KR20020010639A - 진공처리방법 및 진공처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 진공처리방법은 탑재부(10)에 탑재되는 피처리기판(W)에 대해서 진공처리를 실시하는 진공처리기구(31)와, 진공처리기구(31)를 제어하는 제어장치(51)를 구비한 진공처리장치(1)를 이용하는 진공처리방법이다. 피처리기판(W)과 대략 동일 형태 동일 크기로 형성되고, 진공처리상태의 정보를 검출하는 검출소자(11d)와 검출한 정보를 처리하는 정보처리소자(11p)를 갖는 센서기판(11)을 탑재부(10)에 탑재하고, 진공처리기구(31)에 의해 진공을 이용한 처리를 실시한다. 센서기판(11)이 진공처리를 실시할 때에 있어서, 진공처리상태의 정보가 검출되어, 처리된다. 처리된 진공처리상태의 정보를 기초로 제어장치(51)에 의해 진공처리기구(31)를 제어해서 피처리기판(W)에 대해서 진공처리를 실시한다.

Description

진공처리방법 및 진공처리장치{METHOD AND APPARATUS FOR VACUUM TREATMENT}
종래의 진공처리장치의 구성에 대해서 도 6을 이용하여 설명한다.
도 6은 진공처리장치의 1례인 에칭장치(100)의 개략적인 단면을 나타내고 있다. 이 에칭장치(100)에 있어서, 처리실(102)은 기밀하게 폐색(閉塞)이 자유로며 표면이 양극산화처리된 알루미늄으로 이루어진 대략 원통형상인 처리용기(104) 내에 형성되어 있다. 처리용기(104) 자체는 접지선(106)을 매개로 접지되어 있다.
처리실(102) 내의 저부에는 절연지지판(108)이 설치되어 있고, 이 절연지지판(108)의 상부에 피처리기판(예컨대, 6인치의 웨이퍼(W))을 탑재하기 위한 하부전극을 구성하는 대략 원주형상인 서셉터(110:탑재대)가 상하 이동이 자유롭게 수용되어 있다.
서셉터(110)는 절연지지판(108) 및 처리용기(104)의 저부를 관통하는승강축(112)에 의해서 지지되고 있다. 이 승강축(112)은 처리용기(104) 외부에 설치되어 있는 구동모터(114)에 의해서 상하 이동이 자유롭다. 따라서, 이 구동모터(114)의 작동에 의해 서셉터(110)는 도 6 중의 왕복화살표로 나타내는 방향으로 상하 이동이 자유롭게 되어 있다. 또한, 처리실(102)의 기밀성을 확보하기 위해서, 서셉터(110)와 절연지지판(108) 사이에는 승강축(112)의 외측을 에워싸도록 신축이 자유로운 기밀벨로우즈(116)가 설치되어 있다.
서셉터(110)는 표면이 양극산화처리된 알루미늄으로 이루어지고, 그 내부에는 세라믹히터 등의 가열수단(도시생략)과 외부의 냉매원(도시생략)의 사이에서 냉매를 순환시키기 위한 냉매순환로(도시생략)가 설치되어 있다. 가열수단 및 냉매순환로는 온도제어기구(도시생략)에 의해서 자동적으로 제어되는 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 서셉터(110) 상의 피처리기판(W)을 소정 온도로 유지하는 것이 가능하게 된다.
서셉터(110) 상에는 피처리기판(W)을 흡착 유지하기 위한 정전척(118)이 설치되어 있다. 이 정전척(118)은 도전성의 박막을 폴리이미드계의 수지에 의해서 상하로부터 사이에 끼워 지지한 구성을 갖고, 처리용기(104)의 외부에 설치되어 있는 고압직류전원(120)으로부터의 전압(예컨대, 1.5kV~2.0kV의 전압)이 인가되도록 되어 있다. 이 전압인가에 의해서 발생하는 쿨롱력에 의해서 피처리기판(W)은 정전척(118)의 상면에 흡착 유지되도록 되어 있다.
또한, 서셉터(110) 상의 주변에는 정전척(118)을 에워싸도록 해서 평면이 대략 환형상인 포커스링(122)이 설치되어 있다. 이 포커스링(122)은 절연성을 갖는석영으로 이루어져 있고, 서셉터(110)와 후술하는 상부전극(124) 사이에서 발생하는 플라즈마의 확산을 억제하는 기능과, 플라즈마 중의 이온을 효과적으로 피처리기판(W)에 입사시키는 기능을 갖는다.
서셉터(110)의 탑재면과 대향하는 위치에는, 대략 원반형상의 상부전극(124)이 배치되고 있다. 이 상부전극(124)은 도전성을 갖는 단결정실리콘으로 이루어지고, 복수의 관통공(124a)이 설치되어 있다. 또한, 상부전극(124)의 위쪽에는 도전성을 갖는 알루미늄으로 이루어지는 상부전극(124)과 대략 동일 직경의 상부전극 지지부재(126)가 설치되어 있다.
더욱이, 이 상부전극 지지부재(126)의 상부전극(124)측에는 개구부(126a)가 형성되어 있다. 따라서, 상부전극(124)이 상부전극 지지부재(126)에 설치된 상태에서는 상부전극(124)과 상부전극 지지부재(126) 사이에 공간부(130)가 형성되는 구성으로 되어 있다.
또한, 상부전극(124)의 하면 외주부로부터 절연링(128)의 외주면 대략 중앙부에 걸쳐서 절연성을 갖는 석영으로 이루어지는, 대략 환형상의 쉴드링(132)이 배치되어 있다. 이 쉴드링(132)은 포커스링(122)과 함께 정전척(118)과 상부전극(124) 사이의 갭(gab)보다도 좁은 갭을 형성하여 플라즈마의 확산을 억제하는 기능을 갖고 있다.
공간부(130)의 상부 대략 중앙에는 가스도입구(134)가 접속되어 있다. 더욱이, 이 가스도입구(134)에는 밸브(136)를 매개로 가스도입관(138)이 접속되어 있다. 그리고, 이 가스도입관(138)에는 밸브(140,142,144) 및 대응하는 유량조절을위한 매스플로우컨트롤러(146,148,150:MFC)를 매개로 각각에 대응하는 가스공급원(152,154,156)이 각각 접속되어 있다.
가스공급원(152)으로부터는 Ar이 자유롭게 공급되고, 가스공급원(154)으로부터는 O2가 자유롭게 공급되며, 가스공급원(156)으로부터는 C3F6이 자유롭게 공급되는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이들 가스공급원(152,154,156)으로부터의 각 가스는 가스도입관(138)으로부터 가스도입구(134)와 공간부(130) 및 관통공(124a)을 통과해서 처리실(102) 내로 도입되어, 피처리기판(W)의 피처리면에 대해서 균일하게 토출되도록 구성되어 있다.
처리용기(104)의 하부에는 진공펌프 등의 진공수단(158)으로 통하는 배기관(160)이 접속되어 있다. 이에 의해, 처리실(102)은, 예컨대 펀칭된 판으로 이루어지는 배기판(162)을 매개로, 예컨대 수mTorr~수백mTorr까지의 임의의 진공도까지 진공되고, 진공상태를 유지하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 서셉터(110)에 대해서는, 주파수가 수백kHz 정도(예컨대, 800kHz)의 고주파전력을 출력하는 제1고주파전원(164)으로부터의 전력이 정합기(166)를 매개로 공급되는 구성으로 되어 있다. 한편, 상부전극(124)에 대해서는 주파수가 제1고주파전원(164) 보다도 높은 1MHz 이상의 주파수(예컨대, 27.12MHz)의 고주파전력을 출력하는 제2고주파전원(168)으로부터의 전력이 정합기(170) 및 상부전극 지지부재(126)를 매개로 공급되는 구성으로 되어 있다.
