JP2000161215A - 真空排気システムを備えた処理チャンバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空排気システムを備えた処理チャンバであ
って、高真空測定子を取り外す際に、処理チャンバ内に
空気等のガスが流入しないようにした処理チャンバを提
供する。 【解決手段】 本処理チャンバの高真空測定子１８の取
り付け機構５２は、先端で高真空測定子に接続し、基端
で処理チャンバ本体１１に接続し、途中に第３開閉弁５
４を有する取り付け配管５６を介して高真空測定子を処
理チャンバ本体に取り付けている。取り付け配管は、高
真空測定子と第３の開閉弁５４との間の取り付け配管か
ら分岐し、途中に第４開閉弁５８を有する真空吸引管６
０を介してドライポンプを使った第２の真空ポンプ６２
に接続されている。更に、乾燥窒素ガス源と接続するガ
ス接続ポート兼用の空気導入ポート６４を基端に有し、
かつ管途中に第５開閉弁６６を備えたガス導入管６８
が、高真空測定子と第３開閉弁５４との間の取り付け配
管に合流している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空排気システム
を備えた処理チャンバに関し、更に詳細には、処理チャ
ンバに設けられた高真空測定子を交換するに際し、高真
空測定子を処理チャンバから独立させ、処理チャンバに
空気等のガスを流入させることなく、高真空測定子を交
換できるようにした処理チャンバに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置を製造する過程では、各工程
の殆どで処理チャンバを真空排気することが多い。処理
チャンバを真空排気する際には、真空排気システムを処
理チャンバに設ける。

【０００３】ここで、図３を参照して、従来の真空排気
システムを備えた処理チャンバの構成を説明する。図３
は、従来の真空排気システムを備えた処理チャンバの構
成を示すフローシートである。真空排気するシステムを
備えた処理チャンバ１０は、従来、図３に示すように、
ウエハにプロセッシングを施す処理チャンバ本体１１
と、処理チャンバ本体１１を真空排気する真空排気シス
テム１２とから構成され、真空排気システム１２は、ド
ライポンプを使用した第１の真空ポンプ１４と、処理チ
ャンバ本体１１と第１の真空ポンプ１４とを接続する真
空吸引配管系１６とを備えている。処理チャンバ本体１
１には、高真空測定子１８が、直接、取り付けられてい
る。高真空測定子１８は、処理チャンバ本体１１内のプ
ロセッシング上の要求から極めて高い精度を必要とする
計器である。

【０００４】真空吸引配管系１６は、処理チャンバ本体
１１と第１の真空ポンプ１４とを接続する一次真空排気
系２０と、一次真空排気系２０とは独立に処理チャンバ
本体１１と第１の真空ポンプ１４とを接続する二次真空
排気系２２とから構成されている。

【０００５】一次真空排気系２０は、処理チャンバ本体
１１の真空度を比較的低い第１の所定真空度、即ち比較
的高い絶対的圧力まで真空吸引する配管系統であって、
処理チャンバ本体１１と第１の真空ポンプ１４とを接続
する配管２４と、配管２４に設けられた開閉弁２６とを
備えている。二次真空排気系２２は、一次真空排気系２
０を作動させて処理チャンバ本体１１の圧力を比較的低
い真空度まで、真空吸引した後、処理チャンバ本体１１
の真空度を所定の高い真空度、即ち低い絶対的圧力まで
真空吸引する配管系統であって、処理チャンバ本体１１
と第１の真空ポンプ１４とを接続する配管２８と、配管
２８に設けられた第１開閉弁３０と、第１開閉弁３０の
下流に設けられ、クライオポンプを使用した高真空ポン
プ３２と、高真空ポンプ３２の下流に設けられた第２開
閉弁３４とを備えている。

【０００６】また、乾燥窒素ガスを処理チャンバ本体１
１に供給するために、基端に窒素ガス接続ポート４０を
有する、開閉弁３６付き窒素ガス供給管３８が、処理チ
ャンバ本体１１に接続されている。なお、開閉弁２６、
第１開閉弁３０、第２開閉弁３４及び開閉弁３６は、空
気圧シリンダ等のアクチュエータにより遠隔操作で自動
的に開閉する弁である。

【０００７】ところで、前述のように、処理チャンバ本
体１１に設けてある高真空測定子１８は、処理チャンバ
本体１１内のプロセッシング上の要求から極めて高い精
度を必要とする計器である関係から、プロセッシングを
続けるうちに、性能劣化等の種々の原因から、高真空測
定子１８の計器精度が、所要の計器精度より低くなるこ
とが多い。そのために、高真空測定子１８を処理チャン
バ本体１１から取り外し、調整したり、交換したりする
必要性が高い。

