JPH0783011B2 - 減圧処理方法及び装置 - Google Patents

減圧処理方法及び装置

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JPH0783011B2
JPH0783011B2 JP61143028A JP14302886A JPH0783011B2 JP H0783011 B2 JPH0783011 B2 JP H0783011B2 JP 61143028 A JP61143028 A JP 61143028A JP 14302886 A JP14302886 A JP 14302886A JP H0783011 B2 JPH0783011 B2 JP H0783011B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、減圧処理方法及び装置に係り、特に半導体素
子基板(以下、基板と略)等の試料をドライプロセスに
てエッチング,成膜処理する減圧処理方法及び装置に関
するものである。
〔従来の技術〕
基板等の試料をドライプロセスにて処理する従来の技術
としては、例えば、特公昭58−12340号公報に記載のよ
うに、主真空室の一部にロック室を形成し、該ロック室
を介して主真空室に試料を搬入出するようにしたものが
知られている。
このような従来技術では、ロック室内をリークして大気
圧に戻して開放し、開放されたロック室内の試料を搬入
して再びロック室を気密封止し、気密封止されたロック
室内を減圧排気した後にロック室内と主真空室内とを連
通させて試料をロック室から主真空室内に搬入すること
や、また、逆操作により主真空室内からロック室を介し
て試料を搬出することは記載されているが、しかし、ロ
ック室内のリーク時に該ロック室内で生じる塵埃の試料
への付着防止については充分に配慮されてはいない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術では、ロック室内のリーク時の該ロック室
内で塵埃が生じ、該塵埃が試料に付着して試料の歩留り
が低下するといった問題が生じる。また、このような問
題を解決するためには、ロック室内に沈着,付着する塵
埃の量を減少させてロック室内のリーク時に生じる塵埃
の量を減少させることが必要であり、このためには、ロ
ック室内を定期的に清掃しなければならない。しかし、
このような対策を採用した場合、減圧処理装置の稼動率
が低下するといった問題が新たに生じる。
本発明の目的は、装置の稼動率を低下させずに試料の歩
留りを向上できる減圧処理方法及び装置を提供すること
にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、減圧処理方法を、処理室に該処理室とは独立
に形成したロック室を介して試料を搬入出する工程と、
前記ロック室を前記試料がない状態で減圧下から急速に
リークした後に直ちに減圧排気する工程とを有する方法
とし、減圧処理装置を、処理室に試料を搬入出するため
に前記処理室とは独立に形成されるロック室と、該ロッ
ク室内を減圧排気する排気系と、前記ロック室内を減圧
下から急速リークする急速リーク系とを具備したものと
することにより、達成される。
〔作用〕
ロック室、例えば、ロードロック室は、試料がそこに搬
入される前に、急速リークによってロック室内部に沈
着,付着した塵埃を巻き上がらせ、これを排気すること
によって塵埃を装置外に排出できるので、この工程を繰
り返すことによってロック室内を常に清浄に保つことが
できる。したがって、この状態から該ロック室をスロー
リークし、試料を搬入すれば、処理室で処理される前の
試料にリークや排気によって塵埃が付着することを防止
することができる。
また、ロック室、例えば、アンロード室は、処理された
試料が持ち込んだ塵埃等を、上述のロードロック室と同
様に、急速リークと排気の工程を繰り返すことにより、
常に清浄に保つことができる。
これらの工程を、試料を1個処理する度に行うので、試
料を大量に連続処理をしても、ロック室内に塵埃が沈
着,付着する量が少なく、したがって、ロック室内を特
別に清掃しなくても試料の搬入出時に塵埃が試料に付着
する量を著しく少くすることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例として、半導体製造装置に適
用した場合の平面図を、第2図はその横断面図を示す。
本処理基板を収納するロードカセット1および処理済の
基板を収納するアンロードカセット2は、それぞれ大気
中に設置されており、未処理の基板3は、図示されてい
ない搬送装置によりロードロック室4に搬入される。基
板3は副真空室5内に設けられた、回転可能な搬送アー
ム6により処理室7へ搬入し、ここで基板を処理した
後、回転可能な搬送アーム8にてアンロードロック室9
へ搬出し、ここで大気中に基板を取り出し、図示されな
い搬送装置によりアンロードカセット2に収納される。
ロードロック室4およびアンロードロック室9はそれぞ
れ、蓋10,10′とゲート弁11,11′によって形成され、ゲ
ート弁開閉装置13,13′によって、副真空室5を減圧状
態に保った状態で、ロック室蓋開閉装置12,12′を開状
