JP5944883B2 - 粒子逆流防止部材及び基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒子逆流防止部材及び基板処理装置に関する。

排気装置が接続された処理容器を備えた基板処理装置において、パーティクル（粒子）が排気装置から処理容器内に逆流（反跳）することがある。

そのため、例えば、特許文献１には、処理容器と排気装置との間に遮蔽装置を設けることにより、パーティクルが処理容器内へ進入することを防ぐ技術が知られている。

特開２００８−２４０７０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、パーティクルの処理容器内への進入防止と排気効率の維持とを両立することが困難である。

そこで、本発明の一つの案では、排気効率を維持しながら、パーティクルの処理容器内への進入を防止することができる粒子逆流防止部材を提供することを課題とする。

一つの案では、処理容器と排気装置とを連通する排気管の内部に配置される粒子逆流防止部材であって、
第１の板状部材と、
開口部を有し、前記第１の板状部材に対して第１の間隙を有して前記排気装置側に配置される第２の板状部材と、
前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを接続する棒状部材と、
を有し、
前記開口部は、平面視で前記第１の板状部材により覆われている、
粒子逆流防止部材が提供される。

一態様によれば、排気効率を維持しながら、パーティクルの処理容器内への進入を防止することができる粒子逆流防止部材を提供できる。

一実施形態に係る基板処理装置の全体構成図である。 一実施形態に係る基板処理装置の排気管近傍を拡大した図である。 第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材の概略図である。 第２の実施形態に係る基板処理装置の排気管近傍を拡大した図である。 第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材の概略図である。 ウエハ上に堆積したパーティクルの個数と粒径との関係の一例を示す図である。 比較例１に係るウエハ上に堆積したパーティクルと排気路との位置関係を説明するための概略図である。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

［基板処理装置１の全体構成］
先ず、本発明の一実施形態に係る粒子逆流防止部材２００が配置される基板処理装置１の全体構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態に係る基板処理装置１の全体構成を示している。図２は、一実施形態に係る基板処理装置１の排気管２６近傍を拡大した部分を示している。なお、図２に関する説明では、図中上方を「上側」と称し、図中下方を「下側」と称する。

図１に示した基板処理装置１は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）型の基板処理装置１として構成されている。基板処理装置１は、例えば、アルミニウム又はステンレス等の金属製の円筒型チャンバ（処理容器１０）を有しており、処理容器１０は接地されている。処理容器１０内では、被処理体にエッチング処理等のプラズマ処理が施される。

処理容器１０内には、基板としての半導体ウエハ(以下、ウエハＷと称呼する)を載置する載置台１２が設けられている。載置台１２は、例えば、アルミニウムからなり、絶縁性の筒状保持部１４を介して処理容器１０の底から垂直上方に延びる筒状支持部１６に支持されている。筒状保持部１４の上面には、載置台１２の上面を環状に囲む、例えば、石英からなるフォーカスリング１８が配置されている。

処理容器１０の内側壁と筒状支持部１６の外側壁との間には排気路２０が形成されている。排気路２０には環状のバッフル板２２が取り付けられている。排気路２０は、排気管２６を介して排気装置２８に接続されている。即ち、排気管２６は、処理容器１０と排気装置２８とを連通する。

排気管２６は、図２に示すように、フランジ部２６ａを有する。また、フランジ部２６ａは、内径Ａの開口部２９を有する。このフランジ部２６ａと排気装置２８との間には、例えば、自動圧力制御（ＡＰＣ：Auto Pressure Controller）バルブ等の圧力調整バルブ２７が設けられている。圧力調整バルブ２７は、開口部２９に連通して設けられ、排気装置２８による実行排気速度を制御する。

フランジ部２６ａの内径は、圧力調整バルブ２７との接合部（開口部２９の形成領域）において、他の部分と比較して小さくなっており、開口部２９が形成されている。

また、フランジ部２６ａの開口部２９を形成する底面上には、保護網２０４が配置されていても良い。保護網２０４は、メンテナンス等に用いられるネジ等が排気装置２８内に進入（落下）するのを防止する。保護網２０４の直径は、フランジ部２６ａの開口部２９の内径Ａよりも大きく設定される。

フランジ部２６ａの内側には、後述する本実施形態に係る粒子逆流防止部材２００が配置されている。粒子逆流防止部材２００は、例えば、保護網２０４上に配置されている。なお、保護網２０４が配置されていない場合には、粒子逆流防止部材２００は、フランジ部２６ａの内側に保護網２０４を介さずに配置されていても良い。

排気装置２８は、例えば、ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo-Molecular Pump）等の高速回転する回転翼２８ｃを有する排気ポンプを用いることができる。

