JP5322254B2 - Vacuum processing apparatus, vacuum processing method, and storage medium - Google Patents
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Description
本発明は、処理容器内において、例えばFPD(フラットパネルディスプレイ)基板等の被処理体等に対して所定の真空処理を行うにあたり、前記処理容器内の圧力制御を行う技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling pressure in a processing container when a predetermined vacuum processing is performed on an object to be processed such as an FPD (flat panel display) substrate in the processing container.
LCD(液晶ディスプレイ)基板等のFPD基板の製造工程においては、減圧雰囲気下で被処理体にエッチング処理や、成膜処理等の所定の真空処理を施す工程がある。これらの工程を行う真空処理装置の一例について、前記エッチング処理を行う装置を例にして、図9に基づいて簡単に説明すると、図中1は真空チャンバであり、この真空チャンバ1の内部には、被処理体例えばFPD基板Sを載置するための載置台11が設けられると共に、この載置台11に対向するようにプラズマ発生用の上部電極をなす処理ガス供給部12が設けられている。そして処理ガス供給部12から真空チャンバ1内に処理ガスを供給し、排気路13を介して真空ポンプ14により真空チャンバ1内を真空引きする一方、高周波電源15から前記処理ガス供給部12に高周波電力を印加することにより、基板Sの上方の空間に処理ガスのプラズマが形成され、これにより基板Sに対するエッチング処理が行われるようになっている。
In a manufacturing process of an FPD substrate such as an LCD (liquid crystal display) substrate, there is a step of subjecting an object to be processed to a predetermined vacuum process such as an etching process or a film forming process in a reduced pressure atmosphere. An example of a vacuum processing apparatus for performing these steps will be briefly described with reference to FIG. 9 by taking the apparatus for performing the etching process as an example. In the figure,
ところで基板Sの大型化に伴い、装置も大型化しており、真空チャンバ1内に大流量の処理ガスを供給しながら、例えば2Pa程度の低圧で処理を行うプロセス等を行なう場合には、大きな排気能力が要求される。このため、1つの真空チャンバ1に多数の排気ラインを設ける必要があり、例えば図10に示すように、真空チャンバ1の底部には、真空チャンバ1の周囲に沿って、例えば6系統から8系統の排気ラインが設けられ、夫々の排気路13に真空ポンプ14と自動圧力制御バルブ(APCバルブ;Automatic Pressure Controllerバルブ)16が設けられている。このAPCバルブ16は、真空チャンバ1内の圧力を検出し、この検出値と圧力設定値とに基づいて、自動的にその開度を制御するように構成されたバルブである。
By the way, as the substrate S is increased in size, the apparatus is also increased in size. When a process is performed at a low pressure of, for example, about 2 Pa while supplying a large flow rate of processing gas into the
そして上述のエッチング処理装置では、所定のプロセスを行うにあたり、前記全ての真空ポンプ14を用いて真空チャンバ1内が排気され、このときに各APCバルブ16により排気路13のコンダクタンスが制御され、こうして真空チャンバ1内の圧力が所定の圧力に制御される。
In the above-described etching processing apparatus, when performing a predetermined process, the inside of the
ところで図11に、真空チャンバ1内の圧力とAPCバルブ16の開度との関係を模式的に示すが、このように圧力曲線は、急激に下降し、次いで傾きが小さくなだらかになり、水平に近付いていくような曲線を描く。ここで曲線の傾きが大きい圧力範囲では圧力の変化分に対するAPCバルブ16の開度の変化分が小さいので、バルブ16の分解能が低い。一方、曲線の傾きが小さい圧力範囲では圧力の変化分に対するAPCバルブ16の開度の変化分が大きいので、バルブ16の分解能が高くなる。このように圧力範囲に応じて、APCバルブ16の分解能が異なるが、分解能が低い圧力範囲では、開度の細かい調整を行いにくいため、真空チャンバ1の圧力変動が大きくなってしまう。
FIG. 11 schematically shows the relationship between the pressure in the
一方、上述のエッチング処理装置では、真空チャンバ1内に大流量の処理ガスを供給しながら、低圧で処理を行うプロセスや、大流量の処理ガスを供給しながら、高圧で処理を行うプロセス、小流量の処理ガスを供給しながら、低圧で処理を行うプロセスや、小流量の処理ガスを供給しながら、高圧で処理を行うプロセス等、条件の異なる種々のプロセスを行うことが要求されている。しかしながら、上述のエッチング処理装置のようにAPCバルブ16のみを備える構成では、既述のように、APCバルブ16の分解能が低い圧力範囲が存在するので、種々のプロセスにおいて、高精度な圧力制御を行うことは困難であり、良好な処理を行うことが難しくなっている。
On the other hand, in the etching processing apparatus described above, a process for performing processing at a low pressure while supplying a large flow rate of processing gas into the
また前記APCバルブ16は、既述のように圧力検出値と圧力設定値とに基づいて自動的に開度を調整する構成であって、各々が開度を調整するためのコントローラを備えていて高価であるので、このようなバルブ16の増加は、装置コストの高騰を招く要因の一つとなっている。
The
そこで本発明者らは、真空チャンバ1に、多系統の排気ラインを設ける構成において、前記APCバルブと、開度が数箇所に固定される半固定バルブとを組み合わせて設ける構成について検討している。なお本発明者らは、真空チャンバに接続された複数の排気ラインに、APCバルブと半固定バルブとを設ける構成について先行技術記文献の調査を行ったが、記載すべき先行技術文献は見当たらなかった。
Therefore, the present inventors are examining a configuration in which the APC valve is combined with a semi-fixed valve whose opening degree is fixed at several places in a configuration in which a multi-system exhaust line is provided in the
本発明はこのような事情のもとになされたものであり、その目的は、高い精度で圧力調整を行なうことができる技術を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide a technique capable of performing pressure adjustment with high accuracy.
