JP7462728B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマ処理装置に関する。

半導体製造において、真空雰囲気の処理室にて被処理体を処理する処理装置では、処理室を所定の圧力に制御するために排気装置が設けられる。使用される排気装置には、種々のタイプが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０００－１８３０３７号公報

処理室の圧力に偏りがあると、被処理体の処理が不均一になるため、排気装置は、処理室の圧力に偏りが生じない位置に取り付けられることが好ましい。例えば、処理装置の側壁又は底部の外周側に設けられた排気口に排気装置を取り付けると、横方向や外周方向に排気の吸引が行われる。このため、排気空間の圧力に偏りが生じ、この結果、処理室においても圧力の偏りが生じることがある。

しかしながら、処理装置の下には、高周波電源や給電棒等を配置したり、被処理体の温調用の冷却ガス用の配管や冷媒用の配管等を設置することがある。このため、これらの機器を配置するスペースが必要となり、処理室の圧力に偏りが生じ難い処理装置の中央下の位置に排気装置を配置することは難しいことがある。

上記課題に対して、一側面では、本発明は、処理室の圧力の偏りを低減することを目的とする。

上記課題を解決するために、一の態様によれば、基板支持台を内部に有するプラズマ処理容器と、前記基板支持台の周囲に配置される動翼及び静翼と、前記プラズマ処理容器の下方に配置され、前記プラズマ処理容器と接続される排気空間と、前記基板支持台に電気的に接続される給電棒と、前記給電棒に電気的に接続される高周波電源とを備え、前記給電棒及び前記高周波電源は前記基板支持台の下方に配置される、プラズマ処理装置が提供される。

他の態様によれば、各々が基板支持台を内部に有する複数のプラズマ処理容器と、前記複数のプラズマ処理容器の各々の前記基板支持台の周囲に配置される動翼及び静翼と、前記動翼の回転速度を制御する制御部と、前記複数のプラズマ処理容器の下方に配置され、前記複数のプラズマ処理容器の各々と接続される排気空間と、前記複数のプラズマ処理容器の各々の前記基板支持台に電気的に接続される給電棒と、前記給電棒に電気的に接続される高周波電源とを備え、前記給電棒及び前記高周波電源は前記基板支持台の下方に配置される、を備える、プラズマ処理装置が提供される。

一の側面によれば、処理室の圧力の偏りを低減することができる。

一実施形態に係る処理装置の一例を示す図。 図１のＡ１－Ａ１断面及びＡ２－Ａ２断面を示す図である。 図１のＢ－Ｂ断面を示す図である。 一実施形態の変形例に係る処理装置の一例を示す図。 一実施形態に係る排気処理の一例を示すフローチャート。 一実施形態に係る搬入及び搬出時のウェハの搬送の一例を示す図。 一実施形態に係る搬入及び搬出時のウェハの搬送の一例を示す図。 一実施形態に係る搬入及び搬出時のウェハの搬送の一例を示す図。 一実施形態に係る搬入及び搬出時のウェハの搬送の一例を示す図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

［処理装置の全体構成］
まず、本発明の一実施形態に係るバッチ型の処理装置と、比較例に係るバッチ型の処理装置とを比較して説明する。図１（ａ）は比較例に係るバッチ型の処理装置９の一例であり、図１（ｂ）は本発明の一実施形態に係るバッチ型の処理装置１の一例である。

比較例に係るバッチ型の処理装置９と本実施形態に係るバッチ型の処理装置１とは、複数の半導体ウェハＷ（以下、「ウェハ」という。）を同時に処理可能な装置である。処理装置１及び処理装置９は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる円筒形の処理容器１０を有している。処理容器１０は、接地されている。

処理容器１０は、円筒状の壁２９によりウェハＷを処理する処理空間を複数の処理室に隔離する。本例では、４つの円筒状の壁２９により処理室１０１、１０２の他に２つの処理室が設けられ、４枚のウェハＷが同時に処理可能である。ただし、処理室の数は、４つに限らない。また、説明の便宜上、以下では、２つの処理室１０１，１０２の構成について説明し、本実施形態に係る処理装置１に存在する残りの２つの処理室の構成についての説明はしないが、処理室１０１，１０２と同一構造及び同一機能を有するものとする。

図１（ａ）の比較例に係る処理装置９と図１（ｂ）の本実施形態に係る処理装置１との相違点について説明する。一つ目の相違点は、図１（ｂ）の本実施形態に係る処理装置１は、ウェハＷを載置する載置台（基板支持台）１２、１３よりも下側の排気空間１７，１８に排気機構３を有するのに対して、図１（ａ）の比較例に係る処理装置９は、排気空間１７，１８に排気機構を有しないことである。排気機構３は、処理室１０１に動翼３０と静翼３１の組を有し、処理室１０２に動翼３２と静翼３３の組を有する。

二つ目の相違点は、比較例に係る処理装置９には、排気空間１７，１８と処理空間（処理室１０１，１０２）とを仕切るバッフル板２１、２２を有するのに対して、本実施形態に係る処理装置１にはバッフル板を有しない点である。ただし、本実施形態に係る処理装置１は、バッフル板を有してもよい。

