JP2006120822A - 基板処理装置及び基板処理装置の圧力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 処理室の排気量の制御によらずに，また基板処理への影響を与えることなく，処理室内の圧力を制御する。
【解決手段】 被処理基板に対して処理ガスを用いた処理を施す処理室１０２と，処理室内を被処理基板の処理が行われる処理空間１０２Ａと処理室内の排気が行われる排気空間１０２Ｂとに区画するように配設され，処理空間と排気空間とを連通する複数の通気孔１３２を有するバッフル板１３０と，処理室内の処理空間に処理ガスを供給する処理ガス供給手段１４０と，処理室内の排気空間に処理室内の圧力を調整するための圧力調整ガスを供給する圧力調整ガス供給手段１５０と，処理ガス供給手段から処理ガスを供給する際，圧力調整ガス供給手段により圧力調整ガスを供給することにより，処理空間圧力が予め設定された圧力になるように圧力制御を行う圧力制御器１８０とを設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は，被処理基板に対して処理ガスによる処理を施す基板処理装置及び基板処理装置の圧力制御方法に関する。

基板処理装置としては，例えば被処理基板を載置する載置台が配設された処理室を備え，処理室内に処理ガスを供給し，載置台に載置された被処理基板例えば半導体ウエハ，液晶基板などに対して例えばエッチング処理や成膜処理などの所定の処理を施すものが知られている。このような基板処理装置は，一般に，処理室に処理ガスを供給するためのガス供給系，処理室内を排気するための排気系を備え，ガス供給系から処理ガスを供給しつつ，処理室内が予め設定された圧力になるように制御しながら被処理基板に対して処理を施すようになっている。

このような処理ガスを供給する際の処理室内圧力の制御は，従来，上記排気系による排気量を制御することにより行われていた。例えば排気系の配管に，圧力計で計測された処理室内の圧力に応じて排気バルブの開口度を制御するＡＰＣ制御器（ＡＰＣ：Automatic Pressure Controller）を設け，このＡＰＣ制御器により排気量を制御することによって，処理室内の圧力を所定の圧力に制御するようになっていた（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−１９３４６４号公報 特開平８−１３４６４９号公報

しかしながら，上述したように処理室の排気量を制御することにより処理室内圧力を制御するものでは，例えば特許文献１にも記載されているように，処理ガスの排気により排気管内に付着物が生成すると，排気量が変わってしまったり，排気バルブ自体が動かなくなってしまったり，処理室内圧力を正確に制御できなくなるという問題があった。

また，例えばＡＰＣ制御によって処理室の排気量を制御する場合には，そのＡＰＣ制御による圧力制御範囲が排気バルブのサイズ等に応じて限られてしまい，しかもその圧力制御範囲は狭いため，基板処理装置の処理室内設定圧力など，その装置の仕様に適合するＡＰＣ制御器を装置ごとに取付けなければならないという問題があった。しかも，ＡＰＣ制御器によって排気バルブの形や大きさなども決まってしまうため，これに応じて排気系の設計を行わなければならないという問題もあった。

この点，特許文献２に示すように，ＡＰＣ制御によらず，処理室内に圧力調整用ガスを供給することにより，処理室内の圧力が理想比例曲線に従って設定圧力に到達するように制御するものも提案されている。

しかしながら，特許文献２に示すものでは，圧力調整用ガスを処理室のどの部分へ供給しているかについては記載されておらず，処理ガスが供給される空間と圧力調整用ガスが供給される空間に処理室を区画するとの記載もない。このような装置で，基板処理時に圧力調整用ガスを供給すれば，処理ガスと圧力調整用ガスとが混ざってしまい，処理ガスの特性が変わって被処理基板の処理にも影響を与える虞があるという問題がある。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，
処理室の排気量の制御によらずに，また基板処理への影響を与えることなく，処理室内の圧力を制御することができる基板処理装置及び基板処理装置の圧力制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，被処理基板に対して処理ガスを用いた処理を施す処理室と，前記処理室内を前記被処理基板の処理が行われる処理空間と前記処理室内の排気が行われる排気空間とに区画するように配設され，前記処理空間と前記排気空間とを連通する複数の通気孔を有する仕切板と，前記処理室内の処理空間に前記処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，前記処理室内の排気空間に前記処理室内の圧力を調整するための圧力調整ガスを供給する圧力調整ガス供給手段と，前記処理ガス供給手段から処理ガスを供給する際，前記圧力調整ガス供給手段により圧力調整ガスを供給することにより，前記処理空間圧力が予め設定された圧力になるように圧力制御を行う圧力制御手段とを備えることを特徴とする基板処理装置が提供される。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，被処理基板に対して処理ガスを用いた処理を施す処理室を，前記被処理基板の処理が行われる処理空間と前記処理室内の排気が行われる排気空間とに区画するように配設され，前記処理空間と前記排気空間とを連通する複数の通気孔を有する仕切板を備えた基板処理装置の圧力制御方法であって，前記処理室の処理空間に処理ガスを供給する際，前記処理空間圧力を監視しながら前記排気空間に圧力調整ガスを供給することにより，前記処理空間圧力が予め設定された圧力になるように圧力制御を行うことを特徴とする基板処理装置の圧力制御方法が提供される。

