CN113439327A - 等离子体处理装置以及等离子体处理装置的工作方法 - Google Patents

等离子体处理装置以及等离子体处理装置的工作方法 Download PDF

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Abstract

为了提供使成品率提高的等离子体处理装置或者等离子体处理装置的工作方法,等离子体处理装置具备:配置于真空容器内部的处理室内的样品台;形成用于对其上方的晶圆进行处理的等离子体的等离子体形成空间以及在下方与所述等离子体形成空间连通的下部空间;配置于所述下部空间的底部的排气口;对包围该下部空间的所述真空容器的下部进行加热的加热器;在所述晶圆的处理时检测所述处理室内的压力的第一真空计;与配置于包围该下方的所述下部空间的外周的处理室的内壁的开口连通的校正用的第二真空计;使用将所述处理室内的压力视作0的程度的压力值以及比该压力值高的多个压力值中的所述第一以及第二真空计的输出来补正所述第一真空计的输出的补正机。

Description

等离子体处理装置以及等离子体处理装置的工作方法
技术领域
本发明涉及使用在真空容器内的处理室形成的等离子体来对配置于该处理室内的半导体晶圆等基板状的样品进行处理的等离子体装置以及等离子体处理装置的工作方法,尤其涉及使用对处理室内部的压力进行探测的压力计的输出来调节处理室内的压力并处理所述样品的等离子体装置以及等离子体处理装置的工作方法。
背景技术
已知上述那样的等离子体处理装置中,以往用于调节处理室内的压力的压力计的输出伴随着装置的工作时间的经过或者稀少的处理个数的累计变大,而会从初始的状态进行变动。因此,如果达到规定的工作时间、样品的处理个数,则将用于调节样品的处理中的压力的压力计的输出与精度明确的基准用的其他压力计的输出进行比较,来补正用于调节样品的处理中的压力的压力计。
作为上述那样的以往的技术例,已知日本特开2004-273682号公报(专利文献1)中记载的内容。该现有技术中公开了如下技术:除了与处理室连接的控制用压力计之外,还利用与同处理室相连的空间连接的校正用压力计,从而不需要在大气压下进行的控制用的压力计的校正作业。此外,作为其他的例子,在日本特开2010-251464号公报(专利文献2)中公开了以下技术:通过使校正用压力计和在成膜处理时用于控制压力的控制用压力计的安装位置相同并使探测校正用的压力计和控制用的压力计的压力的条件相同,从而能在与实际进行成膜的处理的条件相接近的状态下进行控制用的压力计的零点校正,以高的精度实现处理中的压力的条件。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-273682号公报
专利文献2:日本特开2010-251464号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述现有技术中,由于对以下方面考虑不充分,因而产生了问题。
即,上述专利文献1处于使所连接的处理室与装载锁(load lock)室连通而成为一个空间的状态,专利文献2具备在处理室连接校正用压力计和处理室内部的压力的调节用的压力计这两者的结构。而且,均为以下的技术:在对处理室内部进行真空排气而减压到规定的真空度之后,将该处理室调节为多个不同的压力状态,在各个压力状态下对校正用的压力计的输出和处理室的压力调节用的压力计进行比较,使用其结果对压力调节用压力计的输出添加补正。
然而,在本现有技术中,没有考虑以下的情况:在将装载锁室与处理室之间的闸阀气密地闭塞的状态下,对装载锁室以及处理室进行排气并减压之后,再次打开闸阀而使两者的压力变为相同之后,对与装载锁室连接的校正用压力计和与处理室连接的压力调节用的压力计进行比较,在包含与在处理室内部实施的处理的条件相接近的接近于0的压力的状态、所谓高真空的压力的状态在内的多个压力的条件下,补正上述压力调节用的压力计的输出。产生了如下问题:在使用在压力变得更高的条件下进行校正的压力计时,使用该压力计调节的处理室的高真空度的压力的值变得不正确。
进而,在专利文献2中,没有考虑以下情况:如使用等离子体对半导体晶圆上的处理对象的膜进行蚀刻处理的情况那样在高真空度的压力的条件下,对校正用的压力计的输出进行补正。因此,在上述现有技术中,用于制造半导体设备的实际的晶圆的处理中的压力的值与所希望的值相差较大,对晶圆的处理结果带来恶劣影响,处理后所得到的加工形状的尺寸的偏差变大,处理的成品率会变差。
本发明的目的在于,提供一种使成品率提高的等离子体处理装置或者等离子体处理装置的工作方法。
用于解决课题的手段
上述的目的能够通过下述的等离子体处理装置或者其工作方法实现,该等离子体处理装置具备:样品台,配置于真空容器内部的处理室内并在其上表面载置处理对象的晶圆;等离子体形成空间,是所述处理室的所述样品台上方的空间,且使用被供给的处理用的气体来形成用于对所述晶圆进行处理的等离子体;下部空间,是所述样品台的下方的所述处理室的下部的空间,且经由所述样品台外周的该处理室内的空间与所述等离子体形成空间连通;排气口,配置于所述下部空间的底部并与对所述处理室内部进行排气使其减压的排气装置连通;加热器,对包围该下部空间的所述真空容器的下部进行加热;第一真空计,在所述晶圆的处理时检测所述处理室内的压力;校正用的第二真空计,位于该第一真空计的下方,且与配置于包围所述下部空间的外周的处理室的内壁的开口连通;和补正机,使用将所述处理室内的压力视作0的程度的压力值以及比该压力值高的多个压力值中的所述第一真空计以及第二真空计的输出,来对所述第一真空计的输出进行补正。
发明效果
根据本发明,能够提供一种使成品率提高的等离子体处理装置或者等离子体处理装置的工作方法。
附图说明
图1为示意性地表示本发明的实施例所涉及的等离子体处理装置的概要结构的纵剖视图。
图2为示意性地表示对图1所示的实施例所涉及的等离子体处理装置进行维护的作业和此时的等离子体处理装置的状态的图。
图3为示意性地表示对图1所示的实施例所涉及的等离子体处理装置进行维护的作业和此时的等离子体处理装置的状态的图。
图4为示意性地表示对图1所示的实施例所涉及的等离子体处理装置进行维护的作业和此时的等离子体处理装置的状态的图。
图5为表示对图1所示的实施例所涉及的等离子体处理装置的维护工作中的第一真空计进行校正时的动作的流程的时序图。
具体实施方式
以下,使用附图对本申请发明的实施方式进行说明。
实施例
使用图1~图5对本发明的实施例进行说明。图1为示意性地表示本发明的实施例所涉及的真空处理室的概要结构的纵剖视图。
图1所示的等离子体处理装置100具有真空容器,该真空容器大体包含:在中央部具有圆形的排气口124的基座板109;在基座板109的上方配置且内侧的侧壁面具有圆筒形的上部容器101;在上部容器101的下方配置的下部容器102;以及夹在上部容器101与下部容器102之间的样品台基座107。进而,在真空容器的下方,配备有包含与该真空容器连结而配置的涡轮分子泵等排气泵103在内的排气部。进而,在真空容器的上方,配置有具有使用于在真空容器内部的空间形成等离子体的规定频率的电场在内侧进行传播的波导管122以及螺线管线圈105的等离子体形成部。
上部容器101、下部容器102、样品台基座107,它们的外侧的壁面面对等离子体处理装置100的周围的大气气氛,内侧的壁面包围作为由排气泵103减压且形成等离子体的空间的处理室104的周围。这些构件的内壁面具备水平方向的截面具有圆形的圆筒形状,中间夹着O型环等密封构件地在上下方向上被按压、被定位而相互地被连接,以使得在各个构件所包围的处理室104的圆筒形的中心在上下方向上一致的位置或者近似于视作一致的程度的位置,内侧壁面的接缝的高低差尽可能小。在如上那样连接的状态下,这些构件构成真空隔壁,处理室104的内部与外部的大气气氛之间被气密地划分。