このため本発明の真空処理装置は、その内部において被処理体に対して真空処理が行われる処理容器と、
この処理容器に一端側が接続され、当該処理容器の内部を真空排気するためのn(nは2以上の整数)本の排気路と、
これらn本の排気路の他端側に夫々接続され、各排気路ごとに個別に設けられた真空排気手段と、
前記処理容器内の圧力を検出するための圧力検出手段と、
前記n本の排気路のうちのk(1≦k≦n−1)本の排気路に対応して設けられ、排気路のコンダクタンスを選択された値に固定する半固定制御手段と、
この半固定制御手段が設けられた排気路以外の排気路に対応して設けられ、前記圧力検出手段の検出値と圧力設定値とに基づいて、自動的に排気路のコンダクタンスを制御する常時可変制御手段と、を備えることを特徴とする。
For this reason, the vacuum processing apparatus of the present invention includes a processing container in which a vacuum processing is performed on an object to be processed,
One end side is connected to the processing container, and n (n is an integer of 2 or more) exhaust passages for evacuating the inside of the processing container,
Vacuum exhaust means connected to the other end of each of these n exhaust passages and provided individually for each exhaust passage ;
Pressure detecting means for detecting the pressure in the processing vessel;
Semi-fixed control means provided corresponding to k (1 ≦ k ≦ n−1) exhaust passages of the n exhaust passages, and fixing the conductance of the exhaust passages to a selected value;
This semi-fixed control means is provided corresponding to an exhaust path other than the exhaust path, and is always variable to automatically control the conductance of the exhaust path based on the detection value of the pressure detection means and the pressure setting value. And a control means.
また本発明は、処理容器の前記圧力設定値と、前記半固定制御手段の設定情報とを対応付けて記憶した記憶部と、指定された圧力設定値に応じた前記設定情報を前記記憶部から読み出して、前記半固定制御手段へ制御信号を出力する手段と、を備えるように構成してもよい。ここで前記記憶部は、前記圧力設定値と前記設定情報とが、前記半固定制御手段毎に対応づけて記憶されるように構成することができる。 The present invention also provides a storage unit that stores the pressure setting value of the processing container and the setting information of the semi-fixed control unit in association with each other, and the setting information corresponding to the specified pressure setting value from the storage unit. And means for reading and outputting a control signal to the semi-fixed control means. Here, the storage unit can be configured such that the pressure set value and the setting information are stored in association with each semi-fixed control means.
この際、前記半固定制御手段は、前記排気路のコンダクタンスを、最大と、最小とのいずれかに選択できるように構成されたバルブを含み、前記設定情報は該バルブの開度であることを特徴とする。また前記半固定制御手段は、前記排気路のコンダクタンスを、最大と、最小と、最大及び最小の間の値とのいずれかに選択できるように構成されたバルブを含み、前記設定情報は該バルブの開度であるように構成することもできる。 At this time, the semi-fixed control means includes a valve configured such that the conductance of the exhaust path can be selected between a maximum and a minimum, and the setting information is an opening degree of the valve. Features. The semi-fixed control means includes a valve configured to be able to select a conductance of the exhaust passage as one of a maximum, a minimum, and a value between the maximum and minimum, and the setting information includes the valve It can also comprise so that it may be the opening degree.
また本発明の真空処理方法は、処理容器に一端側が接続され、当該処理容器の内部を真空排気するためのn(nは2以上の整数)本の排気路と、
これらn本の排気路の他端側に夫々接続され、各排気路ごとに個別に設けられた真空排気手段と、を備えた真空処理装置を用い、
前記処理容器内部に被処理体を搬入する工程と、
前記n本の排気路のうちのk(1≦k≦n−1)本の排気路に対応して設けられ、排気路のコンダクタンスを選択された値に固定するための半固定制御手段の開度をある位置に固定する工程と、
前記n本の排気路に夫々接続した前記真空排気手段により、対応する排気路を介して処理容器の内部を排気する工程と、
前記半固定制御手段が設けられる排気路以外の排気路に設けられ、処理容器内の圧力検出値と圧力設定値とに基づいて、自動的に排気路のコンダクタンスを制御するための常時可変制御手段により、前記排気路のコンダクタンスを調整する工程と、
真空排気された処理容器の内部において、被処理体に対して真空処理を行う工程と、を含むことを特徴とする。
In addition, the vacuum processing method of the present invention has one end connected to the processing container, and n (n is an integer of 2 or more) exhaust passages for evacuating the inside of the processing container;
A vacuum processing apparatus provided with vacuum exhaust means connected to the other end side of each of these n exhaust paths and provided individually for each exhaust path ,
Carrying the object to be processed into the processing container;
Opening of a semi-fixed control means provided corresponding to k (1 ≦ k ≦ n−1) exhaust passages of the n exhaust passages, and for fixing the conductance of the exhaust passage to a selected value. Fixing the degree at a certain position;
Evacuating the interior of the processing vessel through the corresponding exhaust passages by the vacuum exhaust means respectively connected to the n exhaust passages;
Constantly variable control means for automatically controlling the conductance of the exhaust passage, which is provided in an exhaust passage other than the exhaust passage in which the semi-fixed control means is provided, and which automatically controls the conductance of the exhaust passage based on the detected pressure value and the set pressure value in the processing container Adjusting the conductance of the exhaust path,
And a step of performing vacuum processing on the object to be processed inside the evacuated processing container.
