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JP2001257164A - Substrate processing apparatus, substrate processing method and pressure control method - Google Patents

Substrate processing apparatus, substrate processing method and pressure control method

Info

Publication number
JP2001257164A
JP2001257164A JP2000067034A JP2000067034A JP2001257164A JP 2001257164 A JP2001257164 A JP 2001257164A JP 2000067034 A JP2000067034 A JP 2000067034A JP 2000067034 A JP2000067034 A JP 2000067034A JP 2001257164 A JP2001257164 A JP 2001257164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
pressure
vacuum vessel
gas
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000067034A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yokawa
孝士 余川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2000067034A priority Critical patent/JP2001257164A/en
Publication of JP2001257164A publication Critical patent/JP2001257164A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Plasma Technology (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】真空容器内の材料ガスの分布を均一にし、膜質
及び膜厚共にバラツキの少ない薄膜を堆積する等、各種
の基板処理を均一に行う。 【解決手段】真空容器1と、該真空容器に材料ガスを供
給するガス供給手段12と、前記真空容器内の圧力を検
知する圧力検知手段35と、前記真空容器に接続された
複数の排気経路38,39と、該排気経路に接続された
排気手段と、複数の前記排気経路の前記排気手段と前記
真空容器との間に設置された排気コンダクタンス調整手
段41,44,47,48と、複数の前記排気経路の前
記排気コンダクタンス調整手段と前記排気手段との間に
設置された圧力検知手段45,49とを有する基板処理
装置であって、前記排気コンダクタンス調整手段により
複数の前記排気経路の各排気ガス量が同一になる様にし
て前記真空容器内の圧力を制御する。
(57) [Problem] To uniformly perform various substrate treatments, such as making the distribution of a material gas in a vacuum vessel uniform, depositing a thin film with little variation in film quality and thickness. A vacuum vessel, gas supply means for supplying a material gas to the vacuum vessel, pressure detecting means for detecting a pressure in the vacuum vessel, and a plurality of exhaust paths connected to the vacuum vessel. 38, 39, exhaust means connected to the exhaust path, exhaust conductance adjusting means 41, 44, 47, 48 installed between the exhaust means and the vacuum vessel in the plurality of exhaust paths; A substrate processing apparatus comprising: a pressure detection unit 45, 49 disposed between the exhaust conductance adjusting unit and the exhaust unit of the exhaust path, wherein each of the plurality of exhaust routes is controlled by the exhaust conductance adjusting unit. The pressure in the vacuum vessel is controlled so that the amount of exhaust gas becomes the same.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェーハ等
の材料基板から半導体素子を形成する工程に於いて、C
VD、エッチング、不純物拡散等種々の処理を施す基板
処理装置、基板処理方法及び圧力制御方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for forming a semiconductor device from a material substrate such as a silicon wafer.
The present invention relates to a substrate processing apparatus for performing various processes such as VD, etching, and impurity diffusion, a substrate processing method, and a pressure control method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子製造装置及びLCD製造装置
等により半導体素子を形成する工程の中には、真空容器
内に材料ガスを導入し、例えば高周波電力を印加するこ
とにより、材料基板上に薄膜を堆積する工程、薄膜が堆
積された基板上に予め回路パターンを形成した基板に対
しエッチングを行う工程がある。
2. Description of the Related Art During a process of forming a semiconductor device by a semiconductor device manufacturing apparatus and an LCD manufacturing apparatus, a material gas is introduced into a vacuum vessel and, for example, a high-frequency power is applied to form a thin film on a material substrate. And etching the substrate on which a circuit pattern has been formed in advance on the substrate on which the thin film has been deposited.

【0003】その際、前記真空容器内に材料ガスを導入
し、高周波電力の印加により材料ガスを活性化させてプ
ラズマを生成し、プラズマによって生成された材料ガス
のラジカルを前記材料基板上に薄膜として、目的の膜を
堆積するプラズマCVD(化学的気相成長)法があり、
又材料ガスのラジカルと基板上の既堆積膜との反応性を
利用してエッチングするプラズマ・エッチング法があ
る。
[0003] At that time, a material gas is introduced into the vacuum vessel, the material gas is activated by applying high frequency power to generate plasma, and radicals of the material gas generated by the plasma are deposited on the material substrate by a thin film. There is a plasma CVD (chemical vapor deposition) method for depositing a target film,
There is also a plasma etching method in which etching is performed by utilizing the reactivity between radicals of a material gas and a deposited film on a substrate.

【0004】これらの工程では、前記真空容器内に材料
ガスを導入する際に、前記真空容器内を低圧力状態に真
空排気した上で、材料ガスの分布に偏りが生じない様に
材料ガスを導入し、その後プラズマ処理を施すことが、
CVD工程に於いては堆積膜の膜厚及び膜質の均一性を
向上させることが重要であり、又前記エッチング工程に
於いては前記エッチング膜厚の均一性を向上させること
が重要であり、高品質な半導体素子を生産する為に必要
な技術である。
In these steps, when the material gas is introduced into the vacuum vessel, the inside of the vacuum vessel is evacuated to a low pressure state, and then the material gas is introduced so that the distribution of the material gas is not biased. Introducing and then performing plasma treatment,
In the CVD process, it is important to improve the uniformity of the film thickness and film quality of the deposited film. In the etching process, it is important to improve the uniformity of the etching film thickness. This technology is necessary to produce high quality semiconductor devices.

【0005】基板処理装置の一例として従来のプラズマ
CVD処理装置を図3及び図4に於いて説明する。
A conventional plasma CVD processing apparatus will be described with reference to FIGS. 3 and 4 as an example of a substrate processing apparatus.

【0006】真空容器1は天井板2、側板3,4及び底
板5を有する耐圧容器であり、前記真空容器1の内部に
アノード電極6が図示しない昇降装置により昇降可能に
設置され、該アノード電極6は接地されており、前記ア
ノード電極6の上にサセプタ7が設けられている。該サ
セプタ7に材料基板8が載置され、該材料基板8は前記
側板に設けられた搬入出口(図示せず)から搬入及び搬
出される様になっている。
The vacuum vessel 1 is a pressure-resistant vessel having a ceiling plate 2, side plates 3, 4 and a bottom plate 5. An anode electrode 6 is installed inside the vacuum vessel 1 so as to be able to move up and down by a lifting device (not shown). Reference numeral 6 is grounded, and a susceptor 7 is provided on the anode electrode 6. A material substrate 8 is placed on the susceptor 7, and the material substrate 8 is loaded and unloaded from a loading / unloading port (not shown) provided in the side plate.

【0007】前記天井板2にカソード電極9が取付けら
れている。該カソード電極9の上部中央に凸部11が形
成され、該凸部11は前記天井板2を貫通しており、前
記凸部11にガス供給管12が接続されている。該ガス
供給管12に図示しない材料ガス供給源が接続され、材
料ガスが前記カソード電極9を経て前記真空容器1に供
給される様になっている。
A cathode electrode 9 is mounted on the ceiling plate 2. A convex portion 11 is formed at the upper center of the cathode electrode 9, and the convex portion 11 penetrates through the ceiling plate 2, and a gas supply pipe 12 is connected to the convex portion 11. A material gas supply source (not shown) is connected to the gas supply pipe 12 so that the material gas is supplied to the vacuum vessel 1 via the cathode electrode 9.

