JP2006295099A - Vacuum equipment, method for measuring its leak rate, program and storage medium used for measuring leak rate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対しエッチングや成膜などの処理を行なう真空装置、そのリークレート測定方法、そのリークレート測定に用いるプログラムおよび記憶媒体に関する。 The present invention relates to a vacuum apparatus that performs processing such as etching and film formation on an object to be processed such as a semiconductor wafer, a leak rate measuring method thereof, a program used for measuring the leak rate, and a storage medium.
各種半導体装置の製造過程でエッチングや成膜などの処理の際に用いられる真空装置では、バルブと排気ポンプを備えた排気部が設けられ、真空チャンバの内部の圧力を所望の真空状態まで減圧できるように構成されている。 In a vacuum apparatus used for processes such as etching and film formation in the manufacturing process of various semiconductor devices, an exhaust unit including a valve and an exhaust pump is provided, and the pressure inside the vacuum chamber can be reduced to a desired vacuum state. It is configured as follows.
具体的には、真空チャンバ側から、コンダクタンス可変の自動圧力制御バルブ(APCバルブ)、ゲートバルブ、主排気ポンプとしてのターボ分子ポンプ(TMP)、さらに任意のバルブを介して副排気ポンプとしてのドライポンプが、この順番に接続されており、真空チャンバの高気密状態と真空状態を保持できるように構成されている。なお、前記APCバルブとゲートバルブが一体になったゲートバルブ機構付APCバルブが用いられることもある。 Specifically, from the vacuum chamber side, an automatic pressure control valve (APC valve) with variable conductance, a gate valve, a turbo molecular pump (TMP) as a main exhaust pump, and a dry exhaust pump as an auxiliary exhaust pump through an optional valve. The pumps are connected in this order, and are configured to be able to maintain a highly airtight state and a vacuum state of the vacuum chamber. An APC valve with a gate valve mechanism in which the APC valve and the gate valve are integrated may be used.
このような真空装置では、定期的に真空チャンバのリークレート測定を実施し、気密性をチェックする必要がある。リークレート測定に際しては、真空チャンバ内のガスを排気して真空引きした後に密閉し、その状態でチャンバ内圧力を測定してその変動をモニターするビルドアップ法により行なわれていた(例えば、特許文献1)。このビルドアップ法によりリークレート測定を行なうためには、真空チャンバを密閉状態にする必要があるため、前記ターボ分子ポンプより排気方向上流側に前記ゲートバルブ(または前記ゲートバルブ機構付APCバルブ)を配備していた。 In such a vacuum apparatus, it is necessary to periodically measure the leak rate of the vacuum chamber and check the airtightness. The leak rate is measured by a build-up method in which the gas in the vacuum chamber is evacuated and evacuated and then sealed, and the pressure in the chamber is measured and the fluctuation is monitored in that state (for example, patent document) 1). In order to measure the leak rate by this build-up method, it is necessary to make the vacuum chamber hermetically sealed. Therefore, the gate valve (or the APC valve with the gate valve mechanism) is installed upstream of the turbo molecular pump in the exhaust direction. It was deployed.
ゲートバルブやゲートバルブ機構付APCバルブには、気密状態を確保するためのシール材としてOリングが用いられるが、プラズマによる処理を行なう真空装置では、ドライクリーニングなどの際に発生するラジカルによって、Oリングの劣化が進みやすく、頻繁に交換を行なう必要があった。このOリングのメンテナンス作業は、近年の排気管の大口径化により所要時間も長くかかり、装置のダウンタイムを増加させる大きな要因になっている。
真空装置の排気部に、APCバルブに隣接して(あるいはAPCバルブと一体型の)ゲートバルブを配備する主目的は、前記ビルドアップ法によるリークレート測定時に真空チャンバ内を密閉するためである。しかし、リークレート測定を他の方法で代替できれば、ゲートバルブを介在させる必要がなくなり、Oリング交換に要するメンテナンス回数も大幅に低減できるはずである。 The main purpose of providing a gate valve adjacent to the APC valve (or integrated with the APC valve) in the exhaust part of the vacuum apparatus is to seal the inside of the vacuum chamber during the leak rate measurement by the build-up method. However, if the leak rate measurement can be replaced by another method, there is no need to interpose a gate valve, and the number of maintenance required for O-ring replacement should be greatly reduced.
従って本発明の目的は、第1にゲートバルブを配備しない場合においても、真空チャンバからのリークレートを正確に測定できるリークレート測定方法を提供することであり、第2には、メンテナンス回数を低減するためにターボ分子ポンプより排気方向上流側にゲートバルブを用いない真空装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a leak rate measuring method capable of accurately measuring a leak rate from a vacuum chamber even when a gate valve is not provided, and secondly, to reduce the number of maintenance. Therefore, it is to provide a vacuum apparatus that does not use a gate valve upstream of the turbo molecular pump in the exhaust direction.
上記課題を解決するため、本発明の第1の観点によれば、内部に被処理体を収容して処理を行なう真空チャンバと、前記真空チャンバに、コンダクタンス可変バルブである第1のバルブを介して接続される第1の排気ポンプと、前記第1の排気ポンプより排気方向下流に接続される第2のバルブと、を備えた真空装置のリークレートを測定するリークレート測定方法であって、
前記第1の排気ポンプと前記第2のバルブとの間の排気経路から分岐し、前記真空チャンバに連通状態で接続する循環経路を設け、
前記第1のバルブを所定のコンダクタンスに設定し、前記第2のバルブを閉じた状態で、前記第1の排気ポンプにより、前記循環経路を通じてガスを前記真空チャンバへ循環させて前記真空チャンバ内の圧力をモニターすることを特徴とする、リークレート測定方法が提供される。
In order to solve the above-described problems, according to a first aspect of the present invention, a vacuum chamber that performs processing by containing an object to be processed therein, and a first valve that is a conductance variable valve are provided in the vacuum chamber. A leak rate measuring method for measuring a leak rate of a vacuum apparatus comprising: a first exhaust pump connected to the first exhaust pump; and a second valve connected to a downstream of the first exhaust pump in the exhaust direction,
A circulation path branched from the exhaust path between the first exhaust pump and the second valve and connected to the vacuum chamber in a communicating state;
With the first valve set to a predetermined conductance and the second valve closed, gas is circulated to the vacuum chamber through the circulation path by the first exhaust pump, and the inside of the vacuum chamber is There is provided a method for measuring a leak rate, characterized by monitoring pressure.
本発明の第2の観点によれば、内部に被処理体を収容して処理を行なう真空チャンバと、前記真空チャンバに、コンダクタンス可変バルブである第1のバルブを介して接続される第1の排気ポンプと、前記第1の排気ポンプより排気方向下流に接続される第2のバルブと、を備えた真空装置のリークレートを測定するリークレート測定方法であって、
前記第1のバルブを全開し、前記第1の排気ポンプを作動した状態で、前記第2のバルブを閉じ、第1の排気ポンプと前記第2のバルブとの間の排気経路内の圧力をモニターすることを特徴とする、リークレート測定方法が提供される。
According to a second aspect of the present invention, a vacuum chamber that accommodates an object to be processed therein and performs processing, and a first chamber connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve. A leak rate measuring method for measuring a leak rate of a vacuum apparatus comprising an exhaust pump and a second valve connected downstream in the exhaust direction from the first exhaust pump,
With the first valve fully opened and the first exhaust pump activated, the second valve is closed, and the pressure in the exhaust path between the first exhaust pump and the second valve is reduced. There is provided a method for measuring a leak rate, characterized by monitoring.
本発明の第3の観点によれば、内部に被処理体を収容して処理を行なう真空チャンバと、前記真空チャンバに、コンダクタンス可変バルブである第1のバルブを介して接続される第1の排気ポンプと、前記第1の排気ポンプに第2のバルブを介して接続される第2の排気ポンプと、を備えた真空装置のリークレートを測定するリークレート測定方法であって、
前記第1のバルブを全開し、前記第1の排気ポンプを停止した状態で、前記第2の排気ポンプにより前記真空チャンバ内を所定圧力以下に減圧した後、前記第2のバルブを閉じ、その状態で前記真空チャンバ内の圧力をモニターすることを特徴とする、リークレート測定方法が提供される。
According to a third aspect of the present invention, a vacuum chamber that accommodates an object to be processed therein and performs processing, and a first chamber that is connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve. A leak rate measuring method for measuring a leak rate of a vacuum apparatus comprising an exhaust pump and a second exhaust pump connected to the first exhaust pump via a second valve,
With the first valve fully opened and the first exhaust pump stopped, the second exhaust pump depressurizes the vacuum chamber to a predetermined pressure or lower, then closes the second valve, A leak rate measuring method is provided, characterized by monitoring the pressure in the vacuum chamber in a state.
