JPH07109822B2 - 半導体製造における微粒子低減システム - Google Patents
半導体製造における微粒子低減システムInfo
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- JPH07109822B2 JPH07109822B2 JP4287791A JP28779192A JPH07109822B2 JP H07109822 B2 JPH07109822 B2 JP H07109822B2 JP 4287791 A JP4287791 A JP 4287791A JP 28779192 A JP28779192 A JP 28779192A JP H07109822 B2 JPH07109822 B2 JP H07109822B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
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- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、半導体製造
装置に関し、より具体的には、基板処理終了後に於ける
基板前後の圧力差を低減する装置に関する。
装置に関し、より具体的には、基板処理終了後に於ける
基板前後の圧力差を低減する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置は、半導体基板の露出面に対
し、複数の処理工程を連続して施すことにより、一般的
に製造される。処理工程は、通常、当該露出面直下の半
導体材料にド−パントイオンを注入すること、気相成長
法あるいはスパッタリングなどのプロセスにより露出面
に膜を蒸着すること、そして、選択された当該基板及び
蒸着膜をエッチングすることを含む。このような処理
は、一般的に、大気圧より低い内部ガス圧で作動する気
密チャンバの内部で行われる。
し、複数の処理工程を連続して施すことにより、一般的
に製造される。処理工程は、通常、当該露出面直下の半
導体材料にド−パントイオンを注入すること、気相成長
法あるいはスパッタリングなどのプロセスにより露出面
に膜を蒸着すること、そして、選択された当該基板及び
蒸着膜をエッチングすることを含む。このような処理
は、一般的に、大気圧より低い内部ガス圧で作動する気
密チャンバの内部で行われる。
【０００３】半導体製造処理の開発及び使用における継
続した課題は、偽微粒子（spuriousparticulates)が当
該半導体装置上に蒸着することを防ぐことである。この
課題は、直径が単に数ミクロンの微粒子の存在を検出す
ることが難しく、さらに、その微粒子の根源や原因を決
定することが難しいことから、特に扱うことが困難にな
っている。もちろん、半導体製造においては、微粒子の
一因となる多くの異なる原因が存在する。各々の根源が
発見されるとき、その根源による微粒子の生成を低減又
は除外する為に解決策が開発され、これにより、偽微粒
子による半導体装置の汚染を全体的に低減させる一助と
なる。
続した課題は、偽微粒子（spuriousparticulates)が当
該半導体装置上に蒸着することを防ぐことである。この
課題は、直径が単に数ミクロンの微粒子の存在を検出す
ることが難しく、さらに、その微粒子の根源や原因を決
定することが難しいことから、特に扱うことが困難にな
っている。もちろん、半導体製造においては、微粒子の
一因となる多くの異なる原因が存在する。各々の根源が
発見されるとき、その根源による微粒子の生成を低減又
は除外する為に解決策が開発され、これにより、偽微粒
子による半導体装置の汚染を全体的に低減させる一助と
なる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体製造
処理において新たに発見された微粒子の原因を実質的に
除外する方法及び装置である。
処理において新たに発見された微粒子の原因を実質的に
除外する方法及び装置である。
【０００５】当該発明は真空チャンバ内で行われ、当該
半導体基板を加熱又は冷却する熱交換機を使用する半導
体製造工程に適用できる。例えば、スパッタリングシス
テム及びイオン注入システムは一般的に基板を冷却する
熱交換機を含み、エッチング及び化学気相成長システム
