JP2000325774A - 真空ベント方法、及び真空ベント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パーティクルの舞い上げ及び静電気によるパ
ーティクルの被処理体（製品等）の付着を防止し、半導
体や各種電子部品製造等における、静電気によるパーテ
ィクル付着により生じる不都合を抑制した、真空ベント
方法、及び真空ベント装置を提供する。 【解決手段】 真空装置の搬送用チャンバー２の真空
破壊を行う真空ベント方法であって、イオン化した気体
を、気体拡散用治具７を介して真空チャンバーに導入す
るして真空破壊を行う真空ベント方法。真空装置の搬
送用チャンバー２の真空破壊を行う真空ベント装置であ
って、気体拡散機能を備えるブレークフィルター７と、
気体をイオン化するイオン発生源１０とをともに有し、
双方を介して真空装置の搬送用チャンバーに気体を導入
して真空破壊を行う真空ベント装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空ベント方法、
及び真空ベント装置に関し、特に、真空装置の搬送用チ
ャンバーの真空破壊を行う真空ベント方法、及び同装置
に関するものである。本発明は、各種被処理体を真空状
態で処理するための真空装置において、たとえば半導体
製造や電子部品製造の際に用いる真空チャンバーにおい
て、被処理体に対するパーティクル等の汚染物質による
影響を防止できるようにした真空ベント方法、及び真空
ベント装置を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より半導体デバイス等の製造、各種
電子部品の製造、その他の場合において、多数の真空装
置が使用されている。真空装置には、極真空状態の真空
チャンバーを有するものから、低圧程度のものまで各種
があるが、いずれもチャンバー内は大気圧よりも低い状
態になっている。このため、真空チャンバーを真空（真
空チャンバー内の低圧状態を総称する。以下同じ）から
大気圧にもどす真空破壊の操作（一般的にこれを「ベン
ト」と称するので、本明細書中においてもこれを「ベン
ト」と称する）が必要である。

【０００３】一般に真空装置にあっては通常、製品の出
し入れを行うために、処理チャンバーと大気圧開放部と
の間に、搬送用のチャンバーが付設される。一般にロー
ドロックチャンバーと言われる。ロードロックチャンバ
ーは製品等被処理体の出し入れを行うとき、真空と大気
圧の状態が交互に発生し得るようになっている。このロ
ードロックチャンバーには、処理チャンバー内で処理さ
れた後の製品等が該処理チャンバーからもどって来て、
ベント後には、装置から該製品等が搬出される。

【０００４】従来、このロードロックチャンバーからの
処理後の製品の取り出し時のチャンバーのベント方法
は、ベント用の気体をそのままチャンバー内に導入する
のが一般的であった。この方法では、チャンバー内に堆
積したりチャンバー内壁に付着したりしているパーティ
クルが、気流により舞い上がり、被処理体である製品等
に付着することがあった。

【０００５】上記不具合に対する対策として従来より採
られていた手段としては、次のようなものが一般的にな
っている。 ベント用の気体の導入速度を、ニードルバルブ等で制
御して、舞い上げを防ぐ（スローベント法）。 チャンバー内に、ベント用の気体の拡散用治具（ブレ
ークフィルター、その他）を取り付け、舞い上げを防
ぐ。

【０００６】しかし上記従来の各方法では、被処理体で
ある製品等を搬送するための搬送チャンバーのベントに
ついては、充分な対策はとれない。特に、静電気を帯び
たパーティクルの付着や、製品が既に静電気を帯びてい
る場合のパーティクルの吸い寄せには効果がない。

【０００７】すなわち従来は、ブレークフィルター等を
用いてパーティクル舞い上げを防止する対策は積極的に
行われていたが、パーティクルの静電気、もしくは被処
理体自身の静電気による問題については、特に対策は講
じられていなかった。このため、被処理体である製品等
やパーティクル自身が帯電してしまっている場合には、
パーティクルの舞い上げは抑えられても、搬送チャンバ
ーにおいて製品等を装置外部への出し入れを行う際に
は、チャンバー内で浮遊していたり、搬送経路で浮遊し
ていたりするパーティクルが、該製品等に吸い寄せら
れ、パーティクルが付着するおそれが大きくなる。つい
には、製品の不良につながることもあり得る。

