JP3156398B2 - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JP3156398B2 JP29294092A JP29294092A JP3156398B2 JP 3156398 B2 JP3156398 B2 JP 3156398B2 JP 29294092 A JP29294092 A JP 29294092A JP 29294092 A JP29294092 A JP 29294092A JP 3156398 B2 JP3156398 B2 JP 3156398B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイス製造工
程など連続薄膜処理工程を行う薄膜形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、IC製造工程や太陽電池、薄膜
トランジスタの製造工程においては、スパッタリングや
CVDやエッチングなどの各種の薄膜処理工程が可能な
限りひとつの薄膜形成装置内において連続的に行われる
傾向にある。これは、製造工程をライン化することが、
処理速度向上、コスト削減などの経済的な観点とデバイ
ス性能、歩留まり向上などの品質向上の観点とから望ま
しいためである。
【0003】図3は従来からの連続処理行程が可能な薄
膜形成装置の一例を示す構成図である。この装置は共通
室10、反応室20A〜20C、基板出入室30とこれ
ら各室間に介在する仕切弁21A〜21C、および仕切
弁31、32とから構成される。共通室10内には基板
を各反応室20A〜20Cおよび基板出入室30に搬送
するための搬送機構(図1にて詳細後述するが搬送アー
ム11と搬送アーム回転台12とから構成される)が設
けられている。次にこの装置での薄膜形成の動作を薄膜
トランジスタ製造工程を例にして説明する。
【0004】作業者は複数の基板を入れたカセットを仕
切弁32を介して基板出入室30に入れる。基板出入室
30が真空引きされた後、仕切弁31が開かれ、これら
基板のうちの一枚が、共通室10に設けられている搬送
機構により共通室10に移送される。続いて仕切弁31
が閉じるとともに仕切弁21Aが開き、基板が反応室2
0Aに移送され、所定の位置に置かれた後、搬送機構が
共通室10に復帰して仕切弁21Aが閉じられる。そし
て、反応室20Aにある基板処理手段(プラズマCVD
装置)により第1薄膜形成(SiN膜形成)がなされ
る。第1薄膜形成が終了すると仕切弁21Aが開いて搬
送機構により基板は共通室10に移送され、仕切弁21
Aが閉じられる。続いて、仕切弁21Bが開いて基板は
反応室20Bに移送される。そして反応室20Bにある
基板処理手段(プラズマCVD装置)により第2薄膜形
成(i層アモルファスシリコン膜形成)がなされる。第
2薄膜形成が終了すると仕切弁21Bが開いて搬送機構
により基板は共通室10に移送され、仕切弁21Bが閉
じられる。続いて、仕切弁21Cが開いて基板は反応室
20Cに移送される。そして反応室20Cにある基板処
理手段(プラズマCVD装置)により第3薄膜形成(n
層アモルファスシリコン膜形成)がなされる。第3薄膜
形成が終了すると仕切弁21Cが開いて搬送機構により
基板は共通室10に移送され、仕切弁21Cが閉じられ
る。続いて、仕切弁31が開いて基板は基板出入室30
にあるカセットの元の位置に戻される。そしてカセット
内に未処理基板があればこれを取り出し、前回と同じ動
作を行う。以下同様の動作を繰り返してカセット内の基
板がすべて処理されると基板出入室30を大気圧に戻し
て処理済基板が入れられたカセットを仕切弁32より取
り出す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の薄膜形成装
置では、各基板は処理が開始されるとその基板に対する
全工程が終了するまで、途中の工程にて停止されること
なく連続処理される。そして複数枚数を連続処理すると
きは、最初の基板が処理を始めてから最後の基板が処理
を完了するまで停止することなく、連続処理される。こ
の場合、ある基板が工程途中でダストが付着したとして
もこれを発見することができず、その後の工程を続けて
実施していた。そのため、本来ダスト付着品として不良
品と扱われる基板についても最終工程まで処理を続ける
ことになり、無駄な処理をすることとなっていた。
