JPH08227879A - Dry-processing method and device - Google Patents

Dry-processing method and device

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JPH08227879A
JPH08227879A JP32857595A JP32857595A JPH08227879A JP H08227879 A JPH08227879 A JP H08227879A JP 32857595 A JP32857595 A JP 32857595A JP 32857595 A JP32857595 A JP 32857595A JP H08227879 A JPH08227879 A JP H08227879A
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pressure
processing chamber
processing
predetermined
conductance
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徹 大坪
Minoru Noguchi
稔 野口
Teru Fujii
輝 藤井
Takashi Kamimura
隆 上村
Susumu Aiuchi
進 相内
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Abstract

PURPOSE: To enhance a dry-processing device in control responsibility by a method wherein a processing chamber is controlled in exhaust conductance corresponding to a pressure difference between a pressure inside the processing chamber and a prescribed pressure so as to be set to a prescribed pressure, and a specimen is processed in the processing chamber which is kept at a set pressure. CONSTITUTION: When a processing chamber 20 is set to a prescribed pressure, the processing chamber 20 is exhausted through a control valve 33 and a vacuum exhausting equipment 40 to reach to a certain pressure as close to a prescribed pressure as specified by setting an exhaust conductance to a value which is previously determined by a microcomputer 21. Thereafter, the exhaust conductance is controlled by the indication of the microcomputer 21 corresponding to a pressure difference between the pressure of the processing chamber 20 and the prescribed pressure so as to set the processing chamber 20 to the prescribed pressure, wherein the pressure of the processing chamber is checked by a pressure sensor 37. A specimen is processed in the processing chamber 20 kept at the prescribed pressure. By this setup, a processing chamber of this constitution is enhanced in control responsibility and processing capacity.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はドライエッチング処
理装置等のドライプロセス処理装置に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】従来ドライプロセス処理装置の圧力コン
トロール機構は図1に示す如く構成されている。即ちこ
の圧力コントロール機構は処理用ガスの流量と処理室の
圧力を共に一定に保つように構成している。 【0003】ガスの流量を一定に保つガス流量コントロ
ール部2はガス源9、開閉バルブ8、ガス流量センサ
5、コントロールバルブ3、コントロールバルブ駆動部
4、サーボアンプ6、流量設定部7からなっている。ガ
ス流量は流量センサ5で検知し、その流量と流量設定部
7で設定された値の差をサーボアンプ6で増幅してコン
トロールバルブ駆動部4を介してコントロールバルブ3
を動かし、一定のガス流量を保つようにしている。 【0004】処理室1の圧力コントロール部10は、圧
力センサ11、排気コンダクタンスコントロールバルブ