【0008】前記カソード電極9の下面に凹部13が形
成され、該凹部13の開口端部にガスシャワー板14が
嵌込まれ、該ガスシャワー板14と前記カソード電極9
との間に拡散空間15が形成されている。前記ガスシャ
ワー板14の所定の範囲に多数のガス噴出孔16が穿設
され、前記拡散空間15を経て前記材料ガスが前記ガス
噴出孔16により分散され、噴出される様になってい
る。
A concave portion 13 is formed on the lower surface of the cathode electrode 9, and a gas shower plate 14 is fitted into an open end of the concave portion 13, and the gas shower plate 14 and the cathode electrode 9 are formed.
And a diffusion space 15 is formed between them. A large number of gas ejection holes 16 are formed in a predetermined range of the gas shower plate 14, and the material gas is dispersed and ejected by the gas ejection holes 16 through the diffusion space 15.

【0009】前記ガス供給管12にインピーダンス整合
器17を介して高周波発振器18が接続され、該高周波
発振器18は接地されている。
A high-frequency oscillator 18 is connected to the gas supply pipe 12 via an impedance matching device 17, and the high-frequency oscillator 18 is grounded.

【0010】前記側板4に圧力検知器19が設けられ、
前記真空容器1内の圧力が検知され、圧力検知信号入力
線20により後述する入力制御装置29に入力される様
になっている。
A pressure detector 19 is provided on the side plate 4,
The pressure in the vacuum vessel 1 is detected, and is input to an input control device 29 described later via a pressure detection signal input line 20.

【0011】前記底板5の下方に排気管21が接続さ
れ、該排気管21は前記アノード電極6の下方に位置
し、前記排気管21に可変コンダクタンスバルブ22が
設けられている。該可変コンダクタンスバルブ22は図
4に示す様に一般的に使用されるバタフライ式のもの
で、環状のフランジ23が前記排気管21の途中に気密
に取付けられ、前記フランジ23には円板状の弁体24
が同心に取付けられ、該弁体24が直径方向の弁軸2
5,26により前記フランジ23に回転自在に支持さ
れ、一方の前記弁軸25は前記フランジ23を貫通し、
貫通する端部に可変コンダクタンスバルブ制御装置27
が連結され、前記弁軸25の回転により前記弁体24が
回転され、開度調整される様になっている。
An exhaust pipe 21 is connected below the bottom plate 5. The exhaust pipe 21 is located below the anode electrode 6, and the exhaust pipe 21 is provided with a variable conductance valve 22. The variable conductance valve 22 is a butterfly type generally used as shown in FIG. 4, and an annular flange 23 is hermetically mounted in the middle of the exhaust pipe 21. Valve body 24
Are mounted concentrically, and the valve body 24
5 and 26, the valve shaft 25 is rotatably supported by the flange 23, and one of the valve shafts 25 passes through the flange 23,
Variable conductance valve control device 27 at the penetrating end
Are connected, and the rotation of the valve shaft 25 rotates the valve body 24 to adjust the opening.

【0012】前記排気管21の前記可変コンダクタンス
バルブ22の下流側に図示しない真空排気装置が接続さ
れている。
A vacuum exhaust device (not shown) is connected to the exhaust pipe 21 downstream of the variable conductance valve 22.

【0013】前記可変コンダクタンスバルブ制御装置2
7は主制御装置28により制御される様になっており、
該主制御装置28は前記入力制御装置29、出力制御装
置30、演算処理装置31及び記憶装置32を備えてい
る。
The variable conductance valve control device 2
7 is controlled by the main controller 28,
The main control device 28 includes the input control device 29, the output control device 30, an arithmetic processing device 31, and a storage device 32.

【0014】前記入力制御装置29により入力装置33
からの入力値と前記圧力検知器19からの圧力信号とが
前記演算処理装置31に送られる様になっており、該演
算処理装置31により前記記憶装置32に記憶された演
算プログラムを用いて最適な制御値が演算され、該制御
値が前記出力制御装置30に送られる様になっている。
該出力制御装置30により制御値が制御信号出力線34
を介して前記可変コンダクタンスバルブ制御装置27に
出力する様になっている。
The input device 33 is controlled by the input control device 29.
And the pressure signal from the pressure detector 19 are sent to the arithmetic processing unit 31. The arithmetic processing unit 31 uses an arithmetic program stored in the storage unit 32 to optimize the input value. An appropriate control value is calculated, and the control value is sent to the output control device 30.
The control value is output from the output control device 30 to the control signal output line 34.
Is output to the variable conductance valve control device 27 via the

【0015】材料基板8は図示しない基板移載機により
前記搬入出口(図示せず)を通して前記サセプタ7に載
置され、該サセプタ7は前記アノード電極6と共に図示
しない昇降装置により上昇され、前記材料基板8が前記
カソード電極9に所定の間隔で位置される。
The material substrate 8 is placed on the susceptor 7 through the loading / unloading port (not shown) by a substrate transfer device (not shown), and the susceptor 7 is raised together with the anode electrode 6 by a lifting device (not shown). A substrate 8 is positioned on the cathode electrode 9 at a predetermined interval.

【0016】前記真空容器1の圧力を調整する時は、オ
ペレータにより前記入力装置33から入力された又は生
産管理用ホストコンピュータ(図示せず)から指示され
たレシピと呼ばれる所定の材料ガス流量値、目標圧力
値、高周波電力値等のパラメータが主制御装置28で処
理され、材料ガスが前記ガス供給管12より前記ガスシ
ャワー板14を通して前記真空容器1に導入される。
When adjusting the pressure of the vacuum vessel 1, a predetermined material gas flow value called a recipe input by the operator from the input device 33 or instructed by a production management host computer (not shown), Parameters such as a target pressure value and a high-frequency power value are processed by the main controller 28, and a material gas is introduced into the vacuum vessel 1 from the gas supply pipe 12 through the gas shower plate 14.

【0017】該真空容器1に導入された材料ガスは排気
コンダクタンス調整手段である可変コンダクタンスバル
ブ22等の装置を通して真空排気装置(図示せず)によ
り排気される。
The material gas introduced into the vacuum vessel 1 is exhausted by a vacuum exhaust device (not shown) through a device such as a variable conductance valve 22 which is an exhaust conductance adjusting means.

