JP2007208085A - Plasma processor, and flow dividing ratio testing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェハなどの被処理体の処理を行うプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus for processing an object to be processed such as a semiconductor wafer.
従来、半導体チップの製造工程において、シリコンウェハやLCD基板などの被処理体
に、所望の微細加工を施すため、処理室に導入された反応性ガスを電磁波によりプラズマ
化するプラズマ処理装置が広く利用されている。
Conventionally, in a semiconductor chip manufacturing process, a plasma processing apparatus for converting a reactive gas introduced into a processing chamber into a plasma by electromagnetic waves is widely used in order to perform desired fine processing on an object to be processed such as a silicon wafer or an LCD substrate. Has been.
半導体の製造プロセスにおける、プラズマ処理装置において、被処理体に対し均一なプ
ラズマ処理を施す為には、導入したガスを被処理体の処理面全体にわたり均一な濃度に分
布させるとともに、処理面全体にわたり均一な濃度に保ちつつ迅速に排気する必要がある
。
In a plasma processing apparatus in a semiconductor manufacturing process, in order to perform uniform plasma processing on an object to be processed, the introduced gas is distributed at a uniform concentration over the entire processing surface of the object to be processed, and also over the entire processing surface. It is necessary to exhaust quickly while maintaining a uniform concentration.
また近年、半導体製造に用いる被処理体のシリコンウェハの外径は200mmから300
mmへと大口径化している。それに伴い、被処理体であるシリコンウェハ上の広い領域にわ
たり、均一なプラズマ処理を行うことが難しくなってきている。そこで、シリコンウェハ
の中心部と外周縁部への処理ガスの供給量を個別に調節する必要が生じてくる。
Further, in recent years, the outer diameter of a silicon wafer as an object to be processed used for semiconductor manufacture is 200 mm to 300 mm.
The diameter has been increased to mm. As a result, it has become difficult to perform uniform plasma processing over a wide area on a silicon wafer that is an object to be processed. Therefore, it becomes necessary to individually adjust the supply amount of the processing gas to the central portion and the outer peripheral portion of the silicon wafer.
シリコンウェハの中心部と外周縁部への処理ガスの供給量調整手法として、それぞれ独
立した流量制御装置を有するガス供給ラインから、シリコンウェハの中心部と外周縁部へ
供給を行うことで、実施することが出来る。
As a method for adjusting the supply amount of processing gas to the center and outer periphery of the silicon wafer, it is implemented by supplying gas to the center and outer periphery of the silicon wafer from gas supply lines that have independent flow control devices. I can do it.
しかし、一台の処理室に対して、それぞれ独立した流量制御装置を有するガス供給ライ
ンを用いたガス供給を行うことは、半導体製造設備の大型化や設備の高騰を招くだけでな
く、メンテナンス等にも手数が掛かることになり、好ましい方法ではない。
However, supplying gas to a single processing chamber using a gas supply line having independent flow rate control devices not only leads to an increase in the size of semiconductor manufacturing equipment and a rise in equipment, but also maintenance, etc. However, this is not a preferable method.
そのため、一つの流量制御装置を有するガス供給ラインから2系統ガス供給ラインへ分
岐し、その分流比を制御することが望ましい方法である。現在、分流器を用いたプロセス
ガス分流供給方法は特許文献1(特開2004−5308号) ,特許文献2(特開2005
−11258号),特許文献3(特開2005−56914号)として公開されている。
Therefore, it is desirable to branch from a gas supply line having one flow rate control device to a two-system gas supply line and to control the diversion ratio. Currently, a process gas shunt supply method using a shunt is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-5308) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-2005).
-11258) and Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-56914).
プロセスガス分流器には様々なものがあるが、何れのタイプにおいても、2つに分岐し
た各ガスラインの流量が、所望の流量となるように、分流後の各ラインに取り付けられた
流量測定器や圧力センサの値に基づいて、流量の制御を行っている。
There are various process gas diverters, but in any type, flow measurement is attached to each line after diversion so that the flow rate of each gas line branched into two is the desired flow rate. The flow rate is controlled based on the value of the pressure sensor or pressure sensor.
プロセスガス分流器の客観的なプロセスガスの分流比の信頼性を確保するためには、流
量計測器や圧力センサなどの初期校正のほかに定期的な検定が欠かせない。しかしながら
、プロセスガス分流器自体の検定方法は未だ確立されていない。
In order to ensure the reliability of the objective process gas diversion ratio of the process gas diverter, periodic calibration is indispensable in addition to the initial calibration of the flow meter and pressure sensor. However, the verification method of the process gas shunt itself has not been established yet.
