JPH0574739A - 真空処理装置およびその運転方法 - Google Patents

真空処理装置およびその運転方法

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JPH0574739A
JPH0574739A JP3234408A JP23440891A JPH0574739A JP H0574739 A JPH0574739 A JP H0574739A JP 3234408 A JP3234408 A JP 3234408A JP 23440891 A JP23440891 A JP 23440891A JP H0574739 A JPH0574739 A JP H0574739A
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重和 加藤
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恒彦 坪根
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Abstract

(57)【要約】 【構成】内部のクリーニング処理が必要な真空処理室を
有する真空処理装置およびその運転方法において、真空
処理室のドライクリーニングにあたっては、被処理基板
収納手段と一緒に大気雰囲気中に設置されたダミー基板
収納手段から基板搬送手段によってダミー基板を真空処
理室内に搬送し、ガスプラズマを発生させて真空処理室
内をドライクリーニングする。ドライクリーニング後
は、ダミー基板をダミー基板収納手段へ戻す。 【効果】クリーニング専用の機構を必要とせず装置構成
を簡単にでき、また、ドライクリーニング処理に使用さ
れたダミー基板と被処理基板との混在をなくしてゴミの
発生や残留ガスなどによる被処理基板の汚染を防止でき
高い製品歩留まりを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空処理装置およびそ
の運転方法に係り、特に内部のクリーニング処理が必要
な真空処理室を有する真空処理装置およびその運転方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ドライエッチング装置、CVD装置ある
いはスパッタリング装置などの真空処理装置において
は、定められた複数枚の被処理基板を一つの単位(一般
にロットとよばれる)として基板カセットに収納し装置
に投入する。処理済みの基板も同一の単位毎に基板カセ
ットに収容して回収する。これらの装置では、このよう
にして生産の効率化を図るのが一般的な運転方法であ
る。
【0003】しかしながら、上記のような真空処理装
置、特にドライエッチング装置、CVD装置のように活
性ガスによる反応を利用する装置においては、処理を行
うにしたがい反応生成物が真空処理室内に付着、堆積す
る。このため、真空性能の劣化,ゴミの増加,光学モニ
タ信号のレベル低下などの問題が生じる。これらの問題
を解決するために、定期的に真空処理室内をクリーニン
グするという作業を行っていた。クリーニング作業に
は、有機溶剤等によって付着物を拭き取る所謂ウェット
クリーニングと、付着物を分解する活性ガスやプラズマ
を利用するドライクリーニングとがある。作業性や効率
面からみるとドライクリーニングが優れている。ドライ
クリーニングのこうした特徴は、生産ラインの自動化が
進むにつれて不可欠なものになりつつある。
【0004】このようなドライクリーニングの機能を備
えた真空処理装置として、例えば、実開昭63−127
125号公報に開示された装置が挙げられる。該装置
は、処理室にゲートバルブを介して、被処理用ウエハを
大気側から真空側へ搬入するための真空予備室を隣接
し、該真空予備室内にダミーウエハを収容しておき、処
理室をプラズマクリーニングする際に、真空予備室に収
容されたダミーウエハを専用の搬送手段によって処理室
内に搬入し、ドライクリーニングが終了したら該搬送手
段によってダミーウエハを真空予備室に戻すようになっ
ていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、真空
処理装置の構造の点について配慮されていなかった。す
なわち、ダミーウエハを収容する真空予備室は、大きな