다음에, 이와 같은 에칭장치(100)를 이용해서, 예컨대 SiO2로 형성된 피처리기판(W)에 대해서 에칭처리를 실시하는 경우의 작용에 대해서 설명한다.
우선, 피처리기판(W)이 서셉터(110)상에 탑재된다. 다음에, 고압직류전원(120)으로부터 소정의 전압이 정전척(118) 내의 도전성의 박막에 인가되어, 피처리기판(W)은 정전척(118)상에 압착되어 유지된다. 서셉터(110)는 도시되지 않은 온도조절수단에 의해 소정의 온도로 조정되고 있기 때문에, 서셉터(110)상에 유지되고 있는 피처리기판(W)의 표면온도는 처리시에도 소망의 온도(예컨대, 120℃이하)로 설정된다.
다음에, 처리실(102) 내는 진공수단(158)에 의해서 진공된다. 한편, 가스공급원(152,154,156)으로부터 에칭처리에 필요한 가스가 소정의 유량으로 공급되고, 처리실(102)의 압력이 소정의 진공도, 예컨대 40mTorr로 설정되어 유지된다.
이때, 가스공급원(152,154,156)으로부터 공급되는 각 가스 Ar, O2, C3F6은 각각에 대응하는 매스플로우컨트롤러(146,148,150) 및 밸브(140,142,144)에 의해서 소정의 유량으로 조정된 후 혼합되고, 이 혼합가스가 가스도입관(138)과, 가스도입구(134), 공간부(103) 및, 관통공(124a)을 통해서 피처리기판(W) 상에 도입된다.
혼합가스는, 예컨대 C3F6및 O2의 유량비가 0.1≤O2/C3F6≤1.0으로 되도록 각 가스의 유량이 조정되고, C3F6의 분압이 0.5mTorr~2.0mTorr로 되도록 각 밸브(140,142,144)의 개방도가 조정된다.
다음에, 상부전극(124)에 대해서 제2고주파전원(168)으로부터 주파수가 27.12MHz, 파워가, 예컨대 2kW인 고주파전력이 공급되면, 상부전극(124)과서셉터(110)의 사이에 플라즈마가 생기게 된다. 또한, 동시에, 서셉터(110)에 대해서는 제1고주파전원(164)으로부터 주파수가 800kHz, 파워가, 예컨대 1kW의 고주파전력이 공급된다.
따라서, 발생된 플라즈마에 의해서 처리실(102) 내의 처리가스가 해리되고, 이때에 생기는 에천트이온이 서셉터(110)측에 공급된 상대적으로 낮은 주파수의 고주파에 의해서 그 입사속도가 컨트롤되면서 피처리기판(W) 표면의 SiO2막을 에칭해 간다.
이상에 나타낸 에칭장치(100)의 더욱 상세한 설명에 대해서는 일본 특개평10-199869호 공보에 기재되어 있다.
그런데, 진공처리장치를 적절하게 제어하기 위해서는, 진공처리장치에 의한 처리상태의 정보를 검출하는 것이 유효하다. 진공처리장치에 의한 처리상태 정보를 검출하는 기술로서, 진공처리장치 내에 각종 센서를 탑재하는 기술이 개발되고 있다.
이와 같은 기술은, 예컨대 일본 특개평6-76193호 공보에 기재되어 있다. 일본 특개평6-76193호 공보에 기재된 발명은, 진공처리장치 내에 센서 및 송신기를 탑재해서 해당 센서의 계측 정보를 송신기에 의해서 진공처리장치 밖으로 무선으로 송신하는 것이다. 이 발명은, 센서의 계측정보의 전달을 위한 배선이 불필요하다는 이점을 갖고, 진공처리장치가 진공상태인 경우에도 센서의 계측정보를 용이하게 취득할 수 있다. 더욱이, 일본 특개평6-76193호 공보는 센서와 송신기를 피처리기판에 설치할 수 있는 것에 대해서도 언급하고 있다.
그러나, 일본 특개평6-76193호 공보에 의한 개시내용에서는 동 공보의 각 도면에 나타나 있는 바와 같이 센서가 피처리기판 상에 돌출되어 있다.
본 건 발명자는 센서 또는 송신기가 피처리기판에 돌출 설치된 형태에 대해서, 그와 같은 피처리기판을 처리하는 것은 부적합하다는 것을 알았다.
그 제1이유는, 진공처리장치는 통상 피처리기판의 수평한 처리면을 가상하여 설계되어 있기 때문에 진공처리장치에 의해서 이루어져야 할 처리가 피처리기판에 돌출 설치된 센서 또는 송신기 때문에 설계 사양에 따라 이루어지지 않는다는 사태가 생길 수 있다는 것이다.
제2이유는, 제품인 피처리기판의 전체에 센서와 송신기를 설치하는 것은 각종 비용 때문에 현실적이지 않는 한편, 센서와 송신기를 돌출 설치한 피처리기판을 소정 종(種)의 「모델기판」으로서 이용하는 경우에는 아래와 같은 문제가 생기는 것이다. 즉, 해당 「모델기판」에서는 센서와 송신기가 돌출 설치되어 있는데, 실제의 제품용의 피처리기판에서는 그와 같은 돌출 설치물이 없기 때문에, 「모델기판」의 센서로부터 얻어지는 정보가 정말로 제품용의 피처리기판의 처리에 유용한지 아닌지가 불명확할 것이다. 예컨대, 진공처리장치 내의 가스 흐름 상태는 진공처리상태에 미세하게 영향을 준다고 생각되지만, 이 가스 흐름 상태는 돌출 설치물의 존재에 의해서 크게 변화될 수 있다고 생각된다.
한편, 「모델기판」에 해당기판으로부터 돌출되지 않도록 센서를 설치한 기술로서, 본 건 출원인에 의한 일본 특개평9-189613호 공보에 기재된 기술이 있다.동 공보에 의한 발명은 기판 내에 온도측정 포인트를 형성함과 더불어 해당 포인트로부터 탑재대를 매개로 측정신호를 취출하는 것이다.
도 7은 동 공보가 개시하는 온도측정용 웨이퍼(201)의 평면도이다. 온도측정용 웨이퍼(201)의 기판(202)은, 통상 반도체디바이스가 형성되는 웨이퍼와 동일한 실리콘으로 형성되어 있다.
온도측정용 웨이퍼(201)의 상면에는 온도측정 포인트가, 예컨대 5행 5열, 즉 온도측정 포인트(A1~A5,B1~B5,C1~C5,D1~D5,E1~E5)까지 형성되어 있다. 이들 각 온도측정 포인트(A1~E5)는 기판(202)에 대해서 패턴형성된 것이고, 그 소자구조는 일반적인 반도체디바이스 제조프로세스인 에칭이나 성막처리를 이용하여 기판(52)에 패턴형성되어 있다.