このような本発明にかかる装置又は方法おいては，処理室の排気量の制御によらずに，圧力調整ガスの供給制御によって処理室内圧力を制御することができる。このため，圧力制御装置（ＡＰＣ制御器など）により処理室の排気量の制御を行う場合に比して，処理室内の圧力制御範囲を広くすることができる。また高価な圧力制御装置も不要となることから，排気系に取付ける排気バルブも単に開閉できるバルブで足りるため，排気バルブの形や大きさ等自由に設計することができるなど，装置設計の自由度を拡大させることができ，製造コストも低下させることができる。

さらに，本発明によれば，処理室内を処理空間と排気空間とに区画する仕切板を備え，処理空間側に処理ガスを供給するともに，排気空間側に圧力調整ガスを供給することにより，処理ガスに圧力調整ガスが混ざらないようにすることができる。これにより，基板処理への影響を与えることなく，処理室内の圧力を制御することができる。

また，上記装置又は方法において，前記処理空間の圧力を検出するための処理空間圧力検出手段と，前記排気空間の圧力を検出するための排気空間圧力検出手段とを設け，前記圧力制御手段は，前記処理ガス供給手段から処理ガスを供給する際，前記処理空間圧力検出手段により処理空間圧力を監視するとともに，前記排気空間圧力検出手段により排気空間圧力を監視し，前記排気空間圧力が前記処理空間圧力を超えないように，前記圧力調整ガス供給手段により供給される圧力調整ガスの流量を制御しながら，前記処理空間圧力が予め設定された圧力になるように圧力制御を行うことが好ましい。この場合，例えば前記処理空間圧力から前記排気空間圧力を引いた圧力差が所定値以下になると，前記圧力差が所定値を超えるまで前記圧力調整ガス供給手段により供給される圧力調整ガスを減量又は停止させるように制御するようにしてもよい。

これにより，たとえ処理室内の排気空間圧力の上昇率が処理空間圧力に比して予想以上に高い場合でも，排気空間圧力が処理空間圧力より高くならないように制御することができる。このため，排気空間から処理空間への逆流を確実に防止することができる。

また，上記装置又は方法において，前記圧力調整ガスは，例えば不活性ガスを用いてもよい。少なくとも処理ガスによる被処理基板の処理に影響を与えないようなガス種を用いることが好ましい。例えば不活性ガスのように処理ガスと異なるガス種でもよいが，処理ガスと同種のガスを用いてもよい。但し，コストの観点によれば，より安価な不活性ガスを用いることが好ましい。また処理ガスが腐食性ガスの場合には，前記圧力調整ガスは処理ガスを希釈するガス種であってもよい。これにより，腐食性ガスによるウエハの処理を行いつつ，同時に腐食性ガスを希釈して排気することができる。このため，排気系に腐食性ガスを希釈する手段を設けなくても済む。また，腐食性ガスは希釈されて排気系に流れるため，排気系の配管に腐食性ガスによる副生成物が付着することを抑制でき，メンテナンス期間を延長させることもできる。

また，上記装置又は方法において，前記仕切板は，前記被処理基板を載置する載置台を囲むように配設される排気リングであってもよい。仕切板を例えばバッフル板などの排気リングによって構成することにより，処理室内を処理空間と排気空間に分けることができ，かつガス排気を整流することができる。

なお，本明細書中１Ｔｏｒｒは（１０１３２５／７６０）Ｐａ，１ｍＴｏｒｒは（１０^−３×１０１３２５／７６０）Ｐａとする。

以上説明したように本発明によれば，処理室を処理空間と排気空間とに区画し，処理空間側へ処理ガスを供給するとともに，排気空間側へ圧力調整ガスを供給することにより，処理室の排気量の制御によらずに，また基板処理への影響を与えることなく，処理室内の圧力を制御することができ，さらに製造コストを低下させることもできる基板処理装置及び基板処理装置の圧力制御方法を提供できるものである。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（基板処理装置の構成）
先ず，本発明の実施形態にかかる基板処理装置の構成について図面を参照しながら説明する。図１は，本実施形態にかかる基板処理装置の概略構成を示す図である。基板処理装置１００は被処理基板例えば半導体ウエハ（以下，単に「ウエハ」とも称する。）Ｗに対して処理ガスを用いた処理を施す処理室１０２を備える。処理室１０２は，例えば導電性の気密な処理容器により構成され，保安接地されている。処理室１０２の側面には，例えば図示しないロードロック室や搬送室などとの間でウエハを搬出入する際に開閉されるゲートバルブ１０４が設けられている。

