KR20220132438A - Plasma processing apparatus, and method of plasma processing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시형태는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.
플라즈마를 이용한 드라이 프로세스는, 예컨대 미세 구조체를 제조할 때에 활용되고 있다. 예컨대, 반도체 장치, 플랫 패널 디스플레이, 포토마스크 등의 제조에 있어서는, 에칭 처리, 애싱 처리, 손상의 제거 등의 각종 플라즈마 처리가 행해지고 있다.The dry process using plasma is utilized, for example, when manufacturing a microstructure. For example, in manufacture of a semiconductor device, a flat panel display, a photomask, etc., various plasma processes, such as an etching process, an ashing process, and removal of damage, are performed.
이러한 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치에는, 예컨대 처리물에 플라즈마 처리를 행하는 프로세스 챔버, 게이트 밸브를 통해, 프로세스 챔버와 접속된 트랜스퍼 챔버, 트랜스퍼 챔버의 내부에 마려되며, 프로세스 챔버와의 사이에서, 처리물을 반송하는 반송 로봇 등이 마련되어 있다.In the plasma processing apparatus for performing such plasma processing, for example, a process chamber for performing plasma processing on a processing object, a transfer chamber connected to the process chamber through a gate valve, and the inside of the transfer chamber, the processing is performed between the process chamber and the process chamber A transport robot that transports water and the like are provided.
여기서, 트랜스퍼 챔버의 내부에 있어서, 유기물을 포함하는 오염물이 발생하는 경우가 있다. 트랜스퍼 챔버의 내부에 있어서는 처리물의 반송이 행해지기 때문에, 오염물이 발생하면, 발생한 오염물이 처리물의 표면에 부착될 우려가 있다. 이 경우, 오염물이 부착된 처리물이 프로세스 챔버에 반입되어, 플라즈마 처리가 행해지면, 제품의 품질이 영향을 받을 우려가 있다. 또한, 오염물이 부착된 처리물이, 트랜스퍼 챔버로부터 외부에 반출되면, 후공정의 처리가 영향을 받을 우려가 있다.Here, in the inside of the transfer chamber, contaminants containing organic matter may be generated. Since the processed object is conveyed inside the transfer chamber, when contaminants are generated, there is a risk that the generated contaminants may adhere to the surface of the processed object. In this case, when the processed object to which the contaminant adheres is carried into a process chamber and plasma processing is performed, there exists a possibility that the quality of a product may be affected. Moreover, when the processed material to which the contaminant adhered is carried out from the transfer chamber to the outside, there exists a possibility that the processing of a post process may be affected.
그 때문에, 처리물이, 오염물에 의해 오염되는 것을 억제하는 기술이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1, 2를 참조).Therefore, the technique of suppressing that a processed material is contaminated with a contaminant is proposed (refer
그런데, 최근에는, 미세 구조체의 재료의 다양화나 미세화 등이 진행되어, 오염물에 의한 품질 등에의 영향이 커질 우려가 있다.However, in recent years, diversification and miniaturization of materials of microstructures have progressed, and there is a fear that the influence of contaminants on quality and the like may increase.
그래서, 오염물에 의한 오염을 더욱 억제할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있었다.Therefore, the development of a technology capable of further suppressing contamination by contaminants has been demanded.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 오염물에 의한 오염을 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of suppressing contamination by contaminants.
실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치는, 대기압보다 감압된 분위기를 유지하며, 처리물을 내부에 배치 가능한 제1 챔버와, 상기 제1 챔버의 내부를 소정의 압력까지 감압 가능한 제1 배기부와, 상기 플라즈마를 발생 가능한 플라즈마 발생부와, 상기 제1 챔버의 내부로서, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에, 프로세스 가스를 공급 가능한 제1 가스 공급부와, 게이트 밸브를 통해, 상기 제1 챔버와 접속되며, 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 제2 챔버와, 상기 제2 챔버의 내부에 마련되며, 상기 제1 챔버와의 사이에서, 상기 처리물을 반송 가능한 반송부와, 상기 제2 챔버의 내부를 소정의 압력까지 감압 가능한 제2 배기부와, 상기 제2 챔버의 내부에, 가스를 공급 가능한 제2 가스 공급부와, 상기 반송부, 상기 제2 배기부 및 상기 제2 가스 공급부를 제어 가능한 컨트롤러를 구비하고 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 반송부에 의한 상기 처리물의 반송을 행할 때에는, 상기 제2 배기부를 제어하여, 상기 제2 챔버의 내부의 압력이, 상기 제1 챔버의 내부의 압력과 대략 동등해지도록 하고, 상기 반송부에 의한 상기 처리물의 반송이 종료하였을 때에는, 상기 제2 가스 공급부를 제어하여, 상기 제2 챔버의 내부에 상기 가스를 공급한다.A plasma processing apparatus according to an embodiment includes: a first chamber capable of arranging a processed object therein while maintaining an atmosphere reduced in pressure from atmospheric pressure; a first exhaust unit capable of depressurizing the interior of the first chamber to a predetermined pressure; A plasma generating unit capable of generating plasma; a first gas supply unit capable of supplying a process gas to a region generating the plasma as an interior of the first chamber; and a gate valve connected to the first chamber; A second chamber capable of maintaining a more reduced pressure atmosphere, a transport unit provided inside the second chamber and capable of transporting the processed material between the first chamber, and a predetermined interior of the second chamber A second exhaust unit capable of reducing pressure to a pressure, a second gas supply unit capable of supplying gas to the inside of the second chamber, and a controller capable of controlling the conveying unit, the second exhaust unit, and the second gas supply unit; have. the controller controls the second exhaust unit when conveying the processed object by the conveying unit so that the pressure inside the second chamber is substantially equal to the pressure inside the first chamber; When the transfer of the processed object by the transfer unit is finished, the second gas supply unit is controlled to supply the gas to the inside of the second chamber.
본 발명의 실시형태에 따르면, 오염물에 의한 오염을 억제할 수 있는 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a plasma processing apparatus and a plasma processing method capable of suppressing contamination by contaminants are provided.
도 1은 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치를 예시하기 위한 레이아웃도이다.
도 2는 처리부의 일례를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 3은 다른 실시형태에 따른 처리부를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 4는 전달부를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 5는 C16H30O4의 증기압 곡선이다.
도 6은 가스의 공급을 예시하기 위한 타이밍 차트이다.1 is a layout diagram for illustrating a plasma processing apparatus according to the present embodiment.
2 is a schematic cross-sectional view for illustrating an example of a processing unit.
3 is a schematic cross-sectional view for illustrating a processing unit according to another embodiment.
4 is a schematic cross-sectional view for illustrating a transmission unit.
5 is a vapor pressure curve of C 16 H 30 O 4 .
6 is a timing chart for illustrating the supply of gas.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해서 예시를 한다. 또한, 각 도면 중, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 적절하게 생략한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is illustrated, referring drawings. In addition, in each figure, the same code|symbol is attached|subjected to the same component, and detailed description is abbreviate|omitted suitably.
