JP2010186891A - プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のメンテナンス方法及びプラズマ処理装置の組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排気時間を短縮することが可能なプラズマ処理装置を提供すること。
【解決手段】エッチング処理装置１０は、ガス供給源１４０から導入されたガスをプラズマ化し、内部にてウエハＷをプラズマ処理する処理チャンバＰＣと、処理チャンバＰＣの内部と連通し、処理チャンバＰＣにてプラズマ化されたガスを排気する排気チャンバＥＣと、排気チャンバＥＣに設けられ、処理チャンバＰＣの内部と排気チャンバＥＣの内部との連通を遮断する真空カバー２００と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のメンテナンス方法及びプラズマ処理装置の組み立て方法に関する。

プラズマ処理装置では、プラズマにより被処理体を微細加工する。例えば、図９に示したプラズマエッチング処理装置９０では、処理容器９００の内部にて上部電極９０５及び下部電極９１０が対向して配設され、これらの電極間にプラズマが生成される。上部電極９０５は、ガスシャワーヘッド９０５ａ及び石英シールド９０５ｂを含み、その周囲はデポシールド９１５にて覆われている。

サセプタ９２０の外周には、バッフル板９２５が設けられ、整合器９３０を介して高周波電源９３５に接続されている。ガス供給源９４０から供給されたガスは、ガスシャワーヘッド９０５ａから処理容器内部に導入され、高周波電源９３５から出力された高周波の電界エネルギーによりプラズマ化され、これによりウエハＷにエッチング処理が施される。

排気口９４５に接続された圧力制御バルブ９５０（ＡＰＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、高真空ポンプ９５５（ＴＭＰ：Ｔｕｒｂｏ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｕｍｐ）９５５が設けられている。高真空ポンプ９５５の背面側には粗引き真空ポンプ９６０（ＤＲＹ）が配設されている。処理容器９００内は、粗引き真空ポンプ９６０により粗引きされ、圧力制御バルブ９５０の弁体の開度を調整しながら高真空ポンプ９５５により真空引きされる。プロセス中、処理容器内部は真空排気され、気密が保たれる。

以下、処理容器のうち、バッフル板９２５にて仕切られた、サセプタ９２０上方のウエハ処理空間Ｕ１を形成する部分を処理チャンバＰＣといい、バッフル板９２５下からポンプまでの排気空間Ｕ２を形成する部分を排気チャンバＥＣという。

通常、処理容器内部はアルミニウムにより形成されていて、その表面は、プラズマ耐性を向上させるために陽極酸化（アルマイト）処理されている。例えば、図９に示した処理チャンバＰＣの上部壁面ＰＣ１及び側部壁面ＰＣ２はアルマイト処理されている。また、上部電力９０５のガスシャワーヘッド９０５ａは、アルミニウム表面にセラミック溶射ないしアルマイト処理されている。デポシールド９１５及びバッフル板９２５もセラミック溶射やアルマイト処理等がされている。同様に、排気チャンバＥＣの壁面ＥＣ１もアルマイト処理されている。排気チャンバＥＣ部分のアルマイト材料の占める面積は、処理チャンバＰＣ部分のアルマイト材料の占める面積より大きい。

プラズマ処理中に生じる反応生成物は、処理チャンバ内壁に付着して堆積する。堆積物は、所定以上の厚さになると壁面から剥がれ落ちてコンタミとなり、ウエハ処理の歩留まりを低下させるおそれがある。このため、通常、所定のタイミングに例えばデポシールドのパーツ交換等のメンテナンス作業を行うが、その際装置内部は大気に暴露される。メンテナンス後、大気に暴露された処理容器内を再び所望の真空度になるまで排気する。真空排気時の時間短縮を目的とした技術が、例えば特許文献１、２に開示されている。

特開平７−１６１６４３号公報 特開平６−３１１５４号公報

しかしながら、従来の方法では、メンテナンス中、装置内部全体が大気に開放され、メンテナンスを行う処理チャンバＰＣだけでなく、メンテナンス時に開放しなくてもよい排気チャンバＥＣまで大気に曝露される。一方、排気チャンバＥＣ部分のアルマイト材料の占める面積は、処理チャンバＰＣ部分のアルマイト材料の占める面積より大きい。

図１０に示したように、室温の場合の真空排気時間と単位面積当たりのガス放出率との関係を見ると、処理容器１００内を真空排気した場合、アルマイト、セラミックス溶射、石英等の材料の中で、アルマイト材料は、他の材料と比較して１〜２桁程単位面積当たりのガス放出量（ガス放出率）が大きい。ここで、放出ガスの主な成分は水分である。

