(57)【要約】【課題】被処理体に付着する異物粒子数を低減させた真空処理装置を提供する。【解決手段】排気系の調圧バルブとターボ分子ポンプの間の空間に、中心部にガスが通るための通路を設けた部材と、該部材の外周にターボ分子ポンプの回転ブレードと逆向きに傾斜した固定ブレードを複数枚設置して構成された異物粒子飛散防止ユニットを設置した。【選択図】図２Ｂ
2010174779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理室と、該真空処理室に処理ガスを供給するためのガス供給手段と、前記真空処理室を減圧するためのターボ分子ポンプとを有する真空処理装置において、
前記ターボ分子ポンプと前記真空処理室との間に配置された異物粒子飛散防止ユニットを有し、
該異物粒子飛散防止ユニットは、ブレード支持リングと、該ブレード支持リングの外周に設置された複数枚のブレードと、該複数枚のブレードの下流側に形成された環状空間とを有し、
前記異物粒子飛散防止ユニットのブレードの傾き方向は、前記ターボ分子ポンプの回転ブレードのブレード傾き方向とは逆向きであり、各ブレード間の隙間が第１の排気ルートを構成し、
前記ブレード支持リングは、中央に穴を有し、該穴がガスの通り道となる第２の排気ルートを構成し、
前記環状空間は、前記第２の排気ルートを経由したガスを径方向に輸送し、前記第１の排気ルートを通過したガスと合流させ前記ターボ分子ポンプの回転ブレードへ導く第３の排気ルートを構成している
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、
前記環状空間の高さをHａは、前記ターボ分子ポンプの回転ブレードの径方向の長さをgとしたとき、
Ha≧０．２×g
の関係を満たす
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記ターボ分子ポンプの内径が前記異物飛散防止ユニットの内壁の直径ｄにほぼ等しく、
前記異物粒子飛散防止ユニットの中央の穴の直径をｅとしたとき、
ｅ≧０．２５×ｄ
の関係を満たす
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、
前記ターボ分子ポンプの回転軸の上方でかつ前記異物粒子飛散防止ユニットの前記環状空間に面して、異物粒子が前記回転軸の上面に落下しないようにするためのトレーを設けた
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記ターボ分子ポンプの回転ブレードの径方向長さをｇ、前記異物粒子飛散防止ユニットのブレードの下端と前記トレーとの距離をHａとしたとき、
Hａ≧０．１×ｇ
の関係を満たす
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記ターボ分子ポンプの上方の外周に、該ターボ分子ポンプで飛散した異物粒子を誘導するための空間を有するパーティクルターミネータと、該パーティクルターミネータ内に異物粒子を乱反射させることによって減速させるための凸型の構造物を設置した
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記パーティクルターミネータは、前記環状の空間の半径方向外側の位置に形成されている
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項８】
真空処理室と、該真空処理室の排気系の調圧バルブとターボ分子ポンプの間の空間に設置された異物粒子飛散防止ユニットとを備え、
該異物粒子飛散防止ユニットは、
中央に穴を有する支持リングと、
該リング状部材の外周に前記ターボ分子ポンプの回転ブレードと逆向きに傾斜して複数枚設置された固定ブレードと、
該リング状部材の外周にターボ分子ポンプの回転ブレードと逆向きに傾斜して複数枚設置された固定ブレードと、該複数枚の固定ブレードの下流側に形成された環状空間とを有し、
前記環状空間は、前記支持持リングの穴を経由する第２の排気ルートを通過したガスを径方向に輸送し、前記各固定ブレード間の隙間を通る第１の排気ルートを通過したガスと合流させ前記ターボ分子ポンプの回転ブレードへ導くための第３の排気ルートを構成する
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記ターボ分子ポンプの内径をｄとし、
