KR100560599B1 - 파티클 제거장치 - Google Patents

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Abstract

처리장치의 가동율의 저하를 발생하지 않으면서 진공용기부 내의 파티클을 효과적으로 제거할 수 있고, 또한 간단하고 저렴하게 구성할 수 있는 파티클 제거장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 파티클 제거장치는, 대기중에 있는 반송부(11)를 통하여 반송된 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 진공용기부(10)를 구비한 처리장치(1)에 설치된다. 제전수단(114)은 반송부(11)의 일부를 구성하는 대기수용부(113)에 설치되어, 기판의 표면에 발생한 전하를 중성화한다. 대전수단(124)은 진공용기부(10)에 설치되고, 이 진공용기부(10)의 내부에 존재하는 파티클을 정전기력에 의해서 흡착한다.

Description

파티클 제거장치{APPARATUS FOR REMOVING PARTICLES}
도 1은 본 발명의 파티클 제거장치를 적용한 일실시형태의 스퍼터링장치를, 윗쪽에서 보았을 때의 구성을 모식적으로 나타내는 도면,
도 2는 스퍼터링장치에 포함된 이오나이저를 대기수용부와 함께, 옆쪽에서 보았을 때의 구성을 모식적으로 나타내는 도면,
도 3은 상기 스퍼터링장치의 압력완충부에 설치된 대전수단을, 윗쪽에서 보았을 때의 구성을 모식적으로 나타내는 도면,
도 4는 대전수단과 각 챔버간의 구조적 관계를 나타내는 평면도,
도 5a 및 도 5b는 상기 스퍼터링장치에 의한 "디바이스 기판처리". "집진처리"의 흐름을 나타내는 도면,
도 6은 웨이퍼가 이동하여 통과하는 챔버들의 압력상태를 나타내는 개략도,
도 7은 종래의 성막장치에 있어서의 파티클 제거의 방법을 설명하는 도면이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 스퍼터링장치 10 : 진공용기부
11 : 반송부 12 : 압력완충부
13 : 프로세스챔버 114 : 이오나이저
124 : 대전수단
본 발명은 파티클 제거장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 대기중에 있는 반송부를 통하여 반입된 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 진공용기부를 구비한 처리장치를 위한 파티클 제거장치에 관한 것이다. 이 발명의 적용대상이 되는 처리장치로서는, 예컨대 반도체 집적회로나 액정패널 등의 전자디바이스를 제조하기 위하여 사용되는 스퍼터링장치를 들 수 있다.
반도체 집적회로나 액정패널 등의 전자디바이스의 대형화, 가공기술의 미세화에 따라, 그 제조과정에 있어서, 공기중의 먼지 또는 약액중의 미세입자 등의 파티클의 존재는, 그들 전자디바이스의 특성이나 수율을 좌우한다. 그 때문에, 파티클의 제거는 중요한 과제이다. 예컨대, 반도체 집적회로를 예로 들면, 회로상에 형성되어 있는 금속배선간 거리의 디자인 룰은 0.2㎛에서 0.1㎛정도, 또는 보다 미세한 가공기술이 요구되고 있다. 이러한 미세한 회로에 있어서는, 파티클의 사이즈는 금속배선간 거리와 같은 정도 또는 그것보다 커지므로, 제조공정중에 반도체 기판상에 파티클이 부착되면 회로의 단락 등의 원인으로 되어, 수율(원료에 대한 제품비율)의 저하를 초래하게 된다.
예를 들면, 반도체 집적회로의 제조공정에서 사용되는 스퍼터링장치는, 고진공의 진공용기 내에서 불활성가스의 이온을 만들고, 타켓과 기판 사이에 전압을 인 가하여, 그 전계에 의해 불활성가스의 이온을 타겟에 충돌시키고, 그 반동으로 튀어나오는 타겟 재료의 원자를 기판상에 퇴적시켜, 기판상에 소정 막을 생성하는 것이다. 이 막형성 과정에서, 충돌의 반동으로 튀어나온 타겟 재료의 원자는 기판상 뿐만 아니라, 기판 고정용의 지그나 그 주변부에도 퇴적된다. 이와 같이 기판 이외에 퇴적된 타겟 재료는, 퇴적이 쌓이면 그 막이 갖는 스트레스에 의해 박리되고, 진공용기 내에 파티클로서 부유하게 된다. 또, 진공용기 내에 설치된 기판의 반송기구를 비롯하여 그 외의 가동부분의 마모도, 파티클 발생의 원인으로 되며, 또한 기판 자체에 부착되어 진공용기 외부로부터 가지고 들어와진 파티클도 존재한다.
