JP2664216C

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Publication number: JP2664216C
Authority: JP
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Publication date: 1999-04-26

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、真空処理装置に係り、特に半導体素子基板（以下、基板と略）等の
試料を真空処理するのに好適な処理装置の制御方法に関するものである。〔従来の技術〕真空処理装置としては、例えば、特開昭61−246381号公報，特開昭62−61316
号公報，特開昭62−89881号公報等に記載のものが知られている。これら真空処理装置では、内部で試料が処理される真空処理室は、ゲートバル
ブ等の外部との遮へい連通手段を構成要素として有している。〔発明が解決しようとする課題〕上記従来技術では、真空処理室の構成要素である外部との遮へい連通手段の開
閉動作時に該手段から発生する塵埃，該塵埃の真空処理室内での拡散防止につい
て配慮されていない。従って、真空処理室内で拡散した塵埃が試料の被処理面に付着して試料の歩留
りが低下するといった問題が生じる。本発明の目的は、真空処理される試料の塵埃付着による歩留り低下を防止できる真空処理装置の制御方法を提供することにある。〔課題を解決するための手段〕上記目的は、外部との遮へい連通手段を構成要素として有し内部で試料が真空
処理される真空処理部と、該真空処理室内を排気する手段と、前記真空処理室内
に不活性ガスを導入する手段と、前記遮へい連通手段を作動させる手段とを具備
し、前記遮へい連通手段の開閉作動前に前記ガス導入手段により不活性ガスを導
入し、該導入した不活性ガスを前記排気手段により真空処理室外へ排気すること
により、前記遮へい連通手段の開閉により遮へい連通手段から外れた異物を、不
活性ガスの流れに取り込ませて不活性ガスと共に真空処理室外へ排出し、前記遮
へい連通手段の開閉作動が完了した時点で不活性ガスの導入を停止するように制
御することにより、達成される。〔作用〕遮へい連通手段の開閉動作時に該手段についていた反応生成物等の異物が該手
段から外れ、これにより塵埃が発生し真空処理室内に飛散する。そこで、遮へい
連通手段の開閉動作前に、真空処理室内にはガス導入手段よりガス、例えば、窒
素ガス等の不活性ガスが導入され、該導入されたガスは、排気手段により真空処
理室外へ排気される。このようなガスの導入，排気により真空処理室内ではガケ
流れが生じる。このように真空処理室内にガスが導入され排気されている間に遮
へい連通手段は、作動手段により開閉作動させられる。遮へい連通手段の開閉動
作により発生する塵埃は、上記ガス流れに取り込まれガスと共に真空処理室内へ
拡散することなく真空処理室外へ排出される。従って、真空処理室内で処理される試料の被処理面への塵埃の付着が防止され、
これによる試料の歩留り低下が防止される。〔実施例〕以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１図は、本発明を適用した、いわゆる有磁場マイクロ波プラズマエッチング
装置の構成図である。第１図で、放電管10の外側には、導波管20が略同心状に配設されている。導波
管20とマイクロ波発振手段であるマグネトロン30とは、導波管21で連結されている。導波管20の外側には、磁場発生用コイル40が環装されている。バッファ
室50は、放電管10開口端部の形状，寸法と略一致する開口51が形成された頂壁52
を有する。放電管10は、開口51を介してバッファ室50内と連通して頂壁52に気密
に構設されている。遮へい連通手段は、この場合、ベローズ60とリング状の弁体
61とでなるタイプのゲートバルブ62である。ベローズ60,弁体61の径は、この場
合、放電管10,開口51の径よりも大きくなっている。ゲートバルブ62は、放電管1
0と略同心状にバッファ室50内に設けられる。つまり、ベローズ60の下端部はバ
ッファ室50の底壁53に気密に設けられ、ベローズ60の上端部には、頂壁52対応し
て弁体61が設けられる。作動手段である。例えば、シリンダ70は、底壁53と対応
した位置でバッファ室50外に設置される。シリンダ70のロッド71は、ベローズ60
の軸心に沿って底壁53に気密を保持し、この場合、上下動可能に挿設されている
。ロッド71のバッファ室50内端部には、弁体61が連結されている。弁体61が頂壁
52に当接して締切られた状態で、真空処理室80が形成される。つまり、真空処理
室80は、放電管10,開口51,ベローズ60内に対応する頂壁52部，底部53部，ゲート
バルブ62により形成される。真空処理室80内には、試料、例えば、基板90を保持
する試料台100が設けられる。試料台100の試料保持面は、この場合、略水平状態
であり、開口51に対応させられている。この場合、窒素ガス等の不活性ガスを、
試料台100の試料保持面に設置された試料90の被エッチング面の上方位置で真空
処理室80内に導入可能に構成されている。つまり、ガス源110が外部に設置され
、ガス導入管111の一端はガス源110に連結されている。ガス導入管111の他端は
、試料台100の試料保持面に設置された試料90の被エッチング面の上方位置で放
電管10内に開口させられている。ガス導入管111には、バルブ112が設けられてい
る。真空ポンプ120が外部に設置され、排気管121の一端は真空ポンプ120の吸気
口に連結されている。排気管121の他端は、真空処理室80内に連通して底壁53に
連結されている。排気管121には、バルブ122が設けられている。なお、図示省略
したが、エッチングガスを放電管10内に導入する手段を、この場合、別に有して
いる。また、バッファ室50内も減圧排気可能になっている。第１図に示す状態から、ゲートバルブ62を閉動作させる前に、バルブ112,121 が開弁され、真空ポンプ120が作動させられる。これにより、ガス源110から窒素
ガスが所定流量でガス導入管111を通って放電管10内に導入される。放電管10内
に導入された窒素ガスは、開口51を通り真空処理室80の一部となるバッファ室50
内を流れて真空ポンプ120により排気される。これにより少なくとも真空処理室8
0内は粘性流若しくは中間流領域に置かれる。この状態で、シリンダ70が作動さ
せられロッド71は上昇させられる。これにより弁体61は、頂壁52に向って上昇さ
せられ、最終的には、弁体61が頂壁52に当接して締切られ遮へいされる。ロッド
71の上昇，これによる弁体61の上昇によりベローズ60は伸びる方向に変形させら
れる。該変形時にベローズ60についていた反応生成物等の異物がベローズ60から
外れる。該外れた異物や弁体61から外れた異物は塵埃となり、窒素ガスのガス流
れに取り込まれて窒素ガスと共に真空処理室80外へ排出される。ゲートバルブ62
の閉動作が完了した時点で、バルブ112は閉弁され、窒素ガスの導入が停止され
る。その後、試料90の被エッチング面は、例えば、特公昭 −
号公報等に記載のようにしてエッチング処理される。試料90のエッチング処理終
了後、ゲートバルブ62は開かれるが、この場合、上記したように真空処理室80内
を粘性流若しくは中間流領域に置いた後に開動作させられる。ゲートバルブ62の
開動作によりゲートバルブ62から外れた異物は、窒素ガスの流れに取り込まれて
窒素ガスと共に真空処理室80外へ排出される。その後、このような操作が繰り返
し実施されることで、試料90は、１個毎にエッチング処理される。本実施例によれば、ゲートバルブの開閉作動により発生する塵埃を、真空処理
室内への拡散を防止して真空処理室外へ排出できるので、試料の被エッチング面
への塵埃の付着を防止できる。従って、試料が基板である場合、塵埃付着による
素子回路不良を防ぐことができ歩留り低下を防止することができる。なお、上記実施例では、遮へい連通手段としてベローズと弁体とでなるタイプ
のゲートバルブを用いているが、その他のタイプのゲートバルブを用いても良い
。また、ゲートバルブとは異なる、例えば、シャッタ，回転弁等のものを用いて
も良い。いずれにしても、遮へい連通手段とは、真空処理室の構成要素であり、
開閉作動時に可動部分を有する構造のものである。更に、上記実施例では、真空処理室の内部で試料がエッチング処理されるが、
その他の処理，成膜処理，クリーニング処理，アッッシング処理等が実施されて
も良い。〔発明の効果〕本発明によれば、遮へい連通手段の開閉作動により発生する塵埃の試料への付
着を防止できるので、該塵埃付着に起因する試料の歩留り低下を防止できる効果
