(57)【要約】【課題】真空状態下処理装置において、圧力上昇速度を低下させる方法及びその装置を提供する。【解決手段】真空チャンバーの内部空間に高真空状態を発生させるにあたり、高真空ポンプを使用してチャンバー内を真空引き操作する際に、チャンバー内にオゾンガスを注入して、オゾンガスとチャンバー内壁面やワーク壁面とが接触する状態を所定時間維持し、その後所定内圧まで減圧する。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバーの内部空間をターボ分子ポンプ等の高真空ポンプを使用して高真空状態を発生させるにあたり、そのチャンバー内にオゾンガスを注入したのち所定内圧まで減圧することを特徴とする高真空発生方法。
【請求項２】
真空状態下でワークを移送し、高真空雰囲気下でワークを処理するようにした真空処理装置において、処理チャンバー（２）の内部に高真空ポンプ（６）を連通接続するとともに真空計（１４）を装着し、この処理チャンバー（２）にオゾンガス供給路（１０）を介してオゾンガス供給源（１３）を連通接続し、オゾンガス供給路（１０）に流量調整器（１１）と流路開閉弁（１２）とを配置し、真空計（１４）での検出圧力に基づき流路開閉弁（１２）の開弁量を調整して、処理チャンバー（２）内を所定圧力で所定時間維持するように構成したことを特徴とする高真空発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造等において、高真空下で処理するにあたり、処理チャンバー内に高真空を形成する方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、処理チャンバー内を高真空にする場合、装置全体を加熱（ベーキング）することで、処理チャンバー壁面から吸着ガス及び拡散ガスを、真空空間に放出させ、その後チャンバー内を真空引きすることで圧力降下させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
アルゴンスパッタリング等の処理時には、処理チャンバー内は１０−６Ｐａオーダーの高真空雰囲気に形成されるのであるが、従来では、高真空ポンプを停止すると、チャンバー内の圧力が時間の経過とともに上昇し、高真空ポンプ停止後２分程度で１０−２Ｐａまで上昇する。これは、チャンバー壁面等から放出されるガスで圧力が上昇していると考えられる。
【０００４】
本発明は、このような点に着目して、壁面からのガス放出速度を低下させる方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、高真空ポンプを使用しての高真空発生時に、オゾンガスを注入供給することを特徴としている。
【０００６】
【発明の作用】
本発明では、高真空発生時にチャンバー内にオゾンガスを供給することで、チャンバーの内壁面やワークの表層部分に吸着されて存在しているカーボン成分（炭化水素）はオゾンガスとの反応で気体化する。また、チャンバーの内壁面やワークの表層部分にオゾンガスとの酸化層が形成され、その酸化層が粒界を塞ぐうえに、酸化膜の隠蔽降下で、固体内からの気体の排出がなくなるために圧力が降下するものと思われる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図は本発明を適用した装置の一例を示す概略構成図である。
この装置は、ステンレス鋼基板やアルミニウム基板等のワーク（Ｗ）にアルゴンスパッタリングを行う装置であり、搬入チャンバー（１）と処理チャンバー（２）及びＸ線光電分光装置のチャンバー（３）をそれぞれ気密搬送路（４）（５）で連通接続し、各チャンバー（１）、（２）、（３）にターボ分子ポンプからなる高真空ポンプ（６）をそれぞれ連通接続するとともに、搬入チャンバー（１）と処理チャンバー（２）とを接続する気密搬送路（４）及び処理チャンバー（２）とＸ線光電分光装置のチャンバー（３）とを接続する気密搬送路（５）にはそれぞれ、開閉弁（７）（８）が装着してある。
【０００８】
処理チャンバー（２）の内周面はステンレス鋼やアルミニウムで構成してあり、処理ガス等の導入配管（９）が接続されるとともに、オゾンガスの導入路（１０）が接続してあり、このオゾンガス導入路（１０）に流量調整器（１１）と流路開閉弁（１２）が配置してある。図中（１３）はオゾン発生器やオゾンガス貯蔵装置等のオゾンガス供給源、（１４）は処理チャンバー（２）内の内圧を表示する真空計であり、この真空計（１４）での検出圧力に基づき、オゾンガス導入路（１０）に介装した流路開閉弁（１２）の開弁量を調整するように構成している。
【０００９】
このような半導体製造装置では、ワーク（Ｗ）を搬入チャンバー（１）に導入すると、搬入チャンバー（１）を密閉し、高真空ポンプ（６）を作動させて、搬入チャンバー（１）内を８００Ｐａ（６Ｔｏｒｒ）程度に減圧し、気密搬送路（４）に配置された開閉弁（７）を開弁させて、搬入チャンバー（１）と処理チャンバー（２）とを連通させ、導入チャンバー（１）内のワーク（Ｗ）を処理チャンバー（２）内に移送する。
【００１０】
