(57)【要約】【課題】ロック室で被処理体に付着する異物粒子数の低減とスループットの向上を両立させる。【解決手段】任意の開度に調整可能なバルブを設置し、制御コンピュータによって減圧速度を自動的に調整できるようにした。【選択図】図１
2010153737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気と大気雰囲気に切り替えられるロック室と、
該ロック室を減圧する真空ポンプと、
該真空ポンプと前記ロック室を接続する排気ラインの途中に設けられたバルブと、
該バルブの開度を制御する制御手段とを有し、
前記排気ラインは１本のラインのみで構成されており、前記排気ラインの途中に設置されるバルブは、１個の開度可変型のバルブのみで構成されており、
前記制御手段は、前記ロック室を大気雰囲気から減圧する際に、減圧速度を実質的に一定に制御しながら、前記バルブが全閉状態から全開状態になるまで該バルブの開度を制御する
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御手段は、前記ロック室内の圧力の測定結果に基き、前記ロック室内の前記減圧速度を所定の上限減圧速度以下で、かつ、所定の下限減圧速度を超えるように前記バルブの開度を制御する
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記制御手段は、前記ロック室を減圧する際の前記上限減圧速度が８０ｋＰａ／ｓ以下、且つ８００Ｌ・ｋＰａ／ｓ以下になるように前記バルブの開度を調整する
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記制御手段は、
前記ロック室を減圧する際の前記減圧速度が、排気口から離れた場所での異物舞上げ抑制を示し、該ロック室の容積に依存しないｋＰａ／ｓで表記される値以下、且つ排気口付近での異物舞上げ抑制を示し、該ロック室の容積Ｌに依存するＬ・ｋＰａ／ｓで表記される値以下になるように前記バルブの開度を調整する
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項５】
ロック室と、該ロック室を減圧するための真空ポンプと、該真空ポンプと前記ロック室を接続する排気ラインの途中に設けられたバルブと、該バルブの開度を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段が、前記バルブの開度を前記ロック室の圧力に応じて調整することによって、前記ロック室を減圧する際の減圧速度を８０ｋＰａ／ｓ以下、且つ８００Ｌ・ｋＰａ／ｓ以下の範囲で制御する
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項６】
真空処理室と、
該真空処理室に接続され真空雰囲気と大気雰囲気に切り替えられるロック室と、
該ロック室を減圧するための真空ポンプと、
該真空ポンプと前記ロック室を接続する排気ラインの途中に設けられたバルブと、
該バルブの開度を制御する制御手段とを有し、
前記排気ラインは１本のラインのみで構成されており、前記排気ラインの途中に設置されるバルブは、１個の開度可変型のバルブのみで構成されており、
前記制御手段は、
前記真空処理室との間で被処理体を搬送する通常運用時は、ベント制御と排気制御を行い、該排気制御時には、前記ロック室を大気雰囲気から減圧する際の減圧速度を実質的に一定に制御しながら、前記バルブが全閉状態から全開状態になるまで該バルブの開度を制御し、
前記被処理体を搬送していないクリーニング運転に、前記ロック室内を急激に大気から減圧するように前記バルブの開度を制御し、該ロック室内をクリーニングする
ことを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空処理装置に係り、特に、被処理体の搬送のために大気雰囲気と真空雰囲気に切り替えられるロック室を備えた真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
DRAMやマイクロプロセッサ等の半導体装置の製造工程において、プラズマエッチングやプラズマCVDが広く用いられている。これらの半導体製造装置における課題の１つに被処理体に付着する異物粒子数を低減することが挙げられる。例えばエッチング処理中やエッチング処理前に被処理体の微細パターン上に異物粒子が落下すると、その部位は局所的にエッチングが阻害される。その結果、断線などの不良が生じ、歩留まりが低下する。