그래서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 정전기를 이용하여 파티클을 제거하도록 한 성막장치가 제안되어 있다(일본 특허공개 평6-252066호 공보). 이 성막장치는, 진공용기(41), 진공용기의 내부에 설치된 기판유지대(42), 집진용 기판(43), 집진기판으로의 대전수단(44), 대전수단에 부수되는 대전봉(45)을 포함한다. 또한, 배기구(46), 반응가스 도입라인(47), 클리닝가스 도입라인(48), 밸브(49) 및 기타(도시생략)로 구성된다.
이 성막장치에서는, 반도체로 이루어지는 집진용 기판(43)을 진공용기(41) 내에 반입하여, 기판유지대(42)상의 소정 위치에 설치한 후, 대전수단(44)에 부수되는 대전봉(45)을 펴서 집진용 기판(43)에 접촉시켜서 대전시킨다. 이것과 함께, 반응가스 도입라인(47)에 합류되는 클리닝가스 도입라인(48)을 통하여 진공용기(41) 내에 가스를 도입하여, 날려 올라간 분진을 대전시킨 집진용 기판(43)에 정전기력에 의해 흡착시킨다. 이 후, 분진이 흡착된 집진용 기판(43)을 진공용기(41) 밖으로 반출한다. 이와 같이 하여, 장치 내의 분진을 제거한다. 그 후, 진공용기(41) 내에 디바이스를 제작하여야 할 기판을 반입하여 막을 형성한다.
그러나, 상기 일본 특허공개 평6-252066호 공보에 기재된 기술에서는, 가스를 분무하여 분진을 날려 올리므로, 분진은 진공용기 내 전체로 확산된다. 그러나, 대전시킨 집진용 기판의 면적은 진공용기 내벽의 면적과 비교하여 작기 때문에, 집진기판만으로는 확산된 분진을 모두 제거하여 없애지 못할 가능성이 있다. 또, 대전용 전극을 집진용 기판에 접촉시켜서 대전을 행하고 있기 때문에, 집진용 기판의 표면에 상처를 낼 가능성이 있고, 상처를 냄으로써 새로운 파티클 발생의 원인이 될지도 모른다.
또, 진공용기의 벽을 관통하여 대전봉을 이동시키는 기구를 설치하고 있으므로, 집진용 기판을 대전시키기 위한 수단이 복잡하고 또한 대규모로 되어, 설치비용이 많아진다. 또한, 드라이크리닝을 행하기 위해서는 가격이 높은 지연성(支燃性) 가스를 사용하기 때문에 운용비용면에서도 문제가 있다.
또, 집진용 기판에 의해서 분진을 흡착하는 집진처리를 위하여, 본래의 성막처리를 장시간 정지시킬 필요가 있기 때문에, 장치의 가동율이 저하된다는 문제가 있다.
그래서, 본 발명의 과제는, 처리장치의 가동율의 저하를 발생하지 않으면서, 진공용기 내의 파티클을 효과적으로 제거할 수 있고, 게다가 간편하고 저렴하게 구성할 수 있는 파티클 제거장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 파티클 제거장치는, 다음과 같이 구성된다. 즉, 본 발명의 파티클 제거장치는, 대기중에 있는 반송부를 통하여 반입된 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 복수의 챔버가 설치되어 있는 진공용기부를 구비한 처리장치에 설치된다. 그리고, 본 발명의 파티클 제거장치는, 상기 반송부의 일부를 구성하는 대기수용부에 설치되어 상기 기판의 표면에 발생한 전하를 중성화하는 제전수단과, 상기 진공용기부에 설치되어 이 진공용기부 내에 존재하는 파티클을 정전기력에 의해서 흡착하는 대전수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파티클 제거장치에서는, 반송부의 일부를 구성하는 대기수용부에서, 기판의 표면에 발생한 전하가 제전수단에 의해서 중성화(제전)된다. 따라서, 상기 기판이 진공용기부 내에 반입되었을 때, 기판 표면에 대하여 진공용기 내에 존재하는 파티클이 정전기력에 의해서 흡착되는 것이 효과적으로 방지된다. 또한, 진공용기부에서는, 대전수단에 의해서 진공용기 내에 존재하는 파티클이 정전기력에 의해서 흡착되어서, 진공용기 내에 부유하고 있는 파티클이 효과적으로 제거되고 있다. 또, 상기 제전수단에 의한 기판 표면의 제전, 상기 대전수단에 의한 파티클 흡착은, 모두 기판에 대하여 비접촉으로 행해질 수 있다. 그와 같이 한 경우, 기판 표면으로부터 새로운 파티클을 발생시키는 일도 없다. 이들 결과, 진공용기부 내에 부유되어 있는 파티클의 수를 낮게 억제할 수 있다. 따라서, 상기 기판을 사용한 제품의 수율(원료에 대한 제품비율)이 종래에 비하여 개선된다.