【0006】また、基板へ付着するダストのほとんど
は、成膜時に反応室壁面等に回り込んで付着した薄膜が
その後に壁面等から剥離した剥離片である。これら剥離
片の発生量は成膜回数が増えて反応室壁面への付着量が
増加するにつれて急激に増加する。したがって複数枚数
を連続処理する場合にある枚数を処理するとそれ以後の
基板には許容量以上のダストが付着してしまい、結局続
けて無駄な成膜をすることになっていた。
【0007】さらには、ダスト付着した基板の処理を続
行することにより、ダストを装置全体にまき散らすとい
う不都合も生じた。すなわち、たとえば従来例で示した
薄膜トランジスタ工程においては、ダストは成膜する膜
の膜厚が厚いi層アモルファスシリコン膜反応室にて特
に多く発生する。したがってi層アモルファスシリコン
膜反応室にてダスト付着した基板を次工程のn層アモル
ファスシリコン反応室に送るとダストがこの反応室に拡
散されることになった。この結果、本来i層アモルファ
スシリコン反応室1室のみをダスト除去すれば良かった
ものがn層アモルファスシリコン反応室までダスト除去
する必要が生じてしまい、クリーニングの手間が倍増す
ることとなった。
【0008】本発明は以上のようなダストが原因で生じ
る諸問題を一挙に解決し、無駄な処理工程を排除すると
ともに、最小限のダスト除去作業でクリーニングを済ま
すことができる装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされた本発明は、薄膜形成を行う複数の反応室と、
この反応室に共通的に接続され、基板の各反応室への搬
送を司る共通室と、この共通室に基板を供給・搬出する
ための基板出入室とを備え、複数の薄膜形成を順次連続
的に行わせるようにした薄膜形成装置において、前記共
通室内だけにダストモニタを配設したことを特徴とす
る。以下、この構成のスパッタ装置がどのように作用す
るかを説明する。
【0010】
【作用】本発明の薄膜形成装置では、ひとつの反応室で
の処理終了後、他の反応室に基板が移送される途中に必
ず共通室を通過するが、このとき、共通室だけに取り付
けられたダストモニタにより、ダスト量の測定を行う。
そして、ダスト量が許容範囲を越えた場合は不良品とみ
なしてこの基板に対するその後の処理を中止して、直ち
に基板出入室に返送する。そして次の基板を取り出して
処理を開始する。これにより不良品への無駄な連続処理
がなくなる。そして、続いて処理を開始した基板につい
ても同じ反応室で許容範囲を越えるダスト量が測定され
たときは、その反応室はクリーニング作業時期がきたと
判断して成膜を中止してダスト除去を行う。この装置に
よれば、共通室だけに取り付けられたダストモニタによ
りクリーニングが必要な反応室を早期に発見すること
で、他の反応室へのダスト持ち込みが少なくなるので必
要な反応室だけをダスト除去すれば再び成膜を実施でき
るようになる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図1、図2は本発明による薄膜形成装置の一例を示
す断面図および構成図を示す。この装置において従来例
で説明したものと同じ部分は同記号を付してあり、その
説明を省略する。共通室10内には基板を各反応室20
A〜20Cおよび基板出入室30に搬送するための搬送
アーム11と搬送アーム回転台12とから構成される搬
送機構が設けられている。搬送アーム11は基板支持着
脱機構に伸縮可能なアームと取り付けたものである。搬
送アーム回転台12は搬送アーム11の伸縮方向を基板
を移送したい反応室へ向くように方向変換するものであ
る。共通室10の上蓋にはレーザ光源13、ダストモニ
タ14が取り付けられ、前記搬送アーム11が縮んだと
き基板にレーザ光が照射され、基板上のダストにより散
乱反射された光がダストモニタ14により検知されるこ
とで付着ダスト量が測定される。
【0012】基板出入室30には、複数の基板40を載
置したカセット33を昇降するカセット昇降台34が設
けられ、これが昇降することにより搬送アーム11が移
送する基板40が特定される。また、各反応室にはそれ
ぞれ必要な薄膜形成手段22A〜22Cが取り付けられ
ている。以上の構成の装置による薄膜形成の動作を薄膜
トランジスタ製造工程を例にして説明する。
【0013】作業者は複数の基板40を入れたカセット
33を仕切弁32を介して基板出入室30に入れる。基