【0018】前記真空容器1の圧力は前記圧力検知器1
9により測定され、測定圧力信号は前記圧力検知信号入
力線20及び前記入力制御装置29を通して前記主制御
装置28に取込まれ、前記記憶装置32に格納されてい
る演算プログラムを使用し、前記演算処理装置31及び
前記出力制御装置30によって最適な制御値が算出され
る。制御値は前記主制御装置28から前記可変コンダク
タンスバルブ制御装置27へ前記制御信号出力線34を
通して出力され、前記可変コンダクタンスバルブ制御装
置27により前記可変コンダクタンスバルブ22を前記
真空容器1の圧力が目標の圧力になる様制御する。
The pressure in the vacuum vessel 1 is determined by the pressure detector 1
9, the measured pressure signal is taken into the main control device 28 through the pressure detection signal input line 20 and the input control device 29, and the operation program is stored in the storage device 32 using the operation program. An optimum control value is calculated by the processing device 31 and the output control device 30. The control value is output from the main controller 28 to the variable conductance valve controller 27 through the control signal output line 34, and the variable conductance valve controller 27 sets the variable conductance valve 22 to the target pressure of the vacuum vessel 1. Control so that it becomes pressure.

【0019】目標圧力値は前記入力装置33より入力さ
れ、前記入力制御装置29を通して前記主制御装置28
に取込まれる。前記圧力検知器19により検出された前
記真空容器1内の圧力が目標の圧力に保たれた時点で、
前記高周波電源より前記インピーダンス整合器17を通
して前記カソード電極9に高周波電力が印加される。印
加された高周波電力により、前記真空容器1内の材料ガ
スが励起され、ガス分子の分解が進み、前記カソード電
極9、前記アノード電極6との間にプラズマが発生す
る。プラズマによりガス分子の一部がラジカルとなり、
このラジカルが前記サセプタ7上に載置された前記材料
基板8に堆積し、成膜される。
The target pressure value is input from the input device 33, and is passed through the input control device 29 to the main control device 28.
Is taken in. When the pressure in the vacuum vessel 1 detected by the pressure detector 19 is maintained at a target pressure,
High frequency power is applied to the cathode electrode 9 from the high frequency power supply through the impedance matching device 17. The material gas in the vacuum vessel 1 is excited by the applied high frequency power, the decomposition of gas molecules proceeds, and plasma is generated between the cathode electrode 9 and the anode electrode 6. Some of the gas molecules become radicals due to the plasma,
These radicals are deposited on the material substrate 8 placed on the susceptor 7 to form a film.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】近年の半導体素子は高
集積化が進み、それに伴い半導体製造時の薄膜形成工程
に於いても不純物が限りなく少ない高純度の膜質が要求
され、今迄よりも低い圧力下で成膜しなければならなく
なっている。
In recent years, high integration of semiconductor devices has been advanced, and accordingly, a high-purity film quality with as few impurities as possible has been demanded in a thin film forming process in semiconductor manufacturing. Films must be formed under low pressure.

【0021】加えて、前記材料基板8の大口径化に伴い
前記真空容器1の容積が大きくなる為、従来の様に1系
統の排気経路と真空排気装置では目標とする低圧力状態
を形成することが困難になってきた。
In addition, as the diameter of the material substrate 8 increases, the volume of the vacuum vessel 1 increases, so that a single low-pressure state is formed with a single exhaust path and a vacuum exhaust apparatus as in the related art. Things are getting harder.

【0022】この問題は複数系統の排気経路及び真空排
気装置を設置することにより、低圧力については或る程
度解決することができる。
This problem can be solved to some extent at low pressure by installing a plurality of exhaust paths and vacuum exhaust devices.

【0023】然し乍ら、複数の前記排気経路に設けられ
る複数の排気コンダクタンス調整手段に対して、前記主
制御装置28から同一の制御信号を出力して圧力制御を
試みても、一の排気経路の排気コンダクタンスは他の排
気経路の排気コンダクタンスと同じにならない。これ
は、前記真空排気装置の能力差、前記排気経路の長さの
違い、前記排気経路を継手で接続した場合に発生するコ
ンダクタンスの差等による。
However, even if the same control signal is output from the main controller 28 to the plurality of exhaust conductance adjusting means provided in the plurality of exhaust paths to attempt pressure control, the exhaust gas in one exhaust path is exhausted. The conductance is not the same as the exhaust conductance of the other exhaust paths. This is due to a difference in capacity of the vacuum exhaust device, a difference in length of the exhaust path, a difference in conductance generated when the exhaust paths are connected by a joint, and the like.

【0024】その為、前記真空容器1内で材料ガスの分
布にバラツキが発生し、材料ガスの分布が不均一な雰囲
気でプラズマ処理をすることになり、反応生成物の組成
及び堆積量が前記材料基板8上で不均一になる虞れがあ
る。この為膜厚、膜質の均一性を確保することが困難と
なる可能性がある。
For this reason, the distribution of the material gas varies in the vacuum vessel 1, and the plasma treatment is performed in an atmosphere in which the distribution of the material gas is not uniform. There is a possibility that the material becomes uneven on the material substrate 8. Therefore, it may be difficult to ensure uniformity of the film thickness and film quality.

【0025】本発明は斯かる実情に鑑み、複数の排気経
路及び真空排気装置を持つことで低真空を形成すること
ができる真空容器に於いて、これら複数の排気経路の排
気コンダクタンスを同一に保ちながら目標の圧力に制御
することにより、真空容器内の材料ガスの分布を均一に
し、膜質及び膜厚共にバラツキの少ない薄膜を堆積する
等、各種の基板処理を均一に行うことを目的とするもの
である。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a vacuum vessel capable of forming a low vacuum by having a plurality of evacuation paths and a vacuum evacuation device, the plurality of evacuation paths have the same evacuation conductance. While controlling to the target pressure, it aims to make the distribution of the material gas in the vacuum chamber uniform and to deposit various thin films with little variation in film quality and thickness, and to perform various substrate treatments uniformly. It is.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明は、真空容器と、
該真空容器に材料ガスを供給するガス供給手段と、前記
真空容器内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記真空
容器に接続された複数の排気経路と、該排気経路に接続
された排気手段と、複数の前記排気経路の前記排気手段
と前記真空容器との間に設置された排気コンダクタンス
調整手段と、複数の前記排気経路の前記排気コンダクタ
ンス調整手段と前記排気手段との間に設置された圧力検
知手段とを有する基板処理装置であって、前記排気コン
ダクタンス調整手段により複数の前記排気経路の各排気
ガス量が略同一になる様にして前記真空容器内の圧力を
制御する様にした基板処理装置に係り、又真空容器内で
材料基板に所定の処理を施す基板処理方法に於いて、前
記材料基板の周囲位置から複数の排気経路を介して排気
し、各排気経路からの排気ガス量を排気コンダクタンス
調整手段により略均等となる様制御し、前記材料基板に
所定の処理を施す基板処理方法に係り、又真空容器内の
圧力を目標の圧力に制御した後、材料ガス総流量を排気
経路の本数で除算して排気経路一本当りの平均排気流量
を求め、該平均排気流量を制御値とし、各排気経路から
の排気流量を制御する圧力制御方法に係り、更に又前記
排気経路一本当りの平均排気流量を制御値として一方の
排気コンダクタンス調整手段を制御し、それにより変動
した前記制御値を他方の排気コンダクタンス調整手段を
制御することにより補正する圧力制御方法に係るもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a vacuum vessel,
Gas supply means for supplying a material gas to the vacuum vessel, pressure detection means for detecting the pressure in the vacuum vessel, a plurality of exhaust paths connected to the vacuum vessel, and exhaust means connected to the exhaust path And an exhaust conductance adjusting means installed between the exhaust means and the vacuum vessel of the plurality of exhaust paths, and an exhaust conductance adjusting means installed between the exhaust conductance adjusting means and the exhaust means of the plurality of exhaust paths. A substrate processing apparatus having a pressure detection unit, wherein the exhaust conductance adjusting unit controls the pressure in the vacuum vessel so that the exhaust gas amounts of the plurality of exhaust paths are substantially the same. In a substrate processing method according to a processing apparatus and performing a predetermined process on a material substrate in a vacuum vessel, exhaust is performed from a peripheral position of the material substrate through a plurality of exhaust paths. The present invention relates to a substrate processing method for performing predetermined processing on the material substrate by controlling the exhaust gas amount of the material gas to be substantially equal by the exhaust conductance adjusting means. Also, after controlling the pressure in the vacuum vessel to a target pressure, The present invention relates to a pressure control method for controlling the exhaust flow rate from each exhaust path by calculating the average exhaust flow rate per exhaust path by dividing the total flow rate by the number of exhaust paths, and using the average exhaust flow rate as a control value. The present invention relates to a pressure control method for controlling one exhaust conductance adjusting means by using an average exhaust flow rate per exhaust path as a control value, and correcting the fluctuated control value by controlling the other exhaust conductance adjusting means. Things.