がある。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum processing apparatus, and more particularly to a control of a processing apparatus suitable for vacuum processing a sample such as a semiconductor element substrate (hereinafter abbreviated as a substrate). It is about the method. [Prior Art] As a vacuum processing apparatus, for example, JP-A-61-246381, JP-A-62-61316
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-89881 are known. In these vacuum processing apparatuses, the vacuum processing chamber in which the sample is processed has, as a constituent element, means for shielding communication with the outside such as a gate valve. [Problem to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional technique, dust generated from the means for shielding and communicating with the outside, which is a constituent element of the vacuum processing chamber, and diffusion of the dust in the vacuum processing chamber are prevented. Not considered. Therefore, there is a problem that dust diffused in the vacuum processing chamber adheres to the surface to be processed of the sample, and the yield of the sample is reduced. An object of the present invention is to provide a control method of a vacuum processing apparatus which can prevent a reduction in yield due to adhesion of dust to a sample to be vacuum-processed. [Means for Solving the Problems] The above object is to provide a vacuum processing section in which a sample is vacuum-processed inside having a means for shielding communication with the outside as a component, a means for evacuating the vacuum processing chamber, and the vacuum Means for introducing an inert gas into the processing chamber, and means for operating the shielding communication means, wherein the inert gas is introduced by the gas introduction means before the opening and closing operation of the shielding communication means, and It is evacuated to the vacuum processing outside the active gas by the exhaust means
As a result, foreign matter that has come off from the shielding communication means due to opening and closing of the shielding communication means is not
This is achieved by taking in the flow of the active gas and discharging it together with the inert gas to the outside of the vacuum processing chamber, and stopping the introduction of the inert gas when the opening and closing operation of the shielding communication means is completed. [Operation] Foreign matter such as a reaction product attached to the shielding communication means at the time of opening / closing operation of the shielding communication means comes off the means, thereby generating dust and scattering into the vacuum processing chamber. Therefore, before the opening and closing operation of the shielding communication means, a gas, for example, an inert gas such as nitrogen gas is introduced from the gas introduction means into the vacuum processing chamber, and the introduced gas is exhausted to the outside of the vacuum processing chamber by the exhaust means. Is done. The introduction and exhaustion of such a gas causes a debris flow in the vacuum processing chamber. As described above, while the gas is being introduced into and exhausted from the vacuum processing chamber, the shielding communicating means is opened and closed by the operating means. Dust generated by the opening and closing operation of the shield communication means is taken into the gas flow and discharged out of the vacuum processing chamber without diffusing into the vacuum processing chamber together with the gas. Therefore, adhesion of dust to the surface to be processed of the sample processed in the vacuum processing chamber is prevented,