예컨대, 알루멜-크로멜열전쌍(alumel-chromel-thermocouple)를 이용하는 경우에는 도 8에 나타낸 바와 같이, 실리콘 기판(202) 위에 형성된 층간절연막(203)을 에칭에 의해서 소정의 패턴을 기초로, 예컨대 종방향의 홈형상으로 깎아내고, 그 후 메탈성막에 의해 알루멜(204)을 해당 홈내에 매립하며, 다음에는 크로멜(205)을 횡방향으로 대(帶)형상으로 패턴닝 형성하고, 그 접점을 온도측정 포인트로서 사용할 수 있다.
이와 같은 프로세스를 경유해서 기판(202)에 대해서 패턴 형성된 각 온도측정 포인트(A1~E5)는, 종래 접착제를 이용한 기판으로의 접착과 다르고, 기판(202)에 대해서 패턴 형성되므로, 전부 동일한 형성상태로 된다. 따라서, 종래와 같은 접착제의 떨어짐, 접착형상에 의한 온도의 변화, 접착제의 벗겨짐에 의한 처리실내의 오염의 걱정이 없다.
그러나, 일본 특개평9-189613호 공보에 기재된 발명에서는 검출정보가 온도에 한정되어 있고, 검출정보가 그대로 신호처리부(206) 및 단자반(207)을 매개로 취출되기 때문에, 기본적으로 측정 포인트의 수에 따른 배선이 필요하다.
본 발명은 이와 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로, 「모델기판」으로서의 센서기판의 외곽형상이 제품용의 피처리기판과 다르지 않고, 센서기판을 검출하는 정보가 온도에 한정되지 않으며, 더욱이 검출정보의 전달처리의 편의(便宜)에 월등한 진공처리방법과 진공처리장치 및「모델기판」으로서의 센서기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 명세서에서 「진공처리」란, 극히 넓은 의미로 이용되고 있고, 「대기압 이하로 감압될 수 있는 밀폐공간 내에서의 처리」 전반을 나타내고 있다.
본 발명은 피처리기판이 탑재되는 탑재부와 탑재부에 탑재되는 피처리기판에 대해서 진공처리를 실시하는 진공처리기구 및 진공처리기구를 제어하는 제어장치를 구비한 진공처리장치를 이용하는 진공처리방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기와 같은 진공처리장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 탑재부에 탑재되는 센서기판에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 진공처리장치의 제1실시형태를 나타낸 구성 개략도,
도 2는 도 1의 진공처리장치의 센서기판을 나타낸 구성 개략도,
도 3은 도 1의 진공처리장치의 정보의 흐름을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 의한 진공처리장치의 제2실시형태의 센서기판을 나타낸 구성 개략도,
도 5는 본 발명에 의한 진공처리장치의 제3실시형태의 센서기판을 나타낸 구성 개략도,
도 6은 종래 에칭장치를 나타낸 구성 개략도,
도 7은 종래 온도측정용 웨이퍼의 평면도,
도 8은 종래 온도측정용 웨이퍼의 확대부분 측면도이다.
본 발명은 피처리기판이 탑재되는 탑재부와, 탑재부에 탑재된 피처리기판에 대해서 진공처리를 실시하는 진공처리기구 및, 진공처리기구를 제어하는 제어장치를 구비한 진공처리장치를 이용하는 진공처리방법에 있어서, 탑재부에 탑재되는 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기로 형성되고, 진공처리상태의 정보를 검출하는 검출소자와 검출소자가 검출한 정보를 처리하는 정보처리소자를 갖춘 센서기판을 탑재부에 탑재하는 공정과, 센서기판에 대해서 진공처리기구에 의해 진공을 이용한 처리를 실시하는 공정, 센서기판이 진공처리를 실시할 때에 있어서 검출소자에 의해 진공처리상태의 정보를 검출하는 공정, 정보처리소자에 의해 검출소자가검출한 정보를 처리하는 공정, 센서기판을 탑재부로부터 제거하는 공정, 피처리기판을 탑재부에 탑재하는 공정 및, 정보처리소자에 의해 처리된 진공처리상태의 정보를 기초로 제어장치에 의해 진공처리기구를 제어해서 피처리기판에 대해서 진공처리를 실시하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공처리방법이다.
또한, 본 발명의 진공처리방법에 의하면, 센서기판이 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기로 형성되어 있기 때문에, 센서기판의 검출소자가 검출하는 진공처리상태의 정보는 피처리기판의 진공처리에 있어서 극히 유용한 정보로 된다.
또한, 본 발명에 의한 진공처리방법에 의하면, 센서기판의 정보처리소자에 의해 검출소자가 검출한 정보가 처리되기 때문에, 검출정보의 전달처리의 편의에 월등하다.
본 발명의 진공처리방법에 있어서, 진공처리가 플라즈마처리, 특히 플라즈마에칭처리인 경우, 센서기판이 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기인 것은 가스 흐름 등의 처리환경의 동일성을 담보(擔保)할 수 있기 때문에, 특히 유효하다.
또한, 본 발명의 진공처리방법에 있어서, 피처리기판은 반도체웨이퍼 또는 LCD용 유리기판인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 진공처리방법에 있어서, 정보처리소자는 검출소자가 검출한 정보를 기억하는 기억소자를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 기억소자가 기억한 정보는, 예컨대 제어장치로 보내져서 해석된다. 해석부를 제어장치와 별도로 설치해도 된다.
또한, 본 발명의 진공처리방법에 있어서, 정보처리소자는 검출소자가 검출한정보를 무선의 실시간으로 제어장치로 송신하는 송신소자를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 송신소자가 송신한 정보는 제어장치에서 해석되고, 처리 중에 진공처리기구의 제어상태를 변경할 수 있다.
또한, 본 발명의 진공처리방법에 있어서, 센서기판이 하나 이상의 미소 구멍을 갖고, 검출소자가 미소 구멍 내에 설치되어 있는 경우, 해당 검출소자는 진공처리의 1형태인 미소 공 형성처리의 처리과정에서의 상태를 검출할 수 있다. 특히, 미소 공의 애스펙트비를 복수 설정해 두면, 복수의 처리과정에 대응한 진공상태 정보를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 진공처리방법에 있어서, 검출소자는 파워밀도와, Vdc, △Vdc, 적외선강도, 자외선강도, 가시영역광강도, 온도, 분자량, 이온커런트, 가속도, 왜곡, 변위 및 음(音) 중 어느 하나를 검출하도록 되어 있는 것일 바람직하다.
다음에, 본 발명은 피처리기판이 탑재되는 탑재부를 구비한 진공처리장치의 해당 탑재부에 탑재되는 센서기판에 있어서, 탑재부에 탑재되는 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기로 형성되고, 진공처리상태의 정보를 검출하는 검출소자와 검출소자가 검출한 정보를 처리하는 정보처리소자를 갖춘 것을 특징으로 하는 센서기판이다.
본 발명의 센서기판에 의하면, 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기로 형성되어 있기 때문에, 검출소자는 피처리기판의 진공처리에 있어서 극히 유용한 진공 처리상태의 정보를 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 센서기판에 의하면, 정보처리소자가 검출소자가 검출한 정보를 처리하는 것이 가능하기 때문에, 검출 정보의 전달처리의 편의에 월등하다.
