JPH06104180A

JPH06104180A - チャンバー内の圧力変化方法及び圧力変化されるチャンバーを備えた装置

Info

Publication number: JPH06104180A
Application number: JP25164492A
Authority: JP
Inventors: Morikazu Konishi; 守一小西
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-09-21
Filing date: 1992-09-21
Publication date: 1994-04-15
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JP3154144B2

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体製造装置で用いられる真空のチャンバ
ーのリーク時に、内部のごみが巻き上げられて半導体ウ
エハ表面に付着するのを防止すると共に、リークスピー
ドを早くしてスループット向上を図る。【構成】半導体ウエハ１０を載置する載置部２５が設
けられたチャンバー２３内に、移動可能にして半導体ウ
エハ１０を非接触で密閉する蓋状の囲い部３２を設け、
チャンバー２３及び蓋状の囲い部３２に夫々ゲートバル
ブ２７及び２９を介して真空排気装置２８及び３０を接
続して構成し、リーク時に、半導体ウエハ１０を蓋状の
囲い部３２で密閉した小さい体積の空間領域３３をゆっ
くりしたスピードでリークし、その他のチャンバー２３
内の空間領域３４を早いスピードでリークするようにな
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置、例え
ばＣＶＤ装置、真空装置等で用いられるチャンバー内を
減圧、もしくは加圧する際に適用されるチャンバー内の
圧力変化方法に関する。また、本発明は、上記方法を実
施するための圧力変化されるチャンバーを備えた装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は半導体装置の製造に用いる成膜装
置すなわちＣＶＤ装置の一例を示す概略的構成図であ
る。このＣＶＤ装置１は、所定の圧力例えば１０^-8Ｐａ
程度に維持された成膜を行う装置本体即ち成膜室２と、
之に第１のゲートバルブ４を介して連続して設けられた
真空予備室３とを有してなる。真空予備室３と大気中の
外部との間には第２のゲートバルブ６が配される。真空
予備室３内には半導体ウエハ１０が載置されるステージ
５が配され、また、真空予備室３には第３のゲートバル
ブ８を介して排気及びリークを行う真空排気装置７が接
続される。

【０００３】１０^-8Ｐａ程度の成膜室２内で成膜処理さ
れた半導体ウエハ１０は、之を外部に取り出す前に一
旦、第１のゲートバルブ４を開いて１０^-5〜１０^-3Ｐａ
の真空予備室３内のステージ５上に移される。そして、
第１のゲートバルブ４が閉じられた後、第３のゲートバ
ルブ８が開かれて、真空排気装置７より空気又はＮ₂ガ
スが送り込まれ、真空予備室３内をリークして大気圧に
する。しかる後、第２のゲートバルブ６を開いて半導体
ウエハ１０を外部に取り出すようになされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のＣＶ
Ｄ装置１において、成膜処理を終えた半導体ウエハ１０
を真空予備室３に移し、真空予備室３内をリークして大
気圧にするときに、半導体ウエハ１０の余分なごみなど
が巻き上げられ、半導体ウエハ１０表面に付着するのを
防ぐために、ゆっくりしたリーク（いわゆるスローリー
ク）を行うようにしている。しかし、スローリークで真
空予備室３内をすべて大気圧に満たすには時間がかかり
過ぎるためにスループットが犠牲となる不都合があっ
た。

【０００５】一方、真空排気する場合にも、ごみの巻き
上げを考慮してゆっくりした真空排気が行なわれること
もある。

【０００６】本発明は、上述した点に鑑み、リーク（吸
気）もしくは排気を早く行えるようにし、かつ基板に対
してごみの付着がないようにしたチャンバー内の圧力変
化方法及び之を実施するための圧力変化されるチャンバ
ーを備えた装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るチャンバー
内の圧力変化方法は、基板１０を載置する載置部２５が
設けられたチャンバーに、吸気もしくは排気を行う装置
２８に接続されたゲートバルブを設け、ゲートバルブに
よりチャンバー内の減圧もしくは加圧を行う工程におい
て、チャンバー内を吸気もしくは排気のスピードの違う
２つ以上の領域３３，３４に分けて行うようにする。

