JPH08279471A - 半導体製造方法 - Google Patents

半導体製造方法

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JPH08279471A
JPH08279471A JP10034496A JP10034496A JPH08279471A JP H08279471 A JPH08279471 A JP H08279471A JP 10034496 A JP10034496 A JP 10034496A JP 10034496 A JP10034496 A JP 10034496A JP H08279471 A JPH08279471 A JP H08279471A
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JP
Japan
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oil
pressure
gas
purge
vacuum pump
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JP10034496A
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English (en)
Inventor
Yoshitsugu Tsutsumi
芳紹 堤
Shinjiro Ueda
新次郎 上田
Takao Kawanabe
隆夫 川那部
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空ポンプに使われている油の吸込口側への
逆拡散を抑え、処理室内を清浄な真空状態とし、これに
よって被排気系の油汚染を少なくすること。油回転ポン
プなどの真空ポンプの吸込口側より微量のパージガスを
処理室の圧力を0.1Torr以下に維持しつつパージし、
油の逆拡散を抑えるようにした 【解決手段】 真空ポンプを真空排気系とする半導体製
造方法において、処理室を到達圧力に排気する過程時に
微量のパージガスを前記処理室の圧力を0.1Torr以
下に維持しつつ前記真空ポンプの上流側よりパージする
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油回転ポンプなど
の真空ポンプを設けた半導体製造方法に係り、特に被排
気側の油による汚染を防止するのに好適な半導体製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】油を使用する真空ポンプを設けた半導体
製造装置において、真空ポンプからの油の逆拡散による
真空容器の油の汚染を防止するパージ方法が、「真空技
術」(共立出版、1985年7月)の「D.きれいなあ
らびき系」(203〜207頁)の項に記載されてい
る。この公知文献によるパージ方法は、前記油による汚
染が圧力13Pa(0.1Torr)を境として、それより
低圧側では急激に高まるので、油回転ポンプの吸込口側
に乾燥窒素のパージを設けて油回転ポンプの吸込口圧力
が13〜40Pa(0.1〜0.3Torr)より低くなら
ないようにしたものである。
【0003】図8は上述の公知のパージ方法を適用した
従来の真空装置である。まず真空チャンバ50を大気圧
状態から排気するには、粗引バルブ51および油回転ポ
ンプバルブ52を開いて油回転ポンプ53により粗引を
始める。このとき真空チャンバ50に油回転ポンプ53
の油が逆拡散しないように真空チャンバパージバルブ5
5を開き、パージガス源(図示せず)からのパージガス
を配管56を通して真空チャンバ50にパージし、真空
チャンバ50の圧力が40Pa(0.3Torr)以下にな
らないようにする。40Pa近傍の圧力で油回転ポンプ
バルブ52、真空チャンバパージバルブ55を閉じ、ソ
ープションポンプバルブ58を開いてソープションポン
プ59によりさらに低い圧力まで粗引を行なう。
【0004】そして配管60により真空チャンバ50に
連通する主排気ポンプ(図示せず)の作動圧力領域とな
ったら粗引バルブ51を閉じて配管60を通して主排気
ポンプから排気をするというものである。さらにバルブ
等の誤操作により油回転ポンプ53の油が逆拡散して真
空チャンバ50を汚染しないように、油回転ポンプパー
ジ配管61よりパージガスを流しておいて油回転ポンプ
53の吸込口圧力が13Pa(0.1Torr)以上になる
ようにしておくことが望ましい。なお図8において、6
2はポンプ吐出管である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで近時半導体の
高集積度化に伴って半導体製造装置において、真空チャ
ンバ内の排気に用いる真空ポンプの油の逆拡散によるウ
エハの汚染に起因する不良が問題になっている。特に到
達圧力近傍で作動している油回転ポンプでは、油の逆拡
散が激しく発生している。この油汚染の発生源である油
回転ポンプの油の逆拡散の量を低減させれば、油汚染に
よる半導体の不良率を低減させることができる。しかし
上記従来のパージ方法では、油回転ポンプ53の油の真
空チャンバ50内への逆拡散による油汚染を抑えるとい
うことで油回転ポンプ53の吸込口圧力をパージにより
13Pa(0.1Torr)以上と高くしている。これでは
半導体製造プロセスにおいて、不必要なガスを排除した
後の真空チャンバ50内の圧力が高くなり、油回転ポン
プ53を使用して真空チャンバ50内を13Pa(0.
