JP2002323146A - Pressure controller and semiconductor manufacturing device - Google Patents

Pressure controller and semiconductor manufacturing device

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JP2002323146A
JP2002323146A JP2001125354A JP2001125354A JP2002323146A JP 2002323146 A JP2002323146 A JP 2002323146A JP 2001125354 A JP2001125354 A JP 2001125354A JP 2001125354 A JP2001125354 A JP 2001125354A JP 2002323146 A JP2002323146 A JP 2002323146A
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JP
Japan
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control device
pressure control
valve body
flange
gas flow
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001125354A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Shimizu
孝 清水
Kazuto Watanabe
和人 渡邉
Toshiaki Oguchi
俊明 小口
Nobuyuki Takahashi
信行 高橋
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Canon Anelva Corp
Original Assignee
Anelva Corp
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly control amount of exhaust. SOLUTION: In a valve element 182, provided in a pressure controller and a flange 100, by forming the flange 100 into flanges 162, 262 with curved surface part having a curved surface, exhausted amount is smoothly controlled. The valve element and the flange are provided with a heating means for substantially preventing reaction gas from depositing and adhering to the valve element and the flange.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造技術
に関し、特に真空排気による圧力制御を行う圧力制御装
置及び半導体製造装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing technique, and more particularly to a pressure control device for performing pressure control by evacuation and a semiconductor manufacturing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、半導体薄膜の製造プロセスで
は、真空排気を行う工程が多々ある。半導体基板、特に
アモルファス−シリコン(以下a−Si)薄膜をドライ
エッチング法にてエッチングする場合、フロンレスプロ
セスに対応したSF6/Cl2系反応ガスを使用してエッ
チングを行う工程がある。この行程では、真空チェンバ
内を、弁体を介して接続された真空ポンプにより、所望
の真空度に排気することで、減圧した状況下で反応ガス
雰囲気を形成し、熱エネルギーを用いて基板薄膜すなわ
ちa−Si膜をエッチングする。その後真空チェンバ内
を開放操作により、すなわち弁体の弁開角を大きくし、
真空ポンプによって到達可能な高真空に排気することに
よって、反応ガスを除去し清浄化する。このエッチング
工程の完了したa−Si膜は、真空チェンバ外へ永久磁
石などを用いた基板搬送装置で搬送される。
2. Description of the Related Art For example, in a process of manufacturing a semiconductor thin film, there are many steps of evacuating. When a semiconductor substrate, particularly an amorphous-silicon (hereinafter a-Si) thin film is etched by a dry etching method, there is a step of performing etching using an SF 6 / Cl 2 -based reaction gas compatible with a Freon-less process. In this step, the inside of the vacuum chamber is evacuated to a desired degree of vacuum by a vacuum pump connected via a valve body, thereby forming a reaction gas atmosphere under reduced pressure, and using the thermal energy to form a substrate thin film. That is, the a-Si film is etched. After that, open the inside of the vacuum chamber, that is, increase the valve opening angle of the valve body,
The reaction gas is removed and purified by evacuating to a high vacuum that can be reached by a vacuum pump. The a-Si film after the completion of the etching step is transferred to the outside of the vacuum chamber by a substrate transfer device using a permanent magnet or the like.

【0003】図1は、従来のこの種の弁体と、配管との
構成例を概略的に示す図であって、特に、配管16と、
この配管16に回転可能な状態で設けられている弁体8
2とを示す縦断面図である。この図を参照して、配管1
6と弁体82との関係並びに動作原理を示す。
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration example of a conventional valve element of this type and a pipe. In particular, FIG.
Valve body 8 rotatably provided in this pipe 16
FIG. Referring to FIG.
6 shows the relationship between the valve body 6 and the valve body 82 and the operating principle.

【0004】この図1において、弁体82は実質的に円
盤状の形状を有している。そしてこの弁体82は、回転
軸84を中心に回転できる構成となっている。
In FIG. 1, a valve element 82 has a substantially disk shape. The valve element 82 is configured to be rotatable about a rotation shaft 84.

【0005】このような構成にすると、この弁体82の
周側部分が配管16に最接近した場合、開口面積が小さ
くなり、閉成状態になる。
With such a structure, when the peripheral portion of the valve element 82 comes closest to the pipe 16, the opening area is reduced and the valve element 82 is closed.

【0006】また、この弁体82が上述の閉成状態から
回転軸84を中心に回転した場合、その回転角に応じて
開口面積は大きくなる。
When the valve element 82 rotates about the rotation shaft 84 from the above-mentioned closed state, the opening area increases in accordance with the rotation angle.

【0007】さらに、この弁体82の周側部の構造が、
円盤部10と曲面部12(図2(b)参照)とを有して
いるとさらに好ましい形態となる。次にこの構成と動作
とを、開示されている内容に基づいて具体的に示す。
Further, the structure of the peripheral portion of the valve element 82 is
It is more preferable to have the disk portion 10 and the curved surface portion 12 (see FIG. 2B). Next, this configuration and operation will be specifically described based on the disclosed contents.

【0008】この種の弁体の構成例が、文献:特開平1
0−132141号公報に開示されている。図2は、従
来用いられていた弁体と、配管との構成例を示す構成図
である。
[0008] An example of the structure of this type of valve element is disclosed in the literature:
No. 0-132141. FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration example of a conventionally used valve body and piping.

【0009】図2(a)は、弁体82と配管16との全
体を示す斜視図である。この従来構成によれば、板状の
弁体82が配管16内を回転軸84を中心に回転するこ
とによって、配管の内壁によって画成されている排気ガ
ス流路14の開口面積を調整する。そして、この開口面
積の割合によって、真空ポンプの排気量を加減し、真空
チェンバ内の内圧を制御している。
FIG. 2A is a perspective view showing the whole of the valve element 82 and the pipe 16. According to this conventional configuration, the opening area of the exhaust gas flow path 14 defined by the inner wall of the pipe is adjusted by rotating the plate-shaped valve element 82 around the rotation shaft 84 in the pipe 16. The displacement of the vacuum pump is adjusted according to the ratio of the opening area to control the internal pressure in the vacuum chamber.

【0010】図2(b)は、この文献に開示された弁体
82の斜視図を示している。この弁体82は、大きく分
けて2つの特徴的構造を有している。第1は円盤形状の
円盤部10であり、第2は曲率を有する曲面部12であ
る。この円盤部10は、配管16に対応した形状を有し
ていて、この円盤部10が配管内部を、管径方向の軸を
回転軸84として、回転できる最大の径を有している。
また、この曲面部は、配管内部を回転できる曲率をもっ
た形状を有している。
FIG. 2B is a perspective view of the valve element 82 disclosed in this document. This valve element 82 has two distinctive structures. The first is a disk portion 10 having a disk shape, and the second is a curved surface portion 12 having a curvature. The disk portion 10 has a shape corresponding to the pipe 16, and the disk portion 10 has a maximum diameter capable of rotating the inside of the pipe with the axis in the pipe diameter direction as a rotation axis 84.
In addition, the curved surface has a shape having a curvature that can rotate inside the pipe.

【0011】次に、図3を用いてこの弁体の動作を説明
する。
Next, the operation of the valve will be described with reference to FIG.

【0012】図3(a)は、配管16と、この配管16
に回転可能な状態で設けられている弁体82とを含む圧
力制御装置の要部の縦断面図である。この図3(a)
は、弁体82が、排気ガス流路14の開口面積を最小に
する回転位置にある状態を示す。この状態では、この弁
体82の円盤部10が配管16と最接近距離となってい
る。したがって、この弁体82の円盤部10によって、
開口面積を最小に調整している。すなわち、弁体内部構
成である円盤部10が配管16に最も接近しているとき
には、開口面積が最小となって、真空チェンバ内の内圧
を最大にすることが可能となる。
FIG. 3A shows a pipe 16 and the pipe 16.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a main part of a pressure control device including a valve body 82 rotatably provided in the pressure control device. FIG. 3 (a)
Shows a state in which the valve element 82 is at a rotational position where the opening area of the exhaust gas flow path 14 is minimized. In this state, the disk portion 10 of the valve element 82 is at the closest distance to the pipe 16. Therefore, by the disk portion 10 of the valve element 82,
The opening area is adjusted to the minimum. That is, when the disk portion 10 as the internal structure of the valve element is closest to the pipe 16, the opening area is minimized, and the internal pressure in the vacuum chamber can be maximized.