【０００８】また、本発明に係る圧力変化されるチャン
バーを備えた装置は、図１に示すように基板１０を載置
する載置部２５が設けられたチャンバーに、第１の吸気
もしくは排気を行う装置２８に接続された第１のゲート
バルブ２７を設け、チャンバー２３内にあって基板１０
を非接触に密閉する蓋状の囲い部３２を設け、この蓋状
の囲い部３２に第２の吸気もしくは排気を行う装置３０
に接続した第２のゲートバルブ２９を設けて構成する。

【０００９】また、本発明に係わる圧力変化されるチャ
ンバーを備えた装置は、図２に示すように、基板１０を
載置する載置部２５が設けられたチャンバー２３に、吸
気もしくは排気を行う装置３５に接続した第１のゲート
バルブ３６を設け、チャンバー２３内にあって基板１０
を非接触に密閉することのできる可動の蓋状の囲い部３
２を設けてこの蓋状の囲い部３２に吸気もしくは排気を
行う装置３５に接続した第２のゲートバルブ３７を設け
て構成する。

【００１０】上記装置において蓋状の囲い部３２の内部
の第１の体積をチャンバー２３内から第１の体積を除い
た第２の体積に比して小さくなるように形成する。

【００１１】また、上記装置において第１のゲートバル
ブ２７，３６による吸気もしくは排気のスピードを第２
のゲートバルブ２９，３７による吸気もしくは排気のス
ピードに比して大となるようにする。

【００１２】また、本発明に係る圧力変化されるチャン
バーを備えた装置は、図３に示すように基板１０を載置
する載置部２５が設けられたチャンバー２３に、吸気も
しくは排気を行う装置２８に接続されたゲートバルブ２
７を設け、チャンバー２３内にあって基板１０を非接触
に密閉する蓋状の囲い部４１を設け、この蓋状の囲い部
４１には多数の微細孔４２を形成して構成する。

【００１３】この装置において、蓋状の囲い部４１の内
部の第１の体積をチャンバー２３内から第１の体積を除
いた第２の体積に比して小さくなるように形成する。

【００１４】

【作用】本発明に係るチャンバー内の圧力変化方法にお
いては、基板１０を載置する載置部２５が設けられたチ
ャンバー２３内を吸気もしくは排気のスピードの違う２
つ以上の領域３３，３４に分けてそれぞれチャンバー２
３内の減圧もしくは加圧を行うことにより、基板１０が
配置される近傍領域３３では吸気もしくは排気のスピー
ドをゆっくりすることができ、ゴミ等の舞い上がりを防
止することができると共に、基板１０から離れた領域３
４での吸気もしくは排気のスピードを上げることによ
り、全体としてチャンバー２３内の吸気もしくは排気を
早く行うことができる。

【００１５】また、本発明に係る装置においては、第１
の吸気もしくは排気を行う装置２８に接続された第１の
ゲートバルブ２７をチャンバー２３に設け、またチャン
バー２３内に基板１０を非接触に密閉する蓋状の囲い部
３２を設けてこの蓋状の囲い部３２に、吸気もしくは第
２の排気を行う装置３０に接続された第２のゲートバル
ブ２９を設けることによって、チャンバー２３内を吸気
もしくは排気を行う際は第１のゲートバルブ２７を介し
てチャンバー２３内を急速に吸気もしくは排気を行い、
一方基板１０を密閉した蓋状の囲い部３２内を第２のゲ
ートバルブ２９を介してゆっくり吸気もしくは排気を行
うようにする。これによってごみの巻き上げを防止する
と同時にチャンバー２３内の吸気もしくは排気を急速に
行うことができる。

