JPH0613327A - Gas pressure controller and controlling method for gas pressure - Google Patents
Gas pressure controller and controlling method for gas pressureInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えばスパッタリン
グ、ドライエッチングおよびＣＶＤのような薄膜の形成
または加工等に用いられる半導体製造装置等において、
真空チャンバー内の処理ガスの圧力を制御する装置およ
び制御する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus used for forming or processing a thin film such as sputtering, dry etching and CVD.
The present invention relates to an apparatus and method for controlling the pressure of a processing gas in a vacuum chamber.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２に従来技術のガス圧制御装置を用い
た半導体製造装置を示す。従来技術のガス圧制御装置
は、圧力計３、制御ユニット４およびマスフロー５から
なり、それらが真空ポンプ２を備える真空チャンバー１
に図示するように接続されて半導体製造装置が形成され
ている。真空チャンバー１内の圧力を測定するように真
空チャンバー１に取り付けられた圧力計３は制御ユニッ
ト４に電気的に接続され、制御ユニット４はマスフロー
５に電気的に接続され、マスフロー５は真空チャンバー
１に処理ガスを供給するように真空チャンバー１に接続
されている。2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a semiconductor manufacturing apparatus using a conventional gas pressure control device. A conventional gas pressure control device comprises a pressure gauge 3, a control unit 4 and a mass flow 5, which are equipped with a vacuum pump 2 in a vacuum chamber 1.
The semiconductor manufacturing apparatus is formed by connecting as shown in FIG. The pressure gauge 3 attached to the vacuum chamber 1 so as to measure the pressure in the vacuum chamber 1 is electrically connected to the control unit 4, the control unit 4 is electrically connected to the mass flow 5, and the mass flow 5 is the vacuum chamber. 1 is connected to a vacuum chamber 1 so as to supply a processing gas.
【０００３】次に動作について説明する。真空チャンバ
ー１において目的に応じた処理ガスを利用してウエハ処
理を行う場合、均一の処理を行うには処理ガスの圧力を
一定に維持しなくてはならない。そのために、真空チャ
ンバー１に取り付けた圧力計３の時々刻々の指示値の情
報を制御ユニット４に伝達し、制御ユニット４からその
情報に応じた制御信号をマスフロー５に伝達し、マスフ
ロー５はその制御信号に従って真空チャンバー１内の圧
力が一定になるように処理ガスの流量を制御して真空チ
ャンバー１に送り込む。Next, the operation will be described. When wafer processing is performed in the vacuum chamber 1 using a processing gas suitable for the purpose, the pressure of the processing gas must be kept constant in order to perform uniform processing. For that purpose, the information of the momentary instruction value of the pressure gauge 3 attached to the vacuum chamber 1 is transmitted to the control unit 4, and the control signal corresponding to the information is transmitted from the control unit 4 to the mass flow 5. According to the control signal, the flow rate of the processing gas is controlled so that the pressure inside the vacuum chamber 1 becomes constant, and the processing gas is sent into the vacuum chamber 1.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のガス圧制御装置では、真空チャンバー１内の全圧を
測定し、その測定値により処理ガスの真空チャンバー１
への導入量を制御するので、真空チャンバー１内で例え
ば高温が原因でアウトガスが発生して真空チャンバー１
内の雰囲気が変化した場合、アウトガスの分圧をも合わ
せた全圧の変化に従って処理ガスの導入量を変化させる
ことになり、処理ガスの分圧、すなわち処理ガスのみの
圧力を制御することができなかった。従って、ウエハの
処理を正確に制御することができなかった。However, in this conventional gas pressure control device, the total pressure in the vacuum chamber 1 is measured, and the measured value is used to measure the processing gas in the vacuum chamber 1.
Since the amount of gas introduced into the vacuum chamber 1 is controlled, outgas is generated in the vacuum chamber 1 due to, for example, high temperature, and
When the atmosphere inside changes, the amount of the processing gas introduced changes according to the change in the total pressure including the partial pressure of the outgas. could not. Therefore, it was not possible to accurately control the processing of the wafer.
【０００５】この発明は上記問題点に鑑み成されたもの
であり、その目的は、真空チャンバー内の処理ガスのみ
の圧力を制御することのできる装置およびその方法を提
供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an apparatus and method capable of controlling the pressure of only the processing gas in the vacuum chamber.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の発明
により達成される。The above object can be achieved by the following inventions.
