CN107202665A - 压力测定装置、排气系统以及基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压力测定装置、排气系统以及基板处理装置。压力测定装置具有：第一压力计，其与能够对处理对象进行处理的处理室连接并能够测定正在对所述处理对象进行处理时的所述处理室内的压力；第二压力计，其与所述处理室连接；以及切换阀，在所述处理室内正在对所述处理对象进行处理时，所述切换阀能够将所述第二压力计与所述处理室之间的连接断开。

Description

压力测定装置、排气系统以及基板处理装置
该公开基于在2016年3月18日申请的日本专利申请第2016-055220号主张优先权，在此将该日本申请的内容的全部作为参考文献而引用。
技术领域
本发明涉及一种压力测定装置和使用了该压力测定装置的排气系统以及基板处理装置。
背景技术
以往以来，已知一种基板处理装置，该基板处理装置构成为设置有个数与向收容基板的处理室供给的气体种类的个数相同的压力测定部，压力测定部分别专用于所对应的气体，以避免在构成压力测定部的隔膜传感器成膜来避免压力测定值产生误差。
另外，已知一种如下的压力测定器：在与隔膜相向的位置设置圆形平板而形成圆环流路从而使固体附着于应力对隔膜的影响小的地方，以减轻由附着的固体作用的应力对隔膜变形施加的影响。
发明内容
发明要解决的问题
然而，通过上述的现有结构，虽然能够降低压力计误差的产生，但是无法把握压力计的准确的误差，因此需要定期地进行压力计偏移确认，并需要定期地进行在排气到最高到达真空度的状态下将压力计复位置零这样的零调整。
所述的零调整并不是准确地把握压力计的误差、偏移量并基于该误差、偏移量来进行的，而是在最高真空到达度、即最接近零的状态下将压力计置零这样的以近似水平进行的校正，所述的零调整存在难以准确地对压力计进行校正的问题。或者在维护时连接高精度的压力计，确认与高精度的压力计的值之间的差来进行压力计的校正。无论在哪种情况下，都不能准确地把握压力计的更换时期，只能采用出了问题之后再进行更换这样的事后性的对策。
因此，本发明提供一种压力测定装置和使用了该压力测定装置的排气系统以及基板处理装置，该压力测定装置能够准确地把握压力计的误差，并能够基于压力计的误差来准确地进行误差的校正。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式所涉及的压力测定装置具有：第一压力计，其与能够对处理对象进行处理的处理室连接并能够测定正在对所述处理对象进行处理时的所述处理室内的压力；第二压力计，其与所述处理室连接；以及切换阀，在所述处理室内正在对所述处理对象进行处理时，所述切换阀能够将所述第二压力计与所述处理室之间的连接断开。
本发明的其它方式所涉及的排气系统具有：所述压力测定装置；排气单元，其经由配管而与所述处理室连接；以及压力调整阀，其设置于该配管，用于对通过该排气单元进行排气的所述处理室内的压力进行调整，所述控制单元将用于对所述第一压力计的误差进行校正的校正值取入来对所述压力调整阀的设定值进行设定。
本发明的其它方式所涉及的基板处理装置具有：所述排气系统；处理室，其与该排气系统连接，基板保持单元，其设置在该处理室内，能够保持所述基板；以及处理气体供给单元，其向所述处理室内供给处理气体。
附图说明
附图作为本发明的说明书的一部分被加入到说明书，用于示出本公开的实施方式，与上述一般性的说明和后述的实施方式的详细内容一起对本公开的概念进行说明。
图1是示出本发明的实施方式所涉及的压力测定装置和使用了该压力测定装置的排气系统以及基板处理装置的一例的整体结构图。
图2是示出比较例所涉及的压力测定装置、排气系统以及基板处理装置的图。
具体实施方式
下面，参照附图来进行用于实施本发明的方式的说明。在下述的详细的说明中，为了能够充分地理解本公开而提供了大量的具体的详细内容。然而，在没有这样的详细的说明的情况下，本领域技术人员也能够完成本公开，这是毋庸置疑的。在其它例子中，为了避免难以理解各种实施方式，没有详细地示出公知的方法、过程、系统、构成要素。