その他の構成は同じであり、簡単に説明すると、載置台１２，１３には、ウェハＷがそれぞれ載置されている。処理容器１０の天井部の載置台１２，１３と対向する位置には、処理ガスを処理容器１０内に導入するためのガスシャワーヘッド２３，２４が設けられている。ガスシャワーヘッド２３，２４には、ガス供給部１６から処理ガスが導入される。処理ガスは、ガスシャワーヘッド２３，２４の下面に設けられた多数のガス吐出孔２３ａ，２４ａから処理室１０１，１０２内にシャワー状に導入される。

載置台１２，１３には、給電棒２６，２７が接続され、更にマッチング回路を介して高周波電源１４，１５が接続される。高周波電源１４、１５から載置台１２，１３に高周波電力を供給することにより、処理室１０１、１０２内に処理ガスのプラズマが生成され、このプラズマによりウェハＷに対してエッチング等の処理が施される。なお、高周波電源１４、１５は、所定の高周波電力を下部電極として機能する載置台１２，１３に印加してもよいし、上部電極として機能するガスシャワーヘッド２３，２４に印加してもよい。

処理容器１０の側壁には、ウェハＷを搬入出するための搬入出口２８が設けられている。また、複数の処理室を隔離する壁２９には、ウェハＷの搬入出口３５が設けられている。載置台１２，１３の下方は、処理容器１０が筒状に処理室１０１，１０２側に出っ張り、載置台１２，１３の外周と連結する。これにより、載置台１２，１３の下方には大気空間が形成され、給電棒２６，２７や高周波電源１４，１５を配置したり、被処理体の温調用の冷却ガスの配管や冷媒用の配管を配置したりすることができる。

処理室１０１，１０２の下方の排気空間１７，１８は、ウェハＷよりも外周側にて周方向に環状に形成されている。排気空間１７，１８は、処理室１０１，１０２を隔離する壁２９の下方で連通し、排気口を介してＡＰＣ（Adaptive Pressure Control）１９及びターボ分子ポンプ２０により排気される。ＡＰＣ１９は、調整弁の制御により圧力の制御が可能なコントローラである。ターボ分子ポンプ２０は、例えば、ドライポンプにより粗引きした後、処理容器１０内を真空引きする。ＡＰＣ１９及びターボ分子ポンプ２０は、排気機構３の下流側に配置された排気部の一例である。排気部は、ＡＰＣ１９を有していなくてもよい。

ターボ分子ポンプ２０は複数の処理室１０１，１０２に対して共用であるため、中央側の排気空間１７，１８側に偏って排気を吸引する。これにより、ターボ分子ポンプ２０側にガスの流れが寄っていく。そうすると、図１（ａ）の比較例に係る処理装置９の場合、紙面の内側に示すターボ分子ポンプ２０側の排気空間１７，１８の圧力は、紙面の外側に示す反対側の排気空間１７，１８の圧力よりも下がってしまう。その結果、処理室１０１，１０２についても、排気空間の圧力分布と同様な圧力分布が生じる。これにより、図１（ａ）の比較例に係る処理装置９では、処理室１０１，１０２内の圧力分布の不均一により、エッチングレート等に周方向におけるバラツキが生じ、ウェハＷに均一な処理を行うことが困難になる。

そこで、図１（ｂ）の本実施形態に係る処理装置１では、処理容器１０内の圧力分布の均一性を向上させ、エッチングレート等の周方向におけるバラツキをなくし、ウェハＷに均一な処理を行うために排気機構３が設けられている。つまり、本実施形態に係る処理装置１の排気を行う排気装置は、排気機構３と、排気機構３の下流側に設けられたＡＰＣ１９と、ターボ分子ポンプ２０とを有する。ただし、本実施形態に係る排気装置は、ＡＰＣ１９を有していなくてもよい。

排気機構３は、動翼３０と静翼３１及び動翼３２と静翼３３がそれぞれ組になり、動翼と静翼が交互になって多段に配置されている。動翼３０，３２は、載置台１２，１３（に載置されたウェハＷ）の中心軸に対して回転可能である。静翼３１、３３は、処理容器１０の壁２９に固定されている。動翼３０と静翼３１、及び動翼３２及び静翼３３は、ウェハＷよりも外周側に同軸的に配置され、少なくとも一方は回転可能な第１の翼部材と第２の翼部材の一例である。また、排気機構３は、一式のユニットとして取り外し、及び搭載が可能な構造としてもよい。

これによれば、本実施形態に係る処理装置１では、動翼３０，３２を回転させない場合、動翼３０，３２及び静翼３１、３３が排気空間１７，１８に存在するために、ガスが動翼３０，３２及び静翼３１、３３の間の狭い空間を通って排気される。このため、ガスは流れにくくなる。これにより、排気空間１７，１８の圧力が均一になる。この結果、処理空間側においても圧力の均一性が図れる。

