TWI424137B - Vacuum pumping method - Google Patents

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TWI424137B
TWI424137B TW097121190A TW97121190A TWI424137B TW I424137 B TWI424137 B TW I424137B TW 097121190 A TW097121190 A TW 097121190A TW 97121190 A TW97121190 A TW 97121190A TW I424137 B TWI424137 B TW I424137B
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Jun Yamawaku
Tsuyoshi Moriya
Hideaki Yakushiji
Kazumasa Abe
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Tokyo Electron Ltd
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Description

真空抽引方法
本發明係關於一種真空抽引方法及記憶媒體，尤其係關於一種具備水分附著在壁面或構成零件之表面之真空處理室的真空處理裝置的真空抽引方法。
真空處理裝置，例如電漿處理裝置係具備真空處理室(腔室(chamber))，將作為基板的晶圓收容在腔室內，對該晶圓施行電漿處理，例如蝕刻處理。若反覆進行電漿處理，沈積物會附著在腔室的壁面或構成零件的表面。為了定期去除該沈積物，係將壁面或構成零件的表面進行清洗。具體而言，必須以包含酒精等的布擦拭(wiping)。此時，必須使作業人員的手腕進入腔室內，因此腔室係呈大氣開放。當腔室呈大氣開放時，大氣中的水分會附著在壁面或構成零件的表面。
清洗後，腔室內係被真空抽引，但由腔室內排出大氣等之後，由於附著在壁面或構成零件的表面的水分會氣化而被釋出(除氣)，因此會有在進行真空抽引時耗費時間的問題。
因此，為了縮短真空抽引所需時間，已開發出各種真空抽引方法。例如已開發出一種方法係在開始真空抽引後，暫時導入乾燥惰性氣體而將腔室內形成為大氣壓以上的正壓狀態，再持續進行真空抽引(例如參照專利文獻 1)。藉由該方法，促進在填充乾燥惰性氣體時附著在壁面的水分的清除/置換，而縮短真空抽引時間。
(專利文獻1)日本專利特開2002－249876號公報
但是，在上述之真空抽引方法中，亦若進行腔室內的減壓，在已排出大氣時之後，附著在壁面或構成零件的表面的水分會開始氣化，之後亦若進行腔室內的減壓，因絕熱膨脹而使水分溫度降低，不久即低於0℃。此時，尚未氣化的水分會有凝固的情形。
已凝固的水分係在進行真空抽引時不容易氣化(事實上，經本發明人實驗結果，確認出在目標壓力1.3×10－3 Pa(1×10－5 Torr)附近，在排氣時水分為最多)。亦即，已凝固的水分經長時間持續蒸發，而且在壁面等微小的凹部封入未凝固的水分。因此，依然會有未縮短真空抽引時間的問題。
此外，已凝固的水分亦會有引起因微塵發生、異常放電、構成零件腐蝕等之水分為原因的不良情形的問題。
本發明之目的在提供一種不會引起因水分而起之不良情形，而可縮短真空抽引時間的真空抽引方法及記憶媒體。
為了達成上述目的，申請專利範圍第1項記載的真空抽引方法係具備有真空處理室之真空處理裝置的真空抽引方法，其特徵為：具有在真空抽引時，將前述真空處理室內的壓力維持在大氣壓以下且6.7×102 Pa(5Torr)以上的第1壓力調整步驟。
申請專利範圍第2項之真空抽引方法係在如申請專利範圍第1項之真空抽引方法中，接續前述第1壓力調整步驟，具有將前述真空處理室內升壓至比前述第1壓力調整步驟中的壓力高且為大氣壓以下之壓力的第2壓力調整步驟。
申請專利範圍第3項之真空抽引方法係在如申請專利範圍第2項之真空抽引方法中，反覆進行前述第1壓力調整步驟及前述第2壓力調整步驟。
