JPS631035A - 減圧処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 室を介して試料を搬へする工程と、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擾こ直
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、処理室に試料を搬入量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ことを特徴とする減圧処理
装置。

３、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
てエツチング、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〕

公報に記載のようεこ、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番こ試料を搬入量す
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、ロック室内をリーグして大気
圧に戻して開放し、開放されたロック室内に試料を搬入
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（二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Ｉハされてはいない
。

〔うむ明が解決しようと下る問題点〕

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Ｗ！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社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用する工程と、
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
リーグ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用するため
薔こ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
とする二とにより、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醗こ清浄に保つことが
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、急速す、−り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個処理する問に行うので、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（でも試料の搬入小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ｌ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ｌこ設置されており、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内憂二設けられた、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およびアンロートロフグ室９はそれぞ
れ、蓋１１．１０’とゲート弁ＩＬ　１１’　＋こよっ
て形成され、ゲート弁開閉装置１ｆ１３．１３’によっ
て、副真空室５を減圧状態蕃こ保った状態で、ロック装
置開閉装置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
。

それぞれのロック富含減圧するために排気ボート１４．
１４’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噴出器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。

これらのリークボートへリークガス、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、室索ボンベ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
うにした糸路と、バルブＺｌ！、　２２’と直列に流量
絞り弁２３．　Ｚ３’とフィルター２１゜η′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糸路を設
ける。フィルター２１．２１’とり一りポーｈ　１７．
１７’の間の配管上に、それぞれのロック室が大気圧か
どうかす検出するための真空スイッチ２４．２４’が設
けられている。フィルター２１．２１’は、リークガス
や、拡管、バルブ等から発生する塵埃をロック室に持ち
込まないよう蕾こするためのもので、できるだけロック
室に近（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１例えば上部
電極５に高周波型＃２７す接続し、下部型３ｚは接地す
る平行平板式のプラズマ処理室を構成し、ゲート器を持
ち上げて副真空室蓋四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、高周波発振型
金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。四は処理室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、３０．３０’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０．５１
！と小さくすることができるので、大気圧から０．１　
Ｔｏｒｒまでに減圧するの裔こ要する時間は、６５０　
Ｉｆ：　／ｍｉｎ程度の油回転ポンプを使用して排気す
れば、約１程度度という、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０．５Ｋｐ／ｃｒＩＧ
程度に設定し、バルブ加またはに′を開いてロック室を
急速リークすると約０，８程度度で大気圧に戻る。流■
絞り弁部、又はｎ′を介してスローリークする場合は、
１ｔｆｆｉ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
シリコンウェハなＣＦ４ガスを用いて１分間エツチング
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２Ｉこ増出す工程にお
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０３μｍ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Ｉこ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、ゆっくりとリーグ
させるという考え方を改め、基板を搬入、搬出するロッ
ク室に塵埃を付着、沈着させず、常に清浄な状態にして
おくという、全（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因および第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、ロック室をバルブ加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醤こ
より、ゆっくりと大気圧に戻し、基板を搬入すれば、そ
れに転々工程での基板への塵埃の付猫姐を著しく少な（
することができる。

同様薔こ、アンロードロック室についてモ、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１こすることがで
きるため、基板を取り出すｆｎｌの２ＩＩ＋常のスロー
リークにおいても、基板への塵埃の相宿な少なくするこ
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ツチングし、特
定枚数の基板を処理した時点で、ミラー基板を用いて１
本実施例による方法と、ロードロック室およびアンロー
トロフグ室のリーク時間を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
装置庖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
法昏こ比べて、基板への塵埃の付着量を少な（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１こ示す
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ブツ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Ｏ 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、基板をアンロートロフグ室に入れる前に、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、各ロック室暑こ基板を搬入す
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、清浄なり−グガス
を高速でリークしながら、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ツチング装置の場合について
述べたが、蒸看、スパッタング１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口、り室内のリーク時に該
ロック室内で生じる塵埃の母を減少できるので、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図は未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・・川・アンロード室、１４．１４’・・曲排気ポ
ート、１７．１７’・・・リークポート、２１．２１’
　・−−７４／ｌ／ター、２０．２０’　。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、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ことを特徴とする減圧処理
   装置。