本発明の第4の観点によれば、内部に被処理体を収容して処理を行なう真空チャンバと、前記真空チャンバに、コンダクタンス可変バルブである第1のバルブを介して接続される第1の排気ポンプと、前記第1の排気ポンプの排気方向下流に接続される第2のバルブと、を備えた真空装置のリークレートを測定するリークレート測定方法であって、
前記第1の排気ポンプを作動させ、かつ前記第2のバルブを開いた状態で、前記第1のバルブを所定のコンダクタンスに設定し、前記真空チャンバ内の圧力を測定することを特徴とする、リークレート測定方法が提供される。
According to a fourth aspect of the present invention, a vacuum chamber that accommodates an object to be processed therein and performs processing, and a first chamber that is connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve. A leak rate measuring method for measuring a leak rate of a vacuum apparatus comprising an exhaust pump and a second valve connected downstream in the exhaust direction of the first exhaust pump,
With the first exhaust pump activated and the second valve open, the first valve is set to a predetermined conductance and the pressure in the vacuum chamber is measured. A leak rate measurement method is provided.
上記第4の観点のリークレート測定方法においては、測定された前記圧力を、前記第1のバルブが所定のコンダクタンスのときの、予め計算された前記真空チャンバ内部の圧力値と比較することにより、リークレートを推算することができる。また、前記所定のコンダクタンスが10L/秒以下であることが好ましい。 In the leak rate measurement method of the fourth aspect, by comparing the measured pressure with a pressure value inside the vacuum chamber calculated in advance when the first valve has a predetermined conductance, The leak rate can be estimated. The predetermined conductance is preferably 10 L / second or less.
従来は、真空チャンバのリークレートを測定するために第1の排気ポンプより排気方向上流位置にゲートバルブ機構を配備し、真空チャンバ内を密閉状態にしていた。
すなわち、コンダクタンス可変バルブに隣接してゲートバルブを配備するか、あるいはゲートバルブ機構付のコンダクタンス可変バルブを使用し、ゲートバルブを閉じることによって真空チャンバ内を密閉状態とし、ビルドアップ法によりリークレートを測定していたが、上記第1〜第4のいずれかの観点によれば、ゲートバルブ機構を用いることなく真空チャンバのリークレートを測定できるので、第1の排気ポンプより排気方向上流位置にゲートバルブ機構を配備する必要がなくなる。
Conventionally, in order to measure the leak rate of the vacuum chamber, a gate valve mechanism is provided upstream of the first exhaust pump in the exhaust direction, and the inside of the vacuum chamber is sealed.
In other words, a gate valve is installed adjacent to the variable conductance valve, or a variable conductance valve with a gate valve mechanism is used, and the vacuum chamber is closed by closing the gate valve, and the leak rate is reduced by the build-up method. According to any one of the first to fourth aspects, since the leak rate of the vacuum chamber can be measured without using the gate valve mechanism, the gate is positioned upstream of the first exhaust pump in the exhaust direction. There is no need to provide a valve mechanism.
本発明の第5の観点によれば、内部に被処理体を収容して処理を行なう真空チャンバと、
前記真空チャンバに、ゲートバルブ機構を有しないコンダクタンス可変バルブである第1のバルブを介して接続される第1の排気ポンプと、
前記第1の排気ポンプより排気方向下流に接続される第2のバルブと、
を備えた真空装置が提供される。
According to a fifth aspect of the present invention, a vacuum chamber that accommodates an object to be processed and performs processing;
A first exhaust pump connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve having no gate valve mechanism;
A second valve connected downstream of the first exhaust pump in the exhaust direction;
Is provided.
上記第5の観点によれば、第1の排気ポンプより排気方向上流位置にゲートバルブ機構を配備しない構成を採用することにより、ゲートバルブ機構に必須であった劣化の速いOリングを用いずに真空装置を構成できる。従って、Oリングの交換などのメンテナンスに要する時間と経費を削減できるほか、部品点数の削減が可能になり、さらに装置の安全性も向上させることができる。 According to the fifth aspect, by adopting a configuration in which the gate valve mechanism is not provided upstream of the first exhaust pump in the exhaust direction, the quick deterioration O-ring that is essential for the gate valve mechanism is not used. A vacuum device can be constructed. Therefore, the time and cost required for maintenance such as replacement of the O-ring can be reduced, the number of parts can be reduced, and the safety of the apparatus can be improved.
上記第5の観点において、前記第2のバルブより排気方向下流に接続される第2の排気ポンプをさらに備えることができる。この場合、前記第1の排気ポンプはターボ分子ポンプであり、前記第2の排気ポンプはドライポンプであることが好ましい。また、前記第1のバルブは、略半円形をした一対の板が対称に配置されて弁体をなし、それぞれの板の直線的な辺の部分を回動中心として回動させて開度を調節することによりコンダクタンスを可変に調節するバルブであることが好ましい。 In the fifth aspect, a second exhaust pump connected further downstream in the exhaust direction than the second valve can be further provided. In this case, it is preferable that the first exhaust pump is a turbo molecular pump and the second exhaust pump is a dry pump. The first valve has a substantially semi-circular pair of plates arranged symmetrically to form a valve body, and the opening degree of the first valve is rotated by turning the straight side portion of each plate as a rotation center. A valve that variably adjusts conductance by adjusting is preferable.
また、前記第1の排気ポンプと前記第2のバルブとの間の排気経路から分岐し、前記真空チャンバに連通状態で接続する循環経路を備えた構成としてもよい。 Further, it may be configured to include a circulation path that branches from an exhaust path between the first exhaust pump and the second valve and is connected to the vacuum chamber in a communication state.
本発明の第6の観点によれば、内部に被処理体を収容して処理を行なう真空チャンバと、前記真空チャンバに、コンダクタンス可変バルブである第1のバルブを介して接続される第1の排気ポンプと、前記第1の排気ポンプより排気方向下流に接続される第2のバルブと、前記第1の排気ポンプと前記第2のバルブとの間の排気経路から分岐し、前記真空チャンバに連通状態で接続する循環経路と、を備えた真空装置におけるリークレートを測定するために用いるプログラムであって、
前記プログラムは、コンピュータに、少なくとも、
前記第1のバルブを所定の開度に設定するステップと、
前記第2のバルブを閉じた状態で、前記第1の排気ポンプにより前記循環経路を通じてガスを前記真空チャンバへ循環させるステップと、
前記真空チャンバ内の圧力をモニターするステップと、
を実行させることを特徴とするプログラムが提供される。
According to a sixth aspect of the present invention, a vacuum chamber that accommodates an object to be processed therein and performs processing, and a first chamber connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve. An exhaust pump, a second valve connected downstream of the first exhaust pump in the exhaust direction, and an exhaust path between the first exhaust pump and the second valve, branching into the vacuum chamber A program used for measuring a leak rate in a vacuum apparatus having a circulation path connected in a communication state,
The program is at least on a computer.
Setting the first valve to a predetermined opening;
Circulating the gas to the vacuum chamber through the circulation path by the first exhaust pump with the second valve closed;
Monitoring the pressure in the vacuum chamber;
Is provided.
本発明の第7の観点によれば、内部に被処理体を収容して処理を行なう真空チャンバと、前記真空チャンバに、コンダクタンス可変バルブである第1のバルブを介して接続される第1の排気ポンプと、前記第1の排気ポンプより排気方向下流に接続される第2のバルブと、
を備えた真空装置におけるリークレートを測定するために用いるプログラムであって、
前記プログラムは、コンピュータに、少なくとも、
前記第1のバルブを全開し、前記第1の排気ポンプを作動した状態で、前記第2のバルブを閉じるステップと、
第1の排気ポンプと前記第2のバルブとの間の排気経路内の圧力をモニターするステップと、
を実行させることを特徴とするプログラムが提供される。
According to a seventh aspect of the present invention, a vacuum chamber that accommodates an object to be processed therein and performs processing, and a first chamber that is connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve. An exhaust pump, and a second valve connected downstream of the first exhaust pump in the exhaust direction;
A program used to measure the leak rate in a vacuum apparatus comprising:
The program is at least on a computer.
Fully opening the first valve and closing the second valve with the first exhaust pump activated;
Monitoring the pressure in the exhaust path between a first exhaust pump and the second valve;
Is provided.
本発明の第8の観点によれば、内部に被処理体を収容して処理を行なう真空チャンバと、前記真空チャンバに、コンダクタンス可変バルブである第1のバルブを介して接続される第1の排気ポンプと、前記第1の排気ポンプに第2のバルブを介して接続される第2の排気ポンプと、
を備えた真空装置におけるリークレートを測定するために用いるプログラムであって、
前記プログラムは、コンピュータに、少なくとも、
前記第1のバルブを全開し、前記第1の排気ポンプを停止した状態で、前記第2の排気ポンプにより前記真空チャンバ内を所定圧力以下に減圧するステップと、
その後、前記第2のバルブを閉じるステップと、
前記第2のバルブを閉じた状態で前記真空チャンバ内の圧力をモニターするステップと、
を実行させることを特徴とするプログラムが提供される。
According to an eighth aspect of the present invention, a vacuum chamber that accommodates an object to be processed therein and performs processing, and a first chamber that is connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve. An exhaust pump, and a second exhaust pump connected to the first exhaust pump via a second valve;
A program used to measure the leak rate in a vacuum apparatus comprising:
The program is at least on a computer.
