真空裝置、其壓力控制方法和蝕刻方法

真空裝置、其壓力控制方法和蝕刻方法
【專利摘要】本發明要解決的技術問題是在主要利用APC閥進行處理容器內的壓力調節的真空裝置中，抑制急劇的壓力變化。按照步驟S1～步驟S5的步驟，能夠抑制處理容器（1）內的壓力變化。在步驟S1中，EC（81）取得APC閥（55）的開度，在步驟S2中，利用EC（81）的開度判定部（123）判斷步驟S1中取得的APC閥（55）的開度是否已超過第一閾值。當在步驟S2中判定為開度超過第一閾值（是）的情況下，在步驟S3中超過計數器（124）將超過計數值累加1次計數。接著，在步驟S4中，進行由超過計數器（124）計數的超過計數值的累計值是否已超過第二閾值的判定，在判定為超過計數值超過第二閾值（是）的情況下，流量控制部（121a）經由MC（83）對質量流量控制器（MFC）（43）發送控制信號，使得使處理氣體的流量減少規定量。
【專利說明】真空裝置、其壓力控制方法和蝕刻方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于對被處理體進行等離子體處理等的真空裝置、其壓力控制方法和蝕刻方法。
【背景技術】
[0002]在FPD (平板顯示器)的制造工序中，對FPD用基板進行等離子體蝕刻、等離子體灰化、等離子體成膜等各種等離子體處理。作為進行這樣的等離子體處理的裝置，例如已知有平行平板型的等離子體處理裝置、電感稱合等離子體(ICP:1nductively Coupled Plasma)處理裝置等。這些等離子體處理裝置構成為將處理容器內減壓至真空狀態進行處理的真空
裝置。
[0003]作為關于真空裝置的壓力控制的現有技術，在專利文獻I中，提出了一邊將排氣路徑的流導(傳導)保持為一定，一邊利用質量流量控制器(MFC)使向處理容器內供給的氣體的流量變化的方法。另外，在專利文獻2中，提出了通過在排氣路徑的節流閥的上游側流動一定流量的鎮流氣體來調節處理容器內部的壓力的方法。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2002-57089號公報(圖3等)
[0007]專利文獻2:日本特開平10-11152號公報(圖1等)

【發明內容】

[0008]發明要解決的技術問題
[0009]近年來，為了對大型的FH)用基板進行處理，處理容器也大型化。因此，用于對處理容器內進行減壓排氣的真空泵一個不夠，需要多個。在這些真空泵的排氣方向上游側，設置自動壓力控制(Adaptive Pressure Control)閥(以下稱為“APC閥”),對排氣路徑的流導進行自動調節，由此調節處理容器內的壓力。例如，在等離子體蝕刻裝置中，采用以下的方法:在處理時，一邊在利用質量流量控制器對處理容器內供給一定流量的處理氣體，一邊利用APC閥調節排氣路徑的流導，控制為期望的處理壓力。
[0010]但是，在處理氣體在等離子體蝕刻中被消耗而氣體體積變小的處理中，在蝕刻剛結束之后，氣體體積會急劇地變大。該現象是由于在蝕刻對象膜存在的期間與該對象膜的反應所消耗的處理氣體，當蝕刻進行、蝕刻對象膜消失時不被消耗而引起的。當發生這樣的急劇的體積變化時，APC閥的開度變成全開并保持不變，由APC閥進行的壓力控制跟不上。其結果，產生了在蝕刻結束的同時、處理容器內的壓力急劇地上升的問題。存在蝕刻結束后的急劇的壓力上升成為產生過剩的自由基的原因而產生形成于基板表面的圖案形狀走樣(崩潰)等危害的情況。為了應對上述那樣的壓力變化，需要增加真空泵和APC閥的設置個數以確保充分的排氣能力，成為部件數量增加和成本上升的一個原因。
[0011]因此，本發明的目的是在主要利用APC閥進行處理容器內的壓力調節的真空裝置中，抑制急劇的壓力變化。
[0012]用于解決技術問題的技術方案
[0013]本發明的真空裝置具備:收容被處理體、并且能夠將內部保持真空的處理容器；經由氣體供給路徑對上述處理容器內供給處理氣體的氣體供給源；設置于上述氣體供給路徑上，對上述處理氣體的供給流量進行調節的流量調節裝置；檢測上述處理容器內的壓力的壓力檢測裝置；經由排氣路徑與上述處理容器連接的排氣裝置；設置于上述排氣路徑上，根據由上述壓力檢測裝置檢測出的壓力值，自動地調節開度的APC閥；監視上述APC閥的開度的開度監視部；和根據上述開度監視部的監視結果，利用上述流量調節裝置對供給的氣體流量進行調節的流量控制部。
[0014]在本發明的真空裝置中，上述流量控制部可以通過將上述APC閥的開度與規定的閾值進行比較而控制上述流量調節裝置，使得上述處理氣體的供給流量減少。
[0015]本發明的真空裝置可以還具備對上述APC閥的開度超過第一閾值的次數進行計數的計數部，在上述計數的值超過第二閾值的情況下，上述流量控制部控制上述流量調節裝置，使得上述處理氣體的供給流量減少。
[0016]本發明的真空裝置可以還具備對規定的經過時間的范圍內的上述APC閥的開度的增加率進行運算的開度運算部，在上述開度的增加率超過第三閾值的情況下，上述流量控制部控制上述流量調節裝置，使得上述處理氣體的供給流量減少。
[0017]本發明的真空裝置可以為對被處理體進行蝕刻的蝕刻裝置。
[0018]本發明的真空裝置中，被處理體可以為Fro用基板。