【0027】複数の排気経路からの排出ガス量が等しく
なる為、前記真空容器内の材料ガス濃度が均一になり、
反応生成物の組成及び堆積量が前記材料基板上で均一に
なる。
Since the exhaust gas amounts from the plurality of exhaust paths are equal, the material gas concentration in the vacuum vessel becomes uniform,
The composition and deposition amount of the reaction product become uniform on the material substrate.

【0028】CVDの場合は、膜厚、膜質共にバラツキ
の少ない均一な薄膜を堆積することができる。エッチン
グ、拡散処理等の場合は、材料基板全面に亘って均等な
エッチング、不純物拡散を行うことができる。
In the case of CVD, a uniform thin film having little variation in both film thickness and film quality can be deposited. In the case of etching, diffusion, or the like, uniform etching and impurity diffusion can be performed over the entire surface of the material substrate.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】図1及び図2に於いて本発明の実施の形態
を説明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0031】尚、図1及び図2中、図3及び図4中と同
等のものには同符号を付してある。
In FIGS. 1 and 2, the same components as those in FIGS. 3 and 4 are denoted by the same reference numerals.

【0032】図1は本発明の基板処理装置、基板処理方
法及び圧力制御方法を実施する為のもので、プラズマC
VD装置に適用した例である。
FIG. 1 shows a plasma processing apparatus, a substrate processing method and a pressure control method according to the present invention.
This is an example applied to a VD device.

【0033】真空容器1は天井板2、側板3,4及び底
板5を有する気密な耐圧容器であり、前記天井板2の下
面にカソード電極9が取付けられている。該カソード電
極9は上面中央に凸部11が形成され、該凸部11が前
記天井板2を貫通し、前記凸部11にガス供給管12が
接続されている。該ガス供給管12にインピーダンス整
合器17を介し高周波発振器18が接続され、該高周波
発振器18は接地されている。
The vacuum vessel 1 is an airtight pressure-resistant vessel having a ceiling plate 2, side plates 3, 4 and a bottom plate 5, and a cathode electrode 9 is mounted on a lower surface of the ceiling plate 2. The cathode electrode 9 has a convex portion 11 formed at the center of the upper surface, the convex portion 11 penetrates the ceiling plate 2, and a gas supply pipe 12 is connected to the convex portion 11. A high-frequency oscillator 18 is connected to the gas supply pipe 12 via an impedance matching device 17, and the high-frequency oscillator 18 is grounded.

【0034】前記カソード電極9の下面に凹部13が形
成され、該凹部13の開口端部にガスシャワー板14が
嵌込まれ、該ガスシャワー板14と前記カソード電極9
との間に拡散空間15が形成されている。前記ガスシャ
ワー板14は材料基板8と略同等の大きさの範囲にガス
噴出孔16が多数穿設されている。
A concave portion 13 is formed on the lower surface of the cathode electrode 9, and a gas shower plate 14 is fitted into an open end of the concave portion 13.
And a diffusion space 15 is formed between them. The gas shower plate 14 is provided with a large number of gas ejection holes 16 in a range substantially the same size as the material substrate 8.

【0035】前記ガスシャワー板14の下方にアノード
電極6が図示しない昇降装置により昇降可能に設置さ
れ、前記アノード電極6は接地されている。該アノード
電極6上にサセプタ7が設けられ、該サセプタ7に前記
材料基板8が載置される様になっている。該材料基板8
は前記真空容器1の側板に設けられた搬入出口(図示せ
ず)から搬入及び搬出される様になっている。
An anode electrode 6 is provided below the gas shower plate 14 so as to be able to move up and down by a lifting device (not shown), and the anode electrode 6 is grounded. A susceptor 7 is provided on the anode electrode 6, and the material substrate 8 is placed on the susceptor 7. The material substrate 8
Are loaded and unloaded from a loading / unloading port (not shown) provided in the side plate of the vacuum vessel 1.

【0036】前記側板4の外面であって上端部に第1圧
力検知器35が取付けられている。
A first pressure detector 35 is attached to the outer surface of the side plate 4 at the upper end.

【0037】前記真空容器1の対向する前記側板3,4
の下部に排気口36,37が穿設されている。該排気口
36,37は同一の開口面積を有し、該排気口36,3
7に排気管38,39が接続されている。
The opposed side plates 3 and 4 of the vacuum vessel 1
Exhaust ports 36 and 37 are formed in the lower part of the housing. The exhaust ports 36, 37 have the same opening area, and the exhaust ports 36, 3
The exhaust pipes 38 and 39 are connected to 7.

【0038】前記排気管38に第1可変コンダクタンス
バルブ41が設けられている。該第1可変コンダクタン
スバルブ41はバタフライ式のもので、環状のフランジ
42と円板状の弁体43とを有し、前記排気管38の途
中に前記フランジ42が気密に取付けられ、前記フラン
ジ42に前記弁体43が直径方向の弁軸により回転可能
に支持されている。一方の弁軸は前記フランジ42を貫
通し、貫通する端部に第1可変コンダクタンスバルブ制
御装置44が連結され、前記弁軸の回転により前記弁体
43が回転され開度調整される様になっている。
The exhaust pipe 38 is provided with a first variable conductance valve 41. The first variable conductance valve 41 is of a butterfly type and has an annular flange 42 and a disc-shaped valve element 43. The flange 42 is hermetically mounted in the middle of the exhaust pipe 38. The valve body 43 is rotatably supported by a diametric valve shaft. One of the valve shafts penetrates the flange 42, and a first variable conductance valve control device 44 is connected to an end penetrating the flange 42. The rotation of the valve shaft rotates the valve body 43 to adjust the opening. ing.