また、アルマイト材料は、真空から大気に暴露した際のそれ自身の皮膜表面への水分の吸着量も他の材料に比べて多い。図１１はアルマイト処理した場合の真空排気時間と単位面積当たりの水分吸着量との関係を示し、図１２はセラミックス溶射の場合の真空排気時間と単位面積当たりの水分吸着量との関係を示す。これによれば、アルマイト材料は、セラミックス溶射に比べて１桁程、単位面積当たりの水分吸着量が大きい。大気暴露開始以降から経時的に水分吸着量の増加が進み、皮膜表面への水分吸着量が飽和・収束するまでの飽和時間も長い。皮膜表面への水分吸着量はガス放出の要因となる。

一方、前述したように、排気チャンバＥＣ部分のアルマイト材料の占める面積は、処理チャンバＰＣ部分のアルマイト材料の占める面積より大きい。その結果、大気暴露する必要のない排気チャンバＥＣ部分のアルマイト材料が、メンテナンス中に相当量の大気中の水分を取り込んでしまうため、メンテナンス後の処理容器内部の真空排気特性が良好な状態になるまでに長時間の排気時間を要していた。

図１３は、装置組み立て後の真空排気性能の一例を示すグラフである。チャンバ到達圧力やビルドアップ特性（リークレート）は、処理容器内部の真空排気特性が良好な状態になっているかを示す指標の一つである。図１３（ａ）によれば、チャンバ到達圧力の適正値を５．０×１０^−２（ｍＴｏｒｒ）以下とすると、８時間以上の排気時間が必要となることがわかる。また、図１３（ｂ）によれば、ビルドアップ特性（リークレート）の適正値を１．０（ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ）以下とすると、７時間以上の排気時間が必要であることがわかる。以上から、両方の条件を満たすために８時間以上という排気時間を要し、これが、装置の生産性を低下させる大きな要因の一つとなっていた。

また、排気チャンバＥＣには、処理チャンバＰＣや流量制御バルブ等に設けられているヒータ等の加熱手段は設けられていない。このため、排気チャンバＥＣ内を積極的に温度制御して大気中の水分の取り込みを抑制する手段もなく、さらに、真空排気中にガス放出を促進させる手段もない。

上記問題に鑑み、本発明は、排気時間を短縮することが可能なプラズマ処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、ガス供給源から導入された処理ガスをプラズマ化し、内部にて被処理体をプラズマ処理する処理チャンバと、前記処理チャンバの内部と連通し、前記処理チャンバにてプラズマ化されたガスを排気する排気チャンバと、前記排気チャンバに設けられ、前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する遮断カバーと、を有するプラズマ処理装置が提供される。

これによれば、遮断カバーにより処理チャンバと排気チャンバとは仕切られ、各チャンバ内部の連通は遮断される。このため、メンテナンス中、処理チャンバのみが大気開放され、排気チャンバは真空状態を維持することができる。これにより、メンテナンス中、排気チャンバ内のアルマイトは大気中の水分を吸収しない。この結果、メンテナンス後の真空排気時間を短縮することができ、装置の生産性を向上させることができる。

前記遮断カバーを支持し、前記遮断カバーを移動させる駆動機構を有していてもよい。

前記駆動機構は、メンテナンス前、前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する位置に前記遮断カバーを移動させてもよい。

前記駆動機構は、メンテナンス後、前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断しない位置に前記遮断カバーを移動させてもよい。

前記遮断カバーが前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する位置に移動した際、前記遮断カバーの上部または下部にて真空シールするシール材を有していてもよい。

前記ガス供給源は、前記遮断カバーが前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する位置に移動した際、前記排気チャンバの圧力を前記処理チャンバの圧力より高くするように前記排気チャンバ及び前記処理チャンバにパージガスを導入してもよい。

前記排気チャンバに設けられ、前記排気チャンバの温度を制御する温度制御機構を有していてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、ガス供給源から導入された処理ガスをプラズマ化し、内部にて被処理体をプラズマ処理する処理チャンバと、前記処理チャンバの内部と連通し、前記処理チャンバにてプラズマ化されたガスを排気する排気チャンバと、を備えるプラズマ処理装置のメンテナンス方法であって、メンテナンス前、遮断カバーを支持しながら移動させる駆動機構を駆動させて、前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する位置に前記遮断カバーを移動させ、メンテナンス後、前記駆動機構を駆動させて、前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断しない位置に前記遮断カバーを移動させるプラズマ処理装置のメンテナンス方法が提供される。

前記遮断カバーが前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する位置に設けられている場合、前記ガス供給源は、前記処理チャンバの内部圧力より前記排気チャンバの内部圧力を高くするように各チャンバにガスを供給してもよい。

