TW202144753A - 電漿處理裝置的檢測方法 - Google Patents
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Abstract
多個原料氣體供給路之每一個具備:用於開啟或關閉該原料氣體供給路的第1閥及配置在該第1閥之上游側的第2閥;流量調節器,其配置在彼等第1與第2閥之間,用於對流過內部的原料氣體的流量進行調節;在第2閥與流量調節器之間的部位處被連接且是與內部供給有惰性氣體的惰性氣體供給路之連接部;在具備前述多個原料氣體供給路而構成的電漿處理裝置中,為了提升處理效率,在多個原料氣體供給路之檢測中進行以下工程:第1檢測工程,係針對每一個原料氣體供給路在關閉第1閥且從惰性氣體供給路供給有惰性氣體的狀態下,針對多個原料氣體供給路之每一個,依序使用通過該原料氣體供給路上的流量調節器之惰性氣體的流量來判斷該原料氣體供給路上的第1閥之有無洩漏;及第2檢測工程,係在該第1檢測工程中未判斷為第1閥有洩漏的情況下,針對多個原料氣體供給路之每一個,依序在關閉第1和第2閥的狀態下從連接到該原料氣體供給路的惰性氣體供給路供給惰性氣體並使用供給至該惰性氣體供給路的惰性氣體的壓力的變化量來檢測該原料氣體供給路上的第1閥的洩漏。
Description
本發明關於在藉由供給至處理室內的處理用氣體而形成的電漿,對配置在真空容器內部的處理室內之半導體晶圓等之基板狀的樣本進行處理的電漿處理裝置中,針對該電漿處理裝置中的前述處理用氣體的供給量進行檢測的檢測方法,尤其是,關於檢測流過與處理室連結的氣體供給管線之內部的,由多種類的氣體按照預定的組成而構成的處理用氣體的量的方法。
已知,在製造半導體元件的過程中,為了對矽等之半導體晶圓或LCD基板等之基板狀的樣本實施期望的加工來形成元件的電路的構造,而廣泛利用乾蝕刻裝置。通常,該乾蝕刻裝置係對配置在真空容器內部的室亦即處理室內導入由高反應性的單一或多種類構成的製程用氣體,並藉由供給至處理室內的電場或磁場激發該製程用氣體來形成電漿,使用該電漿中的離子等之帶電粒子和高反應性的粒子進行蝕刻等之處理的電漿處理裝置。
在這樣的電漿處理裝置中,有可能對同一晶圓實施多個工程的蝕刻處理。在這樣的多個工程的每個工程中,將由不同種類或組成的氣體構成的處理用氣體供給至處理室內,在不同的處理條件下進行晶圓處理。電漿處理裝置中,為了進行這樣的晶圓處理(製程),因此必須具有能夠切換不同種類的氣體並供給的氣體供給管線。
電漿處理裝置中的氣體供給管線,係包含:與貯存有不同種類的氣體之多個氣體供給源之每一個連結、連通且內部流過多種氣體的多個配管;和與該多個配管連接而將內部的氣體合流的單一的共通配管。在多個配管之每一個之上具備對流過內部的氣體的流量或速度進行調節的流量調節器和對配管的內部開啟或關閉的閥。依據這樣的氣體供給管線,藉由選擇性開/閉多個配管的閥,可以按預定的組成將多個氣體供給源的氣體之中選擇的氣體供給至電漿處理裝置的處理室。
在具有這樣的氣體供給管線的電漿處理裝置中,當配管上的閥產生洩漏時,會有與期待者不同組成的處理用氣體被供給至處理室內之可能。結果,對製程處理帶來不良影響。因此,在電漿處理裝置中,按事先確定的每一期間檢測這樣的氣體供給管線的閥之有無洩漏或其洩漏量,並對檢測到產生容許範圍外的洩漏量的配管上的閥實施は維修、更換等之維護。
作為與這樣的氣體供給管線的閥的洩漏的檢測有關的已知技術,已知有特開2017-32305號公報(專利文獻1)揭示者。該已知技術中揭示,使用與各氣體供給管線連接的氣體供給源的氣體,在關閉作為檢測對象的單一或多個閥的狀態下流過氣體,以壓力計檢測壓力之上升,藉此來檢測閥的洩漏的檢測技術。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:特開2017-32305號公報
[發明所欲解決的課題]
但是,上述已知技術中,並未充分考量以下之點。