【０００３】
真空処理装置において、異物粒子が被処理体に付着する主な場所としては、処理室の他に真空と大気とを切り替えるロック室が挙げられる。該ロック室において異物粒子の発生を抑制するためには、真空から大気へ切り替えるとき（これをベントと言う）、及び大気から真空へ切り替えるとき（これを真空引きと言う）のガスの流れを緩やかにすることが重要である。真空引きに関しては、例えば、特許文献１に記載のように、バルブをゆっくり開けることによって、チャンバー内の急減圧を抑制するためのバルブが提案されている。このバルブは、１個で初期排気時の気流の乱れを防止しつつ本排気まで行なうことができるように構成されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載のように、徐々に真空排気するための低排気コンダクタンスの低速排気ラインと、高排気コンダクタンスの高速排気ラインを設置して、真空排気開始時には低速排気ラインを用いて排気することにより、減圧速度が所定の値を超えないようにすることが提案されている。特許文献２には、閉状態又は開状態に２値制御可能な排気バルブと排気コンダクタンス制御バルブとを１つの排気ラインに直列に接続した構成例と、前記排気バルブと排気コンダクタンス制御バルブとを２つの排気ラインに並列に設置した例とが開示されている。また、排気コンダクタンス制御可能なバルブとしては例えば特許文献３にも記載がある。
【０００５】
図１３に、従来からよく知られている真空排気系の一例を示す。５１はベントライン、５２−３はベントラインに設けられたバルブ（以下、ベント用バルブ）、５３はレギュレーターあるいはマスフローコントローラーなどのガス流量制御器、６１は真空搬送室、６３は大気搬送室、６５はロック室、７１、７２はゲートバルブである。ロック室６５とドライポンプ４２との間を接続する排気ライン１４０の途中には、真空引き開始時に低速で排気するための低速排気ライン（バイパスライン）１４２と、高速で排気するための高速排気ライン（メインライン）１４１の２つの排気ラインが並列に設置されている。高速排気ライン１４１に設置されたバルブ５２−１、及び低速排気ラインのバルブ５２−２には開閉速度を調整する機能を有していないバルブが用いられている。このような排気ライン構成をここでは２段排気構造と呼ぶ。
【０００６】
また、メイン排気ラインとバイパス排気ラインを１つのバルブの内部に作り込んだ構造のバルブ（ここでは２段排気バルブと呼ぶ）も考案されている。この例としては特許文献４に記載がある。このバルブはバルブ内部に高速排気ライン１４１と、高速排気ライン用のバルブ５２−１と、低速排気ライン１４２と低速排気用のバルブ５２−２を実質的に１つのバルブ内に有する構造となっている。このような２段排気バルブを用いた場合も排気系の異物舞上げ防止や排気速度向上の性能は図１３の構成と本質的な違いはなく、２段排気構造の一種である。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２３７３６１号公報
【特許文献２】特開平１１−４０５４９号公報
【特許文献３】特開２００１−３２４０３０号公報
【特許文献４】特開２００３−１５６１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
プラズマ処理装置などの真空処理装置ではマルチチャンバー化が進んでいる。これは被処理体を搬送するための１式の搬送系に対して複数の処理室を接続する方式である。マルチチャンバー化するメリットは、例えば製造装置１台あたりの被処理体の処理可能枚数が増加することにある。従って、搬送室に接続する処理室の数を１つから２→３→４と増加させた場合、単位時間あたりの被処理体の処理枚数は処理室が１つの場合に比べて２倍→３倍→４倍となることが望まれる。しかし、実際には処理室数を増加させても単位時間あたりの被処理体の処理可能枚数が期待ほど増加しない問題が生じている。その要因の１つとして、ロック室のスループット向上が難しいことが挙げられる。
【０００９】
例えば、図１３に示した２段排気構造において、真空引きの速度を上げて排気時間を短くしようとすると、ロック室内での気流が速くなり、異物粒子の舞上げ量が増加する。そのため、安易に真空引きの速度を上げることができず、これがロック室のスループット改善の障害の１つとなっている。