前記排気チャンバに設けられた温度制御機構を用いて、前記排気チャンバのメンテナンス中の温度を前記排気チャンバのプロセス中の温度より上げてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、ガス供給源から導入された処理ガスをプラズマ化し、内部にて被処理体をプラズマ処理する処理チャンバと、前記処理チャンバの内部と連通し、前記処理チャンバにてプラズマ化されたガスを排気する排気チャンバと、を備えるプラズマ処理装置の組み立て方法であって、前記排気チャンバに前記処理チャンバを合体させる前、遮断カバーを支持する駆動機構を駆動させて、前記排気チャンバの内部を外部から遮断する位置に前記遮断カバーを移動させ、前記排気チャンバの真空排気を開始し、前記排気チャンバに前記処理チャンバを合体させ、前記処理チャンバの真空排気を開始するプラズマ処理装置の組み立て方法が提供される。

以上説明したように本発明によれば、排気時間を短縮することにより生産性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る真空カバーが処理チャンバ内部と排気チャンバ内部の連通を遮断する位置（上側）にある場合の縦断面図である。 同実施形態に係る真空カバーが処理チャンバ内部と排気チャンバ内部が連通する位置（下側）にある場合の縦断面図である。 同実施形態に係るエッチング処理装置の真空カバーが移動中の場合の縦断面図である。 同実施形態に係るシールゲートリングの斜視図である。 同実施形態に係るエッチング処理装置の真空カバーが移動中の場合の他の縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るガス封じ切りカバーが処理チャンバ内部と排気チャンバ内部の連通を遮断する位置（上側）にある場合の縦断面図である。 同実施形態に係るガス封じ切りカバーが処理チャンバ内部と排気チャンバ内部が連通する位置（下側）にある場合の縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係るエッチング処理装置の縦断面図である。 従来のエッチング処理装置の一例を示した縦断面図である。 真空排気時間と単位面積当たりのガス放出率との一般的な関係を示したグラフである。 アルマイトの場合の真空排気時間と単位面積当たりの水分吸着量との一般的な関係を示したグラフである。 セラミック溶射の場合の真空排気時間と単位面積当たりの水分吸着量との一般的な関係を示したグラフである。 図１３（ａ）は真空排気時間とチャンバ圧力との関係を示したグラフであり、図１３（ｂ）は真空排気時間とリークレートとの関係を示したグラフである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、以下で説明する本発明の各実施形態に係るプラズマ処理装置を次の順序で説明する。
＜第１実施形態＞
（装置の全体構成）
（真空カバーの構成）
（真空カバーの動作）
（メンテナンス動作）
＜第２実施形態＞
（封じ切りカバーの動作）
（メンテナンス開始手順Ａ）
（メンテナンス開始手順Ｂ）
（メンテナンス作業終了後の真空排気手順）
＜第３実施形態＞
（排気チャンバの温度制御）
＜第４実施形態＞
（製造及び検査工程の排気手順）

＜第１実施形態＞
（装置の全体構成）
まず、本発明の一実施形態に係る電極を有するプラズマ処理装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るエッチング処理装置（平行平板型プラズマ処理装置）を模式的に示した縦断面図である。エッチング処理装置１０は、電磁波のエネルギーによりプラズマを生成し、ウエハＷをプラズマ処理するプラズマ処理装置の一例である。

エッチング処理装置１０は、ウエハＷをプラズマ処理する処理容器１００を有する。処理容器１００は円筒状であって、その内部には上部電極１０５及び下部電極１１０が対向して配設されている。上部電極１０５は、ガスシャワーヘッド１０５ａ及び石英シールド１０５ｂを含み、その周囲はデポシールド１１５にて覆われている。

処理容器中央には、ウエハＷを載置するサセプタ１２０が設けられている。サセプタ１２０の外周には、バッフル板１２５が設けられていて、ガスの流れを制御する。サセプタ１２０は、整合器１３０を介して高周波電源１３５に接続されている。ガス供給源１４０から供給されたガスは、ガス導入バルブＶ１によりその流量を調整しながらガスシャワーヘッド１０５ａから処理容器１００内部に導入され、高周波電源１３５から出力された高周波の電界エネルギーにより分解される。これにより上部電極１０５及び下部電極１１０間にプラズマが生成され、ウエハＷにエッチング処理が施される。

処理容器１００のうち、バッフル板１２５にて仕切られた、サセプタ１２０上方の処理チャンバＰＣ内の空間をウエハ処理空間Ｕ１といい、排気チャンバＥＣのバッフル板１２５下からポンプまでの空間を排気空間Ｕ２という。

