JP2011014134A - 流体制御方法、流体制御システム及び流体制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】添加ガスを一方のサブラインに供給する前後で、メインラインから第１及び第２サブラインへ分流されるメインガスの分流比を維持できる流体制御方法を提供すること。
【解決手段】メインライン１７から第１及び第２サブライン１９，２０にメインガスを分流させてチャンバ３１に供給するときに、第２サブライン２０に添加ガスを供給する場合に、第１及び第２サブライン１９，２０からチャンバ３１に供給されるメインガスの流量を第１及び第２サブライン１９，２０の圧力に基づいて制御する流体制御方法において、添加ガスを供給されない第１サブライン１９の圧力を一定にするように、第１サブライン１９の圧力を制御しながら、第２サブライン２０に添加ガスを供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、メインガスを二系統に分流し、各系統から供給するメインガスの流量を各系統の圧力又は流量に基づいて制御する流体制御方法、流体制御システム及び流体制御プログラムに関する。

例えば、半導体製造工程では、加工精度の向上により、ウエハに対して高い平坦度が要求されている。そのため、エッチング装置は、メインラインを所定流量で流れるメインガスを第１及び第２サブラインに分流させてウエハのセンター部とエッジ部にそれぞれ散布し、第１及び第２サブラインに流れるメインガスの流量を流体制御システムで制御することにより、ウエハにメインガスを均一に散布している。

従来の流体制御システムは、第１及び第２サブラインを流れるメインガスの流量と圧力とが対応していると考え、ウエハのセンター部とエッジ部にメインガスを均一に散布するために必要な第１及び第２サブラインの圧力比を予め記憶しており、その初期圧力比を一定にするように第１又は第２サブラインの圧力を制御することにより、ウエハのセンター部とエッジ部に供給するメインガスの流量をコントロールしている。ウエハの平坦度を高くするためには、ウエハのセンター部とエッジ部との間でエッチングレート（エッチングすべき膜をエッチングする単位時間当たりの速度）をできるだけ均一にすることが好ましい。しかし、近年更にエッチングレートを均一にするために、流量コントロールのみでなく、一方のサブラインに添加ガスを注入することが必要となっている（例えば、特許文献１参照）。

特許４２２４４９２号公報

しかしながら、従来の流体制御システムは、一方のサブラインが添加ガスを注入されて圧力を上昇させると、初期圧力比を維持するために、他方のサブラインの圧力を上昇させるように他方のサブラインに供給するメインガスを増加させる。この結果、一方のサブラインでは、メインガスの流量が減少するのに対して、他方のサブラインでは、メインガスの流量が増加するため、ウエハのセンター部とエッジ部に供給するメインガスの分流比が変わってしまい、必要としているメインガス流量を維持できないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、添加ガスを一方のサブラインに供給する前後で、メインラインから第１及び第２サブラインへ分流されるメインガスの分流比を維持できる流体制御方法、流体制御システム及び流体制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る流体制御方法、流体制御システム及び流体制御プログラムは、次のような構成を有している。
（１）メインラインから第１及び第２サブラインにメインガスを分流させてチャンバに供給するときに、前記第２サブラインに添加ガスを供給する場合に、前記第１及び前記第２サブラインから前記チャンバに供給される前記メインガスの流量を前記第１及び前記第２サブラインの圧力に基づいて制御する流体制御方法において、添加ガスを供給されない第１サブラインの圧力を一定にするように、前記第１サブラインの圧力を制御しながら、前記第２サブラインに前記添加ガスを供給する。

（２）（１）に記載の発明において、前記添加ガスを前記第２サブラインに供給した後、前記第１及び前記第２サブラインの圧力比を求めて記憶し、その記憶した圧力比を一定にするように前記第１又は前記第２サブラインの圧力を調整する。

（３）メインラインから第１及び第２サブラインにメインガスを分流させてチャンバに供給するときに、前記第２サブラインに添加ガスを供給する場合に、前記第１及び前記第２サブラインから前記チャンバに供給される前記メインガスの流量を前記第１及び前記第２サブラインの流量に基づいて制御する流体制御方法において、添加ガスを供給されない第１サブラインの流量を一定にするように、前記第１サブラインの流量を制御しながら、前記第２サブラインに前記添加ガスを供給する。

（４）（３）に記載の発明において、前記添加ガスを前記第２サブラインに供給した後、前記第１及び前記第２サブラインの流量比を求めて記憶し、その記憶した流量比を一定にするように前記第１又は前記第２サブラインの流量を調整する。