ただし、動翼３０，３２を回転させないとガスの排気効率が悪くなる。よって、動翼３０，３２を回転させて、排気空間１７，１８においてガスの流れを作ることが好ましい。これにより、排気機構３よりも上流の圧力が均一になり、その結果、処理空間における圧力の均一性を担保しつつ、ターボ分子ポンプ２０により複数の処理室を同時に真空引きすることができる。これにより、本実施形態に係る処理装置１では、処理容器１０内の圧力分布の均一性を向上させ、エッチングレート等の処理の均一性を図ることができる。

なお、本実施形態に係る処理装置１は、同時に処理可能なウェハＷの枚数と同じ個数の動翼及び静翼の組を有する。例えば、処理室が４つの場合、処理装置１は４組の動翼及び静翼の組を有する。４つの動翼の回転数は、独立して制御可能である。各動翼の独立制御は、制御部５０によって実行される。また、処理容器１０に設けられ、ターボ分子ポンプ２０に繋がる排気口は、１つであってもよいし、複数であってもよい。

制御部５０は、処理装置１の全体の動作を制御する。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有している。ＣＰＵは、メモリに格納されたレシピに従って、ウェハＷにエッチング等の所定の処理を実行する。レシピにはプロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、圧力（ガスの排気）、高周波電力や電圧、各種ガス流量、処理容器内温度（上部電極温度、処理容器の側壁温度、ウェハＷ温度、静電チャック温度等）、冷媒の設定温度などが設定されている。なお、これらのプログラムやプロセス条件を示すレシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されてもよい。また、レシピは、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。

また、メモリには処理室の数に応じた個数の動翼の独立制御を行うための所定の条件に関する情報が記憶されている。所定の条件としては、ウェハＷを処理する際に使用するレシピに設定された各処理室の圧力条件やガスの流量等のプロセス条件、ガスの給気のタイミング及びガスの排気のタイミングの少なくともいずれかであってもよい。制御部５０は、ターボ分子ポンプ２０を制御することにより処理容器１０内の排気を制御しながら、前記所定の条件に基づき各動翼を回転させる単位時間当たりの回転数を変化させてもよい。

制御部５０は、複数の処理室のそれぞれに取り付けた圧力センサから各処理室の圧力を取得し、取得した各処理室の圧力に応じて駆動部５１を制御して各動翼を回転させるロータの単位時間当たりの回転数を変化させてもよい。例えば、制御部５０は、測定した複数の処理室の圧力の差圧に応じて、駆動部５１を制御して各処理室の動翼の回転させるロータを独立して制御してもよい。

（動翼及び静翼の配置と動作）
動翼及び静翼の配置と動作について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２（ａ）は、図１のＡ１－Ａ１断面を示す図である。図２（ｂ）は、図１のＡ２－Ａ２断面を示す図である。図３は、図１のＢ－Ｂ断面を示す図である。

まず、図２を参照すると、図２（ａ）及び（ｂ）は、処理室１０１の断面である。処理室１０２の断面についても同一構造を有するため、ここでは説明を省略する。処理室１０１では、中心軸Ｏは、ウェハＷ、載置台１２及び処理室１０１の筒状の壁における共通の軸である。動翼３０と静翼３１とは、中心軸０に対して同軸的に配置されている。

動翼３０及び静翼３１は、アルミニウムで形成されてもよいし、アルミニウムの表面をアルマイト（陽極酸化）処理してもよい。動翼３０及び静翼３１は、アルミニウムの表面をニッケル等のめっきでコーティングしてもよい。

動翼３０は、ウェハＷ（及び載置台１２）より下側であってウェハＷの外周に隔離して設けられた第１の基材３０ｂと、第１の基材３０ｂに外向きに均等な間隔で取り付けられた多数の第１のブレード３０ａとを有する。第１の基材３０ｂは、ウェハＷ及び載置台１２の面積よりも大きな空間を有するリング状部材である。

静翼３１は、第２の基材３１ｂと、第２の基材３１ｂに内向きに均等な間隔で取り付けられた多数の第２のブレード３１ａとを有する。第２の基材３１ｂは、動翼３０の面積よりも大きな空間を有するリング状部材である。

第１の基材３０ｂは、ウェハＷ側に配置され、中心軸Ｏに対して回転可能となっている。第２の基材３１ｂは処理容器１０の壁に固定され、回転しない構成となっている。

第１のブレード３０ａと第２のブレード３１ａは、斜め下に傾斜した面を有し、ウェハＷの中心軸０を中心として周方向に配置されている。本実施形態では、図２及び図３に示すように、第１のブレード３０ａは、気体分子が通過しやすい角度に傾斜して外向きに配置されている。