본 발명의 센서기판에 있어서, 진공처리가 플라즈마처리, 특히 플라즈마에칭처리인 경우, 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기인 것은 가스 흐름 등의 처리환경의 동일성을 담보할 수 있기 때문에, 특히 유효하다.
또한, 본 발명의 센서기판에 있어서, 상정하는 피처리기판은 반도체웨이퍼 또는 LCD용 유리기판인 것이 일반적이다.
또한, 본 발명의 센서기판에 있어서, 정보처리소자는 검출소자가 검출한 정보를 기억하는 기억소자를 갖추는 것이 바람직하다. 이 경우, 기억소자가 기억한 정보는, 예컨대 나중에 해석된다.
또한, 본 발명의 센서기판에 있어서, 정보처리소자는 검출소자가 검출한 정보를 무선의 실시간으로 진공처리장치로 송신하는 송신소자를 갖추는 것이 바람직하다. 이 경우, 송신소자가 송신한 정보는 진공처리장치로 해석되고, 처리 중에 진공처리기구의 제어상태를 변경할 수 있다.
또한, 인터넷이나 인트라넷을 경유해서 보다 고속/고성능의 컴퓨터로 송신하고, 해당 컴퓨터에서 데이터연산·해석을 행하며, 실시간의 정보로서 진공처리장치로 피드백해도 된다.
또한, 모든 특성의 시간에 따른 변화를 추적한 데이터로서 정리해 두면, 시간에 따른 변화를 상쇄하도록 처리파라메터를 변경하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 센서기판에 있어서, 하나 이상의 미소 구멍이 설치되고, 검출소자가 미소 구멍 내에 설치되어 있는 경우, 해당 검출소자는 진공처리의 1형태인 미소 공 형성처리의 처리과정에서의 상태를 검출할 수 있다. 특히, 미소 공의 애스펙트비를 복수 설정해 두면, 복수의 처리과정에 대응한 진공상태 정보를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 센서기판에 있어서, 검출소자는 파워밀도와, Vdc, △Vdc, 적외선강도, 자외선강도, 가시영역광강도, 온도, 분자량, 이온커런트, 가속도, 왜곡, 변위 및, 음 중 어느 하나를 검출하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명은 피처리기판이 탑재되는 탑재부와, 탑재부에 탑재되는 피처리기판에 대해서 진공처리를 실시하는 진공처리기구, 진공처리기구를 제어하는 제어장치 및, 탑재부에 탑재되는 피처리기판과 대략 동일 형상 동일 크기의 센서기판을 구비하고, 제어장치는 센서기판으로부터의 정보를 기초로 진공처리기구를 제어하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공처리장치이다.
본 발명의 진공처리장치에 의하면, 센서기판이 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기로 형성되어 있기 때문에, 센서기판의 검출소자가 검출하는 진공처리 상태의 정보는 피처리기판의 진공처리에 있어서 극히 유용한 정보로 된다.
본 발명의 진공처리장치에 있어서, 진공처리가 플라즈마처리, 특히 플라즈마에칭처리인 경우, 센서기판이 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기인 것은, 가스 흐름 등의 처리환경의 동일성을 담보할 수 있기 때문에, 특히 큰 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 진공처리장치에 있어서, 피처리기판은 반도체웨이퍼 또는 LCD용 유리기판인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 진공처리장치에 있어서, 센서기판은 진공처리상태의 정보를 검출하는 검출소자와, 검출소자가 검출한 정보를 기억하는 기억소자를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 기억소자가 기억한 정보는, 예컨대 제어장치로 보내져서 해석된다.
또한, 본 발명의 진공처리장치에 있어서, 센서기판은 진공처리상태의 정보를 검출하는 검출소자와, 검출소자가 검출한 정보를 무선의 실시간으로 제어장치로 송신하는 송신소자를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 송신소자가 송신한 정보는 제어장치에서 해석되고, 처리 중에 진공처리기구의 제어상태를 변경할 수 있다.
또한, 본 발명의 진공처리장치에 있어서, 센서기판이 하나 이상의 미소 구멍을 갖고, 검출소자가 미소 구멍 내에 설치되어 있는 경우, 해당 검출소자는 진공처리의 1형태인 미소 공 형성처리의 처리과정에서의 형태를 검출하는 것이 가능하다. 특히, 미소 공의 애스펙트비를 복수 설정해 두면, 복수의 처리과정에 대응한 진공상태 정보를 얻는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 진공처리장치에 있어서, 검출소자는 파워밀도와, Vdc, △Vdc, 적외선강도, 자외선강도, 가시영역광강도, 온도, 분자량, 이온커런트, 가속도, 왜곡, 변위 및, 음 중 어느 하나를 검출하도록 되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 의한 진공처리장치를 나타낸 구성 개략도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시형태의 진공처리장치(1)는 피처리기판(W)이 탑재되는 탑재대(10:탑재부)와, 탑재대(10)에 탑재되는 피처리기판(W)에 대해서 진공처리를 실시하는 진공처리기구(31:도 3 참조), 진공처리기구(31)를 제어하는 제어장치(51:도 3 참조), 탑재대(10)에 탑재되는 피처리기판(W) 및, 대략 동일 형상 동일 크기의 센서기판(11)을 구비하고 있다.
본 실시형태에서는 진공처리는 플라즈마에칭처리이다. 또한, 피처리기판(W)은 반도체 웨이퍼 또는 LCD용 유리기판이다.
도 2a는 센서기판(11)의 평면도이고, 도 2b는 센서기판(11)의 사시도이다. 도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이 센서기판(11)은 진공처리상태(플라즈마에칭처리상태)의 정보를 검출하는 검출소자(11d)와 검출소자(11d)가 검출한 정보를 처리하는 정보처리소자(11p), 검출소자(11d) 및, 정보처리소자(11p)를 구동하기 위한 전지소자(11b)를 갖추고 있다. 각 소자의 형성방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 일본 특개평7-12667호 공보에 기재된 기술이 이용될 수 있다. 또한, 센서기판(11)의 표면에는 SiO2막이 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 정보처리소자(11p)는 검출소자(11d)가 검출한 정보를 기억하기에 적합한 형태로 전처리하는 전처리소자(11q)와, 전처리소자(11q)에 의해서 전처리된 정보를 기억하는 기억소자(11m)를 갖고 있다.
검출소자(11d)는 파워밀도(watt/cm2), Vdc(V), △Vdc(V), 적외선강도, 자외선강도, 가시영역광강도, 온도(℃), 분자량, 이온커런트(A), 가속도(m/S2), 왜곡, 변위 및, 음 각각을 검출하도록 각각의 검출대상에 적절한 복수의 소자로 이루어져 있다. 도 2a 및 도 2b에는 일부의 검출소자(11d)만이 도시되어 있다. 검출소자(11d)는 적절하게 설정되는 샘플링간격으로 상기 정보를 검출하도록 되어 있다.
전처리소자(11q)는 각 검출데이터의 소정 시간 내의 시간 평균을 구하거나(저역통과필터링에 상당), 동일한 검출정보를 위해 복수의 검출소자가 설치되어 있는 경우에는 그 중간값이나 평균값을 구하거나 하는 것이 가능하게 되어 있다. 더욱이, 보다 고도한 정보처리연산, 예컨대 데이터압축처리 등을 행하는 것이 가능하게 되어 있다.