（５）メインラインから分流する第１及び第２サブラインに第１及び第２圧力制御手段を配設し、前記第２圧力制御手段の二次側に添加ガスを前記第２サブラインに合流させる合流ラインが接続しており、前記第１及び前記第２サブラインの圧力に基づいて前記第１及び前記第２サブラインを流れるメインガスの流量を制御する流体制御システムにおいて、前記第１サブラインの圧力を一定にするように前記第１圧力制御手段に前記第１サブラインの圧力を制御させた状態で、前記第２サブラインに前記添加ガスが供給される。

（６）（５）に記載の発明において、前記第２サブラインに前記添加ガスが供給された後、前記第１及び前記第２サブラインの圧力比を求めて記憶し、その記憶した圧力比を一定にするように前記第１及び前記第２圧力制御手段に前記第１又は前記第２サブラインの圧力を制御させる。

（７）メインラインから分流する第１及び第２サブラインに第１及び第２流量制御手段を配設し、前記第２流量制御手段の二次側に添加ガスを前記第２サブラインに合流させる合流ラインが接続しており、前記第１及び前記第２サブラインの流量に基づいて前記第１及び前記第２サブラインを流れるメインガスの流量を制御する流体制御システムにおいて、前記第１サブラインの流量を一定にするように前記第１流量制御手段に前記第１サブラインの流量を制御させた状態で、前記第２サブラインに前記添加ガスが供給される。

（８）（７）に記載の発明において、前記第２サブラインに前記添加ガスが供給された後、前記第１及び前記第２サブラインの流量比を求めて記憶し、その記憶した流量比を一定にするように前記第１及び前記第２流量制御手段に前記第１又は前記第２サブラインの流量を制御させる。

（９）メインラインから分流する第１及び第２サブラインに第１及び第２圧力制御手段を配設し、前記第２圧力制御手段の二次側に添加ガスを前記第２サブラインに合流させる合流ラインが接続しており、前記第１及び前記第２サブラインの圧力に基づいて前記第１及び前記第２サブラインを流れるメインガスの流量を制御する流体制御プログラムにおいて、前記第１及び前記第２圧力制御手段を電気的に制御するコンピュータに、前記添加ガスを前記第２サブラインに供給する前に、前記第１サブラインの圧力を一定にするように前記第１圧力制御手段に前記第１サブラインの圧力を制御させる。

（１０）（９）に記載の発明において、前記コンピュータに、前記第１サブラインの圧力を一定にするように前記第１サブラインの圧力制御を行った後に、前記第２サブラインに前記添加ガスを供給された場合に、前記第１及び前記第２サブラインの圧力比を求め、求めた圧力比を一定にするように前記第１及び前記第２圧力制御手段に前記第１又は前記第２サブラインの圧力を制御させる。

（１１）メインラインから分流する第１及び第２サブラインに第１及び第２流量制御手段を配設し、前記第２流量制御手段の二次側に添加ガスを前記第２サブラインに合流させる合流ラインが接続しており、前記第１及び前記第２サブラインの流量に基づいて前記第１及び前記第２サブラインを流れるメインガスの流量を制御する流体制御プログラムにおいて、前記第１及び前記第２流量制御手段を電気的に制御するコンピュータに、前記添加ガスを前記第２サブラインに供給する前に、前記第１サブラインの流量を一定にするように前記第１流量制御手段に前記第１サブラインの流量を制御させる。

（１２）（１１）に記載の発明において、前記コンピュータに、前記第１サブラインの流量を一定にするように前記第１サブラインの流量制御を行った後に、前記第２サブラインに前記添加ガスを供給された場合に、前記第１及び前記第２サブラインの流量比を求め、求めた流量比を一定にするように前記第１及び前記第２流量制御手段に前記第１又は前記第２サブラインの流量を制御させる。

上記流体制御方法、流体制御システム及び流体制御プログラムは、第１サブラインの圧力（又は流量）を一定に維持しながら第２サブラインに添加ガスを供給されるので、添加ガスの供給前後で第１及び第２サブラインに流れるメインガスの流量が変わらず、第１及び第２サブラインに流れるメインガスの添加ガス供給前の分流比を維持できる。

