JPH0419304B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、減圧処理装置に係り、特に処理室に
真空間遮断手段を介して副真空室が具設された減
圧処理装置に関するものである。

〔従来の技術〕

VLSIに代表される半導体装置は集積度の増加
により微細な構造となり、最小寸法が1μmと下ま
わるものになりつつある。かかる半導体の製造装
置においては塵埃は大敵であり種々の観点から低
塵埃化が検討されている。

試料であるシリコンウエハを処理する半導体製
造装置は減圧下で処理されることが多く、処理の
ための主処理室とは別に副真空室であるカセツト
室を有する。このカセツト室はその圧力が減圧と
大気圧とを繰り返す。すなわち、カセツトを大気
中に取り出すために清浄な気体をリーク孔からカ
セツト室に供給してカセツト室内の圧力を大気圧
に戻し、また大気圧下で新たなカセツトをカセツ
ト室にセツトしてウエハを減圧下の主処理室へ供
給するために必要な圧力まで排気孔から排気す
る。カセツト室は処理装置内部で発生した塵埃あ
るいはカセツトに付着して外部より持ち込まれる
塵埃がカセツト室の内壁に付着しており比較的汚
れた状態にある。このため、リークおよび排気を
行う際にカセツト室内壁に付着した塵埃が巻きあ
がりウエハに付着する可能性がある。

従来のカセツト室はその下面にリーク孔および
排気孔が直接開口した構造となつていた。リーク
および排気は長い時間をかけて行えば前記したウ
エハへの塵埃付着は少量となるが、これは半導体
製造装置の処理量を減じることにある。従来の装
置において処理量を増すためにリークおよび排気
の時間を短くすればウエハへの付着塵埃が増加す
るという問題点を有していた。なお、この種の装
置に関連するものとしては、例えば、特公昭61−
8153号等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は副真空室のリークおよび排気を
短時間で行つても試料への塵埃付着量の少い構造
の減圧処理装置を提供することにある。

すなわち、従来の副真空室において試料への塵
埃付着のメカニズムを検討したところ、リークお
よび排気孔が副真空室に直接開口しており、リー
クおよび排気時にカセツト室内の気流が偏より局
部的に高い速度の気流を発生させ、この高い速度
の気流が副真空室内壁に付着した塵埃を巻き上げ
試料に付着させることが明らかになつた。この問
題はリーク時のみならず、排気時にも発生するこ
とが明らかになつた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、減圧下で試料を処理する処理室と、
該処理室に真空間遮断手段を介して連結されてお
り、試料を収納するカセツトを収納する副真空室
と、該副真空室において前記カセツトを支えるも
のであつて昇降自在なテーブルと、該テーブルと
前記真空遮断手段との間に設置されていて試料を
搬送するベルト形搬送装置と、前記テーブルを中
心とした前記ベルト形搬送装置の反対側の前記副
真空室内に設置されており、試料を支える支え部
材と、前記副真空室の下部の実質的に全面を覆う
ものであつて、該副真空室と隔てられたバツフア
室を構成する多孔状隔壁と、前記バツフア室に開
口しており、前記副真空室内の圧力調整用の排気
孔とリーク孔と、からなり、前記多孔状隔壁の細
孔の径は前記排気孔およびリーク孔の径の１／３
〜１／15であり、前記細孔の合計面積は前記排気
孔および前記リーク孔の単独の孔面積の２〜20倍
であること、を特徴とする。

〔作用〕

昇降自在なテーブル、試料支え、ベルト形搬送
装置を有するので、カセツトの支持及び試料の搬
送を容易にかつ確実に行うことができる。

また、副真空室とバツフア室とを隔てる複数の
細孔を有する多孔状隔壁はリークおよび排気の際
にリーク孔および排気孔の近傍に偏る気流を均一
にするように作用するため、副真空室へリークさ
れる気流および副真空室から排気される気流はお
のおのの細孔でほぼ等しい速度に調整される。こ
のため従来の偏つた気流の高い速度は低速度に維
持される。

〔実施例〕

以下、本発明の基本的な実施例を第１図ないし
第４図により説明する。第４図は減圧処理装置が
半導体製造装置の場合の構成を示す平面図であ
る。半導体製造装置１は副真空室である２個のカ
セツト室２，３と中間室７と主処理室１２の４室
から構成される。カセツト室２，３と中間室とは
真空間遮断手段であるゲート弁６で仕切られ、中
間室７と主処理室１２とは上下移動により開閉可
能なベローズ弁１１で仕切られる。中間室７には
試料であるウエハを搬送する二組のベルト形搬送
装置８と、二組のウエハ昇降台９と二組の旋回形
搬送装置１０が設けられている。処理室１２には
ウエハ昇降台１３とウエハを載置して目的の処理
を行うためのウエハ載置台１４が設けられてい
る。

