專利名稱：壓力控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓力控制方法，特別是涉及設(shè)置在半導(dǎo)體制造裝置中的壓力控制機(jī)構(gòu)的壓力控制方法。
近來，伴隨著半導(dǎo)體裝置的超高集成化及超多層化的傾向，通過對(duì)材料不同的多個(gè)膜進(jìn)行連續(xù)處理進(jìn)行蝕刻。在該處理當(dāng)中，有時(shí)在處理過程中根據(jù)膜的材料增減處理室內(nèi)的壓力。進(jìn)而，根據(jù)膜的材料，要求在幾個(gè)Pa左右的低壓下進(jìn)行處理。此外，將壓力傳感器設(shè)定能檢測的壓力檢測范圍，一般地，越是能夠以高精度檢測低壓力，其壓力檢測范圍越窄。因此，為了監(jiān)視各個(gè)膜的處理壓力的檢測及處理室內(nèi)的整個(gè)壓力變化，有時(shí)需要適當(dāng)?shù)厍袚Q多個(gè)壓力傳感器以便獲得壓力控制用的壓力數(shù)據(jù)。
但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，處理裝置根據(jù)預(yù)先設(shè)定的切換信息進(jìn)行各壓力傳感器的切換。即，壓力控制器不能根據(jù)壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)自動(dòng)地進(jìn)行各壓力傳感器的切換。因此，在處理室內(nèi)壓力變化大時(shí)，不能迅速地進(jìn)行壓力傳感器的選擇，很難獲得追隨壓力變化的壓力數(shù)據(jù)。其結(jié)果是，存在著處理室內(nèi)的壓力控制滯后，容易造成處理不均勻的問題。
此外，近來，由于半導(dǎo)體裝置的超微細(xì)化趨勢，在蝕刻處理中也要求對(duì)被處理體進(jìn)行超微細(xì)化處理。在對(duì)被處理體進(jìn)行超微細(xì)化加工時(shí)，要嚴(yán)格地調(diào)整處理室內(nèi)的壓力，有必要維持在規(guī)定的壓力。因此，要求更仔細(xì)地分析壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)，可靠地進(jìn)行壓力控制。但是，當(dāng)在對(duì)處理沒有影響的壓力范圍內(nèi)也進(jìn)行檢測壓力的詳細(xì)分析時(shí)，會(huì)增加運(yùn)算處理時(shí)間。其結(jié)果是存在著導(dǎo)致壓力調(diào)整閥的響應(yīng)性下降的問題。
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題形成的，其目的是提供一種可以解決上述問題及其它問題、新型且得到改善的壓力控制方法。
根據(jù)這種方法，基于各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)可以獲得對(duì)應(yīng)于處理室內(nèi)的壓力的最佳壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)。因此，即使采用多個(gè)壓力檢測范圍不同的壓力檢測機(jī)構(gòu)，也可以迅速地獲得所要求的壓力數(shù)據(jù)，其結(jié)果是，即使用多個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)也可以確保和只使用一個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)時(shí)幾乎相同的控制特性。
優(yōu)選地，壓力數(shù)據(jù)獲得范圍以如下方式設(shè)定，即，在各個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力檢測范圍重迭的范圍內(nèi)，從各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)中選擇壓力檢測精度高的壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)。根據(jù)這種方法，可以在各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力檢測范圍重迭的范圍內(nèi)，獲得壓力檢測精度高的壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)。其結(jié)果是，由于利用最佳的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行壓力控制，從而可進(jìn)一步提高壓力的控制性能。
優(yōu)選地，以所選擇的壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值跟蹤設(shè)定壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值的方式控制壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。根據(jù)這種方法，可以以使處理室內(nèi)部與設(shè)定壓力實(shí)質(zhì)上相同的方式控制壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。其結(jié)果是，可以使處理室的內(nèi)部維持在設(shè)定的壓力上。