处理室104的上部的空间为作为放电部而形成等离子体的空间,在其下方配置有在上表面载置处理对象的晶圆108的样品台106。本实施例的处理室104在样品台106底面的下方在与处理室104底面之间具有空间,并且在样品台106底面的下方的处理室104的底面配置有排出处理室104内的气体、等离子体等粒子的排气口124的圆形状的开口。
在上部容器101的上方配置有:具有环状且具有导电性的构件制的接地环116;载置于接地环116上表面上方且具有环状的放电块基座119;以及载置于放电块基座119上并包围放电部的外周且具有圆筒形状的放电部容器117。放电部容器117的圆筒形的内侧的侧壁部分覆盖放电块基座119的内周侧的侧壁来配置,并且在放电部容器117的内侧在与形成等离子体的空间的放电部之间,配置有覆盖放电部容器117的内侧壁面而配置的石英制的内筒,可抑制等离子体与放电部容器117的内侧壁的相互作用并减少损伤、消耗。
在放电部容器117的外侧的壁面上,加热器118在该壁面的外周侧卷绕,与该壁面相接地配置。加热器118与未图示的直流电源电连接并从直流电源被供给电流而发热,被调节为放电部容器117的内侧壁面的温度成为所希望的范围内的值。
在放电部容器117以及放电块基座119的下端面与在其下方配置的上部容器101上端面之间,配置有由具有导电性的材料构成的作为环状构件的接地环116。接地环116其上表面与放电部容器117的圆筒形状部的下端下表面之间连接,进而接地环116下表面与上部构件101上端上表面夹着O型环连接,通过供给在上下方向上按压这些部件的力,从而处理室104的内外被气密地密封。接地环116虽然未图示但与接地电极电连接,内周侧的端部在处理室104内部的放电部从周围向中央侧突出而与等离子体相接,从而等离子体的电位被调节为所有者所希望的范围内。进而,在接地环116的内周侧端部的上表面上方,使内筒114与放电部容器117的内侧壁面之间空开间隙地载置配置该内筒114。
进而,在放电部117的上端上方,气环115夹着O型环而载置,该O型环为配置有用于供给在处理室104内形成等离子体的处理用的气体的通路的环状的构件。在气环115的上表面的上方,构成真空容器并作为使供给到放电部的电场透过的石英等电介质制的构件的具有圆板形状的窗构件112夹着O型环而载置,窗构件112外周缘部下表面与气环115的上表面相互连接。
在窗构件112的下表面下方隔开间隙地配置有作为石英等电介质制的圆板状构件的簇射板113,覆盖处理室104的放电部上方而构成其顶面。在簇射板113的中央部的圆形的区域配置多个贯通孔。在气环115的内部具备在处理用气体的供给路和窗构件112以及簇射板113之间的间隙连通的气体流路115’,该处理用气体的供给路夹着流量调节器(质量流量控制器,MFC)经由配管与具有未图示的多个箱体而构成的气体源连接。由流量调节器调节了其流量或者速度的来自各种类的气体源的气体,在沿着配管被供给而作为一个气体供给路合流之后,通过气环115内的气体流路115’而流入到窗构件112以及簇射板113间的间隙内,在该间隙内进行了扩散之后,从簇射板113的中央部的多个贯通孔从上方导入到处理室104。
窗构件112、簇射板113、气环115、放电部容器117、放电块基座119夹着O型环而连结并构成真空容器,并且与内筒114一起构成放电块。放电块如后述那样构成为:沿着未图示的升降机的上下方向的轴在上下方向上移动,从而能够分解或者组装真空容器。放电块也可构成为包含接地环116,也可构成为在上部容器101与接地环116之间上下地分割真空容器并能分解。
在窗构件112的上方配置有波导管122,该波导管122用于传播为了形成等离子体而供给到处理室104的放电部的微波的电场。波导管122具备:沿着上下方向的轴延伸且与该上下方向的轴垂直的水平方向的截面具有圆形的圆筒形的圆形波导管部;和沿着水平方向的轴延伸且与水平方向的轴垂直的上下方向的截面具有矩形或者方形并且其一端部与圆形波导管部的上端部连接的方形波导管部,在方形波导管部的另一端侧的部分配置有进行振荡而形成电场的磁控管123。所形成的微波的电场在方形波导管部沿水平方向传播并在圆形波导管部的上端改变方向而朝向下方的窗构件112下方的处理室104传播。
圆形波导管部的下端部在该下端部下方且窗构件112的上方与具有与该窗构件112相同或者近似于视作相同的程度的大小的内径的圆筒形的空洞部121的圆形的天井部的中央部连接。圆形波导管部的内部和空洞部121的内部的空洞经由与圆形的天井部中央的圆形波导管的内径相同的圆形的开口而连通,空洞部121构成波导管122的一部分。在圆形波导管内传播的微波的电场在导入到空洞部121之后,在空洞部121内部形成所希望的电场的模式,并透过窗构件112以及下方的簇射板113而在处理室104内进行传播。
进而,在本实施例中,包围空洞部121上方的波导管122的圆形波导管部的外周侧、以及空洞部121、放电部容器117的圆筒形的外侧侧壁的外周侧并在上下方向上有多段的环状的螺线管线圈105与轭一起配置。这些螺线管线圈105与未图示的直流电源电连接并供给直流电流而生成磁场。从波导管122供给的微波的电场和由螺线管线圈105产生并供给的磁场在处理室104内部相互地起作用并产生电子回旋共振(Electron Cyclotron Resonance,ECR),将供给到处理室104内的处理用气体的原子或者分子激发,使这些原子或者分子电离或者离解,在晶圆108的处理中的放电部内形成等离子体。
样品台106配置在环状的样品台基座107的内侧的中央部,通过将它们之间连接的多个支承梁而由样品台基座107连接。本实施例的支承梁,关于如图上单点划线所示的、具有圆筒形的样品台106的上下方向的中心轴,从上方观察时在与其周向相同的或者近似于视作相同的程度的每个角度上放射状地呈所谓轴对称地配置。通过上述那样的结构,在上部容器101的内侧的放电部内形成的等离子体、所供给的气体、晶圆108的处理中产生的反应生成物等粒子,通过排气泵103的动作,在样品台106与上部容器101之间以及样品台106与样品台基座107之间的空间且支承梁彼此之间的空间内通过,并通过下部容器102内侧的空间,在通过样品台106的正下方的排气口124后排出,晶圆108上表面上方的处理室104内部的粒子的流动关于晶圆108的周向的偏差被减少,晶圆108的处理的均匀性得到提高。
样品台106通过在内部具有空间且使样品台底盖120将内外气密密封地安装底面来将该空间密封。进而,在多个支承梁的内部配置与样品台基座107的外侧的大气压的大气气氛连通的通路,且样品台106内部的空间与该外侧的位置连通。这些空间和通路被配置在样品台基座107的外侧,成为将电力、冷媒、气体等流体供给到样品台的缆线、配管等供给路的配置用的区域。该通路和样品台106内的空间成为与大气气氛相同的大气压或近似于视作相同的程度的压力。
此外,上部容器101以及下部容器102在各个外侧壁具有未图示的凸缘部。下部容器102及其上方的上部容器101的各个凸缘部相对于基座板109使用螺钉、螺栓来紧固并定位。需要说明的是,本实施例的上部容器101、下部容器102、样品台基座107的外周侧壁具有圆筒形状,但这些外周侧壁的水平截面形状也可不是圆形,也可为矩形,也可为其他形状。
基座板109在设置等离子体处理装置100的无尘室等建筑物的地板上与多个支柱125的上端部连接,在这些支柱125之上载置并被支承。换句话说,包含基座板109的真空容器经由多个支柱125而被定位于建筑物的地板面上。
进而,在基座板109的下方的支柱125彼此之间的空间配置排气泵103,经由排气口124与处理室104连通。排气口124在样品台106的正下方,且通过其圆形的开口的中心的上下方向的轴被配置在与上述中心轴一致或者近似于视作一致的程度的位置,在排气口124上方的处理室104的内部配置有对该排气口124闭塞或者在上下方向上移动的具有大致圆板形状的排气口盖110。排气口盖110配置在基座板109的下方,通过伴随着具有致动器等驱动用的机器的排气调节机111的动作而上下地进行移动,从而增减从排气口124排出的处理室104内的粒子的流路的面积,起到使来自排气口124的处理室104内的粒子的排气的电导增减的流量调节阀的功能,基于来自未图示的控制部的指令信号来驱动排气口盖110,从而调节通过排气泵103排出的内部的粒子的量、速度。