도 1은 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치(1)를 예시하기 위한 레이아웃도이다.1 is a layout diagram for illustrating a
도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)는, 예컨대 컨트롤러(2), 수납부(3), 반송부(4), 로드록부(5), 처리부(6) 및 전달부(7)를 갖는다.As shown in FIG. 1 , the
컨트롤러(2)는, 예컨대 CPU(Central Processing Unit) 등의 연산부와, 메모리 등의 기억부를 갖는다. 컨트롤러(2)는, 예컨대 컴퓨터 등이다. 컨트롤러(2)는, 예컨대 기억부에 저장되어 있는 제어 프로그램에 기초하여, 플라즈마 처리 장치(1)에 마련된 각 요소의 동작을 제어한다.The
수납부(3)는, 예컨대 처리물(100)을 적층형(다단형)으로 수납한다. 수납부(3)는, 예컨대 소위 포드나, 정면 개구식 캐리어인 FOUP(Front-Opening Unified Pod) 등이다. 단, 수납부(3)는, 예시를 한 것에 한정되는 것은 아니며, 처리물(100)을 수납할 수 있는 것이면 좋다. 수납부(3)는 적어도 1개 마련할 수 있다.The
반송부(4)는 수납부(3)와, 로드록부(5) 사이에 마련되어 있다. 반송부(4)는, 수납부(3)와 로드록부(5) 사이에 있어서의 처리물(100)의 반송과 전달을 행한다. 이 경우, 반송부(4)는, 플라즈마 처리를 실시할 때의 압력보다 높은 압력(예컨대, 대기압)의 환경에 있어서, 처리물(100)의 반송과 전달을 행한다. 반송부(4)는, 예컨대 처리물(100)을 유지하는 아암을 갖는 반송 로봇이다.The
로드록부(5)는, 반송부(4)와 전달부(7) 사이에 마련되어 있다. 로드록부(5)는, 분위기의 압력이 다른, 반송부(4)와 전달부(7) 사이에서, 처리물(100)의 전달을 행한다. 그 때문에, 로드록부(5)는 챔버(51), 배기부(52) 및 가스 공급부(53)를 갖는다.The
챔버(51)는, 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 기밀 구조를 갖고 있다. 챔버(51)의 측벽에는, 처리물(100)의 반입과 반출을 행하기 위한 개구가 마련되어 있다. 또한, 개구를 개폐하는 게이트 밸브(51a)가 마련되어 있다. 챔버(51)는, 게이트 밸브(51a)를 통해, 전달부(7)의 챔버(71)(제2 챔버의 일례에 상당함)에 접속되어 있다.The
배기부(52)는, 챔버(51)의 내부를 배기하여, 챔버(51)의 내부의 압력이, 전달부(7)의 챔버(71)의 내부의 압력과 대략 동등해지도록 한다. 배기부(52)는, 예컨대 터보 분자 펌프(TMP)와, 압력 제어부(APC: Auto Pressure Controller) 등을 가질 수 있다.The
가스 공급부(53)는, 챔버(51)의 내부에 가스를 공급하여, 챔버(51)의 내부의 압력이, 반송부(4)의 압력과 대략 동등해지도록 한다. 공급되는 가스는, 예컨대 공기나 질소 가스 등으로 할 수 있다.The
처리부(6)는, 대기압보다 감압된 분위기에 있어서, 처리물(100)에 플라즈마 처리를 실시한다.The
처리부(6)는, 예컨대 플라즈마 에칭 장치, 플라즈마 애싱 장치, 스퍼터링 장치, 플라즈마 CVD 장치 등의 플라즈마 처리 장치로 할 수 있다.The
이 경우, 플라즈마의 발생 방법에는 특히 한정은 없고, 예컨대 고주파나 마이크로파 등을 이용하여 플라즈마를 발생시키는 것으로 할 수 있다.In this case, the method for generating plasma is not particularly limited, and for example, plasma may be generated using a high frequency wave, microwave, or the like.
단, 플라즈마 처리 장치의 종류나 플라즈마 발생 방법은 예시를 한 것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 처리부(6)는, 대기압보다 감압된 분위기에 있어서, 처리물(100)에 플라즈마 처리를 실시하는 것이면 좋다.However, the type of the plasma processing apparatus and the plasma generation method are not limited to those exemplified. That is, the
또한, 처리부(6)의 수에도 특별히 한정은 없다. 처리부(6)는, 적어도 1개 마련되어 있으면 좋다. 처리부(6)를 복수 마련하는 경우에는, 같은 종류의 플라즈마 처리 장치를 마련할 수도 있고, 다른 종류의 플라즈마 처리 장치를 마련할 수도 있다. 또한, 같은 종류의 플라즈마 처리 장치를 복수 마련하는 경우에는, 처리 조건이 각각 달라지도록 할 수도 있고, 처리 조건이 각각 같아지도록 할 수도 있다.In addition, there is no limitation in particular also in the number of the
도 2는 처리부(6)의 일례를 예시하기 위한 모식 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view for illustrating an example of the
도 2에 예시를 하는 처리부(6)는, 유도 결합 플라즈마 처리 장치이다. 즉, 고주파 에너지에 의해 여기, 발생시킨 플라즈마(P)를 이용하여 프로세스 가스(G)로부터 플라즈마 생성물을 생성하여, 처리물(100)의 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치의 일례이다.The
도 2에 나타내는 바와 같이, 처리부(6)는, 예컨대 챔버(61)(제1 챔버의 일례에 상당함), 배치부(62), 안테나(63), 고주파 전원(64a, 64b), 가스 공급부(65)(제1 가스 공급부의 일례에 상당함), 배기부(66)(제1 배기부의 일례에 상당함) 등을 구비하고 있다.As shown in FIG. 2 , the
챔버(61)는, 예컨대 바닥을 갖는 대략 원통 형상을 나타내며, 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 기밀 구조를 갖고 있다. 챔버(61)의 상부에는, 투과창(61a)이 기밀해지도록 마련되어 있다. 투과창(61a)은, 판형을 나타내며, 고주파 에너지에 대한 투과율이 높아, 플라즈마 처리를 하였을 때에 에칭되기 어려운 재료로 형성할 수 있다. 투과창(61a)은, 예컨대 석영 등의 유전체 재료로 형성할 수 있다.The
챔버(61)의 측벽에는 처리물(100)의 반입과 반출을 행하기 위한 개구(61b)가 마련되어 있다. 또한, 개구(61b)를 개폐하는 게이트 밸브(61c)가 마련되어 있다. 챔버(61)는 게이트 밸브(61c)를 통해, 전달부(7)의 챔버(71)에 접속되어 있다.An
배치부(62)는 챔버(61)의 내부에 마련되어 있다. 배치부(62)의 상면에는 처리물(100)이 배치된다. 이 경우, 처리물(100)은, 배치부(62)의 상면에 직접 배치되도록 하여도 좋고, 도시하지 않는 지지 부재 등을 통해 배치부(62)에 배치되도록 하여도 좋다. 또한, 배치부(62)에는, 정전 척 등의 유지 장치를 마련할 수 있다.The
안테나(63)는, 챔버(61)의 내부의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 고주파 에너지(전자 에너지)를 공급한다. 챔버(61)의 내부에 공급된 고주파 에너지에 의해 플라즈마(P)가 발생한다. 예컨대, 안테나(63)는, 투과창(61a)을 통해, 챔버(61)의 내부에 고주파 에너지를 공급한다.The
고주파 전원(64a)은, 정합기(64a1)를 통해, 안테나(63)에 전기적으로 접속되어 있다. 정합기(64a1)에는, 고주파 전원(64a)측의 임피던스와, 플라즈마(P)측의 임피던스 사이에서 정합을 취하기 위한 정합 회로 등이 마련되어 있다. 고주파 전원(64a)은 플라즈마(P)를 발생시키기 위한 전원이다. 즉, 고주파 전원(64a)은, 챔버(61)의 내부에 있어서 고주파 방전을 생기게 하여 플라즈마(P)를 발생시키기 위해 마련되어 있다. 고주파 전원(64a)은 100 ㎑~100 ㎒ 정도의 주파수를 갖는 고주파 전력을 안테나(63)에 인가한다.The high
본 실시형태에 있어서는, 안테나(63) 및 고주파 전원(64a)이, 플라즈마(P)를 발생시키는 플라즈마 발생부가 된다.In the present embodiment, the
고주파 전원(64b)은, 정합기(64b1)를 통해, 배치부(62)에 전기적으로 접속되어 있다. 정합기(64b1)에는, 고주파 전원(64b)측의 임피던스와, 플라즈마(P)측의 임피던스 사이에서 정합을 취하기 위한 정합 회로 등이 마련되어 있다. 고주파 전원(64b)은, 배치부(62)에 배치된 처리물(100)에 인입하는 이온의 에너지를 제어한다. 고주파 전원(64b)은, 이온을 인입하기 위해 알맞은 비교적 낮은 주파수(예컨대, 13.56 ㎒ 이하)를 갖는 고주파 전력을 배치부(62)에 인가한다.The high-
가스 공급부(65)는, 유량 제어부(65a)를 통해, 챔버(61)의 내부의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 프로세스 가스(G)를 공급한다. 유량 제어부(65a)는, 예컨대 매스 플로우 컨트롤러(MFC: Mass Flow Controller) 등으로 할 수 있다. 가스 공급부(65)는, 예컨대 챔버(61)의 측벽으로서, 투과창(61a)의 근방에 접속할 수 있다.The
프로세스 가스(G)는, 처리의 종류나, 처리물(100)의 처리면의 재료 등에 따라 적절하게 선택된다. 예컨대, 에칭 처리의 경우에는, 반응성이 높은 라디칼이 생성되도록, CF4나 CF3 등의 불소 원자를 포함하는 프로세스 가스(G)로 할 수 있다. 이 경우, 프로세스 가스(G)는, 예컨대 불소 원자를 포함하는 가스만으로 할 수도 있고, 불소 원자를 포함하는 가스와 희가스의 혼합 가스로 할 수도 있다.The process gas G is appropriately selected according to the type of processing, the material of the processing surface of the
배기부(66)는 챔버(61)의 내부를 소정의 압력까지 감압한다. 배기부(66)는, 예컨대 터보 분자 펌프(TMP)로 할 수 있다. 배기부(66)는, 압력 제어부(66a)를 통해, 챔버(61)의 바닥면에 접속할 수 있다. 압력 제어부(66a)는, 챔버(61)의 내부의 압력을 검출하는 도시하지 않는 압력계의 출력에 기초하여, 챔버(61)의 내부가 소정의 압력이 되도록 제어한다. 압력 제어부(66a)는, 예컨대 오토 프레셔 컨트롤러(APC: Auto Pressure Controller) 등으로 할 수 있다.The