【００１６】また、本発明に係る装置においては、基板
１０を載置する載置部２５が設けられたチャンバー２３
に吸気もしくは排気を行う装置３５に接続した第１のゲ
ートバルブ３６を設け、基板１０を非接触に密閉する可
動の蓋状の囲い部３２に上記吸気もしくは排気を行う装
置３５に接続された第２のゲートバルブ３７を設けるこ
とによって、チャンバー２３内の吸気もしくは排気を行
う際には、第１のゲートバルブ３６を介してチャンバー
２３内を急速に吸気もしくは排気を行い、同時に第２の
ゲートバルブ３７を介して基板１０を密閉した蓋状の囲
い部３２内をゆっくり吸気もしくは排気を行うようにす
る。これによって、ごみの巻き上げを防止すると共に、
チャンバー２３内の吸気もしくは排気を急速に行うこと
ができる。

【００１７】また、蓋状の囲い部３２の内部の第１の体
積をそれ以外のチャンバー３２内の第２の体積に比して
小さくすることによって、基板１０に近接する領域３３
すなわち蓋状の囲い部３２の内部の吸気もしくは排気を
ゆっくり行ってもその吸気もしくは排気時間を短くする
ことができ、全体として吸気もしくは排気を急速に行う
ことができる。

【００１８】また、第２のゲートバルブ２９，３７によ
る吸気もしくは排気のスピードを小さくし第１のゲート
バルブ２７，３６による吸気もしくは排気のスピードを
大とすることによって、第２のゲートバルブ２９，３７
に連通する蓋状の囲い部３２の内部の吸気もしくは排気
がゆっくり行われ、ごみ等の巻き上げを防止できる。

【００１９】また、本発明に係る装置においては、チャ
ンバー２３内に基板１０を非接触に密閉する蓋状の囲い
部４１を設け、この蓋状の囲い部４１に多数の微細孔４
２を形成することによって、チャンバー２３に設けられ
たゲートバルブ２７を介して吸気もしくは排気を行う際
に、蓋状の囲い部４１で密閉された内部以外のチャンバ
ー２３内は急速に吸気もしくは排気がなされ、しかも基
板１０を非接触に密閉した蓋状の囲い部４１内では多数
の微細孔４２によって吸気もしくは排気がゆっくりと行
われる。したがって、基板１０に対してごみ等を付着さ
せることがない。

【００２０】しかも、蓋状の囲い部４１の内部４３の第
１の体積をチャンバー内から第１の体積を除いた第２の
体積に比して小さくすることにより、蓋状の囲い部４１
内の吸気もしくは排気を短時間で行え、全体としてチャ
ンバー２３内を急速に吸気もしくは排気を行うことがで
きる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００２２】図１は、本発明を前述と同様のＣＶＤ装置
に適用した場合である。同図において、２１は本例に係
るＣＶＤ装置を全体として示し、２２は所定の圧力例え
ば１０^-8Ｐａ程度に維持された装置本体即ち成膜室（第
１のチャンバー）、２３は成膜室２２に連結された真空
予備室（第２のチャンバー）を示す。成膜室２２と真空
予備室２３との間には第１のゲートバルブ２４が配置さ
れ、真空予備室２３と外部（大気中）との間に第２のゲ
ートバルブ２６が配置される。真空予備室２３は第３の
ゲートバルブ２７を介して排気及びリークを行う第１の
真空排気装置２８に接続される。真空予備室２３内には
半導体ウエハ１０を配置するステージ２５が設けられ
る。

【００２３】しかして、本例においては、真空予備室２
３内にその半導体ウエハ１０に対してこれを非接触で密
閉する蓋状の囲い部３２を上下可動に配置し、その蓋状
の囲い部３２に連通するように第４のゲートバルブ２９
を介して排気及びリークを行う第２の真空排気装置３０
を設ける。蓋状の囲い部３２を半導体ウエハ１０に対し
て密閉した状態（鎖線図示）で半導体ウエハ１０と蓋状
の囲い部３２との間で形成される空間領域３３の体積Ｖ
ａは、それ以外の真空予備室２３内の空間領域３４の体
積Ｖｂに比べて極めて小さく（Ｖａ＜＜Ｖｂ）なるよう
に設定される。