또, 본 발명의 파티클 제거장치에서는, 제전수단은 반송부의 일부를 구성하 는 대기수용부, 즉 대기압하에 설치되어 있다. 한편, 대전수단은 진공용기부의 챔버 내의 파티클을 정전기력에 의해서 흡착하는 수단이기 때문에, 예컨대 대전된 금속판 등에 의해서 구성되고, 가동부분을 필요로 하지 않는다. 따라서, 본 발명의 파티클 제거장치는, 간단하고 저렴하게 구성된다. 그 결과, 설치비용이 낮게 억제된다. 또, 본 발명의 파티클 제거장치에서는, 파키클 제거를 위하여 클리닝가스 등의 재료를 소비하지 않으므로, 종래예에 비하여 운용비용도 낮아진다.
또, 상기 제전수단에 의한 기판표면의 제전, 상기 대전수단에 의한 파티클 흡착은, 모두 처리장치 본래의 처리를 행하면서 실행할 수 있다. 즉, 반송부를 통하여 기판을 반송하고, 이 반송부를 통하여 반입된 기판에 진공용기부에서 소정의 처리를 행하면서 실행될 수 있다. 따라서, 파티클 제거를 위하여 처리장치 본래의 처리를 정지시킬 필요가 없다. 따라서, 본 발명의 파티클 제거장치에 의하면, 처리장치의 가동율의 저하를 초래하는 일이 없다.
일실시형태의 파티클 제거장치에서는, 상기 제전수단은 상기 기판의 표면에 발생한 전하의 중성화를, 상기 기판으로부터 이간하여 설치된 전하로부터의 방전에 의해서 행하는 것을 특징으로 한다.
이 일실시형태의 파티클 제거장치에 의하면, 상기 제전수단에 의한 기판표면에 발생한 전하의 중성화(제전)가, 상기 기판과는 비접촉으로 행해진다. 따라서, 기판표면으로부터 새로운 파티클을 발생시키는 일이 없다. 또, 전극으로부터의 방전량(플러스이온 또는 마이너스이온의 양)을 조절함으로써 기판표면의 전하를 안성맞춤으로 중성화할 수 있다.
일실시형태의 파티클 제거장치에서는, 상기 대전수단은 상기 진공용기부 내를 이송되는 기판에 대하여 이간하여 배치된 금속판을 갖고, 이 금속판의 대전에 의해서 상기 파티클을 흡착하는 것을 특징으로 한다.
이 일실시형태의 파티클 제거장치에 의하면, 상기 대전수단에 의한 파티클 흡착이, 상기 기판과는 비접촉으로 행해진다. 따라서, 기판표면으로부터 새로운 파티클을 발생시키는 일이 없다. 또, 처리장치의 종류에 따라서 상기 금속판의 대전의 극성(플러스 또는 마이너스)이나 대전량을 조절함으로써, 상기 진공용기부 내에 존재하는 파티클을 효과적으로 흡착할 수 있다.
또, 바람직한 파티클 제거방법은, 대기중에 있는 반송부를 통하여 반입된 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 복수의 챔버가 설치되어 있는 진공용기부를 구비한 처리장치를 위한 파티클 제거방법으로서, 상기 반송부의 일부를 구성하는 대기수용부에서, 상기 기판의 표면에 발생한 전하를 중성화하는 제전단계와, 상기 진공용기부에서, 이 진공용기부 내에 존재하는 파티클을 정전기력에 의해서 흡착하는 대전단계를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 도시의 실시형태에 의해 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 파티클 제거장치를 적용한 일실시형태의 스퍼터링장치(1)를, 윗쪽에서 보았을 때의 구성을 모식적으로 나타내고 있다.
