JP5190215B2

JP5190215B2 - ターボ分子ポンプの洗浄方法

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Publication number: JP5190215B2
Application number: JP2007092380A
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Inventors: 栄一菅原; 剛守屋
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Description

本発明は、ターボ分子ポンプの洗浄方法に関し、特に、基板処理装置の処理室に接続されたターボ分子ポンプの洗浄方法に関する。

通常、半導体デバイス用のウエハ等の基板に所定の処理を施す基板処理装置は、基板を収容して所定の処理を施す処理室（以下、「チャンバ」という。）を備える。このチャンバ内には、一般に、処理ガスとして反応性の高いガスが導入される。この反応性の高いガスがチャンバ内に残留すると、該チャンバが他のチャンバと連通したときに、チャンバ内に残留した反応性の高いガスが他のチャンバ内へ拡散し、不具合を引き起こすおそれがある。また、チャンバ内には、チャンバ内壁の付着物や所定の処理において発生した反応生成物に起因するパーティクルが浮遊している。これら浮遊しているパーティクルが基板表面に付着すると、該基板から製造される製品、例えば、半導体デバイスにおいて配線短絡が発生し、半導体デバイスの歩留まりが低下する。そこで、チャンバ内の反応性の高いガス及びパーティクルを除去するために、基板処理装置は排気システムによってチャンバ内のガスを排気する。

基板処理装置の排気システムは、図１２（Ａ）に示す、高真空を実現可能な排気ポンプであるターボ分子ポンプ（Turbo Molecular Pump）（以下、「ＴＭＰ」という。）６０を有する。ＴＭＰ６０は、図中上下方向、すなわち排気流の方向に沿って配置された回転軸６１と、該回転軸６１を収容するように回転軸６１と平行に配置される円筒状の本体６２と、回転軸６１から直角に突出する複数のブレード状の回転翼６３と、本体６２の内周面から回転軸６１に向けて突出する複数のブレード状の静止翼６４とを備え、回転翼６３が回転軸６１を中心に高速回転することにより、回転翼６３前方のガスを回転翼６３後方に高速排気する。排気システムは、ＴＭＰ６０を作動させることによってチャンバ内のガスを排気する（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、上記排気システムによってチャンバ内から排気されたガス（以下、「排気ガス」という。）は、反応性の高いガス及びパーティクルを含むため、排気ガスがＴＭＰ６０の内部を通過すると、ＴＭＰ６０の内面に異物Ｐが堆積・付着する。具体的には、反応性の高いガスはＴＭＰ６０の内部を通過した際に、ＴＭＰ６０の内面に反応生成物を堆積させ、排気ガス中のパーティクルはＴＭＰ６０の内面に衝突して付着する。これらの異物ＰがＴＭＰ６０の内面に堆積・付着すると、図１２（Ｂ）に示すように、通常の排気空間Ｓ_１よりも排気空間Ｓ_２が小さくなるため、ＴＭＰ６０の排気能力が低下する。

また、ＴＭＰ６０の内面に堆積・付着した異物Ｐはガスを放出するため、ＴＭＰ６０はチャンバ内のガスを排気すると共に異物Ｐから放出されたガスを排気することになる。したがって、チャンバ内のガスの排気流量が相対的に減少し、チャンバ内のガスに対するＴＭＰ６０の排気能力が低下する。

なお、異物ＰはＴＭＰ６０の内面から剥離すると、ＴＭＰ６０の回転翼６３と衝突して反跳し、そのままチャンバ内へ逆流することがあるため、異物Ｐはチャンバ内にパーティクルを発生させる原因となりうる。

従来、ＴＭＰの排気能力が低下した場合、該ＴＭＰを排気システムから取り外して、新品のＴＭＰを取り付ける交換作業によって、ＴＭＰの排気能力を回復させていた。
特願２００６−００５３４４号明細書

しかしながら、上記交換作業は長時間に亘るため、基板処理装置を長時間に亘って停止させる必要があり、基板処理装置の生産性が低下するという問題がある。

本発明の目的は、基板処理装置の生産性を低下させることなく、ターボ分子ポンプの排気能力を回復させることができるターボ分子ポンプの洗浄方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載のターボ分子ポンプの洗浄方法は、基板処理装置の処理室に接続されたターボ分子ポンプの洗浄方法であって、前記ターボ分子ポンプの内面に付着した異物に向けて、該異物を気化させる気化ガスを、前記ターボ分子ポンプの通常の排気方向と同じ方向に供給する気化ガス供給ステップを有し、前記異物は、フルオロカーボン系のポリマーからなる異物であり、
前記気化ガスはオゾンガスであることを特徴とする。

