CN103811300B - 真空装置、其压力控制方法和蚀刻方法 - Google Patents

Abstract

本发明要解决的技术问题是在主要利用APC阀进行处理容器内的压力调节的真空装置中，抑制急剧的压力变化。按照步骤S1～步骤S5的步骤，能够抑制处理容器（1）内的压力变化。在步骤S1中，EC（81）取得APC阀（55）的开度，在步骤S2中，利用EC（81）的开度判定部（123）判断步骤S1中取得的APC阀（55）的开度是否已超过第一阈值。当在步骤S2中判定为开度超过第一阈值（是）的情况下，在步骤S3中超过计数器（124）将超过计数值累加1次计数。接着，在步骤S4中，进行由超过计数器（124）计数的超过计数值的累计值是否已超过第二阈值的判定，在判定为超过计数值超过第二阈值（是）的情况下，流量控制部（121a）经由MC（83）对质量流量控制器（MFC）（43）发送控制信号，使得使处理气体的流量减少规定量。

Description

真空装置、其压力控制方法和蚀刻方法

技术领域

本发明涉及用于对被处理体进行等离子体处理等的真空装置、其压力控制方法和蚀刻方法。

背景技术

在FPD（平板显示器）的制造工序中，对FPD用基板进行等离子体蚀刻、等离子体灰化、等离子体成膜等各种等离子体处理。作为进行这样的等离子体处理的装置，例如已知有平行平板型的等离子体处理装置、电感耦合等离子体（ICP：Inductively Coupled Plasma）处理装置等。这些等离子体处理装置构成为将处理容器内减压至真空状态进行处理的真空装置。

作为关于真空装置的压力控制的现有技术，在专利文献1中，提出了一边将排气路径的流导（传导）保持为一定，一边利用质量流量控制器（MFC）使向处理容器内供给的气体的流量变化的方法。另外，在专利文献2中，提出了通过在排气路径的节流阀的上游侧流动一定流量的镇流气体来调节处理容器内部的压力的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-57089号公报（图3等）

专利文献2：日本特开平10-11152号公报（图1等）

发明内容

发明要解决的技术问题

近年来，为了对大型的FPD用基板进行处理，处理容器也大型化。因此，用于对处理容器内进行减压排气的真空泵一个不够，需要多个。在这些真空泵的排气方向上游侧，设置自动压力控制（Adaptive Pressure Control）阀（以下称为“APC阀”），对排气路径的流导进行自动调节，由此调节处理容器内的压力。例如，在等离子体蚀刻装置中，采用以下的方法：在处理时，一边在利用质量流量控制器对处理容器内供给一定流量的处理气体，一边利用APC阀调节排气路径的流导，控制为期望的处理压力。

但是，在处理气体在等离子体蚀刻中被消耗而气体体积变小的处理中，在蚀刻刚结束之后，气体体积会急剧地变大。该现象是由于在蚀刻对象膜存在的期间与该对象膜的反应所消耗的处理气体，当蚀刻进行、蚀刻对象膜消失时不被消耗而引起的。当发生这样的急剧的体积变化时，APC阀的开度变成全开并保持不变，由APC阀进行的压力控制跟不上。其结果，产生了在蚀刻结束的同时、处理容器内的压力急剧地上升的问题。存在蚀刻结束后的急剧的压力上升成为产生过剩的自由基的原因而产生形成于基板表面的图案形状走样（崩溃）等危害的情况。为了应对上述那样的压力变化，需要增加真空泵和APC阀的设置个数以确保充分的排气能力，成为部件数量增加和成本上升的一个原因。

因此，本发明的目的是在主要利用APC阀进行处理容器内的压力调节的真空装置中，抑制急剧的压力变化。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的真空装置具备：收容被处理体、并且能够将内部保持真空的处理容器；经由气体供给路径对上述处理容器内供给处理气体的气体供给源；设置于上述气体供给路径上，对上述处理气体的供给流量进行调节的流量调节装置；检测上述处理容器内的压力的压力检测装置；经由排气路径与上述处理容器连接的排气装置；设置于上述排气路径上，根据由上述压力检测装置检测出的压力值，自动地调节开度的APC阀；监视上述APC阀的开度的开度监视部；和根据上述开度监视部的监视结果，利用上述流量调节装置对供给的气体流量进行调节的流量控制部。

在本发明的真空装置中，上述流量控制部可以通过将上述APC阀的开度与规定的阈值进行比较而控制上述流量调节装置，使得上述处理气体的供给流量减少。

本发明的真空装置可以还具备对上述APC阀的开度超过第一阈值的次数进行计数的计数部，在上述计数的值超过第二阈值的情况下，上述流量控制部控制上述流量调节装置，使得上述处理气体的供给流量减少。

本发明的真空装置可以还具备对规定的经过时间的范围内的上述APC阀的开度的增加率进行运算的开度运算部，在上述开度的增加率超过第三阈值的情况下，上述流量控制部控制上述流量调节装置，使得上述处理气体的供给流量减少。