【０００７】第１の発明のガス圧制御装置は、真空チャ
ンバー内の処理ガスの圧力を制御する装置であって、
(a) 上記真空チャンバー内における上記処理ガスと他の
気体成分の存在比を検出する手段と、(b) 上記検出手段
(a) からの上記存在比に係るデータに従って制御された
量の上記処理ガスを上記真空チャンバーに送り込む手段
とを備える。The gas pressure control device of the first invention is a device for controlling the pressure of the processing gas in the vacuum chamber,
(a) means for detecting the abundance ratio of the processing gas and other gas components in the vacuum chamber, and (b) the detecting means.
means for feeding a controlled amount of the processing gas into the vacuum chamber according to the abundance ratio data from (a).
【０００８】第２の発明のガス圧制御装置は、上記手段
(b) が、(b-1) 上記データを処理して、上記チャンバー
に送り込むべき上記処理ガスの量を指示する信号を送り
出す制御ユニットと、(b-2) 上記制御ユニット(b-1) か
らの上記信号に従って上記チャンバーに上記処理ガスを
送り込む手段とを備える。The gas pressure control device of the second invention is the above-mentioned means.
(b) is (b-1) a control unit that processes the above data and sends a signal indicating the amount of the above processing gas to be sent to the above chamber, and (b-2) the above control unit (b-1) Means for feeding the processing gas into the chamber according to the signal from.
【０００９】第３の発明のガス圧制御方法は、薄膜を形
成または加工するための真空チャンバー内の処理ガスの
圧力を制御する方法であって、(a) 上記真空チャンバー
内における上記処理ガスと他の気体成分の存在比を検出
する工程と、(b) 上記検出手段(a) からの上記存在比に
係るデータに従って制御量の上記処理ガスを上記真空チ
ャンバーに送り込む工程とを備える。The gas pressure control method of the third invention is a method of controlling the pressure of a processing gas in a vacuum chamber for forming or processing a thin film, comprising: (a) the processing gas in the vacuum chamber; The method further comprises a step of detecting the abundance ratio of the other gas component, and (b) a step of sending a controlled amount of the processing gas into the vacuum chamber according to the data relating to the abundance ratio from the detection means (a).
【００１０】第４の発明のガス圧制御方法は、上記工程
(b) が、上記チャンバー内の上記処理ガスの分圧が一定
になるように上記処理ガスを上記チャンバーに送り込む
ものである。The gas pressure control method according to the fourth aspect of the present invention comprises the above steps.
(b) sends the processing gas into the chamber so that the partial pressure of the processing gas in the chamber becomes constant.
【００１１】[0011]
【作用】第１の発明のガス圧制御装置は、真空チャンバ
ー内における処理ガスと他の気体成分の存在比を検出す
ることができ、足りない量の処理ガスのみを補給して真
空チャンバー内に存在する処理ガスの分圧を所望の値に
制御することができる。The gas pressure control device according to the first aspect of the present invention can detect the abundance ratio of the processing gas and other gas components in the vacuum chamber and replenish only the insufficient amount of the processing gas into the vacuum chamber. The partial pressure of the process gas present can be controlled to a desired value.
【００１２】第２の発明のガス圧制御装置は、真空チャ
ンバー内における処理ガスと他の気体成分との存在比に
係るデータに従って制御された量の処理ガスを真空チャ
ンバーに送り込む手段として、制御ユニットおよび処理
ガス送り込み手段を備え、これらは従来より用いられて
いるものと同等のものを用いることができるので、容易
に製造することができる。The gas pressure control device according to the second invention is a control unit as means for feeding into the vacuum chamber an amount of the process gas controlled in accordance with data relating to the abundance ratio of the process gas and other gas components in the vacuum chamber. And a processing gas feeding means, which can be the same as those conventionally used, and can be easily manufactured.
【００１３】第３の発明のガス圧制御方法は、真空チャ
ンバー内における処理ガスと他の気体成分の存在比を検
出するので、検出値に応じて足りない量の処理ガスのみ
を補給して真空チャンバー内に存在する処理ガスの分圧
を所望の値に制御することができる。Since the gas pressure control method of the third invention detects the existence ratio of the processing gas and other gas components in the vacuum chamber, only the insufficient amount of the processing gas is replenished in accordance with the detected value to obtain a vacuum. The partial pressure of the processing gas existing in the chamber can be controlled to a desired value.
【００１４】第４の発明のガス圧制御方法によれば、真
空チャンバー内の処理ガスの分圧が一定の値に維持され
るので薄膜の形成または加工が均一に行われる。According to the gas pressure control method of the fourth invention, since the partial pressure of the processing gas in the vacuum chamber is maintained at a constant value, the thin film is uniformly formed or processed.