【0039】前記排気管38の前記第1可変コンダクタ
ンスバルブ41下流側に第2圧力検知器45が設けら
れ、前記排気管38内の圧力が検知される様になってい
る。前記排気管38の前記第2圧力検知器45下流側が
図示しない真空排気装置に接続されている。
A second pressure detector 45 is provided on the exhaust pipe 38 downstream of the first variable conductance valve 41 so that the pressure in the exhaust pipe 38 is detected. The downstream side of the second pressure detector 45 of the exhaust pipe 38 is connected to a vacuum exhaust device (not shown).

【0040】前記排気管39にも弁体46を有する第2
可変コンダクタンスバルブ47、第2可変コンダクタン
スバルブ制御装置48及び第3圧力検知器49が前記排
気管38の場合と同様に設けられている。前記排気管3
9の下流側は異なる真空排気装置(図示せず)に接続さ
れている。
The exhaust pipe 39 also has a second
A variable conductance valve 47, a second variable conductance valve control device 48, and a third pressure detector 49 are provided similarly to the case of the exhaust pipe 38. The exhaust pipe 3
The downstream side of 9 is connected to a different evacuation device (not shown).

【0041】前記第1可変コンダクタンスバルブ制御装
置44及び前記第2可変コンダクタンスバルブ制御装置
48は主制御装置28により制御される様になってお
り、該主制御装置28は入力制御装置29、出力制御装
置30、演算処理装置31及び記憶装置32を備えてい
る。
The first variable conductance valve control device 44 and the second variable conductance valve control device 48 are controlled by a main control device 28. The main control device 28 includes an input control device 29, an output control The apparatus includes a device 30, an arithmetic processing unit 31, and a storage device 32.

【0042】前記入力制御装置29により入力装置33
からの入力値と前記第1圧力検知器35からの圧力信号
が第1圧力検知信号入力線51により、前記第2圧力検
知器45からの圧力信号が第2圧力検知信号入力線53
により、前記第3圧力検知器49からの圧力信号が第3
圧力検知信号入力線52により入力され、前記演算処理
装置31に送られる様になっており、該演算処理装置3
1は前記記憶装置32に記憶された演算プログラムを用
いて前記排気管38,39の排気流量が等しくなる様な
前記弁体43,46の開度制御値を演算する様になって
いる。前記出力制御装置30により開度制御値が第1制
御信号出力線54を介し前記第1可変コンダクタンスバ
ルブ制御装置44に出力され、第2制御信号出力線55
を介して前記第2可変コンダクタンスバルブ制御装置4
8に出力される様になっている。
The input device 33 is controlled by the input control device 29.
And the pressure signal from the first pressure detector 35 is transmitted through a first pressure detection signal input line 51, and the pressure signal from the second pressure detector 45 is transmitted through a second pressure detection signal input line 53.
As a result, the pressure signal from the third pressure detector 49 becomes the third
The signal is input through a pressure detection signal input line 52 and sent to the arithmetic processing unit 31.
Numeral 1 is used to calculate the opening control values of the valve bodies 43 and 46 so that the exhaust flow rates of the exhaust pipes 38 and 39 become equal using a calculation program stored in the storage device 32. The opening control value is output from the output control device 30 to the first variable conductance valve control device 44 via the first control signal output line 54, and the second control signal output line 55
Via the second variable conductance valve controller 4
8 is output.

【0043】次に、図2により本発明の圧力制御方法の
フローチャートについて説明する。
Next, a flowchart of the pressure control method of the present invention will be described with reference to FIG.

【0044】STEP100:前記真空容器1の圧力制
御を開始する。
STEP 100: The pressure control of the vacuum vessel 1 is started.

【0045】STEP110:排気コンダクタンスの相
違を無視してSTEP111〜STEP118で圧力制
御を行う。
STEP110: The pressure control is performed in STEP111 to STEP118 ignoring the difference in the exhaust conductance.

【0046】STEP111:前記第1可変コンダクタ
ンスバルブ41及び前記第2可変コンダクタンスバルブ
47の初期開口度を50%に設定する。
STEP 111: The initial opening of the first variable conductance valve 41 and the second variable conductance valve 47 is set to 50%.

【0047】STEP112:前記第1可変コンダクタ
ンスバルブ41及び前記第2可変コンダクタンスバルブ
47の開口度を変化させる開口偏差値の初期値を設定す
る。
STEP 112: An initial value of an opening deviation value for changing the opening degree of the first variable conductance valve 41 and the second variable conductance valve 47 is set.

【0048】STEP113:開口度を第1可変コンダ
クタンスバルブ41に設定する。
STEP 113: The degree of opening is set to the first variable conductance valve 41.

【0049】STEP114:開口度を第2可変コンダ
クタンスバルブ47に設定する。
STEP 114: The degree of opening is set to the second variable conductance valve 47.

【0050】STEP115:開口偏差値を前回設定し
た開口偏差値の2分の1に更新する。
STEP 115: Update the opening deviation value to one half of the previously set opening deviation value.

【0051】STEP116:前記真空容器1内の測定
圧力値と制御目標圧力値を比較する。
STEP 116: The measured pressure value in the vacuum vessel 1 is compared with the control target pressure value.

【0052】STEP117:制御目標圧力値<測定圧
力値の場合、開口度値に開口偏差値を加算した値を開口
度値として再設定する。その後STEP113に戻る。
STEP 117: When the control target pressure value <the measured pressure value, the value obtained by adding the opening deviation value to the opening degree value is reset as the opening degree value. Thereafter, the flow returns to STEP113.

【0053】STEP118:制御目標圧力値=測定圧
力値の場合、開口度値から開口偏差値を減算した値を開
口度値として再設定する。その後STEP113に戻
る。
STEP 118: If the control target pressure value = the measured pressure value, a value obtained by subtracting the opening deviation value from the opening degree value is reset as the opening degree value. Thereafter, the flow returns to STEP113.

【0054】STEP120:制御目標圧力値>測定圧
力値の場合は、排気コンダクタンス制御目標値をSTE
P121〜STEP123により算出する。
STEP120: If the control target pressure value> the measured pressure value, the exhaust conductance control target value is set to the STE
It is calculated from P121 to STEP123.

【0055】STEP121:前記第1可変コンダクタ
ンスバルブ41のコンダクタンスを算出する。
STEP 121: Calculate the conductance of the first variable conductance valve 41.

【0056】STEP122:前記第2可変コンダクタ
ンスバルブ47のコンダクタンスを算出する。
STEP 122: Calculate the conductance of the second variable conductance valve 47.

【0057】STEP123:STEP121及びST
EP122で算出したコンダクタンスから平均コンダク
タンスを算出する。次いで、STEP130を実行す
る。
STEP123: STEP121 and ST
The average conductance is calculated from the conductance calculated in EP122. Next, STEP130 is executed.

【0058】STEP130:排気コンダクタンスの同
一化を目的としてSTEP131〜STEP136によ
り圧力制御する。
STEP130: The pressure is controlled by STEP131 to STEP136 for the purpose of equalizing the exhaust conductance.