이 스퍼터링장치(1)는, 기판을 반송하기 위한 반송부(11)와, 압력완충부(12)와, 프로세스챔버(13)를 포함한다. 압력완충부(12)와 프로세스챔버(13)가 진공용기부(10)를 구성하고 있다. 이 스퍼터링장치에는, 또한 장치 전체의 제어를 행하는 제어부, 진공배기계통이나 전원, 그 밖의 장치가 부수되어 있지만, 이들은 본 발명에는 직접 관계하지 않으므로 도시는 하고 있지 않다.
반송부(11)는, 성막을 행하기 위한 기판을 파선으로 나타내는 화살표 A를 따라서 진공용기부(10)로 보내고, 성막후의 기판을 파선으로 나타내는 화살표 B를 따라서 진공용기부(10)로부터 반출한다. 구체적으로는, 이 반송부(11)는, 기판(디바이스 기판)을 장착한 카세트가 놓여지는 로드카세트부(111)와, 기판을 화살표 A의 방향 또는 화살표 B의 방향으로 반송할 수 있는 반송벨트부(112)와, 기판을 진공용기부(10)로 보내넣기 전에 일시 대기시키기 위한 대기수용부(113)를, 도 1에 있어서의 왼쪽에서 오른쪽으로 향하는 방향으로 차례로 구비하고 있다. 대기수용부(113)의 윗쪽에는, 기판표면에 대전한 전하를 중성화하는 제전수단으로서의 이오나이저(114)가 배치되어 있다. 이들 반송부(11)의 요소는 모두 대기압하에 있다. 또한, 이오나이저(114)에 대해서는, 뒤에 상세하게 설명한다.
압력완충부(12)는 대기압하에 있는 반송부(11)(대기수용부(113))와 진공상태에 있는 프로세스챔버(13) 사이에, 차례로 게이트(도시하지 않음)를 통하여 배치된 로드록챔버(LOC)(121), 버퍼챔버(BUC)(122) 및 클리닝챔버(CLC)(123)를 구비하고 있다. 또, 이 압력완충부(12)를 구성하는 각 챔버(121, 122, 123) 내에는, 파티클을 제거하기 위한 대전수단(124)이 설치되어 있다. 한편, 대전수단(124)에 대해서는 뒤에 상세하게 설명한다.
로드록챔버(121)는, 대기수용부(113)와의 경계에 설치된 도시하지 않은 게이트를 열어서 기판을 장착하고, 기판을 수납한 상태에서 도시하지 않은 진공배기계 에 의해서 진공도가 높아지도록 되어 있다. 이것에 의해, 프로세스챔버(13) 내를 고진공으로 유지한 채, 기판을 진공용기부(10)에 장착할 수 있다. 버퍼챔버(122)는 프로세스챔버(13) 내에서 1배치(batch)로 처리되는 매수까지, 기판을 일정량 축적한다. 클리닝챔버(123)는 에칭기능을 갖고, 성막 직전의 기판 표면을 에칭하여 클리닝한다.
프로세스챔버(13)는, 이 예에서는 4곳에 설치된 기판홀더(No.1∼No.4)를 수용하고 있다. 이 프로세스챔버(13) 내에 장착된 기판은, 홀더 No.1에서 No.4로 이동하는 동안에 스퍼터링처리를 받아서 기판표면에 성막이 이루어진다. 성막후의 기판은 압력완충부(12)로 배출된다.
도 2는, 도 1중에 나타낸 이오나이저(114)를 대기수용부(113)과 함께, 옆쪽에서 보았을 때의 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 이 이오나이저(114)는, 각각 이온을 발생시키는 복수개의 이온발생전극(31)과, 이들 이온발생전극(31)이 부착된, 수평으로 연장되는 이오나이저바(봉형상 전극)(32)와, 이오나이저바(32)를 이오나이저 하우징(상세하게는 도시하지 않는다)에 부착하는 서포트바(33)를 구비하고 있다. 각 이온발생전극(31)은, 대기수용부(113)에서 대기하고 있는 기판(34)의 표면과 소정의 거리만큼 이간하여 대향하고 있다. 또, 이 이오나이저(114)는, 일반적으로 정전기 체커라 불리는 비접촉식 전하측정기(도시생략)를 구비하고 있다. 이 비접촉식 전하측정기에 의해서, 기판표면상의 대전량을 비접촉으로 측정할 수 있다. 이 측정된 대전량을 기준으로 하여, 조사(照射)해야 할 이온량을 결정한다. 각 이온발생전극(31)이 발생한 이온은, 기판(34)의 표면 전역에 조사된다. 이것에 의 해 기판(34)에는 비접촉으로, 기판표면의 전하를 중성화, 즉 제전할 수 있다.
