JP2002075872A - Vacuum treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物に対して
真空下において薄膜形成、エッチング等の処理を施すた
めの真空処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum processing apparatus for performing processing such as thin film formation and etching under vacuum on an object to be processed.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体製造用のシリコンウェハや液晶デ
ィスプレイ用ガラス基板といった被処理物を真空下にお
いて処理するための真空処理装置として、プロセスガス
に高周波電力やマイクロ波を印可して生成したプラズマ
を利用して被処理物のドライエッチング処理やアッシン
グ処理等を施す装置がある。この装置を利用したプラズ
マ技術による微細加工、薄膜形成等の表面処理は、例え
ば半導体の高集積化にとって必要不可欠な技術となって
いる。また、真空処理装置の他の例としては、被処理物
の表面に薄膜を形成するための装置があり、例えば、プ
ロセスガスに高周波電力やマイクロ波を印可して生成し
たプラズマを利用して気相成長により薄膜を形成するも
のや、スパッタリングによりターゲットから放出された
粒子を被処理物表面に付着させて薄膜を形成するものが
ある。2. Description of the Related Art As a vacuum processing apparatus for processing an object to be processed such as a silicon wafer for manufacturing a semiconductor or a glass substrate for a liquid crystal display under vacuum, a plasma generated by applying a high frequency power or a microwave to a process gas is used. There is an apparatus for performing a dry etching process, an ashing process, and the like of an object to be processed by using the same. Surface treatment such as fine processing and thin film formation by plasma technology using this apparatus has become an indispensable technique for, for example, high integration of semiconductors. As another example of the vacuum processing apparatus, there is an apparatus for forming a thin film on the surface of an object to be processed. For example, a gas generated by applying high-frequency power or microwave to a process gas is used. There are a method of forming a thin film by phase growth, and a method of forming a thin film by attaching particles released from a target by sputtering to the surface of an object to be processed.
【0003】上述した真空処理装置は、処理条件を調節
するための各種の調節機器を備えており、具体的には、
処理室内の圧力を調整するための自動圧力コントロー
ラ、プロセスガスの流量を調節するためのマスフローコ
ントローラ、プラズマの生成等に使用される電源の電力
を調節するための電力コントローラ等を備えている。[0003] The above-described vacuum processing apparatus is provided with various adjusting devices for adjusting the processing conditions.
An automatic pressure controller for adjusting the pressure in the processing chamber, a mass flow controller for adjusting the flow rate of the process gas, a power controller for adjusting the power of a power supply used for generating plasma, and the like are provided.
【0004】各調節機器は、制御対象の物理量(圧力、
流量、電力等)が許容される制御範囲からはずれた場合
に警報信号を発信する機能を備えており、発信された警
報信号は真空処理装置の制御装置(コンピュータ)に送
られ、この制御装置が異常発生と判断した場合には処理
が中止される。[0004] Each adjusting device is provided with a physical quantity (pressure,
(Flow rate, power, etc.) is out of the permissible control range. The alarm signal is sent to the control unit (computer) of the vacuum processing device. If it is determined that an abnormality has occurred, the processing is stopped.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の真空処理装置においては、各調節機器にて検出され
た異常状態に関する信号を制御装置に送るようにしてい
るために、例えば、制御対象の物理量の経時変化を把握
することは不可能であった。また、各調節機器によって
制御対象の物理量を微少時間間隔にてきめ細かく制御す
るために、複数の調節機器の時計同士を精度良く(例え
ば0.01秒の精度で)一致させてその状態を維持する
必要があるが、これは技術的にみてきわめて困難であ
る。このため、従来の真空処理装置においては、制御対
象の物理量をきめ細かく制御することができず、処理品
質の精度を向上させることができなかった。However, in the above-described conventional vacuum processing apparatus, a signal relating to an abnormal state detected by each adjusting device is transmitted to the control apparatus. It was impossible to grasp the change with time of the physical quantity. In addition, in order to finely control the physical quantity of the control target at minute time intervals by each adjusting device, the clocks of the plurality of adjusting devices are matched with each other with high accuracy (for example, with an accuracy of 0.01 second) and the state is maintained. This is necessary, but this is technically very difficult. For this reason, in the conventional vacuum processing apparatus, the physical quantity of the control target cannot be finely controlled, and the accuracy of the processing quality cannot be improved.
【0006】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たものであって、制御対象の物理量をきめ細かく制御し
て処理品質の精度向上を図り得る真空処理装置を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a vacuum processing apparatus capable of finely controlling a physical quantity of a control target to improve the processing quality.