亦即,在針對氣體供給管線的多個氣體供給用的配管上的閥進行檢測時,若多個閥有洩漏之情況下檢測中洩漏出的氣體有可能混合。另一方面,在關閉其他閥的狀態下對每一個閥個別檢測洩漏之有無的情況下,雖不存在上述氣體的混合之問題,但是近年來在蝕刻處理半導體晶圓而製造半導體元件的工程中,通常是混合多種氣體作為處理用氣體並供給至處理室內,氣體種類之數亦有增大之趨勢。因此,電漿處理裝置中,若欲針對具備分別流過不同種類的氣體的配管而構成的氣體供給管線的多個配管之每一個依序進行檢測時,檢測作業需要膨大的時間。在實施這樣的檢測期間需要停止電漿處理裝置的半導體元件製造之運轉,因此上述已知技術中針對損及裝置的稼働率或處理效率的問題未加以考量。
本發明的目的在於提供提升稼働率或處理效率的電漿處理裝置的檢測方法。
[解決課題的手段]
上述目的係藉由以下達成,一種電漿處理裝置的檢測方法,該電漿處理裝置係具備:配置在真空容器內部的處理室,且使用被供給混合有多種氣體的處理用氣體而形成的電漿對晶圓進行處理的處理室;及處理用氣體供給路,其具有內部分別流過前述多種氣體之每一種氣體而被供給的多個原料氣體供給路,以及將彼等多個原料氣體的供給路在與前述處理室之間合流作為1個流路的合流路;前述多個原料氣體供給路之每一個係具備:用於開啟或關閉該原料氣體供給路的第1閥及配置在該第1閥之上游側的第2閥;流量調節器,其配置在彼等第1與第2閥之間,用於對流過內部的前述原料氣體的流量進行調節;在前述第2閥與前述流量調節器之間的部位處被連接的連接部,且是與內部供給有惰性氣體的惰性氣體供給路之連接部;該檢測方法進行以下工程:第1檢測工程,係針對前述多個原料氣體供給路之每一個在關閉前述第1閥且從前述惰性氣體供給路供給有惰性氣體的狀態下,針對前述多個原料氣體供給路之每一個,依序使用通過該原料氣體供給路上的前述流量調節器之前述惰性氣體的流量來判斷該原料氣體供給路上的前述第1閥之有無洩漏;及第2檢測工程,係在該第1檢測工程中未判斷為前述第1閥有洩漏的情況下,針對前述多個原料氣體供給路之每一個,依序在關閉前述第1和第2閥的狀態下從連接到該原料氣體供給路的前述惰性氣體供給路供給前述惰性氣體並使用供給至該惰性氣體供給路的惰性氣體的壓力的變化量來檢測該原料氣體供給路上的前述第1閥的洩漏。
發明效果
依據本發明,可以抑制氣體的混合且在短時間內高精度地檢測連接到多個氣體供給源的多個配管上所設置的閥的洩漏,可以縮短電漿處理裝置的保養、檢查需要的時間,提升稼働率或處理效率。
以下,參照圖面說明本案發明之實施形態。
本實施形態,係在具備連結到排氣裝置的真空容器內部的處理室、供給用於替換處理室內部的氣體之淨化用的惰性氣體的惰性氣體供給管線、對處理室內供給多種製程氣體的製程氣體供給管線、及對配置在各氣體供給管線內的每個閥及流量調節器之動作進行控制的控制部之電漿處理裝置中,使用惰性氣體一次全部檢測多個製程氣體用閥的洩漏者。尤其是,在同時檢測時藉由處理室內的壓力計檢測到閥的洩漏引起的氣體的洩漏時,確認流過各製程氣體供給管線的流量調節器之氣體流量值,來確定有洩漏的閥。此外,若流量調節器中未確認氣體流量時,加壓各製程氣體供給管線並填充惰性氣體,針對每個製程氣體供給管線確認配置在惰性氣體供給管線的壓力計之壓力值,藉此來確定有洩漏的閥。
實施例1
以下,參照圖面說明本發明之實施例。本實施例之電漿處理裝置,係對配置在真空容器內部的處理室內供給製程氣體,並藉由使用導入處理室內的電場或磁場激發製程氣體而形成的電漿對配置在處理室內的半導體晶圓等之基板狀的樣本進行蝕刻處理的電漿蝕刻裝置。
圖1係示意表示本發明之實施例的電漿處理裝置的構成之概略之圖。本圖中,示意表示本發明之實施例之電漿處理裝置的包含用於供給惰性氣體和製程氣體的配管之氣體供給管線與真空容器內部的處理室和包含對其內部實施排氣的排氣泵之排氣系統間的連結態樣。
本圖中,電漿處理裝置100係具備真空容器和配置在其內部的處理室6,並且具備連接在真空容器的下部,且具有與處理室6連通並實施其內部之排氣而減壓至期望的真空度之渦輪分子泵和粗抽吸用的旋轉泵等真空泵的排氣泵9。此外,電漿處理裝置100連結到對處理室6內供給淨化氣體和製程氣體的氣體供給管線13。