도 2를 참조하면, 이오나이저(114)는 복수의 플러스 전극과 마이너스 전극을 갖는다. 각각의 전극은 코로나 방전을 반복하여, 플러스 전극은 플러스 전하를 발생하고 마이너스 전극은 마이너스 전하를 발생하도록 되어 있다. 따라서, 이오나이저(114) 아래의 대상물(웨이퍼)의 표면상의 전하는 전극에 의해 발생된 플러스 전하와 마이너스 전하에 상쇄되어 중화(중성)상태로 된다. 또한, 이오나이저(114)는 웨이퍼 표면상의 전하상태에 따라 플러스, 마이너스 전하를 조정하는 기능을 갖추고 있다.
또, 도 2에서는, 복수개의 이온발생전극(31)이 교대로 플러스이온과 마이너스이온을 발생시키도록 묘사되어 있지만, 이것은 이오나이저 구성의 일예를 나타내는 것에 지나지 않고, 이온 발생의 방법은 이것에 한정되는 것은 아니다. 각 이온발생전극(31)으로부터 발생되는 플러스이온과 마이너스이온의 양을 조절하여 기판표면의 전하를 중성화할 수 있으면 된다.
도 3은, 도 1중에 나타낸 압력완충부(12)에 설치된 대전수단(124)을, 윗쪽에서 보았을 때의 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 압력완충부(12)는, 각 챔버(121, 122, 123)를 구성하는 절연체(예를 들면 석영유리)로 이루어지는 측벽(12A, 12B)을 갖고 있다. 이들 측벽(12A, 12B)의 외부는 대기압하에 있고, 내부는 진공상태에 있다.
대전수단(124)은, 챔버 측벽(12A, 12B)의 내면을 따라서 설치된 금속판으로 이루어지는 내측 플레이트전극(85B, 86B)과, 이들 내측 플레이트전극(85B, 86B)에 대향하여 챔버 측벽(12A, 12B)의 외면을 따라서 설치된 금속판으로 이루어지는 외측 플레이트전극(85A, 86A)과, DC(직류)전원(81, 82)과, 각 전원(81, 82)의 정전압단자(+)와 외측 플레이트전극(85A, 86A)을 접속하는 배선(83A, 84A)과, 챔버벽을 기밀하게 관통하여 설치되어서 각 전원(81, 82)의 부전압단자(-)와 내측 플레이트전극(85B, 86B)을 접속하는 배선(83B, 84B)을 구비하고 있다.
도3에 나타낸 대전수단은 챔버 측벽을 사이에 두고 각각 외측 플레이트전극은 플러스 대전되고 내측 플레이트전극은 마이너스 대전되고 있는 콘덴서(커패시터)이다. 따라서, 챔버내의 플러스 대전된 입자는 마이너스 대전된 내측 플레이트전극상에 집진된다.
내측 플레이트전극(85B, 86B)과 외측 플레이트전극(85A, 86A)의 사이에는 정전용량이 존재한다. 따라서, 내측 플레이트전극(85B, 86B)과 외측 플레이트전극(85A, 86A) 사이에, 일단 DC전압을 인가하면, 방전에 의해서 손실되지 않는 한, 내측 플레이트전극(85B, 86B)의 대전량(전하)이 유지된다. 따라서, 대전수단(124)을 동작시키기 위하여 특별히 고전력을 필요로 하지 않는다.
이 예에서는, 이러한 대전수단(124)이 압력완충부(12)를 구성하는 로드록챔버(121), 버퍼챔버(122), 클리닝챔버(123)마다 각각 설치되어 있다.
그러나, 대전수단(124)은 챔버들(121, 122, 123)중 어느 하나 또는 둘 이상에 설치될 수도 있다. 대전수단(124)과 각 챔버(121, 122, 123) 간의 구조적 관계는 도 4에 도시되어 있다.
상술한 바와 같이, 이오나이저(114)는 대기수용부(113), 즉 대기압하에 설치 되어 있다. 한편, 대전수단(124)은 가동부분을 필요로 하지 않는다. 따라서, 이들로 이루어지는 파티클 제거장치는, 간단하고 또한 저렴하게 구성된다. 그 결과, 설치비용이 낮게 억제된다. 또, 파티클제거를 위하여 클리닝가스 등의 재료를 소비하지 않으므로, 종래예에 비하여 운용비용도 낮아진다.