申請專利範圍第4項之真空抽引方法係在如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之真空抽引方法中，在前述真空處理室內導入加熱氣體或常溫的惰性氣體。
申請專利範圍第5項之真空抽引方法係在如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之真空抽引方法，其中，在前述真空處理室內導入水分分解氣體。
申請專利範圍第6項之真空抽引方法係在如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之真空抽引方法中，將前述真空處理室內的環境置換成低氧分壓環境。
申請專利範圍第7項之真空抽引方法係在如申請專利範圍第1項至第6項中任一項之真空抽引方法中，將前述 真空處理室的壁面或構成零件的表面進行加熱。
申請專利範圍第8項之真空抽引方法係在如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之真空抽引方法中，以可對前述真空處理室內進行真空抽引的方式配置低溫泵(cryopump)，接續前述第1壓力調整步驟繼續進行真空抽引，在前述真空處理室內被減壓成1.3×10Pa(0.1Torr)以下之後，前述低溫泵進行作動。
申請專利範圍第9項之真空抽引方法係在如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之真空抽引方法中，接續前述第1壓力調整步驟繼續進行真空抽引，在前述真空處理室內被減壓成1.3×10－2 Pa(0.1mTorr)以下之後，反覆進行：一面將前述真空處理室內進行真空抽引，一面對該真空處理室內導入惰性氣體的第3壓力調整步驟；及將前述真空處理室內的前述惰性氣體進行排氣而將前述真空處理室內減壓成1.3×10－2 Pa(0.1mTorr)以下的第4壓力調整步驟。
為了達成上述目的，申請專利範圍第10項之真空抽引方法係具備有真空處理室之真空處理裝置的真空抽引方法，其特徵為具有：在未使前述真空處理室內的水分凝固的情形下將前述真空處理室內進行減壓的減壓步驟；及在前述真空處理室內進行絕熱壓縮的升壓步驟。
申請專利範圍第11項之真空抽引方法係在如申請專利範圍第10項之真空抽引方法，其中，反覆進行前述減壓步驟及前述升壓步驟。
為了達成上述目的，申請專利範圍第12項之記憶媒體，係以儲放使電腦執行具備有真空處理室之真空處理裝置的真空抽引方法的程式的電腦可讀取的記憶媒體，其特徵為：前述真空抽引方法係具有：在進行真空抽引時，將前述真空處理室內的壓力維持在大氣壓以下而且6.7×102 Pa(5Torr)以上的第1壓力調整步驟。
為了達成上述目的，申請專利範圍第13項之記憶媒體，係以儲放使電腦執行具備有真空處理室之真空處理裝置的真空抽引方法的程式的電腦可讀取的記憶媒體，其特徵為：前述真空抽引方法係具有：在未使前述真空處理室內的水分凝固的情形下將前述真空處理室內進行減壓的減壓步驟；及在前述真空處理室內進行絕熱壓縮的升壓步驟。
根據申請專利範圍第1項之真空抽引方法及申請專利範圍第12項之記憶媒體，在進行真空抽引時，真空處理室內的壓力被維持在大氣壓以下而且6.7×102 Pa(5Torr)以上。隨著因絕熱膨脹所造成之溫度的降低而未予以氣化的水分(經液化的水分)呈凝固的臨界點，亦即水分蒸氣壓曲線中之三相點的壓力為6.1×102 Pa(4.6Torr)。亦即，在進行真空抽引時，由於真空處理室內的壓力不會低於三相點的壓力，因此可防止水分在真空處理室內凝固而可促進水分排出，因此不會引起因水而起之不良情形，而 可縮短真空抽引時間。
根據申請專利範圍第2項之真空抽引方法，接續將真空處理室內的壓力維持在大氣壓以下而且6.7×102 Pa(5Torr)以上的第1壓力調整步驟，具有將真空處理室內升壓至比第1壓力調整步驟中的壓力高且為大氣壓以下之壓力的第2壓力調整步驟。當真空處理室內被升壓至比第1壓力調整步驟中的壓力高且為大氣壓以下之壓力時，藉由絕熱壓縮而使真空處理室內的環境溫度上升。因此，水分被加熱，可防止水分溫度低於三相點的溫度，因此可確實地防止水分在真空處理室內凝固。
