JPH02273921A - 真空処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、真空処理装置に関する。

（従来の技術） 真空処理装置、例えばエツチング装置としては。

真空ポンプによって極低圧状態にした処理室内で対向電
極の一方の対向面に半導体基板例えばウェハを保持させ
、対向電極間に電圧を印加することにより、処理室内に
送り込まれた反応ガスからプラズマを発生させ、ウェハ
をエツチングするものが数多く知られている。

従来の真空処理装置は、処理室内の気体を吸気して外部
に排気させる際、真空ポンプの内部に付着されている油
が真空圧によって、排気管内吸引され、処理室内に油粒
子状態で侵入してしまう欠点があった。この欠点を解決
するものとして、第５図（Ａ）に示すように、処理室の
と真空ポンプ、例えばオイルポンプ■との間の排気路■
に新しく給気手段、例えばＮ２ガス供給源（イ）と接続
した給気路（４Ａ）を設け、処理室の内が所定圧力に到
達すると排気路■を閉鎖弁０で閉鎖する。

この閉鎖と同時に、給気ガスを排気路（３）に導入し、
この導入された給気ガスがオイルポンプ■を介して、排
気口（２ａ）から排出するようにして逆流防止を行って
いた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の真空処理装置では、第５図（Ｂ）
に示すように、処理室■を気密に閉鎖する閉鎖弁■の閉
鎖動作と、排気路■に気体を送流する給気路（４Ａ）の
開口弁０の開口動作とが開口コントロール（６Ａ）の空
気信号によって同時に行われる。

従って、上記閉鎖弁０の閉鎖動作中に開口弁０が開口動
作するので、この動作量に給気ガス、例えばＮ２ガスが
排気路内に流れ込み、さらに閉鎖動作途中の閉鎖弁０の
間隙を通過して、処理室ω内に流れ込んでしまう欠点が
あった。しかも、処理室ω内に給気ガス、例えばＮ２ガ
スが導入された状態で真空処理を行っても、所定の真空
処理が困難であった。

本発明の目的とするところは、上記問題点に鑑みなされ
たもので、処理室内と導通した排気路に逆流防止ガスを
給気しても、この逆流防止ガスが処理室内に流れ込むこ
とを防止した真空装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、処理室内と連通した排気路に給気路を設け、
この給気路から導入した逆流防止ガスが排気路を通過し
て排出する処理装置において、上記排気路の閉鎖弁の閉
鎖動作を終了したのち、上記給気路開口弁の開口動作を
行うようにしたことを特徴としている。

（作用効果） 本発明によれば、排気路を閉鎖する閉鎖動作を完全に行
ったのち、排気路と連通されている給気路を開口するよ
うに、所定期間遅延して開口動作するようにしたので、
給気路側からの逆流防止ガスは処理室内に導入すること
が不可能になる。

従って、処理室内では逆流防止ガスに影響されることな
く真空処理が可能となる。

（実施例） 以下、本発明装置をプラズマエツチング装置に適用した
一実施例を図面を用いて説明する。

装置本体■に設けられた支持部材（ハ）上面には、第１
図に示すように、接地アースされた下部電極■が設けら
れている。この下部電極■の上部には、この下部電極０
面と対向して高周波電源（１０）に電気的に接続された
上部電極（１１）が設けられている５この上部電極（１
１）の一部が中空構造で、上記下部電極（９）と対向す
る面に多数のガス通過孔（１２）を有し、導入する如く
絶縁部材（図示せず）を介して反応ガスを供給するガス
供給管（１３）に接続されている。

上記下部電極（９）及び上部電極（１１）を収容する如
く周囲にはアルミニューム部材をアルマイト表面処理を
施した気密容器即ち処理室（１４）が設けられている。

この処理室（１４）内の底部には処理室（１４）内を減
圧、例えば１．ＯＸ　１０−”ｔｏｒｒするように排気
する真空ポンプ、例えばオイルポンプ（１５）を連結し
た排気管（１６）が設けられている。