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種壓力控制的方法，在基于檢測處理室內(nèi)壓力的壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)控制調(diào)整處理室內(nèi)壓力的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的壓力控制機(jī)構(gòu)的壓力控制方法中，其特征為，它包括以下工序?qū)?yīng)于壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力檢測范圍，對(duì)將壓力數(shù)據(jù)分解成多個(gè)虛擬地使壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度變化的兩個(gè)以上的分辨率的各分辨率適用范圍進(jìn)行設(shè)定的工序；基于各分辨率的適用范圍，設(shè)定從各分辨率中選擇出一個(gè)分辨率的分辨率選擇值的工序；比較壓力數(shù)據(jù)與分辨率選擇值，從各分辨率中選擇出一個(gè)分辨率的工序；基于選擇的分辨率，虛擬地使壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度變化的工序；根據(jù)使數(shù)據(jù)密度變化的壓力數(shù)據(jù)以及基于設(shè)定壓力值的設(shè)定壓力數(shù)據(jù)控制壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的工序。
根據(jù)這種方法，可以以規(guī)定的分辨率將從壓力檢測機(jī)構(gòu)得到的數(shù)據(jù)分解，使之變化成規(guī)定的數(shù)據(jù)密度。進(jìn)而，將壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力檢測范圍劃分成特定的范圍，可以對(duì)于劃分的每一個(gè)特定范圍設(shè)定不同的分辨率。因此，例如在包含進(jìn)行處理的設(shè)定壓力的特定范圍內(nèi)，通過提高分辨率可以獲得更正確的壓力信息，能夠進(jìn)行可靠的壓力檢測。
優(yōu)選地，在包含設(shè)定壓力值的特定壓力范圍內(nèi)，以壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度增加的方式設(shè)定分辨率。根據(jù)這種方法，在包含進(jìn)行處理的設(shè)定壓力的特定范圍內(nèi)，可以獲得正確的壓力信息，可以進(jìn)行嚴(yán)格的壓力控制。
此外，優(yōu)選地，以隨著從大氣壓力接近于設(shè)定壓力值，壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度增加的方式設(shè)定分辨率。根據(jù)這種方法，隨著處理室內(nèi)的壓力從大氣壓接近設(shè)定壓力值，可以虛擬地提高壓力的檢測精度。其結(jié)果是，可以同時(shí)兼顧處理時(shí)的嚴(yán)格的壓力控制和簡化不進(jìn)行處理時(shí)壓力數(shù)據(jù)的運(yùn)算。
優(yōu)選地，以數(shù)據(jù)密度發(fā)生變化的壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值跟蹤設(shè)定壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值的方式控制壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。根據(jù)這種方法，可以使處理室內(nèi)部維持在設(shè)定的壓力。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種壓力控制方法，在基于檢測處理室內(nèi)壓力的壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)控制調(diào)整處理室內(nèi)壓力的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的壓力控制機(jī)構(gòu)的壓力控制方法中，其特征為，它包括以下工序?qū)τ趬毫z測范圍不同的多個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)的每一個(gè)，設(shè)定獲得壓力數(shù)據(jù)的壓力數(shù)據(jù)獲取范圍的工序；基于各壓力數(shù)據(jù)獲取范圍，設(shè)定從各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)中選擇用于壓力控制的壓力數(shù)據(jù)的壓力數(shù)據(jù)選擇值的工序；在各個(gè)壓力數(shù)據(jù)獲取范圍的每一個(gè)中，把壓力數(shù)據(jù)分解為多個(gè)并設(shè)定使壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度虛擬地變化的兩個(gè)以上的分辨率中各個(gè)分辨率的適用范圍的工序；基于各個(gè)分辨率的適用范圍，設(shè)定從對(duì)應(yīng)于所選擇的壓力數(shù)據(jù)的各分辨率中選擇一個(gè)分辨率的分辨率選擇值的工序；比較各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)與壓力數(shù)據(jù)選擇值、選擇用于壓力控制的壓力數(shù)據(jù)的工序；比較所選擇的壓力數(shù)據(jù)與分辨率選擇值，從各分辨率中選擇一個(gè)分辨率的工序；基于所選擇的分辨率，使所選擇的壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度虛擬地變化的工序；根據(jù)使數(shù)據(jù)密度變化的壓力數(shù)據(jù)及基于設(shè)定壓力值的設(shè)定壓力數(shù)據(jù)，控制壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的工序。