以下、排気装置２８として、ＴＭＰを用いた場合の構成について説明する。

ＴＭＰは、図２に示すように、回転軸２８ａ、本体２８ｂ、回転翼２８ｃ及び静止翼２８ｄを備える。

回転軸２８ａは、図２の上下方向に沿って配置され、回転翼２８ｃの回転に関する中心軸である。

本体２８ｂは、円筒状の筐体であり、回転軸２８ａ、回転翼２８ｃ及び静止翼２８ｄを収容する。

回転翼２８ｃは、回転軸２８ａから直角に突出する複数のブレード状の翼である。複数の回転翼２８ｃは、回転軸２８ａの外周面の同一円周上において等間隔に配置され、且つ回転軸２８ａから放射状に突出して回転翼群を形成する。

静止翼２８ｄは、本体２８ｂの内周面から回転軸２８ａに向けて突出する複数のブレード状の翼である。複数の静止翼２８ｄは、本体２８ｂの内周面の同一円周上において等間隔に配置され、且つ回転軸２８ａに向けて突出して静止翼群を形成する。回転翼２８ｃ群と静止翼２８ｄ群とは、交互に配置される。即ち、各静止翼２８ｄ群は隣接する２つの回転翼２８ｃ群の間に配置される。

また、最上の回転翼群が最上の静止翼群より上側に配置される。即ち、最上の回転翼群が最上の静止翼群より処理容器１０側に配置される。

上述したようなＴＭＰを用いた場合では、回転翼２８ｃを回転軸２８ａを中心に高速回転させることにより、ＴＭＰ上側のガスをＴＭＰの下側に高速排気する。

処理容器１０の側壁には、ウエハＷの搬入時又は搬出時に開閉するゲートバルブ３０が取り付けられている。

載置台１２には、給電棒３６及び整合器３４を介してプラズマ生成用の高周波電源３２が接続されている。高周波電源３２は、例えば、６０ＭＨｚの高周波電力を載置台１２に供給する。このようにして載置台１２は、下部電極としても機能する。

処理容器１０の天井部には、シャワーヘッド３８が接地電位の上部電極として設けられている。高周波電源３２からのプラズマ生成用の高周波電力は、載置台１２とシャワーヘッド３８との間に容量的に供給される。

載置台１２の上面には、ウエハＷを静電吸着力で保持するための静電チャック４０が設けられている。静電チャック４０は、導電膜からなるシート状のチャック電極４０ａを一対の誘電部材である誘電層部４０ｂ、４０ｃの間に挟み込んだものである。

直流電圧源４２は、スイッチ４３を介してチャック電極４０ａに接続されている。静電チャック４０は、直流電圧源４２から電圧をオンされることにより、クーロン力でウエハＷをチャック上に吸着保持する。

また、チャック電極４０ａへの電圧をオフする場合にはスイッチ４３によって接地部４４へ接続された状態となっている。以下、チャック電極４０ａへの電圧のオフはチャック電極４０ａが接地された状態を意味する。

伝熱ガス供給源５２は、ＨｅガスやＡｒガス等の伝熱ガスをガス供給ライン５４に通して静電チャック４０上のウエハＷの裏面に供給する。

天井部のシャワーヘッド３８は、多数のガス通気孔５６ａを有する電極板５６と、電極板５６を着脱可能に支持する電極支持体５８とを有する。電極支持体５８の内部には、バッファ室６０が設けられている。バッファ室６０のガス導入口６０ａには、ガス供給配管６４を介してガス供給源６２が連結されている。係る構成により、シャワーヘッド３８から処理容器１０内に所望のガスが供給される。

載置台１２の内部には、外部の図示しない搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを昇降させる支持ピン８１が複数（例えば３本）設けられている。複数の支持ピン８１は、連結部材８２を介して伝えられるモータ８４の動力により上下動する。処理容器１０の外部へ向けて貫通する支持ピン８１の貫通孔には、底部ベローズ８３が設けられ、処理容器１０内の真空側と大気側との間の気密を保持する。

処理容器１０の周囲には、環状又は同心状に延在する磁石６６が上下２段に配置されている。処理容器１０内において、シャワーヘッド３８と載置台１２との間のプラズマ生成空間には、高周波電源３２により鉛直方向のＲＦ電界が形成され、高周波の放電により、載置台１２の表面近傍に高密度のプラズマが生成される。

載置台１２の内部には、冷媒管７０が設けられている。冷媒管７０には、配管７２、７３を介してチラーユニット７１から所定温度の冷媒が循環供給される。また、静電チャック４０の内部には、ヒータ７５が埋設されている。また、チラーユニット７１による冷却とヒータ７５による加熱によって静電チャック４０上のウエハＷの処理温度は所望の温度に調整される。