本发明的真空装置可以为对被处理体进行蚀刻的蚀刻装置。

本发明的真空装置中，被处理体可以为FPD用基板。

本发明的压力控制方法在真空装置中对处理容器内的压力进行控制，上述真空装置具备：收容被处理体、并且构成为能够将内部保持为真空状态的上述处理容器；经由气体供给路径对上述处理容器内供给处理气体的气体供给源；设置于上述气体供给路径上，对上述处理气体的供给流量进行调节的流量调节装置；检测上述处理容器内的压力的压力检测装置；经由排气路径与上述处理容器连接的排气装置；和设置于上述排气路径上，根据由上述压力检测装置检测出的压力值，自动地调节开度的APC阀。该压力控制方法中，监视上述APC阀的开度，根据其结果，利用上述流量调节装置对供给的气体流量进行调节。

本发明的压力控制方法中，可以通过将上述APC阀的开度与规定的阈值进行比较而进行控制，使得上述处理气体的供给流量减少。

本发明的压力控制方法中，可以对上述APC阀的开度超过第一阈值的次数进行计数，在该计数值超过第二阈值的情况下，进行控制使得上述处理气体的供给流量减少。

本发明的压力控制方法中，可以在规定的经过时间的范围内上述APC阀的开度的增加率超过第三阈值的情况下，进行控制使得上述处理气体的供给流量减少。

本发明的压力控制方法中，上述真空装置可以为对被处理体进行蚀刻的蚀刻装置。

本发明的压力控制方法中，被处理体可以为FPD用基板。

本发明的蚀刻方法使用蚀刻装置对被处理体进行蚀刻处理，上述蚀刻装置具备：收容被处理体、并且构成为能够将内部保持为真空状态的处理容器；经由气体供给路径对上述处理容器内供给处理气体的气体供给源；设置于上述气体供给路径上，对上述处理气体的供给流量进行调节的流量调节装置；检测上述处理容器内的压力的压力检测装置；经由排气路径与上述处理容器连接的排气装置；和设置于上述排气路径上，根据由上述压力检测装置检测出的压力值，自动地调节开度的APC阀。该蚀刻方法中，可以监视上述APC阀的开度，根据其结果，利用上述流量调节装置对供给的气体流量进行调节。

本发明的蚀刻方法中，可以通过将上述APC阀的开度与规定的阈值进行比较，使上述处理气体的供给流量减少。

本发明的蚀刻方法中，可以对上述APC阀的开度超过第一阈值的次数进行计数，在该计数值超过第二阈值的情况下，使上述处理气体的供给流量减少。

本发明的蚀刻方法中，可以在规定的经过时间的范围内上述APC阀的开度的增加率超过第三阈值的情况下，进行控制使得使上述处理气体的供给流量减少。

发明效果

根据本发明，在主要利用APC阀进行处理容器内的压力调节的真空装置中，监视APC阀的开度，根据其结果，对导入到处理容器内的处理气体的流量进行调节。例如，在开度上升的情况下，使气体流量减少，利用对处理气体流量的抑制来抵消处理容器内的压力上升，由此，能够缓和处理容器内的压力上升。另外，APC阀的开度的上升在处理容器内的压力上升之前发生，因此，与根据处理容器内的压力测量结果使处理气体流量变化相比，响应性优良。因此，根据本发明，对于大型的真空装置，也能够不增加真空泵和APC阀的设置个数，而可靠地进行处理容器内的压力控制。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的等离子体蚀刻装置的结构的截面图。

图2是表示本发明的一个实施方式的等离子体蚀刻装置的控制部的硬件结构的框图。

图3是表示图2中的装置控制器的硬件结构的框图。

图4是表示图2中的装置控制器的功能结构的功能框图。

图5是表示本发明的第一实施方式的压力控制方法的步骤的一个例子的流程图。

图6是表示利用以往方法对蚀刻对象膜进行等离子体蚀刻处理时的处理容器内的压力和APC阀的开度的时间变化的图。

图7是表示在与图6相同的等离子体蚀刻处理的过程中，处理容器内生成的等离子体的发光的时间变化的图。

图8是对由本发明的第一实施方式的压力控制方法得到的APC阀的开度的时间变化和处理气体流量的时间变化进行说明的图。

图9是表示将本发明的第一实施方式的压力控制方法应用于实际的等离子体蚀刻处理的实验结果的图。

图10是表示本发明的第二实施方式的装置控制器的功能结构的功能框图。

图11是表示本发明的第二实施方式的压力控制方法的步骤的一个例子的流程图。

附图标记说明

1…处理容器

1a…底壁

1b…侧壁

1c…盖体

11…基座

12…基材

13、14…密封部件

15…绝缘部件

31…喷头

33…气体扩散空间

35…气体喷出孔

37…气体导入口

39…处理气体供给管

41…阀门

43…质量流量控制器

45…气体供给源

51…排气用开口

53…排气管

53a…凸缘部

55…APC阀

57…排气装置

61…压力计

71…供电线

73…匹配箱（M.B.）

75…高频电源

100…等离子体蚀刻装置。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。

[第一实施方式]

