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JPH06259144A - High-speed pressure control method - Google Patents

High-speed pressure control method

Info

Publication number
JPH06259144A
JPH06259144A JP7086293A JP7086293A JPH06259144A JP H06259144 A JPH06259144 A JP H06259144A JP 7086293 A JP7086293 A JP 7086293A JP 7086293 A JP7086293 A JP 7086293A JP H06259144 A JPH06259144 A JP H06259144A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
chamber
flow rate
gas
control unit
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
JP7086293A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadayuki Suzuki
貞之 鈴木
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
Kokusai Electric Co Ltd
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 Kokusai Electric Co Ltd filed Critical Kokusai Electric Co Ltd
Priority to JP7086293A priority Critical patent/JPH06259144A/en
Publication of JPH06259144A publication Critical patent/JPH06259144A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チャンバー容積の増大に伴う調圧時間の増大
を解決し、チャンバー容積に左右されずに調圧時間を短
縮することのできる高速圧力制御方法を提供する。 【構成】 圧力を制御するチャンバー1と、このチャン
バー1内にガス5を導入するマスフローコントローラ4
と、このチャンバー1内のガス5を可変コンダクタンス
バルブ2を介して吸引するターボ分子ポンプ3と、この
マスフローコントローラ4を制御する主制御部8と、チ
ャンバー1内の圧力を受けて上記可変コンダクタンスバ
ルブ2と主制御部8を制御する自動制御ユニット7とよ
りなり、自動制御ユニット7は高真空に真空引きしたチ
ャンバー1内にガスを導入する際、チャンバー1内の圧
力が設定圧力Pに達するまでガスの流量を一次の高い設
定値による一定流量Q1 で本来の設定流量Qよりも大量
に流し込み、次に設定圧力Pに達したと同時に二次の本
来の設定流量Qにするように制御する。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide a high-speed pressure control method capable of solving the increase in pressure adjustment time accompanying an increase in chamber volume and shortening the pressure adjustment time regardless of the chamber volume. [Structure] A chamber 1 for controlling pressure and a mass flow controller 4 for introducing a gas 5 into the chamber 1.
A turbo molecular pump 3 for sucking the gas 5 in the chamber 1 through the variable conductance valve 2, a main controller 8 for controlling the mass flow controller 4, and the variable conductance valve for receiving the pressure in the chamber 1. 2 and an automatic control unit 7 that controls the main control unit 8. When the automatic control unit 7 introduces a gas into the chamber 1 that has been evacuated to a high vacuum, the pressure in the chamber 1 reaches a set pressure P. The gas flow rate is controlled so as to flow in a larger amount than the original set flow rate Q at a constant primary flow rate Q 1 due to a high primary set value, and to reach the secondary set flow rate Q at the same time when the set pressure P is reached next time. .

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高速圧力制御方法、更に
詳細には、半導体製造装置におけるウェーハ処理用の真
空装置の圧力制御システムにおける高速圧力制御を達成
するための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 high speed pressure control method, and more particularly to a pressure control method for achieving high speed pressure control in a pressure control system of a vacuum apparatus for wafer processing in a semiconductor manufacturing apparatus. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体製造装置では、真空中にウ
ェーハを置き、それに各種の反応ガスを接触させつつ物
理化学反応させて集積回路を形成している。而して図3
に示すように、真空室をなすチャンバー1は可変コンダ
クタンスバルブ2を介してターボ分子ポンプ3により吸
引して高真空にし、次にこの高真空に真空引きしたチャ
ンバー1内にマスフローコントローラ4を通して一定流
量のガス5を導入してガス圧を設定圧力にしていた。こ
のガス導入開始時には排気系の可変コンダクタンスバル
ブ2は略全閉にする。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor manufacturing apparatus, a wafer is placed in a vacuum, and various kinds of reaction gases are brought into contact with each other to cause a physicochemical reaction to form an integrated circuit. Thus, FIG.
As shown in FIG. 3, the chamber 1 which is a vacuum chamber is sucked by the turbo molecular pump 3 through the variable conductance valve 2 to a high vacuum, and then the chamber 1 evacuated to this high vacuum is passed through the mass flow controller 4 to a constant flow rate. Gas 5 was introduced to adjust the gas pressure to the set pressure. At the start of introducing the gas, the variable conductance valve 2 of the exhaust system is almost fully closed.