前記異物粒子飛散防止ユニットのブレードの下端と前記ターボ分子ポンプの最上段の回転ブレードのブレード上端との距離をHｂとしたとき、
Hｂ≦ｄ
の関係を満たす
ことを特徴とする真空処理装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記中央の穴の直径をｅとし、前記転ブレードの径方向長さをg、該回転ブレードの回転軸の直径をｆとしたとき、
ｅ≦ｇ＋ｆ
ｄ≒ｆ＋２×ｇ
の関係を満たす
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、ターボ分子ポンプではじき飛ばされた異物粒子の真空処理室内への飛散を防するための異物粒子飛散防止機能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。プラズマを用いた半導体装置の加工における課題の１つに、ウエハ等の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、被処理体の微細パターンには断線などの不良が生じ、歩留まり低下を引き起こす。真空チャンバー内で異物粒子が飛散する要因の１つとしてターボ分子ポンプの回転ブレードによる散乱が挙げられる。ターボ分子ポンプ内では例えば秒速300m/sでブレードが回転している。対して異物粒子は例えばガスの流れ速度である数m/sの速度でターボ分子ポンプ内に入る。異物粒子は回転ブレードに対して極めて低速で落下してくるように見えるため、多くの異物粒子は回転ブレードの羽をすり抜けることができず、該回転ブレードの先端と衝突して高速ではじき飛ばされチャンバー内に飛散する。
【０００３】
これを抑制する方法として例えば、特許文献１にあるように、回転ブレードの１つ上段に異物反射防止用の固定ブレードを設置する方法がある。また、特許文献２にあるようにターボ分子ポンプの上方にバッフル板（異物反射板）を設置する方法がある。また、特許文献３に記載されているように、複数枚のじゃま板をターボ分子ポンプの上方に設置する方法がある。また特許文献４にあるように、真空処理室内に設置された被処理体戴置電極の側面にバッフル板を設置することにより、飛散した異物粒子が被処理体を処理する処理空間に到達しないようにする方法もある。
【０００４】
一方、特許文献５には、真空処理室内に処理ガスを供給するは処理ガス供給系について、詳細に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１４１８８号公報
【特許文献２】特開平４−２８４８４０号公報
【特許文献３】特開２００８−２４０７０１号公報
【特許文献４】特開２００６−２１６７１０号公報
【特許文献５】特開２００６−４１０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラズマ処理装置では、例えば処理ガスを数百ml/minの流量で真空処理室内に供給しながら、真空処理室内の圧力を数Pa以下に設定して処理するプロセスが広く用いられる。このような低圧プロセスに対応するためには、真空処理室内及び真空排気系の排気コンダクタンスが大きくなければならない。異物粒子の真空処理室内での飛散を防止するためのバッフル板（じゃま板等）は排気速度を低下させるデメリットがあり、バッフル板を設置する際は排気速度低下を抑制する何らかの工夫が必要である。
【０００７】
本発明の目的は、排気速度の低下を極力抑えながらも被処理体に付着する異物粒子数を低減させた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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、真空処理室と、該真空処理室に処理ガスを供給するためのガス供給手段と、前記真空処理室を減圧するためのターボ分子ポンプとを有する真空処理装置において、前記ターボ分子ポンプと前記真空処理室との間に配置された異物粒子飛散防止ユニットを有し、該異物粒子飛散防止ユニットは、ブレード支持リングと、該ブレード支持リングの外周に設置された複数枚のブレードと、該複数枚のブレードの下流側に形成された環状空間とを有し、前記異物粒子飛散防止ユニットのブレードの傾き方向は、前記ターボ分子ポンプの回転ブレードのブレード傾き方向とは逆向きであり、各ブレード間の隙間が第１の排気ルートを構成し、前記ブレード支持リングは、中央に穴を有し、該穴がガスの通り道となる第２の排気ルートを構成し、前記環状空間は、前記第２の排気ルートを経由したガスを径方向に輸送し、前記第１の排気ルートを通過したガスと合流させ前記ターボ分子ポンプの回転ブレードへ導く第３の排気ルートを構成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、異物粒子飛散防止ユニットの中央部にガスの流路を設けることにより、排気速度の低下を抑えながらも、ターボ分子ポンプで散乱された異物粒子が、真空処理室内の被処理体の処理空間に飛散するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の真空処理室を適用したプラズマ処理装置の全体構成例を示す縦断面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施例になる真空処理室のターボ分子ポンプと異物反射防止ユニット付近を拡大して示した概略図である。
【図２Ｂ】第１の実施例の異物反射防止ユニットとターボ分子ポンプの回転ブレードを立体的に示した斜視図である。
【図２Ｃ】第１の実施例における、ターボ分子ポンプの回転ブレードと、異物粒子飛散防止ユニットのブレードの傾き方向を説明する図である。
【図３Ａ】第１の実施例の作用、効果を説明する図である。
【図３Ｂ】本発明との比較例として、空間ｘの高さHaが短い場合の作用、効果を説明する図である。
【図３Ｃ】比較例として、中央のガス流路の直径ｅが小さい場合の作用を説明する図である。
【図３Ｄ】比較例として、中央のガスの流路の直径ｅが大きすぎる場合の作用を説明する図である。
【図４Ａ】第１の実施例の異物落下防止トレーの作用、効果を説明する図であり、横から見た異物粒子の軌跡のイメージを示したものである。
【図４Ｂ】第１の実施例の異物落下防止トレーの作用、効果を説明する図であり、上方から見た異物粒子の軌跡のイメージを示したものである。
【図４Ｃ】比較例として、異物落下防止トレーを設置していない場合の作用を説明する図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施例になる真空処理室のターボ分子ポンプと異物反射防止ユニット付近を拡大して示した縦断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａを上方から見た横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明では、被処理体を処理するための真空処理室と、該真空処理室にガスを供給するガス供給手段と、被処理体を戴置するためのステージと、前記真空処理室を減圧するためのターボ分子ポンプと、前記真空処理室の圧力を調整するために前記ターボ分子ポンプと前記真空処理室の間に設置された調圧バルブ（例えばバタフライバルブ）とを有する半導体製造装置において、前記調圧バルブとターボ分子ポンプの間の空間に、中心部にガスが通るための流路を設けた支持部材と、該支持部材の外周にターボ分子ポンプの回転ブレードと逆向きに傾斜した固定ブレードを複数枚設置して構成された異物粒子飛散防止ユニットを設置した。  
以下、本発明になる真空処理装置の実施例について、プラズマ処理装置を例に図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
最初に図１により本発明を適用したプラズマ処理装置の真空処理室について簡単に説明する。真空処理室１の上方にはプラズマ生成用の高周波電力を供給するためのアンテナ３が設置されている。該アンテナには整合器22-1を介してプラズマ生成のための高周波電源（ソース電源）２０が接続されている。また、該アンテナには処理ガスを径方向に分散させるためのガス分散板３と、処理ガスを真空処理室内に導入するための小さなガス孔が多数設けられたシャワープレート５が設置されている。処理ガスは処理ガス供給系（図示せず）から供給され、該ガス分散板３に導入される。処理ガス供給系については例えば特許文献５に記載された構成とする。真空処理室１には被処理体２を戴置して処理するための戴置電極４、及び戴置電極４の上下駆動機構７３を備えている。該戴置電極には、被処理体に入射するイオンを加速する等の目的でバイアス電力を印加するためのバイアス電源21が整合器22-2を介して接続されている。