[0019]本發明的壓力控制方法在真空裝置中對處理容器內的壓力進行控制，上述真空裝置具備:收容被處理體、并且構成為能夠將內部保持為真空狀態的上述處理容器；經由氣體供給路徑對上述處理容器內供給處理氣體的氣體供給源；設置于上述氣體供給路徑上，對上述處理氣體的供給流量進行調節的流量調節裝置；檢測上述處理容器內的壓力的壓力檢測裝置；經由排氣路徑與上述處理容器連接的排氣裝置；和設置于上述排氣路徑上，根據由上述壓力檢測裝置檢測出的壓力值，自動地調節開度的APC閥。該壓力控制方法中，監視上述APC閥的開度，根據其結果，利用上述流量調節裝置對供給的氣體流量進行調節。
[0020]本發明的壓力控制方法中，可以通過將上述APC閥的開度與規定的閾值進行比較而進行控制，使得上述處理氣體的供給流量減少。
[0021]本發明的壓力控制方法中，可以對上述APC閥的開度超過第一閾值的次數進行計數，在該計數值超過第二閾值的情況下，進行控制使得上述處理氣體的供給流量減少。
[0022]本發明的壓力控制方法中，可以在規定的經過時間的范圍內上述APC閥的開度的增加率超過第三閾值的情況下，進行控制使得上述處理氣體的供給流量減少。
[0023]本發明的壓力控制方法中，上述真空裝置可以為對被處理體進行蝕刻的蝕刻裝置。
[0024]本發明的壓力控制方法中，被處理體可以為Fro用基板。
[0025]本發明的蝕刻方法使用蝕刻裝置對被處理體進行蝕刻處理，上述蝕刻裝置具備:收容被處理體、并且構成為能夠將內部保持為真空狀態的處理容器；經由氣體供給路徑對上述處理容器內供給處理氣體的氣體供給源；設置于上述氣體供給路徑上，對上述處理氣體的供給流量進行調節的流量調節裝置；檢測上述處理容器內的壓力的壓力檢測裝置；經由排氣路徑與上述處理容器連接的排氣裝置；和設置于上述排氣路徑上，根據由上述壓力檢測裝置檢測出的壓力值，自動地調節開度的APC閥。該蝕刻方法中，可以監視上述APC閥的開度，根據其結果，利用上述流量調節裝置對供給的氣體流量進行調節。
[0026]本發明的蝕刻方法中，可以通過將上述APC閥的開度與規定的閾值進行比較，使上述處理氣體的供給流量減少。
[0027]本發明的蝕刻方法中，可以對上述APC閥的開度超過第一閾值的次數進行計數，在該計數值超過第二閾值的情況下，使上述處理氣體的供給流量減少。
[0028]本發明的蝕刻方法中，可以在規定的經過時間的范圍內上述APC閥的開度的增加率超過第三閾值的情況下，進行控制使得使上述處理氣體的供給流量減少。
[0029]發明效果
[0030]根據本發明，在主要利用APC閥進行處理容器內的壓力調節的真空裝置中，監視APC閥的開度，根據其結果，對導入到處理容器內的處理氣體的流量進行調節。例如，在開度上升的情況下，使氣體流量減少，利用對處理氣體流量的抑制來抵消處理容器內的壓力上升，由此，能夠緩和處理容器內的壓力上升。另外，APC閥的開度的上升在處理容器內的壓力上升之前發生，因此，與根據處理容器內的壓力測量結果使處理氣體流量變化相比，響應性優良。因此，根據本發明，對于大型的真空裝置，也能夠不增加真空泵和APC閥的設置個數，而可靠地進行處理容器內的壓力控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是示意性地表示本發明的第一實施方式的等離子體蝕刻裝置的結構的截面圖。
`[0032]圖2是表示本發明的一個實施方式的等離子體蝕刻裝置的控制部的硬件結構的框圖。
[0033]圖3是表示圖2中的裝置控制器的硬件結構的框圖。
[0034]圖4是表示圖2中的裝置控制器的功能結構的功能框圖。
[0035]圖5是表示本發明的第一實施方式的壓力控制方法的步驟的一個例子的流程圖。
[0036]圖6是表示利用以往方法對蝕刻對象膜進行等離子體蝕刻處理時的處理容器內的壓力和APC閥的開度的時間變化的圖。
[0037]圖7是表示在與圖6相同的等離子體蝕刻處理的過程中，處理容器內生成的等離子體的發光的時間變化的圖。
[0038]圖8是對由本發明的第一實施方式的壓力控制方法得到的APC閥的開度的時間變化和處理氣體流量的時間變化進行說明的圖。
[0039]圖9是表示將本發明的第一實施方式的壓力控制方法應用于實際的等離子體蝕刻處理的實驗結果的圖。
[0040]圖10是表示本發明的第二實施方式的裝置控制器的功能結構的功能框圖。
[0041]圖11是表示本發明的第二實施方式的壓力控制方法的步驟的一個例子的流程圖。
[0042]附圖標記說明
[0043]I…處理容器[0044]Ia…底壁
[0045]Ib…側壁
[0046]Ic…蓋體
[0047]11…基座
[0048]12…基材
[0049]13、14…密封部件
[0050]15…絕緣部件
[0051]31…噴頭
[0052]33…氣體擴散空間
[0053]35…氣體噴出孔
[0054]37…氣體導入口
[0055]39…處理氣體供給管 [0056]41…閥 門
[0057]43…質量流量控制器
[0058]45…氣體供給源
[0059]51…排氣用開口
[0060]53…排氣管
[0061]53a…凸緣部
[0062]55...APC 閥
[0063]57…排氣裝置
[0064]61…壓力計
[0065]71…供電線
[0066]73 …匹配箱(M.B.)