は基板を加熱する熱交換機を含む。そのような処理は、
たびたび基板の裏面と熱交換機の間の隙間を満たすガス
を用い、これらの間の熱伝達を強化している。
半導体基板を加熱又は冷却する熱交換機を使用する半導
体製造工程に適用できる。例えば、スパッタリングシス
テム及びイオン注入システムは一般的に基板を冷却する
熱交換機を含み、エッチング及び化学気相成長システム
は基板を加熱する熱交換機を含む。そのような処理は、
たびたび基板の裏面と熱交換機の間の隙間を満たすガス
を用い、これらの間の熱伝達を強化している。
【０００６】出願人は、前述した半導体製造処理におけ
る微粒子の深刻な原因は処理工程が終了して当該基板が
熱交換機から取り除かれるときに当該基板の両面間で生
じる残留圧力の差によるものである、ということを発見
し、本発明はこの発見に基づくものである。特に、基板
と熱交換機の間の加熱又は冷却ガスは、一般的に、かな
り高い圧力になっているので、熱交換機に基板を保持す
る為にはクランプが使われなければならない。このクラ
ンプが処理工程の終了後に開放される時、加熱又は冷却
ガスが熱交換機から離れる方向に基板を押しのけて真空
チャンバ内へと突入する。これが、熱交換機、クラン
プ、又は両方に対し、基板を振動させ、周期的に衝撃を
与える原因になっている。この振動及び周期的な衝撃
が、当該衝撃が与えられた対象物の表面から材料を剥が
し、これにより、当該基板上に蒸着され得る、予測しな
い微粒子を生成するのである。
る微粒子の深刻な原因は処理工程が終了して当該基板が
熱交換機から取り除かれるときに当該基板の両面間で生
じる残留圧力の差によるものである、ということを発見
し、本発明はこの発見に基づくものである。特に、基板
と熱交換機の間の加熱又は冷却ガスは、一般的に、かな
り高い圧力になっているので、熱交換機に基板を保持す
る為にはクランプが使われなければならない。このクラ
ンプが処理工程の終了後に開放される時、加熱又は冷却
ガスが熱交換機から離れる方向に基板を押しのけて真空
チャンバ内へと突入する。これが、熱交換機、クラン
プ、又は両方に対し、基板を振動させ、周期的に衝撃を
与える原因になっている。この振動及び周期的な衝撃
が、当該衝撃が与えられた対象物の表面から材料を剥が
し、これにより、当該基板上に蒸着され得る、予測しな
い微粒子を生成するのである。
【０００７】そこで、本発明は微粒子による基板汚染を
低減することを目的とする。
低減することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明では基
板が熱交換機にクランプされている間に加熱又は冷却ガ
スを真空チャンバに流す経路を備え付けるガス導管を付
加している。
板が熱交換機にクランプされている間に加熱又は冷却ガ
スを真空チャンバに流す経路を備え付けるガス導管を付
加している。
【０００９】
【作用】処理工程が処理チャンバ内で行われている間、
この導管内のバルブは閉じた状態で作動し、この導管を
通じてチャンバ内に加熱または冷却ガスが流れることを
防止する。処理工程が終了する時には当該バルブが開
き、加熱又は冷却ガスがチャンバ内に入る。これによ
り、当該基板を横切る圧力差はなくなる。同時に、熱交
換機に基板を保持するクランプが開放され、振動及び予
期せぬ微粒子の原因となる、基板通過ガスの突入はなく
なる。
この導管内のバルブは閉じた状態で作動し、この導管を
通じてチャンバ内に加熱または冷却ガスが流れることを
防止する。処理工程が終了する時には当該バルブが開
き、加熱又は冷却ガスがチャンバ内に入る。これによ
り、当該基板を横切る圧力差はなくなる。同時に、熱交
換機に基板を保持するクランプが開放され、振動及び予
期せぬ微粒子の原因となる、基板通過ガスの突入はなく
なる。
【００１０】
【実施例】ウエハが真空排気されたチャンバ内に配置さ
れ、金属材料がアノ−ドから電気的に除去されて当該ウ
エハ表面上に薄くかぶさるというスパッタリング技術を
用いて、半導体ウエハの表面に金属または金属酸化膜を
薄くかぶせることは半導体処理産業において慣用手段で
ある。似たような処理は、ウエハを加熱する為に高周波
エネルギを用い、ウエハ表面をスパッタエッチすること
に使用できる。
れ、金属材料がアノ−ドから電気的に除去されて当該ウ
エハ表面上に薄くかぶさるというスパッタリング技術を
用いて、半導体ウエハの表面に金属または金属酸化膜を