Reducing the pressure in the vacuum chamber below a predetermined pressure by the second exhaust pump in a state where the first valve is fully opened and the first exhaust pump is stopped;
Then, closing the second valve;
Monitoring the pressure in the vacuum chamber with the second valve closed;
Is provided.
本発明の第9の観点によれば、内部に被処理体を収容して処理を行なう真空チャンバと、前記真空チャンバに、コンダクタンス可変バルブである第1のバルブを介して接続される第1の排気ポンプと、前記第1の排気ポンプの排気方向下流に接続される第2のバルブと、を備えた真空装置におけるリークレートを測定するために用いるプログラムであって、
前記プログラムは、コンピュータに、少なくとも、
前記第1の排気ポンプを作動させ、かつ前記第2のバルブを開いた状態で、前記第1のバルブを所定の開度に設定するステップと、
前記真空チャンバ内の圧力を測定するステップと、
を実行させることを特徴とする、プログラムが提供される。
According to a ninth aspect of the present invention, a vacuum chamber that accommodates an object to be processed therein and performs processing, and a first chamber that is connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve. A program used for measuring a leak rate in a vacuum apparatus comprising an exhaust pump and a second valve connected downstream in the exhaust direction of the first exhaust pump,
The program is at least on a computer.
Setting the first valve to a predetermined opening in a state in which the first exhaust pump is operated and the second valve is opened;
Measuring the pressure in the vacuum chamber;
There is provided a program characterized in that the program is executed.
上記第9の観点において、測定された前記圧力を、前記第1のバルブが所定の開度のときの、予め計算された前記真空チャンバ内部の圧力値と比較することにより、リークレートを推算するステップをさらに含むことができる。 In the ninth aspect, a leak rate is estimated by comparing the measured pressure with a pressure value calculated in advance in the vacuum chamber when the first valve has a predetermined opening degree. A step can further be included.
本発明の第10の観点によれば、上記第6の観点から第9の観点のいずれか1項に記載されたプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供される。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a computer-readable storage medium storing the program described in any one of the sixth to ninth aspects.
本発明の第11の観点によれば、内部に被処理体を収容して処理を行う真空チャンバを備えた真空装置であって、
前記真空チャンバにおいて第1の観点のリークレート測定方法が行なわれるように制御する制御部に接続されていることを特徴とする、真空装置が提供される。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a vacuum apparatus including a vacuum chamber that accommodates an object to be processed and performs processing,
A vacuum apparatus is provided, wherein the vacuum apparatus is connected to a controller that controls the leak rate measuring method according to the first aspect in the vacuum chamber.
本発明の第12の観点によれば、第11の観点の真空装置を複数備えた真空処理システムであって、
前記制御部と接続されてこれを統括し、前記真空処理システム全体を制御する統括制御部を具備することを特徴とする、
真空処理システム。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a vacuum processing system comprising a plurality of vacuum devices according to the eleventh aspect,
It is connected to the control unit and supervises this, and comprises an overall control unit that controls the entire vacuum processing system,
Vacuum processing system.
本発明によれば、コンダクタンス可変バルブに隣接したゲートバルブ、あるいはコンダクタンス可変バルブと一体型のゲートバルブ(ゲートバルブ機構付APCバルブ)を配備することなく、真空チャンバのリークレートを測定できる。従って、ゲート機構に必要であった劣化しやすいOリングのメンテナンスが不要になり、メンテナンスに要する装置のダウンタイムを低減できるほか、メンテナンスに伴うコストを低減できる。 According to the present invention, the leak rate of the vacuum chamber can be measured without providing a gate valve adjacent to the conductance variable valve or a gate valve integrated with the conductance variable valve (APC valve with a gate valve mechanism). Therefore, the maintenance of the O-ring that is easily deteriorated, which is necessary for the gate mechanism, is not required, and the downtime of the apparatus required for the maintenance can be reduced, and the cost associated with the maintenance can be reduced.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る真空装置1の概略構成を示す図面である。この真空装置1は、一対の電極板が上下平行に対向した平行平板型のプラズマ処理装置として構成され、半導体装置の製造過程におけるエッチング処理などの際に好適に使用されるものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
真空装置1は、真空チャンバ2内に、被処理体である半導体ウエハ(以下、単に「ウエハ」と記す)Wの載置台であり、かつ下部電極としても機能するサセプタ3を有している。このサセプタ3と平行に対向する上方位置には、接地され上部電極として機能するシャワーヘッド5が設けられている。サセプタ3とシャワーヘッド5との間隔は、サセプタ3に設けられた図示しない昇降機構により調節可能となっている。
The
シャワーヘッド5には、ガス供給管8が接続されており、このガス供給管8は、バルブ9、流量調節手段10、バルブ11を介して、ガス供給源12に接続されている。なお、図1ではガス供給源12を一つのみ描いているが、処理ガスの種類に応じて複数接続配備できる。これらのガス供給源12からのガスは、ガス供給管8を介してシャワーヘッド5内のガス供給室7に至り、ガス吐出口6から真空チャンバ2内に均等に吐出される。
A
下部電極として機能するサセプタ3には、図示しない整合器を介して高周波電源13が接続されており、この高周波電源13は、任意の周波数の高周波電力を下部電極であるサセプタ3に供給することができる。
A high frequency power supply 13 is connected to the
真空チャンバ2の底部には、排気口4が形成されており、この排気口4には、コンダクタンス可変バルブとしてのAPCバルブ(自動圧力制御バルブ)21、第1の排気ポンプとしてのターボ分子ポンプ(TMP)22、第2のバルブとしてのバルブ23、第2の排気ポンプとしてのドライポンプ(DP)24がこの順番で接続されて排気部を構成している。このように、本実施形態の真空装置1では、従来ターボ分子ポンプ22より排気方向上流側において、コンダクタンス可変バルブに隣接して(あるいは、ゲートバルブ機構付コンダクタンス可変バルブとして)配備されていたゲートバルブ機能を省略する構成とした。このような構成によって、ゲートバルブ(ゲートバルブ機構付コンダクタンス可変バルブ)に必須であった劣化の速いOリングの交換などのメンテナンス作業が軽減される。従って、メンテナンスのための装置の停止回数と停止時間を大幅に減少させることが可能になり、部品交換に伴うコスト、および装置停止に伴うコストを抑制できる。また、劣化したOリングからのガス漏れなどの事故も防止され、真空装置の安全性も向上できる。
An
APCバルブ21は、真空チャンバ2内の圧力を計測するための圧力ゲージ(PG)25によって計測された圧力値に基づき、制御部30(後述)を介してコンダクタンスを変更して圧力を自動制御できるように構成されている。
The
また、従来、ゲートバルブ機構付のコンダクタンス可変バルブとしては、例えば図2に示すような振子式バルブ50が用いられてきた。この振子式バルブ50は、ステッピングモータ51によってプレート(弁体)52を水平方向に揺動させて排気経路内に進出・退避させることにより、コンダクタンスを調節するとともに、ゲートバルブとして機能させる場合は、プランジャ55の作用によってOリング53を備えたロックリング54を降下させることにより、排気経路を塞ぐ方式のものである。
Conventionally, as a conductance variable valve with a gate valve mechanism, for example, a