内容積を必要とするとともにダミーウエハ専用の搬送機
構を必要とし、装置が複雑化するという問題があった。
【0006】また、プラズマクリーニングに使用された
ダミーウエハは、再び真空予備室に戻され待機する。こ
のとき、使用済みのダミーウエハには、プラズマクリー
ニング時に生じた反応生成物やプラズマクリーニングに
用いた残留ガスが付着した状態となっている。その後、
ウエハを処理するための正規の処理が続行される。この
ため、真空予備室内では使用済みのダミーウエハと処理
前のウエハとが混在することになり、未処理ウエハ汚染
の点から好ましくない。
【0007】本発明の目的は、装置構成が簡単で、被処
理基板の汚染がなく高い製品歩留まりを実現することの
できる真空処理装置およびその運転方法を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、被処理基板を真空下で処理した後、内部のドライク
リーニング処理が行なわれる真空処理室を有する真空処
理装置において、被処理基板を収容する第1の収納手段
とともにダミー基板を収容する第2の収納手段を大気雰
囲気中に設置し、第1の収納手段と真空処理室との間で
被処理基板を搬送するとともに第2の収納手段と真空処
理室との間でダミー基板を搬送する搬送手段と、真空処
理室のドライクリーニング時にダミー基板を第2の収納
手段と真空処理室との間で搬送するように搬送手段を制
御する制御手段とを備えたものとし、被処理基板を真空
下で処理した後、内部のドライクリーニング処理が行な
われる真空処理室を有する真空処理装置の運転方法にお
いて、被処理基板を収容する第1の収納手段とともにダ
ミー基板を収容する第2の収納手段を大気雰囲気中に設
置する工程と、第1の収納手段と真空処理室との間で被
処理基板を搬送し、被処理基板を真空処理する工程と、
真空処理室のドライクリーニング時に、第2の収納手段
と真空処理室との間でダミー基板を搬送する工程とを有
するようにしたものである。
【0009】
【作用】真空処理装置によって被処理基板を処理するに
したがい、反応生成物が真空処理室内に付着、堆積す
る。真空処理室内に付着、堆積した反応生成物は、真空
処理室内にダミーウエハを配置してドライクリーニング
することにより除去される。ドライクリーニングにあた
っては、真空処理室のドライクリーニングの時期を判断
し、所定枚数の被処理基板の処理の途中または終了後
に、被処理基板収納手段と一緒に大気雰囲気中に設置さ
れたダミー基板収納手段から基板搬送手段によってダミ
ー基板を搬出し、真空処理室内に配置する。ダミー基板
が配置された後、真空処理室内にガスプラズマを発生さ
せて真空処理室内をドライクリーニングする。真空処理
室内でのドライクリーニングが終了したら基板搬送手段
によって、ダミー基板を真空処理室からダミー基板収納
手段へ戻す。これにより、従来のようなダミー基板を収
容するための真空予備室および専用の搬送機構は不要と
なり、装置構成が簡単になる。また、ドライクリーニン
グ処理に使用されたダミー基板と被処理基板とが同じ室
内で混在することもなくなり、ゴミの発生や残留ガスな
どによる被処理基板の汚染が防止され、高い製品歩留ま
りを実現できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を第1図および第2
図により説明する。
【0011】第1図および第2図は、本発明の真空処理
装置、この場合、被処理基板であるウエハをガスプラズ
マによりエッチング処理するドライエッチング装置を示
す。
【0012】カセット台2aないし2cは、この場合、
L字形に配置され、その位置および姿勢を変えることな
く、装置への導入/払出しが可能な位置、すなわち、カ
セット1aないし1cを略水平の平面上で常に一定の位
置に固定される。カセット台2aおよび2bは、L字形
の一辺に平行に隣合わせて配置してある。カセット台2
cは、L字形の他の辺に配置してある。カセット1aお
よび1bは、処理を行うための未処理ウエハを収納した
り、処理済みのウエハを回収するためのもので、複数枚
(通常25枚)の被処理基板であるウエハ20が収納可
能となっている。カセット1cは、この場合、プラズマ
を用いたドライクリーニング(以下、「プラズマクリー
ニング」という。)を行うためのダミーウエハを収納し
たり、プラズマクリーニング後のダミーウエハを回収す