請求項２記載のターボ分子ポンプの洗浄方法は、請求項１記載のターボ分子ポンプの洗浄方法において、前記気化ガス供給ステップでは、前記気化ガスの供給と共に、前記異物に向けて紫外線を照射することを特徴とする。

請求項３記載のターボ分子ポンプの洗浄方法は、請求項２記載のターボ分子ポンプの洗浄方法において、前記気化ガス供給ステップでは、前記気化ガスと共に、前記異物に向けて水素を含む水素含有ガスを供給することを特徴とする。

請求項１記載のターボ分子ポンプの洗浄方法によれば、フルオロカーボン系のポリマーからなる異物に向けて気化ガスとしてオゾンガスがターボ分子ポンプの通常の排気方向と同じ方向に供給されるので、異物は気化ガスと化学的に反応して酸素ガス、弗素ガス、二酸化炭素ガスや一酸化炭素ガスに分解され、気化する。該気化した異物はターボ分子ポンプの内部の排気流によってターボ分子ポンプの内部から排出される。その結果、異物をターボ分子ポンプの内面から除去することができ、もって、ターボ分子ポンプの排気能力を回復させることができる。このため、ターボ分子ポンプの交換作業を行うことによって、ターボ分子ポンプの排気能力を回復させる必要がない。したがって、基板処理装置の生産性を低下させることなく、ターボ分子ポンプの排気能力を回復させることができる。

請求項２記載のターボ分子ポンプの洗浄方法によれば、異物に向けて紫外線が照射される。オゾンガスが供給された異物に向けて紫外線が照射されると、ヒドロキシルラジカルが生成されて、該生成されたヒドロキシルラジカルと異物が化学的に反応する。これにより、異物の気化を促進させることができる。

請求項３記載のターボ分子ポンプの洗浄方法によれば、異物に向けてオゾンガスと共に水素を含む水素含有ガスが供給される。これにより、ターボ分子ポンプの内部が真空である場合においても、確実にヒドロキシルラジカルを生成させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の実施の形態に係るターボ分子ポンプの洗浄方法が適用される基板処理装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係るターボ分子ポンプの洗浄方法が適用される基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

図１において、半導体デバイス用のウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗに反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching）（以下、「ＲＩＥ」という。）処理を施すエッチング処理装置として構成される基板処理装置１０は、金属、例えば、アルミニウム又はステンレス鋼からなる、大小２つの円筒が重ねられた形状を呈するチャンバ１１を備える。

該チャンバ１１内には、直径が例えば３００ｍｍのウエハＷを載置し、該載置されたウエハＷと共にチャンバ１１内を上下降するウエハステージとしての下部電極１２と、上下降する下部電極１２の側部を覆う円筒状のカバー１３とが配置され、チャンバ１１の側壁と、下部電極１２の側部又はカバー１３とにより、チャンバ１１内のガスをチャンバ１１の外へ排出する流路として機能する排気路１４が形成される。

該排気路１４の途中には、該排気路１４を上流側部１４ａと下流側部１４ｂに分ける環状の排気プレート１５が配置され、下流側部１４ｂは、連通管としての排気マニホールド１６及び可変式スライドバルブである自動圧力制御弁（Adaptive Pressure Control）（以下、「ＡＰＣ」という。）バルブ１７を介して真空引き用の排気ポンプとしてのＴＭＰ１８に連通し、該ＴＭＰ１８の下流側にはドライポンプ（図示しない）が接続される。なお、ＡＰＣバルブ１７はバタフライバルブであってもよい。

ＴＭＰ１８は、図２（Ａ）に示すように、図中上下方向、すなわち排気流の方向に沿って配置された回転軸３６と、該回転軸３６を収容するように回転軸３６と平行に配置される円筒状の本体３７と、回転軸３６から直角に突出する複数のブレード状の回転翼３８と、本体３７の内周面から回転軸３６に向けて突出する複数のブレード状の静止翼３９とを備える。

複数の回転翼３８は回転軸３６から放射状に突出して回転翼群を形成し、複数の静止翼３９は、本体３７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３６に向けて突出して静止翼群を形成する。ＴＭＰ１８では回転翼群と静止翼群とが複数存在し、各回転翼群は回転軸３６に沿って等間隔に配置され、各静止翼群は隣接する２つの回転翼群の間に配置される。