【0059】STEP131:前記第1可変コンダクタ
ンスバルブ41のコンダクタンスと平均コンダクタンス
とを比較する。
STEP 131: The conductance of the first variable conductance valve 41 is compared with the average conductance.

【0060】STEP132:前記第1可変コンダクタ
ンスバルブ41のコンダクタンス>平均コンダクタンス
の場合、前記第1可変コンダクタンスバルブ41の開口
度値から微小開口制御量ΔRを減算した値を開口度値と
して再設定する。次いで、STEP134を実行する。
STEP 132: If the conductance of the first variable conductance valve 41> the average conductance, a value obtained by subtracting the small opening control amount ΔR from the opening degree value of the first variable conductance valve 41 is reset as the opening degree value. Next, STEP134 is executed.

【0061】STEP133:前記第1可変コンダクタ
ンスバルブ41のコンダクタンス<平均コンダクタンス
の場合、前記第1可変コンダクタンスバルブ41の開口
度値に微小開口制御量ΔRを加算した値を開口度値とし
て再設定する。次いでSTEP134を実行する。
STEP 133: If the conductance of the first variable conductance valve 41 is smaller than the average conductance, the value obtained by adding the small opening control amount ΔR to the opening degree value of the first variable conductance valve 41 is reset as the opening degree value. Next, STEP 134 is executed.

【0062】STEP134:前記真空容器1内の測定
圧力値と制御目標圧力値とを比較する。
STEP 134: The measured pressure value in the vacuum vessel 1 is compared with the control target pressure value.

【0063】STEP135:制御目標圧力値>測定圧
力値の場合、前記第2可変コンダクタンスバルブ47の
開口度値から微小開口制御量ΔRを減算した値を開口度
値として再設定する。その後、STEP131に戻る。
STEP 135: If control target pressure value> measured pressure value, a value obtained by subtracting the minute opening control amount ΔR from the opening degree value of the second variable conductance valve 47 is reset as the opening degree value. Thereafter, the flow returns to STEP131.

【0064】STEP136:制御目標圧力値<測定圧
力値の場合、前記第2可変コンダクタンスバルブ47の
開口度値に微小開口制御量ΔRを加算した値を開口度値
として再設定する。その後、STEP131に戻る。
STEP 136: If the control target pressure value <the measured pressure value, the value obtained by adding the small opening control amount ΔR to the opening degree value of the second variable conductance valve 47 is reset as the opening degree value. Thereafter, the flow returns to STEP131.

【0065】STEP140:前記第1可変コンダクタ
ンスバルブ41のコンダクタンス=平均コンダクタンス
の場合、圧力制御を終了する。
STEP 140: When the conductance of the first variable conductance valve 41 is equal to the average conductance, the pressure control ends.

【0066】本発明の基板処理方法は以下の通りであ
る。
The substrate processing method of the present invention is as follows.

【0067】材料基板8は図示しない基板移載機により
前記搬入出口(図示せず)を通して前記サセプタ7に載
置され、該サセプタ7は前記アノード電極6と共に図示
しない昇降装置により上昇され、前記材料基板8が前記
カソード電極9に所定の間隔で位置される。
The material substrate 8 is placed on the susceptor 7 through the loading / unloading port (not shown) by a substrate transfer device (not shown), and the susceptor 7 is lifted together with the anode electrode 6 by a lifting device (not shown). A substrate 8 is positioned on the cathode electrode 9 at a predetermined interval.

【0068】前記真空容器1の圧力を調整する時は、オ
ペレータにより前記入力装置33から入力された又は生
産管理用ホストコンピュータ(図示せず)から指示され
た所定の材料ガス流量値、目標圧力値、高周波電力値等
のパラメータが主制御装置28で処理され、材料ガスが
前記ガス供給管12より前記ガスシャワー板14を通し
て前記真空容器1に導入される。
When adjusting the pressure of the vacuum vessel 1, a predetermined material gas flow rate value and a target pressure value input from the input device 33 by an operator or instructed from a production management host computer (not shown). The main controller 28 processes parameters such as a high-frequency power value, and a material gas is introduced into the vacuum vessel 1 from the gas supply pipe 12 through the gas shower plate 14.

【0069】前記真空容器1に導入された材料ガスは前
記排気管38及び第1可変コンダクタンスバルブ41、
前記排気管39及び前記第2可変コンダクタンスバルブ
47を通して真空排気装置(図示せず)により排気され
る。
The material gas introduced into the vacuum vessel 1 is supplied to the exhaust pipe 38 and the first variable conductance valve 41,
The gas is exhausted by a vacuum exhaust device (not shown) through the exhaust pipe 39 and the second variable conductance valve 47.

【0070】前記真空容器1の圧力は前記圧力検知器3
5により測定され、測定圧力信号は前記第1圧力検知信
号入力線51及び前記入力制御装置29を通して前記主
制御装置28に取込まれ、前記記憶装置32に格納され
ている演算プログラムを使用し、前記演算処理装置31
によって最適な制御値が算出される。
The pressure in the vacuum vessel 1 is
5, the measured pressure signal is taken into the main control device 28 through the first pressure detection signal input line 51 and the input control device 29, and uses an arithmetic program stored in the storage device 32, The arithmetic processing unit 31
, An optimum control value is calculated.

【0071】低圧力状態に排気された前記真空容器1に
ガス供給管12から材料ガスが導入される。図示しない
真空排気装置により前記排気管38,39を通して排気
され、前記真空容器1内の圧力が目標圧力値になる迄の
過渡期では、前記真空容器1内にガスを滞留させて圧力
を上昇しなければならないので、総材料ガス流量Q0と
総排気流量Qの関係はQ0>Qであるが、目標圧力に制
御された安定状態ではQ0=Qの関係が成立つ。
A material gas is introduced from a gas supply pipe 12 into the vacuum vessel 1 evacuated to a low pressure state. In a transitional period until the pressure in the vacuum vessel 1 reaches the target pressure value, the gas is retained in the vacuum vessel 1 to increase the pressure in a transition period until the pressure in the vacuum vessel 1 reaches the target pressure value. Therefore, the relationship between the total material gas flow rate Q0 and the total exhaust gas flow rate Q is Q0> Q, but in a stable state where the target pressure is controlled, the relation Q0 = Q holds.

【0072】目標圧力時に於ける材料ガスの総排気量を
Q、第1可変コンダクタンスバルブ41から排気される
材料ガスの総排気流量をQ1、第2可変コンダクタンス
バルブ47から排気される材料ガスの総排気流量をQ2
とすると、Q=Q1+Q2と表すことができる。
The total exhaust amount of the material gas at the target pressure is Q, the total exhaust flow rate of the material gas exhausted from the first variable conductance valve 41 is Q1, and the total amount of the material gas exhausted from the second variable conductance valve 47 is Q1. Exhaust flow rate is Q2
Then, it can be expressed as Q = Q1 + Q2.