【0013】次に、図3(b)は図3(a)に示す弁体
82の回転位置から弁体82が管径に沿った回転軸84
を中心軸として回転して、排気ガス流路14の開口面積
を少し拡大している回転位置にある状態を示す断面図で
ある。この状態では、弁体の周側部の曲面部12が配管
16と最接近距離となって排気ガス流路14の開口面積
を調整している。すなわち、弁体82の構成部分である
曲面部12が配管16と最も接近しているときには、配
管16と曲面部12とで決まる排気ガス流路14の開口
面積によって、真空チェンバ内の圧力を制御している。
Next, FIG. 3B shows a state in which the valve body 82 is rotated from the rotational position of the valve body 82 shown in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the rotary shaft is rotated at a rotational position where the opening area of the exhaust gas flow path 14 is slightly enlarged. In this state, the curved surface portion 12 on the peripheral side of the valve element is closest to the pipe 16 to adjust the opening area of the exhaust gas flow path 14. That is, when the curved surface portion 12 which is a component of the valve element 82 is closest to the pipe 16, the pressure in the vacuum chamber is controlled by the opening area of the exhaust gas flow path 14 determined by the pipe 16 and the curved surface portion 12. are doing.

【0014】上述の構成はさらに、実質的に管径方向の
面に、配管16内部に沿ってリング状のリング部を設け
ても良い。
In the above-described structure, a ring-shaped ring portion may be provided along the inside of the pipe 16 on a surface substantially in the pipe diameter direction.

【0015】図14(a)は、従来の他の構成の圧力制
御装置の要部を示す斜視図である。また、図14(a)
の円Aの拡大図を図14(b)に示す。
FIG. 14A is a perspective view showing a main part of a pressure control device having another conventional structure. FIG. 14 (a)
FIG. 14B is an enlarged view of the circle A of FIG.

【0016】配管16の側壁に管径方向を含む面に実質
的に平行にリング部360が設けられている。
A ring portion 360 is provided on the side wall of the pipe 16 substantially in parallel with a plane including the pipe diameter direction.

【0017】図4は、この従来の他の構成の圧力制御装
置の要部を示す断面図である。図4に示すこの従来構成
では、配管16と、この配管16に回転可能な状態で設
けられている弁体82と、配管16の内壁に設けられて
いて弁体82と協同して排気ガス流路の開閉を行うリン
グ部360とを具えている。配管16の縦断面において
リング部は矩形状の形状を有している。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of a pressure control device having another conventional structure. In the conventional configuration shown in FIG. 4, the pipe 16, a valve element 82 rotatably provided on the pipe 16, and an exhaust gas flow provided on the inner wall of the pipe 16 and cooperating with the valve element 82. And a ring portion 360 for opening and closing the road. In the longitudinal section of the pipe 16, the ring portion has a rectangular shape.

【0018】図4を参照して、配管16と弁体82との
関係を説明する。
Referring to FIG. 4, the relationship between the pipe 16 and the valve body 82 will be described.

【0019】図4は、開口面積が最小になる状態すなわ
ち閉成状態を示す図である。弁体82と配管16とはリ
ング部360によって実質的に接続状態になっている。
FIG. 4 is a view showing a state in which the opening area is minimized, that is, a closed state. The valve body 82 and the pipe 16 are substantially connected by the ring portion 360.

【0020】このような構成にすると、閉成状態におい
て開口面積は実質的に0になる。そして弁体82がこの
閉成状態から回転軸84を中心軸として回転すると、こ
の回転に従って閉成状態から開放状態に変化する。そし
て、この回転の大きさ(回転角すなわち弁開角)に従っ
て順次に開口面積は大きくなる。
With such a configuration, the opening area becomes substantially zero in the closed state. Then, when the valve element 82 rotates from the closed state about the rotation shaft 84 as a center axis, the closed state changes to the open state according to this rotation. The opening area gradually increases in accordance with the magnitude of this rotation (rotation angle, that is, valve opening angle).

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のような従来の弁体を用いた圧力制御装置は、弁体の回
転角すなわち弁開角の小さい範囲では、ガス流路を流れ
るガスの流量の微調整を行うことができず粗調整となっ
ていた。半導体製造のエッチング行程等において、この
ガス流量の微調整の困難性から真空チェンバ内圧を正確
に制御することが難しい。
However, such a conventional pressure control device using a valve body has a problem that the flow rate of the gas flowing through the gas flow path is limited in a range where the rotation angle of the valve body, that is, the valve opening angle is small. Fine adjustment could not be performed and coarse adjustment was performed. It is difficult to accurately control the internal pressure of the vacuum chamber due to the difficulty in finely adjusting the gas flow rate during an etching process or the like in semiconductor manufacturing.

【0022】また、この弁体を含む従来の圧力制御装置
の場合には、真空チェンバ内でのプラズマ反応等を行う
と、この反応により生じる反応生成物が、弁体などに付
着する。この弁体への反応生成物の堆積に起因して、真
空チェンバ内の圧力制御の精度が悪くなる場合が生じる
ほか、排気量の経時変化、ならびにこの圧力制御装置の
動作不良が生じるという他の技術的課題が発生する。
In the case of a conventional pressure control device including this valve body, when a plasma reaction or the like is performed in a vacuum chamber, a reaction product generated by this reaction adheres to the valve body or the like. Due to the accumulation of reaction products on the valve body, the accuracy of the pressure control in the vacuum chamber may be deteriorated, as well as the change over time of the displacement and the malfunction of the pressure control device. Technical challenges arise.

【0023】この発明の目的は、上述した課題を解決す
るためになされたものであり、したがって、この発明
は、弁体と協同するフランジを用いて排気量特性を調整
することにより、滑らかな排気量特性を得ることが可能
な圧力制御装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and therefore, the present invention provides a smooth exhaust by adjusting the displacement characteristics using a flange cooperating with a valve element. An object of the present invention is to provide a pressure control device capable of obtaining a quantity characteristic.

【0024】この発明の他の目的は、滑らかな排気量特
性を与える圧力制御装置を具えることにより、良好なエ
ッチング薄膜の作製が可能で、したがって、製造歩留ま
りの向上を図ることが可能な半導体製造装置を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device which is capable of producing a good etching thin film by providing a pressure control device for giving a smooth displacement characteristic, thereby improving the production yield. It is to provide a manufacturing apparatus.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】したがって、この発明の
圧力制御装置によれば、ガス流路を画成する管状体の壁
面にリング状に、かつこのガス流路と実質的に直交す
る、管状体の横断面と平行に、設けられたフランジと、
このフランジと協同してこのガス流路を開閉するため
に、この横断面と平行な軸を回転軸として回転可能に設
けられた、弁体とを有している。
Therefore, according to the pressure control device of the present invention, a tubular shape is formed on a wall surface of a tubular body defining a gas flow path in a ring shape and substantially perpendicular to the gas flow path. A flange provided parallel to the cross-section of the body,
In order to open and close the gas flow path in cooperation with the flange, a valve body rotatably provided around an axis parallel to the cross section as a rotation axis is provided.

【0026】リング状のこのフランジは、第1リング半
部と第2リング半部とを有している。この第1及び第2
リング半部は、この弁体と接触してこのガス流路を閉成
する接触面が形成されている第1部材と、この接触面側
に設けられていてこの弁体と対向する対向面が形成され
ている第2部材とをそれぞれ具えている。そして、この
対向面は、この弁体がこのガス流路の閉成状態から開放
状態へと回転するに従って、この対向面とこの弁体との
最接近距離を順次に増大させる曲面としてある。
The ring-shaped flange has a first ring half and a second ring half. The first and second
The ring half has a first member having a contact surface that is in contact with the valve body and closes the gas flow path, and an opposing surface provided on the contact surface side and facing the valve body. And a second member formed. The opposing surface is a curved surface that sequentially increases the closest distance between the opposing surface and the valve element as the valve element rotates from the closed state to the open state of the gas flow path.

【0027】この構成によれば、弁体と対向するフラン
ジの対向面が曲面となっているので、弁開角が小さい範
囲において、弁体とフランジとの最接近距離の調整を、
従来よりも精度良く行うことができる。したがって、こ
の構成によれば精度良く排気量を調整することができ
る。
According to this configuration, since the facing surface of the flange facing the valve body is a curved surface, it is possible to adjust the closest distance between the valve body and the flange in a range where the valve opening angle is small.
It can be performed with higher accuracy than before. Therefore, according to this configuration, the displacement can be adjusted with high accuracy.

【0028】また、好ましくは、第2部材の曲面部分を
楕円面の一部、もしくは、球面の一部とするのがよい。
Preferably, the curved portion of the second member is a part of an elliptical surface or a part of a spherical surface.