【0007】[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、本発明による真空処理装置は、真空下において被処
理物を処理するための処理室が内部に形成された真空容
器と、前記処理室に導入されるプロセスガスの流量を測
定する流量測定手段と、前記処理室の内部の圧力を測定
する圧力測定手段と、プロセスガスにエネルギーを付与
するための電源の電力を測定する電力測定手段と、前記
流量測定手段、前記圧力測定手段、及び前記電力測定手
段による測定値に基づいて、プロセスガスの流量、前記
処理室の内部の圧力、及び前記電源の電力を制御するた
めの制御手段であって、少なくとも前記流量測定手段、
前記圧力測定手段、及び前記電力測定手段による測定値
を0.01秒以下の周期にて取得する制御手段と、を備
えたことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a vacuum processing apparatus according to the present invention comprises: a vacuum vessel having a processing chamber formed therein for processing an object to be processed under vacuum; Flow measuring means for measuring the flow rate of the process gas introduced into the chamber, pressure measuring means for measuring the pressure inside the processing chamber, and power measuring means for measuring the power of a power supply for applying energy to the process gas And control means for controlling the flow rate of the process gas, the pressure inside the processing chamber, and the power of the power supply based on the measurement values by the flow rate measurement means, the pressure measurement means, and the power measurement means. And at least the flow rate measuring means,
And a control unit for acquiring the value measured by the pressure measurement unit and the power measurement unit at a period of 0.01 second or less.
【0008】また、好ましくは、前記流量測定手段、前
記圧力測定手段、及び前記電力測定手段による測定値を
記録するための記録手段をさらに有する。[0008] Preferably, the apparatus further comprises recording means for recording the measured values of the flow rate measuring means, the pressure measuring means, and the power measuring means.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
真空処理装置について図1及び図2を参照して説明す
る。図1に示したように本実施形態による真空処理装置
は、真空下において被処理物1を処理するための処理室
22が内部に形成された第1の真空容器2を備えてい
る。この第1の真空容器2には、弁体6及びその駆動機
構7を有する隔離バルブ5を介して、搬送室23が内部
に形成された第2の真空容器8が連結されている。第2
の真空容器8には、弁体11及びその駆動機構13を有
する隔離バルブ10が設けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A vacuum processing apparatus according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the vacuum processing apparatus according to the present embodiment includes a first vacuum vessel 2 in which a processing chamber 22 for processing the workpiece 1 under vacuum is formed. A second vacuum vessel 8 having a transfer chamber 23 formed therein is connected to the first vacuum vessel 2 via an isolation valve 5 having a valve 6 and a drive mechanism 7 therefor. Second
The vacuum vessel 8 is provided with an isolation valve 10 having a valve body 11 and a drive mechanism 13 thereof.
【0010】搬送室23内には被処理物1を搬送するた
めの搬送機構9が設けられており、この搬送機構9はそ
の先端に設けられたハンド部12にて被処理物1を保持
し、隔離バルブ5、10を介して被処理物1を処理室2
2及び搬送室23へ搬出入することができる。処理室2
2内には、処理中の被処理物1を保持し、また被処理物
1を入れ替えるための移載機構3が設けられている。A transport mechanism 9 for transporting the workpiece 1 is provided in the transport chamber 23. The transport mechanism 9 holds the workpiece 1 by a hand unit 12 provided at the tip thereof. The processing object 1 is transferred to the processing chamber 2 through the isolation valves 5 and 10.
2 and the transfer chamber 23. Processing room 2
A transfer mechanism 3 for holding the workpiece 1 being processed and for replacing the workpiece 1 is provided in 2.
【0011】また、図1において符号21は、プロセス
ガスにエネルギーを付与するための電源を示しており、
この電源21には、電源21からの出力である電力を測
定するための電力計(電力測定手段)24が設けられて
いる。In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a power supply for applying energy to the process gas.
The power supply 21 is provided with a power meter (power measurement means) 24 for measuring the power output from the power supply 21.
【0012】第1の真空容器2には、ガス供給ライン1
9を介してガス供給源17が接続されており、ガス供給
ライン19の途中には、処理室22に導入されるプロセ
スガスの流量を測定するマスフローコントローラ(流量
測定手段)18が設けられている。The first vacuum vessel 2 has a gas supply line 1
A gas supply source 17 is connected via the gas supply line 9, and a mass flow controller (flow rate measurement unit) 18 for measuring the flow rate of the process gas introduced into the processing chamber 22 is provided in the gas supply line 19. .