图1是表示作为本发明的处理装置的第一实施方式的等离子体蚀刻装置的概略结构的截面图。图2是将图1的主要部分放大表示的截面图。如图1所示，等离子体蚀刻装置100构成为对作为被处理体的例如FPD用的玻璃基板（以下，简记为“基板”）S进行蚀刻的电容耦合型的平行平板等离子体蚀刻装置。此外，作为FPD，可以例示液晶显示器（LCD）、电致发光（Electro Luminescence；EL）显示器、等离子体显示面板（PDP）等。

该等离子体蚀刻装置100具有由内侧进行了阳极氧化处理（氧化铝膜处理）的铝形成的成形为角筒形状的处理容器1。处理容器1的主体（容器主体）由底壁1a和4个侧壁1b（仅图示2个）构成。另外，在处理容器1的主体的上部接合有盖体1c。虽然图示省略，但是在侧壁1b设置有基板搬送用开口和将该基板搬送用开口密封的闸阀。

盖体1c构成为能够通过未图示的开关机构相对于侧壁1b开关。在将盖体1c关闭的状态下盖体1c与各侧壁1b的接合部分由O型圈3密封，保持处理容器1内的气密性。

在处理容器1内的底部配置有框形状的绝缘部件10。在绝缘部件10之上设置有作为能够载置基板S的载置台的基座11。也作为下部电极的基座11具备基材12。基材12例如由铝或不锈钢（SUS）等导电性材料形成。基材12配置在绝缘部件10之上，在两部件的接合部分配备有O型圈等密封部件13以维持气密性。绝缘部件10与处理容器1的底壁1a之间，也利用O型圈等密封部件14维持气密性。基材12的侧部外周由绝缘部件15包围。由此，确保基座11的侧面的绝缘性，防止等离子体处理时的异常放电。

在基座11的上方，与该基座11平行并且相对地设置有作为上部电极起作用的喷头31。喷头31由处理容器1的上部的盖体1c支撑。喷头31呈中空状，在其内部设置有气体扩散空间33。另外，在喷头31的下表面（与基座11相对的面）形成有喷出处理气体的多个气体喷出孔35。该喷头31接地，与基座11一起构成一对平行平板电极。

在喷头31的上部中央附近设置有气体导入口37。该气体导入口37与处理气体供给管39连接。该处理气体供给管39经由2个阀门41、41和质量流量控制器（MFC）43与供给用于蚀刻的处理气体的气体供给源45连接。作为处理气体，例如除了卤素类气体、O₂气体之外，能够使用Ar气体等稀有气体等。

在上述处理容器1内的底壁1a形成有在多个部位（例如8个部位）贯通的排气用开口51。各排气用开口51与排气管53连接。排气管53在其端部具有凸缘部53a，以在该凸缘部53a与底壁1a之间设置有O型圈（图示省略）的状态被固定。在排气管53上设置有APC阀55，另外，排气管53与排气装置57连接。排气装置57例如具备涡轮分子泵等真空泵，由此，构成为能够将处理容器1内抽真空至规定的减压气氛。在各排气管53设置的合计8个APC阀55，由1个主控阀和7个从动阀构成，各从动阀与主控阀联动地动作。即，8个APC阀55相互同步地进行开关动作。

另外，等离子体蚀刻装置100设置有测量处理容器1内的压力的压力计61。压力计61与8个APC阀55中的主控阀连接，将处理容器1内的压力的测量结果实时地提供给APC阀55。APC阀55根据压力计61的测量结果，使开度变化，自动调节排气管53的流导。

基座11的基材12与供电线71连接。该供电线71经由匹配箱（M.B.）73与高频电源75连接。由此，从高频电源75向作为下部电极的基座11供给例如13.56MHz的高频电力。此外，供电线71通过形成在底壁1a的作为贯通开口部的供电用开口77被导入到处理容器1内。

等离子体蚀刻装置100的各构成部，成为与控制部80连接而被控制的结构。参照图2，对本实施方式的等离子体蚀刻装置100的一部分中所包含的基板处理系统的控制部80进行说明。图2是表示控制部80的硬件结构的框图。如图2所示，控制部80具备：装置控制器（Equipment Controller；以下，有时记为“EC”）81；多个（在图2中仅图示了2个，但是并不限于此）模块控制器（Module Controller；以下，有时记为“MC”）83；和将EC81和MC83连接的交换集线器（HUB）85。

EC81是统括多个MC83，对基板处理系统的整体的动作进行控制的主控制部。多个MC83各自为在EC81的控制下对以等离子体蚀刻装置100为首的各模块的动作进行控制的副控制部。交换集线器85根据来自EC81的控制信号，切换与EC81连接的MC83。

EC81根据用于实现由基板处理系统执行的对基板S的各种处理的控制程序、和记录有处理条件数据等的方案，向各MC83发送控制信号，由此，控制基板处理系统的整体的动作。

控制部80还具备子网络87、DIST（Distribution：分配）盘88和输入输出（以下记为I/O）模块89。各MC83通过子网络87和DIST盘88，与I/O模块89连接。