薄くかぶせることは半導体処理産業において慣用手段で
ある。似たような処理は、ウエハを加熱する為に高周波
エネルギを用い、ウエハ表面をスパッタエッチすること
に使用できる。
【００１１】さらに、上面に金属材料を容易に蒸着する
為、あるいはエッチング操作の間にウエハ温度を制御す
る為、ウエハ裏面（アノ−ドに直接露出していない面）
を冷却又は加熱することは当業界で慣用手段である。
為、あるいはエッチング操作の間にウエハ温度を制御す
る為、ウエハ裏面（アノ−ドに直接露出していない面）
を冷却又は加熱することは当業界で慣用手段である。
【００１２】この裏面加熱又は冷却を達成するための慣
用手段は、当該ウエハの下に加熱又は冷却されたプレ−
トを配置し、このプレ−トの表面上方かつ当該ウエハの
下にガスを流し、ウエハへの又はウエハからの一様な熱
伝達を促進することである。例えば、米国特許No. 4,74
3,570 及び米国特許No. 4,842,683 を参照。
用手段は、当該ウエハの下に加熱又は冷却されたプレ−
トを配置し、このプレ−トの表面上方かつ当該ウエハの
下にガスを流し、ウエハへの又はウエハからの一様な熱
伝達を促進することである。例えば、米国特許No. 4,74
3,570 及び米国特許No. 4,842,683 を参照。
【００１３】図１に概念的に示された典型的な従来の処
理システムにおいて、ハウジング１０は、真空排気が可
能な処理チャンバ１２を形成するように描写されてい
る。処理チャンバの上面には、アノ−ド板１６から半導
体ウエハ２０の上面に金属がスパッタされるスパッタリ
ング領域１４が形成されている。スパッタリング領域１
４は、アノ−ド板１６、底面に形成された中心開口部２
４を有するカソ−ド形成皿部材（cathode forming bow
l）２２、および内周部２８がメッキアパ−チャ又は開
口（plating aperture or opening ）を画成するウエハ
クランプ２６により画成される。アノ−ド及びカソ−ド
は、当業界でよく知られた方法で電気的に接続されてい
る。
理システムにおいて、ハウジング１０は、真空排気が可
能な処理チャンバ１２を形成するように描写されてい
る。処理チャンバの上面には、アノ−ド板１６から半導
体ウエハ２０の上面に金属がスパッタされるスパッタリ
ング領域１４が形成されている。スパッタリング領域１
４は、アノ−ド板１６、底面に形成された中心開口部２
４を有するカソ−ド形成皿部材（cathode forming bow
l）２２、および内周部２８がメッキアパ−チャ又は開
口（plating aperture or opening ）を画成するウエハ
クランプ２６により画成される。アノ−ド及びカソ−ド
は、当業界でよく知られた方法で電気的に接続されてい
る。
【００１４】チャンバ１２内のクランプ２６、皿部材２
２、およびウエハ２０の下には、ウエハ加熱／冷却板３
０及び加熱板昇降装置（heating plate lift assembly
）３２が配置されている。加熱／冷却板３０は、昇降
装置３２により低位置から高位置の間を移送され、引き
続いて、アクチュエ−タ３４により位置決めされる。ウ
エハ２０の下には多くの直立したウエハ係止部材（wafe
r-engaging fingers）３８を含むウエハ昇降装置３６が
配置されている。ウエハ２０は実線で示された低位置と
高位置２０Ａの間をウエハ昇降装置３６により移送さ
れ、引き続いて、アクチュエ−タ４０により位置決めさ
れる。
２、およびウエハ２０の下には、ウエハ加熱／冷却板３
０及び加熱板昇降装置（heating plate lift assembly
）３２が配置されている。加熱／冷却板３０は、昇降
装置３２により低位置から高位置の間を移送され、引き
続いて、アクチュエ−タ３４により位置決めされる。ウ
エハ２０の下には多くの直立したウエハ係止部材（wafe
r-engaging fingers）３８を含むウエハ昇降装置３６が
配置されている。ウエハ２０は実線で示された低位置と
高位置２０Ａの間をウエハ昇降装置３６により移送さ
れ、引き続いて、アクチュエ−タ４０により位置決めさ
れる。
【００１５】スパッタリング処理に対する準備におい
て、ウエハ２０は昇降装置３２により高位置２０Ａへと
持ち上げられ、クランプ２６に押圧される。隔離バルブ
４２、４４は開き、流量制御装置（mass flow controll