そして、上記流体制御方法、流体制御システム及び流体制御プログラムは、添加ガス供給後に外乱により第１又は第２サブラインの圧力（又は流量）が変動した場合でも、添加ガス供給後の圧力比（又は流量比）を維持するように第１又は第２サブラインの圧力（又は流量）を調整し、メインラインから第１及び第２サブラインへ一定の分流比でメインガスを供給するので、外乱発生前後で第１及び第２サブラインへ分流されるメインガスの分流比を維持できる。

本発明の実施形態に係る流体制御システムを含むエッチングシステムの概略構成図である。 コントローラにより実行される流体制御プログラムのフローである。 圧力比制御モード実行時に第２サブラインに添加ガスを注入した場合における第１及び第２サブラインの圧力変動を示す図である。縦軸は、真空圧力を示し、横軸は時間を示す。 圧力制御モード実行時に第２サブラインに添加ガスを注入した場合における第１及び第２サブラインの圧力変動を示す図である。縦軸は、真空圧力を示し、横軸は時間を示す。 圧力比制御モード実行時に外乱が発生した場合における第１及び第２サブラインの圧力変動を示す図である。縦軸は、真空圧力を示し、横軸は時間を示す。 流体制御システムの別例を示す図である。 流体制御プログラムの別例を示すフローである。

以下に、本発明に係る流体制御方法、流体制御システム及び流体制御プログラムの一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
＜エッチングシステムの全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る流体制御システム１を含むエッチングシステム１０の概略構成図である。尚、本実施形態のエッチングシステム１０は、半導体製造工程において用いられる。
エッチングシステム１０では、流体制御システム１がガスボックス２とエッチング装置３との間に接続され、エッチング装置３へ供給するメインガスの流量を制御する。

エッチング装置３は、図示しない真空ポンプでチャンバ３１を真空引きした後、所定量のメインガスをシャワープレート３２からウエハ３３に供給し、ウエハ３３のエッチングを行う。シャワープレート３２は、ウエハ３３のセンター部へメインガスを散布する第１シャワー部３２ａと、第１シャワー部３２ａの周りに設けられてウエハ３３のエッジ部へメインガスを散布する第２シャワー部３２ｂとを備える。

ガスボックス２には、第１〜第３ガス供給源１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに接続される第１〜第３プロセスガスライン１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ上に配設される第１〜第３プロセスガス用マスフローコントローラ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃと、第１，第２添加ガス供給源１４Ａ，１４Ｂに接続される第１，第２添加ガスライン１５Ａ，１５Ｂ上に配設される第１，第２添加ガス用マスフローコントローラ１６Ａ，１６Ｂが、内設されている。

第１〜第３プロセスガスライン１２Ａ〜１２Ｃはメインライン１７に並列に接続し、メインライン１７に配設されたメインバルブ１８が第１〜第３プロセスガス用マスフローコントローラ１３Ａ〜１３Ｃにより流量制御されたプロセスガスを混合したメインガスの供給を制御する。メインライン１７は、メインバルブ１８の下流側で第１サブライン１９と第２サブライン２０に分岐している。第１サブライン１９は、第１シャワー部３２ａに接続する第１ノズル２７に接続され、第２サブライン２０は、第２シャワー部３２ｂに接続される第２ノズル２８に接続されている。

また、第１，第２添加ガスライン１５Ａ，１５Ｂは合流ライン２１に並列に接続している。合流ライン２１は、流量制御システム１に含まれる第２圧力制御手段２３Ｂの下流側において第２サブライン２０に合流し、第２サブライン２０に流れるメインガスに添加ガスを供給する。添加ガスの供給は、合流ライン２１に配設される合流バルブ２２により制御される。

＜流体制御システムの構成＞
流体制御システム１は、第１サブライン１９に配設された第１圧力制御手段２３Ａと、第２サブライン２０に配設された第２圧力制御手段２３Ｂとを有する。第１圧力制御手段２３Ａでは、第１流体制御バルブ２４Ａの下流側に第１圧力センサ２５Ａが配設され、第１流体制御バルブ２４Ａと第１圧力センサ２５Ａがコントローラ２６に接続されている。また、第２圧力制御手段２３Ｂでは、第２流体制御バルブ２４Ｂの下流側に第２圧力センサ２５Ｂが配設され、第２流体制御バルブ２４Ｂと第２圧力センサ２５Ｂがコントローラ２６に接続されている。コントローラ２６には、周知のコンピュータであって、流体制御システム１の動作を制御するための流体制御プログラムを格納している。本実施形態では、この流体制御プログラムは、コントローラ２６に内蔵された記憶媒体に記憶されている。これに対して、ＦＤやＣＤ−ＲＯＭなど、コントローラ２６で読み取り可能な記憶媒体に流量制御プログラムを記録し、コントローラ２６で使用してもよい。コントローラ２６は、半導体装置の動作を司る中央コントローラ４からの指令を受けて起動し、流体制御プログラムを実行する。