排氣泵9係對處理室6內的氣體或粒子實施排氣對內部減壓,並使用處理室6內之壓力計7將壓力設為預定的壓力之範圍者。本實施例之電漿處理裝置100中,排氣泵9之入口與配置在處理室6的未圖示的排氣口係藉由排氣管線15連結並連通,在彼等之間之排氣管線15上具備排氣調節閥8以便藉由增減橫切排氣管線15之配管內之流動方向的截面積來調節流入排氣管線內的來自處理室6的氣體或粒子之流量或速度。
氣體供給管線13具有:多個原料氣體管線,其具備使不同種類的氣體流過每一個之內部的配管;及合流氣體供給管線13-a,係與彼等原料氣體管線之配管連接並連通的1個配管,用於按預定的比率合流來自原料氣體管線的氣體並使混合的氣體流過。本實施例之原料氣體管線係具備惰性氣體供給管線13-0和第1至第n製程氣體供給管線13-1至13-n。
惰性氣體供給管線13-0具有:惰性氣體供給源1-0;及藉由開啟或關閉之動作對來自惰性氣體供給源1-0之惰性氣體在惰性氣體供給管線13-0內之流過或切斷進行調節的惰性氣體切斷閥2-0。此外,在惰性氣體切斷閥2-0之惰性氣體的流動方向之下游側之部位具備流量調節器4-0,其具有對流過惰性氣體供給管線13-0內的氣體的流量或速度進行檢測的功能且能夠調節流過的氣體的流量或速度。此外,在流量調節器4-0之下游側之部位具備惰性氣體導入閥5-0,其可以藉由開啟或關閉之動作來調節惰性氣體向合流氣體供給管線13-a之導入或切斷,彼等之元件按上述之順序並藉由配管依序連結。
此外,本實施例具備以將流入原料氣體管線之每一個管線的氣體導入至排氣泵9之入口與排氣調節閥8之間之排氣管線15上的部位處的方式而與彼等每個管線連通的旁通管線11。例如,在惰性氣體供給管線13-0中,惰性氣體排氣管線13-0’以其另一端連接到旁通管線11且一端連接到流量調節器4-0與惰性氣體導入閥5-0之間之惰性氣體供給管線13-0上的部位處而被連通。此外,在惰性氣體排氣管線13-0’上的旁通管線11側具備惰性氣體排氣淨化閥3-0及在其之惰性氣體供給管線13-0側具備壓力計14。
本實施例的氣體供給管線13之第1至第n製程氣體供給管線13-1至13-n,係和惰性氣體供給管線13-0同樣,具備第1製程氣體供給源1-1至第n製程氣體供給源1-n、第1製程氣體切斷閥2-1至第n製程氣體切斷閥2-n、第1至第n流量調節器4-1至4-n。此外,在各製程氣體供給管線13-1至13-n上的各流量調節器4-1至4-n與該各製程氣體供給管線與合流氣體供給管線13-a的連接部位之間具備藉由開啟或關閉之動作來調節內部的氣體的流過、切斷的第1製程氣體導入閥5-1至第n製程氣體導入閥5-n。
此外,在各製程氣體供給管線13-1至13-n上連接有與旁通管線連通的製程氣體排氣管線13-1’至13-n’。亦即,製程氣體排氣管線13-1’至13-n’之每一個,係在第1至第n製程氣體供給管線13-1至13-n之每一個上的第1至第n製程氣體切斷閥2-1至2-n之每一個與流量調節器4-1至4-n之每一個之間之部位,與惰性氣體管線排氣淨化閥3-1與排氣閥10之間的位於旁通管線11上的部位處之間被配置並將彼等連接、連通。如上所述,旁通管線11之端部被連接到惰性氣體排氣管線13-0’並從與該旁通管線11之連接部,而使沿著從流量調節器4-0與惰性氣體導入閥5-0之間分歧的管路流入的惰性氣體被導入各製程氣體排氣管線13-1’至13-n’。
此外,在連接旁通管線11與各製程氣體供給管線的製程氣體排氣管線13-1’至13-n’之每一個上,配置有將該管線的每一個之內部設為開啟或關閉的第1製程氣體排氣淨化閥3-1至第n製程氣體排氣淨化閥3-n。另一方面,在旁通管線11上的供作為連接各製程氣體排氣管線13-1’至13-n’的部位之任一的接近排氣管線15的部位,亦即在旁通管線11與排氣管線15的連接部位與上述全部製程氣體排氣管線的連接部位之間具備藉由開啟或關閉之動作來調節旁通管線11內的氣體的流過或切斷的排氣閥10。