排気空間Ｕ２には排気口１４５が設けられ、排気口１４５には圧力制御バルブ（ＡＰＣ）１５０、高真空ポンプ（ＴＭＰ）１５５が接続されている。高真空ポンプ１５５の背面側には粗引き真空ポンプ（ＤＲＹ）１６０が配設されている。処理容器１００内は、粗引きバルブＶ２、Ｖ３を開いて粗引き真空ポンプ１６０により粗引され、粗引きバルブＶ２、Ｖ３を閉じた後、処理容器１００内の圧力に応じて圧力制御バルブ１５０の開度を調整しながら高真空ポンプ１５５により真空引きされる。

（真空カバーの構成）
バッフル板１２５の下方部分には、排気空間Ｕ２の真空を保持するための真空カバー２００が設けられている。真空カバー２００は、アルミニウム等の金属により形成され、アルマイト処理されている。ただし、真空カバー２００は、誘電体により形成されていてもよい。真空カバー２００は、処理チャンバＰＣの内部と排気チャンバＥＣの内部との連通を遮断する遮断カバーの一例である。

真空カバー２００の下部中央には支持棒２０５の一端部が取り付けられている。支持棒２０５の他端部は、処理容器１００を貫通して支持台２１０に取り付けられていて、これにより、真空カバー２００は、支持台２１０に支持される。支持棒２０５の貫通部分は真空シール２２０によりシールされ、処理容器１００内の気密を保持するようになっている。支持台２１０にはモータ２１５が接続されている。

モータ２１５のモータ軸２１５ａと支持台２１０とは、例えば、ボールネジ機構等により係合されている。モータ２１５を駆動することにより、支持台２１０が上下し、これによって真空カバー２００が排気空間Ｕ２を上下するようになっている。

なお、支持棒２０５、支持台２１０、モータ２１５は、真空カバー２００を支持し、真空カバー２００を上下移動させる駆動機構の一例であり、駆動方法としては、エアーにより駆動する機構や、油圧により駆動する機構等、各種の駆動機構を使用することができる。

サセプタ１２０の外周面と排気チャンバＥＣの内壁面との間にはシールゲートリング２３０が設けられている。図４に示すように、シールゲートリング２３０には、４つのシールゲート空間ＧＵが設けられている。シールゲート空間ＧＵは、真空カバー２００を通過させるための空間である。ここでは、シールゲート空間ＧＵは４つの空間に分けられているが、これに限られず、シールゲート空間ＧＵは、サセプタ１２０の周囲にリング状に１つ設けられていてもよく、２つ以上の空間に分けられていてもよい。

シールゲート空間ＧＵの周縁には真空シール２２５が設けられている。真空シール２２５は、真空カバー２００がシールゲートリング２３０上に配置されたときに真空カバー２００とシールゲートリング２３０との間をシールする。真空シール２２５としてはＯリングが使われてもよい。

（真空カバーの動作）
通常、ウエハ処理を行う際、図２に示したように、真空カバー２００は、排気チャンバＥＣの下方底面付近に配置されている。処理チャンバＰＣをメンテナンスする際には、真空カバー２００をバッフル板１２５の下方に移動させる。

真空カバー２００をバッフル板１２５の下に移動させる手段としては、例えば、図３に示したように、モータ２１５の駆動力により、支持棒２０５を介して真空カバー２００を上昇させながら、一旦真空カバー２００を斜めに傾斜させ、排気チャンバＥＣに設けられたシールゲート空間ＧＵを通過させる。

シールゲート空間ＧＵを通過した真空カバー２００は、図１に示したように、再びバッフル板１２５に平行な状態にしてシールゲートリング２３０上に載置される。これにより、真空カバー２００は、シールゲートリング２３０の上下空間を仕切る。また、真空シール２２５は、シールゲートリング２３０と真空カバー２００との間に介在してシールゲート空間ＧＵをシールすることにより、排気空間Ｕ２の気密を保持する。

真空シール２２５は、必ずしもシールゲートリング２３０側に装着されていなくてもよく、例えば真空カバー２００の下部に装着されてもよい。これによっても、真空シール２２５は、シールゲートリング２３０と真空カバー２００との間に介在して排気空間Ｕ２の気密を保持することができる。

また、シールゲート空間ＧＵに真空カバー２００を通過させる際、図３のように真空カバー２００を斜めに傾斜させる代わりに、図５に示したように真空カバー２００を折り畳んだ状態にしてもよい。

（メンテナンス動作）
次に、メンテナンス時の動作について説明する。まず、真空カバー２００を図２に示した排気チャンバＥＣの底面に配置した状態で、処理チャンバＰＣから排気チャンバＥＣを経て圧力制御バルブ１５０までの範囲を所望の真空状態に排気し、その後ウエハ処理する。