しかし、本実施形態の真空装置1では、ゲートバルブ機能が不要であることにより、種々の形態のコンダクタンス可変バルブを用いることができる。例えば、図3(a)に示すように、略半円形をした一対のプレート61,62を対称に配置した弁体を有し、半円形状のそれぞれのプレート61,62の弦に相当する直線的な辺の部分を回動中心として回動させて開度を調節することにより、コンダクタンスを可変に調節できるバラフライバルブ60を用いることができる。このバタフライバルブ60は、プレート61,62が同じ側(例えば排気方向の上流側)へ向けて任意の角度で起立することにより開度を調節する構造であるため、例えば図3(b)に示すようにその下方に直接ターボ分子ポンプ22を連結配備できる上、排気経路の断面に対して直交する方向のサイズが小さくて済むため、図2に示すような振子式のコンダクタンス可変バルブに比べて、設置スペースを大幅に縮小できるという利点がある。
However, in the
以上の構成の真空装置1において、ウエハWをサセプタ3上に載置し、ターボ分子ポンプ22およびドライポンプ24により、真空チャンバ2内を所定の高真空状態まで真空引きした状態で、ガス供給源12からエッチングガスを所定の流量に制御しながら真空チャンバ2内に供給する。この状態で、下部電極としてのサセプタ3に高周波電力を印加し、真空チャンバ2内に高周波電界を生じさせることにより、エッチングガスをプラズマ化してウエハWのエッチング処理を行なうことができる。
In the
また、図1の真空装置1においては、ターボ分子ポンプ22の二次側(排気方向の下流側)に配管を介してドライポンプ24を配備している。ターボ分子ポンプ22には、パージガスライン(図1では図示せず)によりN2などのパージガスを固定流量で供給しているため、ドライポンプ24の性能と、ターボ分子ポンプ22からドライポンプ24までの配管長により、ターボ分子ポンプ22二次側の圧力値(背圧値)が決定される。しかし、真空装置1のガス供給源12から真空チャンバ2に供給されるガス種により、例えばH2ガスなどの流れ難いガスを排気する際には、ターボ分子ポンプ22の背圧値の影響を受け、ターボ分子ポンプ22の吸気口圧が変動してしまう場合がある。
Further, in the
そこで、図1の真空装置1の変形例として、例えば図4に示す真空装置40のように、第2のバルブであるバルブ23の下流側にターボ分子ポンプ22の背圧を監視するための圧力ゲージなどのセンサ29を設けるとともに、ターボ分子ポンプ22にパージガスを供給するパージガスライン42上に、流量制御機能を持つバルブV3を設けることもできる。これにより、N2ガス供給源41からパージガスとしてのN2ガスを、バルブV3を介してターボ分子ポンプ22に供給する際に、センサ29でターボ分子ポンプ22の背圧を監視し、その測定圧力値に基づき、バルブV3でN2ガスの流量を調節し、ターボ分子ポンプ22の背圧を制御することが可能になる。
Therefore, as a modification of the
つまり、図4の構成の真空装置40では、センサ29とバルブV3を協同させたフィードバック制御により、ターボ分子ポンプ22へのN2パージ量を変動させることによって、ターボ分子ポンプ22の背圧を一定に制御することができる。このような構成によれば、ターボ分子ポンプ22の二次側の排気系の影響(例えば配管長さやドライポンプ24の性能など)によるターボ分子ポンプ22の吸気口圧の変動を抑制し、真空チャンバ2内の圧力コントロールを安定して行うことができる。
That is, in the
図5は、図1の真空装置1を備えた真空処理システム100の概略構成を示す平面図である。この真空処理システム100は、所定の真空下で被処理体としてのウエハWに対して、エッチング処理などを実施できるように構成されている。
FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of a
この真空処理システム100は、3つのプロセスシップ110A,110B,110Cを備えており、各プロセスシップ110A,110B,110Cは、それぞれ独立して真空装置1(1a,1b,1c)を有している。各プロセスシップ110A〜110Cは同様の構成であるため、ここでは、プロセスシップ110Aを例に挙げて説明を行う。
プロセスシップ110Aは、真空装置1aと、ロードロック室107aと、これらの間に介在するゲートバルブ108aを有する構成となっている。
The
The
真空装置1aには、真空チャンバ2内の圧力を制御するためのモジュールコントローラ(Module Controller;以下、「MC」と略記する)305aが接続されている。このMC305aについては、後述する。また、ロードロック室107aの真空装置1aと反対側には、ゲートバルブ106aを介してローダーユニット103が設けられており、ローダーユニット103のロードロック室107aと反対側には、ウエハWを収容可能なフープ(FOUP)101を取り付ける3つの接続ポート(図示せず)を介して3つのフープ載置台102がそれぞれ設けられている。
A module controller (Module Controller; hereafter abbreviated as “MC”) 305 a for controlling the pressure in the
真空装置1aは、ゲートバルブ108aを開放することにより、ロードロック室107aと連通され、ゲートバルブ108aを閉じることによりロードロック室107aから遮断される。また、ロードロック室107aは、ゲートバルブ106aを開放することによりローダーユニット103に連通され、これを閉じることにより、ローダーユニット103から遮断される。なお、ロードロック室107a内には、真空装置1aと、ローダーユニット103との間で、被処理体であるウエハWの搬入出を行うウエハ搬送装置(図示を省略)が設けられている。
The
ローダーユニット103の天井部には、HEPAフィルタ(図示せず)が設けられており、このHEPAフィルタを通過した清浄な空気がローダーユニット103内にダウンフロー状態で供給され、大気圧の清浄空気雰囲気でウエハWの搬入出が行われるようになっている。また、ローダーユニット103の片方の側面には、オリエンタ105が設けられており、そこでウエハWの位置合わせが行われる。
A HEPA filter (not shown) is provided on the ceiling portion of the
ローダーユニット103内には、フープ101に対するウエハWの搬入出およびロードロック室107aに対するウエハWの搬入出を行うウエハ搬送機構104が設けられている。このウエハ搬送機構104は、多関節アーム構造を有しており、その先端のピック104a上にウエハWを載せてその搬送を行う。
In the
また、真空処理システム100は、ローダーユニット103の長手方向の一端に配置されたユーザーインターフェース106を備えている。ユーザーインターフェース106は、入力部(キーボード)と例えばLCD(Liquid Crystal Display)からなる表示部(モニター)を有し、該表示部は真空処理システム100の各構成要素の動作状況を表示する。
The
真空処理システム100における全体の制御や、真空装置1の真空チャンバ2内の圧力制御などは、制御部30(図1参照)によって行われる。制御部30の概略構成を図6に示す。図6に示すように、制御部30は、統括制御部であるEC(Equipment Controller)301と、真空装置1に対応して設けられた複数例えば3つのMC305a,305b,305cと、EC301及びMC305a〜305cを接続するスイッチングハブ304とを備えている。なお、MCは、真空装置1a〜1cだけでなく、例えば、ロードロック室107a〜107cや、ローダーユニット103にも配備することが可能であり、これらもEC301の下で統括されるが、ここでは図示および説明を省略する。
The overall control in the
なお、制御部30は、EC301からLAN(Local Area Network)を介して真空処理システム100が設置されている工場全体の製造工程を管理するMES(Manufacturing Execution System)としてのホストコンピュータ501に接続されている。ホストコンピュータ501は制御部30と連携して工場における工程に関するリアルタイム情報を基幹業務システム(図示省略)にフィードバックすると共に、工場全体の負荷等を考慮して工程に関する判断を行う。
The
EC301は、各MC305a〜305cを統括して真空処理システム100全体の動作を制御する統括制御部である。また、EC301は、CPU(図示せず)と、RAM、HDD等の記憶部303を有しており、ユーザーインターフェース106においてユーザ等によって指定されたウエハの処理方法(すなわち、圧力条件を含むレシピ)に対応するプログラム(測定ポイントの位置情報を含む)をCPUが記憶部303から読み出して、各MC305a〜305cにそのレシピに対応する制御プログラムを送信することにより、各プロセスシップ110A〜110Cでの処理を制御できるように構成されている。
The
MC305a〜305cは、各プロセスシップ110A〜110Cの動作を制御する通常の制御部である。各MC305a〜305cは、GHOST(General High−Speed Optimum Scalable Transceiver)と称されるLSIによって実現されるネットワーク309を介して各I/O(入出力)モジュール308にそれぞれ接続されている。GHOSTネットワーク309では、MC305a〜305cがマスタノードに該当し、I/Oモジュール308がスレーブノードに該当する。
The
I/Oモジュール308は、真空チャンバ2内の圧力制御に携わる各構成要素(エンドデバイス)に接続された複数のI/O部310(4つのみ図示)を有し、エンドデバイスへの制御信号及びエンドデバイスからの出力信号の伝達を行う。ここで、圧力制御に関するエンドデバイスとしては、例えば前記ターボ分子ポンプ22、ドライポンプ24、圧力センサ(圧力ゲージ25など)、各種バルブ(APCバルブ21、バルブ23、バルブV3など)、スイッチボックス(SW BOX)313などを挙げることができる。なお、図6では、便宜上、一部のエンドデバイスとI/O部310との接続のみを代表的に図示している。なお、GHOSTネットワーク309には、I/O部310におけるデジタル信号、アナログ信号及びシリアル信号の入出力を制御するI/Oボート(図示せず)も接続されている。
The I /
前記スイッチングハブ304は、EC301からの制御信号に応じてEC301の接続先としてのMC305a〜305cを切り替える。
The
前記したように、MC305a〜305cは、各プロセスシップ1a〜1cにおいて、圧力ゲージ25によって計測された真空チャンバ2内の圧力値を収集すると共に、該圧力値に基づきAPCバルブ21のコンダクタンスを変更したり、ターボ分子ポンプ22やドライポンプ24の作動状態、各種バルブ(バルブ23、バルブV3など)の開閉などを行って真空チャンバ2内の圧力を制御する。
例えば、各MC305a〜305cは、それぞれI/Oモジュール308を介してターボ分子ポンプ22およびドライポンプ24とポンプの起動/停止などの各種の信号や、アラームなどを交換できるように構成されている。これにより、ターボ分子ポンプ22およびドライポンプ24から、ポンプステータス信号やアラーム信号が、I/Oモジュール308に供給されると、I/Oボード310でシリアル信号に変換され、ローカルGHOSTライン経由で、バルブカウント部(VCNT)311、スイッチ部(SW)312を経由して、スイッチボックス(SW BOX)313へ送られる。そして、スイッチボックス313の発光ダイオード(LED)などの表示手段を点灯/点滅/消灯させる。
As described above, the
For example, each of the MCs 305a to 305c is configured to be able to exchange various signals such as start / stop of the turbo