12、バルブ駆動部13、サーボアンプ14、圧力設定
部15、真空排気装置16からなっている。 【0005】圧力のコントロールは処理室1の圧力を圧
力センサ11で検出し、圧力設定部15に設定された値
との差をサーボアンプ14で増幅し、バルブ駆動部13
を介してコントロールバルブ12のコンダクタンスを変
化させて排気装置16の排気能力を変え、行なってい
る。 【0006】この排気コントロール部10ではコントロ
ールバルブ12を変化させた場合、圧力は処理室1の容
積とガス流入量、排気量の関係から徐々に変化する。そ
のため測定圧力と設定圧力との差に従ってバルブを開閉
すれば、この圧力コントロール系は振動し、安定に圧力
を制御できなくなる。そこでサーボアンプ14の応答を
遅延させ、圧力が安定にコントロールできるようにして
いる。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】ドライプロセス装置で
は処理を再現性よく行うため、処理条件、すなわちガス
流量やガス圧力を一定にして行う必要がある。 【0008】しかし従来の圧力コントロール方法では圧
力が一定になるまでに時間がかかり、ドライプロセス装
置の処理能力を向上する上でのネックとなっていた。 【0009】特に従来の圧力コントロール方法では設定
圧力に達するまでに1分程の時間がかかり、処理時間全
体に対する割合もドライプロセス処理の高速化に伴い、
2〜3割をしめるようになっている。したがって処理能
力の向上にはガス圧力コントロール時間の短縮が不可欠
となってきた。 【0010】本発明の目的はドライプロセス処理圧力
の、コントロール応答性を高めることが出来、処理能力
の向上がはかれるようにしたドライプロセス処理装置を
提供するにある。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、所定の圧力に設定した処理室内で試料を
処理するドライプロセス処理方法に、処理室内を所定の
圧力に設定するときに、少なくとも処理室内を排気する
排気コンダクタンスを予め定められた量に設定すること
により処理室内を所定の圧力に対して所定の範囲まで近
付けた後に、処理室内の圧力と所定の圧力との差に応じ
て少なくとも排気コンダクタンスを制御することにより
処理室内を所定の圧力に設定し、この設定した圧力を維
持しながら試料を処理する方法を採用した。また、本発
明は、所定の圧力に設定した処理室内で試料を処理する
ドライプロセス処理装置を、処理室内にガスを供給する
ガス供給手段と、処理室内を排気するコンダクタンスが
可変な排気手段と、処理室内の圧力を検出する圧力検出
手段と、少なくとも排気手段を制御してコンダクタンス
を予め定められた量に設定して処理室内を所定の圧力に
対して所定の範囲まで近付けてから検出手段により検出
された処理室内の圧力と所定の圧力との差に応じてコン
ダクタンスを制御して処理室内を所定の圧力に設定し維
持する制御手段とを備えて構成した。 【0012】 【発明の実施の形態】図2に本発明による実施例を示
し、以下に説明する。 【0013】ドライプロセス処理を行う処理室20には
処理用ガスを供給するガス供給管22、処理室内を排気
する排気管32が設けられている。 【0014】ガス供給部はガス源31、開閉バルブ3
0、流量センサ27、コントロールバルブ23から成っ
ている。 【0015】流量センサ27の信号はA/D変換器28
を介して、マイクロコンピュータ21に送られる。コン
トロールバルブ23は駆動モータ24により動かされ、
モータにはエンコーダ25が連結してあり、エンコーダ
25の信号はマイクロコンピュータ21に送られる。 【0016】駆動モータ24はマイクロコンピュータ2
1にコントロールされたドライバ26により動かされ
る。 【0017】ガス流量の設定は流量設定部29から設定
信号をマイクロコンピュータ21に送り行う。 【0018】排気部はコンダクタンスのコントロールバ
ルブ33、真空排気装置40からなっている。 【0019】コントロールバルブ33は駆動モータ34
により動かされ、モータにはエンコーダ35が連結して
あり、その信号はマイクロコンピュータ21に送られ
る。 【0020】駆動モータ34はマイクロコンピュータ2
1にコントロールされたドライバ36により動かされ
る。 【0021】処理室20に取付けた圧力センサ37の信
号はA/D変換器38を介してマイクロコンピュータ2
1に送られる。ガス圧力の設定は圧力設定部39からの
設定信号をマイクロコンピュータ21に送り行う。 【0022】以上の構成において圧力コントロール時の
各部の動作について以下に説明する。 【0023】処理室20はコントロールバルブ33を全
開にして処理室内を低圧に排気している。処理室20に
図示しない搬送系により図示しない被処理物を搬入す
る。搬入完了を検出すると図3に示すように圧力コント
ロールバルブ33を閉じ、ガス供給のガス流量コントロ
ールバルブ23を全開にする。処理用ガスが2種類以上
の原料ガスを混合したガスである場合には、供給する各
原料ガスの混合比は変えず、その内の1種類がガス供給
部のコントロ−ルバルブの最大供給量になるようにマイ
クロコンピュ−タ21によりコントロ−ルする。この時
圧力は処理条件によっても異なるが数秒で設定圧力に近
づく。マイクロコンピュータ21には前回処理した時
の、設定条件に対するバルブ駆動モータ24,34の回
転角がエンコーダ25,35からの信号により、メモリ
に記憶されている。圧力センサ37で処理室内の圧力を
チェックし、設定圧力の±20%以内の圧力範囲に入る
と、マイクロコンピュータ21の指示によりドライバ2
6,36を介して圧力及びガス流量コントロールバルブ