I/O模块89具有多个I/O部90。I/O部90与以等离子体蚀刻装置100为首的各模块的各终端设备连接。虽然未图示，但是，I/O部90设置有用于控制数字信号、模拟信号和串行信号的输入输出的I/O盘。对各终端设备的控制信号分别被从I/O部90输出。另外，来自各终端设备的输出信号分别被输入到I/O部90。在等离子体蚀刻装置100中，作为与I/O部90连接的终端设备，例如，可以列举质量流量控制器（MFC）43、APC阀55、压力计61、排气装置57等。

EC81通过LAN（Local Area Network：局域网）91与作为对设置有基板处理系统100的工厂整体的制造工序进行管理的MES（Manufacturing Execution System：制造执行系统）的计算机93连接。计算机93与基板处理系统100的控制部80协作将工厂的与工序相关的实时信息反馈给基干业务系统、并且考虑工厂整体的负荷等进行与工序相关的判断。计算机93可以与例如其它的计算机95等信息处理设备连接。

接着，参照图3对EC81的硬件结构的一个例子进行说明。EC81具备：主控制部101；键盘、鼠标等输入装置102；打印机等输出装置103；显示装置104；存储装置105；外部接口106；和将它们互相连接的总线107。主控制部101具有CPU（中央处理装置）111、RAM（随机存取存储器）112和ROM（只读存储器）113。存储装置105只要能够存储信息，其形式没有限制，例如为硬盘装置或光盘装置。另外，存储装置105在计算机能够读取的记录介质115上记录信息、并且从记录介质115读取信息。记录介质115只要能够存储信息，其形式没有限制，例如为硬盘、光盘、闪存等。记录介质115可以为记录有本实施方式的等离子体蚀刻方法的方案的记录介质。

在EC81中，CPU111使用RAM112作为工作区域，执行在ROM113或存储装置105中存储的程序，由此，能够在本实施方式的等离子体蚀刻装置100中执行对基板S的等离子体蚀刻处理。此外，图2中的计算机93、95的硬件结构也成为例如图3所示的结构。另外，图2所示的MC83的硬件结构，例如，成为图3所示的结构、或者从图3所示的结构中将不需要的构成要素除去而得到的结构。

接着，参照图4对EC81的功能结构进行说明。图4是表示EC81的功能结构的功能框图。此外，在以下的说明中，作为EC81的硬件结构成为图3所示的结构的部分，也参照图3中的符号。如图4所示，EC81具备处理控制部121、开度监视部122、开度判定部123、超过计数器124和输入输出控制部125。它们通过CPU111使用RAM112作为工作区域执行在ROM113或存储装置105中存储的程序来实现。

处理控制部121根据预先保存在存储装置105中的方案、参数等，向各MC83发送控制信号，由此进行控制使得在等离子体蚀刻装置100中进行所期望的等离子体蚀刻处理。另外，处理控制部121具有流量控制部121a。

开度监视部122监视APC阀55的开度，实时地取得其信息。具体地说，APC阀55的开度例如被划分为0～1000的1000个等级，作为数字输入（DI）信息从APC阀55通过MC83实时地向开度监视部122送出。此外，开度监视部122可以作为不是附属于EC81而是附属于APC阀55的功能存在。在该情况下，能够采用等离子体蚀刻装置100的MC83取得作为来自APC阀55的数字输入（DI）信息的开度，并向EC81发送的结构。

开度判定部123参照开度监视部122（或APC阀55的开度监视功能）实时地取得的APC阀55的开度，进行开度是否已超过规定的阈值（例如，第一阈值）的判定。在此，就第一阈值而言，开度判定部123参照作为参数预先保存于存储装置105中的值。

超过计数器124参照开度判定部123的判定结果，在开度超过第一阈值的情况下，将其次数累加1次计数。

输入输出控制部125进行来自输入装置102的输入的控制、对输出装置103的输出的控制、显示装置104中显示的控制、通过外部接口106进行的与外部的数据等的输入输出的控制。

流量控制部121a控制阀门41、41和质量流量控制器（MFC）43，对从气体供给源45向处理容器1内供给的处理气体的流量进行控制。另外，流量控制部121a进行由超过计数器124计数的超过计数值是否已超过规定的阈值（第二阈值）的判定、并且在超过计数值超过第二阈值的情况下，通过MC83对质量流量控制器（MFC）43发送控制信号，使得使处理气体的流量减少规定量。由此，质量流量控制器（MFC）43使处理气体的流量减少规定量。在此，就第二阈值而言，流量控制部121a参照作为参数或方案的一部分预先保存于存储装置105中的值。另外，就处理气体的减少量（V0-V1）而言，流量控制部121a参照也作为参数或方案的一部分预先保存于存储装置105中的值。

接着，对如以上方式构成的等离子体蚀刻装置100的处理动作进行说明。首先，在未图示的闸阀开放的状态下，利用未图示的搬送装置的叉子，将作为被处理体的基板S，通过基板搬送用开口，搬入到处理容器1内，交接至基座11。然后，将闸阀关闭，利用排气装置57将处理容器1内抽真空至规定的真空度。