er）４８、バルブ４４、４２、パイプ５０の一区間、加
熱／冷却板３０、およびオリフィス５２を通じて、ガス
が容器（reservoir ）４６からウエハ裏面５４へと流れ
る。ガスは加熱／冷却板３０の表面を通って上方を流れ
る際に加熱又は冷却され、ウエハ裏面５４に対する熱伝
達に役立つ。
て、ウエハ２０は昇降装置３２により高位置２０Ａへと
持ち上げられ、クランプ２６に押圧される。隔離バルブ
４２、４４は開き、流量制御装置（mass flow controll
er）４８、バルブ４４、４２、パイプ５０の一区間、加
熱／冷却板３０、およびオリフィス５２を通じて、ガス
が容器（reservoir ）４６からウエハ裏面５４へと流れ
る。ガスは加熱／冷却板３０の表面を通って上方を流れ
る際に加熱又は冷却され、ウエハ裏面５４に対する熱伝
達に役立つ。
【００１６】スパッタリング処理が終了した後、加熱／
冷却板の昇降装置３２は下降し、ウエハ２０をウエハ昇
降装置３６に渡す。ウエハ昇降装置３６はウエハを高位
置２０Ａから、クランプ２６より離れて、低位置へと下
降させる。
冷却板の昇降装置３２は下降し、ウエハ２０をウエハ昇
降装置３６に渡す。ウエハ昇降装置３６はウエハを高位
置２０Ａから、クランプ２６より離れて、低位置へと下
降させる。
【００１７】より具体的には、スパッタリング処理が終
了すると、バルブ４２、４４が閉じられ、これにより、
容器４６からの加熱ガスの流れが終了する。同時に、チ
ャンバ１２への処理ガスの流れも終了するが、チャンバ
は連続して真空源６０により真空排気がなされる。しか
し、加熱ガスの制御された流れが停止した後の短い間
に、バルブ４２の後流側（すなわち、ウエハ裏側の上
流）にあるパイプ５０は部分的に圧力がかかった状態に
なっている。数秒後、ガス流が追い出される時、継続し
て圧力がかけられたパイプから発出するガス流にウエハ
は露出した状態になる。その間、ウエハ裏面５４は上面
の圧力（通常、１Ｘ１０-7Torr）より著しく高い圧力
（通常、８mTorr ）に晒される。ウエハ２０は、もはや
クランプ２６に拘束されていない状態なので、支持部材
（support ）３８の上で振動し、いくつかは十分な力で
持ち上げられてクランプ２６に衝突する。いずれの場合
においても、このウエハ振動は、ウエハ又は他のチャン
バ内表面を剥がす微粒子の原因になる。このような微粒
子がウエハ表面上に定着すると、それらは当該ウエハの
汚染になる。
了すると、バルブ４２、４４が閉じられ、これにより、
容器４６からの加熱ガスの流れが終了する。同時に、チ
ャンバ１２への処理ガスの流れも終了するが、チャンバ
は連続して真空源６０により真空排気がなされる。しか
し、加熱ガスの制御された流れが停止した後の短い間
に、バルブ４２の後流側（すなわち、ウエハ裏側の上
流）にあるパイプ５０は部分的に圧力がかかった状態に
なっている。数秒後、ガス流が追い出される時、継続し
て圧力がかけられたパイプから発出するガス流にウエハ
は露出した状態になる。その間、ウエハ裏面５４は上面
の圧力（通常、１Ｘ１０-7Torr）より著しく高い圧力
（通常、８mTorr ）に晒される。ウエハ２０は、もはや
クランプ２６に拘束されていない状態なので、支持部材
（support ）３８の上で振動し、いくつかは十分な力で
持ち上げられてクランプ２６に衝突する。いずれの場合
においても、このウエハ振動は、ウエハ又は他のチャン
バ内表面を剥がす微粒子の原因になる。このような微粒
子がウエハ表面上に定着すると、それらは当該ウエハの
汚染になる。
【００１８】次に、図２を参照して、本発明の好適実施
例に組み込まれた当該課題の解決法を、半導体基板表面
に金属膜をスパッタする場合又は半導体基板から材料を
エッチする場合に適用される装置において、概要的に示
す。この実施例では、ハウジング１０は真空排気可能な
処理チャンバ１２を形成するように描写されており、こ
のチャンバの上部がスパッタ領域になっている。この中
で、金属がアノ−ド板１６から半導体基板２０の上面１
８にスパッタされる。上で示唆したように、処理チャン
バは選択的にウエハ２０をエッチするように構成しても
よい。スパッタリング領域１４は、アノ−ド板１６、底
面に形成された中心開口部２４を有するカソ−ド形成皿
部材２２、および内周部２８がメッキアパ−チャ又は開
口を定めるウエハクランプリング２６により画成され
る。アノ−ド及びカソ−ドは、当業界でよく知られた方