処理チャンバー（２）では、搬入チャンバー（１）の内圧力と同程度の減圧雰囲気でワーク（Ｗ）が搬入されてくる。そして、高真空ポンプ（６）を作動させて、処理チャンバー（２）内を１０−６Ｐａオーダーの高真空状態に減圧する。このとき、オゾンガス導入路（１０）からオゾン濃度２０ｖｏｌ％（残り酸素）を、真空引き操作時に処理チャンバー（２）内が１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）程度の圧力を維持できるように、１００ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給する。
【００１１】
処理チャンバー（２）で処理されたワーク（Ｗ）は気密搬送路（５）を通って、Ｘ線光電分光装置のチャンバー（３）に送りこまれる。この処理チャンバー（２）からＸ線光電分光装置のチャンバー（３）ヘの移送時にも、両チャンバー（２）（３）の内圧をほぼ等しくしたのち、気密搬送路（５）に配置した開閉弁（８）を開弁させて、ワーク（Ｗ）を移動させる。
【００１２】
図２は、高真空状態でチャンバー（２）を密閉保持した状態での内圧の経時変化を示す。
図２から明らかなように、通常の真空引き操作の場合には、１０−５Ｐａオーダーの内圧が３０秒経過後には１０−３Ｐａオーダーまで内圧が上昇し、１２０秒後には１０−２Ｐａオーダーまで内圧が上昇している。これに対して、オゾン濃度８０ｖｏｌ％（残り酸素）のオゾンガスを流しながら真空引き操作をした場合には、６００秒経過後も内圧は１０−３Ｐａオーダーを維持している。
【００１３】
これは、オゾンガスを注入することで、チャンバー内壁面やワークの表面に吸着しているカーボン成分とオゾンガスとの反応でカーボン成分が気体化することになる。また、チャンバー内壁面やワークの表面にオゾンガスによる酸化層が形成され、酸化膜での隠蔽効果に加えて、その酸化層が粒界を塞ぐことから固体内からの気体放出がなくなり、圧力維持できるものと考えられられる。
【００１４】
そして、前記図２に示すものを圧力上昇で見ると、図３に示すようになる。この図３からわかるように、真空引き操作時にオゾンガスを注入した場合には、短に真空引き操作を行ったものに較べて圧力上昇が１／１３程度に低下している。
【００１５】
図４は、ＳＵＳ３１６Ｌのステンレス鋼でのＸ線光電子分光法で測定した結合エネルギー線図であり、図４Ａはオゾンガスを作用させない場合の結合エネルギー線図、図４Ｂは２１０分オゾンに曝した状態での結合エネルギー線図である。オゾンガスを作用させない状態では、２８０から２９０ｅＶの範囲にはカーボン成分のピークだけが見られるが、オゾン処理した場合には、Ｃ−Ｈ結合のピークとＣ−Ｏ結合のピークがみられ、その強度が低下している。この場合のオゾンガス濃度は２０ｖｏｌ％（残り酸素）であった。
【００１６】
図５は、Ａ６０６１のアルミニウム板での結合エネルギー線図であり、図５Ａはオゾンガスを作用させない場合の結合エネルギー線図、図５Ｂは１２０分オゾンに曝した状態での結合エネルギー線図である。オゾンガスを作用させない状態では、２８０から２９０ｅＶの範囲にはカーボン成分のピークだけが見られるが、オゾン処理した場合には、Ｃ−Ｈ結合のピークとＣ−Ｏ結合のピークがみられ、その強度が低下している。この場合のオゾンガス濃度は２０ｖｏｌ％（残り酸素）であった。
【００１７】
本発明では使用するオゾンガスの濃度にはとらわれないが、オゾン濃度２０ｖｏｌ％（残り酸素）から８０ｖｏｌ％（残り酸素）の濃縮オゾンガス好ましい。
【００１８】
また、上記の実施形態では、減圧操作時にオゾンガスを連続注入するもので説明したが、オゾンガスを注入して一定の内圧にした状態で一旦チャンバーを封じ切り、一定時間経過後さらに減圧操作して所定の真空状態にするようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明では、高真空を形成するにあたり、微量のオゾンガスを添加した状態で真空引き操作を行うようにしていることから、真空チャンバーの壁面やワークの表面に付着しているカーボン成分がオゾンガスと反応で気体化するとともに、オゾンガスとの反応で形成されて酸化層が粒界を塞ぐとともに、酸化膜での隠蔽効果により、固体内からの気体放出がなくなる。これにより高真空状態を維持することができる時間を長期化することができる。
【００２０】
また、チャンバー壁面やワーク表面からの放出ガスがなくなることから、真空系を大気に開放した後、所定の超高真空度に達するまでの立ち上げ時間を短縮することができるうえ、到達真空度を向上させることができ、良質の成膜を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】チャンバーを密閉保持した状態での内圧の経時変化を示すグラフである。
【図３】放出ガス速度の経時変化を示すグラフである。
【図４】ステンレス鋼での結合エネルギー線図である。
【図５】アルミニウム板での結合エネルギー線図である。
【符号の説明】
２…処理チャンバー、６…高真空ポンプ、１０…オゾンガス供給路、１１…流量調整器、１２…流路開閉弁、１３…オゾンガス供給源、１４…真空計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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