JP2022147049A - プラズマ処理装置の検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、処理室内の状態の検査を,製品用ウェーハとは異なる検査用ウェーハを検査対象の処理室に搬送して処理を施し,この検査用ウェーハ上のパーティクルを測定することによって,処理室内の状態を検査する方法が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
そこで、チャンバ内の状態を検査する際に、検査用ウェーハ上のパーティクルの測定を正確に行うことができる技術の開発が望まれていた。
プラズマ処理装置1の各部の詳細については、後述する。
まず、本発明者らは、プラズマ処理装置1を用いた実験により、以下のことを突き止めた。
すなわち、本発明者らは、前述のプラズマ処理装置1の内部におけるパーティクルの有無を確認した。より具体的には、本発明者らは、ロードロック部5、処理部6および受け渡し部7の各内部のパーティクルを検査用ウェーハ100aを用いて測定した。
C16H30O4は、Oリングなどのシール部材に多く含まれる成分である。
また、図2中の点B1、B2は測定値であり、図2中の点線は、点B1、B2に基づく近似曲線である。
本発明者らは検討の結果、受け渡し部7の内部の圧力を、1×10-1Pa以上とすれば、プラズマ処理の種類や処理条件などが変わったとしても、C16H30O4の成分の蒸発をほぼ無くすことができるとの第1の知見を得た。
処理部6は、例えば、プラズマエッチング装置、プラズマアッシング装置、スパッタリング装置、プラズマCVD装置などのプラズマ処理装置とすることができる。
この場合、プラズマの発生方法には特に限定はなく、例えば、高周波やマイクロ波などを用いてプラズマを発生させるものとすることができる。
ただし、プラズマ処理装置の種類やプラズマ発生方法は例示をしたものに限定されるわけではない。すなわち、処理部6は、大気圧よりも減圧された雰囲気において、処理物100にプラズマ処理を施すものであればよい。
図3に例示をする処理部6は、誘導結合プラズマ処理装置である。すなわち、高周波エネルギーにより励起、発生させたプラズマPを用いてプロセスガスGからプラズマ生成物を生成し、処理物100の処理を行うプラズマ処理装置の一例である。
本実施の形態においては、アンテナ63および高周波電源64aが、プラズマPを発生させるプラズマ発生部となる。
図1に示すように、受け渡し部7は、処理部6とロードロック部5との間に設けられている。受け渡し部7は、処理部6とロードロック部5との間における処理物100の受け渡しを行う。
なお、図4は、図1における受け渡し部7のA-A線断面図である。
図4に示すように、受け渡し部7は、チャンバ71、搬送部72、排気部73(第2の排気部の一例に相当する)、およびガス供給部74(第2のガス供給部の一例に相当する)を有する。
排気部73は、例えば、前述した排気部66と同様とすることができる。
圧力制御部66aは、チャンバ71の内部の圧力を検出する図示しない圧力計の出力に基づいて、チャンバ71の内部の圧力が所定の圧力となるように制御する。
そこで、図4に示すように、本実施の形態に係る受け渡し部7には、ガス供給部74が設けられている。
ガス供給部74は、流量制御部74aを介して、チャンバ71の内部にガスG1を供給する。流量制御部74aは、例えば、マスフローコントローラ(MFC)などとすることができる。
図5は、第1のパーティクル測定工程を有するプラズマ処理装置の検査時におけるガスG1の供給を例示するためのタイミングチャートである。なお、パーティクル測定工程を実行するときには、オペレータは、コントローラ2の操作パネルなどの入力装置を操作して、プラズマ処理装置1の制御モードを検査モード(パーティクル測定モード)に切り替える。この検査モードにおいては、検査対象に応じた動作の選択も可能である。例えば、処理部6のパーティクル測定を行う動作、受け渡し部7のパーティクル測定を行う動作等を選択することができる。図5の例は、処理部6のパーティクル測定を行う動作が選択された例である。
図5中のT2は、処理部6のチャンバ61から受け渡し部7のチャンバ71への処理物100の搬出開始のタイミングである。
受け渡し部7のチャンバ71の内部の圧力は、C16H30O4の成分が蒸発するのを抑制できる5×10-3Pa以上の圧力に維持されている。具体的には、コントローラ2は、チャンバ71の内部の圧力を検出する図示しない圧力計の出力に基づいて、チャンバ71に取り付けられている圧力制御部66aを制御して、チャンバ71の内部の圧力を5×10-3Pa以上の圧力となるようにしている。
処理部6のチャンバ61の内部は、排気部66によって排気されて1×10-3Pa~1×10-2Paの圧力に維持されている。本実施形態では、例えば、1×10-3Paである。