るためのもので、複数枚(通常25枚)のダミーウエハ
30が収納可能となっている。
【0013】カセット台2a,2bに対向して、ロード
ロック室5およびアンロードロック室6が配置してあ
り、カセット台2a,2bとロードロック室5およびア
ンロードロック室6との間に搬送装置13が配置してあ
る。ロードロック室5は、真空排気装置3およびガス導
入装置4を装備するとともに、ゲート弁12aを介して
未処理ウエハを真空装置内に導入可能となっている。ア
ンロードロック室6は、同じく真空排気装置3およびガ
ス導入装置4を装備するとともに、ゲート弁12dを介
して処理済みウエハを大気中に取り出し可能となってい
る。搬送装置13は、X,Y,Zおよびθ軸を有するロ
ボットを備え、ロードロック室5およびアンロードロッ
ク室6とカセット1a,1bとの間でウエハ20を、そ
してロードロック室5およびアンロードロック室6とカ
セット1cとの間でダミーウエハ30を授受可能に動作
する。
【0014】ロードロック室5およびアンロードロック
室6は、ゲート弁12b,12cを介して搬送室16に
つながる。この場合、搬送室16は四角状で、搬送室1
6の3方の側壁には、ゲート弁15a,15b,15c
を介してエッチング処理室11a,11b,11cが設
けてある。搬送室16内には、ロードロック室5,アン
ロードロック室6およびエッチング処理室11a,11
b,11cとの間でウエハ20またはダミーウエハ30
を授受可能に動作する搬送装置14が設けてある。搬送
室16は、独立に真空排気可能な真空排気装置17を装
備している。
【0015】エッチング処理室11a,11b,11c
は、この場合、同一の構成で同一の処理が行なわれるよ
うになっている。エッチング処理室11bを例に説明す
る。エッチング処理室11bは、ウエハ20を配置する
ための試料台8bを有し、試料台8bの上部に放電部7
bを形成するように放電室が設けてある。エッチング処
理室11bは、放電部7bへの処理ガス供給のためのガ
ス導入装置10bを有するとともに、エッチング処理室
11b内を所定圧力に減圧排気する真空排気装置9bを
有し、放電部7bの処理ガスをプラズマ化するための、
この場合、マイクロ波と磁場の発生手段を有している。
【0016】この場合、エッチング処理室の上方にプラ
ズマ光の発光強度を計測するセンサ18が設けてある。
センサ18の計測値は制御装置19に入力される。制御
装置19は、センサ18からの計測値を所定値と比較し
て、エッチング処理室内のクリーニング時期を判断す
る。また、制御装置19は、搬送装置13および14を
制御して、ダミーウエハ30をカセット1cおよびエッ
チング処理室11aないし11cの間で搬送制御する。
【0017】このように構成された真空処理装置では、
まず、上位の制御装置から送られる情報に基づき動作す
るライン搬送ロボットまたはオペレータによって、カセ
ット台2a,2bに未処理のウエハを収納したカセット
1a、1bが載置される。一方、カセット台2cには、
ダミーウエハを収納したカセット1cが載置される。装
置は、カセット1aないし1cに付与された生産情報を
自ら認識するか、上位の制御装置から送られる情報に基
づくか、あるいはオペレータの入力する命令によるか、
いずれかの方法によりウエハ処理またはプラズマクリー
ニングを実行する。
【0018】例えば、搬送装置13および搬送装置14
によって、カセット1a内のウエハ20を上から順にエ
ッチング処理室11a,11b,11cに搬入し、それ
ぞれのウエハ20をエッチング処理する。処理されたそ
れぞれのウエハ20は、搬送装置14および搬送装置1
3によって、カセット1a内の元の位置に収納する。こ
の場合、運転開始から終了に至る間、カセットの位置お
よび姿勢を変えることなく未処理のウエハを取り出し、
そして処理済みのウエハを未処理のウエハが収納されて
いた元の位置に戻して収納する。このようにすること
で、生産ラインの自動化への対応が容易で、且つ、ゴミ
の発生によるウエハの汚染を低減でき、高い生産効率と
高い製品歩留まりを実現できる。
【0019】エッチング室11aないし11cは、エッ
チング処理を重ねるにつれて反応生成物がエッチング処
理室の内壁面に付着,堆積してくるため、プラズマクリ
ーニングによって付着物を除去し元の状態に復旧してや
