JP2538930B2 - 真空処理装置 - Google Patents

真空処理装置

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JP2538930B2
JP2538930B2 JP62182722A JP18272287A JP2538930B2 JP 2538930 B2 JP2538930 B2 JP 2538930B2 JP 62182722 A JP62182722 A JP 62182722A JP 18272287 A JP18272287 A JP 18272287A JP 2538930 B2 JP2538930 B2 JP 2538930B2
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases

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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体素子製造工程に用いられる真空処理
装置に係わり、特に予備排気室を備えた真空処理装置に
関する。
(従来の技術) 近年、半導体素子製造工程では、基板となるSiウェハ
が5インチφから6インチφ、更には8インチφと急速
に大口径になっている。Siウェハが大口径になるに従い
ウェハの処理に使用される製造装置、例えばスパッタリ
ング装置においては、1度に数枚〜数10枚を同時に処理
するバッチ式装置から、大口径ウェハを1枚づつ処理す
る枚葉式装置へと移行している。
現在、一般的に用いられている枚葉式スパッタリング
装置では、スパッタ室と予備排気室とがゲートバルブを
介して連通され、スパッタ室には高周波電極を兼ねたタ
ーゲットが設置され、さらに予備排気室にはウェハキャ
リア等に保持されて複数の被処置ウェハが設置される。
そして、ウェハが予備排気室からスパッタ室に1枚ずつ
搬送されて処理されることになる。なお、スパッタ室及
び予備排気室は、真空ポンプによりそれぞれ真空排気さ
れている。
この種の装置において、Siウェハ上に例えばAl−Si膜
を形成する場合、ターゲットとしてAl−Si合金(Si 0.5
%含有)を用い、スパッタ室内にスパッタガスとしての
Arガスを導入すると共にターゲットに高周波電力を印加
する。高周波プラズマによりスパッタリングされたAl−
Siが試料であるSiウェハに被着し、所望のAl−si膜が形
成される。このとき、希望するSiウェハ表面以外のスパ
ッタ室内壁にもAl−Si膜は余分に被着する。連続してス
パッタ被着したAl−Si膜は、予備排気室とスパッタ室と
圧力差が生じると剥離浮遊し、生膜途中の試料であうSi
ウェハに付着する。Siウェハに付着した浮遊Al−Siは、
その後に行う電極配線形成の欠陥として取込まれ、素子
不良を招く要因となる。
そこで従来、スパッタ室と予備排気室の圧力を予備排
気室側を高真圧に保ち、スパッタ室から予備排気室側に
気体が流れる方法を取っている。しかし、ゲートバルブ
が開閉するときに気体の流れ影響を受け、スパッタ室の
粉塵及びゲートバルブから発生した粉塵が予備排気室側
に巻き上げられて、ウェハキャリアに保持されたSiウェ
ハに粉塵が付着すると云う問題が生じていた。また、予
備排気室内でSiウェハに付着した粉塵が電極配線パター
ン形成時にエッチングマスクとして作用し、配線短絡や
コンタクト穴不良等が生じ、また電極配線の段切れ等を
引起こし、半導体素子の製造歩留りが低下すると云う問
題があった。
(発明が解決しようとする問題点) このように従来、ゲートバルブの開放時に予備排気室
側に巻き上げられた粉塵がSiウェハに付着し、素子製造
歩留りの低下を招くと云う問題があった。また、この問
題はスパッタリング装置に限るものではなく、真空処理
室に予備排気室を接続した構成を有する各種の真空処理
装置についても同様に言えることである。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、ゲートバルブの開閉に伴う被処理物
への粉塵の付着を防止することができ、素子製造歩留り
の向上をはかり得る真空処理装置を提供することにあ
る。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の骨子は、ゲートバルブを開放する時に予備排
気室側に巻上げられる粉塵等の異物を遮蔽板によって遮
蔽し、予備排気室内の被処理物に上記異物が付着するの
を防止することにある。
即ち本発明は、被処理物に対して所定の処理を施す真
空処理室と、この処理室にゲートバルブを介して連通さ
れた予備排気室とを備えた真空処理装置において、前記