【0013】第1の真空容器2にはさらに、排気ライン
14を介して真空ポンプ16が接続されており、排気ラ
イン14の途中には、処理室22の内部の圧力を所定値
に調整するための圧力調整器15が設けられている。処
理室22の内部の圧力は圧力計(圧力測定手段)26に
よって測定される。第1の真空容器2の側壁には観察窓
25が形成されており、この観察窓25には被処理物1
の処理の終了を判定するための検出器20が設けられて
いる。この検出器20は、被処理物1の表面に形成され
た薄膜や或いはエッチングされた薄膜の厚さを検出する
ものである。Further, a vacuum pump 16 is connected to the first vacuum vessel 2 via an exhaust line 14, and in the middle of the exhaust line 14, the pressure inside the processing chamber 22 is adjusted to a predetermined value. Pressure regulator 15 is provided. The pressure inside the processing chamber 22 is measured by a pressure gauge (pressure measuring means) 26. An observation window 25 is formed on a side wall of the first vacuum vessel 2.
A detector 20 for determining the end of the process is provided. The detector 20 detects the thickness of a thin film formed on the surface of the workpiece 1 or an etched thin film.
【0014】また、図1中符号27は制御装置(制御手
段)であり、この制御装置27に、マスフローコントロ
ーラ18、圧力計26、電力計24、及び検出器20の
測定値の信号が送られ、制御装置27はこれらの測定値
に基づいて、プロセスガスの流量、処理室22の内部の
圧力、及び電源21の電力を所定の値に制御すると共に
処理の終了を判定する。Reference numeral 27 in FIG. 1 denotes a control device (control means), to which signals of measured values of the mass flow controller 18, the pressure gauge 26, the power meter 24, and the detector 20 are sent. The controller 27 controls the flow rate of the process gas, the pressure inside the processing chamber 22, and the power of the power supply 21 to predetermined values based on these measured values, and determines the end of the processing.
【0015】ここで、制御装置27は、少なくともマス
フローコントローラ18、圧力計26、及び電力計24
による測定値を、0.01秒以下の周期にて取得する。Here, the control device 27 includes at least the mass flow controller 18, the pressure gauge 26, and the power meter 24.
Is obtained at a period of 0.01 second or less.
【0016】また、制御装置27には、マスフローコン
トローラ18、圧力計26、電力計24、及び検出器2
0による測定値を記録するための記録装置(記録手段)
28が接続されている。The control device 27 includes a mass flow controller 18, a pressure gauge 26, a power meter 24, and a detector 2.
Recording device (recording means) for recording a measured value according to 0
28 are connected.
【0017】次に、本実施形態による真空処理装置を用
いて被処理物1に対して薄膜形成等の処理を行う行程に
ついて説明する。まず、隔離バルブ5を開いて搬送機構
9によって被処理物1を移載機構3に載置し、隔離バル
ブ5を閉じた後、プロセスガスの流量及び処理室22内
の圧力を、制御装置27によって処理開始可能な状態に
調節する。そして、プロセスガスの流量及び処理室22
内の圧力が所定の範囲内にあり、処理開始可能と制御装
置27が判断した場合には、所定の真空処理が開始され
る。Next, a process of performing a process such as forming a thin film on the workpiece 1 using the vacuum processing apparatus according to the present embodiment will be described. First, the isolation valve 5 is opened, the workpiece 1 is placed on the transfer mechanism 3 by the transport mechanism 9, and after the isolation valve 5 is closed, the flow rate of the process gas and the pressure in the processing chamber 22 are controlled by the control device 27. Is adjusted to a state where processing can be started. The flow rate of the process gas and the processing chamber 22
When the control device 27 determines that the internal pressure is within the predetermined range and the processing can be started, the predetermined vacuum processing is started.
【0018】図2は、真空処理の工程を示したフローチ
ャートであり、真空処理が開始されると(ステップ
1)、電源21の電力が投入され、マスフローコントロ
ーラ18、圧力計26、及び電力計24によって、プロ
セスガスの流量、処理室22の内部の圧力、及び電源2
1の電力が測定される(ステップ2)。FIG. 2 is a flowchart showing the steps of the vacuum processing. When the vacuum processing is started (step 1), the power of the power source 21 is turned on, and the mass flow controller 18, the pressure gauge 26, and the power meter 24 are turned on. The flow rate of the process gas, the pressure inside the processing chamber 22, and the power supply 2
1 is measured (step 2).