在惰性氣體切斷閥2-0和惰性氣體導入閥5-0開啟的狀態下,來自惰性氣體供給源1-0之惰性氣體按照流量調節器4-0調節的流量或速度流入惰性氣體供給管線13-0並導入合流氣體導入管線13-a。在配置在合流氣體導入管線13-a上的合流氣體導入閥13-b開啟的狀態下,合流氣體導入管線13-a內的氣體被導入處理室6內。另一方面,在惰性氣體排氣管線13-0’上的惰性氣體排氣淨化閥3-0開啟的狀態下,惰性氣體供給管線13-0內的氣體的至少一部分通過惰性氣體排氣管線13-0’被導入旁通管線11內,流過旁通管線11內且在排氣閥10開啟的狀態下被導入排氣管線15並藉由排氣泵9之動作被排出。
同樣地,來自任一製程氣體供給源1-k(k為1至n之任一)的製程氣體,在製程氣體切斷閥2-k與製程氣體導入閥5-k兩者都開啟的狀態下,按照流量調節器4-k調節成為預定值的流量或速度流過惰性氣體供給管線13-k並導入合流氣體導入管線13-a。導入到合流氣體導入管線13-a內的製程氣體,係從多種製程氣體供給管線或從惰性氣體供給管線13-0亦導入有惰性氣體的情況下被混合而成為具有預定的組成或比率的混合氣體,在合流氣體導入閥13-b開啟的狀態下作為處理用氣體被導入處理室6內。另一方面,在任一製程氣體排氣管線13-k’上的製程氣體排氣淨化閥3-k開啟的狀態下,對應的製程氣體供給管線13-k內的氣體的至少一部分通過製程氣體排氣管線13-0’被導入旁通管線11內,流過旁通管線11內且在排氣閥10開啟的狀態下被導入排氣管線15並藉由排氣泵9之動作被排出。
另一方面,連接到旁通管線11的各製程氣體排氣管線13-k’,係與同樣連接到旁通管線11的惰性氣體排氣管線13-0’連通。在具備這樣構成的氣體供給管線13中,針對第1至第n製程氣體供給管線13-1至13-n,為了其內部的排氣或淨化用而可以從惰性氣體供給管線13-0導入惰性氣體。
此外,惰性氣體供給管線、第1至第n製程氣體供給管線的每一個在處理室6側之端部係在彼等與處理室6之間合流成為1個合流氣體供給管線13-a。在從各製程氣體供給管線的合流部至處理室6之間具有與彼等連結的配管而構成的合流氣體供給管線13-a上,配置有藉由開啟或關閉之動作來設定內部的氣體的流過或切斷的合流氣體導入閥13-b。此外,上述實施例中構成為,1個合流氣體供給管線13-a連結到處理室6並藉由配置在各製程氣體供給管線上的閥或流量之調節器之動作,使流過彼等管線內的其他種類或組成的多個氣體合流成為1種類或組成的氣體而供給至處理室6內,但是亦可以具備以下的構成:將多種製程氣體供給管線的至少任一個連接到處理室6,使流過該管線內的氣體單獨地導入處理室6內。
此外,氣體供給管線13內之原料氣體管線上所配置的閥或流量調節器,係連接成為可與控制部12通訊,對應於該控制部12的指令信號來調節其動作。控制部12係在內部具有半導體元件構成的CPU等之運算器及RAM、ROM或硬碟或使用可以裝拆的記憶用媒體進行記憶的CD-ROM等之記憶裝置,此外具備通訊用的介面以便在可以與上述閥或流量調節器之間進行通訊的有線或無線通訊手段之間進行通訊,並且具備連接成為可以在運算器、記憶裝置、介面之間進行通訊的有線或無線之通訊回線。
在本實施例之電漿處理裝置100對處理對象之樣本進行處理而製造半導體元件的常規的運轉中,在具有圓筒形的真空容器的外側之側壁,將處理對象即半導體晶圓等之基板狀的樣本載置保持於未圖示的機器手臂等搬送用裝置的手臂上並搬送至未圖示的作為另一真空容器的內側已減壓的空間內,從搬送用的已減壓的空間亦即搬送室被搬入至真空容器內部的處理室6內側。通過形成在真空容器側壁的通路亦即閘門搬送的樣本,係被輸送到處理室6之內部的未圖示的樣本台或電極而配置在彼等之上面等之預定的位置並使用靜電吸附等進行保持。搬送裝置通過閘門退出處理室6外之後,藉由未圖示的閘閥關閉閘門並將處理室6內部密封。
處理用氣體從氣體供給管線13被導入處理室6內,在維持於適合預定處理的範圍內之壓力值的狀態下對處理室6內供給電場或磁場來激發處理用氣體使產生電離、發散而形成電漿,開始進行對事先形成在樣本之上表面的遮罩層和包含其下方的處理對象之膜層的膜構造之該處理對象之膜層的處理。此時,對樣本台或電極供給高頻電力而在樣本上表面上方形成與電漿之電位對應的偏壓電位,電漿中的離子等之帶電粒子被引誘到樣本表面產生碰撞而促進帶電粒子在處理對象之膜層之射入方向上的蝕刻處理。