本発明の目的は、プロセスガス分流器の客観的な検定を実施可能なプラズマ処理装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of performing an objective verification of a process gas shunt.
本発明の特徴は、プラズマによって処理される試料が内部に載置される処理室と、当該
処理室にプロセスガスを供給する配管系統と、当該配管系統を制御する制御装置と、当該
制御装置に接続された表示モニタを有するプラズマ処理装置であって、前記配管系統は、
プロセスガスを供給するガス供給源と、当該ガス供給源からのガスラインを複数に分岐す
る分岐器と、分岐後の各ガスラインに設けられた流量測定器と、分岐後の各ガスラインに
設けられ且つ前記流量測定器の下流に設けられたガスラインの流量を調節する調節弁を備
え、前記制御装置は、1つのガスラインの前記調節弁を開け他のガスラインの前記調節弁
を閉じて流量を測定する測定工程を、全てのガスラインで実施して、各ガスラインのガス
流量を得て比較することである。
A feature of the present invention is that a processing chamber in which a sample to be processed by plasma is placed, a piping system that supplies process gas to the processing chamber, a control device that controls the piping system, and the control device A plasma processing apparatus having a connected display monitor, wherein the piping system is
A gas supply source for supplying a process gas, a branching device for branching a gas line from the gas supply source, a flow rate measuring device provided in each branched gas line, and a branching gas line And a control valve for adjusting the flow rate of the gas line provided downstream of the flow rate measuring device, and the control device opens the control valve of one gas line and closes the control valve of the other gas line. The measurement process for measuring the flow rate is performed in all the gas lines, and the gas flow rate of each gas line is obtained and compared.
本発明によれば、プラズマ処理装置で用いるプロセスガス分流器に対する検定を客観的
且つ簡便に行うことができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the test | inspection with respect to the process gas shunt used with a plasma processing apparatus can be performed objectively and simply.
図1は、本発明を適応したプラズマエッチング装置のプロセスガス配管系を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a process gas piping system of a plasma etching apparatus to which the present invention is applied.
図1に示す通り、このプロセスガス配管系は、プロセスガスを供給するガスボンベ1と
、ガスボンベ1からプロセスガスを流す第3ガスライン9−3と、プロセスガス流量を一
定に保つためのマスフローコントローラー12と、ガスボンベ1から流れるプロセスガス
を一次遮断するバルブ2と、第3ガスライン9−3を2系統のガスラインに分岐する分岐
路10と、分岐路10で2系統に分岐されたガスを流すための2系統ガスラインである第
1ガスライン9−1及び第2ガスライン9−2と、第1ガスライン9−1のガスの流量を
測定する第1流量測定器3−1と、第2ガスライン9−2を流れるガスの流量を測定する
第2流量測定器3−2と、第1流量測定器3−1出口の流量を調節する第1流量調節弁4
−1と、第2流量測定器3−2出口の流量を調節する第2流量調節弁4−2と、各流量測
定器及び調節弁に電気的に接続され、これらを制御する制御装置11と、当該制御装置
11に接続された表示モニタ13と、アラーム16とを有して構成される。アラーム16
は、音,光等で警告できるものであれば良い。
As shown in FIG. 1, this process gas piping system includes a
-1, the second flow rate measuring device 3-2, a second flow rate adjusting valve 4-2 that adjusts the flow rate at the outlet, and a control device 11 that is electrically connected to and controls each flow rate measuring device and the control valve; The display monitor 13 connected to the control device 11 and the
Any device that can warn with sound, light, or the like may be used.
ここで、破線15で囲まれた部分をプロセスガス分流器と定義する。また、第1ガスラ
イン9−1及び第2ガスライン9−2は、流路の大きさは共通である。
Here, a portion surrounded by a
第1流量調節弁4−1を通過したガスは、処理室蓋5に取り付けられた第1ガス導入部
7−1より処理室6へ導入され、ガス排気口8により排気される。また、第2流量調節弁
4−2を通過したガスは、処理室蓋5に取り付けられた第2ガス導入部7−2より処理室
6へ導入され、ガス排気口8により排気される。また、処理室6には、被処理体であるシ
リコンウェハ14が置かれている。
The gas that has passed through the first flow rate control valve 4-1 is introduced into the processing chamber 6 from the first gas introduction part 7-1 attached to the
上記構成における本発明のプロセスガス分流器の検定方法を図2のフローチャートに基
づいて説明する。
The process gas shunt verification method of the present invention having the above-described configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、制御装置11からバルブ制御信号V2が送られ、第2流量調節弁4−2が完全に
ガスを遮断するように閉じられる。次に制御装置11からバルブ制御信号V1が送られ、
第1流量調節弁4−1を全開まで開く(S1)。
First, the valve control signal V2 is sent from the control device 11, and the second flow rate adjustment valve 4-2 is closed so as to completely shut off the gas. Next, a valve control signal V1 is sent from the control device 11,
The first flow rate regulating valve 4-1 is opened until it is fully opened (S1).