本実施形態では、第２のブレード３１ａは、気体分子が逆行しにくい角度に傾斜して内向きに配置されている。

第１のブレード３０ａと第２のブレード３１ａとは、多段に設けられ、交互に配置される。図３は、２段の第１のブレード３０ａと第２のブレード３１ａとを示す。紙面の上側が排気機構３の前段側（高真空側）、紙面の下側が後段側である。本実施形態では、動翼３０は回転し、静翼３１は固定されている。動翼３０の回転方向が紙面の右から左に向かう場合、回転方向と第１のブレード３０ａ及び第２のブレード３１ａの傾きの関係は図３に示すようになる。高真空側から飛来した気体分子（ガス）は、動翼３０に入射してから離れる際に、色々な方向に飛散しようとする。しかし、第１のブレード３０ａ及び第２のブレード３１ａの傾きと第１のブレード３０ａの回転により、気体分子は、排気機構３の後段方向へ向かい、同時に静翼３１を通過しやすい方向へと向けられる。また、後段側から静翼３１を通過し、逆行してきた気体分子は、動翼３０に衝突することで再度後段方向へ向けられる。第１のブレード３０ａ及び第２のブレード３１ａの傾きは、前段側では気体分子が通過しやすい角度、後段側では気体分子が逆行しにくい角度を持っている。

駆動部５１の駆動により第１の基材３０ｂが回転し、多数の第１のブレード３０ａが回転すると、第１のブレード３０ａは、静止している第２のブレード３１ａと協働して、排気を分子領域で下方に吸引することができる。以上のように構成された本実施形態に係る処理装置１においては、エッチング等の処理の開始前及び処理中において、第１の基材３０ｂが回転するとともに、ターボ分子ポンプ２０が駆動されて処理容器１０内が真空引きされ、高真空状態に維持される。

かかる構成の排気機構３とターボ分子ポンプ２０とは、真空雰囲気にて被処理体に処理を施す処理容器内を排気する排気装置の一例である。かかる排気装置によれば、ターボ分子ポンプ２０により複数の処理室を同時に真空引きしつつ、排気空間１７，１８の圧力が均一になり、これにより、処理室１０１，１０２の処理空間における圧力の均一性を向上させ、処理の均一性を図ることができる。

なお、本実施形態では、排気機構３は、動翼３０を静翼３１の内側に配置する構成としたが、これに限らない。例えば、動翼３０と静翼３１の配置を入れ替え、動翼３０を静翼３１の外側に配置してもよい。ただし、動翼３０を動かすエネルギーを考慮すると、動翼３０を静翼３１の内側に配置するほうが好ましい。また、排気機構３は、動翼３０と静翼３１を配置する替わりに２つの動翼３０を設けてもよい。この場合、２つの動翼３０の回転方向は反対方向に制御する。これにより、各動翼３０の回転スピードを半分にしても動翼３０と静翼３１の組み合わせの場合と同じ排気効果を得ることができる。

［変形例］
次に、排気装置の変形例について図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態の変形例１～３に係る排気装置を搭載した処理装置１の一例を示す図である。図４（ａ）は、本実施形態の変形例１に係る排気装置を搭載した処理装置１を示す図である。変形例１に係る処理装置１では、排気装置は、排気機構３とＡＰＣ１９とターボ分子ポンプ２０に加えて、排気機構３の上流側にバッフル板２１，２２を有する。バッフル板２１，２２は、処理室１０１、１０２毎に載置台１２，１３を囲むようにそれぞれ設けられる。バッフル板２１，２２は、排気機構３の上方にて、ウェハＷを処理する処理空間（処理室１０１，１０２）と排気空間１７，１８とに処理容器１０内を仕切る。バッフル板２１，２２には複数の貫通孔が形成されている。

バッフル板２１，２２は、アルミニウムにより形成されてもよい。バッフル板２１，２２は、アルミニウムにハロゲンに対する耐食性を持つコーティングをしてもよい。例えば、アルミニウムの表面をアルマイト（陽極酸化）処理してもよいし、アルミニウムにＹ_２Ｏ_３やＡｌ_２Ｏ_３等を溶射してもよい。

これによれば、バッフル板２１，２２が、処理室１０１，１０２にて使用されたガスを整流し、排気空間１７，１８へ通す。変形例１の場合においても、排気機構３がターボ分子ポンプ２０と協働して動作する。これにより、排気空間１７，１８の圧力の均一性を更に高め、処理室１０１，１０２の処理空間における圧力の均一性を向上させ、エッチングレート等の処理の均一性を図ることができる。また、バッフル板２１，２２が処理室１０１，１０２内に生成されるプラズマを遮ることにより，排気機構３が直接プラズマに晒されることを防ぐことができる。

図４（ｂ）は、本実施形態の変形例２に係る排気装置を搭載した処理装置１を示す図である。変形例２に係る処理装置１では、排気装置は、排気機構３とターボ分子ポンプ２０に加えて、バッフル板２１を有する。変形例２に係る処理装置１では、処理室は１つである。この場合にもターボ分子ポンプ２０の配置によっては、排気空間１７に圧力の偏りが生じ、処理室１０１の圧力分布の均一性が悪くなる場合がある。

よって、本実施形態の変形例２に係る処理装置１では、処理室１０１が１つの場合であっても、排気機構３がターボ分子ポンプ２０と協働して動作する。これにより、排気空間１７の圧力の均一性を高め、処理室１０１の処理空間における圧力の均一性を向上させ、処理の均一性を図ることができる。