処理室１０２内には，ウエハの載置台を兼ねた下部電極１１０と，処理ガスを処理室１０２内へ供給するシャワーヘッドを兼ねた上部電極１２０とが対向して配置されている。下部電極１１０には，高周波電源１１２が整合器１１４を介して接続され，例えば１３．５６ＭＨｚのバイアス用高周波電力が印加される。下部電極１１０は，絶縁部材１１１を介して処理室１０２内に配置され，処理室１０２の処理容器とは電気的に絶縁されている。また上部電極１２０には，高周波電源１１６が整合器１１８を介して接続され，例えば６０ＭＨｚのプラズマ生成用高周波電力が印加される。上部電極１２０と処理室１０２との間には絶縁体１２４が介装され電気的に絶縁されている。

下部電極１１０には，下部電極１１０を囲むように仕切板の１例としての排気リング例えばバッフル板（拡散板）１３０が設けられている。バッフル板１３０は，処理室１０２内を例えば第１空間（第１領域部）と第２空間（第２領域部）に区画するように配設されている。ここでの第１空間は例えばウエハの処理が行われる処理空間（処理領域部）１０２Ａであり，第２空間は例えば処理室１０２内の排気が行われる排気空間（排気領域部）１０２Ｂである。バッフル板１３０には，第１空間である処理空間１０２Ａと第２空間である排気空間１０２Ｂとを連通する複数の通気孔１３２を有する。

上部電極１２０には，処理室１０２内の処理空間１０２Ａへ処理ガスを供給する処理ガス供給手段１４０が設けられている。この処理ガス供給手段１４０は，例えば上部電極１２０に設けられたガス供給管１４２に制御バルブ１４４を介して接続される処理ガス供給源１４６を備えて構成される。なお，制御バルブ１４４は，開閉バルブで構成してもよく，また流量調整手段（例えばマスフローコントローラ，流量調整バルブなど）で構成してもよい。また，開閉バルブと流量調整手段とを両方設けて構成してもよい。

上部電極１２０には，多数のガス吐出孔１２２が形成されている。これにより，上記処理ガス供給源１４６からガス供給管１４２を介して供給された処理ガスを，処理室１０２内の処理空間１０２Ａへ均一に噴出させることができる。

処理室１０２には，処理室１０２の排気空間１０２Ｂへ圧力調整ガスを供給するための圧力調整ガス供給手段１５０が設けられている。この圧力調整ガス供給手段１５０は，例えば処理室１０２の排気空間１０２Ｂ側の側面に設けられたガス供給管１５２に制御バルブ１５４を介して接続される圧力調整ガス供給源１５６を備えて構成される。なお，制御バルブ１５４は，開閉バルブで構成してもよく，また流量調整手段（例えばマスフローコントローラ，流量調整バルブなど）で構成してもよい。また，開閉バルブと流量調整手段とを両方設けて構成してもよい。

処理室１０２の排気空間１０２Ｂ側には，排気管１０６が設けられている。この排気管１０６には処理室１０２内の排気を行う排気機構１０８が接続されている。この排気機構１０８は，例えば排気管１０６に排気バルブ，ドライポンプやターボポンプなどの真空ポンプを接続して構成する。なお，排気機構１０８は，処理室１０２内が排気管１０６から強制排気できれば，必ずしも真空ポンプを設けなくてもよい。例えば排気機構１０８を排気バルブで構成し，真空ポンプを設ける代わりに基板処理装置１００が配置される工場の排気設備を利用して排気するようにしてもよい。

処理室１０２には，処理空間１０２Ａの圧力を検出するための第１圧力検出手段（処理空間圧力検出手段）１６０が設けられている。この第１圧力検出手段１６０は，例えば処理室１０２の処理空間１０２Ａ側に形成された圧力検出孔１６２を介して接続される第１圧力センサ１６４により構成される。なお，第１圧力センサ１６４は開閉バルブを介して圧力検出孔１６２に接続するようにしてもよい。