【０００８】たとえば、水平に配置した半導体ウエーハ
について、ウエーハ上方から落下する微細ダストの軌跡
をレーザ光で観察すると、ウエーハが帯電していない場
合（ウエーハ電位Ｖがゼロ）は該ダストは真上から落下
しても付着しないが、ウエーハが帯電していると、静電
気の力により、ダストはウエーハ表面に付着する。無風
状態であればウエーハ電位Ｖを５０ボルト以下にすれば
付着しない、とされるが、周辺物その他の状況により、
必ずしも一定しない。ある試算によると、ウエーハ表面
に付着したダストに働く力を圧力に換算すると、１ｋＶ
に帯電した静電気容量１８ｐＦの４インチウエーハの表
面に、粒子径１μｍのダストが付着すると仮定した場
合、１４１００００ｋｇｗになるとされており、よって
ウエーハへの付着が起こると、気流による力と重力だけ
では取り除きが困難であるということになる。

【０００９】すなわち上記した問題点は、微細で精密な
加工を要求される製品等、たとえば半導体のような装置
に関しては、製品の歩留りを下げるという問題に直結
し、その改善が望まれている。

【００１０】搬送チャンバーについてはとりわけ、上記
静電気についての問題は重要である。被処理体自身が、
特に処理後は多くの場合静電気を帯びている可能性が高
く、また、同様に搬送チャンバーに巻き込まれるパーテ
ィクルは、静電気を帯びている可能性が大きいからであ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたもので、パーティクルの舞い上げの防止の
みならず、静電気によるパーティクルの被処理体（製品
等）の付着を防止し、半導体や各種電子部品製造等にお
ける、静電気によるパーティクル付着により生じるおそ
れのある製品不良等の不都合の発生を抑制した、真空ベ
ント方法、及び真空ベント装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る真空ベント
方法は、真空装置の搬送用チャンバーの真空破壊を行う
真空ベント方法であって、イオン化した気体を、気体拡
散用治具を介して真空チャンバーに導入する（これによ
り均一に分散できる）して真空破壊を行うことを特徴と
するものである。

【００１３】この発明によれば、ベントに用いる気体を
イオナイザー等でイオン化し、そのイオン化した気体
を、ブレークフィルター等の気体拡散用治具を介して真
空チャンバーに導入するので、イオン化した状態のまま
気体をチャンバー内に均一に分散できる。この結果、チ
ャンバー内部にもともと存在するパーティクルの巻き上
げが防止できるとともに、同時に、イオン化した気体に
より、静電気の除電が同時に行われる。特に、被処理体
（処理後の製品等。半導体で言えば、代表的にはウエー
ハ）の静電気の除電が行われる。プロセス処理が施され
た被処理体は、たとえば多くの場合はプラズマ等により
処理されて、帯電しやすい状況にあるが、かかるイオン
化した気体による除電で、静電気の帯電が防止される。
上記により、パーティクルの巻き上げを防止しながら、
仮に万が一にも巻き上げられてしまったパーティクルが
製品等の被処理体に付着することも、防止される。よっ
て、静電気に基づくパーティクル付着の問題も、解決さ
れる。

【００１４】次に本発明に係る真空ベント装置は、真空
装置の搬送用チャンバーの真空破壊を行う真空ベント装
置であって、気体拡散機能を備えるブレークフィルター
と、気体をイオン化するイオン発生源とをともに有し、
双方を介して真空装置の搬送用チャンバーに気体を導入
して真空破壊を行うことを特徴とするものである。

