JPH1150258A

JPH1150258A - ガス置換方法

Info

Publication number: JPH1150258A
Application number: JP21162897A
Authority: JP
Inventors: Takeo Sato; 武夫佐藤
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 1999-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ロードロック室へのＮ₂ベント開始時にＮ₂
ガスの突入をなくし、パーティクルの発生を最小限に抑
制する。【解決手段】Ｎ₂出力バルブ６とＮ₂入力バルブ８間
のＮ₂ガス供給配管５に、ロードロック室１をバイパス
してＮ₂ガス供給配管５を排気管２に連通するバイパス
管１２を設ける。バイパス管１２には、主制御部１１の
もとでバルブ制御器９により制御されるバイパスバルブ
１３を設ける。Ｎ₂ベント開始前に、Ｎ₂出力バルブ６
およびＮ₂入力バルブ８を閉じ、さらに排気バルブ３を
閉じたうえで、真空ポンプ４によりバルブ間のＮ₂ガス
供給配管５内を真空引きして、バルブ６、８間に残存し
ているＮ₂ガスをロードロック室１を経由せずに排除す
る。残存Ｎ₂ガス排除後、ロードロック室１へのＮ₂ベ
ントを開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロードロック室な
どのガス置換を必要とする処理室のガス置換方法に係
り、特にガス供給配管内の残存ガスを排除するための方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置、例えばプラズマＣＶＤ
装置などでは、ウェーハ間の空気を反応管内に持ち込ま
ないようにするために、反応管の手前に真空チャンバ構
造のロードロック室を設ける。ロードロック室を真空引
きした後、Ｎ₂ガスを導入（ベント）して処理室をＮ₂
雰囲気にしてから、ロードロック室より反応管内にウェ
ーハをローディングする。ロードロック室を有する装置
には、前記Ｎ₂ガスベントは必要不可欠な処理である。

【０００３】図３に従来のＮ₂ベント処理方法を実施す
る半導体製造装置の概略構成図を示す。１はロードロッ
ク室、４は真空ポンプ、２はロードロック室１と真空ポ
ンプ４とをつなぐ排気管、３は排気管に設けられた排気
バルブ、５は処理室にＮ₂ガスをベントするためのＮ₂
ガス供給配管である。６はＮ₂出力バルブ、８はＮ₂入
力バルブ、７はＭＦＣ（マスフローコントローラ）であ
り、これらはＮ₂ガス供給配管５に設けられる。９は排
気バルブ３、Ｎ₂出力バルブ６、Ｎ₂入力バルブ８の開
閉動作を制御するバルブ制御器、１０はＭＦＣ７のガス
流量を制御するＭＦＣ制御器、１１はバルブ制御器９及
びＭＦＣ制御器１０を制御する主制御部である。ロード
ロック室１のＮ₂ベント処理は、主制御部１１に登録さ
れたシーケンスにのっとり、バルブ制御器９及びＭＦＣ
制御器１０を制御することにより行なわれる。

【０００４】図４に主制御部１１に登録された一般的な
シーケンスであるＮ₂ベント処理フローを示す。主制御
部１１から排気バルブ閉指令をバルブ制御器９に発行し
て排気バルブ３を閉動作させ（ステップ１０１）、排気
バルブ３が完全に閉じるまで待つ（ステップ１０２）。
完了後、Ｎ₂入出力バルブ開指令をバルブ制御器９に発
行してＮ₂出力バルブ６及びＮ₂入力バルブ８を開動作
させ（ステップ１０３）、ＭＦＣ流量制御指令をＭＦＣ
制御器１０に発行してＭＦＣ７を制御し（ステップ１０
４）、ロードロック室１が大気圧になるまでＮ₂ガスを
導入する（ステップ１０５）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＮ₂ベ
ント処理方法では、処理室がロードロック室の場合、ウ
ェーハなどの被処理物の搬出入のため、真空排気、Ｎ₂
ベントを繰り返し実行することとなるが、Ｎ₂ベントの
際、パーティクルの発生が問題になる。Ｎ₂ベント処理
開始時は、一般的にパーティクルを抑えるためＮ₂ガス
の流量を絞っているが、Ｎ₂ガス供給配管５内、特にＮ
₂出力バルブ６とＮ₂入力バルブ８との間の供給配管
は、ＭＦＣ７も存在しており、かつ両バルブ６、８によ
りとじ込められることから、Ｎ₂ガスが残存しやすい。
この残存Ｎ₂ガスが、Ｎ₂ベント処理開始時、ロードロ
ック室に対するＮ₂ガスの瞬間的な突入を引き起こし、
パーティクル発生の原因となる。