接着，将阀门41开放，从气体供给源45通过处理气体供给管39和气体导入口37向喷头31的气体扩散空间33导入处理气体。此时，利用质量流量控制器43进行处理气体的流量控制。被导入到气体扩散空间33的处理气体，进一步通过多个喷出孔35向被载置在基座11上的基板S均匀地喷出，处理容器1内的压力被维持为规定的值。

在该状态下从高频电源75经由匹配箱73向基座11施加高频电力。由此，在作为下部电极的基座11与作为上部电极的喷头31之间产生高频电场，处理气体解离而等离子体化。利用该等离子体，对基板S实施蚀刻处理。

在实施了蚀刻处理后，在使来自高频电源75的高频电力的施加停止、并使气体导入停止后，将处理容器1内减压至规定的压力。接着，将闸阀开放，将基板S从基座11交接至未图示的搬送装置的叉子，将基板S从处理容器1的基板搬送用开口搬出。通过以上的操作，对基板S的等离子体蚀刻处理结束。

在上述等离子体蚀刻处理的过程中，在本实施方式的等离子体蚀刻装置100中，控制部80监视APC阀55的开度，检测出开度的上升作为压力上升的信号。根据该检测结果，进行对质量流量控制器（MFC）43的反馈控制，由此，抑制处理气体的供给量，使处理容器1内的压力上升缓和。

以下，参照图5～图9，对本实施方式的压力控制方法具体地进行说明。图5是表示由控制部80执行的本实施方式的压力控制方法的步骤的一个例子的流程图。图5表示进行1次通过监视APC阀55的开度来抑制质量流量控制器（MFC）43的流量的处理的步骤。

首先，在步骤S1中，EC81取得APC阀55的开度。如上所述，APC阀55的开度取得，可以是EC81的开度监视部122通过MC83进行，也可以利用附属于APC阀55的开度监视部（未图示），通过MC83向EC81发送。

接着，在步骤S2中，由EC81的开度判定部123判断步骤S1中取得的APC阀55的开度是否已超过第一阈值。开度判定部123将取得的开度与作为预先设定的参数的第一阈值进行比较。

当在步骤S2中判定为开度超过第一阈值（是）的情况下，接着，在步骤S3中根据来自开度判定部123的判定结果，超过计数器124将超过计数值累加1次计数。

接着，在步骤S4中，流量控制部121a进行由超过计数器124计数的超过计数值的累计值是否已超过第二阈值的判定。在判定为超过计数值超过第二阈值（是）的情况下，在步骤S5中，流量控制部121a通过MC83对质量流量控制器（MFC）43发送控制信号，使得使处理气体的流量减少规定量。在本实施方式中，使用超过计数器124对超过第一阈值的次数进行计数的理由如下所述。在等离子体蚀刻处理的期间，处理容器1内的压力以一定的振幅变动。因此，在仅超过第一阈值一次的情况下，未必是大的压力变化，存在不能进行适当的压力控制的情况。因此，在本实施方式中，利用超过计数器124对超过第一阈值的次数进行计数，并与第二阈值进行比较，由此，在等离子体蚀刻装置100中，实现了可靠性高的压力控制。

另一方面，当在步骤S2中判定为开度没有超过第一阈值（否）的情况下，再次返回到步骤S1，反复进行步骤S1和步骤S2的步骤。反复进行步骤S1和步骤S2的步骤，直至在步骤S2中判定为开度超过第一阈值（是）、或者等离子体蚀刻处理结束。

另外，当在步骤S4中判定为超过计数值没有超过第二阈值（否）的情况下，再次返回到步骤S1，反复进行从步骤S1至步骤S4的步骤。反复进行该从步骤S1至步骤S4的步骤，直至在步骤S4中判定为开度的增加率超过第二阈值（是）、或者等离子体蚀刻处理结束。

按照上述步骤S1～步骤S5的步骤，能够抑制处理容器1内的压力变化。此外，如上所述，在进行可靠性高的压力控制的方面，使用超过计数器124对超过第一阈值的次数进行计数是有利的，但是，例如，也能够通过使第一阈值比等离子体蚀刻时的处理容器1内的通常的压力变动幅度大，利用是否已超过第一阈值的判断来调节处理气体的流量。

＜作用＞

在等离子体蚀刻装置100中，在不进行特别的控制的情况下，存在在蚀刻进行、基板S上的蚀刻对象膜刚消失之后，处理容器1内的压力急剧地上升的情况。首先，参照图6和图7对该现象进行说明。图6是表示使用等离子体蚀刻装置100对蚀刻对象膜进行蚀刻时的处理容器1内的压力和APC阀55的开度的时间变化的特性图。图7是表示在图6与相同的等离子体蚀刻处理的过程中，处理容器1内生成的等离子体的发光的时间变化的特性图。此外，作为蚀刻对象膜，使用在基板S上依次叠层有钛层、铝层、钛层的膜，作为蚀刻气体，使用氯气。在图7中，表示波长335nm的Ti的发光的强度和波长396nm的Al的发光的强度。