次に、制御装置11からバルブ制御信号V3が送られバルブ2を開き、ガスボンベ1か
らマスフローコントローラー12を通じて一定流量のガスを供給する(S2)。
Next, a valve control signal V3 is sent from the control device 11 to open the
次に、第1流量測定器3−1にて測定された流量は、流量モニタ信号Q1として制御装
置11に送られ、測定流量値が表示モニタ13に表示される(S3)。
Next, the flow rate measured by the first flow rate measuring device 3-1 is sent to the control device 11 as a flow rate monitor signal Q1, and the measured flow rate value is displayed on the display monitor 13 (S3).
次に、供給するガス流量は同流量の状態のまま、制御装置11からバルブ制御信号V2
が送られ、第2流量調節弁4−2が全開まで開かれる。次に、制御装置11からバルブ制
御信号V1が送られ、第1流量調節弁4−1が完全にガス遮断するように閉じられる
(S4)。
Next, the supplied gas flow rate remains the same, and the valve control signal V2 is sent from the control device 11.
Is sent, and the second flow rate adjustment valve 4-2 is opened until it is fully opened. Next, a valve control signal V1 is sent from the control device 11, and the first flow rate adjustment valve 4-1 is closed so as to completely shut off the gas (S4).
次に、第2流量測定器3−2にて測定された流量は、流量モニタ信号Q2として制御装
置11に送られ、測定流量値が表示モニタ13に表示される(S5)。
Next, the flow rate measured by the second flow rate measuring device 3-2 is sent to the control device 11 as a flow rate monitor signal Q2, and the measured flow rate value is displayed on the display monitor 13 (S5).
次に、表示モニタ13に表示された第1流量測定器3−1で測定した流量値と第2流量
測定器3−2の流量値を比較し、流量比の検定を行う(S6)。
Next, the flow rate value measured by the first flow rate measuring device 3-1 displayed on the display monitor 13 and the flow rate value of the second flow rate measuring device 3-2 are compared, and the flow rate ratio is verified (S6).
ここで、比較したそれぞれの流量値が同流量の場合、検定は合格となる(S6:YES)
。比較したそれぞれの流量値が異なる場合(S6:NO)、検定は不合格となり、制御装
置11はアラーム16を作動させ、不合格を周囲の作業者に伝達する(S7)。
Here, when each compared flow rate value is the same flow rate, the test is passed (S6: YES).
. When the compared flow rates are different (S6: NO), the verification is rejected, and the control device 11 activates the
上記図1に実施例では、2系統のガスラインの分岐を示したが、3系統の分岐であって
も本発明は実施できる。その場合は、1系統のガスラインのみを全開にし、その他のガス
ラインを全閉にして流量を測定し、このような1つを開け2つを閉めるといった測定をガ
スラインを切り替えながら測定し、3つのガスラインの流量測定値を比較することで、分
流比の検定を行うことが出来る。
In the embodiment shown in FIG. 1 above, the branching of the two gas lines is shown, but the present invention can be implemented even with three branches. In that case, only one gas line is fully opened, the other gas lines are fully closed, the flow rate is measured, such that one is opened and two are closed while measuring the gas line, By comparing the measured flow values of the three gas lines, the diversion ratio can be verified.
1…ガスボンベ、2…バルブ、3−1…第1流量測定器、3−2…第2流量測定器、4
−1…第1流量調節弁、4−2…第2流量調節弁、5…処理室蓋、6…処理室、7−1…
第1ガス導入部、7−2…第2ガス導入部、8…ガス排気口、9−1…第1ガスライン、
9−2…第2ガスライン、9−3…第3ガスライン、10…分岐路、11…制御装置、
12…マスフローコントローラー、13…表示モニタ、14…シリコンウェハ、16…ア
ラーム。
DESCRIPTION OF
-1 ... 1st flow control valve, 4-2 ... 2nd flow control valve, 5 ... Processing chamber lid, 6 ... Processing chamber, 7-1 ...