【0003】次にダイヤフラムゲージ6はチャンバー1
内の真空圧を検出し、その信号を受けて自動制御ユニッ
ト7は主制御部8に信号を送り、主制御部8はマスフロ
ーコントローラ4を開き、通常の設定流量Qでガス5を
チャンバー1内に送る(図4のステップa1 )。かくし
て図4のステップa2 で示すようにチャンバー1内のガ
ス圧が設定圧力Pに達した直後から自動制御ユニット7
はステップa3 で示すように可変コンダクタンスバルブ
2の開口度を調節してチャンバー1内圧力を設定圧力に
保つ。以後、ステップa4 で示すように設定圧力で安定
する。したがってチャンバー1内の圧力は図5示のグラ
フの曲線αで示すように変化し、またガス5の流量は曲
線βで示すように変化し、ステップa4 では設定流量に
保持される。なお、グラフの横軸は時間t,縦軸は圧力
と流量を示す。
Next, the diaphragm gauge 6 is attached to the chamber 1.
The automatic control unit 7 sends a signal to the main control unit 8 in response to the detected vacuum pressure in the chamber 1, the main control unit 8 opens the mass flow controller 4, and the gas 5 is supplied into the chamber 1 at the normal set flow rate Q. (Step a 1 in FIG. 4). Thus, immediately after the gas pressure in the chamber 1 reaches the set pressure P as shown in step a 2 of FIG.
Adjusts the opening degree of the variable conductance valve 2 to maintain the pressure inside the chamber 1 at the set pressure as shown in step a 3 . After that, it stabilizes at the set pressure as shown in step a 4 . Therefore, the pressure in the chamber 1 changes as shown by the curve α in the graph of FIG. 5, the flow rate of the gas 5 changes as shown by the curve β, and the flow rate is maintained at the set flow rate in step a 4 . The horizontal axis of the graph represents time t, and the vertical axis represents pressure and flow rate.

【0004】しかし、マスフローコントローラ4はその
ハード的な特性によりガス導入開始時に設定流量まで立
ち上がるのに、設定流量の大きさに関わらず最低2〜3
秒を要す。さらにチャンバー1の容積が大きく、マスフ
ローコントローラの設定流量が少ない場合、チャンバー
1内のガス圧が設定圧力まで上昇するまでの時間T1
長くなるために設定圧力に安定するまでの時間, すなわ
ち調圧時間t1 も増大する。また、現在、研究レベルの
半導体製造装置はバッチ式から枚葉式へ移行し、バッチ
式では全体にかかる圧力調節時間も1枚分に換算すると
微量であるが、枚葉式になると1枚にかかる圧力調節時
間は全て積算され、大量となる。
However, the mass flow controller 4 rises to the set flow rate at the start of gas introduction due to its hardware characteristics, but at least 2-3 regardless of the size of the set flow rate.
It takes seconds. Further, when the volume of the chamber 1 is large and the set flow rate of the mass flow controller is small, the time until the gas pressure in the chamber 1 rises to the set pressure T 1 becomes long, so the time until the set pressure stabilizes, that is, the adjustment The pressure time t 1 also increases. At present, the level of research-level semiconductor manufacturing equipment has shifted from the batch type to the single-wafer type, and with the batch type, the pressure adjustment time required for the whole is very small when converted to one sheet All such pressure adjustment times are integrated and become a large amount.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の圧力制
御方法での調圧時間t1 では年々短くなっているプロセ
ス時間に比べ、その比重が大きくなり、能率を低下させ
ている。また、チャンバー1の容積の増大に伴い、プロ
セス中のガス流量はチャンバーの容積が大きいからとい
ってそれに比例しただけ多量に流す訳ではないので、少
ないガス流量で大きなチャンバー容積を占めねばならな
いため、チャンバー容積の増大に従ってガス圧の上昇率
が低下するので、ガス圧が設定圧力に達するまでの時間
1 が延びてしまい、チャンバー1内ガス圧の調圧時間
1 が更に長くなってしまう。
However, in the pressure adjusting time t 1 in the conventional pressure control method, the specific gravity is larger than the process time which is shortened year by year, and the efficiency is lowered. Further, as the volume of the chamber 1 increases, the gas flow rate during the process does not flow in a large amount in proportion to the volume of the chamber, so that a small gas flow rate must occupy a large chamber volume. Since the rate of increase of the gas pressure decreases as the chamber volume increases, the time T 1 until the gas pressure reaches the set pressure is extended, and the pressure adjusting time t 1 of the gas pressure in the chamber 1 is further lengthened. .

