JPH09129709A - プロセス装置 - Google Patents

プロセス装置

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JPH09129709A
JPH09129709A JP30364395A JP30364395A JPH09129709A JP H09129709 A JPH09129709 A JP H09129709A JP 30364395 A JP30364395 A JP 30364395A JP 30364395 A JP30364395 A JP 30364395A JP H09129709 A JPH09129709 A JP H09129709A
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JP
Japan
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chamber
wafer
loader
gas
atmosphere
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Pending
Application number
JP30364395A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumihiko Uesugi
文彦 上杉
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH09129709A publication Critical patent/JPH09129709A/ja
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Prevention Of Fouling (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハロゲン系のガスをプロセス用ガスとして使用
する装置において、パーティクル発生を防止する。 【解決手段】タングステン(W)の低圧熱CVD装置
で、プロセス終了後にウェハをプロセス室11からセン
ターハンドラ室14、ローダ・アンローダ室16へと移送す
るにつれて、プロセス用のWF6ガスがローダ・アンロ
ーダ室16に導入されるが、ローダ・アンローダ室16のガ
ス雰囲気を質量分析計のハロゲンガス検出器18で分析
し、WF6の信号に着目し、バックグラウンドレベルに
まで排気されたことを確認してからローダ・アンローダ
室16を大気圧に戻し大気に解放し、大気中の水分が入っ
てきても、ローダ・アンローダ室16にWF6が存在しな
いのでHFやHClが生成されず装置内壁の腐食を抑制
でき、パーティクルの発生を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は枚葉式装置に関し、
特にハロゲン系元素を含むガスを使用するエッチング装
置、及びCVD(化学気相成長)装置の装置に起因する
パーティクルの低減技術に関する。
【0002】
【従来の技術】ハロゲン系ガスを使用する枚葉式装置で
は、例えば25枚で1ロットの製品ウェハを数百ロット
処理すると、ローダ・アンローダ室での器壁からのパー
ティクル発生が多くなるという現象が知られている。
【0003】従来、このようなパーティクルを除去する
ためには、装置の頻繁な清掃とモニタウェハを用いてパ
ーティクル管理を行っている。
【0004】ところで、ローダ・アンローダ室でパーテ
ィクルが発生する原因は、以下のような機構によるもの
と推察されている。
【0005】すなわち、プロセス室内に導入されたハロ
ゲン系ガスが充分に排気されないうちにウェハをローダ
・アンローダ室へ移送するために、ハロゲン系ガスも一
緒に流入する。そして、ウェハを取り出すためにローダ
・アンローダ室を大気圧にすると、大気中の水分とハロ
ゲン系ガスが反応してHFやHClが生成される。
【0006】1回の搬送によって生成されるこれらのH
FやHClの量は微量であるが、数百ロットの搬送のう
ちに形成される反応生成物の蓄積によって装置内壁が腐
食される程の量になり、パーティクルの原因となる。
【0007】従来、プロセス終了後のウェハ表面に残留
しているハロゲン系ガスが大気中の水分と反応して配線
アルミニウム(Al)が腐食することが問題として取り
上げられており、いくつかの改善方法が提案されてい
る。
【0008】例えば特開平3−280535号公報に
は、アッシング室にウェハを加熱するための手段を設け
るかまたは別の加熱室を設けることにより、配線のドラ
イエッチング後にウェハを加熱し、残留塩素成分を完全
に除去して配線の腐蝕を防止する技術が提案されてい
る。また、特開平3−190260号公報には、ウェハ
