JP2566308B2

JP2566308B2 - ロードロック装置を備えた処理装置

Info

Publication number: JP2566308B2
Application number: JP518589A
Authority: JP
Inventors: 英次羽中田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1996-12-25
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JPH02184333A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はロードロック装置を備えた処理装置に関す
る。

（従来の技術）半導体ウエハに対する各種処理を真空状態で行う真空
装置が増加している。このような真空装置では生産性の
向上と不純物の混入防止のため、真空処理室とは分離し
た小空間のロードロック室が設けられこのロードロック
室を介して大気圧状態にある所定の位置からのウエハの
授受及び真空状態にある真空処理室とのウエハの授受を
行う。このためロードロック室の機能は大気圧状態から
真空処理室内と同圧の所定の減圧状態へ減圧排気する機
能と、この減圧状態から大気圧に戻す機能及びウエハを
大気圧の所定位置からロードロック室を経由して真空処
理室へ又この逆へ搬送する搬送機能を備えている。従っ
てロードロック室には減圧排気用の排気口が配管を経由
して排気装置に、また大気圧に戻すガス導入口がリーク
用配管に接続されて設けられていた。このようなロード
ロック装置は特開昭57−159534号公報や特開昭62−1285
38号公報等に示されている。このようにロードロック室
内では真空置換が行われる為一般的にはゴミ等は少な
い。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、半導体ウエハの超微細化が進み、ロー
ドロック室内が減圧排気された後に残留したゴミ例えば
ロードロック室内のウエハ搬送装置の駆動部や可動部で
の微小な発塵や真空処理室内からウエハを取り出しロー
ドロック室内へ搬送する時真空処理室内の処理生成物等
の浮遊パーティクル等が搬送と同時にロードロック室内
に持ち込まれるもの等があり、これら微少なゴミの取扱
が生産面での歩留まりに多大な影響を与えている。この
ようなゴミは主に、ロードロック室を所定の減圧状態か
ら大気圧に戻すときロードロック室内に不活性ガス等を
リークバルブ等を介して徐々に導入しているため、即
ち、ロードロック室内にガス導入口から直接不活性ガス
等が放出される為、上記ゴミ等がガス流によりまき上げ
られ、被処理又は処理済ウエハ表面に付着してしまうと
言う問題があった。

この発明は上記点を改善するためになされたものでロ
ードロック室へ不活性ガス等を導入するときゴミのまき
上げを減少しウエハ表面へのゴミの付着を抑止するロー
ドロック装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）この発明は減圧状態のロードロック室を開放する際に
ガスを導入し大気圧に戻すロードロック装置に於て、上
記ロードロック室内にガスを導入するガス吹き出し部に
ガス流緩衝手段を設けたことを特徴とするロードロック
装置を備えた処理装置を得るものである。もう１つの発
明は、被処理体をプラズマ処理する真空処理室と、この
真空処理室と開閉自在なゲートバルブを介して接続され
たロードロック室と、このロードロック室内を排気する
排気装置と、前記ロードロック室内へ不活性ガスを導入
する不活性ガス吹き出し部と、この不活性ガス吹き出し
部に設けられたガス流緩衝手段と、前記被処理体を前記
真空処理室より前記ロードロック室内へ移動する前記ロ
ードロック室内に設けられたハンドリングアームとを備
え、前記不活性ガス吹き出し部が前記ハンドリングアー
ムより高い位置に設けられていることを特徴とするロー
ドロック装置を備えた処理装置を得るものである。

前記ガス流緩衝手段には、好ましくは、フィルターが
設けられ、またガス流緩衝手段は、ステンレス焼結体で
あることを特徴とする。さらに、前記不活性ガスは、窒
素ガスであることを特徴とする。

（作用効果）本発明によれば、減圧状態のロードロック室を開放す
る際にガスを導入し大気圧に戻すロードロック装置に於
て、上記ロードロック室内にガスを導入するガス吹き出
し部に上記ガスの吹き出し速度を減じるガス流緩衝手段
を設けたことにより、ロードロック室へ不活性ガス等を
導入するときゴミのまき上げを減少しウエハ表面へのゴ
ミの付着を抑止する効果が得られる。

