CN100349043C - 处理装置及该处理装置内的颗粒除去方法 - Google Patents

处理装置及该处理装置内的颗粒除去方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够降低颗粒对被处理体的污染的处理装置及去除该处理装置内的颗粒的方法。干蚀刻装置包括：对作为被处理体的晶片进行蚀刻处理而保持其内部为高真空的真空处理室、配设在真空处理室内的下部且兼作载置晶片载置台的下部电极、在真空处理室内与下部电极相对配设的上部电极、检测真空处理室的内壁温度的温度传感器、检测下部电极的温度的温度传感器、检测上部电极的温度的温度传感器、与上部电极连接并且向真空处理室导入规定气体的气体导入装置、以及根据真空处理室的内壁温度、下部电极的温度、以及上部电极的温度控制该规定的温度的控制装置。

Description

处理装置及该处理装置内的颗粒除去方法
技术领域
本发明涉及一种处理装置及该处理装置内的颗粒去除的方法，特别是涉及去除处理装置的真空容器内悬浮的颗粒的处理装置及去除该处理装置内的颗粒的方法。
背景技术
目前，在设备和液晶等生产厂家中，由在制造被用于仪器和液晶等的被处理体的工序中所产生的颗粒污染该被处理体成为问题，人们谋求减低这种污染。
例如，作为被处理体用的处理装置的干蚀刻装置，如图5所示，包括：真空处理室10，其内部对作为被处理体的晶片50进行蚀刻处理而保持高真空状态；下部电极20，在真空处理室10内的下部配设且兼作载置晶片50的载置台；在真空处理室10内与下部电极20相对配设的上部电极40；在真空处理室10的内壁设置的热交换器15。下部电极20通过阻塞电容器22以及高频匹配电路21与高频电源23连接，在上部电极40上，设有送出口42，该排除口用于将从供给规定气体的供给装置41输入的气体送出。另外，在真空处理室10上，分别设有向真空处理室10内导入气体的导入配管80、与排气装置(未图示)连接的真空排气口12，以及通过压力测定口14测定真空处理室10内的压力的压力测定器13。
在上述的干蚀刻装置中，通过未图示的排气装置对真空处理室10内进行减压，同时通过气体等导入配管80将液体或气体导入真空处理室10内，由此，该被导入的液体或气体通过绝热膨胀被冷却，将真空处理室10内悬浮的颗粒作为核固化或液化成长，落到真空处理室10的下部。固化或液化成长的颗粒附着在晶片50上，引起蚀刻不良或成膜不良。
另外，近年来，通过对颗粒引起被处理体污染的有关研究可知，在该被处理体的制造工序中所使用的处理装置的处理室的内壁等附着的颗粒剥离，该剥离的颗粒附着在该被处理体上从而发生被处理体的污染，还有，在该处理室的内壁温度由40℃升温至50℃进行被处理体的蚀刻处理时，在该处理室内会产生大量颗粒，产生的这些大量颗粒使被处理体受到污染。
(专利文献1)特开平11-54485号公报
但是，对于弄清处理装置内的颗粒引起的被处理体的污染的机理的研究还不充分，还不能够降低由颗粒引起的被处理体的污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够降低由颗粒引起的被处理体的污染的处理装置以及除去该处理装置内的颗粒的方法。
为达到上述目的，技术方案1所述的处理装置，包括：内部空间可被减压的减压容器、向所述减压容器的内部空间导入气体的气体导入装置、配设在所述减压容器的内部空间并处理该内部空间的被处理体的处理部，其特征在于：具有检测所述减压容器的内壁温度的第一检测装置、检测所述处理部的温度的第二检测装置、以及控制所述气体温度的第一控制装置，所述第一控制装置根据所述内壁温度与所述气体温度的温度梯度或所述处理部的温度与所述气体温度的温度梯度控制所述气体的温度。
技术方案2，如技术方案1所述的处理装置，其特征在于：所述第一控制装置将所述气体的温度控制在比所述内壁温度或所述处理部的温度中的至少一个低30℃以上的温度。