처리물(100)에 플라즈마 처리를 실시할 때에는, 배기부(66)에 의해 챔버(61)의 내부가 소정의 압력까지 감압되어, 가스 공급부(65)로부터 소정의 양의 프로세스 가스(G)(예컨대, CF4 등)가 챔버(61)의 내부의 플라즈마(P)를 발생시키는 영역에 공급된다. 한편, 고주파 전원(64a)으로부터 소정의 파워의 고주파 전력이 안테나(63)에 인가되어, 전자 에너지가 투과창(61a)을 통해 챔버(61)의 내부에 방사된다. 또한, 처리물(100)을 배치하는 배치부(62)에는 고주파 전원(64b)로부터 소정의 파워의 고주파 전력이 인가되어, 플라즈마(P)로부터 처리물(100)을 향하는 이온을 가속시키는 전계가 형성된다.When plasma processing is performed on the
챔버(61)의 내부에 방사된 전자 에너지에 의해 플라즈마(P)가 발생하고, 발생한 플라즈마(P)에 의해, 프로세스 가스(G)가 여기, 활성화되어 중성 활성종, 이온 등의 플라즈마 생성물이 생성된다. 그리고, 이 생성된 플라즈마 생성물이 처리물(100)에 공급됨으로써, 처리물(100)에 플라즈마 처리가 실시된다.Plasma P is generated by the electron energy radiated inside the
도 3은 다른 실시형태에 따른 처리부(16)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view for illustrating the
처리부(16)는, 일반적으로 「CDE(Chemical Dry Etching; 케미컬 드라이 에칭) 장치」, 또는, 「리모트 플라즈마 장치」라고 불리는 마이크로파 여기형의 플라즈마 처리 장치이다. 처리부(16)는, 플라즈마(P)를 이용하여 프로세스 가스(G)로부터 플라즈마 생성물을 생성하고, 주로, 플라즈마 생성물에 포함되어 있는 라디칼을 이용하여 처리물(100)의 처리를 행한다.The
도 3에 나타내는 바와 같이, 처리부(16)는, 예컨대 플라즈마 발생부(161), 배기부(162)(제1 배기부의 일례에 상당함), 마이크로파 발생부(163), 챔버(164)(제1 챔버의 일례에 상당함), 배치부(165) 및 가스 공급부(166)(제1 가스 공급부의 일례에 상당함)를 갖는다.As shown in FIG. 3 , the
플라즈마 발생부(161)는, 예컨대 방전관(161a), 도입 도파관(161b) 및 수송관(161c)을 갖는다.The
방전관(161a)은, 내부에 플라즈마(P)를 발생시키는 영역을 가지며, 챔버(164)로부터 이격한 위치에 마련되어 있다. 방전관(161a)은 관형을 나타내며, 마이크로파(M)에 대한 투과율이 높아 에칭되기 어려운 재료로 형성할 수 있다. 예컨대, 방전관(161a)은, 알루미나나 석영 등의 유전체로 형성할 수 있다.The
도입 도파관(161b)은, 방전관(161a)과 대략 직교하도록 방전관(161a)의 외측에 접속되어 있다. 도입 도파관(161b)의 종단에는 종단 정합기(161b1)가 마련되어 있다. 또한, 도입 도파관(161b)의 입구측(마이크로파(M)의 도입측)에는 스텁 튜너(161b2)가 마련되어 있다.The
도입 도파관(161b)과 방전관(161a)의 접속 부분에는, 환형의 슬롯(161b3)이 마련되어 있다. 도입 도파관(161b)의 내부를 전파한 마이크로파(M)는, 슬롯(161b3)을 통해, 방전관(161a)의 내부에 방사된다.An annular slot 161b3 is provided at the connection portion between the
수송관(161c)의 한쪽의 단부는, 방전관(161a)의, 가스 공급부(166)측과는 반대측의 단부에 접속되어 있다. 수송관(161c)의 다른쪽의 단부는, 챔버(164)에 접속되어 있다. 수송관(161c)은, 플라즈마 생성물에 포함되어 있는 라디칼에 대한 내성이 있는 재료로 형성된다. 수송관(161c)은, 예컨대 석영, 스테인레스강, 세라믹스, 불소 수지 등으로 형성된다.One end of the
배기부(162)는 챔버(164)의 내부를 소정의 압력까지 감압한다. 배기부(162)는, 예컨대 압력 제어부(66a)를 통해, 챔버(164)의 바닥면에 접속할 수 있다. 배기부(162)는, 예컨대 전술한 배기부(66)와 동일하다고 할 수 있다.The
마이크로파 발생부(163)는, 도입 도파관(161b)의, 방전관(161a)측과는 반대측의 단부에 마련되어 있다. 마이크로파 발생부(163)는, 소정의 주파수(예컨대 2.75 ㎓)의 마이크로파(M)를 발생시켜, 도입 도파관(161b)을 향하여 방사한다.The
챔버(164)는, 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 기밀 구조를 갖고 있다. 챔버(164)의 측벽에는, 처리물(100)의 반입과 반출을 행하기 위한 개구(164a)가 마련되어 있다. 또한, 개구(164a)를 개폐하는 게이트 밸브(164b)가 마련되어 있다. 챔버(164)는, 게이트 밸브(164b)를 통해, 전달부(7)의 챔버(71)에 접속되어 있다.The
또한, 챔버(164)의 내부에는 정류판(164c)을 마련할 수 있다. 정류판(164c)은, 배치부(165)의 배치면과 대략 평행해지도록 챔버(164)의 내벽에 마련할 수 있다. 정류판(164c)과 챔버(164)의 천장 사이의 공간에는, 수송관(161c)을 통해, 라디칼을 포함한 가스가 도입된다. 정류판(164c)이 마련되어 있으면, 처리물(100)의 처리면에 있어서의 라디칼의 양을 대략 균일하게 하는 것이 용이해진다.In addition, a rectifying
배치부(165)는 챔버(164)의 내부에 마련되어 있다. 배치부(165)의 상면에는 처리물(100)이 배치된다. 이 경우, 처리물(100)은, 배치부(165)의 상면에 직접 배치되도록 하여도 좋고, 도시하지 않는 지지 부재 등을 통해 배치부(165)에 배치되도록 하여도 좋다. 또한, 배치부(165)에는, 정전 척 등의 유지 장치를 마련할 수 있다.The
가스 공급부(166)는, 방전관(161a)의, 챔버(164)측과는 반대측의 단부에 접속되어 있다. 가스 공급부(166)는, 방전관(161a)의 내부에 프로세스 가스(G)를 공급한다. 또한, 가스 공급부(166)와, 방전관(161a) 사이에는, 압력 제어부(166a)를 마련할 수 있다. 압력 제어부(166a)는, 방전관(161a)의 내부에 공급하는 프로세스 가스(G)의 압력을 제어한다.The
처리물(100)에 플라즈마 처리를 실시할 때에는, 배기부(162)에 의해 챔버(164)의 내부가 소정의 압력까지 감압된다. 이때, 챔버(164)와 연통하는 방전관(161a)의 내부도 감압된다. 다음에, 가스 공급부(166)로부터 압력 제어부(166a)를 통해 소정의 압력의 프로세스 가스(G)가 방전관(161a)의 내부에 공급된다. 또한, 마이크로파 발생부(163)로부터 소정의 파워의 마이크로파(M)가 도입 도파관(161b)의 내부에 방사된다. 방사된 마이크로파(M)는 도입 도파관(161b)의 내부를 전파하여, 슬롯(161b3)을 통해 방전관(161a)의 내부에 방사된다.When plasma processing is performed on the
방전관(161a)의 내부에 방사된 마이크로파(M)의 에너지에 의해, 플라즈마(P)가 발생한다. 발생한 플라즈마(P)에 의해, 프로세스 가스(G)가 여기, 활성화되어, 라디칼이나 이온 등을 포함하는 플라즈마 생성물이 생성된다.The plasma P is generated by the energy of the microwave M radiated into the
플라즈마 생성물을 포함하는 가스는, 수송관(161c)을 통해 챔버(164)의 내부에 공급된다. 이때, 수명이 짧은 이온 등은 챔버(164)의 내부에 도달할 수 없고, 수명이 긴 라디칼이 챔버(164)의 내부에 도달한다. 챔버(164)의 내부에 공급된 라디칼을 포함하는 가스는, 정류판(164c)에 의해 정류되어 처리물(100)의 처리면에 도달하여, 에칭 처리 등의 플라즈마 처리가 행해진다. 이 경우, 주로, 라디칼에 의한 화학적인 처리가 행해진다. 또한, 물리적인 처리에 이용되는 이온은, 챔버(164)의 내부에 공급되지 않기 때문에, 처리물(100)의 처리면이 이온에 의해 손상을 받는 일이 없다. 그 때문에, 처리부(16)는, 예컨대 이온을 이용한 에칭 처리에 의해 생긴 손상을 제거하는 데 적합하다.The gas containing the plasma product is supplied into the
또한, 이상에 있어서는, 처리부의 일례로서, 유도 결합 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 처리 장치와, CDE 장치(리모트 플라즈마 장치)를 설명하였지만, 처리부는, 이들 플라즈마 처리 장치에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 처리부는, 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma) 처리 장치(예컨대, 평행 평판형 RIE(Reactive Ion Etching) 장치), 다른 마이크로파 여기형의 플라즈마 처리 장치(예컨대, SWP(Surface Wave Plasma: 표면파 플라즈마) 장치) 등이어도 좋다. 또한, 다른 플라즈마 처리 장치의 기본적인 구성에는, 기지의 기술을 적용할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.In the above, an Inductively Coupled Plasma (ICP) processing apparatus and a CDE apparatus (remote plasma apparatus) have been described as examples of the processing unit, but the processing unit is not limited to these plasma processing apparatuses. For example, the processing unit may include a capacitively coupled plasma (CCP) processing apparatus (eg, a parallel plate type reactive ion etching (RIE) apparatus), another microwave excitation type plasma processing apparatus (eg, SWP (Surface Wave Plasma): surface wave plasma) device) may be used. In addition, since a known technique can be applied to the basic structure of another plasma processing apparatus, detailed description is abbreviate|omitted.