（実施例）以下本発明ロードロック装置をプラズマエッチング装
置に適用した一実施例につき図面を参照して説明する。

第１図はエッチング装置の構成図を示し、被処理体例
えば半導体ウエハ（１）をエッチング処理する真空処理
室（２）と、この真空処理室（２）の両側に真空状態と
大気圧状態との切り替えを行うイン側ロードロック室
（３）とアウト側ロードロック室（４）とが設けられて
いる。イン側ロードロック室（３）内には図示しないイ
ン側のウエハカセット等からのウエハ（１）をロードロ
ック室（３）内へ取り込み、また真空処理室のプラズマ
エッチング処理室（２）へウエハ（１）を載置するロボ
ット装置等からなるハンドリングアーム（５）が設けら
れている。そして、大気圧側とロードロック室（３）と
を仕切る開閉自在な大気圧側仕切（６）が設けられ、同
様にロードロック室（３）と真空処理室（２）間を仕切
る開閉自在な処理室側仕切（７）が設けられている。こ
れら仕切（６），（７）は気密性があり例えばゲートバ
ルブや気密機構を施した扉等により構成されている。ま
た、ロードロック室（３）の下部にはロードロック室
（３）を減圧排気する排気口（８）が設けられている。
そしてこの排気口（８）からメインバブル（8a）とサブ
バルブ（8b）が並列に接続され、ロードロック用排気装
置（９）に接続されている。また、サブバルブ（8b）の
配管はメインバルブの配管に比べて細く排気コンダクタ
ンスを低くしてある。そして、ロードロック室（３）内
に不活性ガスを導入するガス吹き出し部（10）が設けら
れ、このガス吹き出し部（10）には上記不活性ガスのガ
ス吹き出し速度を減じ静かにガスをロードロック室
（３）内に拡散させるガス流緩衝器（11）例えば第５図
に示すような円筒状で複数孔から成るステンレス製焼結
フィルターが設けられている。そして、このガス流緩衝
器（11）はロードロック室（３）のウエハ（１）から離
れた隅に位置し、かつ上記ハンドリングアーム（５）よ
り上に位置する如く設けられている。また、上記ガス吹
き出し部（10）は導入する不活性ガスの流路中で発生す
るゴミを取り除くフィルター（12）例えば焼結フィルタ
ー或はセラミックフィルターに接続されている。そし
て、ロードロック室（３）内に導入する不活性ガス流量
を制御するバルブ例えばニードルバルブ（13）及び不活
性ガス供給源（14）に順次接続されている。そして、ア
ウト側ロードロック室（４）内にもイン側ロードロック
室（３）と同様に、上記処理室（２）内に載置されてい
るエッチング処理済みウエハ（１）をアウト側ロードロ
ック室（４）へ取り出し、また図示しないアウト側ウエ
ハカセット等にウエハ（１）を渡すロボット装置等から
なるハンドリングアーム（15）が設けられている。そし
て、大気圧側とロードロック室（４）とを仕切る開閉自
在な大気圧側仕切（16）が設けられ、又、ロードロック
室（４）と真空処理室（２）間を仕切る開閉自在な処理
室側仕切（17）が設けられている。これら仕切（16），
（17）は気密性があり例えばゲートバルブや気密機構を
施した扉等により構成されている。また、ロードロック
室（４）の下部にはロードロック室（４）を減圧排気す
る排気口（18）が設けられている。そしてこの排気口
（18）からメインバルブ（18a）とサブバブル（18b）が
並列に接続され、ロードロック用排気装置（９）に接続
されている。また、サブバルブ（18b）の配管はメイン
バルブの配管に比べて細く排気コンダクタンスを低くし
てある。そして、ロードロック室（４）内に不活性ガス
を導入するガス吹き出し部（20）が設けられこの吹き出
し部（20）には上記不活性ガスのガス流速度を減じ静か
にガスをロードロック室（４）内に拡散させるガス流緩
衝器（21）例えば円筒状でメッシュ例えば100ミクロン
の孔から成るステンレス製焼結フィルターが着脱自在に
設けられている。また、適宜交換、清掃を可能としてい
る。そして、このガス流緩衝器（21）はロードロック室
（４）のウエハ（１）から離れた隅に位置し、かつ上記
ハンドリングアーム（15）より上に位置する如く設けら
れている。また、上記ガス吹き出し部（20）は導入する
不活性ガスの流路中で発生するゴミを取り除くフィルタ
ー（22）例えば焼結フィルター或はセラミックフィルタ
ーに接続されている。そして、ロードロック室（４）内
に導入する不活性ガス流量を制御するバルブ例えばニー
ドルバルブ（23）及び不活性ガス供給源（14）に順次接
続されている。上記処理室（２）内はエッチングガス導
入を兼ねた上部電極（25）とウエハ（１）を載置する下
部電極（26）と処理室（２）内を所定の減圧値に排気す
る排気装置（27）及びプラズマ発生の為の上記上部電極
（25）と下部電極（26）間に印可する図示しない高周波
電源等から構成されている。