【0073】更に、第1圧力検知器35から前記第1圧
力検知信号入力線51を介して得られる圧力値をP1、
前記第1可変コンダクタンスバルブ41の下流側に設置
された第2圧力検知器45から前記第2圧力検知信号入
力線53を介して得られる圧力値をP2、前記第2可変
コンダクタンスバルブ47の下流側に設置された第3圧
力検知器49から前記第3圧力検知信号入力線52を介
して得られる圧力値をP3、前記第1可変コンダクタン
スバルブ41のコンダクタンスをC1、前記第2可変コ
ンダクタンスバルブ47のコンダクタンスをC2、前記
第1可変コンダクタンスバルブ41の開口度をR1、前
記第2可変コンダクタンスバルブ47の開口度をR2と
する。
Further, the pressure value obtained from the first pressure detector 35 via the first pressure detection signal input line 51 is P1,
The pressure value obtained from the second pressure detector 45 provided downstream of the first variable conductance valve 41 via the second pressure detection signal input line 53 is P2, and the pressure value obtained downstream of the second variable conductance valve 47 is P2. The pressure value obtained from the third pressure detector 49 installed in the first through the third pressure detection signal input line 52 is P3, the conductance of the first variable conductance valve 41 is C1, and the pressure value of the second variable conductance valve 47 is C1. The conductance is C2, the opening degree of the first variable conductance valve 41 is R1, and the opening degree of the second variable conductance valve 47 is R2.

【0074】第1段階を図2に於けるSTEP110に
より説明する。
The first stage will be described with reference to STEP 110 in FIG.

【0075】前記第1可変コンダクタンスバルブ41に
対し前記第1制御信号出力線54を介し、前記第2可変
コンダクタンスバルブ47に対し前記第2制御信号出力
線55を介し前記出力制御装置30を通して同じ制御出
力信号を与え、前記第1可変コンダクタンスバルブ4
1、第2可変コンダクタンスバルブ47に対しては、弁
体43,46の角度を制御することにより、前記真空容
器1内を目標圧力値に制御する。
The same control is performed on the first variable conductance valve 41 via the first control signal output line 54 and on the second variable conductance valve 47 via the second control signal output line 55 via the output control device 30. Providing an output signal to the first variable conductance valve 4
For the first and second variable conductance valves 47, the inside of the vacuum vessel 1 is controlled to a target pressure value by controlling the angles of the valve bodies 43 and 46.

【0076】第2段階を図2に於けるSTEP120に
より説明する。
The second stage will be described with reference to STEP 120 in FIG.

【0077】前記第1可変コンダクタンスバルブ41を
流れる材料ガス流量Q1と前記第2可変コンダクタンス
バルブ47を流れる材料ガス流量Q2を算出する。
A material gas flow rate Q1 flowing through the first variable conductance valve 41 and a material gas flow rate Q2 flowing through the second variable conductance valve 47 are calculated.

【0078】Q1=C1・(P1−P2)Q1 = C1 · (P1-P2)

【0079】Q2=C2・(P1−P3)Q2 = C2 · (P1-P3)

【0080】又、ガス流量Q1、ガス流量Q2より排気
経路1本当りの材料ガス排気流量Q′を算出する。
Further, a material gas exhaust flow rate Q 'per exhaust path is calculated from the gas flow rates Q1 and Q2.

【0081】Q′=(Q1+Q2)/2Q '= (Q1 + Q2) / 2

【0082】第3段階を図2に於けるSTEP130に
より説明する。
The third step will be described with reference to STEP 130 in FIG.

【0083】STEP131によりQ1とQ′を比較す
In step 131, Q1 and Q 'are compared.

【0084】前記第1可変コンダクタンスバルブ41を
微少時間間隔Δt毎に材料ガス流量Q1を算出しなが
ら、微少角度Δd分だけ弁体43を動作させる。この時
の動作は、前記第1可変コンダクタンスバルブ41を流
れるガス流量Q1がQ′よりも大きいときはSTEP1
32により微小開口制御量ΔRを減算し、コンダクタン
スを減少し、小さいときはSTEP133により微小開
口制御量ΔRを加算し、コンダクタンスを増加する。
The first variable conductance valve 41 operates the valve body 43 by the minute angle Δd while calculating the material gas flow rate Q1 at every minute time interval Δt. At this time, when the gas flow rate Q1 flowing through the first variable conductance valve 41 is larger than Q ', STEP1 is performed.
The small aperture control amount ΔR is subtracted by 32 to reduce the conductance, and when it is small, the small aperture control amount ΔR is added by STEP 133 to increase the conductance.

【0085】前記第1可変コンダクタンスバルブ41を
変化させることにより、前記真空容器1内の圧力が目標
圧力からずれるが、この圧力のずれを前記第2可変コン
ダクタンスバルブ47の前記弁体46の動作で調節す
る。
By changing the first variable conductance valve 41, the pressure in the vacuum vessel 1 deviates from the target pressure. This pressure deviation is determined by the operation of the valve body 46 of the second variable conductance valve 47. Adjust.

【0086】STEP130の動作を前記第1可変コン
ダクタンスバルブ41を流れる材料ガス流量Q1がQ′
と等しくなる迄回帰的に繰返す。以上の動作により第1
可変コンダクタンスバルブ41を流れるガス流量Q1が
Q′と等しくなると、 Q=Q1+Q2 の関係から、Q1=Q2となり、前記第1可変コンダク
タンスバルブ41と前記第2可変コンダクタンスバルブ
47を流れる材料ガス流量が等しくなり、前記真空容器
1内の材料ガスを均一に排気することができる。
The operation of STEP 130 is performed by changing the material gas flow rate Q1 flowing through the first variable conductance valve 41 to Q '.
Repeat recursively until is equal to By the above operation, the first
When the gas flow rate Q1 flowing through the variable conductance valve 41 becomes equal to Q ′, Q1 = Q2 from the relation of Q = Q1 + Q2, and the material gas flow rates flowing through the first variable conductance valve 41 and the second variable conductance valve 47 are equal. Thus, the material gas in the vacuum vessel 1 can be uniformly exhausted.

【0087】前記圧力検知器により測定された前記真空
容器1内の圧力が目標の圧力に保たれた時点で、前記高
周波電源より前記インピーダンス整合器17を通して前
記カソード電極9に高周波電力が印加される。印加され
た高周波電力により、前記真空容器1内の材料ガスが励
起され、ガス分子の分解が進み、前記カソード電極9、
前記アノード電極6との間にプラズマが発生する。プラ
ズマによりガス分子の一部がラジカルとなり、このラジ
カルが前記サセプタ7上に載置された前記材料基板8に
堆積し、成膜される。前記真空容器1内の材料ガスは前
述の圧力制御により均一に維持されている為、前記材料
基板8上に全面に亘って、均一な組成の膜が均一な厚さ
で形成される。
When the pressure in the vacuum vessel 1 measured by the pressure detector is maintained at a target pressure, high-frequency power is applied from the high-frequency power source to the cathode electrode 9 through the impedance matching device 17. . The applied high-frequency power excites the material gas in the vacuum vessel 1, and the gas molecules are decomposed, and the cathode electrode 9,
Plasma is generated between the anode electrode 6. Some of the gas molecules are converted into radicals by the plasma, and the radicals are deposited on the material substrate 8 placed on the susceptor 7 to form a film. Since the material gas in the vacuum vessel 1 is maintained uniformly by the above-described pressure control, a film having a uniform composition is formed over the entire surface of the material substrate 8 with a uniform thickness.