また処理室１０２には，排気空間１０２Ｂの圧力を検出するための第２圧力検出手段（排気空間圧力検出手段）１７０が設けられている。この第２圧力検出手段１７０は，例えば処理室１０２の排気空間１０２Ｂ側に形成された圧力検出孔１７２を介して接続される第２圧力センサ１７４により構成される。なお，第２圧力センサ１７４は開閉バルブを介して圧力検出孔１７２に接続するようにしてもよい。

上記第１，第２圧力センサ１６４，１７４はそれぞれ圧力範囲の広い圧力センサで構成することが好ましい。これにより，広い圧力範囲で処理室１０２内の圧力制御を行うことができる。具体的には例えば第１，第２圧力センサ１６４，１７４はそれぞれキャパシタンスマノメータなどの隔膜真空計で構成する。隔膜真空計は，薄い金属膜を使い静電容量の変化で圧力を測定するものであり，一般に１０^−４Ｔｏｒｒ〜１０^２Ｔｏｒｒ程度の範囲で圧力測定が可能であり，検出圧力に応じた電圧を圧力検出値として出力する。

また，基板処理装置１００は，処理室１０２内の圧力制御を行う圧力制御手段の１例を構成する圧力制御器１８０を備える。圧力制御器１８０は，図示はしないが，第１，第２圧力センサ１６４，１７４からの出力をアナログデジタル変換するＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換器，各ガス供給手段１４０，１５０の制御バルブ１４４，１５４へそれぞれ制御信号を供給するコントローラ，基板処理時における処理室１０２内の設定圧力等を記憶するメモリなど，圧力制御に用いられる各種機器を備える。

圧力制御器１８０は，第１，第２圧力センサ１６４，１７４からの出力と，上記設定圧力とに基づいて，各制御バルブ１４４，１５４へそれぞれ制御信号を供給する。この制御信号に基づいて各制御バルブ１４４，１５４が制御され，処理ガスの流量，圧力調整ガスの流量がそれぞれ制御される。

なお，圧力制御器１８０は，例えばＣＰＵ（中央処理装置）及びプログラムなどを記憶したＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ），ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）などのメモリを設け，ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて，後述する図３に示すような圧力制御を行うようにしてもよい。また，圧力制御器１８０は図３に示すような圧力制御を行う回路などのハードウエアで構成してもよい。また，圧力制御器１８０は必ずしも単体で構成される必要はなく，例えば基板処理装置１００の全体を制御する本体制御部に組込んで，本体制御部の例えばＣＰＵ（中央処理装置）などにより，基板処理装置１００の全体を制御するプログラムの一部として後述する図３に示すような圧力制御を行うようにしてもよい。

（処理ガス及び圧力調整ガスのガス種）
次に，上記処理ガス及び圧力調整ガスとして用いられるガス種の具体例について説明する。上記処理ガスは，例えば被処理基板の処理に必要なガス種が用いられる。エッチング処理を行う場合は，例えばフルオロカーボン系ガスや腐食ガスなどが用いられる。腐食ガスとしては，例えばＨＢｒガス，ＮＦ_３の他，ＨＣｌガス，Ｃｌ_２ガス，ＨＩ（ヨウ化水素）ガスなどが挙げられる。なお，処理ガスのガス種は，１種類であってもよく，また複数種類の混合ガスでもよい。

上記圧力調整ガスは，少なくとも上記処理ガスによる被処理基板の処理に影響を与えないようなガス種が用いられる。このようなガス種としては例えばＮ_２ガス等の希釈ガスやＡｒガス等の不活性ガスなどが挙げられる。このように，圧力調整ガスとしては，処理ガスと異なるガス種を用いてもよいが，処理ガスと同種のガスを用いてもよい。但し，コストの観点によれば，圧力調整ガスはより安価な不活性ガスを用いることが好ましい。また，処理ガスとして上記のような腐食性ガスを用いる場合には，その腐食性ガスを希釈する希釈ガス（例えばＮ_２ガス）を圧力調整ガスとして用いてもよい。これにより，腐食性ガスによるウエハの処理を行いつつ，同時に腐食性ガスを希釈して排気することができる。このため，排気機構１０８に腐食性ガスを希釈する手段を別途設けなくても済む。また，腐食性ガスは希釈されて排気機構１０８などの排気系に流れるため，排気系の配管に腐食性ガスによる副生成物が付着することを抑制でき，メンテナンス期間を延長させることもできる。