根據申請專利範圍第3項之真空抽引方法，反覆進行第1壓力調整步驟及第2壓力調整步驟。亦即，反覆進行促進水分排出及藉由加熱來防止水分凝固。結果，可更加縮短真空抽引時間。
根據申請專利範圍第4項之真空抽引方法，由於在真空處理室內導入加熱氣體或常溫之惰性氣體，因此可確實地防止水分溫度低於三相點的溫度，因而可更加確實地防止水分在真空處理室內凝固。
根據申請專利範圍第5項之真空抽引方法，由於在真空處理室內導入水分分解氣體，因此促進經氣化的水分分解。結果，由於水分分壓降低，因此可促進附著在壁面或構成零件的表面的水分氣化。
根據申請專利範圍第6項之真空抽引方法，真空處理室內的環境被置換成低氧分壓環境。此時，由於水分被分 解而使水分分壓降低，因此可促進附著在壁面或構成零件的表面的水分氣化。
根據申請專利範圍第7項之真空抽引方法，由於真空處理室的壁面或構成零件的表面被加熱，因此可防止經氣化的水分液化．凝固而再附著於壁面或構成零件的表面。
根據申請專利範圍第8項之真空抽引方法，接續第1壓力調整步驟繼續進行真空抽引，在真空處理室內被減壓成1.3×10Pa(0.1Torr)以下之後，低溫泵進行作動。低溫泵係在低溫環境中吸附水分，因此可在低壓環境中使水分分壓降低，可促進附著在壁面或構成零件的表面的水分氣化。
根據申請專利範圍第9項之真空抽引方法，接續第1壓力調整步驟繼續進行真空抽引，在真空處理室內被減壓成1.3×10－2 Pa(0.1mTorr)以下之後，反覆進行：一面將真空處理室內進行真空抽引，一面對該真空處理室內導入惰性氣體的第3壓力調整步驟；及將真空處理室內的惰性氣體進行排氣而將真空處理室內減壓成1.3×10－2 Pa(0.1mTorr)以下的第4壓力調整步驟。若反覆進行第3壓力調整步驟及第4壓力調整步驟，藉由絕熱膨脹而使真空處理室內的環境冷卻。藉此，可平順地移行至以較為低溫開始進行的真空處理。此外，由於在真空處理室內發生壓力脈動而產生黏性流，因此可藉由該黏性流所供予的氣體黏性力來去除真空處理室內的微粒。
根據申請專利範圍第10項之真空抽引方法及申請專 利範圍第13項之記憶媒體，在未使真空處理室內的水分凝固的情形下將真空處理室內進行減壓，且在真空處理室內進行絕熱壓縮。亦即，可防止水分凝固而促進水分排出，並且藉由絕熱壓縮而使真空處理室內的環境溫度上升，藉此將水分加熱，可防止水分溫度低於隨著因絕熱膨脹所造成之溫度的降低而未予以氣化的水分(經液化的水分)呈凝固的臨界點，亦即水分蒸氣壓曲線中之三相點的溫度。結果不會引起因水而起之不良情形，而可縮短真空抽引時間。
根據申請專利範圍第11項之真空抽引方法，反覆進行：在未使真空處理室內的水分凝固的情形下將真空處理室內進行減壓的減壓步驟；及在前述真空處理室內進行絕熱壓縮的升壓步驟。亦即，反覆進行促進水分排出及藉由加熱來防止水分凝固。結果，可更加縮短真空抽引時間。
以下一面參照圖示，一面說明本發明之實施形態。
第1圖係概略顯示適用本實施形態之真空抽引方法的真空處理裝置之構成的剖面圖。該真空處理裝置係以在作為基板的半導體晶圓施行屬於真空處理的蝕刻處理的方式所構成。
在第1圖中，真空處理裝置10例如係具有直徑為300 mm之用以收容半導體晶圓(以下僅稱之為「晶圓」)W的腔室11(真空處理室)，在該腔室11內配置有用以載 置晶圓W的圓柱狀基座(susceptor)12。此外，在真空處理裝置10中，係藉由腔室11之內側壁與基座12之側面，形成有作為將基座12上方的氣體排出至腔室11之外的流路而發揮功能的側方排氣路13。在該側方排氣路13的中途係配置有排氣板14。
排氣板14係具有多數孔的板狀構件，作為將腔室11間隔成上部與下部的間隔板而發揮功能。在被排氣板14予以間隔的腔室11的上部(以下稱之為「反應室」)17會發生後述的電漿。此外，在腔室11的下部(以下稱之為「排氣室(歧管，manifold)」)18係經由APC(Adaptive pressure Control)閥16而連接有用以排出腔室11內之氣體的排氣管15。排氣板14係將在反應室17所發生的電漿予以捕捉或反射而防止洩漏至歧管18。