도 5a 및 도 5b는, 각각 이 스퍼터링장치에 의한 "디바이스 기판처리", "집진처리"의 흐름을 나타내고 있다.
(1) 우선, 도 5a에 나타내는 "디바이스 기판처리"의 흐름은, 도 1을 참조하면서 설명한다. 이 예에서는, 반도체 집적회로를 제작하기 위하여, 디바이스 기판으로서 예컨대 직경이 8인치(약 200㎜)인 실리콘웨이퍼가 사용된다.
그러한 디이바이스 기판을 소정의 매수, 예를 들면 25매를 세정하여 기판 카세트에 장착하고, 스퍼터링장치의 로드카세트부(111)에 세트한다. 처리스타트의 지령이 있으면, 진공상태에 있던 압력완충부(12)의 로드록챔버(LOC)(121)가 대기압으로 승압되지만, 대기압으로 되기까지의 동안, 세트된 기판은 그대로 로드카세트부(111)에서 대기상태에 있다.
로드록챔버(121)가 대기압으로 되면, 디바이스 기판을 1매씩 반송벨트부(112)에 의해 화살표 A의 방향으로 대기수용부(113)까지 반송한다. 이 대기수용부(113)에서 디바이스 기판의 위치결정 조정을 행함과 동시에, 대기수용부(113)의 윗쪽으로 이간하여 설치된 이오나이저(114)에 의해서, 디바이스 기판에 대하여 비접촉으로 소정 양의 이온을 조사하여, 기판표면의 대전되어 있는 전하를 중성화(제전)한다.
다음에, 제전된 디바이스 기판을 차례로 로드록챔버(121) 내로 보내고, 모든 디바이스 기판이 로드록챔버(121) 내에 수납된 후, 로드록챔버(121) 내를, 대기압으로부터 소정의 압력, 예를 들면 2×10-5Pa정도의 압력까지 감압한다. 소정의 압력까지 감압한 후, 디바이스 기판을 차례로 로드록챔버(121)로부터 버퍼챔버(BUC)(122)로 이동시킨다. 버퍼챔버(122)에 수납된 디바이스 기판은, 클리닝챔버(123)를 통하여 클리닝되고, 프로세스챔버(13) 내부의 홀더(No.1∼No.4)를 거쳐, 다시 클리닝챔버(123)를 통과하여 버퍼챔버(122)로 되돌아 온다. 이 홀더 No.1에서 No.4까지를 일순하는 동안에, 스퍼터링법에 의해 소정의 금속박막이 디바이스 기판의 표면에 퇴적된다.
금속박막의 퇴적이 종료되고, 모든 디바이스 기판이 버퍼챔버(122) 내에 되돌아온 후에, 디바이스 기판을 로드록챔버(121)로 이동시킨다. 그 후, 로드록챔버(121) 내의 압력을 진공상태에서 대기압까지 승압한다. 로드록챔버(121) 내부가 대기압으로 된 후, 디바이스 기판을 대기수용부(113)로 이동하고, 또한 반송벨트부(112)에 의해서 화살표 B방향으로 반송하여 로드카세트부(111)에 놓여진 기판카세트에 차례로 되돌린다.
이와 같이 하여, 스퍼터링장치에 의한 디바이스 기판처리를 종료한다. 한편, 각 공정에서의 조건 등은, 통상의 반도체 집적회로의 제조공정에서의 조건과 동일하여, 상세한 기술은 생략하였다.
(2) 이어서, 도 5b에 나타낸 "집진처리"에 대하여 설명한다.
스퍼터링처리에서는 타켓으로부터 금속계의 파티클이 많이 발생한다. 일반적으로 말하여 금속계의 파티클은 진공중에서 플러스로 대전되는 경향이 있다.
여기서, 이 스퍼터링장치에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이 압력완충부(12)의 측벽(12A, 12B)의 내면을 따라서 금속판으로 이루어지는 내측 플레이트전극(85B, 86B)이 설치되고, 항상 이들 내측 플레이트전극(85B, 86B)이 마이너스(-)로 대전되어 있다. 따라서, 압력완충부(12)의 각 챔버(121, 122, 123) 내에 부유되어 있는 파티클(90)의 대부분은, 마이너스(-)로 대전된 내측 플레이트전극(85B, 86B)이 그들 파티클(90)에 미치는 정전기력에 의해서 내측 플레이트전극(85B, 86B)에 흡착된다. 이 결과, 반송로 A, B를 따라서 반송되는 디바이스 기판에 파티클이 부착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또, 내측 플레이트전극(85B, 86B)의 대전량, 즉 내측 플레이트전극(85B, 86B)과 외측 플레이트전극(85A, 86A) 사이에 인가되는 전압의 크기는, 처리장치의 종류, 이온의 종류에 따라서 적절히 결정하면 된다.
