JP2007035855A - プラズマ処理装置及びそのクリーニング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 プラズマ処理空間と、クリーニング空間と、を有する処理容器と、第1の遮蔽体と、第2の遮蔽体と、を備え、前記第1及び第2の遮蔽体の少なくともいずれかを前記プラズマ処理空間に移動させた状態で前記載置手段に載置された前記被処理物をプラズマ処理可能とし、前記第1及び第2の遮蔽体の少なくともいずれかを前記クリーニング空間に移動させた状態で前記クリーニング空間においてプラズマを形成することにより、前記第1及び第2の遮蔽板の前記少なくともいずれかの表面に形成された堆積物を除去可能としたことを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【選択図】 図1
Description
プラズマ処理空間と、クリーニング空間と、を有する処理容器と、
被処理物を前記プラズマ処理空間において載置する載置手段と、
前記プラズマ処理空間と前記クリーニング空間との間を移動可能とされ、前記プラズマ処理空間に配置された時に、前記プラズマ処理空間に面する内壁の少なくとも一部を遮蔽する第1の遮蔽体と、
前記プラズマ処理空間と前記クリーニング空間との間を移動可能とされ、前記プラズマ処理空間に配置された時に、前記プラズマ処理空間に面する内壁の少なくとも一部を遮蔽する第2の遮蔽体と、
を備え、
前記第1及び第2の遮蔽体の少なくともいずれかを前記プラズマ処理空間に移動させた状態で前記載置手段に載置された前記被処理物をプラズマ処理可能とし、
前記第1及び第2の遮蔽体の少なくともいずれかを前記クリーニング空間に移動させた状態で前記クリーニング空間においてプラズマを形成することにより、前記第1及び第2の遮蔽板の前記少なくともいずれかの表面に形成された堆積物を除去可能としたことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
プラズマ処理空間と、クリーニング空間と、を有する処理容器における前記プラズマ処理空間の内壁の少なくとも一部を第1の遮蔽体により遮蔽した状態で、前記プラズマ処理空間において被処理物のプラズマ処理を実施する工程と、
前記第1の遮蔽体を前記クリーニング空間に移動させ、前記プラズマ処理空間の内壁の少なくとも一部を第2の遮蔽体により遮蔽する工程と、
前記クリーニング空間においてプラズマを生成させることにより、前記第1の遮蔽体の表面に形成された堆積物を除去する工程と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置のクリーニング方法が提供される。
図1は、本発明の具体例にかかるプラズマ処理装置1の断面構造を例示する概念図である。
また、図2は、その遮蔽構造体121、122の構造を例示する模式斜視図である。
また、図3は、これら遮蔽構造体121、122の動作を説明するための模式部分断面図である。
ここで、第一の遮蔽構造体121と第二の遮蔽構造体122は、処理容器11の内壁に近接して設けるようにした方がより望ましい。これら遮蔽構造体と処理容器11の内壁との間が狭ければ、堆積物が遮蔽構造体の裏面側に回り込みにくくなる上、プラズマ処理室2のスペース効率が良くなるからである。第一の遮蔽体12aと第二の遮蔽体12bはアルミニウム合金などで構成され、耐熱性や耐化学反応性を考慮して表面にはアルマイト処理やセラミック溶射処理(アルミナ、イットリウムなど)などが適宜施されている。
遮蔽構造体昇降手段13の動力源は具体的にはモータ、エアシリンダ、油圧シリンダなどで構成されるがこれに限定されるものではなく同様の機能を有する駆動源でもよい。
第一の遮蔽構造体121と第二の遮蔽構造体122はそれぞれ別の駆動源により個別に昇降可能とすることもできるが、単一の駆動源からの動力を歯車などで反転させて対称的な昇降動作(片方が上昇すると他方は下降する)をさせるようにすることもできる。第一の遮蔽体12aと第二の遮蔽体12bの上昇端位置と下降端位置は図示しない検出器からの信号で制御するようにしてもよいが、タイマーなどで時間管理をすることで制御してもよい。
被処理物16を搬送手段(図示しない)により、処理容器11の側壁の設けられた搬入出口(図示しない)から処理容器11内部に搬入し、下部電極26上に載置する。載置された被処理物16は下部電極26に内蔵された静電チャック(図示しない)により保持される。搬送手段が処理容器11から出た後、搬入出口(図示しない)が閉じ処理容器11が密閉される。そして、図3(a)または(b)に表したように、第一の遮蔽構造体121と第二の遮蔽構造体122のいずれか一方を遮蔽構造体昇降手段13により上昇させる。排気室21を介して処理容器11内が所定の圧力となるよう排気ポンプ19で減圧される。その際の圧力調整は圧力制御バルブ18で行う。