上記排気管（■６）には順に処理室（１４）内から排気
速度を調節する調整弁（１７）と、処理室（１４）内及
びオイルポンプ（１５）とが連通した排気路（１６ａ）
を閉鎖する閉鎖手段、例えばメインバルブ（１８）と、
が設けられている。

上記メインバルブ（１８）には、開閉コントロール（１
９）からの出力された空気圧信号を入力して閉鎖弁（２
０）を閉鎖駆動させるエアーシリンダー（２１）が設け
られている。このエアーシリンダー（２１）はエアーが
エア供給源（図示せず）から供給されると、上記閉鎖弁
（２０）を閉鎖駆動して、排気路（１６ａ）を閉鎖、例
えば３秒間で閉鎖するように構成されている。上記閉鎖
弁（２０）とオイルポンプ（１５）間に配置された排気
管（１６）と直交して給気管（２２）が設けられている
。この給気管（２２）と連通された給気ガス給気手段、
例えばＮ２ガスボンベ（２３）から上記排気管（１６）
内にＮ２ガスを導入するように構成されている。

上記排気管（１６）とＮ、ガスボンベ（２３）間の給気
路（２２ａ）には遅延手段、例えばタイムプレイバルブ
（２４）が連結され、開口動作時間をコントロールする
ように構成されている。このタイムプレイバルブ（２４
）は、第２図に示すように、可変絞りと固定容量との組
合わせにより空気圧信号の伝達時間に遅延を生じさせる
開口機構のことである。

即ち、開閉コントロール（１９）からの開口空気信号が
、上記タイムプレイバルブ（２４）に出力されると、こ
のタイムプレイバルブ（２４）の導入口（２５）と連通
したニードル（２６）の間隙に上記開口空気信号の出力
された空気が通過される。この通過した空気は所定時間
をかけて、例えば４分かけて予め設けらｉたタンク（２
７）容器内に一杯に充満される。

この充満状態時、予め設けられたビス１〜ン（２８）の
表面をシリンダー内に押し込む。この押し込みにより、
ピストン（２８）の先端に設けられた開口弁（２８ａ）
を閉鎖状態から開口状態に開口するように構成されてい
る。

一方、上記処理室（１４）の側壁内には、第１図に戻っ
て説明すると処理室（１４）内の圧力を検出する圧力検
出管（２９）が設けられている。さらに、この圧力検出
管（２９）は検出管バルブ（３０）を介して圧力計（３
１）が、処理室（１４）内の圧力を検出するように構成
されている。この検出結果に基づいて開閉コントロール
（１９）が空気信号を出力するように構成されている。

次に動作について説明する。

先ず、下部電極（９）に被処理体、例えばウェハ（３２
）を図示されない搬送手段、例えばハンドリングアーム
でロードロック室内に搬送する。この搬送は、下部電極
（９）表面から突出したビン、例えば３本ピンに載置し
たのち、このピンの埋没によって上記下部電極（９）の
表面上に載置する。

そして、処理室（１４）内に設けた圧力計（３１）で処
理室（１４）内の圧力を計測し、所定減圧値１例えば５
　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒに達するまで閉鎖弁（２０）を
開口し、オイルポンプ（１５）の駆動で気体を引くよう
にする。

所定の減圧、例えば５Ｘ１０−３に達すると、上記閉鎖
弁（２０）を閉鎖し、ウェハ（３２）を処理室（１４）
内に搬送する。この時、上記オイルポンプ（１５）の配
管にはＮ２ガスを流す。従って、開閉コントロール（１
９）からの空気圧信号がメインバルブ（１８）のエアー
シリンダー（２１）に出力する。この出力されたエアー
シリンダー（２１）は直ちに閉鎖弁（２０）を閉鎖駆動
、例えば３秒かけて閉鎖駆動する。

