JPH07321178A - 搬送装置およびその搬送装置を有するマルチチャンバ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マチルチャンバ装置の処理能力を向上して処
理のスループットを向上する。 【構成】 搬送室１０とこれの回りに配置された複数の
処理室１１〜１３とを有している。ローダ２０からロー
ドロック室１４内に搬入された２つの被処理物は、搬送
装置３０の搬送用ハンド３７ａ，３７ｂにそれぞれ載置
される。そして、この搬送装置３０によって順次３つの
処理室１１〜１３内に搬入され、それぞれの処理室１１
〜１３で処理が終了した後のそれぞれの被処理物は、搬
送装置３０によって順次後工程側の処理室内に搬入され
るとともに、ロードロック室１４を介してローダ２０に
戻される。それぞれの処理室１１〜１３は搬送用ハンド
３７ａ，３７ｂの数に対応して、２つずつの処理ステー
ジを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハに対してス
パッタリング処理等の処理を行う処理室を複数有するマ
ルチチャンバ装置の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ（以下、ウエハと言う）に
スパッタリングにより配線用の薄膜を形成する場合に
は、スループットの向上と積層膜一貫成形のために、例
えば、株式会社プレスジャーナル発行「月刊Semiconduc
tor World 」1993年2 月号平成５年１月２０日発行、Ｐ
３０〜Ｐ３４に記載されているように、中央に配置され
た搬送室の回りに複数のスパッタ処理室を設けるように
したマルチチャンバ装置が使用されている。

【０００３】マルチチャンバ装置では、同一の処理室内
で異なる処理を行う時におけるクロスコンタミネーショ
ンを解決すべく、１つの処理室内では１種類の処理を行
うとともに、それぞれの処理室を独立させて排気するよ
うにしているので、処理室の数が多くなり、ポンプ数も
増加して排気系が複雑となることから、装置価格が高
く、しかも広いクリーンルームスペースを使用すること
が必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなマルチチャ
ンバ装置においては、トランスファチャンバあるいはバ
ッファチャンバと言われる搬送室の回りに相互に異なっ
た条件で処理を行う処理室が配置されており、ウエハを
順次それぞれの処理室内に搬送して複数のプロセスが実
行されるようになっている。それぞれの処理室内にウエ
ハを搬送する際には、最後の処理を行う処理室から処理
後のウエハを取り出し、前工程側の処理室からウエハを
後工程側の処理室内にウエハを搬送し、ロードロック室
から新たなウエハを最初の処理室内に搬入するようにし
ている。

【０００５】このため、ウエハの搬送を行うには、新た
なウエハを最初の処理室内に搬入するとともに、後処理
側の処理室内にウエハをシフトすることが必要となる。
したがって、それぞれの処理室における処理時間に比較
して、ウエハの搬送に要する時間の方が長くなってい
る。つまり、マルチチャンバ装置の全体のスループット
を決定するのは、各処理室における処理時間ではなく、
各処理室内へのウエハの搬送時間である場合が多くなっ
ている。

【０００６】本発明の目的は、マルチチャンバ装置の処
理能力を向上して処理のスループットを向上することで
ある。

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【０００９】すなわち、本発明の搬送装置は、複数の被
処理物をそれぞれ別々に支持する複数の支持部を有し、
複数の被処理物を同時にそれぞれの処理室に搬送するよ
うにしたことを特徴とする。

【００１０】そして、本発明のマルチチャンバ装置は、
複数の被処理物をそれぞれ支持して同時にそれぞれの処
理室に被処理物を搬送する搬送手段を搬送室に設け、そ
れぞれの処理室に、複数の被処理物を支持する複数の処
理ステージを設けたことを特徴とする。

【００１１】それぞれの処理室は複数の被処理物に対し
て同一の処理を行うようになっており、また、被処理物
は水平に配置された状態あるいは上下に配置された状態
となって搬送されて処理室内の処理ステージに支持され
る。さらに、それぞれの処理室内には複数の被処理物に
対応してそれぞれの処理室を複数に区画する仕切り部材
を有している。搬送手段は２つの被処理物を支持して同
時にそれぞれの処理室に２つの被処理物を搬送するよう
になっている。