【００１３】
真空処理室１の排気ポート５５の下方の排気系には真空処理室内を減圧するための排気手段としてターボ分子ポンプ４１が取り付けられている。さらに、真空処理室内の圧力を制御するため、バタフライバルブ（調圧バルブ）４３が排気系でかつターボ分子ポンプ４１の上流側に取り付けられている。排気系でかつターボ分子ポンプ４１の下流にはドライポンプ４２が接続されている。また、真空処理室１を前記ターボ分子ポンプや前記ドライポンプ等から構成される排気系から遮断するため、メインバルブ４４が真空処理室１でかつ排気ポート５５の直上に設置されている。ターボ分子ポンプで散乱された異物粒子が排気系を経て真空処理室１内に飛散するのを抑制するため、異物粒子飛散防止ユニット（詳細は後述）８９が排気系のターボ分子ポンプとバタフライバルブの間に設置されている。真空処理室１には処理室内の圧力を測定するための真空計５４が設置されている。真空処理室１は真空搬送室６１（詳細構成は図示を省略）と２つのゲートバルブ70-1と70-2を介して接続されている。
【００１４】
次に、本実施例の異物粒子飛散防止ユニット８９について図２（図２Ａ〜２Ｃ）で説明する。図２Ａは、ターボ分子ポンプ４１と異物反射防止ユニット８９付近の断面を示した概略図である。図２Ｂは異物反射防止ユニット８９とターボ分子ポンプの回転ブレードを立体的に示した概略図である。図２Ｃはターボ分子ポンプの回転ブレード１３３と、異物粒子飛散防止ユニットのブレード１３５の傾き方向を説明する図である。
【００１５】
異物粒子飛散防止ユニット８９は中心に穴の開いた環状のブレード支持リング１３０の外周に異物粒子反射板（固定ブレード）１３５を複数枚取り付けた構造となっている。すなわち、本発明では異物粒子飛散防止ユニットの中央に直径ｅのガスの通り道１３１を設けることによって排気コンダクタンスの低下を抑えている。
【００１６】
異物粒子飛散防止ユニットの固定ブレードはターボ分子ポンプ最上段の回転ブレード１３３−１と逆向きに傾斜する方向としており、図２Ｃにおいて異物粒子８０の軌跡tとして示したように、r方向に回転する回転ブレード１３３−１で散乱された異物粒子が、異物粒子飛散防止ユニットの固定ブレード１３５に衝突したとき、下方向に跳ね返されるようになっている。該固定ブレード１３５の枚数、大きさ、固定ブレードどうしの間隔は回転ブレード１３３−１と同等である必要はなく、必要な排気コンダクタンスと異物粒子数低減効果のバランスに応じて決定すればよい。
【００１７】
また、異物飛散防止ユニットの下方にはターボ分子ポンプの回転軸１３４の直上に異物粒子落下防止トレー１３６が設置されている。この異物粒子落下防止トレー１３６は、支柱１３９によりブレード支持リング１３０に固定されている（詳細は後述）。
【００１８】
異物粒子飛散防止ユニット８９は、ガスの流路１３１を通過したガスを外周方向に導くために、高さHaの空間ｘを備えている。なお、高さHｂは、ターボ分子ポンプの回転軸１３４の上端から固定ブレード１３５までの距離を示している。
【００１９】
次に、図３（図３Ａ〜３Ｄ）を用いて、本発明における異物粒子飛散防止ユニットとターボ分子ポンプと構成、換言すると相互の距離関係について述べる。
【００２０】
まず、図３Ａは、図２Ａに対応する本発明の異物粒子飛散防止ユニット８９の構造である。本発明では異物粒子飛散防止ユニットの中央に直径ｅのガスの通り道１３１を設けることによって排気コンダクタンスの低下を抑えている。即ち、真空処理室内に供給されたガスは、異物粒子飛散防止ユニットのブレード１３５間の隙間を通る第１の排気ルート（図３中のｋ）と、中央のガスの流路１３１を通る第２の排気ルート（図３中のｊ）の２つのルート、さらに、第１の排気ルートと第２の排気ルートで合流したガスをターボ分子ポンプ最上段の回転ブレード１３３−１付近に導く環状空間（図３中のｘ）を通る第３の排気ルート（図３中の空間ｘ部分のｋ＋ｊ）を介して、ターボ分子ポンプによって排気されようになっている。
【００２１】
このうち第２の排気ルートｊによる排気量を十分大きくするためには、ターボ分子ポンプの最上段の回転ブレード１３３−１及び異物粒子落下防止トレー１３６と異物飛散防止ユニットの固定ブレード１３５との間における、ガスの流路１３１を通過したガスを外周方向に導くための環状の空間ｘすなわち第３の排気ルートにある程度の高さHaが必要である。
【００２２】
