JP5437014B2 - ターボ分子ポンプ及び基板処理装置 - Google Patents
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Description
副ガス供給部186は真空槽189の外側に配置され、副ガス供給部186には副ガス流路194が接続されている。副ガス流路194は真空槽189内のステージ188の凹部197に接続されている。副ガス供給部186から副ガス流路194を介して凹部197に副ガスを流し、基板裏面に副ガスを接触させ、基板の冷却効率を高める。
低い圧力まで到達できないために、装置の真空槽189内に残留した処理ガスが基板とステージ188との隙間から基板裏面に回り込み、基板裏面及びステージ188表面や内部治具等を汚染するという問題が生じていた。
従って、副ガス排気のために真空ポンプを増設すれば問題を解決できるのだが、それではコストがかかるという不都合があった。
本発明はターボ分子ポンプであって、前記筐体側壁の、前記副吸気口と前記排気口に最も近い前記動翼部との間には窒素供給口が設けられ、真空排気時に前記回転軸を回転し、前記窒素供給口から窒素ガスを供給して、前記筐体内の気体を希釈し、前記排気口から排出するターボ分子ポンプである。
本発明はターボ分子ポンプであって、前記凹部には、Heガス又はArガスのいずれか一方の前記副ガスが供給されるターボ分子ポンプである。
本発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置され、基板を載置可能に構成されたステージと、前記真空槽内に基板処理用の主ガスを供給可能に構成された主ガス供給部と、前記真空槽内を真空排気可能に構成された真空排気部と、前記ステージの基板載置面に設けられた凹部と、前記凹部に接続された副ガス流路と、前記副ガス流路に接続され、前記凹部に熱伝導性の副ガスを供給可能に構成された副ガス供給部と、を有する基板処理装置であって、前記真空排気部は、筒形状の筐体と、前記筐体の一端に設けられた主吸気口と、他端に設けられた排気口と、前記筐体内で、中心軸線が前記筐体の中心軸線と一致するように配置された回転軸と、を有し、前記回転軸は、真空排気時に前記筐体の中心軸線を中心として回転可能に構成され、前記筐体内は、前記回転軸に沿って動翼部と静翼部とが交互に複数設けられ、各前記動翼部は、複数の動翼羽根が前記回転軸に対して垂直に、前記筐体の内壁面に向かって伸びるように設けられ、各前記静翼部は、複数の静翼羽根が前記筐体の内壁面に対して垂直に、前記回転軸に向かって伸びるように設けられ、各前記動翼羽根と各前記静翼羽根は、それぞれ前記主吸気口に近い辺と前記排気口に近い辺の二辺を有し、真空排気時に、前記排気口に近い辺に対する前記主吸気口に近い辺は、各前記動翼羽根では回転方向に前進するように傾けられ、各前記静翼羽根では回転方向とは逆向きに前進するように傾けられ、前記回転軸を回転して、前記主吸気口からガスを吸入し、前記排気口から排出するターボ分子ポンプであって、前記筐体の側壁の、前記主吸気口に最も近い前記動翼部と前記排気口に最も近い前記動翼部との間には副吸気口が設けられ、真空排気時に前記回転軸を回転すると、前記副吸気口からもガスを吸入し、前記排気口から排出するように構成されたターボ分子ポンプを有し、前記副吸気口は前記副ガス流路に接続された基板処理装置である。
本発明は基板処理装置であって、前記ターボ分子ポンプは、前記筐体側壁の、前記副吸気口と前記排気口に最も近い前記動翼部との間に窒素供給口が設けられ、真空排気時に前記回転軸を回転し、前記窒素供給口から窒素ガスを供給して、前記筐体内で圧縮されたガスを希釈し、前記排気口から排出する基板処理装置である。
本発明は基板処理装置であって、前記副吸気口から吸入するガスは、Heガス又はArガスのいずれか一方のガスであることを特徴とする基板処理装置である。
本発明は基板処理装置であって、前記真空槽内に前記主ガスを供給して、前記ステージ上の基板に対し、エッチング処理又は成膜処理のいずれか一方の処理が可能に構成された基板処理装置である。
副ガスの排気時間を短縮するとともに、到達圧力を低下させることができるので、残留した処理ガスの基板裏面への回り込みを抑制して、基板裏面及びステージ表面や内部治具等の汚染を防ぐことができ、メンテナンスの頻度を最小にすることができる。
真空槽の主排気と副ガスの排気を一台の真空ポンプで行うので、各排気のために複数台の真空ポンプを用意する必要がなく、低コストである。
本発明の基板処理装置の一例として、誘導結合プラズマ(ICP)源を搭載したエッチング装置を説明する。
図1の符号80はこのエッチング装置を示している。