等离子体处理装置100的真空容器与作为与等离子体处理装置100的真空容器在水平方向上相邻地配置的其他的真空容器的真空搬运容器126连结,该真空搬运容器126在作为内部被减压的空间的搬运室配置有搬运机器人,该搬运机器人将晶圆108保持于臂的前端部的上表面并在该搬运室内进行搬运。在等离子体处理装置100与真空搬运容器之间,内部的处理室104与真空搬运室经由作为使晶圆108通过内侧的通路的闸门而连通。进而,在真空搬运室内配备有闸阀128,该闸阀128在上下方向上进行移动,且相对于真空搬运容器126的内侧壁面在水平方向上移动,可打开配置于该内侧壁面的闸门的开口,并可与内侧壁面夹着O型环抵接而将开口气密地闭塞。
进而,在本实施例中,在上部容器101与真空搬运容器之间配置有在内部的空间内配备其他的闸阀129的阀箱127。阀箱127的2个端部分别与上部容器101的外侧侧壁面以及真空搬运容器的侧壁面的每一个侧壁面在中间夹着O型环等密封构件而连接,且内部具有被从外部的大气压的大气气氛气密地划分的空间。阀箱127的一个端部的侧壁面与空心搬运容器126侧壁的闸门的开口的周围连接,另一个端部的侧壁面与配置于上部容器101的侧壁的闸门的开口的周围连接,从而阀箱127内的空间构成将晶圆108载置于搬运机器人的臂上进行搬运的通路。
需要说明的是,配置于阀箱127内部的闸阀129在上下方向上移动并相对于上部容器101的外侧壁在水平方向上移动,可打开上部容器101的闸门的开口,或者夹着O型环抵接而气密地将开口密封。在真空搬运容器126、阀箱127各自的下方,配置有与配置在各自的内部的闸阀128、129连接并用于使这些闸阀移动的致动器等驱动机130。
此外,本实施例的阀箱127被定位配置为:使用螺钉、螺栓等与在建筑物的地板面连接下端而定位的其他的支柱125的上端部连接并被其支承,阀箱127的一端部的侧壁面与闸门外周侧的上部容器101的外侧壁面夹着O型环而连接,能实现气密的密封。图1的实施例的阀箱127除了在建筑物的地板面上被支柱125支承的方式之外,还可为由与基座板109下方的支柱125连接的其他的支柱125支承,或者在基座板109的真空搬运容器侧的端部的上表面使用螺钉、螺栓等被紧固定位的方式。
在晶圆108的处理之前,在预先被减压的处理室104的内部,处理前的晶圆108被载置保持于搬运机器人的臂的前端部上表面,从空心搬运室内通过阀箱127内部的空间被搬入。如果晶圆108在处理室104内部在样品台106上表面上方从保持于臂上的状态起交接到从样品台106上表面突出的多个销上,则真空机器人的臂就从处理室104退出到真空搬运室内。将晶圆108载置于样品台106上表面,并且驱动闸阀129而使上部容器101的闸门气密地闭塞。
在该状态下,由通过流量调节器调节了流量或者速度的多个气体构成的处理用的气体从气体供给路以及气体流路115’通过窗构件112与簇射板113的间隙和簇射板113的贯通孔而导入到处理室104内,并且通过与排气口124连通的排气泵103的动作将处理室104内的气体的粒子排出,通过它们的平衡,处理室104内的压力被调节为适于处理的范围内的值。进而,使用磁控管123而形成的微波的电场在波导管122以及空洞部121内传播并透过窗构件112、簇射板113而供给到处理室104内,并且通过螺线管线圈105形成的磁场被供给到处理室104内,使用处理用的气体在放电部内形成等离子体。
在晶圆108被载置保持于上表面的状态下,对配置于样品台106的内部的未图示的电极供给规定频率的高频电力,在晶圆108的上表面上方形成与等离子体之间具有差值的偏移电位,通过该电位差,等离子体中的离子等荷电粒子被引诱到晶圆108上表面,与具有预先配置于晶圆108上表面的处理对象的膜层和层叠于其上方的由抗蚀剂等材料构成的掩膜层的膜构造的该处理对象的膜层相碰撞来进行蚀刻处理。
如果处理对象的膜层的蚀刻处理达到了规定的剩余膜厚度或者深度这一情况由未图示的检测器检测到,则停止向样品台106内部的电极的高频电力的供给以及等离子体的形成,结束蚀刻处理。接下来,在对处理室104内部的粒子充分地进行了排气之后,驱动闸阀129而打开上部容器101的闸门,搬运用机器人的臂通过该闸门进入到处理室104内,从样品台106将晶圆108交接到臂上,臂退出到处理室104外,由此,处理后的晶圆108被搬出到真空搬运室。
接下来,通过控制部判断应被处理的未处理的晶圆108是否存在,在存在下一晶圆108的情况下,晶圆108再次经过闸门被搬入到处理室104内而交接到样品台106,之后,与上述同样地进行对晶圆108的蚀刻处理。在判断为接下来没有应处理的晶圆108的情况下,将为了制造半导体设备而处理晶圆108的等离子体处理装置100的工作停止或者休止。
接下来,使用图2、3对本实施例的等离子体处理装置100的保养、检查等维护作业的流程进行说明。图2以及图3为示意性地表示对图1所示的实施例所涉及的等离子体处理装置进行维护的作业和此时的等离子体处理装置的状态的图。此外,各个图的(a)为从附图自垂直上方的位置观察下方时的等离子体处理装置100的真空容器的俯视图,各个图的(b)为纵剖视图。
这些图所示的实施例中,如果通过上述的控制部检测到在对处理室104实施了维护之后对晶圆108进行处理的个数或者在处理室104内实施该处理的时间的累积值达到了预定的值,则控制部就在处理室104内的达到了该值的晶圆108的处理结束而接着搬出到处理室104外之后,从控制部将指令信号发送到等离子体处理装置100的各部分,将制造等离子体处理装置100的为了制造半导体设备而对晶圆108进行处理的工作(稳定工作)切换为用于进行维护的工作(维护工作)。在等离子体处理装置100的维护工作的模式中,基于来自控制部的指令信号使驱动器130动作,通过闸阀128而将真空搬运容器126内的面对真空搬运室的闸门气密地闭塞,处理室104侧的空间与真空搬运室侧的空间被密封,能够使处理室104内变为大气压而打开上部。
即,处理室104底部的排气口盖110通过排气调节机111的驱动而与排气口124的上方的开口周围的基座板109上表面经由O型环等密封构件相抵接,在排气口124在下方的排气路线与处理室104之间被气密地密封的状态下,空气或者气体被导入到处理室104内而使处理室104内的压力增大。如果通过控制部检测并报告处理室104内的压力增大到与大气气氛相同或者近似于视作相同的程度的值,则作业者就使真空容器的上部分向上方移动而分解真空容器,能够将处理室104相对于等离子体处理装置100周围的大气气氛打开。
作业者首先使与将下部固定于基座板109并且在上下方向上具有轴的升降机201连结的螺线管线圈105和磁控管波导管122成为一个整体的单元,并使该单元沿着上述轴向上方移动。在该状态下,构成真空容器的上部的窗构件112的上表面露出。
在本实施例中,作业者卸下在该状态下构成真空容器的上部的放电块。首先,使窗构件112、簇射板113以及石英内筒114从还安装有气体导入环115的位置向上方以及水平方向上移动而卸下。之后,作业者将经由连结臂204与升降机201的上下方向的轴连结的放电块基座116以及在其上安装的放电块117、加热器118一起设为一个整体的放电部容器单元202,并使其如箭头所示那样沿着升降机201的上下方向的轴与连结臂204一起向上方移动。
本实施例的连结臂204的一端部与放电块基座119通过螺钉或者螺栓紧固固定,另一端部在旋转升降机201的侧壁的外侧与该升降机201的上下方向的轴以能沿着该上下方向的轴移动的方式连结。进而,连结臂204包含与升降机201的上下方向的轴平行地配置的上下方向的可动轴203且具备将连结臂204的一端部以能绕着该可动轴203旋转的方式连结的关节部。