図３Ｂは、比較例として、空間ｘの高さHaが短い場合を示している。高さ距離Hａが短すぎると、中央のガスの流路を介して流入したガスを第３の排気ルートを介してターボ分子ポンプの回転ブレードへ輸送するための流路が狭くなる。換言すると、第２の排気ルートを介して排気されるガスの流れ量(図３Ｂ中のｊ)が少なくなり、異物反射防止ユニットのブレード１３５の隙間を通る第１の排気ルート(図３Ｂ中のｋ)が支配的な排気ルートとなる。上方から見たときの単純な単位面積あたりのガスの排気コンダクタンスは当然、固定ブレードの隙間を通る第１の排気ルートの方が小さいため、図３Ｂの場合、図３Ａに比べて全体の排気コンダクタンスが大幅に低下するデメリットが生じる。特許文献４の図４には被処理体戴置電極の側面に異物粒子飛散防止のブレード（スリット１４として記載）を設置した構成が示されているが、この場合、真空処理室上面から供給されるガスは、実質的には必ず異物粒子飛散防止のブレードの隙間を通るルートのみによって排気される。ターボ分子ポンプではじき飛ばされた異物粒子が、被処理体を処理する処理空間（被処理体上方の空間）に到達しないようにするためには、該スリット１４どうしの隙間を小さくしなければならない。しかしこれは排気コンダクタンスの低下を引き起こす。図３Ｂの構成ではこれと同等の問題が生じる。
【００２３】
本発明の目指すところである、十分な排気コンダクタンスを確保しながらも、被処理体に付着する異物粒子数を低減するためには、領域ｘの高さHａを十分広くしなければならない。中央のガスの流路（第２の排気ルート）を通過したガスを径方向に輸送しブレード１３５間（第１の排気ルート）を通過したガスと合流させるための空間ｘ（第３の排気ルート）の高さHaは、ターボ分子ポンプの回転ブレード１３３−１の径方向の長さをgとしたとき
Ha≧０．１×g
として第２の排気ルートの排気コンダクタンスを大きくすることが望ましい。なお、異物粒子落下防止トレー１３６が無いとき、あるいはその厚みを無視できるときは、高さHa＝Hｂ、すなわち、Haはターボ分子ポンプの回転軸１３４の上端から固定ブレード１３５までの距離を示すことになる。
【００２４】
次に、異物粒子飛散防止ユニットの中央に設けられたガスの流路１３１について述べる。図３Ｃは、比較例として、図３Ａに比べて第２の排気ルートすなわち中央のガスの流路１３１の直径ｅが小さい場合を示している。
【００２５】
この場合、xの領域に十分なスペースを設けても、中央のガスの流路を通る第２の排気ルート（図３C中のj）を介して排気されるガスの流量は小さくなる。即ち、異物粒子飛散防止ユニットの固定ブレード１３５の隙間を通る第１の排気ルートkが支配的な排気ルートとなり、排気コンダクタンスが低下する。ターボ分子ポンプの内径（＝異物飛散防止ユニットの内壁の直径）をｄとすると、おおむね
ｅ≧０．２５×ｄ
であることが望ましい。
【００２６】
次に、第２の排気ルートすなわち中央のガスの流路１３１の直径ｅの上限について説明する。図４（図４A、図４B）にターボ分子ポンプで散乱された異物粒子の軌跡例を簡単に示した。図４Aは横から、図４Bは上方から見た異物粒子の軌跡のイメージを示したものである。図４Bに異物粒子の軌跡t10〜t12で示したように、ターボ分子ポンプの回転ブレード１３３−１で高速ではじき飛ばされた異物粒子は回転ブレードの回転方向r、且つおおむね回転rの接線方向にはじき飛ばされる。そのため、はじき飛ばされた異物粒子は最初に側壁に衝突するか（図４Ａ中の異物粒子の軌跡t1〜t3、t31）、あるいは最初に異物飛散防止ユニットの固定ブレード１３５に衝突する（t4）。そのため、固定ブレード１３５の中央にガスの流路１３１を設けても、回転ブレード１３３−１によってはじき飛ばされた異物粒子がどこにも接触せずにガスの流路１３１を通り抜け、真空処理室内に飛散する確率は極めて小さい。そのため、異物粒子飛散防止ユニットの中央のガスの流路をある程度大きくしても、異物粒子の飛散防止効果はあまり低下しないことがわかる。
【００２７】
次に、図３Dは、比較例として、第２の排気ルートすなわち中央のガスの流路１３１の直径ｅが大きすぎる場合を示している。図３Dの異物粒子の軌跡t5は、ブレード133-1において回転軸１３４に近い位置で反射され、且つ反射角度（打ち上げ角度）θ１が９０°に近い場合を示している。異物粒子の軌跡t5で示したように、中央のガスの通路１３１の直径eが大きすぎると、回転ブレード１３３−１ではじき飛ばされた異物粒子が異物飛散防止ユニット８９を通り抜けて真空処理室内を飛散する確率が高くなる。