ＴＭＰ１８は、回転翼３８を回転軸３６を中心に高速回転させることにより、ＴＭＰ１８の上方のガスをＴＭＰ１８の下側に高速排気する。

このＴＭＰ１８は上記ドライポンプと協働してチャンバ１１内をほぼ真空状態になるまで減圧し、ＡＰＣバルブ１７はチャンバ１１の減圧の際にチャンバ１１内の圧力を制御する。

上述した排気路１４、排気プレート１５、排気マニホールド１６、ＡＰＣバルブ１７、ＴＭＰ１８及び上記ドライポンプは排気システムを構成する。

図１に戻り、下部電極１２には下部高周波電源１９が下部整合器２０を介して接続されており、下部高周波電源１９は、所定の高周波電力を下部電極１２に印加する。また、下部整合器２０は、下部電極１２からの高周波電力の反射を低減して該高周波電力の下部電極１２への入射効率を最大にする。

下部電極１２の内部上方には、ウエハＷを静電吸着力で吸着するためのＥＳＣ２１が配置されている。ＥＳＣ２１内の電極板（図示しない）には直流電源（図示しない）が電気的に接続されている。ＥＳＣ２１は、直流電源から電極板に印加された直流電圧により発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によってウエハＷをその上面に吸着保持する。また、ＥＳＣ２１の周縁にはシリコン（Ｓｉ）等から成る円環状のフォーカスリング２２が配置され、該フォーカスリング２２は下部電極１２の上方に発生したイオンやラジカルをウエハＷに向けて収束させる。また、フォーカスリング２２の周囲は環状のカバーリング２３によって覆われている。

また、下部電極１２の下方には、該下部電極１２の下部から下方に向けて延設された支持体２４が配置されている。該支持体２４は下部電極１２を支持し、不図示のボールネジを回転させることによって下部電極１２を昇降させる。また、支持体２４は、周囲をベローズカバー２５によって覆われてチャンバ１１内の雰囲気から遮断される。

この基板処理装置１０では、チャンバ１１内へウエハＷが搬出入される場合、下部電極１２がウエハＷの搬出入位置まで下降し、ウエハＷにＲＩＥ処理が施される場合、下部電極１２がウエハＷの処理位置まで上昇する。

また、チャンバ１１の天井部には、チャンバ１１内に後述する処理ガスを供給するシャワーヘッド２６が配置されている。シャワーヘッド２６は、下部電極１２上方の空間である処理空間Ｓに面した多数のガス通気孔２７を有する円板状の上部電極２８と、該上部電極２８の上方に配置され且つ上部電極２８を着脱可能に釣支する電極支持体２９とを有する。

上部電極２８には、上部高周波電源３０が上部整合器３１を介して接続されており、上部高周波電源３０は、所定の高周波電力を上部電極２８に印加する。また、上部整合器３１は、上部電極２８からの高周波電力の反射を低減して該高周波電力の上部電極２８への入射効率を最大にする。

電極支持体２９の内部にはバッファ室３２が設けられ、このバッファ室３２には処理ガス導入管３３が接続されている。処理ガス導入管３３の途中にはバルブ３４が配置され、さらに、バルブ３４の上流にはフィルタ３５が配置されている。また、バッファ室３２には、例えば、処理ガス導入管３３から四フッ化ケイ素（ＳｉＦ_４），酸素ガス（Ｏ_２），アルゴンガス（Ａｒ）及び四フッ化炭素（ＣＦ_４）の単独、又は組み合わせからなる処理ガスが導入され、該導入された処理ガスはガス通気孔２７を介して処理空間Ｓに供給される。

この基板処理装置１０のチャンバ１１内では、上述したように、下部電極１２及び上部電極２８に高周波電力が印加され、該印加された高周波電力によって処理空間Ｓにおいて処理ガスから高密度のプラズマが発生し、イオンやラジカルが生成される。これら生成されたラジカルやイオンは、フォーカスリング２２によってウエハＷの表面に収束され、ウエハＷの表面を物理的又は化学的にエッチングする。

また、基板処理装置１０では、チャンバ１１内に供給された処理ガス、並びにチャンバ１１内に浮遊している、上記エッチングの際に発生した反応生成物、及びチャンバ１１内壁の付着物に起因するパーティクルを上記排気システムによってチャンバ１１内から排出する。