【００２４】次に、かかる構成のＣＶＤ装置２１におけ
る動作（リーク動作）を説明する。

【００２５】図１に示すように、成膜室２２内で成膜処
理された半導体ウエハ１０は、一旦第１のゲートバルブ
２４を開いて１０^-5Ｐａ〜１０^-3Ｐａの真空状態になっ
ている真空予備室２３内のステージ２５上に移される。
第２のゲートバルブ２６を閉じた後、蓋状の囲い部３２
が上方から降下して鎖線で示すように半導体ウエハ１０
に対し非接触で密閉し、半導体ウエハ１０を周囲の雰囲
気から隔離する。即ち、この蓋状の囲い部３２によって
真空予備室２３内は、半導体ウエハ１０が密閉された空
間領域３３と、それ以外の空間領域３４とに分離され
る。この状態で第１の真空排気装置２８より第３のゲー
トバルブ２７を通して真空予備室２３内に空気または窒
素ガスが送られてリークが行われる。同時に、半導体ウ
エハ１０と蓋状の囲い部３２によって形成された密閉状
態の空間領域３３にも第２の真空排気装置３０より第４
のゲートバルブ２９を通して空気または窒素ガスが送り
込まれる。このとき、第１の真空排気装置２８による真
空予備室２３内の空間領域３４へのリークは速いスピー
ドで行われ、第２の真空排気装置３０による空間領域３
３へのリークはゆっくりしたスピードで行われる。

【００２６】半導体ウエハ１０を密閉した空間領域３３
内へのリークはゆっくりしたスピードで行われるが、空
間領域３３の体積Ｖａが真空予備室２３内の他の空間領
域３４の体積Ｖｂに比べて極めて小さいために、リーク
スピードがゆっくりでも半導体ウエハ表面は即座に大気
圧に到達することになる。

【００２７】真空予備室２３内では、リークスピードが
速いために即座に大気圧に到達するが、このとき真空予
備室２３内にはごみの供給源になり得るものがなく、清
浄に保っておけばごみの巻き上げがなく、半導体ウエハ
１０との隔離を解いても、すなわち蓋状の囲い部３２を
解いてもウエハ表面を汚すことはない。また、ごみの供
給源があったとしても蓋状の囲い部３２によって真空予
備室２３内と半導体ウエハ１０との隔離中にリークと排
気を繰り返して真空予備室２３内のごみの量を充分に減
らすということが可能である。

【００２８】そして、真空予備室２３内及び空間領域３
３内の両者が大気圧になったところで蓋状の囲い部３２
を上部に引き上げ半導体ウエハ１０と真空予備室２３内
との隔離を解く。これによって半導体ウエハ１０につい
て余分なごみがリーク時に巻上げられることなく素早く
大気圧に到達させることができる。その後、第２のゲー
トバルブ２６を開いて半導体ウエハ１０を外部に取り出
すようになす。

【００２９】上述の実施例によれば、半導体ウエハ１０
表面付近のゆっくりリークすべき領域３３とその他の素
早くリークすべき領域３４とに隔離してそれぞれ独自に
真空排気装置３０及び２８を用いて大気圧となすことに
より、全体としてリーク処理を速くすることができ、か
つ内部のごみの巻上げによる半導体ウエハ１０表面のご
み付着を防止することができる。従って半導体装置の製
造に際してのスループットを向上することができる。

【００３０】図２は本発明の他の実施例を示す。なお、
同図において、図１と対応する部分には同一符号を付し
て重複説明を省略する。図１では真空予備室２３と蓋状
の囲い部３２に夫々独立した真空排気装置を設けたが、
本例においては、共通の１つの真空排気装置３５を設
け、この真空排気装置３５を夫々排気、リークのスピー
ド調製されたゲートバルブ３６及び３７を介して真空予
備室２３及び蓋状の囲い部に接続される。ゲートバルブ
３６は速いスピードで排気、リークが行われ、ゲートバ
ルブ３７はゆっくりしたスピードで排気、リークが行わ
れるように構成される。