본 실시형태에서의 진공처리기구(31)는 탑재대(10)가 수용되는 내부를 진공시키는 처리용기(4)와, 탑재대(10) 내부에 설치된 온도조정수단(10t), 하부전극 시스템(19), 상부전극시스템(23), 처리용기(4) 내를 진공하는 진공시스템(57) 및, 처리용기(4) 내로 각 가스를 공급하는 가스공급시스템(35)을 갖추고 있다.
제어장치(51)는 센서기판(11)으로부터의 정보를 기초해서 진공처리기구(31)을 제어하도록 되어 있다. 도 3에 정보(신호)의 흐름을 나타낸다.
이하, 도 1에 나타낸 본 실시형태의 진공처리장치(1)에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
처리용기(4)는, 예컨대 표면이 양극산화처리된 알루미늄 등에 의해서 대략 원통형상으로 형성되고, 기밀하게 폐색이 자유로운 처리실(2)을 형성하도록 되어 있다. 처리용기(4) 자체는 접지선(6)을 매개로 접지되어 있다.
처리실(2) 내의 저부에는, 예컨대 세라믹 등으로 형성된 절연지지판(8)이 설치되어 있다. 절연지지판(8)의 상부에는, 예컨대 6인치의 웨이퍼 등의 피처리기판(W) 및 해당 피처리기판(W)과 대략 동일 형상 동일 크기의 센서기판(11)을 탑재하기 위한 대략 원주형상의 탑재대(10)가 상하 이동이 자유롭게 수용되어 있다.
탑재대(10)는 절연지지판(8) 및 처리용기(4)의 저부를 관통하는 승강축(12)에 의해 지지되고 있다. 이 승강축(12)은 처리용기(4) 외부에 설치되어 있는 구동모터(14)에 의해서 상하 이동이 자유롭다. 따라서, 구동모터(14)의 동작에 의해 탑재대(10)는 도 1 중의 왕복화살표로 나타낸 방향으로 상하 이동이 자유롭다. 또한, 탑재대(10) 위로의 피처리기판(W) 또는 센서기판(11)의 도입과 취출은 도시되지 않은 반송수단에 의해서 적절하게 이루어지도록 되어 있다.
반송수단으로서는, 예컨대 다관절 로봇 암의 선단에 기판 유지부를 설치한 것이 널리 이용되고 있다. 이와 같은 반송수단은 처리용기와 연결 접속된 로드 잠금실 내에 설치되고, 처리용기와 로드 잠금실의 격벽에 설치된 게이트를 기판 유지부가 기판을 유지한 상태에서 통과 가능하게 제작되어 있다. 이와 같은 반송수단에 의해서 피처리기판(W) 또는 센서기판(11)이 처리용기 내로 도입 또는 취출된다.
탑재대(10) 상에는 피처리기판(W) 또는 센서기판(11)을 흡착 유지하기 위한 정전척(18)이 설치되어 있다. 이 정전척(18)은, 예컨대 도전성의 박막을 폴리이미드계의 수지에 의해서 상하로부터 사이에 끼워 지지하는 구성을 가질 수 있어, 처리용기(4)의 외부에 설치되는 고압직류전원(20)으로부터의, 예컨대 1.5kV~2.0kV의 전압이 인가되도록 되어 있다. 이 전압인가에 의해서 발생하는 쿨롱력에 의해서 피처리기판(W) 또는 센서기판(11)은 정전척(18)의 상면에 흡착 유지되도록 되어 있다.
또한, 탑재대(10)와 절연지지판(8) 사이에는 처리실(2)의 기밀성을 확보하기 위해서, 승강축(12)의 외측을 에워싸도록 신축이 자유로운 기밀부재, 예컨대 벨로우즈(16)가 설치되어 있다.
탑재대(10)는, 예컨대 표면이 양극산화처리된 알루미늄으로 이루어지고, 그 내부에 온도조절수단(10t)을 갖고 있다. 온도조절수단(10t)은, 예컨대 세라믹히터 등의 가열수단과, 외부 냉매원 사이에서 냉매를 순환시키기 위한 냉매순환로로 구성될 수 있다. 이에 의해, 온도조절수단(10t)을 제어하는 것에 의해서, 탑재대(10) 상의 피처리기판(W) 또는 센서기판(11)의 온도를 소망의 범위로 유지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 탑재대(10)는 그 자체가 하부전극을 구성하고 있고, 정합기(66)를 매개로 제1고주파전원(64)에 접속되어 있다. 제1고주파전원(64)은 탑재대(10)에 대해서 주파수가 수백kHz 정도, 예컨대 800kHz의 고주파 전력을 출력하도록 되어 있다.
또한, 탑재대(10) 상면측의 외주부에는 정전척(18)을 에워싸도록 대략 환형상의 포커스링(22)이 설치되어 있다. 포커스링(22)은 절연성을 갖는, 예컨대 석영으로 이루어져 있고, 후술하는 플라즈마 중의 이온을 효과적으로 피처리기판(W) 또는 센서기판(11)으로 입사시키는 기능을 갖고 있다.
하부전극 시스템(19)은 이상에 설명된 정합기(66)와 제1고주파전원(64) 및 포커스링(22)으로 구성되어 있다. 하부전극 시스템(19) 중 제1고주파전원(64)이 제어장치(51)에 접속되어, 제어장치(51)에서 제어되도록 되어 있다.
탑재대(10)의 탑재면과 대향하는 상부측의 위치에는, 대략 원반형상의 상부전극(24)이 배치되어 있다. 상부전극(24)은 도전성을 갖는, 예컨대 단결정실리콘으로 이루어지고, 복수의 관통공(24a)이 설치되어 있다. 상부전극(24)의 위쪽에는도전성을 갖는, 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 상부전극(24)과 대략 동일 직경의 상부전극 지지부재(26)가 설치되어 있다. 상부전극(24)과 상부전극 지지부재(26)의 외주측에는 절연링(28)이 설치되어 있다.
상부전극(24)은 상부전극 지지부재(26) 및 정합기(70)를 매개로 제2고주파전원(68)에 접속되어 있다. 제2고주파전원(68)은 상부전극(24)에 대해서, 주파수가 제1고주파전원(64) 보다도 높은 1MHz 이상의 주파수, 예컨대, 27.12MHz의 고주파전력을 출력하도록 되어 있다.
또한, 상부전극(24)의 하면측의 외주부로부터 절연링(28)의 외주면 대략 중앙부에 걸쳐서 절연성을 갖는, 예컨대 석영으로 이루어지는, 대략 환형상의 쉴드링(32)이 배치되어 있다. 이 쉴드링(32)은 포커스링(22)과 함께 정전척(18)과 상부전극(24) 사이의 갭 보다 좁은 갭을 형성하고 플라즈마의 확산을 억제하는 기능을 갖고 있다.
상부전극 시스템(23)은 이상에 설명한 상부전극(24)과, 상부전극 지지부재(26), 정합기(70), 제2고주파전원(68), 절연링(28) 및, 쉴드링(32)으로 구성되어 있다. 상부전극 시스템(23) 중 제2주파수전원(68)이 제어장치(51)에 접속되어, 제어장치(51)에서 제어되도록 되어 있다.
처리용기(4)의 하부에는 배기관(60)을 매개로, 예컨대 진공펌프 등의 진공수단(58)이 접속되어 있다. 이에 의해, 처리실(2)은, 예컨대 펀칭된 판으로 이루어지는 배기판(62)을 매개로, 예컨대 수mTorr~수백mTorr까지의 임의의 진공도까지 진공되어, 진공상태를 유지하는 것이 가능하게 되어 있다.