다음에, 도 1로 되돌아가서, 전달부(7)에 대해서 설명한다.Next, returning to FIG. 1, the
도 1에 나타내는 바와 같이, 전달부(7)는, 처리부(6(16))와 로드록부(5) 사이에 마련되어 있다. 전달부(7)는, 처리부(6(16))와 로드록부(5) 사이에 있어서의 처리물(100)의 전달을 행한다.As shown in FIG. 1 , the
도 4는 전달부(7)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view for illustrating the
또한, 도 4는 도 1에 있어서의 전달부(7)의 A-A선 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line A-A of the
도 4에 나타내는 바와 같이, 전달부(7)는, 챔버(71), 반송부(72), 배기부(73)(제2 배기부의 일례에 상당함) 및 가스 공급부(74)(제2 가스 공급부의 일례에 상당함)를 갖는다.As shown in FIG. 4 , the
챔버(71)는 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 기밀 구조를 갖고 있다. 챔버(71)는, 게이트 밸브(61c(164b))를 통해 챔버(61(164))와 접속되어 있다.The
반송부(72)는 챔버(71)의 내부에 마련되어 있다. 반송부(72)는, 처리부(6(16))와 로드록부(5) 사이에 있어서, 처리물(100)의 전달을 행한다. 예컨대, 반송부(72)는, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))와의 사이에서, 처리물(100)을 반송(반입, 반출)한다. 반송부(72)는, 예컨대 처리물(100)을 유지하는 아암을 갖는 반송 로봇(예컨대, 다관절 로봇)로 할 수 있다.The
배기부(73)는, 챔버(71)의 내부를 소정의 압력까지 감압한다. 배기부(73)는, 예컨대 압력 제어부(66a)를 통해, 챔버(71)의 바닥면에 접속할 수 있다.The
배기부(73)는, 예컨대 전술한 배기부(66)와 동일하다고 할 수 있다.The
압력 제어부(66a)는, 챔버(71)의 내부의 압력을 검출하는 도시하지 않는 압력계의 출력에 기초하여, 챔버(71)의 내부의 압력이 소정의 압력이 되도록 제어한다.The
여기서, 전술한 바와 같이, 플라즈마 처리에 있어서 이용되는 프로세스 가스(G)에는, 예컨대 불소 원자를 포함하는 가스와 같이 반응성이 높은 것이 있다. 반응성이 높은 가스가, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부로부터, 전달부(7)의 챔버(71)의 내부에 흐르면, 반응성이 높은 가스가, 챔버(71)의 내부에 노출되어 있는 요소와 반응하여 오염물이 발생할 우려가 있다.Here, as described above, some of the process gas G used in the plasma treatment have high reactivity, for example, a gas containing a fluorine atom. When the highly reactive gas flows from the inside of the chamber 61 ( 164 ) of the processing unit 6 ( 16 ) to the inside of the
또한, 플라즈마 처리 시에 생긴 부생성물이 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내벽이나, 챔버(61(164))의 내부에 노출되어 있는 요소에 부착되어 있는 경우가 있다. 그 때문에, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부로부터, 전달부(7)의 챔버(71)의 내부를 향하여 흐르는 기류가 형성되면, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내벽 등으로부터 박리된 부생성물이, 기류에 실려 전달부(7)의 챔버(71)의 내부에 침입할 우려가 있다. 전달부(7)의 챔버(71)의 내부에 침입한 부생성물은, 처리물(100)에 대한 오염물이 된다.In addition, by-products generated during plasma processing may adhere to the inner wall of the chamber 61 ( 164 ) of the processing unit 6 ( 16 ) or an element exposed inside the chamber 61 ( 164 ). . Therefore, when an airflow flowing from the inside of the chamber 61 ( 164 ) of the processing unit 6 ( 16 ) toward the inside of the
그 때문에, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))에 처리물(100)을 반입하거나, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))로부터 처리물(100)을 반출하거나 할 때에는, 배기부(73)와 챔버(71)에 부착된 압력 제어부(66a)가 협동하여, 챔버(71)의 내부의 압력이, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부의 압력(예컨대, 플라즈마 처리를 실시할 때의 압력)과 대략 동등해지도록 한다. 예컨대, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부의 압력을 1×10-3 ㎩~1×10-2 ㎩ 정도로 할 수 있다.Therefore, the processed
이 경우, 전달부(7)의 챔버(71)의 내부의 압력이, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부의 압력과 대략 동등이란, 챔버(71)의 내부의 압력이 챔버(61)의 내부의 압력과 같은 압력으로부터 챔버(61)의 내부의 압력과 같은 압력보다 5×10-2 ㎩만큼 높은 압력의 범위인 것을 의미한다. 이와 같이 하면, 반응성이 높은 가스나 부생성물이 전달부(7)의 챔버(71)의 내부에 침입하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.In this case, the internal pressure of the
본 발명자들은, 처리부(6(16))에의 파티클의 유입을 억제하기 위해, 전달부(7)의 챔버(71) 내의 압력을 처리부(6(16))의 챔버(61(164)) 내의 압력과 대략 동등하게 하는 경우도 시도하였다. 구체적으로는, 배기부(73)에 의해 전달부(7)의 챔버(71) 내를 배기함으로써, 챔버(71) 내의 압력이, 1×10-3 ㎩~5×10-3 ㎩로 유지되도록 하였다.The inventors have determined that the pressure in the
이상과 같이 하면, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))로부터, 전달부(7)의 챔버(71)에 오염물이 이동하였다고 해도, 챔버(71)의 용량에 대하여, 배기부(73)의 배기량이 충분히 크면, 오염물이 처리물(100)에 부착되기 전에 배기부(73)에 의해 챔버(71) 내로부터 배기된다고 고려되기 때문에, 오염물에 의한 오염을 없앨 수 있다고도 고려된다.In this way, even if contaminants move from the chamber 61 ( 164 ) of the processing unit 6 ( 16 ) to the
그러나, 실제로는, 챔버(71)의 내부에 있어서, 처리물(100)에 오염물이 부착되는 경우가 있는 것이 판명되었다. 오염물이 부착된 처리물(100)이, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부에 반입되어, 플라즈마 처리가 행해지면, 제품의 품질이 영향을 받을 우려가 있다. 또한, 오염물이 부착된 처리물(100)이, 플라즈마 처리 장치(1)로부터 외부에 반출되면, 후공정의 처리가 영향을 받을 우려가 있다.However, in reality, it has been found that contaminants may adhere to the processed
본 발명자들은 검토의 결과, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))에 대한 처리물(100)의 반입 또는 반출 시에, 챔버(71)의 내부의 압력을 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부의 압력과 대략 동등해지도록 하면, 챔버(71)의 내부에 있어서 오염물이 발생한다는 지견을 얻었다. 즉, 챔버(71)의 내부의 압력을, 감압하면, 챔버(71)의 내부에 노출되며, 또한 유기물을 포함하는 요소로부터 오염물이 발생하는 것이 판명되었다.As a result of examination, the inventors of the present inventors have found that, when the processed
전술한 바와 같이, 챔버(71)는, 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 기밀 구조를 갖고 있다. 그 때문에, 챔버(71)에는, 기밀 구조를 구성하기 위해, O링 등의 시일 부재가 이용되고 있다. 본 발명자들이 예의 조사한 바, 이하의 지견을 얻었다.As mentioned above, the
전술한 시일 부재는, 예컨대 C16H30O4 등의 유기물을 포함하고 있는 것이 판명되었다. 그리고, 유기물을 포함하는 시일 부재가, 대기압보다 감압된 분위기에 노출되면, 시일 부재의 유기 성분이 증발하여, 챔버(71)의 내부에 방출되는 경우가 있는 것이 판명되었다. 또한, 플라즈마 처리를 행하였을 때의 열이 챔버(71)에 전해져, 챔버(71)의 온도가 50℃ 정도가 되는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 시일 부재의 온도가 높아져, 시일 부재의 성분이 더 방출되기 쉬워진다. 챔버(71)의 내부에 방출된 시일 부재의 성분은 오염물이 된다.It turned out that the above-mentioned sealing member contains organic substances, such as C 16 H 30 O 4 , for example. And when the sealing member containing an organic substance was exposed to the atmosphere pressure-reduced rather than atmospheric pressure, it became clear that the organic component of the sealing member evaporated and may be discharged|emitted to the inside of the
본 발명자들은 추가적인 검토의 결과, 챔버(71)의 내부의 압력을 제어하면, 시일 부재의 성분의 방출을 억제할 수 있고, 나아가서는, 챔버(71)의 내부에 있어서 처리물(100)이 오염되는 것을 억제할 수 있다는 지견을 얻었다.As a result of further investigation, the inventors of the present inventors have found that if the pressure inside the
도 5는 C16H30O4의 증기압 곡선이다.5 is a vapor pressure curve of C 16 H 30 O 4 .