【００１５】[0015]
【実施例】図１にこの発明のガス圧制御装置を用いた半
導体製造装置を示す。この発明のガス圧制御装置は、マ
ス分析機６、制御ユニット４およびマスフロー５からな
り、それらが真空ポンプ２を備える真空チャンバー１に
図示するように接続されて半導体製造装置が形成されて
いる。真空チャンバー１内における処理ガス、アウトガ
スおよび処理ガス導入前に残っていた気体成分の存在比
を検出するように真空チャンバー１に取り付けられたマ
ス分析機６は、制御ユニット４に電気的に接続され、制
御ユニット４はマスフロー５に電気的に接続され、マス
フロー５は真空チャンバー１に処理ガスを供給するよう
に真空チャンバー１に接続されている。このように、こ
のシステムは構造的には図２に示す従来技術のシステム
の圧力計３をマス分析機６に換えただけのものなので、
容易に設計製造することができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a semiconductor manufacturing apparatus using the gas pressure control device of the present invention. The gas pressure control device of the present invention comprises a mass analyzer 6, a control unit 4 and a mass flow 5, which are connected to a vacuum chamber 1 equipped with a vacuum pump 2 as shown to form a semiconductor manufacturing device. The mass analyzer 6 attached to the vacuum chamber 1 is electrically connected to the control unit 4 so as to detect the abundance ratios of the processing gas, the outgas, and the gas components remaining before the processing gas is introduced into the vacuum chamber 1. The control unit 4 is electrically connected to the mass flow 5, and the mass flow 5 is connected to the vacuum chamber 1 so as to supply the processing gas to the vacuum chamber 1. As described above, this system is structurally obtained by replacing the pressure gauge 3 of the conventional system shown in FIG. 2 with the mass analyzer 6.
It can be easily designed and manufactured.
【００１６】次に動作について説明する。真空チャンバ
ー１において目的に応じた処理ガスを利用してウエハ処
理を行う場合、真空チャンバー１の内壁面周辺の温度が
高いとその内壁面からアウトガスが生じ、真空チャンバ
ー１内の圧力が経時変化すると共に、真空チャンバー１
内部の雰囲気の組成が経時変化し、処理ガスの分圧が変
化する。真空チャンバー１に接続されたマス分析機６
は、真空チャンバー１内の雰囲気を分析し、真空チャン
バー１内に存在する処理ガス、アウトガスおよび処理ガ
ス導入前から残存していた気体のそれぞれの存在比を検
出する。これらの存在比のデータは制御ユニット４に伝
達される。制御ユニット４において、その存在比のデー
タ、真空チャンバー１の容積、真空ポンプ２の性能およ
びマスフロー５の処理ガス供給量等から処理ガスの分圧
が計算され、真空チャンバー１内の処理ガスの分圧を所
定の値にするために追加すべき処理ガスの量が算出され
る。その追加量を指示する信号がマスフロー５に伝達さ
れ、マスフロー５から真空チャンバー１に追加量の処理
ガスが供給されて真空チャンバー１内の処理ガスの分圧
が所定の値になる。処理ガスの所定の分圧を得るための
追加量は、上述のように算出する以外に、真空チャンバ
ー１内の圧力を圧力計により測定し、その値とマス分析
機６の存在比に関するデータとから処理ガスの分圧を知
り、その値から制御ユニット４で算出することもでき
る。マス分析機６が真空チャンバー１内の圧力を測定す
る機能を有する場合、処理ガスと他の気体成分の存在比
に係るデータは処理ガスと他の気体成分の分圧として得
られ、制御ユニット４は処理ガスの分圧から処理ガスの
追加すべき量を計算する。Next, the operation will be described. When wafer processing is performed in the vacuum chamber 1 using a processing gas according to the purpose, if the temperature around the inner wall surface of the vacuum chamber 1 is high, outgas is generated from the inner wall surface, and the pressure in the vacuum chamber 1 changes with time. Together with vacuum chamber 1
The composition of the internal atmosphere changes with time, and the partial pressure of the processing gas changes. Mass analyzer 6 connected to the vacuum chamber 1
Analyzes the atmosphere in the vacuum chamber 1 and detects the respective abundance ratios of the processing gas, the out gas, and the gas remaining before introducing the processing gas in the vacuum chamber 1. These abundance ratio data are transmitted to the control unit 4. In the control unit 4, the partial pressure of the processing gas is calculated from the data of its abundance ratio, the volume of the vacuum chamber 1, the performance of the vacuum pump 2, the processing gas supply amount of the mass flow 5 and the like, and the partial pressure of the processing gas in the vacuum chamber 1 is calculated. The amount of process gas to be added to bring the pressure to a predetermined value is calculated. A signal indicating the additional amount is transmitted to the mass flow 5, the additional amount of the processing gas is supplied from the mass flow 5 to the vacuum chamber 1, and the partial pressure of the processing gas in the vacuum chamber 1 becomes a predetermined value. The additional amount for obtaining the predetermined partial pressure of the processing gas is not only calculated as described above, but also the pressure in the vacuum chamber 1 is measured with a pressure gauge, and the value and data regarding the abundance ratio of the mass analyzer 6 are used. It is also possible to know the partial pressure of the processing gas from the above and calculate it from the value in the control unit 4. When the mass analyzer 6 has a function of measuring the pressure in the vacuum chamber 1, the data relating to the abundance ratio of the processing gas and the other gas component is obtained as the partial pressure of the processing gas and the other gas component, and the control unit 4 Calculates the amount of process gas to be added from the partial pressure of process gas.
