JP4825689B2

JP4825689B2 - 真空処理装置

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Publication number: JP4825689B2
Application number: JP2007004023A
Authority: JP
Inventors: 亨伊東; 幸太郎藤本; 英治松本; 篤吉田; 項太田中
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: TW200830448A; KR100908285B1; KR20080066531A; US20100288730A1; JP2008172044A; TWI415205B; US20080170970A1

Description

本発明は、減圧された真空容器の内部でプラズマを形成してこの容器内に配置した試料を処理する処理室を備えた真空容器と連通を開閉するバルブで連結された搬送容器を備えた真空処理装置に係り、特に連通を開閉し試料を搬送する際に試料に付着する異物量を低減する機構を有する真空処理装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、歩留まり低下が大きな課題であり、歩留まり低下の大きな原因となっている異物の低減が重要な問題となっている。異物発生の要因は多くあり、これまで数々の対策が講じられている。例えばドライエッチングにおける主な異物発生源は、処理室内に付着する反応性生成物及びエッチングガス成分であり、この付着物が剥がれることで異物となって発生している。近年のデバイスの高集積化に伴い素子の微細化が進み、基板上の配線加工形状制御のためのエッチングガスにデポジション効果の高いガスが使用されるため、発生する反応性生成物は処理室内に付着物として堆積しやすくなっている。また、デバイスの高集積化に伴う素子の微細化に伴い歩留まり低下を引き起こす異物の粒径も小さくなり、異物低減の要求が非常に高くなってきている。

この付着物が剥がれる要因は付着物の物性等により異なるが、処理室に試料を搬送する際のゲートバルブ開閉動作や開閉動作による処理室内の圧力変動が主な原因となっていることは半導体デバイス製造の現場では共通して認識されている。また、特開平4-100222号公報のような処理室で使用される腐食性ガス等のガス拡散抑制をするために搬送室内に不活性ガスであるＡｒ（アルゴン）のガス出しで加圧している例では、ゲートバルブ開閉時の圧力変動が更に増加するという課題が発生している。これに対して、付着物の量を低減する改善と並行してゲートバルブの構造，開閉の機構，開閉のスピード等の改善が行われている。

上記ゲートバルブ開閉時の圧力変動の影響を抑制する手段としては、例えば特開平７−２１１７６１号公報のように、ゲートバルブ開閉動作前に共通搬送室と処理室とを繋ぐバイパス経路とこのバイパス経路に設けられた開閉弁とを備え、このバイパス路を通して共通搬送室内のＮ₂ （窒素）ガスを処理室内へ流し室内の圧力を共通搬送室内の圧力と同一か僅かに低い状態にした後にゲートバルブ開閉動作を行うことで開閉時の圧力変動を抑制する技術がある。

特開平４−１００２２２号公報特開平７−２１１７６１号公報

しかし、上記技術では、連結された２つの室を連通するバイパス路を設けこのバイパス路をガスが通る際の流路抵抗により圧力差を所定の値に調節しているが、このような構成では圧力差を所定の値に調整するまでに要する時間が大きく、試料の搬送に時間が掛かり処理の効率を損なう問題が発生していた。

また、上記技術では２つの室の圧力差は小さくできるが、ゲートバルブ開動作時に形成されるガスの流れは圧力の高い搬送室から処理室へ流路抵抗の小さいゲートバルブ開口部から流れ、更に上記技術ではゲートバルブ開後バイパス路を閉じるためゲートバルブを閉じるまで搬送室から処理室へのガス流れが続くため、実際には処理室の内部表面に付着していた反応生成物や表面近傍に滞留していた反応生成物がこのガスの流れに乗って試料台まで達して異物として試料表面に付着する問題が発生していた。

本発明の目的は、処理対象の試料の歩留まりを向上させる異物除去機能を備えた真空処理装置を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、処理対象の試料の処理する効率を向上させる異物除去機能を備えた真空処理装置を提供することにある。