【0006】本発明の目的は、従来技術の問題点である
チャンバー容積の増大に伴う調圧時間の増大を解決し、
チャンバー容積に左右されずに調圧時間を短縮すること
のできる高速圧力制御方法を提供することにある。
The object of the present invention is to solve the problem of the prior art, that is, the increase in pressure adjustment time accompanying the increase in chamber volume,
An object of the present invention is to provide a high-speed pressure control method capable of shortening the pressure adjustment time without being affected by the chamber volume.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題に鑑
みてなされたもので、圧力を制御するチャンバー1と、
このチャンバー1内にガス5を導入するマスフローコン
トローラ4と、このチャンバー1内のガス5を可変コン
ダクタンスバルブ2を介して吸引するターボ分子ポンプ
3と、このマスフローコントローラ4を制御する主制御
部8と、チャンバー1内の圧力を受けて上記可変コンダ
クタンスバルブ2と主制御部8を制御する自動制御ユニ
ット7とよりなる。
The present invention has been made in view of the above problems, and includes a chamber 1 for controlling pressure,
A mass flow controller 4 that introduces a gas 5 into the chamber 1, a turbo molecular pump 3 that sucks the gas 5 inside the chamber 1 through a variable conductance valve 2, and a main controller 8 that controls the mass flow controller 4. The automatic control unit 7 controls the variable conductance valve 2 and the main controller 8 by receiving the pressure in the chamber 1.

【0008】[0008]

【作用】自動制御ユニット7は高真空に真空引きしたチ
ャンバー1内にガスを導入する際、チャンバー1内の圧
力が設定圧力Pに達するまでガスの流量を一次の高い設
定値による一定流量Q1 で本来の設定流量Qよりも大量
に流し込み、次に設定圧力Pに達したと同時に二次の本
来の設定流量Qにするように制御する。なお、この大量
の一定流量Q1 のガスを一次制御で流すが、この「大
量」とは本来の設定流量の何十倍というレベルのものに
せず、危険を伴わないようにする。
When the gas is introduced into the chamber 1 that is evacuated to a high vacuum, the automatic control unit 7 keeps the gas flow rate constant until the pressure in the chamber 1 reaches the set pressure P by a constant high flow rate Q 1 At the same time, a larger amount than the original set flow rate Q is flown in, and at the same time when the set pressure P is reached next, the secondary set flow rate Q is controlled to be the original set flow rate Q. It should be noted that although this large amount of gas having a constant flow rate Q 1 is made to flow by the primary control, this “large amount” is not set to a level of tens of times the original set flow rate and is not accompanied by danger.

【0009】[0009]

【実施例】次に図1、図2につき本発明の一実施例を詳
細に説明する。高真空に真空引きしたチャンバー1内に
マスフローコントローラ4を通して一次の高い設定値の
設定流量Q1 でガスを導入する。図1のステップb1
示すように、この一次流量Q1 はチャンバー1内設定圧
力Pと、チャンバー1内ガス圧が設定圧力に達する時間
2 、チャンバー1の容量,排気量等で決定されるが、
設定圧力Pを超えた後のオーバーシュート分を小さく抑
制するために時間T2 との兼ね合いで決定する。これに
よってチャンバー1内ガス圧は図2示のグラフ2の曲線
α1 で示すように、高速に設定圧力Pへ接近する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Gas is introduced into the chamber 1 evacuated to a high vacuum through the mass flow controller 4 at a set flow rate Q 1 of a primary high set value. As shown in step b 1 of FIG. 1, this primary flow rate Q 1 is determined by the set pressure P in the chamber 1, the time T 2 at which the gas pressure in the chamber 1 reaches the set pressure, the capacity of the chamber 1, the exhaust amount, etc. But
In order to suppress the amount of overshoot after the set pressure P is exceeded, it is determined in consideration of the time T 2 . As a result, the gas pressure in the chamber 1 rapidly approaches the set pressure P as indicated by the curve α 1 of the graph 2 in FIG.

【0010】かくしてステップb2 で示すようにチャン
バー1内ガス圧が設定圧力Pに達したらステップb3
示すように自動制御ユニット7は可変コンダクタンスバ
ルブ2の開口度を調節して可変コンダクタンスバルブ2
のガス流量を本来の設定値による二次の設定流量Qに戻
し、自動制御ユニット7による自動圧力制御を開始し
て、チャンバー1内ガス圧を制御し、設定圧力に安定す
る時間すなわち調圧時間t2 でステップb4 で示すよう
に設定圧力Pとなり、ステップb5 で示すように設定圧
力Pに安定させる。
Thus, when the gas pressure in the chamber 1 reaches the set pressure P as shown in step b 2 , the automatic control unit 7 adjusts the opening degree of the variable conductance valve 2 to show the variable conductance valve 2 as shown in step b 3.
Is returned to the secondary set flow rate Q of the original set value, the automatic pressure control by the automatic control unit 7 is started, the gas pressure in the chamber 1 is controlled, and the time is stabilized at the set pressure, that is, the pressure adjustment time. At t 2 , the set pressure becomes P as shown in step b 4 , and the set pressure P is stabilized as shown in step b 5 .

