング源によりウェーハの
主たるブレーナ表面上に蒸着される厚みの均一性をつ工
−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Ｉ７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−ウェーハ間隔４インチ
（約１０．１６ｃｍ）について、ウェーハ表面内の溝の
側壁（ウェーハの中心に関し外３向いたｒｍ ５Ｓ！と
内を向いたｆｆ！ｌ壁の両方）のコーティングカバレー
ジ厚をウェーハＬの半径位置の関数として表わしたグラ
フで、１つの曲線はアルゴン１０ミクロン圧、他のアル
ゴン３ミクロン圧でとったものである。 第１４図は第１３図と同様であるが、スパッタリング源
−ウェーハ間隔が３インチ（約７゜６２ｃ＋ｓ）である
場合のグラフである。 第１５図はプレーナカバレージの均一性をコーティング
環境のアルゴン圧の関数として表わしたグラフで、１つ
の曲線は半径位置１．５インチ（約３．８１ｃｍ）につ
いて、他の曲線は半径位置２．０インチ（約５．０８ｃ
＋ｓ）についてのものである。 ヱ講＝％ｃｒ＞ｌ＋ １０・・・真空処理チェンバ １２・・・ロードロック １４・・・コーティングステーション １５・・・ウェーハ １６・・・圧力プレート １８・・・ウェーハ支持体プレー１−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・・・接触ピン ６８・・・ウェーハ昇降組立体 ６つ・・・ウエーハ力セッｌ−搬送組立体７０・・・ウ
ェーハカセット ７６・・・案内ピン ８３・・・ブレード状昇降部材 ９１・・・案内フラット部 ９４・・・加熱素子 ９９・・・背面（後方）プレート １００・・・スパッタリング源 １０１・・・円形開口 １１２・・・リング形状ターゲット １３０・・・ウェーハ冷却ステーション特許出願人
パリアン・アソシエイッ・インコーホレイテッド 代 理 人 弁理士 竹 内 澄 夫はか１名 ＦＩＧ、 １ ＦＩＧ、２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ほぼ円形の半導体ウェーハをウェーハ処理のために
個々的に輸送するための、以下の手段および特徴から成
る装置： 鉛直に方向づけられた少なくとも１枚のウェーハを内部
に支持し、かつそこからウェーハを上方に取出し可能な
ように形状づけられた貯蔵手段； 個々的なウェーハを鉛直方向に保持するための、鉛直方
向昇降手段； 該昇降手段と前記貯蔵手段との間に鉛直方向に相対移動
を起こす手段であって、それにより前記貯蔵手段内のウ
ェーハが前記貯蔵手段から取出されて前記貯蔵手段の上
方で前記昇降手段に保持されることが可能になる、とこ
ろの手段； ウェーハの一面の中央部分に接触しないで完全に露出さ
せるように、個々的なウェーハを鉛直に把持し保持する
ようになつているチャック手段； 該チャック手段が、前記貯蔵手段の外部で前記昇降手段
に位置づけられた個々的なウェーハを把持するのが可能
な第１の位置を有すること；ならびに 前記チャック手段に保持されたウェーハをひきつづくウ
ェーハ処理を可能にするため前記第１の位置から離れた
第２の位置へと輸送するように、前記チャック手段を移
動させるための手段。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、
さらに： そこを通るウェーハを受け取るようになっている開口部
を有するチェンバ； から成り、 前記のチャック手段移動手段が、前記第２の位置が前記
開口部内部での前記チャック手段上のウェーハの位置と
なるように前記チャック手段を前記昇降手段から前記チ
ェンバへと移動させるようになっている； ことを特徴とする装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された装置であって： 前記チャック手段は、当該チャック手段上のウェーハが
前記開口部内部に位置しているときに前記開口部を閉鎖
するようになっているドア部分を含む； ことを特徴とする装置。 ４、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、
さらに： ウェーハを受け取るための開位置とウェーハを保持する
ための閉位置との間で可動であるウェーハ保持手段を有
するウェーハ支持体から成り、 前記のチャック手段移動手段が、前記第２の位置が前記
チャック手段上のウェーハが前記ウェーハ支持体上の前
記ウェーハ保持手段へと移送され得る位置となるように
、前記チャック手段を前記昇降手段から前記ウェーハ支
持体へと移動させるようになっている； ことを特徴とする装置。 ５、特許請求の範囲第４項に記載された装置であって； 前記チャック手段が、当該チャック手段から前記ウェー
ハ保持手段へとウェーハを移送するのに先立って、前記
ウェーハ保持手段を前記開位置へと移動させるための作
動手段から成る； ことを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US106343 | 1979-12-21 | ||
| US06/106,343 US4756815A (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Wafer coating system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6386870A true JPS6386870A (ja) | 1988-04-18 |
| JPH0344147B2 JPH0344147B2 (ja) | 1991-07-05 |
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 (8)
| 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 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| 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 |
|---|---|---|---|---|
| US4756815A (en) * | 1979-12-21 | 1988-07-12 | Varian Associates, Inc. | Wafer coating system |
| GB2119236A (en) * | 1982-03-26 | 1983-11-16 | Philips Electronic Associated | Magazine and disc holders for supporting discs in the magazine |
| US4634331A (en) * | 1982-05-24 | 1987-01-06 | Varian Associates, Inc. | Wafer transfer system |
| US4500407A (en) * | 1983-07-19 | 1985-02-19 | Varian Associates, Inc. | Disk or wafer handling and coating system |
| JPS6052574A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-25 | Hitachi Ltd | 連続スパツタ装置 |
| DE3448599B4 (de) * | 1983-11-28 | 2004-04-08 | Hitachi, Ltd. | Verfahren zur Durchführung einer Behandlung unter Vakuum |
| US4534314A (en) * | 1984-05-10 | 1985-08-13 | Varian Associates, Inc. | Load lock pumping mechanism |
| US4548699A (en) * | 1984-05-17 | 1985-10-22 | Varian Associates, Inc. | Transfer plate rotation system |
| JPS6169966A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-10 | Hitachi Ltd | 真空処理装置 |
| JPH07105345B2 (ja) * | 1985-08-08 | 1995-11-13 | 日電アネルバ株式会社 | 基体処理装置 |
| DE3788973T2 (de) * | 1986-04-04 | 1994-08-11 | Materials Research Corp | Verfahren und Vorrichtung zur Handhabung und Behandlung von scheibenartigen Materialien. |
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| US5102495A (en) * | 1986-04-18 | 1992-04-07 | General Signal Corporation | Method providing multiple-processing of substrates |
| US6103055A (en) * | 1986-04-18 | 2000-08-15 | Applied Materials, Inc. | System for processing substrates |
| CA1331163C (en) * | 1986-04-18 | 1994-08-02 | Applied Materials, Inc. | Multiple-processing and contamination-free plasma etching system |
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| JPS6372877A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-02 | Tokuda Seisakusho Ltd | 真空処理装置 |
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| ATE96576T1 (de) * | 1987-12-03 | 1993-11-15 | Balzers Hochvakuum | Verfahren und vorrichtung zur uebertragung thermischer energie auf bzw. von einem plattenfoermigen substrat. |
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