さらに、本発明の記憶媒体は、被処理体に対して真空処理が行われる真空処理装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは、前記真空処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
Furthermore, the storage medium of the present invention is a storage medium storing a computer program used in a vacuum processing apparatus that performs vacuum processing on an object to be processed,
The program has a group of steps so as to execute the vacuum processing method.
本発明によれば、処理容器に接続された複数の排気路のいくつかに常時可変制御手段を設け、残りの排気路に半固定制御手段を設けているので、常時可変制御手段だけでは分解能の低い圧力範囲について、常時可変制御手段の分解能を高めることができる。これにより高精度な圧力制御を行うことができるので、良好な処理を行うことができる。また常時可変制御手段と安価な半固定制御手段を組み合わせて設けているので、装置の部品コストを低く抑えることができる。 According to the present invention, the variable control means is always provided in some of the plurality of exhaust passages connected to the processing container, and the semi-fixed control means is provided in the remaining exhaust passages. For a low pressure range, the resolution of the always variable control means can be increased. As a result, highly accurate pressure control can be performed, so that favorable processing can be performed. In addition, since the variable control means and the inexpensive semi-fixed control means are provided in combination, the component cost of the apparatus can be kept low.
以下、本発明の実施の形態について、被処理体例えばFPD基板に対してエッチング処理を行うためのエッチング処理装置に本発明の真空処理装置を適用した場合を例にして説明する。図1は前記エッチング処理装置2の縦断断面図である。このエッチング処理装置2は、その内部においてFPD基板Sに対して、エッチング処理を施すための接地された処理容器20を備えており、この処理容器20は、例えば平面形状が四角形状に形成され、容器本体21と蓋体22とにより構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by taking as an example a case where the vacuum processing apparatus of the present invention is applied to an etching processing apparatus for performing an etching process on an object to be processed such as an FPD substrate. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the etching apparatus 2. The etching processing apparatus 2 includes a
前記FPD基板Sは角型被処理体であり、前記処理容器20は、例えば水平断面の一辺が3.5m、他辺が3.0m程度の大きさに設定され、前記容器本体21と蓋体22とは、例えばアルミニウム(Al)等の熱伝導性の良好な材質により構成されている。図中23は、処理容器20内に被処理体を搬入するための搬出入口であり、24は前記搬出入口23を開閉するためのシャッタである。
The FPD substrate S is a rectangular object to be processed, and the
前記容器本体21の内部には、基板Sをその上に載置するための載置台3が配置されている。この載置台3は、プラズマ発生用の高周波電源部31に電気的に接続されており、処理容器20内にプラズマを発生させるための下部電極として機能している。この載置台3は、容器本体21の底面上に絶縁部材32を介して配設されており、これにより下部電極は処理容器20から電気的に浮いた状態で設けられることとなる。
一方、処理容器20内部の前記載置台3の上方には、この載置台3の表面と対向するように、平板状の上部電極4が設けられており、この上部電極4は角板状の上部電極ベース41に支持されている。これら上部電極4及び上部電極ベース41は、例えばアルミニウムにより構成されている。また前記上部電極ベース41は、額縁状の導電部材42を介して、処理容器20の天井部から吊り下げられた状態で支持されており、これにより上部電極4は処理容器20と電気的に導通した状態で設けられると共に、上部電極ベース41、導通部材42及び処理容器20の天井部により周囲を囲まれた領域がガス供給空間43として構成されている。
A placement table 3 for placing the substrate S thereon is disposed in the
On the other hand, a flat plate-like upper electrode 4 is provided above the mounting table 3 inside the
さらに上部電極4と上部電極ベース41との間には、上部電極ベース41側に横方向に分散して凹部が形成されており、この凹部により、上部電極4と上部電極ベース41の間に処理ガスの拡散空間44が形成され、この拡散空間44は、上部電極ベース41に形成された供給孔45により前記ガス供給空間43に接続されている。また処理容器20の天井部には、前記ガス供給空間43に接続されるように、処理ガス供給路46が設けられており、この処理ガス供給路46の他端側は処理ガス供給部47に接続されている。
Further, a recess is formed between the upper electrode 4 and the
こうして処理ガス供給部47からガス供給空間43を介して拡散空間44に処理ガスが供給されると、その処理ガスは上部電極4に設けられたガス供給孔48を介して前記基板S上の処理空間に供給され、これにより基板Sに対するエッチング処理が進行するようになっている。
When the processing gas is supplied from the processing