上記目的は、真空容器内に配置され内部でプラズマが形成される処理室と、この処理室内の下部に配置されその上面に処理対象の試料が載置される試料台と、前記処理室の上方に配置されこの処理室内に処理用のガスを導入するための導入孔を有するガス導入機構と、前記真空容器と連結されて減圧された内部を前記処理対象の試料が搬送される搬送容器と、この搬送容器と真空容器とを連通する通路を開閉するゲートバルブとを備えた真空処理装置において、前記真空容器と搬送容器間で前記処理対象の試料を搬送する際に前記真空容器内の下方にある圧力調整用の可変バルブを所定の開度として真空容器内を減圧し、その後前記圧力調整用可変バルブの開度を変えない状態で前記真空容器内に前記導入孔から所定量のガスを流しガスの流れを形成し、その状態で前記ゲートバルブを開放して前記試料の搬送を行い、前記試料搬送後にゲートバルブが閉となった後に前記ガスの導入を止める機構を具備することにより達成される。

更には、前記真空容器と前記搬送容器間で前記処理対象の試料を搬送する際に、前記真空容器内の下方にある圧力調整用の可変バルブを所定の開度として真空容器内を減圧し、その後前記圧力調整用可変バルブの開度を変えない状態で前記真空容器内に前記導入孔から所定量のガスを流しガスの流れを形成する装置であって、前記流すガスはＡｒ或いは
Ｎ₂ ガスのいずれかとし、形成されるガスの流れが２００ｍｌ／min 以上の流量とし、前記真空容器内の圧力が連結されている搬送容器内の圧力より低圧にすることにより達成される。

以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。

本発明の一実施例に係る真空処理装置１００の概略を図１示す。図１に示す真空処理装置１００は、大きく分けて真空側ブロック１０１と大気側ブロック１０２とを備えている。大気側ブロック１０２は、大気搬送ロボット１０９を備えた大気搬送容器１０８を有し、この大気搬送容器１０８の前面側には真空処理装置１００において処理される対象となる半導体ウエハ等の基板等の試料を複数枚収容可能なカセット１１０がその上面に載置される複数の載置台１１１を備えている。真空側ブロック１０１は、内部に真空搬送ロボット１０７を備えた真空側搬送容器１１２の側壁面の周囲に、内部が減圧されたその内部に試料が搬送されエッチング処理される処理室を有する複数の真空容器１０３と、内部が減圧されたその内部に試料が搬送されアッシング（灰化）処理される処理室を有する複数の真空容器１０４、試料を大気側と真空側との間でやり取りするロードロック室１０５とアンロードロック室１０６を備えている。

図２は、図１に示す真空処理装置１００の真空容器１０３とその周辺の構成の概略を示す図である。図２において、真空容器１０３には処理容器２０１，２０２と処理容器201の上部を形成する蓋部材２０６にて処理室２０７が構成されている。蓋部材２０６はその上部にアンテナ２０５を有しこのアンテナ２０５は同軸ケーブル等の導波手段２０４が接続され、ＵＨＦ帯の電波を形成する電波源２０３に接続されている。伝達してきた電波はアンテナ２０５を介して、処理容器２０１及び２０２の内部に配置された処理室２０７及び真空室２１６内に電波が導入される。更に、処理容器２０１周辺に配置されたソレノイドコイル２０９により生成された磁界が処理室２０７及び真空室２１６内に供給される。

蓋部材２０６の下方にあって処理室２０７内側に面する側には、蓋部材２０６との間に所定の隙間を開けてシャワープレート２０８が配置されており、このシャワープレート
２０８には、前記隙間と処理室２０７内とを連通する複数の孔が配置されており、これら孔は処理用のガスがこれを通り処理室２０７内に導入されるガス導入孔２３５となっている。また、このシャワープレート２０８と蓋部材２０６との間の隙間は処理用のガスが供給されて拡散するバッファ室２１０であり、バッファ室２１０と複数のガス導入孔２３５は連通され、バッファ室２１０を通ることによりガス導入孔２３５を介して処理室２０７へ導入される処理用ガスの分布の偏りがより低減される。