技术方案3，如技术方案1或2所述的处理装置，其特征在于：还有加热所述减压容器的内壁的第一加热装置。
技术方案4，如技术方案1至3中任一项所述的处理装置，其特征在于：所述处理部具有配设在所述减压容器内的下部且兼作载置所述被处理体的载置台的下部电极、在所述减压容器内与所述下部电极相对配设的上部电极、保温所述下部电极的第一保温装置、以及保温所述上部电极的第二保温装置。
技术方案5，如技术方案1至4中任一项所述的处理装置，其特征在于：具有控制所述减压容器的内部空间压力的第二控制装置。
技术方案6，如技术方案5所述的处理装置，其特征在于：所述第二控制装置将所述减压容器的内部空间的压力控制在1.0～10Torr(0.13～1.3Pa)。
为达到上述目的，技术方案7记载一种去除处理装置内的颗粒的方法，内部空间可被减压的减压容器、向所述减压容器的内部空间导入气体的气体导入装置、配设在所述减压容器的内部空间并处理该内部空间的被处理体的处理部，其特征在于：具有检测所述减压容器的内壁温度的第一检测步骤、检测所述处理部的温度的第二检测步骤、控制所述气体温度的第一控制步骤、以及向所述减压容器的内部空间导入气体的气体导入步骤，所述第一控制步骤根据所述内壁温度与所述气体温度的温度梯度或所述处理部的温度与所述气体温度的温度梯度控制所述气体的温度。
技术方案8，在技术方案7所述的颗粒去除方法中，其特征在于：所述第一控制步骤将所述气体的温度控制在比所述内壁温度或所述处理部的温度中的至少一个低30℃以上的温度。
技术方案9，在技术方案7或8所述的颗粒去除方法中，其特征在于：还有加热所述减压容器的内壁的第一加热步骤。
技术方案10，在技术方案7至9中任一项所述的颗粒去除方法中，其特征在于：所述处理部具有配设在所述减压容器内的下部并且兼作载置所述被处理体的载置台的下部电极、和在所述减压容器内与所述下部电极相对配设的上部电极，具有保温所述下部电极的第一保温步骤、和保温所述上部电极的第二保温步骤。
技术方案11，在技术方案7至10中任一项所述的颗粒去除方法中，其特征在于：具有控制所述减压容器的内部空间的压力的第二控制步骤。
技术方案12，在技术方案11所述的颗粒去除方法中，其特征在于：所述第二控制步骤将所述减压容器的内部空间的压力控制在1.0～10Torr(0.13～1.3Pa)。
技术方案13，在技术方案7至12中任一项所述的颗粒去除方法中，其特征在于：所述气体导入步骤在由所述处理部处理所述被处理体之前，将所述气体导入减压容器的内部空间。
发明效果
根据技术方案1所述的处理装置和技术方案7所述的去除颗粒的方法，第一检测装置检测减压容器的内壁温度，第二检测装置检测处理部的温度，第一控制装置根据内壁温度与气体温度的温度梯度或处理部的温度与气体温度的温度梯度控制气体的温度，因此，可通过由温度梯度产生的热泳动力及由线膨胀系数的不同而产生的热应力而剥离去除附着在减压容器的内壁或处理部的颗粒，从而可降低颗粒引起的被处理体的污染。
根据技术方案2所述的处理装置和技术方案8所述的去除颗粒的方法，将气体的温度控制在比内壁温度或处理部的温度中的至少一个低30℃以上的温度，从而可通过由温度梯度产生的热泳动力而可靠地剥离去除附着在减压容器的内壁或处理部的颗粒。
根据技术方案3所述的处理装置和技术方案9所述的去除颗粒的方法，第一加热装置加热减压容器的内壁，从而可宽范围地控制减压容器的内壁的温度和导入减压容器的内部空间的气体的温度的温度梯度。
根据技术方案4所述的处理装置和技术方案10所述的去除颗粒的方法，第二保温装置保温下部电极，第三保温装置保温上部电极，从而可宽范围地控制下部电极的温度和导入减压容器内的气体的温度的温度梯度以及上部电极的温度和导入减压容器内的气体的温度的温度梯度。
根据技术方案5所述的处理装置和技术方案11所述的去除颗粒的方法，第二控制装置控制减压容器的内部空间压力，从而可更可靠地剥离去除在减压容器内产生的颗粒。