一方、容器本体21の底壁には、n(nは2以上の整数)本例えば6〜8本の排気路51が接続されており、この排気路51の他端側には、夫々例えば真空ポンプよりなる真空排気手段52が接続されている。この排気路51は、例えば容器本体21の底面において容器本体21の周方向に沿って設けられており、この例では容器本体21の四角形状の底面において、一つの辺に対して2本の排気路51が設けられ、こうして処理容器20の底面には、全体で8本の排気路51が接続されている。
On the other hand, n (n is an integer of 2 or more), for example, 6 to 8
また前記n本の排気路51のうちのk(1≦k≦n−1)本の排気路51には、半固定制御手段をなすゲートバルブGVが排気路51に対応して設けられ、このゲートバルブGVが設けられた排気路51以外の排気路51には、常時可変制御手段をなす自動圧力制御バルブ(以下「APCバルブ;圧力制御バルブ」という)AVが排気路51に対応して設けられている。図1には、複数のゲートバルブGV、圧力制御バルブAVを代表して夫々「ゲートバルブGV」、「圧力制御バルブAV」としている。
Further, k (1 ≦ k ≦ n−1)
この例では、例えば図2に示すように、8本の排気路51のうち、4本の排気路51に対応して圧力制御バルブAV1〜AV4が設けられ、残りの4本の排気路51に対応してゲートバルブGV1〜GV4が設けられている。これら4個の圧力制御バルブAV1〜AV4と、4個のゲートバルブGV1〜GV4は、例えば処理容器20の四角形状の底面において、互いに対向する一対の辺に接続された排気路51に、同じ種類のバルブが設けられるように取り付けられている。
In this example, for example, as shown in FIG. 2, pressure control valves AV <b> 1 to AV <b> 4 are provided corresponding to four
続いて圧力制御バルブAV1〜AV4と、ゲートバルブGV1〜GV4とを含む、処理容器20の圧力制御に関連する部分について述べる。先ず処理容器20には、処理容器20内の圧力を検出するための圧力検出手段66が、例えば処理容器20の側壁部に設けられている。なおこの圧力検出手段66は、処理容器20の底壁に設けられるようにしてもよいし、処理容器20の側壁に設けられるようにしてもよい。
Subsequently, portions related to the pressure control of the
続いて前記圧力制御バルブAVについて、図3を用いて具体的に説明する。このバルブAVは、例えば平面形状が略楕円状の中空の弁箱61を備えており、この弁箱61の上面と下面とには、夫々互いに対向するように、前記排気路51に夫々接続される開口部62a,62bが形成されている。弁箱61の内部には、例えば前記開口部62bよりも大きい円板状の弁デスク63が、駆動アーム64により、前記下方側の開口部62bを全て塞ぐ位置(図4(c)参照)と、この開口部62bの側方の位置(図4(a)参照)との間で、移動自在に設けられている。図中65は前記駆動アーム64の駆動機構である。
Next, the pressure control valve AV will be specifically described with reference to FIG. The valve AV includes, for example, a
また図中67は圧力制御バルブAVの近傍に配置されるコントローラである。このコントローラ67は、前記圧力検出手段66の検出値と、後述する制御部8から入力される処理容器20の処理プロセスに応じた圧力設定値との偏差に基づいて、駆動機構65の駆動を制御する手段である。こうしてコントローラ67により駆動機構65を介して駆動アーム64の駆動が制御され、弁デスク63で覆う開口部62bの面積を調整することにより、当該バルブAVの開度が調整され、この結果この圧力制御バルブAVが設けられた排気路51のコンダクタンスが調整されるようになっている。ここで本発明の常時可変制御手段は、圧力制御バルブAV及びコントローラ67により構成されている。
In the figure,
また前記ゲートバルブGVは、その開度が選択された開度に固定されるように構成されている。このゲートバルブGVは、例えば図5に示すように、例えば平面形状が四角形状の中空の弁箱71を備え、この弁箱71の上面と下面とには、夫々互いに対向するように、前記排気路51に夫々接続される開口部72a,72bが形成されている。弁箱71の内部には、例えば前記開口部72bよりも大きい板状の弁デスク73が、駆動機構75により、駆動アーム74を介して、予め決められた複数箇所の位置に移動するように設けられている。
The gate valve GV is configured such that its opening is fixed at the selected opening. For example, as shown in FIG. 5, the gate valve GV includes a
この例では、弁デスク73は、前記下方側の開口部72bに隣接し、当該開口部72bが全て開口する全開位置(図6(a)参照)と、この開口部62bを全て覆う全閉位置(図6(c)参照)と、前記全開位置及び全閉位置の間の開度(以下「半開」という)の位置(図6(b)参照)との3箇所の位置に移動できるように構成されており、こうしてこのゲートバルブGVでは、その開度が全開と、全閉と、半開の3箇所の位置に選択的に固定されるように構成されている。
In this example, the
ここでゲートバルブGVの開度を全開にすると、排気路51のコンダクタンスが最大、ゲートバルブGVの開度を全閉にすると、排気路51のコンダクタンスが最小となり、ゲートバルブGVの開度を半開にすると、排気路51のコンダクタンスが最大と最小との間の値になる。この際、このゲートバルブGVの開度は、予め実験により、プロセス圧力及び処理ガス流量に応じて、ゲートバルブGV1〜GV4毎に適切な開度が決定されており、例えば後述する制御部8により、処理プロセスに応じてその開度が選択され、制御されるようになっている。
Here, when the opening of the gate valve GV is fully opened, the conductance of the
このような圧力制御バルブAV及び、ゲートバルブGVは、例えば8系統の排気ラインを設ける場合には、圧力制御バルブAVを4個程度に設定することが望ましく、6系統の排気ラインを設ける場合には、圧力制御バルブAVを4個程度に設定することが望ましい。また圧力制御バルブAVとゲートバルブGVを設ける箇所については適宜選択できる。 The pressure control valve AV and the gate valve GV are preferably set to about four pressure control valves AV when, for example, eight exhaust lines are provided, and when six exhaust lines are provided. The pressure control valve AV is preferably set to about four. Further, the location where the pressure control valve AV and the gate valve GV are provided can be appropriately selected.