ところで、チャンバ１１内に供給される処理ガスは、一般に、反応性の高いガスであるため、上記排気システムによってチャンバ１１内から排気されたガス（以下、「排気ガス」という。）は、反応性の高いガス及びパーティクルを含む。このため、排気ガスがＴＭＰ１８の内部を通過すると、本体３７の内面、並びに回転翼３８、静止翼３９及び回転軸３６の表面（以下、「ＴＭＰ１８の内面」という。）に異物Ｐが堆積・付着して（図２（Ａ））、ＴＭＰ１８の排気能力が低下する。

本実施の形態における基板処理装置１０は、これに対応して、後述するターボ分子ポンプの洗浄方法としての洗浄処理を実行することにより、ＴＭＰ１８の排気能力を回復させる。

以下、本発明の実施の形態に係るターボ分子ポンプの洗浄方法について説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係るターボ分子ポンプの洗浄方法としての洗浄処理を説明するための図であり、図２（Ａ）は、ＴＭＰが気化ガス供給装置を備える場合を示し、図２（Ｂ）は、ＴＭＰが気化ガス供給装置及び紫外線照射装置を備える場合を示す。なお、本処理は、ＴＭＰ１８の内面に異物Ｐが付着して該ＴＭＰ１８の排気能力が低下した場合、所定の枚数のウエハＷにエッチング処理を施す、或る生産ロットとこれに続く生産ロットとの間、又は基板処理装置１０のアイドリング状態が長時間続いた後等に実行される。

図２（Ａ）において、ＴＭＰ１８は、本体３７内の上方に配置されてＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐに向けて、該異物Ｐを気化させる気化ガスを供給する気化ガス供給装置４０を備え、該気化ガス供給装置４０は異物Ｐに向けて気化ガスを供給する。気化ガス供給装置４０から異物Ｐに向けて気化ガスが供給されると、該異物Ｐは気化ガスと化学的に反応して気化し、該気化した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。

本処理によれば、異物Ｐに向けて気化ガスが供給されるので、異物Ｐは気化ガスと化学的に反応して気化する。該気化した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。その結果、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から除去することができ、もって、ＴＭＰ１８の排気能力を回復させることができる。このため、ＴＭＰ１８の交換作業を行うことによって、ＴＭＰ１８の排気能力を回復させる必要がない。したがって、基板処理装置１０の生産性を低下させることなく、ＴＭＰ１８の排気能力を回復させることができる。

また、本処理では、異物Ｐがフルオロカーボン系のポリマーからなる場合、気化ガス供給装置４０は気化ガスとしてオゾンガスを供給する。この場合、フルオロカーボン系のポリマーはオゾンガスと化学的に反応して酸素ガス、弗素ガス、二酸化炭素ガスや一酸化炭素ガスに分解するため、確実にフルオロカーボン系のポリマーからなる異物Ｐを気化させることができる。

また、本処理では、気化ガス供給装置４０がオゾンガスを供給する場合、図２（Ｂ）に示すように、ＴＭＰ１８は紫外線照射装置４１を備えてもよい。この場合、紫外線照射装置４１からオゾンガスが供給された異物Ｐに向けて紫外線が照射されると、ヒドロキシルラジカルが生成されて、該生成されたヒドロキシルラジカルと異物Ｐが化学的に反応する。これにより、異物Ｐの気化を促進させることができる。なお、ＴＭＰ１８の内部が真空である場合は、気化ガス供給装置４０からオゾンガスと共に水素を含む水素含有ガス、例えば、水素ガスを供給することが好ましい。これにより、確実にヒドロキシルラジカルを生成させることができる。

なお、オゾンガスは−ＳＨ基、＝Ｓ基、−ＮＨ_２基、＝Ｎ基、Ｈ基、Ｎ基、−ＯＨ基、又は−ＣＨＯ基を有する化合物との反応性が高いため、これらの化合物からなる異物ＰがＴＭＰ１８の内面に付着している場合に、特に有効である。

また、本処理では、異物Ｐが二酸化ケイ素からなる場合、気化ガス供給装置４０は気化ガスとして弗化水素ガスを供給する。この場合、二酸化ケイ素は弗化水素ガスと化学的に反応して水と四弗化ケイ素ガスとに分解するため、二酸化ケイ素からなる異物Ｐを気化させることができる。

また、本処理では、異物Ｐの構成物質に応じて、気化ガス供給装置４０から気化ガスとしてアンモニアガスや塩素ガス等を供給してもよい。

また、本処理において気化ガス供給装置４０から供給する気化ガスはチャンバ１１内に供給する処理ガスと同種のガスであることが好ましい。この場合、ドライポンプの下流側に接続される除害装置の構成を簡素な構成とすることができる。