図４（ｃ）は、本実施形態の変形例３に係る排気装置を搭載した処理装置１を示す図である。変形例３に係る処理装置１では、排気装置は、排気機構３とターボ分子ポンプ２０に加えて、排気機構３の上流側に複数のバッフル板２１ａ，２１ｂが、上下方向に所定の間隔で平行して設けられる。複数のバッフル板２１ａ，２１ｂの少なくともいずれか一方は、上下への移動又は回転が可能である。複数のバッフル板２１ａ，２１ｂには、それぞれ複数の貫通孔が設けられている。変形例３に係る排気装置では、２枚のバッフル板２０ａ，２０ｂを用いた圧力制御が可能になるため、ＡＰＣ１９は設けられていない。

例えば、複数のバッフル板２１ａ，２１ｂのそれぞれの貫通孔の位置をずらして配置する。複数のバッフル板２１ａ，２１ｂの少なくともいずれか一方が上下動し、複数のバッフル板２１ａ，２１ｂが近付くと、各バッフル板の貫通孔間の距離が短くなり、ガスの流れを抑制させることができる。

また、複数のバッフル板２１ａ，２１ｂの少なくともいずれか一方が回転し、複数のバッフル板２１ａ，２１ｂの貫通孔間の距離が変化することで、ガスの流れを変えることができる。

本実施形態の変形例３に係る処理装置１では、複数のバッフル板２１ａ，２１ｂに設けられた貫通孔の開閉を制御することで、処理空間及び排気空間の圧力を制御できる。よって、変形例３によれば、排気機構３がターボ分子ポンプ２０及び複数のバッフル板２１ａ，２１ｂと協働して動作する。これにより、排気空間１７の圧力の均一性を更に高め、処理室１０１の処理空間における圧力の均一性を向上させ、処理の均一性を図ることができる。

［排気処理］
次に、本実施形態に係る排気装置を搭載した処理装置１において実行される排気方法の一例について図５を参照しながら説明する。図５は、一実施形態に係る排気処理の一例を示すフローチャートである。本処理は制御部５０により制御される。

本処理が開始されると、制御部５０は、各処理室に設けられた圧力センサを用いて各処理室の圧力の情報を取得する（ステップＳ１０）。次に、制御部５０は、設定圧力と取得した圧力の情報とを比較し、設定圧力よりも高い圧力の処理室があるかを判定する（ステップＳ１２）。

制御部５０は、設定圧力よりも高い圧力の処理室がないと判定した場合、ステップＳ１６に進む。一方、制御部５０は、設定圧力よりも高い圧力の処理室があると判定した場合、設定圧力と当該処理室の圧力との差圧に応じて動翼３０の回転数を制御し、当該処理室の動翼３０の回転を速くする（ステップＳ１４）。

次に、制御部５０は、設定圧力よりも低い圧力の処理室があるかを判定する（ステップＳ１６）。制御部５０は、設定圧力よりも低い圧力の処理室がないと判定した場合、本処理を終了する。一方、制御部５０は、設定圧力よりも低い圧力の処理室があると判定した場合、設定圧力と当該処理室の圧力との差圧に応じて動翼３０の回転数を制御し、当該処理室の動翼３０の回転を遅くし（ステップＳ１８）、本処理を終了する。

ガス供給部１６は４つの処理室に所定流量のガスを別々に供給する。一方、ガスの排気は１つのターボ分子ポンプ２０によって行われる。よって、ガス供給部１６及びターボ分子ポンプ２０による排気の性能の個体差によって、各処理室の圧力は異なる場合が生じ得る。これに対して、本実施形態に係る排気方法によれば、各処理室に設けられた排気機構３の動翼の回転速度をそれぞれ独立して制御することができる。これにより、処理装置１の排気性能の個体差をキャンセルすることができる。

例えば、ある処理室内のガスを排気して圧力を下げるときには、その処理室の動翼の回転速度を上げる。これにより、単位時間当たりに排気できるガスの分子数が、ＡＰＣ１９を全開にする制御の際に単位時間当たりに排気できるガスの分子数よりも多くなる。これにより、ＡＰＣ１９のみの制御時よりも早く当該処理室の圧力を下げることができる。

また、例えば、ある処理室内のガスを供給して圧力を上げるときには、その処理室の動翼の回転速度を下げる。これにより、単位時間当たりに排気できるガスの分子数が、ＡＰＣ１９を全閉にする制御の際に単位時間当たりに排気できるガスの分子数よりも少なくなる。これにより、ＡＰＣ１９のみの制御時よりも早く当該処理室の圧力を上げることができる。

なお、本実施形態に係る排気方法は、各処理室にセンサを設置し、制御部５０は、センサから各処理室の圧力を定期的又は不定期に取得し、取得した各処理室の圧力に基づき、上記排気処理を行うリアルタイム処理が好ましい。

また、本実施形態に係る排気方法は、図５に示すように、設定圧力とセンサから得た各処理室の圧力の差分に応じて各処理室の動翼の回転数を制御することに限らない。例えば、本実施形態に係る排気方法は、センサから出力した各処理室の圧力の差分に応じて各処理室の動翼の回転数を制御してもよい。これによっても、ガスの排気や給気を高速化させたり、低速化させたりすることができ、処理装置１の排気性能の個体差をキャンセルすることができる。