【００１０】
ここで、従来の２段排気構造では、排気時間を短くすることが難しい理由を、図１４、図１５（図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ）を用いて説明する。図１４Ａは真空引き時のロック室内の圧力変化、図１４Ｂはロック室内の減圧速度、図１５はバルブの開閉タイミングについて示したものである。図１４では真空引きは大気圧（約１００kPa）から始めて約１００Paで完了する場合を示した。図１４には３つの排気パターンａ，ｂ，ｃが示してあり、バルブの開閉タイミングはそれぞれ図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃに相当する。図１５中のαは２段排気構造における高速排気ライン側のバルブ５２−１の開閉タイミング、βは２段排気構造における低速排気ライン側のバルブ５２−２の開閉タイミングを示している。縦軸のCLOSEは弁が全閉の状態、OPENは弁が全開の状態を示しているものとする。まず図１４中の条件ｃについて述べる。条件ｃは大気から約１０kPa（約１/１０気圧）までを低速排気ラインで排気し、約１０kPaに到達した段階（ｔ３）で高速排気ラインからの排気に切り換えている。そして約１００Paに到達した段階（ｔ６）において、排気を完了している。この場合、図１４Ｂに示したように、低速排気ラインで真空引きを開始した直後、及び高速排気ラインで真空引きした直後にやや減圧速度が上昇するが（それぞれｄ１，ｄ２）、異物粒子舞い上がり量が許容を超える減圧速度ｄ０（例えば８０ｋＰａ／ｓ）は超えていない。そのため、異物舞上がりリスクは非常に小さい。
【００１１】
次に、図１４の条件ｂについて述べる。条件ｂは大気から５０kPa（約１/２気圧）までを低速排気ラインで真空引きし、約５０kPaに到達した後（ｔ２）に、高速排気ラインに切り換えて排気している。この場合、条件ｃと同様に低速排気ラインでの真空引き開始直後の最大減圧速度（ｄ１）は、異物舞上がりリスク境界（ｄ０）を下回っている。しかし、高速排気ラインに切り換えたタイミングで最大減圧速度（ｄ３）が異物舞上がりリスク境界（ｄ０）を超えてしまう。ただし、低速排気ラインによる排気時間(t２)が条件ｃの低速ラインでの排気時間(t３)よりも短いため、１００Paに到達する時間t５は条件ｃよりも短くなっている。図１４中の条件ａは大気圧から高速排気ラインで真空引きを行った場合を示している。この場合、例えば１００Paに到達するまでの時間（ｔ４）は条件ｂ及び条件ｃでの１００Paまでの到達時間（それぞれｔ５，ｔ６）よりも短くなるが、真空引き開始直後の最大減圧速度（ｄ４）が、異物舞上がりリスク境界（ｄ０）を大幅に上回ってしまう。即ち、真空引き開始から早い段階で高速排気ラインに切り換えると、所定の真空度に到達するまでの時間は短くなるが、高速排気ラインへ切り換えた直後の最大減圧速度が大きくなり、異物舞上がり量が増加してしまう。逆に言うと、減圧速度を異物舞上がりを引き起こさないレベルに抑えようとすると、低速排気ラインで真空引きする時間を長くしなければならなくなるため、真空引き完了までの時間が長くなってしまう問題が生じる。
【００１２】
本発明の目的は、ロック室のような真空雰囲気と大気雰囲気に切り替えられる真空室内で、被処理体に付着する異物粒子数の低減を図りつつ、被処理体の搬送スループットの向上ができる真空処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の代表的なものを示せば、次の通りである。すなわち、本発明は、真空雰囲気と大気雰囲気に切り替えられるロック室と、該ロック室を減圧する真空ポンプと、該真空ポンプと前記ロック室を接続する排気ラインの途中に設けられたバルブと、該バルブの開度を制御する制御手段とを有し、前記排気ラインは１本のラインのみで構成されており、前記排気ラインの途中に設置されるバルブは、１個の開度可変型のバルブのみで構成されており、前記制御手段は、前記ロック室を大気雰囲気から減圧する際に、減圧速度を実質的に一定に制御しながら、前記バルブが全閉状態から全開状態になるまで該バルブの開度を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、排気速度を調整することによって真空引きに起因する異物粒子の発生を抑制すると共に、従来に比べて排気にかかる時間を大幅に短縮し、スループットを向上させることができ、半導体製造・検査装置の稼働率、生産性を上げることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１ないし図１２により、本発明の第一の実施例になる真空処理装置を説明する。  