【００１２】

【作用】上記構成の搬送装置にあっては、複数の処理物
を処理室内に搬送することができるので、搬送効率が向
上する。

【００１３】また、マルチチャンバ装置にあっては、搬
送室に隣接して配置された複数の処理室内にはそれぞれ
複数の処理ステージが設けられ、それぞれの処理ステー
ジには搬送手段により複数の被処理物が同時に搬送され
ることから、処理効率を大幅に向上することができる。

【００１４】さらに、複数の被処理物を水平に配置した
状態で搬送するようにしても良く、上下に配置した状態
で搬送するようにしても良く、これらはマルチチャンバ
装置の設置部位に応じて任意に選択される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例であるマルチチャ
ンバ装置を示す平面図であり、搬送室１０の回りには、
第１処理室１１、第２処理室１２および第３処理室１３
の３つの処理室とロードロック室１４とが配置されてい
る。さらに、それぞれの処理室１１〜１３およびロード
ロック室１４と搬送室１０との間には、ゲートバルブ１
５〜１８が設けられ、相互間が開閉自在となっている。

【００１７】ロードロック室１４にはゲートバルブ１９
を介してローダ２０が配置されており、このローダ２０
には２つのキャリア治具２１ａ，２１ｂが設けられてい
る。キャリア治具２１ａ，２１ｂにそれぞれ収納されて
いるウエハを、ロードロック室１４内に設けられた予備
加熱ステージ２２ａ，２２ｂに搬送するために、ローダ
２０には搬送アーム２３ａ，２３ｂが設けられている。

【００１８】搬送室１０内には、ロードロック室１４内
の予備加熱ステージ２２ａ，２２ｂからのウエハを搬送
室１０内に搬入した後に、順次、３つの処理室１１〜１
３に搬送するために、搬送装置３０が配置されている。

【００１９】この搬送装置３０はほぼ鉛直方向に伸びた
公転軸３１を中心に回転する旋回台３２を有し、この旋
回台３２に設けられた２つの搬送軸３３にはそれぞれ駆
動アーム３４が取り付けられている。それぞれの駆動ア
ーム３４には搬送アーム３５がピン結合され、さらにそ
れぞれの搬送アーム３５は支持台３６にピン結合されて
いる。この支持台３６には、それぞれウエハを支持する
ための搬送用ハンド３７ａ，３７ｂが支持部として取り
付けられている。

【００２０】この搬送装置３０は、公転軸３１を中心に
旋回台３２を回転させることにより搬送用ハンド３７
ａ，３７ｂを３つの処理室１１〜１３およびロードロッ
ク室１４のそれぞれに対向させることができる。また、
２つの搬送軸３３の少なくともいずれか一方を駆動する
ことにより、搬送用ハンド３７ａ，３７ｂは、駆動アー
ム３４およひ搬送アーム３５を介して前進後退移動する
ことになる。

【００２１】それぞれの処理室１１〜１３内には、それ
ぞれ２つの処理ステージ４１ａ〜４３ｂが配置されてお
り、それぞれの処理ステージには図示省略した処理電極
が設けられている。そして、それぞれの処理室１１〜１
３内には、２つの処理ステージ相互間に仕切板４４〜４
６が設置され、それぞれの処理室１１〜１３内において
同時に２枚のウエハを処理した場合におけるクロスコン
タミネーションの防止がなされている。

【００２２】上述のような搬送装置３０を有するマルチ
チャンバ装置によってウエハに対してスパッタリング処
理を行う手順について説明すると、２つのキャリア治具
２１ａ，２１ｂに収納されたウエハは、搬送アーム２３
ａ，２３ｂによって大気圧状態のロードロック室１４に
搬送され、予備加熱ステージ２２ａ，２２ｂに載置され
る。次いで、ゲートバルブ１９を閉じ、ロードロック室
１４を図示しない真空ポンプで排気した後に、ゲートバ
ルブ１８を開放する。