制御装置１００は、基板処理装置１に取り付けられた各部、例えば、ガス供給源６２、ヒータ７５、直流電圧源４２、スイッチ４３、整合器３４、高周波電源３２、伝熱ガス供給源５２、モータ８４、チラーユニット７１を制御する。また、制御装置１００は、図示しないホストコンピュータ等とも接続されている。

制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。ＣＰＵは、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶領域に格納された各種のレシピに従ってプラズマ処理を実行する。

レシピにはプロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、処理容器１０内温度（上部電極温度、処理容器１０の側壁温度、ＥＳＣ温度等）、圧力（ガスの排気）、高周波電力や電圧、各種プロセスガス流量、伝熱ガス流量等が記載されている。

係る構成の基板処理装置１において、エッチング等の基板処理を行なうには、先ず、ゲートバルブ３０を開口して搬送アーム上に保持されたウエハＷを処理容器１０内に搬入する。次に、静電チャック４０の表面から突出した支持ピン８１により搬送アームからウエハＷが持ち上げられ、支持ピン８１上にウエハＷが保持される。

次いで、搬送アームが処理容器１０外へ出た後に、支持ピン８１が静電チャック４０内に下ろされることでウエハＷが静電チャック４０上に載置される。

ウエハＷ搬入後、ゲートバルブ３０が閉じられ、ガス供給源６２からエッチングガスを所定の流量で処理容器１０内に導入し、圧力調整バルブ２７及び排気装置２８により処理容器１０内の圧力を設定値に減圧する。さらに、高周波電源３２から所定のパワーの高周波電力を載置台１２に供給する。

また、直流電圧源４２から電圧を静電チャック４０のチャック電極４０ａにオンして、ウエハＷを静電チャック４０上に固定する。また、静電吸着されたウエハＷの裏面に伝熱ガスを供給する。

シャワーヘッド３８からシャワー状に導入されたエッチングガスは、高周波電源３２からの高周波電力によりプラズマ化され、これにより、上部電極（シャワーヘッド３８）と下部電極（載置台１２）との間のプラズマ生成空間にてプラズマが生成される。生成されたプラズマ中のラジカルやイオンによってウエハＷの主面がエッチングされる。

プラズマエッチング終了後、静電チャック４０からウエハＷを離脱させる際には、伝熱ガスの供給をオフし、不活性ガスを処理容器１０内へ導入し処理容器１０内を所定の圧力に維持する。この状態で、プラズマ処理中にチャック電極４０ａへオンしていた電圧とは正負が逆の電圧を、チャック電極４０ａへオンした後に電圧をオフする。この処理により静電チャック４０及びウエハＷに存在する電荷を除電する除電処理が行われる。

その状態で、支持ピン８１を上昇させてウエハＷを静電チャック４０から持ち上げ、ウエハＷを静電チャック４０から離脱させる。ゲートバルブ３０を開口して搬送アームが処理容器１０内に搬入された後、支持ピン８１が下げられウエハＷが搬送アーム上に保持される。次いで、その搬送アームが処理容器１０外へ出て、次のウエハＷが搬送アームにより処理容器１０内へ搬入される。この処理を繰り返すことで連続してウエハＷが処理される。

［第１の実施形態]
次に、第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ａについて図２及び図３を参照しながら説明する。

図３（Ａ）及び（Ｂ）は、各々、第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ａの斜視図及び平面図を示している。

図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ａは、第１の板状部材２０１と、開口部２０２ｈを有し、第１の板状部材２０１に対して第１の間隙Ｌ１を有して排気装置２８側に配置される（図２参照）第２の板状部材２０２と、を有する。

また、図３（Ｂ）に示すように、第２の板状部材２０２の開口部２０２ｈは、平面視で第１の板状部材２０１により覆われている。

なお、「平面視」とは、第１の板状部材２０１の処理容器１０側の面に対して垂直な方向（図２の上側）から粒子逆流防止部材２００ａを視ることを指す。

第１の板状部材２０１及び第２の板状部材２０２は、耐熱性を有し、且つプラズマや酸に対する耐腐食性を有している材料で形成されることが好ましい。また、第１の板状部材２０１及び第２の板状部材２０２は、薄板で用いても十分な剛性がある、溶接が容易に行える、アーキングが発生しにくい等の特性を有している材料で形成されることが好ましい。

第１の板状部材２０１及び第２の板状部材２０２の具体的な材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム等の金属又はセラミックス等が挙げられる。

また、上述の材料にニッケルとフッ素を含有するコーティング剤でコーティングすることが好ましい。これにより、耐熱性、プラズマや酸に対する耐腐食性及び剛性が更に向上し、処理容器１０内で発生する副生成物の付着や堆積を防止することができる。