【０００６】このことはロードロック室に限らず、ガス
置換を必要とする他の処理室にＮ₂ガスなどの置換ガス
を導入する場合においても、共通の問題となっていた。

【０００７】本発明の課題は、上述した従来技術の問題
点を解消して、ガス置換開始時に配管内の残存置換ガス
の処理室内への突入をなくし、パーティクルの発生を最
小限に抑制することが可能なガス置換方法を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、被処理物を処
理する処理室内へガス供給配管を介して置換ガスを導入
する前に、前記ガス供給配管内を前記処理室を介さずに
真空排気し、真空排気後、前記処理室内に前記置換ガス
を導入するものである。置換ガスはＮ₂を始めとする不
活性ガスであり、処理室はガス置換が繰り返し必要とさ
れるロードロック室、パージボックスなどである。

【０００９】ガス置換前にガス供給配管内を真空排気す
ると、ガス供給配管内に残存していた置換ガスが排除さ
れるので、ガス置換開始時、残存置換ガスの処理室内へ
の瞬間的な突入を防止することができる。

【００１０】このガス置換方法を実施するための構成
は、ガス供給配管に分岐管を接続し、この分岐管を介し
てガス供給配管内を真空排気するとよい。この場合、分
岐管を、処理室内を真空排気する排気管にバイパス接続
すれば、排気管に接続されている真空排気手段を共用で
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１にプラズマＣＶＤ装置のＮ₂ベント処理装置
の構成を示す。処理室としてのロードロック室１に排気
管２を介して真空ポンプ４を接続する。図示しないが、
ロードロック室１に反応管を接続し、反応管内にロード
ロック室１内のウェーハボートをローディングするよう
になっている。前記排気管２に排気バルブ３を設け、排
気バルブ３を開くとロードロック室１内を真空排気でき
るようになっている。

【００１２】ロードロック室１に、ロードロック室内に
Ｎ₂ガスを導入するためのＮ₂ガス供給配管５を接続
し、このＮ₂ガス供給配管５にロードロック室１に近い
下流から遠くなる上流に向かって順次Ｎ₂出力バルブ
６、ＭＦＣ７、Ｎ₂入力バルブ８を設け、これらを制御
することにより図示しないＮ₂ガス供給源からロードロ
ック室１内に流量制御したＮ₂ガスを導入するようにな
っている。

【００１３】また、Ｎ₂出力バルブ６とＮ₂入力バルブ
８との間のＮ₂ガス供給配管５にバイパス管１２を分岐
し、それを排気管２の真空ポンプ４側（排気バルブ３よ
りも下流側）につないでロードロック室１をバイパスさ
せる。このバイパス管１２にバイパスバルブ１３を設
け、バイパスバルブ１３を開いてバイパス管１２から排
気管２を介してＮ₂ガス供給配管５内を真空排気できる
ようになっている。

【００１４】バルブ制御器９は前記排気バルブ３、Ｎ₂
出力バルブ６、Ｎ₂入力バルブ８およびバイパスバルブ
１３の開閉動作を制御し、ＭＦＣ制御器１０は前記ＭＦ
Ｃ７のガス流量を制御する。バルブ制御器９及びＭＦＣ
制御器１０は、主制御部１１によって制御するように構
成する。Ｎ₂出力バルブ６、Ｎ₂入力バルブ８間のＮ₂
ガス供給配管５に、配管５の内圧を検出する圧力センサ
１４を設け、圧力センサ１４で検出した検出出力は主制
御部１１で処理する。

【００１５】図２に主制御部１１に登録されるシーケン
スであるＮ₂ベント処理フローを示す。スタート時、排
気バルブ３を除いた他のバルブ６、８、１３は全て閉じ
ている。主制御部１１から排気バルブ閉指令をバルブ制
御器９に発行して排気バルブ３を閉動作させ（ステップ
２０１）、排気バルブ３が完全に閉じるまで待つ（ステ
ップ２０２）。完了後、バイパス配管開指令をバルブ制
御器９に発行してバイパスバルブ１３を開動作し、真空
ポンプ４から排気管２を介してバルブ６、８間のＮ₂ガ
ス供給配管５内の真空引きをし、バルブ６、８間の真空
引きが完了するまで待つ（ステップ２０４）。配管５内
真空排気完了後、バイパスバルブ閉指令をバルブ制御器
９に発行してバイパスバルブ１３を閉動作する（ステッ
プ２０５）。その後、Ｎ₂入出力バルブ開指令をバルブ
制御器９に発行してＮ₂出力バルブ６及びＮ₂入力バル
ブ８を開動作させ（ステップ２０６）、ＭＦＣ流量制御
指令をＭＦＣ制御器１０に発行してＭＦＣを流量制御し
（ステップ２０７）、ロードロック室１が大気圧になる
までＮ₂ガスを導入する（ステップ２０８）。