[0067]75…高頻電源
[0068]100…等離子體蝕刻裝置。
【具體實施方式】
[0069]以下，參照附圖對本發明的實施方式詳細地進行說明。
[0070][第一實施方式]
[0071]圖1是表示作為本發明的處理裝置的第一實施方式的等離子體蝕刻裝置的概略結構的截面圖。圖2是將圖1的主要部分放大表示的截面圖。如圖1所示，等離子體蝕刻裝置100構成為對作為被處理體的例如FPD用的玻璃基板(以下,簡記為“基板”)S進行蝕刻的電容耦合型的平行平板等離子體蝕刻裝置。此外，作為FPD，可以例示液晶顯示器(LCD)、電致發光(Electro Luminescence ；EL)顯示器、等離子體顯示面板(PDP)等。
[0072]該等離子體蝕刻裝置100具有由內側進行了陽極氧化處理(氧化鋁膜處理)的鋁形成的成形為角筒形狀的處理容器I。處理容器I的主體(容器主體)由底壁Ia和4個側壁Ib (僅圖示2個)構成。另外，在處理容器I的主體的上部接合有蓋體lc。雖然圖示省略，但是在側壁Ib設置有基板搬送用開口和將該基板搬送用開口密封的閘閥。
[0073]蓋體Ic構成為能夠通過未圖示的開關機構相對于側壁Ib開關。在將蓋體Ic關閉的狀態下蓋體Ic與各側壁Ib的接合部分由O型圈3密封，保持處理容器I內的氣密性。
[0074]在處理容器I內的底部配置有框形狀的絕緣部件10。在絕緣部件10之上設置有作為能夠載置基板S的載置臺的基座11。也作為下部電極的基座11具備基材12。基材12例如由鋁或不銹鋼(SUS)等導電性材料形成。基材12配置在絕緣部件10之上，在兩部件的接合部分配備有O型圈等密封部件13以維持氣密性。絕緣部件10與處理容器I的底壁Ia之間，也利用O型圈等密封部件14維持氣密性。基材12的側部外周由絕緣部件15包圍。由此，確保基座11的側面的絕緣性，防止等離子體處理時的異常放電。
[0075]在基座11的上方，與該基座11平行并且相對地設置有作為上部電極起作用的噴頭31。噴頭31由處理容器I的上部的蓋體Ic支撐。噴頭31呈中空狀，在其內部設置有氣體擴散空間33。另外，在噴頭31的下表面(與基座11相對的面)形成有噴出處理氣體的多個氣體噴出孔35。該噴頭31接地，與基座11 一起構成一對平行平板電極。
[0076]在噴頭31的上部中央附近設置有氣體導入口 37。該氣體導入口 37與處理氣體供給管39連接。該處理氣體供給管39經由2個閥門41、41和質量流量控制器(MFC)43與供給用于蝕刻的處理氣體的氣體供給源45連接。作為處理氣體，例如除了鹵素類氣體、O2氣體之外，能夠使用Ar氣體等稀有氣體等。
[0077]在上述處理容器I內的底壁Ia形成有在多個部位(例如8個部位)貫通的排氣用開口 51。各排氣用開口 51與排氣管53連接。排氣管53在其端部具有凸緣部53a，以在該凸緣部53a與底壁Ia之間設置有O型圈(圖示省略)的狀態被固定。在排氣管53上設置有APC閥55，另外，排氣管53與排氣裝置57連接。排氣裝置57例如具備渦輪分子泵等真空泵，由此，構成為能夠將處理容器I內抽真空至規定的減壓氣氛。在各排氣管53設置的合計8個APC閥55，由I個主控閥和7個從動閥構成，各從動閥與主控閥聯動地動作。即，8個APC閥55相互同步地進行開關動作。
[0078]另外，等離子體蝕刻裝置100設置有測量處理容器I內的壓力的壓力計61。壓力計61與8個APC閥55中的主控閥連接，將處理容器I內的壓力的測量結果實時地提供給APC閥55。APC閥55根據壓力計61的測量結果，使開度變化，自動調節排氣管53的流導。
[0079]基座11的基材12與供電線71連接。該供電線71經由匹配箱(M.B.) 73與高頻電源75連接。由此，從高頻電源75向作為下部電極的基座11供給例如13.56MHz的高頻電力。此外，供電線71通過形成在底壁Ia的作為貫通開口部的供電用開口 77被導入到處理容器I內。
[0080]等離子體蝕刻裝置100的各構成部，成為與控制部80連接而被控制的結構。參照圖2，對本實施方式的等離子體蝕刻裝置100的一部分中所包含的基板處理系統的控制部80進行說明。圖2是表示控制部80的硬件結構的框圖。如圖2所示，控制部80具備:裝置控制器(Equipment Controller ;以下,有時記為“EC”)81 ;多個(在圖2中僅圖示了 2個,但是并不限于此)模塊控制器(Module Controller ;以下，有時記為“MC”)83 ;和將EC81和MC83連接的交換集線器(HUB) 85。
[0081]EC81是統括多個MC83，對基板處理系統的整體的動作進行控制的主控制部。多個MC83各自為在EC81的控制下對以等離子體蝕刻裝置100為首的各模塊的動作進行控制的副控制部。交換集線器85根據來自EC81的控制信號，切換與EC81連接的MC83。
[0082]EC81根據用于實現由基板處理系統執行的對基板S的各種處理的控制程序、和記錄有處理條件數據等的方案，向各MC83發送控制信號，由此，控制基板處理系統的整體的動作。