C16H30O4는, O링 등의 시일 부재에 많이 포함되는 성분이다.C 16 H 30 O 4 is a component frequently contained in sealing members such as O-rings.
또한, 도 5 중의 점(B1, B2)은 측정값이고, 도 5 중의 점선은 점(B1, B2)에 기초한 근사 곡선이다.In addition, the points B1 and B2 in FIG. 5 are measured values, and the dotted line in FIG. 5 is an approximate curve based on the points B1 and B2.
증기압 곡선의 하측의 영역에서는, C16H30O4의 성분이 증발하기 쉬워지고, 증기압 곡선의 상측의 영역에서는, C16H30O4의 성분이 증발하기 어려워진다. 예컨대, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))에 대한 처리물(100)의 반송이 행해진 후에, 챔버(71)의 내부의 압력을, 증기압 곡선의 상측의 영역이 되도록 하면, 시일 부재의 성분의 방출을 억제할 수 있다.In the region below the vapor pressure curve, the component of C 16 H 30 O 4 tends to evaporate, and in the region above the vapor pressure curve, the component of C 16 H 30 O 4 becomes difficult to evaporate. For example, after the transfer of the processed
그런데, 처리부(6)의 챔버(61)는, 플라즈마에 노출되기 때문에, 80℃ 내지 100℃ 정도까지 가열되는 경우가 있다. 또한, 처리물(100)은, 처리부(16)의 챔버(164) 내에서 150℃ 내지 300℃ 정도까지 가열된 상태에서 플라즈마 처리되는 경우가 있다. 이 때문에, 처리부(16)의 챔버(164)도 80℃ 내지 100℃ 정도까지 가열되는 경우가 있다.By the way, since the
상기와 같은 경우, 챔버(71)는, 게이트 밸브(61c(164b))를 통해 챔버(61(164))와 접속되어 있기 때문에, 챔버(71)의 온도도 50℃~70℃ 정도까지 상승한다.In the above case, since the
예컨대, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))에 대한 처리물(100)의 반송이 행해진 후에, 챔버(71)의 내부의 압력을, 5×10-3 ㎩ 이상으로 하면, 챔버(71)의 온도가 50℃ 정도가 되었다고 해도, C16H30O4의 성분이 증발하는 것을 억제할 수 있다.For example, after conveying the processed
단, 플라즈마 처리의 종류나 처리 조건 등에 따라서는, 챔버(71)의 온도가 더욱 높아지는 일이 생길 수 있다.However, depending on the type of plasma processing, processing conditions, etc., the temperature of the
본 발명자들은 검토의 결과, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))에 대한 처리물(100)의 반송이 행해진 후에, 챔버(71)의 내부의 압력을, 1×10-1 ㎩ 이상으로 하면, 플라즈마 처리의 종류나 처리 조건 등이 변하였다고 해도, C16H30O4의 성분의 증발을 거의 없앨 수 있다는 지견을 얻었다.As a result of examination, the inventors of the present inventors determined that after the transfer of the processed
또한, 챔버(71)의 내부의 압력을 지나치게 높게 하면, 챔버(71)로부터 처리부(6(16))의 챔버(61(164))를 향하는 기류에 의해, 챔버(61(164))의 내벽에 부착되어 있는 부생성물이 박리되거나, 부생성물이 챔버(61(164))의 내부에 부유하거나 할 우려가 있다. 그 때문에, 처리부(6)로부터 처리물(100)의 반입 및 반출을 행할 때에는, 챔버(71)의 내부의 압력은, 8×10-3 ㎩~5×10-2 ㎩ 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 전달부(7)의 챔버(71)의 내부의 압력은, 상기 압력 범위에 있어서, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부의 압력보다 약간 높아지도록 결정된다.In addition, when the pressure inside the
챔버(71)의 압력 제어는, 배기부(73)와 압력 제어부(66a)에 의해 행할 수 있지만, 낮아진 압력을 신속하게 증가시키는 것은 곤란하다.Although the pressure control of the
그래서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 전달부(7)에는, 가스 공급부(74)가 마련되어 있다.Then, as shown in FIG. 4, the
가스 공급부(74)는, 유량 제어부(74a)를 통해, 챔버(71)의 내부에 가스(G1)를 공급한다. 유량 제어부(74a)는, 예컨대 매스 플로우 컨트롤러(MFC) 등으로 할 수 있다.The
가스(G1)는, 예컨대 처리물(100)이나, 챔버(71)의 내부에 노출되는 요소와 반응하기 어려운 가스로 할 수 있다. 예컨대, 가스(G1)는, 질소 가스, 아르곤 가스 등의 희가스, 또는 이들의 혼합 가스 등으로 할 수 있다.The gas G1 may be, for example, a gas that is difficult to react with the
또한, 가스(G1)는, 챔버(71)의 내부의 압력의 제어를 위해 공급되는 것이며, 압력의 제어량도 작기 때문에, 챔버(71)의 내부에 공급하는 가스(G1)의 양은 조금이다. 예컨대, 가스(G1)의 유량은 10 sccm 이상, 1000 sccm 이하이다.In addition, since the gas G1 is supplied for the control of the pressure inside the
그 때문에, 유기물을 포함하는 오염물과 반응하는 가스를 가스(G1)로서 공급하거나, 유기물을 포함하는 오염물과 반응하는 가스를 전술한 질소 가스 등에 첨가하여 공급하거나 하여도 좋다. 유기물을 포함하는 오염물과 반응하는 가스는, 예컨대 오존 가스 등으로 할 수 있다. 가스(G1)가 오존 가스이거나, 오존 가스가 포함되어 있으면, 만약, 유기물을 포함하는 오염물이 발생하였다고 해도, 발생한 오염물 중 적어도 일부를 분해할 수 있다.Therefore, the gas reacting with the contaminant containing the organic substance may be supplied as the gas G1, or the gas reacting with the contaminant containing the organic substance may be supplied by adding the aforementioned nitrogen gas or the like. The gas that reacts with the contaminant containing organic matter may be, for example, ozone gas or the like. If the gas G1 is ozone gas or contains ozone gas, even if pollutants containing organic matter are generated, at least a part of the generated pollutants can be decomposed.