그런데, 이미 기술한 바와 같이 대기수용부(113)에서 이오나이저(114)를 사용하여 디바이스 기판의 표면 전하를 중성화(제전)하면, 압력완충부(12) 내로 반송되는 디바이스 기판의 표면 대전량은 대부분 제로로 되어 있다. 따라서, 이오나이저(114)를 사용하지 않는 경우에 비하여, 진공용기부(10) 내에 존재하는 파티클이 기판 표면에 정전기력에 의해서 부착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 진공용기부(10) 내에서 기판 표면에 부착되는 파티클수를 절반 이하로 할 수 있다. 또, 압력완충부(12)의 내부가 대전수단(124)에 의해서 항상 집진되고 있기 때문에, 진 공용기부(10)(압력완충부(12)) 내에 부유하고 있는 파티클이 효과적으로 제거되고 있다. 또, 이오나이저(114)에 의한 기판표면의 제전, 대전수단(124)에 의한 파티클 흡착은, 모두 기판에 대하여 비접촉으로 행해진다. 따라서, 기판표면에서 새로운 파티클을 발생시키는 일도 없다. 이 결과, 진공용기부(10) 내에 부유하고 있는 파티클의 수가 낮게 억제되고, 진공용기부(10)에서의 디바이스 기판으로의 새로운 파티클의 부착은 극소로 된다. 따라서, 파티클의 허용기준을 예컨대 20개/웨이퍼 이하로 하면, 종래에 비하여 장치를 장기간 연속하여 가동시킬 수 있다. 이것과 아울러, 상기 기판을 사용한 제품의 수율(원료에 대한 제품비율)이 종래에 비하여 개선된다.
또한, 본 발명에서는, 대전수단에 의해서 압력완충부(12) 내부의 파티클을 항상 집진하고 있으므로, "집진처리"를 위하여 "디바이스 기판처리"를 특별히 멈출 필요가 없다. 또, 대기수용부(113)의 이오나이저(114)는 디바이스 기판의 표면 전하를 중성화하는 제전모드로 고정되어, 모드를 교체할 필요가 없다. 이들 결과, 장치의 처리능력(가동율)을 대폭으로 향상할 수 있다.
본 발명에 따른 파티클 제거장치의 로드록 챔버와 챔버와 대전수단에 대해 이하에 보다 상세하게 설명한다.
도 6은 웨이퍼가 이동하여 통과하는 챔버들의 압력상태를 나타내는 개략도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 로드록챔버는 웨이퍼를 대기(大氣)상태에서 진공상태로 공급하고 진공상태에서 대기상태로 제거하는 압력완충부로서 작용한다. 도 6을 참조하면, 대기수용부(113)는 대기압하에 있다. 대기수용부(113)는 로드록챔버(121)의 바로 앞에 위치하고 이오나이저(114)는 대기수용부(113)의 윗쪽에 위치함으로써, 이오나이저는 항시 웨이퍼 표면을 중화상태로 하도록 작동하고 있다(이것은 도 5a의 플로에 해당한다).
더욱이, 도 3에 도시된 대전수단은 진공상태로 되는 로드록챔버(121), 버퍼챔버(122) 및 클리닝챔버(123)에 또는 그 안에 각각 배치되어 있고, 항시 진공챔버내의 집진작업을 행함으로써 웨이퍼의 통과로를 깨끗한 상태로 하고 있다(이것은 도 5b의 플로에 해당한다).
즉, 대기수용부(113)에서, 이오나이저(114)에 의해 웨이퍼 표면을 중화상태로 하여 입자가 정전기 등으로 부착되지 않는 깨끗한 상태로 유지한다. 동시에, 진공용기의 내측은 도 3에 도시된 대전수단에 의해 항시 깨끗한 상태로 유지되며, 이렇게 깨끗한 상태로 유지된 진공챔버를 상술한 중화된 깨끗한 웨이퍼가 통과한다(더블 클리닝 효과). 도 5a 및 도 5b의 플로는 동시에 진행된다.