作业者通过使向上方移动而位于下方的接地环116或者位于距上部容器101在上下方向上具有足够的距离的位置的放电部容器单元202绕着可动轴203水平地以逆时针方向旋转,从而能够使上述接地环116或者上述放电部容器单元202从上方观察时向对上部容器101或者样品台基座107的正上方投影的区域外侧移动。本实施例中,放电部容器单元202绕着配置连接于图上基座板109的右端部且从阀箱127观察时比样品台106的中心轴远的位置的升降机201的旋转轴203从上方观察时逆时针地旋转,但也可将升降机201的位置配置于相反侧(图中基座板109的左端部),从上方观察时使放电部容器单元202以顺时针方向旋转而将其卸下。
此外,使放电部容器单元202从放电部容器117的上下方向的中心轴与样品台106的中心轴一致或者视作一致的位置卸下并旋转,将该卸下并旋转的角度设为180度,但能够设为90度以上且270度以下。但是,如果考虑到作业性,则180度±20度优选。
在本实施例中,接地环116不与放电块基座119或者放电部容器117连接并固定,因此在卸下了放电部容器单元202之后,接地环119从上部容器101上端上方被卸下。在该状态下,上部容器101能向样品台基座107的上方移动而卸下。即,能在能更换(交换)的状态下卸下上部容器101。
在本实施例中,在接地环116被卸下的状态下,将使载置于样品台基座107上的上部容器101与基座板109紧固并固定位置的螺钉或者螺栓卸下,去除它们之间的连接。在该状态下,使上部容器101和载置有上部容器101的样品台基座107以及样品台106、包含多个支承梁的样品台单元301如图3所示那样,沿着升降机201的上下方向的轴与连结臂303一起向上方移动,之后,使它们绕着在升降机201的侧壁外侧配置的连结臂303的关节部的可动轴302,水平地以逆时针方向旋转,从而从铅垂上方观察时向投影到下部容器102的上方的区域外移动。
即,与上述放电部容器单元202同样地,连结臂303的一端部与样品台基座119通过螺钉或者螺栓紧固固定,另一端部在旋转升降机201的侧壁的外侧与该升降机201的上下方向的轴以能沿着该上下方向的轴移动的方式连结。进而,连结臂303包含与升降机201的上下方向的轴平行地配置的上下方向的可动轴302且具备将连结臂303的一端部以能绕着该可动轴302旋转的方式连结的关节部。
如图上的箭头所示那样,作业者使载置有上部容器101的样品台单元301向上方移动而位于距位于下方的下部容器101在上下方向上具有足够的距离的位置之后,通过绕着可动轴302在水平上以逆时针方向旋转,从而将上部容器101的闸门开口的周围的侧壁从阀箱127的弯曲的连接面剥下,在从与阀箱127相接的位置起绕可动轴302移动了规定的角度之后,将一端样品台基座107固定在绕关节部的该角度的位置。在该状态下,上部容器101和样品台单元301从上方观察时与向下部容器102的上方投影的区域的一部分重叠。
在将从阀箱107分离的上部容器101向上方以及水平方向上移动而卸下之后,使样品台单元301再次绕着可动轴302水平地旋转,从上方观察时,朝着向下部容器102正上方的投影的区域外侧移动。本实施例中,使样品台单元301绕着升降机201的旋转轴302从上方观察时逆时针地旋转,但也可将升降机201的位置配置于相反侧(图中基座板109的左端部),使样品台单元301从上方观察时以顺时针方向旋转而卸下。
通过从上方的被投影的区域去除样品台单元301,从而能够容易地从基座板109上表面卸下下部容器102。本实施例的上部容器101和下部容器102在被卸下后按照预定的步骤,实施清洗、反应生成物的去除或者覆盖表面的皮膜的去除和再次覆盖等的维护。代替实施上述那样的维护的被卸下的上部容器101或者下部容器102,而将在维护工作前预先准备的使用前或者上述规定的维护结束的上部容器101等更换部件以与上述的卸下时的步骤相反的步骤安装于基座板109上。
另一方面,在卸下了下部容器102之后,进行基座板109的表面、排气口盖110的表面的检查、保养的作业。基座板109的上表面较大比例的部分由下部容器102覆盖,因而与上部容器101、下部容器102相比较,伴随着处理室104内的晶圆108的处理而生成的反应生成物的附着的量少。因此,在排气口盖110由作业者进行了清洗或者清扫之后,在基座板109的上表面安装下部容器102。
本实施例的等离子体处理装置100的真空容器具备多个用于检测作为配置于内部的空间的处理室104内的压力的真空计。使用图4对这些真空计和真空容器的连结进行说明。图4为示意性地表示对图1所示的实施例所涉及的等离子体处理装置进行维护的作业和此时的等离子体处理装置的状态的图。
需要说明的是,在本图中,示出了构成真空容器的上部容器101以及其下方的构件的主要部位。省略了构成与上部容器101相比配置于上方的真空容器的构件、构成等离子体形成部的螺线管线圈105、波导管122和与其连接的构件,进而省略了在基座板109下方与其连接的支柱125。此外,关于图1至图3所示的构件中赋予了相同的附图标记的要素,如果没有特别的必要也省略其说明。
在本实施例中,在真空容器内部的样品台106的侧壁的外周侧且与上部容器101的内周侧壁之间配置闭入环401。闭入环401由内周缘部具有圆筒形的包围样品台106的外周侧壁的外周侧而配置的圆筒形的构件构成。进而,在该内周缘部的上端部的外周侧,使相对于样品台106的上下方向的中心轴从上方观察时在半径方向外侧在水平方向(图上纸面方向)上延伸的板状的凸缘部包围内周缘部地将闭入环401配置为环状,这些内周缘部和凸缘部由一体的构件构成。
闭入环401的内周缘部以及凸缘部均具备金属制的基体,并在其表面具备由氧化铝或者氧化钇等陶瓷材料构成的被膜。本实施例的闭入环401经由样品台106或者样品台基座107与下部容器102或者基座板109电连接,与基座板109同样地,在晶圆108的处理中成为接地电位。进而,在平面形状为环状的凸缘部的板状部分,在上下方向上将其贯通的多个贯通孔包围样品台106而配置。
即,样品台106从上方观察时由闭入环401的凸缘部围住,并且在样品台106与上部容器101之间,通过闭入环401的凸缘部的环或者配置于圆弧状的区域内的多个贯通孔内部的空间来包围。从上方观察时处理室104的样品台106外周侧的环或者在至少一个圆弧状的区域内配置的这些空间成为以下的通路:使在样品台106上表面的晶圆108与簇射板113之间的空间形成的等离子体、供给到处理室104内的气体或者在晶圆108的处理中形成的反应生成物等粒子在下方通过并流动,并在样品台106下方且排气口124上方的处理室104内的空间中移动。需要说明的是,本实施例中,在晶圆108的处理中不在样品台106的下方的空间形成等离子体。
闭入环401通过使其凸缘部在样品台106与上部容器101之间的空间横切上述粒子的流动的方向地在水平方向(图上纸面的方向)上延伸而配置,从而使气体的粒子、等离子体中的中性的粒子经由凸缘部的贯通孔而移动,并且可抑制等离子体内的荷电粒子向下方移动。换句话说,能抑制等离子体的荷电粒子到达构成闭入环401的下方的样品台106或者样品台106的外周侧壁面、处理室104的内壁面的构件的表面而与构成这些部分的构件的材料产生相互作用,或附着于该表面。
进而,本实施例,在晶圆108的处理时检测处理室104内部的压力的第一真空计402与样品台基座107的外侧壁面连结。第一真空计402构成为:与和贯通样品台基座107的环状的部分的贯通孔的外侧的开口周围的侧壁面连接的管路经由配置于其上并对该管路内部的气体的通路进行开闭的开闭阀403连接,能经由贯通孔与处理室104的内部连通。需要说明的是,本实施例的第一真空计402难以受到反应性气体所引起的腐蚀的影响,使用气体种类的依赖性小的电容压力计。
进而,在本实施例的基座板109的下方,连结配置校正用的第二真空计404。第二真空计404与管路409经由配置于该管路409上且对管路409内的气体的通路进行开闭的开闭阀405连接,其中,该管路409与贯通基座板109的贯通孔的下端的开口周围的底面连接。基座板109的贯通孔配置于使上下方向的轴与配置于距处理室104的生成等离子体的空间最远的下部容器102的底面的贯通孔一致或者近似于视作一致的程度的位置,第二真空计404与处理室104内部的样品台106下方的空间经由将下部容器102和基座板109一起贯通的一个贯通孔而连通。
