(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中で被処理基板に所定の処理を施す真空処理室と、
前記真空処理室内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、
前記真空処理室の下部に、その中央から偏った位置に設けられた排気口と、
前記排気口に接続され、前記真空処理室の前記載置台上方部分に形成される処理空間を前記載置台と前記真空処理室の側壁とで規定される排気路を通って前記排気口から排気する排気機構と、
前記真空処理室の周辺部の少なくとも前記排気口側および前記排気口と反対側との２箇所に設けられた複数の圧力計と、
前記排気機構によって前記処理空間を排気する際に、前記複数の圧力計の測定値が略均等になるように前記排気路の開口分布を調整する開口調整部材と
を具備し、
前記開口調整部材は、前記載置台と前記真空処理室の側壁との間に、前記載置台に形成された溝に嵌め込まれた状態で前記排気路の前記排気口側とその反対側とに水平移動可能に設けられ、その移動により前記排気路の前記排気口側の開口とその反対側の開口とを調整し、それにより前記排気路の開口分布を調整することを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
真空中で被処理基板に所定の処理を施す真空処理室と、
前記真空処理室内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、
前記真空処理室の下部にその中央から偏った位置に設けられた排気口と、
前記排気口に接続され、前記真空処理室の前記載置台上方部分に形成される処理空間を前記載置台と前記真空処理室の側壁とで規定される排気路を通って前記排気口から排気する排気機構と、
前記真空処理室の周辺部の少なくとも前記排気口側および前記排気口と反対側との２箇所に設けられた複数の圧力計と、
前記載置台の周辺における前記排気路の開口分布を調整可能な開口調整部材と、
前記開口調整部材を駆動する駆動機構と、
前記排気機構によって前記処理空間を排気する際に、前記複数の圧力計の測定値に応じて前記駆動機構を制御する制御手段と
を具備し、
前記開口調整部材は、前記載置台と前記真空処理室の側壁との間に、前記載置台に形成された溝に嵌め込まれた状態で前記排気路の前記排気口側とその反対側とに水平移動可能に設けられ、その移動により前記排気路の前記排気口側の開口とその反対側の開口とを調整し、それにより前記排気路の開口分布を調整することを特徴とする真空処理装置。
【請求項３】
真空処理室と、前記真空処理室内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、前記真空処理室の下部にその中央から偏った位置に設けられた排気口と、前記排気口に接続され、前記真空処理室の前記載置台上方部分に形成される処理空間を前記載置台と前記真空処理室の側壁とで規定される排気路を通って前記排気口から排気して真空処理を行う真空処理装置を用いて被処理基板に真空処理を施す方法であって、
前記載置台の周辺における前記排気路の開口分布を調整可能な開口調整部材として、前記載置台と前記真空処理室の側壁との間に前記載置台に形成された溝に嵌め込まれた状態で水平移動可能に設けられ、その移動により前記排気路の開口分布を調整するものを設け、
少なくとも前記排気口側および前記排気口と反対側の２箇所に圧力計を設け、
前記載置台上に被処理基板を載置し、前記処理空間を排気しつつ、前記圧力計により前記処理空間の少なくとも前記排気口側および前記排気口と反対側で圧力を測定し、少なくとも前記排気口側および前記排気口と反対側での圧力が略均等になるように、前記開口調整部材を前記排気路の前記排気口側とその反対側とで移動させて前記排気路の前記排気口側の開口とその反対側の開口とを調整することにより前記排気路の開口分布を調整して、前記被処理基板に真空処理を施すことを特徴とする真空処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理基板に対して真空処理を行う真空処理装置および真空処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体や液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程においては、半導体ウエハやガラス基板等の被処理基板に対して、ドライエッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等の種々の真空処理が施される。
【０００３】
図６は、半導体ウエハＷを被処理基板として真空処理を行う真空処理装置の概略的な断面図である。図６に示すように、真空処理装置は、気密に構成された真空処理室１０１と、この真空処理室１０１の底部から立設され、その上に半導体ウエハＷが載置される載置台１０２とを具備しており、また、真空処理室１０１には排気口１０３が設けられており、この排気口１０３には真空処理室１０１内のガスを排除するために真空ポンプ等の排気機構１０４が接続されている。このような構成において、装置構造上の都合、フットプリントおよび装置価格の観点から、排気口１０３は載置台１０２上に載置された半導体ウエハＷ中心に対して非対称に、例えば図６に示すように真空処理室１０１下方の片側一箇所に設けられる。