【０００８】高真空測定子１８を交換するために処理チ
ャンバ本体１１から取り外す際には、処理チャンバ本体
１１内の圧力を予め空気等のガスを導入して大気圧まで
昇圧することが必要である。処理チャンバ本体１１内の
圧力を真空のままで高真空測定子１８を取り外すこと
は、圧力差の関係から難しく、また、仮に、高真空の処
理チャンバ本体１１から直ちに高真空測定子を無理に取
り外すと、処理チャンバ本体１１内の圧力が急激に上昇
するために処理チャンバ本体１１の損傷を招く等の不測
の事態が生じるおそれが、あるからである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、処理チャンバ
本体を予め大気圧まで昇圧することには、下記の問題が
あった。第１には、高真空測定子を交換するときに、処
理チャンバ本体を予め大気圧まで昇圧することにより、
処理チャンバ本体のダウンタイムが長くなり、生産性が
低下することである。第２には、処理チャンバ本体にガ
スを導入して大気圧まで上昇させる際、ベントすること
は、導入するガスと共にパーティクルが処理チャンバに
流入し、処理チャンバ本体のパーティクルが増加するこ
とである。以上のことから、処理チャンバ本体を昇圧す
ることなしに、高真空測定子を取り外すことができるよ
うな真空排気システムを備えた処理チャンバが、要望さ
れていた。

【００１０】そこで、本発明の目的は、真空排気システ
ムを備えた処理チャンバであって、高真空測定子を取り
外す際に、処理チャンバ本体内に空気等のガスが流入し
ないようにした処理チャンバを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る、真空排気システムを備えた処理チャ
ンバは、処理チャンバ本体と、第１の真空ポンプ及び第
１の真空ポンプを処理チャンバ本体に接続する真空吸引
配管系を有する真空排気システムとを備え、高真空下で
プロセッシングを行う処理チャンバであって、第１の開
閉弁を有する取り付け配管を介して処理チャンバ本体に
取り付けられた高真空測定子と、取り付け配管を真空吸
引する第２の真空ポンプと、高真空測定子と第１の開閉
弁との間の取り付け配管から分岐し、第２の真空ポンプ
の上流側に第２の開閉弁を有して第２の真空ポンプに接
続する真空吸引配管と、基端に設けられたガス導入ポー
トと、管途中に設けられた第３の開閉弁とを備えて、高
真空測定子と第１の開閉弁との間の取り付け配管に合流
するガス供給管とを有することを特徴としている。

【００１２】高真空測定子を取り外す時には、先ず、第
１の開閉弁を閉止して高真空測定子を処理チャンバ本体
から独立させる。次いで、第３の開閉弁を開放して、ガ
ス導入ポートから空気を取り付け配管内に導入した後、
高真空測定子を取り外す。次いで、別の高真空測定子を
取り付けた後、第３の開閉弁を閉止し、第２の開閉弁を
開放し、第２の真空ポンプを起動して取り付け配管、ガ
ス供給管、及び真空吸引管を真空吸引して所定の真空度
にする。次に、第１の開閉弁を開放して高真空測定子と
処理チャンバ本体とを連通させ、高真空測定子を作動状
態にする。本発明で、処理チャンバ本体内で行うプロセ
ッシングの種類には、制約はなく、例えば薄膜の成膜、
エッチング等のプロセッシングを行う。本発明でガス導
入ポートから導入するガスは、例えば乾燥窒素ガス、空
気等である。

【００１３】本発明の実施態様では、真空排気システム
は、処理チャンバ本体と第１の真空ポンプとを接続する
一次真空排気系と、一次真空排気系とは独立に処理チャ
ンバ本体と第１の真空ポンプとを接続する二次真空排気
系とから構成され、一次真空排気系は、処理チャンバ本
体の真空度を所定の第１の真空度まで真空吸引する系統
であり、二次真空排気系は、第１の真空ポンプに加え
て、高真空ポンプを備え、処理チャンバ本体の真空度を
第１の真空度より高い所定の第２の高真空度まで真空吸
引する系統である。

【００１４】本発明の別法として、真空排気システム
は、第２の真空ポンプに代えて、取り付け配管を真空吸
引する真空ポンプとして第１の真空ポンプを使用し、高
真空測定子と第１の開閉弁との間の取り付け配管から分
岐し、第２の真空ポンプの上流側に第２の開閉弁を有し
て真空ポンプに接続する真空吸引管が、第１の真空ポン
プの上流側に接続されている。