第二真空计与处理室104之间的开闭阀405被调节为能与对第一真空计402与处理室104之间的连通进行开闭的开闭阀403独立地进行开闭的动作。开闭阀405在晶圆108的处理中将管路409维持为闭塞的状态,可抑制第二真空计404暴露于处理室104内的具有活性的气体的粒子,减少对第二真空计404内部的膜片附着原子团、副生成物而使检测压力的精度损耗的情况。
需要说明的是,第二真空计404为了对第一真空计402的处理室104内部的压力的检测值进行校正而配备,因而优选使用与第一真空计402相同的类型或者种类且视作具有相同的动作、精度的真空计。
本实施例中,在管路409经由对管路409和潘宁真空计408之间的通路的连通进行开闭的开闭阀410而连结该潘宁真空计408,其中,该潘宁真空计408为对减压到高的真空度的处理室104内部的压力高精度地进行检测的其他的真空计。作为电离真空计的潘宁真空计408具有以下特性:能够以比第一真空计402、第二真空计404高的精度检测高真空度的压力的值,另一方面,在使用与第二真空计404相同类型、种类的第一真空计402的晶圆108的处理中的处理室104的压力的范围中,精度比这些压力计显著降低或者不能使用。
此外,在本实施例的下部容器102的外侧的侧壁上,将被供给电力而发热的下部加热器406卷绕到侧壁面上来配置,通过利用发热对下部容器102的内壁面进行加热,从而抑制生成物对该内壁面的附着、堆积。与第二真空计404连通的贯通孔的上端的开口与下部加热器406相比位于下方。
如本图所示那样,第一真空计402、第二真空计404、开闭阀403、405、410与控制部407之间,以能不限于有线或者无线地收发所探测到的结果的输出、包含对动作进行指令的信号在内的电信号的方式连接。进而,本图中所示的控制部407与排气调节机111、下部加热器406、真空泵103也同样地以能发送接收电信号的方式连接。
控制部407具备由至少1个以上的元件构成的电路。控制部407具有:接收部,具备接收来自第一真空计402以及第二压力计404的输出并且发送对排气调节机111、开闭阀403、405、410、下部加热器406、排气泵103的动作进行调节的信号的接口;半导体微型处理器等运算部,根据由接收部接收到的信号计算表示压力的值的数据并使用该压力值的数据来计算适当的压力的补正值;和存储部,包含将表示计算出的压力的值的信号作为数据进行存储的RAM、ROM等存储器、硬盘、DVD-ROM等存储装置。
如后述那样,本实施例的控制部407在等离子体处理装置100的维护工作中,发送对开闭阀403、405、410的动作进行调节的信号,并且使用从来自第二真空计404以及潘宁真空计408的信号得到的压力值对第一真空计402、基于来自第一真空计402的信号的压力的检测值进行校正。进而,与晶圆108的处理中或者非处理中无关地,为了使处理室104的压力成为优选的范围内的值,而发送用于使用根据来自第一真空计402或者第二真空计404的信号检测到的压力值来对排气调节机111的动作进行调节的指令信号。进而,接收从未图示的温度传感器输出的信号,对从与下部加热器406电连接的电源输出的电力的大小进行调节,发送用于使下部容器102的内侧表面的温度成为所期望的范围内的值的指令信号。
接下来,使用图5说明在等离子体处理装置100的维护工作中实施的对使用第一真空计402检测的处理室104内部的压力值进行补正的步骤。图5为表示对图1所示的实施例所涉及的等离子体处理装置的维护工作中的第一真空计进行校正时的动作的流程的时序图。
在等离子体处理装置100的工作从作为制造半导体设备的工序对晶圆108进行处理的稳定工作切换到维护工作时,在该稳定工作的最后实施的晶圆108的处理之后将处理室104排气并减压至高的真空度的(高真空排气的)行程、以及结束维护工作而切换到稳定工作之前实施的高真空排气行程之间,使处理室104内的压力变化为不同的多个值时,使用从作为校正的对象的第一真空计402和作为校正的基准的计量器的第二真空计404的各个输出中得到的值来实施本实施例的第一真空计402的校正。特别是,具备补正值计算工序,该补正值计算工序用于在前后的高真空排气行程之间,在多个处理室104内部的压力的条件下对使用了第一真空计402以及第二真空计404的处理室104内部的压力的值进行比较,并使用其结果计算对从第一真空计402的输出中检测到的值进行补正的量。
在进行了上述那样的使用第一真空计402的压力的检测结果的校正之后的等离子体处理装置100的稳定工作中,即使在处理室104中的晶圆108的多个步骤的处理下的压力的条件不同的情况下,也使用在校正中计算出的补正值(补正参数值)对第一真空计402所得到的处理室104内部的压力的值依次补正。由此,可以高的精度实现处理室104内的处理的条件,晶圆108的处理的成品率得到提高。
首先,基于来自控制部407的指令信号,稳定工作中的最后的晶圆108被搬出到处理室108外之后,闸阀129被气密地闭塞,处理室104内部相对于阀箱126内部或者真空搬运室密封。在该状态下,在控制部407中检测到等离子体处理装置100的工作的模式从稳定工作切换到维护工作之后,基于来自控制部407的指令信号,作为校正的初期阶段的高真空排气工序,在晶圆108未被搭载于样品台106上的状态下,并且在处理室104内没有供给气体的状态下,通过排气调节机111将排气口盖110在最靠上的位置维持排气口124被打开的状态,通过真空泵103的动作使处理室104内部的粒子排出到处理室104外而使处理室104内部减压。
在高真空排气行程持续了规定的期间之后,接收到来自潘宁真空计408的输出信号的控制部407使用该信号来判断处理室104内部的压力是否达到了预先规定的真空度的压力。如果判断为达到了规定的真空度,则例如,在排气进一步持续了规定的时间(本例中为1秒)的时刻t1,基于来自控制部407的信号驱动第一真空计402的开闭阀403以及第二压力计404的开闭阀405而打开管路,将由第一真空计402以及第二真空计404探测到的结果从第一真空计402以及第二真空计404输出而发送到控制部407。控制部407将从所接收到来自第一真空计402以及第二真空计404的输出中检测到的各个压力的值以及表示它们的差分的值的数据保存于存储部内的存储器或者存储装置。
从所存储的时刻t1下的第一真空计402和第二真空计404的输出中检测到的压力的值的差分和各个压力的值能够用于第一真空计402或者第二真空计404的动作有无异常的检测。在控制部407中检测到从来自第一真空计402或者第二压力计404中的至少一方的输出中检测到的值或者这些值的差分的值为预定的允许范围外的值的情况下,控制部407能够在实施中所配备的报知器或者被电连接的显示机上进行发生异常的警告。
接下来,在保持开闭阀403以及开闭阀405被打开的状态不变的状态下,驱动排气调节机111而使排气口盖110向下方移动,将排气口124气密地闭塞,可防止处理室104内部的粒子向外部流出。在该状态下,惰性气体通过气环115的气体流路115’和簇射板113的贯通孔而在处理室104内仅供给规定期间τ后停止。进而,在该状态被维持预先确定的时间后的时刻t2,第一真空计402以及第二真空计404的输出被发送到控制部407,根据在控制部407中接收到的各个输出信号计算这些信号所表示的压力的值以及它们的差分的值,这些数据与时刻t1本身同样地被保存于存储部。在期间τ后经过了规定的时间之后从真空计的输出中检测压力是出于以下原因:为了等待检测,直到处理室104内的压力在供给了惰性气体之后趋于稳定而成为稳定的状态为止。