チャンバ51の内部の圧力およびチャンバ71内部の圧力が上記の圧力となったら、ゲートバルブ51aが開けられる。そして、検査用ウェーハ100aは、搬送部72によってチャンバ71の内部に搬入される(図5の(2))。
チャンバ71の内部の圧力が、例えば、5×10-2Paとなったら、ゲートバルブ61cを開ける。そして、検査用ウェーハ100aは、搬送部72によってチャンバ61の内部に搬入される(図5のT1)。
チャンバ71の内部に検査用ウェーハ100aが搬送されたら、ゲートバルブ51aが、閉じられる。検査用ウェーハ100aは、例えば、チャンバ71の内部に数十秒の間留まる。検査用ウェーハ100aがチャンバ71の内部に留まる時間は、処理物100を実際に処理する条件に近づけるため、処理部6にてプラズマ処理をする時間と同じとすることが好ましい。検査用ウェーハ100aがチャンバ71の内部に留まっている間、ガス供給部74からガスG1の供給が維持される。
例えば、コントローラ2は、搬送部72による検査用ウェーハ100aの搬送(搬入、搬出)を行う際には、排気部73を制御して、チャンバ71の内部の圧力が、チャンバ61の内部の圧力と略同等となるようにする。例えば、コントローラ2は、搬送部72による検査用ウェーハ100aの搬送が終了した際には、ガス供給部74を制御して、チャンバ71の内部にガスG1を供給する。
例えば、コントローラ2は、ガスG1を供給することで、チャンバ71の内部の圧力を、チャンバ61の内部の圧力よりも高くする。
例えば、コントローラ2は、ガスG1を供給することで、チャンバ71の内部の圧力を、5×10-3Pa以上、好ましくは、1×10-1Pa以上にする。
大気圧よりも減圧された雰囲気を維持し、処理物を内部に載置可能な第1のチャンバと、前記第1のチャンバの内部を所定の圧力まで減圧可能な第1の排気部と、前記プラズマを発生可能なプラズマ発生部と、前記第1のチャンバの内部であって、前記プラズマを発生させる領域に、プロセスガスを供給可能な第1のガス供給部と、ゲートバルブを介して、前記第1のチャンバと接続され、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な第2のチャンバと、前記第2のチャンバの内部に設けられ、前記第1のチャンバとの間で、前記処理物を搬送可能な搬送部と、前記第2のチャンバの内部を所定の圧力まで減圧可能な第2の排気部と、前記第2のチャンバの内部に、ガスを供給可能な第2のガス供給部と、前記搬送部、前記第2の排気部、および前記第2のガス供給部を制御可能なコントローラと、を備えたプラズマ処理装置の検査方法である。前記第2のチャンバから前記第1のチャンバへ前記搬送部によって検査用ウェーハの搬送を行う際には、前記第2の排気部を制御して、前記第2のチャンバの内部の圧力が、前記第1のチャンバの内部の圧力と略同等となるようにする工程と、前記搬送部による前記第1のチャンバへの前記検査用ウェーハの搬送が終了した際には、前記第2のガス供給部を制御して、前記第2のチャンバの内部に前記ガスを供給する工程と、前記検査用ウェーハが搬入された前記第1のチャンバ内でプラズマ処理を行う工程と、前記第1のチャンバから前記第2のチャンバへ前記搬送部によって検査用ウェーハの搬送を行う際には、前記第2の排気部を制御して、前記第2のチャンバの内部の圧力が、前記第1のチャンバの内部の圧力と略同等となるようにする工程と、前記搬送部による前記第2のチャンバへの前記検査用ウェーハの搬送が終了した際には、前記第2のガス供給部を制御して、前記第2のチャンバの内部に前記ガスを供給する工程と、前記第2のチャンバから搬出された前記検査用ウェーハに付着したパーティクルを測定する工程と、を含む第1のパーティクル測定工程を有する。
例えば、外部から前記第2のチャンバへ、ロードロック部を介して前記検査用ウェーハを搬送する際に、前記第2のチャンバへ前記ガスを供給して所定の減圧状態とした後、前記ロードロック部から前記第2のチャンバへ前記検査用ウェーハを搬送する工程と、を更に有する。
例えば、外部から前記第2のチャンバへ、ロードロック部を介して前記検査用ウェーハを搬送する際に、前記第2のチャンバへ前記ガスを供給して所定の減圧状態とした後、前記ロードロック部から前記第2のチャンバへ前記検査用ウェーハを搬送する工程と、前記ロードロック部から前記第2のチャンバへ前記検査用ウェーハを搬送した後、前記検査用ウェーハを前記第2のチャンバへ留める工程と、前記検査用ウェーハを前記第1のチャンバへ搬送すること無く、第2のチャンバから前記ロードロック部へと搬送する工程と前記検査用ウェーハに付着したパーティクルを測定する工程と、を含む第2のパーティクル測定工程を更に有する。
例えば、前記第1のパーティクル測定工程を実施し、パーティクルが検出されたなら、前記第2のパーティクル測定工程を実施する。