なお、第１の板状部材２０１と第２の板状部材２０２とは、同じ材料で形成されていても良く、異なる材料で形成されていても良い。

第１の板状部材２０１としては、例えば、平面視で円形状である円板状部材を用いることができるが、本発明はこの点において限定されず、粒子逆流防止部材２００ａが配置される場所の形状等に応じて選択することができ、例えば、平面視で矩形状又は楕円形状である板状部材等を用いても良い。

第２の板状部材２０２としては、例えば、平面視で円形状の開口部２０２ｈを有する環状部材を用いることができるが、これに限定されない。第２の板状部材２０２としては、粒子逆流防止部材２００ａが配置される場所の形状に応じて選択することができ、例えば、平面視で矩形状である板状部材等を用いることができる。

また、第２の板状部材２０２は、１つの開口部２０２ｈが形成される構成であっても良いし、複数の開口部２０２ｈが形成される構成であっても良い。複数の開口部２０２ｈが形成される場合には、全ての開口部２０２ｈが、平面視で第１の板状部材２０１で覆われる。

さらに、第２の板状部材２０２の開口部２０２ｈの形状は、図３（Ａ）及び（Ｂ）においては円形状のものを例示したが、本発明はこの点において限定されず、矩形状又は楕円形であっても良い。

前述したように、第２の板状部材２０２の開口部２０２ｈは、平面視で第１の板状部材２０１により覆われている。即ち、第２の板状部材２０２の開口部２０２ｈの直径ｄは、第１の板状部材２０１の直径Ｄよりも小さくなるように設定される。

さらに、第２の板状部材２０２の開口部２０２ｈの直径ｄと第１の板状部材２０１の直径Ｄとは、以下の関係式（１）を満たす範囲内に設定されることが好ましい。

１≦Ｄ／ｄ≦１．３８・・・式（１）
また、図２に示すように、第２の板状部材２０２の開口部２０２ｈの直径ｄと第１の間隙Ｌ１とは、以下の関係式（２）を満たす範囲内に設定されることが好ましい。

０．４９≦Ｌ１／ｄ≦０．７４・・・式（２）
式（１）及び／又は式（２）の関係を満たす粒子逆流防止部材２００ａを使用することにより、排気装置２８による基板処理装置１の排気効率を低下することなく、パーティクルの処理容器１０内への進入を抑制することができる。

また、第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ａは、例えば、第１の板状部材２０１の第２の板状部材２０２とは平行に設けられている。そして、粒子逆流防止部材２００ａは、例えば第１の板状部材２０１の第２の板状部材２０２と対向する面から、第２の板状部材２０２の第１の板状部材２０１と対向する面へと、第１の板状部材２０１に対して垂直に延在する棒状部材２０３を有する。棒状部材２０３は、第１の板状部材２０１と第２の板状部材２０２とを接続し、第２の板状部材２０２がフランジ部２６ａ上に載置された場合に、第１の板状部材２０１を支持する役割を果たす。

棒状部材２０３は、所定の長さを有する構成であっても良く、伸長可能な構成であっても良い。粒子逆流防止部材２００ａの設置による、排気効率の変化の程度、及びパーティクルの処理容器１０内への進入抑制効果は、棒状部材２０３の長さ（第１の間隙Ｌ１）、基板処理装置１の排気管２６の直径や長さ等にも依存する。しかしながら、棒状部材２０３が、伸長可能な構成とすることにより、種々の基板処理装置１に対応させることができる。

また、第１の板状部材２０１と第２の板状部材２０２とは、１つの棒状部材２０３で接続されていても良く、複数の棒状部材２０３で接続されていても良い。複数の棒状部材２０３で接続されている場合、粒子逆流防止部材２００ａの剛性を向上させることができる。

棒状部材２０３は、第１の板状部材２０１及び第２の板状部材２０２と同様に、耐熱性、プラズマや酸に対する耐腐食性を有しているものが好ましい。また、棒状部材２０３は、薄板で用いても十分な剛性がある、溶接が容易に行える、アーキングが発生しにくい等の特性を有している材料で形成されることが好ましい。

棒状部材２０３の具体的な材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム等の金属又はセラミックス等が挙げられる。また、上述の部材にニッケルとフッ素を含有するコーティング剤でコーティングしたものを用いても良い。これにより、耐熱性、プラズマや酸に対する耐腐食性及び剛性が更に向上し、処理容器１０内で発生する副生成物の付着や堆積を防止することができる。

第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ａを基板処理装置１に適用する場合、図２に示すように、保護網２０４上（又は保護網２０４が設けられない場合には、フランジ部２６ａの底面上）に配置される。この際、第２の板状部材２０２の第１の板状部材２０１と対向する面とは逆側の面が、保護網２０４に接するように配置される。即ち、第２の板状部材２０２は、第１の板状部材２０１に対して第１の間隙Ｌ１を有して排気装置２８側に配置される。

次に、第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ａの効果について図２を参照しながら説明する。なお、図２において、パーティクルＰの軌跡の一例を破線の矢印で示している。