1Torr)より低い高清浄な環境にすることができない
という問題があった。
【0006】本発明の目的は、油回転ポンプなどの真空
ポンプの吸込口側より微量のパージガスを処理室の圧力
を0.1Torr以下に維持しつつパージし、油の逆拡散を
抑えるようにした半導体製造装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的達成のため、
本発明は、真空ポンプを真空排気系とする半導体製造方
法において、処理室を到達圧力に排気する過程時に微量
のパージガスを前記真空ポンプの上流側よりパージする
ことを特徴とするものである。上述の構成によれば、処
理室を油回転ポンプなどの真空ポンプで到達圧力まで排
気する過程時に、真空ポンプに使われている油の吸込口
側への逆拡散を抑えるのに十分な最小量のパージガス
が、処理室の圧力を0.1Torr以下に維持しつつ真空
ポンプ上流側より微少流量供給機構を通ってパージされ
る。このときのパージ量は従来のパージ量の約数十分の
一程度となり、真空排気系の到達圧力にほとんど影響を
与えず、清浄な真空が得られる。これにより被排気系の
油の汚染の少ない半導体製造装置が得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態例に基づいて説明する。
【0009】図1は本発明に係る半導体製造装置1をバ
ッチ減圧CVD装置に適用した第1実施例を示したもの
で、半導体製造装置1は、処理室である反応管2と、真
空ポンプである油回転ポンプ3と、ガス供給部5と、パ
ージガス微少流量供給機構6とを備えている。
【0010】反応管2は、一端開口部をシール部材8を
介してカバー9により閉塞しており、内部にウエハ10
を導入するように構成されている。油回転ポンプ3は排
気管11により反応管2の他端に連結されており、排気
管11には上流側から下流側に向って順次冷却トラップ
12、主排気バルブ13およびメカニカルブースタ15
が配置されている。また冷却トラップ12、主排気バル
ブ13間の排気管11Aから分岐して主排気バルブ1
3、メカニカルブースタ15間の排気管11Bに連結さ
れた分岐管16には補助排気バルブ18が配置されてい
る。ガス供給部5は配管19により反応管2の一端に連
結されており、配管19にはガスバルブ20が配置され
ている。
【0011】パージガス微少流量供給機構6は、パージ
ガス源21と、該パージガス源21と排気管11Bとを
連結するパージガス配管22と、該パージガス配管22
に配置された微少流量供給流量計23および微少流量供
給パージバルブ25とからなっている。
【0012】なお図1において、配管11Aには、リー
クバルブ26および圧力計28が連結されており、反応
管2の外周面はヒータ29により被覆されている。また
油回転ポンプ3には希釈ガスライン30および吐出管3
1がそれぞれ連結されている。
【0013】つぎに、本発明の第1実施例の作用を説明
する。
【0014】バッチ式減圧CVDのサイクルは、ウエハ
10を反応管2内に導入した後、まず補助排気バルブ1
8を開き次いで主排気バルブ13を開いて、反応管2内
の空気を排気管11および分岐管16を通してメカニカ
ルブースタ15および油回転ポンプ3により排気する。
つぎにガスバルブ20を開きガス供給部5から窒素ガス
を配管19を通して反応管2内に導入して空気と置換す
る。そして補助排気バルブ18のみを閉じてさらに排気
を行ない、反応ガスをガス供給部5から配管19を通し
て反応管2内に導入して反応を行なわせ、反応終了後再
び窒素ガスを反応管2内に導入して反応ガスとの置換を
行なう。そして主排気バルブ13およびガスバルブ20
を閉じた後、リークバルブ26を開き大気を反応管2内
に導入して大気圧状態に戻し、ウエハ10を反応管2外
に搬出するというものである。
【0015】ウエハ10を反応管2内に導入後反応管2
内を大気圧状態からメカニカルブースタ15および油回
転ポンプ3により排気する際、又は反応終了後反応ガス
と窒素ガスとの置換時に反応ガスの供給を停止して反応
ガスを反応管2内より排気する際に、到達圧力近傍で油