図6に示す制御部30では、複数のエンドデバイスがEC301に直接接続されることなく、該複数のエンドデバイスに接続されたI/O部310がモジュール化されてI/Oモジュール308を構成し、該I/Oモジュール308がMC305a〜305c及びスイッチングハブ304を介してEC301に接続されるため、通信系統を簡素化することができる。
In the
また、MC305a〜305cのCPUが送信する制御信号には、所望のエンドデバイスに接続されたI/O部310のアドレス、及び当該I/O部310を含むI/Oモジュール308のアドレスを参照し、MC305a〜305cのGHOSTが制御信号におけるI/O部310のアドレスを参照することによって、スイッチングハブ304などがCPUに制御信号の送信先の問合せを行う必要を無くすことができ、これにより、制御信号の円滑な伝達を実現することができる。
The control signals transmitted by the CPUs of the MCs 305a to 305c refer to the address of the I /
また、制御部30は、圧力測定手段である圧力ゲージ25(図1参照)から出力されるデータを経済的に収集記録するデータ収集記録部としてのデータ収集用のサーバー314を備えていてもよい。この場合、圧力ゲージ25から出力されるデータ信号は、アナログ信号として取り出されてI/O部310に入力され、GHOSTネットワーク309やLANを介してデータ収集用のサーバー314に入力される。
In addition, the
このような構成の真空処理システム100においては、まず、大気圧の清浄空気雰囲気に保持されたローダーユニット103内のウエハ搬送機構104により、いずれかのフープ101からウエハWを一枚取り出してオリエンタ105に搬入し、ウエハWの位置合わせを行う。次いで、ウエハWをロードロック室107a〜107cのいずれかに搬入し、そのロードロック室内を真空引きした後、図示しないウエハ搬送装置によりそのロードロック室内のウエハWを真空装置1a〜1cのいずれかの真空チャンバ2内に装入して、高真空状態でエッチング処理等を行うことができる。その後、ウエハWをロードロック室107a〜107cのいずれかに搬入し、その中を大気圧に戻した後、ローダーユニット103内のウエハ搬送機構104によりロードロック室内のウエハWを取出し、フープ101のいずれかに収容する。このような操作を1ロットのウエハWに対して行い、1ロットの処理が終了する。
In the
以上のように構成された真空処理システム100によれば、総括制御部であるEC301の支配の下で制御を行うMC305a〜305cを備えているため、圧力測定手段である圧力ゲージ25により計測された真空チャンバ2内の圧力を元に、APCバルブ21のコンダクタンス調整や、ターボ分子ポンプ22やドライポンプ24の作動/非作動などの切替えを高い信頼性をもって制御できる。
According to the
図7は、図5とは別の実施形態に係る真空処理システムの概略構成図である。図7に示すように、この真空処理システム200は、やや細長い六角形をなすトランスファーユニット263の4辺に、6つのプロセスユニット(真空装置)261a〜261fを有するマルチチャンバータイプの真空処理システムである。各プロセスユニット261a〜261fの構成は、図1の真空装置1と同様である。各プロセスユニット261a〜261fには、真空チャンバ2内の圧力を制御するためのモジュールコントローラであるMC305d〜305iが接続されている。これらのMC305d〜305iは、前記と同様の構成と機能を有するので、説明を省略する(図6参照)。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a vacuum processing system according to an embodiment different from FIG. As shown in FIG. 7, this
図7において、基板処理システム200は、平面視六角形のトランスファーユニット263と、該トランスファーユニット263の周囲において放射状に配置された6つのプロセスユニット261a〜261fと、ローダーユニット213と、前記トランスファーユニット263及びローダーユニット213の間に配置され、トランスファーユニット263及びローダーユニット213を連結する2つのロードロックユニット243,244とを備える。
In FIG. 7, the
つまり、ロードロックユニット243,244のトランスファーユニット263と反対側には、ローダーユニット213が設けられている。そして、ローダーユニット213のロードロックユニット243,244と反対側にはウエハWを収容可能なフープ(FOUP)201を取り付ける3つの接続ポート220が設けられている。フープ201は、フープ載置台202に載置される。
That is, the
トランスファーユニット263及びプロセスユニット261a〜261fは、内部の圧力が真空に維持され、トランスファーユニット263と各プロセスユニット261a〜261fとは、それぞれ真空ゲートバルブ262を介して接続される。
The internal pressure of the
真空処理システム200では、ローダーユニット213の内部圧力が大気圧に維持される一方、トランスファーユニット263の内部圧力は真空に維持される。そのため、各ロードロックユニット243,244は、それぞれトランスファーユニット263との連結部に真空ゲートバルブ249を備えると共に、ローダーユニット213との連結部に大気ドアバルブ250を備えることによって、その内部圧力を調整可能な真空予備搬送室として構成される。また、各ロードロックユニット243,244は、ローダーユニット213及びトランスファーユニット263の間において受渡しされるウエハを一時的に載置するためのウエハ載置台253を有する。
In the
また、トランスファーユニット263は、2つのスカラアームタイプの搬送アームからなる搬送アームユニット268を備える。該搬送アームユニット268は、トランスファーユニット263内に配設されたガイドレール269に沿って移動し、各プロセスユニット261a〜261fや各ロードロックユニット243,244の間においてウエハWを搬送する。
Further, the
ローダーユニット213の天井部には、HEPAフィルタ(図示せず)が設けられており、このHEPAフィルタを通過した清浄な空気がローダーユニット213内にダウンフロー状態で供給され、大気圧の清浄空気雰囲気でウエハWの搬入出が行われるようになっている。また、ローダーユニット213の片方の側面には、オリエンタ216が設けられており、そこでウエハWの位置合わせが行われる。
The ceiling portion of the
ローダーユニット213内には、フープ201に対するウエハWの搬入出およびロードロックユニット243,244に対するウエハWの搬入出を行うウエハ搬送機構204が設けられている。このウエハ搬送機構204は、多関節アーム構造を有しており、その先端のピック(図示せず)上にウエハWを載せてその搬送を行う。
In the
また、真空処理システム200は、ローダーユニット213の長手方向の一端に配置されたユーザーインターフェース288を備えている。ユーザーインターフェース288は、入力部(キーボード)と例えばLCD(Liquid Crystal Display)からなる表示部(モニター)を有し、該表示部は真空処理システム200の各構成要素の動作状況を表示する。
The
ローダーユニット213を間に挟んでオリエンタ216の反対側には、IM(Integrated Metrology)217が配備されている。このIM217は、CD(Critical Dimention)のばらつきや、ゲート絶縁膜、容量絶縁膜などの膜厚のばらつきを的確に把握するための計測部である。IM217には、ウエハ載置台221と、センサ222が配備されている。センサ222としては、例えばCD値を測定する場合には、ウエハW上のパターン加工寸法を測定するための光学的測定手段を使用できるほか、CD−SEM(Critical Dimention Measurement Scanning Electron Microscope)や、電子線ホログラフィーなども使用できる。また、膜厚測定を行う場合には、センサ222としてX線光電子分光分析装置(XPS)、オージェ電子分光分析装置(AES)、真空紫外光(VUV)エリプソメトリ等を用いることができる。
An IM (Integrated Metrology) 217 is disposed on the opposite side of the
また、ローダーユニット213のフープ201が配備されている側には、パーティクル検査部218が設けられている。パーティクル検査部218は、ウエハW表面上のパーティクル(微粒子)検出部であり、ウエハ載置台223と、例えば散乱光検出方式、光学像比較方式などによる光学的測定手段224を具備している。
A
真空処理システム200における全体の制御や、プロセスユニット261a〜261fの真空チャンバ2内の圧力制御などは、制御部30(図1参照)によって行われる。制御部30の構成は、図6で説明したものに準ずるので、ここでは説明を省略する。
The overall control in the
このような構成の真空処理システム200においては、ウォーターマークが形成されたウエハWをプロセスユニット261a〜261fのいずれかに搬入してエッチング等の処理を施すことができる。まず、大気圧の清浄空気雰囲気に保持されたローダーユニット213内のウエハ搬送機構204により、いずれかのフープ201からウエハWを一枚取り出してオリエンタ216に搬入し、ウエハWの位置合わせを行う。
In the
次いで、ウエハWをロードロックユニット243,244のいずれかに搬入し、そのロードロックユニット内を真空引きした後、搬送アームユニット268によりそのロードロックユニット内のウエハWを、トランスファーユニット263を介してプロセスモジュール261a〜261fのいずれかの真空チャンバ2内に装入して、エッチング処理等を行うことができる。その後、再び搬送アームユニット268によりウエハWをロードロックユニット243,244のいずれかに搬入し、その中を大気圧に戻した後、ローダーユニット213内のウエハ搬送機構204によりロードロックユニット243,244内のウエハWを取出し、フープ201のいずれかに収容する。このような操作を1ロットのウエハWに対して行い、1ロットの処理が終了する。
Next, after the wafer W is loaded into one of the
以上のように構成された真空処理システム200によれば、総括制御部であるEC301の支配の下で制御を行うMC305d〜305iを備えているため、例えば、圧力測定手段である圧力ゲージ25により計測された真空チャンバ2内の圧力を元に、APCバルブ21のコンダクタンス調整や、ターボ分子ポンプ22やドライポンプ24の作動/非作動などの切替えを高い信頼性をもって制御できる。
Since the
次に、前記真空装置1におけるリークレート測定方法について適宜図8〜図18を参照しながら説明を行なう。前記のように、真空装置1では、ターボ分子ポンプ22より上流側にゲートバルブを配備しない構成を採用している。従来、ゲートバルブは、リークレート測定の際に真空チャンバ2内を封止するために配備されていたものであるが、図1の真空装置1では、以下のような方法でリークレートを測定することができる。
Next, a leak rate measuring method in the
<第1実施形態>
図8は、第1実施形態のリーク測定方法によりリークレート測定を行なう場合の制御シーケンスを示すフローチャートであり、図9は、第1実施形態におけるリークレート測定時の排気部の作動状態を示す図面であり、白抜きのバルブは開状態、黒塗りのバルブは閉状態、網掛けのバルブは開状態と閉状態の間の一定の開度にあることを意味している(図12、図15、図18にて同様である)。なお、以降の説明では、便宜上、第2のバルブとしてのバルブ23をバルブV1と表記することがある。