法で電気的に接続されている。
例に組み込まれた当該課題の解決法を、半導体基板表面
に金属膜をスパッタする場合又は半導体基板から材料を
エッチする場合に適用される装置において、概要的に示
す。この実施例では、ハウジング１０は真空排気可能な
処理チャンバ１２を形成するように描写されており、こ
のチャンバの上部がスパッタ領域になっている。この中
で、金属がアノ−ド板１６から半導体基板２０の上面１
８にスパッタされる。上で示唆したように、処理チャン
バは選択的にウエハ２０をエッチするように構成しても
よい。スパッタリング領域１４は、アノ−ド板１６、底
面に形成された中心開口部２４を有するカソ−ド形成皿
部材２２、および内周部２８がメッキアパ−チャ又は開
口を定めるウエハクランプリング２６により画成され
る。アノ−ド及びカソ−ドは、当業界でよく知られた方
法で電気的に接続されている。
【００１９】チャンバ１２内のクランプリング２６、皿
部材２２、およびウエハ２０の下には、ウエハ加熱／冷
却板３０及び組み合わされた加熱板昇降装置３２が配置
されている。加熱／冷却板３０は、昇降装置３２により
低位置から高位置の間を移送され、引き続いて、アクチ
ュエ−タ３４により位置決めされる。ウエハ２０の下に
は多くの直立した支持部材３８を含むウエハ昇降装置３
６が配置されている。ウエハ２０は実線で示された低位
置と点線で示された高位置２０Ａの間をウエハ昇降装置
３６により移送され、引き続いて、アクチュエ−タ４０
により位置決めされる。
部材２２、およびウエハ２０の下には、ウエハ加熱／冷
却板３０及び組み合わされた加熱板昇降装置３２が配置
されている。加熱／冷却板３０は、昇降装置３２により
低位置から高位置の間を移送され、引き続いて、アクチ
ュエ−タ３４により位置決めされる。ウエハ２０の下に
は多くの直立した支持部材３８を含むウエハ昇降装置３
６が配置されている。ウエハ２０は実線で示された低位
置と点線で示された高位置２０Ａの間をウエハ昇降装置
３６により移送され、引き続いて、アクチュエ−タ４０
により位置決めされる。
【００２０】詳細には示されていないが、従来技術で周
知のように、加熱／冷却板３０は適切な加熱素子および
／または冷媒が通過する通路を備えてもよい。
知のように、加熱／冷却板３０は適切な加熱素子および
／または冷媒が通過する通路を備えてもよい。
【００２１】加熱／冷却パイプシステムの裏側は、ガス
容器４６、一対の隔離バルブ４２、４４、流量制御装置
４８、および処理チャンバ壁の開口を通り、加熱／冷却
板３０のオリフィスを通り、そして、ウエハ裏面５４に
至って配管されたパイプ５０の一区分を備えて構成され
る。ガスは加熱／冷却板３０の表面を通って上方を流れ
る際に加熱／冷却され、ウエハ裏面５４に対する熱伝達
に役立つ。
容器４６、一対の隔離バルブ４２、４４、流量制御装置
４８、および処理チャンバ壁の開口を通り、加熱／冷却
板３０のオリフィスを通り、そして、ウエハ裏面５４に
至って配管されたパイプ５０の一区分を備えて構成され
る。ガスは加熱／冷却板３０の表面を通って上方を流れ
る際に加熱／冷却され、ウエハ裏面５４に対する熱伝達
に役立つ。
【００２２】二次パイプ／均圧ライン構造体（secondar
y piping/equalization line assembly ）７０は、最後
の隔離バルブ４２のすぐ下流側に取り付けられたＴ形ジ
ョイント７２により、パイプ５０に結合されている。均
圧ラインパイプ７４は、処理チャンバ１２の壁の内部に
ある開口７６へと経路が形成されている。バルブ７８
は、ライン７４内に取り付けられており、制御装置８０
を介して一次ラインにある他のバルブ４２、４４と作動
的に連動されている。
y piping/equalization line assembly ）７０は、最後
の隔離バルブ４２のすぐ下流側に取り付けられたＴ形ジ
ョイント７２により、パイプ５０に結合されている。均
圧ラインパイプ７４は、処理チャンバ１２の壁の内部に
ある開口７６へと経路が形成されている。バルブ７８
は、ライン７４内に取り付けられており、制御装置８０
を介して一次ラインにある他のバルブ４２、４４と作動
的に連動されている。
【００２３】作動において、スパッタリング処理の準備
段階で、ウエハ２０は昇降装置３２により高位置２０Ａ
に持ち上げられる。処理ガスはチャンバ１２に導入され
