JPH0812855B2 - エツチング装置の圧力制御方法および装置 - Google Patents

エツチング装置の圧力制御方法および装置

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JPH0812855B2
JPH0812855B2 JP61211633A JP21163386A JPH0812855B2 JP H0812855 B2 JPH0812855 B2 JP H0812855B2 JP 61211633 A JP61211633 A JP 61211633A JP 21163386 A JP21163386 A JP 21163386A JP H0812855 B2 JPH0812855 B2 JP H0812855B2
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pressure
vacuum container
etching
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variable valve
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廣治 西畑
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエッチング装置の圧力制御方法および装置に
係り、特にプラズマを利用して処理するのに好適なエッ
チング装置の圧力制御方法および装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来の圧力制御方法は、特開昭61−54627号に記載の
ように、所定圧力に減圧排気された真空容器内へ処理ガ
スを導入し、導入された処理ガスをプラズマ放電させる
とき、プラズマ放電開始時の圧力上昇分を見込んで、所
定の処理圧力より低目の圧力でプラズマ放電を開始し、
上昇した圧力がだいたい処理圧力になるようにして、真
空容器内の処理圧力を調整し、所定圧力減圧排気された
真空容器内への処理ガスの導入開始から放電開始までに
要する時間を短縮し、スループットを向上するものであ
った。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の従来技術は、所定の処理圧力に速やかに圧力を
収束制御する点について配慮がされておらず、処理ガス
をプラズマ放電させたときに上昇した圧力が、ほぼ所定
の処理圧力に等しくなっているので、所定の処理圧力と
の差が小さく、圧力をフィードバック制御するのに収束
させにくいという問題があった。
本発明の目的は、プラズマ放電中の真空室内の処理圧
力を速やかに所定圧力に維持することのできるエッチン
グ装置の圧力制御方法および装置を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、真空容器内でプラズマを利用して試料を
エッチング処理するエッチング装置の圧力制御装置にお
いて、真空容器に接続された排気系のバルブおよび真空
ポンプと、真空容器に接続された処理ガス供給系のバル
ブとに作動信号を送るディジタル出力手段と、排気系の
可変バルブの開度を調整する信号を送るパルス出力手段
と、真空容器に設けた真空計により測定した圧力値を入
力するアナログ入力手段と、処理ガス供給系の流量制御
器の流量を調整する信号と真空容器に接続された高周波
電源を作動させる信号とを送るアナログ出力手段と、前
回のエッチング処理終了前の可変バルブの開度を記憶す
る記憶手段と、圧力調整手順を記憶した圧力制御手順記
憶手段と、これら入出力手段および記憶手段を制御する
中央演算処理装置とを有し、真空容器内の圧力が所定圧
力に減圧排気された時点で、真空容器内へ処理ガスを供
給し、所定のエッチング処理圧力に達した時点で、可変
バルブを前回のエッチング処理終了前の開度に初期開度
係数K(1≦K≦1.1)を乗じた値の初期開度を設定し
て合わせ、真空容器内で放電を開始し、可変バルブをPI
D制御して放電で上昇した真空容器内の圧力を所定のエ
ッチング圧力に調整することによって達成される。
〔作用〕
圧力制御手順記憶手段に記憶した圧力調整手順に従
い、中央演算処理装置で集中コントロールをして、真空
容器内の圧力値をアナログ入力手段に入力するととも
に、ディジタル出力手段から真空ポンプおよび排気系の
バルブに信号を送り、真空容器内の圧力が所定圧力に減
圧排気された時点で、ディジタル出力手段およびアナロ
グ出力手段から処理ガス供給系のバルブおよび流量制御
弁に信号を送り、真空容器内へ処理ガスを供給し、所定
のエッチング処理圧力に達した時点で、パルス出力出段
から排気系の可変バルブを調整する信号を送り、可変バ
ルブを前回のエッチング処理終了前の開度に初期開度係
数K(1≦K≦1.1)を乗じた値の初期開度に合わせ、