This prevents the sample yield from lowering. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of a so-called magnetic field microwave plasma etching apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1, a waveguide 20 is disposed substantially concentrically outside the discharge tube 10. The waveguide 20 and the magnetron 30 as a microwave oscillating means are connected by a waveguide 21. A magnetic field generating coil 40 is mounted outside the waveguide 20. The buffer chamber 50 includes a top wall 52 having an opening 51 substantially corresponding to the shape and dimensions of the opening end of the discharge tube 10.
Having. The discharge tube 10 communicates with the inside of the buffer chamber 50 via the opening 51 and is airtightly mounted on the top wall 52. In this case, the shielding communication means is a bellows 60 and a ring-shaped valve body.
This is a gate valve 62 of the type consisting of 61. In this case, the diameters of the bellows 60 and the valve body 61 are larger than the diameters of the discharge tube 10 and the opening 51. The gate valve 62 is connected to the discharge tube 1
0 is provided in the buffer chamber 50 substantially concentrically. That is, the lower end of the bellows 60 is airtightly provided on the bottom wall 53 of the buffer chamber 50, and the valve body 61 is provided on the upper end of the bellows 60 in correspondence with the top wall 52. Actuation means. For example, the cylinder 70 is installed outside the buffer chamber 50 at a position corresponding to the bottom wall 53. The rod 71 of the cylinder 70 is
Is kept airtight to the bottom wall 53 along the axis of the shaft, and in this case, it is vertically movably inserted. A valve body 61 is connected to the inner end of the buffer chamber 50 of the rod 71. Valve body 61 is the top wall
A vacuum processing chamber 80 is formed in a state where the vacuum processing chamber 80 is in contact with and is closed. That is, the vacuum processing chamber 80 is formed by the top wall 52, the bottom 53, and the gate valve 62 corresponding to the inside of the discharge tube 10, the opening 51, and the bellows 60. In the vacuum processing chamber 80, a sample stage 100 for holding a sample, for example, a substrate 90 is provided. In this case, the sample holding surface of the sample stage 100 is in a substantially horizontal state, and corresponds to the opening 51. In this case, an inert gas such as nitrogen gas is
It is configured such that it can be introduced into the vacuum processing chamber 80 at a position above the surface to be etched of the sample 90 placed on the sample holding surface of the sample stage 100. That is, the gas source 110 is installed outside, and one end of the gas introduction pipe 111 is connected to the gas source 110. The other end of the gas introduction tube 111 is opened in the discharge tube 10 at a position above the surface to be etched of the sample 90 placed on the sample holding surface of the sample stage 100. The gas introduction pipe 111 is provided with a valve 112. A vacuum pump 120 is provided outside, and one end of the exhaust pipe 121 is connected to an intake port of the vacuum pump 120. The other end of the exhaust pipe 121 communicates with the inside of the vacuum processing chamber 80 and is connected to the bottom wall 53. The exhaust pipe 121 is provided with a valve 122. Although not shown, a means for introducing an etching gas into the discharge tube 10 is separately provided in this case. Further, the inside of the buffer chamber 50 can be evacuated to a reduced pressure. Before the gate valve 62 is closed from the state shown in FIG. 1, the valves 112 and 121 are opened and the vacuum pump 120 is operated. Thereby, nitrogen gas is introduced from the gas source 110 into the discharge tube 10 through the gas introduction tube 111 at a predetermined flow rate. The nitrogen gas introduced into the discharge tube 10 passes through the opening 51 and becomes a part of the vacuum processing chamber 80 in the buffer chamber 50.