[0083]控制部80還具備子網絡87、DIST (Distribution:分配)盤88和輸入輸出(以下記為I/O)模塊89。各MC83通過子網絡87和DIST盤88，與I/O模塊89連接。
[0084]I/O模塊89具有多個I/O部90。I/O部90與以等離子體蝕刻裝置100為首的各模塊的各終端設備連接。雖然未圖示，但是，I/o部90設置有用于控制數字信號、模擬信號和串行信號的輸入輸出的I/O盤。對各終端設備的控制信號分別被從I/O部90輸出。另夕卜，來自各終端設備的輸出信號分別被輸入到I/O部90。在等離子體蝕刻裝置100中，作為與I/O部90連接的終端設備，例如，可以列舉質量流量控制器(MFC) 43、APC閥55、壓力計61、排氣裝置57等。
[0085]EC81通過LAN (Local Area Network:局域網)91與作為對設置有基板處理系統100的工廠整體的制造工序進行管理的MES (Manufacturing Execution System:制造執行系統)的計算機93連接。計算機93與基板處理系統100的控制部80協作將工廠的與工序相關的實時信息反饋給基干業務系統、并且考慮工廠整體的負荷等進行與工序相關的判斷。計算機93可以與例如其它的計算機95等信息處理設備連接。
[0086]接著，參照圖3對EC81的硬件結構的一個例子進行說明。EC81具備:主控制部101 ;鍵盤、鼠標等輸入裝置102 ;打印機等輸出裝置103 ;顯示裝置104 ;存儲裝置105 ;外部接口 106 ;和將它們互相連接的總線107。主控制部101具有CPU (中央處理裝置)IlURAM(隨機存取存儲器)112和ROM (只讀存儲器)113。存儲裝置105只要能夠存儲信息，其形式沒有限制，例如為硬盤裝置或光盤裝置。另外，存儲裝置105在計算機能夠讀取的記錄介質115上記錄信息、并且從記錄介質115讀取信息。記錄介質115只要能夠存儲信息，其形式沒有限制，例如為硬盤、光盤、閃存等。記錄介質115可以為記錄有本實施方式的等離子體蝕刻方法的方案的記錄介質。
[0087]在EC81中，CPUl 11使用RAMl 12作為工作區域，執行在ROMl 13或存儲裝置105中存儲的程序，由此，能夠在本實施方式的等離子體蝕刻裝置100中執行對基板S的等離子體蝕刻處理。此外，圖2中的計算機93、95的硬件結構也成為例如圖3所示的結構。另外，圖2所示的MC83的硬件結構，例如，成為圖3所示的結構、或者從圖3所示的結構中將不需要的構成要素除去而得到的結構。
[0088]接著，參照圖4對EC81的功能結構進行說明。圖4是表示EC81的功能結構的功能框圖。此外，在以下的說明中，作為EC81的硬件結構成為圖3所示的結構的部分，也參照圖3中的符號。如圖4所示，EC81具備處理控制部121、開度監視部122、開度判定部123、超過計數器124和輸入輸出控制部125。它們通過CPUlll使用RAM112作為工作區域執行在ROMl 13或存儲裝置105中存儲的程序來實現。
[0089]處理控制部121根據預先保存在存儲裝置105中的方案、參數等，向各MC83發送控制信號，由此進行控制使得在等離子體蝕刻裝置100中進行所期望的等離子體蝕刻處理。另外，處理控制部121具有流量控制部121a。
[0090]開度監視部122監視APC閥55的開度，實時地取得其信息。具體地說，APC閥55的開度例如被劃分為O?1000的1000個等級，作為數字輸入(DI)信息從APC閥55通過MC83實時地向開度監視部122送出。此外，開度監視部122可以作為不是附屬于EC81而是附屬于APC閥55的功能存在。在該情況下，能夠采用等離子體蝕刻裝置100的MC83取得作為來自APC閥55的數字輸入(DI)信息的開度，并向EC81發送的結構。
[0091]開度判定部123參照開度監視部122 (或APC閥55的開度監視功能)實時地取得的APC閥55的開度，進行開度是否已超過規定的閾值(例如，第一閾值)的判定。在此，就第一閾值而言，開度判定部123參照作為參數預先保存于存儲裝置105中的值。
[0092]超過計數器124參照開度判定部123的判定結果，在開度超過第一閾值的情況下，將其次數累加I次計數。
[0093]輸入輸出控制部125進行來自輸入裝置102的輸入的控制、對輸出裝置103的輸出的控制、顯示裝置104中顯示的控制、通過外部接口 106進行的與外部的數據等的輸入輸出的控制。
[0094]流量控制部121a控制閥門41、41和質量流量控制器(MFC)43，對從氣體供給源45向處理容器I內供給的處理氣體的流量進行控制。另外，流量控制部121a進行由超過計數器124計數的超過計數值是否已超過規定的閾值(第二閾值)的判定、并且在超過計數值超過第二閾值的情況下，通過MC83對質量流量控制器(MFC) 43發送控制信號，使得使處理氣體的流量減少規定量。由此，質量流量控制器(MFC) 43使處理氣體的流量減少規定量。在此，就第二閾值而言，流量控制部121a參照作為參數或方案的一部分預先保存于存儲裝置105中的值。另外，就處理氣體的減少量(VO-Vl)而言，流量控制部121a參照也作為參數或方案的一部分預先保存于存儲裝置105中的值。