當檢測到該處理之結束時,將惰性氣體等之淨化用的氣體導入處理室6內,藉由流入的淨化氣體替換殘留於處理室6內部的處理用氣體或處理中形成的生成物之粒子並通過排氣管線9排出到處理室6外部。之後,解除樣本之靜電吸附之後將其輸送到進入處理室6內的搬送裝置並被搬送至處理室6外之上述另一真空容器的搬送室內。若在處理室6內乃有待處理的未處理之樣本存在的情況下,再度搬入處理室6內部,不存在未處理之樣本的情況下關閉閘閥再度密封處理室6,停止電漿處理裝置100處理樣本而製造半導體元件的運轉。
當控制部12檢測到電漿處理裝置100之上述這樣的處理之運轉已實施了預定的樣本之片數或累積之時間時,控制部12依據記憶於記憶裝置的軟體之運算法則,停止電漿處理裝置處理樣本而製造半導體元件的運轉,並使裝置按照裝置的保養、檢查(維護)之動作(維護模式)動作。這樣的保養或檢查係將處理室6內設為與大氣壓相同或接近大氣壓左右的值之壓力開放氛圍而進行配置在內部的元件之清掃或更換。
此時,電漿處理裝置100依據來自控制部12的指令信號,首先,在惰性氣體切斷閥2-0與惰性氣體導入閥5-0開啟的狀態下,將來自惰性氣體供給源1-0之惰性氣體導入惰性氣體供給管線13-0,進一步通過已開啟合流氣體導入閥13-b的合流氣體供給管線13-a導入處理室6,使其內部的壓力從適合處理的預定的真空度亦即減壓的狀態上升至與大氣壓相同或接近大氣壓左右的值之壓力。本實施例中,此時排氣調節閥8關閉處理室6內部被密封。
本實施例中,在這樣的維護之運轉時,亦實施氣體供給管線13之保養、檢查。此時,在1製程氣體切斷閥2-1至第n製程氣體切斷閥2-n被關閉,而且第1製程氣體排氣淨化閥3-1’至第n製程氣體排氣淨化閥3-n’開啟的狀態下,開啟氣體管線排氣閥10使殘留在製程氣體供給管線13-1至13-n之各配管內的製程氣體通過旁通管線11藉由排氣泵9之動作進行排氣。此外,在開啟惰性氣體排氣淨化閥3-0與第1製程氣體排氣淨化閥3-1至第n製程氣體排氣淨化閥3-n的狀態下,使惰性氣體經由惰性氣體排氣管線13-0’供給至各製程氣體供給管線13-1’至13-n’,將包含各流量調節器之已排氣的各製程氣體供給管線內殘留的製程氣體擠壓至合流氣體供給管線13-a進行替換,通過處理室6和排氣管線15在真空容器外實施淨化。此時,各製程氣體導入閥5-1至5-n及合流氣體導入閥13-b被開啟。
上述藉由惰性氣體使處理室6內部的氣體升壓的工程,與製程氣體供給管線內之製程氣體經由旁通管線11的排氣以及惰性氣體從製程氣體排氣管線通過合流氣體供給管線13-a從處理室6經由排氣管線15的淨化的工程,其中之任一工程可以在前或在後進行,將處理室6內部開放升壓至大氣壓的工程與從各製程氣體供給管線通過旁通管線11對內部實施排氣的工程可以並行進行。或者,僅進行通過旁通管線11的排氣與惰性氣體從製程氣體排氣管線通過處理室6通過排氣管線15的淨化的工程之其中任一方之構成亦可。包含上述工程之電漿處理裝置100之保養或檢查結束後,在切換為製造元件的運轉模式再度開始處理室6內的樣本的處理時,處理時使用的氣體,係在開啟各惰性氣體切斷閥2-0或製程氣體切斷閥2-1至1-n,並藉由流量調節器4-0或4-1至4-n設為預定的流量或速度,合流成為預定的組成、比率的處理用氣體並經由合流氣體供給管線13-a導入處理室6內。
此外,本實施例中,各別的氣體供給管線13內之流量調節器4-1至4-n可以調節的最大流量值,係根據每個原料氣體供給管線而不同。例如,惰性氣體供給管線13-0中的流量調節器4-0最大為20L/min,相對地,各製程氣體供給管線13-1至13-n中的流量調節器4-1至4-n中可以設定的最大之流量值為20L/min或5L/min。
這樣的構成需要依據不同之目的分開使用流量調節器,亦即依據處理室6或氣體供給管線13內之每一個管線內之淨化所必要的流量、或者在對通過彼等管線供給的氣體進行稀釋之狀態下雖不需要具備高精度調節流量的性能卻需要大流量供給氣體之目的,以及依據在處理室6內進行樣本的處理時需要小流量且更高精度之調節之目的,來分開使用流量調節器。