进而,与时刻t1乃至t2的情况同样地,通过控制部407来维持将排气口盖110闭塞的状态,将惰性气体导入到处理室104期间τ之后停止供给,在经过了规定的时间之后的时刻t3或者t4,从第一真空计402、第二真空计404的输出中检测分别表示的压力的值和它们的差分的值,并存储于存储部。如果处于这些真空计进行探测的处理室104的压力的范围内,则也可进行包含高真空排气工序的2个以上的不同时间点下的真空计所示出的压力值以及差分值的检测和表示这些值的数据的存储。
本实施例中,如上那样使用从多个时间点(本例中时刻t1至t4的4点)下的第一真空计402、第二真空计404的输出中检测到的压力值和差分值,将第一真空计402的输出或者该输出所表示的压力的值和成为基准的第二真空计404的输出或者压力的值的相关性的关系近似为使用了由运算部按照控制部407内的存储部中所存储的软件的算法计算出的参数而得到的多项式。控制部407使用存储部中所存储的参数所涉及的该多项式,在处理室104中所实施的处理中计算针对从第一真空计402的输出中检测到的处理室104的压力的值的数据的补正的量。
例如,计算在控制部407的存储部中存储的时刻t1、t2的压力值的差分与(时刻t2的压力值)-(时刻t1的压力值)的值之比、即作为1次式的参数而计算斜率的值,使用将该斜率的值设为参数的1次式来计算从以任意的压力的值下的第一真空计402以及第二真空计404的输出中得到的压力值之差。将使通过上述的近似多项式在运算部中计算出的任意的压力值、和与该压力值对应的从第一真空计的输出中得到的值的补正值或者补正后的压力值相互建立关系的数据保存在控制部407的存储部内并结束补正值计算工序。
如果补正值计算工序结束,则控制部407就驱动排气调节机111使排气口盖110移动到最靠上的位置,使排气口124全开,与补正值计算工序之前的第一高真空排气行程同样地,实施对处理室104内部再次排气而减压到规定的真空度的压力为止的第二高真空排气行程。在第二高真空排气行程进行了规定的期间之后,直到在控制部407中使用潘宁真空计408检测到处理室104内部的压力达到了预先规定的真空度的值为止,在进一步地使该高真空排气持续了1秒的时刻t5,控制部407驱动第二真空计404的开闭阀405而将管路气密地闭塞。
进而,控制部407从存储部读出在补正值计算工序中基于多项式计算出的与该真空度的压力对应的补正的值,在时刻t5使用该该补正值对从由第一真空计402输出的信号中检测到的压力值进行补正。即进行第一真空计402的补正。在第二高真空排气行程中达到的压力的值相比时刻t2至t4的处理室104的压力足够小的情况下,该补正使从第一真空计402的输出中得到的压力值偏移。优选在第一、第二高真空排气行程中达到的真空度的压力为相同的值。
在第二高真空排气行程后,控制部407将等离子体处理装置100的工作切换为稳定工作的模式。在稳定工作中,偏移后的值作为处理室104的压力值由控制部407检测,调节处理的条件而实施晶圆108的处理。如上那样,在进行了维护工作下的第一真空计402的补正之后重新开始等离子体处理装置100的稳定工作,将晶圆108搬入处理室104内而实施处理。进而,基于对任意的压力的值进行了高精度补正后的来自第一真空计402的输出的检测值来调节排气调节机111的动作,实施排气口盖110的开度或者距排气口124入口的高度位置的增减所引起的处理室104内部的压力的调节。
在控制部407中通过对补正值计算工序中计算出的任意的压力点下的从第一真空计402的输出中得到的压力值相对于从成为基准的第二真空计404的输出中得到的压力值的差分进行补正并检测处理室104的压力,从而即使处理中的压力的条件对应于处理的工序而变更为不同的值,也逐次地正确地进行补正并以高的精度来实现压力,能够提高处理的成品率。
在上述实施例中,在对规定的晶圆108进行了处理的累积的个数或者时间达到预先规定的值之后,在维护工作中实施第一真空计402的校正,但也可在各个晶圆108的每个处理中进行补正值计算工序。在该情况下,在结束任意1个晶圆108的处理并将该处理后的晶圆108搬出到处理室104外之后,实施第一高真空排气工序、补正值计算工序和第二高真空排气行程而进行第一真空计402的校正,之后,实施接下来的晶圆108的处理。使用者能够借鉴吞吐量提高、所检测的处理室104内的压力值的变动的大小,按每批次等使用控制部407任意地设定包含上述那样的补正值计算工序的校正的频度。
此外,在上述实施例中如果包含时刻t1至t4的4点、或者第二高真空排气行程中的偏移的t5,则检测5点下的处理室104内部的压力而实施第一真空计402的校正,但可按照在补正值计算工序中使用的近似多项式的次数、近似的统计或者数学的手法来选择适当的时刻的点数。
此外,在上述的实施例中,使用在补正值计算工序中计算出的参数所涉及的近似的多项式,对任意的压力值计算从第一真空计402的输出中检测出的压力值的补正量,也可将由此被补正的值(被补正值)与从该第一真空计402的输出中检测出的压力值建立对应地作为数据表格保存于控制部407的存储部中。在该情况下,第二高真空排气行程下的压力值中的被补正值,即偏移的量也进行预先补正并在计算工序中计算,因此在时刻t5下不需要进行使来自第一真空计402的输出的检测值偏移的工序。
在上述的实施例中,在以t1到t4的顺序逐渐变大的多个不同的压力值中使用第一真空计以及第二真空计来测定处理室内的压力,使用从这些输出中得到的压力的差分值,计算将预先规定的压力值设为参数的式子的系数。补正装置407使用如上那样得到的式子,通过将对由第一真空计402探测到的压力的输出值进行补正后得到的值向压力控制装置111传送,从而可高精度地调节处理室内的压力。
通过上述那样的结构,在处理室内所实施的处理中的压力可减少与所希望的压力的偏差量,能够使该处理的成品率提高。
附图标记说明:
100...等离子体处理装置
101...上部容器
102...下部容器
103...真空泵
104...处理室
105...螺线管线圈
106...样品台
107...样品台基座
108...晶圆
109...基座板
110...排气口盖
111...排气调节机
112...窗构件
113...簇射板
114...内筒
115...气环
115’...气体流路
116...接地环
117...放电部容器
118...加热器
119...放电块基座
120...样品台底盖
121...空洞部
122...波导管
123...磁控管
124...排气口
125...支柱
126...真空搬运容器
127...阀箱
128,129...闸阀
130...驱动机
201...升降机
202...放电部容器单元
203...可动轴
204...连结臂
301...样品台单元
302...可动轴
303...连结臂
401...闭入环
402...第一真空计
403...开闭阀
404...第二真空计
405...开闭阀
406...下部加热器
407...控制部
408...潘宁真空计
409...管路
410...开闭阀。

Claims (10)

1.一种等离子体处理装置,具备:
样品台,配置于真空容器内部的处理室内并在其上表面载置处理对象的晶圆;
等离子体形成空间,是所述处理室的所述样品台上方的空间,且使用被供给的处理用的气体来形成用于对所述晶圆进行处理的等离子体;
下部空间,是所述样品台的下方的所述处理室的下部的空间,且经由所述样品台外周的该处理室内的空间与所述等离子体形成空间连通;
排气口,配置于所述下部空间的底部并与对所述处理室内部进行排气使其减压的排气装置连通;
加热器,对包围该下部空间的所述真空容器的下部进行加热;
第一真空计,在所述晶圆的处理时检测所述处理室内的压力;
校正用的第二真空计,位于该第一真空计的下方,且与配置于包围所述下部空间的外周的处理室的内壁的开口连通;和
补正机,使用将所述处理室内的压力视作0的程度的压力值以及比该压力值高的多个压力值中的所述第一真空计以及第二真空计的输出,来对所述第一真空计的输出进行补正。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置,其中,
所述等离子体处理装置具备环状的板构件,该板构件包围所述样品台的侧壁的外周并与所述上表面相比配置于下方,且具备使所述处理用的气体或者等离子体的粒子通过的多个贯通孔,