It flows through the inside and is exhausted by the vacuum pump 120. As a result, at least the vacuum processing chamber 8
Inside 0 is located in the viscous or intermediate flow region. In this state, the cylinder 70 is operated and the rod 71 is raised. As a result, the valve body 61 is raised toward the top wall 52, and finally, the valve body 61 comes into contact with the top wall 52 to be shut off and shielded. rod
The bellows 60 is deformed in the direction in which the bellows 60 is extended by the rise of the valve body 61 due to the rise of 71. Foreign substances such as reaction products attached to the bellows 60 at the time of the deformation come off the bellows 60. The detached foreign matter and the foreign matter detached from the valve body 61 become dust, are taken in the gas flow of the nitrogen gas, and are discharged out of the vacuum processing chamber 80 together with the nitrogen gas. Gate valve 62
Is completed, the valve 112 is closed, and the introduction of nitrogen gas is stopped. Thereafter, the surface to be etched of the sample 90 is, for example,
Etching is performed as described in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. HEI 10-86. After the etching process of the sample 90 is completed, the gate valve 62 is opened. In this case, the opening operation is performed after the vacuum processing chamber 80 is placed in the viscous flow or intermediate flow region as described above. Foreign matter that has come off from the gate valve 62 by the opening operation of the gate valve 62 is taken into the flow of the nitrogen gas and discharged out of the vacuum processing chamber 80 together with the nitrogen gas. Thereafter, by repeatedly performing such an operation, the sample 90 is etched one by one. According to this embodiment, the dust generated by the opening and closing operation of the gate valve can be prevented from diffusing into the vacuum processing chamber and discharged to the outside of the vacuum processing chamber, so that the dust can be prevented from adhering to the sample surface to be etched. Therefore, when the sample is a substrate, it is possible to prevent an element circuit failure due to dust adhesion and to prevent a decrease in yield. In the above embodiment, a gate valve of a type including a bellows and a valve body is used as the shielding communication means, but another type of gate valve may be used. Further, a shutter, a rotary valve, or the like different from the gate valve may be used. In any case, the shielding communication means is a component of the vacuum processing chamber,
It has a structure having a movable part at the time of opening and closing operation. Further, in the above embodiment, the sample is etched inside the vacuum processing chamber.
Other processing, film forming processing, cleaning processing, ashing processing, and the like may be performed. [Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to prevent dust generated by the opening and closing operation of the shielding communication means from adhering to the sample, thereby preventing a decrease in the yield of the sample due to the dust adhesion.

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の一実施例の有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置の構成
図である。 62……ゲートバルブ、70……シリンダ、71……ロッド、80……真空処理室、90…
…試料、100……試料台、110……ガス源、111……ガス導入管、112,122……バル
ブ、120……真空ポンプ、121……排気管BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a magnetic field microwave plasma etching apparatus according to one embodiment of the present invention. 62 …… Gate valve, 70 …… Cylinder, 71 …… Rod, 80 …… Vacuum processing chamber, 90…
... sample, 100 ... sample stage, 110 ... gas source, 111 ... gas introduction tube, 112,122 ... valve, 120 ... vacuum pump, 121 ... exhaust tube

Claims

Claims: 1. A vacuum processing chamber in which a sample is vacuum-processed inside and a means for evacuating the vacuum processing chamber, the vacuum processing chamber including: Means for introducing an inert gas into the apparatus, and means for operating the shielding communication means, and before the opening and closing operation of the shielding communication means, an inert gas is introduced by the gas introduction means, and the introduced inert gas is introduced. By exhausting the gas outside the vacuum processing chamber by the exhaust means ,
Foreign matter coming off the shielding communication means by opening and closing the shielding communication means
Controlling the vacuum processing apparatus to take in the flow, discharge the gas together with the inert gas to the outside of the vacuum processing chamber, and stop the introduction of the inert gas when the opening and closing operation of the shielding communication means is completed. Method.