JPS614875A - プラズマエツチング装置の真空排気方法 - Google Patents
プラズマエツチング装置の真空排気方法Info
- Publication number
- JPS614875A JPS614875A JP12665884A JP12665884A JPS614875A JP S614875 A JPS614875 A JP S614875A JP 12665884 A JP12665884 A JP 12665884A JP 12665884 A JP12665884 A JP 12665884A JP S614875 A JPS614875 A JP S614875A
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- JP
- Japan
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- pressure
- etching
- automatic opening
- vacuum pump
- chambers
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- Pending
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の属する技術分野）
超集積回路（ＬＳＩ）製造の加工技術の中で加工の微細
化と低温化を同時に果すことができる装置としてプラズ
マエツチング装置があることはよく知られているが、ウ
ェハの大口径化、加工の微細化が進むにつれて処理の均
一性が良く再現されることか要求され、従来のバッチ式
多数枚処理法に対して大口径ウェハを一枚ずつ処理する
枚葉式が開発されてきている。本発明の枚葉式プラズマ
る エツチング装置は、生産性を高めためにエラチンへ グ室（チャンバ）を複数個設け、プロセスを分割して一
個のチャンバでの処理時間を短縮する場合の真空ポンプ
系の削減技術に関するものである。
化と低温化を同時に果すことができる装置としてプラズ
マエツチング装置があることはよく知られているが、ウ
ェハの大口径化、加工の微細化が進むにつれて処理の均
一性が良く再現されることか要求され、従来のバッチ式
多数枚処理法に対して大口径ウェハを一枚ずつ処理する
枚葉式が開発されてきている。本発明の枚葉式プラズマ
る エツチング装置は、生産性を高めためにエラチンへ グ室（チャンバ）を複数個設け、プロセスを分割して一
個のチャンバでの処理時間を短縮する場合の真空ポンプ
系の削減技術に関するものである。
（従来の技術）
矛２図は従来の枝葉式プラズマエツチング装置の構成側
図で、エツチングチャンバと排気システムとが完全に独
立した２つの系で成立っている。
図で、エツチングチャンバと排気システムとが完全に独
立した２つの系で成立っている。
１と２はエツチングチャンバのＡ１とＡ２，６と４はマ
スフローコントローラ、１１と１２はエツチ／グガス供
給源、ウェハロードはウェハ供給部、ウェハアンロード
はウェハ取出部、５と６は圧力センサを含む圧力計、１
３と１４は圧力コントローラ、７と８は自動開口度調整
弁、９と１０は真空ポンプ系である。
スフローコントローラ、１１と１２はエツチ／グガス供
給源、ウェハロードはウェハ供給部、ウェハアンロード
はウェハ取出部、５と６は圧力センサを含む圧力計、１
３と１４は圧力コントローラ、７と８は自動開口度調整
弁、９と１０は真空ポンプ系である。
矛２図の装置では２つのエツチングチャ／式１と２には
それぞれに真空ポンプ系が設けられ、各々の圧力は１１
．１２よりの流入ガス量を制御するかまたは真空排気の
自動開口度調整弁７と８で制御する方法が最も多く使わ
れている。またエツチングガスはハロゲン系のものが多
く、これに対して真空ポンプは耐食性および耐久性を高
めるための工夫が施されていて一般の真空ポンプに比べ
て高価である。また真空ポンプの台数が多いほどコスト
が上るだけでなく、保守のための時間や回数も多く運転
費用が上り、設置用占有空間も大きくなることは明らか
である。
それぞれに真空ポンプ系が設けられ、各々の圧力は１１
．１２よりの流入ガス量を制御するかまたは真空排気の
自動開口度調整弁７と８で制御する方法が最も多く使わ
れている。またエツチングガスはハロゲン系のものが多
