JPH06216075A - 真空排気装置 - Google Patents

真空排気装置

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JPH06216075A
JPH06216075A JP5023767A JP2376793A JPH06216075A JP H06216075 A JPH06216075 A JP H06216075A JP 5023767 A JP5023767 A JP 5023767A JP 2376793 A JP2376793 A JP 2376793A JP H06216075 A JPH06216075 A JP H06216075A
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亨 池田
Teruo Iwata
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空排気に伴うパーティクルの舞い上がりを
抑えて、真空処理の被処理体の歩留まりを向上させるこ
とにある。 【構成】 真空処理室1に接続されたロードロック室2
の底部に、搬送アーム21の支持台21aを除いて全面
に亘って板状の多孔質体3を配置すると共に、多孔質体
3と底壁20との間に、第1の排気管41に連通する通
気室31を形成し、また第2の排気管42を直接ロード
ロック室2に接続する。ロードロック室2内を常圧から
真空排気するにあたって先ず第1の排気管41により多
孔質体3を介して真空排気し、所定の圧力になった後第
2の排気管42により直接真空排気する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空排気装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体製造プロセスでは、エッチング、
アッシング、スパッタリング、イオン注入あるいは減圧
CVDなど種々の真空処理が行われる。この種の真空処
理装置においては、真空処理室内を一旦大気圧に戻して
しまうと真空排気に長い時間を要するため、真空処理室
に比べて容積の小さいロードロック室(真空予備室)を
真空処理室に接続し、このロードロック室のみを大気圧
に戻し、あるいは真空排気することでスループットを向
上させるようにしている。
【0003】図6は従来のエッチング装置、特にロード
ロック室の構成を示す図であり、この例では、例えばエ
ッチングを行うための真空処理室1に、搬送アーム21
を備えたロードロック室2がゲートバルブG1を介して
接続されている。前記ロードロック室2の底壁には、真
空排気手段22及びバルブVが介挿された排気管23を
接続すると共に、清浄な気体例えば窒素ガスを供給する
ためのガス供給管24が接続されており、またロードロ
ック室2の側壁には外部(大気圧雰囲気)との間を開閉
するゲートバルブG2が設けられている。
【0004】このような構成のエッチング装置では、真
空処理室1を予め所定の真空度に維持してゲートバルブ
G1を閉じておき、半導体ウエハ(以下「ウエハ」とい
う。)を装置内に搬入、搬出するにあたってはロードロ
ック室2を通して行われる。そしてロードロック室2を
外部に開放するときには窒素ガスをガス供給管24より
ロードロック室2内に供給して大気の室内への侵入を防
ぐと共に、常時真空排気手段22を作動させておき、ウ
エハWを搬入してゲートバルブG2を閉じた後バルブV
を開いてロードロック室2内を真空排気するようにして
いる。
【0005】
【発明が解決しようとしている課題】ところでロードロ
ック室2内には、真空処理室1内でのエッチングで発生
した反応生成物や、ゲートバルブG1、G2や搬送アー
ム21などの駆動部分から発生したパーティクルが多数
存在する。ここでロードロック室2の真空排気時には、
バルブVの下流側(真空排気手段22側)が減圧されて
いる状態でバルブVを開くため、室内の気体が排気管2
3の接続端開口部に一気に引き寄せられて排気管23内
に引き込まれ、しかもバルブVの下流側と室内との圧力
差が大きいためバルブVを開いた直後は図7に示すよう
に排気口を中心にして横に膨んだ曲面に沿って流れる大
きな乱気流が発生していた。この結果底面に堆積してい
るパーティクルPが舞い上がってウエハに付着し、これ
により品質が低下して歩留まり低下の一要因になってい
た。
【0006】またこのような乱気流の発生を抑えるため
にゆっくり排気できる機能をもったスローバルブも使用
されているが、この場合どの程度のスロー排気に設定し