[0095]接著，對如以上方式構成的等離子體蝕刻裝置100的處理動作進行說明。首先，在未圖示的閘閥開放的狀態下，利用未圖示的搬送裝置的叉子，將作為被處理體的基板S，通過基板搬送用開口，搬入到處理容器I內，交接至基座11。然后，將閘閥關閉，利用排氣裝置57將處理容器I內抽真空至規定的真空度。
[0096]接著，將閥門41開放，從氣體供給源45通過處理氣體供給管39和氣體導入口 37向噴頭31的氣體擴散空間33導入處理氣體。此時，利用質量流量控制器43進行處理氣體的流量控制。被導入到氣體擴散空間33的處理氣體，進一步通過多個噴出孔35向被載置在基座11上的基板S均勻地噴出，處理容器I內的壓力被維持為規定的值。
[0097]在該狀態下從高頻電源75經由匹配箱73向基座11施加高頻電力。由此，在作為下部電極的基座11與作為上部電極的噴頭31之間產生高頻電場，處理氣體解離而等離子體化。利用該等離子體，對基板S實施蝕刻處理。
[0098]在實施了蝕刻處理后，在使來自高頻電源75的高頻電力的施加停止、并使氣體導入停止后，將處理容器I內減壓至規定的壓力。接著，將閘閥開放，將基板S從基座11交接至未圖示的搬送裝置的叉子，將基板S從處理容器I的基板搬送用開口搬出。通過以上的操作，對基板S的等離子體蝕刻處理結束。
[0099]在上述等離子體蝕刻處理的過程中，在本實施方式的等離子體蝕刻裝置100中，控制部80監視APC閥55的開度，檢測出開度的上升作為壓力上升的信號。根據該檢測結果，進行對質量流量控制器(MFC) 43的反饋控制，由此，抑制處理氣體的供給量，使處理容器I內的壓力上升緩和。
[0100]以下，參照圖5?圖9，對本實施方式的壓力控制方法具體地進行說明。圖5是表示由控制部80執行的本實施方式的壓力控制方法的步驟的一個例子的流程圖。圖5表示進行I次通過監視APC閥55的開度來抑制質量流量控制器(MFC)43的流量的處理的步驟。
[0101]首先，在步驟SI中，EC81取得APC閥55的開度。如上所述，APC閥55的開度取得，可以是EC81的開度監視部122通過MC83進行，也可以利用附屬于APC閥55的開度監視部(未圖示)，通過MC83向EC81發送。
[0102]接著，在步驟S2中，由EC81的開度判定部123判斷步驟SI中取得的APC閥55的開度是否已超過第一閾值。開度判定部123將取得的開度與作為預先設定的參數的第一閾值進行比較。
[0103]當在步驟S2中判定為開度超過第一閾值(是)的情況下，接著，在步驟S3中根據來自開度判定部123的判定結果，超過計數器124將超過計數值累加I次計數。
[0104]接著，在步驟S4中，流量控制部121a進行由超過計數器124計數的超過計數值的累計值是否已超過第二閾值的判定。在判定為超過計數值超過第二閾值(是)的情況下，在步驟S5中，流量控制部121a通過MC83對質量流量控制器(MFC) 43發送控制信號，使得使處理氣體的流量減少規定量。在本實施方式中，使用超過計數器124對超過第一閾值的次數進行計數的理由如下所述。在等離子體蝕刻處理的期間，處理容器I內的壓力以一定的振幅變動。因此，在僅超過第一閾值一次的情況下，未必是大的壓力變化，存在不能進行適當的壓力控制的情況。因此，在本實施方式中，利用超過計數器124對超過第一閾值的次數進行計數，并與第二閾值進行比較，由此，在等離子體蝕刻裝置100中，實現了可靠性高的壓力控制。
[0105]另一方面，當在步驟S2中判定為開度沒有超過第一閾值(否)的情況下，再次返回到步驟SI，反復進行步驟SI和步驟S2的步驟。反復進行步驟SI和步驟S2的步驟，直至在步驟S2中判定為開度超過第一閾值(是)、或者等離子體蝕刻處理結束。
[0106]另外，當在步驟S4中判定為超過計數值沒有超過第二閾值(否)的情況下，再次返回到步驟SI，反復進行從步驟SI至步驟S4的步驟。反復進行該從步驟SI至步驟S4的步驟，直至在步驟S4中判定為開度的增加率超過第二閾值(是)、或者等離子體蝕刻處理結束。
[0107]按照上述步驟SI?步驟S5的步驟，能夠抑制處理容器I內的壓力變化。此外，如上所述，在進行可靠性高的壓力控制的方面，使用超過計數器124對超過第一閾值的次數進行計數是有利的，但是，例如，也能夠通過使第一閾值比等離子體蝕刻時的處理容器I內的通常的壓力變動幅度大，利用是否已超過第一閾值的判斷來調節處理氣體的流量。
[0108]< 作用 >