く、これに対して真空ポンプは耐食性および耐久性を高
めるための工夫が施されていて一般の真空ポンプに比べ
て高価である。また真空ポンプの台数が多いほどコスト
が上るだけでなく、保守のための時間や回数も多く運転
費用が上り、設置用占有空間も大きくなることは明らか
である。
従来の装置についてさらに説明すれば、枚葉式プラズマ
エツチング装置でも複数個のエツチング室（チャンバ）
を備えてエツチングのプロセスヲ分割し、１つのエツチ
ング室でのエツチング時間を短かくし、複数のエツチン
グ室で複数回のエツチングを行う方法が用いられ、処理
すべきウェハは各エツチング室に順に送られる。これは
バケソリレーによく似ている。すなわちすべての処理を
終えたウェハは１個のエツチング室のエツチング時間に
搬送時間を加えた時間毎に１枚ずつ装置から出てくるこ
とになる。各エツチング室には定量されたエツチングガ
スが供給され、高周波電源（図示省略）よりの印加電界
によってプラズマを発生させるようなエツチング室内圧
力にするため真空ポンプで同時に排気を行っている。エ
ツチング室の圧力はエツチングの特性を大きく変化させ
る要素の１つであるから高精度に制御することが要求さ
れる。また供給ガス量はマスフローコントローラ６．４
等で制御し、圧力はエツチング室の圧力センサにて検出
し１．エツチング室と真空ポンプ間に挿入された自動開
口度調整弁７，８等を動作させるサーボ系にて自動制御
して−る。従って複数のエツチング室を備えた装置では
エツチング室と同数の真空ポンプと圧力調整用自動開口
度調整弁を持つ完全に独立した系の複数個から構成され
ている。
エツチング装置でも複数個のエツチング室（チャンバ）
を備えてエツチングのプロセスヲ分割し、１つのエツチ
ング室でのエツチング時間を短かくし、複数のエツチン
グ室で複数回のエツチングを行う方法が用いられ、処理
すべきウェハは各エツチング室に順に送られる。これは
バケソリレーによく似ている。すなわちすべての処理を
終えたウェハは１個のエツチング室のエツチング時間に
搬送時間を加えた時間毎に１枚ずつ装置から出てくるこ
とになる。各エツチング室には定量されたエツチングガ
スが供給され、高周波電源（図示省略）よりの印加電界
によってプラズマを発生させるようなエツチング室内圧
力にするため真空ポンプで同時に排気を行っている。エ
ツチング室の圧力はエツチングの特性を大きく変化させ
る要素の１つであるから高精度に制御することが要求さ
れる。また供給ガス量はマスフローコントローラ６．４
等で制御し、圧力はエツチング室の圧力センサにて検出
し１．エツチング室と真空ポンプ間に挿入された自動開
口度調整弁７，８等を動作させるサーボ系にて自動制御
して−る。従って複数のエツチング室を備えた装置では
エツチング室と同数の真空ポンプと圧力調整用自動開口
度調整弁を持つ完全に独立した系の複数個から構成され
ている。
（発明の目的）
本発明においては真空ポンプを一系統にし、しかも複数
のエツチング室の圧力制御を可能とすることが目的で、
これによって設備費と運転費を切下げ、また設備の占有
空間の縮少が期待される。
のエツチング室の圧力制御を可能とすることが目的で、
これによって設備費と運転費を切下げ、また設備の占有
空間の縮少が期待される。
（発明の構成と作用）
最初に本発明の基礎原理を説明する。エツチング時のエ
ツチング室の圧力は５〜１００ （Ｐｅ）であって粘性
流の領域である。自動開口度調整弁はオリフィス面積可
変形なので、この開口部分で流れは絞られスロー） （
ｔｈｒｏａｔ）状になる。このスロート状部分の流れが
音速に達しいわゆる臨界状態になればスロート部を境に
してスロート上流の、圧力はスロート下流の圧力の変化
に影響されない。
ツチング室の圧力は５〜１００ （Ｐｅ）であって粘性
流の領域である。自動開口度調整弁はオリフィス面積可
変形なので、この開口部分で流れは絞られスロー） （
ｔｈｒｏａｔ）状になる。このスロート状部分の流れが
音速に達しいわゆる臨界状態になればスロート部を境に
してスロート上流の、圧力はスロート下流の圧力の変化
に影響されない。
スロート上流圧力はエツチング室の圧力に、スロート部
は自動開口度調整弁に、スロート下流圧力は自動開口度
調整弁の下流すなわち真空ポンプ側圧力に対応する。ス
ロート部を臨界状態にするに必要なスロート上流圧Ｐｕ