また、所定の条件に基づき、各処理室の動翼の回転数を制御してもよい。所定の条件には、センサから取得した各処理室の圧力の情報に限らず、ガス流量等のプロセス条件、ガスの給気及び排気のタイミングの少なくともいずれかであってもよい。

例えば、ウェハＷのエッチング処理がマルチステップのプロセスでは、前後のステップで異なるガスを使用する場合、処理室内のガスの切り替えが必要になる。この場合、前ステップで使用したガスを排気した後、後ステップで使用するガスを処理室内に供給する。このとき、本実施形態では、前ステップにて使用したガスを排気する間、各処理室の動翼の回転数を上げて、各処理室の圧力を下げる。そして、後ステップのプロセス中には、各処理室の動翼の回転数を、前ステップにてガスを排気するときの回転数よりも低い回転数に制御する。これにより、本実施形態に係る排気方法によれば、各処理室の動翼の回転数の制御によって、ＡＰＣ１９の制御のみ行っていたときよりも各処理室の圧力を効率よく制御することができる。

なお、本実施形態及びその変形例１，２に係る処理装置１において排気方法を実行する際には、処理装置１にＡＰＣ１９を有していてもよいし、有していなくてもよい。

［搬入及び搬出時のウェハの搬送］
次に、本実施形態に係るバッチ型の処理装置１の、搬入及び搬出時のウェハＷの搬送について、図６～図９を参照しながら説明する。図６～図９は、本実施形態に係る処理装置１の搬入及び搬出時のウェハの搬送の一例を示す図である。

図６～図９の処理装置１は、図１に示した処理装置１と同様の構成を有している。図６～図９では、ガス供給部、ガスシャワーヘッド、給電棒、高周波電源、ターボ分子ポンプ等の図示は省略している。さらに、図６～図９の処理装置１には、ウェハＷの搬入出口３５が、複数の処理室を隔離する壁２９に形成されている。処理室１０１では搬入出口２８によりウェハＷの搬入及び搬出が行われ、処理室１０２では搬入出口２８を通って、更に搬入出口３５を介してウェハＷの搬入及び搬出が行われる。

また、図６～図９では、少なくとも複数の処理室１０１，１０２の搬入出口２８，３５に対応した位置の、処理容器１０の壁面にシールド部材４０及びシールド部材４１が設けられている。シールド部材４０及びシールド部材４１は、処理容器１０の筒状の壁２９を保護する。シールド部材４０及びシールド部材４１には、図示しない電磁石等を用いた昇降機構が接続されている。これにより、シールド部材４０及びシールド部材４１は、ウェハＷの搬入及び搬出時に上又は下に移動可能となり、搬入出口２８、３５を開閉することができる。

具体的には、図６（ａ）に示すウェハＷの搬入及び搬出時には、シールド部材４０及びシールド部材４１は、搬入出口２８、３５より下に移動し、搬入出口２８、３５を開く。図６（ｂ）に示すウェハＷ処理時（プロセス中）には、シールド部材４０及びシールド部材４１は、搬入出口２８、３５の位置まで上に移動し、搬入出口２８、３５を閉じる。

かかる構成により、本実施形態に係る処理装置１によれば、シールド部材４０及びシールド部材４１により搬入出口２８、３５を開閉し、シャッターをなくすことでシャッターに起因する各処理室における処理の偏りをなくすことができる。また、シャッターをなくすことで、シャッター自体とシャッターを駆動させるためのアクチュエータやその他の部品をなくすことができ、部品点数を削減することができる。

シールド部材４０及びシールド部材４１により搬入出口２８、３５を遮ることで、搬入出口２８、３５を完全にシールしなくとも、本実施形態に係る複数の処理室１０１，１０２を有する処理容器内の横方向のコンダクタンスを低くできる。特に、本実施形態では、排気空間に動翼３０，３２と静翼３１，３３を有しているため、処理容器１０内の圧力を制御できる。これにより、搬入出口２８、３５を完全にシールしなくても処理容器１０内の圧力分布の均一性を図ることができる。

図７に示すように、シールド部材４０及びシールド部材４１を処理容器１０の天井部から突出するように上下に移動させて、搬入出口２８、３５の開閉を行ってもよい。また、シールド部材４０及びシールド部材４１を回転させて、搬入出口２８、３５の開閉を行ってもよい。この場合、シールド部材４０及びシールド部材４１には、ベアリング等の図示しない回転機構が接続されている。シールド部材４０及びシールド部材４１を回転させる場合、例えば、図７（ａ）に示すウェハＷの搬入及び搬出時には、シールド部材４０及びシールド部材４１は、処理容器１０の天井部の位置まで回転し、搬入出口２８、３５を開く。図７（ｂ）に示すウェハＷ処理時には、シールド部材４０及びシールド部材４１は、搬入出口２８、３５の位置まで移動し、搬入出口２８、３５を閉じる。

