JPS5980777A - ガス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は真空装置にガスを導入する場合の制御方法に関
し、特にガス導入の自動制御およびガス導入量を安定に
させるだめの装置構成に関する。

〔従来技術〕

従来の真空装置にガスを導入する方法は、ガス流量を制
御するだめのガス流量コントローラ（マスフローコント
ローラ）するいハ可変ニードルバルブを直接、あるいは
ストップパルプを介在させて真空槽に接続させる方法で
あったので、ガスを流入させる時点においては真空槽内
のガス圧力が必ず連続的に変化し、ガス圧力が変動する
時間が長いという欠点があった。

さらに実例を挙げて説明すると第１図（ａ）の従来の装
置構成においては真空槽ｌに直接マスフローコントロー
ラあるいは可変ニードルパルプなどで構成される可変パ
ルプ２が接続されておシ、真空槽１にガスを流入させな
い場合には可変パルプは零点に設定しておく。真空槽１
にガスを流入させる場合には可変パルプ２を手動あるい
は自動操作によって所定のガス流量（あるいは所定のガ
ス圧力）に達するまで、開かなければならない。この操
作中に真空槽１のガス圧力は連続的に上昇し、安定なガ
ス圧力に達するのに時間がかかる。自動操作の場合には
特に所定のガス流量（あるいはガス圧力）よシ一度オー
バな値に達し、再び可変パルプを閉じる操作の繰返しを
行うことが多いので、安定なガス流量（あるいはガス圧
力）に達するまでの時間が長くなる。前記第１図（ｂ）
は可変パルプ２が零点にあっても完全にガスの流れを停
止できない場合とか、急激にガス流を停止させる場合に
、真空槽１と可変バルブ２の間にストップパルプ３を介
在させた装置構成であるが、ガスを流入し始める場合に
は（ａ）の場合と同じく、ガス流量（あるいはガス圧力
）が安定するまで時間がかかる。また可変パルプ２が完
全に閉状態にできず、長時間放置されている場合には、
ストップバルブ３と可変パルプ２の配′ぎ部分４にガス
が溜まるため、ストップパルプ３を閉状態から開状態に
切υ替えた瞬間に、上記配管部４に溜まっていた圧力の
高いガスが真空槽１に流入する不都合な現象が起こる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は真空槽にガスを供給する装置において、
ガス流量あるいはガス圧力を制御するだめの簡単な装置
構成により、より簡便で、ガス流量およびガス圧力をよ
シ短時間で安定化する装置構成を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するための本発明の構成は、真空槽とガ
ス流量を調整する制御器との間に少なくとも１個の中間
排気ポンプ系を設けることにある。

本発明は上記構成になるので、例えばドライエツチング
装置の自動化において、排気操作およびエツチング操作
の自動化は比較的に容易に達成された。ガス流量あるい
はガス圧力制御において自動化が困難であったことに基
づいて、従来よシ優れたガス供給方式が容易となった。

また、自動化とともにガス流量あるいはガス圧力の調整
時間の短縮、およびガス流量およびガス圧力の安定性や
、再現性に極めて効を奏するようになった。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。第２図は真空装置にガ
スを供給する場合に、中間排気配管系５を設けた本発明
の基本構成ケ示す。真空槽１はあらかじめ排気ポンプ系
６によってパルプ７を経て排気されている。供給ガスは
ボンベまたは液体源などを用いたガス源８から減圧弁９
を経てマスフローコントローラあるいはニードルパルプ
などの０１変バルブ２に接続している。ただしガス源の
圧力が低い場合には減圧弁９を必ずしも必要としない。

＋ＴＪ変パルプ２から真空槽１の間には少なくとも１つ
のパルプ３があり、並列して他の排気ポンプ系５との間
にも少なくとも１つのノくルプ１０がある。排気ポンプ
系５と６はいず肛も可変ノ＜ルプ２によって、流れるガ
ス流量を十分排気できるだけの口しカをもつ必要がめる
。大隊にガスを真空槽に供給する場合には一度所定のガ
ス流量あるいはガス圧力を測定するために、パルプ１０
を閉じパルプ３を開として排気ポンプ系６にガスを流し
流量調整を行っておくのがよい。可変ノくルプは所定の
ガス流量に適した調整位置に固定しておく。

真空槽１にガスを供給する必要のない場合にはノくルブ
３を閉じパルプ１０を開とし、可変ノ（ルプ２とパルプ
３および１０の間の配管部４にガスが溜らないよう匝排
気ポンプ系５に流しておき、真空槽にガス供給をする場
合にパルプ１０を閉、）（ルプ３を開とする。パルプｌ
Ｏとパルプ３の開閉のタイミングはパルプの動作機構に
よって差があるのであらかじめ時定数の調整をしておく
のがよい。