【００１５】第１及び第２の真空ポンプの形式は、ドラ
イポンプでもクライオポンプでも良いが、好適には、第
１及び第２の真空ポンプをドライポンプとし、二次真空
排気系に設ける真空ポンプをクライオポンプとする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。実施形態例１ 本実施形態例は、本発明に係る、真空排気システムを備
えた処理チャンバの実施形態の一例であって、図１は本
実施形態例の真空排気システムを備えた処理チャンバの
構成を示すフローシートである。本実施形態例の真空排
気システムを備えた処理チャンバ５０は、高真空測定子
１８の取り付け機構５２の構成を除いて、処理チャンバ
本体１１及び真空排気システム１２を含めて、図３を参
照して説明した従来の真空排気システムを備えた処理チ
ャンバ１０と同じ構成を備えている。

【００１７】本実施形態例の高真空測定子１８の取り付
け機構５２は、先端で高真空測定子１８に接続し、基端
で処理チャンバ本体１１に接続し、途中に第３開閉弁５
４を有する取り付け配管５６を介して高真空測定子１８
を処理チャンバ本体１１に取り付けている。取り付け配
管５６は、高真空測定子１８と第３の開閉弁５４との間
の取り付け配管５６から分岐し、途中に第４開閉弁５８
を有する真空吸引管６０を介してドライポンプを使った
第２の真空ポンプ６２に接続されている。更に、空気導
入ポート及び乾燥窒素ガス源と接続するガス接続ポート
を兼ねるガス接続ポート６４を基端に有し、かつ管途中
に第５開閉弁６６を備えたガス導入管６８が、高真空測
定子１８と第３開閉弁５４との間の取り付け配管５６に
合流している。なお、第３開閉弁５４、第４開閉弁５８
及び第５開閉弁６６は、空気圧シリンダ等のアクチュエ
ータにより遠隔操作で自動的に開閉する弁である。

【００１８】次に、図１を参照して、本実施形態例の真
空排気システムを備えた処理チャンバ５０の高真空測定
子１８を交換する方法を説明する。先ず、第３開閉弁５
４を閉止して、高真空測定子１８を処理チャンバ本体１
１から独立させ、次いで、第５開閉弁６６を開放し、高
真空測定子１８周りの配管５６、６０、６８を大気圧に
する。その後、高真空測定子１８を取り付け配管５６か
ら取り外し、別の高真空測定子を代わりに取り付ける。

【００１９】別の高真空測定子１８を取り付けた後、第
５開閉弁６６を閉止し、第２の真空ポンプ６２を起動
し、次いで第４開閉弁５８を開放して、配管５６、６
０、６８を真空排気する。真空排気した後、第４開閉弁
５８を閉止し、次いで第３開閉弁５４を開放して、高真
空測定子１８と処理チャンバ本体１１とを連通させ、高
真空測定子１８を作動状態にする。

【００２０】本実施形態例の処理チャンバ５０では、従
来のように処理チャンバ本体１１内に空気等のガスを導
入するようなことがないので、処理チャンバ１０のダウ
ンタイムが短く、生産性が高い。また、従来のように、
導入するガスと共にパーティクルが処理チャンバに流入
することもない。

【００２１】実施形態例２ 本実施形態例は、本発明に係る、真空排気システムを備
えた処理チャンバの実施形態の別の例であって、図２は
本実施形態例の真空排気システムを備えた処理チャンバ
の構成を示すフローシートである。本実施形態例の真空
排気システムを備えた処理チャンバ７０では、高真空測
定子１８の取り付け機構７２の配管を真空吸引する真空
ポンプとして、実施形態例１で取り付け機構５２に設け
た第２の真空ポンプ６２に代えて、第１の真空ポンプ１
４を使用している。処理チャンバ７０は、これを除い
て、図１を参照して説明した実施形態例１の真空排気シ
ステムを備えた処理チャンバ５０と同じ構成を備えてい
る。

【００２２】本実施形態例の高真空測定子１８の取り付
け機構７２は、実施形態例１と同様に、先端で高真空測
定子１８に接続し、基端で処理チャンバ本体１１に接続
し、途中に第３開閉弁５４を有する取り付け配管５６を
介して高真空測定子１８を処理チャンバ本体１１に取り
付けている。取り付け配管５６は、高真空測定子１８と
第３の開閉弁５４との間の取り付け配管５６から分岐
し、途中に第４開閉弁５８を有する真空吸引管６０を介
してドライポンプを使った第１の真空ポンプ１４に接続
されている。更に、ガス接続ポート６４を基端に有し、
かつ管途中に第５開閉弁６６を備えたガス導入管６８
が、高真空測定子１８と第３開閉弁５４との間の取り付
け配管５６に合流している。なお、第３開閉弁５４、第
４開閉弁５８及び第５開閉弁６６は、空気圧シリンダ等
のアクチュエータにより遠隔操作で自動的に開閉する弁
である。