の表面に堆積した薄膜をホトレジストマスクを通じてド
ライエッチングし、続いてホトレジストをアッシングに
より除去した後、該ウェハ表面に残留したエッチング残
渣をウエット洗浄により除去するのに際し、アッシング
が完了したウェハをドライエッチング装置から洗浄装置
に搬送する搬送手段に水分を除去した窒素、アルゴン等
の不活性ガスやドライエアー等のパージガスを供給する
機構を設け、搬送中のウェハ表面にパージガスを供給
し、水分の付着に起因するウェハ洗浄工程での防食効果
の低下を防止する方法が提案されている。さらに、特開
平3−44058号公報には、ドライエッチング処理工
程後にウェハが大気開放状態における運搬や保管によっ
て大気に曝されるため、ウェハに残留した塩素系エッチ
ングガス中の塩素と大気中の水分とが反応してAl膜等
の腐蝕が洗浄乾燥装置によるウエット処理工程前に生じ
るという問題を解消するため、ドライ処理工程、搬送工
程が外気を遮断した処理(プロセス)装置内の所定の雰
囲気中において連続的に行なうようにした方法が提案さ
れている。
【0009】すなわち、上記各公報に記載された従来の
方法はいずれも、製品ウェハ表面の残留ハロゲンガスを
大気に取り出す前にウェハを加熱したり、あるいは大気
から遮断してウェハ表面の汚染やAlの腐食を防ぐとい
うものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】そして、上記各公報に
記載されている方法は、個々のウェハまたは当該ロット
に対しては有効であると考えられるが、処理対象になっ
ているウェハやロットからのハロゲンガスはプロセス装
置内に残留してしまうことになる(上記各公報に記載さ
れた方法は器壁からのパーティクル発生を防止すること
ができない)。
【0011】すなわち、数百ロットというオーダの時間
スケールにおいて、プロセス装置の長期使用中に、装置
内壁に形成されるHFやHClによって、パーティクル
が発生し、これによって損失ウェハやロットが発生し、
歩留りが低下することになる。
【0012】そして、上述したように、ローダ・アンロ
ーダ室に発生するパーティクルを除去するためには、頻
繁な装置の清掃とモニタウェハを用いたパーティクル管
理が行なわれるが、頻繁な清掃は、清掃による装置の稼
働率の低下をもたらし、ひいては、製造コストの上昇を
もたらす。また、モニタウェハの利用は、非製品ウェハ
(製品とならないウェハ)のコストが発生するので、こ
れもコストの上昇をもたらす。
【0013】従って、本発明は、上記従来技術の問題点
を解消し、長時間にわたって形成され蓄積されたHFや
HClによって発生するパーティクルによる損失を防止
する装置を提供することを目的とする。より詳細には、
本発明は、ローダ・アンローダ室へのプロセス用ハロゲ
ンガスの侵入や大気中水分の侵入を防ぐことにより、パ
ーティクルの発生による装置の稼働率の低下を回避する
と共に、保守から次の保守までの平均時間(MTBF;
mean time between failure、平均故障間隔)を長くす
るプロセス装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ローダ・アンローダ室を具備し、ハロゲ
ン系のガスをプロセス用原料ガスとする枚葉式プロセス
装置において、前記ローダ・アンローダ室にハロゲンガ
ス検出手段を具備し、前記ハロゲンガス検出手段にてハ
ロゲンガス分圧が所定の値以下になったことを検出した
後に前記ローダ・アンローダ室を大気に解放してウェハ
の搬送が行なわれることを特徴とする枚葉式プロセス装
置を提供する。
【0015】また、本発明は、ローダ・アンローダ室を
具備し、ハロゲン系のガスをプロセス用原料ガスとする
枚葉式プロセス装置において、前記ローダ・アンローダ
室に乾燥ガスが充満している乾燥室を備え、前記乾燥室
に設けられた水分検出手段で水分が所望の値以下になっ
ていることを検出した後に前記ローダ・アンローダ室内
を乾燥ガスで大気に解放してウェハを乾燥室を経由して
搬送することを特徴とする枚葉式プロセス装置を提供す
る。
【0016】
【作用】本発明の原理・作用を以下に説明する。
【0017】ローダ・アンローダ室内にパーティクルが
発生する原因は、大気解放(開放)時に大気中の水分が
室内の残留プロセス用ハロゲンガスと反応して腐食性の
強いHFやHClが形成され、数百ロットの処理が行わ
れる間にこれらが少しずつ蓄積されて器壁と反応するこ
とであると考えられている。
【0018】このような機構によるパーティクルの発生
を抑制するには、プロセス用ハロゲンガスの残留量を低
減させるか、または大気中の水分を除去すればよい。
【0019】前者(プロセス用ハロゲンガスの残留量の
低減)を実現するためには、ローダ・アンローダ室にハ