图1是示出本发明的实施方式所涉及的压力测定装置和使用了该压力测定装置的排气系统以及基板处理装置的一例的整体结构图。
本发明的实施方式所涉及的压力测定装置具备压力计80、81、切换阀90、91、控制器100以及配管51～53。
另外，本实施方式所涉及的排气系统处理除了具备上述的压力测定装置之外，还具备配管50、54～56、真空泵60、压力调整阀70以及切换阀92、93。
并且，本实施方式所涉及的基板处理装置除了具备上述的排气系统之外，还具备处理室10、基板保持台20、处理气体供给单元30以及处理气体供给源40。
在图1中，处理室10经由配管50而与真空泵60连接，在处理室10与真空泵60之间的配管50设置有压力调整阀70。另外，处理室10和压力计80、81经由配管51～53连接。压力计80经由配管52而与共用的配管51连接，压力计81经由配管53而与共用的配管51连接。另外，在配管53上设置有切换阀91。并且，配管54与配管51连接，配管54经由配管56而与配管50连接。在配管54上设置有切换阀92。并且，配管55与配管50连接，配管55通过配管56而与配管54合流后与配管50连接。在配管55上设置有切换阀93。
处理室10是用于收容处理对象来进行规定处理的室。关于处理对象，需要处理、加工的各种物体能够成为对象。然而，在本实施方式中，对将压力测定装置和排气系统应用于对基板、特别是晶圆W进行处理的基板处理装置的例子进行说明。但是，只要在处理中需要进行压力测定，则本实施方式所涉及的压力测定装置能够应用于将加工装置也包括在内的各种装置，另外，排气系统能够应用于需要排气的各种装置。并且，只要是具备排气系统并对基板进行处理的装置，基板处理装置能够应用于成膜装置、蚀刻装置、退火装置等各种基板处理装置。但是，在以下的说明中，举出基板处理装置构成为成膜装置的例子来进行说明。
在处理室10内，具备基板保持台20和处理气体供给单元30。基板保持台20是用于保持成为处理对象的晶圆W(基板)的基板保持单元。基板保持台20既可以如图1所示构成为平台状，也可以是将多个晶圆W以沿铅直方向分离并俯视观察时重叠的方式配置保持的晶圆舟这样的保持单元。基板保持台20不特别地限制用于保持基板的结构。
处理气体供给单元30是供给处理气体以对保持于基板保持台20的晶圆W实施处理的单元。处理气体既可以是用于对晶圆W进行成膜的处理气体，也可以是用于对晶圆W实施蚀刻的处理气体。处理气体与压力计80、81的隔膜相接触，当在隔膜成膜等时，会对隔膜施加多余的应力，导致不能进行准确的压力测定。通过本实施方式所涉及的压力测定装置，提供一种即使是向晶圆W供给这样的处理气体的基板处理也不使压力计80产生测定误差的压力测定装置。
处理气体供给源40是用于向处理气体供给单元30供给规定处理气体的单元，供给与基板处理相应的处理气体。
真空泵60是用于对处理室10内进行真空排气的排气单元。此外，排气单元只要能够进行排气即可，未必需要是进行真空排气的真空泵60，但是在本实施方式中，对使用真空泵60作为排气单元来对处理室10内进行真空排气的例子进行说明。
配管50是用于将处理室10和真空泵60连接的排气用配管。配管50只要能够进行处理室10的排气即可，能够使用各种配管50。
压力调整阀70是用于对处理室10内的压力进行调整的调整单元，例如通过阀的开度来对处理室10内的压力进行调整。即，如果将阀的开度变大，则从真空泵60排气的排气量增多，处理室10内的压力下降。相反地，如果使阀的开度变小，则从真空泵60排气的排气量下降，因此处理室10内的压力增高。例如，压力调整阀70能够通过这样的动作对处理室10内的压力进行调整，因此能够通过压力调整阀70来进行处理室10内的压力设定。
此外，基本上，压力调整阀70按照制程来设定压力，对处理室10内的压力进行调整以变为所设定的压力，但是在本实施方式中，控制器100根据需要进行设定压力的校正。此外，后面记述这点的详细内容。