次に、高周波電源20から下部電極26に、高周波電力を印加する。電力が印加された下部電極26と接地されている上部電極3との間で電界が印加され、プラズマ発生室4にプラズマが発生する。発生したプラズマにより処理ガスGが分解、活性化されて分解種、活性種Rが生成される。生成された分解種、活性種Rはガス整流板15で流れの安定化を図られつつプラズマ処理室2に導かれる。導かれた分解種、活性種Rにより被処理物16に各種の処理(例えば、エッチング、アッシング、薄膜堆積など)がふされる。従来は、この際に生成された反応生成物などが処理容器11の内壁に堆積するのであるが、本発明においては第一の遮蔽体12aまたは第二の遮蔽体12bの内、上昇している方の遮蔽体に堆積する。その後、余剰のガスなどは逆流防止体27と処理容器の内壁との間隙(あるいは逆流防止体27に設けられた図示しない貫通穴など)を介して排気ポンプ19により排気室21に排気される。処理が終了した被処理物16は搬送手段(図示しない)で処理容器11の外に取り出される。
堆積物の量やパーティクルの量が所定量を上回るとクリーニング作業を行うが、従来は、被処理物16の処理作業とは別に時間をとってクリーニング作業を行う必要があった。すなわち、被処理物16の処理作業を中断し、被処理物16を処理容器11の外に取り出し、クリーニングガスを処理容器内に導入し、プラズマを発生させてこのクリーニングガスを分解、活性化させ、これにより処理容器11の内壁面に堆積した堆積物を分解除去するという工程を別に行わなければならなかった。例えば、図3(c)に示すようにロット毎(上段の方法1)や処理作業毎(下段の方法2)に被処理物16の処理作業を中断し、クリーニング作業を行わなければならなかった。
すなわち、第一の遮蔽体12aまたは第二の遮蔽体12bに堆積した堆積物の量が所定量を上回るなどしてクリーニング作業が必要と判断されると、上昇端位置にあるその遮蔽体を下降させる。その際、下降端にあった他方の遮蔽体を上昇端位置まで上昇させる。
なお、クリーニング作業の時期は、後述のように測定器でパーティクル量などを測定して判断してもよいし、処理時間・処理数・ロット毎などのように時間的管理や定期的管理を行って判断してもよい。
図5は、本発明のクリーニングのサイクルを説明するための模式図である。すなわち、図5(c)は前述したように従来のクリーニング作業のサイクルを模式的に示したタイムチャートであり、図5(b)は本発明のクリーニングを被処理物16の処理作業中に毎回平行して行った場合を模式的に示したタイムチャートである。また、図5(a)は、図5(b)との比較のために行ったものであり、前述の遮蔽体の入れ替え作業やクリーニング作業を行わずに遮蔽体を上端位置に固定したまま被処理物16の処理作業を行った場合を模式的に示したものである。
これらいずれの場合も、被処理物16の処理作業条件としては、被処理物16の処理対象膜はレジスト膜(アッシング作業)、処理ガスG(アッシングガス)はO2、処理ガスGの流量は100sccm、処理容器内圧力は6Pa、高周波電力は250W、印加時間は60秒である。また、図5(b)のクリーニングガスの条件としては、Arガスを50sccm、CF4ガスを1sccm、クリーニング室内圧力は6Paである。なお、プラズマ処理装置としては図1に示すものを用いたため、クリーニング作業における高周波電力と印加時間は被処理物16の処理作業条件と同じである。
図6からは、図5(a)のクリーニング作業がない条件のものでは、作業時間が200時間程度でパーティクル数が基準値に達し、図5(b)の クリーニング作業がある条件のものでは、作業時間が320時間程度でパーティクル数が基準値に達していることがわかる。このことは、連続処理が可能な時間を1.6倍以上にすることができることを意味し、処理装置の稼働率を大幅に向上させることができる。
また、図8は、図7に表したA部分とB部分における堆積量を表すグラフ図である。
遮蔽構造体121、122が配置されるA部分に堆積する量は、B部分に堆積する量のほぼ2倍程度であり、より早い時間で堆積量が所定値に達してしまうことがわかる。そのため、本発明により被処理物16の処理作業中にA部分に堆積する堆積物をクリーニングすることができれば、処理装置の稼働率を大幅に向上するのに非常に有効であることがわかる。
本具体例では、パーティクルの量を測定器で検出してクリーニング時期を認知している。すなわち、パーティクル検出器24を設け、排気ポンプ19により排気室21に導かれたパーティクルの数が計測可能とされている。なお、測定対象はパーティクルの数を計測するものには限られず、堆積量の厚さを測定したり、堆積量の変動により処理条件が変動(例えば、高周波電源の出力変動や温度変動など)することをとらえるようにしてもよい。また、測定位置も排気室21の付近に限られるものではなく、プラズマ処理室2、クリーニング室5、排気ポンプ19の入り口付近などで行ってもよい。
11 処理容器
12a 第一の遮蔽体
12b 第二の遮蔽体
13 遮蔽構造体昇降手段
17 クリーニングガス導入口
20 高周波電源