次に、本発明の実施の形態における洗浄処理の変形例について説明する。

図３は、本発明の実施の形態における洗浄処理の第１の変形例を説明するための図である。

図３において、ＴＭＰ１８は、本体３７内の上方に配置されてＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐに向けて伝播する衝撃波を発生させる衝撃波発生装置４２を備え、該衝撃波発生装置４２は異物Ｐに向けて伝播する衝撃波を発生させる。異物Ｐに向けて伝播する衝撃波が発生すると、該異物Ｐは衝撃波によってＴＭＰ１８の内面から剥離し、該剥離した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。

本処理によれば、異物Ｐに向けて伝播する衝撃波が発生するので、異物Ｐは衝撃波によってＴＭＰ１８の内面から剥離する。該剥離した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。その結果、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から除去することができ、上述した図２の洗浄処理と同様の効果を実現することができる。

本処理では、衝撃波発生装置４２がＴＭＰ１８の内部に所定のガスを音速以上の速度で供給する。これにより、ＴＭＰ１８の内部に衝撃波を確実に発生させることができる。

また、本処理では、異物Ｐが二酸化ケイ素からなる場合、衝撃波発生装置４２は所定のガスとして弗化水素ガスとアンモニアガスとを供給する。この場合、二酸化ケイ素は弗化水素ガス及びアンモニアガスと化学的に反応して（ＮＨ_４）_２ＳｉＦ_６に変化する。この（ＮＨ_４）_２ＳｉＦ_６は粉末状の結晶であるため、衝撃波によって容易に剥離させることができる。

また、本処理では、衝撃波発生装置４２は所定のガスとして高温ガスを供給するのが好ましい。この場合、ＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐを熱応力によって剥離させることができる。

また、本処理では、衝撃波発生装置４２は所定のガスとして水蒸気を含む水蒸気含有ガスを供給するのが好ましい。この場合、水蒸気含有ガスが供給された異物Ｐには水蒸気が浸透し、該浸透した水蒸気が異物ＰとＴＭＰ１８の内面との界面で冷却されて液化することにより異物ＰのＴＭＰ１８の内面に対する付着力を低下させることができる。そして、該付着力が低下した異物Ｐを水蒸気が供給された際に発生するマイクロキャビテーションによって剥離させることができる。具体的には、水蒸気含有ガスが高速で供給される際に該水蒸気含有ガス中の圧力の低い部分が気化して生じた蒸気のポケットが非常に短時間でつぶれて消滅する際に発生する非常に高い圧力に起因して発生する揚力が異物Ｐに作用する。

図４は、本発明の実施の形態における洗浄処理の第２の変形例を説明するための図である。

図４において、ＴＭＰ１８は、ＴＭＰ１８を所定の振動数で振動させる振動装置４３を備え、該振動装置４３はＴＭＰ１８を所定の振動数で振動させる。ＴＭＰ１８が所定の振動数で振動すると、異物Ｐは振動によって剥離し、該剥離した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。

本処理によれば、ＴＭＰ１８が所定の振動数で振動するので、異物Ｐは振動によって剥離する。該剥離した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。その結果、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から除去することができ、上述した図２の洗浄処理と同様の効果を実現することができる。

また、本処理では、振動装置４３はＴＭＰ１８の内面に付着している異物Ｐの固有振動数でＴＭＰ１８を振動させるのが好ましい。この場合、異物Ｐを共振させることができ、もって、確実に異物ＰをＴＭＰ１８の内面から剥離させることができる。

図５は、本発明の実施の形態における洗浄処理の第３の変形例を説明するための図であり、図５（Ａ）は、ＴＭＰが紫外線照射装置を備える場合を示し、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるＢ部の拡大図である。

図５（Ａ）において、本体３７内の上方に配置されてＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐに向けて紫外線を照射する紫外線照射装置４４を備え、該紫外線照射装置４４は異物Ｐに向けて紫外線を照射する。本変形例では、図５（Ｂ）に示すように、ＴＭＰ１８の内面には光触媒膜４５が形成されている。紫外線照射装置４４から異物Ｐに向けて紫外線が照射されると、異物Ｐが付着したＴＭＰ１８の内面に形成されている光触媒膜４５からヒドロキシルラジカル４６が生成されて、該異物Ｐはヒドロキシルラジカル４６と化学的に反応して気化し、該気化した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。