（図示せず）、チャンバは同時に真空源６０によって真
空排気される。
段階で、ウエハ２０は昇降装置３２により高位置２０Ａ
に持ち上げられる。処理ガスはチャンバ１２に導入され
（図示せず）、チャンバは同時に真空源６０によって真
空排気される。
【００２４】スパッタリング処理の間、裏側のアルゴン
等の加熱／冷却ガスの流れは、ウエハの上面に発生する
蒸着又はエッチング操作を容易にするために使用され
る。バルブ４２、４４が開くと、ガスは容器４６から流
量制御装置４８を通り、一次ガスラインパイプ５０の一
区間を通り、加熱／冷却板３０を通り、オリフィス５２
を通り、ウエハ裏面５４へと流れる。ガスは加熱／冷却
板３０の表面を通って上方を流れる際に加熱／冷却さ
れ、ウエハ裏面５４に対する熱伝達に役立つ。バルブ４
２、４４とバルブ７８は逆連動の関係にあり、バルブ４
２、４４が開くとバルブ７８が閉じ、前者が閉じると後
者が開く。バルブ７８が閉じると二次ライン７４を通る
ガス流はなくなる。
等の加熱／冷却ガスの流れは、ウエハの上面に発生する
蒸着又はエッチング操作を容易にするために使用され
る。バルブ４２、４４が開くと、ガスは容器４６から流
量制御装置４８を通り、一次ガスラインパイプ５０の一
区間を通り、加熱／冷却板３０を通り、オリフィス５２
を通り、ウエハ裏面５４へと流れる。ガスは加熱／冷却
板３０の表面を通って上方を流れる際に加熱／冷却さ
れ、ウエハ裏面５４に対する熱伝達に役立つ。バルブ４
２、４４とバルブ７８は逆連動の関係にあり、バルブ４
２、４４が開くとバルブ７８が閉じ、前者が閉じると後
者が開く。バルブ７８が閉じると二次ライン７４を通る
ガス流はなくなる。
【００２５】スパッタリングが終了した後、チャンバ１
２に向かう処理ガスの制御された流れは、バルブ４２、
４４が閉じられると遮断される。同時にバルブ７８が開
き、開口７６を通じてバルブ４２の後流側（すなわち、
ウエハ裏側の上流）のパイプ５０の中にある圧縮された
残留ガスをチャンバ１２へと送り出す。そのため、上面
に作用する圧力より顕著に高い圧力にウエハ裏面５４が
晒されないように、ウエハ２０の裏面へのガス流は直ち
に終了する。すなわち、ウエハは振動せず、その支持部
材３８から持ち上げられない。また、圧縮ガスはウエハ
端６４のそばには吹かず、表面汚染問題になる自由微粒
子がウエハ上面に蓄積することはない。
２に向かう処理ガスの制御された流れは、バルブ４２、
４４が閉じられると遮断される。同時にバルブ７８が開
き、開口７６を通じてバルブ４２の後流側（すなわち、
ウエハ裏側の上流）のパイプ５０の中にある圧縮された
残留ガスをチャンバ１２へと送り出す。そのため、上面
に作用する圧力より顕著に高い圧力にウエハ裏面５４が
晒されないように、ウエハ２０の裏面へのガス流は直ち
に終了する。すなわち、ウエハは振動せず、その支持部
材３８から持ち上げられない。また、圧縮ガスはウエハ
端６４のそばには吹かず、表面汚染問題になる自由微粒
子がウエハ上面に蓄積することはない。
【００２６】次に、図３及び図４を参照して、最後の隔
離バルブ４２及び均圧ラインのバルブ７８の代わりに単
一の二方向バルブ８２を利用することができる点を説明
する。二方向バルブ８２は、三つのポ−ト又は開口８
６、８８、９０、および回転可能なコック９２を有し、
ある位置ではポ−ト８８とポ−ト９０が結合され、他の
位置ではポ−ト８６とポ−ト９０が結合される。
離バルブ４２及び均圧ラインのバルブ７８の代わりに単
一の二方向バルブ８２を利用することができる点を説明
する。二方向バルブ８２は、三つのポ−ト又は開口８
６、８８、９０、および回転可能なコック９２を有し、
ある位置ではポ−ト８８とポ−ト９０が結合され、他の
位置ではポ−ト８６とポ−ト９０が結合される。
【００２７】操作において、スパッタリング処理が生じ
ている間、バルブは図４に示される形態になっている。
すなわち、コック９２はパイプ５０をパイプ８４に接続
するように直線配列される。この直線配列において、ガ
スはバルブを通って加熱板に流れ、パイプ７４を通って
流れるガスは存在しない。 スパッタリング処理が終了
した後、バルブコックは９０度反時計方向に回転し、パ
イプ８４が隔離される。
ている間、バルブは図４に示される形態になっている。
すなわち、コック９２はパイプ５０をパイプ８４に接続
するように直線配列される。この直線配列において、ガ
スはバルブを通って加熱板に流れ、パイプ７４を通って