図２に示すように、処理容器１０から排出されたパーティクルＰの一部は、排気装置２８に到達すると、高速回転する回転翼２８ｃに衝突して、処理容器１０側に向けて反跳することがある。その結果、反跳したパーティクルＰは、排気管２６を介して処理容器１０内に進入する。

しかしながら、第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ａが配置された基板処理装置１は、第２の板状部材２０２の開口部２０２ｈが、平面視で第１の板状部材２０１により覆われている。そのため、反跳して排気管２６へと進入したパーティクルＰは、第１の板状部材２０１（の下面）に当たって再反跳して、排気装置２８側（図２中下向き）へと下降する。即ち、粒子逆流防止部材２００ａは、排気装置２８の回転翼２８ｃによって反跳したパーティクルＰを排気装置２８に向けて反跳させることができる。

以上に説明したように、第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ａによれば、排気装置２８の回転翼２８ｃによって反跳したパーティクルＰの処理容器１０への進入を防止することができる。その結果、基板処理装置１内においてＲＩＥ処理が施されるウエハＷの表面にパーティクルＰが付着するのを防止することができ、配線短絡等を防止することができるので、基板処理の歩留まりが向上する。また、排気管２６の内壁へのパーティクルＰの付着頻度を低下することができるため、排気管２６の清掃頻度を少なくすることができる。

また、粒子逆流防止部材２００ａは、反跳したパーティクルＰだけではなく、排気装置２８の回転翼２８ｃから剥離し、処理容器１０方向へ飛散した付着物も、処理容器１０への進入を防止することができる。

また、粒子逆流防止部材２００ａにおいて、第１の板状部材２０１と第２の板状部材２０２とは、第１の間隙Ｌ１を有して配置されている。これにより、粒子逆流防止部材２００ａによる、排気装置２８による排気効率はほとんど低下しない。そのため、粒子逆流防止部材２００ａの設置による、基板処理プロセスへの影響はほとんどないという利点も有する。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂについて図４及び図５を参照しながら説明する。第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂは、第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ａの構成を含み、さらに、第２の板状部材２０２に対して排気装置２８側に配置され、第２の板状部材２０２を支持する支持部材２５０を有する点で異なる。

図４は、第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂが図１に示す基板処理装置１に配置されたときの、基板処理装置１の排気管２６近傍を拡大した図を示している。図５（Ａ）及び（Ｂ）は、各々、第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂの斜視図及び平面図を示している。なお、図４に関する説明では、図中上方を「上側」と称し、図中下方を「下側」と称する。

図４及び図５（Ａ）に示すように、第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂは、上段部材２１０、中段部材２２０、下段部材２３０を有し、この順で処理容器１０側（図４の上側）から配置される。

上段部材２１０は、第１の実施形態における粒子逆流防止部材２００ａと同様の構成を有している。

中段部材２２０及び下段部材２３０は、上段部材２１０を支持する支持部材２５０である。

以下、各々の部材について説明する。

上段部材２１０は、第１の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ａと同様の構成であるため、説明を省略する。なお、第２の実施形態における第１の板状部材２１１、開口部２１２ｈを有する第２の板状部材２１２、第１の棒状部材２１３は、各々、第１の実施形態における第１の板状部材２０１、開口部２０２ｈを有する第２の板状部材２０２、棒状部材２０３に対応する。また、第２の実施形態における開口部２１２ｈの直径ｄ１、第１の板状部材２１１の直径Ｄ１は、各々、第１の実施形態における開口部２０２ｈの直径ｄ、第１の板状部材２０１の直径Ｄに対応する。

中段部材２２０は、開口部を有する第３の板状部材２２１と、開口部を有し、第３の板状部材２２１に対して所定の間隙を有して排気装置２８側に配置される第４の板状部材２２２とを有する。また、中段部材２２０は、第３の板状部材２２１と第４の板状部材２２２とを接続する第２の棒状部材２２３を有する。

第３の板状部材２２１、第４の板状部材２２２及び第２の棒状部材２２３としては、上段部材２１０を構成する部材と同様の材料を用いることができる。なお、これらの部材は、同じ材料で形成されていても良く、異なる材料で形成されていても良い。

第３の板状部材２２１としては、例えば、平面視で円形状の開口部を有する環状部材を用いることができるが、これに限定されない。第３の板状部材２２１としては、粒子逆流防止部材２００ｂが配置される場所の形状に応じて選択することができ、例えば、平面視で矩形状である板状部材等を用いることができる。

第４の板状部材２２２としては、例えば、平面視で円形状の開口部を有する環状部材を用いることができるが、これに限定されない。第４の板状部材２２２としては、粒子逆流防止部材２００ｂが配置される場所の形状に応じて選択することができ、例えば、平面視で矩形状である板状部材等を用いることができる。