本処理によれば、光触媒膜４５が形成されたＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐに向けて紫外線が照射されるので、異物Ｐが付着したＴＭＰ１８の内面に形成されている光触媒膜４５からヒドロキシルラジカル４６が生成されて、異物Ｐはヒドロキシルラジカル４６と化学的に反応して気化する。該気化した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。その結果、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から除去することができ、上述した図２の洗浄処理と同様の効果を実現することができる。

図６は、本発明の実施の形態における洗浄処理の第４の変形例を説明するための図であり、図６（Ａ）は、ＴＭＰが電磁波照射装置を備える場合を示し、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）におけるＢ部の拡大図である。

図６（Ａ）において、ＴＭＰ１８は、ＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐに向けて、電磁波を照射する電磁波照射装置４７を備え、該電磁波照射装置４７は異物Ｐに向けて電磁波を照射する。電磁波照射装置４７から異物Ｐに向けて電磁波が照射されると、該異物Ｐは電磁波を吸収して発熱し、温度が上昇する。その後、異物Ｐの温度が昇華点まで上昇すると、該異物Ｐは気化し、該気化した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。

本処理によれば、異物Ｐに向けて電磁波が照射されるので、異物Ｐは電磁波を吸収して発熱し、異物Ｐの温度が昇華点まで上昇すると、異物Ｐは気化する。該気化した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。その結果、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から除去することができ、上述した図２の洗浄処理と同様の効果を実現することができる。

また、本処理では、図６（Ｂ）に示すように、異物Ｐに向けて電磁波を照射することによって、異物Ｐと異物Ｐが付着しているＴＭＰ１８の内面との熱膨張率の差に起因する熱応力を発生させることができ、もって、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から剥離させることもできる。

図７は、本発明の実施の形態における洗浄処理の第５の変形例を説明するための図であり、図７（Ａ）は、ＴＭＰがレーザー光照射装置を備える場合を示し、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるＢ部の拡大図である。

図７（Ａ）において、ＴＭＰ１８は、本体３７の上方に配置されてＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐに向けて、レーザー光を照射するレーザー光照射装置４８を備え、該レーザー光照射装置４８は異物Ｐに向けてレーザー光を照射する。レーザー光照射装置４８から異物Ｐに向けてレーザー光が照射されると、該異物Ｐはレーザー光によって加熱されて、温度が上昇する。その後、異物Ｐの温度が昇華点まで上昇すると、該異物Ｐは気化し、該気化した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。

本処理によれば、異物Ｐに向けてレーザー光が照射されるので、異物Ｐはレーザー光によって加熱されて、異物Ｐの温度が昇華点まで上昇すると、異物Ｐは気化する。該気化した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。その結果、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から除去することができ、上述した図２の洗浄処理と同様の効果を実現することができる。

また、本処理では、図７（Ｂ）に示すように、異物Ｐに向けてレーザー光を照射することによって、異物Ｐと異物Ｐが付着しているＴＭＰ１８の内面との熱膨張率の差に起因する熱応力を発生させることができ、もって、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から剥離させることもできる。さらに、ＴＭＰ１８の内面をレーザー光により急速に加熱することによって、ＴＭＰ１８の内面を図中左右方向に急速に熱膨張させることができるので、該ＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐに図中白抜き矢印方向の運動エネルギーを付与することができ、もって、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から剥離させることができる。

なお、本処理において、レーザー光照射装置４８から照射されるレーザー光は、出力の高いものであるのが好ましい。また、レーザー光として赤外領域若しくは可視領域の波長のもの用いた場合には、上述した熱応力を確実に発生させることができ、さらに、紫外領域の波長のものを用いた場合には、上述した運動エネルギーを確実に異物Ｐに付与させることができる。

図８は、本発明の実施の形態における洗浄処理の第６の変形例を説明するための図である。

図８において、ＴＭＰ１８は、本体３７の上方に形成された洗浄液流入路４９と、本体３７の下方に形成された洗浄液流出路５０と、ＴＭＰ１８の下流側に配置されたバルブ５１とを備え、洗浄液流入路４９は洗浄液振動付与装置５２を介して洗浄液供給源（図示しない）に接続される。このＴＭＰ１８では、バルブ５１を閉じてから、洗浄液流入路４９から上記洗浄液供給源から供給されて洗浄液振動付与装置５２によって所定の振動が付与された洗浄液をＴＭＰ１８の内部に流入する。ＴＭＰ１８の内部に洗浄液が流入されると、異物Ｐは洗浄液によってＴＭＰ１８の内面から剥離し、該剥離した異物ＰはＴＭＰ１８の内部に流入された洗浄液と共に洗浄液流出路５０から排出される。