【0088】尚、本発明の基板処理装置、基板処理方法
及び圧力制御方法は、上述の実施の形態に限定されるも
のではなく、高周波発振器によるプラズマ処理以外の加
熱処理にも適用できること、排気経路を3本以上備えて
も同様の圧力制御が可能であること、第1段階の圧力制
御に2分岐検索を利用した制御方法を示したが、従来か
ら一般的に使用されているPID制御、ファジー制御等
を用いてもよいことは勿論である。
The substrate processing apparatus, the substrate processing method, and the pressure control method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, but can be applied to heating processing other than plasma processing using a high-frequency oscillator. Although the same pressure control is possible even if three or more are provided, the control method using the two-branch search for the first-stage pressure control has been described. Of course, control or the like may be used.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、複数の
排気経路からの排出ガス量が等しくなる為、前記真空容
器内の材料ガス濃度が均一になり、反応生成物の組成及
び堆積量が前記材料基板上で均一になる。
As described above, according to the present invention, the amount of exhaust gas from a plurality of exhaust paths becomes equal, the material gas concentration in the vacuum vessel becomes uniform, and the composition and deposition amount of reaction products Becomes uniform on the material substrate.

【0090】CVDの場合は、膜厚、膜質共にバラツキ
の少ない均一な薄膜を堆積することができ、エッチン
グ、拡散処理等の場合は、基板全面に亘って均等なエッ
チング、不純物拡散を行うことができる等種々の優れた
効果を発揮する。
In the case of CVD, a uniform thin film having little variation in film thickness and film quality can be deposited. In the case of etching, diffusion processing, etc., uniform etching and impurity diffusion can be performed over the entire surface of the substrate. It exhibits various excellent effects such as possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の基板処理装置の実施の形態を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a substrate processing apparatus of the present invention.

【図2】本発明の圧力制御方法のフローチャート図であ
る。
FIG. 2 is a flowchart of a pressure control method according to the present invention.

【図3】従来例の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a conventional example.

【図4】該従来例に於ける可変コンダクタンスバルブの
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a variable conductance valve in the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空容器 6 アノード電極 7 サセプタ 8 材料基板 9 カソード電極 12 ガス供給管 14 ガスシャワー板 18 高周波発振器 28 主制御装置 29 入力制御装置 30 出力制御装置 31 演算処理装置 32 記憶装置 33 入力装置 35 第1圧力検知器 36 排気口 37 排気口 38 排気管 39 排気管 41 第1可変コンダクタンスバルブ 43 弁体 44 第1可変コンダクタンスバルブ制御装置 45 第2圧力検知器 46 弁体 47 第2可変コンダクタンスバルブ 48 第2可変コンダクタンスバルブ制御装置 49 第3圧力検知器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum container 6 Anode electrode 7 Susceptor 8 Material substrate 9 Cathode electrode 12 Gas supply pipe 14 Gas shower plate 18 High frequency oscillator 28 Main control device 29 Input control device 30 Output control device 31 Arithmetic processing unit 32 Storage device 33 Input device 35 First Pressure detector 36 Exhaust port 37 Exhaust port 38 Exhaust pipe 39 Exhaust pipe 41 First variable conductance valve 43 Valve 44 First variable conductance valve controller 45 Second pressure detector 46 Valve 47 Second variable conductance valve 48 Second Variable conductance valve controller 49 Third pressure detector

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年5月11日(2000.5.1
1)
[Submission Date] May 11, 2000 (2000.5.1)
1)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図1[Correction target item name] Fig. 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空容器と、該真空容器に材料ガスを供
給するガス供給手段と、前記真空容器内の圧力を検知す
る圧力検知手段と、前記真空容器に接続された複数の排
気経路と、該排気経路に接続された排気手段と、複数の
前記排気経路の前記排気手段と前記真空容器との間に設
置された排気コンダクタンス調整手段と、複数の前記排
気経路の前記排気コンダクタンス調整手段と前記排気手
段との間に設置された圧力検知手段とを有する基板処理
装置であって、前記排気コンダクタンス調整手段により
複数の前記排気経路の各排気ガス量が略同一になる様に
して前記真空容器内の圧力を制御する様にしたことを特
徴とする基板処理装置。
A vacuum vessel, gas supply means for supplying a material gas to the vacuum vessel, pressure detection means for detecting a pressure in the vacuum vessel, a plurality of exhaust paths connected to the vacuum vessel, Exhaust means connected to the exhaust path, exhaust conductance adjusting means installed between the exhaust means of the plurality of exhaust paths and the vacuum vessel, exhaust conductance adjusting means of the plurality of exhaust paths, and A pressure detecting means provided between the vacuum chamber and the exhaust means, wherein the exhaust conductance adjusting means makes the exhaust gas amounts of the plurality of exhaust paths substantially equal to each other, and A substrate processing apparatus characterized in that the pressure of the substrate is controlled.
【請求項2】 真空容器内で材料基板に所定の処理を施
す基板処理方法に於いて、前記材料基板の周囲位置から
複数の排気経路を介して排気し、各排気経路からの排気
ガス量を排気コンダクタンス調整手段により略均等とな
る様制御し、前記材料基板に所定の処理を施すことを特
徴とする基板処理方法。
2. A substrate processing method for performing a predetermined process on a material substrate in a vacuum vessel, wherein the material substrate is evacuated from a peripheral position through a plurality of exhaust paths, and the amount of exhaust gas from each exhaust path is reduced. A substrate processing method, wherein the material substrate is subjected to a predetermined process by controlling the material substrate to be substantially uniform by an exhaust conductance adjusting means.
【請求項3】 真空容器内の圧力を目標の圧力に制御し
た後、材料ガス総流量を排気経路の本数で除算して排気
経路一本当りの平均排気流量を求め、該平均排気流量を
制御値とし、各排気経路からの排気流量を制御すること
を特徴とする圧力制御方法。
3. After controlling the pressure in the vacuum vessel to a target pressure, the total flow rate of the material gas is divided by the number of exhaust paths to obtain an average exhaust flow rate per exhaust path, and the average exhaust flow rate is controlled. A pressure control method, comprising controlling a flow rate of exhaust gas from each exhaust path as a value.
【請求項4】 前記排気経路一本当りの平均排気流量を
制御値として一方の排気コンダクタンス調整手段を制御
し、それにより変動した前記制御値を他方の排気コンダ
クタンス調整手段を制御することにより補正する請求項
3の圧力制御方法。
4. An exhaust gas conductance adjusting means for controlling one exhaust conductance adjusting means by using an average exhaust flow rate per exhaust path as a control value, and correcting the fluctuated control value by controlling the other exhaust conductance adjusting means. The pressure control method according to claim 3.
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