1st gas introduction part, 7-2 ... 2nd gas introduction part, 8 ... Gas exhaust port, 9-1 ... 1st gas line,
9-2 ... second gas line, 9-3 ... third gas line, 10 ... branch path, 11 ... control device,
12 ... Mass flow controller, 13 ... Display monitor, 14 ... Silicon wafer, 16 ... Alarm.
Claims (4)
ガスを供給する配管系統と、当該配管系統を制御する制御装置と、当該制御装置に接続さ
れた表示モニタを有するプラズマ処理装置であって、
前記配管系統は、プロセスガスを供給するガス供給源と、当該ガス供給源からのガスラ
インを複数に分岐する分岐器と、分岐後の各ガスラインに設けられた流量測定器と、分岐
後の各ガスラインに設けられ且つ前記流量測定器の下流に設けられたガスラインの流量を
調節する調節弁を備え、
前記制御装置は、1つのガスラインの前記調節弁を開け他のガスラインの前記調節弁を
閉じて流量を測定する測定工程を、全てのガスラインで実施して、各ガスラインのガス流
量を得て比較することを特徴とするプラズマ処理装置。 A processing chamber in which a sample to be processed by plasma is placed; a piping system for supplying process gas to the processing chamber; a control device for controlling the piping system; and a display monitor connected to the control device. A plasma processing apparatus comprising:
The piping system includes a gas supply source for supplying a process gas, a branching device for branching a gas line from the gas supply source, a flow rate measuring device provided in each of the branched gas lines, A control valve for adjusting the flow rate of the gas line provided in each gas line and provided downstream of the flow rate measuring device;
The control device performs the measurement process of measuring the flow rate by opening the control valve of one gas line and closing the control valve of the other gas line in all the gas lines, and adjusting the gas flow rate of each gas line. A plasma processing apparatus characterized by obtaining and comparing.
前記制御装置に接続された警報装置を備え、
前記制御装置は、ガス流量比較の結果、流量値が不一致の場合は、前記警報装置より警
報を出すことを特徴とするプラズマ処理装置。 The plasma control apparatus according to claim 1, wherein
An alarm device connected to the control device;
The said control apparatus issues an alarm from the said alarm device, when a flow rate value does not correspond as a result of gas flow rate comparison, The plasma processing apparatus characterized by the above-mentioned.
ガスを供給するガス供給源と、当該ガス供給源からのガスラインを複数に分岐する分岐器
と、分岐後の各ガスラインに設けられた流量測定器と、分岐後の各ガスラインに設けられ
且つ前記流量測定器の下流に設けられたガスラインの流量を調節する調節弁と、前記流量
測定器と調節弁を制御する制御装置と、当該制御装置に接続された表示モニタを有するプ
ラズマ処理装置を用いた分流比検定方法であって、
1つのガスラインの前記調節弁を開け、他のガスラインの前記調節弁を閉じて流量を測
定する測定工程を、全てのガスラインで実施して、各ガスラインのガス流量を得て比較し
、
比較の結果、測定した流量値が全てのガスラインで一致する場合は検定合格とし、不一
致の場合は不合格と判断することを特徴とする分流比検定方法。 A processing chamber in which a sample to be processed by plasma is placed; a gas supply source for supplying a process gas to the processing chamber; a branching device for branching a gas line from the gas supply source into a plurality; A flow rate meter provided in each gas line, a control valve provided in each gas line after branching and provided in the downstream of the flow rate meter, and the flow rate meter. A shunt ratio test method using a control device for controlling a valve and a plasma processing apparatus having a display monitor connected to the control device,
The measurement process of measuring the flow rate by opening the control valve of one gas line and closing the control valve of the other gas line is performed on all gas lines, and the gas flow rate of each gas line is obtained and compared. ,
As a result of the comparison, if the measured flow rate values match in all the gas lines, the test is passed, and if they do not match, the flow rate is determined to be rejected.
前記比較の結果、流量値が不一致の場合は、警報を出すことを特徴とする分流比検定方
法。
In the shunt ratio test method of claim 3,
As a result of the comparison, if the flow rate values do not match, an alarm is issued.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (2)
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JP2015012141A (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 東京エレクトロン株式会社 | Cleaning method and processing device |
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2006
- 2006-02-03 JP JP2006026486A patent/JP2007208085A/en active Pending
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