【００１７】この発明のガス圧制御装置を用いた半導体
製造装置において、半導体装置およびその他の装置を加
工または製造することができる。具体的には、真空チャ
ンバー１内においてスパッタリング、ドライエッチング
およびＣＶＤにより所定の基体の上に薄膜が形成または
基体上の薄膜が加工される。この発明のガス圧制御装置
により処理ガスの分圧を制御することにより、形成され
る薄膜の厚さを一定にするもしくは変化させる、または
薄膜の加工程度および速度を一定にするもしくは任意に
制御することができる。また、分圧を変化させることに
より、半導体プロセスの研究をすることもできる。In the semiconductor manufacturing apparatus using the gas pressure control device of the present invention, the semiconductor device and other devices can be processed or manufactured. Specifically, in the vacuum chamber 1, a thin film is formed on a predetermined substrate or processed on the substrate by sputtering, dry etching and CVD. By controlling the partial pressure of the processing gas with the gas pressure control device of the present invention, the thickness of the thin film to be formed is made constant or changed, or the processing degree and speed of the thin film are made constant or arbitrarily controlled. be able to. Further, by changing the partial pressure, it is possible to study the semiconductor process.
【００１８】上記実施例において、真空チャンバー１内
における処理ガスと他の気体成分の存在比を検出する手
段としてマス分析機６を用い、制御ユニット４からの信
号に従って真空チャンバー１に処理ガスを送り込む手段
としてマスフロー５を用いたが、それらの手段は上記機
能を有する手段であれば何でもよくマス分析機およびマ
スフローに限定されない。In the above embodiment, the mass analyzer 6 is used as a means for detecting the abundance ratio of the processing gas and other gas components in the vacuum chamber 1, and the processing gas is sent to the vacuum chamber 1 according to the signal from the control unit 4. Although the mass flow 5 is used as the means, any means may be used as long as it has the above functions, and the means is not limited to the mass analyzer and the mass flow.
【００１９】[0019]
【発明の効果】第１の発明のガス圧制御装置は、真空チ
ャンバー内における処理ガスと他の気体成分の存在比を
検出し、足りない量の処理ガスのみを補給して真空チャ
ンバー内に存在する処理ガスの分圧を所望の値に制御す
ることができる。その結果、真空チャンバー内における
薄膜の形成または加工を任意に制御することができる。The gas pressure control device according to the first aspect of the present invention detects the existence ratio of the processing gas and other gas components in the vacuum chamber, and replenishes only the insufficient amount of the processing gas to exist in the vacuum chamber. It is possible to control the partial pressure of the processing gas used to a desired value. As a result, the formation or processing of the thin film in the vacuum chamber can be controlled arbitrarily.
【００２０】第２の発明のガス圧制御装置は、真空チャ
ンバー内における処理ガスと他の気体成分との存在比の
データに従って制御された量の処理ガスを真空チャンバ
ーに送り込む手段として、特殊な機能を要しない一般的
な制御ユニットおよび処理ガス送り込み手段を備えるの
で、容易に製造することができる。The gas pressure control device of the second invention has a special function as a means for feeding into the vacuum chamber a processing gas in an amount controlled according to the data of the abundance ratio of the processing gas and other gas components in the vacuum chamber. Since it is provided with a general control unit and a processing gas feeding means that do not require, it can be easily manufactured.