參照圖2至圖4說明如上所述構成的本實施例之電漿處理裝置100中的針對第1製程氣體導入閥5-2至第n製程氣體導入閥5-n之洩漏進行檢測的動作。圖2係表示圖1所示實施例中使用惰性氣體檢測製程氣體導入閥的洩漏的動作之流程的流程圖。
如使用圖1之說明,當控制部12檢測到本實施例之電漿處理裝置100之製造半導體元件的處理之運轉已實施了預定的樣本之片數或累積之時間時,控制部12依據記憶於記憶裝置的軟體之運算法則,使電漿處理裝置處理樣本來製造半導體元件的運轉停止,並使裝置按照裝置的保養、檢查(維護)用之動作(維護模式)進行動作。在這樣的維護模式之運轉時,實施氣體供給管線13之保養、檢查。
在開始維護模式之運轉的狀態下,首先,當控制部12根據來自每個管線上的流量調節器4-0至4-n的信號而檢測到氣體未流過氣體供給管線13之原料氣體管線之任一的狀態時,如上所述,藉由排氣泵9並通過排氣管線15對氣體供給管線13內部和處理室6內部殘留的製程氣體實施排氣。此外,在密封處理室6的狀態下將內部減壓直至與樣本的處理中相等或更高的真空度,藉此而進行是否有來自處理室6之洩漏之檢測(步驟S1)。
接著,根據來自控制部12的指令信號,在氣體供給管線13中,將第1製程氣體切斷閥2-1至第n製程氣體切斷閥2-n及第1製程氣體導入閥5-1至第n製程氣體導入閥5-n設為關閉之狀態(關閉),第1製程氣體排氣淨化閥3-1至第n製程氣體排氣淨化閥3-n被設為開啟管線內之狀態。接著,第1製程氣體供給管線13-1之流量調節器4-1至第n製程氣體供給管線13-n之流量調節器4-n之全部將各自可以設定的氣體的流量或速度設為預定的最大者的全開之狀態,從而形成第1檢測之狀態。
此外,藉由將惰性氣體切斷閥2-0設為開啟狀態,將惰性氣體供給管線的流量調節器4-0設為全開,將惰性氣體排氣淨化閥3-1設為開啟狀態,從惰性氣體供給管線13-0以高的壓力將惰性氣體供給、填充至各製程氣體供給管線13-1至13-n。另外,排氣調節閥8設為關閉之狀態,合流氣體導入閥13-b被設為開啟之狀態(步驟S2)。之後,對第1檢測工程實施預定的期間。
使用圖3說明上述步驟S2之第1檢測之狀態下的惰性氣體的流路。圖3係示意表示圖2所示第1檢測工程中的氣體供給管線內的氣體的流動之圖。
亦即,惰性氣體從惰性氣體供給管線13-0上的惰性氣體供給源1-0通過惰性氣體切斷閥2-0和流量調節器4-0進入惰性氣體排氣管線13-0’並經由惰性氣體排氣淨化閥3-0進入旁通管線11。接著,進入到與旁通管線11連接的第1至第n製程氣體排氣管線13-1’至13-n’並通過第1製程氣體排氣淨化閥3-1至第n製程氣體排氣淨化閥3-n進入到各製程氣體供給管線13-1至13-n之每一個。接著,通過各製程氣體供給管線的流量調節器4-1至4-n到達第1製程氣體導入閥5-1至第n製程氣體導入閥5-n。
在第1檢測工程中,由壓力計7檢測連接到真空容器的處理室6之壓力並由控制部12接受壓力計7的輸出,藉此而對處理室6內之壓力值之檢測以及該壓力值是否在容許範圍內進行判斷(步驟S3)。亦即,在第1檢測之狀態下,若在第1製程氣體導入閥5-1至第n製程氣體導入閥5-n之任一產生洩漏時,惰性氣體會通過合流氣體供給管線13-a流入處理室6而使處理室6內之壓力產生變化,並由壓力計7檢測到該變化。另一方面,若在第1製程氣體導入閥5-1至第n製程氣體導入閥5-n之任一都未產生洩漏時,惰性氣體不會流入處理室6,因此,處理室6內之壓力值未產生變化。
在步驟S3中,實施任意時間的處理室6內之壓力值和其變化之檢測之後,控制部12判斷處理室6之壓力之上升之有無(步驟S4)。此係由控制部12判斷在特定之間隔內檢測到的壓力值彼此的變化量是否在預定的容許範圍(該情況下為正值之大者)內之值或在範圍外之值。當未判斷為壓力之上升(壓力的變化量在容許範圍外)時,控制部12判斷為第1至第n製程氣體導入閥5-1至5-n之任一都未產生洩漏,並結束第1檢測工程或氣體供給管線13之檢測。當控制部12判斷為壓力有上升時,為了確定第1製程氣體導入閥5-1至第n製程氣體導入閥5-n之中之任一閥產生洩漏,而對流量調節器4-1至4-n的氣體的流量值進行檢測(步驟S5)。