図１は第一の実施例の真空処理装置に設けられたロック室の概要を示した図である。図２Ａはプラズマ処理装置を上方から見た概略、図２Ｂは図２Ａのプラズマエッチング装置を横から見たＢ−Ｂ断面を示している。なお、図２Ｂではプラズマ処理室は図示を省略した。さらに、図２Ｃは制御コンピュータの機能ブロックの一例を示す図である。
【００１７】
図２Ａ、図２Ｂに示したように、本実施例のプラズマ処理装置では、真空搬送室６１に４つの真空処理室すなわちプラズマ処理室６０（６０−１〜６０−４）が接続されている。各プラズマ処理室には、減圧用の真空ポンプ（図示略）が接続されている。真空搬送ロボット６２を備えた真空搬送室６１と大気搬送ロボット６４を備えた大気搬送室６３は、２つのロック室６５（６５−１，６５−２）を介して接続されている。例えばロック室６５−１はロードロック室であり、ロック室６５−２はアンロードロック室として使用される。ここでロードロック室とは被処理体２を排気搬送室から真空搬送室へ搬入する際に用いられ、対して、アンロードロック室とは真空搬送室から大気搬送室へ被処理体２を搬出する際に用いられるものである。もちろん各ロック室がロードロックとアンロードロックを兼ねる使い方をしても良い。大気搬送ロボット６４は、ウエハステーション６７に置かれたフープ６８とウエハアライナー６６及びロック室６５との間で被処理体２を一枚毎搬送する。
【００１８】
図１に示したように、ロック室６５には、減圧用の真空ポンプ（ドライポンプ）４４、及びこの真空ポンプとロック室を接続する排気ライン１４０の途中に設けられた開度可変バルブ１４４を備えた真空排気系４０が設置されている。すなわち、ロック室６５−１及びロック室６５−２が各々１本の排気ラインのみで真空ポンプ４４と接続されており、各排気ラインの途中に夫々開度可変型バルブ１４４が配置されている。
【００１９】
また、ロック室には、ガスディフューザー８４と、ベント用バルブ５２−３とレギュレーター５３を備えたベントガス供給系５０が接続されている。３０は装置全体を制御するための制御手段（制御コンピュータ）であり、開度可変型バルブ１４４も制御できるようになっている。さらに、ロック室内の圧力を測定するため、圧力計５４が設置されている。
【００２０】
制御コンピュータ３０は、演算処理装置でプログラムを実行することにより実現される各種の機能（ユニット）を備えている。すなわち、図２Ｃに示したように、真空処理装置における被処理体２の搬送や処理の全般を統括制御するプロセス制御ユニット３１、及び搬送制御ユニット３２を備えている。搬送制御ユニット３２は、ベント制御ユニット３３、真空引き制御ユニット３４を備え、ロック室の真空引きの制御やロック室のベントの制御を行ない被処理体２の搬送を制御する。また、これらのプログラムを実行するために必要な各種データなどがメモリにデータベース３５として保持されている。一例として、真空処理装置の装置基本パラメータ３６、被処理体に対する真空処理レシピ３７、真空引きレシピ３８などが保持されている。制御コンピュータ３０のプロセス制御ユニット３１は、これらのデータを用いて、例えば、被処理体の搬送に伴いロック室の真空引きやベントのタイミングに合わせて、開度可変型バルブ１４４の開度を制御する。真空引き制御ユニット３４に必要な真空引きレシピ３８の設定は、ＧＵＩ機能を備えたモニター７０を介してオペレータが真空処理装置を動作させながら行う。その具体的な例については、後で説明する。
【００２１】
なお、ロック室６５−１とロック室６５−２とでは図１に示した基本構成について違いはない。
【００２２】
図３（図３Ａ〜図３Ｃ）に、真空排気系に設置された排気バルブとして、開度を任意の大きさに設定できる開度可変型バルブ１４４の構成例を示す。このバルブは、バタフライバルブ型のバルブであり、弁体１４５を回転軸１４７によって回転させることにより開度、即ち排気コンダクタンスを調整できるようになっている。弁体はサーボモーター１４６によって回転させるようになっており、サーボモーターは制御コンピュータ３０により制御できるようになっている。なお、図３Ａは開度０％（全閉）、図３Ｂは開度ｘ％（ｘ＝ｙ［度］／９０［度］×１００）、図３Ｃは開度１００％（全開）を示している。弁体１４５に取り付けられたO−リング９１により、開度０％のときには完全に封じきることができるようになっている。