（圧力調整ガスの流量）
ここで，圧力調整ガスの流量について説明する。圧力調整ガスの流量は，処理ガスの流量や排気機構１０８の排気能力例えば真空ポンプの排気能力などに応じて決定される。具体的には処理ガスの流量と圧力調整ガスとの流量とを加えた流量は，例えば排気機構１０８の排気能力に応じた限界がある。すなわち，処理ガス及び圧力調整ガスの導入量が多すぎて，処理室１０２内の圧力制御をするのに必要な排気量が排気機構１０８の排気能力の限界を超えてしまうと，処理室１０２の圧力は必要以上に上昇してしまい，処理室１０２内圧力を設定圧力に保持する制御ができなくなるからである。従って，圧力調整ガスの流量は，処理ガスの流量に応じて上記限界値を超えないように決定する必要がある。

このような圧力調整ガスの流量の限界値を図面を参照しながら説明する。図２は，圧力調整ガスの流量の限界値を処理ガスの流量との関係で観念的に示した図である。図２において，横軸には処理ガスの流量Ｆ_ｔをとり，縦軸には圧力調整ガスの流量Ｆ_ｔをとっている。図２に示す実線グラフと点線グラフは圧力調整ガスの流量Ｆ_ｃの限界値を示しており，これは上述したように排気機構１０８の排気能力などにより決定される。

図２に示すように，圧力調整ガスの流量Ｆ_ｃの限界値は，処理ガスの流量Ｆ_ｔが少ないほど多く，処理ガスの流量Ｆ_ｔが多いほど少なくなる傾向がある。これは，処理ガス及び圧力調整ガスの流量に必要な排気量が排気機構１０８の排気能力の限界を超えないようにするためである。従って，圧力調整ガスの流量Ｆ_ｃは，少なくとも上記限界値の範囲内で決定する必要がある。例えば圧力調整ガスの流量Ｆ_ｃの限界値のグラフが実線グラフ（Ｆ_ｃ１Ｆ_ｔ１）で示されるとすれば，圧力調整ガスの流量Ｆ_ｃは，処理ガスの流量Ｆ_ｔに応じてこの実線グラフ（Ｆ_ｃ１Ｆ_ｔ１）の範囲（図２に示す斜線範囲）内で決定することが好ましい。

なお，処理室１０２内の圧力は，導入されるガス種の分子量にも依存する。例えば同じ流量のガスを導入する場合であっても，分子量が小さいガス種を導入するよりも分子量が大きいガス種を導入する方が処理室１０２内の圧力上昇率が高くなる。このため，圧力調整ガスの流量Ｆ_ｃの限界値も処理ガスの分子量によって異なる。例えば図２に示すように，ある分子量のガス種を処理ガスとして用いた場合における圧力調整ガスの流量Ｆ_ｃの限界値が実線グラフのようになったとすれば，実線グラフの場合よりも大きい分子量のガス種を処理ガスとして用いた場合の圧力調整ガスの限界値Ｆ_ｃは点線グラフのようになる。すなわち，図２に示す点線グラフの方が実線グラフよりも傾きが小さい。これは処理ガスの分子量が大きいほど，処理室１０２内の圧力上昇率が大きくなるため，圧力調整ガスの流量Ｆ_ｃの限界値も少なくなることを示している。

（基板処理装置の動作）
このように構成される基板処理装置１００によれば，処理ガス供給手段１４０により処理ガス供給源１４６からの処理ガスが，ガス供給管１４２を介して上部電極１２０へ供給され，ガス吐出孔１２２を介して処理空間１０２Ａへ供給される。このとき，圧力調整ガス供給手段１５０により圧力調整ガス供給源１５０からの圧力調整ガスは排気空間１０２Ｂへ供給される。そして，圧力制御器１８０によって圧力調整ガスの流量が制御されることにより，処理室１０２内の圧力が上記設定圧力になるように圧力制御される。なお，このような圧力制御器１８０による処理室１０２内の圧力制御についての詳細は後述する。

また，下部電極１１０には例えば１３．５６ＭＨｚのバイアス用高周波電力が印加され，上部電極１２０には例えば６０ＭＨｚのプラズマ生成用高周波電力が印加されるので，処理室１０２の処理空間１０２Ａ内に供給された処理ガスはプラズマ化し，ウエハにはエッチングや成膜などの所定の処理が施される。そして，処理室１０２内の処理ガスは，バッフル板１３０を介して圧力調整ガスとともに排気空間１０２Ｂへ流出し，排気空間１０２Ｂから排気機構１０８により排気管１０６を介して排気される。

（処理室内の圧力制御）
次に，上記のように構成された基板処理装置の圧力制御について図面を参照しながら説明する。ここでは，基板処理装置１００の圧力制御器１８０が行う処理室１０２内の圧力制御について説明する。図３は，圧力制御器が行う基板処理時における圧力制御の１例を示すフローチャートである。