る必要がある。プラズマクリーニングを行なう時期の判
断は、制御装置19によって行なう。この場合、エッチ
ング処理室11aないし11cのそれぞれにプラズマ光
の透過する部分を設けておき該透過したプラズマ光の発
光強度をセンサ18によって計測し、その値が所定値に
達した時点でプラズマクリーニング時期に達したことを
判断する。または、制御装置19によってそれぞれのエ
ッチング処理室でのウエハ処理枚数を計数しておき、そ
の値が所定値に達した時点でプラズマクリーニング時期
に達したことを判断しても良い。実際に行なうプラズマ
クリーニングのタイミングは、カセット1aまたは1b
内のウエハ20の所定枚数の処理途中でも良いし、ウエ
ハ20の処理が全て終り次のカセット内のウエハ処理に
移る前でも良い。
【0020】プラズマクリーニングの実施にあたって
は、次の順序で行なわれる。この場合、カセット1cに
収納されたダミーウエハ30(この場合、25枚収容さ
れている。)の内3枚のダミーウエハ30を用いてエッ
チング処理室11aないし11cをプラズマクリーニン
グする場合について説明する。
【0021】カセット1cに収納された未使用または許
容使用回数内のダミーウエハ30を搬送装置13によっ
て抜取る。このとき、ダミーウエハ30は、カセット1
c内のいずれの場所に収納されたものでも良いが、この
場合は、制御装置19にカセット内のダミーウエハの位
置番号および使用回数を記憶するようにしておき、常に
使用回数の少ないものから取り出すようにしてある。そ
の後、ダミーウエハ30は、ウエハ20のエッチング処
理時の搬送と同様に、搬送装置13によってカセット1
aとは反対側に配置されたロードロック室5へ隔離弁1
2aを介して搬入される。ロードロック室5は、隔離弁
12aを閉じた後、真空排気装置3によって所定の圧力
まで真空排気され、次いで隔離弁12bおよび隔離弁1
5aが開放され、搬送装置14によってダミーウエハ3
0は搬送室16を介してロードロック室5からエッチン
グ室11aへ搬送され、試料台8a上に載置される。ダ
ミーウエハ30が配置されたエッチング室11aは、隔
離弁15aを閉じた後、所定の条件によりプラズマクリ
ーニングの処理が施される。
【0022】この間に、ロードロック室5は隔離弁12
a,12bを閉じ、ガス導入装置4によって大気圧に復
帰される。次に、隔離弁12aを開放し1枚目のダミー
ウエハ30と同様に2枚目のダミーウエハ30を搬送装
置13によってロードロック室5内に搬入し、隔離弁1
2aを閉じて再び真空排気装置3によって所定の圧力ま
で真空排気する。その後、隔離弁12bおよび隔離弁1
5bを開いて、搬送装置13によって2枚目のダミーウ
エハ30を搬送室16を介してロードロック室5からエ
ッチング処理室11bに搬入し、隔離弁15bを閉じた
後プラズマクリーニングの処理を開始する。
【0023】さらにこの間に、2枚目のダミーウエハ3
0と同様に3枚目のダミーウエハ30をエッチング処理
室11cに搬入してプラズマクリーニングの処理を行な
う。
【0024】1枚目のダミーウエハ20が配置されたエ
ッチング室11aのプラズマクリーニングが終了する
と、隔離弁15aおよび隔離弁12cが開かれる。使用
済みのダミーウエハ30は搬送装置14によってエッチ
ング室11aからアンロードロック室6に搬出される。
続いて隔離弁12cが閉じられる。ガス導入装置4によ
ってアンロードロック室6を大気圧に復帰した後、隔離
弁12dが開かれる。アンロードロック室6に搬出され
た使用済みダミーウエハ30は、搬送装置13によって
隔離弁12dを介して大気中に取り出され、当初収納さ
れていたカセット1c内の元の位置へ戻される。
【0025】エッチング室11bおよびエッチング室1
1cのプラズマクリーニングが終了すると、同様にして
2枚目および3枚目のダミーウエハ20がカセット1c
内の元の位置へ戻される。
【0026】このように、使用済みのダミーウエハ30
はカセット1c内の元の位置に戻され、ダミーウェーハ
30は常にカセット1c内にストックされる。なお、カ
セット1cのダミーウエハ30が全てプラズマクリーニ
ングで使用された場合や、数回の使用によって予定使用
回数に達した場合、ダミーウエハ30はカセット1cご
と全て交換される。このカセットの交換時期は、制御装
置19によって管理され、ライン搬送ロボットを制御す