たらよいのかを試行錯誤的に検討しなければならないの
で、設計が難しく、またスロー排気によってもやはり底
壁に沿った乱気流が発生するので、サブミクロンオーダ
のパーティクルPの舞い上がりを抑えることは難しく、
高集積化の増大に伴ってサブミクロンオーダの微細加工
が要求されるデバイスに対しては、パーティクルの付着
に伴う歩留まりの低下を避けることが困難である。
【0007】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、その目的は、真空排気に伴うパーティク
ルの舞い上がりを抑えて、真空処理の被処理体の歩留ま
りを向上させることのできる真空排気装置を提供するこ
とを目的としている。
【0008】
【発明を解決するための手段】請求項1の発明は、真空
処理の被処理体が搬入される真空室内を排気管により真
空排気する装置において、前記排気管の吸引側に形成さ
れ、多数の微細な穴を備えた排気面を真空内に設けたこ
とを特徴とする。
【0009】請求項2の発明は、真空処理の被処理体が
搬入される真空室内を排気管により真空排気する装置に
おいて、多孔質体を前記真空室の雰囲気に接触するよう
に前記排気管の吸引側に設け、この多孔質体を介して真
空室を真空排気するように構成したことを特徴とする。
【0010】請求項3の発明は、真空処理の被処理体が
搬入される真空室内を排気管により真空排気する装置に
おいて、先端部に排気孔が形成されると共に、基端部側
が排気管に接続された多数の針状の排気細管を真空室内
に突出して設けたことを特徴とする。
【0011】
【作用】請求項1の発明において、排気面は多数の微細
な穴を有しているのでコンダクタンスが大きく、従って
排気管の管径に比べて排気面を広くとることにより気体
をこの排気面全体を通して排気することができる。そこ
で例えば請求項2の発明のように、多孔質体を真空室の
例えば底壁のほぼ全面に配置して、この多孔質体の裏面
側から排気管により真空排気すると、縦方向の流れが多
孔質体の表面全体に形成され、このためパーティクルの
舞い上がりが抑えられる。
【0012】また請求項3の発明では、各排気細管毎に
気流が形成されて、大きな乱流が発生しない上、排気孔
が壁部から浮いた位置にあるので、パーティクルの舞い
上がりを一層効果的に抑えることができる。
【0013】
【実施例】図1は、本発明を半導体ウエハの枚葉式のエ
ッチング装置に適用した実施例を示す図、図2はこの実
施例の要部を示す図であり、図6と同符号のものは同一
部分を示している。このエッチング装置は、上部及び下
部に夫々上部電極をなす処理ガス供給部11及び下部電
極をなすウエハ載置台12を備えると共に底壁に排気管
13が接続された真空処理室1に、例えば真空処理の被
処理体であるウエハを搬入、搬出するためのロードロッ
ク室2がゲートバルブG1を介して接続されている。ロ
ードロック室としては例えば搬入用のもの、搬出用のも
のを別体として2個用いられることもあるが、この例で
は搬入、搬出を兼用しているものとして説明している。
【0014】前記ロードロック室2内には、例えば多関
節ロボットよりなる搬送アーム21が配設されると共
に、ロードロック室2の底部には、搬送アーム21の支
持台21aを除いて底面全体に亘って、底壁20との間
に通気室31をなす空間を介して板状の多孔質体3が配
置されている。そしてこの多孔質体3は、ロードロック
室2の側壁及び前記支持台21aの外周面に気密に接合
されており、従って通気室31はこの多孔質体3を介し
てのみロードロック室2内の雰囲気と連通することにな
る。前記多孔質体3は、例えば焼結体やグラスウールな
どよりなり、通気したときのコンダクタンスが適切な大
きさとなるように適宜厚さが設定される。
【0015】前記ロードロック室3の底壁20には、第
1の排気管41が前記通気室31に連通するように接続
されると共に、例えばロードロック室3の側壁には、第
2の排気管42がロードロック室3内の雰囲気と直接連
通するように接続されており、これら排気管41、42
は、夫々バルブV1、V2を介して共通の排気管4に接
続されている。この排気管4には、真空排気手段をなす
ターボポンプ43及びロータリポンプ44が介挿されて
おり、ターボポンプ43の吸引側にはバルブV3が設け
られると共に、ターボポンプ43の両端にはバルブV4
を備えた迂回配管45が接続されている。なお24は、
図6で詳述したように例えば窒素ガスを供給するガス供
給管である。
【0016】また前記バルブV1、V2の開閉制御を行
うための制御部5が設けられており、この制御部5は、