エッチング装置80は真空槽89と真空排気部82と主ガス供給部81と副ガス供給部86とプラズマ生成部92とを有している。真空排気部82と主ガス供給部81と副ガス供給部86とプラズマ生成部92はいずれも真空槽89の外側に配置されている。
真空排気部82は、主排気ポンプであるターボ分子ポンプ61とそれを補助する補助ポンプ65とを有している。
ターボ分子ポンプ61は、筒形状の筐体78と、筐体78の一端に設けられた主吸気口71と、他端に設けられた排気口72と、回転軸79とを有している。
回転軸79は、筐体78内で中心軸線が筐体78の中心軸線と一致するように配置され、ターボ分子ポンプ61による吸排気時に、筐体78の中心軸線を中心として回転可能に構成されている。
各動翼部76は、複数の動翼羽根74が回転軸79に対して垂直に、筐体78の内壁面に向かって伸びるように複数枚設けられている。
各静翼部77は、複数の静翼羽根75が筐体78の内壁面に対して垂直に、回転軸79に向かって伸びるように複数枚設けられている。
各動翼羽根74と各静翼羽根75は、それぞれ主吸気口71に近い辺と排気口72に近い辺の二辺を有している。
真空排気時に、排気口72に近い辺に対する主吸気口71に近い辺は、各動翼羽根74では回転方向41に前進するように傾けられ、各静翼羽根75では回転方向41とは逆向きに前進するように傾けられている。
排気口72には接続管66を介して補助ポンプ65が接続されている。これは、ターボ分子ポンプ61単体では大気圧までガスを圧縮できないからである。補助ポンプ65はターボ分子ポンプ61が圧縮したガスを吸入し、大気へ排出する。
ステージ88の基板載置面には凹部97が設けられている。この凹部97には副ガス流路94が接続されており、副ガス供給部86は副ガス流路94に接続されている。
副吸気口73は開閉バルブ67を介して副ガス流路94に接続されている。開閉バルブ67は不図示の制御装置により開閉を制御されている。
真空槽89の天部には石英やアルミナ等からなるRF導入窓93が設けられており、真空槽89の外部から内部へ電波を透過できるようにされている。
窒素供給部62は窒素供給口70から筐体78内に窒素ガスを供給して、筐体78で圧縮されたガスを希釈することにより、腐食性ガスによる筐体78内の腐食や、基板のエッチングで生成されたガス状の反応生成物が筐体78内に付着するのを防止している。
また本発明の基板処理装置は上述したようなエッチング装置に限定されず、成膜装置等、基板裏面に副ガスを流して基板の冷却効率を高めながら基板を処理する装置でもよい。
また本発明の基板処理装置の基板の温度制御装置は、上述したような冷却装置に限定されず、加熱装置でもよく、副ガスを加熱効率を高めるために使用してもよい。
本発明の基板処理装置による基板処理方法の一例を、前述したエッチング装置80を用いて説明する。
先ず、補助ポンプ65とターボ分子ポンプ61とを順に起動し、真空槽89内を真空排気する。以降の工程では真空排気を継続している。
チャック用直流電源96を起動し、ステージ88に設けられたチャック用電極95に直流電圧を印加して、静電吸着により基板をステージ88上に保持する。
ステージ88に設けられた不図示の冷却装置を起動し、ステージ88に設けられた冷却パイプに温度管理した冷却媒体を循環させる。
開閉バルブ67はわずかに開いた状態とし、常に微量の副ガスがターボ分子ポンプ61へ流れる状態でもよい。
真空槽89内の圧力が安定したのち、真空排気部82内の窒素供給部62を起動して、ターボ分子ポンプ61の筐体78内への窒素の供給を開始し、エッチング生成物による筐体78内の汚染を予防する。
次いで、基板バイアス用交流電源85を起動し、ステージ88に設けられた電極に交流電圧を印加して、プラズマ中のイオンを基板に入射させ、エッチング処理を開始する。
基板を所定の膜厚にエッチングしたのち、プラズマ用交流電源84と基板バイアス用交流電源85の動作をそれぞれ停止し、かつ主ガス供給部81からの主ガスの供給と、副ガス供給部86からの副ガスの供給を停止する。
開閉バルブ67を開いて、ターボ分子ポンプ61により、主ガスの排気と一緒に、副ガスの排気を開始する。
凹部97が従来よりも低い圧力部分に接続されるため、凹部97からの排気時間が短くなるとともに、到達圧力が低下する。到達圧力が低くなるために、基板裏面に残留ガスが回り込みにくく、基板裏面、ステージ表面及び内部治具の汚染が防止される。
主ガスと副ガスの排気を終えたのち、チャック用直流電源96を停止し、静電吸着を解除して、真空槽89内の真空雰囲気を維持したまま、不図示の搬出室へロボット等により基板を搬出する。
61……ターボ分子ポンプ
70……窒素供給口
71……主吸気口
72……排気口
73……副吸気口
74……動翼羽根
75……静翼羽根
76……動翼部
77……静翼部
78……筐体
79……回転軸
80……エッチング装置