の開閉割合をメモリに記憶された状態に固定する。 【0024】さらに処理室内の圧力が設定圧力の±10
%に入るとコントロールバルブ23,33の制御を設定
圧力と処理室内の圧力差に応じて制御する従来方式によ
り行う。次に処理室内が設定圧力の±3%の圧力に1分
間入った時のコントロールバルブの開閉割合をエンコー
ダ25,35から読み取り、マイクロコンピュータ内の
バルブ開閉割合を記憶したメモリをクリアし、新しいデ
ータを書き込む。 【0025】以上述べたように本発明による圧力コント
ロール方法ではまず流入ガス量を最大にし、排気バルブ
を閉じるため、再短時間で圧力は上昇し、かつ設定圧に
近づいた時にはバルブ弁の開閉割合は設定圧力を保持す
る状態にあるため、従来の方法にあったような圧力がオ
ーバシュートし振動してしまう問題も発生しない。 【0026】以上述べた本実施例では設定圧力に10秒
程で到達することができ、従来の1/6程度の時間に短
縮することができる。 【0027】また本実施例では処理を開始するまでの圧
力コントロール方法について述べたが、ガス流量、ガス
ライン、ガス圧力など処理条件の途中での変更の場合に
も、同様に行うことができる。その場合にも中途変更後
の処理条件でのコントロールバルブ開閉割合を記憶し、
変更後の圧力条件が高い場合は本実施例に述べた方法に
より行い、変更後の圧力条件が低い場合は逆に、ガス供
給を止め、排気バルブを全開にして同様に設定圧力に近
づけることができる。 【0028】また本実施例ではコントロールバルブの開
閉により圧力コントロールを行う例について述べたが、
基本的には排気量を変えることができる排気方法である
ならば同様の方法を行うことができることは明らかであ
る。たとえば、機械式の真空排気ポンプにより排気し、
真空ポンプの回転数により排気量を変え、圧力をコント
ロールする場合、各処理条件での回転数を記憶し、コン
トロールすることにより行うことができる。 【0029】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被処理物を処理室内に供給してから被処理室内を処理の
ための所定の圧力に設定するまでの時間を、従来の装置
を用いた方法と比べて短くすることができるので、ドラ
イプロセス装置の処理能力を向上させることができる、
という効果が得られる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dry process processing apparatus such as a dry etching processing apparatus. 2. Description of the Related Art A pressure control mechanism of a conventional dry process processing apparatus is constructed as shown in FIG. That is, this pressure control mechanism is configured to keep both the flow rate of the processing gas and the pressure of the processing chamber constant. The gas flow rate control unit 2 for keeping the gas flow rate constant comprises a gas source 9, an opening / closing valve 8, a gas flow rate sensor 5, a control valve 3, a control valve drive unit 4, a servo amplifier 6, and a flow rate setting unit 7. There is. The gas flow rate is detected by the flow rate sensor 5, the difference between the flow rate and the value set by the flow rate setting unit 7 is amplified by the servo amplifier 6, and the control valve 3 is passed through the control valve drive unit 4.
Is operated to maintain a constant gas flow rate. The pressure control unit 10 of the processing chamber 1 comprises a pressure sensor 11, an exhaust conductance control valve 12, a valve drive unit 13, a servo amplifier 14, a pressure setting unit 15, and a vacuum exhaust unit 16. To control the pressure, the pressure in the processing chamber 1 is detected by the pressure sensor 11, the difference from the value set in the pressure setting unit 15 is amplified by the servo amplifier 14, and the valve drive unit 13 is operated.