【0019】そして、制御装置27は、少なくともマス
フローコントローラ18、圧力計26、及び電力計24
による測定値を0.01秒以下の周期にて取得し、各測
定値は記録装置28に記録される。なお、制御装置27
は、好ましくは、マスフローコントローラ18、圧力計
26、及び電力計24以外の制御パラメータを追加取得
する場合でも0.01秒以下の周期にてすべてを取得す
る。The control device 27 includes at least the mass flow controller 18, the pressure gauge 26, and the power meter 24
Are obtained at a period of 0.01 second or less, and the measured values are recorded in the recording device 28. The control device 27
Preferably, even when additional control parameters other than the mass flow controller 18, the pressure gauge 26, and the power meter 24 are additionally acquired, all of them are acquired at a period of 0.01 second or less.
【0020】また、制御装置27は、所定の処理時間が
経過したか否かを判断し、経過していない場合には処理
維持信号を発信し、経過した場合には処理維持信号をオ
フにする。或いは、制御装置27は、検出器20からの
膜厚の信号に基づいて処理の終了を判定する。The control device 27 determines whether a predetermined processing time has elapsed. If the predetermined processing time has not elapsed, the control device 27 transmits a processing maintenance signal. If the predetermined processing time has elapsed, the processing maintenance signal is turned off. . Alternatively, the control device 27 determines the end of the process based on the signal of the film thickness from the detector 20.
【0021】制御装置27は、取得した各種測定値がそ
れぞれの設定上限値又は設定下限値を超えているか否か
を判断しながら、プロセスガスの流量、処理室22の内
部の圧力、及び電源21の電力を制御する(ステップ
3)。The control device 27 determines whether or not each of the obtained measured values exceeds the set upper limit value or the set lower limit value, and determines the flow rate of the process gas, the pressure inside the processing chamber 22, and the power supply 21. Is controlled (step 3).
【0022】そして、所定の処理時間が経過した場合に
は、制御装置27は処理終了の信号を発信し、これによ
り電源21が遮断されて処理が終了する(ステップ
4)。また、プロセスガスの流量、処理室22の内部の
圧力、又は電源21の電力が所定の制御範囲を超えた場
合には、制御装置27は異常情報信号を発信し、これに
より処理が終了(中止)する。When the predetermined processing time has elapsed, the control device 27 transmits a signal indicating that the processing has been completed, whereby the power supply 21 is shut off and the processing is completed (step 4). When the flow rate of the process gas, the pressure inside the processing chamber 22, or the power of the power supply 21 exceeds a predetermined control range, the control device 27 transmits an abnormality information signal, thereby terminating the process (stopping). ).
【0023】このようにして処理が終了したら、プロセ
スガスの導入を停止し、処理室22内の圧力を調整した
後に隔離バルブ5を開放して、搬送機構9によって移載
機構3上の被処理物1を保持し、処理室22から搬出す
る。そして、未処理の被処理物1を搬送機構9によって
処理室22に搬入し、移載機構3上に載置して、上述し
た工程を繰り返して被処理物1を処理する。When the processing is completed as described above, the introduction of the process gas is stopped, the pressure in the processing chamber 22 is adjusted, and the isolation valve 5 is opened. The object 1 is held and unloaded from the processing chamber 22. Then, the unprocessed object 1 is carried into the processing chamber 22 by the transport mechanism 9, placed on the transfer mechanism 3, and the above-described process is repeated to process the object 1.
【0024】以上述べたように本実施形態による真空処
理装置によれば、制御装置27は、マスフローコントロ
ーラ18、圧力計26、及び電力計24の測定値の信号
を0.01秒以下の周期にて取得し、取得した測定値に
基づいて、プロセスガスの流量、処理室22の内部の圧
力、及び電源21の電力を制御し、異常が発生した場合
には処理を中止する信号を発信するようにしたので、プ
ロセスガスの流量、処理室22の内部の圧力、電源21
の電力についてそれらの経時変化を把握しながらきめ細
かく制御することが可能であり、処理品質の精度を向上
させることができる。As described above, according to the vacuum processing apparatus of the present embodiment, the control device 27 converts the signals of the measured values of the mass flow controller 18, the pressure gauge 26, and the power meter 24 into a cycle of 0.01 second or less. Control the flow rate of the process gas, the pressure inside the processing chamber 22, and the power of the power supply 21 based on the obtained measured values, and send a signal to stop the processing when an abnormality occurs. Therefore, the flow rate of the process gas, the pressure inside the processing chamber 22, the power supply 21
Power can be finely controlled while grasping the change with time, and the accuracy of processing quality can be improved.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上述べたように本発明による真空処理
装置によれば、少なくとも流量測定手段、圧力測定手
段、及び電力測定手段による測定値を0.01秒以下の
周期にて取得する制御手段によって、プロセスガスの流
量、処理室の内部の圧力、及び電源の電力を制御するよ
うにしたので、プロセスガスの流量、処理室の内部の圧
力、電源の電力をきめ細かく制御することが可能であ
り、処理品質の精度を向上させることができる。As described above, according to the vacuum processing apparatus of the present invention, the control means for acquiring at least the measured values by the flow rate measuring means, the pressure measuring means, and the power measuring means at a period of 0.01 second or less. By controlling the flow rate of the process gas, the pressure inside the processing chamber, and the power of the power supply, it is possible to finely control the flow rate of the process gas, the pressure inside the processing chamber, and the power of the power supply. In addition, accuracy of processing quality can be improved.