次に動作について説明する。大気圧状態でイン側ロー
ドロック室（３）の大気圧側仕切（６）を開き、図示し
ないイン側ウエハキャリア等からのウエハ（１）をハン
ドリングアーム（５）によりイン側ロードロック室
（３）へ搬入保持する。大気圧側仕切（６）を閉じ、ロ
ードロック用排気装置（９）を作動する。このとき、急
激な排気でゴミのまき上げ等を防ぐためサブバルブ（8
b）を開き、次にメインバルブ（8a）の順にバルブを開
き処理室（２）と同じ所定の減圧値例えば10^-3Torrまで
排気する。この時までに上記処理室（２）内は排気装置
（27）により所定の減圧状態例えば10^-3Torrに排気制御
しておく。処理室（２）とイン側ロードロック室（３）
とが同じ減圧状態になったところで処理室側仕切（７）
を開きハンドリングアーム（５）で保持していたウエハ
（１）をこのハンドリングアーム（５）で処理室（２）
内の所定の場所例えば下部電極（26）上に載置し、ハン
ドリングアーム（５）はイン側ロードロック室（３）内
に戻す。そして処理室側仕切（７）を閉じる。次にエツ
チングガスを処理室（２）内に導入し、排気装置（27）
により所定の減圧値に排気制御しながら所定時間上部電
極（25）及び下部電極（26）間に高周波電力を印加する
ことにより、処理室（２）でエッチング処理を行う。こ
の間にアウト側ロードロック室（４）をイン側ロードロ
ック室（３）の排気と同様にサブバルブ（18b）、メイ
ンバルブ（18a）の順に開き、処理室（２）と同じ減圧
状態にロードロック用排気装置（９）により排気してお
く。処理室（２）内のエッチング処理終了後、アウト側
ロードロック室（４）の処理室側仕切（17）を開きハン
ドリングアーム（15）により処理室（２）内の下部電極
（26）上の処理済みウエハ（１）を取り出し、アウト側
ロードロック室（４）内にハンドリングアーム（15）に
てウエハ（１）を保持する。そして処理室側仕切（17）
を閉じる。従って、ここで処理室（２）はアウト側ロー
ドロック室（４）から切り離され次のウエハを処理でき
る状態に準備できる。次に、ニードルバルブ（23）を開
き不活性ガス供給源（14）より不活性ガス例えばN₂ガス
をアウト側ロードロック室（４）内に導入し大気圧に戻
す。この時ロードロック室（４）内へ不活性ガスを導入
するガス吹き出し部（10）にはガス流緩衝器（11）が設
けられているため、フィルター（22）により清浄化され
た不活性ガスの吹き出るガス流例えば窒素ガスは上記ガ
ス流緩衝器（21）により減速され静かにロードロック室
内に拡散してゆく。またガス流緩衝器（21）の設置位置
はハンドリングアーム（15）上のウエハ（１）から離
れ、例えばロードロック室が四角形であれば四隅の内の
一角で、ハンドリングアーム（15）よりも上に位置して
いるので、即ち、ゴミの少ない場所からの不活性ガスの
緩やかな拡散のためゴミのまき上げが少ない。このよう
にして、アウト側ロードロック室（４）が不活性ガスに
より大気圧状態になつたところで大気圧側仕切（16）を
開きハンドリングアーム（15）に保持していたウエハ
（１）を図示しないアウト側ウエハキャリア等への搬送
位置に載置する。また、不活性ガスの導入が多すぎロー
ドロック室（４）内が大気圧より加圧状態になるのを防
止するためロードロック室（４）には図示しない例えば
0.07kg/cm²で開放動作する逆止弁が設けられている。ま
た、処理室（２）内でエッチング処理している間には次
のウエハをイン側ロードロック室（３）にロードするた
め、上記ロードロック室（４）内を大気圧状態に戻した
のと同じように不活性ガスをニードルバルブ（13）及び
フィルター（12）を介しガス流緩衝器（11）で静かに拡
散しイン側ロードロック室（３）に導入し、大気圧に戻
す。以下上記動作を繰り返し所望の数量のウエハをエッ
チング処理する。ここで、ロードロック室（３），
（４）を大気圧に戻すとき、不活性ガスを使用するのは
空気を使用すると空気中の水分が次にロードロック室を
真空に引くときに妨げとなり、叉残留している反応生成
物等と空気中の水分とが反応してウエハに付着し悪影響
を与えるのを防ぐためである。