【０００４】
ところが、このように半導体ウエハＷ中心に対して非対称に排気口１０３が設けられた真空処理装置では、真空処理室１０１内の排気口１０３までの距離が近い部分Ｂと、排気口１０３までの距離が遠い部分Ｃとで、ガスの流れ方が変化してしまう。具体的には、部分Ｂの方が部分Ｃよりもガスの流れが速くなり、部分Ｃの方が部分Ｂよりもガスの圧力が高くなる。
【０００５】
このようなガスの流れや圧力の不均一性は、少なからずプロセスに悪影響を与えているものと考えられ、特にガスを多量に流すプロセスほどその悪影響は顕著になるものと考えられる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、真空処理室を排気する際のガスの流れや圧力を均一にすることができ、被処理基板に面内均一性の高い真空処理を施すことができる真空処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、真空中で被処理基板に所定の処理を施す真空処理室と、前記真空処理室内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、前記真空処理室の下部に、その中央から偏った位置に設けられた排気口と、前記排気口に接続され、前記真空処理室の前記載置台上方部分に形成される処理空間を前記載置台と前記真空処理室の側壁とで規定される排気路を通って前記排気口から排気する排気機構と、前記真空処理室の周辺部の少なくとも前記排気口側および前記排気口と反対側との２箇所に設けられた複数の圧力計と、前記排気機構によって前記処理空間を排気する際に、前記複数の圧力計の測定値が略均等になるように前記排気路の開口分布を調整する開口調整部材とを具備し、前記開口調整部材は、前記載置台と前記真空処理室の側壁との間に、前記載置台に形成された溝に嵌め込まれた状態で前記排気路の前記排気口側とその反対側とに水平移動可能に設けられ、その移動により前記排気路の前記排気口側の開口とその反対側の開口とを調整し、それにより前記排気路の開口分布を調整することを特徴とする真空処理装置を提供する。
【０００８】
上記本発明の第１の観点によれば、前記処理空間の周辺部に複数の圧力計を設け、前記排気機構によって前記処理空間を排気する際に、これら圧力計の測定値が均等になるように開口調整部材によって前記排気路の開口分布を調整するので、前記真空処理室の下部に偏在した排気口から排気する方式でありながら、前記処理空間の周辺部における圧力が均等な状態を維持しつつ排気を行うことができる。したがって、真空処理室内のガスの流れや圧力を均一にして被処理基板に面内均一性の高い真空処理を施すことが可能となる。
【０００９】
さらに、本発明の第２の観点では、真空中で被処理基板に所定の処理を施す真空処理室と、前記真空処理室内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、前記真空処理室の下部にその中央から偏った位置に設けられた排気口と、前記排気口に接続され、前記真空処理室の前記載置台上方部分に形成される処理空間を前記載置台と前記真空処理室の側壁とで規定される排気路を通って前記排気口から排気する排気機構と、前記真空処理室の周辺部の少なくとも前記排気口側および前記排気口と反対側との２箇所に設けられた複数の圧力計と、前記載置台の周辺における前記排気路の開口分布を調整可能な開口調整部材と、前記開口調整部材を駆動する駆動機構と、前記排気機構によって前記処理空間を排気する際に、前記複数の圧力計の測定値に応じて前記駆動機構を制御する制御手段とを具備し、前記開口調整部材は、前記載置台と前記真空処理室の側壁との間に、前記載置台に形成された溝に嵌め込まれた状態で前記排気路の前記排気口側とその反対側とに水平移動可能に設けられ、その移動により前記排気路の前記排気口側の開口とその反対側の開口とを調整し、それにより前記排気路の開口分布を調整することを特徴とする真空処理装置を提供する。
【００１０】
上記本発明の第２の観点によれば、前記処理空間の周辺部に複数の圧力計を設け、前記排気機構で前記処理空間を排気する際に、前記複数の圧力計の測定値に応じて、開口調整部材を駆動する駆動機構を制御手段で制御するので、前記圧力計の測定値に応じて前記排気路の開口分布をリアルタイムで制御することができ、これにより真空処理室内のガスの流れや圧力を均一にして被処理基板に面内均一性の高い真空処理を施すことが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の第３の観点では、真空処理室と、前記真空処理室内に設けられ、被処理基板が載置される載置台と、前記真空処理室の下部にその中央から偏った位置に設けられた排気口と、前記排気口に接続され、前記真空処理室の前記載置台上方部分に形成される処理空間を前記載置台と前記真空処理室の側壁とで規定される排気路を通って前記排気口から排気して真空処理を行う真空処理装置を用いて被処理基板に真空処理を施す方法であって、前記載置台の周辺における前記排気路の開口分布を調整可能な開口調整部材として、前記載置台と前記真空処理室の側壁との間に前記載置台に形成された溝に嵌め込まれた状態で水平移動可能に設けられ、その移動により前記排気路の開口分布を調整するものを設け、少なくとも前記排気口側および前記排気口と反対側の２箇所に圧力計を設け、前記載置台上に被処理基板を載置し、前記処理空間を排気しつつ、前記圧力計により前記処理空間の少なくとも前記排気口側および前記排気口と反対側で圧力を測定し、少なくとも前記排気口側および前記排気口と反対側での圧力が略均等になるように、前記開口調整部材を前記排気路の前記排気口側とその反対側とで移動させて前記排気路の前記排気口側の開口とその反対側の開口とを調整することにより前記排気路の開口分布を調整して、前記被処理基板に真空処理を施すことを特徴とする真空処理方法を提供する。