【００２３】
なお、開度可変バルブは任意の開度に調整できるものであれば、図３に示したようなバタフライバルブ型のバルブである必要はなく、図４（図４Ａ〜図４Ｃ）に示した開度可変バルブでもよい。このバルブも弁体１４５をサーボモーター１４６によって任意の開度に調整できるようになっている。図４Ａは開度０％、図４Ｂは開度ｘ％（ｘ＝y／ｙｍａｘ×１００）、図４Ｃは開度１００％を示している。
【００２４】
開度可変バルブ１４４は図３，４に示したように開度が任意の値に調整できるバルブであれば良く、その他にゲートバルブ型のバルブであっても良い。ただし、開度０％のときはガスの行き来を遮断できるように、弁体あるいは開度０％において弁体を受ける面にO−リングを有しているものが望ましい。もし、開度０％のときに真空を封じきる機能が無い場合は、排気ライン１４０に開度可変バルブに加えて、通常のOPENとCLOSEのみを設定できるバルブを設置する必要がある。必要なバルブの数が増えるためのコスト上昇等のデメリットが生じる。
【００２５】
次に、真空引きの際のバルブの開度設定方法について述べる。制御コンピュータ３０は装置全体を制御できるようになっており、その中に開度可変バルブ１４４を制御する真空引き制御ユニット３４も含まれる。真空引き制御ユニット３４による開度可変バルブの開度制御は、ロック室の圧力計５４による圧力の測定値に基づいて、開度可変バルブ１４４の開度を調整するようにするのが望ましい。ただし、一旦所定の開度制御パターンを決定した後は、開度は真空引き開始からの経過時間に応じて調整する時間制御方式としてもよい。さらに、開度可変バルブ１４４の開度を調整する真空引き制御ユニットを、制御コンピュータ３０とは別に設置し、バルブ開閉の開始信号を制御コンピュータ３０から出力される信号を該真空引き制御ユニットが拾い、詳細な開度制御は該真空引き制御ユニットが行うようにしてもよい。
【００２６】
制御コンピュータ３０の真空引き制御ユニット３４により実行される開度可変バルブ１４４の開度制御の一例を、図５ないし図７を用いて説明する。図５、図６にバルブの制御特性の例を示し、これらのバルブの制御特性を与えるデータとしての真空引きレシピ３８の例を図７（図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ）に示す。
【００２７】
まず、図５の（Ａ）はバルブの開度、図５の（Ｂ）はロック室６５内の減圧速度、図５の（Ｃ）はロック室内の圧力を示している。図５の（Ｂ）のd１０は下限減圧速度、d１１は上限減圧速度を示す。例えばロック室６５内の真空引き開始時点t１０において、バルブの開度を１０%とする。そしてロック室内の圧力が８０kPaに到達したら（t１１）バルブの開度を１５%とし、ロック室内の圧力が６０kPaになったら（t１２）開度を２４%とする。さらにロック室内の圧力が４０kPa以下になったら（t１３）バルブの開度を１００%とする。このようにロック室内の圧力に応じて、バルブの開度を連続的あるいはステップ状に調整することにより、真空引き開始後の早い段階からバルブが全開となる時点まで、ロック室６５内の減圧速度を上限の減圧速度に近い実質的に一定の値、すなわち、所定の上限減圧速度d１１を超えないようにしながら、かつ、下限減圧速度d１０をできるだけ超えるように調整することができる。
【００２８】
上限減圧速度d１１は、例えば、ロック室内の異物粒子の舞上がり量が急激に増加する減圧速度である。
【００２９】
一方、下限減圧速度d１０は、ロック室の排気時間をできるだけ短くするための最小減圧速度の目標値である。ただし、ロック室の圧力が小さくなると、バルブの開度を最大にしてもd１０を超えなくなる（t１４）。即ちバルブの開度調整によってd１０を超えることができる範囲において、バルブの開度を１００％未満で調整することになる。
【００３０】
なお、図５の例では、圧力に応じて開度を調整する方法であり、設定表（真空引きレシピ）は図７Ａのテーブル３８０ように示される。
【００３１】