バルブの開放によって現出する連通口面に離間対向して
遮蔽板を配置してなり、この遮断板と前記連通口面との
距離を10mm以上離し、且つ該遮断板と前記予備排気室内
に配置される被処理物との距離を100mm以上離したこと
を特徴とする。
(作用) 本発明によれば、真空処理室から予備排気室側に侵入
する粉塵が遮蔽板により遮蔽され、予備排気室内におけ
る被処理物の設置部以外の方向へと粉塵が散乱されるの
で、予備排気室内の被処理物に粉塵が付着するのを極め
て少なくすることができる。従って、粉塵の付着による
問題をなくし、高信頼性・高歩留りの真空処理を行うこ
とが可能となる。
ここで、遮蔽板と連通口面との間隔を10mm以内にする
とスリット効果が誘発され、真空処理室及びゲートバル
ブから発生される粉塵が逆に巻上げられ、予備排気室に
設置されている被処理物に付着する。また、遮蔽板と予
備排気室内の被処理物との間隔を100mm以内にすると、
遮蔽板の周辺部を回り込むように移動した粉塵が直接被
処理物に付着することになり、遮蔽板の粉塵散乱効果が
減少される。従って、遮蔽板と連通口との距離は10mm以
上、遮蔽板と予備排気室内の被処理物との距離は100mm
以上に設定すればよい。
(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明す
る。
第1図は本発明の一実施例に係わる枚葉式スパッタリ
ング装置の概略構成を示す側断面図、第2図は第1図の
矢視A−A断面図である。図中10は真空容器からなるス
パッタ室(真空処理室)であり、このスパッタ室10には
ゲートバルブ11,12を介して予備排気室20,30がそれぞれ
連通されている。スパッタ室10内の底部にはウェハテー
ブル13が設置されており、このテーブル13上に被処理物
としてのSiウェハ40が載置される。スパッタ室10内の上
部でSiウェハ40に対向する位置には、高周波電極を兼ね
たターゲット14が設置されており、このターゲット14に
は高周波電源15が接続される。また、スパッタ室10内に
はガス導入口16から所定のガスが導入され、スパッタ室
10内のガスはガス排気口17から排気されるものとなって
いる。
予備排気室20(ロード室)内には、複数のSiウェハ40
をセットしたウェハキャリア21が収容されている。この
ウェハキャリア21は駆動機構22により上下方向に移動可
能となっている。また、予備排気室20内は上部に設けた
ガス排気口23により真空排気されるものとなっている。
予備排気室(アンロード室)30は、排気排気室20と同様
に、駆動機構32により上下移動するウェハキャリア31を
備えたもので、予備排気室30内はガス排気口33を介して
真空排気されるものとなっている。
ここまでの構成は従来装置と同様であり、本装置がこ
れと異なる点は、予備排気室20,30内に遮蔽板を設けた
ことにある。即ち、予備排気室20内には、該予備排気室
20の連通口20aを塞ぐように長方形の遮蔽板24が設けら
れている。この遮蔽板24は、予備排気室20の連通口20a
に離間対向して配置され、予備排気室20の上壁部に固定
されている。ここで、第3図に示す如く、遮蔽板24と連
通口面20aとの間隔Pは20mmに設定され、遮蔽板24とウ
ェハキャリア21との距離Qは150mmに設定されている。
また、遮蔽板21の上端面と連通口20aの上端面との高さ
方向間隔Rはウェハ40及びウェハ搬送アーム等の厚みよ
りも長くなっている。また、予備排気室30内にも、上記
と同様な位置関係で遮蔽板34が設置されている。
なお、第1図中51,52はゲートバルブ11,12の駆動機
構、53,54は予備排気室20,30と大気とを遮断するゲート
バルブ、55は絶縁体を示している。また、図には示さな
いが、予備排気室20,30の側部には搬送機構が設けられ
ており、この搬送機構によりウェハ40が予備排気室20→
スパッタ室→予備排気室30の順に、1枚ずつ搬送される
ものとなっている。
このような構成であれば、遮蔽板24,34の存在によ
り、スパッタ室10と予備排気室20,30との差圧により予
備排気室20,30内に粉塵が巻上げられるのを防止するこ
とができ、予備排気室20,30内のウェハ40に粉塵が付着
するのを未然に防止することができる。従って、粉塵の
付着による歩留り低下を防止し、スパッタリングの信頼
性向上をはかることが可能となる。
本発明者等は、ターゲット14としてAl−Si、不活性ガ
スとしてArを用い、高周波電力印加によりSiウェハ40上
にAl−Si膜を堆積した。このときのゴミレベルを測定し
た結果を第4図に示す。ここで、Arの流量は40cc/min、
スパッタ室10の真空度は3×10-1Pa、予備排気室20,30
の真空度は6×10-2Paであるときに、ロード室側からア