アナログ出力手段から高周波電源を作動させる信号を送
り、真空容器内で放電を開始し、パルス出力手段から可
変バルブの調整信号を送り、可変バルブをPID制御して
放電後の真空容器内の圧力を所定のエッチング圧力に調
整することで、プラズマ放電中の真空室内の処理圧力を
速やかに所定圧力に維持することができる。
〔実 施 例〕
以下、本発明の一実施例を第1図から第3図により説
明する。
第1図に圧力制御装置のブロック図を示す。真空容器
1の一方には、バルブ2,流量制御器3,バルブ5を順次介
して処理ガス供給源6が接続してあり、他方には、可変
バルブ7,バルブ10を介して真空ポンプ11が接続してあ
る。また、真空容器1には真空計12が取り付けられ、高
周波電源13が接続してある。
また、制御装置15は、中央演算処理装置16にアナログ
出力手段18,アナログ入力手段19,パルス出力手段20およ
びディジタル出力手段21から成る入出力装置17と、圧力
制御手順記憶手段23および記憶手段24から成る記憶装置
22とが接続して成る。
アナログ出力手段18は、流量制御器コントローラ4を
介して流量制御器3と、高周波電源コントローラ14を介
して高周波電源13とにつながり、中央演算処理装置16の
指令信号をアナログ信号に変換して、流量制御器コント
ローラ4または高周波電源コントローラ14に信号を送
り、流量制御器3または高周波電源13を作動,制御す
る。
アナログ入力手段19は真空計12に継ながり、真空計12
で検出したアナログ量をディジタル量に変換するもの
で、例えばアナログ入力ボードである。
パルス出力手段20は、圧力制御弁コントローラ9を介
しパルスモータ8につながり、パルスモータ8は可変バ
ルブ7に連結される。中央演算処理装置16の指令信号を
パルス信号に変換して、圧力制御弁コントローラ9に送
り、圧力制御弁コントローラ9によってパルスモータ8
を駆動,制御して、可変バルブ7の調整を行なう。
ディジタル出力手段21は、処理ガス供給系のバルブ2,
バルブ5と排気系のバルブ10と真空ポンプ11とにそれぞ
れ接続され、中央演算処理装置16の指令信号をディジタ
ル信号に変換して、バルブ2,バルブ5,バルブ10または真
空ポンプ11にそれぞれ信号を送り作動させる。
圧力制御手順記憶手段23は、真空容器1内の圧力を所
定の圧力に制御する手順を記憶させたもので、例えばRO
M(Read Only Memory)である。
記憶手段24は、前回の圧力制御時に真空容器1内が所
定の処理圧力に保持されている時の可変バルブの開度を
記憶しておくもので、例えば、RAM(Randam Access Mem
orry)である。
上記構成により、圧力制御手順記憶手段23に記憶され
た手順に従い動作を説明する。手順を第2図に示し、圧
力状態を第3図に示す。
まず、可変バルブ7およびバルブ10を開き、真空ポン
プ11を作動させて真空容器1内を真空排気する(これを
ステップ31に示す。)。
次に、真空容器1内の圧力が所定の圧力P0(第3図
(a)に示すA点)に達したら、バルブ2およびバルブ
5を開き、流量制御器3を制御して処理ガス供給源6か
ら適量の処理ガスを真空容器1内へ供給する(これをス
テップ32に示す。)。
次に、処理ガスが供給される真空容器1内の圧力が所
定のエッチング処理圧力P1の許容圧力範囲△P内に達し
たかどうかを判断する(これをステップ33に示す。)。
次に、真空容器1内の圧力が所定のエッチング圧力
(第3図(a)に示すB点)に達したら、前回のエッチ
ング処理時に記憶しておいた可変バルブ7の開度V1に初
期開度係数K(1≦K≦1.1)を乗じた値の開度V2に可
変バルブ7をセットする(これをステップ34に示
す。)。初期開度係数Kは、真空ポンプ10及び配管等の
経時的に変化する排気能力の低下を補償するものであ
り、数値的には1≦K≦1.1の範囲に設定する。次に、
高周波電源13により真空容器1内に放電を生じさせる
(これをステップ35に示す。)。
放電を開始すると、真空容器1内の圧力は一挙にP
2(第3図(a)に示すC点)まで上昇する。このと
き、第3図(b)に示すように可変バルブ7の開度をV2
まで開いておくことによって、真空容器1内の圧力上昇
をP2に押え、むやみに圧力が上昇するのを防いでいる。
次に、真空容器1内の圧力をフィードバックして、制
御装置15内でPID制御を行ない可変バルブ7の開度を調
整する(これをステップ36に示す。)。
次に、PID制御によって真空容器1内の圧力が所定の
エッチング処理圧力P1に近づき、許容範囲△P内に収ま
っているかどうか判断する(これをステップ37に示
す。)。
次に、真空容器1内の圧力が許容範囲内に収っていた
ら、現在の可変バルブ7の開度を記憶させる(これをス
テップ38に示す。)。開度の記憶は時間の経過とともに
次々と新しいデータが記憶され、データは近傍の4点位
を取って平均化したものを記憶する。