ウエハ処理後、メンテナンスが必要になった時点で、図３に示したように、真空カバー２００を排気チャンバＥＣの下方からバッフル板１２５下まで移動させて、図１に示したようにシールゲートリング２３０上に固定させる。これにより、真空カバー２００下から圧力制御バルブ１５０までの排気空間Ｕ２は、真空排気された状態に維持される。その状態で処理チャンバＰＣのウエハ処理空間Ｕ１にＮ_２ガスなどのパージガスを導入して、ウエハ処理空間Ｕ１の圧力を大気圧まで上昇させ、処理チャンバＰＣ部分のみを大気開放し、メンテナンスを実行する。ウエハ処理空間Ｕ１の圧力は、処理チャンバＰＣに設けられた圧力計Ｐ１により測定される。

メンテナンス作業（デポシールドの交換等）が終了した後、粗引きバルブＶ３を一旦閉じた後、粗引きバルブＶ２を開き、粗引き真空ポンプ１６０を用いてウエハ処理空間Ｕ１の真空排気を行う。ウエハ処理空間Ｕ１の圧力が、例えば０．１Ｔｏｒｒ以下に達したところで、粗引きバルブＶ２を閉じ、続いて粗引きバルブＶ３を開いて排気を続ける。さらに、バッフル板２００下に固定されていた真空カバー２００を、図２のように排気チャンバＥＣ下方に移動し、ウエハ処理空間Ｕ１から排気空間Ｕ２、圧力制御バルブ１５０に至るまでの領域を高真空ポンプ１５５を用いて真空排気する。

前述したように、排気チャンバＥＣのアルマイト処理面積は、処理チャンバＰＣのアルマイト処理面積と比べて、約１．０倍〜１．５倍になる。よって、メンテナンス時、排気空間Ｕ２が大気に曝露されてしまうと、メンテナンス中にアルマイト材料が相当量の大気中の水分を取り込んでしまう。その結果、メンテナンス後の処理容器内部の真空排気特性が良好な状態になるまでに、長時間の排気時間を要する。例えば、図１３（ａ）によれば、到達圧力の適正値を５．０×１０^−２（ｍＴｏｒｒ）以下とすると８時間以上の排気時間が必要となり、図１３（ｂ）によれば、ビルドアップ特性（リークレート）の適正値を１．０（ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ）以下とすると７時間以上の排気時間が必要となる。

しかしながら、本実施形態に係るエッチング処理装置１０では、メンテナンス時、真空カバー２００によりウエハ処理空間Ｕ１と排気空間Ｕ２とが仕切られ、各チャンバ内部の連通は遮断される。これにより、メンテナンス中、処理チャンバＰＣのみを大気開放すればよく、排気チャンバＥＣの真空状態は維持される。よって、メンテナンス中、排気チャンバＥＣ内のアルマイトは大気中の水分を吸収しない。これにより、メンテナンス後の真空排気時間を短縮することができる。例えば、排気チャンバＥＣ表面のアルマイト処理面積が、処理チャンバＰＣ表面のアルマイト処理面積と同等又は１．５倍程度の場合、メンテナンス後の排気時間を４時間以下に短縮することができる。この結果、装置の生産性を飛躍的に向上させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るエッチング処理装置１０について、図６を参照しながら説明する。第２実施形態に係るエッチング処理装置１０は、第１実施形態に係るエッチング処理装置１０に対して、カバーの配置位置が異なっている。以下、この点を中心に本実施形態について説明し、第１実施形態と重複する部分の説明は省略する。

（封じ切りカバーの動作）
本実施形態に係るエッチング処理装置１０では、図６に示したように、バッフル板１２５の下方であって、シールゲートリング２３０の下部にガス封じ切りカバー２５０を移動させ、配置する。ガス封じ切りカバー２５０は、処理チャンバＰＣの内部と排気チャンバＥＣの内部との連通を遮断する遮断カバーの一例である。

このガス封じ切りカバー２５０により、それ自身から圧力制御バルブ（ＡＰＣ）１５０に至るまでの排気空間Ｕ２を、所定の圧力のガス雰囲気に保持し、この排気空間Ｕ２部分への大気の混入を回避する。所定の圧力を保つために排気チャンバＥＣ側にも圧力計Ｐ２が設けられている。通常のウエハ処理を行う際は、例えば、ガス封じ切りカバー２５０は、図７に示したように、排気チャンバＥＣの下方底面付近に配置される。