流れるガスは存在しない。 スパッタリング処理が終了
した後、バルブコックは９０度反時計方向に回転し、パ
イプ８４が隔離される。
【００２８】そして、パイプ７４はパイプ５０と結合す
る。この形態において、バルブの後流側にあるパイプ５
０内の残留圧力は、パイプ７４を通り処理チャンバの中
へと送り出される。そのため、ウエハはパイプ５０から
発出するガス流に晒されることはない。この間、上面に
作用している圧力より顕著に高い圧力にウエハ裏面は晒
されない。すなわち、ウエハは振動しないばかりか、そ
の支持部材を持ち上げず、おそらく、クランプリングを
打つことはない。また、圧縮ガスはウエハ端のそばには
吹かず、表面の汚染問題の原因となるウエハ上への自由
微粒子の運搬は生じない。
る。この形態において、バルブの後流側にあるパイプ５
０内の残留圧力は、パイプ７４を通り処理チャンバの中
へと送り出される。そのため、ウエハはパイプ５０から
発出するガス流に晒されることはない。この間、上面に
作用している圧力より顕著に高い圧力にウエハ裏面は晒
されない。すなわち、ウエハは振動しないばかりか、そ
の支持部材を持ち上げず、おそらく、クランプリングを
打つことはない。また、圧縮ガスはウエハ端のそばには
吹かず、表面の汚染問題の原因となるウエハ上への自由
微粒子の運搬は生じない。
【００２９】本発明の好適実施例は上述したように説明
されてきたが、上述した開示事項により、多くの変形、
改良が当業者にとって明白になることが疑いなく理解で
きる。そのような変形、改良は、本発明の真の精神およ
び範囲内にある限り、本発明の範囲に含まれるものであ
る。
されてきたが、上述した開示事項により、多くの変形、
改良が当業者にとって明白になることが疑いなく理解で
きる。そのような変形、改良は、本発明の真の精神およ
び範囲内にある限り、本発明の範囲に含まれるものであ
る。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、上述したように、基板
の処理終了後に於ける基板前後の圧力差を低減し、基板
を振動させたり、周期的に衝撃を与える原因を除去する
ことができ、微粒子による基板汚染が低減する。
の処理終了後に於ける基板前後の圧力差を低減し、基板
を振動させたり、周期的に衝撃を与える原因を除去する
ことができ、微粒子による基板汚染が低減する。
【図１】半導体ウエハ処理チャンバに対し、裏面を加熱
／冷却する従来装置を描写する図である。
／冷却する従来装置を描写する図である。
【図２】本発明に応じて、ガスライン均圧管（gas line
equlization piping ）を含む半導体ウエハ処理チャン
バを示す図である。
equlization piping ）を含む半導体ウエハ処理チャン
バを示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す図である。
【図４】図３に示された他の実施例で使用されたバルブ
の断面図を示す図である。
の断面図を示す図である。
１０…ハウジング、１２…処理チャンバ、１４…スパッ
タリング領域、１６…アノ−ド板、１８…ウエハ上面、
２０…半導体ウエハ、２２…カソ−ド形成皿部材、２４
…中心開口部、２６…ウエハクランプ、２８…内周部、
３０…加熱／冷却板、３２…昇降装置、３４…アクチュ
エ−タ、３６…ウエハ昇降装置、３８…ウエハ係止部
材、４０…アクチュエ−タ、４２、４４…隔離バルブ、
４６…容器、４８…流量制御装置、５０…パイプ、５２
…オリフィス、５４…ウエハ裏面、６０…真空源、６４
…ウエハ端、７０…二次パイプ／均圧ライン構造体、７
２…Ｔ形ジョイント、７４…均圧ラインパイプ、７６…
開口、７８…均圧ラインバルブ、８０…制御装置、８２
…二方向バルブ、８４…パイプ、８６、８８、９０…ポ
−ト又は開口、９２…コック。
タリング領域、１６…アノ−ド板、１８…ウエハ上面、
２０…半導体ウエハ、２２…カソ−ド形成皿部材、２４
…中心開口部、２６…ウエハクランプ、２８…内周部、
３０…加熱／冷却板、３２…昇降装置、３４…アクチュ
エ−タ、３６…ウエハ昇降装置、３８…ウエハ係止部
材、４０…アクチュエ−タ、４２、４４…隔離バルブ、
４６…容器、４８…流量制御装置、５０…パイプ、５２
…オリフィス、５４…ウエハ裏面、６０…真空源、６４
…ウエハ端、７０…二次パイプ／均圧ライン構造体、７