【００２３】この状態で、搬送装置３０を駆動して、そ
の旋回台３２を図１に示す回転位置で駆動軸３３を駆動
して、２つの搬送用ハンド３７ａ，３７ｂを前進移動す
る。これにより、ロードロック室１４内の予備加熱ステ
ージ２２ａ，２２ｂ上のウエハは搬送用ハンド３７ａ，
３７ｂに持ち換えられ、ウエハは搬送室１０内に搬入さ
れる。その後、ゲートバルブ１８は閉じられる。

【００２４】次に、旋回台３２が図１において時計方向
に９０°回転すると、３つの搬送用ハンド３７ａ，３７
ｂが処理室１１に対向する位置となる。この状態でゲー
トバルブ１５が開き、搬送用ハンド３７ａ，３７ｂを前
進させることにより、処理ステージ４１ａ，４１ｂにそ
れぞれのウエハが搬送される。搬送終了後、ゲートバル
ブ１５が閉じられ、それぞれの処理ステージ４１ａ，４
１ｂにおいてスパッタリング処理が行われる。このとき
には、２つの処理ステージ４１ａ，４１ｂ相互間には仕
切板４４が設置されているので、クロスコンタミネーシ
ョンが防止される。

【００２５】第１番目の処理室１１で処理が終了した後
のウエハは、順次、他の処理室１２，１３に搬送され
て、合計３種類の相互に異なる条件で処理が施され、さ
らにロードロック室１４を介してキャリア治具２１ａ，
２１ｂに搬出されて、一連の処理が完了する。

【００２６】このように、図示する場合は、それぞれの
処理室１１〜１３で２つのウエハを同時に処理するよう
にしたので、装置の占有面積をあまり拡大させることな
く、処理能力つまりスループットを２倍にすることが可
能となる。

【００２７】前述したように、搬送装置３０の支持台３
６に２つの搬送用ハンド３７ａ，３７ｂを設けるように
した場合には、マルチチャンバ装置を組み立てる際に、
搬送装置３０の組立誤差に対応させてそれぞれの処理室
１１〜１３内の処理ステージにおける試料台の位置を微
調整することができるようにすることが望ましい。

【００２８】図２は処理室１１の一部を示す断面図であ
り、この中の処理ステージ４１ａ，４１ｂを構成する試
料台５１ａ，５１ｂを微調整する機構を示す。他の処理
室１２，１３内もほぼ同様の構造となっている。

【００２９】ウエハＷを支持する試料台５１ａ，５１ｂ
は、それぞれ中空の支持軸５２ａ，５２ｂにより水平方
向に移動自在に取り付けられている。つまり、図２にお
いて符号Ｘで示す方向と、これに対して直角となったＹ
軸方向とに移動自在となっている。それぞれの試料台５
１ａ，５１ｂには変形自在のベローズ５３ａ，５３ｂが
設けられ、これにより処理室１１は外部と隔離されてい
る。

【００３０】中空の支持軸５２ａ，５２ｂ内には昇降軸
５４ａ，５４ｂが嵌合され、それぞれの昇降軸５４ａ，
５４ｂの先端には、ウエハを試料台５１ａ，５１ｂの上
に載置する際および試料台５１ａ，５１ｂから取り外す
際にウエハを上下動させるためのリフトピン５５ａ，５
５ｂが設けられている。

【００３１】それぞれの処理室１１〜１３においてスパ
ッタリング処理を行うのであれば、ターゲット材、カソ
ードおよびアノード電極等が処理室内に組み込まれる。
一方、ドライエッチング処理を行うのであれば、反応性
ガスプラズマを発生させるための電極等が組み込まれ
る。

【００３２】図３は本発明の他の実施例であるマルチチ
ャンバ装置の一部を示す正面断面図であり、前記実施例
では２枚のウエハを相互に同一面内で搬送し、かつ処理
するようにしているのに対して、図３に示す場合には、
２枚のウエハを相互に上下方向にずらして搬送するとと
もに、処理するようにしている。

【００３３】図示するように、搬送装置３０は上下方向
にずれた２つの搬送用ハンド３７ａ，３７ｂを有し、こ
れらは図１に示した場合と同様な駆動アーム３４および
搬送アーム３５を有する搬送装置３０によって駆動され
る。