【００１３】
上記本発明の第３の観点によれば、前記処理空間を排気しつつ前記処理空間の周辺部の複数箇所で圧力を測定し、前記複数箇所での圧力が略均等になるように前記排気路の開口分布を調整するので、真空処理室内のガスの流れや圧力を均一にして被処理基板に面内均一性の高い真空処理を施すことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る真空処理装置が適用されたプラズマエッチング装置の概略断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面矢視図、図３の（ａ）および（ｂ）はこのプラズマエッチング装置における載置台の断面図である。
【００１５】
図１に示すように、このプラズマエッチング装置は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなり円筒状をなす真空処理室１と、この真空処理室１の底部から立設され、ウエハＷが載置される略円柱状の載置台２とを有している。真空処理室１内の載置台２上方には処理空間２０が形成されており、この処理空間２０下方の載置台２周辺には、載置台２と真空処理室１の側壁とで規定される排気路２１が形成されている。また、真空処理容器１の下部には、その中央から偏った位置に排気口４が設けられており、この排気口４には排気管５を介して真空ポンプ等の排気機構６が接続されている。したがって、排気路２１は、その上部で処理空間２０と連通しており、その下部で排気口４を介して排気管５と連通している。一方、載置台２には高周波電源１０が接続されており、これにより載置台２は下部電極として機能する。
【００１６】
図２および図３に示すように、上記載置台２の上部にはその周囲の全周にわたって溝２ａが水平に形成されており、この溝２ａには、円環状のバッフル板（開口調整部材）３が嵌め込まれている。このバッフル板３は、駆動機構７で駆動することによって、真空処理室１の排気口４側と排気口４の反対側とに水平移動可能となっている。例えば、バッフル板３を排気口４の方向に移動させた場合、載置台２の周辺における排気路２１の開口分布は、排気口４側で小さくなるとともに排気口４の反対側で大きくなる。図３の（ａ）にはバッフル板３を中心位置とした状態を示し、図３の（ｂ）にはバッフル板３を排気口４側に移動させた状態を示す。このようにして排気路２１の開口分布を変化させることにより、排気口４側とこれと反対側とのそれぞれの排気コンダクタンスを変化させることができ、これにより処理空間２０内の圧力分布を調整することができる。例えば、図３（ｂ）に示すようにバッフル板３を移動させた場合には、排気口４側の排気コンダクタンスを減少させてその部分の圧力を増大させるとともに、排気口４と反対側の排気コンダクタンスを増大させてその部分の圧力を減少させることができる。また、このようなバッフル板３を上下に貫通する孔部を設けてもよい。
【００１７】
真空処理室１の上部には、処理空間２０を挟んで載置台２と対向するように上部電極としてのシャワーヘッド１１が設けられている。このシャワーヘッド１１の下部は載置台２と平行に形成されており、その載置台２と対向する部分には複数のガス吐出孔１２が設けられている。また、シャワーヘッド１１の上部にはガス導入口１３が形成されており、このガス導入口１３には、エッチングガスとして例えばＣＦ４ガス等のハロゲン含有ガスやＨ２ガス等を導入するためのガス供給機構１４が接続され、これら処理ガスがガス導入口１３を経てシャワーヘッド１１の内部に至り、ガス吐出孔１２から真空処理室１内に吐出される。
【００１８】
また、このプラズマエッチング装置は、上述したように載置台２の上方に形成された処理空間２０周辺部の排気口４側およびこれと反対側の圧力を測定するための圧力計８および９を有しており、これらにより排気機構６によって処理空間２０を減圧する際に、排気口４側およびこれと反対側の圧力を個別に測定可能となっている。
【００１９】
以上のような構成のプラズマエッチング装置でウエハＷのエッチングを行う際には、まず、図示しないゲートバルブを開にしてウエハＷを真空処理室１内に搬入し、載置台２上に載置する。次いで、ガス供給機構１４から処理ガスの供給を開始してシャワーヘッド１１から真空処理室１内に処理ガスを供給するとともに、排気機構４を駆動して真空処理室１内を減圧する。この減圧時に、圧力計８および９により処理空間２０周辺部の排気口４側およびこれと反対側における圧力を測定しつつ、圧力計８および９の測定値が略均等となるように、駆動機構７によりバッフル板３を中央から移動させて排気路２１の開口分布を調整する。このようにバッフル板３を所定の位置に移動させて排気路２１の開口分布を調整するとともに真空処理室１内を所定の真空度に減圧した後、高周波電源１０から載置台２に高周波電力を供給して処理空間２０内に処理ガスのプラズマを発生させ、このプラズマによりウエハＷ上に形成された所定の膜をエッチングする。