根據(jù)這種方法，基于壓力數(shù)據(jù)，可以從多個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)中選擇出最佳的數(shù)據(jù)。從而，與壓力檢測機(jī)構(gòu)的數(shù)目無關(guān)，可以確保只用一個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)時(shí)的控制特性。并且，根據(jù)這種方法，可以在各壓力檢測機(jī)構(gòu)的各自的壓力檢測范圍內(nèi)，并且在該范圍的特定區(qū)間內(nèi)設(shè)定特定的分辨率。從而，可以借助按照所要求的精度的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行壓力控制。
優(yōu)選地，以如下方式設(shè)定壓力數(shù)據(jù)獲取范圍，即，在各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力檢測范圍重迭的范圍內(nèi)，從各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)中選擇壓力檢測精度高的壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，以在包含設(shè)定壓力值的特定的壓力范圍內(nèi)壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度增加的方式設(shè)定分辨率。
優(yōu)選地，以隨著從大氣壓接近設(shè)定壓力值壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度增加的方式設(shè)定分辨率。
優(yōu)選地，以數(shù)據(jù)密度發(fā)生變化的壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值跟蹤設(shè)定壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值的方式控制壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
圖2是用于說明

圖1所示的蝕刻裝置的壓力控制結(jié)構(gòu)的簡略說明圖。
(1)蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)首先參照圖1說明可應(yīng)用本發(fā)明的蝕刻裝置100的結(jié)構(gòu)。處理室102形成于導(dǎo)電性的氣密處理容器104內(nèi)。處理容器104保護(hù)接地。此外，在處理室102內(nèi)對(duì)向地配置上部電極106和下部電極108。下部電極108兼作被處理體、例如半導(dǎo)體晶片(下面稱之為“晶片”)W的載置臺(tái)。此外，在下部電極108的周圍設(shè)置擴(kuò)散板110。并且在下部電極108上，中間經(jīng)由耦合器114連接有高頻電源112，向所述下部電極上外加例如13.56MHz的偏壓用高頻電壓。
在本實(shí)施形式中，在工藝程序空載時(shí)，停止高頻電源112的輸出以期節(jié)省能量。即，一般所用的高頻電源(線性放大器)，在無信號(hào)時(shí)流過閑散電流，如果是晶體管的話會(huì)產(chǎn)生集電極損耗，如果是FET(場效應(yīng)晶體管)的話，會(huì)造成漏極損耗。在本實(shí)施形式中為減少這一損耗，在工藝程序空載時(shí)，切斷偏壓用高頻電源，以期節(jié)省能量。
作為其方法，例如可以考慮在偏壓用直流電源的交流電功率供應(yīng)線設(shè)置通或斷的繼電器的方法，或者設(shè)置接通或切斷偏壓用交流電源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的回路的方法。此外，作為切斷偏壓電源的期間，例如可以是從加工過程結(jié)束(切斷高頻電源112經(jīng)過規(guī)定的期間之后)之后直到下一個(gè)未處理的晶片被運(yùn)入處理室102內(nèi)的期間，或者是從加工過程結(jié)束之后直到下一個(gè)加工過程開始(在接通高頻電源112的規(guī)定期間之前)的期間。
此外，在上部電極106上中間經(jīng)由耦合器118連接有高頻電源116，向其上外加例如60MHz的等離子體生成用高頻功率。此外，在上部電極106上形成多個(gè)氣體排出口106a。利用這種結(jié)構(gòu)，經(jīng)由流量調(diào)整閥122，開關(guān)閥124，氣體排出口106a導(dǎo)入從氣體供應(yīng)源120供應(yīng)的處理氣體，例如，碳氟化合物氣體。此外，處理室102內(nèi)的氣體利用真空泵126經(jīng)由擴(kuò)散板110，排氣通路128，壓力調(diào)整閥(壓力調(diào)整機(jī)構(gòu))130排出。