メンテナンス時の処理チャンバＰＣの大気曝露の手順として、以下に２つの方法Ａ，Ｂを説明する。

（メンテナンス開始手順Ａ）
最初に、メンテナンス時の処理チャンバＰＣの大気曝露の手順Ａについて説明する。ウエハ処理を行う際、図７に示したように、ガス封じ切りカバー２５０は、排気チャンバＥＣの下方底面付近に配置されている。処理容器１００内は、粗引きバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４を開いて粗引き真空ポンプ１６０により粗引きされ、粗引きバルブＶ２、Ｖ３、Ｖ４を閉じた後、処理容器１００内の圧力に応じて圧力制御バルブ１５０の開度を調整しながら高真空ポンプ１５５により真空引きされる。

処理チャンバＰＣをメンテナンスする際には、処理チャンバＰＣから排気チャンバＥＣを経て、圧力制御バルブ（ＡＰＣ）１５０までの範囲（空間Ｕ１、Ｕ２）を真空状態に排気した状態から、図６のようにガス封じ切りカバー２５０を排気チャンバＥＣの下方からバッフル板の下方に移動させ、固定する。

圧力制御バルブ１５０を閉じた後、ガス導入バルブＶ１及びＶ５を開き、ガス封じ切りカバー２５０の上方のウエハ処理空間Ｕ１及びガス封じ切りカバー２５０の下方の排気空間Ｕ２にＮ_２ガス等を導入して、圧力を上昇させる。この際、ガス封じ切りカバー２５０の下方空間Ｕ２の圧力は、常に、同カバーの上方空間Ｕ１の圧力よりも低くなることはないように導入ガス量を調整する。その後、カバー上方空間Ｕ１が大気圧（＝１気圧）、カバー下方空間Ｕ２が例えば１．２気圧に到達した時点で、処理チャンバＰＣ部分のみを大気開放する。

（メンテナンス開始手順Ｂ）
次に、メンテナンス時の処理チャンバＰＣの大気曝露の手順Ｂについて説明する。図７に示したように、ガス封じ切りカバー２５０を排気チャンバＥＣの下方底面付近に配置し、処理チャンバＰＣから排気チャンバＥＣを経て、圧力制御バルブ１５０までの範囲（空間Ｕ１、Ｕ２）を真空状態に排気した状態から、圧力制御バルブ１５０を閉じる。

ガス導入バルブＶ１，Ｖ５を開いて、処理チャンバＰＣから排気チャンバＥＣを経て圧力制御バルブ１５０までの範囲に、Ｎ_２ガスなどを導入し、圧力を上昇させる。その後、この範囲の圧力が大気圧程度になる以前の時点で、図６のように、ガス封じ切りカバー２５０を、排気チャンバＥＣの下方からバッフル板下に移動させ、固定する。その後、カバー上方部分Ｕ１が大気圧（＝１気圧）、カバー下方部分Ｕ２が例えば１．２気圧に到達した時点で、処理チャンバＰＣ部分のみを大気開放する。

上記いずれの方法によっても、メンテナンス中、排気チャンバＥＣ側の排気空間Ｕ２は大気開放されず、アルマイトは大気中の水分を吸収しない。これにより、メンテナンス等のためにエッチング処理装置１０を大気に曝露した後の真空排気時間を短縮することができ、装置の生産性を飛躍的に向上させることができる。

また、本実施形態では、ガス封じ切りカバー２５０を傾斜させたり、折りたたんだりしでシールゲート空間ＧＵを通過させる必要がない。これにより、カバーの構成及びカバーの制御を容易にすることができる。

（メンテナンス作業終了後の真空排気手順）
メンテナンス作業終了後は、次の手順で真空排気を行う。まず、図６の粗引きバルブＶ３を一旦閉じた後、粗引きバルブＶ２を開き、粗引き真空ポンプ１６０を用いて、ウエハ処理空間Ｕ１の真空排気を行う。

続いて、粗引きバルブＶ４を開き、ガス封じ切りカバー２５０から圧力制御バルブ１５０に至る範囲（空間Ｕ２）の真空排気を行う。この際、圧力計Ｐ１と圧力計Ｐ２及び粗引きバルブＶ２と粗引きバルブＶ４によって、処理空間Ｕ１の圧力は、排気空間Ｕ２の圧力よりも高くなることがないように制御される。

ウエハ処理空間Ｕ１の圧力が例えば０．１Ｔｏｒｒ未満、排気空間Ｕ２の圧力が０．１Ｔｏｒｒ〜０．２Ｔｏｒｒに達したところで、粗引きバルブＶ２及び粗引きバルブＶ４を閉じ、続いて粗引きバルブｖ３を開く。更に、バッフル板１２５の下に固定されていたガス封じ切りカバー２５０を、図７のように排気チャンバＥＣの底面に移動させ、ウエハ処理空間Ｕ１から圧力制御バルブ１５０に至る排気空間Ｕ２までを、高真空ポンプ１５５を用いて真空排気する。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係るエッチング処理装置１０について、図８を参照しながら説明する。第３実施形態に係るエッチング処理装置１０は、排気チャンバＥＣ部分に温度制御機構３００が設けられている点において第１実施形態に係るエッチング処理装置１０と異なる。以下、この点を中心に本実施形態について説明し、第１実施形態と重複する部分の説明は省略する。