【００２８】
また、図４Ａ中の異物粒子の軌跡t2で示したように、側壁で反射された後に、ガスの流路１３１を通り抜けて真空処理室内を飛散する異物粒子数の増加リスクも高くなる。ただし、異物粒子の軌跡t2では、異物飛散防止ユニットを通り抜けた後の角度θ２が９０°よりもかなり小さい。θ２が小さい場合、θ１が大きいt5の軌跡と比べて、被処理体に到達するまでにより多くの回数、内壁で反射しなければならないため、その間に壁での反射やガス粘性力によって十分減速し、最終的にはガスの流れによって再び排気側へ押し戻される確率が高い。そのため、t2の軌跡で飛散する異物粒子よりもt5で飛散する異物粒子を低減することが重要である。このような理由から、回転ブレード１３３−１の径方向長さをg、回転ブレードの回転軸の直径をｆとすると、おおむね
ｅ≦ｇ＋ｆ
であることが望ましい。また、ターボ分子ポンプの内径をｄとして
ｄ≒ｆ＋２×ｇ
であることを用いると、
ｅ≦ｆ−ｇ
とも示される。また、距離Ｈｂが短い場合には、固定ブレード１３５の高さ位置での異物粒子の径方向到達位置分布は、外周で到達数が多い分布となる。対して、距離Ｈｂが大きくなると、固定ブレード１３５の高さ位置での到達異物粒子数の径方向分布は均一に近くなるため、固定ブレード１３５によって異物粒子の真空処理室内への飛散を抑制するためには、おおむね
Hｂ≦ｄ
であることが望ましい。また、第１のガスの排気ルート及び第２のガスの排気ルート双方の排気コンダクタンスを可能な限り大きくするためには、固定ブレード１３５の径方向長さをｃとしたとき、排気コンダクタンスの観点で見たとき、実施的に
ｄ≒ｅ＋２×ｃ
と見なせるようにできるだけブレード支持リング１３０の径方向の厚みを薄くするのが望ましい。
【００２９】
次に、ターボ分子ポンプの回転軸１３４の直上に設置した異物落下防止トレー１３６について述べる。上方から見たとき、ターボ分子ポンプの回転軸１３４の上面Ｐが露出していると、異物飛散防止板の中央部を通して入射した異物粒子の一部は回転軸上面Ｐに到達する。この場合、該異物粒子が回転軸上面Ｐで散乱され、真空処理室内を飛散する恐れがある。この例を、比較例として、図４Ｃに示した。図４Ｃは異物落下防止トレー１３６を設置していない場合を示している。t22、t23は回転軸の上面Pで跳ね返された異物粒子の軌跡の例を示している。t22は比較的高速で反射した異物粒子の軌跡、t23は低速で反射した異物粒子の軌跡を示している。異物粒子の軌跡t23は、回転軸上面で外周方向に低速で反射した後、回転ブレードにおいて高速ではじき飛ばされ、真空処理室内を飛散する例を示している。異物粒子の軌跡t22、t23から分かるように、回転軸１３４の上面Pが露出していることは望ましくなく、図４A中の異物粒子の軌跡t21に示したように、回転軸直上に異物粒子を受けとめる異物粒子落下防止トレー１３６を設置することにより、異物粒子が回転軸上面に落下するのを防ぐことができる。該異物粒子落下防止トレー１３６の直径をhとすると、
ｈ≒ｆ
であることが望ましい。ｈ＜gであると回転軸上面で異物粒子が反射するリスクが生じ、対してｈ＞ｇであると、ガスの排気を妨げる要因となるためである。
【００３０】
また、Haを十分大きくしながらも、異物飛散防止ユニット全体の高さをコンパクトにするためには異物トレーをできるだけ回転軸上面に近づけて設置することが望ましい。また異物粒子落下防止トレーに落下した異物粒子がターボ分子ポンプ内に落下しないようにするため、外周部に土手Ｗを設けると良い。もちろん、土手ＷによってHａの値が小さくなりすぎないように注意しなければならない。
【実施例２】
【００３１】
次に、本発明の第２の実施例として、異物粒子飛散防止ユニットとターボ分子ポンプの間の高さ位置に設置した異物粒子を捕獲するためのパーティクルターミネータについて述べる。図４Aに示したように、一部の異物粒子t31は、ターボ分子ポンプの回転ブレード１３３によって該回転ブレードの回転接線方向に飛散し、その後、異物飛散防止ユニットで下方にはじき返され、再びターボ分子内に入射する。高速でターボ分子ポンプ内に再入射した異物粒子は回転ブレード１３３を通り抜ける確率が高くなるが、該回転ブレードを通り抜けできなかった異物粒子は再び回転ブレードではじき飛ばされる。即ち、異物粒子の一部はターボ分子ポンプの回転ブレードと異物飛散防止ユニットとの間で往復運動する。このような異物粒子は最終的にはある確率で異物飛散防止ユニットのブレード間や中央のガスの流路１３１を通り抜けてチャンバー内を飛散する。そのためターボ分子ポンプと異物飛散防止ユニットの間を往復する異物粒子を捕獲する機能があることが望ましい。