ロードロック室2内の圧力を検出する圧力検出部51の
圧力検出値に応じて、バルブV1、V2の一方を選択し
て図示しないバルブの駆動部に開信号または閉信号を出
力する機能を有する。
【0017】次に上述実施例の作用について述べる。先
ずゲートバルブG1を閉じておいて、真空処理室1内を
排気管13により所定の真空度例えば10-6Torr程
度の圧力まで真空排気しておく。そしてガス供給管24
から窒素ガスをロードロック室2内に供給して陽圧状態
にしながら、ロードロック室2の外部側のゲートバルブ
G2を開き、搬送アーム21により外部から処理前のウ
エハWを当該ロードロック室2内に搬入し、ゲートバル
ブG2を閉じる。
【0018】次いでバルブV2、V3を閉状態、バルブ
V1、V4を開状態とすることにより第1の排気管41
を介して通気室31内の圧力が急激に低下し、これによ
りロードロック室2内の気体(この場合は窒素ガス)
が、排気面である多孔質体3の表面全体に亘って吸引さ
れ、多孔質体3のコンダクタンスの大きさに応じた遅れ
をもってロードロック室2内の圧力が低下する。この圧
力が所定の値例えば約1mTorr〜100Torrに
なると、圧力検出部51よりの検出信号にもとずいて制
御部5がバルブV1を閉じ、バルブV2を開き、その後
は第2の排気管42により直接ロードロック室2内が真
空排気され、所定の圧力例えば10-4〜-5Torrにな
ったときにゲートバルブG1を開いて、搬送アーム21
によりウエハWを真空処理室1の載置台12に受け渡
す。なおロードロック室2内が所定の圧力例えば10-3
TorrになったときにバルブV4を閉じ、バルブV3
を開いてターボポンプ43による排気も行われる。
【0019】真空処理室1内では、処理ガス供給部(上
部電極)11及び載置台12(下部電極)間の電圧によ
り処理ガス供給部11からの処理ガスをプラズマ化し、
このプラズマによりウエハWの表面をエッチングする。
しかる後ゲートバルブG1を開いて、搬送アーム21に
より処理後のウエハWをロードロック室2内に搬入し、
ゲートバルブG1を閉じて、ガス供給管23からの窒素
ガスによりロードロック室2内を常圧に戻した後当該ウ
エハWが外部に搬出される。
【0020】このような実施例によれば、ロードロック
室2内の真空排気初期に排気管41内の圧力は急激に下
がるが、当該排気管41とロードロック室2内の雰囲気
とは、底壁に沿って配置された多孔質体3により区画さ
れているため、ロードロック室2内の気流は図3に示す
ように上から多孔質体3の表面全体に向かうように形成
され、その表面に沿った横方向の流れが少ないため、
「従来例」の項で説明した図7と比較してもわかるよう
に、底部に堆積した、実施例では多孔質体3の表面に堆
積したパーティクルの舞い上がりが抑えられる。
【0021】また多孔質体3を介して真空排気を行う場
合には、多孔質体3のコンダクタンスの大きさに応じて
排気速度が小さくなるが、この実施例では真空排気の初
期段階においてのみ多孔質体3を通じて排気し、所定の
圧力になった後は第2の排気管42を通して高速に排気
しているので、真空排気に要する時間はそれ程長くなら
ず、スループットの低下が抑えられる。なお本発明者
は、真空排気初期の急激な圧力低下時にパーティクルの
舞い上がりが起こり、ある程度まで真空排気した後はパ
ーティクルの舞い上がりが全くあるいはほとんど起こら
ないことを把握しているので、上述実施例ではウエハに
対するパーティクルの付着を効果的に抑えることができ
る。
【0022】以上において多孔質体3がロードロック室
3の底部を占める割合は、ロ−ドロック室の上面あるい
は壁面あるいは底部のそれぞれの全体でなくともよい
が、従来の排気管の開口面積よりは大きくすることが必
要である。具体的にはロードロック室3の形状やウエハ
上に形成されるデバイスの微細加工の程度などに応じて
適宜決定される。
【0023】また上述の実施例では通気室31を形成し
ているが、多孔質体3を直接底壁20に接触させて、多
孔質体3の下面の例えば複数個所に排気管を直接接続し
てもよい。更にまた図4に示すように多孔質体3と通気
室31とを備えた多孔質体ユニット7を、ロードロック
室2の底壁20から上方に離れた位置にて、排気管40
の端部に結合して設けてもよい。
【0024】そしてまた本発明では、多数の微細な穴
(上述実施例では多孔質体3の空隙部に相当する)を備
えた排気面が排気管の吸引側に形成されていればよいの
で、上述のように多孔質体を用いる代りに微細な穴を多
数備えた例えば金属板を用いてもよい。
【0025】ここで本発明は、図5に示すように、図示
