JP4620537B2 - プラズマ処理装置およびプラズマ処理装置の制御方法 - Google Patents
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Description
(株)VAT SKK VACUUM Ltd.,"VAT バルブ利用例",[online],[2005年6月23日検索],インターネット<URL: http://www.vatskk.co.jp/content_riyou.htm>
Q = C・Δp・・・(1)
この関係からコンダクタンスCが一定の時,圧力差Δpとガスの流量Qとは比例することがわかる。
(マイクロ波プラズマ処理装置の構成)
まず,本発明の一実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置について,図1を参照しながら説明する。図1は,マイクロ波プラズマ処理装置100をx軸方向およびz軸方向に平行な面で切断した縦断面図である。マイクロ波プラズマ処理装置100は,プラズマ処理装置の一例である。本実施形態では,マイクロ波プラズマ処理装置100により実行される処理プロセスとして,アッシングプロセスを挙げて説明する。
Molecular Pump)19cが設けられている。ドライポンプ19aは,処理容器10内が所定の減圧状態になるまで,排気口10aからガスを排気する。
つぎに,ガス流量コントローラ40の構成について,図3を参照しながら詳細に説明する。ガス流量コントローラ40は,圧力制御回路43,電空比例制御回路44,アクチュエータ45,比例制御弁46,電磁弁47および導管48から構成されている。
つぎに,ガス流量コントローラ40の動作について,図4を参照しながら説明する。ガス流量コントローラ40は,図4の<改良後動作結果>に示したように,APC19b弁体Sの開度を合わせる時刻t0から,1500sccmのArガスを供給し始める。
本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置100には,処理室10u内の圧力P1の変動を抑えるために,上述したようなガスの流量をコントロールするガス流量コントローラ40に加え,ガスの流れを自動調整する差圧動作式バッフル板18が設けられている。
図6および図7は,差圧動作式バッフル板18の変形例を示している。図6の差圧動作式バッフル板18は,上述した差圧動作式バッフル板18の構成に,さらに,多数の孔18e(18e1,18e2,・・・)を有している。新たに設けられた多数の孔18eは,差圧動作式バッフル板18を貫通していて,その下部には弁体が設けられておらず,常に開口しているので,図5の差圧動作式バッフル板18に比べ,さらに,ガスが流れやすくなっている。
(マイクロコンピュータを用いたガスの流量制御)
図3に示したガス流量コントローラ40の圧力制御回路43の機能および動作は,図8に示したガス流量コントローラ40のマイクロコンピュータ49により実現することも可能である。この場合,マイクロコンピュータ49は,制御部に相当する。また,電空比例制御回路44,アクチュエータ45,比例制御弁46および電磁弁47は,第2のガス供給部に相当する。なお,第2のガス供給部は,必ずしも電空比例制御回路44,アクチュエータ45,比例制御弁46および電磁弁47から構成される必要はなく,マイクロコンピュータ49からの制御信号に応じて所望の流量のArガスを処理容器内に供給するガス供給機構であればよい。
つぎに,マイクロコンピュータ49の動作について,図9を参照しながら説明する。図9は,図8に示したマイクロコンピュータ49が,処理容器10へ供給するArガスの流量を制御するために実行する処理ルーチン(制御プログラム)を示したフローチャートである。
11 サセプタ
18 差圧動作式バッフル板
19a ドライポンプ
19b APC(自動圧力調整器)
19c TMP(ターボモレキュラポンプ)
29 ガス導入管
30 ガス噴射口
31 処理ガス供給源
40 ガス流量コントローラ
41 第1の圧力センサ
42 第2の圧力センサ
43 圧力制御回路
44 電空比例制御回路
45 アクチュエータ
46 比例制御弁
47 電磁弁
49 マイクロコンピュータ
100 マイクロ波プラズマ処理装置
Claims (13)
- 被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって:
前記処理容器内の圧力を検出する圧力検出部と;
前記処理容器内に処理ガスを供給する第1のガス供給部と;
前記第1のガス供給部により供給された処理ガスのプラズマ着火前から,不活性ガスを前記処理容器内に供給する第2のガス供給部と;
前記処理ガスがプラズマ着火されたことにより生じる前記検出された圧力の変動の程度に比例して,前記第2のガス供給部から供給される不活性ガスの流量を減少させるように前記不活性ガスの流量を制御する制御部と;を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記プラズマ処理装置は,
マイクロ波をスロットに通して誘電体から処理容器内に伝播させ,伝播させたマイクロ波により処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて,被処理体をプラズマ処理することを特徴とする請求項1に記載されたプラズマ処理装置。 - 前記制御部は,