[0109]在等離子體蝕刻裝置100中，在不進行特別的控制的情況下，存在在蝕刻進行、基板S上的蝕刻對象膜剛消失之后，處理容器I內的壓力急劇地上升的情況。首先，參照圖6和圖7對該現象進行說明。圖6是表示使用等離子體蝕刻裝置100對蝕刻對象膜進行蝕刻時的處理容器I內的壓力和APC閥55的開度的時間變化的特性圖。圖7是表示在圖6與相同的等離子體蝕刻處理的過程中，處理容器I內生成的等離子體的發光的時間變化的特性圖。此外，作為蝕刻對象膜，使用在基板S上依次疊層有鈦層、鋁層、鈦層的膜，作為蝕刻氣體，使用氯氣。在圖7中，表不波長335nm的Ti的發光的強度和波長396nm的Al的發光的強度。
[0110]參照圖6可知，等離子體蝕刻在橫軸的10秒前后開始在125秒前后結束。在等離子體蝕刻的期間，處理容器I內的壓力大致一定地推移，但是，在快要結束之前的100?110秒的期間轉為上升，持續上升至蝕刻結束。另一方面，APC閥55的開度在蝕刻快要結束之前的100~110秒的期間急劇地增加，在110秒以后成為一定(開度全開的狀態)。
[0111]另一方面，參照圖7，上層的Ti膜的蝕刻進行至橫軸的25秒前后，由此觀察到Ti的發光。接著，與中間的Al膜的蝕刻相伴，Al的發光成為支配性的，在100秒前后Al的發光消失的前后，由下層的Ti膜的蝕刻引起的Ti的發光成為峰。此外，像圖7那樣各膜的成分的發光重疊是因為:在大面積的基板S的表面，蝕刻不是均勻地進行，而是例如從基板S的外周向中心進行蝕刻，由此，在基板S的面內，上下疊層的2個膜的蝕刻同時進行。根據圖7可認為:從Ti的發光成為峰之后的100秒至110秒的期間，為3層結構的蝕刻對象膜的最下層的Ti膜被蝕刻而消失，由此形成在基板S上的基底膜逐漸開始露出的階段。在該從100秒至110秒的期間，如圖6所示，APC閥55的開度急劇地上升，當開度成為全開時，在其以后不能進行壓力控制，處理容器I內的壓力轉為上升。
[0112]從圖6和圖7可知，處理容器I內的壓力上升的原因是，在蝕刻對象膜存在的期間與該對象膜的反應所消耗的處理氣體，當蝕刻進行、蝕刻對象膜消失時不被消耗。當發生這樣的急劇的壓力變化時，如圖6所示，APC閥55的開度成為全開并保持不變，不能利用APC閥55進行處理容器I內的壓力控制。另外，由圖6和圖7可知，APC閥55的開度的上升在處理容器I內的壓力上升之前發生。
[0113]因此，在本實施方式的壓力控制方法和利用該壓力控制方法的等離子體蝕刻方法中，按照圖5例示的步驟SI~步驟S5的步驟，監視在處理容器I內的壓力上升之前開度開始上升的APC閥55的開度，根據其結果，使導入到處理容器I內的處理氣體的流量變化。在此，圖8是示意性地表示實施本實施方式的壓力控制方法的情況下的APC閥的開度和處理氣體流量的時間變化的說明圖。圖8中的C1、C2、C3…表示超過計數器124對APC閥55的開度超過第一閾值Th的次數進行計數并進行累加的區間。另外，圖8的橫軸的tl、t2、t3表示在超過計數器124的計數值超過第二閾值的情況下，EC81通過MC83對質量流量控制器(MFC) 43送出控制信號，使處理氣體的流量減少規定量的時刻。
[0114]按照圖5例示的步驟SI~步驟S5的步驟，首先，監視在處理容器I內的壓力上升之前發生的APC閥55的開度上升，根據其結果，在區間Cl中，超過計數器124對APC閥55的開度超過第一閾值Th的次數進行計數并進行累加。在超過計數器124的計數值超過第二閾值的時刻tl，質量流量控制器(MFC) 43使處理氣體的流量從Vtl減少至Viq
[0115]接著，再次，按照圖5的步驟SI~步驟S5的步驟，監視APC閥55的開度上升，根據其結果，在區間C2對APC閥55的開度超過第一閾值Th的次數進行累加。在超過計數器124的計數值超過第二閾值的時刻t2，質量流量控制器(MFC)43使處理氣體的流量從V1減少至V2。以后，在壓力繼續上升的情況下，反復進行同樣的處理，直至等離子體蝕刻處理結束。 [0116]如以上所述，在本實施方式的壓力控制方法和利用該壓力控制方法的等離子體蝕刻方法中，利用對處理氣體流量的抑制來抵消處理容器I內的壓力上升，由此能夠緩和處理容器I內的壓力上升。
[0117]圖9表示在等離子體蝕刻裝置100中，將本實施方式的壓力控制方法應用于實際的等離子體蝕刻處理的實驗結果。在該實驗中，作為蝕刻對象膜，使用Ti/Al/Ti的疊層膜，作為處理氣體(蝕刻氣體)，使用Cl2(氯)。按照上述步驟SI~步驟S5的步驟，監視APC閥55的開度上升，與開度的上升相應地使導入到處理容器I內的處理氣體的流量減少。具體地說，通過反復進行步驟SI?步驟S5的步驟,如圖9所示,使處理氣體的流量從3500ml/min(sccm)分階段地下降至1700ml/min (seem)。其結果,處理容器I內的壓力在大致IOmTorr(1.3Pa)左右穩定地推移。因此，由圖9可確認本實施方式的壓力控制方法的有效性。