また前記エッチング処理装置は制御部8により制御されるように構成されている。この制御部8は例えばコンピュータからなり、例えば図2に示すように、CPU81、プログラム82、メモリを備えている。前記プログラム82には制御部8からエッチング処理装置の各部に制御信号を送り、所定のエッチング処理を進行させるように命令(各ステップ)が組み込まれている。このプログラム82は、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、MO(光磁気ディスク)等の記憶部に格納されて制御部8にインストールされる。
The etching processing apparatus is configured to be controlled by the
さらにこの制御部8は、レシピ格納部83とデータ記憶部84とを備えている。前記レシピ格納部83は、種々の処理プロセスに対応したプロセスレシピを格納する部位であり、例えば処理プロセス毎に、処理ガスの種類や処理ガスの流量、処理容器20の圧力設定値、処理温度等が記載されている。前記データ記憶部84には、処理容器20の圧力設定値と、ゲートバルブGVの開度とが対応付けて記憶されている。例えば図2に記載するように、処理ガス流量と圧力設定値とをパラメータとし、圧力設定値P1〜P2、P2〜P3、P3〜P4毎に、ゲートバルブGV1〜GV4の開度が、夫々のゲートバルブGV1〜GV4毎に対応付けた記載したテーブルが作成されている。
The
ここで選択されたプロセスレシピにおいて、処理ガス流量の差がそれ程大きくない場合には、パラメータとして圧力設定値のみを用い、圧量設定値に対応してゲートバルブGVの開度を決定することができるが、処理ガス流量の差が大きい場合には、処理ガス流量と圧力設定値とをパラメータとし、これらに応じてゲートバルブGVの開度を決定することが好ましい。このように処理ガス流量をゲートバルブGVの開度を決定するためのパラメータとするか否かについては、プロセスレシピに応じて設定することができる。 In the process recipe selected here, when the difference in the processing gas flow rate is not so large, only the pressure setting value is used as a parameter, and the opening degree of the gate valve GV can be determined corresponding to the pressure amount setting value. However, when the difference between the processing gas flow rates is large, it is preferable to determine the opening of the gate valve GV according to the processing gas flow rate and the pressure set value as parameters. Thus, whether or not the processing gas flow rate is used as a parameter for determining the opening degree of the gate valve GV can be set according to the process recipe.
また前記プログラム82には、指定された圧力設定値に応じたゲートバルブGV1〜GV4の開度を前記データ記憶部84から読み出して、ゲートバルブGV1〜GV4の制御信号を出力するプログラムが含まれている。つまりこのプログラムは、所定の処理のプロセスレシピを選択すると、そのレシピに記載された処理圧力を圧力設定値として指定し、データ記憶部84からこの圧力設定値に応じたゲートバルブGV1〜GV4の開度を読み出して、各ゲートバルブGV1〜GV4に開度指令を出力するように構成されている。この例では、既述のようにゲートバルブGVの開度を設定することにより、排気路51のコンダクタンスをある値に設定しているので、ゲートバルブGVの開度が、ゲートバルブGVの設定情報に相当する。
The
続いて本発明のエッチング処理方法について説明する。先ず制御部8により、レシピ格納部83から目的のエッチング処理のプロセスレシピを選択する。制御部8では、このプロセスレシピに基づいて、エッチング処理装置の各部に制御信号を出力し、こうして被処理体に対して所定のエッチング処理が行われることとなる。
Next, the etching method of the present invention will be described. First, the
具体的には、先ず基板Sを処理容器20に搬入して、載置部3上に載置し、シャッタ24を閉じる。この時点では、ゲートバルブGV及び圧力制御バルブAVの開度を全開にして、各真空排気手段52を作動させておく。次いで処理ガス供給部47から、処理ガスとしてエッチング処理用の処理ガスを基板Sに向けて吐出すると共に、高周波電源部31から載置部3に高周波電力を供給する一方、制御部8によりゲートバルブGVの開度を制御すると共に、圧力制御バルブAVの開度を自動的に調整しながら、処理容器20の内部空間を所定の圧力まで減圧する。こうして基板Sの上の空間にプラズマを形成し、基板Sに対するエッチング処理を進行させる。
Specifically, first, the substrate S is loaded into the
この際、前記処理容器20の圧力は次のように制御される。つまり制御部8では選択されたプロセスレシピに記載された処理圧力(圧力設定値)と処理ガス流量を読み取り、これに応じたゲートバルブGV1〜GV4の開度をデータ記憶部84から読み出して、各ゲートバルブGV1〜GV4に開度指令を出力し、こうしてこれらバルブGV1〜GV4の開度を夫々設定された位置に固定する。一方、制御部8から圧力制御バルブAV1〜AV4の夫々のコントローラ67に対して、当該プロセスレシピに記載された圧力設定値を出力し、各コントローラ67ではこの圧力設定値と圧力検出手段66からの圧力検出値とに基づいて夫々の圧力制御バルブAV1〜AV4の開度を調整し、こうして処理容器20の内部空間を圧力制御した状態で所定の圧力まで減圧する。
At this time, the pressure of the
このようなエッチング処理装置2では、4系統の排気ラインにゲートバルブGV1〜GV4を設けると共に、残りの4系統の排気ラインに圧力制御バルブAV1〜AV4を設けているので、8系統の排気ラインの全てに圧力制御バルブAVを設ける構成に比べ、後述の実施例より明らかなように、ゲートバルブGVの開度の組み合わせに応じた圧力範囲について、圧力制御バルブAVの分解能が大きくなる。 In such an etching processing apparatus 2, since the gate valves GV1 to GV4 are provided in the four exhaust lines and the pressure control valves AV1 to AV4 are provided in the remaining four exhaust lines, the eight exhaust lines are provided. Compared to the configuration in which all the pressure control valves AV are provided, the resolution of the pressure control valve AV is increased in the pressure range corresponding to the combination of the opening degree of the gate valve GV, as will be apparent from the examples described later.