また、第３の板状部材２２１及び第４の板状部材２２２の開口部の直径は、開口部２１２ｈよりも大きいことが好ましい。

第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂは、例えば、第３の板状部材２２１の第４の板状部材２２２と対向する面から、第４の板状部材２２２の第３の板状部材２２１と対向する面へと、第３の板状部材２２１に対して垂直に延在する第２の棒状部材２２３を有する。第２の棒状部材２２３は、第３の板状部材２２１と第４の板状部材２２２とを接続するように設けられる。

下段部材２３０は、開口部を有する第５の板状部材２３１と、開口部を有し、第５の板状部材２３１に対して所定の間隙を有して排気装置２８側に配置される第６の板状部材２３２とを有する。また、下段部材２３０は、第５の板状部材２３１と第６の板状部材２３２とを接続する第３の棒状部材２３３を有する。

下段部材２３０の構成としては、中段部材２２０と同様の構成を用いることができるが、これに限定されず、中段部材を構成する板状部材と下段部材を構成する板状部材とは、異なる形状、部材で構成されていても良い。

第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂと基板処理装置１に適用する場合、図４に示すように、保護網２０４上（又は保護網２０４が設けられない場合には、フランジ部２６ａの底面上）に配置される。この際、第６の板状部材２３２の第５の板状部材２３１と対向する面とは逆側の面が、保護網２０４に接するように配置される。

次に、第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂの効果について図４を参照しながら説明する。なお、図４において、パーティクルＰの軌跡の一例を破線の矢印で示している。

図４に示すように、処理容器１０から排出されたパーティクルＰの一部は、排気装置２８に到達すると、高速回転する回転翼２８ｃに衝突して、処理容器１０側に向けて反跳することがある。その結果、反跳したパーティクルＰは、排気管２６を介して処理容器１０内に進入する。

しかしながら、第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂが配置された基板処理装置１は、第２の板状部材２１２の開口部２１２ｈが、平面視で第１の板状部材２１１により覆われている。そのため、反跳して排気管２６へと進入したパーティクルＰは、第１の板状部材２１１（の下面）に当たって再反跳して、排気装置２８側（図２中下向き）へと下降する。即ち、粒子逆流防止部材２００ｂは、排気装置２８の回転翼２８ｃによって反跳したパーティクルＰを排気装置２８に向けて反跳させることができる。

以上に説明したように、第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂによれば、排気装置２８の回転翼２８ｃによって反跳したパーティクルＰの処理容器１０への進入を防止することができる。その結果、基板処理装置１内においてＲＩＥ処理が施されるウエハＷの表面にパーティクルＰが付着するのを防止することができ、配線短絡等を防止することができるので、基板処理の歩留まりが向上する。

また、排気管２６の内壁へのパーティクルＰの付着速度を低下することができるため、排気管２６の清掃頻度を少なくすることができる。

また、粒子逆流防止部材２００ｂは、反跳したパーティクルＰだけではなく、排気装置２８の回転翼２８ｃから剥離し、処理容器１０方向へ飛散した付着物も、処理容器１０への進入を防止することができる。

また、粒子逆流防止部材２００ｂにおいて、第１の板状部材２１１と第２の板状部材２１２とは、第１の間隙Ｌ１を有して配置されている。これにより、粒子逆流防止部材２００ｂによる、排気装置２８による排気効率はほとんど低下しない。そのため、粒子逆流防止部材２００ｂの設置による、基板処理プロセスへの影響はほとんどないという利点も有する。

さらに、粒子逆流防止部材２００ｂは、中段部材２２０及び下段部材２３０からなる支持部材２５０によって、第２の板状部材２１２の下面と保護網２０４の上面との間に第２の間隙Ｌ２が形成されている。これにより、排気装置２８による排気効率の低下を更に抑制することができる。

また、粒子逆流防止部材２００ｂは、上段部材２１０、中段部材２２０、下段部材２３０を含み、粒子逆流防止部材２００ｂの設置場所で各々を積み重ねて設置することができるため、設置場所に通じる空間が狭い場合であっても、容易に設置することができる。その結果、粒子逆流防止部材２００ｂの設置及び取り外し等に伴うメンテナンス時間を短縮することができる。

なお、第２の実施形態では、各々１つの上段部材２１０、中段部材２２０、下段部材２３０からなる粒子逆流防止部材２００ｂの形態を説明したが、これに限定されない。例えば、粒子逆流防止部材２００ｂは、１つの上段部材２１０を含んでいれば良く、複数の中段部材２２０及び複数の下段部材２３０を有していても良い。