の逆拡散が急激に進展して反応管2内を油汚染するた
め、排気の始めよりパージガス微少流量供給機構6の微
少流量供給パージバルブ25を開きパージガス源21よ
りパージガス配管22を通して微少流量供給流量計23
によりパージガスの流量を確認して微量のパージガスを
流す。このときパージするガスは、反応に影響を与える
ことの少ない不活性ガスが好ましいが、窒素ガスなどで
も十分効果があり、実験の結果では分子量の大きいガス
程効果が大きいことが表1で示すように立証されてい
る。
【0016】
【表1】
【0017】図2は窒素ガスをパージしたときの反応管
2内の到達圧力近傍での四重極質量分析器で計測した残
留ガススペクトルを示したもので、縦軸はイオン電流
値、横軸は質量数である。得られたスペクトルは、空気
の残留ガススペクトルで、きわめて清浄な状態が得られ
たことがわかる。
【0018】図3は微少流量のパージをやめたときの反
応管2内の残留ガススペクトルである。油回転ポンプ3
に使用されている油の成分(炭化水素系)によるピーク
が質量数39以上に多数検出されており、反応管2内の
油汚染が著しく進展していることがわかる。
【0019】図4は窒素ガスをパージしたときのパージ
ガスの量と残留ガス成分の検出ピークの変化、油回転ポ
ンプ吸込口圧力(以下、単に吸込口圧力という)の変化
を示したものである。左側の縦軸は残留ガスの検出ピー
クに対するイオン電流値で右側の縦軸は吸込口圧力、横
軸はパージ量を表わしている。
【0020】以上を比較すると、わずかな量のパージに
よって油の各成分ごとにみると微少流量のパージを行な
った場合のピークは、パージを行なわない場合の約1/
100程度となり、十分清浄な真空が得られていること
がわかる。このときパージを行なった量と従来のパージ
量を比較すると、本発明のパージ量が極めてわずかの量
となることがわかる。一例として排気速度が240リッ
トル/minの油回転ポンプ3についてパージ量を従来の
方法によるものと本発明によるものとを比較する。
【0021】油回転ポンプ3の排気速度をS、排気量を
Q、吸込口圧力をPとすると、各々の関係は次式で与え
られる。
【0022】Q=SP ……… (1) S=240リットル/minとし、従来方法によるパージ
量Q1は、P=0.1Torrとすると式(1)より Q1=0.4Torrリットル/S≒32SCCM となり、本発明によるパージ量Q2は図4によると0.6
SCCM(到達圧力7×10~3Torrのとき)でも十分
に効果があることからQ2=0.6SCCMとすると従来
の約1/53となる。このため真空排気系の到達圧力は
従来のパージ方法による圧力0.1Torrよりも低くな
り、かつ清浄な真空が得られる。従って本実施例によれ
ば、比較的少ない装置の改造により油汚染の少ない真空
が得られる。
【0023】図5は本発明の第2実施例に係り、半導体
製造装置1をバッチ式減圧CVD装置に適用した他の実
施例である。この実施例では、油回転ポンプ3の上流側
の圧力に応じてパージを行なうパージガス微少流量供給
機構6を自動的に制御する微少流量供給制御機構35を
設けてある。この機構35は吸込口圧力をモニタする吸
込口圧力モニタ真空計36と、微少流量供給パージバル
ブ制御信号線38とからなっている。
【0024】そして吸込口圧力が所定の圧力以下になる
と、吸込口圧力モニタ真空計36がこれを検出し、微少
流量供給パージバルブ25を開くための信号を微少流量
供給パージバルブ制御信号線38を通じて微少流量供給
パージバルブ25へ伝達し、該バルブ25は開の状態と
なりパージが行なわれる。また吸込口圧力が所定の圧力
より高くなると、吸込口圧力モニタ真空計36がこれを
検出し、微少流量供給パージバルブ25を閉じるための
信号を微少流量供給パージバルブ制御信号線38を通じ
て微少流量供給パージバルブ25に伝達し、これにより
該バルブ25は閉状態となる。このように第2実施例で
は、吸込口圧力に応じてパージを自動的に行なうことが
でき装置の信頼性および経済性が向上する。
【0025】図6は本発明の第3実施例に係り、半導体
製造装置1をバッチ減圧CVD装置に適用した他の実施