【００１６】ステップ２０２の排気バルブ閉動作完了確
認判断において、排気バルブ３が閉動作完了となるトリ
ガは、排気バルブ３を閉動作してからその動作が完了す
るまでの所要時間をタイマでカウントして、そのタイム
アップ出力を用いる。ステップ２０４の真空排気確認判
断においては、ガス配管５内の真空排気が完了となるト
リガは、配管５内に設けた前記圧力センサ１４の検出出
力に基づいて主制御部１１が出す真空排気完了信号を用
いたが、バイパスバルブ１３を開いてからの真空排気時
間をカウントして、そのカウントアップ出力を用いても
よい。また、ステップ２０８の処理室大気圧完了確認判
断において、ロードロック室１の大気圧完了となるトリ
ガは、ロードロック室１内に設けた図示しない圧力セン
サの検出出力に基づいて主制御部１１が出す大気圧完了
信号を用いる。

【００１７】上述したＮ₂ベント処理によりロードロッ
ク室１をＮ₂ガスで大気圧にした後、次のシーケンス
で、ロードロック室１から反応管内にボートをローディ
ングして、被処理物であるウェーハを熱処理する。熱処
理後、反応管内からロードロック室１にボートを取出
し、ロードロック室１を大気に開放して、ロードロック
室１から処理済みのウェーハを取り出す。ついで処理済
みのウェーハに代えて未処理のウェーハをロードロック
室１のボートに移載する。移載後、主制御部１１から排
気バルブ開指令をバルブ制御器９に発行して排気バルブ
３を開き、ロードロック室１を真空ポンプ４により排気
管２を介して真空引きする。真空引き後、ロードロック
室内に上述したフローを用いて再度Ｎ₂ベントする。な
お真空ポンプ４は常時稼働状態にしておく。

【００１８】このようにして真空排気とガス置換とを繰
り返すが、前述したようにバルブ６、８間のＮ₂ガス供
給配管５内はバルブ６、８によってとじ込められること
から、Ｎ₂ガスが残存しやすい。しかし本実施の形態で
は、Ｎ₂ベント前に、バイパス管１２を介してバルブ
６、８間のＮ₂ガス供給配管５内を真空排気するように
しているので、Ｎ₂出力バルブ６とＮ₂入力バルブ８間
のガス供給配管５内に残存しているＮ₂ガスを排除する
ことができる。その結果、ガス置換開始時、残存Ｎ₂ガ
スのロードロック室１内への瞬間的な突入を有効に防止
することができる。また、バイパス管１２は、ロードロ
ック室１をバイパスして直接排気管２に接続するように
したので、ガス供給配管５内を真空排気するとき、真空
排気済みのロードロック室１に影響を与えず、ロードロ
ック室１内でパーティクルが発生することはない。

【００１９】なお上記実施の形態では、置換ガスをＮ₂
ガスとしたが、その他の不活性ガスとしてもよい。ま
た、本発明はプラズマＣＶＤ装置に限定されず、他の縦
型拡散・ＣＶＤ装置にも適用できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、処理室内のガス置換開
始時、処理室を介さずにガス供給配管内を真空排気する
ため、処理室内に置換ガスを導入する際に、残存置換ガ
スの処理室内への突入が防止でき、置換ガスの突入に起
因するパーティクルの発生を有効に抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のＮ₂ベント処理装置の概略構成図で
ある。

【図２】実施形態の主制御部によるＮ₂ベント処理を説
明するフローチャートである。

【図３】従来例のＮ₂ベント処理装置の概略構成図であ
る。

【図４】従来例のＮ₂ベント処理を説明するフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ロードロック室（処理室）２排気管３排気バルブ４真空ポンプ５Ｎ₂ガス供給配管６Ｎ₂出力バルブ７ＭＦＣ８Ｎ₂入力バルブ９バルブ制御器１０ＭＦＣ制御器１１主制御部１２バイパス管１３バイパスバルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物を処理する処理室内へガス供給配
管を介して置換ガスを導入する前に、前記ガス供給配管
内を前記処理室を介さずに真空排気し、真空排気後、前記処理室内に前記置換ガスを導入するよ
うにしたガス置換方法。