그런데, 처리부(6)에서 사용되는 시일 부재는, 전달부(7)에서 사용되는 시일 부재와 동일하다. 또한, 챔버(61(164))의 내부의 압력은, 플라즈마 처리를 실시하는 것 이외의 기간에, 시일 부재의 성분이 증발할 우려가 있는 압력으로 유지된다. 따라서, 시일 부재의 성분이 증발하여, 챔버(61(164))의 내부에 방출되어, 처리물(100)에 부착될 우려가 있다. 그러나, 발명자가 예의 조사한 바, 챔버(61(164))의 내부에서 오염물이 부착될 확률보다, 챔버(71)의 내부에서 오염물이 부착될 확률 쪽이 높았다.By the way, the sealing member used by the
아마, 챔버(61(164))의 내부에는, 플라즈마 처리를 실시하기 위해 프로세스 가스가 도입되기 때문에, 오염물(증발한 시일 부재의 성분)이, 프로세스 가스와 함께 챔버(61(164))의 내부로부터 배출되고 있기 때문이라고 고려된다. 즉, 가스의 도입에 의해 챔버 내의 압력을 높임으로써, 오염물이 처리물(100)에 부착되는 것을 억제할 수 있다고 고려된다.Presumably, since a process gas is introduced into the chamber 61 ( 164 ) in order to perform plasma processing, contaminants (components of the vaporized seal member) are transferred to the interior of the chamber 61 ( 164 ) together with the process gas. It is considered to be due to the emission from That is, it is considered that by increasing the pressure in the chamber by introducing the gas, it is possible to suppress the contaminants from adhering to the treated
도 6은 가스(G1)의 공급을 예시하기 위한 타이밍 차트이다.6 is a timing chart for illustrating the supply of gas G1.
도 6 중의 T1은 전달부(7)의 챔버(71)로부터 처리부(6(16))의 챔버(61(164))에의 처리물(100)의 반입 개시의 타이밍이다.T1 in FIG. 6 is the timing of starting loading of the processed
도 6 중의 T2는 처리부(6(16))의 챔버(61(164))로부터 전달부(7)의 챔버(71)에의 처리물(100)의 반출 개시의 타이밍이다.T2 in FIG. 6 is the timing of starting the unloading of the processed
처리하는 처리물(100)이 없는 경우, 플라즈마 처리 장치(1)는 대기 상태에 있다. 플라즈마 처리 장치(1)가 대기 상태인 경우, 로드록부(5)의 챔버(51)의 내부는, 배기부(52)에 의해 배기되어, 1×10-2 ㎩~1×10-1 ㎩ 정도의 압력으로 유지된다. 본 실시형태에서는, 예컨대 5×10-2 ㎩이다.When there is no
전달부(7)의 챔버(71)의 내부의 압력은, C16H30O4의 성분이 증발하는 것을 억제할 수 있는 5×10-3 ㎩ 이상의 압력으로 유지되어 있다. 구체적으로는, 컨트롤러(2)는, 챔버(71)의 내부의 압력을 검출하는 도시하지 않는 압력계의 출력에 기초하여, 챔버(71)에 부착되어 있는 압력 제어부(66a)를 제어하여, 챔버(71)의 내부의 압력을 5×10-3 ㎩ 이상의 압력이 되도록 하고 있다.The pressure inside the
처리부(6)의 챔버(61)의 내부는, 배기부(66)에 의해 배기되어 1×10-3 ㎩~1×10-2 ㎩의 압력으로 유지되어 있다. 본 실시형태에서는, 예컨대 1×10-3 ㎩이다.The interior of the
처리물(100)을 처리하는 경우, 로드록부(5)의 챔버(51)의 내부를 벤트함으로써 챔버(51)의 내부의 압력을 대기 압력과 동일한 압력으로 한다. 반송부(4)는, 수납부(3)의 내부에 있는 처리물(100)을 꺼내어, 로드록부(5)의 챔버(51)의 내부에 반입한다(도 6의 (1)).When processing the
챔버(51)의 내부에 처리물(100)이 반입되었다면, 챔버(51)의 내부를 감압한다. 챔버(51)의 내부가 소정의 압력까지 감압되었다면, 가스 공급부(74)로부터 가스(G1)를 챔버(71)의 내부에 공급하여, 챔버(71)의 내부의 압력을 1×10-1 ㎩ 이상으로 한다. 또한, 소정의 압력이란, 1×10-2 ㎩ 이상, 1×10-1 ㎩보다 작은 압력이다. 본 실시형태에서는, 예컨대 5×10-2 ㎩이다.If the treated
챔버(51)의 내부의 압력 및 챔버(71) 내부의 압력이 상기 압력이 되면, 게이트 밸브(51a)가 개방된다. 그리고, 처리물(100)은, 반송부(72)에 의해 챔버(71)의 내부에 반입된다(도 6의 (2)).When the pressure inside the
챔버(51)는 플라즈마 처리 장치(1)의 외부의 공간과 연통한다. 이 때문에, 처리물(100)의 반송 시에, 외부의 공간의 공기가 챔버(51) 내에 인입된다. 외부의 공간의 공기에는, 수증기나 파티클이 포함되어 있을 우려가 있다. 챔버(71)의 내부의 압력을 챔버(51)의 내부의 압력보다 높은 압력으로 함으로써, 챔버(51)로부터 챔버(71)에 수증기나 파티클이 유입되는 것을 억제할 수 있다.The
챔버(71)의 내부에 처리물(100)이 반송되었다면, 게이트 밸브(51a)가 폐쇄된다. 게이트 밸브(51a)가 폐쇄되었다면, 챔버(71)의 내부에의 가스(G1)의 공급은 정지된다. 또한, 챔버(51)의 내부의 감압은 유지된다.When the processed
챔버(71)의 내부의 압력이, 예컨대 5×10-2 ㎩가 되면, 게이트 밸브(61c)를 개방한다. 그리고, 처리물(100)은, 반송부(72)에 의해 챔버(61(164))의 내부에 반입된다(도 6의 T1).When the pressure inside the
처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부에서는, 플라즈마를 이용하여 반응성이 높은 가스로부터 플라즈마 생성물을 생성하여, 처리물(100)의 처리가 행해진다. 이 때문에, 반응성이 높은 가스가 챔버(61(164))의 내부에 잔류하고 있는 경우나, 플라즈마 처리 시에 생긴 부생성물이 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내벽 등에 부착되어 있는 경우가 있다. 챔버(71)의 내부의 압력이, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부의 압력과 대략 동등해지도록 하면, 반응성이 높은 가스나 부생성물이, 전달부(7)의 챔버(71)의 내부에 침입하는 것을 억제할 수 있다.Inside the chamber 61 ( 164 ) of the processing unit 6 ( 16 ), a plasma product is generated from a highly reactive gas using plasma, and the
챔버(61(164))의 내부에 처리물(100)이 반입되었다면, 게이트 밸브(61c)를 폐쇄한다. 게이트 밸브(61c)를 개방하고 나서 폐쇄하기까지의 기간을 처리물(100)의 반입 기간(T1a)으로 한다. 게이트 밸브(61c)가 폐쇄되었다면, 가스 공급부(74)로부터 챔버(71)의 내부에 가스(G1)가 공급된다. 이에 의해, 챔버(71)의 내부의 압력은, 1×10-1 ㎩ 이상으로 유지된다.When the processed
챔버(61(164))의 내부의 압력이 소정의 압력까지 감압되었다면, 가스 공급부(65)(166)를 제어하여 챔버(61(164))의 내부의 압력이 플라즈마 처리를 실시하는 압력이 될 때까지 프로세스 가스(G)를 공급한다. 플라즈마 처리를 실시하는 압력은, 1×10-1 ㎩~10 ㎩ 정도이다. 본 실시형태에서는, 예컨대 1 ㎩이다. 또한, 소정의 압력이란, 1×10-3 ㎩~1×10-2 ㎩이다.If the pressure inside the chamber 61 (164) is reduced to a predetermined pressure, the pressure inside the chamber 61 (164) by controlling the gas supply unit 65 (166) is the pressure to perform plasma processing. Until the process gas (G) is supplied. The pressure for plasma processing is about 1×10 −1 Pa to about 10 Pa. In this embodiment, it is 1 Pa, for example. In addition, the predetermined pressure is 1x10 -3 Pa - 1x10 -2 Pa.