本一実施例の形態では、バッファ室２１０はガス供給管である処理ガス供給経路２２４と連通して、処理ガス源２２０とこの処理ガス供給経路２２４とを介して連通されている。処理室２０７内の下方にあってシャワープレート２０８に対向する位置には、処理対象である試料がその上に載置される試料台２１３を含むステージが支持装置２１４の上部に配置されている。試料台２１３の下方に高周波電源２１５が接続されており、これより電力が供給される。本一実施例の形態では、処理容器２０１の内側壁面を覆う誘電体製の円筒部材２１１及びこの下方に配置されてこれを支持する部材であって処理室２０７内のプラズマに対するアース電極となるアース部材２１２とを有している。尚、処理容器２０１と２０２は所定の手段により接地されている。

また、アース部材２１２は処理容器２０１或いは２０２に取り付けられ、その下端部下方に延在した円筒形状のフランジ部分を備え、このフランジ部分と試料台２１３との間の空間を通り処理室２０７内のガスが下方に移動する。これにより、導入された処理用ガスが試料台２１３外周側を通り下方に移動する流れが試料台２１３及び試料の周方向での偏りが抑制され、プラズマによる試料の処理の偏りが低減される。

処理容器２０２の下部には、処理容器２０２内部の真空室２１６及び処理室２０１内部の処理室２０７の内部を排気して減圧するための排気装置が配置されている。この排気装置は、上記処理室２０７及び真空室２１６内を雰囲気圧から減圧するため排気するドライポンプ２３２と、このドライポンプ２３２の上流側に配置され減圧された状態から所定の高真空の状態にするための排気するターボ分子ポンプ２３１と、このターボ分子ポンプ
２３１と処理容器２０２，真空室２１６との間の連通を調節し、通路開口の大きさを可変にする可変バルブ２３０を備えている。上記可変バルブ２３０の動作による開口の大きさ及びターボ分子ポンプ２３１及びドライポンプ２３２による排気能力の高さを調節することにより、排気速度ひいては処理室２０７，真空室２１６内の圧力が調節される。

また、真空搬送容器１１２についても、真空搬送容器１１２の内部にあって減圧された状態で試料が搬送される真空搬送室２１７内部を減圧するための排気装置がその真空搬送容器１１２下部に取り付けられている。この排気装置はターボ分子ポンプ２１９を介して真空搬送室２１７内の圧力を真空室２１６または処理室２０７内の圧力と略同等の値まで減圧可能に構成されている。

更に、真空搬送容器１１２には、不活性ガスを真空搬送室２１７内に導入するため、不活性ガスの導入経路２２９がその下部に接続されている。不活性ガスの導入経路２２９は接続配管２２７で不活性ガス源２２５と連通されており、不活性ガスの流量を調節するマスフローコントローラ２２６，導入バルブ２２８の動作により真空搬送室２１７内の圧力が所望の圧力に調整される。

処理ガスは処理ガス源２２０内に備えられたガスボンベ等から供給され、接続配管222で接続された流量調節器であるマスフローコントローラ２２１、その下流側に配置された導入バルブ２２３の動作により処理ガス供給経路２２４内を流れるガス量が調節されて真空容器１０３内の処理室２０７へ供給される。処理ガス源２２０，接続配管２２２，マスフローコントローラ２２１，導入バルブ２２３については、図２中には記載していないが、複数のガスを独立して流量を制御しながら導入できるように複数の経路で構成されており、本一実施例の形態では真空容器１０３内の処理室２０７に導入するＡｒ或いはＮ₂ を流す経路も備わっている。そしてこれらの複数の経路は集合配管部２３６で処理ガス供給経路２２４に接続されている。