根据技术方案6所述的处理装置和技术方案12所述的去除颗粒的方法，第二控制装置将减压容器的内部空间的压力控制在1.0～10Torr(0.13～1.3Pa)，从而可更可靠地剥离去除在减压容器内产生的颗粒。
根据技术方案13所述的去除颗粒的方法，在由处理部处理被处理体之前，将气体导入减压容器的内部空间，所以，被控制了温度的规定气体与减压容器的内部空间有温度差而由温度梯度所产生的热泳动力能够剥离去除附着在减压容器的内壁的颗粒，所以可以切实地降低由颗粒引起的被处理体的污染。
附图说明
图1表示的是本发明实施方式中的处理装置的概略构成剖视图。
图2表示的是本发明实施方式中的处理装置内的颗粒除去方法的流程图。
图3表示的是导入图1中所示的真空处理室内规定气体的温度与真空处理室的内壁的温度的温度差ΔT与从晶片飞散到真空处理室内的颗粒数的关系。
图4表示的是图1中所示的真空处理室内的压力与从晶片飞散到真空处理室内的颗粒数的关系。
图5表示的是现有技术的处理装置的概略构成剖视图。
符号说明：1干蚀刻装置，10真空处理室，20下部电极，40上部电极，16温度传感器，41气体导入装置，91控制装置。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
图1是本发明实施方式的处理装置的概略结构剖视图。
在图1中，作为处理装置的干蚀刻装置1，包括：对作为被处理体的晶片50进行蚀刻处理而将其内部保持在高真空，并且其内壁由铝构成的真空处理室10；配设在真空处理室10的下部并且兼作载置晶片50的载置台的下部电极20；在真空处理室10内与下部电极20相对配设的上部电极40；对真空处理室10的内壁进行加热的热交换器等加热装置15；以及检测真空处理室10的内壁温度的温度传感器16。下部电极20包括：对下部电极20进行保温的热交换器等保温装置23、和检测下部电极20的温度的温度传感器24。上部电极40包括：对上部电极40进行保温的热交换器等保温装置43、和检测上部电极40的温度的温度传感器44。
下部电极20通过阻塞电容器22及高频匹配电路21与高频电源23连接，在上部电极40上设有向真空处理室10内导入规定气体的导入口42。
在真空处理室10的下部设有与排气装置(未图示)连接的排气口12、在其上部设有用于检测真空处理室10内的压力的压力传感器13。
另外，干蚀刻装置1包括：与上部电极40连接并向真空处理室10导入规定气体的气体导入装置41；与上部电极40及气体导入装置41连接，通过对规定气体加热或冷却调整导入到真空处理室10内的规定气体温度的温度调整装置82；以及控制真空处理室10内的压力的压力控制装置90。
干蚀刻装置1还包括：根据真空处理室10的内壁、下部电极20、及上部电极40中的任一个温度来控制该规定气体温度的控制装置91。该控制装置91输入来自检测真空处理室10的内壁温度的温度传感器16、检测下部电极20温度的温度传感器24、以及检测上部电极40温度的温度传感器44中的任一个信号，并根据输入的该信号设定该规定气体的温度，将对应该设定温度的信号输入温度调整装置82调整该规定气体的温度，由此，控制导入到真空处理室10内的该规定气体的温度。
具体的是，控制装置91将导入到真空处理室10内的该规定气体的温度，控制在比真空处理室10的内壁温度、下部电极20的温度、及上部电极40的温度中的任一温度低30℃以上的低温。即，控制装置91根据由该规定气体温度与真空处理室10内壁的温度的差的温度梯度、该规定气体温度与下部电极20的温度的差的温度梯度、以及该规定气体温度与上部电极40的温度的差的温度梯度中的任一个来控制该规定气体的温度。
通常，在干蚀刻装置1中，真空处理室10的内壁温度设定为80℃，下部电极20的温度设定为0℃，上部电极40的温度设定为50℃。例如，在去除附着在真空处理室10内壁的颗粒时，导入到真空处理室10内的规定气体，被控制在比内壁的温度低30℃以上即50℃以下的温度。