【0029】この場合には、弁開角が小さい範囲におい
て、さらに好ましい形態になる。すなわち、弁体とフラ
ンジとの最接近距離の増加がより滑らかになり、より確
実に排気量制御を行うことができる。
In this case, a more preferable form is obtained in a range where the valve opening angle is small. That is, the increase in the closest distance between the valve element and the flange becomes smoother, and the displacement control can be performed more reliably.

【0030】また、好ましくは、第1及び第2リング半
部のフランジの第2部材の長さを、互いに異なる長さに
形成しておいても良い。
[0030] Preferably, the lengths of the second members of the flanges of the first and second ring halves may be different from each other.

【0031】このように、第1及び第2リング半部の第
2部材の長さがそれぞれ異なる構成によれば、弁開角が
小さい範囲において、弁体の回転に伴う弁体とフランジ
との最接近距離の増加量が少ない。したがって、弁体の
弁開角の調整により精度良く排気量を調整することがで
きる。しかも、この構成では、第2部材の長さがそれぞ
れ異なるので、弁開角が小さい範囲においては、弁体
と、フランジとの最接近距離の増加がより滑らかにな
る。したがって、排気量をさらに精度良く調整すること
ができる。
As described above, according to the configuration in which the lengths of the second members of the first and second ring halves are different from each other, in the range where the valve opening angle is small, the distance between the valve body and the flange caused by the rotation of the valve body is increased. The increase in the closest approach distance is small. Therefore, the exhaust amount can be adjusted with high accuracy by adjusting the valve opening angle of the valve element. Moreover, in this configuration, since the lengths of the second members are different from each other, in the range where the valve opening angle is small, the increase in the closest approach distance between the valve body and the flange becomes smoother. Therefore, the displacement can be adjusted more precisely.

【0032】また、好ましくは、加熱手段を、弁体と、
フランジとのそれぞれに設ける構成としても良い。
Preferably, the heating means includes a valve body,
It is good also as composition provided in each with a flange.

【0033】また、この加熱手段として、具体的には、
シーズヒータ等を設けても良い。
As the heating means, specifically,
A sheath heater or the like may be provided.

【0034】このように、弁体とフランジとに加熱手段
を設けることにより、弁体とフランジとへの反応物の付
着を減少させることができる。したがって、圧力制御装
置の寿命が延びる。すなわち、この圧力制御装置は、長
期間精度良く安定した状態を持続できる。
As described above, by providing the heating means on the valve body and the flange, the adhesion of reactants to the valve body and the flange can be reduced. Therefore, the life of the pressure control device is extended. That is, the pressure control device can maintain a stable state with high accuracy for a long period of time.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この出願に
係る圧力制御装置に関する実施の形態につき、説明す
る。なお、この説明に用いる各図は、この発明を理解で
きる程度に各構成成分の形状、大きさおよび配置関係を
概略的に示してあるにすぎない。また、各図において同
様な構成成分については、同一の番号を付して示し、そ
の重複する説明を省略することがある。また、この実施
の形態にて説明する、数値条件等は、この発明の一例に
過ぎず、したがって、この発明を以下の実施の形態に限
定するものではない。尚、以下の説明においては、この
発明の圧力制御装置を半導体エッチング装置に適用した
例につき説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a pressure control device according to an embodiment of the present invention. It should be noted that the drawings used in this description merely schematically show the shapes, sizes, and arrangements of the components so that the present invention can be understood. In each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted. The numerical conditions and the like described in this embodiment are merely examples of the present invention, and therefore, the present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, an example in which the pressure control device of the present invention is applied to a semiconductor etching device will be described.

【0036】第1の実施の形態 図5は、半導体製造装置特に半導体エッチング装置の構
成を示すブロック図である。図5を参照し、この発明の
実施の形態の圧力制御装置についてその概略を簡単に説
明する。
First Embodiment FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor manufacturing apparatus, particularly, a semiconductor etching apparatus. Referring to FIG. 5, an outline of a pressure control device according to an embodiment of the present invention will be briefly described.

【0037】<半導体エッチング装置の構成>この実施
の形態の半導体エッチング装置は、半導体試料52を載
置するための試料台46が設けられた真空チェンバ30
及びこの試料台46にバイアス電力を印加するためのバ
イアス電力印加機構50を有している。さらに、この半
導体試料52を真空チェンバ30の内外に搬送するため
の基板搬送機構48を有している。この装置は、真空チ
ェンバ30に接続されていて真空チェンバ30内の圧力
を測定する圧力ゲージ32を具えている。さらにこの装
置は、原料ガスを真空チェンバ30内にガス供給路を経
て供給する原料ガス供給部34と、このガス供給路に介
設されていて、この原料ガス供給部34に接続されてい
る、原料ガスの流量を制御するガス流量制御装置36
と、真空チェンバ30とガス流量制御装置36との間の
ガス供給路に介設されていてこの真空チェンバ30内の
反応に応じ、原料ガスの供給を操作する原料ガス供給バ
ルブ38とを具えている。さらに、この装置は、真空チ
ェンバ30と真空ポンプ44との間の排気ガス流路に介
設されていて真空チェンバ30内の反応に応じ真空度を
操作する主排気バルブ40と、この主排気バルブ40と
真空ポンプ44との間の排気ガス流路に介設されていて
真空チェンバ30内の反応ガスの排気量を制御する圧力
制御装置42と、真空チェンバ30内の真空度を得るた
めの真空ポンプ44とを具えている。
<Structure of Semiconductor Etching Apparatus> In the semiconductor etching apparatus of this embodiment, a vacuum chamber 30 provided with a sample table 46 for mounting a semiconductor sample 52 is provided.
And a bias power applying mechanism 50 for applying bias power to the sample table 46. Further, a substrate transport mechanism 48 for transporting the semiconductor sample 52 into and out of the vacuum chamber 30 is provided. The apparatus comprises a pressure gauge 32 connected to the vacuum chamber 30 for measuring the pressure in the vacuum chamber 30. The apparatus further includes a source gas supply unit 34 for supplying a source gas into the vacuum chamber 30 via a gas supply path, and is provided on the gas supply path and connected to the source gas supply unit 34. Gas flow control device 36 for controlling the flow rate of source gas
And a source gas supply valve 38 which is provided in a gas supply path between the vacuum chamber 30 and the gas flow control device 36 and controls the supply of the source gas in accordance with the reaction in the vacuum chamber 30. I have. The apparatus further includes a main exhaust valve 40 interposed in an exhaust gas flow path between the vacuum chamber 30 and the vacuum pump 44 for operating a degree of vacuum according to a reaction in the vacuum chamber 30; A pressure control device 42 interposed in an exhaust gas flow path between the vacuum pump 40 and the vacuum pump 44 for controlling the exhaust amount of the reaction gas in the vacuum chamber 30, and a vacuum for obtaining a degree of vacuum in the vacuum chamber 30. A pump 44 is provided.

【0038】<半導体エッチング装置の動作>まず、製
造される半導体試料52を基板搬送機構48、例えば永
久磁石などを用いた装置、を用いて試料台46に半導体
試料52を裁置する。試料台46に搭載された半導体試
料52を破線で示してある。そして原料ガス供給部34
を開いて、かつ原料ガス供給バルブ38を開いて、真空
チェンバ30内に反応ガスを供給すなわち注入開始す
る。そして、ガス流量制御装置36を作動させて注入す
る原料ガスの流量を制御する。
<Operation of Semiconductor Etching Apparatus> First, a semiconductor sample 52 to be manufactured is placed on a sample table 46 using a substrate transfer mechanism 48, for example, an apparatus using a permanent magnet or the like. The semiconductor sample 52 mounted on the sample stage 46 is shown by a broken line. And the raw material gas supply unit 34
Is opened and the source gas supply valve 38 is opened to supply or inject the reaction gas into the vacuum chamber 30. Then, the gas flow controller 36 is operated to control the flow rate of the source gas to be injected.

【0039】次に、真空チェンバ30内の圧力を監視す
る圧力ゲージ32を確認しながら、真空ポンプ44並び
に圧力制御装置42を動作させて、真空チェンバ30内
の圧力制御を行う。
Next, the pressure in the vacuum chamber 30 is controlled by operating the vacuum pump 44 and the pressure controller 42 while checking the pressure gauge 32 for monitoring the pressure in the vacuum chamber 30.