<First Embodiment>
FIG. 8 is a flowchart showing a control sequence in the case of performing a leak rate measurement by the leak measurement method of the first embodiment, and FIG. This means that the white valve is in an open state, the black valve is in a closed state, and the shaded valve is at a constant opening between the open state and the closed state (FIGS. 12 and 15). The same applies to FIG. In the following description, for convenience, the
本実施形態では、ターボ分子ポンプ22とバルブV1(バルブ23)との間の排気経路から分岐し、真空チャンバ2までを連通状態に接続する循環配管26を設け、リークガスを循環させることによって真空チャンバ2内の圧力上昇を監視することによりリークレートを測定する。
In the present embodiment, a
図8のステップS1からステップS5までは、APCバルブ21のコンダクタンスを決定するためのシーケンスであり、ステップS6からステップS8まではリークレート測定前の準備シーケンスであり、ステップS9からステップS14まではリークレート測定シーケンスである。
Steps S1 to S5 in FIG. 8 are sequences for determining the conductance of the
本実施形態においては、リークチェックを行なう前の状態として、ターボ分子ポンプ22およびドライポンプ24は起動状態にし、APCバルブ21全開、バルブV1開、バルブV2閉、バルブV3開にしておく。
まずステップS1では、バルブV3を閉じる。次に、真空チャンバ2内に予め設定した流量でガス供給源12から例えばN2などのガスを導入する(ステップS2)。ステップS3では、真空チャンバ2内が所定の圧力になるようにAPCバルブ21の開度を調節する。そして、ステップS4では、調節された開度で真空チャンバ2内の圧力と流量が安定したかを判断する。その結果、圧力と流量の安定が不十分な場合(No)には、さらに安定するまで圧力と流量の計測を続ける。
一方、ステップS4で真空チャンバ2内の圧力と流量が安定した(Yes)と判断された場合には、ステップS5でAPCバルブ21の開度、例えば、弁体の位置としてポジションAを記憶する。
In the present embodiment, as a state before performing the leak check, the turbo
First, in step S1, the valve V3 is closed. Next, a gas such as N 2 is introduced from the
On the other hand, when it is determined in step S4 that the pressure and flow rate in the
ステップS6では、一旦APCバルブ21を全開にし、続いてステップS7では、ガス供給源12からのN2ガスなどの導入を停止する。この状態で真空チャンバ2内の圧力P1をモニターし、ステップS8では圧力P1が規定値以下になったか否かを判断する。その結果、圧力P1が規定値以下でない(No)と判断された場合には、圧力P1が規定値以下に達するまでガス導入停止状態を維持する。一方、ステップS8で圧力P1が規定値以下(Yes)と判断した場合には、APCバルブ21の開度を前記ステップS5で記憶したポジションAに調節する(ステップS9)。そして、ステップS10では、図9に示すようにバルブV1を閉じ、バルブV2を開にして、循環配管26へガスを導入する。ステップS11では、ガスの循環が安定するまで待機し、その後、ステップS12で真空チャンバ2内の圧力P1の測定を開始する。ステップS13では、ステップS12の測定開始から予め設定された時間が経過したか否かを判断し、経過していない場合(No)には、測定を続行する。一方、ステップS13で設定時間が経過した(Yes)と判断された場合には、測定時間内の圧力上昇率からリークレートを算出する(ステップS14)。
In step S6, the
このような処理によって、測定された真空チャンバ2内の圧力の推移を図10に示す。また、図10には、図1の真空チャンバ2にゲートバルブ機能を有するAPCバルブを配備してビルドアップ法により測定した場合の真空チャンバ2内の圧力変化も併記した。図10から、ガスを循環させて圧力を測定した第1実施形態においては、真空チャンバ2内の圧力上昇に直線性がみられた。その直線の傾きは、ビルドアップ法による測定結果とは異なるが、予め補正係数を算出しておくことによって、第1実施形態のリークレート測定方法により測定した真空チャンバ2内の圧力から実際のリークレートを算出出来ることが確認された。
FIG. 10 shows the transition of the pressure in the
<第2実施形態>
図11は、第2実施形態のリークレート測定方法によりリークレート測定を行なう場合の制御シーケンスを示すフローチャートであり、図12は、第2実施形態におけるリークレート測定時の排気部の作動状態を示す図面である。本実施形態では、ターボ分子ポンプ22とバルブV1(バルブ23)との間の配管に圧力ゲージ27を配置し、ターボ分子ポンプ22の背圧、つまり、ターボ分子ポンプ22とバルブV1との間の配管内の圧力P2を監視することによって、リークレートを測定する。
Second Embodiment
FIG. 11 is a flowchart showing a control sequence in the case of performing a leak rate measurement by the leak rate measuring method of the second embodiment, and FIG. 12 shows an operating state of the exhaust section at the time of measuring the leak rate in the second embodiment. It is a drawing. In the present embodiment, a
図11のステップS21からステップS22までは、リークレート測定前の準備シーケンスであり、ステップS23からステップS27まではリークレート測定シーケンスである。 Steps S21 to S22 in FIG. 11 are a preparation sequence before the leak rate measurement, and steps S23 to S27 are a leak rate measurement sequence.
本実施形態においては、リークチェックを行なう前の状態として、ターボ分子ポンプ22およびドライポンプ24は起動状態にし、APCバルブ21全開、バルブV1開、バルブV3開にしておく。
そして、まずステップS21では、バルブV3を閉じる。次に、ステップS22は真空チャンバ2内の圧力P1をモニターし、圧力P1が規定値以下になったか否かを判断する。その結果、圧力P1が規定値以下でない(No)と判断された場合には、圧力P1が規定値以下に達するまで減圧を進める。一方、ステップS22で圧力P1が規定値以下(Yes)と判断した場合には、図12に示すように、ステップS23でバルブV1を閉じる。そして、ステップS24では、ターボ分子ポンプ22とバルブV1との間の配管内の圧力が安定するまで待機し、その後、ステップS25で圧力P2の測定を開始する。次に、ステップS26では、ステップS25の測定開始から予め設定された時間が経過したか否かを判断し、経過していない場合(No)には、測定を続行する。一方、ステップS26で設定時間が経過した(Yes)と判断された場合には、測定時間内の圧力上昇率からリークレートを算出する(ステップS27)。
In the present embodiment, as a state before performing the leak check, the turbo
First, in step S21, the valve V3 is closed. Next, in step S22, the pressure P1 in the
図13は、流量制御手段10によってガスを遮り、試験的にリークレートが0.02mL/min(sccm)、0.2mL/min(sccm)、0.4mL/min(sccm)、0.6mL/min(sccm)となるように設定した場合の圧力P2の時間推移を示している。各リークレートにおける圧力P2の測定値は、それぞれ略直線的に推移している。従って、ターボ分子ポンプ22より排気方向下流側の背圧をモニターすることにより、リークレートを相対的に把握できることが示された。
FIG. 13 shows a case where the gas is blocked by the flow rate control means 10 and the leak rates are experimentally 0.02 mL / min (sccm), 0.2 mL / min (sccm), 0.4 mL / min (sccm), 0.6 mL / The time transition of the pressure P2 at the time of setting so that it may become min (sccm) is shown. The measured value of the pressure P2 at each leak rate changes substantially linearly. Therefore, it was shown that the leak rate can be relatively grasped by monitoring the back pressure downstream of the turbo
<第3実施形態>
図14は、第3実施形態のリークレート測定方法によりリークレート測定を行なう場合の制御シーケンスを示すフローチャートであり、図15は、第3実施形態におけるリークレート測定時の排気部の状態を示す図面である。本実施形態では、ターボ分子ポンプ22を停止し、ドライポンプ24で真空チャンバ2内を引き切った状態から真空チャンバ2内の圧力上昇を監視し、リークレートを測定する。
<Third Embodiment>
FIG. 14 is a flowchart showing a control sequence in the case of performing a leak rate measurement by the leak rate measurement method of the third embodiment, and FIG. It is. In the present embodiment, the turbo
図14のステップS31からステップS32までは、リークレート測定前の準備シーケンスであり、ステップS33からステップS37まではリークレート測定シーケンスである。 Steps S31 to S32 in FIG. 14 are preparation sequences before the leak rate measurement, and steps S33 to S37 are a leak rate measurement sequence.