【００３１】このＣＶＤ装置３８においても、成膜処理
された半導体ウエハ１０が真空予備室２３内に移された
後のリーク時において、蓋状の囲い部で密閉された半導
体ウエハ１０の空間領域３３はゲートバルブ３７を通し
てゆっくりリークされ、他のチャンバー２３内の空間領
域３４はゲートバルブ３６を通して急速にリークされ
る。従って、ごみの巻き上げによる半導体ウエハ１０表
面のごみ付着を防止しつつ、チャンバー２３内を急速に
大気圧とすることができる。

【００３２】図３は、本発明の他の実施例を示す。尚、
同図において図１と対応する部分には同一符号を付して
重複説明を省略する。本例においては、真空予備室２３
内に多数の微細孔４２を有する蓋状の囲い部４１を上下
動可能に配置する。この蓋状の囲い部４２は上例と同様
にステージ２５上の半導体ウエハ１０に対して非接触で
密閉するものである。

【００３３】蓋状の囲い部４１を半導体ウエハ１０に対
して密閉した状態（実線図示）で半導体ウエハ１０と蓋
状の囲い部４１との間で形成される空間領域４３の体積
Ｖｃは、それ以外の真空予備室２３の空間領域４４の体
積Ｖｄに比べて極めて小さくなる（Ｖｃ＜＜Ｖｄ）よう
に設定される。

【００３４】かかる実施例の装置４５では、成膜室２２
で成膜処理した後、半導体ウエハ１０が真空予備室２３
内のステージ２５上に移される。この時点では、蓋状の
囲い部４２は真空予備室２３内の上部（鎖線位置）に位
置している。ゲートバルブ２４を閉じた後、上部から蓋
状の囲い部４１を下降させて半導体ウエハ１０に対して
非接触で密閉させる。この状態で真空予備室２３に連結
されている真空排気装置２７から空気または窒素ガスを
送り込み真空予備室２３内をリークさせる。リークスピ
ードは速く行うようにする。

【００３５】このリーク時、真空予備室２３の主たる空
間領域４４内は即座に大気圧に到達する。また、半導体
ウエハ１０表面を囲う空間領域４３に対しては、蓋状の
囲い部４１に微細孔４２が設けられているため、この孔
４１を通して空気または窒素ガスがゆっくりと空間領域
４３内に送られリークされる。空間領域４３の体積は極
めて小さいのでゆっくりしたリークスピードであって
も、素早く大気圧になる。

【００３６】したがって図３の実施例においても真空予
備室２３内のリークを極めて短時間で行うことができ、
しかも、半導体ウエハ１０に対するごみの汚染も回避さ
れる。また、この構成は図１の構成に比べて構造が簡略
化されているのでコスト的にも有利である。

【００３７】尚、微細孔４２としてはミクロンオーダの
微細孔を可とし、また、図４に示すように空間領域４３
に向かってその径が大となるようにテーパ状をなすよう
な孔４２に形成するのがよい。このようにすれば、空気
または窒素ガスが孔４１を通して空間領域４３に流れ込
むときに風が起きにくい。

【００３８】また、蓋状の囲い部４１としては、石英、
ＳＵＳ材に微細孔を形成して形成する他、多孔質のセラ
ミック、微細孔を有するフィルター部材等により形成す
ることができる。

【００３９】尚、上例においては、真空予備室２３内を
リークスピードの違う２つの空間領域３３及び３４（又
は４３及び４４）に分けたが、その他リークスピードの
違う２つ以上の空間領域に分けて行うことも可能であ
る。