【0040】目的の圧力に達したら、すなわちこの実施
の形態では例えば55Paに到達したら、バイアス電力
印加機構50を作動し、試料台46に乗せられた半導体
試料52にバイアス電力を印加する。この実施の形態で
は具体的には例えば1kw〜5kwの適当な電力を印加
する。
When the target pressure is reached, that is, when the pressure reaches, for example, 55 Pa in this embodiment, the bias power applying mechanism 50 is operated to apply the bias power to the semiconductor sample 52 placed on the sample stage 46. In this embodiment, specifically, an appropriate power of, for example, 1 kW to 5 kW is applied.

【0041】次に、目的の印加電力に達したら、その時
点から半導体試料52に対して行うエッチングのエッチ
ング時間を監視しながら、目的の膜厚までこの試料のエ
ッチングを行う。
Next, when the target applied power is reached, the sample is etched to the target film thickness while monitoring the etching time for etching the semiconductor sample 52 from that point.

【0042】目的のエッチング時間に達したとき、バイ
アス電力の印加を停止、すなわちOFFにする。
When the target etching time has been reached, the application of bias power is stopped, that is, turned off.

【0043】次に、真空チェンバ30内を低圧に保持
し、反応ガスを除去した後、半導体試料52を基板搬送
機構48等を用いて、真空チェンバ30内から外部へと
搬送し、その後に圧力制御装置42、原料ガス供給バル
ブ38、及び原料ガス供給部34の動作を停止すなわち
OFFにする。
Next, after maintaining the inside of the vacuum chamber 30 at a low pressure and removing the reaction gas, the semiconductor sample 52 is transferred from the inside of the vacuum chamber 30 to the outside using the substrate transfer mechanism 48 or the like. The operations of the control device 42, the source gas supply valve 38, and the source gas supply unit 34 are stopped or turned off.

【0044】このような一連の動作を行うことによっ
て、半導体試料のエッチング行程を終了することができ
る。
By performing such a series of operations, the etching process of the semiconductor sample can be completed.

【0045】次に、ここで用いられたこの発明に係る圧
力制御装置につき具体的に説明する。
Next, the pressure control device according to the present invention used here will be specifically described.

【0046】<圧力制御装置の構成>まず、図6は前述
の半導体製造装置で用いられた圧力制御装置の要部の平
面図である。この圧力制御装置は、圧力制御を行う上で
大きく二つの部分で構成されている。一方は、管状体す
なわち配管16内を管径方向に延在する回転軸184を
持ち、この回転軸184を中心に回動すなわち回転する
板状の弁体である(ただし、図6には弁体を図示せ
ず)。他方は、ガス流路すなわち排気ガス流路14を画
成する管状体すなわち配管16の壁面すなわち側壁にリ
ング状に設けられたフランジ100である。このフラン
ジはさらに2つの特徴的構造を有している。1つは第1
リング半部164であり、他の1つは第2リング半部2
64である。これら第1および第2リング半部164、
264は、回転軸184を対称軸として左右対称の位置
に配管16に沿って設けられている。加えて、各々のリ
ング半部164、264は、第1部材160、260と
第2部材162、262とでそれぞれ構成されている。
<Structure of Pressure Control Apparatus> FIG. 6 is a plan view of a main part of a pressure control apparatus used in the above-described semiconductor manufacturing apparatus. This pressure control device is mainly composed of two parts for performing pressure control. One is a plate-shaped valve body having a tubular body, that is, a rotary shaft 184 extending in the pipe radial direction in the pipe 16 and rotating or rotating around the rotary shaft 184 (however, FIG. Body not shown). The other is a flange 100 provided in a ring shape on a wall surface or a side wall of a tubular body that defines a gas flow path, that is, an exhaust gas flow path 14, that is, a pipe 16. This flange has two further characteristic structures. One is the first
Ring half 164, the other being the second ring half 2
64. These first and second ring halves 164,
The H.264 is provided along the pipe 16 at symmetrical positions with the rotation axis 184 as a symmetry axis. In addition, each ring half 164, 264 comprises a first member 160, 260 and a second member 162, 262, respectively.

【0047】また、この構成例では、弁体とフランジと
の最接近距離に依存する空間、すなわち弁体とフランジ
との間の空間を開口部70とする。
In this configuration example, a space that depends on the closest distance between the valve body and the flange, that is, the space between the valve body and the flange, is defined as the opening 70.

【0048】次に、この圧力制御装置で用いる弁体の斜
視図を図7に示す。本質的には従来の弁体と変化してい
ない。
Next, FIG. 7 shows a perspective view of a valve body used in this pressure control device. Essentially, there is no change from the conventional valve body.

【0049】この弁体182は円盤部110と曲面部1
12と回転軸184とを有している。そして、この弁体
182の円盤部110は、弁体182とフランジ100
との最接近距離には影響しない構造であり、かつ配管1
6内の回転に支障をきたさなければどんな形状でも良
い。ここではこの円盤部110は、円盤形状を用いてい
る。
The valve body 182 has a disk portion 110 and a curved surface portion 1.
12 and a rotating shaft 184. The disc portion 110 of the valve element 182 is connected to the valve element 182 and the flange 100.
With a structure that does not affect the closest distance to
Any shape may be used as long as the rotation in 6 is not hindered. Here, the disk portion 110 has a disk shape.

【0050】また、この弁体182の曲面部112は、
フランジ100との最接近距離を導き出すものである。
したがって、この曲面部112は、弁体182の回転角
すなわち弁開角が大きくなるにしたがって、順次にこの
最接近距離を大きくする形状となっている。
The curved surface portion 112 of the valve element 182 is
This is to derive the closest approach distance to the flange 100.
Therefore, the curved surface portion 112 has such a shape that the closest approach distance is sequentially increased as the rotation angle of the valve body 182, that is, the valve opening angle is increased.

【0051】ここでは円盤部110と曲面部112との
周側部110a、112aが、曲面を有する円盤形状を
用いた構成になっている。
Here, the peripheral portions 110a and 112a of the disk portion 110 and the curved surface portion 112 have a configuration using a disk shape having a curved surface.

【0052】また、この弁体182の回転軸184の位
置は、円盤部110を有する円盤の中心または重心
(S、図中では×印)と曲面部112を有する円盤の中
心または重心(T、×印で示す)と、を結ぶ線分の中点
j(◎印で示す)を含み、かつ管径の方向i(点線矢印
で示す)に直交する直線を延在する回転軸184を中心
軸としている。
The position of the rotating shaft 184 of the valve body 182 is determined by the center or center of gravity (S, in the figure, X) of the disk having the disk portion 110 and the center or center of gravity (T, The center axis is a rotation axis 184 that includes a midpoint j (indicated by ◎) of a line segment connecting the two, and extends a straight line orthogonal to the pipe diameter direction i (indicated by a dotted arrow). And

【0053】また、この弁体182の円盤部110と曲
面部112とは回転軸184を中心軸に左右に配設され
ている。左側部分と右側部分とは同形であるが、天地が
逆となっている。
The disk portion 110 and the curved surface portion 112 of the valve element 182 are disposed on the left and right with the rotation shaft 184 as the center axis. The left and right parts are identical, but upside down.

【0054】このような構造の弁体を用いると、排気量
の特性効果が、左右で同じ効果を奏する。
When the valve body having such a structure is used, the characteristic effect of the displacement is the same on the left and right.

【0055】次に、この圧力制御装置の全体の理解を助
けるため、図8(a)にこの圧力制御装置の斜視図を示
す。上述したとおり、排気ガスは配管16で画成すなわ
ち隔壁された内部を矢印Bの方向へ流動する。この排気
ガスが流動する流路を排気ガス流路14とする。この排
気ガス流路14を画成するために、フランジ100(第
1リング半部164及び第2リング半部264)と弁体
182とを有している。さらに、この弁体182は、弁
体182の中心(ここでは、配管16の長手方向の中心
軸Oを含み、かつ弁体182の重心(ここでの弁体は点
対称立体であるため))を含み管径方向に延在した回転
軸184を中心軸としている。そして、この弁体182
は、この中心軸184を中心に回転すなわち回動する。
Next, FIG. 8A is a perspective view of the pressure control device in order to facilitate understanding of the entire pressure control device. As described above, the exhaust gas flows in the direction defined by the arrow B in the interior defined or partitioned by the pipe 16. The flow path through which the exhaust gas flows is referred to as an exhaust gas flow path 14. In order to define the exhaust gas passage 14, the exhaust gas passage 14 includes the flange 100 (the first ring half 164 and the second ring half 264) and the valve body 182. Further, the valve element 182 is located at the center of the valve element 182 (here, including the longitudinal center axis O of the pipe 16 and the center of gravity of the valve element 182 (because the valve element here is a point-symmetric solid)). And a rotation axis 184 extending in the pipe diameter direction as a central axis. And this valve element 182
Rotates around the central axis 184.