態にすることにより基板のおのおののロック室への搬
入,搬出を可能としている。
それぞれのロック室を減圧するために排気ポート14,1
4′が設けられ、弁15,15′を介して図示されない排気装
置に接続され、それぞれのロック室の減圧状態を検出す
るための真空検出器16,16′が、弁15,15′とそれぞれの
ロック室間の配管上に設けられている。
また、それぞれのロック室には、排気ポートとは別に、
リークポート17,17′が設けられている。
これらのリークポートヘリークガス、例えば窒素ガスを
導入し、それぞれのロック室を大気圧下に戻すことにな
るが、本実施例では、窒素ガスの導入系路を2系路設け
ている。即ち、窒素ボンベ18から手動弁19を介してそれ
ぞれのロック室へバルブ20,20′とフィルター21,21′を
介して、大流量のリークガスが流せるようにした系路
と、バルブ22,22′と直列に流量絞り弁23,23′とフィル
ター21,21′を介してリークガスの流量を絞ってスロー
リークさせる系路を設ける。フィルター21,21′とリー
クポート17,17′の間の配管上に、それぞれのロック室
が大気圧かどうかを検出するための真空スイッチ24,2
4′が設けられている。フィルター21,21′は、リークガ
スや、配管,バルブ等から発生する塵埃をロック室に持
ち込まないようにするためのもので、できるだけロック
室に近く設置し、0.02μ以下のサイズの塵埃を捕集でき
るものが良い。
処理室7では基板をプラズマ処理するため、例えば上部
電極25に高周波電源27を接続し、下部電極26は接地する
平行平板式のプラズマ処理室を構成し、ゲート28を持ち
上げて副真空室蓋29に接してシールすることにより副真
空室5と処理室7を独立の真空室に形成した後、図示し
ないプロセスガスを処理室7に導入し、高周波発振器を
作動させることにより、プラズマを発生させて、基板を
処理することになる。29は処理室7の排気ポートであ
り、図示されない排気装置に接続されている。また、3
0,30′はそれぞれ搬送アーム6,8の回転駆動装置であ
る。
本実施例では、カセットを清浄度の高いクリーンベンチ
内の大気中に設置し、基板は1個毎、ロック室に搬入す
る方式なので、おのおののロック室の容積は約0.5lと小
さくすることができるので、大気中から0.1Torrまでに
減圧するのに要する時間は、650l/min程度の油回転ポン
プを使用して排気すれば、約1秒程度という、ごく短時
間ですむ。また、リークガスである窒素の供給圧力を0.
5Kg/cm2G程度に設定し、バルブ20または20′を開いてロ
ック室を急速リークすると約0.8秒程度で大気圧に戻
る。流量絞り弁23、又は23′を介してスローリークする
場合は、流量を調整することにより、リーク時間を約1
秒〜30秒に調整することが可能となっている。
上述の如く構成した装置を用い、6インチのパターン付
シリコンウェハをCF4ガスを用いて1分間エッチング
し、これを200枚連続処理をした後に、ミラー基板を5
個ロードカセットにセットし、ロック室を介して装置内
を搬送し、アンカードカセット2に取出す工程におい
て、ロック室のリーク時間を変えた場合に、ミラー基板
に付着した粒径0.3μm以上の塵埃数を調べた。
第5図は、その結果を示すもので、リーク時間が短い
と、ミラー基板に付着する塵埃の数は多く、平均10個以
下とするには、リーク時間を10秒程度にする必要がある
ことがわかる。また、真空室内には、ウェハに40個以上
の塵埃を付着させるだけの量の塵埃が、側壁や底部に付
着,沈着しているものと推定される。
本発明はこれらの実験結果より、従来からの付着,沈着
した塵埃を巻き上がらせないように、ゆっくりとリーク
させるという考え方を改め、基板を搬入,搬出するロッ
ク室に塵埃に付着,沈着させず、常に清浄な状態にして
おくという、全く新しい考え方に基くものである。
この方法のシーケンスフローを第3図および第4図に示
す。
即ち、ロードロック室に関しては、未処理の基板を搬入
する前に、ロック室をバルブ20を開いて急速にリーク
し、それまでにロック室内に付着,沈着していた塵埃
を、清浄なリークガスの高速気流によって積極的に巻い
上がらせ、直ちにこれを排気するという工程を複数回繰
返すことにより、ロック室内部を基板搬入前に清浄化す
るようにした。
こうして清浄化されたロック室を通常のリーク方法によ
り、ゆっくりと大気圧に戻し、基板を搬入すれば、それ
に続く工程での基板への塵埃の付着量を著しく少なくす
ることができる。
同様に、アンロードロック室についても、基板が通過し
た後に、急速リークと排気の工程を繰り返すことによ
り、アンロードロック室内を毎回清浄にすることができ
るため、基板を取り出す前の通常のスローリークにおい
ても、基板への塵埃の付着を少なくすることができる。
本実施例の効果を確認するため、上述の装置を用いて、
パターン付のシリコン基板を連続的にエッチングし、特
定枚数の基板を処理した時点で、ミラー基板を用いて、
本実施例による方法と、ロードロック室およびアンロー
ドロック室のリーク時間を10秒とした従来の方法とで、
基板に付着する0.3μm以上の塵埃の数を面板欠陥装置
を用いて調査したところ、第6図に示す結果が得られ