次に、第２の実施形態に係る粒子逆流防止部材２００ｂが基板処理装置１に配置されたときに、ウエハＷ上に堆積するパーティクルＰについて、実施例で説明する。また、粒子逆流防止部材２００ｂが配置されない基板処理装置１を用いた場合についても、実施例の比較として、比較例で説明する。

[実施例]
先ず、ゲートバルブ３０を開口して搬送アーム上に保持されたウエハＷを処理容器１０内に搬入する。次に、静電チャック４０の表面から突出した支持ピン８１により搬送アームからウエハＷが持ち上げられ、支持ピン８１上にウエハＷが保持される。次いで、その搬送アームが処理容器１０外へ出た後に、支持ピン８１が静電チャック４０内に下ろされることでウエハＷが静電チャック４０上に載置される。

ウエハＷ搬入後、ゲートバルブ３０が閉じられ、直流電圧源４２から電圧を静電チャック４０のチャック電極４０ａにオンして、ウエハＷを静電チャック４０上に固定する。また、静電吸着されたウエハＷの裏面に伝熱ガスを供給する。

次に、ガス供給源６２から窒素（Ｎ２）ガスを所定の流量で処理容器１０内に導入し、排気装置２８により処理容器１０内の圧力を減圧し、圧力調整バルブ２７を調整することにより、処理容器１０内を所定の圧力に調整する。

また、排気管２６に設けられたポート（不図示）から処理容器１０内に粒径が０．１〜１．０μｍのパーティクルＰを導入する。これにより、擬似的にウエハＷに対してエッチング処理を施した場合に発生するパーティクルＰと同様のパーティクルＰを発生させる。

所定の時間経過後、静電チャック４０からウエハＷを離脱させる際には、伝熱ガスの供給をオフし、不活性ガスを処理容器１０内へ導入し処理容器１０内を所定の圧力に維持する。この状態で、チャック電極４０ａへオンしていた電圧とは正負が逆の電圧を、チャック電極４０ａへオンした後に電圧をオフする。この処理により静電チャック４０及びウエハＷに存在する電荷を除電する除電処理が行われる。

その状態で、支持ピン８１を上昇させてウエハＷを静電チャック４０から持ち上げ、ウエハＷを静電チャック４０から離脱させる。ゲートバルブ３０を開口して搬送アームが処理容器１０内に搬入された後、支持ピン８１が下げられウエハＷが搬送アーム上に保持される。次いで、その搬送アームが処理容器１０外へ出て、ウエハＷが搬出される。

次に、処理容器１０から搬出されるウエハＷ上のパーティクルＰの個数を計測する。

図６（Ａ）に、粒子逆流防止部材２００ｂが配置された基板処理装置１において、上述の処理を施した後のウエハＷ上に堆積したパーティクルＰの個数と粒径との関係を示す。なお、図６（Ａ）において、横軸は、パーティクルＰの粒径を示し、縦軸は、パーティクルＰの個数を示す。

図６（Ａ）に示すように、粒径が１μｍ未満のパーティクルＰが確認され、粒径が０．０６μｍ以上のパーティクルＰの個数は、６１個であった。また、パーティクルＰは、ウエハＷの面内に偏ることなく均等に堆積していることが確認された（不図示）。

[比較例]
次に、粒子逆流防止部材２００ｂが配置されていない基板処理装置１において、実施例と同様の方法により、ウエハＷ上の堆積したパーティクルＰの個数を計測した。なお、比較例では、粒子逆流防止部材２００ｂを有しない点以外は、実施例と同様であるため、重複する内容の説明は省略する。

図６（Ｂ）に、粒子逆流防止部材２００ｂを有しない基板処理装置１において、実施例と同様の処理を施した後のウエハＷ上に堆積したパーティクルＰの個数と粒径との関係を示す。なお、図６（Ｂ）において、横軸は、パーティクルＰの粒径を示し、縦軸は、パーティクルＰの個数を示す。また、比較例においては、実施例と比較して、計測されたパーティクルＰの個数が３桁以上多いため、図６（Ｂ）における縦軸の座標は、図６（Ａ）における縦軸の座標と異なる。

図６（Ｂ）に示すように、粒径が０．１５〜０．２μｍのパーティクルＰを中心に実施例と比較して多数のパーティクルＰが堆積していることが確認され、粒径が０．０６μｍ以上のパーティクルＰの個数は、１６８２４個であった。

図７に、粒子逆流防止部材２００ｂを有しない基板処理装置１において、ウエハＷ上に堆積したパーティクルＰと排気路２０との位置関係を示す。図７においては、便宜上、載置台１２、ウエハＷ及び排気路２０を除く構成、例えば、図１に示すシャワーヘッド３８、電極板５６等の図示は省略されている。

比較例１において、パーティクルＰは、図７に示す領域Ｚに偏在して堆積していることが確認された。即ち、ウエハＷ上に堆積したパーティクルＰは、排気路２０から処理容器１０内に排気流を逆流して発生したものと考えられる。