图2是本发明的实施方式的去除处理装置内的颗粒的方法的流程图。在本实施例中，以去除附着在处理装置内壁的颗粒为例。
在图2中，首先，控制作为处理装置的干蚀刻装置1的真空处理室10内的压力为一定(＝5.0Torr)(步骤S21)，并检测真空处理室10的内壁温度(步骤S22)。
然后，根据来自检测真空处理室10的内壁温度的温度传感器16的信号，将导入到真空处理室10内的规定气体的温度，控制在比真空处理室10的内壁温度低30℃以上的温度(步骤S23)。
下一步，将进行了该温度控制的规定气体导入真空处理室10内(步骤S24)，由进行了该温度控制的规定气体对真空处理室10的内部进行短暂的净化，同时进行真空排气(步骤S25)。然后，停止向真空处理室10内导入该规定气体(步骤S26)，将作为被处理体的晶片50输送到真空处理室10内(步骤S27)，由下部电极20及上部电极40执行处理晶片50的规定的过程处理(步骤S28)，结束本处理。由此，在由下部电极20及上部电极40执行处理晶片50的规定的过程处理(步骤S28)之前，由于向真空处理室10内导入该规定气体(步骤S24)，被控制了温度的规定气体对真空处理室10的内部进行净化的同时进行真空排气(步骤S25)，所以被控制了温度的规定气体与真空处理室10的内壁有温度差从而由温度梯度所产生的热泳动力能够剥离去除附着在真空处理室10的内壁的颗粒，所以可以切实地降低由颗粒引起的晶片50的污染。
在本实施例中，示出了剥离去除附着在真空处理室10的内壁上的颗粒的方法，但是并不限于此，可检测真空处理室10的内壁、下部电极20、及上部电极40中任一个应该剥离去除颗粒的场所的温度，根据该检测的温度与规定气体温度的温度梯度控制该规定气体的温度。
这里，规定气体的温度与真空处理室10的内壁温度的温度差ΔT，由真空处理室10的内壁材料的线膨胀系数、成为晶片50的污染发生源的颗粒的线膨胀系数所决定。在颗粒的线膨胀系数为一定时，ΔT依赖于真空处理室10的内壁材料的线膨胀系数。
下面，说明导入真空处理室10内规定气体的温度与真空处理室10的内壁温度的温度差ΔT，与从晶片50分散到真空处理室10内的颗粒数的关系。
在图1的干蚀刻装置1中，准备其内壁材料由铝构成的真空处理室10，使真空处理室10内的压力一定(＝5.0Torr)，同时保持真空处理室10的内壁温度为一定，在使导入真空处理室10内的规定气体的温度变化时，测定由晶片50分散到真空处理室10内的颗粒数。对真空处理室10的内壁材料由石英、氧化钇、防腐蚀铝构成的情况下也分别进行了同样的测定。其结果由图3表示。
由此可知，例如，在真空处理室10的内壁材料由铝构成的情况下，将ΔT控制在约30℃时颗粒剥离多有发生，另外，在真空处理室10的内壁材料由氧化钇或防蚀铝构成的情况下，将ΔT控制在约100℃时颗粒剥离多有发生。
下面，说明真空处理室10内的压力与分散到真空处理室10内的颗粒数的关系。
在图1的干蚀刻装置1中，分别保持下部电极20的温度(晶片50的温度)为340℃，上部电极40的温度为50℃，由压力控制装置90使真空处理室10内的压力在0.01～10Torr范围变化时，测定了由晶片50分散到真空处理室10内的颗粒数(个/分)。其结果由图4表示。由此可知，当真空处理室10内的压力控制在0.1～100Torr(0.013～13Pa)时，颗粒的剥离多有发生，优选的是，真空处理室10内的压力控制在1.0～10Torr(0.13～1.3Pa)时，颗粒剥离发生的更多。即，能够更加确实地剥离去除真空处理室10内发生的颗粒可以。
根据本实施方式，温度传感器16检测真空处理室10的内壁的温度，温度传感器24检测下部电极20的温度，温度传感器44检测上部电极40的温度，控制装置91根据内壁的温度与规定气体的温度的差的温度梯度、下部电极20的温度与规定气体的温度的差的温度梯度、以及上部电极40的温度与规定气体的温度的差的温度梯度中的任意一个温度梯度来控制规定气体的温度，所以附着在真空处理室10的内壁、下部电极20、以及上部电极40中任意一个的颗粒可通过由温度梯度产生的热泳动力及由线膨胀系数的不同而产生的热应力而被剥离去除，从而可降低颗粒引起的晶片50的污染。