図３に示すように，圧力制御器１８０は，先ずステップＳ１１０にて処理ガスの設定流量の供給を開始する。具体的には，処理ガス供給手段１４０の制御バルブ１４４を制御して処理ガス供給源１４６からの処理ガスを処理室１０２の処理空間１０２Ａへ供給し始める。このとき，排気機構１０８により排気空間１０２Ｂからの排気も行われる。従って，排気空間１０２Ｂの排気が行われながら，処理空間１０２Ａには設定流量の処理ガスが流し続けられる。

続いて，ステップＳ１２０にて第１圧力すなわち処理空間１０２Ａの圧力（以下，単に「処理空間圧力」ともいう）を検出するとともに，第２圧力すなわち排気空間１０２Ｂの圧力（以下，単に「排気空間圧力」ともいう）を検出する。具体的には，第１圧力検出手段（処理空間圧力検出手段）１６０の第１圧力センサ１６４により処理空間圧力（第１圧力）を検出するとともに，第２圧力検出手段（排気空間圧力検出手段）１７０の第２圧力センサ１７４により排気空間圧力（第２圧力）を検出する。次いで，ステップＳ１３０にて処理空間圧力（第１圧力）が排気空間圧力（第２圧力）よりも高いか否かを判断する。

上記ステップＳ１３０にて処理空間圧力（第１圧力）が排気空間圧力（第２圧力）よりも高いと判断した場合は，正常状態であるため，ステップＳ１４０以降の圧力調整ガス供給による処理室内圧力の制御を行う。

これに対して，上記ステップＳ１３０にて処理空間圧力（第１圧力）が排気空間圧力（第２圧力）以下であると判断した場合は，異常状態であるため，ステップＳ２１０にてエラー処理を行う。この場合には未だ圧力調整ガスが供給されていないので，この圧力調整ガスが起因しているわけではないので，異常状態と考えられる。具体的には例えば圧力センサの故障が考えられる。その他，排気機構の故障等により排気空間１０２Ｂからバッフル板１３０を介して処理空間１０２Ａへの逆流が生じていることも考えられる。従って，このような異常状態と考えられる場合にはエラー処理を行う。ここでのエラー処理としては，例えばブザーなどによって報知するとともに，処理ガスの供給を停止する。また，このエラー処理において，上記のような異常状態が発生したことを異常情報（例えば異常検出の異常分類情報（ＦＤＣ［Fault Detection and Classification］情報）として異常情報データベースなどに記憶するようにしてもよい。また，例えば基板処理装置１００がオンラインを介してグループサーバや生産管理装置（例えば工場を管理するコンピュータ統合生産装置［ＣＩＭ］など）に接続されている場合には，上記異常情報をこれらグループサーバや生産管理装置へ通知するようにしてもよい。こうして通知された異常情報は，例えばグループサーバや生産管理装置のデータベースなどに記憶され，管理される。

ステップＳ１４０以降では，圧力調整ガス供給による処理室内圧力の制御を行う。先ずステップＳ１４０にて圧力調整ガスを供給する。具体的には，圧力調整ガス供給手段１５０の制御バルブ１５４を制御して圧力調整ガス供給源１５６からの圧力調整ガスを処理室１０２の排気空間１０２Ｂへ供給する。

続いて，ステップＳ１５０にて第１圧力センサ１６４により処理空間圧力（第１圧力）を検出するとともに，第２圧力センサ１７４により排気空間圧力（第２圧力）を検出する。次いで，ステップＳ１６０にて各空間の圧力差，例えば処理空間圧力（第１圧力）から排気空間圧力（第２圧力）を引いた圧力差が所定値よりも高いか否かを判断する。

上記ステップＳ１５０にて処理空間圧力（第１圧力）から排気空間圧力（第２圧力）を引いた圧力差が所定値以下であると判断した場合は，ステップＳ２２０にて圧力調整ガスの流量を制御してステップＳ１５０の処理に戻る。具体的には圧力調整ガス供給手段１５０の制御バルブ１５４を制御して圧力調整ガスを減量又は停止させる。そして，この圧力調整ガスを減量又は停止させる制御は，処理空間圧力（第１圧力）と排気空間圧力（第２圧力）との圧力差が所定値よりも高くなるまで続けられる。

このようなステップＳ１５０，ステップＳ１６０，ステップＳ２２０の処理によれば，常に排気空間圧力（第２圧力）が処理空間圧力（第１圧力）を超えないように制御することができる。これにより，処理空間圧力（第１圧力）が排気空間圧力（第２圧力）よりも低くなって排気空間１０２Ｂから処理空間１０２Ａへの逆流が生じる状態を事前に防止することができる。