とスロート下流圧Ｐａの比は圧縮性流体であるエツチン
グガスの比熱比ｋによって決定され、 ２に／に−１ Ｐａ／ Ｐｕ−（） ｎ のように表わされる。（ｋは定圧比熱と定積比熱の比で
一般に１以上である。） いま各エツチング室の圧力をＰｅとすれ／／′ｉＰθ＝
５〜１００（Ｐｅ）である。各エツチング室へ流される
ガスの質量流量をＱｅ（Ｐｅ・ｔ／ｍｉ ｎ ）とし、
真空ポンプの実効排気速度をＳ （ｔ／ｍｉｎ ）とす
れは、自動開口度調整弁下流圧力Ｐａ（ＰＪはｐｏ−Σ
Ｑ ｅ／Ｓで求められる。こ＼でＰｅをスロート上流圧
Ｐｕに、Ｐｏ をスロート下流圧Ｐｄに対応させればと
なる。すなわちこの式を満足するｐｏにすれは各自動開
口度調整弁を臨界状態にすることができる。
は自動開口度調整弁に、スロート下流圧力は自動開口度
調整弁の下流すなわち真空ポンプ側圧力に対応する。ス
ロート部を臨界状態にするに必要なスロート上流圧Ｐｕ
とスロート下流圧Ｐａの比は圧縮性流体であるエツチン
グガスの比熱比ｋによって決定され、 ２に／に−１ Ｐａ／ Ｐｕ−（） ｎ のように表わされる。（ｋは定圧比熱と定積比熱の比で
一般に１以上である。） いま各エツチング室の圧力をＰｅとすれ／／′ｉＰθ＝
５〜１００（Ｐｅ）である。各エツチング室へ流される
ガスの質量流量をＱｅ（Ｐｅ・ｔ／ｍｉ ｎ ）とし、
真空ポンプの実効排気速度をＳ （ｔ／ｍｉｎ ）とす
れは、自動開口度調整弁下流圧力Ｐａ（ＰＪはｐｏ−Σ
Ｑ ｅ／Ｓで求められる。こ＼でＰｅをスロート上流圧
Ｐｕに、Ｐｏ をスロート下流圧Ｐｄに対応させればと
なる。すなわちこの式を満足するｐｏにすれは各自動開
口度調整弁を臨界状態にすることができる。
前記ΣＱθが一定ならｐｏは一定で各エツチング室の圧
力Ｐθは各対応する自動開口度調整弁の開口度によって
定まり、Ｑｅの変化はＰ、の変化に対応するが臨界状態
になっていればＰ８はこれに影響されない。
力Ｐθは各対応する自動開口度調整弁の開口度によって
定まり、Ｑｅの変化はＰ、の変化に対応するが臨界状態
になっていればＰ８はこれに影響されない。
従って各エツチング室の圧力Ｐ８は弁流速が臨界状態に
維持される限り対応する自動開口度調整弁を働かせるサ
ーボ系で制御することができ、ＰｅとＱｅの変化による
相互干渉は皆無で、真空ポンプを一系統としても従来の
各独立した真空ポンプと独立したサーボ系を用いたもの
と同様に、各独立したサーボ系で各エツチング室の圧力
制御が可能である。
維持される限り対応する自動開口度調整弁を働かせるサ
ーボ系で制御することができ、ＰｅとＱｅの変化による
相互干渉は皆無で、真空ポンプを一系統としても従来の
各独立した真空ポンプと独立したサーボ系を用いたもの
と同様に、各独立したサーボ系で各エツチング室の圧力
制御が可能である。
矛１図は本発明を実施した枚葉式プラズマエツチング装
置の構成例図で、簡単のためエツチング室が２つの場合
を示したが、本発明はエツチング室が２以上の場合にも
適用できる。図中の記号は矛２図と共通であるが、１と
２はエツチング室で、エツチングガスはそれぞれ３と４
のマスフローコントローラを介して設定量供給され、一
系統の真空ポンプ系１５にて同時に排気される。１６は
自動開口度調整弁７と８の下流部の圧力を示す圧力セン
サと圧力計である。エツチング室の圧力はそれぞれ圧力
センサ５と６によって検出され、圧力コントローラ１３
と１４から自動開口度調整弁７と８を制御して設定値に
合わせる。エツチング室１と２にはそれぞれ高周波電力
が供給されていてガスをプラズマ化し、エツチング室に
順に送られてくるウェハをエツチング処理する。ポンプ
１５はマスフローコントローラ５と４から供給されるガ
ス量に対して、圧力センサ５と６の検出する設定圧力に
おいて自動開口度調整弁７と８に臨界状態を発生させる
排気能力を持つことが必要である。
置の構成例図で、簡単のためエツチング室が２つの場合
を示したが、本発明はエツチング室が２以上の場合にも
適用できる。図中の記号は矛２図と共通であるが、１と
２はエツチング室で、エツチングガスはそれぞれ３と４
のマスフローコントローラを介して設定量供給され、一
系統の真空ポンプ系１５にて同時に排気される。１６は
自動開口度調整弁７と８の下流部の圧力を示す圧力セン
サと圧力計である。エツチング室の圧力はそれぞれ圧力
センサ５と６によって検出され、圧力コントローラ１３