また、真空容器１０３の処理容器２０１又は処理容器２０２内の圧力は処理用ガスの供給と排気装置による排気の加減により調節されるが、処理容器２０１，２０２内の圧力は処理容器２０２に備えられた圧力センサ２３３により検知される。検知された圧力はこれに接続された制御装置２３４に送信され、制御装置２３４は上記記載のマスフローコントローラ２２１，導入バルブ２２３，可変バルブ２３０、等の動作部品と接続され真空容器１０３の処理や動作を調節している。

本発明は、半導体ウエハ等の基板を真空搬送室２１７から処理室２０７または処理室
２０７から真空搬送室２１７への搬送時にゲートバルブ２１８の開閉動作や、ゲートバルブ開閉動作時に真空搬送室２１７内で加圧しているＡｒガスの気体が処理室２０７に流入することによる圧力変動により発生する異物の試料への付着を抑制するものである。

上記のように構成された真空処理装置１００を用いて、この真空処理装置内を処理の対象となる試料を搬送した時に試料に付着する異物数を減少させる検討を実施した。

異物数を減少させる検討を実施するために実施した異物の測定ステップを図３ａに示す。一連のステップは、ステップ３０１で予め試料に付着した異物数を測定、ステップ302で異物数を測定した試料を大気側ブロック１０２のあるカセット１１０にセットし、ステップ３０３でこの試料をロードロック室１０５に搬送、ステップ３０４で真空搬送室217に搬送、次にステップ３０７でゲートバルブ２１８を開き、ステップ３０８で試料を処理室２０７の試料台２１３に搬送、ステップ３０９でゲートバルブ２１８を閉じ、ステップ３１１で処理室２０７の高真空排気を６０ｓ実施する。その後ステップ３１４でゲートバルブ２１８を開き、ステップ３１５で試料台２１３の試料を真空搬送室２１７に搬送、ステップ３１６でゲートバルブ２１８を閉じる。更に、ステップ３１８で真空搬送室２１７に搬送された試料をアンロードロック室１０６に搬送、ステップ３１９で大気側ブロック１０２のカセット１１０に戻す。その後、ステップ３２０で試料上に存在する異物数を測定し、ステップ３２１ではステップ３２０で求めた異物数とステップ３０１で求めた予め測定してあった異物数の差を算出し、この異物数の差を本真空処理装置で付着した異物数とした。尚、真空搬送室２１７にはＡｒガスが流され圧力が１５Ｐａとなっている。

更に、検討を実施する前に大気側ブロック１０２のあるカセット１１０に予め付着した異物数を測定してある試料をセットし、真空処理装置内の初期の異物数の確認を図３ａのステップで実施した。ただし、処理室２０７への搬送は実施せず真空搬送室までの経路での異物数を測定した。予め付着した異物数を測定してある試料をロードロック室１０５より真空搬送室２１７に搬送し、その後真空処理室２１７の試料をアンロードロック室106より大気側ブロック１０２のカセット１１０に戻し、この一連の動作で試料に付着する異物数は粒径が０.１３μｍ以上で０から３個であることを数回確認し、ゲートバルブ218の開閉動作を行い処理室２０７への搬送を実施しない状態での試料へ付着する異物数はバラツキはあるが粒径が０.１３μｍ以上で３個以下が維持されている装置状態であることを確認した。尚、この確認は検討を実施する期間中にも実施し、異物数の増加の無い状態が維持されていることを確認した。

異物低減の検討にあたっては、異物の発生量を一定にするために処理室２０７内のゲートバルブ２１８の周辺に異物源となる異物粒子を貼り付け異物の発生量が大きく変わらない状態をつくった。図２に示す位置に異物源２３７となる異物粒子を貼り付けた。また、本検討では１２インチの試料を使用した。