[0118]如以上所述，根據本實施方式，在主要利用APC閥55進行處理容器I內的壓力調節的等離子體蝕刻裝置100中，監視APC閥55的開度，根據其結果，對向處理容器I內導入的處理氣體的流量進行調節。例如，在開度上升的情況下，使氣體流量減少，利用對處理氣體流量的抑制來抵消處理容器I內的壓力上升，能夠緩和處理容器I內的壓力上升。另外，APC閥55的開度的上升在處理容器I內的壓力上升之前發生，因此，與根據處理容器I內的壓力測量結果使處理氣體流量變化相比，響應性優異。因此，根據本發明，對于大型的真空裝置，也能夠不增加包括真空泵的排氣裝置57和APC閥55的設置個數，而可靠地進行處理容器I內的壓力控制。另外，能夠抑制由處理容器I內的壓力上升引起的過剩的自由基的產生，因此，也能夠防止在基板S表面形成的圖案形狀的走樣的發生。
[0119][第二實施方式]
[0120]接著，參照圖10和圖11對本發明的第二實施方式的等離子體蝕刻裝置、壓力控制方法和等離子體蝕刻方法進行說明。在本實施方式中，求出規定時間內的APC閥55的開度的增加率，根據該增加率判斷是否對氣體流量進行調節。在以下的說明中，以與第一實施方式的不同點為中心進行說明，對于與第一實施方式相同的結構，省略重復的說明。
[0121]圖10是表示本實施方式的等離子體蝕刻裝置中的裝置控制器(EC) 81A的功能結構的功能框圖。在以下的說明中，作為EC81A的硬件結構成為圖3所示的結構的部分，也參照圖3中的符號。如圖10所示，EC81A具備處理控制部121、開度監視部122、開度運算部126和輸入輸出控制部125。它們通過CPUlll使用RAMl 12作為工作區域執行在ROMl 13或存儲裝置105中存儲的程序來實現。
[0122]處理控制部121、開度監視部122和輸入輸出控制部125具有與第一實施方式同樣的功能。
[0123]開度運算部126參照開度監視部122 (或APC閥55的開度監視部)實時地取得的APC閥55的開度，在規定的經過時間的范圍內，對APC閥55的開度的增加率進行運算。即，開度運算部126按照作為參數或方案的一部分預先保存于存儲裝置105中的任意的時間間隔，參照開度監視部122 (或APC閥55的開度監視部)的開度，根據其差值求出該時間間隔內的開度的增加率。
[0124]流量控制部121a進行由開度運算部126運算出的開度的增加率是否已超過規定的閾值(第三閾值)的判定，并且在開度的增加率超過第三閾值的情況下，通過MC83對質量流量控制器(MFC)43發送控制信號，使得使處理氣體的流量減少規定量。由此，質量流量控制器(MFC) 43使處理氣體的流量減少規定量。在此，就第三閾值而言，流量控制部121a參照作為參數或方案的一部分預先保存于存儲裝置105中的值。另外，就處理氣體的減少量而言，流量控制部121a也參照作為參數或方案的一部分預先保存于存儲裝置105中的值。
[0125]本實施方式的壓力控制方法能夠包括圖11所示的步驟Sll?步驟S14的步驟。圖11表示進行I次通過監視APC閥55的開度來抑制質量流量控制器(MFC) 43的流量的處理的步驟。[0126]首先，在步驟Sll中，EC8IA取得APC閥55的開度。APC閥55的開度取得，可以是EC81A的開度監視部122通過MC83進行，也可以利用附屬于APC閥55的開度監視功能，通過MC83向EC81A發送。
[0127]接著，在步驟S12中，利用EC81A的開度運算部126，算出步驟Sll中取得的APC閥55的開度的規定經過時間的范圍內的增加率。
[0128]接著，在步驟S13中，流量控制部121a進行由開度運算部126運算出的開度的增加率是否已超過第三閾值的判定。在判定為開度的增加率超過第三閾值(是)的情況下，在接下來的步驟S14中，流量控制部121a通過MC83對質量流量控制器(MFC) 43發送控制信號，使得使處理氣體的流量減少規定量。
[0129]另一方面，當在步驟S13中判定為超過計數值沒有超過第三閾值(否)的情況下，再次返回到步驟S11，反復進行從步驟Sll至步驟S13的步驟。反復進行從步驟Sll至步驟S13的步驟，直至在步驟S13中判定為開度的增加率超過第三閾值(是)、或者等離子體蝕刻
處理結束。
[0130]按照上述步驟Sll?步驟S14的步驟，能夠抑制處理容器I內的壓力變動。在本實施方式中，以規定的時間內的開度的增加率作為指標，但是，也可以根據規定的時間內的開度的差進行同樣的控制。
[0131]本實施方式的其它結構和效果與第一實施方式同樣。
[0132]以上，出于例示的目的對本發明的實施方式詳細地進行了說明，但是，本發明并不受上述實施方式的制約。本領域技術人員能夠不脫離本發明的思想和范圍而進行很多的改變，這些也包含在本發明的范圍內。例如，在上述實施方式中，列舉了平行平板型的等離子體蝕刻裝置為例，但是，本發明也能夠應用于例如電感耦合等離子體裝置、表面波等離子體裝置、ECR (Electron Cyclotron Resonance:電子回旋共振)等離子體裝置、螺旋波等離子體裝置等其它方式的等離子體蝕刻裝置。另外，只要是具備APC閥、對腔室內的壓力調節成為必要的真空裝置，并不限于干式蝕刻裝置，也能夠同等地應用于成膜裝置、灰化裝置等。
[0133]另外，本發明并不限于以FH)用基板作為被處理體的情況，例如也能夠應用于以半導體晶片、太陽能電池用基板作為被處理體的情況。