真空引きレシピを開度ではなく、ＯＰＥＮ速度という観点で設定する方法でもよい。この例を図６に示した。図６の（Ａ）はバルブ開度、図６の（Ｂ）は減圧速度、図６の（Ｃ）は圧力を示したものである。設定表（真空引きレシピ）は図７Ｂのテーブル３８２ように示される。即ち、真空引き開始直後（t１０）は単位時間あたり１０%開度が増すようにサーボモーターを調整する、そして圧力が８０kPaに到達したら（t１１）、開度が毎秒２０%の速度で開くようにOPEN速度を速める。さらに圧力が６０kPa以下になったら（t１２）、３５%/sの開速度とし、４０kPa以下（t１３）では最大速度で開度を１００％とする。図６の（Ｂ）に示したように、減圧速度は真空引き開始後の早い段階からバルブが全開となる時点まで、上限減圧速度ｄ１１直下の実質的に一定の値に維持される。なお、開度と開速度の関係は例えば、t１１では１０%×(t１１−t１０)。t１２では１０%×(t１１−t１０)＋２０%×（ｔ１２−ｔ１１）、t１３では１０%×(t１１−t１０)＋２０%×（ｔ１２−ｔ１１）＋３５％×（ｔ１３−ｔ１２）となる。即ち、本方式でも、実質的には圧力に応じて、開度を調整する方式である。
【００３２】
図５に示した制御方法でも図６に示した制御方法と同様に、減圧速度が上限減圧速度ｄ１１以下で、かつ、できるだけ下限減圧速度ｄ１０を超えるように、換言すると上限の減圧速度に近い実質的に一定の値に制御することが可能である。ただ、図６の例の方が減圧速度をリニアに制御しやすいメリットがある。いずれの例でも、異物舞上げ防止の効果は両者で大差はない。
【００３３】
なお、上記の例では、バルブの開度は圧力に応じて制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、図５と図７Ａ、あるいは図６と図７Ｂのような圧力と開度の関係を予め調べた後、これらを時間と開度の関係に変換して真空引きレシピを作成し、半導体装置の量産現場ではバルブの開度を時間で制御する方式としても良い。例えば、図７Ｃに示したように、真空引き開始からの経過時間とバルブの開度の関係を制御コンピュータが真空引きのバルブ制御レシピとして保持している方式でもよい。
【００３４】
次に、図７に示したような制御レシピ（真空引きレシピ）の作成方法について、図８を参照に説明する。エッチング装置には減圧速度の目標値（下限減圧速度ｄ１０と上限減圧速度ｄ１１）を設定し（Ｓ８００）、その後に、例えば、制御コンピュータの画面上にある真空引き速度調整開始のボタンを押すと、自動的にバルブの開度を調整できるようになっている。
【００３５】
まず、調整開始（Ｓ８０２）を制御コンピュータに指示した後、ロック室を大気圧状態とする（Ｓ８０４、Ｓ８０６）。次に真空引き仮レシピを読み込む（Ｓ８０８）。詳細な仮レシピが無い場合は例えば開度５０%固定を初期値として真空引きを行う（Ｓ８１０）。そして、減圧速度の判定を行い（Ｓ８１２）、範囲外のときは真空引きレシピを変更する（Ｓ８１６）。すなわち、減圧速度が所定の値を超えた圧力範囲においては、バルブの開度を小さくし、また所定の減圧速度を下回ったときは開度を大きめに設定する。そして再びベント行い（Ｓ８０６）、新しく生成したレシピを用いて真空引きを行い（Ｓ８１０）、所定の減圧速度の範囲におさまるまでテストを繰り返す。所定の減圧速度の範囲におさまったデータを制御レシピ（真空引きレシピ）として記録、設定する（Ｓ８１４）。このテストはおおむね真空引きとベントを１０回程度繰り返せば終了するため、ベント時間５秒、真空引き時間１０秒とすると数分で完了する。
【００３６】
次に、異物粒子の舞上げを抑制するのに必要な上限減圧速度d１１の値について説明する。上限減圧速度d１１はおおむね８０kPa/s以下、且つ８００LkPa/s以下とするのが望ましい。kPa/sとLkPa/sの２つの指標を用いるのは、排気口から比較的遠い壁近傍のガスの流れと、排気口に比較的近いところでのガスの流れの２つを考えなければならないためである。
【００３７】
まず、最初に上限減圧速度d１１を８０kPa/s以下とする根拠について説明する。図９には、実際に実験により測定した、減圧速度と、ロック室内に設置したウエハ上に落下した異物数の相関を示している。横軸の最大減圧速度とは、真空引き時において、大気から真空へ減圧する際に減圧速度が最も速かった圧力領域での減圧スピードを示している。実質的には大気圧からおおむね大気圧の半分の圧力に減圧する間の減圧速度に相当している。図９中の点Ａは、例えば図１４のaと同等の急激な排気を行ったときに、ロック室内に設置してあったウエハ上に落下した異物数を示している。これを基準に考えると、ウエハに付着する異物数を８０％低減するためには、減圧速度は図９中の点Ｃのおよそ８０kPa/s以下にしなければならないことが分かる。