此外，在處理室102內(nèi)、中間經(jīng)由各開關(guān)閥136，138，壓力檢測孔140，142連接到各自的壓力檢測范圍不同的多個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)，例如，第一及第二壓力傳感器132，134。第一及第二壓力傳感器132，134例如由電容壓力計(jì)構(gòu)成。此外，例如第一壓力傳感器132檢測特定壓力范圍，例如0Pa～25Pa的壓力，根據(jù)所檢測出的壓力將0V～10V的電壓作為壓力數(shù)據(jù)輸出。此外，第二壓力傳感器134檢測比第一壓力傳感器132更寬的壓力范圍，例如檢測0Pa～1000Pa的壓力，根據(jù)所檢測出的壓力將0V～10V的電壓作為壓力數(shù)據(jù)輸出。
此外，將壓力控制器144連接到第一及第二壓力傳感器132，134上。在上述壓力控制器144上連接有上述壓力調(diào)整閥130。并且，壓力控制器144根據(jù)第一及第二壓力傳感器132，134的壓力數(shù)據(jù)和基于設(shè)定壓力的設(shè)定壓力數(shù)據(jù)控制壓力調(diào)整閥130，把處理室102的內(nèi)部設(shè)定成規(guī)定的壓力。下面，詳細(xì)描述壓力控制器144的壓力控制。壓力控制器144配備有將從第一及第二壓力傳感器132，134輸出的作為模擬數(shù)據(jù)的電壓變換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的圖中未示出的A/D(模擬/數(shù)字)變換器等用于壓力控制的各種裝置。
(2)壓力控制方法下面將作為本發(fā)明核心的處理室102內(nèi)的壓力控制方法分成設(shè)定工序(a)及控制工序(b)進(jìn)行說明。
(a)設(shè)定工序在設(shè)定工序(a)中，在壓力控制器144中設(shè)定壓力數(shù)據(jù)獲取范圍，壓力數(shù)據(jù)選擇值，分辨率，分辨率適用范圍，分辨率選擇值，控制用壓力值。
(a-1)壓力數(shù)據(jù)獲取范圍及壓力數(shù)據(jù)選擇值的設(shè)定壓力數(shù)據(jù)獲取范圍是決定將第一壓力傳感器132或第二壓力傳感器134的壓力數(shù)據(jù)中的哪一個(gè)用于壓力控制的范圍。壓力數(shù)據(jù)選擇值是基于壓力數(shù)據(jù)獲取范圍進(jìn)行第一壓力傳感器132或第二壓力傳感器134的壓力數(shù)據(jù)選擇的值(閾值)如上所述，第一傳感器132可以檢測0Pa～25Pa的壓力。第二傳感器134可以檢測0Pa～1000Pa的壓力。其中，第一壓力傳感器132比第二傳感器134的壓力檢測精度高。因此，在第一壓力傳感器132可以檢測的范圍內(nèi)，優(yōu)選地采用第一壓力傳感器132的壓力數(shù)據(jù)。從而，第一壓力傳感器132的壓力數(shù)據(jù)獲取范圍設(shè)定為0Pa～25Pa。第二壓力傳感器134的壓力數(shù)據(jù)獲取范圍設(shè)定為25Pa～1000Pa。
此外，壓力數(shù)據(jù)選擇值，為了從第一及第二壓力傳感器132，134的各壓力數(shù)據(jù)獲取范圍獲得規(guī)定的壓力數(shù)據(jù)，設(shè)定為對(duì)應(yīng)于25Pa的電壓值。即，壓力數(shù)據(jù)選擇值對(duì)應(yīng)于上述壓力，在第一壓力傳感器132中設(shè)定為10V，在第二壓力傳感器134中設(shè)定為0.25V。從而，在壓力減少時(shí)，當(dāng)從第二壓力傳感器134輸入基于0.25V的電壓值的壓力數(shù)據(jù)時(shí)，壓力控制器144切換成基于第一壓力傳感器132的壓力數(shù)據(jù)的控制。同時(shí)，當(dāng)壓力上升時(shí)，當(dāng)從第一壓力傳感器132輸入基于10V的電壓值的壓力數(shù)據(jù)時(shí)，壓力控制器144切換成基于第二壓力傳感器134的壓力數(shù)據(jù)的控制。采用這種方法，可以根據(jù)處理室102內(nèi)的壓力從第一及第二壓力傳感器132，134的各壓力數(shù)據(jù)中選擇最佳的壓力數(shù)據(jù)。從而?？梢源_保和基于一個(gè)壓力傳感器所得到的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行控制時(shí)幾乎相同的控制性能。
(a-2)分辨率，分辨率應(yīng)用范圍，分辨率選擇值的設(shè)定分辨率分解第一壓力傳感器132或第二壓力傳感器134的壓力數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)密度變化，虛擬地改變第一壓力傳感器132或第二壓力傳感器134的壓力檢測精度。分辨率應(yīng)用范圍是決定在第一及第二壓力傳感器132，134的各壓力數(shù)據(jù)獲取范圍內(nèi)應(yīng)用各分辨率中的哪一個(gè)的范圍。分辨率選擇值是根據(jù)分辨率應(yīng)用范圍進(jìn)行應(yīng)用的分辨率的選擇的值(閾值)。
在本實(shí)施形式中，通過后面所述的連續(xù)處理，蝕刻形成于氧化膜(SiO2膜)上的多晶硅膜及形成于多晶硅膜上的硅化鎢膜，形成門電極。硅化鎢膜優(yōu)選地在低壓力下，例如在0.4Pa進(jìn)行處理。多晶硅膜優(yōu)選地在高于硅化鎢的處理壓力、例如在15Pa的壓力下進(jìn)行處理。因此，在上述各處理壓力下，有必要進(jìn)行正確的壓力控制。進(jìn)而，由于硅化鎢膜的處理在低壓力下進(jìn)行，所以需要更加嚴(yán)格的壓力控制。