在排氣管15係連接有TMP(Turbo Molecular Pump，渦輪分子泵)及DP(Dry Pump，乾式泵)(均未圖示)，該等泵係將腔室11內進行真空抽引而予以減壓。具體而言，DP係將腔室11內由大氣壓減壓至中真空狀態(例如1.3×10Pa(0.1Torr)以下)，TMP係與DP協力將腔室11內減壓至屬於低於中真空狀態之壓力的高真空狀態(例如1.3×10－3 Pa(1×10－5 Torr)以下)。其中，腔室11內的壓力係藉由APC閥16予以控制。
在腔室11內的基座12係經由下部整合器20而連接有下部高頻電源19，該下部高頻電源19係將預定的高頻電力供給至基座12。藉此，基座12係作為下部電極而發 揮功能。此外，下部整合器20係減低來自基座12之高頻電力的反射而使對於基座12之高頻電力的供給效率形成為最大。
在基座12的上部係配置有在內部具有靜電電極板21的靜電吸盤22。靜電吸盤22係呈在具有某直徑的下部圓板狀構件之上，重疊直徑小於該下部圓板狀構件的上部圓板狀構件的形狀。其中，靜電吸盤22係由鋁所構成，在上面係熔射有陶瓷等。當在基座12載置晶圓W時，該晶圓W係配置在靜電吸盤22中之上部圓板狀構件之上。
此外，在靜電吸盤22中，係將直流電源23電性連接於靜電電極板21。當在靜電電極板21施加正的高直流電壓時，在晶圓W中之靜電吸盤22側的面(以下稱之為「背面」)係發生負電位而在靜電電極板21及晶圓W之背面之間產生電位差，藉由因該電位差而起的庫侖力(coulomb force)或強生．拉比克力(Johnson－Rahbek force)，晶圓W係在靜電吸盤22中之上部圓板狀構件之上予以吸附保持。
此外，在靜電吸盤22係以包圍被吸附保持的晶圓W的方式，載置圓環狀的對焦環(focus ring)24。對焦環24係由導電性構材例如矽所構成，在反應室17中將電漿朝向晶圓W表面而收歛，以使蝕刻處理的效率提升。
此外，在基座12的內部係設有例如在圓周方向延伸的環狀冷媒室25。在該冷媒室25係由急冷單元(chiller unit)(未圖示)經由冷媒用配管26而循環供給低溫的冷 媒，例如冷卻水或GALDEN(註冊商標)。藉由該低溫的冷媒予以冷卻的基座12係經由靜電吸盤22而將晶圓W及對焦環24進行冷卻。
在吸附保持靜電吸盤22中之上部圓板狀構件之上的晶圓W的部分(以下稱為「吸附面」)係形成有複數個傳熱氣體供給孔27的開口。該等複數個傳熱氣體供給孔27係經由傳熱氣體供給線28而與傳熱氣體供給部(未圖示)相連接，該傳熱氣體供給部係將作為傳熱氣體的氦(He)氣體經由傳熱氣體供給孔27而供給至吸附面及晶圓W的背面的間隙。被供給至吸附面及晶圓W之背面的間隙的氦氣係將晶圓W的熱有效地傳達至靜電吸盤22。
在腔室11的頂棚部係以與基座12相對向的方式配置有淋洗頭29。在淋洗頭29經由上部整合器30而連接有上部高頻電源31，上部高頻電源31係將預定的高頻電力供給至淋洗頭29，因此淋洗頭29係作為上部電極而發揮功能。其中，上部整合器30的功能係與上述之下部整合器20的功能相同。
淋洗頭29係具有：具有多數個氣孔32的頂棚電極板33；以可裝卸的方式釣支該頂棚電極板33的冷卻板34；以及覆蓋冷卻板34的蓋體35。此外，在該冷卻板34的內部設有緩衝室36，在該緩衝室36係連接有處理氣體導入管37。淋洗頭29係將由處理氣體導入管37被供給至緩衝室36的處理氣體經由氣孔32而供給至反應室17內。
此外，淋洗頭29係相對於腔室11呈裝卸自如，因此 作為腔室11的蓋部而發揮功能。若使淋洗頭29由腔室11脫離，作業人員可直接觸及腔室11的壁面或構成零件，藉此，作業人員可清洗腔室11的壁面或構成零件的表面(以下僅稱之為「腔室11的壁面等」)，因而可去除附著在腔室11之壁面等的沈積物。
在該真空處理裝置10中，係將高頻電力供給至基座12及淋洗頭29，且將高頻電力施加至反應室17內，藉此在該反應室17內，將由淋洗頭29所被供給的處理氣體形成為高密度的電漿，而藉由該電漿對晶圓W施行蝕刻處理。