本処理によれば、ＴＭＰ１８の内部に洗浄液が流入されるので、異物Ｐは洗浄液によってＴＭＰ１８の内面から剥離する。該剥離した異物ＰはＴＭＰ１８の内部に流入された洗浄液と共に洗浄液流出路５０から排出される。その結果、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から除去することができ、上述した図２の洗浄処理と同様の効果を実現することができる。

なお、本処理では、ＴＭＰ１８の内部から洗浄液を排出した後の、ＴＭＰ１８の内部の乾燥を早めるために、洗浄液として揮発性の高いものを用いるのが好ましい。また、ＴＭＰ１８の内部の乾燥を早めるために、ＴＭＰ１８の内部を加熱してもよい。

図９は、本発明の実施の形態における洗浄処理の第７の変形例を説明するための図である。

図９において、ＴＭＰ１８は、本体３７内の上方に配置されてＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐを擦るブラシ５３を備え、該ブラシ５３は異物Ｐを擦る。ブラシ５３によって異物Ｐが擦られると、該異物ＰはＴＭＰ１８の内面から剥離し、該剥離した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。

本処理によれば、ブラシ５３によって異物Ｐが擦られるので、異物ＰはＴＭＰ１８の内面から剥離する。該剥離した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。その結果、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から除去することができ、上述した図２の洗浄処理と同様の効果を実現することができる。

なお、本体３７内の上方に配置されたブラシ５３は、チャンバ１１内に収容されたウエハＷにＲＩＥ処理を施す間は、本体３７内の上方に接続された格納室（図示しない）に収容される。

図１０は、本発明の実施の形態における洗浄処理の第８の変形例を説明するための図であり、図１０（Ａ）は、ＴＭＰがエアロゾル噴出装置を備える場合を示し、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）におけるＢ部の拡大図である。

図１０（Ａ）において、ＴＭＰ１８は、本体３７内の上方に配置されてＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐに向けて、気体状態の物質と、液体及び固体のいずれか一方又はその両方の状態の物質とが混在するエアロゾル（混合体）を噴出するエアロゾル噴出装置５４を備え、該エアロゾル噴出装置５４は異物Ｐに向けてエアロゾルを噴出する。エアロゾル噴出装置５４から異物Ｐに向けてエアロゾルが噴出されると、図１０（Ｂ）に示すように、該異物Ｐはエアロゾル中の気体状態の物質の粘性力、並びにエアロゾル中の液体及び固体のいずれか一方又はその両方の状態の物質の物理的衝撃力及び該物質が異物ＰとＴＭＰ１８の内面との間で昇華する際に発生する揚力によってＴＭＰ１８の内面から剥離し、該剥離した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。

本処理によれば、異物Ｐに向けてエアロゾルが噴出されるので、異物Ｐはエアロゾル中の気体状態の物質の粘性力、並びにエアロゾル中の液体及び固体のいずれか一方又はその両方の状態の物質の物理的衝突及び該物質が異物ＰとＴＭＰ１８の内面との間で昇華する際に発生する揚力によってＴＭＰ１８の内面から剥離する。該剥離した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。その結果、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から除去することができ、上述した図２の洗浄処理と同様の効果を実現することができる。

また、本処理では、エアロゾル噴出装置５４が噴出するエアロゾルを不活性ガス、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、二酸化炭素ガス、又は窒素ガスとアルゴンガスとの混合ガスから生成するのが好ましい。

また、本処理では、エアロゾル噴出装置５４から異物Ｐに向けてエアロゾルを噴出する前に、ＴＭＰ１８の内面を加熱してもよい。この場合、ＴＭＰ１８の内面とエアロゾルが噴出されて冷却された異物Ｐとの熱収縮の体積変化の差によって、確実に異物ＰをＴＭＰ１８の内面から剥離させることができる。

図１１は、本発明の実施の形態における洗浄処理の第９の変形例を説明するための図である。

図１１において、ＴＭＰ１８は、本体３７内の上方に配置されてＴＭＰ１８の内面に付着した異物Ｐに向けて、ラジカルを供給するラジカル供給装置５５を備え、該ラジカル供給装置５５は異物Ｐに向けてラジカルを供給する。ラジカル供給装置５５から異物Ｐに向けてラジカルが供給されると、該異物Ｐはラジカルと化学的に反応して気化し、該気化した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。