【図1】本発明の一実施形態による真空処理装置の概略
構成を示した図。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vacuum processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示した真空処理装置による真空処理の工
程のフローチャートを示した図。FIG. 2 is a view showing a flowchart of vacuum processing steps performed by the vacuum processing apparatus shown in FIG. 1;
1 被処理物 2 第1の真空容器 3 移載機構 5、10 隔離バルブ 6、11 弁体 7、13 駆動機構 8 第2の真空容器 9 搬送機構 12 ハンド部 14 排気ライン 15 圧力調整器 16 真空ポンプ 17 ガス供給源 18 マスフローコントローラ(流量測定手段) 19 ガス供給ライン 20 検出器 21 電源 22 処理室 23 搬送室 24 電力計(電力測定手段) 25 観察窓 26 圧力計(圧力測定手段) 27 制御手段 28 記録装置(記録手段) REFERENCE SIGNS LIST 1 workpiece 2 first vacuum vessel 3 transfer mechanism 5, 10 isolation valve 6, 11 valve element 7, 13 drive mechanism 8 second vacuum vessel 9 transport mechanism 12 hand unit 14 exhaust line 15 pressure regulator 16 vacuum Pump 17 Gas supply source 18 Mass flow controller (flow rate measuring means) 19 Gas supply line 20 Detector 21 Power supply 22 Processing chamber 23 Transfer chamber 24 Power meter (power measuring means) 25 Observation window 26 Pressure gauge (pressure measuring means) 27 Control means 28 Recording device (recording means)
フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 EA03 EA04 EA09 4K030 HA15 JA05 JA09 JA11 JA16 KA39 KA41 5F004 AA01 BC03 BC05 BC06 CA02 CA03 CB15 5F045 BB20 EB08 EB09 EB17 EC03 EE04 EN04 GB04 GB06 GB09 GB15 Continued on the front page F term (reference) 4K029 EA03 EA04 EA09 4K030 HA15 JA05 JA09 JA11 JA16 KA39 KA41 5F004 AA01 BC03 BC05 BC06 CA02 CA03 CB15 5F045 BB20 EB08 EB09 EB17 EC03 EE04 EN04 GB04 GB06 GB09 GB15
Claims (2)
処理室が内部に形成された真空容器と、 前記処理室に導入されるプロセスガスの流量を測定する
流量測定手段と、 前記処理室の内部の圧力を測定する圧力測定手段と、 プロセスガスにエネルギーを付与するための電源の電力
を測定する電力測定手段と、 前記流量測定手段、前記圧力測定手段、及び前記電力測
定手段による測定値に基づいて、プロセスガスの流量、
前記処理室の内部の圧力、及び前記電源の電力を制御す
るための制御手段であって、少なくとも前記流量測定手
段、前記圧力測定手段、及び前記電力測定手段による測
定値を0.01秒以下の周期にて取得する制御手段と、
を備えたことを特徴とする真空処理装置。A vacuum chamber in which a processing chamber for processing an object to be processed under vacuum is formed; a flow rate measuring means for measuring a flow rate of a process gas introduced into the processing chamber; Pressure measuring means for measuring the internal pressure of the power supply; power measuring means for measuring the power of a power supply for applying energy to the process gas; measured values by the flow rate measuring means, the pressure measuring means, and the power measuring means Based on the process gas flow rate,
Pressure inside the processing chamber, and control means for controlling the power of the power supply, at least the flow rate measurement means, the pressure measurement means, the measured value by the power measurement means 0.01 seconds or less Control means for acquiring in a cycle;
A vacuum processing apparatus comprising:
び前記電力測定手段による測定値を記録するための記録
手段をさらに有することを特徴とする請求項1記載の真
空処理装置。2. The vacuum processing apparatus according to claim 1, further comprising recording means for recording the measured values by said flow rate measuring means, said pressure measuring means, and said electric power measuring means.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071106 |