＜流体制御プログラムの構成＞
図２は、コントローラにより実行される流体制御プログラムのフローである。
流体制御プログラムにより、コントローラ２６が、中央コントローラ４から受信するコマンドに応じて、圧力比に基づいて第１又は第２サブライン１９，２０の圧力を制御する圧力比制御モードと、第１サブライン１９の圧力を一定にするように第１サブライン１９の圧力を制御する圧力制御モードを切り替える。

具体的には、コントローラ２６は、起動時には停止モードを実行し（ステップ１（以下「Ｓ１」と略記する。）、中央コントローラ４から圧力比制御コマンドを受信するまで待機する（Ｓ２：ＮＯ）。圧力比制御コマンドは、作業者がエッチング作業をするために中央コントローラ４に圧力比指示を入力した場合に、中央コントローラ４がコントローラ２６に出力するものである。つまり、圧力比制御コマンドは、コントローラ２６に圧力比制御に用いられる目標圧力比を指示し、圧力比制御を実行させるものである。

コントローラ２６は、中央コントローラ４から圧力比制御コマンドを受信すると、圧力比制御コマンドに含まれる目標圧力比を第１目標圧力比（初期圧力比）として記憶して圧力比制御を行う（Ｓ３）。すなわち、コントローラ２６は、第１及び第２流体制御バルブ２４Ａ，２４Ｂの弁開度を制御し、第１及び第２サブライン１９，２０の圧力を第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂで検出する。そして、第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂが検出した圧力測定値がコントローラ２６に入力されると、コントローラ２６は、圧力比を求め、予めコントローラ２６に記憶されている第１目標圧力比と比較し、圧力測定値の圧力比が第１目標圧力比になるように第１又は第２流体制御バルブ２４Ａ，２４Ｂの弁開度を調整する。

コントローラ２６は、第１サブライン１９の圧力を一定に維持するＨＯＬＤ制御コマンドを中央コントローラ４から受信するまで、圧力比制御を続ける（Ｓ４：ＮＯ、Ｓ３）。ＨＯＬＤ制御コマンドは、作業者が添加ガスをメインガスに添加する添加指示を中央コントローラ４に入力した場合に、中央コントローラ４からコントローラ２６へ出力されるものである。

コントローラ２６は、ＨＯＬＤ制御コマンドを受信すると、圧力比制御モードから圧力制御モードに切り替える（Ｓ４：ＹＥＳ）。すなわち、コントローラ２６は、合流ライン２１が接続されていない片側のライン、すなわち第１サブライン１９の現在の圧力値を第１圧力センサ２５Ａから取得して記憶する（Ｓ５）。そして、第１圧力センサ２５Ａが測定する圧力測定値が記憶した値に一致するように、第１流体制御バルブ２４Ａの弁開度をフィードバック制御する（Ｓ６）。これにより、第１サブライン１９を流れるメインガスの圧力が一定に維持される。コントローラ２６は、第１サブライン１９の圧力のフィードバック制御を開始すると、その旨の信号を中央コントローラ４へ出力する。そして、合流バルブ２２が開かれて合流ライン２１から第２サブライン２０に添加ガスが供給され、プロセスガスに添加される（Ｓ７）。

コントローラ２６は、ＡＵＴＯ制御コマンドを中央コントローラ４から受信するまで、圧力制御モードを実行する（Ｓ８：ＮＯ、Ｓ６、Ｓ７）。ＡＵＴＯ制御コマンドは、作業者がＨＯＬＤ制御（圧力制御）から圧力比制御に切り替えるために中央コントローラ４に指示を入力した場合に、中央コントローラ４からコントローラ２６に出力されるものである。