本処理によれば、異物Ｐに向けてラジカルが供給されるので、異物Ｐはラジカルと化学的に反応して気化する。該気化した異物ＰはＴＭＰ１８の内部の排気流によってＴＭＰ１８の内部から排出される。その結果、異物ＰをＴＭＰ１８の内面から除去することができ、上述した図２の洗浄処理と同様の効果を実現することができる。

なお、本処理では、ラジカル供給装置５５はラジカルとして酸素ラジカルや弗素ラジカルを供給するのが好ましい。酸素ラジカルや弗素ラジカルは反応性が高いため、異物Ｐを確実に気化させることができる。また、酸素ラジカルを生成するためのガスとしては酸素ガスを用いるのが好ましく、弗素ラジカルを生成するためのガスとしては三弗化窒素ガスや六弗化硫黄ガスを用いるのが好ましい。

上述した各実施の形態では、基板処理装置が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、本発明が適用可能な基板処理装置はこれに限られず、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よい。さらには、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ＴＭＰ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。

さらに、上述した各実施の形態では、処理される基板が半導体デバイス用のウエハであったが、処理される基板はこれに限られず、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ等のガラス基板であってもよい。

本発明の実施の形態に係るターボ分子ポンプの洗浄方法が適用される基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態に係るターボ分子ポンプの洗浄方法としての洗浄処理を説明するための図であり、（Ａ）は、ターボ分子ポンプが気化ガス供給装置を備える場合を示し、（Ｂ）は、ターボ分子ポンプが気化ガス供給装置及び紫外線照射装置を備える場合を示す。本発明の実施の形態における洗浄処理の第１の変形例を説明するための図である。本発明の実施の形態における洗浄処理の第２の変形例を説明するための図である。本発明の実施の形態における洗浄処理の第３の変形例を説明するための図であり、（Ａ）は、ターボ分子ポンプが紫外線照射装置を備える場合を示し、（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるＢ部の拡大図である。本発明の実施の形態における洗浄処理の第４の変形例を説明するための図であり、（Ａ）は、ターボ分子ポンプが電磁波照射装置を備える場合を示し、（Ｂ）は、図６（Ａ）におけるＢ部の拡大図である。本発明の実施の形態における洗浄処理の第５の変形例を説明するための図であり、（Ａ）は、ターボ分子ポンプがレーザー光照射装置を備える場合を示し、（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるＢ部の拡大図である。本発明の実施の形態における洗浄処理の第６の変形例を説明するための図である。本発明の実施の形態における洗浄処理の第７の変形例を説明するための図である。本発明の実施の形態における洗浄処理の第８の変形例を説明するための図であり、（Ａ）は、ターボ分子ポンプがエアロゾル噴出装置を備える場合を示し、（Ｂ）は、図１０（Ａ）におけるＢ部の拡大図である。本発明の実施の形態における洗浄処理の第９の変形例を説明するための図である。異物が付着したターボ分子ポンプの内面の状態を説明するための図であり、（Ａ）は、ターボ分子ポンプの断面図であり、（Ｂ）は、図１２（Ａ）におけるＢ部の拡大図である。

符号の説明

Ｗウエハ
１０基板処理装置
１８ターボ分子ポンプ
３６回転軸
３７本体
３８回転翼
３９静止翼
４０気化ガス供給装置
４１，４４紫外線照射装置
４２衝撃波発生装置
４３振動装置
４５光触媒膜
４６ヒドロキシルラジカル
４７電磁波照射装置
４８レーザー光照射装置
４９洗浄液流入路
５０洗浄液流出路
５１バルブ
５２洗浄液振動付与装置
５３ブラシ
５４エアロゾル噴出装置
５５ラジカル供給装置

Claims

基板処理装置の処理室に接続されたターボ分子ポンプの洗浄方法であって、
前記ターボ分子ポンプの内面に付着した異物に向けて、該異物を気化させる気化ガスを、前記ターボ分子ポンプの通常の排気方向と同じ方向に供給する気化ガス供給ステップを有し、
前記異物は、フルオロカーボン系のポリマーからなる異物であり、
前記気化ガスはオゾンガスであることを特徴とする洗浄方法。
前記気化ガス供給ステップでは、前記気化ガスの供給と共に、前記異物に向けて紫外線を照射することを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
前記気化ガス供給ステップでは、前記気化ガスと共に、前記異物に向けて水素を含む水素含有ガスを供給することを特徴とする請求項２記載の洗浄方法。