本実施形態においては、リークチェックを行なう前の状態として、ターボ分子ポンプ22は停止、ドライポンプ24は起動状態にし、APCバルブ21全開、バルブV1開、バルブV3開にしておく。
そして、まずステップS31では、バルブV3を閉じる。次に、ステップS32は真空チャンバ2内の圧力P1をモニターし、圧力P1が規定値以下になったか否かを判断する。その結果、圧力P1が規定値以下でない(No)と判断された場合には、圧力P1が規定値以下に達するまで減圧を進める。一方、ステップS32で圧力P1が規定値以下(Yes)と判断した場合には、図15に示すように、ステップS33でバルブV1を閉じる。そして、ステップS34では、真空チャンバ2内の圧力が安定するまで待機し、ステップS35で圧力P1の測定を開始する。なお、本実施形態では、真空チャンバ2とAPCバルブ21とターボ分子ポンプ22とバルブV1に至るまでの配管の合計容積での圧力変動をモニターすることになる。
In this embodiment, the turbo
First, in step S31, the valve V3 is closed. Next, in step S32, the pressure P1 in the
ステップS36では、ステップS35の測定開始から予め設定された時間が経過したか否かを判断し、経過していない場合(No)には、測定を続行する。一方、ステップS36で設定時間が経過した(Yes)と判断された場合には、測定時間内の圧力上昇率からリークレートを算出する(ステップS37)。 In step S36, it is determined whether or not a preset time has elapsed from the start of measurement in step S35. If not (No), the measurement is continued. On the other hand, if it is determined in step S36 that the set time has elapsed (Yes), the leak rate is calculated from the pressure increase rate within the measurement time (step S37).
このような処理によって測定された圧力P1の時間推移を図16に示す(直線a)。なお、この図16には、図1の真空装置1のAPCバルブ21に替えてゲートバルブ機構付APCバルブを配備し、ドライポンプ24によって真空引きした後にゲートバルブ機構付APCを完全に閉じた場合(直線b)、ターボ分子ポンプ22により真空引きした後にゲートバルブ機構付APCを完全に閉じた場合(直線c)のビルドアップ法による測定結果を併記した。
The time transition of the pressure P1 measured by such processing is shown in FIG. 16 (straight line a). 16 shows a case where an APC valve with a gate valve mechanism is provided instead of the
図16より、直線a〜cは、それぞれ測定開始圧力が異なるものの、圧力上昇率に相当する各直線の傾きは、直線aが0.143、直線bが0.149、直線cが0.170であり、略近似していた。つまり、第3実施形態のリークレート測定方法は、ビルドアップ法(直線b、c)と同様に、リークレートを反映していることが示された。従って、この第3実施形態のリークレート測定方法を用いることによって、実リークレートの測定が可能であることが確認できた。 From FIG. 16, the straight lines a to c have different measurement start pressures, but the slopes of the straight lines corresponding to the pressure increase rate are 0.143 for straight line a, 0.149 for straight line b, and 0.170 for straight line c. It was almost approximate. That is, it was shown that the leak rate measurement method of the third embodiment reflects the leak rate as in the build-up method (straight lines b and c). Therefore, it was confirmed that the actual leak rate can be measured by using the leak rate measuring method of the third embodiment.
<第4実施形態>
図17は、第4実施形態におけるリークレート測定を行なう場合の制御シーケンスを示すフローチャートであり、図18は、第4実施形態におけるリークレート測定時の排気部の状態を示す図面である。本実施形態では、APCバルブ21を任意のコンダクタンスに設定した状態で、ターボ分子ポンプ22を起動させ、真空チャンバ2内の圧力を測定することにより、リークレートを測定する。
<Fourth embodiment>
FIG. 17 is a flowchart showing a control sequence in the case of performing the leak rate measurement in the fourth embodiment, and FIG. 18 is a drawing showing the state of the exhaust section at the time of the leak rate measurement in the fourth embodiment. In the present embodiment, the leak rate is measured by starting the turbo
図18のステップS41からステップS45までは、APCバルブ21のコンダクタンスを決定するためのシーケンスであり、ステップS46からステップS48まではリークレート測定前の準備シーケンスであり、ステップS49からステップS52まではリークレート測定シーケンスである。
Steps S41 to S45 in FIG. 18 are sequences for determining the conductance of the
本実施形態においては、リークチェックを行なう前の状態として、ターボ分子ポンプ22およびドライポンプ24は起動状態にし、APCバルブ21全開、バルブV1開、バルブV3開にしておく。
そして、まずステップS41では、バルブV3を閉じる。次に、真空チャンバ2内に予め設定した流量でガス供給源12から例えばN2などのガスを導入する(ステップS42)。ステップS43では、真空チャンバ2内が所定の圧力になるようにAPCバルブ21の開度を調節する。ステップS44では、真空チャンバ2内の圧力と流量が安定したかを判断する。その結果、圧力と流量の安定が不十分な場合(No)には、さらに安定するまで圧力と流量の計測を続ける。
一方、ステップS44で真空チャンバ2内の圧力と流量が安定した(Yes)と判断された場合には、ステップS45でその開度(例えば、ポジションA)を記憶する。
In the present embodiment, as a state before performing the leak check, the turbo
In step S41, the valve V3 is closed. Next, a gas such as N 2 is introduced from the
On the other hand, if it is determined in step S44 that the pressure and flow rate in the
ステップS46では、一旦APCバルブ21を全開にし、続いてステップS47では、ガス供給源12からのN2などのガスの導入を停止する。この状態で真空チャンバ2内の圧力P1をモニターし、ステップS48では圧力P1が規定値以下になったか否かを判断する。その結果、圧力P1が規定値以下でない(No)と判断された場合には、圧力P1が規定値以下に達するまでガス導入停止状態を維持する。一方、ステップS48で圧力P1が規定値以下(Yes)と判断した場合には、APCバルブ21の開度を前記ステップS45で記憶したポジションAに調節する(ステップS49)。そして、ステップS50では、圧力P1が安定するまで待機し、その後、ステップS51で真空チャンバ2内の圧力P1を測定する。
In step S46, the
本実施形態では、測定された圧力P1の値から、リークレートを算出する(ステップS52)。ステップS52では、測定された前記圧力P1を、予め計算された前記所定の開度(ポジションA)のときの前記真空チャンバ2内部の圧力と比較することにより、リークレートを推算する。
例えば、真空チャンバ2内の圧力上昇率が0.13[Pa/min(1×10−3Torr/min)]で、チャンバ容積が50[L]である場合、仕様上のリークレートは6.58×10−2[mL/min(sccm)]である。このリークレートを想定したとき、APCバルブ21のコンダクタンスを1〜10[L/秒]までの10段階に設定したときの各コンダクタンスにおける真空チャンバの圧力値は、表1の通り計算される。
In the present embodiment, the leak rate is calculated from the value of the measured pressure P1 (step S52). In step S52, the leak rate is estimated by comparing the measured pressure P1 with the pressure in the
For example, when the rate of pressure increase in the
従って、このような真空チャンバ2において、APCバルブ21を所定の開度、例えばコンダクタンスが5[L/秒]となるように設定した場合には、真空チャンバ2内の圧力は0.0022Pa(1.67×10−4Torr)となるはずであるから、前記圧力P1から実リークレートを推算できる。この第4実施形態では、真空チャンバ2内のベースプレッシャーを測定し、その大小によってリークレートを把握する方法であるため、APCバルブ21のコンダクタンスが小さくなるように(つまり、開度を小さく)設定することが好ましい。従って、APCバルブ21のコンダクタンスは例えば1〜10[L/秒]の範囲内で設定することが好ましく、1〜5[L/秒]の範囲内で設定することがより好ましい。
Therefore, in such a
以上のように、ゲートバルブ(ゲートバルブ機構付APCバルブ)を配備しない真空装置1においても、上記実施形態1〜4の処理を行なうことによってリークレートを測定できることが確認された。
As described above, it was confirmed that the leak rate can be measured by performing the processes of the first to fourth embodiments even in the
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、図1の実施形態では、平行平板型のプラズマエッチング装置を例に挙げたが、これに限るものではなく、永久磁石を用いたマグネトロンRIEプラズマエッチング装置や、誘導結合型プラズマエッチング装置等の種々のプラズマエッチング装置に適用できる。さらに、本発明は、エッチング装置に限るものではなく、例えば成膜装置など、高真空状態での処理が要求される種々の半導体製造装置に適用することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the embodiment of FIG. 1, the parallel plate type plasma etching apparatus is taken as an example, but the present invention is not limited to this, and a magnetron RIE plasma etching apparatus using a permanent magnet, an inductively coupled plasma etching apparatus, etc. It can be applied to various plasma etching apparatuses. Furthermore, the present invention is not limited to an etching apparatus, and can be applied to various semiconductor manufacturing apparatuses that require processing in a high vacuum state, such as a film forming apparatus.