上記状態の真空処理装置１００において、図３ａに示すステップに従い予め付着した異物数を測定している試料を搬送した。処理室２０７は通常試料が搬送され処理ガスが導入され処理が始まれば所定の圧力で制御するため可変バルブ２３０の開度は変化するが、処理ガスの導入が終わり処理を実施していない時の開度は１００％（全開）状態となっている。そのため、可変バルブ２３０は開度１００％で試料の搬送を実施した。尚、可変バルブ２３０の開度１００％としターボ分子ポンプ２３１で排気している時の処理室２０７の圧力は０.１Ｐａ以下の低圧となっている。ステップ３０１で予め試料に付着した異物数を測定、ステップ３０２で異物数を測定した試料を大気側ブロック１０２のあるカセット１１０にセットし、ステップ３０３でこの試料をロードロック室１０５に搬送、ステップ３０４で真空搬送室２１７に搬送、その後、ステップ３０７でゲートバルブ２１８を開き、ステップ３０８で試料を処理室２０７の試料台２１３に搬送、ステップ３０９でゲートバルブ２１８を閉じ、ステップ３１１で処理室２０７の高真空排気を６０ｓ実施する。ステップ３１４でゲートバルブ２１８を開きステップ３１５で試料台２１３の試料を真空搬送室２１７に搬送、ステップ３１６でゲートバルブ２１８を閉じた。次に、ステップ318で真空搬送室２１７に搬送された試料をアンロードロック室１０６に搬送、ステップ319で大気側ブロック１０２のカセット１１０に戻す。その後、ステップ３２０で試料上に存在する異物数を測定し、ステップ３２１ではステップ３２０で求めた異物数とステップ
３０１で求めた予め測定してあった異物数の差を算出し、この異物数の差を本真空処理装置で付着した異物数とした。この一連の動作で試料に付着した異物数は図４に示すように、０.１３以上の異物が３１７個、粒径１.０μｍの異物が３２個であった。ここで粒径
０.１３μｍ以上と粒径１.０μｍ以上で評価したのは、現在１２インチ径の半導体素子基板のドライプロセス量産工程では異物について粒径が０.１３μｍ以上及び１.０μｍ以上で管理されているからである。

次に、試料搬送時のゲートバルブ２１８開閉動作前の処理室２０７内にＡｒガスを流した場合の異物測定を同様のステップで実施した。そのステップを図３ｂに示す。流した
Ａｒガスは４００ｍｌ／minとした。この時処理室２０７の圧力は０.３２Ｐａである。図３ｂに示すステップに従い予め付着した異物数を測定している試料を搬送した。処理室
２０７は通常試料が搬送され処理ガスが導入され処理が始まれば所定の圧力で制御するため可変バルブ２３０の開度は変化するが、処理ガスの導入が終わり処理を実施していない時の開度は１００％(全開)状態となっている。そのため、可変バルブ２３０は開度１００％で試料の搬送を実施した。尚、可変バルブ２３０の開度１００％としターボ分子ポンプ２３１で排気している時の処理室２０７のＡｒガスを４００ｍｌ／min 流す前の圧力は
０.１Ｐａ以下の低圧となっている。

図３ｂの一連のステップは、ステップ３０１で予め試料に付着した異物数を測定、ステップ３０２で異物数を測定した試料を大気側ブロック１０２のあるカセット１１０にセットし、ステップ３０３でこの試料をロードロック室１０５に搬送、ステップ３０４で真空搬送室２１７に搬送、その後、ステップ３０５で処理室２０７にＡｒガスをシャワープレート２０８のガス導入孔から導入、ステップ３０６で一定時間待ち、次にステップ３０７でゲートバルブ２１８を開き、ステップ３０８で試料を処理室２０７の試料台２１３に搬送、ステップ３０９でゲートバルブ２１８を閉じ、ステップ３１０で処理室２０７への
Ａｒガスの導入を停止し、ステップ３１１で処理室２０７の高真空排気を６０ｓ実施する。その後ステップ３１２で処理室２０７にＡｒガスを導入、ステップ３１３で一定時間待ち後、ステップ３１４でゲートバルブ２１８を開きステップ３１５で試料台２１３の試料を真空搬送室２１７に搬送、ステップ３１６でゲートバルブ２１８を閉じた後ステップ
３１７で処理室２０７へのＡｒガス導入を停止する。ステップ３１８で真空搬送室２１７に搬送された試料をアンロードロック室１０６に搬送、ステップ３１９で大気側ブロック１０２のカセット１１０に戻す。その後、ステップ３２０で試料上に存在する異物数を測定し、ステップ３２１ではステップ３２０で求めた異物数とステップ３０１で求めた予め測定してあった異物数の差を算出し、この異物数の差を本真空処理装置で付着した異物数とした。ステップ３０６とステップ３１３の待ち時間は０ｓとして実施した。この場合の試料上の異物数は図４に示すように粒径０.１３μｍ以上の異物が６１個、粒径１.０μｍ以上の異物が７個であった。