と１４から自動開口度調整弁７と８を制御して設定値に
合わせる。エツチング室１と２にはそれぞれ高周波電力
が供給されていてガスをプラズマ化し、エツチング室に
順に送られてくるウェハをエツチング処理する。ポンプ
１５はマスフローコントローラ５と４から供給されるガ
ス量に対して、圧力センサ５と６の検出する設定圧力に
おいて自動開口度調整弁７と８に臨界状態を発生させる
排気能力を持つことが必要である。
矛３図は自動開口度調整弁のスロートを流れる圧縮性流
体の上下流圧力比Ｐａ／Ｐｕと質量流量比Ｑ ７／ Ｑ
ｍａｘ（ＱｍａｘはＱの最大値）の関係図である。
体の上下流圧力比Ｐａ／Ｐｕと質量流量比Ｑ ７／ Ｑ
ｍａｘ（ＱｍａｘはＱの最大値）の関係図である。
図に示すようにＱ ／ ＱｍａｘはＰｄ／Ｐｕによって
変化するが、ある圧力比以下で流量変化を生じない領域
がある。この領域内ではスロート部のガス流速は音速に
達していて、その下流部の圧力変化が上流に伝搬できな
い状態にあることを表わしている。
変化するが、ある圧力比以下で流量変化を生じない領域
がある。この領域内ではスロート部のガス流速は音速に
達していて、その下流部の圧力変化が上流に伝搬できな
い状態にあることを表わしている。
従ってこの領域を利用する本発明装置では、複数のエツ
チング室の圧力制御を相互干渉なしで１つの真空ポンプ
の出力について行うことを可能とすることになった。
チング室の圧力制御を相互干渉なしで１つの真空ポンプ
の出力について行うことを可能とすることになった。
（発明の効果）
前記のようにプラズマエツチングに用いられるガスはハ
ロゲン系が多く、真空ポンプ系統の各部分は腐食された
り油の劣化が激しいので、装置のノー力も使用者も共に
その対策には大へん苦労しているのが現状である。本発
明では各エツチング室に付属する個々の真空ポンプより
大きな能力の真空ポンプを使用し、使用ポンプの台数を
低減するのみでも耐食耐久性向上のための付帯設備が少
なくなり、保守時間を短縮できるという効果がある。な
お真空ポンプの価格はその能力に比例せず能力がたとえ
ば倍になっても価格は倍以下である。
ロゲン系が多く、真空ポンプ系統の各部分は腐食された
り油の劣化が激しいので、装置のノー力も使用者も共に
その対策には大へん苦労しているのが現状である。本発
明では各エツチング室に付属する個々の真空ポンプより
大きな能力の真空ポンプを使用し、使用ポンプの台数を
低減するのみでも耐食耐久性向上のための付帯設備が少
なくなり、保守時間を短縮できるという効果がある。な
お真空ポンプの価格はその能力に比例せず能力がたとえ
ば倍になっても価格は倍以下である。
またエツチング装置用真空ポンプは耐久性の点から大能
力のものを選ぶ方がよいといわれ、小容量のポンプを複
数個用いるものより省スペースの点からも大きな効果が
得られる。また本発明の装置はエツチング室ばかりでな
く複数のチャンバをその内部にガスを流しながら粘性流
領域圧力に制御しようとする装置に応用することができ
る。
力のものを選ぶ方がよいといわれ、小容量のポンプを複
数個用いるものより省スペースの点からも大きな効果が
得られる。また本発明の装置はエツチング室ばかりでな
く複数のチャンバをその内部にガスを流しながら粘性流
領域圧力に制御しようとする装置に応用することができ
る。
矛１図は本発明を実施したプラズマエツチング装置の構
成例図、矛２図は従来の装置の構成例図、矛３図は圧縮
性流体の上下流圧力比と流量変化の特性側口である。 １．２・・・エツチング室、 ３．４・・・マスフロ
ーコントローラ、 ５，６・・・圧力センサと圧力計
、７．８・・・自動開口度調整弁、 ９，１０．１５・
・・真空ポンプ系、 １１．１２・・・エツチングガ
ス供給源、 １３．１４・・・圧力コントローラ、１
６・・・スロート下流圧カセンサと圧力計。
成例図、矛２図は従来の装置の構成例図、矛３図は圧縮
性流体の上下流圧力比と流量変化の特性側口である。 １．２・・・エツチング室、 ３．４・・・マスフロ
ーコントローラ、 ５，６・・・圧力センサと圧力計
、７．８・・・自動開口度調整弁、 ９，１０．１５・
・・真空ポンプ系、 １１．１２・・・エツチングガ
ス供給源、 １３．１４・・・圧力コントローラ、１
６・・・スロート下流圧カセンサと圧力計。
Claims (1)