This is done by changing the conductance of the control valve 12 via the so that the exhaust capacity of the exhaust device 16 is changed. In the exhaust control unit 10, when the control valve 12 is changed, the pressure gradually changes due to the relationship between the volume of the processing chamber 1, the gas inflow amount, and the exhaust amount. Therefore, if the valve is opened and closed according to the difference between the measured pressure and the set pressure, this pressure control system vibrates and the pressure cannot be controlled stably. Therefore, the response of the servo amplifier 14 is delayed so that the pressure can be controlled stably. [0007] In the dry process equipment, in order to carry out the treatment with good reproducibility, it is necessary to carry out the treatment under constant processing conditions, that is, the gas flow rate and the gas pressure. However, in the conventional pressure control method, it takes time until the pressure becomes constant, which is a bottleneck in improving the processing capacity of the dry process apparatus. In particular, in the conventional pressure control method, it takes about 1 minute to reach the set pressure, and the ratio of the total processing time to the total processing time is increased as the dry process speed is increased.
It is designed to make up 20-30%. Therefore, it is essential to shorten the gas pressure control time to improve the processing capacity. An object of the present invention is to provide a dry process processing apparatus capable of improving control response of dry process processing pressure and improving processing capacity. In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a dry process processing method for processing a sample in a processing chamber set to a predetermined pressure. At the time of setting, at least the exhaust conductance for exhausting the processing chamber is set to a predetermined amount to bring the inside of the processing chamber close to a predetermined range to a predetermined pressure, and then, the pressure inside the processing chamber and the predetermined pressure are set. A method of setting a predetermined pressure in the processing chamber by controlling at least the exhaust conductance according to the difference between the two, and processing the sample while maintaining the set pressure was adopted. The present invention also provides a dry process processing apparatus that processes a sample in a processing chamber set to a predetermined pressure, a gas supply unit that supplies gas into the processing chamber, and an exhaust unit having a variable conductance that exhausts the processing chamber. The pressure detecting means for detecting the pressure in the processing chamber and at least the exhausting means are controlled to set the conductance to a predetermined amount to bring the processing chamber close to a predetermined pressure within a predetermined range, and then the detecting means detects the pressure. The control means controls the conductance in accordance with the difference between the pressure in the processing chamber and the predetermined pressure and sets and maintains the conductance in the processing chamber. FIG. 2 shows an embodiment according to the present invention, which will be described below. A gas supply pipe 22 for supplying a processing gas and an exhaust pipe 32 for exhausting the inside of the processing chamber are provided in the processing chamber 20 for performing the dry process. The gas supply unit includes a gas source 31 and an opening / closing valve 3.
0, a flow sensor 27, and a control valve 23. A signal from the flow sensor 27 is an A / D converter 28.
Is sent to the microcomputer 21 via. The control valve 23 is driven by the drive motor 24,
An encoder 25 is connected to the motor, and a signal from the encoder 25 is sent to the microcomputer 21. The drive motor 24 is the microcomputer 2
It is driven by the driver 26 controlled to 1. The gas flow rate is set by sending a setting signal from the flow rate setting unit 29 to the microcomputer 21. The exhaust unit comprises a conductance control valve 33 and a vacuum exhaust device 40. The control valve 33 is a drive motor 34.
The encoder 35 is connected to the motor, and its signal is sent to the microcomputer 21. The drive motor 34 is the microcomputer 2
It is driven by the driver 36 controlled to 1. The signal from the pressure sensor 37 attached to the processing chamber 20 is sent to the microcomputer 2 via the A / D converter 38.