【００３２】
そこで、本発明では、図５（図５A、図５B）に示したように、異物粒子を捕獲するためのパーティクルターミネータを異物飛散防止ユニットの側壁に設置した。図５Aは横方向から、図５Bは上方から見たパーティクルターミネータの概略を示している。図５に示したように、本実施例では左右の２ヶ所にパーティクルターミネータ１３７を設置してある。該パーティクルターミネータ１３７は図５Aに示したように上下に異物粒子を捕獲する空間を有している。さらに、例えば複数の剣山構造１３８（例えば反射音を抑える特殊な部屋の内壁に設置してある多数の凸型の構造物と同様の構造のもの）を設置することにより、ターボ分子ポンプではじき飛ばされた異物粒子の一部は、パーティクルターミネータに入射し、さらにその空間内で散乱することにより次第に速度を減速し、最終的には、該パーティクルターミネータ内に落下・付着する（異物粒子の軌跡t41〜t43）。該パーティクルターミネータの開口部の高さ位置は、固定ブレード１３５と回転ブレード１３３−１の間とし、空間ｘの高さ程度である。また開口部の高さ方向の長さiは、おおむねHaと同程度とするのが望ましい。
【実施例３】
【００３３】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。ターボ分子ポンプの回転速度は例えば24000rpmであり、内径ｄが30cmである場合、回転ブレードの最外周の速度はおよそ300m/sとなる。一方で、ターボ分子ポンプの回転ブレードではじき飛ばされる異物粒子の初速度は平均でその1/10程度の例えば20m/sである。ターボ分子ポンプは例えば個々のガス分子・原子に着目すると数百m/sで運動するガス分子・原子を排気するものであるが、ガスの流れ速度程度（数ｍ／ｓ）で入射する異物粒子について対しては、回転速度が速すぎるために容易には排気できない。もし、異物粒子を排気するのであれば、回転速度は通常のターボ分子ポンプの1/10以下でよい。そこで、ターボ分子ポンプの上方に設置した異物飛散防止ユニットの図２等に示した固定ブレード１３５を例えば2000rpmの速度で回転させると、排気系に入射する異物粒子をターボ分子ポンプ側へ送り込みながらも、ターボ分子ポンプではじき飛ばされた異物粒子が真空処理室内に飛散するのを阻止する能力が向上する。さらに、該飛散防止のブレードを回転させることにより、該ブレードとブレードの隙間を大きくすることが可能となり、排気コンダクタンスの低下をより低減することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１：真空処理室、２：被処理体、３：アンテナ、４：戴置電極、５：シャワープレート、６：分散板、２０：ソース電源、２１：バイアス電源、２２：整合器、２６：コイル、２７：ヨーク、４１：ターボ分子ポンプ、４２：ドライポンプ、４３：調圧バルブユニット、４４：メインバルブ、４９：ガス供給源
５０：マスフローコントローラー、５１：ガス分配器、５２：バルブ、５３：レギュレーター、５４：真空計、５５：排気ポート ６１：真空搬送室、６２：真空搬送ロボット、６３：大気搬送室、６５：ロック室、７０：ゲートバルブ、７３：上下駆動機構、８０：異物粒子、８４：ガスディフューザー、８７：フラッパー、８９：異物粒子飛散防止ユニット、９２：処理ガス供給系、９３：キャリアガス供給系、９５：ベントガス供給系、１３０：ブレード支持支持リング、１３１：ガスの流路、１３２：固定ブレード、１３３：回転ブレード、１３４：ターボ分子ポンプの回転軸、１３５：異物飛散防止ユニットのブレード、１３６：異物粒子落下防止トレー、１３７：パーティクルターミネータ、１３９：支柱。
【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３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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