根据本实施方式，加热装置15加热真空处理室10的内壁，所以，能够广泛地控制真空处理室10的内壁温度与导入真空处理室10的内部空间的气体的温度的温度梯度。
根据本实施方式，压力控制装置90控制真空处理室10的内部空间的压力，所以能够确实地剥离去除真空处理室10内产生的颗粒。
根据本实施方式，保温装置23对配设在真空处理室10内的下部并且兼作载置被处理体的载置台的下部电极20进行保温，保温装置43对配设在真空处理室10内与下部电极20相对配设的上部电极40进行保温，所以能够广泛地控制下部电极20及上部电极40的温度与导入真空处理室10的内部空间的气体温度的温度差。
在本实施例中，真空处理室10的内壁由铝构成，但并不限于此，也可由氧化钇或防蚀铝等材料构成。此时，控制导入真空处理室10内的规定气体的温度比真空处理室10的内壁的温度低100℃以上。
另外，控制装置91能够根据真空处理室10的内壁温度、下部电极20的温度、上部电极40的温度中的至少一个温度来控制导入真空处理室10内的规定气体的温度，而且，还能够根据真空处理室10的内壁温度、下部电极20的温度、及上部电极40的温度中的最低温度控制导入真空处理室10内的规定气体的温度。
控制装置91还可以根据真空处理室10的内壁的温度与气体的温度的温度梯度、下部电极20的温度与规定气体温度的温度梯度，以及上部电极40的温度与规定气体温度的温度梯度来控制规定气体的温度。由此，可以通过由温度梯度所产生的热泳动力及线膨胀系数的不同而产生的热应力将附着在真空处理室10的内壁、下部电极20以及上部电极40上的颗粒剥离去除，从而可降低颗粒对晶片50的污染。
在本实施例中，干蚀刻装置1有加热真空处理室10的内壁的热交换器等加热装置15，但并不限于此，在不能加热真空处理室10的内壁时，温度调整装置82也可以是珀耳帖元件或热泵、热线加热器等。此时，通过冷却导入真空处理室10内的规定气体的温度，更能确实地产生该规定气体的温度与真空处理室10内壁的温度差的温度梯度、该规定气体的温度与下部电极20的温度差的温度梯度、以及该规定气体的温度与上部电极40的温度差的温度梯度。此时，温度调整装置82可具有能够高效率地进行温度调整装置82与规定气体的热交换的构成。
另外，在本实施例中，干蚀刻装置1具有加热真空处理室10的内壁的热交换器等加热装置15，但并不限于此，也可以有冷却真空处理室10的内壁的冷却装置。由此，在向真空处理室10内输送作为被处理体的晶片50和执行处理晶片50的规定的过程处理时，能够不产生真空处理室10的内壁与导入真空处理室10内的规定气体的温度差的温度梯度，从而可抑制在真空处理室10内发生的颗粒的剥离的发生。另外，通过温度调整装置82加热导入真空处理室10内的规定气体的温度，不言而喻，也可以使真空处理室10的内壁与导入真空处理室10内的规定气体的温度差的温度梯度不产生。
另外，在向真空处理室10内输送作为被处理体的晶片50时和实行处理晶片50的规定的处理时，通过将真空处理室10内的压力控制在0.1Torr(0.013Pa)以下或100Torr(13Pa)以上，能够抑制在真空处理室10内发生的颗粒的剥离的发生。
在本实施例中，控制装置91与压力控制装置90是分别独立的装置，但并不限于此，也可将控制装置91与压力控制装置90连接并根据来自压力控制装置90的信号控制导入真空处理室10内的规定气体的温度。
另外，在本实施例中，在执行处理晶片50的规定的过程处理之前，将该规定气体导入真空处理室10内，通过控制了温度的规定气体净化真空处理室10内部，同时进行真空排气，但并不限于此，在干蚀刻装置1不实行规定的过程处理时，例如，在闲置状态时，通过使用干蚀刻装置1所具备的输入装置(未图示)，可在使用者所希望的定时执行本处理的步骤S21～步骤S26。由此，可一直保持真空处理室10内的清洁状态。