首先分解第一壓力傳感器132的壓力數(shù)據(jù)的分辨率，例如設(shè)定為兩級(jí)不同的分辨率。即，在包含硅化鎢膜的處理壓力0Pa～10Pa的范圍內(nèi)，設(shè)定成以最細(xì)的精度，例如以0.01Pa單位的精度獲得壓力數(shù)據(jù)。此外，在含有多晶硅膜的處理壓力的10Pa～25Pa的范圍內(nèi)，例如設(shè)定成以0.025Pa單位的精度獲得壓力數(shù)據(jù)。從而，第一壓力傳感器132的分辨率應(yīng)用范圍變成0Pa～10Pa和10Pa～25Pa。
此外，在0Pa～10Pa的范圍內(nèi)，從第一壓力傳感器132輸出4V以下的電壓。因此，將從第一壓力傳感器132輸出的對(duì)應(yīng)于10Pa的電壓4V例如分割成1000份。如果借助這種分辨率設(shè)定，獲得由4mV單位的電壓所構(gòu)成的壓力數(shù)據(jù)的話，可以進(jìn)行0.01Pa單位的壓力控制。此外，在10Pa～25Pa的范圍內(nèi)，從第一壓力傳感器132輸出4V～10V的電壓。因此，把從第一壓力傳感器132輸出的例如對(duì)應(yīng)于25Pa的電壓10V分割成1000份。如果借助這樣設(shè)定的分辨率獲得由10mV單位的電壓構(gòu)成的壓力數(shù)據(jù)的話，可以進(jìn)行0.025Pa單位的壓力控制。
此外對(duì)于第一壓力傳感器132的壓力數(shù)據(jù)的分辨率選擇值，為了根據(jù)上述各分辨率應(yīng)用范圍應(yīng)用上述各分辨率，設(shè)定為對(duì)應(yīng)于25Pa的電壓值4V。借助這種設(shè)定，壓力控制器114以第一壓力傳感器132的輸出電壓4V為界選擇上述各分辨率。
另一方面，分解第二壓力傳感器134的壓力數(shù)據(jù)的分辨率與第一壓力傳感器一樣，例如，設(shè)定為二級(jí)不同的分辨率。即，在25Pa～100Pa的范圍內(nèi)，例如設(shè)定成以0.1Pa單位的精度獲得壓力數(shù)據(jù)。此外，在100Pa～1000Pa的范圍內(nèi)，例如設(shè)定為以1Pa單位的精度獲得壓力數(shù)據(jù)。從而，第二壓力傳感器134的分辨率應(yīng)用范圍為25Pa～100Pa和100Pa～1000Pa。
此外，在25Pa～100Pa的范圍內(nèi)，從第二壓力傳感器134輸出1V以下的電壓。因此，將從第二壓力傳感器134輸出的對(duì)應(yīng)于100Pa的電壓1V例如分割成1000份。通過這樣設(shè)定分辨率，如果獲得由1mV單位的電壓構(gòu)成的壓力數(shù)據(jù)的話，可以進(jìn)行0.1Pa單位的壓力控制。此外，在100Pa～1000Pa的范圍內(nèi)，從第二壓力傳感器134輸出1V～10V的電壓。從而，將從第二壓力傳感器134輸出的對(duì)應(yīng)于1000Pa的電壓10V分割成1000份。通過這種分辨率設(shè)定獲得10mV單位的電壓構(gòu)成的壓力數(shù)據(jù)的話，可以進(jìn)行1Pa單位的壓力控制。
此外，對(duì)于第二壓力傳感器134的壓力數(shù)據(jù)的分辨率選擇值，為了基于上述各分辨率應(yīng)用范圍應(yīng)用上述各分辨率，設(shè)定為對(duì)應(yīng)于100Pa的電壓值1V。根據(jù)這種設(shè)定，壓力控制器114以第二壓力傳感器的輸出電壓1V為界選擇上述各分辨率。根據(jù)這種方法，隨著接近進(jìn)行處理的壓力，可以提高壓力數(shù)據(jù)的精度。從而，在處理時(shí)可以進(jìn)行更加嚴(yán)格的壓力控制，可以在處理時(shí)間之外的期間迅速地進(jìn)行壓力控制。
(a-3)控制用壓力值的設(shè)定控制用壓力值是基于設(shè)定在壓力控制器114上的Pa單位的壓力值計(jì)算出來的進(jìn)行壓力控制用的值。壓力控制器144，如上所述，最大可以獲得0.01Pa單位的壓力數(shù)據(jù)。此外，壓力的檢測范圍，最大為0Pa～1000Pa。因此，將1000Pa分割成100000份，以對(duì)應(yīng)于以0.01Pa的方式設(shè)定控制用壓力值。從而，當(dāng)壓力控制器144例如輸入0.3Pa的設(shè)定壓力值時(shí)，計(jì)算出以30作為控制壓力值，根據(jù)該值30進(jìn)行壓力控制。根據(jù)這種方法，在第一及第二壓力傳感器132，134的整個(gè)壓力檢測范圍內(nèi)，可以很容易地進(jìn)行0.01Pa單位的壓力設(shè)定。
(b)控制工序下面，參照圖1和圖2說明蝕刻處理時(shí)的壓力控制工序。首先，在進(jìn)行處理前，預(yù)先進(jìn)行第一及第二壓力傳感器132，134的偏移調(diào)整(調(diào)零)。同時(shí)，在壓力控制器114上設(shè)定處理多晶硅膜的0.4Pa壓力值和處理硅化鎢膜的15Pa壓力值。壓力控制器144將各設(shè)定壓力值換算成上述控制用壓力值，用于進(jìn)行控制。此外，在完成各種設(shè)定后，把上述晶片W載置于下部電極108上。然后，把從氣體供應(yīng)源供應(yīng)的處理氣體導(dǎo)入到處理室102內(nèi)。同時(shí)，利用真空泵126排出處理室102內(nèi)的氣體。通過這種排氣，如圖2所示，降低處理室102內(nèi)的壓力。
在處理室102內(nèi)的壓力為100Pa～1000Pa的情況下，從第一壓力傳感器132把10V電壓輸入到控制器144中，并且根據(jù)壓力，從第二壓力傳感器134把1V～10V的電壓輸入到控制器144中。壓力控制器144判斷從第二壓力傳感器134輸入的電壓值大于對(duì)應(yīng)于25Pa的壓力數(shù)據(jù)選擇值0.25V時(shí)，采用第二壓力傳感器134的壓力數(shù)據(jù)。進(jìn)而，壓力控制器144判斷從第二壓力傳感器134輸入的電壓值大于對(duì)應(yīng)于100Pa的分辨率選擇值1V時(shí)，以能得到1Pa單位壓力值的分辨率分解第二壓力傳感器134的壓力數(shù)據(jù)。從而，壓力控制器144根據(jù)1Pa單位的壓力數(shù)據(jù)控制壓力調(diào)整閥130。