与所述第一真空计连通的开口配置在所述环状的板构件的下方的所述处理室的内壁。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置,其中,
包围所述下部空间的处理室的内壁由所述加热器加热到在所述晶圆的处理中所述处理用气体或者等离子体中的粒子的附着被抑制的温度。
4.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置,其中,
在减压到将所述处理室内的压力视作0的程度的高的真空度之后,在将所述排气口气密地闭塞的状态下,对所述处理室内供给规定期间的气体之后,停止该供给,在所述处理室内的压力上升了的状态下,所述补正机使用通过反复多次使用所述第一真空计以及所述第二真空计来检测该压力值而得到的结果,来补正所述第一真空计的输出。
5.根据权利要求1或2所述的等离子体处理装置,其中,
所述补正机将视作0的程度的压力值以及比该压力值高的多个压力值中的所述第一真空计的输出补正为使用规定的数学表达式进行了近似的值。
6.一种等离子体处理装置的工作方法,该等离子体处理装置具备:
样品台,配置于真空容器内部的处理室内并在其上表面载置处理对象的晶圆;
等离子体形成空间,是所述处理室的所述样品台上方的空间,且使用被供给的处理用的气体来形成用于对所述晶圆进行处理的等离子体;
下部空间,是所述样品台的下方的所述处理室的下部的空间,且经由所述样品台外周的该处理室内的空间与所述等离子体形成空间连通;
排气口,配置于所述下部空间的底部并与对所述处理室内部进行排气使其减压的排气装置连通;
加热器,对包围该下部空间的所述真空容器的下部进行加热;
第一真空计,在所述晶圆的处理时检测所述处理室内的压力;和
校正用的第二真空计,位于该第一真空计的下方且与配置于包围所述下部空间的外周的处理室的内壁的开口连通,
在所述等离子体处理装置的工作方法中,在对规定个数的所述晶圆进行了处理之后,使用使所述处理室内的压力成为视作0的程度的压力的状态以及使所述处理室内的压力成为比该压力高的多个压力的状态下的所述第一真空计以及第二真空计的输出,来对所述第一真空计的输出进行补正。
7.根据权利要求6所述的等离子体处理装置的工作方法,其中,
所述等离子体处理装置具备环状的板构件,该板构件包围所述样品台的侧壁的外周并与所述上表面相比配置于下方,且具备使所述处理用的气体或者等离子体的粒子通过的多个贯通孔,
与所述第一真空计连通的开口配置在所述环状的板构件的下方的所述处理室的内壁。
8.根据权利要求6或7所述的等离子体处理装置的工作方法,其中,
包围所述下部空间的处理室的内壁由所述加热器加热到在所述晶圆的处理中所述处理用气体或者等离子体中的粒子的附着被抑制的温度。
9.根据权利要求6或7所述的等离子体处理装置的工作方法,其中,
在将所述处理室内部减压到压力视作0的程度之后,在将所述排气口气密地闭塞的状态下,对所述处理室内供给了规定期间的气体之后,停止该供给,在使所述处理室内的压力上升了的状态下,使用通过反复多次使用所述第一真空计以及所述第二真空计来检测该压力值而得到的结果,来补正所述第一真空计的输出。
10.根据权利要求6或7所述的等离子体处理装置的工作方法,其中,
将视作所述0的程度的压力值以及比该压力值高的多个压力值中的所述第一真空计的输出补正为使用规定的数学表达式进行了近似的值。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117096067A (zh) * 2023-10-17 2023-11-21 广州市艾佛光通科技有限公司 干法刻蚀机台及干法刻蚀方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220155170A1 (en) * 2020-11-18 2022-05-19 Westermeyer Industries Inc. Differential Pressure Monitor, and Corresponding Systems and Methods
US11493909B1 (en) * 2021-04-16 2022-11-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Method for detecting environmental parameter in semiconductor fabrication facility
CN117043915A (zh) 2022-03-09 2023-11-10 株式会社日立高新技术 等离子体处理装置
CN115815087B (zh) * 2022-12-13 2023-11-17 拓荆科技股份有限公司 紫外固化设备

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0513544A (ja) * 1991-06-28 1993-01-22 Kawasaki Steel Corp 真空チヤンバを有する半導体製造装置
US5311452A (en) * 1990-11-28 1994-05-10 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus using capacitance manometer and pressure control method thereof
JP2002280362A (ja) * 2001-03-19 2002-09-27 Hitachi Ltd 半導体の製造方法及び装置
JP2004119448A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Nec Kyushu Ltd プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法
JP2004273682A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Sharp Corp 処理装置
CN101460259A (zh) * 2006-06-08 2009-06-17 西德尔合作公司 包括嵌装的真空通路的、借助等离子体的容器处理机
JP2010251464A (ja) * 2009-04-14 2010-11-04 Panasonic Corp 真空処理装置
JP2010258089A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Hitachi High-Technologies Corp 真空処理装置の運転方法
JP2011002345A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology プラズマ近傍およびプラズマ中でのガス分解率測定装置及び測定方法
US20120012252A1 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 Hironori Kusumoto Plasma processing apparatus
CN102373424A (zh) * 2010-08-06 2012-03-14 佳能安内华股份有限公司 膜形成设备和膜形成设备用的校准方法
CN104747539A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种密封装置及等离子体加工设备
JP2017002382A (ja) * 2015-06-15 2017-01-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
CN108630513A (zh) * 2017-03-23 2018-10-09 株式会社日立高新技术 等离子体处理装置以及等离子体处理方法