Sent to 1. The gas pressure is set by sending a setting signal from the pressure setting section 39 to the microcomputer 21. The operation of each section during pressure control in the above configuration will be described below. In the processing chamber 20, the control valve 33 is fully opened to evacuate the processing chamber to a low pressure. An object to be processed (not shown) is carried into the processing chamber 20 by a transfer system (not shown). When the completion of loading is detected, the pressure control valve 33 is closed and the gas flow rate control valve 23 for gas supply is fully opened as shown in FIG. When the processing gas is a mixture of two or more kinds of raw material gases, the mixing ratio of each raw material gas to be supplied is not changed, and one of them is set to the maximum supply amount of the control valve of the gas supply section. Control is performed by the micro computer 21 so that At this time, the pressure approaches the set pressure within a few seconds, although it depends on the processing conditions. In the microcomputer 21, the rotation angles of the valve drive motors 24 and 34 with respect to the set conditions at the time of the previous processing are stored in the memory by the signals from the encoders 25 and 35. The pressure inside the processing chamber is checked by the pressure sensor 37, and when the pressure falls within ± 20% of the set pressure, the driver 2 is instructed by the microcomputer 21.
The open / close ratio of the pressure and the gas flow rate control valve is fixed to the state stored in the memory via 6, 36. Further, the pressure in the processing chamber is ± 10 of the set pressure.
When it enters%, the control valves 23 and 33 are controlled by the conventional method of controlling according to the set pressure and the pressure difference in the processing chamber. Next, read the open / close ratio of the control valve from the encoders 25 and 35 when the processing chamber was at a pressure of ± 3% of the set pressure for 1 minute, clear the memory that stores the open / close ratio of the valve in the microcomputer, and use the new data. Write. As described above, in the pressure control method according to the present invention, the amount of inflow gas is first maximized and the exhaust valve is closed. Therefore, the pressure rises in a short time again, and when the set pressure approaches, the opening / closing ratio of the valve valve is increased. Since is in the state of holding the set pressure, there is no problem that the pressure overshoots and vibrates as in the conventional method. In this embodiment described above, the set pressure can be reached in about 10 seconds, and the time can be shortened to about 1/6 of the conventional time. In the present embodiment, the pressure control method until the start of the processing is described, but the same can be applied to the case where the processing conditions such as the gas flow rate, the gas line and the gas pressure are changed in the middle. Even in that case, the control valve open / close ratio under the processing conditions after midway change is stored,
If the changed pressure condition is high, the method described in the present embodiment is used.If the changed pressure condition is low, conversely, the gas supply may be stopped and the exhaust valve may be fully opened to approach the set pressure. it can. In this embodiment, the pressure control is performed by opening / closing the control valve.
It is obvious that basically the same method can be performed as long as the exhaust method can change the exhaust amount. For example, exhaust with a mechanical vacuum exhaust pump,
When the exhaust amount is changed according to the rotation speed of the vacuum pump and the pressure is controlled, the rotation speed under each processing condition is stored and controlled. As described above, according to the present invention,
Since the time from supplying the object to be processed into the processing chamber to setting the predetermined pressure for processing in the processing chamber can be shortened as compared with the method using the conventional apparatus, a dry process apparatus Can improve the processing capacity of
The effect is obtained.