前記プラズマ処理装置へのパワー投入を示すプラズマ着火信号を入力したとき,または,前記プラズマ着火信号を入力した後,最初に前記圧力検出部により圧力が検出されたとき,のいずれかのタイミングから前記不活性ガスの流量を減少させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載されたプラズマ処理装置。 - 前記プラズマ処理装置は,さらに,
被処理体をプラズマ処理する処理室と前記処理容器内のガスを排気する排気室とに前記処理容器内を仕切るバッフル板を備え,
前記バッフル板は,
前記排気室の圧力に対する前記処理室の圧力の変動の程度に応じて,前記処理室から前記排気室へ流れるガスの流れ易さを自動調整することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載されたプラズマ処理装置。 - 前記バッフル板は,
前記バッフル板を貫通する複数の孔と,前記複数の孔との開度を調整する複数の弁体と,を有し,前記排気室の圧力に対する前記処理室の圧力の変動の程度に比例した開度に前記複数の弁体を自動調整することにより,前記処理室から前記排気室へ流れるガスの流れ易さを調整することを特徴とする請求項4に記載されたプラズマ処理装置。 - 前記第2のガス供給部は,
前記バッフル板により仕切られた排気室に前記不活性ガスを供給することを特徴とする請求項4または請求項5のいずれかに記載されたプラズマ処理装置。 - 前記圧力検出部は,
前記処理室の圧力または前記排気室の圧力のいずれかを前記処理容器内の圧力として検出することを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載されたプラズマ処理装置。 - 前記第1のガス供給部は,
不活性ガスを含む複数の処理ガスを供給し,
前記第2のガス供給部は,
前記第1のガス供給部から供給される不活性ガスと同一のガスを供給することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載されたプラズマ処理装置。 - 前記誘電体は,複数枚の誘電体パーツから構成され,
各誘電体には,1または2以上のスロットが設けられ,
マイクロ波を1または2以上のスロットに通して処理容器内に伝播させ,伝播させたマイクロ波により処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて,被処理体をプラズマ処理する請求項1〜8のいずれかに記載されたプラズマ処理装置。 - 被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置の制御方法であって:
前記処理容器内の圧力を検出し;
第1のガス供給部から処理容器内に処理ガスを供給し;
前記供給された処理ガスのプラズマ着火前から,第2のガス供給部から不活性ガスを前記処理容器内に供給し;
前記処理ガスがプラズマ着火されたことにより生じる前記検出された圧力の変動の程度に比例して,前記第2のガス供給部から供給される不活性ガスの流量を減少させるように前記不活性ガスの流量を制御する;ことを特徴とするプラズマ処理装置の制御方法。 - 前記制御方法は,
マイクロ波をスロットに通して誘電体から処理容器内に伝播させ,伝播させたマイクロ波により処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて,被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置に利用されることを特徴とする請求項10に記載されたプラズマ処理装置の制御方法。 - 被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置を制御する制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって:
前記処理容器内の圧力を検出する処理と;
第1のガス供給部から処理容器内に処理ガスを供給する処理と;
前記供給された処理ガスのプラズマ着火前から,第2のガス供給部から不活性ガスを前記処理容器内に供給する処理と;
前記処理ガスがプラズマ着火されたことにより生じる前記検出された圧力の変動の程度に比例して,前記第2のガス供給部から供給される不活性ガスの流量を減少させるように前記不活性ガスの流量を制御する処理と;をコンピュータに実行させる制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は,
マイクロ波をスロットに通して誘電体から処理容器内に伝播させ,伝播させたマイクロ波により処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させて,被処理体をプラズマ処理するプラズマ処理装置に利用されることを特徴とする請求項12に記載された制御プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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