【００３８】
次に、上限減圧速度d１１の８００ＬkPa/sの指標について図１０，図１１を用いて説明する。図１０は、ロック室の容積が５Ｌ（図１０Ａ）、１０Ｌ（図１０Ｂ）、２０Ｌ（図１０Ｃ）のときのガスの流れ速度の違いについて説明する図である。図９は容積が約１０Ｌである図１０Ｂと同等のロック室において得た実験結果である。ここで大気圧から１／２気圧まで、減圧速度一定で真空引きすることを考えてみる。
【００３９】
例えば８０kPa/sの速度で真空引きを行った場合、図１０Ｂでは排気口から排気されるガスの排気量は大気圧換算で８L/sとなる。計算式は
１０［Ｌ］×８０［ｋＰａ／ｓ］／１００［ｋＰａ］＝８［Ｌ／ｓ］
となる。対して、容量が半分の５L（図１０（Ａ））では同じ減圧速度の場合
５［Ｌ］×８０［ｋＰａ／ｓ］／１００［ｋＰａ］＝４［Ｌ／ｓ］
となり、ガスの流れは半分になる。当然容積２０Lの図１０（Ｃ）では１６L／ｓとなり、容積１０Lの場合に比べて、排気口付近でのガスの流れは２倍になる。Ｙ−Ａ，Ｙ−Ｂ，Ｙ−Ｃ付近でのガスの流れ速度は、kPa/sで示される減圧速度が同じとき、ガスの排気量、即ちロック室の容積に比例するため、１０Ｌの図１０Ｂのロック室でのＹ−Ｂ付近のガスの流れ速度と同じ速度にする場合、容積２０Ｌのロック室での減圧速度ｘは次の式より
２０［Ｌ］×ｘ［ｋＰａ／ｓ］／１００［ｋＰａ］＝８［Ｌ／ｓ］
ｘ＝４０ｋＰａ／ｓ
となり、半分にする必要がある。逆に５Ｌの容積のロック室では１６０ｋＰａ／ｓとなり、排気速度は倍になる。
【００４０】
排気口から十分離れた領域である例えば図１０中のＸ−Ａ，Ｘ−Ｂ，Ｘ−Ｃの壁面付近ではガスの流れ速度はロック室の容積にあまり依存せず、ｋＰａ／ｓで示される減圧速度が一定ならば大きな変化はない。
【００４１】
以上を纏めると、図１１のように示される。図１１の直線Ａは図１０中の領域Ｘ等の排気口から離れた場所での異物発生に関わり、上限減圧速度d１１として必要な８０ｋＰａ／ｓを示している。対して図１１の曲線Ｂは排気口に近い図１０中の領域Ｙ付近での異物発生に関わり、上限減圧速度d１１として必要な８００Ｌ・ｋＰａ／ｓを示している。８０ｋＰａ／ｓ以下、且つ８００Ｌ・ｋＰａ／ｓ以下の減圧速度は図１１の領域Ｚに相当する。即ち、図９の結果に基づき、異物数を８０％以上低減するためには、容積が１０Ｌ以下では８０ｋＰａ／ｓ以下、容積が１０Ｌ以上では、８００Ｌ・ｋＰａ／ｓ（ｋＰａ／ｓで示される値はロック室の容積によって変化）以下にしなければならない。
【００４２】
なお、異物数の低減目標は、図９を参照に８０％低減として述べてきた。ここで、異物粒子発生量の低減目標が上記の例と異なる場合を考慮して上限減圧速度ｄ１１の定義を一般すると、「排気口から離れた場所での異物舞上げの抑制を考慮して定義されるｋＰａ／ｓで表記される減圧速度値以下、且つ排気口付近での異物舞上げ抑制を考慮して定義されるＬ・ｋＰａ／ｓで表記される減圧速度値以下」となる。
【実施例２】
【００４３】
次に、本発明の第２の実施例として、開度可変型バルブを搭載しているメリットを生かした、ロック室のクリーニング方法について述べる。図１２は、通常運用とクリーニング運転の手順を示したものである。通常運用時はロック室ではウエハを搬送する際にベント（Ｓ１２００）と排気（Ｓ１２０２）を行う。そして、所定のタイミングで定期的に異物レベルを調べるために（Ｓ１２０４）、テスト用のウエハを搬送し、ウエハ面板検査でウエハに落下した異物数を数えて、異物粒子による汚染レベルのチェックを行う（Ｓ１２０６）。このチェックにおいて、異物レベルが許容値を超えたら、クリーニング運転を行うようにする。このクリーニング運転では、まず高速でベントを行い（Ｓ１２０８）、真空引き（Ｓ１２１０）はできるだけ急激に減圧して、ロック室内の異物を意図的に舞い上がらせてドライポンプ４４によって排気するようにする。
【００４４】
このときの排気特性は図１４の条件ａのような形となる。また、このときはベント速度を通常の運用よりも速めると、クリーニング効果が高まる場合がある。急減圧による排気とベントを所定の回数繰り返した後（Ｓ１２１２）は、通常運用と同じ低い速度でのベントと排気を行うべく、ベント（Ｓ１２０８）と排気（Ｓ１２１０）を所定の回数繰り返す。最後に異物レベル検査用のウエハを用いてクリーニンの終了を判定する（Ｓ１２０６）。クリーニンが終了したら通常運用に戻る。