另外，当干蚀刻装置1为闲置状态时，于蚀刻装置1可通过自己诊断功能在规定的定时执行本处理的步骤S21～步骤S26。而且，根据来自集中管理多个干蚀刻装置1的集中管理系统等(未图示)的外部的信号，在规定的定时可执行本处理的步骤S21～步骤S26。由此，可保持真空处理室10内的清洁状态。
在本实施例中，被处理体是晶片50，但并不限于此，也可是选自由半导体基板、平板显示(FPD)基板、及LCD基板组成的组中的物体。
在本实施例中，处理装置是干蚀刻装置1，但并不限于此，也可以是选自由热处理装置、成膜装置、研磨装置组成的组中的装置。另外，在不背离本发明的宗旨的范围内对处理装置的构成的变更及追加都包含在本发明内。

Claims (11)

1.一种处理装置，包括：内部空间可被减压的减压容器、向所述减压容器的内部空间导入气体的气体导入装置、配设在所述减压容器的内部空间并处理该内部空间的被处理体的处理部，其特征在于：
具有检测所述减压容器的内壁温度的第一检测装置、检测所述处理部的温度的第二检测装置、以及控制所述气体温度的第一控制装置，所述第一控制装置根据所述内壁温度与所述气体温度的温度梯度或所述处理部的温度与所述气体温度的温度梯度控制所述气体的温度，
所述第一控制装置将所述气体的温度控制在比所述内壁温度或所述处理部的温度中的至少一个低30℃以上的温度。
2.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于：还有加热所述减压容器的内壁的第一加热装置。
3.如权利要求1或2所述的处理装置，其特征在于：所述处理部具有配设在所述减压容器内的下部且兼作载置所述被处理体的载置台的下部电极、在所述减压容器内与所述下部电极相对配设的上部电极、保温所述下部电极的第一保温装置、以及保温所述上部电极的第二保温装置。
4.如权利要求1或2所述的处理装置，其特征在于：具有控制所述减压容器的内部空间压力的第二控制装置。
5.如权利要求4所述的处理装置，其特征在于：所述第二控制装置将所述减压容器的内部空间的压力控制在0.13～1.3Pa。
6.一种去除处理装置内的颗粒的方法，该去除处理装置包括内部空间可被减压的减压容器、向所述减压容器的内部空间导入气体的气体导入装置、配设在所述减压容器的内部空间并处理该内部空间的被处理体的处理部，其特征在于：
具有检测所述减压容器的内壁温度的第一检测步骤、检测所述处理部的温度的第二检测步骤、控制所述气体温度的第一控制步骤、以及向所述减压容器的内部空间导入气体的气体导入步骤，所述第一控制步骤根据所述内壁温度与所述气体温度的温度梯度或所述处理部的温度与所述气体温度的温度梯度控制所述气体的温度，
所述第一控制步骤将所述气体的温度控制在比所述内壁温度或所述处理部的温度中的至少一个低30℃以上的温度。
7.如权利要求6所述的颗粒去除方法，其特征在于：还有加热所述减压容器的内壁的第一加热步骤。
8.如权利要求6或7所述的颗粒去除方法，其特征在于：所述处理部具有配设在所述减压容器内的下部并且兼作载置所述被处理体的载置台的下部电极、和在所述减压容器内与所述下部电极相对配设的上部电极，具有保温所述下部电极的第一保温步骤、和保温所述上部电极的第二保温步骤。
9.如权利要求6或7所述的颗粒去除方法，其特征在于：具有控制所述减压容器的内部空间的压力的第二控制步骤。
10.如权利要求9所述的颗粒去除方法，其特征在于：所述第二控制步骤将所述减压容器的内部空间的压力控制在0.13～1.3Pa。
11.如权利要求6或7所述的颗粒去除方法，其特征在于：所述气体导入步骤在由所述处理部处理所述被处理体之前，将所述气体导入减压容器的内部空间。
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