しない真空排気手段に基端部側が接続された排気管6の
吸引側を例えば櫛歯状に複数分岐して、その分岐管61
に針状の排気細管62を多数植設し、この細管62の先
端部を介してロードロック室2内を真空排気してもよ
い。このような構成では、排気口である微細な穴が多数
分散されているので、従来のように横に膨んだ曲面に沿
った大きな乱流の発生を抑えることができる上、排気細
管62の先端がロードロック室2の底壁20よりも高い
位置にあるので、真空排気時に形成される乱流が底壁か
ら離れ、従ってパーティクルの舞い上がりを効果的に抑
えることができる。
【0026】更にまた図1、図2の実施例における多孔
質体3の代りに例えば金属よりなる通常の板状体を設
け、この板状体に前記排気細管62を植設するようにし
てもよいし、あるいは、図5の実施例において分岐管6
1に排気細管62を植設せずに多数の穴を形成するよう
にしてもよい。
【0027】そして本発明の真空排気装置はロードロッ
ク室でなくとも真空処理室などの真空室に適用してもよ
いし、上述のような多孔質体3や排気細管62は、真空
室の底壁に限らず例えば側壁に設けてもよいし、あるい
はまた底壁及び側壁に設けてもよい。なお本発明が適用
される真空処理装置としては、エッチング装置に限ら
ず、減圧CVD装置、アッシング装置、イオン注入装置
あるいはスパッタ装置などに適用することができる。
【0028】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、排気面は多数
の微細な穴を有しているのでコンダクタンスが大きく、
従って排気管の管径に比べて排気面を広くとることによ
り気体をこの排気面全体を通して排気することができる
ため、排気面の面積を真空室の大きさに応じて設定する
ことにより、真空排気に伴う真空室内の乱流を抑えるこ
とができ、この結果パーティクルの舞い上がりを抑える
ことができ、被処理体の歩留まりを向上することができ
る。
【0029】請求項2の発明によれば、多孔質体を介し
て真空排気するようにしているため、多孔質体のコンダ
クタンスが大きいことから広い排気面に亘って均一に気
体を吸引することができ、従って真空室内の乱流を効果
的に抑えることができ、また請求項1の排気面の製作が
容易である。
【0030】請求項3の発明によれば、多数の針状の排
気細管を突出して設けているため、請求項1と同様の作
用が得られる上、排気孔が壁部から浮いた位置にあるの
で、パーティクルの舞い上がりを一層効果的に抑えるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を真空処理装置に適用した実施例を示す
全体構成図である。
【図2】図1の実施例の要部を示す斜視図である。
【図3】図1の実施例の作用を示す説明図である。
【図4】本発明の他の実施例の要部を示す断面図であ
る。
【図5】本発明の更に他の実施例の要部を示す斜視図で
ある。
【図6】従来の真空排気装置を適用した真空処理装置の
一例を示す縦断側面図である。
【図7】従来装置における真空排気の様子を示す説明図
である。
【符号の説明】
1 真空処理装置 2 ロードロック室 3 多孔質体 31 通気室 41、42 排気管 43 ターボポンプ 44 ロータリポンプ 5 制御部 61 分岐管 62 排気細管 7 多孔質体ユニット
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/265

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空処理の被処理体が搬入される真空室
    内を排気管により真空排気する装置において、 前記排気管の吸引側に形成され、多数の微細な穴を備え
    た排気面を真空室内に設けたことを特徴とする真空排気
    装置。
  2. 【請求項2】 真空処理の被処理体が搬入される真空室
    内を排気管により真空排気する装置において、 多孔質体を前記真空室の雰囲気に接触するように前記排
    気管の吸引側に設け、この多孔質体を介して真空室を真
    空排気するように構成したことを特徴とする真空排気装
    置。
  3. 【請求項3】 真空処理の被処理体が搬入される真空室
    内を排気管により真空排気する装置において、 先端部に排気孔が形成されると共に、基端部側が排気管
    に接続された多数の針状の排気細管を真空室内に突出し
    て設けたことを特徴とする真空排気装置。
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