（排気チャンバ部分の温度制御）
図８のエッチング処理装置１０では、図１の第１のエッチング処理装置１０の各構成に加えて、排気チャンバＥＣの外壁部に温度制御機構３００が装着されている。温度制御機構３００は、加熱機構と冷却機構とを有する。排気チャンバＥＣ部分の温度制御は、温度制御機構３００の加熱機構により、ウエハ処理チャンバＰＣに設けられた図示しない加熱機構によって設定された、例えば８０℃の温度に上昇させる。これにより、処理チャンバＰＣの大気曝露の際、排気チャンバＥＣ壁面への水分の吸着をより確実に抑制することができる。また、粗引き真空ポンプ１６０による真空排気開始後から高真空ポンプ１５５の排気に移行した後、数１０分から１時間程度経過後に排気チャンバＥＣの温度を例えば、８０℃から４０℃に低下させる。これにより、装置全体の到達圧力やリークレートを向上させることができる。

また、図２の真空カバー２００に替えて、図６のガス封じ切りカバー２５０を用いたエッチング処理装置１０の場合にも図６の排気チャンバＥＣ部分に温度制御機構３００を設けることができる。この場合、ウエハ処理空間Ｕ１の粗引き開始後以降で、高真空ポンプ１５５の排気に移る際に、大気曝露されたウエハ処理空間Ｕ１からの水分が排気チャンバＥＣの内壁表面に吸着する際、温度制御機構３００による強制的な加熱によって、排気チャンバＥＣの温度を現状の例えば約４０℃から８０℃に上昇させることにより、排気チャンバＥＣへの水分吸着を抑制することができる。このように、排気チャンバＥＣに温度制御機構３００を付設させることにより、真空排気時間を更に効率的に短縮することができ、装置の生産性をより高めることができる。

＜第４実施形態＞
（製造及び検査工程（チャンバ組み立て及び検査時）の排気手順）
第４実施形態では、製造及び検査工程における効率的な排気手順について説明する。エッチング処理装置１０の組み立ての際、全体の組み立てを完了する以前の段階、すなわち、排気チャンバＥＣと圧力制御バルブ１５０、高真空ポンプ１５５等を合体させた時点で、真空カバー２００を図１に示す遮断位置に移動させた状態で前もって真空排気を開始する。

また、排気チャンバＥＣ部分の温度も温度制御機構３００により例えば８０℃に設定する。これにより、排気チャンバＥＣの真空脱ガスは促進される。その後、排気チャンバＥＣに処理チャンバＰＣを合体させた時点で、処理チャンバＰＣの真空排気を行う。

本実施形態に係るエッチング処理装置１０の組み立て方法によれば、全体を組み立てる前に排気チャンバ部分を事前に真空排気することにより、処理チャンバＰＣを含む全体を組み立て終了後、初めて真空排気を開始した場合に比べて、所定の真空度に達するまでの排気時間を短縮することができる。

また、排気チャンバＥＣと圧力制御バルブ１５０、高真空ポンプ１５５等を合体させ、真空カバー２００を図１に示す遮断位置に移動させた状態で一旦真空排気後、図６の状態でＮ_２等のガスを排気チャンバＥＣに導入して、排気チャンバ部分を１気圧以上の圧力で封じ切る。これにより、排気チャンバＥＣ部分への大気成分の混入は抑制される。

このように、ウエハ処理室部分を含む全体を組み立て終了後に初めて真空排気を開始し、所定の真空度に達する時間よりも、排気チャンバ部分を事前に真空排気させ、かつＮ_２等のガスで排気チャンバ部分を１気圧以上の圧力で封じ切ることにより、所定の真空度に達するまでの排気時間を短縮することができる。