此外，在處理室102內(nèi)的壓力降低到25Pa～100Pa的情況下，從第二壓力傳感器將0.25V～1V的電壓輸入到壓力控制器144。壓力控制器144判斷從第二壓力傳感器134輸入的電壓值為分辨率選擇值1V以下，則切換分辨率，基于0.1Pa單位的壓力數(shù)據(jù)控制壓力調(diào)整閥130。
進(jìn)而，在處理室102內(nèi)的壓力低于25Pa時(shí)，從第一壓力傳感器132將低于10V的電壓輸入到壓力控制器144，并且從第二壓力傳感器134將低于0.25V的電壓輸入到壓力控制器144中。壓力控制器144判斷從第二壓力傳感器134輸入的電壓值小于壓力數(shù)據(jù)選擇值0.25V時(shí)，則采用第一壓力傳感器132的壓力數(shù)據(jù)。進(jìn)而，壓力傳感器144判斷從第一壓力傳感器132輸入的電壓值大于對(duì)應(yīng)于10Pa的分辨率選擇值4V時(shí)，則用能獲得0.025Pa單位的壓力值的分辨率將第一壓力傳感器132的壓力數(shù)據(jù)分解。從而，壓力控制器144基于0.025Pa單位的壓力數(shù)據(jù)控制壓力調(diào)整閥130。
當(dāng)處理室102內(nèi)的壓力達(dá)到蝕刻硅化鎢膜的15Pa時(shí)，壓力控制器144以維持該壓力的方式控制壓力調(diào)整閥130。在維持這種壓力之后，在上部電極106上外加上面所述的60MHz的高頻功率，將處理氣體等離子體化。并且，在下部電極108上外加上述13.56MHz的高頻功率，把等離子體引入晶片W。采用這種結(jié)構(gòu)蝕刻硅化鎢，形成門電極。
當(dāng)對(duì)上述硅化鎢膜進(jìn)行規(guī)定的蝕刻處理后，接著對(duì)多晶硅膜進(jìn)行蝕刻處理。在即將露出多晶硅膜之前，壓力控制器144控制壓力調(diào)整閥130將處理室102內(nèi)的壓力一直降低到處理多晶硅膜的0.4Pa。在處理室102內(nèi)的壓力降低到10Pa以下時(shí)，從第一傳感器132將4V以下的電壓輸入到壓力控制器144中。壓力控制器144判斷從第一壓力傳感器132輸入的電壓值在分辨率選擇值4V以下，則切換分辨率，基于0.01Pa單位的壓力數(shù)據(jù)控制調(diào)整閥130。進(jìn)而，當(dāng)處理室102內(nèi)當(dāng)壓力達(dá)到0.4Pa時(shí)，壓力控制器144以維持該壓力的方式控制壓力調(diào)整閥130。借助這種壓力控制，在多晶硅膜上也形成規(guī)定形狀的門電極。此外，在進(jìn)行多晶硅膜的蝕刻時(shí)，也可以適當(dāng)改變外加上部電極106及下部電極108上的高頻功率的頻率以及導(dǎo)入到處理室102內(nèi)的處理氣體。
上面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并并不限于上述結(jié)構(gòu)。在權(quán)利要求書范圍所述的技術(shù)思想范疇內(nèi)，從事本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想象得到各種變更例及修改例，應(yīng)當(dāng)理解，這些變更例和修改例也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
例如，在上述實(shí)施例中，列舉了利用兩個(gè)壓力傳感器檢測處理室內(nèi)壓力的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于這種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明也適用于用一個(gè)或三個(gè)以上的壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測壓力、進(jìn)行控制的場合。
此外，在上述實(shí)施形式中，列舉了用兩個(gè)不同的分辨率分解第一及第二壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于此。本發(fā)明也適用于根據(jù)設(shè)定壓力利用三個(gè)以上的分辨率進(jìn)行分解的情況。
此外，在上述實(shí)施形式中，以進(jìn)行平行平板型等離子體蝕刻裝置的處理室內(nèi)的壓力控制的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明除平行平板型等離子加工裝置之外，還適用于電感耦合型及微波型各種等離子加工裝置的處理室內(nèi)的壓力控制。
根據(jù)本發(fā)明，盡管利用多個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測處理室內(nèi)的壓力，還是可以迅速地選擇各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)，用于壓力控制。因此，盡管用多個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)檢測壓力，也可以確保和基于一個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)的控制相同的控制性能。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以虛擬地提高壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力檢測精度。從而，可以正確地進(jìn)行處理室內(nèi)的壓力控制。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以借助軟件處理求出用于壓力控制的壓力數(shù)據(jù)。因此，即使處理室內(nèi)的壓力有很大的變化時(shí)，也可以幾乎與該壓力變化同時(shí)檢測出處理室內(nèi)的壓力。從而可以跟蹤壓力變化進(jìn)行壓力控制。