また、処理容器１０内を所定の圧力に調整する際の圧力調整バルブ２７の開度は、実施例と比較例とで同等であった。これにより、基板処理装置１に粒子逆流防止部材２００ｂが配置されることによる排気効率の低下はないと考えられる。

以上のように、粒子逆流防止部材２００ｂを基板処理装置１に設置することにより、ウエハＷ上に堆積するパーティクルＰ（粒径が０．０６μｍ以上）は、９９．６％低減された。即ち、基板処理装置１の排気効率を低下させることなく、反跳によってウエハＷ上に堆積するパーティクルＰの数を大幅に低減することができた。

以上、粒子逆流防止部材２００及び粒子逆流防止部材２００が配置された基板処理装置１を実施形態及び実施例により説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

上述した実施形態では、基板処理装置１は、半導体デバイス製造装置としてのエッチング処理装置である場合について説明したが、これに限定されない。基板処理装置１としては、他のプラズマを用いる半導体デバイス製造装置、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）やＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）等を用いる成膜処理装置であっても良い。

更には、イオン注入処理装置、真空搬送装置、熱処理装置、分析装置、電子性加速器、ＦＰＤ（Flat Panel Display）製造装置、太陽電池製造装置又は物理量分析装置としてのエッチング処理装置、成膜処理装置等の回転翼２８ｃを有する排気装置２８を用いる減圧処理装置であれば本発明を適用可能である。

また、上述した実施形態では、基板として半導体ウエハＷを用いたが、これに限定されず、例えば、ＦＰＤ用のガラス基板や太陽電池用の基板等であっても良い。

１ 基板処理装置
１０ 処理容器
２６ 排気管
２８ 排気装置
２８ｃ 回転翼
２００、２００ａ、２００ｂ 粒子逆流防止部材
２０１、２１１ 第１の板状部材
２０２、２１２ 第２の板状部材
２０２ｈ、２１２ｈ 開口部
２０３ 棒状部材
２０４ 保護網
２５０ 支持部材
Ｐ パーティクル
Ｗ ウエハ

Claims (12)

1. 処理容器と排気装置とを連通する排気管の内部に配置される粒子逆流防止部材であって、
   第１の板状部材と、
   開口部を有し、前記第１の板状部材に対して第１の間隙を有して前記排気装置側に配置される第２の板状部材と、
   前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを接続する棒状部材と、
   を有し、
   前記開口部は、平面視で前記第１の板状部材により覆われている、
   粒子逆流防止部材。
2. 前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とは平行に設けられ、
   前記棒状部材は、前記第１の板状部材の前記第２の板状部材と対向する面から、前記第２の板状部材の前記第１の板状部材と対向する面へと、前記第１の板状部材に対して垂直に延在する、
   請求項１に記載の粒子逆流防止部材。
3. 前記棒状部材は、複数設けられている、
   請求項１又は２に記載の粒子逆流防止部材。
4. 前記棒状部材は、伸長可能に構成されている、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の粒子逆流防止部材。
5. 前記粒子逆流防止部材は、前記第２の板状部材から前記排気装置側に伸び、前記第２の板状部材を支持する支持部材を有する、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の粒子逆流防止部材。
6. 前記支持部材は、伸長可能に構成されている、
   請求項５に記載の粒子逆流防止部材。
7. 前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材の少なくとも一方は、ニッケル及びフッ素を含有するコーティング剤でコーティングされている、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の粒子逆流防止部材。
8. 前記第１の板状部材は、円板状部材であり、
   前記第２の板状部材は、平面視で円形状の開口部を有する環状部材である、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の粒子逆流防止部材。
9. 前記開口部の直径をｄ、前記第１の間隙をＬ１とした場合に、
   ０．４９≦Ｌ１／ｄ≦０．７４
   の関係を満たす、請求項８に記載の粒子逆流防止部材。
10. 前記第１の板状部材の直径をＤ、前記開口部の直径をｄとしたときに、
    １≦Ｄ／ｄ≦１．３８
    の関係を満たす、請求項８又は９に記載の粒子逆流防止部材。
11. 前記排気装置は、高速回転する回転翼を有する排気ポンプを含む、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の粒子逆流防止部材。
12. 処理容器と、排気装置と、前記処理容器と前記排気装置とを連通する排気管と、を有する基板処理装置であって、
    前記排気管の内部に配置される第１の板状部材と、
    開口部を有し、前記第１の板状部材に対して第１の間隙を有して前記排気装置側に配置される第２の板状部材と、
    前記第１の板状部材と前記第２の板状部材とを接続する棒状部材と、
    を有し、
    前記開口部は、平面視で前記第１の板状部材により覆われている、
    基板処理装置。

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