81……主ガス供給部
82……真空排気部
86……副ガス供給部
88……ステージ
89……真空槽
94……副ガス流路
97……凹部
Claims (7)
- 筒形状の筐体と、
前記筐体の一端に設けられ、真空槽に接続される主吸気口と、
前記筐体の他端に設けられ、補助ポンプに接続される排気口と、
前記筐体内で、中心軸線が前記筐体の中心軸線と一致するように配置された回転軸と、
を有し、
前記回転軸は、真空排気時に前記筐体の中心軸線を中心として回転可能に構成され、
前記筐体内は、前記回転軸に沿って動翼部と静翼部とが交互に複数設けられ、
各前記動翼部は、複数の動翼羽根が前記回転軸に対して垂直に、前記筐体の内壁面に向かって伸びるように設けられ、
各前記静翼部は、複数の静翼羽根が前記筐体の内壁面に対して垂直に、前記回転軸に向かって伸びるように設けられ、
各前記動翼羽根と各前記静翼羽根は、それぞれ前記主吸気口に近い辺と前記排気口に近い辺の二辺を有し、
真空排気時に、前記排気口に近い辺に対する前記主吸気口に近い辺は、各前記動翼羽根では回転方向に前進するように傾けられ、各前記静翼羽根では回転方向とは逆向きに前進するように傾けられ、
前記筐体の側壁の、前記主吸気口に最も近い前記動翼部と前記排気口に最も近い前記動翼部との間に、前記真空槽内に配置され、基板が配置されるステージの凹部に接続される副吸気口が設けられ、
前記排気口が前記補助ポンプで排気され、前記回転軸が回転すると、前記主吸気口から前記真空槽内が排気され、前記副吸気口から前記凹部内の副ガスが排気されるように構成されたターボ分子ポンプ。 - 前記筐体側壁の、前記副吸気口と前記排気口に最も近い前記動翼部との間には窒素供給口が設けられ、
真空排気時に前記回転軸を回転し、前記窒素供給口から窒素ガスを供給して、前記筐体内の気体を希釈し、前記排気口から排出する請求項1記載のターボ分子ポンプ。 - 前記凹部には、Heガス又はArガスのいずれか一方の前記副ガスが供給される請求項1又は請求項2のいずれか1項記載のターボ分子ポンプ。
- 真空槽と、
前記真空槽内に配置され、基板を載置可能に構成されたステージと、
前記真空槽内に基板処理用の主ガスを供給可能に構成された主ガス供給部と、
前記真空槽内を真空排気可能に構成された真空排気部と、
前記ステージの基板載置面に設けられた凹部と、
前記凹部に接続された副ガス流路と、
前記副ガス流路に接続され、前記凹部に熱伝導性の副ガスを供給可能に構成された副ガス供給部と、
を有する基板処理装置であって、
前記真空排気部は、
筒形状の筐体と、
前記筐体の一端に設けられた主吸気口と、他端に設けられた排気口と、
前記筐体内で、中心軸線が前記筐体の中心軸線と一致するように配置された回転軸と、
を有し、
前記回転軸は、真空排気時に前記筐体の中心軸線を中心として回転可能に構成され、
前記筐体内は、前記回転軸に沿って動翼部と静翼部とが交互に複数設けられ、
各前記動翼部は、複数の動翼羽根が前記回転軸に対して垂直に、前記筐体の内壁面に向かって伸びるように設けられ、
各前記静翼部は、
複数の静翼羽根が前記筐体の内壁面に対して垂直に、前記回転軸に向かって伸びるように設けられ、
各前記動翼羽根と各前記静翼羽根は、それぞれ前記主吸気口に近い辺と前記排気口に近い辺の二辺を有し、
真空排気時に、前記排気口に近い辺に対する前記主吸気口に近い辺は、各前記動翼羽根では回転方向に前進するように傾けられ、各前記静翼羽根では回転方向とは逆向きに前進するように傾けられ、
前記回転軸を回転して、前記主吸気口からガスを吸入し、前記排気口から排出するターボ分子ポンプであって、
前記筐体の側壁の、前記主吸気口に最も近い前記動翼部と前記排気口に最も近い前記動翼部との間には副吸気口が設けられ、
真空排気時に前記回転軸を回転すると、前記副吸気口からもガスを吸入し、前記排気口から排出するように構成されたターボ分子ポンプを有し、
前記副吸気口は前記副ガス流路に接続された基板処理装置。 - 前記ターボ分子ポンプは、
前記筐体側壁の、前記副吸気口と前記排気口に最も近い前記動翼部との間に窒素供給口が設けられ、
真空排気時に前記回転軸を回転し、前記窒素供給口から窒素ガスを供給して、前記筐体内で圧縮されたガスを希釈し、前記排気口から排出する請求項4記載の基板処理装置。 - 前記副吸気口から吸入するガスは、Heガス又はArガスのいずれか一方のガスであることを特徴とする請求項4又は請求項5のいずれか1項記載の基板処理装置。
- 前記真空槽内に前記主ガスを供給して、前記ステージ上の基板に対し、エッチング処理又は成膜処理のいずれか一方の処理が可能に構成された請求項4乃至請求項6のいずれか1項記載の基板処理装置。
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