なを、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であ
る。例えば第２図はエッチング装置の上面図で第１図と
対応したところは同符号を記してあり、処理室（30）、
ロードロック室（31）、（32）処理室（30）のウエハ保
持位置（33）、ロードロック室（30），（31）のウエハ
保持位置（34），（35）処理室側仕切（36），（37），
イン側仕切（38），アウト側仕切（39）を示している。
ガス流緩衝器（11）は上記実施例では一つのロードロッ
ク室の隅に一つであったが、一つのロードロック室に複
数個例えば２〜４（11,11a,11b,11c）何れの位置に設け
てもよい。また、ガス流緩衝器は第３図の様にパイプ状
細管にあるいは中空で薄い箱状の面上に複数の細孔を設
けてロードロック室のウエハ上部に取り付けてもよい。
また、上記実施例では不活性ガスのガス流量をニードル
バルブで設定したが、ロードロック室内に流す不活性ガ
ス流量を時間と共にコントロール例えば第４図に示すよ
うに流し初めは少なく時間と共に流量を大きくできるが
如くコントロールできる電自弁等の流量コントロールバ
ルブにし、プログラム（レシピー）制御できるようにす
るとさらによい。

さらに上記実施例ではエッチング装置のロードロード
ロック装置に適用したがこれに限らずLCDエッチング
や、イオン注入装置、CVD装置等ロードロック装置であ
ればいずれにも適用できることは言うまでもない。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、減圧状態のロードロッ
ク室を開放する際にガスを導入し大気圧に戻すとき、ゴ
ミのまき上げを減少しウエハ表面へのゴミの付着を抑止
する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ロードロック装置の一実施例を説明する
ためのエッチング装置の構成図、第２図は第１図のガス
流緩衝器の位置を示すための上面図、第３図は第１図の
他のガス流緩衝器の位置を示す説明図、第４図はロード
ロック室へ導入されるガス流量と時間との関係を示す説
明図、第５図は第１図のガス流緩衝器の説明図である。１……ウエハ２……処理室３……イン側ロードロック室４……アウト側ロードロック室５……ハンドリングアーム 6,7,16,17……仕切 10,20……ガス吹き出し部 11,21……ガス流緩衝器 12,22……フィルター 13,23……ニードルバルブ 14……不活性ガス供給源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧状態のロードロック室を開放する際に
ガスを導入して大気圧に戻すロードロック装置に於い
て、上記ロードロック室内にガスを導入するガス吹き出
し部にガス流緩衝手段を設けたことを特徴とするロード
ロック装置を備えた処理装置。
【請求項２】被処理体をプラズマ処理する真空処理室
と、この真空処理室と開閉自在なゲートバルブを介して
接続されたロードロック室と、このロードロック室内を
排気する排気装置と、前記ロードロック室内へ不活性ガ
スを導入する不活性ガス吹き出し部と、この不活性ガス
吹き出し部に設けられたガス流緩衝手段と、前記被処理
体を前記真空処理室より前記ロードロック室内へ移動す
る前記ロードロック室内に設けられたハンドリングアー
ムとを備え、前記不活性ガス吹き出し部が前記ハンドリ
ングアームより高い位置に設けられていることを特徴と
するロードロック装置を備えた処理装置。
【請求項３】前記ガス流緩衝手段には、フィルターが設
けられていることを特徴とする請求項１または２記載の
ロードロック装置を備えた処理装置。
【請求項４】前記ガス流緩衝手段は、ステンレス焼結体
であることを特徴とする請求項１または２記載のロード
ロック装置を備えた処理装置。
【請求項５】前記不活性ガスは、窒素ガスであることを
特徴とする請求項１または２記載のロードロック装置を
備えた処理装置。