参照图6可知，等离子体蚀刻在横轴的10秒前后开始在125秒前后结束。在等离子体蚀刻的期间，处理容器1内的压力大致一定地推移，但是，在快要结束之前的100～110秒的期间转为上升，持续上升至蚀刻结束。另一方面，APC阀55的开度在蚀刻快要结束之前的100～110秒的期间急剧地增加，在110秒以后成为一定（开度全开的状态）。

另一方面，参照图7，上层的Ti膜的蚀刻进行至横轴的25秒前后，由此观察到Ti的发光。接着，与中间的Al膜的蚀刻相伴，Al的发光成为支配性的，在100秒前后Al的发光消失的前后，由下层的Ti膜的蚀刻引起的Ti的发光成为峰。此外，像图7那样各膜的成分的发光重叠是因为：在大面积的基板S的表面，蚀刻不是均匀地进行，而是例如从基板S的外周向中心进行蚀刻，由此，在基板S的面内，上下叠层的2个膜的蚀刻同时进行。根据图7可认为：从Ti的发光成为峰之后的100秒至110秒的期间，为3层结构的蚀刻对象膜的最下层的Ti膜被蚀刻而消失，由此形成在基板S上的基底膜逐渐开始露出的阶段。在该从100秒至110秒的期间，如图6所示，APC阀55的开度急剧地上升，当开度成为全开时，在其以后不能进行压力控制，处理容器1内的压力转为上升。

从图6和图7可知，处理容器1内的压力上升的原因是，在蚀刻对象膜存在的期间与该对象膜的反应所消耗的处理气体，当蚀刻进行、蚀刻对象膜消失时不被消耗。当发生这样的急剧的压力变化时，如图6所示，APC阀55的开度成为全开并保持不变，不能利用APC阀55进行处理容器1内的压力控制。另外，由图6和图7可知，APC阀55的开度的上升在处理容器1内的压力上升之前发生。

因此，在本实施方式的压力控制方法和利用该压力控制方法的等离子体蚀刻方法中，按照图5例示的步骤S1～步骤S5的步骤，监视在处理容器1内的压力上升之前开度开始上升的APC阀55的开度，根据其结果，使导入到处理容器1内的处理气体的流量变化。在此，图8是示意性地表示实施本实施方式的压力控制方法的情况下的APC阀的开度和处理气体流量的时间变化的说明图。图8中的C1、C2、C3…表示超过计数器124对APC阀55的开度超过第一阈值Th的次数进行计数并进行累加的区间。另外，图8的横轴的t1、t2、t3表示在超过计数器124的计数值超过第二阈值的情况下，EC81通过MC83对质量流量控制器（MFC）43送出控制信号，使处理气体的流量减少规定量的时刻。

按照图5例示的步骤S1～步骤S5的步骤，首先，监视在处理容器1内的压力上升之前发生的APC阀55的开度上升，根据其结果，在区间C1中，超过计数器124对APC阀55的开度超过第一阈值Th的次数进行计数并进行累加。在超过计数器124的计数值超过第二阈值的时刻t1，质量流量控制器（MFC）43使处理气体的流量从V₀减少至V₁。

接着，再次，按照图5的步骤S1～步骤S5的步骤，监视APC阀55的开度上升，根据其结果，在区间C2对APC阀55的开度超过第一阈值Th的次数进行累加。在超过计数器124的计数值超过第二阈值的时刻t2，质量流量控制器（MFC）43使处理气体的流量从V₁减少至V₂。以后，在压力继续上升的情况下，反复进行同样的处理，直至等离子体蚀刻处理结束。

如以上所述，在本实施方式的压力控制方法和利用该压力控制方法的等离子体蚀刻方法中，利用对处理气体流量的抑制来抵消处理容器1内的压力上升，由此能够缓和处理容器1内的压力上升。

图9表示在等离子体蚀刻装置100中，将本实施方式的压力控制方法应用于实际的等离子体蚀刻处理的实验结果。在该实验中，作为蚀刻对象膜，使用Ti/Al/Ti的叠层膜，作为处理气体（蚀刻气体），使用Cl₂（氯）。按照上述步骤S1～步骤S5的步骤，监视APC阀55的开度上升，与开度的上升相应地使导入到处理容器1内的处理气体的流量减少。具体地说，通过反复进行步骤S1～步骤S5的步骤，如图9所示，使处理气体的流量从3500ml/min（sccm）分阶段地下降至1700ml/min（sccm）。其结果，处理容器1内的压力在大致10mTorr（1.3Pa）左右稳定地推移。因此，由图9可确认本实施方式的压力控制方法的有效性。

如以上所述，根据本实施方式，在主要利用APC阀55进行处理容器1内的压力调节的等离子体蚀刻装置100中，监视APC阀55的开度，根据其结果，对向处理容器1内导入的处理气体的流量进行调节。例如，在开度上升的情况下，使气体流量减少，利用对处理气体流量的抑制来抵消处理容器1内的压力上升，能够缓和处理容器1内的压力上升。另外，APC阀55的开度的上升在处理容器1内的压力上升之前发生，因此，与根据处理容器1内的压力测量结果使处理气体流量变化相比，响应性优异。因此，根据本发明，对于大型的真空装置，也能够不增加包括真空泵的排气装置57和APC阀55的设置个数，而可靠地进行处理容器1内的压力控制。另外，能够抑制由处理容器1内的压力上升引起的过剩的自由基的产生，因此，也能够防止在基板S表面形成的图案形状的走样的发生。