在步驟S5中,若控制部12檢測到流量調節器4-1至4-n之中之至少任一個有氣體的流量時,則判斷為該製程氣體供給管線每一個的製程氣體導入閥產生洩漏(步驟S6)。此外,第1檢測工程中,若在步驟S6未判斷出第1至第2製程氣體導入閥5-1至5-n之中有洩漏者時,則判斷為未產生洩漏。
接著,在步驟S5針對流量調節器4-1至4-n之流量之檢測或對彼等流量調節器之任一是否產生洩漏進行了判斷之後,針對在第1檢測工程中判斷為無洩漏的製程氣體供給管線,為了判斷是否存在未反映到流量調節器之流量值的微小的惰性氣體之洩漏而實施追加檢測。
圖2中,在藉由第1檢測工程使各製程氣體供給管線13-1至13-n之每一個的內部填充有惰性氣體的狀態下,將第1製程氣體排氣淨化閥3-1至第n製程氣體排氣淨化閥3-n及惰性氣體切斷閥2-0設為關閉而形成第2檢測之狀態(步驟S7)。在該狀態下,根據控制部12的指令信號將第1製程氣體排氣淨化閥3-1至第n製程氣體排氣淨化閥3-n之中之任一個設為開啟(設為開啟狀態)(步驟S8)而進行第2檢測工程。
使用圖4說明第2檢測工程中的上述步驟S7的惰性氣體的流路。圖4係示意表示圖2所示第2檢測工程中的氣體供給管線內的氣體的流動之圖。
第2檢測工程中的惰性氣體的流動係以圖4之粗線表示。亦即,接續第1檢測工程而從惰性氣體切斷閥2-0經由流量調節器4-0及惰性氣體排氣淨化閥3-0而至第1至第n製程氣體排氣管線13-1’至13-n’之每一個上的第1製程氣體排氣淨化閥3-1至第n製程氣體排氣淨化閥3-n為止在配管內導入並填充惰性氣體。彼等第1至第n製程氣體排氣淨化閥3-1至3-n之中之任一個第k製程氣體排氣淨化閥(本圖之例中為第1製程氣體排氣淨化閥3-1)被設為開啟,在對應的製程氣體供給管線(本圖中為第1製程氣體供給管線13-1)中,惰性氣體到達製程氣體導入閥5-1,該管線內部被惰性氣體填充。
接著,控制部12接受從配置在惰性氣體排氣管線13-0’上的壓力計14的輸出並檢測該惰性氣體排氣管線13-0’內之壓力之值和其變化之量(步驟S9)。在該步驟S8中,若在已開啟了第1製程氣體排氣淨化閥3-1的製程氣體供給管線13-1之第1製程氣體導入閥5-1產生洩漏時,惰性氣體從該閥流入合流氣體供給管線13-a或與其連通的處理室6內,第1製程氣體供給管線13-1內部從被加壓之高的值之狀態產生壓力之下降。若在已開啟了第1製程氣體排氣淨化閥3-1的第1製程氣體供給管線13-1之製程氣體導入閥5-1未產生洩漏時,製程氣體供給管線13-1內部處於被惰性氣體填充的狀態而未產生壓力下降的變化。
此外,若流量調節器4-1至4-n為內部搭載有壓力計的壓力式之流量調節器之情況下,構成為由控制部12接收從彼等流量調節器具備的壓力計的輸出並進行壓力之值和其變化之檢測亦可。該情況下,可以不配置壓力計14。此外,在該第2檢測工程中,合流氣體導入閥13-b維持在開啟的狀態。
在以充分的精度且可以實施彼等檢測之預定時間內實施了步驟S9之壓力和其變化之檢測的工程之後,控制部12判斷檢測到的壓力的變化之量是否在預定的容許範圍(該情況下為負的範圍)內或是在範圍外(步驟S10)。當控制部12判斷壓力之下降在容許範圍外(檢測到壓力之下降)時,判斷為該製程氣體供給管線的製程氣體導入閥產生洩漏,結束第2檢測工程或氣體供給管線13之檢測(步驟S11)。
當未檢測到壓力之下降時,控制部12將製程氣體排氣淨化閥3-1關閉,並指定作為次一檢測對象之製程氣體導入閥(步驟S12)。圖2之例中指定第k+1=第2製程氣體導入閥5-2。之後,回至步驟S8,根據控制部12的指令信號,開啟連接到製程氣體供給管線13-2的第2製程氣體排氣管線13-2’之第2製程氣體排氣淨化閥3-2,以下重複進行步驟S8~步驟S12來檢測並判斷第1至第n製程氣體導入閥5-1至5-n之每一個是否產生洩漏。