図５にＡｒガスを４００ｍｌ／min として、Ａｒガスを流し始めてからゲートバルブ
２１８を開くまでの待ち時間を変えた時の試料上の異物数を示す。実験手順は前記図３ｂにて実施した。待ち時間があることで異物数は減少し、２ｓ以上の待ち時間で異物数が大きく減少することが見出せた。

図６に待ち時間を２ｓとして、Ａｒガス流量依存性の結果を示す。Ａｒガス流量を増やすことで異物数が減少し、２００ｍｌ／min以上で大きく異物数が減少し粒径０.１３μｍ以上の異物数は２０個程度、粒径１.０μｍ以上で５個以下となることが見出せた。200ｍｌ／minのＡｒガスを流している時の処理室２０７の圧力は０.１３ＰａでＡｒガスの処理室２０７での流速は２００ｍｌ／minで平均流速１７.６ｍ／ｓとなっている。

図７に待ち時間を２ｓと１０ｓでＡｒガス流量を９００ｍｌ／min として、可変バルブ２３０の開度を変えての可変バルブ開度依存性を示す。異物の粒径は０.１３μｍ以上を示す。待ち時間が２ｓでは可変バルブ２３０を動かすと異物数が増加するが、待ち時間を１０ｓにすると異物数は減少する。しかし、処理室２０７と真空搬送室２１７の圧力差が大きいと可変バルブ２３０を動かすことの影響は残っていると考えられる。つまり、Ａｒガスは流していても可変バルブ２３０を動かすと、可変バルブを動作させたことの影響が残り、待ち時間を長くする必要があり、処理する効率を低下させることになる。

次に、Ａｒガス流量を９００ｍｌ／min とし可変バルブ２３０の開度を変えて処理室
２０７の圧力を真空搬送室２１７の圧力の１５Ｐａより高くした場合を確認した。図８に結果を示す。可変バルブ２３０を動かしたことの影響を無くすため、Ａｒガスを流し始めてからゲートバルブ２１８を開くまでの待ち時間を１０ｓとして実施した。処理室２０７の圧力と真空搬送室２１７の圧力差が５Ｐａまでは処理室２０７の圧力が高くても大きな影響は見えないが５Ｐａを超えると急激に試料に付着する異物数が増加する。つまり、処理室２０７の圧力は真空搬送室２１７の圧力より低圧にしないと、待ち時間を長くしても、異物が増加するため、必ず処理室２０７の圧力は真空搬送室２１７の圧力より低圧にする必要があることが分かった。

上記の検討結果から、発明者らは次の結論に至った。

すなわち、真空搬送室２１７と真空容器１０３内の処理室２０７間で試料の搬送を行う時、真空搬送室２１７と処理室２０７間で圧力差があると、ゲートバルブ２１８を開いた瞬間にゲートバルブ２１８の動作及び圧力差によって異物が発生し搬送する試料に付着し異物数が増加するが、処理室２０７にＡｒガスを２００ｍｌ／min 以上の流量を持つＡｒガスの流れを形成し、Ａｒガスを流し出し２ｓ以上放置後にゲートバルブ２１８を開閉すると搬送する試料に付着する異物数が増加しない。これは、ゲートバルブ動作や圧力差で発生した異物は、２ｓの待ち時間の間に処理室２０７に形成された２００ｍｌ／min 以上のＡｒガス流れで排気され、更にその後も試料の搬送が終わりゲートバルブ２１８を閉じるまで処理室２０７にＡｒガスを流し続けＡｒガスの流れを形成しておくことで発生した異物がＡｒガスの流れに逆らって試料まで到達できない状態になっていると考える。