次に、エッチングの終点を本一実施例には記載してい
ない終点判定装置により検出して、放電継続がどうかを
判断する(これをステップ39に示す。)。可変バルブ7
の開度の記憶は、エッチング終了時の開度が最終値とし
て記憶される。
次に、次処理があるかどうかを判断する(これをステ
ップ40に示す。)。
上記手順に従って圧力制御を行なった場合の真空容器
内圧力および可変バルブ開度と時間の関係を第3図に示
す。真空容器1内の圧力がP0になったA点から処理ガス
が供給され、B点に達した時点で、可変バルブ開度をV2
に開け、放電を開始すると、圧力はC点のP2まで上昇
し、その後PID制御により所定圧力P1に近づけられる。
この場合、可変バルブ7の初期開度をV2にしているの
で、圧力上昇をP2に押えられ、所定の圧力範囲P1±△P
に入る時間T2が早くなる。
以上、本一実施例によれば、圧力制御の手順を記憶し
た制御装置により圧力制御が行なわれ、所定の処理圧力
に達した時点で、可変バルブに初期開度を与えて放電を
開始するので、圧力上昇が押えられ、かつ、はっきりし
た圧力差が出るので、PID制御による圧力制御が容易で
あり、所定の処理圧力範囲内に早く維持させることがで
きる。
〔発明の効果〕
以上本発明によれば、プラズマ放電中の真空室内の処
理圧力を速やかに所定圧力に維持することができるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のエッチング装置の圧力制御装置の一実
施例を示す構成図、第2図は圧力の制御方法を示すフロ
ーチャート、第3図は真空容器内の圧力状態と時間の関
係および可変バルブの開度と時間の関係を示す図であ
る。 1……真空容器、2,5,10……バルブ、3……流量制御
器、7……可変バルブ、11……真空ポンプ、12……真空
計、13……高周波電源、16……中央演算処理装置、18…
…アナログ出力手段、19……アナログ入力手段、20……
パルス出力手段、21……ディジタル出力手段、23……圧
力制御手順記憶手段、24……記憶手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空容器内でプラズマを利用して試料をエ
    ッチング処理するエッチング装置の圧力制御方法におい
    て、 所定圧力に減圧排気された前記真空容器内への処理ガス
    の導入開始後、前記真空容器内の圧力が所定のエッチン
    グ処理圧力範囲内に達したら、前回のエッチング処理終
    了前の開度に初期開度係数K(1≦K≦1.1)を乗じた
    値の初期開度を設定し、排気系の可変バルブを前記初期
    開度に合わせると共に、放電を開始し、該放電に伴い上
    昇した前記真空容器内の圧力を測定して、前記可変バル
    ブをPID制御し、所定のエッチング処理圧力に調整する
    ことを特徴とするエッチング装置の圧力制御方法。
  2. 【請求項2】真空容器内でプラズマを利用して試料をエ
    ッチング処理するエッチング装置の圧力制御装置におい
    て、 前記真空容器に接続された排気系のバルブおよび真空ポ
    ンプと、前記真空容器に接続された処理ガス供給系のバ
    ルブとに作動信号を送るディジタル出力手段と、 前記排気系の可変バルブの開度を調整する信号を送るパ
    ルス出力手段と、 前記真空容器に設けた真空計により測定した圧力値を入
    力するアナログ入力手段と、 前記処理ガス供給系の流量制御期の流量を調整する信号
    と、前記真空容器に接続された高周波電源を作動させる
    信号とを送るアナログ出力手段と、 前記可変バルブの前回のエッチング処理終了前の開度を
    記憶する記憶手段と、 前記真空容器内の圧力が所定圧力に減圧排気された時点
    で、前記真空容器内へ処理ガスを供給し、所定のエッチ
    ング処理圧力に達した時点で、前回のエッチング処理終
    了後の開度に初期開度係数K(1≦K≦1.1)を乗じた
    値の初期開度を設定し、前記可変バルブを前記初期開度
    に合わせ、前記真空容器内で放電を開始し、前記可変バ
    ルブをPID制御して前記放電で上昇した前記真空容器内
    の圧力を所定のエッチング圧力に調整する手段を記憶し
    た圧力制御手順記憶手段と、 前記ディジタル出力手段、前記パルス出力手段、前記ア
    ナログ入力手段、前記アナログ出力手段および前記圧力
    制御手順記憶手段を制御する中央演算処理装置と、 を有することを特徴とするエッチング装置の圧力制御装
    置。
JP61211633A 1986-09-10 1986-09-10 エツチング装置の圧力制御方法および装置 Expired - Lifetime JPH0812855B2 (ja)

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