具体的に図7に示す模式図を用いて説明する。この図は、2個の圧力制御バルブAVを用いて処理容器の圧力制御を行なう場合と、1個の圧力制御バルブAVと1個のゲートバルブGVとを用いて前記圧力制御を行なう場合の、夫々の処理容器の圧力変化を模式的に示すものである。この模式図では、横軸が圧力制御バルブAVの開度、縦軸が処理容器の圧力を夫々示している。 This will be specifically described with reference to the schematic diagram shown in FIG. This figure shows the case where the pressure control of the processing vessel is performed using two pressure control valves AV and the case where the pressure control is performed using one pressure control valve AV and one gate valve GV. The pressure change of each processing container is shown typically. In this schematic diagram, the horizontal axis indicates the opening degree of the pressure control valve AV, and the vertical axis indicates the pressure in the processing container.
先ず図7(a)では、実線が1個の圧力制御バルブAVと1個のゲートバルブGVとを組み合わせた場合であって、ゲートバルブGVの開度を全閉に固定した場合の圧力曲線(圧力曲線L1)、一点鎖線が2個の圧力制御バルブAVを用いた場合の圧力曲線(圧力曲線L2)を夫々示している。両圧力曲線L1,L2共に、急激に下降し、次いで傾きが小さくなだらかになり、水平に近付いていくような曲線を描いているが、両者の傾きが異なっている。つまりゲートバルブGVの開度が全閉であるので、圧力曲線L1の方が圧力曲線L2よりも、高い圧力範囲で曲線の傾きが小さくなり、水平に近付いている。既述のように、圧力曲線Lの傾きが小さい圧力範囲では、圧力の変化分に対する圧力制御バルブAVの開度の変化分が大きく取れることになるが、この例では、図示のように高い圧力範囲P1〜P2に対応する圧力制御バルブの開度範囲は、ゲートバルブGVと圧力制御バルブAVとを組み合わせた構成の開度範囲B1の方が、圧力制御バルブAVのみを用いた構成の開度範囲B2よりも広くなる。 First, in FIG. 7 (a), the solid line is a combination of one pressure control valve AV and one gate valve GV, and the pressure curve when the opening of the gate valve GV is fixed fully closed ( The pressure curve L1) and the pressure curve (pressure curve L2) when the two-dot chain line uses two pressure control valves AV are shown. Both of the pressure curves L1 and L2 draw a curve that suddenly descends, then the slope becomes gentle and then approaches the horizontal, but the slopes of both are different. That is, since the opening degree of the gate valve GV is fully closed, the pressure curve L1 is smaller than the pressure curve L2 in the higher pressure range, and is closer to the horizontal. As described above, in the pressure range where the slope of the pressure curve L is small, a large change in the opening of the pressure control valve AV with respect to the change in pressure can be obtained. In this example, however, a high pressure as shown in the figure. As for the opening range of the pressure control valve corresponding to the ranges P1 and P2, the opening range B1 of the configuration combining the gate valve GV and the pressure control valve AV is the opening of the configuration using only the pressure control valve AV. It becomes wider than the range B2.
また図7(b)は、実線が1個の圧力制御バルブAVと1個のゲートバルブGVとを組み合わせた場合であって、ゲートバルブGVの開度を全開に固定した場合の圧力曲線(圧力曲線L3)、一点鎖線が2個の圧力制御バルブAVを用いた場合の圧力曲線(圧力曲線L2)を夫々示すが、この場合には、ゲートバルブGVの開度が全開であるので、圧力曲線L3の方が圧力曲線L2よりも、低い圧力範囲で曲線の傾きが小さくなり、水平に近付いている。従ってこの低い圧力範囲P3〜P4に対応する圧力制御バルブAVの開度範囲は、図示のように、ゲートバルブGVと圧力制御バルブAVとを組み合わせた構成の開度範囲B3の方が、圧力制御バルブAVのみを用いた構成の開度範囲B2よりも広くなる。 FIG. 7B shows a pressure curve (pressure) when the solid line is a combination of one pressure control valve AV and one gate valve GV, and the opening of the gate valve GV is fixed fully open. Curve L3) shows a pressure curve (pressure curve L2) in the case of using two pressure control valves AV with a one-dot chain line. In this case, since the opening degree of the gate valve GV is fully open, the pressure curve L3 has a lower slope in the lower pressure range than the pressure curve L2, and is closer to the horizontal. Accordingly, the opening range of the pressure control valve AV corresponding to the low pressure range P3 to P4 is, as shown in the figure, the opening range B3 having a combination of the gate valve GV and the pressure control valve AV. It becomes wider than the opening range B2 of the configuration using only the valve AV.