また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、EC301のCPUが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。また、プログラムコードを、ネットワークを介してダウンロードしてもよい。
The object of the present invention can also be achieved by causing the CPU of the
さらに、CPUが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、CPU上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、EC301に挿入された機能拡張ボードやEC301に接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
Furthermore, by executing the program code read by the CPU, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) or the like running on the CPU based on the instruction of the program code. A case where part or all of the actual processing is performed and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing is also included.
Further, after the program code read from the storage medium is written in the memory provided in the function expansion board inserted in the
さらにまた、上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、OSに供給されるスクリプトデータ等の形態から成っていてもよい。 Furthermore, the form of the program code may be in the form of object code, program code executed by an interpreter, script data supplied to the OS, and the like.
1;真空装置
2;真空チャンバ
3;サセプタ
4;排気口
5;シャワーヘッド
21;APCバルブ
22;ターボ分子ポンプ
23;バルブ
24;ドライポンプ
30;制御部
W……半導体ウエハ
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記第1の排気ポンプと前記第2のバルブとの間の排気経路から分岐し、前記真空チャンバに連通状態で接続する循環経路を設け、
前記第1のバルブを所定のコンダクタンスに設定し、前記第2のバルブを閉じた状態で、前記第1の排気ポンプにより、前記循環経路を通じてガスを前記真空チャンバへ循環させて前記真空チャンバ内の圧力をモニターすることを特徴とする、リークレート測定方法。 From a vacuum chamber in which an object to be processed is accommodated for processing, a first exhaust pump connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve, and the first exhaust pump A leak rate measuring method for measuring a leak rate of a vacuum device comprising a second valve connected downstream in the exhaust direction,
A circulation path branched from the exhaust path between the first exhaust pump and the second valve and connected to the vacuum chamber in a communicating state;
With the first valve set to a predetermined conductance and the second valve closed, gas is circulated to the vacuum chamber through the circulation path by the first exhaust pump, and the inside of the vacuum chamber is A method for measuring a leak rate, characterized by monitoring pressure.
前記第1のバルブを全開し、前記第1の排気ポンプを作動した状態で、前記第2のバルブを閉じ、第1の排気ポンプと前記第2のバルブとの間の排気経路内の圧力をモニターすることを特徴とする、リークレート測定方法。 From a vacuum chamber in which an object to be processed is accommodated for processing, a first exhaust pump connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve, and the first exhaust pump A leak rate measuring method for measuring a leak rate of a vacuum device comprising a second valve connected downstream in the exhaust direction,
With the first valve fully opened and the first exhaust pump activated, the second valve is closed, and the pressure in the exhaust path between the first exhaust pump and the second valve is reduced. A leak rate measuring method characterized by monitoring.
前記第1のバルブを全開し、前記第1の排気ポンプを停止した状態で、前記第2の排気ポンプにより前記真空チャンバ内を所定圧力以下に減圧した後、前記第2のバルブを閉じ、その状態で前記真空チャンバ内の圧力をモニターすることを特徴とする、リークレート測定方法。 A vacuum chamber that accommodates an object to be processed and performs processing; a first exhaust pump connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve; and the first exhaust pump. A leak rate measuring method for measuring a leak rate of a vacuum device including a second exhaust pump connected via a second valve,
With the first valve fully opened and the first exhaust pump stopped, the second exhaust pump depressurizes the vacuum chamber to a predetermined pressure or lower, then closes the second valve, A leak rate measuring method, wherein the pressure in the vacuum chamber is monitored in a state.
前記第1の排気ポンプを作動させ、かつ前記第2のバルブを開いた状態で、前記第1のバルブを所定のコンダクタンスに設定し、前記真空チャンバ内の圧力を測定することを特徴とする、リークレート測定方法。 A vacuum chamber in which an object to be processed is accommodated and performing processing; a first exhaust pump connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve; and a first exhaust pump A leak rate measuring method for measuring a leak rate of a vacuum device comprising a second valve connected downstream in the exhaust direction,
With the first exhaust pump activated and the second valve open, the first valve is set to a predetermined conductance and the pressure in the vacuum chamber is measured. Leak rate measurement method.
前記真空チャンバに、ゲートバルブ機構を有しないコンダクタンス可変バルブである第1のバルブを介して接続される第1の排気ポンプと、
前記第1の排気ポンプより排気方向下流に接続される第2のバルブと、
を備えた真空装置。 A vacuum chamber in which an object to be processed is accommodated to perform processing;
A first exhaust pump connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve having no gate valve mechanism;
A second valve connected downstream of the first exhaust pump in the exhaust direction;
A vacuum device equipped with.
前記プログラムは、コンピュータに、少なくとも、
前記第1のバルブを所定の開度に設定するステップと、
前記第2のバルブを閉じた状態で、前記第1の排気ポンプにより前記循環経路を通じてガスを前記真空チャンバへ循環させるステップと、
前記真空チャンバ内の圧力をモニターするステップと、
を実行させることを特徴とする、プログラム。 From a vacuum chamber in which an object to be processed is accommodated for processing, a first exhaust pump connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve, and the first exhaust pump A second valve connected downstream in the exhaust direction, and a circulation path branched from the exhaust path between the first exhaust pump and the second valve and connected in communication with the vacuum chamber. A program used to measure the leak rate in a vacuum device,
The program is at least on a computer.
Setting the first valve to a predetermined opening;
Circulating the gas to the vacuum chamber through the circulation path by the first exhaust pump with the second valve closed;
Monitoring the pressure in the vacuum chamber;
A program characterized by having executed.
前記プログラムは、コンピュータに、少なくとも、
前記第1のバルブを全開し、前記第1の排気ポンプを作動した状態で、前記第2のバルブを閉じるステップと、
第1の排気ポンプと前記第2のバルブとの間の排気経路内の圧力をモニターするステップと、
を実行させることを特徴とする、プログラム。 From a vacuum chamber in which an object to be processed is accommodated for processing, a first exhaust pump connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve, and the first exhaust pump A program used to measure a leak rate in a vacuum device comprising a second valve connected downstream in the exhaust direction,
The program is at least on a computer.
Fully opening the first valve and closing the second valve with the first exhaust pump activated;
Monitoring the pressure in the exhaust path between a first exhaust pump and the second valve;
A program characterized by having executed.
前記プログラムは、コンピュータに、少なくとも、
前記第1のバルブを全開し、前記第1の排気ポンプを停止した状態で、前記第2の排気ポンプにより前記真空チャンバ内を所定圧力以下に減圧するステップと、
その後、前記第2のバルブを閉じるステップと、
前記第2のバルブを閉じた状態で前記真空チャンバ内の圧力をモニターするステップと、
を実行させることを特徴とする、プログラム。 A vacuum chamber that accommodates an object to be processed and performs processing; a first exhaust pump connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve; and the first exhaust pump. A second exhaust pump connected via a second valve, and a program used for measuring a leak rate in a vacuum apparatus comprising:
The program is at least on a computer.
Reducing the pressure in the vacuum chamber below a predetermined pressure by the second exhaust pump in a state where the first valve is fully opened and the first exhaust pump is stopped;
Then, closing the second valve;
Monitoring the pressure in the vacuum chamber with the second valve closed;
A program characterized by having executed.
前記プログラムは、コンピュータに、少なくとも、
前記第1の排気ポンプを作動させ、かつ前記第2のバルブを開いた状態で、前記第1のバルブを所定の開度に設定するステップと、
前記真空チャンバ内の圧力を測定するステップと、
を実行させることを特徴とする、プログラム。 A vacuum chamber in which an object to be processed is accommodated and performing processing; a first exhaust pump connected to the vacuum chamber via a first valve that is a conductance variable valve; and a first exhaust pump A program used to measure a leak rate in a vacuum device comprising a second valve connected downstream in the exhaust direction,
The program is at least on a computer.
Setting the first valve to a predetermined opening in a state in which the first exhaust pump is operated and the second valve is opened;
Measuring the pressure in the vacuum chamber;
A program characterized by having executed.
前記真空チャンバにおいて請求項1から請求項6のいずれか1項に記載されたリークレート測定方法が行なわれるように制御する制御部に接続されていることを特徴とする、真空装置。 A vacuum apparatus including a vacuum chamber that accommodates an object to be processed and performs processing,
A vacuum apparatus, wherein the vacuum chamber is connected to a control unit that controls the leak rate measurement method according to any one of claims 1 to 6 to be performed in the vacuum chamber.
前記制御部と接続されてこれを統括し、前記真空処理システム全体を制御する統括制御部を具備することを特徴とする、
真空処理システム。 A vacuum processing system comprising a plurality of vacuum devices according to claim 18,
It is connected to the control unit and supervises this, and comprises an overall control unit that controls the entire vacuum processing system,
Vacuum processing system.
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