例えば、前記第2のパーティクル測定工程を実施し、パーティクルが検出されなかったら、前記第1のパーティクル測定工程を実施する。
例えば、前記ガスを供給することで、前記第2のチャンバの内部の圧力を、5×10-3Pa以上にする
なお、各工程における内容は、前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、プラズマ処理装置1が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
上記の検査でパーティクルが検出された場合、ロードロック部5の内部のクリーニングを行う。そして、ロードロック部5の内部のクリーニングを行った後、図6に示すガスG1の供給方法を用いたプラズマ処理装置1の検査方法を実施する。この検査でもパーティクルが再び検出された場合、受け渡し部7の内部のクリーニングを開始する。
Claims (6)
- 大気圧よりも減圧された雰囲気を維持し、処理物を内部に載置可能な第1のチャンバと、
前記第1のチャンバの内部を所定の圧力まで減圧可能な第1の排気部と、
前記プラズマを発生可能なプラズマ発生部と、
前記第1のチャンバの内部であって、前記プラズマを発生させる領域に、プロセスガスを供給可能な第1のガス供給部と、
ゲートバルブを介して、前記第1のチャンバと接続され、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な第2のチャンバと、
前記第2のチャンバの内部に設けられ、前記第1のチャンバとの間で、前記処理物を搬送可能な搬送部と、
前記第2のチャンバの内部を所定の圧力まで減圧可能な第2の排気部と、
前記第2のチャンバの内部に、ガスを供給可能な第2のガス供給部と、
前記搬送部、前記第2の排気部、および前記第2のガス供給部を制御可能なコントローラと、
を備えたプラズマ処理装置の検査方法において、
前記第2のチャンバから前記第1のチャンバへ前記搬送部によって検査用ウェーハの搬送を行う際には、前記第2の排気部を制御して、前記第2のチャンバの内部の圧力が、前記第1のチャンバの内部の圧力と略同等となるようにする工程と、
前記搬送部による前記第1のチャンバへの前記検査用ウェーハの搬送が終了した際には、前記第2のガス供給部を制御して、前記第2のチャンバの内部に前記ガスを供給する工程と、
前記検査用ウェーハが搬入された前記第1のチャンバ内でプラズマ処理を行う工程と、
前記第1のチャンバから前記第2のチャンバへ前記搬送部によって検査用ウェーハの搬送を行う際には、前記第2の排気部を制御して、前記第2のチャンバの内部の圧力が、前記第1のチャンバの内部の圧力と略同等となるようにする工程と、
前記搬送部による前記第2のチャンバへの前記検査用ウェーハの搬送が終了した際には、前記第2のガス供給部を制御して、前記第2のチャンバの内部に前記ガスを供給する工程と、
前記第2のチャンバから搬出された前記検査用ウェーハに付着したパーティクルを測定する工程と、
を含む第1のパーティクル測定工程を有するプラズマ処理装置の検査方法。 - 外部から前記第2のチャンバへ、ロードロック部を介して前記検査用ウェーハを搬送する際に、前記第2のチャンバへ前記ガスを供給して所定の減圧状態とした後、前記ロードロック部から前記第2のチャンバへ前記検査用ウェーハを搬送する工程と、
を更に有する請求項1に記載のプラズマ処理装置の検査方法 - 外部から前記第2のチャンバへ、ロードロック部を介して前記検査用ウェーハを搬送する際に、前記第2のチャンバへ前記ガスを供給して所定の減圧状態とした後、前記ロードロック部から前記第2のチャンバへ前記検査用ウェーハを搬送する工程と、
前記ロードロック部から前記第2のチャンバへ前記検査用ウェーハを搬送した後、前記検査用ウェーハを前記第2のチャンバへ留める工程と、
前記検査用ウェーハを前記第1のチャンバへ搬送すること無く、第2のチャンバから前記ロードロック部へと搬送する工程と
前記検査用ウェーハに付着したパーティクルを測定する工程と、を含む第2のパーティクル測定工程を更に有する請求項1に記載のプラズマ処理装置の検査方法。 - 前記第1のパーティクル測定工程を実施し、パーティクルが検出されたなら、前記第2のパーティクル測定工程を実施する請求項3に記載のプラズマ処理装置の検査方法。
- 前記第2のパーティクル測定工程を実施し、パーティクルが検出されなかったら、前記第1のパーティクル測定工程を実施する請求項3に記載のプラズマ処理装置の検査方法。
- 前記ガスを供給することで、前記第2のチャンバの内部の圧力を、5×10-3Pa以上にする請求項1~5のいずれか1つに記載のプラズマ処理装置の検査方法。
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