なお、真空カバー２００に替えて、ガス封じ切りカバー２５０を図６に示す遮断位置に移動させた状態で前もって真空排気を開始するようにしてもよい。

以上、各実施形態によれば、真空カバー２００やガス封じ切りカバー２５０等の遮断カバーにより、排気チャンバＥＣの大気曝露を回避し、これにより、真空排気時間を短縮することができる。また、排気チャンバＥＣに加熱手段を設けることにより、排気チャンバＥＣ内を積極的に温度制御して大気中の水分の取り込みを抑制することができる。また、エッチング処理装置の製造及び検査工程中の真空排気時間を短縮することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、真空カバーやガス封じ切りカバーは、バッフル板の下方に配置されていてもよいバッフル板直下にバッフル板に密着して設けられてもよい。ただし、カバーとバッフル板との間の空間は、メンテナンス時、大気開放される領域であるため、その部分に露出したアルマイト材料は、水分を吸収する。よって、この空間が小さいほど、アルマイトの水分吸収が少なくなり、排気時間の短縮につながるため好ましい。

また、プラズマ処理装置は、容量結合型プラズマ処理装置（平行平板型プラズマ処理装置）に限られず、誘導結合型プラズマ処理装置、マイクロ波プラズマ処理装置等いずれのプラズマ処理装置であってもよい。

また、プラズマ処理装置にてプラズマ処理される被処理体は、ウエハであっても基板であってもよい。

１０ エッチング処理装置
１００ 処理容器
１０５ 上部電極
１１０ 下部電極
１２０ サセプタ
１２５ バッフル板
１４５ 排気口
１５０ 圧力制御バルブ
１５５ 高真空ポンプ
１６０ 粗引き真空ポンプ
２００ 真空カバー
２０５ 支持棒
２１０ 支持台
２１５ モータ
２１５ａ モータ軸
２２０、２２５ 真空シール
２３０ シールゲートリング
２５０ ガス封じ切りカバー
３００ 温度制御機構
Ｕ１ 処理空間
Ｕ２ 排気空間
ＧＵ シールゲート空間

Claims (11)

1. ガス供給源から導入された処理ガスをプラズマ化し、内部にて被処理体をプラズマ処理する処理チャンバと、
   前記処理チャンバの内部と連通し、前記処理チャンバにてプラズマ化されたガスを排気する排気チャンバと、
   前記排気チャンバに設けられ、前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する遮断カバーと、を備えるプラズマ処理装置。
2. 前記遮断カバーを支持し、前記遮断カバーを移動させる駆動機構を備える請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記駆動機構は、メンテナンス前、前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する位置に前記遮断カバーを移動させる請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記駆動機構は、メンテナンス後、前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断しない位置に前記遮断カバーを移動させる請求項２又は請求項３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
5. 前記遮断カバーが前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する位置に移動した際、前記遮断カバーの上部または下部にて真空シールするシール材を備える請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
6. 前記遮断カバーが前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する位置に移動した際、前記ガス供給源は、前記排気チャンバの内部圧力を前記処理チャンバの内部圧力より高くするように各チャンバにガスを供給する請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
7. 前記排気チャンバに設けられ、前記排気チャンバの温度を制御する温度制御機構を備える請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
8. ガス供給源から導入された処理ガスをプラズマ化し、内部にて被処理体をプラズマ処理する処理チャンバと、前記処理チャンバの内部と連通し、前記処理チャンバにてプラズマ化されたガスを排気する排気チャンバと、を備えるプラズマ処理装置のメンテナンス方法であって、
   メンテナンス前、遮断カバーを支持しながら移動させる駆動機構を駆動させて、前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する位置に前記遮断カバーを移動させ、
   メンテナンス後、前記駆動機構を駆動させて、前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断しない位置に前記遮断カバーを移動させるプラズマ処理装置のメンテナンス方法。
9. 前記遮断カバーが前記処理チャンバの内部と前記排気チャンバの内部との連通を遮断する位置に設けられている場合、前記ガス供給源は、前記排気チャンバの内部圧力を前記処理チャンバの内部圧力より高くするように各チャンバにガスを供給する請求項８に記載のメンテナンス方法。
10. 前記排気チャンバに設けられた温度制御機構を用いて、前記排気チャンバのメンテナンス中の温度を前記排気チャンバのプロセス中の温度より上げる請求項８又は請求項９のいずれかに記載のメンテナンス方法。
11. ガス供給源から導入された処理ガスをプラズマ化し、内部にて被処理体をプラズマ処理する処理チャンバと、前記処理チャンバの内部と連通し、前記処理チャンバにてプラズマ化されたガスを排気する排気チャンバと、を備えるプラズマ処理装置の組み立て方法であって、
    前記排気チャンバに前記処理チャンバを合体させる前、遮断カバーを支持しながら移動させる駆動機構を駆動させて、前記排気チャンバの内部を外部から遮断する位置に前記遮断カバーを移動させ、
    前記排気チャンバの真空排気を開始し、
    前記排気チャンバに前記処理チャンバを合体させ、
    前記処理チャンバの真空排気を開始するプラズマ処理装置の組み立て方法。
    

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