【００３４】一方、処理室１１内には搬送用ハンド３７
ａ，３７ｂに対応させて、試料台４１ａ，４１ｂが上下
に二段となって配置されている。この場合には、それぞ
れの処理室１１〜１３の水平方向のスペースつまり設置
面積を小さくすることができるという利点がある。

【００３５】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３６】たとえば、処理室の数は図示する場合には
３つ設けられているが、この数はこれに限定されること
なく、任意とすることが可能である。また、図示する場
合には、被処理物としてのウエハを同時に２枚搬送しか
つ処理するようにしているが、３枚あるいはそれ以上の
被処理物を搬送し処理するようにしても良い。

【００３７】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野であるスパッタリング処理
を行うために適用した場合について説明したが、これに
限定されるものではなく、たとえば、ＣＶＤ処理を行う
場合やエッチング処理を行う場合等のように、処理室を
有する半導体製造装置であれば、どのような場合にも適
用できる。

【００３８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００３９】(1).複数の被処理物を搬送装置により支持
するようにし、複数の処理室内に搬送するようにしたの
で、被処理物の搬送効率が大幅に向上する。

【００４０】(2).搬送装置により搬送される複数の被処
理物を同時に処理室で処理するようにしたことから、処
理能力が大幅に向上する。

【００４１】(3).これにより、被処理物のスループット
を装置の占有面積をあまり拡大させることなく、大幅に
向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるマルチチャンバ装置を
示す平面図である。

【図２】図１の要部を示す正面側断面図である。

【図３】本発明の他の実施例であるマルチチャンバ装置
の一部を示す正面側断面図である。

【符号の説明】

１０ 搬送室 １１〜１３ 処理室 １４ ロードロック室 １５〜１９ ゲートバルブ ２０ ローダ ２１ａ，２１ｂ キャリア治具 ２２ａ，２２ｂ 予備加熱ステージ ２３ａ，２３ｂ 搬送アーム ３０ 搬送装置 ３１ 公転軸 ３２ 旋回台 ３３ 駆動軸 ３４ 駆動アーム ３５ 搬送アーム ３６ 支持台 ３７ａ，３７ｂ 搬送用ハンド ４１ａ〜４３ｂ 処理ステージ ４４〜４６ 仕切板 ５１ａ，５１ｂ 試料台 ５２ａ，５２ｂ 中空の支持軸 ５３ａ，５３ｂ ベローズ ５４ａ，５４ｂ 昇降軸 ５５ａ，５５ｂ ソフトピン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の処理室のそれぞれに対して被処理
   物を搬送する搬送装置であって、複数の被処理物をそれ
   ぞれ別々に支持する複数の支持部を有し、複数の被処理
   物を同時にそれぞれの処理室に搬送するようにしたこと
   を特徴とする搬送装置。
2. 【請求項２】 搬送室と、この搬送室に隣接して配置さ
   れ相互に被処理物に対して異なった処理を行う複数の処
   理室とを有するマルチチャンバ装置であって、複数の被
   処理物をそれぞれ支持して同時にそれぞれの前記処理室
   に被処理物を搬送する搬送手段を前記搬送室に設け、前
   記それぞれの処理室に、複数の被処理物を支持する複数
   の処理ステージを設けたことを特徴とするマルチチャン
   バ装置。
3. 【請求項３】 前記搬送手段は複数の被処理物を相互に
   水平に配置した状態あるいは上下に配置した状態で支持
   し、前記それぞれの処理室内の処理ステージは前記搬送
   手段により搬送状態に対応して複数の被処理物を支持す
   るようにしたことを特徴とする請求項２記載のマルチチ
   ャンバ装置。
4. 【請求項４】 前記それぞれの処理室は複数の被処理物
   に対して同一の処理を行うようにしたことを特徴とする
   請求項２または３記載のマルチチャンバ装置。
5. 【請求項５】 前記それぞれの処理室内には複数の被処
   理物に対応してそれぞれの処理室を複数に区画する仕切
   り部材を有することを特徴とする請求項２，３または４
   記載のマルチチャンバ装置。
6. 【請求項６】 前記搬送手段は２つの被処理物を支持し
   て同時にそれぞれの処理室に２つの被処理物を搬送する
   ようにしたことを特徴とする請求項２，３，４または５
   記載のマルチチャンバ装置。