[第二实施方式]

接着，参照图10和图11对本发明的第二实施方式的等离子体蚀刻装置、压力控制方法和等离子体蚀刻方法进行说明。在本实施方式中，求出规定时间内的APC阀55的开度的增加率，根据该增加率判断是否对气体流量进行调节。在以下的说明中，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于与第一实施方式相同的结构，省略重复的说明。

图10是表示本实施方式的等离子体蚀刻装置中的装置控制器（EC）81A的功能结构的功能框图。在以下的说明中，作为EC81A的硬件结构成为图3所示的结构的部分，也参照图3中的符号。如图10所示，EC81A具备处理控制部121、开度监视部122、开度运算部126和输入输出控制部125。它们通过CPU111使用RAM112作为工作区域执行在ROM113或存储装置105中存储的程序来实现。

处理控制部121、开度监视部122和输入输出控制部125具有与第一实施方式同样的功能。

开度运算部126参照开度监视部122（或APC阀55的开度监视部）实时地取得的APC阀55的开度，在规定的经过时间的范围内，对APC阀55的开度的增加率进行运算。即，开度运算部126按照作为参数或方案的一部分预先保存于存储装置105中的任意的时间间隔，参照开度监视部122（或APC阀55的开度监视部）的开度，根据其差值求出该时间间隔内的开度的增加率。

流量控制部121a进行由开度运算部126运算出的开度的增加率是否已超过规定的阈值（第三阈值）的判定，并且在开度的增加率超过第三阈值的情况下，通过MC83对质量流量控制器（MFC）43发送控制信号，使得使处理气体的流量减少规定量。由此，质量流量控制器（MFC）43使处理气体的流量减少规定量。在此，就第三阈值而言，流量控制部121a参照作为参数或方案的一部分预先保存于存储装置105中的值。另外，就处理气体的减少量而言，流量控制部121a也参照作为参数或方案的一部分预先保存于存储装置105中的值。

本实施方式的压力控制方法能够包括图11所示的步骤S11～步骤S14的步骤。图11表示进行1次通过监视APC阀55的开度来抑制质量流量控制器（MFC）43的流量的处理的步骤。

首先，在步骤S11中，EC81A取得APC阀55的开度。APC阀55的开度取得，可以是EC81A的开度监视部122通过MC83进行，也可以利用附属于APC阀55的开度监视功能，通过MC83向EC81A发送。

接着，在步骤S12中，利用EC81A的开度运算部126，算出步骤S11中取得的APC阀55的开度的规定经过时间的范围内的增加率。

接着，在步骤S13中，流量控制部121a进行由开度运算部126运算出的开度的增加率是否已超过第三阈值的判定。在判定为开度的增加率超过第三阈值（是）的情况下，在接下来的步骤S14中，流量控制部121a通过MC83对质量流量控制器（MFC）43发送控制信号，使得使处理气体的流量减少规定量。

另一方面，当在步骤S13中判定为超过计数值没有超过第三阈值（否）的情况下，再次返回到步骤S11，反复进行从步骤S11至步骤S13的步骤。反复进行从步骤S11至步骤S13的步骤，直至在步骤S13中判定为开度的增加率超过第三阈值（是）、或者等离子体蚀刻处理结束。

按照上述步骤S11～步骤S14的步骤，能够抑制处理容器1内的压力变动。在本实施方式中，以规定的时间内的开度的增加率作为指标，但是，也可以根据规定的时间内的开度的差进行同样的控制。

本实施方式的其它结构和效果与第一实施方式同样。

以上，出于例示的目的对本发明的实施方式详细地进行了说明，但是，本发明并不受上述实施方式的制约。本领域技术人员能够不脱离本发明的思想和范围而进行很多的改变，这些也包含在本发明的范围内。例如，在上述实施方式中，列举了平行平板型的等离子体蚀刻装置为例，但是，本发明也能够应用于例如电感耦合等离子体装置、表面波等离子体装置、ECR（Electron Cyclotron Resonance：电子回旋共振）等离子体装置、螺旋波等离子体装置等其它方式的等离子体蚀刻装置。另外，只要是具备APC阀、对腔室内的压力调节成为必要的真空装置，并不限于干式蚀刻装置，也能够同等地应用于成膜装置、灰化装置等。

另外，本发明并不限于以FPD用基板作为被处理体的情况，例如也能够应用于以半导体晶片、太阳能电池用基板作为被处理体的情况。

另外，在上述实施方式中，列举了APC阀55的开度和处理容器1内的压力上升、使处理气体的流量减少的情况为例，但是，也能够将本发明应用于APC阀55的开度和处理容器1内的压力下降、使处理气体的流量增加的情况。

Claims (16)