ロゲンガス検知器を設け、例えば検知器の感度以下にな
るまでローダ・アンローダ室内を排気してから大気に戻
す。こうすることにより、残留ハロゲンガスが殆ど無視
できる程度の量にまで少なくなるので、大気解放時に水
分が存在しても、形成されるHFやHClが上記従来技
術に比べて少なくなる。
【0020】その結果、HFやHClといった反応生成
物の蓄積によるパーティクルの発生量が低減され、装置
のMTBFが長くなる。
【0021】一方、後者(大気中の水分を除去)の場合
は、ウェハをローダ・アンローダ室から大気中にウェハ
を直接取り出さずに乾燥ガスが充満している乾燥室中に
取り出すようにして、水分がローダ・アンローダ室に入
らないようにすることで実現できる。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。
【0023】
【実施形態1】図1は、本発明の一実施形態の構成を示
す図である。本実施形態においては、枚葉式のタングス
テン(W)の低圧熱CVD装置の場合を例に説明する。
【0024】図1に示すように、製品ウェハ19表面に
ガスを供給して製品ウェハ19のプロセスを行うプロセ
ス室11にガス供給用配管12が具備されており、WF
6とHeの混合ガスが供給される。
【0025】さらに、プロセス室ゲートバルブ13、セ
ンターハンドラ室14、センターハンドラ室ゲートバル
ブ15、ローダ・アンローダ室16、ウェハ導入ゲート
バルブ17がこの順に配設されている。
【0026】そして、ローダ・アンローダ室16にはハ
ロゲンガス検知器18が装着されている。このハロゲン
ガス検知器18としては例えば質量分析計を使用する。
【0027】処理(プロセス)中は、プロセス室11中
でウェハ19にWF6とHeの混合ガスが供給され、数
mTorr〜数Torrの減圧(low pressure)下で、
基板温度約400℃にて数百nmのW膜を約1〜2分で
成膜する。
【0028】成膜終了後、ガス供給を停止し、プロセス
室ゲートバルブ13を開閉してウェハ19をセンターハ
ンドラ室14に搬送する。
【0029】次に、センターハンドラ室ゲートバルブ1
5を開閉してウェハ19をローダ・アンローダ室16に
搬送する。
【0030】この一連のウェハ搬送工程において、プロ
セス室11に残留しているWF6ガスがローダ・アンロ
ーダ室16にも微量入って来る。
【0031】質量分析計からなるハロゲンガス検知器1
8にてローダ・アンローダ室16内に存在するWF6
測定し、室内を排気した結果WF6がバックグランドレ
ベルになったことを確認してから、ローダ・アンローダ
室16を大気圧に戻し、ウェハ19を大気中に取り出す
ためにウェハ導入ゲートバルブ17を開閉する。
【0032】こうすることによって、ローダ・アンロー
ダ室16が大気に解放されて水分が入ってきても、室内
にはWF6が存在しないので、HFやHClが生成され
ず、装置内壁の腐食を抑制することができ、その結果パ
ーティクルの発生を防止することができる。
【0033】本実施形態では、ハロゲンガス検知器18
として質量分析計を用いたが、これ以外にも通常のハロ
ゲンガス検知器でもよい。
【0034】
【実施形態2】本発明の第2の実施形態を以下に説明す
る。本実施形態では枚葉式のタングステン(W)のプラ
ズマエッチング装置の場合を例に説明する。
【0035】ローダ・アンローダ室16にハロゲンガス
検知器18を装着する代わりに、図2に示すように、着
脱容易なアクリルボックス製等の簡易型の乾燥室20を
装着する。乾燥室20内は乾燥ガスで常に充満されてお
り、水分が除去された状態を維持している。
【0036】そして、水分が存在しないことを乾燥室2
0に装着した水分検出器21で常時監視している。この
水分検出器21としては、例えば、ショー(Shaw)
露点計などの静電容量型のセンサを用いる。これを用い
て1ppmのレベルで水分存在量を監視(モニタ)す
る。
【0037】エッチング用ガスとして例えばSF6、A
r、Heの混合ガスを使用する。
【0038】エッチングプロセスの終了後、ウェハを搬
送する工程で、SF6がプロセス室からローダ・アンロ
ーダ室16にも入って来る。
【0039】ウェハを取り出すために大気に解放した後
に、ウェハ導入ゲートバルブ17を開放して乾燥室20
に搬送し、その後ウェハ導入バルブ17を閉成する。
【0040】乾燥室20は水分が存在しないため、ロー
ダ・アンローダ室16には水分が入ることがないので、
SF6が残留していても、HFやHClが形成されるこ
とがなく、この結果、パーティクルの発生が抑制され
る。
【0041】一方、乾燥室20は、乾燥室バルブ22の
開閉によってSF6と大気中の水分との反応生成物の蓄
積によるパーティクルの発生が懸念される。
【0042】しかし、前述したように、乾燥室20はプ