図８及び図９に示すように、シールド部材４０及びシールド部材４１とバッフル板２１，２２とを一緒に上下に移動又は回転し、搬入出口２８，３５を開閉してもよい。かかる構成によれば、シールド部材４０及びシールド部材４１とバッフル板２１，２２を一緒に上下動又は回転させることで、更に部品点数を削減できる。また、シャッターに起因する各処理室における処理の偏りをなくすことができる。

また、図６～図９に示すように、シールド部材４０及びシールド部材４１を駆動させると、処理空間と排気空間とを直接つなげる空間を形成することができる。これにより、排気し易くし、ガスの排気時間を短縮できる。

更に、シールド部材４０及びシールド部材４１にバッフル板に替わる水平方向の部分を設け、水平方向の部分又は垂直方向の部分の少なくともいずれかの適正位置に穴を空けてもよい。この場合、シールド部材４０及びシールド部材４１を、処理容器１０の側壁からより内側にて穴を空けた部分とともに駆動させることで、シールド部材４０及びシールド部材４１にバッフル板２１，２２の役割を兼用させることができる。これにより、更なる部品点数の削減が可能になる。また、シールド部材４０及びシールド部材４１の移動により、プロセス中の処理空間の容積が削減されるようにシールド部材４０及びシールド部材４１の形状を作成することで、プロセス処理に必要な用力（高周波電力、ヒータ電力等）を削減し、ランニングコストを削減することができる。

なお、ウェハＷを搬入出する場合には、載置台１２，１３が搬入出口２８の位置まで昇降し、リフトピンを用いてウェハＷを把持し、搬送アームとの間でウェハＷを受け渡し、搬入出口２８から搬入及び搬出してもよい。

以上、処理装置及び排気方法を上記実施形態により説明したが、本発明にかかる処理装置及び排気方法は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

本発明に係る基板処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP),Inductively Coupled Plasma(ICP),Radial Line Slot Antenna, Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR),Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。

以下を付記する。
（付記１）
真空雰囲気の処理空間にて被処理体に処理を施す処理容器の排気空間において、被処理体よりも外周側に同軸的に配置され、少なくとも一方は回転可能な第１の翼部材と第２の翼部材とを有する排気機構と、
前記排気空間に連通し、前記排気機構の下流側にて前記処理容器内の排気を行う排気部と、
を有する、排気装置。
（付記２）
前記排気機構の上流側には、前記処理空間と前記排気空間とに前記処理容器内を仕切る、複数の貫通孔が形成されたバッフル板が設けられる、
付記１に記載の排気装置。
（付記３）
複数の前記バッフル板は、所定の間隔で平行して設けられる、
付記２に記載の排気装置。
（付記４）
複数の前記バッフル板の少なくとも一方は、上下動可能又は回転可能に設けられる、
付記３に記載の排気装置。
（付記５）
前記第１の翼部材は、被処理体の面積よりも大きな空間を有する第１の基材に外向きに複数の第１のブレードが設けられ、前記第２の翼部材は、前記第１の翼部材の面積よりも大きな空間を有する第２の基材に内向きに複数の第２のブレードが設けられる、
付記１～４のいずれか一項に記載の排気装置。
（付記６）
前記第１のブレードと前記第２のブレードとは、交互に多段に設けられる、
付記５に記載の排気装置。
（付記７）
真空雰囲気の処理空間にて被処理体に処理を施す処理容器の排気空間において、被処理体よりも外周側に同軸的に配置され、少なくとも一方は回転可能な第１の翼部材と第２の翼部材とを有する排気機構と、
前記排気空間に連通し、前記排気機構の下流側にて前記処理容器内の排気を行う排気部とを有する、排気装置を備える処理装置。
（付記８）
前記第１の翼部材は、被処理体の外縁を囲む内部空間を有する第１の基材に外向きに複数の第１のブレードが設けられ、前記第２の翼部材は、前記第１の翼部材を囲む内部空間を有する第２の基材に内向きに複数の第２のブレードが設けられ、
被処理体が載置される載置台の下方は、前記第１の基材及び前記第２の基材の内部空間を貫通する前記処理容器と前記載置台とにより大気空間となっている、
付記７に記載の処理装置。
（付記９）
前記処理容器は、被処理体を処理する処理空間を複数の処理室に隔離し壁を有し、
前記排気機構が、前記複数の処理室のそれぞれに設けられる、
付記７又は８に記載の処理装置。
（付記１０）
前記処理容器の壁には、前記複数の処理室に対応して複数の被処理体の搬入出口が形成され、
前記複数の処理室の搬入出口に対応して前記処理容器の壁面に沿って設けられる複数のシールド部材を有し、
前記複数のシールド部材は、上下に移動又は回転し、前記搬入出口を開閉する、
付記９に記載の処理装置。
（付記１１）
前記複数の処理室に対応して各処理室と前記排気空間とを仕切る、複数の貫通孔が形成された複数のバッフル板を有し、
前記複数のシールド部材と前記バッフル板とは、上下に移動又は回転し、前記搬入出口を開閉する、
付記１０に記載の処理装置。
（付記１２）
真空雰囲気の処理空間にて被処理体に処理を施す処理容器の排気空間において、被処理体よりも外周側に同軸的に配置された第１の翼部材と第２の翼部材との少なくとも一方を回転させ、
前記排気空間に連通し、前記第１の翼部材と前記第２の翼部材の下流側に配置された排気部により前記処理容器内の排気を行い、
所定の条件に基づき、前記回転させる前記第１の翼部材と第２の翼部材との少なくとも一方の単位時間当たりの回転数を変化させる、
排気方法。
（付記１３）
所定の条件は、被処理体を処理するプロセス条件、ガスの給気のタイミング及びガスの排気のタイミングの少なくともいずれかである、
付記１２に記載の排気方法。
（付記１４）
前記処理容器を複数の処理室に隔離する壁を有する前記処理容器の排気空間において、前記複数の処理室内に載置された複数の被処理体のそれぞれの外周側に同軸的に配置された第１の翼部材と第２の翼部材の組のそれぞれに対して、該第１の翼部材と第２の翼部材の少なくとも一方を回転させ、
前記複数の処理室の圧力を測定し、
前記測定した複数の処理室の圧力に応じて、各処理室において前記第１の翼部材と第２の翼部材の少なくとも一方の回転をそれぞれ独立して制御する、
付記１２に記載の排気方法。
（付記１５）
前記測定した複数の処理室の圧力の差圧に応じて、各処理室において前記第１の翼部材と第２の翼部材の少なくとも一方の回転をそれぞれ独立して制御する、
付記１４に記載の排気方法。