【0056】上述した圧力制御装置全体の構成におい
て、配管16の壁面に設けられたフランジ100の一部
分である第1リング半部164付近の円Aで囲まれた部
分の拡大図を図8(b)に示す。この拡大図は前述の配
管16の中心軸Oを含む面で切断して得られる断面形状
の斜視図である。この図8(b)において、左側のハッ
チングを付した部分は配管16である。この配管16の
側壁に沿ってフランジ100の一部分である第1リング
半部164が環状に設けられている。この第1リング半
部164はさらに第1部材160と第2部材162とに
分けられる。この第1部材160は、断面図においては
矩形状の形状を有しておりかつ配管16に沿っているの
で半リング形状になっている。また他方の第2部材16
2は、断面がL字状の形状を有していてかつ前者と同様
に配管16に沿っているのでやはり半リング状の形状に
なっている。そして、この第2部材162は、前述の第
1部材160の、弁体との接触面側に設けられている。
すなわち、第1および第2部材160及び162は、配
管16の中心軸Oに沿って上下に接続されて連続して配
設されている。
FIG. 8 (b) is an enlarged view of a portion surrounded by a circle A in the vicinity of the first ring half 164 which is a part of the flange 100 provided on the wall surface of the pipe 16 in the entire configuration of the pressure control device described above. ). This enlarged view is a perspective view of a sectional shape obtained by cutting the above-described pipe 16 along a plane including the central axis O. In FIG. 8B, the hatched portion on the left side is a pipe 16. A first ring half 164, which is a part of the flange 100, is provided along the side wall of the pipe 16 in an annular shape. The first ring half 164 is further divided into a first member 160 and a second member 162. The first member 160 has a rectangular shape in a cross-sectional view and has a half-ring shape because it is along the pipe 16. The other second member 16
2 has an L-shape in cross section and is along the pipe 16 like the former, so that it also has a semi-ring shape. The second member 162 is provided on the contact surface of the first member 160 with the valve body.
That is, the first and second members 160 and 162 are vertically connected along the central axis O of the pipe 16 and are continuously arranged.

【0057】また、フランジ100の他の部分、すなわ
ち第2リング半部264の構造は、第1リング半部16
4を弁体182の回転軸184と配管16の中心軸Oの
交点に対して点対称な構造になっている。第1及び第2
リング半部164、264は、配管16の中心軸Oに沿
った上下方向、すなわち第1部材及び第2部材は、ガス
流路方向に沿って互いに逆の順序で連続的に接続されて
いる。
The other part of the flange 100, that is, the structure of the second ring half 264 is similar to that of the first ring half 16.
4 has a point-symmetric structure with respect to the intersection of the rotation axis 184 of the valve body 182 and the central axis O of the pipe 16. First and second
The ring halves 164 and 264 are vertically connected along the central axis O of the pipe 16, that is, the first member and the second member are continuously connected in the reverse order along the gas flow direction.

【0058】<圧力制御装置の動作>次に図9を参照し
て、この圧力制御装置42の動作につき詳細に説明す
る。この図9(a)及び(b)は前述の図6の構成に弁
体182を取り付けた場合のI−I断面の要部を示す図
である。また、図9(a)及び(b)に示す矢印Rは、
弁体182の回転軸184の軸心から配管16の管径方
向にとった回転の基準線である。
<Operation of Pressure Control Apparatus> Next, the operation of the pressure control apparatus 42 will be described in detail with reference to FIG. FIGS. 9A and 9B are views showing the main part of the II section when the valve element 182 is attached to the configuration of FIG. Arrows R shown in FIGS. 9A and 9B are:
This is a reference line of rotation taken in the pipe radial direction of the pipe 16 from the axis of the rotation shaft 184 of the valve element 182.

【0059】以下、この基準線Rからの弁体182の回
転によって生じる傾き角を弁開角θとして説明する。
Hereinafter, the tilt angle generated by the rotation of the valve body 182 from the reference line R will be described as the valve opening angle θ.

【0060】この断面図9(a)は弁体の傾き角θ=0
°のとき、(b)はθ=θ0のときをそれぞれ示してい
る。この図9(a)は、弁開角θ=0°のとき、ここで
は弁体182とフランジ100とを構成している第1お
よび第2リング半部164、264との最接近距離が最
小、すなわち実質的に接触してガス流路14を閉成して
いる形態を示している。言い換えれば、弁体と第1部材
とが接触している形態を表している。この最接近距離が
最小となると、最接近距離に依存している開口部70の
大きさは最も小さい状態すなわち閉成状態になる。この
ような状態を維持することによって、配管16内部の排
気ガス流路14を流れる排気ガスの流量を最小、この場
合には実質的に0に調整することができる。
This sectional view 9 (a) shows the inclination angle θ = 0 of the valve body.
At (°), (b) shows the case at θ = θ 0 . FIG. 9A shows that, when the valve opening angle θ = 0 °, the closest approach distance between the first and second ring halves 164 and 264 forming the valve body 182 and the flange 100 is minimum here. That is, a form in which the gas flow path 14 is closed by substantially contacting is shown. In other words, the form in which the valve body and the first member are in contact with each other is shown. When the closest distance becomes the minimum, the size of the opening 70 that depends on the closest distance becomes the smallest state, that is, the closed state. By maintaining such a state, the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust gas passage 14 inside the pipe 16 can be adjusted to a minimum, in this case, substantially zero.

【0061】このように弁体とフランジとを構成するこ
とによって、真空ポンプ44の排気を最大に妨げること
ができ真空チェンバ30の内圧を最大に保つことができ
る。
By arranging the valve element and the flange in this manner, the exhaust of the vacuum pump 44 can be prevented at a maximum, and the internal pressure of the vacuum chamber 30 can be maintained at a maximum.

【0062】次に、図9(b)は、弁体182が、前述
のθ=0°の状態から反時計方向へ回転軸184を中心
にθ0回転した状態を示している。この状態において
は、前述の弁体182と第1リング半部164の第1部
材160及び第2リング半部264の第1部材260の
各々との接触状態から開放されていて、弁体182の曲
面部112と第1および第2リング半部の第2部材16
2、262との間の距離が、最接近距離となっている。
すなわち、圧力制御装置が閉成状態から開放状態に変化
した状態を示している。そして、これら第2部材16
2、262の弁体182に対向する面、すなわち対向面
を曲面とすることによって、前述の最接近距離が、弁体
182の回転角に応じて順次に大きくなる構造になって
いる。
Next, FIG. 9B shows a state in which the valve body 182 has rotated θ 0 about the rotation shaft 184 in the counterclockwise direction from the above-mentioned state of θ = 0 °. In this state, the valve body 182 and the first member 160 of the first ring half 164 and the first member 260 of the second ring half 264 are released from contact with each other. Curved surface 112 and second member 16 of first and second ring halves
The distance between 2, 262 is the closest approach distance.
That is, it shows a state in which the pressure control device has changed from the closed state to the open state. Then, these second members 16
By making the surfaces facing the valve bodies 182 of the two and 262, that is, the facing surfaces be curved surfaces, the above-described closest approach distance is gradually increased in accordance with the rotation angle of the valve body 182.

【0063】このように、フランジ100と弁体182
とが協同して、θ=0°付近の範囲において、最接近距
離に依存する開口部70の大きさを順次に調整すること
ができる。したがって、この調整の範囲において真空ポ
ンプ44の排気量を微調整することが可能になる。この
ように、排気量を順次にかつ微調整できるので、真空チ
ェンバ30内の内圧を実質的に誤差を生じることなく制
御することが可能になる。
As described above, the flange 100 and the valve body 182
The size of the opening 70 depending on the closest distance can be sequentially adjusted in the range near θ = 0 ° in cooperation with the above. Therefore, it is possible to finely adjust the displacement of the vacuum pump 44 within this adjustment range. As described above, since the exhaust amount can be sequentially and finely adjusted, it is possible to control the internal pressure in the vacuum chamber 30 without substantially causing an error.

【0064】以上説明した第1の実施の形態では、フラ
ンジを第1および第2リング半部構造、すなわち第1及
び第2部材160、260及び162、262とする構
成において、開口部が小さい範囲において排気量の微調
整が可能となる。したがって、真空チェンバ内の内圧を
滑らかに制御でき、これにより半導体のエッチングを精
度良く行うことができる。
In the first embodiment described above, in the configuration in which the flanges are the first and second ring half-structures, that is, the first and second members 160, 260 and 162, 262, the opening is small. , The fine adjustment of the displacement becomes possible. Therefore, the internal pressure in the vacuum chamber can be controlled smoothly, and the semiconductor can be etched with high accuracy.