なお，ステップＳ１６０における所定値は，例えば処理ガスの流量に対する圧力調整ガスの流量などに基づいて適切な値に設定する。これは処理ガスの流量に対する圧力調整ガスの流量が多いほど排気空間圧力上昇も早くなるので，それに応じて所定値も大き目に設定することが好ましいためである。

また，上記ステップＳ１５０にて処理空間圧力（第１圧力）と排気空間圧力（第２圧力）との圧力差が所定値よりも大きいと判断した場合は，ステップＳ１７０にて処理空間圧力（第１圧力）が設定圧力になったか否かを判断する。

ステップＳ１７０にて処理空間圧力（第１圧力）が設定圧力になっていないと判断した場合は，ステップＳ１５０の処理に戻り，処理空間圧力（第１圧力）が設定圧力になったと判断した場合はステップＳ１８０にてウエハの処理が終了したか否かを判断する。

ステップＳ１８０にてウエハの処理例えばエッチング処理，成膜処理などが終了したと判断した場合はステップＳ１９０にて圧力調整ガス供給手段１５０の制御バルブ１５４を制御して圧力調整ガスを停止させる。続いて，ステップＳ２００にて処理ガス供給手段１４０の制御バルブ１４４を制御して処理ガスを停止させて，一連の圧力制御を終了する。

このように，本実施形態によれば，例えばステップＳ１４０〜ステップＳ１９０に示すように，圧力調整ガスの供給制御によって処理室１０２内圧力を制御することができる。これにより，処理室の排気量の制御によらずに，処理室１０２内圧力を制御することができる。このため，圧力制御範囲が狭い圧力制御装置（ＡＰＣ制御器など）により処理室１０２の排気量の制御を行う場合に比して，処理室１０２内の圧力制御範囲を広くすることができる。

また，高価な圧力制御装置（ＡＰＣ制御器など）も不要になることから，排気機構１０８の配管に取付ける排気バルブもＡＰＣ制御用バルブのような圧力制御バルブにする必要がなく，単に開閉できるバルブ例えばゲートバルブなどで足りるため，排気バルブの形や大きさなども自由に設計することができるなど設計の自由度を拡大させることができ，製造コストも低下させることができる。

さらに，処理室１０２内を処理空間１０２Ａと排気空間１０２Ｂに区画する仕切板として例えばバッフル板１３０を備え，処理空間１０２Ａ側に処理ガスを供給するともに，排気空間１０２Ｂ側に圧力調整ガスを供給するので，処理ガスに圧力調整ガスが混ざらないようにすることができる。すなわち，排気空間１０２Ｂ側は排気機構１０８によって排気されるので，通常は，処理空間１０２Ａからバッフル板１３０を介して排気空間１０２Ｂへの流れが生じるため，処理ガスに圧力調整ガスが混ざることはない。このため，基板処理への影響を与えることなく，処理室内の圧力を制御することができる。

これに対して，何らかの原因によって，たとえ処理室１０２内の排気空間圧力の上昇率が処理空間圧力に比して予想以上に高くなった場合でも，処理空間圧力（第１圧力）と排気空間圧力（第２圧力）とを監視し，排気空間圧力が処理空間圧力を超えないように，圧力調整ガスの流量を制御するので，排気空間１０２Ｂから処理空間１０２Ａへの逆流を確実に防止することができる。具体的には，例えばステップＳ１５０，Ｓ１６０，Ｓ２２０に示すように，処理空間圧力（第１圧力）と排気空間圧力（第２圧力）との圧力差が所定値以下になると，この圧力差が所定値を超えるまで圧力調整ガス供給手段１５０により供給される圧力調整ガスを減量又は停止させるように制御する。これにより，排気空間圧力（第２圧力）が処理空間圧力（第１圧力）より高くなる前に，圧力調整ガスを減量又は停止することができるので，排気空間１０２Ｂから処理空間１０２Ａへの逆流が起ることを事前に防止することができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，本実施形態では，基板処理時に処理ガスを導入する場合の処理室１０２内の圧力制御について説明したが，必ずしもこれに限定されるものではなく，本発明は基板処理時以外でも処理ガスやその他のガスを処理室１０２内に導入する際における処理室１０２内の圧力制御に適用可能である。