压力计80是用于在处理室10内正在进行处理时进行处理室10内的压力测定的处理压力计。由此，在处理室10内正在进行晶圆W的处理时，将切换阀90打开，压力计80经由配管51、52而与处理室10连接。在此，配管51是用于将压力计80、81这两方与处理室10连接的共用配管。切换阀90设置于作为共用配管的配管51并决定是否将压力计80、81这两方连接于处理室10。
另一方面，配管52是从配管51分支出且只与压力计80连接的分支配管。在分支配管52上没有设置切换阀，因此只要切换阀90打开，压力计80就自动与处理室10连接，进行处理室10内的压力测定。由此，在处理室10内正在进行晶圆W的处理时，将切换阀90打开。
压力计81是校正压力计，在处理室10内正在进行处理时该压力计81不进行处理室10内的压力测定，该压力计81用于在处理室10内没有进行处理时对处理室10内的压力进行测定。因此，在正在进行处理时需要使压力计81从处理室10断开，从而在配管53设置切换阀91。
在处理室10内正在进行晶圆W的处理期间将切换阀91关闭，来将压力计81与处理室10之间的连接断开。由此，即使处理室10内正在进行晶圆W的处理，压力计81也能够保持不暴露于处理室10内的处理气体的清洁的状态。
此外，压力计80、81可以设为各种结构，例如也可以使用一般使用的隔膜方式的压力计80、81。关于隔膜方式的压力计，感应部由隔膜构成，通过静电容量等捕捉由于挠曲而产生的位移来对压力进行测定。当通过成膜等而固体物附着于隔膜时，由于固体的收缩等而导致隔膜发生位移，零点偏移而产生误差。
由此，压力计80存在如下危险：在处理室10内正在对晶圆W进行处理时，向处理室10内供给的处理气体等流入压力计80，有固体物附着而产生误差。
另一方面，在处理室10内正在对晶圆W进行处理时，由于切换阀91关闭而压力计81从处理室10断开，因此保持清洁的状态。而且，在停止晶圆W的处理并进行对压力计80的调整的情况下，打开切换阀91，通过压力计80、81这两方来对处理室10内的压力进行测定。在这种情况下，没有向处理室10内供给处理气体，因此没有处理气体从处理室10流入。由此，能够在清洁的状态下进行压力测定。
此外，在进行对压力计80的调整的情况下，优选的是，在排气到了真空泵60的最大限度的能力的最高真空到达度的状态下进行压力测定。其原因在于，该状态是压力测定的误差最小的状态。
利用压力计80、81在相同条件下同时进行处理室10内的压力测定，由此能够知道压力计80所产生的误差(偏移量)。即，压力计81示出准确的压力，因此压力计80与压力计81之间的差示出压力计80的误差。
通过像这样设置在正在对晶圆W进行处理时从处理室10断开、只在进行对压力计80的调整时与处理室10连接来进行压力测定的校正用的压力计81，并利用设置于分支配管53的切换阀91来进行压力计81与处理室10之间的连接和断开，能够准确地把握压力计80所产生的测定误差。
此外，在图1中，压力计80、81均经由共用配管51而与处理室10连接，但是也可以是不设置共用配管51而使各个压力计80、81各自独立地与处理室10连接的结构。在这种情况下，也能够在相同的条件下同时对处理室10内的压力进行测定，因此能够进行压力计80的误差测定。然而，需要多余的配管，且完全使用单独的配管而配管51内的附着条件不是共用的，会在若干条件上产生差异，因此优选的是设为如图1所示那样经由共用配管51而与处理室10连接的结构。
控制器100是用于基于由压力计80、81测定出的压力值来进行压力调整阀70的压力设定的控制单元。控制器100能够监视由压力计80、81测定出的压力值，能够把握压力计80、81的压力测定值。由此，控制器100根据压力计80与压力计81的压力测定值之间的差，也能够把握处理用的压力计80所产生的偏移误差。