【００４５】
なお、クリーニングの終点判定の方法としては、異物検査用のウエハを用いる以外に、排気ライン１４０の途中に異物粒子をカウントするパーティクルカウンターを設置し、これにより、クリーニングの終点を判定する方法としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第一の実施例の真空処理装置に設けられたロック室の概要を示した縦断面図である。
【図２Ａ】図１のプラズマ処理装置を上方から見た概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａのプラズマエッチング装置を横から見たＢ−Ｂ断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａの制御コンピュータの機能ブロックの一例を示す図である。
【図３Ａ】図１の真空排気系に設置された開度可変型バルブの一構成例を示す図であり、開度０％（全閉）の状態を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａの開度可変型バルブの開度ｘ％（ｘ＝ｙ［度］／９０［度］×１００）の状態を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ａの開度可変型バルブの開度１００％（全開）を示す図である。
【図４Ａ】図１の真空排気系に設置された開度可変型バルブの他の構成例を示す図であり、開度０％（全閉）の状態を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａのバルブの開度ｘ％（ｘ＝ｙ［度］／９０［度］×１００）の状態を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ａのバルブの開度１００％（全開）を示す図である。
【図５】本実施例の開度可変バルブの開度制御パターンの一例を示す図である。
【図６】本実施例の開度可変バルブの開度制御パターンの他の例を示す図である。
【図７Ａ】本実施例の真空引きレシピの一例を示す図である。
【図７Ｂ】本実施例の真空引きレシピの他の例を示す図である。
【図７Ｃ】本実施例の真空引きレシピの他の例を示す図である。
【図８】本実施例の制御レシピ（真空引きレシピ）の作成方法を説明するフロー図である。
【図９】実際に実験により測定した、減圧速度と、ロック室内に設置したウエハ上に落下した異物数の相関を示す図である。
【図１０Ａ】ロック室の容積が５Ｌのときのガスの流れ速度について説明する図である。
【図１０Ｂ】ロック室の容積が１０Ｌのときのガスの流れ速度について説明する図である。
【図１０Ｃ】ロック室の容積が２０Ｌのときのガスの流れ速度について説明する図である。
【図１１】ロック室の容積と減圧速度の関係を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例として、開度可変型バルブを搭載しているメリットを生かした、ロック室のクリーニング方法を示す図である。
【図１３】従来知られた２段排気構造を有するロック室の概要を示した縦断面図である。
【図１４】図１３の構造における、真空引き時のロック室内の圧力変化及び減圧速度を示した図である。
【図１５Ａ】図１４の排気パターンａに対応するバルブの開閉タイミング示した図である。
【図１５Ｂ】図１４の排気パターンｂに対応するバルブの開閉タイミング示した図である。
【図１５Ｃ】図１４の排気パターンｃに対応するバルブの開閉タイミング示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
２…被処理体、３０…制御コンピュータ、３４…真空引き制御ユニット、３８…真空引きレシピ、４０…真空排気系、４４…真空ポンプ（ドライポンプ）、５０…ベントガス供給系、５２−３…ベント用バルブ、５３…レギュレーター、５４…圧力計、６０…プラズマ処理室、６１…真空搬送室、６２…真空搬送ロボット、６３…大気搬送室、６４…大気搬送ロボット、６５…ロック室、６７…ウエハステーション、７０…モニター、１４０…排気ライン、１４４…開度可変型バルブ、１４５…弁体、１４６…サーボモーター。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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