진공시스템(57)은 위에서 설명한 진공수단(58)과, 배기관(60), 배기판(62)으로 구성되어 있다. 진공시스템(57) 중 진공수단(58)이 제어장치(51)에 접속되어, 제어장치(51)에서 제어되도록 되어 있다.
상부전극 지지부재(26)의 상부전극(24) 측에는 개구부(26a)가 형성되어 있다. 이 개구부(26a)는 상부전극(24)과의 사이에 공간부(30)를 형성하고 있다. 공간부(30)의 상부 대략 중앙에는 가스도입구(34)가 접속되어 있다. 그리고, 가스도입구(34)에는 밸브(36)를 매개로 가스도입관(38)이 접속되어 있다.
가스도입관(38)에는 밸브(40,42,44) 및 대응하는 유량조절을 위한 매스플로우컨트롤러(46,48,50:MFC)를 매개로 각각에 대응하는 가스공급원(52,54,56)이 각각 접속되어 있다.
가스공급원(52)으로부터는, 예컨대 Ar이 자유롭게 공급되고, 가스공급원(54)으로부터는, 예컨대 O2가 자유롭게 공급되며, 가스공급원(56)으로부터는, 예컨대 C3F6또는 C-C3F6(C-는 환형상화합물의 약자)이 자유롭게 공급되는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이들 가스공급원(52,54,56)으로부터의 각 가스는 가스도입관(38)으로부터 가스도입구(34), 공간부(30) 및 관통공(24a)을 통해서 처리실(2)로 도입되고, 피처리기판(W) 또는 센서기판(11)의 피처리면에 대해서 균일하게 토출되도록 구성되어 있다.
가스공급시스템(35)은 이상 설명한 관통공(24a)과, 개구부(30), 가스도입구(34), 밸브(36), 가스도입관(38), 밸브(40,42,44),매스플로우컨트롤러(MFC:46,48,50) 및, 가스공급원(52,54,56)으로 구성되어 있다. 가스공급시스템(35) 중 각 밸브(36,40,42,44), 각 MFC(46,48,50) 및, 각 가스공급원(52,54,56)이 제어장치(51)에 접속되어, 제어장치(51)에서 제어되도록 되어 있다.
다음에, 이와 같은 에칭장치(1)를 이용해서, 예컨대 SiO2로 형성된 피처리기판(W)에 대해서 에칭처리를 실시하는 경우의 작용에 대해서 설명한다.
우선, 센서기판(11)이 탑재대(10) 상에 탑재된다. 다음에, 고압직류전원(20)으로부터 소정의 전압이 정전척(18) 내의 도전성 박막으로 인가되어, 센서기판(11)은 정전척(18) 상에 흡착되어 유지된다.
탑재대(10)는 온도조절수단(10t)에 의해 소정의 온도로 조정된다. 온도조절수단(10t)은 제어장치(51)에 의해 탑재대(10) 상에 유지되는 센서기판(11)의 표면 온도를 처리 시에 소망의 온도(예컨대, 120℃ 이하)로 설정하도록 제어된다.
다음에, 처리실(2) 내는 진공수단(58)에 의해서 진공된다. 또한, 가스공급원(52,54,56)으로부터 에칭처리에 필요한 가스가 소정의 유량으로 공급되고, 처리실(2)의 압력이 소정의 진공도, 예컨대 40mTorr로 설정되어 유지된다.
이때, 가스공급원(52,54,56)으로부터 공급되는 각 가스 Ar, O2, C3, F6은 제어장치(51)에 의해 각각에 대응하는 매스플로우컨트롤러(46,48,50:MFC) 및 밸브(40,42,44)에 의해서 소정의 유량으로 조정된다. 예컨대, 각 가스는 C3F6및 O2의 유량비가 0.1≤O2/C3F6≤1.0으로 되도록 유량이 조정되고, C3F6의분압이0.5mTorr~2.0mTorr로 되도록 각 밸브(40,42,44)의 개방도가 조정된다. 각 가스 Ar, O2, C3F6은 혼합되어 가스도입관(38), 가스도입구(34), 공간부(30) 및, 관통공(24a)으로부터 센서기판(11) 상에 도입된다.
다음에, 상부전극(24)에 대해서 고주파전원(68)으로부터 주파수가 27.12MHz, 파워가, 예컨대 2kW의 고주파전력이 공급되고, 상부전극(24)과 탑재대(10)의 사이에 플라즈마가 생긴다. 또한, 동시에 탑재대(10)에 대해서는 고주파전원(64)으로부터 주파수가 800kHz, 파워가, 예컨대 1kW의 고주파전력이 공급된다.
그리고, 발생된 플라즈마에 의해서 처리실(2) 내의 처리가스가 해리되고, 그 때 생기는 에천트이온이 탑재대(10)측에 공급된 상대적으로 낮은 주파수의 고주파에 의해서 그 입사속도가 컨트롤되면서 센서기판(11) 표면의 SiO2막을 에칭해 간다.
이 에칭처리 중에서, 센서기판(11)의 검출소자(11d)는 적절하게 설정된 샘플링간격으로 각종의 정보, 즉 파워밀도(watt/cm2), Vdc(V), △Vdc(V), 적외선강도, 자외선강도, 가시영역광강도, 온도(℃), 분자량, 이온커런트(A), 가속도(m/S2), 왜곡, 변위 및 음 등등을 검출한다.
센서기판(11)의 전처리소자(11q)는 검출소자(11d)가 검출한 정보를 기억하기 적절한 상태로 전처리한다. 예컨대, 각 검출데이터의 소정 시간내의 시간평균을 구하거나(저역통과필터링에 상당), 동일한 검출정보를 위하여 복수의 검출소자가설치되어 있는 경우에는 그 중간값이나 평균값을 구하거나 한다. 더욱이는, 보다 고도한 정보처리연산, 예컨대 데이터압축처리 등을 행한다.
따라서, 센서기판의 기억소자(11m)는 전처리소자(11q)에 의해서 전처리된 정보를 기억한다.
일련의 에칭처리가 종료하면, 센서기판(11)은 탑재대(10)로부터 제거된다. 그리고, 센서기판(11)의 기억소자(11m)로부터 기억된 정보가 독취되고, 해당 정보에 기초하여 일련의 에칭처리상태가 해석된다. 이 해석결과에 기초해서 피처리기판(W)에 대한 에칭처리를 위한 제어장치(51)의 제어프로세스가 결정된다.
충분히 적절한 제어장치(51)의 제어프로세스가 결정되지 않는 경우에는, 다시 센서기판(11)을 탑재대(10)에 탑재하고, 제어장치(51)에 의한 각종의 제어내용을 변경하는 등으로 에칭처리를 반복한다.
충분히 적절한 제어장치(51)의 제어프로세스가 결정되면, 피처리기판(W)이 탑재대(10) 상에 탑재된다. 다음에, 고압직류전원(20)으로부터 소정의 전압이 정전척(18) 내의 도전성의 박막에 인가되어, 피처리기판(W)은 정전척(18) 상에 흡착되어 유지된다.