工業(yè)上的可利用性本發(fā)明在半導(dǎo)體裝置的制造工序中可應(yīng)用于需要進(jìn)行壓力控制的處理過程中，特別是可應(yīng)用于需要對(duì)處理室內(nèi)的壓力進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)整、必須維持規(guī)定的壓力對(duì)被處理體進(jìn)行超微細(xì)化處理的過程中。
權(quán)利要求
1.一種壓力控制方法，根據(jù)檢測處理室內(nèi)壓力的壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)，控制調(diào)整前述處理室內(nèi)壓力的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的壓力控制機(jī)構(gòu)，其特征為，所述壓力控制方法包括以下工序?qū)τ趬毫z測范圍不同的多個(gè)前述壓力檢測機(jī)構(gòu)中的每一個(gè)，設(shè)定獲得前述壓力數(shù)據(jù)的壓力數(shù)據(jù)獲取范圍的工序；基于前述各個(gè)壓力數(shù)據(jù)獲取范圍，設(shè)定從前述各壓力檢測機(jī)構(gòu)的前述壓力數(shù)據(jù)中選擇出用于壓力控制的壓力數(shù)據(jù)的壓力數(shù)據(jù)選擇值的工序；將前述各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)與前述壓力數(shù)據(jù)選擇值進(jìn)行比較選擇用于壓力控制的壓力數(shù)據(jù)的工序；根據(jù)前述所選擇的壓力數(shù)據(jù)和基于設(shè)定壓力值的設(shè)定壓力數(shù)據(jù)，控制前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力控制方法，其特征為，在前述各壓力檢測機(jī)構(gòu)的前述壓力檢測范圍重迭的范圍內(nèi)，以從前述各壓力檢測機(jī)構(gòu)的前述壓力數(shù)據(jù)中選擇壓力檢測精度高的前述壓力檢測機(jī)構(gòu)的前述壓力數(shù)據(jù)的方式設(shè)定前述壓力數(shù)據(jù)獲取范圍。
3.如權(quán)利要求1所述的壓力控制方法，其特征為，前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)以前述被選擇的前述壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值跟隨前述設(shè)定壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值的方式進(jìn)行控制。
4.一種壓力控制方法，基于檢測處理室內(nèi)壓力的壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)控制調(diào)整前述處理室內(nèi)壓力的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的壓力控制機(jī)構(gòu)，其特征為，所述壓力控制方法包括以下工序?qū)?yīng)于前述壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力檢測范圍，對(duì)將前述壓力數(shù)據(jù)分解成多個(gè)虛擬地使前述壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度變化的兩個(gè)以上的分辨率的各分辨率適用范圍進(jìn)行設(shè)定的工序；基于前述各分辨率的適用范圍，設(shè)定從前述各分辨率中選擇出一個(gè)分辨率的分辨率選擇值的工序；比較前述壓力數(shù)據(jù)與前述分辨率選擇值，從前述各分辨率中選擇出一個(gè)分辨率的工序；基于前述選擇的分辨率，虛擬地使前述壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度變化的工序；根據(jù)使前述數(shù)據(jù)密度變化的壓力數(shù)據(jù)以及基于設(shè)定壓力值的設(shè)定壓力數(shù)據(jù)控制前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的工序。
5.如權(quán)利要求4所述的壓力控制方法，其特征為，在包含前述設(shè)定壓力值的規(guī)定壓力范圍內(nèi)以前述壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度增加的方式設(shè)定前述分辨率。
6.如權(quán)利要求4所述的壓力控制方法，其特征為，以隨著從大氣壓接近前述設(shè)定壓力，前述壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度增加的方式設(shè)定前述分辨率。