る上位制御装置またはオペレータに指示される。
【0027】なお、この場合のプラズマクリーニング
は、カセット1c内のダミーウエハ30の内3枚のダミ
ーウエハ30を用いてエッチング処理室11aないし1
1cを連続的にプラズマクリーニングする場合について
説明したが、別の処理方法をとしても良い。
【0028】例えば、1枚のダミーウエハ30を用いて
エッチング処理室11aないし11cを順次プラズマク
リーニングする。このようなプラズマクリーニングの場
合は、プラズマクリーニングの対象となるエッチング処
理室以外の他のエッチング処理室においては、未処理の
ウエハ20をエッチング処理することができ、エッチン
グ処理を中断させずに装置をクリーニングすることがで
きる。
【0029】また、処理室が、例えば、エッチング室,
後処理室,成膜室というように異なっており、順次ウエ
ハが各処理室を通り処理されるような場合には、カセッ
ト1aまたは2a内のウエハ20を順次送って処理する
途中にダミーウエハ30を送り、プラズマクリーニング
の必要のない処理室では単に通過させるだけで、プラズ
マクリーニングの必要な処理室に来たときだけ処理する
ようにして、処理室のそれぞれを適宜プラズマクリーニ
ングするようにしても良い。
【0030】以上本実施例によれば、ダミーウエハを収
容したカセットと処理用のウエハを収容したカセットと
を一緒に大気雰囲気中に配置し、クリーニング時にウエ
ハの搬送と同一の搬送装置によってダミーウエハをカセ
ット内から装置内に取り込み、プラズマクリーニングを
行ない、使用済みのダミーウエハをカセット内の元の位
置に戻すことによって、プラズマクリーニングのための
専用の機構を設ける必要がなく、装置を簡単にすること
ができる。また、プラズマクリーニングを特別な処理シ
ーケンスとして取り扱う必要はなく、通常のエッチング
処理の中に組み込んで一連の作業として効率良く行うこ
とができる。
【0031】また、プラズマクリーニングに使用したダ
ミーウエハは、大気中に配置したカセットの元の位置に
戻すようにしてあるので、真空室内では使用済みのダミ
ーウエハと処理前および処理後のウエハとが同じ室内で
混在することがなく、従来の装置のようにゴミの発生や
残留ガスなどによってウエハを汚染する心配がない。
【0032】また、使用済みのダミーウエハは、カセッ
トの元の位置に戻すとともに使用回数を管理しているの
で、使用済みのダミーウエハと未使用のダミーウエハお
よび使用回数の少ないダミーウエハと使用回数の多いダ
ミーウエハの混同を防止でき、プラズマクリーニングを
行なう際にダミーウエハを有効に、かつ、不都合なく使
用することができる。
【0033】さらに、複数の処理室を有し、同一の搬送
装置によってウエハおよびダミーウエハを搬送可能な装
置とするとともに、制御装置によってそれぞれの処理室
のクリーニング時期を管理して、プラズマクリーニング
が行なえるようにしているので、クリーニングを実施す
る周期を任意に設定できるとともに、処理の流れを中断
することなくドライクリーニングが行なえ、効率的な処
理ができ高い生産効率を上げることができる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、装置構成が簡単で、被
処理基板の汚染がなく高い製品歩留まりを実現できると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の真空処理装置の一実施例であるのドラ
イエッチング装置を示す平面図である。
【図2】第1図を1−1から見た縦断面図である。
【符号の説明】
1a〜1c……カセット、5……ロードロック室、6…
…アンロードロック室、13……搬送装置、20……ウ
エハ、30……ダミーウエハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 温司 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被処理基板を真空下で処理した後、内部の
    ドライクリーニング処理が行なわれる真空処理室を有す
    る真空処理装置において、 前記被処理基板を収容する第1の収納手段とともにダミ
    ー基板を収容する第2の収納手段を大気雰囲気中に設置
    し、 前記第1の収納手段と前記真空処理室との間で前記被処