た。なお、急速リークと排気の繰り返し数は2回とし、
その後のスローリーク時間は、従来方式の10秒間リーク
と同じ時間で処理が終了するよう、5秒に設定した。
第6図から明らかなように、本実施例によれば、従来方
法に比べて、基板への塵埃の付着量を少なくすることが
できる他、基板を連続的にプラズマ処理しても、塵埃の
付着量は搬んど増加しない。
急速リークと排気の繰り返し数を多くすれば、それだけ
塵埃の付着量も減少し、長期的な増加量も少なくなると
いう効果があるが、これは基板のプロセス処理時間との
関連で決定すべきであり、第3図および第4図に示す工
程が、該プロセス処理時間内に終るようにすれば、装置
全体としてのスループットには影響を及ぼさない。した
がって、その範囲内で、できるだけ数多く繰り返すのが
良い。
、また、本実施例では、アンロードロック室のシーケン
スフローでは、基板を搬出後、急速リークと排気の工程
を行う場合を示したが、これはロードロック室の場合と
同様、基板をアンロードロック室に入れる前に、急速リ
ークと排気によるロック室の清浄化工程を行っても同様
の効果がある。
また、別の実施例として、各ロック室に基板を搬入する
前に、各室を高速ガス流で塵埃を巻き上がらせ、排気に
よって装置外へ出すという観点で、清浄なリークガスを
高速で供給(リーク)しながら、同時に排気を行う工程
を行っても同様の効果が得られる。
また本実施例ではドライエッチング装置の場合について
述べたが、蒸着,スパッタング,分子線エピタキシ等の
薄膜形成および不純物打込みにも好適である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ロック室内に塵埃を沈着,付着させず
に常に清浄な状態を保持できロック室内のリーク時に該
ロック室内で生じる塵埃の量を減少できるので、装置の
稼動率を低下させずに試料の歩留りを向上できるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の平面図、第2図は第1図の
横断面図、第3図,第4図は本発明のシーケンスフロ
ー、第5図は従来方式によるリーク時間と塵埃数との関
係線図、第6図は本発明と従来方法における基板処理個
数と塵埃数との関係線図である。 4……ロードロック室、7……処理室、9……アンロー
ド室、14,14′……排気ポート、17,17′……リークポー
ト、21,21′……フィルター、20,20′,22,22′……バル
ブ、23……流量絞り弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 A (72)発明者 坪根 恒彦 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 (72)発明者 川原 博宣 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−128538(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】処理室に該処理室とは独立に形成したロッ
    ク室を介して試料を搬入出する工程と、 前記ロック室を前記試料がない状態で減圧下から急速に
    リークした後に直ちに減圧排気する工程と を有することを特徴とする減圧処理方法。
  2. 【請求項2】処理室に該処理室とは独立に形成したロッ
    ク室を介して試料を搬入出する工程と、 前記試料がない状態に置かれた減圧下の前記ロック室に
    対してリークガスを高速で供給しながら、同時に排気を
    行う工程と を有することを特徴とする減圧処理方法。
  3. 【請求項3】処理室に試料を搬入出するために前記処理
    室とは独立に形成されるロック室と、 該ロック室内を減圧排気する排気系と、 前記ロック室内を減圧状態から急速リークする急速リー
    ク系と、 前記ロック室内を減圧状態からスローリークするスロー
    リーク系と を具備したことを特徴とする減圧処理装置。
JP61143028A 1986-06-20 1986-06-20 減圧処理方法及び装置 Expired - Lifetime JPH0783011B2 (ja)

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JPS631035A JPS631035A (ja) 1988-01-06
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5622595A (en) * 1992-06-16 1997-04-22 Applied Materials, Inc Reducing particulate contamination during semiconductor device processing
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JPS62128538A (ja) * 1985-11-29 1987-06-10 Fujitsu Ltd 真空中の搬送方法

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