22 クリーニング用の高周波電源
24 パーティクル検出器
25 信号処理手段
26 下部電極
26c 下部側面電極
27 逆流防止体
121 第一の遮蔽構造体
122 第二の遮蔽構造体
RC 活性種や分解種
CG クリーニングガス
Claims (9)
- プラズマ処理空間と、クリーニング空間と、を有する処理容器と、
被処理物を前記プラズマ処理空間において載置する載置手段と、
前記プラズマ処理空間と前記クリーニング空間との間を移動可能とされ、前記プラズマ処理空間に配置された時に、前記プラズマ処理空間に面する内壁の少なくとも一部を遮蔽する第1の遮蔽体と、
前記プラズマ処理空間と前記クリーニング空間との間を移動可能とされ、前記プラズマ処理空間に配置された時に、前記プラズマ処理空間に面する内壁の少なくとも一部を遮蔽する第2の遮蔽体と、
を備え、
前記第1及び第2の遮蔽体の少なくともいずれかを前記プラズマ処理空間に移動させた状態で前記載置手段に載置された前記被処理物をプラズマ処理可能とし、
前記第1及び第2の遮蔽体の少なくともいずれかを前記クリーニング空間に移動させた状態で前記クリーニング空間においてプラズマを形成することにより、前記第1及び第2の遮蔽板の前記少なくともいずれかの表面に形成された堆積物を除去可能としたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記クリーニング空間にクリーニングガスを導入する手段と、
前記クリーニング空間において前記堆積物を除去する際に形成された生成物を前記処理容器の外に排出する手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。 - 前記載置手段からみて前記プラズマ処理空間とは反対側に設けられた電極部をさらに備え、
前記クリーニング空間は、前記電極部と前記処理容器の内壁との間に形成されることを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記載置手段に電圧を印加する電源と、
前記クリーニング空間に設けられ、前記載置手段と同電位とされた電極部と、
をさらに備え、
前記電源から前記載置手段に電圧を印加することにより、前記プラズマ処理空間においてプラズマを生成可能とし、
前記電源から前記電極部に電圧を印加することにより、前記クリーニング空間においてプラズマを生成可能としたことを特徴する請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記載置手段に電圧を印加する第1の電源と、
前記クリーニング空間に設けられた電極部と、
前記電極部に電圧を印加する第2の電源と、
をさらに備え、
前記第1の電源から前記載置手段に電圧を印加することにより、前記プラズマ処理空間においてプラズマを生成可能とし、
前記第2の電源から前記電極部に電圧を印加することにより、前記クリーニング空間においてプラズマを生成可能としたことを特徴する請求項1または2に記載のプラズマ処理装置。 - 前記第1及び第2の遮蔽体のいずれか一方を前記プラズマ処理空間に移動させ、前記第 1及び第2の遮蔽体のいずれか他方を前記クリーニング空間に移動させた状態で、前記プラズマ処理空間において前記被処理物をプラズマ処理しつつ前記クリーニング空間において前記第1及び第2の遮蔽板の前記いずれか他方の表面に形成された堆積物を除去可能としたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
- 前記プラズマ処理空間と前記クリーニング空間との間に設けられ、前記クリーニング空間から前記プラズマ処理空間へのガスの流れを制限する逆流防止板をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置。
- プラズマ処理空間と、クリーニング空間と、を有する処理容器における前記プラズマ処理空間の内壁の少なくとも一部を第1の遮蔽体により遮蔽した状態で、前記プラズマ処理空間において被処理物のプラズマ処理を実施する工程と、
前記第1の遮蔽体を前記クリーニング空間に移動させ、前記プラズマ処理空間の内壁の少なくとも一部を第2の遮蔽体により遮蔽する工程と、
前記クリーニング空間においてプラズマを生成させることにより、前記第1の遮蔽体の表面に形成された堆積物を除去する工程と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置のクリーニング方法。 - 前記堆積物を除去する工程において、前記クリーニング空間においてプラズマを生成させるとともに前記プラズマ処理空間においてもプラズマを生成させて前記プラズマ処理空間において被処理物のプラズマ処理を実施することを特徴とする請求項8記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
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