根據以上的實施例,可以在短時間內或高精度地針對構成氣體供給管線13的各原料氣體管線上的閥是否產生洩漏進行檢測,可以縮短未製造半導體元件的維護模式之運轉時間,可以提升電漿處理裝置100之稼働率,提高半導體元件製造之效率。
1-0:惰性氣體供給源
1-1:第1製程氣體供給源
1-2:第2製程氣體供給源
1-n:第n製程氣體供給源
2-0:惰性氣體切斷閥
2-1:第1製程氣體切斷閥
2-2:第2製程氣體切斷閥
2-n:第n製程氣體切斷閥
3-0:惰性氣體排氣淨化閥
3-1:第1製程氣體排氣淨化閥
3-2:第2製程氣體排氣淨化閥
3-n:第n製程氣體排氣淨化閥
4-0:流量調節器
4-1:流量調節器
4-2:流量調節器
4-n:流量調節器
5-0:惰性氣體導入閥
5-1:第1製程氣體導入閥
5-2:第2製程氣體導入閥
5-n:第n製程氣體導入閥
6:處理室
7:壓力計
8:排氣調節閥
9:排氣泵
10:排氣閥
11:旁通管線
12:控制部
13:氣體供給管線
13-0:惰性氣體供給管線
13-0’:惰性氣體排氣管線
13-1:第1製程氣體供給管線
13-1’:第1製程氣體排氣管線
13-2:第2製程氣體供給管線
13-2’:第2製程氣體排氣管線
13-n:第n製程氣體供給管線
13-n’:第n製程氣體排氣管線
13-a:合流氣體供給管線
13-b:合流氣體導入閥
14:壓力計
100:電漿處理裝置
[圖1]示意表示本發明之實施例的電漿處理裝置的構成之概略之圖。
[圖2]表示圖1所示實施例中使用惰性氣體對製程氣體導入閥的洩漏進行檢測的動作之流程的流程圖。
[圖3]示意表示圖2所示第1檢測工程中的氣體供給管線內的氣體的流動之圖。
[圖4]示意表示圖2所示第2檢測工程中的氣體供給管線內的氣體的流動之圖。
Claims (5)
- 一種電漿處理裝置的檢測方法,該電漿處理裝置係具備:配置在真空容器內部的處理室,且使用被供給混合有多種氣體的處理用氣體而形成的電漿對晶圓進行處理的處理室;及處理用氣體供給路,其具有內部分別流過且被供給前述多種氣體之每一種氣體的多個原料氣體供給路,以及將彼等多個原料氣體的供給路在與前述處理室之間合流作為1個流路的合流路; 前述多個原料氣體供給路之每一個係具備:用於開啟或關閉該原料氣體供給路的第1閥及配置在該第1閥之上游側的第2閥;流量調節器,其配置在彼等第1與第2閥之間,用於對流過內部的前述原料氣體的流量進行調節;在前述第2閥與前述流量調節器之間的部位處被連接的連接部,且是與內部供給有惰性氣體的惰性氣體供給路之連接部; 該檢測方法進行以下工程: 第1檢測工程,係針對前述多個原料氣體供給路之每一個在關閉前述第1閥且從前述惰性氣體供給路供給有惰性氣體的狀態下,針對前述多個原料氣體供給路之每一個,依序使用通過該原料氣體供給路上的前述流量調節器之前述惰性氣體的流量來判斷該原料氣體供給路上的前述第1閥之有無洩漏;及 第2檢測工程,係在該第1檢測工程中未判斷為前述第1閥有洩漏的情況下,針對前述多個原料氣體供給路之每一個,依序在關閉前述第1和第2閥的狀態下從連接到該原料氣體供給路的前述惰性氣體供給路供給前述惰性氣體並使用供給至該惰性氣體供給路的惰性氣體的壓力的變化量來檢測該原料氣體供給路上的前述第1閥的洩漏。
- 如請求項1之電漿處理裝置的檢測方法,其中 在前述第2檢測工程中,直至在多個原料氣體供給路之中之至少1個原料氣體供給路檢測到前述洩漏為止實施前述第2檢測的工程。
- 如請求項1或2之電漿處理裝置的檢測方法,其中 前述多個原料氣體供給路之每一個上的前述多個流量調節器,係包含能夠調節的最大之流量為不同者。
- 如請求項1或2之電漿處理裝置的檢測方法,其中 具備旁通流路,該旁通流路係與連接到前述多個原料氣體供給路之每一個的前述多個惰性氣體供給路連接,且與對內部實施排氣的排氣泵連結。
- 如請求項4之電漿處理裝置的檢測方法,其中 使用前述排氣泵通過前述旁通流路實施前述原料氣體供給路內部的氣體之排氣之後,進行前述第1檢測的工程。
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