【0011】以上のように、本発明による高速圧力制御
方法では、チャンバー1内ガス圧が図2示のグラフ2の
曲線αで示すように変化し、またガス5の流量は曲線β
1 で示すように変化する。
As described above, in the high-speed pressure control method according to the present invention, the gas pressure in the chamber 1 changes as shown by the curve α of the graph 2 in FIG. 2, and the flow rate of the gas 5 is the curve β.
It changes as shown in 1 .

【0012】[0012]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高真空に
真空引きしたチャンバー1内にガスを導入する際、チャ
ンバー1内の圧力が設定圧力Pに達するまでガスの流量
を一次の高い設定値による一定流量Q1 で本来の設定流
量Qよりも大量に流し込み、次に設定圧力Pに達したと
同時に本来の二次の設定流量Qにするので、チャンバー
内ガス圧が設定圧力Pを超えた時間T2 が短縮されるの
で、設定圧力Pに安定する時間すなわち調圧時間t2
短縮する。したがって、ガス導入時の調圧時間t1 を短
縮できるので能率が向上すると共に、第一次の高い設定
値を大きくすることによりチャンバー容量の大きなもの
にも高速対応できるものである。
As described above, according to the present invention, when the gas is introduced into the chamber 1 which is evacuated to a high vacuum, the flow rate of the gas is increased to the first order until the pressure in the chamber 1 reaches the set pressure P. At a constant flow rate Q 1 according to the set value, a larger amount than the original set flow rate Q is poured, and at the same time when the set pressure P is reached, the secondary set flow rate Q is set to the original secondary set flow rate Q. Since the exceeded time T 2 is shortened, the time for stabilizing the set pressure P, that is, the pressure adjusting time t 2 is also shortened. Therefore, the pressure adjusting time t 1 at the time of introducing the gas can be shortened, so that the efficiency is improved, and by increasing the first-order high set value, it is possible to deal with a large chamber volume at high speed.

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

【図1】本発明のフロー図である。FIG. 1 is a flow chart of the present invention.

【図2】その時間と圧力の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between time and pressure.

【図3】従来の装置のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a conventional device.

【図4】そのフロー図である。FIG. 4 is a flowchart thereof.

【図5】その時間と圧力の関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between time and pressure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバー 2 可変コンダクタンスバルブ 3 ターボ分子ポンプ 4 マスフローコントローラ 5 ガス 7 自動制御ユニット 8 主制御部 P 設定圧力 Q1 一定流量 Q 設定流量1 chamber 2 variable conductance valve 3 turbo molecular pump 4 mass flow controller 5 gas 7 automatic control unit 8 main control unit P set pressure Q 1 constant flow rate Q set flow rate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧力を制御するチャンバーと、このチャ
ンバー内にガスを導入するマスフローコントローラと、
このチャンバー内のガスを可変コンダクタンスバルブを
介して吸引するターボ分子ポンプと、このマスフローコ
ントローラを制御する主制御部と、チャンバー内の圧力
を受けて上記可変コンダクタンスバルブと主制御部を制
御する自動制御ユニットとよりなり、自動制御ユニット
は高真空に真空引きしたチャンバー内にガスを導入する
際、チャンバー内の圧力が設定圧力に達するまでガスの
流量を一次の高い設定値による一定流量で本来の設定流
量よりも大量に流し込み、次に設定圧力に達したと同時
に二次の本来の設定流量にするように制御したことを特
徴とする高速圧力制御方法。
1. A chamber for controlling pressure, a mass flow controller for introducing gas into the chamber,
A turbo molecular pump that sucks gas in the chamber through a variable conductance valve, a main control unit that controls the mass flow controller, and an automatic control that controls the variable conductance valve and the main control unit by receiving the pressure in the chamber. When the gas is introduced into the chamber that is evacuated to a high vacuum, the automatic control unit consists of a unit and the gas flow rate is originally set at a constant flow rate by the primary high set value until the pressure inside the chamber reaches the set pressure. A high-speed pressure control method characterized by pouring a larger amount than the flow rate, and then controlling so that the secondary set flow rate is reached at the same time when the set pressure is reached next.
JP7086293A 1993-03-05 1993-03-05 High-speed pressure control method Pending JPH06259144A (en)

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JP (1) JPH06259144A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8070459B2 (en) 2004-01-22 2011-12-06 Edwards Limited Pressure control method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8070459B2 (en) 2004-01-22 2011-12-06 Edwards Limited Pressure control method

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