- 複数のエッチング室を有しそのそれぞれに独立した設定
量のエッチング用ガスを供給する装置と、各エッチング
室内を定められたガス圧に制御するために圧力センサに
よる検出値によつてエッチング室毎に設けられた排気用
自動開口度調整弁を制御するサーボ系とを備えた枚葉式
プラズマエッチング装置の真空排気系を、前記各自動開
口度調整弁の排気側に接続された１個の真空ポンプ系に
て構成し、前記各自動開口度調整弁のエッチング室内圧
力をそれぞれ同一または異る規定値に保ちながら弁の下
流と上流との圧力比をエッチング室内の圧力を粘性流の
領域である５〜１００パスカル以下に保つようにしたこ
とを特徴とするプラズマエッチング装置の真空排気方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12665884A JPS614875A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | プラズマエツチング装置の真空排気方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12665884A JPS614875A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | プラズマエツチング装置の真空排気方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614875A true JPS614875A (ja) | 1986-01-10 |
Family
ID=14940664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12665884A Pending JPS614875A (ja) | 1984-06-20 | 1984-06-20 | プラズマエツチング装置の真空排気方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS614875A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6393113A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-23 | Hitachi Ltd | 排気システム |
| CN100363618C (zh) * | 2001-08-31 | 2008-01-23 | 株式会社东芝 | 真空排气系统及其监视·控制方法 |
| JP2016161146A (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-05 | 東レエンジニアリング株式会社 | 減圧乾燥装置および基板処理システム |
| CN107676241A (zh) * | 2017-09-06 | 2018-02-09 | 清华大学 | 一种前级真空系统以及抽真空控制方法 |
-
1984
- 1984-06-20 JP JP12665884A patent/JPS614875A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6393113A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-23 | Hitachi Ltd | 排気システム |
| CN100363618C (zh) * | 2001-08-31 | 2008-01-23 | 株式会社东芝 | 真空排气系统及其监视·控制方法 |
| JP2016161146A (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-05 | 東レエンジニアリング株式会社 | 減圧乾燥装置および基板処理システム |
| CN107676241A (zh) * | 2017-09-06 | 2018-02-09 | 清华大学 | 一种前级真空系统以及抽真空控制方法 |
| CN107676241B (zh) * | 2017-09-06 | 2019-03-22 | 清华大学 | 一种前级真空系统以及抽真空控制方法 |
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