また、真空搬送室２１７と真空容器１０３内の処理室２０７間で試料の搬送を行う時、真空搬送室２１７と処理室２０７間での圧力差が少ないと試料に付着する異物数は少ないが、圧力が所定の圧力に到達するのに時間が必要であり処理の効率が損なわれる。更に、可変バルブ２３０を動かすと異物が発生しておりその影響は少なくとも２ｓは残る。従って、可変バルブ２３０はできるだけ動かさないようにすることが望ましい。

上記の一実施例の形態に示すように、真空容器と搬送容器間で処理対象の試料を搬送する際に真空容器内の下方にある圧力調整用の可変バルブを開度１００％として真空容器内を減圧し、その後圧力調整用可変バルブの開度を変えない状態で真空容器内に導入孔からＡｒガスを導入し、処理室の圧力を真空搬送室の圧力より低い圧力となる２００ｍｌ／
min 以上のＡｒガスの流れを形成し、その状態でゲートバルブを開放して試料の搬送を行い、試料搬送後にゲートバルブが閉となった後にＡｒガスの導入を止めることで、試料への異物の付着を低減し、更に待ち時間は２ｓで十分なので処理の効率をほとんど低下させない真空処理装置が提供できる。

Ａｒガスを流して搬送する効果を更に確認するため、異物源２３７を取り外し異物粒子の貼り付け位置を、新たに処理室２０７の試料台２１３の側面部に異物源９０１或いは可変バルブ２３０の周辺部に異物源９０２に変えて同様の確認を実施した。異物源の貼り付け位置を図９に示す。尚、この異物源９０１と異物源９０２は同時では無く別々に実施したものである。

図１０及び図１１にＡｒガスを２００ｍｌ／min として、Ａｒガスを流し始めてからゲートバルブ２１８を開くまでの待ち時間を変えた時の試料上の異物数を示す。図１０は異物源９０１を試料台２１３の側面に貼り付けた場合である。また、図１１は異物源９０２を可変バルブ２３０周辺部に貼り付けた場合である。待ち時間があることで異物数は減少し、２ｓ以上の待ち時間で大きく異物数が減少することが見出せ、異物源を変えても同様の効果が得られることが確認できた。

本一実施例の形態ではプラズマの生成はＵＨＦ帯の電波とソレノイドコイルからの磁界を用いたＥＣＲを利用しているが、プラズマの生成は容量結合方式，誘導結合方式及びマイクロ波を利用したＥＣＲ方式等があり、本発明は上記開示されたプラズマの生成方法に限定されるものでは無い。更に、処理室に形成するガス流れは、Ａｒガス以外にＮ₂ （窒素）ガス等の不活性ガスや処理ガスを用いても同等の効果が得られるものと考えられる。

上記の一実施例では、プラズマエッチング装置での例を説明したが、真空容器内にある処理室と真空搬送室とを連通する通路を開閉するゲートバルブを備えている処理装置に広く適用することができる。例えばプラズマを利用する処理装置としてはプラズマＣＶＤ装置等があり、プラズマを利用しない処理装置としては、イオン注入装置，ＭＢＥ装置，減圧ＣＶＤ装置等がある。

以上説明したように、本一実施例では、真空容器と搬送容器間で処理対象の試料を搬送する際に真空容器内の下方にある圧力調整用の可変バルブを開度１００％として真空容器内を減圧し、その後圧力調整用可変バルブの開度を変えない状態で真空容器内に導入孔からＡｒガスを導入し、処理室の圧力を真空搬送室の圧力より低い圧力となる２００ｍｌ／min 以上のＡｒガスの流れを形成し、その状態でゲートバルブを開放して試料の搬送を行い、試料搬送後にゲートバルブが閉となった後にＡｒガスの導入を止めることで、試料への異物の付着を低減でき、更に待ち時間は２ｓで十分なので処理の効率をほとんど低下させない真空処理装置が提供できる。