【００２０】
上記のプロセスにおいて、従来の装置では、真空処理室１内を減圧する際に処理空間２０の排気口４側がこれと反対側よりも低圧になるという問題があった。これは、排気口４側の排気コンダクタンスがこれと反対側の排気コンダクタンスよりも大きいためである。これに対して本実施形態では、減圧時に圧力計８および９により処理空間２０周辺部の排気口４側およびこれと反対側の圧力を測定し、これらの測定値が略均等となるようにバッフル板３を移動させて排気路２１の開口分布を調整してからウエハＷの処理を行うので、真空処理室１内のガスの流れや圧力を均一にしてウエハＷに面内均一性の高い処理を施すことができる。このような効果は、特に、ガス供給機構１４からのガス供給量が多く真空処理室１内を流れるガスの量が多く、排気口４側で圧力が低くなりやすい場合に有効に発揮される。
【００２１】
また、ガス供給機構１４からのガス供給量等のプロセス条件が同一の場合には、圧力計８および９の測定値を略均等とするバッフル板３の位置は同じであると考えられる。したがって、ある装置で所定のプロセス条件の下で決定されたバッフル板３の位置データに基づいて、同じプロセスを行う他の装置のバッフル板３の位置を決定することも有効である。
【００２２】
さらに、上記のプロセスでは、バッフル板３を圧力計８および９の測定値が略均等となる位置に配置してからウエハＷの処理を行ったが、例えば図４に示すように、圧力計８および９の測定値に応じて駆動機構７をリアルタイムで制御する制御手段１５を設け、排気機構６による減圧時に圧力計８および９の測定値が略均等となるようにバッフル板３の位置をリアルタイムで制御するようにしてもよい。
【００２３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られず、種々変更が可能である。例えば、上記実施形態ではバッフル板３を水平移動することによって排気路２１の開口分布を調節するようにしたが、図５の（ａ）〜（ｄ）に示すように、孔部２３を複数設けたバッフル板３′を用い、このバッフル板３′の下面側に孔部２３のそれぞれと連通可能な孔部２５が形成された部材２４を配置し、この部材２４を水平移動させて孔部２３および孔部２５の位置関係を調節することにより孔部２３のそれぞれを開閉又は開度制御するようにしてもよい。図５の（ａ）および（ｂ）は孔部２５と孔部２３とを連通させて孔部２３を全開にした状態の上面図および縦断面図であり、図５の（ｃ）および（ｄ）は孔部２３を孔部２５からずれた位置として孔部２３を半開にした状態の上面図および縦断面図である。また、孔部ではなくスリットを設けて、孔部の場合と同様に開閉又は開度制御するようにしてもよい。また、上記実施形態では本発明をプラズマエッチング装置に適用した場合を示したが、本発明はスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等の種々の真空処理装置に適用することができる。さらに、被処理基板はウエハＷに限られず、例えばＬＣＤ用のガラス基板であってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、前記処理空間の周辺部に複数の圧力計を設け、前記排気機構によって前記処理空間を排気する際に、これら圧力計の測定値が均等になるように開口調整部材によって前記排気路の開口分布を調整するので、前記真空処理室の下部に偏在した排気口から排気する方式でありながら、前記処理空間の周辺部における圧力が均等な状態を維持しつつ排気を行うことができる。したがって、真空処理室内のガスの流れや圧力を均一にして被処理基板に面内均一性の高い真空処理を施すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプラズマエッチング装置の断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１における載置台およびバッフル板の説明図。
【図４】駆動機構をリアルタイムで制御する制御手段を設けたプラズマエッチング装置の断面図。
【図５】本発明の変形例におけるバッフル板の一部を示す図面。
【図６】従来の真空処理装置の一例を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
１；真空処理室
２；載置台
２ａ；溝
３；バッフル板
４；排気口
５；排気管
６；排気機構
７；駆動機構
８，９；圧力計
１０；高周波電源
１１；シャワーヘッド
１２；ガス吐出孔
１３；ガス導入口
１４；ガス供給機構
１５；制御手段
２０；処理空間
２１；排気路
１０１；真空処理室
１０２；載置台
１０３；排気口
１０４；排気機構
Ｗ；半導体ウエハ
【図１】
0004731760.tif 000002
【図２】
0004731760.tif 000003
【図３】
0004731760.tif 000004
【図４】
0004731760.tif 000005
【図５】
0004731760.tif 000006
【図６】
0004731760.tif 000007