【0065】第2の実施の形態 上述した第1の実施に形態では、フランジの第1部材及
び第2部材が異なる形状を有していたが、第1および第
2リング半部164および264間において第1部材の
形状および大きさは同一である。すなわち両者は合同で
あり、また、同様に、第1および第2リング半部間にお
いて、第2部材の形状および大きさが同一である。すな
わち、両者は合同である。しかしながら、第1および第
2リング半部164および264間において、第1部材
を合同な形状として、第2部材については異なる形状お
よび大きさとすることができる。すなわち、この第1部
材及び第2部材の形状を以下に示す構造としても良い。
Second Embodiment In the above-described first embodiment, the first member and the second member of the flange have different shapes, but the first and second ring halves 164 and 264 have a different shape. , The shape and size of the first member are the same. That is, they are congruent, and similarly, between the first and second ring halves, the shape and size of the second member are the same. That is, both are congruent. However, between the first and second ring halves 164 and 264, the first member can have a congruent shape and the second member can have a different shape and size. That is, the first member and the second member may have the following structures.

【0066】図10は、第2の実施の形態の圧力制御装
置の要部を配管に沿って管径の中心を含む平行な面に沿
って切断した際の断面図であって、図9(a)に対応す
る図である。この第2部材162、262、の配管に沿
った長さY1、Y2を、第1及び第2リング半部16
4、264、において異ならせている。すなわち、Y1
≠Y2(Y1、Y2は正の実数値)という構成を採用し
ている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part of the pressure control device according to the second embodiment, taken along a parallel plane including the center of the pipe diameter along the pipe. It is a figure corresponding to a). The lengths Y1 and Y2 of the second members 162 and 262 along the pipe are defined by the first and second ring halves 16.
4, 264. That is, Y1
A configuration of ≠ Y2 (Y1, Y2 are positive real numbers) is adopted.

【0067】また、配管16に沿って管径の中心を含む
平行面での断面において現れる第2部材(162、26
2のそれぞれ)のL字状形状を、弁体から見て楕円面或
いは球面の一部とした構成としても良い。
Further, the second members (162, 26) appearing in a cross section in a parallel plane including the center of the pipe diameter along the pipe 16
2) may be configured to be a part of an elliptical surface or a spherical surface when viewed from the valve body.

【0068】次に、この発明の特定の具体的な実施例
と、従来構成の比較例とにおける排気量特性について考
察する。なお、弁体の形状及び大きさは同一のものを使
用する。
Next, the displacement characteristics of a specific embodiment of the present invention and a comparative example of a conventional configuration will be considered. Note that the shape and size of the valve body are the same.

【0069】(1)フランジ100を設けない。すなわ
ち配管16のみの場合(比較例1)。
(1) No flange 100 is provided. That is, the case of only the pipe 16 (Comparative Example 1).

【0070】(2)配管16に沿って管径の中心を含む
平行面に対して切断したフランジ100の第2部材16
2、262の断面形状が矩形状の直線で組み合わされる
場合。すなわち従来のフランジに該当する(比較例
2)。
(2) The second member 16 of the flange 100 cut along a parallel plane including the center of the pipe diameter along the pipe 16
A case where the cross-sectional shapes of 2, 262 are combined by a rectangular straight line. That is, it corresponds to the conventional flange (Comparative Example 2).

【0071】(3)これら第2部材162、262、の
L字状形状が楕円面の一部を用いた場合、ここではX2
/a2+Y2/b2=1 (但し、X、Y、a、bは配管
とフランジと弁体とを構成できる範囲内にある実数)
(実施例1)。
(3) When the L-shape of the second members 162 and 262 uses a part of an elliptical surface, here X 2
/ A 2 + Y 2 / b 2 = 1 (where X, Y, a, and b are real numbers within a range that can constitute the pipe, the flange, and the valve element)
(Example 1).

【0072】ただし、この実施の形態では、a=7.5
h、b=5h(hは弁体182の厚みの半分の長さであ
る。ただし、弁体182の厚みは、弁体の中心を通り、
回転軸184に直交する管軸方向に沿う方向の長さとす
る。)とする。
However, in this embodiment, a = 7.5.
h, b = 5h (h is a half of the thickness of the valve body 182. However, the thickness of the valve body 182 passes through the center of the valve body,
The length is in the direction along the tube axis direction orthogonal to the rotation shaft 184. ).

【0073】(4)球面の一部を用いた場合。この実施
の形態では、上述の楕円曲線において、a=5h、b=
5hとする(実施例2)。
(4) When a part of the spherical surface is used. In this embodiment, in the above elliptic curve, a = 5h, b =
5h (Example 2).

【0074】また、上記4つのいずれの構成であって
も、Y1=3h、Y2=2hとする。ここでは、h=2
0mmと設定し、シミュレーションを行った。また、管
径は10h、弁体の管径方向の最大径を9.9h、フラ
ンジの第2部材の管径方向の最大の厚みを0.1h、と
設定した。しかしながら、当然a、b、Y1、Y2、は
この構成さえ可能であれば、hに依存されない任意の実
数でよいことはいうまでもない。
In any of the above four configurations, Y1 = 3h and Y2 = 2h. Here, h = 2
The simulation was performed at 0 mm. The pipe diameter was set to 10 h, the maximum diameter of the valve element in the pipe diameter direction was set to 9.9 h, and the maximum thickness of the second member of the flange in the pipe diameter direction was set to 0.1 h. However, it goes without saying that a, b, Y1, and Y2 may be arbitrary real numbers independent of h as long as this configuration is possible.

【0075】これらの、フランジ形状の相違についての
排気量特性を図11に示す。
FIG. 11 shows the displacement characteristics with respect to the difference in the flange shape.

【0076】図11は、これらの構成を用いたフランジ
100(160、162、260、262)と弁体18
2との開口部70の開口割合すなわち排気量特性を示す
グラフである。横軸に弁体182の弁開角θをとり、
(°)単位で0°から40°の範囲を10°ごとに目盛
って示している。また、縦軸には開口割合(開口面積/
全開口面積)を(%)単位で0%から10%の範囲を1
%ごとに目盛って示している。
FIG. 11 shows the flange 100 (160, 162, 260, 262) and the valve element 18 using these structures.
3 is a graph showing an opening ratio of an opening 70 with respect to No. 2, that is, an exhaust amount characteristic. The horizontal axis shows the valve opening angle θ of the valve body 182,
The range from 0 ° to 40 ° in units of (°) is graduated every 10 °. The vertical axis indicates the opening ratio (opening area /
Total opening area) in the range of 0% to 10% in units of (%)
The scale is shown for each percentage.

【0077】図11のシミュレーション結果によれば、
例えば弁開角の角度が20°になると、フランジなし
(曲線A)では6%、直線形状のフランジ、すなわち従
来の矩形状の形状を有するフランジ(曲線B)では6
%、楕円形状のフランジ、すなわち楕円面の一部の形状
を有するフランジ(曲線C)では4%、球面形状のフラ
ンジ、すなわち球面の一部を有するフランジ(曲線D)
では2%と急激に増大する。
According to the simulation result of FIG.
For example, when the valve opening angle is 20 °, 6% is obtained without a flange (curve A) and 6% with a straight flange, that is, a flange having a conventional rectangular shape (curve B).
%, 4% for an elliptical flange, ie, a flange having a part of an elliptical surface (curve C), a spherical flange, ie, a flange having a part of a spherical surface (curve D)
Then, it increases sharply to 2%.

【0078】このように弁開角の増加とともに開口割合
は急激に増加する。この図11に示した排気量特性から
理解できるように、弁開角の大きさが開口面積の大きさ
を決定するので、弁開角の小さい範囲では、開口面積の
増加の小さい方が、圧力制御装置の微調整に適してい
る。
As described above, the opening ratio sharply increases as the valve opening angle increases. As can be understood from the displacement characteristics shown in FIG. 11, the size of the valve opening angle determines the size of the opening area. Therefore, in the range where the valve opening angle is small, the smaller the increase in the opening area, the lower the pressure. Suitable for fine adjustment of the control device.

【0079】さらに、フランジなし(曲線A)の開口割
合は、弁開角が0°であっても、上述の面積割合は1.
7%程度であって実質的に0%にならない。これは、配
管16と弁体182とがフランジ100を設けていない
ので実質的に接触していない為である。
Further, the opening ratio without flange (curve A) is such that even if the valve opening angle is 0 °, the above-mentioned area ratio is 1.
It is about 7% and does not become substantially 0%. This is because the pipe 16 and the valve element 182 do not substantially contact each other because the flange 100 is not provided.