控制器100计算用于对压力计80的误差进行校正的校正值，将该校正值取入来进行压力调整阀70的压力设定。例如，在压力计80产生了+0.5Torr的误差的情况下，压力计80的测定值会被输出为比实际的压力高0.5Torr的压力。由此，在基于制程的设定压力是2.0Torr的情况下，当直接设定输入2.0Torr时，即使最初通过压力调整阀70控制为2.0Torr，也会从压力计80输出2.5Torr。当经由控制器100基于该值进行反馈控制时，测定压力为2.5Torr，判断为比目标压力的2.0Torr高0.5Torr，进行使压力下降0.5Torr的调整。由此，处理室10内的实际压力会被控制为1.5Torr，导致不能进行按照制程的压力设定。因此，在这种情况下，控制器100进行将压力调整阀70的目标压力设定为2.5Torr的校正。当通过压力调整阀70将处理室10内的实际压力设定为2.5Torr时，压力计80输出3.0Torr，当基于该值来进行反馈控制时，压力为比作为目标压力的2.5Torr高0.5Torr的3.0Torr，因此压力调整阀70进行使压力下降0.5Torr的调整(控制)。这样，处理室10内的实际压力变为2.0Torr，被控制为制程的设定压力2.0Torr。
压力计80为负偏移的情况也相同，例如，在偏移了-0.5Torr的情况下，如果将压力调整阀70的目标压力值设定为比制程的2.0Torr低0.5Torr的1.5Torr，则在处理室10的实际压力为2.0Torr时，压力计80输出1.5Torr，因此能够进行将实际压力设为2.0Torr的控制。
这样，如果计算用于对压力计80进行偏移校正的偏移量并将该偏移量取入后以加上该偏移量(加法)的形式设定压力调整阀70的目标压力值，则能够按照制程的设定压力对处理室10内的压力进行控制。在该情况下，控制器100只需使压力调整阀70的目标压力发生偏移，之后只要进行通常的反馈控制即可，不需要在反馈控制时一次一次地进行琐碎的运算处理，能够使运算处理量降低。
此外，控制器100进行这样的运算处理，因此控制器100例如也可以构成为微计算机，该微计算机具备CPU(Central Processing Unit：中央处理装置)、ROM(Read OnlyMemory)、RAM(Random Access Memory)等存储单元等，利用程序进行动作。或者，也可以构成为ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等电路，该ASIC等电路是将用于特定的用途的多个功能的电路汇集为一个电路所得到的集成电路。这样，控制器100只要能够进行上述那样的运算处理和控制即可，能够被设为各种结构。
此外，制程的信息例如也可以记录于存储介质，通过从存储介质安装信息来取入到控制器100内。
配管54构成将处理室10和真空泵60直接连接的旁路的一部分。在配管54上设置有切换阀92。在通常的对晶圆W的处理时，处理室10经由配管50而被真空泵60进行真空排气。然而，在配管50的内部，由于处理气体30等的影响而附着有固体物的情况也很多。如上述那样，在要进行压力计80的误差测定、调整的情况下，将切换阀90、91开放后进行，但是需要进行真空排气直到最大真空到达度，因此需要时间。另外，还充分考虑到由于上述的配管50内的附着物的影响而排气效率降低。
因此，在本实施方式中，设置将处理室10和真空泵60直接连接的旁路51、54、56，在进行对压力计80的调整时，将设置于配管54的切换阀92打开，不仅从配管50进行处理室10内的排气，而且还从旁路51、54、56进行处理室10内的排气。旁路51、54、56中的配管54、56在通常的处理时没有被使用，因此配管54、56是没有固体物附着的清洁的配管。由此，在进行对压力计80的调整时，不仅将切换阀90、91开放，而且还将设置于配管54的切换阀92开放，由此能够使用旁路51、54、56来高效率地进行真空排气，从而能够缩短校正时间。
这样，本实施方式所涉及的排气系统和基板处理装置不仅能够进行准确的压力计80的校正，还能够缩短校正时间。
此外，配管55和93是用于在开始真空泵60的运转时在接近大气的压力下进行排气的旁路和用于进行排气的切换阀，与通常的排气系统中使用的结构相同。配管56是配管54、55的合流配管，视为各旁路的一部分。此外，配管56与配管50连接。