第１図ないし第３図において、カセツト室２は
直方体を斜めに切断したような２個のケーシング
２１，２２から成り、ケーシング２１はケーシン
グ２２の開閉蓋として作用するもので上部に取手
２３を有し、ヒンジ継手２４によりケーシング２
２に連結されるとともに、閉時にはＯリング２５
の作用によりカセツト室の内部と外部とをシール
し遮断する。ケーシング２２はその一面に中間室
７に通じる開口部２６を有し、そのまわりには、
Ｏリング２７が設けられ、さらに下部には細孔２
８を多数有した多孔状隔壁２９が設けられ、これ
によりカセツト室内部は上部の副室３０とバツフ
ア室３１とに仕切られる。バツフア室３１の底面
には排気孔３２とリーク孔３３とが設けられる。
なお排気孔とリーク孔は１個で兼用されることも
ある。

一方、カセツト室外部の昇降装置（図示せず）
に駆動され、通常のシール装置３４を介してケー
シング２２の下面を貫通する連結材３５の上端に
弁体３６が接続され、弁体３６はＯリング２７と
のシール作用により開口部２６を開閉するゲート
弁６を形成する。またカセツト室外部の昇降装置
（図示せず）に駆動され、通常のシール装置３７
を介してケーシング２２の下面を貫通する連結棒
３８の上端にはテーブル３９が設けられ、かつテ
ーブルの近傍にテーブル３９を挟んで先端に回転
体を有するウエハ支え４０と通常のベルト形搬送
装置５とがそれぞれの上端が同じ高さになるごと
く設置される。

なおウエハ支え４０の下端はケーシング２２の
下面構成材、あるいは多孔状隔壁２９に位置して
もよい。

ここでテーブル３９はカセツト４を上下させる
台となるもので、カセツトをしつかりと保持でき
る形状となつている。

本実施例は上記のように構成されるので次の作
用をなす。すなわち、先ずカセツト室２，３と中
間室７とを仕切るゲート弁６を閉にし、中間室７
と主処理室１２とを仕切るベローズ弁１１を開に
した後に中間室７および主処理室１２を高真空に
排気する。次にカセツト室２，３のおのおののケ
ーシング２１を開き、カセツト室２に未処理のウ
エハを収納したカセツト４を、カセツト室３に空
のカセツト４をセツトしたのちケーシング２１を
閉じておのおののカセツト室を排気孔３２から高
真空に排気する。カセツト室２では次の作用がな
される。カセツト４を載置したテーブル３９が下
降し、最下段のウエハ１５はウエハ支え４０とベ
ルト形搬送装置５とで支えられ、テーブル３９の
下降は停止する。と同時にベルト形搬送装置４１
が作動しウエハ１５は開口部２６を通つて中間室
７のベルト形搬送装置８へ渡される。中間室７で
はウエハ１５は所定の位置に達するとウエハ昇降
台９の上昇によつて持ち上げられ、旋回形搬送装
置１０へ移し換えられ、さらに処理室１２の昇降
台１３へ移し換えられる。昇降台１３が下降しウ
エハ載置台１４にウエハを載置した後、ベローズ
弁１１が閉じ主処理室１２は中間室７と隔離され
る。主処理室１２では必要に応じて処理用ガスを
供給し、また排気しながら目的の処理を行う。処
理が終了すると再び高真空に排気した後ベローズ
弁１１が開きウエハ１５はウエハ載置台１４から
別の旋回形搬送装置１０へ、さらにベルト形搬送
装置８，５を経てカセツト室３のカセツト４へ収
納される。ウエハが主処理室１２から搬出された
後、直ちに未処理のウエハが処理室１２へ搬入さ
れる。このようにしてカセツト室２のカセツトは
空に、カセツト室３のカセツトは満杯になると、
中間室７とカセツト室２，３とを仕切るゲート弁
６を閉じた後に両カセツト室へおのおのリーク孔
３３から例えば窒素等の清浄な気体を大気圧力に
なるまでリークさせ、カセツト室のケーシング２
１を開き、両カセツトを次のカセツトと交換す
る。