[0134]另外，在上述實施方式中，列舉了 APC閥55的開度和處理容器I內的壓力上升、使處理氣體的流量減少的情況為例，但是，也能夠將本發明應用于APC閥55的開度和處理容器I內的壓力下降、使處理氣體的流量增加的情況。
【權利要求】
1.一種真空裝置，其特征在于，具備: 收容被處理體、并且能夠將內部保持真空的處理容器； 經由氣體供給路徑對所述處理容器內供給處理氣體的氣體供給源； 設置于所述氣體供給路徑上，對所述處理氣體的供給流量進行調節的流量調節裝置； 檢測所述處理容器內的壓力的壓力檢測裝置； 經由排氣路徑與所述處理容器連接的排氣裝置； 設置于所述排氣路徑上，根據由所述壓力檢測裝置檢測出的壓力值，自動地調節開度的自動壓力控制閥； 監視所述自動壓力控制閥的開度的開度監視部；和 根據所述開度監視部的監視結果，利用所述流量調節裝置對供給的氣體流量進行調節的流量控制部。
2.如權利要求1所述的真空裝置，其特征在于: 所述流量控制部通過將所述自動壓力控制閥的開度與規定的閾值進行比較而控制所述流量調節裝置，使得所述處理氣體的供給流量減少。
3.如權利要求1所述的真空裝置，其特征在于: 還具備對所述自動壓力控制閥的開度超過第一閾值的次數進行計數的計數部， 在所述計數的值超過第二`閾值的情況下，所述流量控制部控制所述流量調節裝置，使得所述處理氣體的供給流量減少。
4.如權利要求1所述的真空裝置，其特征在于: 還具備對規定的經過時間的范圍內的所述自動壓力控制閥的開度的增加率進行運算的開度運算部， 在所述開度的增加率超過第三閾值的情況下，所述流量控制部控制所述流量調節裝置，使得所述處理氣體的供給流量減少。
5.如權利要求1至4中任一項所述的真空裝置，其特征在于: 所述真空裝置為對被處理體進行蝕刻的蝕刻裝置。
6.如權利要求5所述的真空裝置，其特征在于: 被處理體為FPD用基板。
7.一種真空裝置的壓力控制方法，其特征在于: 所述真空裝置具備: 收容被處理體、并且構成為能夠將內部保持為真空狀態的處理容器； 經由氣體供給路徑對所述處理容器內供給處理氣體的氣體供給源； 設置于所述氣體供給路徑上，對所述處理氣體的供給流量進行調節的流量調節裝置； 檢測所述處理容器內的壓力的壓力檢測裝置； 經由排氣路徑與所述處理容器連接的排氣裝置；和 設置于所述排氣路徑上，根據由所述壓力檢測裝置檢測出的壓力值，自動地調節開度的自動壓力控制閥， 所述壓力控制方法對所述處理容器內的壓力進行控制，其中， 監視所述自動壓力控制閥的開度，根據其結果，利用所述流量調節裝置對供給的氣體流量進行調節。
8.如權利要求7所述的真空裝置的壓力控制方法，其特征在于: 通過將所述自動壓力控制閥的開度與規定的閾值進行比較而進行控制，使得所述處理氣體的供給流量減少。
9.如權利要求7所述的真空裝置的壓力控制方法，其特征在于: 對所述自動壓力控制閥的開度超過第一閾值的次數進行計數，在該計數值超過第二閾值的情況下，進行控制使得所述處理氣體的供給流量減少。
10.如權利要求7所述的真空裝置的壓力控制方法，其特征在于: 在規定的經過時間的范圍內所述自動壓力控制閥的開度的增加率超過第三閾值的情況下，進行控制使得所述處理氣體的供給流量減少。
11.如權利要求7至10中任一項所述的真空裝置的壓力控制方法，其特征在于: 所述真空裝置為對被處理體進行蝕刻的蝕刻裝置。
12.如權利要求11所述的真空裝置的壓力控制方法，其特征在于: 被處理體為FPD用基板。
13.一種蝕刻方法，其使用蝕刻裝置對被處理體進行蝕刻處理，所述蝕刻方法的特征在于: 所述蝕刻裝置具備: 收容被處理體、并且構成為能夠將內部保持為真空狀態的處理容器； 經由氣體供給路徑對所述處理容器內供給處理氣體的氣體供給源； 設置于所述氣體供給路徑上，對所述處理氣體的供給流量進行調節的流量調節裝置； 檢測所述處理容器內的壓力的壓力檢測裝置； 經由排氣路徑與所述處理容器連接的排氣裝置；和 設置于所述排氣路徑上，根據由所述壓力檢測裝置檢測出的壓力值，自動地調節開度的自動壓力控制閥， 所述蝕刻方法中， 監視所述自動壓力控制閥的開度，根據其結果，利用所述流量調節裝置對供給的氣體流量進行調節。
14.如權利要求13所述的蝕刻方法，其特征在于: 通過將所述自動壓力控制閥的開度與規定的閾值進行比較，使所述處理氣體的供給流量減少。
15.如權利要求13所述的蝕刻方法，其特征在于: 對所述自動壓力控制閥的開度超過第一閾值的次數進行計數，在該計數值超過第二閾值的情況下，使所述處理氣體的供給流量減少。
16.如權利要求13所述的蝕刻方法，其特征在于: 在規定的經過時間的范圍內所述自動壓力控制閥的開度的增加率超過第三閾值的情況下，進行控制使得所述處理氣 體的供給流量減少。
【文檔編號】H01L21/67GK103811300SQ201310549740
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2012年11月7日
【發明者】山本浩司, 廣瀬寬司 申請人:東京毅力科創株式會社