本発明のガス供給の装置構成と前記第１図に示した従来
装置構成によるガス圧力の時間変化曲線を第３図に示す
。第３図（ａ）は通常用いられているスパッタ装置ある
いは反応性スパッタエツチング装置で、真空槽が約６０
１の容積の装置にＡｒ。

０□、Ｈ２、ＣＦ４　、ＳＦｇなどのガス種をマスフロ
ーコントローラを用いて流した帯金のガス圧力の時間変
化を示す。はぼ安定なガス圧力に達するまでの時間はガ
ス種に限らず約２分でｂつだ。

本発明のガス配管の装置構成では第３図（ｂ）のごとく
約１０数秒で安定なガス圧力に到達した。また従来方式
では各ガス導入時毎に調整が必要であり、再現性の良い
値に設定するだめの熟練を要すが、本発明ではストップ
パルプの開閉だけであるので、再現性に優れていた。

本実験で得られた特性は他の容積値を有する各極真空装
置に応用できるのはもちろんであるが、真空槽の８積お
よび本排気ポンプ系の排気速度に応じて、中間排気ポン
プ系の排気速度もできるだけ同一にするのが望ましい。

第４図はガス配管を清浄にするために可変パルプ２のバ
イパスパルプ１１を設けた装置構成であり、ガス源から
可変バルブ２までの配管部分の不要ガスを排気清浄化す
るときに、処理時間が短縮できる。この場合には可変パ
ルプ２の調整位置は固定のままでよい。パルプ１２はガ
ス源のガスを供給するときに閉状態にしておき、直接可
変パルプ２に圧力がかからないために有効であるのと同
時に、長時間真空槽ｌにガス供給をしないときに、パル
プ１２を閉にしてガスを止めるために有効である。

第５図はガスが高価であるとか、ポンプを劣化させる種
類の場合に有効なガス配管の装置構成である。ガス源１
３が高価なガスあるいは塩素系ガスや酸化性ガスのよう
にポンプを劣化させるガス源の場合には、排気ポンプ系
５に流すガスは、できるだけ不活性で低価なガスに切り
替えるのがよい。ガス源１４は上記目的の切シ替えガス
源で、通常Ｎ　２　＊　Ａ　ｒガスを用いるのがよい。

排気ポンプ系５に流す時間が短かい場合には、ガスを切
り替えないでもよいが、排気ポンプ系５には、ポンプ保
護のため活性ガスのトラップ１５．１６を設けるのがよ
い。トラップ１５．１６は１つでもよいが、ガスが多量
の場合には両者を交互に使用し、一方が使われている間
に、他方をＮ２ガスなどのパージラインを設けて清浄化
しておくのが効率的である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、真空装置内にガスを供給しなけれハナ
らない装置において、ガス圧力調整の時間を約１／１０
に短縮でき、再現性や安定性にも優れ、操作法も簡便に
なるので、特に自動化装置化する場合に効果がある。も
ちろん手動装置の場合にもストップパルプの開閉操作の
みでよいので、操作が簡略化され、性能および効率が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガス供給系の装置構成図、第２図は本発
明によるガス供給系の装置構成図、第３図は本発明によ
るガス圧力の時間変動特性図、第４図、第５図は本発明
によるガス供給系の装置構成図である。 ｌ・・・真空槽、２・・・可変パルプ（ニードルパルプ
。 マスフローコントローラなど）、３・・・ストップパル
プ、４・・・ガス配管の一部、５・・・中間排気ポンプ
系、６・・・真空槽用主排気ボング系、７・・・ストッ
プパルプ、８・・・ガス源、９〜１２・・・ストップパ
ルプ、４６３ ■１図 （化）（ｂ） 第　２　図 ￥Ｊ　３　　図 ＰｒｒＪｌ　（ｍａｎ）　　　　　　時間（ｗ６ｎ）Ｔ
１図 ￥Ｊ　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空槽内にガスを導入する装置において、真空槽と
   ガス流量を調整する制御器との間に少なくとも一つの中
   間排気ポンプ系を設けることを特徴とするガス制御装置
   。 ２、特許請求の範囲第１項において、真空槽にガスを供
   給する場合には中間排気ポンプ系を閉じ、真空槽にガス
   を供給しないときには中間排気ポンプ系を開状態とし、
   ガス排気を行うことを特徴とするガス制御装置。 ３、％許請求の範囲第１項において、」二記中間排気ポ
   ンプ系の排気速度は真空槽に接続する主排気ポンプ系と
   同一にすることを特徴とするガス制御装置。