カセツト室２，３の真空排気およびリークに際
し、多孔状隔壁２９は次の作用をなす。バツフア
室３１内の排気孔３２およびリーク孔３３付近に
偏つた高速気流に対して多孔状隔壁２９の細孔２
８が大きな抵抗となり、各細孔での流速をほぼ等
しく調整する。このとき細孔の径は排気孔および
リーク孔の径の１／３〜１／15が望ましい。また
細孔の合計面積は排気孔およびリーク孔の単独の
孔面積の２〜20倍が望ましい。上述のごとく、多
孔状隔壁の細孔の作用によつてカセツト室の副真
空室からの排気速度およびカセツト室への気体の
リーク速度は各細孔でほぼ等しく、かつバツフア
室内の偏つた気流の速度に対して小さく調整され
る。

本実施例によればバツフア室の排気孔およびリ
ーク孔付近の高速気流を均一にかつ低速度に調整
してカセツトを設置する副室へ伝えることができ
るのでカセツト室の内壁に付着した塵埃を巻きあ
げることはなく、したがつてウエハへの付着塵埃
を極めて少量に維持できる効果を有する。

第５図は本実施例の効果を説明する図で実験に
よつて求めたものである。排気孔とリーク孔は同
じ径であり、細孔の径はリーク孔の径の１／５
に、また細孔の合計面積はリーク孔面積の５倍と
した。横軸は圧力0.1Torr〜大気圧間の排気およ
びリーク時間を示し、縦軸は排気およびリーク時
間を等しく保ち、6inchのミラーウエハを１枚カ
セツト室に設置し、圧力を大気圧→0.1Torr（20
分間保持）→大気圧と変化させた場合にミラーウ
エハに付着した粒径0.3μm以上の塵挟数を示す。
実験はおのおのの排気およびリーク時間で３回実
施した。

従来技術に比較し本実施例では塵埃数が少量と
なつている。この結果の運用において、排気およ
びリーク時間を従来技術と等しくすればウエハへ
の付着塵埃量が少量となり、処理を施した製品の
歩留りを向上させることができ、また従来技術並
びの付着塵埃量で運用すれば排気およびリーク時
間を大幅に短縮でき、装置の処理量を増すことが
できるという効果がある。

また、リーク時のみならず排気時にも流れの乱
れを小さくするので、低塵埃化を達成できるもの
である。

また、昇降自在なテーブル、試料支え、ベルト
形搬送装置を有するので、カセツトの支持及び試
料の搬送を容易にかつ確実に行うことができる。

本発明は減圧下で処理を行い、かつ試料を収納
する副真空室を有する減圧処理装置に適用され、
特に処理すべき試料がシリコンウエハおよび化合
物半導体ウエハであり、処理がドライエツチン
グ、アツシング等の加工、蒸着、スパツタリン
グ、プラズマ蒸着、分子線エピタキシ等の薄膜形
成および不純物打込み、加熱脱気である場合に好
適である。

なお、第１図ないし第３図における多孔状隔壁
を複数の小片に分割しておけば、必要に応じて全
ての小片を取り外し、バツフア室内部を清掃する
ことが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、副真空室の排気並びにリーク
時に副真空室の内壁に付着した塵埃を巻きあげる
ことがないので、試料への付着塵埃を極めて少量
に抑制できるものである。また、カセツトの支持
及び試料の搬送を容易に確実に行うことができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の減圧処理装置の
副真空室部の縦断面図、第２図は、第１図のＡ−
Ａ視図、第３図は、第１図のＢ−Ｂ視図、第４図
は、減圧処理装置の平面図、第５図は、本発明と
従来技術におけるリークおよび排気時間と塵埃数
との関係線図である。 ２，３……カセツト室、６……ゲート弁、１２
……処理室、２９……多孔状隔壁、３０……副
室、３１……バツフア室、３２……排気孔、３３
……リーク孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 減圧下で試料を処理する処理室と、該処理室
   に真空間遮断手段を介して連結されており、試料
   を収納するカセツトを収納する副真空室と、該副
   真空室において前記カセツトを支えるものであつ
   て昇降自在なテーブルと、該テーブルと前記真空
   遮断手段との間に設置されていて試料を搬送する
   ベルト形搬送装置と、前記テーブルを中心とした
   前記ベルト形搬送装置の反対側の前記副真空室内
   に設置されており、試料を支える支え部材と、前
   記副真空室の下部の実質的に全面を覆うものであ
   つて、該副真空室と隔てられたバツフア室を構成
   する多孔状隔壁と、前記バツフア室に開口してお
   り、前記副真空室内の圧力調整用の排気孔とリー
   ク孔と、からなり、前記多孔状隔壁の細孔の径は
   前記排気孔およびリーク孔の径の１／３〜１／15
   であり、前記細孔の合計面積は前記排気孔および
   前記リーク孔の単独の孔面積の２〜20倍であるこ
   と、を特徴とする減圧処理装置。