탑재대(10)는 온도조절수단(10t)에 의해 소정의 온도로 조정된다. 이때, 온도조절수단(10t)은 결정된 제어프로세스에 따라서, 제어장치(51)에 의해 탑재대(10) 상에 유지되는 피처리기판(W)의 표면온도를 처리시의 소정 온도(예컨대, 120℃이하)로 설정하도록 제어된다.
다음에, 처리실(2) 내는 진공수단(58)에 의해서 진공된다. 또한, 가스공급원(52,54,56)으로부터 에칭처리에 필요한 가스가 소정의 유량으로 공급되고, 처리실(2)의 압력이 소정의 진공도, 예컨대 40mTorr로 설정되어 유지된다.
이때, 가스공급원(52,54,56)으로부터 공급된 각 가스 Ar, O2, C3F6은 결정된 제어프로세스에 따라서 제어장치(51)에 의해 각각에 대응하는 매스플로우컨트롤러(46,48,50:MFC) 및 밸브(40,42,44)에 의해서 소정의 유량으로 조정된다. 예컨대, 각 가스는 C3F6및 O2의 유량비가 0.1≤O2/C3F6≤1.0으로 되도록 유량이 조정되고, C3F6의 분압이 0.5mTorr~2.0mTorr로 되도록 각 밸브(40,42,44)의 개방도가 조정된다. 각 가스 Ar, O2, C3F6은 혼합되어 가스도입관(38), 가스도입구(34), 공간부(30) 및 관통공(24a)으로부터 피처리기판(W) 상에 도입된다.
다음에, 결정된 제어프로세스에 따라서, 상부전극(24)에 대해서 고주파전원(68)으로부터 주파수가 27.12MHz, 파워가, 예컨대 2kW의 고주파전력이 공급되어, 상부전극(24)과 탑재대(10)의 사이에 플라즈마가 생긴다. 또한, 동시에, 탑재대(10)에 대해서는 고주파전원(64)으로부터 주파수가 800kHz, 파워가, 예컨대 1kW의 고주파전력이 공급된다.
그리고, 발생된 플라즈마에 의해서 처리실(2) 내의 처리가스가 해리되고, 이 때에 생기는 에천트이온이 탑재대(10)측에 공급된 상대적으로 낮은 주파수의 고주파에 의해서 그 입사속도가 컨트롤되면서 피처리기판(W) 표면의 SiO2막을 에칭해 간다. 피처리기판(W) 표면에 대한 에칭처리는 센서기판(11)에 의해서 얻어진 정보에 기초하여 극히 고도로 정밀하게 실시된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 센서기판(11)이 피처리기판(W)과 대략 동일 형태 동일 크기로 형성되어 있기 때문에, 센서기판(11)에 의한 정보검출시의 가스 흐름 등의 에칭처리환경의 동일성이 담보된다. 따라서, 센서기판(11)이 검출하는 진공처리상태의 정보는 피처리기판(W)의 진공처리에 있어서 극히 유용한 정보로 된다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 센서기판(11)의 전처리소자(11q)에 의해, 각 검출데이터의 소정시간내의 시간평균을 구하거나, 복수의 검출정보의 중간값이나 평균값을 구하거나, 더욱이는 보다 고도한 정보처리연산, 예컨대 데이터압축처리 등을 행하기 위해 검출정보의 전달처리의 편의에 월등하다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 센서기판(11)의 기억소자(11m)에 의해 전처리소자(11q)에 의해서 전처리된 정보가 기억되기 때문에 나중에 정보의 해석처리를 행하는 것이 용이하다.
또한, 본 실시형태의 검출소자(11d)는 파워밀도(watt/cm2)와, Vdc(V), △Vdc(V), 적외선강도, 자외선강도, 가시영역광강도, 온도(℃), 분자량, 이온커런트(A), 가속도(m/S2), 왜곡, 변위 및, 음 각각을 검출하도록 되어 있지만, 이들 검출대상의 일부만을 검출하는 형태라도 된다.
예컨대, 검출소자(11d)에 의해 검출되는 온도정보를 기초로, 칠러(chiller) 등의 온도제어수단의 운전패턴을 변경할 수 있다. 더욱이, 칠러측에 데이터 기입가능한 메모리나 CPU를 갖게 해서, 해당 메모리에 기억시킨 운전패턴을 실행하는 것도 가능하다.
또한, 검출소자(11d)에 의해 검출되는 가속도정보를 기초로, 해당 가속도 데이터를 미분해서 극값을 구하고, 이 극값에서의 정/부의 부호가 교대하는 것을 1회로 해서 카운트하면 센서기판이 몇 회 진동했는 가를 검출할 수 있다. 이 정보는, 예컨대 반송암 등에 의한 반송시에 발생하는 파티클을 감소하기 위해 도움이 된다. 즉, 반송시의 진동발생이 억제되도록 반송암 등을 모두 조정하면 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 검출소자(11d)로서 음향센서를 이용해서 반송암 등의 삐걱거리는 음을 잡으면, 이상의 조기발견이 용이하게 된다. 더욱이, 소정 패턴의 음향신호를 수신했을 때 반송계가 자동 정지하도록 설정해 두면, 반송계의 이상에 의한 기판의 파손 사고를 방지할 수 있다.
포커스링의 시간에 따른 변화에 의해 Vdc가 변화하는 경우에는, 검출소자(11d)가 Vdc(V)나 △Vdc(V)를 검출하는 것이 유효하다. 이 경우, 수명이 지나기 전에 프로세스파라메터를 변화시켜서, 잠정적으로 양호한 진공처리를 실시하는 것이 가능하게 된다.
또한, 검출소자(11d)로서 광학센서를 이용하면, 예컨대 플라즈마의 이상방전에 의한 플라즈마광의 점멸을 포착해서 알람을 낼 수 있다. 더욱이, 복수의 광학센서를, 바람직하게는 매트릭스형상으로 설치해 두면, 수광강도의 분포에 기초해서 이상방전 장소를 대강 특정할 수 있다. 이는 실제의 방전 흔적을 눈으로 신속하게 확인하기 위한 유용한 위치 정보로 된다. 또한, 방전위치를 특정하는 것에 의해서 그 대책도 세우기 쉽게 된다.
프로세스 챔버의 드라이클리닝을 행할 때에는, 검출소자(11d)는 드라이클리닝이 정상으로 완료했는 지를 판단할 수 있는 센서, 예컨대 가스센서나 광학센서인 것이 바람직하다.
또한, 피처리기판(W)은 반도체 웨이퍼 또는 LCD용 유리기판으로 한정되지 않는다. 더욱이, 진공처리장치의 형태는 드라이에칭 처리장치에 한정하지 않고, 각종 에칭처리장치 이외의 진공처리장치이어도 된다.
다음에, 본 발명의 제2실시형태의 진공처리장치에 대해서 도 4를 이용해서 설명한다. 도 4는 제2실시형태의 진공처리장치의 센서기판을 나타낸 구성 개략도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 진공처리장치(1)에서는 기억소자(11m)를 대신하여, 검출소자(11d)가 검출한 정보를 무선의 실시간으로 제어장치(51)로 송신하는 송신소자(11s)를 갖고 있고, 제어장치(51)는 송신소자(11s)가 송신한 정보를 해석하도록 되어 있는 이외에는 도 1 및 도 2에 나타낸 제1실시형태의 형태와 동일한 구성을 갖는다. 제2실시형태에 있어서, 도 1 및 도 2에 나타낸 제1실시형태와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태에 의하면, 진공처리상태의 정보를 실시간으로 얻을 수 있기 때문에, 처리 중에 제어장치(51)의 제어내용을 변경할 수 있다. 이에 의해, 제어장치(51)의 적절한 제어프로세스를 효과 좋게 결정할 수 있다.