또, 본 발명에서는 "집진처리"를 위하여 특별한 작업을 필요로 하지 않는다. 종래예와 같이 집진기판을 준비할 필요도 없어, 집진기판의 구입비용, 집진기판의 관리에 요하는 시간 및 비용을 완전히 없앨 수 있다.
본 실시형태에서는, 대전수단(124)의 내측 플레이트전극(85B, 86B)을 각각 1매판(도 3 참조)으로서 나타내었지만, 복수의 세그먼트로 분할하여도 좋고, 그 배치에 대해서는, 디바이스 기판에 접촉하지 않는 한 특단의 제약은 없다. 대전수단(124)의 내측 플레이트전극(85B, 86B)을 대전시키는 극성이나 대전량은 제거해야 할 파티클의 특성 등에 따라서 설정하면 된다.
또, 대전수단(124)의 내측 플레이트전극(85B, 86B)을 복수의 세그먼트로 분할하여 설치하는 경우에, 각 세그먼트의 극성 및 대전량은 서로 독립하여 설정하여도 좋고, 상관을 지워서 설정하여도 좋다.
또, 본 실시형태에서는, 대전수단(124)을 진공용기부(10)의 압력완충부(12)에 설치한 경우에 대하여 설명하였지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 압력완충부(12) 대신에 프로세스챔버(13)에, 또는 압력완충부(12)와 프로세스챔버(13) 양쪽에 설치해도 좋다. 대전수단(124)의 대전의 개수 및 배치 등은 디바이스 기판에 접촉하지 않는 한 특단의 제약은 없다.
이 실시형태에서는, 본 발명의 파티클 제거장치를 스퍼터링장치에 적용한 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 파티클 제거장치는 스퍼터링장치 이외의 진공용기부를 갖는 다른 처리장치, 예를 들면 감압CVD장치, 에칭장치, 이온주입장치 등에도 마찬가지로 적용할 수 있고, 동일 효과를 갖는다. 또한, 반도체 집적회로의 제조공정에 한하지 않고, 화합물 반도체의 제조공정, 액정패널의 제조공정 등에서 사용되는 진공용기부를 갖는 처리장치에도 마찬가지로 적용할 수 있고, 동일한 효과를 얻는다.
이상으로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 파티클 제거장치에 의하면, 처리장치의 가동율의 저하를 발생하지 않고, 진공용기부 내의 파티클을 효과적으로 제거할 수 있다. 게다가, 본 발명의 파티클 제거장치는 간단하고 저렴하게 구성할 수 있다.

Claims (5)

  1. 대기중에 있는 반송부를 통하여 반입된 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 복수의 챔버가 설치되어 있는 진공용기부를 구비한 처리장치를 위한 파티클 제거장치로서,
    상기 반송부의 일부를 구성하는 대기수용부에 설치되어, 상기 기판의 표면에 발생한 전하를 중성화하며, 그 중성화를 상기 기판으로부터 이간하여 설치된 전극으로부터의 방전에 의해서 행하는 제전수단; 및
    상기 진공용기부에 설치되어, 이 진공용기부 내에 존재하는 파티클 정전기력에 의해서 흡착하는 대전수단을 구비한 것을 특징으로 하는 파티클 제거장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 대전수단은, 상기 진공용기부의 챔버 내를 이송하는 기판에 대하여 이간하여 배치된 금속판을 갖고, 이 금속판의 대전에 의해서 상기 파티클을 흡착하는 것을 특징으로 하는 파티클 제거장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 금속판은, 상기 챔버의 측벽 내면에 걸쳐 설치된 내측 플레이트전극 및 상기 챔버의 측벽 외면에 걸쳐 상기 내측 플레이트전극과 대향하 여 설치된 외측 플레이트전극으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파티클 제거장치.
  5. 대기중에 있는 반송부를 통하여 반입된 기판에 대하여 소정의 처리를 행하는 복수의 챔버가 설치되어 있는 진공용기부를 구비한 처리장치를 위한 파티클 제거방법으로서,
    상기 반송부의 일부를 구성하는 대기수용부에서, 상기 기판의 표면에 발생한 전하를 중성화하며, 그 중성화를 상기 기판으로부터 이간하여 설치된 전극으로부터의 방전에 의해서 행하는 제전단계; 및
    상기 진공용기부에서, 이 진공용기부 내에 존재하는 파티클을 정전기력에 의해서 흡착하는 대전단계를 구비한 것을 특징으로 하는 파티클 제거방법.
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