【0080】また直線形状のフランジ(曲線B)、楕円
形状フランジ(曲線C)及び球面形状フランジ(曲線
D)の開口面積は、弁開角が0°において実質的に0%
になる。これは、配管16と弁体182とがフランジ1
00を介して実質的に接触している為である。
The opening area of the linear flange (curve B), elliptical flange (curve C) and spherical flange (curve D) is substantially 0% when the valve opening angle is 0 °.
become. This is because the pipe 16 and the valve body 182
This is because they are substantially in contact with each other through 00.

【0081】加えて、フランジなし(曲線A)と直線形
状フランジ(曲線B)との開口割合は12°付近より大
きい弁開角において一致する。この条件下において、弁
体とフランジとは協同して排気量を制御していない。す
なわち弁体182はフランジ100の影響を実質的に全
く受けない。
In addition, the opening ratios of the flangeless shape (curve A) and the straight flange (curve B) match at a valve opening angle larger than about 12 °. Under these conditions, the valve body and the flange do not cooperate to control the displacement. That is, the valve element 182 is not substantially affected by the flange 100.

【0082】また、弁開角が0°から8°までは楕円形
状のフランジ(曲線C)が優れており、8°から40°
までは球面形状のフランジ(曲線D)が優れている。
When the valve opening angle is from 0 ° to 8 °, the elliptical flange (curve C) is excellent, and from 8 ° to 40 °.
Up to this, a spherical flange (curve D) is excellent.

【0083】このように、フランジの形状、特にフラン
ジの第2部材の形状を弁開角に応じて選定することで、
弁開角が小さい範囲での圧力制御装置の微調整を達成す
ることができる。
As described above, by selecting the shape of the flange, particularly the shape of the second member of the flange according to the valve opening angle,
Fine adjustment of the pressure control device in the range where the valve opening angle is small can be achieved.

【0084】以上説明したように、矩形状の直線状フラ
ンジでは精度良く排気量を調整することは困難であった
が、この発明の圧力制御装置を用いることで弁開角の小
さい範囲においては、精度良く排気量を調整できる。し
たがって、この発明の圧力制御装置を用いることで、真
空チェンバ30内の内圧を精度良く制御できる。そし
て、良好なエッチング薄膜の作製をすることが可能とな
り、歩留まりを向上することができる半導体製造装置を
提供することが可能になる。
As described above, it is difficult to adjust the displacement with high accuracy by using a rectangular straight flange. However, by using the pressure control device of the present invention, in the range where the valve opening angle is small, The displacement can be adjusted with high accuracy. Therefore, the internal pressure in the vacuum chamber 30 can be accurately controlled by using the pressure control device of the present invention. Then, it becomes possible to manufacture a good etching thin film, and it is possible to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of improving the yield.

【0085】第3の実施の形態 また、上述の第1の実施の形態及び第2の実施の形態に
加えて、フランジ及び弁体に加熱手段を設けても良い。
Third Embodiment In addition to the above-described first and second embodiments, a heating means may be provided on the flange and the valve body.

【0086】図12はこの圧力制御装置の平面図を示
す。この構成では配管16と、配管16で画成された排
気ガス流路14と、第1及び第2リング半部を有するフ
ランジ(図示せず)と、配管内部を回転する弁体182
(図示せず)と、この弁体182を回転させるための弁
体内部に設けられた回転軸184とを有している。さら
に、この回転軸184を回転させるためのモータ90
と、この回転軸184とこのフランジ160、162、
260(図示せず)、262、に熱を印加するヒータ9
2と、を設けた構成になっている。
FIG. 12 is a plan view of the pressure control device. In this configuration, the pipe 16, the exhaust gas flow path 14 defined by the pipe 16, a flange (not shown) having first and second ring halves, and a valve body 182 that rotates inside the pipe
(Not shown), and a rotation shaft 184 provided inside the valve body for rotating the valve body 182. Further, a motor 90 for rotating the rotation shaft 184 is used.
And the rotating shaft 184 and the flanges 160, 162,
260 (not shown), 262;
2 is provided.

【0087】図13は前述の図12のII−II線断面図で
ある。配管16の内部に設けられたフランジ160、1
62、260、262の内部には空洞が設けられてい
る。この空洞の形状は球体状でも良いし、直方体状であ
っても良い。この実施の形態では円柱体状のものを使用
している。この空洞に前述のヒータ92すなわち加熱手
段を設ければよい。
FIG. 13 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. A flange 160 provided inside the pipe 16,
A cavity is provided inside 62, 260, 262. The shape of the cavity may be spherical or rectangular. In this embodiment, a cylindrical body is used. The above-mentioned heater 92, that is, a heating means may be provided in this cavity.

【0088】また、回転軸184の内部には空洞を設け
る。この空洞に前述のヒータ92すなわち加熱手段を設
ければよい。
A cavity is provided inside the rotating shaft 184. The above-mentioned heater 92, that is, a heating means may be provided in this cavity.

【0089】このようにすると、弁体182と第1及び
第2リング半部164、264が加熱される。したがっ
て、真空チェンバ内でプラズマ反応などで発生した反応
ガスが、圧力制御装置42を通過する際に、弁体182
と第1及び第2リング半部164、264等に、実質的
に付着しなくなる。
Thus, the valve body 182 and the first and second ring halves 164 and 264 are heated. Therefore, when the reaction gas generated by the plasma reaction or the like in the vacuum chamber passes through the pressure control device 42, the valve body 182
And the first and second ring halves 164, 264 and the like.

【0090】また、ここで用いるヒータは、テフロン
(登録商標)ヒータ、シーズヒータ等としても良い。
The heater used here may be a Teflon (registered trademark) heater, a sheathed heater, or the like.

【0091】また、この反応生成物の付着防止の効果が
得られるヒータの温度は、20℃〜300℃の温度範囲
であり、好ましくは50℃〜150℃であり、より好ま
しくは80℃〜100℃の温度範囲である。このように
ヒータによる加熱によって弁体182およびフランジ1
00に付着する反応生成物が実質的に低減される。
The temperature of the heater at which the effect of preventing the adhesion of the reaction product is obtained is in the range of 20 ° C. to 300 ° C., preferably 50 ° C. to 150 ° C., and more preferably 80 ° C. to 100 ° C. The temperature range is ° C. Thus, the valve body 182 and the flange 1 are heated by the heater.
The reaction products adhering to 00 are substantially reduced.

【0092】上述したように反応ガスは、この加熱によ
り弁体182と、第1及び第2リング半部164、26
4とに付着することが実質的に防止される。したがっ
て、この弁体182と、第1、第2の曲面部フランジ1
60、162、260、262、の経時劣化が低下し、
圧力制御装置の装置寿命が延長する。そして、圧力制御
装置42の排気量特性は高精度の状態を持続することが
可能になる。
As described above, the reaction gas causes the valve body 182 and the first and second ring halves 164, 26
4 is substantially prevented. Therefore, the valve element 182 and the first and second curved surface flanges 1
60, 162, 260, 262, deterioration with time is reduced,
The life of the pressure control device is extended. Then, the displacement characteristics of the pressure control device 42 can be maintained in a highly accurate state.

【0093】以上この発明を実施の形態に基づき具体的
に説明したが、この発明は実施の形態に限定されるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能である。
Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments, and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.

【0094】例えば、上述の実施の形態の説明では、一
例としてフロンレスの低圧エッチング装置に適用した場
合を示したが、一般の低圧CVD装置、拡散装置、複数
のウエハを一括処理するバッチ式の各装置等に広く適応
することができる。
For example, in the description of the above-described embodiment, a case where the present invention is applied to a Freon-less low-pressure etching apparatus is shown as an example. It can be widely applied to devices and the like.

【0095】[0095]

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の圧力制御装置及び半導体製造装置によれば、弁
開角の小さい範囲において、滑らか、かつ高精度な排気
量の調整が可能になり、真空チェンバの内圧の圧力制御
が高精度に行えるという効果が得られる。
As is apparent from the above description, according to the pressure control device and the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to smoothly and precisely adjust the displacement in the range where the valve opening angle is small. Therefore, the effect that the pressure control of the internal pressure of the vacuum chamber can be performed with high accuracy can be obtained.