本発明は，被処理基板に対して処理ガスによる処理を施す基板処理装置及び基板処理装置の圧力制御方法に適用可能である。

本発明の実施形態にかかる基板処理装置の概略構成を示す図である。 本実施形態における圧力調整ガスの流量の限界値を処理ガスの流量との関係で観念的に示した図である。 図１に示す圧力制御器が行う基板処理時における圧力制御の１例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 基板処理装置
１０２ 処理室
１０２Ａ 処理空間（第１空間）
１０２Ｂ 排気空間（第２空間）
１０４ ゲートバルブ
１０６ 排気管
１０８ 排気機構
１１０ 下部電極
１１１ 絶縁部材
１１２ 高周波電源
１１４ 整合器
１１６ 高周波電源
１１８ 整合器
１２０ 上部電極
１２２ ガス吐出孔
１２４ 絶縁体
１３０ バッフル板（仕切板）
１３２ 通気孔
１４０ 処理ガス供給手段
１４２ ガス供給管
１４４ 制御バルブ
１４６ 処理ガス供給源
１５０ 圧力調整ガス供給手段
１５２ ガス供給管
１５４ 制御バルブ
１５６ 圧力調整ガス供給源
１６０ 第１圧力検出手段（処理空間圧力検出手段）
１６２ 圧力検出孔
１７０ 第２圧力検出手段（排気空間圧力検出手段）
１７２ 圧力検出孔
１８０ 圧力制御器

Claims (12)

1. 被処理基板に対して処理ガスを用いた処理を施す処理室と，
   前記処理室内を前記被処理基板の処理が行われる処理空間と前記処理室内の排気が行われる排気空間とに区画するように配設され，前記処理空間と前記排気空間とを連通する複数の通気孔を有する仕切板と，
   前記処理室内の処理空間に前記処理ガスを供給する処理ガス供給手段と，
   前記処理室内の排気空間に前記処理室内の圧力を調整するための圧力調整ガスを供給する圧力調整ガス供給手段と，
   前記処理ガス供給手段から処理ガスを供給する際，前記圧力調整ガス供給手段により圧力調整ガスを供給することにより，前記処理空間圧力が予め設定された圧力になるように圧力制御を行う圧力制御手段と，
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記処理空間の圧力を検出するための処理空間圧力検出手段と，前記排気空間の圧力を検出するための排気空間圧力検出手段とを設け，
   前記圧力制御手段は，前記処理ガス供給手段から処理ガスを供給する際，前記処理空間圧力検出手段により処理空間圧力を監視するとともに，前記排気空間圧力検出手段により排気空間圧力を監視し，前記排気空間圧力が前記処理空間圧力を超えないように，前記圧力調整ガス供給手段により供給される圧力調整ガスの流量を制御しながら，前記処理空間圧力が予め設定された圧力になるように圧力制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記圧力制御手段は，前記処理空間圧力と前記排気空間圧力との圧力差が所定値以下になると，前記圧力差が所定値を超えるまで前記圧力調整ガス供給手段により供給される圧力調整ガスを減量又は停止させるように制御することを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記圧力調整ガスは，不活性ガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記処理ガスは，腐食性ガスであり，
   前記圧力調整ガスは処理ガスを希釈するガス種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記仕切板は，前記被処理基板を載置する載置台を囲むように配設される排気リングであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 被処理基板に対して処理ガスを用いた処理を施す処理室を，前記被処理基板の処理が行われる処理空間と前記処理室内の排気が行われる排気空間とに区画するように配設され，前記処理空間と前記排気空間とを連通する複数の通気孔を有する仕切板を備えた基板処理装置の圧力制御方法であって，
   前記処理室の処理空間に処理ガスを供給する際，前記排気空間に圧力調整ガスを供給することにより，前記処理空間圧力が予め設定された圧力になるように圧力制御を行うことを特徴とする基板処理装置の圧力制御方法。
8. 前記処理室の処理空間に処理ガスを供給する際，前記処理空間圧力及び前記排気空間圧力を監視し，前記排気空間圧力が前記処理空間圧力を超えないように，前記排気空間に供給される圧力調整ガスの流量を制御しながら，前記処理空間圧力が予め設定された圧力になるように圧力制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置の圧力制御方法。
9. 前記圧力調整ガスの流量は，前記処理空間圧力と前記排気空間圧力との圧力差が所定値以下になると，前記圧力差が所定値を超えるまで前記圧力調整ガス供給手段により供給される圧力調整ガスを減量又は停止させるように制御することを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置の圧力制御方法。
10. 前記圧力調整ガスは，不活性ガスであることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の基板処理装置の圧力制御方法。
11. 前記処理ガスは，腐食性ガスであり，
    前記圧力調整ガスは処理ガスを希釈するガス種であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の基板処理装置の圧力制御方法。
12. 前記仕切板は，前記被処理基板を載置する載置台を囲むように配設される排気リングであることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の基板処理装置の圧力制御方法。
    

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