此外，真空處理裝置10係具有在腔室11內將腔室11的壁面等進行加熱的加熱機構(未圖示)。該加熱機構係將腔室11的壁面等進行加熱。此外，在真空處理裝置10中係配置有可對腔室11內進行真空抽引的低溫泵(cryopump)(未圖示)。該低溫泵係利用經氣化之水分朝低溫部集中的性質者，具有維持低溫的冷阱(cold trap)，使附著在該冷阱表面的水分凝固而予以捕獲。藉此，低溫泵係使腔室11內之水分的分壓降低。
其中，上述之真空處理裝置10之各構成零件的動作係由真空處理裝置10所具備之控制部(未圖示)的CPU按照與蝕刻處理相對應的程式進行控制。
但是，在該真空處理裝置10中，為了將腔室11的壁面等進行清洗，當使淋洗頭29由腔室11脫離時，腔室11係呈大氣開放，因此大氣中的水分會附著在壁面或構成零 件的表面。接著，如上所述，在清洗後，藉由TMP或DP將腔室11內進行真空抽吸時，若進行腔室11內的減壓，則會有水分在腔室11內凝固的情形，針對該現象，使用以下之水分的蒸氣壓曲線加以說明。
第2圖係顯示水分之蒸氣壓曲線圖，橫軸係表示溫度，縱軸係表示壓力。
在第2圖中，在由曲線A及橫軸所包圍的區域G中，水分會氣化，在由曲線A及直線B所包圍的區域L中，水分會液化，在由曲線A、直線B及縱軸所包圍的區域S，水分會凝固。
由在腔室11內殘留有氣體的狀態(區域L中的(a))開始進行藉由TMP或DP的真空抽引，而將腔室11內的氣體排出時，附著在腔室11的壁面等的水分會沸騰而氣化(曲線A中的(b))。尤其當腔室11內的壓力急遽降低時，水分會突然沸騰。
當持續進行TMP或DP的真空抽引時，腔室11內係更加形成為低壓，因此在水分已沸騰的情形下直接降低溫度(曲線A中由(b)至(c))。接著，溫度成為大致0℃(曲線A中的(c)：水的三相點(triple point))時，尚未氣化的水分會凝固。水分一凝固，水分子間的結合變得更為強固，即使提升壓力，亦形成為難以氣化的狀態(亦即，已凝固的水分不會有容易氣化的情形)。此外，當壓力降低時，溫度係降低至約－30℃為止(曲線A中的(d))。
在本實施形態中，當進行腔室11內之真空抽引時，為了防止附著在腔室11之壁面等的水分凝固，對於腔室11內的壓力進行控制。具體而言，當藉由DP將腔室11內進行真空抽引時，藉由APC閥16將腔室11內的壓力維持在至少6.7×102 Pa(5Torr)以上。
第3圖係作為本實施形態之真空抽引方法之減壓處理中的壓力遷移圖。在第3圖中，橫軸表示時間，縱軸表示腔室11內的壓力。該減壓處理係在真空處理裝置10中將腔室11的壁面等進行清洗後予以執行。
首先，在真空處理裝置10中，將淋洗頭29裝設在腔室11，藉由DP開始進行腔室11內的真空抽引(時間T1)。此時，首先，腔室11內的氣體被排出，當該氣體被排出時，附著在腔室11之壁面等的水分會沸騰而氣化，但是由於繼續進行腔室11內的真空抽引，因此水分的溫度會因絕熱膨脹而降低。
接著，當腔室11內的壓力降低至6.7×102 Pa(5Torr)時，藉由APC閥16，經一定的時間，例如數十秒鐘，將腔室11內的壓力維持在6.7至13.3×102 Pa(5至10Torr)(大氣壓以下且6.7×102 Pa以上)(第1壓力調整步驟)。
在此，一面沸騰，一面因絕熱膨脹而使溫度降低的水分凝固的臨界點，亦即水分的蒸氣壓曲線中的三相點(第2圖的曲線A中的(c))的壓力係6.1×102 Pa(4.6Torr)。亦即，腔室11內的壓力不會低於三相點的 壓力，因此附著在腔室11的壁面等而且尚未氣化的水分亦不會凝固。亦即，藉由將腔室11內的壓力維持在6.7至13.3×102 Pa，在不會使腔室11內的水分凝固的情形下將腔室11內減壓(減壓步驟)。此時，由於水分不會凝固，因此可繼續進行附著在腔室11之壁面等之水分的氣化，因而可促進來自腔室11內之水分的排出。
接著，在腔室11內急速導入加熱氣體而使腔室11內急速升壓至1.3至2.7×104 Pa(100至200Torr)(比第1壓力調整步驟中的壓力高且為大氣壓以下的壓力)為止(第2壓力調整步驟，升壓步驟)。當腔室11內被急速升壓至1.3至2.7×104 Pa為止時，因絕熱壓縮而使腔室11內的環境溫度上升，因此附著在腔室11的壁面等的水分被加熱，而使該水分的溫度上升。因此，例如，在腔室11內的壓力被維持在6.7至13.3×102 Pa的期間，即使該水分的溫度因絕熱膨脹而降低至三相點的溫度附近為止，亦可防止水分的溫度低於三相點的溫度。