２…Ｔ形ジョイント、７４…均圧ラインパイプ、７６…
開口、７８…均圧ラインバルブ、８０…制御装置、８２
…二方向バルブ、８４…パイプ、８６、８８、９０…ポ
−ト又は開口、９２…コック。
Claims (3)
- 【請求項１】 上部に置かれた基板のガス流により加熱
または冷却する熱交換機と、上記熱交換機の上方に位置
し基板を上記熱交換機との間で挟むクランプリングとを
有する処理チャンバ内で、基板裏面に対してガスによる
熱伝達を行なう装置であって、 ガス源と、前記ガス源からのガスを前記基板裏面に向け
るガス導管と、当該処理が終了した時には前記チャンバ
内部に前記ガス導管からのガスを流し、当該処理が終了
した後には前記基板裏面及び前記チャンバ内部間の圧力
差を減少するガス流制御手段と、 を備え、 前記ガス流制御手段は、 開いている時には前記ガス導管からのガスを前記チャン
バ内部に流し、閉じている時には前記ガス導管からのガ
スを遮断する第１バルブ手段、 前記チャンバ内で前記基板が処理されている間は前記第
１バルブ手段を閉じ、前記処理が終了した時には前記第
１バルブ手段を開くことにより、当該処理が終了した後
に前記基板裏面及び前記チャンバ内部間の圧力差を減少
するバルブ制御器、および 前記ガス源から前記ガス導管を通じて前記基板裏面に流
れるガス流を制御し、閉じた状態では前記ガス流を停止
させる第２バルブ手段とを有し、 前記第１バルブ手段は、前記チャンバから、前記第２バ
ルブ手段及び前記基板間を接続するガス導管に接続さ
れ、 前記バルブ制御器は、前記第１バルブ手段が閉じる時に
は前記第２バルブ手段を開き、前記第１バルブ手段が開
く時には前記第２バルブ手段を閉じる切替え手段を備え
る装置。 - 【請求項２】 前記熱交換機を昇降する昇降機構を更に
備え、前記切替え手段による「開」状態の前記第１バル
ブ手段から「開」状態の前記第２バルブ手段への切替え
は、前記昇降機構が上昇された基板を下降させた後に行
ない、その際に前記チャンバは真空引きされる請求項１
記載の装置。 - 【請求項３】 前記第１バルブ手段および前記第２バル
ブ手段は、単一の三方弁で構成されている請求項１記載
の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/782,848 US5131460A (en) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | Reducing particulates during semiconductor fabrication |
| US07/782848 | 1991-10-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251350A JPH05251350A (ja) | 1993-09-28 |
| JPH07109822B2 true JPH07109822B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=25127367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4287791A Expired - Fee Related JPH07109822B2 (ja) | 1991-10-24 | 1992-10-26 | 半導体製造における微粒子低減システム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5131460A (ja) |
| EP (1) | EP0539225B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07109822B2 (ja) |
| KR (1) | KR100274766B1 (ja) |
| DE (1) | DE69210942T2 (ja) |
| ES (1) | ES2087459T3 (ja) |
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- 1992-10-23 ES ES92309742T patent/ES2087459T3/es not_active Expired - Lifetime
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