【００２３】本実施形態例の真空排気システムを備えた
処理チャンバ７０の高真空測定子１８を交換する方法
は、実施形態例１で第２の真空ポンプ６２を使って配管
５６、６０、６８を真空吸引する代わりに、第１の真空
ポンプ１４を使用することを除いて、実施形態例１と同
様である。また、実施形態例２の効果も、実施形態例１
と同様である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、第１の開閉弁を有する
取り付け配管を介して処理チャンバ本体に取り付けられ
た高真空測定子と、第２の真空ポンプと、高真空測定子
と第１の開閉弁との間の取り付け配管から分岐し、第２
の真空ポンプの上流側に第２の開閉弁を有して第２の真
空ポンプに接続する真空吸引配管と、ガス接続ポートと
第３の開閉弁を備えて、高真空測定子と第１の開閉弁と
の間の取り付け配管に合流するガス供給管とを処理チャ
ンバに設けることにより、処理チャンバ本体を大気圧ま
でベントすることなくして、高真空測定子を交換するこ
とができる。これにより、処理チャンバのダウンタイム
の短縮、処理チャンバ内のパーティクル数を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１の真空排気システムを備えた処理
チャンバの構成を示すフローシートである。

【図２】実施形態例２の真空排気システムを備えた処理
チャンバの構成を示すフローシートである。

【図３】従来の真空排気システムを備えた処理チャンバ
の構成を示すフローシートである。

【符号の説明】

１０……従来の真空排気するシステムを備えた処理チャ
ンバ、１１……処理チャンバ、１２……真空排気システ
ム、１４……第１の真空ポンプ、１６……真空吸引配管
系、１８……高真空測定子、２０……一次真空排気系、
２２……二次真空排気系、２４……配管、２６……開閉
弁、２８……配管、３０……第１開閉弁、３２……高真
空ポンプ、３４……第２開閉弁、３６……開閉弁、３８
……窒素ガス供給管、４０……接続ポート、５０……実
施形態例１の真空排気システムを備えた処理チャンバ、
５２……高真空測定子の取り付け機構、５４……第３開
閉弁、５６……取り付け配管、５８……第４開閉弁、６
０……真空吸引管、６２……第２の真空ポンプ、６４…
…ガス接続ポート兼用の空気導入ポート、６６……第５
開閉弁、６８……ガス導入管、７０……実施形態例２の
真空排気システムを備えた処理チャンバ、７２……取り
付け機構。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理チャンバ本体と、第１の真空ポンプ
   及び第１の真空ポンプを処理チャンバ本体に接続する真
   空吸引配管系を有する真空排気システムとを備え、高真
   空下でプロセッシングを行う処理チャンバであって、 第１の開閉弁を有する取り付け配管を介して処理チャン
   バ本体に取り付けられた高真空測定子と、 取り付け配管を真空吸引する第２の真空ポンプと、 高真空測定子と第１の開閉弁との間の取り付け配管から
   分岐し、第２の真空ポンプの上流側に第２の開閉弁を有
   して第２の真空ポンプに接続する真空吸引配管と、 基端に設けられたガス導入ポートと、管途中に設けられ
   た第３の開閉弁とを備えて、高真空測定子と第１の開閉
   弁との間の取り付け配管に合流するガス供給管とを有す
   ることを特徴とする、真空排気システムを備えた処理チ
   ャンバ。
2. 【請求項２】 第２の真空ポンプに代えて、取り付け配
   管を真空吸引する真空ポンプとして第１の真空ポンプを
   使用し、高真空測定子と第１の開閉弁との間の取り付け
   配管から分岐し、第２の真空ポンプの上流側に第２の開
   閉弁を有して真空ポンプに接続する真空吸引管が、第１
   の真空ポンプの上流側に接続されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の真空排気システムを備えた処理チャ
   ンバ。
3. 【請求項３】 第１の真空ポンプ及び第２の真空ポンプ
   がドライポンプであることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の真空排気システムを備えた処理チャンバ。
4. 【請求項４】 真空排気システムは、処理チャンバ本体
   と第１の真空ポンプとを接続する一次真空排気系と、一
   次真空排気系とは独立に処理チャンバ本体と第１の真空
   ポンプとを接続する二次真空排気系とから構成され、 一次真空排気系は、処理チャンバ本体の真空度を所定の
   第１の真空度まで真空吸引する系統であり、二次真空排
   気系は、第１の真空ポンプに加えて、高真空ポンプを備
   え、処理チャンバ本体の真空度を第１の真空度より高い
   所定の第２の高真空度まで真空吸引する系統であること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の真空排気システム
   を備えた処理チャンバ。