【図面の簡単な説明】 【図1】従来のドライプロセス装置における圧力コント
ロールシステムを示す図。 【図2】本発明のドライプロセス装置における圧力コン
トロールシステムの一実施例を示す図。 【図3】本発明のドライプロセス装置における圧力コン
トロールフローを示した図。 【符号の説明】 20 処理室、 21…マイクロコンピュータ、 23…コントロールバルブ、 25…エンコーダ、 27…流量センサ、 33…コントロールバルブ、 35…エンコーダ、 37…圧力センサ、 40…真空排気装置。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a pressure control system in a conventional dry process apparatus. FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a pressure control system in the dry process apparatus of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a pressure control flow in the dry process apparatus of the present invention. [Explanation of reference numerals] 20 processing chamber, 21 ... Microcomputer, 23 ... Control valve, 25 ... Encoder, 27 ... Flow sensor, 33 ... Control valve, 35 ... Encoder, 37 ... Pressure sensor, 40 ... Vacuum exhaust device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 隆 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 相内 進 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takashi Uemura             292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Inside the Hitachi, Ltd. production technology laboratory (72) Inventor Susumu Aiuchi             292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Inside the Hitachi, Ltd. production technology laboratory

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.所定の圧力に設定した処理室内で試料を処理するド
ライプロセス処理方法であって、前記処理室内を前記所
定の圧力に設定するときに、少なくとも前記処理室内を
排気する排気コンダクタンスを予め定められた量に設定
することにより前記処理室内を前記所定の圧力に対して
所定の範囲まで近付けた後に、前記処理室内の圧力と前
記所定の圧力との差に応じて少なくとも前記排気コンダ
クタンスを制御することにより前記処理室内を前記所定
の圧力に設定し、該設定した圧力を維持しながら前記試
料を処理することを特徴とするドライプロセス処理方
法。 2.前記処理室内を前記所定の圧力に設定するときに、
前記処理室内を排気する排気コンダクタンスを予め定め
られた量に設定する前記制御と共に、前記処理室内に供
給するガスの流量を予め定められた流量に設定する制御
も行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のド
ライプロセス処理方法。 3.所定の圧力に設定した処理室内で試料を処理するド
ライプロセス処理装置であって、前記処理室内にガスを
供給するガス供給手段と、前記処理室内を排気するコン
ダクタンスが可変な排気手段と、前記処理室内の圧力を
検出する圧力検出手段と、少なくとも前記排気手段を制
御して前記コンダクタンスを予め定められた量に設定し
て前記処理室内を前記所定の圧力に対して所定の範囲ま
で近付けてから前記検出手段により検出された前記処理
室内の圧力と前記所定の圧力との差に応じて前記コンダ
クタンスを制御して前記処理室内を前記所定の圧力に設
定し維持する制御手段とを備えたことを特徴とするドラ
イプロセス処理装置。 4.前記制御手段は、前記排気手段を制御して前記コン
ダクタンスを予め定められた量に設定して前記処理室内
を前記所定の圧力に対して所定の範囲まで近付ける時
に、更に前記ガス供給手段を制御して前記処理室内に供
給するガスの流量を予め設定された流量に設定すること
を特徴とする特許請求の範囲第3項記載のドライプロセ
ス処理装置。
[Claims] 1. A dry process processing method for processing a sample in a processing chamber set to a predetermined pressure, wherein a predetermined amount of exhaust conductance for exhausting at least the processing chamber when the processing chamber is set to the predetermined pressure. By bringing the processing chamber close to a predetermined range with respect to the predetermined pressure by setting to, by controlling at least the exhaust conductance in accordance with the difference between the pressure in the processing chamber and the predetermined pressure, A dry process treatment method, wherein the treatment chamber is set to the predetermined pressure, and the sample is treated while maintaining the set pressure. 2. When setting the predetermined pressure in the processing chamber,
The exhaust gas conductance for exhausting the processing chamber is set to a predetermined amount, and the flow rate of the gas supplied to the processing chamber is set to a predetermined flow amount. The dry process treatment method according to claim 1. 3. A dry process processing apparatus for processing a sample in a processing chamber set to a predetermined pressure, comprising gas supply means for supplying a gas into the processing chamber, exhaust means with variable conductance for exhausting the processing chamber, and the processing. A pressure detecting means for detecting the pressure in the chamber and at least the exhaust means to set the conductance to a predetermined amount to bring the processing chamber close to the predetermined pressure to a predetermined range, and Control means for controlling the conductance according to the difference between the pressure in the processing chamber detected by the detection means and the predetermined pressure to set and maintain the inside of the processing chamber at the predetermined pressure. And dry process treatment equipment. 4. The control means further controls the gas supply means when controlling the exhaust means to set the conductance to a predetermined amount and bringing the processing chamber close to a predetermined range with respect to the predetermined pressure. The dry process processing apparatus according to claim 3, wherein the flow rate of the gas supplied into the processing chamber is set to a preset flow rate.
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