このように、ゲートバルブGVと圧力制御バルブAVとを組み合わせを用い、ゲートバルブGVの開度の組み合わせに応じて、圧力曲線の形状を調整することができる。この際、圧力曲線の傾きがよりなだらかな圧力範囲では、圧力の変化分に対する圧力制御バルブAVの開度の変化分が大きく取れるので、つまり当該圧力制御バルブAVの分解能が高くなり、処理容器20内の圧力変動を抑え、精度のよい圧力制御を行なうことが可能となる。このため1台のエッチング処理装置にて種々の処理プロセスを行う場合であっても、夫々の処理プロセス圧力に応じて、ゲートバルブGVの開度の組み合わせを選択することで、圧力制御バルブAVの分解能を大きくすることができ、これにより精度のよい圧力調整を行なうことができて、良好な処理を実施することができる。
In this way, the combination of the gate valve GV and the pressure control valve AV can be used, and the shape of the pressure curve can be adjusted according to the combination of the opening degree of the gate valve GV. At this time, in the pressure range in which the slope of the pressure curve is gentler, the change in the opening of the pressure control valve AV with respect to the change in pressure can be made larger, that is, the resolution of the pressure control valve AV becomes higher, and the
またゲートバルブGVは圧力制御バルブAVよりも安価であるので、圧力制御バルブAVのみを用いる場合よりも、圧力制御バルブAVとゲートバルブGVとを組み合わせて用いる場合の方が、トータルの部品コストを低減でき、これら部品を組み込んだ装置の装置コストの高騰を抑えることができる。この際、ゲートバルブGVの個数を多くすればするほど、部品コストの低減を図ることができる。 In addition, since the gate valve GV is less expensive than the pressure control valve AV, the total component cost is higher when the pressure control valve AV and the gate valve GV are used in combination than when only the pressure control valve AV is used. It is possible to reduce the cost of the apparatus incorporating these components. At this time, as the number of gate valves GV is increased, the cost of components can be reduced.
以下に本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。以下の実験においては、図1に示すエッチング処理装置にて、処理容器2に6本の排気路51が接続された装置を用いて実験を行った。
Examples carried out to confirm the effects of the present invention will be described below. In the following experiment, the experiment was performed using the apparatus in which six
(実施例1)
前記排気路51のうちの2本に圧力制御バルブAVを夫々設けると共に、他の4本の排気路51にゲートバルブGVを夫々設け、ゲートバルブGVの開度を全閉として、真空排気手段52により処理容器20を排気し、このときの処理容器20内の圧力と、圧力制御バルブAVの開度との関係を求めた。この結果を図8に▲のデータとして示す。図中横軸は、圧力制御バルブAVの開度、縦軸は処理容器の圧力を夫々示し、このときの2個の圧力制御バルブAVの開度は同一である。
Example 1
A pressure control valve AV is provided in two of the
(比較例1)
前記6本の排気路51の全てに圧力制御バルブAVを夫々設け、真空排気手段520により処理容器2を排気して、このときの処理容器20内の圧力と、圧力制御バルブAVの開度との関係を求めた。この結果を図8に◆のデータとして示す。このときの圧力制御バルブAVの開度は6個共同一である。
(Comparative Example 1)
Pressure control valves AV are provided in all of the six
この結果、処理容器の圧力が5.32Pa(40mTorr)〜13.3Pa(100mTorr)の場合には、実施例1においては圧力制御バルブAVの開度C1が11.1〜35.0%であるのに対し、比較例1においては圧力制御バルブAVの開度C2が9.2〜12.0%であることが認められ、前記5.32Pa(40mTorr)〜13.3Pa(100mTorr)の圧力範囲においては、実施例1のように、圧力制御バルブAVとゲートバルブGVとを組み合わせて設けた構成の方が、圧力制御バルブAVの分解能が大きくなり、より細かい圧力調整を行なうことができて、高精度な圧力調整を行うことができることが理解される。
以上において本発明においては、圧力検出手段66を圧力制御バルブAV毎に互いに対応させて設け、対応する圧力検出手段66の検出値と圧力設定値に基づいて圧力制御バルブAVの開度を自動的に調整するようにしてもよい。さらに圧力制御バルブAVの駆動機構65を制御するコントローラ67を圧力制御バルブAV毎に設けるのではなく、共通のコントローラを用意し、1台のコントローラにより複数の圧力制御バルブAVの開度を調整するようにしてもよい。
さらに本発明では、半固定制御手段は、排気路の開度を全開と全閉との間で選択するように構成したものであってもよい。また半固定制御手段が設けられる排気路を、複数の流路を有するように、流路に対して略平行に分割して設け、前記半固定制御手段は前記排気路の複数の流路の全て又はいくつかをオープンにするか、全てをクローズにするかを選択して、前記排気路のコンダクタンスを選択された値に固定するようにしてもよい。
また本発明の真空処理装置はエッチング処理のみならず、アッシングやCVD等、他の真空処理を行う処理に適用することができる。また真空処理は、必ずしもプラズマ処理に限定されるものではなく、他のガス処理であってもよいし、ガス処理以外の真空処理であってもよい。さらにまた被処理体としてはFPD基板の他、半導体基板であってもよい。
As a result, when the pressure of the processing container is 5.32 Pa (40 mTorr) to 13.3 Pa (100 mTorr), the opening degree C1 of the pressure control valve AV is 11.1 to 35.0% in the first embodiment. On the other hand, in Comparative Example 1, it is recognized that the opening degree C2 of the pressure control valve AV is 9.2 to 12.0%, and the pressure range is 5.32 Pa (40 mTorr) to 13.3 Pa (100 mTorr). In the configuration of the pressure control valve AV and the gate valve GV combined as in the first embodiment, the resolution of the pressure control valve AV becomes larger and finer pressure adjustment can be performed. It will be understood that a highly accurate pressure adjustment can be made.