1.一种真空装置，其特征在于，具备：

收容被处理体、并且能够将内部保持真空的处理容器；

经由气体供给路径对所述处理容器内供给处理气体的气体供给源；

设置于所述气体供给路径上，对所述处理气体的供给流量进行调节的流量调节装置；

检测所述处理容器内的压力的压力检测装置；

经由排气路径与所述处理容器连接的排气装置；

设置于所述排气路径上，根据由所述压力检测装置检测出的压力值，自动地调节开度的自动压力控制阀；

监视所述自动压力控制阀的开度的开度监视部；和

根据所述开度监视部的监视结果，利用所述流量调节装置对供给的气体流量进行调节的流量控制部，

所述流量控制部在所述自动压力控制阀的开度上升了的情况下，反复执行控制所述流量调节装置的处理，使得所述处理气体的供给流量减少预先设定的减少量。

2.如权利要求1所述的真空装置，其特征在于：

所述流量控制部通过将所述自动压力控制阀的开度与规定的阈值进行比较而控制所述流量调节装置，使得所述处理气体的供给流量减少。

3.如权利要求1所述的真空装置，其特征在于：

还具备对所述自动压力控制阀的开度超过第一阈值的次数进行计数的计数部，

在所述计数的值超过第二阈值的情况下，所述流量控制部控制所述流量调节装置，使得所述处理气体的供给流量减少。

4.如权利要求1所述的真空装置，其特征在于：

还具备对规定的经过时间的范围内的所述自动压力控制阀的开度的增加率进行运算的开度运算部，

在所述开度的增加率超过第三阈值的情况下，所述流量控制部控制所述流量调节装置，使得所述处理气体的供给流量减少。

5.如权利要求1至4中任一项所述的真空装置，其特征在于：

所述真空装置为对被处理体进行蚀刻的蚀刻装置。

6.如权利要求5所述的真空装置，其特征在于：

被处理体为FPD用基板。

7.一种真空装置的压力控制方法，其特征在于：

所述真空装置具备：

收容被处理体、并且构成为能够将内部保持为真空状态的处理容器；

经由气体供给路径对所述处理容器内供给处理气体的气体供给源；

设置于所述气体供给路径上，对所述处理气体的供给流量进行调节的流量调节装置；

检测所述处理容器内的压力的压力检测装置；

经由排气路径与所述处理容器连接的排气装置；和

设置于所述排气路径上，根据由所述压力检测装置检测出的压力值，自动地调节开度的自动压力控制阀，

所述压力控制方法对所述处理容器内的压力进行控制，其中，

监视所述自动压力控制阀的开度，根据其结果，在所述自动压力控制阀的开度上升了的情况下，反复执行控制所述流量调节装置的处理，使得所述处理气体的供给流量减少预先设定的减少量。

8.如权利要求7所述的真空装置的压力控制方法，其特征在于：

通过将所述自动压力控制阀的开度与规定的阈值进行比较而进行控制，使得所述处理气体的供给流量减少。

9.如权利要求7所述的真空装置的压力控制方法，其特征在于：

对所述自动压力控制阀的开度超过第一阈值的次数进行计数，在计数得到的次数超过第二阈值的情况下，进行控制使得所述处理气体的供给流量减少。

10.如权利要求7所述的真空装置的压力控制方法，其特征在于：

在规定的经过时间的范围内所述自动压力控制阀的开度的增加率超过第三阈值的情况下，进行控制使得所述处理气体的供给流量减少。

11.如权利要求7至10中任一项所述的真空装置的压力控制方法，其特征在于：

所述真空装置为对被处理体进行蚀刻的蚀刻装置。

12.如权利要求11所述的真空装置的压力控制方法，其特征在于：

被处理体为FPD用基板。

13.一种蚀刻方法，其使用蚀刻装置对被处理体进行蚀刻处理，所述蚀刻方法的特征在于：

所述蚀刻装置具备：

收容被处理体、并且构成为能够将内部保持为真空状态的处理容器；

经由气体供给路径对所述处理容器内供给处理气体的气体供给源；

设置于所述气体供给路径上，对所述处理气体的供给流量进行调节的流量调节装置；

检测所述处理容器内的压力的压力检测装置；

经由排气路径与所述处理容器连接的排气装置；和

设置于所述排气路径上，根据由所述压力检测装置检测出的压力值，自动地调节开度的自动压力控制阀，

所述蚀刻方法中，

监视所述自动压力控制阀的开度，根据其结果，在所述自动压力控制阀的开度上升了的情况下，反复执行控制所述流量调节装置的处理，使得所述处理气体的供给流量减少预先设定的减少量。

14.如权利要求13所述的蚀刻方法，其特征在于：

通过将所述自动压力控制阀的开度与规定的阈值进行比较，使所述处理气体的供给流量减少。

15.如权利要求13所述的蚀刻方法，其特征在于：

对所述自动压力控制阀的开度超过第一阈值的次数进行计数，在计数得到的次数超过第二阈值的情况下，使所述处理气体的供给流量减少。

16.如权利要求13所述的蚀刻方法，其特征在于：

在规定的经过时间的范围内所述自动压力控制阀的开度的增加率超过第三阈值的情况下，进行控制使得所述处理气体的供给流量减少。