这样，通过本实施方式所涉及的压力测定装置和使用了该压力测定装置的排气系统以及基板处理装置，能够准确地把握处理压力计80的误差，能够进行用于校正该误差的对压力调整阀70的控制。而且，在进行校正时，也能够使用旁路51、54、56来在短时间内进行校正作业。
图2是示出以往以来使用的比较例所涉及的压力测定装置、排气系统以及基板处理装置的图。在图2中，对与图1对应的构成要素标注相同的参照标记。在图1中不存在的构成要素只有仅在校正时被安装的压力计83，其它是在图1中存在的构成要素。
在图2中，只在确认压力计80的误差时连接压力计83。另外，由压力计83进行的校正是通过手动进行的，不向控制器100进行反馈。由此，无法将校正取入到压力调整阀70的设定值。另外，虽然存在真空泵60运转开始时的旁路55、56，但是没有设置用于校正的旁路用的配管54。由此，难以把握压力计80的准确的误差和进行基于该误差的校正，如果与比较例进行比较，则可知本实施方式所涉及的压力测定装置、排气系统以及基板处理装置具有非常优越的结构。
通过本发明，能够准确地把握压力计的误差。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了详细说明，但是本发明并不限制于上述的实施方式，能够不脱离本发明的范围地对上述的实施方式施加各种变形和置换。

Claims (10)

1.一种压力测定装置，具有：
第一压力计，其与能够对处理对象进行处理的处理室连接并能够测定正在对所述处理对象进行处理时的所述处理室内的压力；
第二压力计，其与所述处理室连接；以及
第一切换阀，在所述处理室内正在对所述处理对象进行处理时，所述第一切换阀能够将所述第二压力计与所述处理室之间的连接断开。
2.根据权利要求1所述的压力测定装置，其特征在于，
所述第二压力计经由合流配管和分支配管而与所述处理室连接，其中，所述合流配管用于将所述第二压力计与所述第一压力计一起连接于所述处理室，所述分支配管只将所述第二压力计连接于该合流配管，
所述第一切换阀设置于该分支配管。
3.根据权利要求1所述的压力测定装置，其特征在于，
所述第一切换阀在所述处理室内没有对所述处理对象进行处理时被打开，
所述第二压力计在所述第一切换阀处于打开时能够测定所述处理室内的压力。
4.根据权利要求1所述的压力测定装置，其特征在于，
还具有控制单元，该控制单元基于第一压力与第二压力之间的差来测量第一压力计的误差，其中，所述第一压力是由所述第一压力计测定出的正在对所述处理对象进行处理时的所述处理室内的压力，所述第二压力是由所述第二压力计测定出的不是对所述处理对象进行处理时的所述处理室内的压力。
5.一种排气系统，具有：
根据权利要求4所述的压力测定装置；
排气单元，其经由配管而与所述处理室连接；以及
压力调整阀，其设置于该配管，用于对通过该排气单元进行排气的所述处理室内的压力进行调整，
所述控制单元将所述第一压力计的误差取入来对所述压力调整阀的设定值进行控制。
6.根据权利要求5所述的排气系统，其特征在于，
所述排气单元是真空泵。
7.根据权利要求5所述的排气系统，其特征在于，还具有：
旁路，其包含与所述配管不同的配管，所述旁路不经由所述压力调整阀而将所述处理室和所述排气单元直接连接；以及
第二切换阀，在所述处理室内正在对所述处理对象进行处理时，所述第二切换阀将所述旁路与所述处理室之间的连接断开，在所述第二压力计对所述处理室内的压力进行测定时，所述第二切换阀将经由所述旁路的、所述处理室与所述排气单元的连接接通。
8.根据权利要求7所述的排气系统，其特征在于，
所述第二切换阀设置于所述旁路。
9.根据权利要求5所述的排气系统，其特征在于，
所述处理对象是基板。
10.一种基板处理装置，具有：
根据权利要求9所述的排气系统；
处理室，其与该排气系统连接，
基板保持单元，其设置在该处理室内，能够保持所述基板；以及
处理气体供给单元，其向所述处理室内供给处理气体。
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