【0096】また、フランジの形状、特にフランジの第
2部材の形状を弁開角に応じて選定することで、弁開角
が小さい範囲での圧力制御装置の微調整を達成すること
ができる。
Further, by selecting the shape of the flange, particularly the shape of the second member of the flange according to the valve opening angle, fine adjustment of the pressure control device in a range where the valve opening angle is small can be achieved.

【0097】また、良好なエッチング薄膜形成を行うこ
とができ、歩留まりの向上を実現するという効果が得ら
れる。
Further, it is possible to form a good etching thin film, and it is possible to obtain an effect of improving the yield.

【0098】また、弁体及びフランジが加熱されている
ので、反応ガスの付着量が減少する。その結果、経時劣
化が生じることを改善し、装置寿命が延びる。又、ラン
ニングコストも安くおさえることが可能となる。
Further, since the valve body and the flange are heated, the amount of the reaction gas attached decreases. As a result, the occurrence of deterioration with time is improved, and the life of the device is extended. In addition, running costs can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 従来の圧力制御装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a conventional pressure control device.

【図2】 従来の圧力制御装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional pressure control device.

【図3】 従来の圧力制御装置の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a conventional pressure control device.

【図4】 従来の圧力制御装置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional pressure control device.

【図5】 半導体エッチング装置の構成ブロック図であ
る。
FIG. 5 is a configuration block diagram of a semiconductor etching apparatus.

【図6】 第1の実施の形態の圧力制御装置の平面図で
ある。
FIG. 6 is a plan view of the pressure control device according to the first embodiment.

【図7】 第1の実施の形態の弁体の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a valve body according to the first embodiment.

【図8】 第1の実施の形態の圧力制御装置を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram illustrating a pressure control device according to the first embodiment.

【図9】 第1の実施の形態の圧力制御装置の断面図で
ある。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the pressure control device according to the first embodiment.

【図10】 第2の実施の形態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a second embodiment.

【図11】 弁開角と(開口面積/全開口面積)の関係
を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a valve opening angle and (opening area / total opening area).

【図12】 第3の実施の形態を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a third embodiment.

【図13】 第3の実施の形態の圧力制御装置の断面図
である。
FIG. 13 is a sectional view of a pressure control device according to a third embodiment.

【図14】 従来の圧力制御装置を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a conventional pressure control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、110:円盤部 12、112:曲面部 14:排気ガス流路 16:配管 30:真空チェンバ 32:圧力ゲージ 34:原料ガス供給部 36:ガス流量制御装置 38:原料ガス供給バルブ 40:主排気バルブ 42:圧力制御装置 44:真空ポンプ 46:試料台 48:基板搬送機構 50:バイアス電力印加機構 52:半導体試料 70:開口部 82、182:弁体 84、184:回転軸 90:モータ 92:ヒータ 100:フランジ 160:第1リング半部の第1部材 162:第1リング半部の第2部材 164:第1リング半部 260:第2リング半部の第1部材 262:第2リング半部の第2部材 264:第2リング半部 360:リング部 10, 110: Disk part 12, 112: Curved part 14: Exhaust gas flow path 16: Piping 30: Vacuum chamber 32: Pressure gauge 34: Source gas supply part 36: Gas flow control device 38: Source gas supply valve 40: Main Exhaust valve 42: Pressure controller 44: Vacuum pump 46: Sample table 48: Substrate transfer mechanism 50: Bias power application mechanism 52: Semiconductor sample 70: Opening 82, 182: Valve body 84, 184: Rotating shaft 90: Motor 92 : Heater 100: Flange 160: First member of first ring half 162: Second member of first ring half 164: First ring half 260: First member of second ring half 262: Second ring Half second member 264: Second ring half 360: Ring portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小口 俊明 東京都府中市四谷5丁目8番1号 アネル バ株式会社内 (72)発明者 高橋 信行 東京都府中市四谷5丁目8番1号 アネル バ株式会社内 Fターム(参考) 3H052 AA02 BA11 CA01 DA02 EA09 EA16 3H076 AA21 BB33 CC41 CC94  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshiaki Oguchi 5-8-1, Yotsuya, Fuchu-shi, Tokyo Inside Anelva Co., Ltd. (72) Nobuyuki Takahashi 5-81-1, Yotsuya, Fuchu-shi, Tokyo Anelva Incorporated F term (reference) 3H052 AA02 BA11 CA01 DA02 EA09 EA16 3H076 AA21 BB33 CC41 CC94

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガス流路を画成する管状体の壁面にリン
グ状に、かつ該ガス流路と実質的に直交する、管状体の
横断面と平行に、設けられたフランジと、 前記フランジと協同して前記ガス流路を開閉するため
に、前記横断面と平行な軸を回転軸として回転可能に設
けられた弁体とを有し、 リング状の前記フランジは、第1リング半部と第2リン
グ半部とを有し、 該第1及び第2リング半部は、前記弁体と接触して前記
ガス流路を閉成する接触面が形成されている第1部材
と、前記接触面側に設けられていて前記弁体と対向する
対向面が形成されている第2部材とを具え、 前記対向面は、前記弁体が前記ガス流路の閉成状態から
開放状態へと回転するに従って、当該対向面と当該弁体
との最接近距離を順次に増大させる曲面としてあること
を特徴とする圧力制御装置。
1. A flange provided in a ring shape on a wall surface of a tubular body defining a gas flow path and parallel to a cross section of the tubular body substantially perpendicular to the gas flow path; A valve body rotatably provided about an axis parallel to the cross section as a rotation axis in order to open and close the gas flow path in cooperation with the first ring half. A first member having a contact surface for contacting the valve body and closing the gas flow path, wherein the first and second ring halves have a contact surface for closing the gas flow path; A second member provided on a contact surface side and having a facing surface facing the valve body, wherein the facing surface is configured such that the valve body moves from a closed state to an open state of the gas flow path. As it rotates, the curved surface gradually increases the closest distance between the opposed surface and the valve body. Pressure control device according to symptoms.
【請求項2】 請求項1に記載の圧力制御装置におい
て、 前記第1リング半部の第1及び第2部材と、第2リング
半部の第1及び第2部材は、ガス流路方向に沿って互い
に逆の順序に配置されていることを特徴とする圧力制御
装置。
2. The pressure control device according to claim 1, wherein the first and second members of the first ring half and the first and second members of the second ring half are arranged in a gas flow direction. Characterized in that they are arranged in the reverse order along the line.
【請求項3】 請求項1または2に記載の圧力制御装置
において、 前記曲面を楕円曲面の一部とすることを特徴とする圧力
制御装置。
3. The pressure control device according to claim 1, wherein the curved surface is a part of an elliptical curved surface.
【請求項4】 請求項1または2に記載の圧力制御装置
において、 前記曲面を球面の一部とすることを特徴とする圧力制御
装置。
4. The pressure control device according to claim 1, wherein the curved surface is a part of a spherical surface.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧
力制御装置において、前記第1部材と対向する第2部材
の対向面の、前記弁体の回転方向に沿う方向の長さと、
前記第2部材の対向面の長さとは、同一又は異なってい
ることを特徴とする圧力制御装置。
5. The pressure control device according to claim 1, wherein a length of a facing surface of a second member facing the first member in a direction along a rotation direction of the valve body. ,
The length of the opposing surface of the second member is the same or different.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧
力制御装置において、前記弁体及び前記フランジの双方
またはいずれか一方に加熱手段を設けることを特徴とす
る圧力制御装置。
6. The pressure control device according to claim 1, wherein heating means is provided on at least one of the valve body and the flange.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧
力制御装置において、前記管状体は真空チェンバと原料
ガス供給部との間に介設されていることを特徴とする圧
力制御装置。
7. The pressure control device according to claim 1, wherein the tubular body is interposed between a vacuum chamber and a source gas supply unit. apparatus.
【請求項8】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧
力制御装置において、前記管状体は真空ポンプと真空チ
ェンバとの間に介設されていることを特徴とする圧力制
御装置。
8. The pressure control device according to claim 1, wherein the tubular body is interposed between a vacuum pump and a vacuum chamber.
【請求項9】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧
力制御装置を具え、該圧力制御装置を、真空ポンプと真
空チェンバとの間に設けてなることを特徴とする半導体
製造装置。
9. A semiconductor manufacturing apparatus comprising the pressure control device according to claim 1, wherein the pressure control device is provided between a vacuum pump and a vacuum chamber. .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004286131A (en) * 2003-03-24 2004-10-14 Smc Corp Gate valve
JP2007085543A (en) * 2005-09-19 2007-04-05 Yeary & Associates Inc Butterfly valve equipped with improved flowing characteristic
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