板出入室30が真空引された後、仕切弁31が開かれ、
これら基板のうちの一枚が、搬送アーム11により共通
室10に移送される。続いて仕切弁31が閉じるととも
に仕切弁21Aが開き、搬送アーム回転台12が回転す
ることで搬送アーム11の伸縮方向が変わり、基板が反
応室20Aに移送され、反応室20A内の所定の位置に
置かれた後、搬送アーム11が共通室10に復帰して仕
切弁21Aが閉じられる。そして、反応室20Aにある
基板処理手段(プラズマCVD装置)により第1薄膜形
成(SiN膜形成)がなされる。第1薄膜形成が終了す
ると仕切弁21Aが開いて搬送機構により基板は共通室
10に移送され、仕切弁21Aが閉じられる。ここでレ
ーザ光源13によりレーザ光が基板40に照射され、そ
の散乱反射光をダストモニタ14により測定することで
ダスト量が測定される。このときダスト量が許容値を越
えていればその基板40はダストが付着した不良品と判
断され次工程へ送ることが中止されて直ちに基板出入室
30に戻され、次の基板の処理を開始される。ダスト量
が許容値以下であれば仕切弁21Bが開いて基板は反応
室20Bに移送される。そして反応室20Bにある基板
処理手段(プラズマCVD装置)により第2薄膜形成
(i層アモルファスシリコン膜形成)がなされる。第2
薄膜形成が終了すると仕切弁21Bが開いて搬送機構に
より基板は共通室10に移送され、再びダストモニタ1
4によりダスト量が測定される。そして前回と同じよう
に次工程に進めるか否かが判断される。このように各工
程終了ごとにダスト量を測定することで、不良品を早期
に発見し、無駄な成膜をなくすことができる。さらに、
複数枚数の基板を連続処理中に続けて同じ反応室で不良
品となったときは、クリーニング作業が必要になったと
判断して成膜を中止し、必要な反応室のダスト除去作業
を行う。これにより、ダストが各反応室間に拡散を最小
限にくい止め、クリーニング作業を最小限の室数にとど
めるようにすることができる。
【0014】本実施例ではプラズマCVD装置を例に説
明したが、これに限るものではなく、スパッタリング装
置、蒸着装置、さらにはエッチング装置を含む薄膜処理
装置全般について実施してもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、共
通室だけにダストモニタを取り付け、各基板の各工程終
了ごとにダスト量を測定することにより、ダスト付着に
より不良となった基板を工程途中にて早期に発見するこ
とが可能となってその後の工程を中止することで無駄な
成膜処理を続行することがなくなる。また、特定の反応
室での処理終了後にダスト量が許容値を越える基板が続
けて発生するようになったときはその反応室のクリーニ
ング時期が来たものと判断でき、成膜を中止してダスト
除去作業を行うことで複数枚数の基板を連続処理する場
合においても不良品が多数連続発生することを未然に防
止できる。さらに、ダスト付着した基板の搬送を続ける
ことによりダスト量が少なかった反応室に他の反応室か
らダストを持ち込んでしまい、その結果、ダストを装置
全体に拡散させてしまって装置全体をクリーニングしな
ければならなかったが、共通室だけにダストモニタを取
り付け、クリーニングが必要な反応室を早期に発見する
ことで、ダスト拡散を最小限に止めることができ、ダス
ト除去作業を行う反応室を少なくすることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である薄膜形成装置の断面
図。
【図2】本発明の一実施例である薄膜形成装置の装置構
成図。
【図3】従来の薄膜形成装置の装置構成図。
【符号の説明】
10:共通室 13:レーザ光源 14:ダストモニタ 20A〜20C:反応室 30:基板出入室

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜形成を行う複数の反応室と、この反
    応室に共通的に接続され、基板の各反応室への搬送を司
    る共通室と、この共通室に基板を供給・搬出するための
    基板出入室とを備え、複数の薄膜形成を順次連続的に行
    わせるようにした薄膜形成装置において、前記共通室内
    だけにダストモニタを配設したことを特徴とする薄膜形
    成装置。
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