CN108896239A (zh) * 2018-04-24 2018-11-27 武汉华星光电技术有限公司 压力计组件及真空干刻蚀装置
CN109755157A (zh) * 2017-11-08 2019-05-14 东京毅力科创株式会社 气体供给系统及气体供给方法
JP2019096906A (ja) * 2019-03-01 2019-06-20 株式会社日立ハイテクノロジーズ 真空処理装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020873A (ja) 2000-07-07 2002-01-23 Canon Inc 真空処理方法
JP2006344738A (ja) 2005-06-08 2006-12-21 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
JP4758159B2 (ja) 2005-07-19 2011-08-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマエッチング装置および微粒子除去方法
US8616043B2 (en) * 2010-04-30 2013-12-31 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for calibrating pressure gauges in a substrate processing system
JP5870568B2 (ja) * 2011-05-12 2016-03-01 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、プラズマ処理装置、成膜方法及び記憶媒体
US9240308B2 (en) * 2014-03-06 2016-01-19 Applied Materials, Inc. Hall effect enhanced capacitively coupled plasma source, an abatement system, and vacuum processing system
JP6945120B2 (ja) * 2014-08-29 2021-10-06 株式会社Flosfia 金属膜形成方法
CN106373907B (zh) * 2015-07-22 2019-01-08 中微半导体设备(上海)有限公司 一种真空锁系统及其对基片的处理方法
JP6727871B2 (ja) 2016-03-18 2020-07-22 東京エレクトロン株式会社 排気システム及びこれを用いた基板処理装置
CN108242380B (zh) * 2016-12-27 2019-09-06 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种均匀抽真空的双工位真空处理器
US10559451B2 (en) * 2017-02-15 2020-02-11 Applied Materials, Inc. Apparatus with concentric pumping for multiple pressure regimes
JP6971805B2 (ja) * 2017-11-28 2021-11-24 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311452A (en) * 1990-11-28 1994-05-10 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus using capacitance manometer and pressure control method thereof
JPH0513544A (ja) * 1991-06-28 1993-01-22 Kawasaki Steel Corp 真空チヤンバを有する半導体製造装置
JP2002280362A (ja) * 2001-03-19 2002-09-27 Hitachi Ltd 半導体の製造方法及び装置
JP2004119448A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Nec Kyushu Ltd プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法
JP2004273682A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Sharp Corp 処理装置
CN101460259A (zh) * 2006-06-08 2009-06-17 西德尔合作公司 包括嵌装的真空通路的、借助等离子体的容器处理机
JP2010251464A (ja) * 2009-04-14 2010-11-04 Panasonic Corp 真空処理装置
JP2010258089A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Hitachi High-Technologies Corp 真空処理装置の運転方法
JP2011002345A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology プラズマ近傍およびプラズマ中でのガス分解率測定装置及び測定方法
US20120012252A1 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 Hironori Kusumoto Plasma processing apparatus
CN102373424A (zh) * 2010-08-06 2012-03-14 佳能安内华股份有限公司 膜形成设备和膜形成设备用的校准方法
CN104747539A (zh) * 2013-12-26 2015-07-01 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种密封装置及等离子体加工设备
JP2017002382A (ja) * 2015-06-15 2017-01-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
CN108630513A (zh) * 2017-03-23 2018-10-09 株式会社日立高新技术 等离子体处理装置以及等离子体处理方法
CN109755157A (zh) * 2017-11-08 2019-05-14 东京毅力科创株式会社 气体供给系统及气体供给方法
CN108896239A (zh) * 2018-04-24 2018-11-27 武汉华星光电技术有限公司 压力计组件及真空干刻蚀装置
JP2019096906A (ja) * 2019-03-01 2019-06-20 株式会社日立ハイテクノロジーズ 真空処理装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117096067A (zh) * 2023-10-17 2023-11-21 广州市艾佛光通科技有限公司 干法刻蚀机台及干法刻蚀方法
CN117096067B (zh) * 2023-10-17 2024-03-01 广州市艾佛光通科技有限公司 干法刻蚀机台及干法刻蚀方法

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Publication number Publication date
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