接著，時間T1至時間T2之間，將腔室11內的壓力維持在6.7至13.3×102 Pa(以下僅稱之為「壓力維持」)、及腔室11內之壓力急速升壓至1.3至2.7×104 Pa為止(以下僅稱之為「急速升壓」)重覆複數次，例如3次(週期沖洗(cycle purge))。在此，1次的壓力維持及繼之的急速升壓所需時間例如為1分鐘。此外，時間T1至時間T2之間，加熱機構係將腔室11的壁面等進行加熱。
接著，上述週期沖洗之後，亦藉由DP繼續進行腔室11內的真空抽引(時間T2至時間T3)，當壓力低於1.3×10Pa(0.1Torr)時，使TMP作動，之後(時間T3以後)，一面藉由DP及TMP繼續進行真空抽引，一面使低溫泵作動。該低溫泵係使腔室11內之水分的分壓降低。
接著，當腔室11內的壓力降低至目標壓力1.3×10－3 Pa(1×10－5 Torr)時，即結束本處理(時間T4)。
藉由第3圖的處理，在進行真空抽引時，由於腔室11內的壓力被維持在6.7至13.3×102 Pa，因此防止水分在腔室11內凝固而可促進水分排出，因而不會引起因水而起的不良情形，而可縮短真空抽引時間。
此外，藉由第3圖的處理，繼壓力維持之後，由於使腔室11內急速升壓至1.3至2.7×104 Pa為止，因此可防止水分的溫度低於三相點的溫度，因而可確實地防止水分在腔室11內凝固。
在上述之第3圖的處理中，反覆複數次上述壓力維持及上述急速升壓。亦即，反覆促進水分排出及藉由加熱防止水分凝固。結果，可更加縮短真空抽引時間。
此外，在上述之第3圖的處理中，由於在腔室11內導入加熱氣體，因此使腔室11的壁面或構成零件加熱，而可確實地防止附著在該壁面或構成零件的表面的水分溫度低於三相點的溫度。
此外，在上述之第3圖的處理中，由於藉由加熱機構來加熱腔室11的壁面等，因此可防止由腔室11的壁面等 所氣化的水分液化/凝固而再附著於該壁面等。
此外，在上述之第3圖的處理中，係接續壓力維持及急速升壓而繼續進行真空抽引，在腔室11內被減壓至1.3×10Pa以下之後，低溫泵會作動，因此可使水分的分壓降低，而可促進附著在腔室11之壁面等的水分氣化。
在上述之第3圖的處理中，在急速升壓時將加熱氣體導入腔室11內，但是所導入氣體的溫度若高於水分的溫度即可，例如亦可為常溫(20℃左右)。其中，在急速升壓時所被導入的氣體(亦含有常溫的氣體)係以惰性氣體為佳。此外，亦可取代加熱氣體而導入水分分解氣體，例如碘甲基丙烷、氯化乙醯、丙酮二醯基縮醛(acetone diacyl acetal)、二氯丙烷、二甲基丙烷、二溴丙烷、三甲基二矽烷、二甲基二氯矽烷、單甲基三氯矽烷、或四氯矽烷等。該等氣體係促進經氣化的水分的分解。結果，由於水分的分壓在腔室11內降低，因此，可促進附著在腔室11之壁面等之水分氣化。
由水分之分解效率的觀點來看，在上述氣體之中，尤其以甲基矽烷化合物為佳。此外，可將水分分解氣體加熱而導入，亦可藉此同時進行腔室11的壁面等的加熱、及腔室11內之水分分壓的降低。
在上述之第3圖的處理中，在壓力維持中，將腔室11內的壓力恒為維持在6.7×102 Pa以上，但是若為短時間，則該壓力低於6.7×102 Pa亦可。若為短時間，水分凝固的可能性較低，而且即使已凝固，亦可藉由急速升壓的加熱 而使其氣化或液化。
此外，在上述之第3圖的處理中，亦可在壓力維持及急速升壓時，將腔室11內環境置換成低氧分壓環境。具體而言，在真空處理裝置10設置使腔室11內的環境循環的循環路徑(未圖示)，在該循環路徑設置如第4圖所示之氧分壓極低化管件(pipe)40。氧分壓極低化管件40係由固體電解質，例如氧化鋯所構成，內表面以白金電極(未圖示)予以覆蓋。對於該氧分壓極低化管件40施加直流電壓，在內面(白金電極)與外面之間產生電位差。
通過氧分壓極低化管件40之腔室11內環境中，氧分子41係由白金電極接收電子，如下述化學式(1)所示，被分解成氧離子42。
O2 ＋4e → 2O2－ ………(1)
被分解的氧離子42係藉由電位差而被導至氧分壓極低化管件40的外面，當到達外面時，如下述化學式(2)所示，形成為氧分子41而由氧分壓極低化管件40被釋出。