【００４０】また、上例においては真空予備室２３に成
膜処理された半導体ウエハ１０を移した後、真空予備室
２３内を大気圧にリークさせる場合に適用したが、その
他、これとは逆に真空予備室内を真空排気する場合にも
適用できる。即ち、同様の蓋状の囲い部３２又は４２を
用いて半導体ウエハ１０を非接触で密閉し、その空間領
域３３又は４３とそれ以外の真空予備室２３内の空間領
域３４又は４４を真空排気するようになすこともでき
る。

【００４１】また、上例では成膜装置であるＣＶＤ装置
に適用したが、その他の真空装置、圧力変化されるチャ
ンバーを有する装置等にも適用できる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、基体の表面の汚すこと
なく基体の置かれたチャンバー内の吸気もしくは排気を
迅速に行うことができる。従って、例えばＣＶＤ装置、
真空装置等の半導体製造装置に適用した場合、そのスル
ープットの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＣＶＤ装置の一例を示す構成図で
ある。

【図２】本発明に係るＣＶＤ装置の他の例を示す構成図
である。

【図３】本発明に係るＣＶＤ装置の他の例を示す構成図
である。

【図４】図２の要部の断面図である。

【図５】従来例に係るＣＶＤ装置の構成図である。

【符号の説明】

１０半導体ウエハ２１，４５ＣＶＤ装置２，２２成膜室３，３３真空予備室４，６，８，２４，２６，２７，２９，３７，３８ゲ
ートバルブ５，２５ステージ７，２８，３０，３５真空排気装置３２，４１蓋状の囲い部３３，３４，４３，４４空間領域４１微細孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を載置する載置部が設けられたチャ
ンバーに、吸気もしくは排気を行う装置に接続されたゲ
ートバルブが設けられ、前記ゲートバルブにより前記チ
ャンバー内の減圧もしくは加圧を行う工程において、前
記チャンバー内を排気もしくは吸気のスピードの違う２
つ以上の領域に分けて減圧もしくは加圧を行うことを特
徴とするチャンバー内の圧力変化方法。
【請求項２】基板を載置する載置部が設けられたチャ
ンバーに、第１の吸気もしくは排気を行う装置に接続さ
れた第１のゲートバルブが設けられ、前記チャンバー内
にあって前記基板を非接触に密閉する蓋状の囲い部が設
けられ、前記蓋状の囲い部には第２の吸気もしくは排気
を行う装置に接続された第２のゲートバルブが設けられ
ていることを特徴とする圧力変化されるチャンバーを備
えた装置。
【請求項３】基板を載置する載置部が設けられたチャ
ンバーに、吸気もしくは排気を行う装置に接続された第
１のゲートバルブが設けられ、前記チャンバー内にあっ
て前記基板を非接触に密閉することのできる可動の蓋状
の囲い部が設けられ、前記蓋状の囲い部には上記吸気も
しくは排気を行う装置に接続された第２のゲートバルブ
が設けられていることを特徴とする圧力変化されるチャ
ンバーを備えた装置。
【請求項４】蓋状の囲い部の内部の第１の体積がチャ
ンバー内から第１の体積を除いた第２の体積に比して小
となることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の圧
力変化されるチャンバーを備えた装置。
【請求項５】第１のゲートバルブによる吸気もしくは
排気のスピードを第２のゲートバルブによる吸気もしく
は排気のスピードに比して大となることを特徴とする請
求項４記載の圧力変化されるチャンバーを備えた装置。
【請求項６】基板を載置する載置部が設けられたチャ
ンバーに、吸気もしくは排気を行う装置に接続されたゲ
ートバルブが設けられ、前記チャンバー内にあって前記
基板を非接触に密閉する蓋状の囲い部が設けられ、前記
蓋状の囲い部には多数の微細孔が形成されていることを
特徴とする圧力変化されるチャンバーを備えた装置。
【請求項７】蓋状の囲い部の内部の第１の体積がチャ
ンバー内から第１の体積を除いた第２の体積に比して小
となることを特徴とする請求項６記載の圧力変化される
チャンバーを備えた装置。