本発明の一実施例である処理装置の装置構成図を示す。本発明の一実施例である処理装置の概略図を示す。本発明の一実施例である異物低減検討の際の異物測定ステップでＡｒガスを導入しない場合のステップ図を示す。本発明の一実施例である異物低減検討の際の異物測定ステップでＡｒガスを導入した場合のステップ図を示す。本発明の一実施例であるＡｒガス導入有無での異物数の測定結果を示す。本発明の一実施例であるＡｒガス導入での待ち時間依存性を示す。本発明の一実施例であるＡｒガス導入でのＡｒガス流量依存性を示す。本発明の一実施例であるＡｒガス導入時の可変バルブ開度依存性を示す。本発明の一実施例であるＡｒガス導入時の処理室圧力と真空搬送室圧力差と異物数の関係図を示す。本発明の一実施例であるＡｒガス導入での異物源の貼り付け位置を示す。本発明の一実施例である異物源の貼り付け位置を試料台側面に変えた場合のＡｒガス導入有無での異物数測定結果を示す。本発明の一実施例である異物源の貼り付け位置を可変バルブ周辺に変えた場合のＡｒガス導入有無での異物数測定結果を示す。

符号の説明

１００真空処理装置
１０１真空側ブロック
１０２大気側ブロック
１０３，１０４真空容器
１０５ロードロック室
１０６アンロードロック室
１０７真空搬送ロボット
１０８大気搬送容器
１０９大気搬送ロボット
１１０カセット
１１１載置台
１１２真空搬送容器
２０１，２０２処理容器
２０３電波源
２０４導波手段
２０５アンテナ
２０６蓋部材
２０７処理室
２０８シャワープレート
２０９ソレノイドコイル
２１０バッファ室
２１１円筒部材
２１２アース部材
２１３試料台
２１４支持装置
２１５高周波電源
２１６真空室
２１７真空搬送室
２１８ゲートバルブ
２１９ターボ分子ポンプ
２２０処理ガス源
２２１，２２６マスフローコントローラ
２２２接続配管
２２３，２２８導入バルブ
２２４処理ガス供給経路
２２５不活性ガス源
２２７接続配管
２２９不活性ガス導入経路
２３０可変バルブ
２３１ターボ分子ポンプ
２３２ドライポンプ
２３３圧力センサ
２３４制御装置
２３５ガス導入孔
２３６集合配管部
２３７，９０１，９０２異物源貼り付け位置

Claims

真空容器内に配置され内部でプラズマが形成される処理室と、この処理室内の下部に配置されその上面に処理対象の試料が載置される試料台と、前記処理室の上方に配置されこの処理室内に処理用のガスを導入するための導入孔を有するガス導入機構と、前記真空容器と連結されて減圧された内部を前記処理対象の試料が搬送される搬送容器と、この搬送容器と真空容器とを連通する通路を開閉するゲートバルブとを備えた真空処理装置において、
前記真空容器と前記搬送容器間で前記処理対象の試料を搬送する際に前記真空容器内の下方にある圧力調整用の可変バルブを所定の開度として真空容器内を減圧し、その後前記圧力調整用可変バルブの開度を変えない状態で前記真空容器内に前記導入孔から所定量のガスを流しガスの流れを形成し、その状態で前記ゲートバルブを開放して前記試料の搬送を行い、前記試料搬送後にゲートバルブを閉じた後に前記ガスの導入を止めるように構成したことを特徴とする真空処理装置。
請求項１記載の真空処理装置において、前記流すガスはＡｒ或いはＮ₂ ガスのいずれかであって、形成されるガス流れが２００ｍｌ／min 以上の流量とし、前記真空容器内の圧力が連結されている前記搬送容器内の圧力より低圧であることを特徴とする真空処理装置。