    理基板を搬送するとともに前記第2の収納手段と前記真
    空処理室との間で前記ダミー基板を搬送する搬送手段
    と、 前記真空処理室のドライクリーニング時に前記ダミー基
    板を前記第2の収納手段と前記真空処理室との間で搬送
    するように前記搬送手段を制御する制御手段とを備えた
    ことを特徴とする真空処理装置。
  2. 【請求項2】前記搬送手段は、大気設置された第1の搬
    送手段と真空内に設置された第2の搬送手段とから成る
    請求項1記載の真空処理装置。
  3. 【請求項3】前記真空処理室は、複数設けられて成る請
    求項1記載の真空処理装置。
  4. 【請求項4】前記制御手段は、前記真空処理室のドライ
    クリーニング時期を判断する手段を有する請求項1記載
    の真空処理装置。
  5. 【請求項5】前記ドライクリーニング時期の判断は、前
    記真空処理室を介して透過するプラズマ光の発光強度を
    計測するセンサを用いて行なわれる請求項4記載の真空
    処理装置。
  6. 【請求項6】前記ドライクリーニング時期の判断は、前
    記真空処理室内で前記被処理基板を処理する回数を計数
    する手段を用いて行なわれる請求項4記載の真空処理装
    置。
  7. 【請求項7】被処理基板を真空下で処理した後、内部の
    ドライクリーニング処理が行なわれる真空処理室を有す
    る真空処理装置の運転方法において、 前記被処理基板を収容する第1の収納手段とともにダミ
    ー基板を収容する第2の収納手段を大気雰囲気中に設置
    する工程と、 前記第1の収納手段と前記真空処理室との間で被処理基
    板を搬送し、前記被処理基板を真空処理する工程と、 前記真空処理室のドライクリーニング時に、前記第2の
    収納手段と前記真空処理室との間で前記ダミー基板を搬
    送する工程とを有することを特徴とする真空処理装置の
    運転方法。
  8. 【請求項8】前記真空処理室は複数あって、前記ダミー
    ウエハをそれぞれの前記真空処理室に配置しドライクリ
    ーニングする請求項7記載の真空処理装置の運転方法。
  9. 【請求項9】前記真空処理室は複数あって、前記ダミー
    ウエハを前記複数の真空処理室の内1つまたは複数に配
    置しドライクリーニングするとともに、残りの前記真空
    処理室ではウエハを処理する請求項7記載の真空処理装
    置の運転方法。
  10. 【請求項10】前記ドライクリーニングは、前記真空処
    理室を介して透過するプラズマ光の発光強度を計測し、
    前記真空処理室のドライクリーニング時期を判断して行
    なわれる請求項7記載の真空処理装置の運転方法。
  11. 【請求項11】前記ドライクリーニングは、前記真空処
    理室内で前記被処理基板を処理する回数を計数し、前記
    真空処理室のドライクリーニング時期を判断して行なわ
    れる請求項7記載の真空処理装置の運転方法。
  12. 【請求項12】被処理基板を真空下で処理した後、内部
    のドライクリーニング処理が行なわれる真空処理室を複
    数個有する真空処理装置の運転方法において、前記被処
    理基板を収容した第1の収納手段とともにダミー基板を
    収容した第2の収納手段を大気雰囲気中に設置する工程
    と、 前記第1の収納手段と前記真空処理室との間で前記被処
    理基板を搬送し、前記被処理基板を真空処理する工程
    と、 前記第1の収納手段内の複数枚の前記被処理基板の真空
    処理途中または終了後に、前記第2の収納手段から前記
    真空処理室へ前記ダミー基板を搬入して前記真空処理室
    をドライクリーニング処理する工程と、 前記ドライクリーニング処理終了後に、使用済みの前記
    ダミー基板を前記第2の収納手段の元の収納位置に戻す
    工程とを有することを特徴とする真空処理装置の運転方
    法。
  13. 【請求項13】前記ドライクリーニングは、前記それぞ
    れの真空処理室のドライクリーニング時期を検出して行
    なわれる請求項12記載の真空処理装置の運転方法。
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