１ 処理装置
３ 排気機構
１０ 処理容器
１２、１３ 載置台
１４，１５ 高周波電源
１６ ガス供給部
１７，１８ 排気空間
１９ ＡＰＣ
２０ ターボ分子ポンプ
２１、２２ バッフル板
２３，２４ ガスシャワーヘッド
２６，２７ 給電棒
２８ 搬入出口
２９ 壁
３０、３２ 動翼
３０ａ 第１のブレード
３０ｂ 第１の基材
３１、３３ 静翼
３１ａ 第２のブレード
３１ｂ 第２の基材
４０，４１ シールド部材
５０ 制御部
１０１，１０２ 処理室

Claims (12)

1. 基板支持台を内部に有するプラズマ処理容器と、
   前記プラズマ処理容器の内部において、前記基板支持台の周囲に配置される動翼及び静翼と、
   前記プラズマ処理容器の下方に配置され、前記プラズマ処理容器と接続される排気空間と、
   前記基板支持台に電気的に接続される給電棒と、
   前記給電棒に電気的に接続される高周波電源とを備え、
   前記プラズマ処理容器の底部には前記排気空間と連通する排気口が形成され、
   前記動翼及び前記静翼は、前記排気口と対向して配置され、
   前記給電棒及び前記高周波電源は前記基板支持台の下方に配置される、
   プラズマ処理装置。
2. 前記給電棒は前記基板支持台の下方に垂直に配置されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記給電棒は前記基板支持台の下方に前記基板支持台と同軸的に配置されている、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記動翼を構成する複数のブレードと、前記静翼を構成する複数のブレードは各々傾斜しており、互いに交互に配置される、請求項２又は３に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記プラズマ処理容器の内部には前記排気空間とプラズマ処理空間を仕切るバッフル板が設けられている、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記バッフル板は上下方向に移動又は回転する、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
7. 各々が基板支持台を内部に有する複数のプラズマ処理容器と、
   前記プラズマ処理容器の内部において、前記複数のプラズマ処理容器の各々の前記基板支持台の周囲に配置される動翼及び静翼と、
   前記動翼の回転速度を制御する制御部と、
   前記複数のプラズマ処理容器の下方に配置され、前記複数のプラズマ処理容器の各々と接続される排気空間と、
   前記複数のプラズマ処理容器の各々の前記基板支持台に電気的に接続される給電棒と、
   前記給電棒に電気的に接続される高周波電源とを備え、
   前記プラズマ処理容器の底部には前記排気空間と連通する排気口が形成され、
   前記動翼及び前記静翼は、前記排気口と対向して配置され、
   前記給電棒及び前記高周波電源は前記基板支持台の下方に配置される、
   を備える、プラズマ処理装置。
8. 前記給電棒は前記基板支持台の下方に垂直に配置されている、請求項７に記載のプラズマ処理装置。
9. 前記給電棒は前記基板支持台の下方に前記基板支持台と同軸的に配置されている、請求項８に記載のプラズマ処理装置。
10. 前記動翼を構成する複数のブレードと、前記静翼を構成する複数のブレードは各々傾斜しており、互いに交互に配置される、請求項８又は９に記載のプラズマ処理装置。
11. 前記複数のプラズマ処理容器の少なくとも１つのプラズマ処理容器の内部には前記排気空間とプラズマ処理空間を仕切る少なくとも１つのバッフル板が設けられている、請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
12. 前記少なくとも１つのバッフル板は上下方向に移動又は回転する、請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
    
    

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