챔버(61(164))의 내부의 압력이 플라즈마 처리를 실시하는 압력이 되면, 고주파 전원(64a)으로부터 고주파 전압을 안테나(63)에 인가하여 플라즈마(P)를 발생시킨다. 그리고, 플라즈마(P)를 이용하여 프로세스 가스(G)로부터 플라즈마 생성물을 생성하고, 플라즈마 생성물에 포함되어 있는 라디칼을 이용하여 처리물(100)의 처리를 행한다.When the pressure inside the chamber 61 ( 164 ) becomes a pressure for performing plasma processing, a high-frequency voltage is applied to the
플라즈마 처리가 완료하였다면, 고주파 전원(64a)으로부터의 고주파 전압의 인가와, 프로세스 가스(G)의 공급을 정지한다. 챔버(61(164))의 내부는, 1×10-3 ㎩~1×10-2 ㎩의 압력이 될 때까지 감압된다. 본 실시형태에서는, 챔버(61(164))의 내부의 압력은, 예컨대 1×10-3 ㎩가 될 때까지 감압된다.When the plasma processing is completed, the application of the high frequency voltage from the high
챔버(61(164))의 내부의 압력이 1×10-3 ㎩가 되면, 가스 공급부(74)로부터의 가스(G1)의 공급을 정지한다. 그리고, 챔버(71)의 내부의 압력이, 예컨대 5×10-2 ㎩가 되면, 게이트 밸브(61c)를 개방한다. 처리물(100)은, 반송부(72)에 의해 챔버(61(164))의 내부로부터 반출된다(도 6의 T2).When the pressure inside the chamber 61 (164) becomes 1×10 -3 Pa, the supply of the gas G1 from the
반송부(72)에 의해 챔버(71)의 내부에 처리물(100)이 반송되었다면, 게이트 밸브(61c)를 폐쇄한다. 게이트 밸브(61c)를 개방하고 나서 게이트 밸브(61c)를 폐쇄하기까지의 기간을 처리물(100)의 반출 기간(T2a)으로 한다. 반출 기간(T2a) 후, 가스 공급부(74)로부터 가스(G1)가 챔버(71)의 내부에 공급된다.When the processed
챔버(71)의 내부의 압력이 1×10-1 ㎩ 이상이 되면, 게이트 밸브(51a)를 개방하여, 처리물(100)이 반송부(72)에 의해 챔버(51)에 반송된다(도 6의 (4)).When the pressure inside the
챔버(51)의 내부에 처리물(100)이 반송되었다면 게이트 밸브(51a)를 폐쇄한다. 전달부(7)에서는, 챔버(71)의 내부에의 가스(G1)의 공급량을 감소시킨다. 가스(G1)의 공급량은, 챔버(71)의 내부의 압력이 1×10-2 ㎩ 이상이 되는 공급량으로 한다. 예컨대, 가스(G1)의 공급량을 0.5배로 한다. 이와 같이 함으로써, 시일 부재의 성분이 증발하여, 챔버(71)의 내부에 방출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 챔버(61(164))로부터 처리물(100)을 반출할 때에 오염물(증발한 시일 부재의 성분)이 발생하고 있었다고 해도, 가스(G1)를 공급함으로써, 가스(G1)와 함께 오염물을 챔버(71)의 외부에 배출할 수 있다.If the processed
또한, 챔버(71)의 내부에의 가스(G1)의 공급량을 감소시키는 것뿐만 아니라, 챔버(71)에 부착된 압력 제어부(66a)에 의해, 배기부(73)의 배기량을 작게 하는 것도 행하도록 하여도 좋다. 즉, 가스 공급부(74)와 압력 제어부(66a)가 챔버(71)의 내부의 압력을 1×10-2 ㎩ 이상이 되도록 협동으로 유지하도록 하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 가스(G1)의 사용량을 삭감할 수 있다.In addition, not only reducing the supply amount of the gas G1 into the
로드록부(5)로서는, 챔버(51)의 내부를 벤트하여 챔버(51)의 내부의 압력을 대기 압력으로 한다. 챔버(51)의 내부의 압력이 대기 압력과 같은 정도가 되면, 반송부(4)에 의해 챔버(51)의 내부로부터 처리물(100)이 꺼내어져, 수납부(3)에 수납된다(도 6의 (5)). 그리고, 다음 처리물(100)이 로드록부(5)에 반송된다(도 6의 (6)).As the
T1 후의 처리물(100)의 반입 기간(T1a) 및 T2 후의 처리물(100)의 반출 기간(T2a)은, 전달부(7)의 압력을 일시적으로 도 5의 증기압 곡선의 하측의 영역에 포함되는 압력으로 한다. 구체적으로는, 게이트 밸브(61c)가 개방되면, 챔버(71)의 내부의 가스가 처리부(6)에 유입된다. 이 때문에, 챔버(71)의 내부의 압력이, 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부의 압력(예컨대, 플라즈마 처리를 실시하기 직전의 소정의 압력인 1×10-3 ㎩)과 대략 동등해지도록 감압된다. 그 때문에, 반입 기간(T1a) 및 반출 기간(T2a)에 있어서는, 시일 부재의 성분이 증발하여, 챔버(71)의 내부에 방출되게 된다.The carrying-in period T1a of the treated
그러나, 반입 기간(T1a) 및 반출 기간(T2a)의 경과 후는, 전달부(7)의 챔버(71)와 처리부(6(16))의 챔버(61(164)) 사이가, 게이트 밸브(61c(164b))에 의해 폐쇄된다. 그리고, 가스 공급부(74)가 가스(G1)를 전달부(7)의 챔버(71)의 내부에 공급함으로써, 챔버(71)의 내부의 압력이, 5×10-3 ㎩ 이상, 바람직하게는 1×10-1 ㎩ 이상이 된다. 그 때문에, 시일 부재의 성분이 증발하는 것을 억제할 수 있다.However, after the lapse of the carry-in period T1a and the carry-out period T2a, between the
또한, 전달부(7)의 챔버(71) 및 처리부(6)의 챔버(61)의 내부의 압력을 시일 부재의 성분이 증발할 수 있는 압력 이하로 하여도, 전달부(7)의 내부에 가스를 도입함으로써, 오염물(증발한 시일 부재의 성분)이 처리물(100)에 부착되는 것을 억제할 수 있다. 챔버(71) 및 챔버(61)의 내부는, 소정의 감압 분위기를 유지하도록 배기가 행해지고 있다. 배기부(73) 및 배기부(66)의 배기 속도(L/min)는 결정되어 있다. 그리고, 챔버(71) 및 챔버(61)의 내부에 가스(G1)가 공급되면 챔버(71) 내의 압력이 상승하여, 단위 체적당의 배출되는 가스(G1)의 양이 증가한다. 결과적으로, 가스(G1)가 공급된 만큼, 챔버 내부의 배기가 행해진 것처럼 보인다. 즉, 이 배기에 의해, 오염물을 가스(G1)와 함께 배출할 수 있는 것이다.In addition, even if the pressure inside the
또한, 도 6으로부터 알 수 있듯이, 챔버(71)의 내부의 압력이, 시일 부재의 성분이 증발할 수 있는 압력 이하가 되는 압력, 즉 처리부(6(16))의 챔버(61(164))의 내부의 압력과 대략 동등해지도록 감압되는 기간을 짧게 할 수 있다. 그 때문에, 시일 부재의 성분이 증발하는 것을 억제할 수 있다.6, the pressure inside the
또한, 챔버(71)의 내부에 있어서, 시일 부재의 성분이 증발하였다고 해도, 가스(G1)를 공급함으로써, 챔버(61(164))와 마찬가지로, 오염물(증발한 시일 부재의 성분)을 가스(G1)와 함께 챔버(71)의 외부에 배출할 수 있다.In addition, even if the component of the sealing member evaporates inside the
챔버(71)의 내부에 처리물(100)이 없는 상태가 장시간 계속되는 경우, 챔버(71)에 부착된 압력 제어부(66a)를 제어하여, 배기부(73)의 배기량을 작게 하여도 좋다. 배기부(73)의 배기량을 작게 함으로써, 챔버(71)의 내부의 압력을 1×10-2 ㎩ 이상으로 하는 데 필요로 되는 가스(G1)의 양을 삭감할 수 있다. 또한, 챔버(71)의 내부에 처리물(100)이 없는 상태가 계속되는 시간은, 예컨대 가스(G1)의 공급을 정지하고 나서, 챔버(71)의 내부의 압력이 1×10-2 ㎩가 되기까지의 시간이다.When the state in which the processed
이상의 순서는, 예컨대 컨트롤러(2)가, 반송부(72), 배기부(73) 및 가스 공급부(74)를 제어함으로써 행할 수 있다.The above procedure can be performed, for example, when the
예컨대, 컨트롤러(2)는, 반송부(72)에 의한 처리물(100)의 반송(반입, 반출)을 행할 때에는, 배기부(73)를 제어하여, 챔버(71)의 내부의 압력이 챔버(61(164))의 내부의 압력과 대략 동등해지도록 한다. 예컨대, 컨트롤러(2)는, 반송부(72)에 의한 처리물(100)의 반송이 종료하였을 때에는, 가스 공급부(74)를 제어하여, 챔버(71)의 내부에 가스(G1)를 공급한다.For example, the
예컨대, 컨트롤러(2)는, 가스(G1)를 공급함으로써, 챔버(71)의 내부의 압력을, 챔버(61(164))의 내부의 압력보다 높게 한다.For example, the
예컨대, 컨트롤러(2)는, 가스(G1)를 공급함으로써, 챔버(71)의 내부의 압력을, 5×10-3 ㎩ 이상, 바람직하게는 1×10-1 ㎩ 이상으로 한다.For example, the
또한, 이상에 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 방법은, 이하의 공정을 구비할 수 있다.In addition, as described above, the plasma processing method according to the present embodiment may include the following steps.