ンロード室側へとウェハ40を25枚搬送させた。その時の
0.3〜0.5μmのゴミデータを○印で示し、0.5μm以上
のゴミデータを●印で示す。第4図(a)は遮蔽板なし
の場合であり、12〜20枚目がゴミ増加している。これ
は、スパッタ室10と予備排気室20,30との差圧が発生
し、スパッタ室10のゴミ及びゲートバルブ11,12の開閉
により発生するゴミが予備排気室20,30内にセットされ
たウェハ40の12〜20枚目付近に巻上げられたために発生
したものである。これに対し、本実施例のように遮蔽板
24,34を設けた場合、第4図(b)に示す如く12〜20枚
目のゴミレベルが大幅に低減することができ、且つ全体
のゴミレベルも同時に低減することができた。これは、
遮蔽板24,34の設置により、スパッタ室10から予備排気
室20,30側に侵入するゴミを散乱させ、ウェハ40にゴミ
が直接当たるのを防止したためである。
また、遮蔽板24と連通口20aとの間隔は20mmとした
が、これが10mm以下だと所謂スリット効果により逆にゴ
ミが強く巻上げられてしまい、ウェハ40に大量のゴミが
付着する虞れがある。さらに、遮蔽板24と予備排気室20
内のウェハ40との距離が、100mm以下だと遮蔽板24の下
端を回り込むように通過したゴミがウェハ40に付着する
虞れがある。従って、遮蔽板24と連通口20aとの距離は1
0mm以上、遮蔽板24とウェハキャリア21との距離は、100
mm以上離した方が望ましい。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記遮蔽板の形状は長方形に何等限定さ
れるものではなく、第5図(a)〜(c)に示す如く正
方形,円形,長円形等に適宜変更可能である。さらに、
予備排気室の数は2つに限定されるものではなく、1つ
或いは3つ以上でもよい。また、スパッタリング装置に
限るものではなく、真空処理室に予備排気室を接続した
各種の真空処理装置、例えばドライエッチング装置等に
適用することも可能である。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、ゲートバルブの
開放に伴う被処理室への粉塵の付着を防止することがで
き、粉塵の付着による素子製造歩留りの低下を低減する
ことができる。従って、高信頼性・高スループットの真
空処理装置が実現可能となり、その有用性が絶大であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係わるスパッタリング装置
の概略構成を示す側断面図、第2図は第1図の矢視A−
A断面図、第3図は上記装置に用いた遮蔽板の配置関係
を示す模式図、第4図はロット内のゴミ発生数を示す特
性図、第5図は変形例を説明するための模式図である。 10……スパッタ室(真空処理室)、11,12……ゲートバ
ルブ、13……ウェハテーブル、14……ターゲット、15…
…高周波電源、16……ガス導入口、17,23,33……ガス排
気口、20,30……予備排気室、21,31……ウェハキャリ
ア、24,34……遮蔽板。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被処理物に対して所定の処理を施す真空処
    理室と、この処理室にゲートバルブを介して連通された
    予備排気室とを備えた真空処理装置において、 前記バルブの開放によって現出する連通口面に離間対向
    して遮蔽板を前記予備排気室側に配置してなり、この遮
    断板と前記連通口面との距離を10mm以上離し、且つ該遮
    断板と前記予備排気室内に配置される被処理物との距離
    を100mm以上離したことを特徴とする真空処理装置。
  2. 【請求項2】前記真空処理室内には、高周波電極を兼ね
    たターゲットが被処理物に対向配置されており、ターゲ
    ットに高周波電力を印加し不活性プラズマにより被処理
    物上にスパッタリング被膜を形成することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の真空処理装置。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6196071A (ja) * 1984-10-17 1986-05-14 Hitachi Ltd 真空連続処理装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6196071A (ja) * 1984-10-17 1986-05-14 Hitachi Ltd 真空連続処理装置

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