7.如權(quán)利要求4所述的壓力控制方法，其特征為，以前述數(shù)據(jù)密度發(fā)生變化的壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值跟隨前述設(shè)定壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值的方式控制前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
8.一種壓力控制方法，基于檢測處理室內(nèi)壓力的壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)控制調(diào)整前述處理室內(nèi)壓力的壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的壓力控制機(jī)構(gòu)，其特征為，所述壓力控制方法包括以下工序?qū)τ谇笆鰤毫z測范圍不同的多個(gè)壓力檢測機(jī)構(gòu)中的每一個(gè)，設(shè)定獲得前述壓力數(shù)據(jù)的壓力數(shù)據(jù)獲取范圍的工序；基于前述各壓力數(shù)據(jù)獲取范圍，設(shè)定從前述各壓力檢測機(jī)構(gòu)的前述壓力數(shù)據(jù)中選擇用于壓力控制的壓力數(shù)據(jù)的壓力數(shù)據(jù)選擇值的工序；在前述各個(gè)壓力數(shù)據(jù)獲取范圍內(nèi)的每一個(gè)中，對(duì)把前述壓力數(shù)據(jù)分解為多個(gè)使前述壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度虛擬地變化的兩個(gè)以上的分辨率的各分辨率適用范圍進(jìn)行設(shè)定的工序；基于前述各分辨率的適用范圍，設(shè)定從對(duì)應(yīng)于前述所選擇的壓力數(shù)據(jù)的前述各分辨率中選擇一個(gè)分辨率的分辨率選擇值的工序；比較前述各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)與前述壓力數(shù)據(jù)選擇值，選擇用于壓力控制的壓力數(shù)據(jù)的工序；比較前述所選擇的壓力數(shù)據(jù)與前述分辨率選擇值，從各分辨率中選擇一個(gè)分辨率的工序；基于前述所選擇的分辨率，使前述所選擇的壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度虛擬地變化的工序；根據(jù)使前述數(shù)據(jù)密度變化的壓力數(shù)據(jù)及基于設(shè)定壓力值的設(shè)定壓力數(shù)據(jù)，控制前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)的工序。
9.如權(quán)利要求8所述的壓力控制方法，其特征為，以在前述各壓力檢測機(jī)構(gòu)的前述壓力檢測范圍重迭的范圍內(nèi)，從前述各壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)中選擇壓力檢測精度高的前述壓力檢測機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)據(jù)的方式設(shè)定前述壓力數(shù)據(jù)獲取范圍。
10.如權(quán)利要求8所述的壓力控制方法，其特征為，在包含前述設(shè)定壓力值的規(guī)定壓力范圍內(nèi)，以前述壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度增加的方式設(shè)定前述分辨率。
11.如權(quán)利要求8所述的壓力控制方法，其特征為，以隨著從大氣壓接近前述設(shè)定壓力值，前述壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)密度增加的方式設(shè)定前述分辨率。
12.如權(quán)利要求8所述的壓力控制方法，其特征為，以前述數(shù)據(jù)密度發(fā)生變化的壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值跟隨前述設(shè)定壓力數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值的方式控制前述壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)。
全文摘要
利用壓力檢測范圍不同的第一和第二壓力傳感器132，134檢測蝕刻裝置100的處理室102內(nèi)的壓力。壓力控制器144從第一及第二壓力傳感器132，134的各壓力數(shù)據(jù)根據(jù)處理室102內(nèi)的壓力選擇最佳壓力數(shù)據(jù)。進(jìn)而，對(duì)應(yīng)處理室102內(nèi)的壓力利用所選擇的分辨率分解所選擇的壓力數(shù)據(jù)，求出規(guī)定的數(shù)據(jù)密度的壓力數(shù)據(jù)。壓力控制器144以使該壓力數(shù)據(jù)跟隨設(shè)定壓力數(shù)據(jù)的方式控制壓力調(diào)整閥130。
文檔編號(hào)H01J37/32GK1433566SQ00818767
公開日2003年7月30日 申請日期2000年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月14日
發(fā)明者廣瀨英仁, 鈴木紳吾, 巖渕紀(jì)之, 橫內(nèi)健 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社