2O2－ → O2 ＋4e………(2)
該氧分壓極低化管件40並不僅氧分子，亦可由氧化合物以與上述相同的原理將氧原子分離而作為氧分子予以 釋出。亦即，可由腔室11內之經氣化的水分將氧原子分離而將腔室11內的環境置換成低氧分壓環境。此時，已分離氧原子的水分係成為氫氣，因此由腔室11內減少水分，結果使腔室11內之水分的分壓降低。藉此可促進附著在腔室11之壁面等之水分氣化。
在上述之第3圖的處理中，在壓力低於1.3×10Pa之後亦繼續進行真空抽引，但是此時亦可反覆進行對腔室11內導入惰性氣體(第3壓力調整步驟)，之後將腔室11內的惰性氣體排氣而將腔室11內急速減壓至1.3×10－2 Pa(0.1mTorr)以下(第4壓力調整步驟)。當反覆對於腔室11內導入惰性氣體及腔室11內急速減壓至1.3×10－2 Pa時，藉由絕熱膨脹而使腔室11內的環境冷卻。藉此，可平順地移至以較為低溫開始進行的蝕刻處理。此外，在腔室11內會發生壓力脈動而產生黏性流，因此可藉由該黏性流所供予的氣體黏性力，將腔室11內的微塵亦予以去除。
其中，在上述實施形態中，適用本實施形態之真空抽引方法之真空處理裝置為蝕刻裝置，但是真空處理裝置並非侷限於此，亦可為例如成膜裝置。
此外，本發明之目的亦可藉由對電腦供給記錄有實現上述實施形態之功能的軟體的程式碼的記憶媒體，電腦的CPU讀出被儲放在記憶媒體的程式碼來執行而達成。
此時，由記憶媒體所讀出的程式碼本身會實現上述實施形態之功能，程式碼及記憶有該程式碼的記憶媒體係構 成本發明。
此外，以用以供給程式碼的記憶媒體而言，例如為RAM、NV－RAM、軟式磁碟(註冊商標)、硬碟、光磁碟、CD－ROM、CD－R、CD－RW、DVD(DVD－ROM、DVD－RAM、DVD－RW、DVD＋RW)等光碟、磁帶、非揮發性記憶卡、其他ROM等可記憶上述程式碼者即可。或者，上述程式碼亦可被供給至連接於網際網路、商用網路、或區域網路等未圖示之其他電腦或藉由由資料庫等下載而被供給至電腦。
此外，藉由執行電腦所讀出的程式碼，不僅實現上述實施形態的功能，亦包含有可根據該程式碼的指示，由在CPU上作動的OS(作業系統)等進行實際處理的一部分或全部，藉由該處理來實現上述實施形態之功能的情形。
此外，亦包含有：由記憶媒體所讀出的程式碼在被寫入於被插入電腦的功能擴張板或與電腦相連接的功能擴張單元所配備的記憶體之後，根據該程式碼的指示，由該功能擴張板或功能擴張單元所配備的CPU等進行實際處理的一部分或全部，藉由該處理來實現上述實施形態之功能的情形。
上述程式碼的形態亦可由藉由目標碼、藉由解譯器(interpreter)所執行的程式碼、被供給至OS的描述語言資料(script data)等的形態所構成。
(實施例)
接著說明本發明之實施例。
實施例
首先，本發明人係在真空處理裝置10中，使淋洗頭29由腔室11脫離而將腔室11內的構成零件全部更換成新品，而且擦拭各構成零件，藉此進行清洗。接著，在12小時後將淋洗頭29裝設在腔室11，執行第3圖的減壓處理。此時，對於腔室11內降低至目標壓力1.3×10－3 Pa為止所需時間進行測量。測量結果，所需時間為3小時30分鐘。
比較例
本發明人係與實施例同樣地進行各構成零件的清洗，在12小時後將淋洗頭29裝設在腔室11。接著，藉由DP或TMP單調地進行腔室11內的真空抽引。此時亦與實施例相同地，對於腔室11內降低至目標壓力1.3×10－3 Pa為止所需時間進行測量。測量結果，所需時間為5小時以上。
由以上可知，藉由執行第3圖的減壓處理，可大幅縮短真空抽引時間。
10‧‧‧真空處理裝置
11‧‧‧腔室
12‧‧‧基座
13‧‧‧側方排氣路
14‧‧‧排氣板
15‧‧‧排氣管
16‧‧‧APC閥
17‧‧‧處理室
18‧‧‧排氣室(歧管)
19‧‧‧下部高頻電源
20‧‧‧下部整合器
21‧‧‧靜電電極板
22‧‧‧靜電吸盤
23‧‧‧直流電源
24‧‧‧對焦環
25‧‧‧冷媒室
26‧‧‧冷媒用配管
27‧‧‧傳熱氣體供給孔
28‧‧‧傳熱氣體供給線
29‧‧‧淋洗頭
30‧‧‧上部整合器
31‧‧‧上部高頻電源
32‧‧‧氣孔