また、上記開閉コントロール（１９）は給気路（２２ａ
）を開口するようにタイムプレイバルブ（２４）にも空
気圧信号が出力する。この出力信号に基づいて、上記タ
イムプレイバルブ（２４）は、設定遅延時間、例えば４
分遅延させて開口弁（２０）を開口するように制御する
。

即ち、第３図に示すように、タイムプレイバルブ（２４
）の時間調整のツマミ（２６ａ）を、　４分間遅延する
ように予めセットされているので、上記空気圧信号がニ
ードル（２６）を通過してタンク（２７）内に４分間で
充満される。そして、ピストン（２８）を降下して、開
口弁（２０）を開口す、る。この開口に伴って、Ｎ２ガ
スボンベ（２３）から逆流防止ガス、例えばＮ２ガスが
給気路（２２ａ）、排気路（１６ａ）、オイルポンプ（
１５）を通過して排気口（１５ａ）から排出する。この
排出には、当然ながらオイルポンプ（１５）の内部から
吸引された油粒子も含まれて排出している。

この排出後、上記高周波電源（１０）から高周波、例え
ば１３．５６ＭＨｚを印加し、　プラズマを生起させて
、ウェハ（３２）表面をプラズマエツチングする。

このエツチング処理したのち、この処理室（１４）と同
等に減圧された真空予備室にウェハを移し替え、この真
空予備室をＮ２でパージする。このパージした後、ウェ
ハ（３２）を外部に取り出し、次の工程処理に移す。

このような一連の動作を繰り返してプラズマエツチング
処理を行う。　このように排気路（１６ａ）を閉鎖する
閉鎖動作が完全に終了したのち、逆流防止ガスが排気路
（１６ａ）に導入されるように開口動作を遅延させたの
で、逆流防止ガスが処理室（１４）内に流れ込むことな
く、処理室（１４）内では所定の反応処理が可能となる
。

上記実施例では、遅延手段をタイムプレイバルブ（２４
）を用いて説明したが、これに限定するものではなく１
回路的手段であっても良く、プログラムにより、閉鎖時
間、開口時間を遅延させるようにしても何ら問題なく使
用可能である。

上記実施例では、プラズマエツチング装置に適用して説
明したがこれに限定するものではなく、真空容器内で処
理する装置、例えばプラズマＣＶＤ　。

スパッタ装置、真空蒸着装置、　ＭＥＢ、イオン注入装
置、ステッパー等真空装置であれば何れにも使用可能で
ある。

上記実施例では、タイムプレイバルブ（２４）の遅延時
間を４分として説明したが、これに限定するものではな
く、遅延時間、例えば０．５秒〜６０秒であっても使用
可能である。

上記実施例では、タイムプレイバルブ（２４）は開閉コ
ントロール（１９）からの空気圧信号に反応して開口す
るように説明しているが、この開閉コントロール（１９
）からの空気圧信号を入力して動作させなくても、第５
図に示すように、上記空気圧信号の入力は、逆流防止ガ
スを分岐して、この入力として用いても使用可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置をプラズマエツチング装置に適用し
た一実施例を説明するための概略構成説明図、第２図は
第１図の装置に用いたＮ２ガスの遅延動作を行う機構を
説明するためのタイムプレイバルブの拡大説明図、第３
図は第１図のメインバルブの閉鎖時間とタイムプレイバ
ルブの開口時間の差を説明するための説明図、第４図は
第１図のタイムプレイバルブの他の空気信号回路説明図
、第５図は従来のプラズマエツチング装置を説明するた
めの概略構成説明図である。 ９・・・下部電極 １１・・・上部電極 １８・・・メインバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 処理室内と連通した排気路に給気路を設け、この給気路
   から導入した逆流防止ガスが排気路を通過して排出する
   処理装置において、上記排気路の閉鎖弁の閉鎖動作を終
   了したのち、上記給気路の開口弁の開口動作を行うよう
   にしたことを特徴とする真空処理装置。