대기압보다 감압된 분위기를 갖는 제1 영역에 있어서, 처리물(100)을 플라즈마 처리하는 공정. 제1 영역은, 예컨대 챔버(61(164))의 내부이다.A process of plasma-treating the treated
제1 영역으로부터 이격한 제2 영역과, 제1 영역 사이에서 처리물(100)을 반송하는 공정. 제2 영역은, 예컨대 챔버(71)의 내부이다.The process of conveying the processed
그리고, 처리물(100)의 반송을 행할 때에는, 제2 영역의 분위기의 압력이, 제1 영역의 분위기의 압력과 대략 동등해지도록 한다.And when conveying the processed
처리물(100)의 반송이 종료하였을 때에는, 제2 영역에 가스(G1)를 공급한다.When the conveyance of the processed
예컨대, 처리물(100)의 반송을 행한 후, 가스(G1)를 공급함으로써, 제2 영역의 분위기의 압력을, 처리물(100)의 반송을 행할 때에 있어서의 제1 영역의 분위기의 압력보다 높게 한다.For example, by supplying the gas G1 after conveying the processed
예컨대, 가스(G1)를 공급함으로써, 제2 영역의 분위기의 압력을, 5×10-3 ㎩ 이상, 바람직하게는 1×10-1 ㎩ 이상으로 한다.For example, by supplying the gas G1, the pressure of the atmosphere in the second region is set to 5×10 −3 Pa or more, preferably 1×10 −1 Pa or more.
또한, 각 공정에 있어서의 내용은, 전술한 것과 동일하다고 할 수 있기 때문에 상세한 설명은 생략한다.In addition, since it can be said that the content in each process is the same as that mentioned above, detailed description is abbreviate|omitted.
이상, 본 실시형태에 대해서 예시를 하였다. 그러나, 본 발명은 이들 기술에 한정되는 것이 아니다.As mentioned above, the example was given about this embodiment. However, the present invention is not limited to these techniques.
전술한 실시형태에 관해서, 당업자가 적절하게 설계 변경을 가한 것도, 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.Regarding the above-described embodiments, those skilled in the art to which design changes were appropriately made are also included in the scope of the present invention as long as the features of the present invention are provided.
예컨대, 플라즈마 처리 장치(1)가 구비하는 각 요소의 형상, 치수, 재질, 배치, 수 등은, 예시를 한 것에 한정되는 것은 아니며 적절하게 변경할 수 있다.For example, the shape, dimension, material, arrangement, number, etc. of each element included in the
또한, 전술한 각 실시형태가 구비하는 각 요소는, 가능한 한에 있어서 조합할 수 있고, 이들을 조합한 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.In addition, each element with which each embodiment mentioned above is equipped can be combined as much as possible, and a combination of these is also included in the scope of the present invention as long as the characteristics of the present invention are included.
본 실시형태에서는, 챔버(71)에 부착된 압력 제어부(66a)에 의해, 챔버(71)의 내부의 압력이 5×10-3 ㎩ 이상으로 유지되도록 제어하였다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 배기부(73)를 터보 분자 펌프와 드라이 펌프를 조합한 것으로 하고, 챔버(71)의 바닥부에 드라이 펌프와 접속시키는 배기구를 마련하여도 좋다. 처리물(100)이, 챔버(71)의 내부에 장시간 없는 경우, 드라이 펌프에 의해 챔버(71)의 내부를 배기하도록 하여도 좋다. 또는, 5×10-3 ㎩에 달하였다면, 배기부(73)를 정지시켜도 좋다.In this embodiment, the
1 : 플라즈마 처리 장치
2 : 컨트롤러
3 : 수납부
4 : 반송부
5 : 로드록부
6 : 처리부
7 : 전달부
71 : 챔버
72 : 반송부
73 : 배기부
74 : 가스 공급부
100 : 처리물
G : 프로세스 가스
G1 : 가스
P : 플라즈마1: plasma processing device 2: controller
3: accommodating part 4: conveyance part
5: load lock unit 6: processing unit
7: transfer unit 71: chamber
72: transport unit 73: exhaust unit
74: gas supply unit 100: processed material
G : process gas G1 : gas
P: Plasma
Claims (7)
상기 제1 챔버의 내부를 미리 정해놓은 압력까지 감압 가능한 제1 배기부와,
상기 플라즈마를 발생 가능한 플라즈마 발생부와,
상기 제1 챔버의 내부로서, 상기 플라즈마를 발생시키는 영역에, 프로세스 가스를 공급 가능한 제1 가스 공급부와,
게이트 밸브를 통해, 상기 제1 챔버와 접속되며, 대기압보다 감압된 분위기를 유지 가능한 제2 챔버와,
상기 제2 챔버의 내부에 마련되며, 상기 제1 챔버와의 사이에서, 상기 처리물을 반송 가능한 반송부와,
상기 제2 챔버의 내부를 미리 정해놓은 압력까지 감압 가능한 제2 배기부와,
상기 제2 챔버의 내부에, 가스를 공급 가능한 제2 가스 공급부와,
상기 반송부, 상기 제2 배기부 및 상기 제2 가스 공급부를 제어 가능한 컨트롤러
를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 반송부에 의한 상기 처리물의 반송을 행할 때에는, 상기 제2 배기부를 제어하여, 상기 제2 챔버의 내부의 압력이, 상기 제1 챔버의 내부의 압력과 대략 동등해지도록 하고,
상기 반송부에 의한 상기 처리물의 반송이 종료하였을 때에는, 상기 제2 가스 공급부를 제어하여, 상기 제2 챔버의 내부에 상기 가스를 공급하는 것인 플라즈마 처리 장치.A first chamber that maintains an atmosphere lowered than atmospheric pressure and can place a processed object therein;
a first exhaust unit capable of depressurizing the interior of the first chamber to a predetermined pressure;
a plasma generating unit capable of generating the plasma;
a first gas supply unit capable of supplying a process gas to a region in which the plasma is generated within the first chamber;
a second chamber connected to the first chamber through a gate valve and capable of maintaining an atmosphere reduced in pressure than atmospheric pressure;
a conveying unit provided inside the second chamber and capable of conveying the processed object between the first chamber and the second chamber;
a second exhaust unit capable of decompressing the interior of the second chamber to a predetermined pressure;
a second gas supply unit capable of supplying gas to the inside of the second chamber;
A controller capable of controlling the conveying unit, the second exhaust unit, and the second gas supply unit
including,
The controller is
When conveying the processed object by the conveying unit, the second exhaust unit is controlled so that the pressure inside the second chamber is substantially equal to the pressure inside the first chamber,
The plasma processing apparatus of claim 1, wherein the second gas supply unit controls the second gas supply unit to supply the gas to the inside of the second chamber when the conveyance unit completes conveyance of the processed object.
대기압보다 감압된 분위기를 갖는 제1 영역에 있어서, 상기 처리물을 플라즈마 처리하는 공정과,
상기 제1 영역으로부터 이격한 제2 영역과, 상기 제1 영역 사이에서 상기 처리물을 반송하는 공정
을 포함하고,
상기 처리물의 반송을 행할 때에는, 상기 제2 영역의 분위기의 압력이, 상기 제1 영역의 분위기의 압력과 대략 동등해지도록 하고,
상기 처리물의 반송이 종료하였을 때에는, 상기 제2 영역에 가스를 공급하는 것인 플라즈마 처리 방법.A plasma processing method for plasma-treating a treated object, comprising:
Plasma treatment of the treated object in a first region having an atmosphere pressure-reduced from atmospheric pressure;
The process of conveying the processed object between the 2nd area|region spaced apart from the said 1st area|region, and the said 1st area|region
including,
When conveying the processed object, the pressure of the atmosphere in the second region is approximately equal to the pressure in the atmosphere in the first region,
and supplying a gas to the second region when the transfer of the processed object is completed.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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