더욱이, 본 실시형태에 의하면, 센서기판(11)에 대한 진공처리 중에 장치의 보호상 위험한 상태가 발생한 경우, 그 상태를 알람 등으로 표시해서 해당 상태를 회피해야 할 제어장치(51)를 조정하거나, 처리를 중지하거나 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시형태에서는 기억소자(11m)를 대신해서 송신소자(11s)를 설치하고 있지만, 센서기판(11)은 기억소자(11m)와 송신소자(11s)의 양쪽을 갖고 있어도 된다.
다음에, 본 발명의 제3실시형태의 진공처리장치에 대해서 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는 제3실시형태의 진공처리장치의 센서기판을 나타낸 구성 개략도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 진공처리장치(1)에서는 센서기판(11)이 복수의 미소 구멍(11h)을 갖고, 검출소자(11d)가 각 미소 구멍(11h) 내에 설치되어 있는 이외는 도 1 및 도 2에 나타낸 제1실시형태와 동일한 구성을 갖는다. 제3실시형태에서, 도 1 및 도 2에 나타낸 제1실시형태와 동일한 부분에는 동일 참조부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태에 의하면, 검출소자(11d)는 진공처리의 1형태인 미소 공 형성처리의 처리과정에서의 상태를 검출할 수 있다.
미소 공(11h)은, 예컨대 φ0.18㎛, 깊이 2㎛이다. 또한, 복수의 애스펙트비(깊이/직경)로 설정해 두면, 복수의 처리과정에 대응한 진공상태 정보를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 센서기판이 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기로 형성되어 있기 때문에, 센서기판의 검출소자가 검출하는 진공처리상태의 정보는 피처리기판의 진공처리에 있어서 극히 유용한 정보로 된다.
또한, 본 발명에 의하면, 센서기판의 정보처리소자에 의해 검출소자가 검출한 정보가 처리되기 때문에, 검출정보의 전달처리의 편의에 월등하다.

Claims (22)

  1. 피처리기판이 탑재되는 탑재부와,
    탑재부에 탑재되는 피처리기판에 대해서 진공처리를 실시하는 진공처리기구 및,
    진공처리기구를 제어하는 제어장치를 구비한 진공처리장치를 이용하는 진공처리방법에 있어서,
    탑재부에 탑재되는 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기로 형성되고, 진공처리상태의 정보를 검출하는 검출소자와 검출소자가 검출한 정보를 처리하는 정보처리소자를 갖춘 센서기판을 탑재부에 탑재하는 공정과,
    센서기판에 대해서 진공처리기구에 의해 진공을 이용한 처리를 실시하는 공정,
    센서기판이, 진공처리를 실시할 때에 검출소자에 의해 진공처리 상태의 정보를 검출하는 공정,
    정보처리소자에 의해 검출소자가 검출한 정보를 처리하는 공정,
    센서기판을 탑재부로부터 제거하는 공정,
    피처리기판을 탑재부에 탑재하는 공정,
    정보처리소자에 의해 처리된 진공처리상태의 정보를 기초로 제어장치에 의해 진공처리기구를 제어해서 피처리기판에 대해서 진공처리를 실시하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공처리방법.
  2. 제1항에 있어서, 진공처리는 플라즈마처리인 것을 특징으로 하는 진공처리방법.
  3. 제2항에 있어서, 플라즈마처리는 플라즈마에칭처리인 것을 특징으로 하는 진공처리방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 피처리기판은 반도체웨이퍼 또는 LCD용 유리기판인 것을 특징으로 하는 진공처리방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 정보처리소자는 검출소자가 검출한 정보를 기억하는 기억소자를 갖춘 것을 특징으로 하는 진공처리방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 정보처리소자는 검출소자가 검출한 정보를 무선의 실시간으로 제어장치로 송신하는 송신소자를 갖춘 것을 특징으로 하는 진공처리방법.
  7. 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 센서기판은 하나 이상의 미소 구멍을 갖고,
    검출소자가 미소 구멍 내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공처리방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 검출소자는 파워밀도와, Vdc, △Vdc, 적외선강도, 자외선강도, 가시영역광강도, 온도, 분자량, 이온커런트, 가속도, 왜곡, 변위 및, 음 중 어느 하나를 검출하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공처리방법.
  9. 피처리기판이 탑재되는 탑재부를 갖춘 진공처리장치의 해당 탑재부에 탑재되는 센서기판에 있어서,
    탑재부에 탑재되는 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기로 형성되고,
    진공처리상태의 정보를 검출하는 검출소자와 검출소자가 검출한 정보를 처리하는 정보처리소자를 갖춘 것을 특징으로 하는 센서기판.
  10. 제9항에 있어서, 진공처리장치는 플라즈마처리장치인 것을 특징으로 하는 센서기판.
  11. 제10항에 있어서, 플라즈마처리장치는 플라즈마에칭처리장치인 것을 특징으로 하는 센서기판.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 피처리기판은 반도체웨이퍼 또는 LCD용 유리기판인 것을 특징으로 하는 센서기판.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 정보처리소자는 검출소자가 검출한 정보를 기억하는 기억소자를 갖춘 것을 특징으로 하는 센서기판.
  14. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 정보처리소자는 검출소자가 검출한 정보를 무선의 실시간으로 진공처리장치로 송신하는 송신소자를 갖춘 것을 특징으로 하는 센서기판.
  15. 제13항 또는 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 미소 구멍을 더욱 구비함과 더불어, 검출소자는 미소 구멍 내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 센서기판.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 검출소자는 파워밀도와, Vdc, △Vdc, 적외선강도, 자외선강도, 가시영역광강도, 온도, 분자량, 이온커런트, 가속도, 왜곡, 변위 및, 음 중 어느 하나를 검출하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 센서기판.
  17. 피처리기판이 탑재되는 탑재부와,
    탑재부에 탑재되는 피처리기판에 대해서 진공처리를 실시하는 진공처리기구 및,
    진공처리기구를 제어하는 제어장치를 구비하고,
    제어장치는 탑재부에 탑재되는 피처리기판과 대략 동일 형태 동일 크기의 센서기판으로부터의 정보를 기초로 진공처리기구를 제어하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
  18. 제17항에 있어서, 진공처리는 플라즈마처리인 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
  19. 제18항에 있어서, 플라즈마처리는 플라즈마에칭처리인 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 피처리기판은 반도체웨이퍼 또는 LCD용 유리기판인 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
  21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 센서기판은 진공처리상태의 정보를 검출하는 검출소자와, 검출소자가 검출한 정보를 무선의 실시간으로 제어장치로 송신하는 송신소자를 갖추고,
    제어장치는 센서기판의 송신소자로부터의 정보를 무선의 실시간으로 수신하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
  22. 제21항에 있어서, 검출소자는 파워밀도와, Vdc, △Vdc, 적외선강도, 자외선강도, 가시영역광강도, 온도, 분자량, 이온커런트, 가속도, 왜곡, 변위 및, 음 중 어느 하나를 검출하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 진공처리장치.
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