【００２１】第３の発明のガス圧制御方法は、真空チャ
ンバー内における処理ガスと他の気体成分の存在比を検
出するので、検出値に応じて足りない量の処理ガスのみ
を補給して真空チャンバー内に存在する処理ガスの分圧
を所望の値に制御することができる。その結果、真空チ
ャンバー内において基材上に形成される薄膜の厚さもし
くはその薄膜形成の速度、または薄膜の加工の速度およ
び程度を任意に制御することができる。Since the gas pressure control method of the third invention detects the abundance ratio of the processing gas and other gas components in the vacuum chamber, it supplies only a processing gas in an insufficient amount in accordance with the detected value to produce a vacuum. The partial pressure of the processing gas existing in the chamber can be controlled to a desired value. As a result, the thickness of the thin film formed on the substrate in the vacuum chamber or the speed of forming the thin film, or the speed and degree of processing of the thin film can be arbitrarily controlled.
【００２２】第４の発明のガス圧力制御方法によれば、
真空チャンバー内における処理ガスの分圧が一定に維持
されるので、薄膜の形成および加工を均一に行うことが
できる。According to the gas pressure control method of the fourth invention,
Since the partial pressure of the processing gas in the vacuum chamber is maintained constant, thin film formation and processing can be performed uniformly.
【図１】この発明のガス圧制御装置を用いた半導体製造
装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus using a gas pressure control device of the present invention.
【図２】従来のガス圧制御装置を用いた半導体製造装置
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus using a conventional gas pressure control device.
１ 真空チャンバー ２ 真空ポンプ ３ 圧力計 ４ 制御ユニット ５ マスフロー ６ マス分析機 1 vacuum chamber 2 vacuum pump 3 pressure gauge 4 control unit 5 mass flow 6 mass analyzer
Claims (4)
ャンバー内の処理ガスの圧力を制御する装置であって、 (a) 上記真空チャンバー内における上記処理ガスと他の
気体成分の存在比を検出する手段と、 (b) 上記検出手段(a) からの上記存在比に係るデータに
従って制御された量の上記処理ガスを上記真空チャンバ
ーに送り込む手段とを備えるガス圧制御装置。1. An apparatus for controlling the pressure of a processing gas in a vacuum chamber for forming or processing a thin film, comprising: (a) detecting the abundance ratio of the processing gas and other gas components in the vacuum chamber. And a means for (b) feeding the processing gas into the vacuum chamber in an amount controlled according to the abundance ratio data from the detection means (a).
むべき上記処理ガスの量を指示する信号を送り出す制御
ユニットと、 (b-2) 上記制御ユニット(b-1) からの上記信号に従って
上記チャンバーに上記処理ガスを送り込む手段とを備え
る請求項１記載のガス圧制御装置。2. A control unit, wherein said means (b) (b-1) processes said data and sends out a signal indicating the amount of said processing gas to be sent to said chamber, and (b-2) said A gas pressure control device according to claim 1, further comprising means for feeding the processing gas into the chamber according to the signal from the control unit (b-1).
ャンバー内の処理ガスの圧力を制御する方法であって、 (a) 上記真空チャンバー内における上記処理ガスと他の
気体成分の存在比を検出する工程と、 (b) 上記検出手段(a) からの上記存在比に係るデータに
従って制御量の上記処理ガスを上記真空チャンバーに送
り込む工程とを備えるガス圧制御方法。3. A method for controlling the pressure of a processing gas in a vacuum chamber for forming or processing a thin film, comprising: (a) detecting an abundance ratio of the processing gas and other gas components in the vacuum chamber. And a step of: (b) sending a controlled amount of the processing gas into the vacuum chamber according to the data relating to the abundance ratio from the detection means (a).
記処理ガスの分圧が一定になるように上記処理ガスを上
記チャンバーに送り込むものである請求項３記載のガス
圧制御方法。4. The gas pressure control method according to claim 3, wherein the step (b) is to send the processing gas into the chamber so that the partial pressure of the processing gas in the chamber is constant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16935592A JPH0613327A (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Gas pressure controller and controlling method for gas pressure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16935592A JPH0613327A (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Gas pressure controller and controlling method for gas pressure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613327A true JPH0613327A (en) | 1994-01-21 |
Family
ID=15885042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16935592A Pending JPH0613327A (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Gas pressure controller and controlling method for gas pressure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613327A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6077355A (en) * | 1996-06-20 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Apparatus and method for depositing a film on a substrate by chemical vapor deposition |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP16935592A patent/JPH0613327A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6077355A (en) * | 1996-06-20 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Apparatus and method for depositing a film on a substrate by chemical vapor deposition |
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