ロセス装置本体のように固定化して取り付けられている
のではなく、装置への着脱が容易とされるため、日常の
清掃でパーティクルの発生による製品ウェハの損失を防
止できる。
【0043】これにかかる時間は数十分で終わるため、
1ロットのプロセス時間約1.5時間内に清掃ができ、
装置の稼働率に影響を与えない。
【0044】以上、説明した本発明の実施の形態では、
ハロゲン系ガスを使用するWのCVDとエッチングのプ
ロセス装置について説明したが、Wに限定されるもので
はなく、BCl3を用いるAlのドライエッチング装
置、CCl22を用いるSiO2やSiのドライエッチ
ング装置など、ハロゲン系ガスを使用する半導体用プロ
セス装置でも本発明が適用できる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハロゲンガスをプロセス用ガスとして使用するプロセス
装置において、パーティクルの発生を抑制でき、装置の
稼働率を著しく向上するという効果を有すると共に、歩
留りを向上させる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の構成を説明するため
の図である。
【図2】本発明の第2の実施形態の構成を説明するため
の図である。
【符号の説明】
11 プロセス室 12 ガス供給用配管 13 プロセス室ゲートバルブ 14 センターハンドラ室 15 センターハンドラ室ゲートバルブ 16 ローダ・アンローダ室 17 ウェハ導入ゲートバルブ 18 ハロゲンガス検知器 19 ウェハ 20 乾燥室 21 水分検出器 22 乾燥室バルブ
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/3065 C23C 16/44 J // C23C 16/44 C23F 4/00 A C23F 4/00 H01L 21/302 N

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ローダ・アンローダ室を具備し、ハロゲン
    系のガスをプロセス用原料ガスとする枚葉式プロセス装
    置において、 前記ローダ・アンローダ室にハロゲンガス検出手段を具
    備し、 前記ハロゲンガス検出手段にてハロゲンガス分圧が所定
    の値以下になったことを検出した後に前記ローダ・アン
    ローダ室を大気に解放してウェハの搬送が行なわれるこ
    とを特徴とする枚葉式プロセス装置。
  2. 【請求項2】ローダ・アンローダ室を具備し、ハロゲン
    系のガスをプロセス用原料ガスとする枚葉式プロセス装
    置において、 前記ローダ・アンローダ室に乾燥ガスが充満されてなる
    乾燥室を備え、 前記乾燥室に設けられた水分検出手段で水分が所望の値
    以下になっていることを検出した後に前記ローダ・アン
    ローダ室内を乾燥ガスで大気に解放してウェハを前記乾
    燥室を経由して搬送することを特徴とする枚葉式プロセ
    ス装置。
  3. 【請求項3】前記乾燥室が装置に着脱容易な部材で構成
    されたことを特徴とする請求項2記載の枚葉式プロセス
    装置。
  4. 【請求項4】前記ウェハが前記ローダ・アンローダ室か
    ら前記乾燥室に搬送された後に、前記ローダ・アンロー
    ダ室と前記乾燥室の間に設けられたバルブが閉成される
    ことを特徴とする請求項2記載の枚葉式プロセス装置。
  5. 【請求項5】第1のプロセス室で処理されたウェハの搬
    送工程において大気に開放される第2の室のプロセス用
    ハロゲンガスの残留量を検知する手段を備え、前記プロ
    セス用ハロゲンガスの残留量が所定値以下になるまで前
    記第2の室を排気した後に大気に開放させることを特徴
    とするプロセス装置。
  6. 【請求項6】第1のプロセス室で処理されたウェハの搬
    送工程において大気に開放される第2の室の下流にウェ
    ハ搬送時に該第2の室に大気中の水分が入らないように
    大気を乾燥する手段を備えたことを特徴とするプロセス
    装置。
JP30364395A 1995-10-27 1995-10-27 プロセス装置 Pending JPH09129709A (ja)

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Cited By (5)

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Legal Events

Date Code Title Description
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Effective date: 19990323