【００１５】上記の本発明に係る真空ベント装置は、上
記本発明に係る真空ベント方法を簡明な構成で有効に具
体化し、同様な作用効果を発揮する。

【００１６】なお特開平９−１４８３１０号公報には、
プラズマ生成室内にイオン化した気体を送り込む技術が
記載されているが、これはプラズマ生成室のクリーニン
グのためのものであり、静電気帯電の影響を防止するた
めに除電、特に搬送チャンバー内の被処理体の除電によ
り効果を得る本発明とは、全く異なる。また、特開平８
−５５９０２号公報には、静電チャックにウエーハを静
電吸着させる技術において、静電吸着解除後にイオン化
したガスを導入する技術が記載されているが、これはも
ともと静電吸着技術における帯電解除技術であって、帯
電防止して効果を得、特に搬送チャンバー内の被処理体
の除電により効果を得る本発明とは、全く異なり、相互
に推考性のない技術である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、その好ましい具体例を図面を参照して説明する。な
お当然のことではあるが、本発明は図示実施の形態例に
限定されるものではない。

【００１８】以下の具体例は、本発明を、半導体装置製
造の際に適用したもので、プラズマ処理チャンバーにお
けるロードロックチャンバーについて、本発明のベント
技術を具体化したものである。ただしその他、パーティ
クルの製品への付着をことごとく嫌う各種電子部品の処
理の場合に汎用できることは、言うまでもない。

【００１９】実施の形態例１ 図１に、本実施の形態例の装置構成の全体を示す。符号
２で真空チャンバーを示すが、本発明においてベントす
べき真空チャンバーは、搬送チャンバー（特に本例では
いわゆるロードロックチャンバー）である。真空装置に
は、真空チャンバー２、及びこの真空チャンバー２を真
空に排気するための排気装置（真空ポンプ等。図示省
略）が備わる。

【００２０】製品等の被処理体の導入や、取り出し時、
あるいは必要によりメンテナンスを行うときには、チャ
ンバー２を真空状態から、大気圧にもどす（ベントす
る）が、その場合は、ベント用気体（窒素や希ガス等の
不活性気体、あるいは空気等）が配管３を通し、バルブ
４を介してチャンバー２に導入される。

【００２１】符号１で示すのは、ベント用気体をチャン
バー２に直接導入する導入部分に配設したイオン化及び
気体拡散用の複合治具であり、本例において特に使用す
るものである。以下この複合治具を、イオナイズフィル
ター１と称する。該イオナイズフィルター１の詳細は、
図２に示す。図２に示すように、ハウジング８により画
成された空間内に気体拡散用治具７（フィルター）及び
イオン発生源１０（エミッター）が内蔵されて、一体化
したイオナイズフィルター１が構成される。ベント用気
体は気体拡散用治具７を介して真空チャンバー２に導入
される。この気体拡散用治具７により、ベント用気体は
均一に拡散されて、真空チャンバー２に導入される。本
実施の形態例では、気体拡散用治具７としては、真空破
壊用に従来から使用されているブレークフィルターを用
いた。その具体的詳細については、後述する。

【００２２】ここで、気体拡散用治具７を介して導入さ
れるベント用気体は、イオン化したものである。図示例
では、気体拡散用治具７の前段、つまり上記ベント用気
体の導入方向に関して前側にイオン化手段としてイオン
発生源１０を配置する。本例では、イオンの発生源であ
るエミッターをこのイオン化手段として用いた。このエ
ミッターの具体的詳細については、後述する。イオン化
したベント用気体を模式的に符号１１で示す。

【００２３】本例では上記構成をとることにより、イオ
ン化したベント用気体を、気体拡散用治具７を通して、
真空チャンバー２内に拡散する。拡散の状態を、模式的
に符号６で示す（第１図も参照）。この拡散による真空
チャンバー２内への導入によって、イオン化したベント
用気体１１を、帯電しているチャンバー２内の被処理体
（製品等）や、各種内部治具等に行き届かせる。これに
よって、静電気を除去し、かつ同時に静電気による被処
理体（製品等）へのパーティクル付着を防止する。符号
８は、上記気体拡散用治具７やイオン発生源１０を内蔵
するハウジングである。従来技術では、このイオナイズ
フィルター１が配置されるベント用気体導入部分には、
ハウジング８と気体拡散用治具７（ブレークフィルタ
ー）から構成される部材が配設されることはあったが、
これだけでは本発明の場合と異なり、静電気によるパー
ティクルの付着は緩和することはできなかった。