As described above, in the present invention, the
Furthermore, in the present invention, the semi-fixed control means may be configured to select the opening degree of the exhaust path between fully open and fully closed. Further, the exhaust passage in which the semi-fixed control means is provided is divided and provided substantially parallel to the flow path so as to have a plurality of flow paths, and the semi-fixed control means is provided for all of the plurality of flow paths in the exhaust path. Alternatively, it is possible to select whether some are open or all are closed, and the conductance of the exhaust passage may be fixed to a selected value.
The vacuum processing apparatus of the present invention can be applied not only to etching processing but also to other vacuum processing such as ashing and CVD. Further, the vacuum processing is not necessarily limited to the plasma processing, and may be other gas processing or vacuum processing other than gas processing. Furthermore, the object to be processed may be a semiconductor substrate in addition to the FPD substrate.
2 エッチング処理装置
20 処理容器
21 容器本体
22 蓋体
3 載置台
4 上部電極
31 高周波電源部
52 真空排気手段
47 処理ガス供給部
66 圧力検出手段
8 制御部
AV 圧力制御バルブ
GV ゲートバルブ
S FPD基板
2
Claims (7)
この処理容器に一端側が接続され、当該処理容器の内部を真空排気するためのn(nは2以上の整数)本の排気路と、
これらn本の排気路の他端側に夫々接続され、各排気路ごとに個別に設けられた真空排気手段と、
前記処理容器内の圧力を検出するための圧力検出手段と、
前記n本の排気路のうちのk(1≦k≦n−1)本の排気路に対応して設けられ、排気路のコンダクタンスを選択された値に固定する半固定制御手段と、
この半固定制御手段が設けられた排気路以外の排気路に対応して設けられ、前記圧力検出手段の検出値と圧力設定値とに基づいて、自動的に排気路のコンダクタンスを制御する常時可変制御手段と、を備えることを特徴とする真空処理装置。 A processing container in which a vacuum process is performed on an object to be processed;
One end side is connected to the processing container, and n (n is an integer of 2 or more) exhaust passages for evacuating the inside of the processing container,
Vacuum exhaust means connected to the other end of each of these n exhaust passages and provided individually for each exhaust passage ;
Pressure detecting means for detecting the pressure in the processing vessel;
Semi-fixed control means provided corresponding to k (1 ≦ k ≦ n−1) exhaust passages of the n exhaust passages, and fixing the conductance of the exhaust passages to a selected value;
This semi-fixed control means is provided corresponding to an exhaust path other than the exhaust path, and is always variable to automatically control the conductance of the exhaust path based on the detection value of the pressure detection means and the pressure setting value. A vacuum processing apparatus comprising: a control means;
指定された圧力設定値に応じた前記設定情報を前記記憶部から読み出して、前記半固定制御手段へ制御信号を出力する手段と、を備えることを特徴とする請求項1記載の真空処理装置。 A storage unit that stores the pressure setting value of the processing container and the setting information of the semi-fixed control unit in association with each other;
The vacuum processing apparatus according to claim 1, further comprising: a unit that reads out the setting information corresponding to a specified pressure setting value from the storage unit and outputs a control signal to the semi-fixed control unit.
これらn本の排気路の他端側に夫々接続され、各排気路ごとに個別に設けられた真空排気手段と、を備えた真空処理装置を用い、
前記処理容器内部に被処理体を搬入する工程と、
前記n本の排気路のうちのk(1≦k≦n−1)本の排気路に対応して設けられ、排気路のコンダクタンスを選択された値に固定するための半固定制御手段の開度をある位置に固定する工程と、
前記n本の排気路に夫々接続した前記真空排気手段により、対応する排気路を介して処理容器の内部を排気する工程と、
前記半固定制御手段が設けられる排気路以外の排気路に設けられ、処理容器内の圧力検出値と圧力設定値とに基づいて、自動的に排気路のコンダクタンスを制御するための常時可変制御手段により、前記排気路のコンダクタンスを調整する工程と、
真空排気された処理容器の内部において、被処理体に対して真空処理を行う工程と、を含むことを特徴とする真空処理方法。 One end side is connected to the processing container, and n (n is an integer of 2 or more) exhaust passages for evacuating the inside of the processing container;
A vacuum processing apparatus provided with vacuum exhaust means connected to the other end side of each of these n exhaust paths and provided individually for each exhaust path ,
Carrying the object to be processed into the processing container;
Opening of a semi-fixed control means provided corresponding to k (1 ≦ k ≦ n−1) exhaust passages of the n exhaust passages, and for fixing the conductance of the exhaust passage to a selected value. Fixing the degree at a certain position;
Evacuating the interior of the processing vessel through the corresponding exhaust passages by the vacuum exhaust means respectively connected to the n exhaust passages;
Constantly variable control means for automatically controlling the conductance of the exhaust passage, which is provided in an exhaust passage other than the exhaust passage in which the semi-fixed control means is provided, and which automatically controls the conductance of the exhaust passage based on the detected pressure value and the set pressure value in the processing container Adjusting the conductance of the exhaust path,
A vacuum processing method comprising: performing a vacuum processing on an object to be processed inside a evacuated processing container.
前記プログラムは、請求項6に記載された真空処理方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。 A storage medium storing a computer program used in a vacuum processing apparatus that performs vacuum processing on an object to be processed,
A storage medium, wherein the program includes a group of steps so as to execute the vacuum processing method according to claim 6.
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