例である。この実施例ではパージガスをパージする機構
において、パージガス源がガス供給部5のガスの一部と
共有になっている。このように本実施例では、パージガ
ス微少流量供給機構6はガス供給部5のガスの一部と共
有になっており、構造が簡単となる。
【0026】図7は本発明の第4実施例に係り、半導体
製造装置1をバッチ式減圧CVD装置に適用した他の実
施例である。この実施例ではパージガス微少流量供給機
構6の構成要素のうち、微少流量供給パージバルブ25
と微少流量供給流量計23とを一体化した微少流量供給
マスフローコントローラ39を用いている(この構造お
よび原理は「計測技術」86,増刊号55頁〜62頁に
記載されている)。これによってパージガス微少流量供
給機構6の構造が簡単になる。
【0027】
【発明の効果】上述のとおり、本発明によれば、処理室
を油回転ポンプなどの真空ポンプで到達圧力まで排気す
る過程時、微量のパージガスが前記処理室の圧力を0.
1Torr以下に維持しつつ前記真空ポンプの上流側より
パージされる。従って真空ポンプに使われている油の吸
込口側への逆拡散が抑えられるので、処理室内は清浄な
真空状態となり、これによって被排気系の油の汚染の少
ない半導体製造装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係り、図1は本発明に係
る半導体製造装置をバッチ式減圧CVD装置に適用した
構成図である。
【図2】本発明の第1実施例に係り、図2は反応管内の
残留ガススペクトルである。
【図3】本発明の第1実施例に係り、図3はパージを行
なわないときの反応管内の残留ガススペクトルである。
【図4】本発明の第1実施例に係り、図4はパージガス
の量と残留ガスの成分の検出ピークの変化とポンプ吸込
口圧力の変化との関係図である。
【図5】本発明の第2実施例から第4実施例に係り、本
発明に係る半導体製造装置をバッチ式減圧CVD装置に
適用した他の実施例の構成図である。
【図6】本発明の第2実施例から第4実施例に係り、本
発明に係る半導体製造装置をバッチ式減圧CVD装置に
適用した他の実施例の構成図である。
【図7】本発明の第2実施例から第4実施例に係り、本
発明に係る半導体製造装置をバッチ式減圧CVD装置に
適用した他の実施例の構成図である。
【図8】従来例のパージ方法を適用した真空装置の構成
図である。
【符号の説明】
1 半導体製造装置 2 処理室である反応管 3 真空ポンプの一例である油回転ポンプ 6 パージガス微少流量供給機構 36 圧力検出器である吸込口圧力モニタ真空計

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空ポンプを真空排気系とする半導体製
    造方法において、処理室を到達圧力に排気する過程時に
    微量のパージガスを前記処理室の圧力を0.1Torr以
    下に維持しつつ前記真空ポンプの上流側よりパージする
    ことを特徴とする半導体製造方法。
  2. 【請求項2】 前記真空ポンプの上流側圧力を検出する
    圧力検出器を有し、該圧力検出器により前記真空ポンプ
    の上流側圧力が、所定圧力以下になればパージを行な
    い、所定圧力以上になればパージを停止する特許請求の
    範囲第1項記載の半導体製造方法。
JP10034496A 1996-04-22 1996-04-22 半導体製造方法 Pending JPH08279471A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024057590A1 (ja) * 2022-09-16 2024-03-21 株式会社Kokusai Electric 排気構造、排気システム、処理装置及び半導体装置の製造方法

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JPS6128837A (ja) * 1984-07-18 1986-02-08 Shimadzu Corp 振動試験機
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