【００２４】本例において、気体拡散用治具７として
は、真空破壊用に従来から使用されているブレークフィ
ルターを用いたが、特に、セラミック系の多孔質な素材
を使用することにより、生成されたイオンの消失を防止
し、かつ、気体の拡散を起こしやすくしている。これに
よると、セラミック多孔体のもつ微細な細孔を利用し
た、圧力のバッファー効果を応用した、均一でかつパー
ティクルの巻き上げのないガス導入が、かならずしもス
ローベントにしなくても、実現できる。セラミック材料
としては、たとえばＡｌ₂ Ｏ₃ を採用し、微細孔の孔径
としては、０．２μｍ、０．５μｍ、０．８μｍのもの
などを採用できる。

【００２５】本例において、イオン発生源１０であるエ
ミッタとしては、イオナイザーに使用されているイオン
発生源と基本的には同じ構造のものを使用できる。ここ
では、イオン発生源１０であるエミッタは、モリブデ
ン、ポリシリコン等で作られ、高電圧発生電源５（第１
図参照）から供給される電圧で駆動される。ここで、エ
ミッタは、気体分子を正及び負の両方にイオン化し、正
イオンは負に帯電している物体に吸引され、負イオンは
正に帯電している物体に吸引され、結果として静電気を
中和する役割を果たす。イオン化の手段には、放射線方
式、コロナ放電方式、パルスＤＣ方式などがあるが、本
例では上記のようなエミッタを用いた。

【００２６】また、本例においてイオン発生源１０であ
るエミッタは、ベント時にバルブ４が開となった場合に
のみ、イオン発生を行うようになっている。つまりここ
では、バルブ４が開になっている間のみ、高電圧発生電
源５がオンされる構造となっている。

【００２７】また本例においては、イオナイズフィルタ
ー１本体は、真空チャンバーに直か付けできるように、
ハウジング８には真空シール９を取り付け、真空保持で
きる構造になっている。

【００２８】上述したように、本実施の形態例によれ
ば、真空装置のチャンバーベント時や、被処理体（製品
等）の搬送時に、静電気によるパーティクルの被処理体
（製品等）への付着を防止できる。かつ、気体拡散用治
具の機能により、チャンバー内のパーティクルの舞い上
げが防止できる。特にここでは半導体製造における、静
電気によるパーティクル付着によって生じる製品不良
を、最小限にすることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、真空ベント方法、及び
真空ベント装置において、パーティクルの舞い上げが防
止でき、かつそれのみならず、静電気によるパーティク
ルの被処理体（製品等）の付着を防止し、半導体や各種
電子部品製造等における、静電気によるパーティクル付
着により生じるおそれのある製品不良等の不都合を抑制
することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態例１の構成の全体を示す
図である。

【図２】 本発明の実施の形態例１の要部構成を示す図
である。

【符号の説明】

１・・・イオン化及び気体拡散用の複合治具（イオナイ
ズフィルター）、２・・・搬送チャンバー（真空チャン
バー）、７・・・気体拡散用治具、イオン化した気体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空装置の搬送用チャンバーの真空破壊
   を行う真空ベント方法であって、 イオン化した気体を、気体拡散用治具を介して真空チャ
   ンバーに導入するして真空破壊を行うことを特徴とする
   真空ベント方法。
2. 【請求項２】 真空装置の搬送用チャンバーの真空破壊
   を行う真空ベント装置であって、 気体拡散機能を備えるブレークフィルターと、気体をイ
   オン化するイオン発生源とをともに有し、双方を介して
   真空装置の搬送用チャンバーに気体を導入して真空破壊
   を行うことを特徴とする真空ベント装置。
3. 【請求項３】 上記イオン発生源を上記気体の導入方向
   に関して前側に配置し、上記ブレークフィルターを上記
   気体の導入方向に関して後側に配置したことを特徴とす
   る請求項２に記載の真空ベント装置。