33‧‧‧頂棚電極板
34‧‧‧冷卻板
35‧‧‧蓋體
36‧‧‧緩衝室
37‧‧‧處理氣體導入管
40‧‧‧氧分壓極低化管件
41‧‧‧氧分子
42‧‧‧氧離子
W‧‧‧晶圓
第1圖係概略顯示適用本發明之實施形態之真空抽引方法的真空處理裝置之構成的剖面圖。
第2圖係顯示水分之蒸氣壓曲線圖。
第3圖係作為本實施形態之真空抽引方法之減壓處理中的壓力遷移圖。
第4圖係概略顯示氧分壓極低化管件之構成的剖面圖。

Claims (9)

  1. 一種真空抽引方法，係具備有真空處理室之真空處理裝置的真空抽引方法，其特徵為：具備有：將前述真空處理室內的壓力維持在6.7×102 至13.3×102 Pa(5至10Torr)的第1壓力的第1壓力調整步驟；及將前述真空處理室內的壓力升壓至比前述第1壓力高的1.3×104 至2.7×104 Pa的第2壓力的第2壓力調整步驟，反覆進行前述第1壓力調整步驟及前述第2壓力調整步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之真空抽引方法，其中，在前述真空處理室內導入加熱氣體或常溫的惰性氣體。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之真空抽引方法，其中，將前述真空處理室的壁面或構成零件的表面進行加熱。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項之真空抽引方法，其中，以可對前述真空處理室內進行真空抽引的方式配置低溫泵(cryopump)，接續反覆進行前述第1壓力調整步驟及前述第2壓力調整步驟繼續進行真空抽引，在前述真空處理室內被減壓成1.3×10Pa(0.1Torr)以下之後，前述低溫泵進行作動。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項之真空抽引方法，其中，接續反覆進行前述第1壓力調整步驟及前述第2壓 力調整步驟繼續進行真空抽引，在前述真空處理室內被減壓成1.3×10-2 Pa(0.1mTorr)以下之後，反覆進行：一面將前述真空處理室內進行真空抽引，一面對該真空處理室內導入惰性氣體的第3壓力調整步驟；及將前述真空處理室內的前述惰性氣體進行排氣而將前述真空處理室內減壓成1.3×10-2 Pa(0.1mTorr)以下的第4壓力調整步驟。
  6. 一種真空抽引方法，係具備有真空處理室之真空處理裝置的真空抽引方法，其特徵為：具備有：將前述真空處理室內的壓力維持在6.7×102 至13.3×102 Pa(5至10Torr)的第1壓力，在未使前述真空處理室內的水分凝固的情形下將前述真空處理室內進行減壓的減壓步驟；及將前述真空處理室內的壓力升壓至比前述第1壓力高的1.3×104 至2.7×104 Pa的第2壓力，在前述真空處理室內進行絕熱壓縮的升壓步驟，反覆進行前述減壓步驟及前述升壓步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項之真空抽引方法，其中，在前述真空處理室內導入加熱氣體或常溫的惰性氣體。
  8. 如申請專利範圍第6項或第7項之真空抽引方法，其中，以可對前述真空處理室內進行真空抽引的方式配置低溫泵(cryopump)，接續反覆進行前述第1壓力調整步驟及前述第2壓力 調整步驟繼續進行真空抽引，在前述真空處理室內被減壓成1.3×10Pa(0.1Torr)以下之後，前述低溫泵進行作動。
  9. 如申請專利範圍第6項或第7項之真空抽引方法，其中，接續反覆進行前述第1壓力調整步驟及前述第2壓力調整步驟繼續進行真空抽引，在前述真空處理室內被減壓成1.3×10-2 Pa(0.1mTorr)以下之後，反覆進行：一面將前述真空處理室內進行真空抽引，一面對該真空處理室內導入惰性氣體的第3壓力調整步驟；及將前述真空處理室內的前述惰性氣體進行排氣而將前述真空處理室內減壓成1.3×10-2 Pa(0.1mTorr)以下的第4壓力調整步驟。
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