コントローラ２６は、ＡＵＴＯ制御コマンドを中央コントローラ４から受信すると（Ｓ８：ＹＥＳ）、圧力制御モードから圧力比制御モードに切り替える。すなわち、コントローラ２６は、第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂが検出した圧力測定値を受信し、受信した圧力測定値から現在の圧力比を求めて、添加ガスを供給された後に設定された第２目標圧力比（添加圧力比）として記憶する（Ｓ９）。そして、第２目標圧力比を基準とする圧力比制御を行う（Ｓ１０）。この場合の圧力比制御は、第１目標圧力比に変えて第２目標圧力比を用いる点を除き、Ｓ３の圧力比制御と同様の処理を行うので、詳細な説明を省略する。

第２目標圧力比を基準とする圧力比制御は、コントローラ２６が中央コントローラ４から停止コマンドを受信するまで行われる（Ｓ１１：ＮＯ、Ｓ１０）。停止コマンドは、作業者が作業の停止指示を中央コントローラ４に入力した場合に、中央コントローラ４からコントローラ２６に出力されるものである。コントローラ２６は、停止コマンドを中央コントローラ４から受信すると、Ｓ１に戻り、停止モードを実行する。
尚、コントローラ２６は、中央コントローラ４がダウンして電源が供給されなくなると、流体制御プログラムを終了する。

＜流体制御方法＞
続いて、流体制御方法について、エッチングシステム１０の全体動作を含めて説明する。
エッチングシステム１０が起動していないときには、流体制御システム１のコントローラ２６は、中央コントローラ４から何らコマンドを受信しないので、流体制御プログラムを実行しない。この場合、流体制御システム１は、第１及び第２流体制御バルブ２４Ａ，２４Ｂを操作しない。また、エッチングシステム１０は、メインバルブ１８と合流バルブ２２を閉じている。

作業者が中央コントローラ４を起動すると、コントローラ２６も電源投入されて起動し、図２に示す流体制御プログラムを起動する。この時点では、コントローラ２６は、停止モードを実行し、第１及び第２流体制御バルブ２４Ａ，２４Ｂは操作しない。

中央コントローラ４は、作業者がエッチング作業の指示を入力すると、コントローラ２６へ圧力比制御コマンドを出力する。圧力比制御コマンドを受信したコントローラ２６は、記憶した第１目標圧力比に基づいて第１又は第２流体制御バルブ２４Ａ，２４Ｂの弁開度を調整し、所定流量のメインガスをメインライン１７から第１及び第２サブライン１９，２０へ分流させる。メインガスは、第１及び第２ノズル２７，２８から第１及び第２シャワー部３２ａ，３２ｂを介してチャンバ３１に供給され、排気される。

第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂは、第１及び第２流体制御バルブ２４Ａ，２４Ｂの二次側圧力、すなわち第１及び第２サブライン１９，２０から第１及び第２シャワー部３２ａ，３２ｂへ供給されるメインガスの圧力を測定している。コントローラ２６は、第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂが測定した圧力測定値を受信し、圧力比を求める。コントローラ２６は、第１及び第２サブライン１９，２０に分流するメインガスの圧力が第１目標圧力比に安定すると、その旨の信号を中央コントローラ４へ出力する。中央コントローラ４は、その信号を受けて、添加ガスを供給可能である旨をランプやディスプレイなどの表示部に表示して作業者に通知する。

作業者が添加ガスの供給指示を中央コントローラ４に入力すると、中央コントローラ４は、ＨＯＬＤ制御コマンドをコントローラ２６へ出力する。コントローラ２６は、ＨＯＬＤ制御コマンドを受信すると、圧力比制御モードから圧力制御モードに切り替え、添加ガス供給前後で第１サブライン１９の圧力が一定になるように、第１流体制御バルブ２４Ａの弁開度を制御する。

すなわち、コントローラ２６は、合流ライン２１が接続されていない第１サブライン１９の圧力を測定する第１圧力センサ２５Ａから圧力測定値を受信し、記憶する。そして、第１圧力センサ２５Ａが測定する圧力測定値が一定になるように、第１流体制御バルブ２４Ａの弁開度を制御する。そして、コントローラ２６は、第１サブライン１９の圧力測定値が安定したら、その旨の信号を中央コントローラ４へ出力する。その信号を受信した中央コントローラ４は、合流バルブ２２を開き、第１及び第２添加ガス供給源１４Ａ，１４Ｂから供給される添加ガスを第２サブライン２０へ供給する。

合流バルブ２２が合流ライン２１から第２サブライン２０へ添加ガスを供給すると、図３に示すように、第２圧力センサ２５Ｂの圧力測定値が上昇する。この場合に、圧力比制御モードを実行していると、第１及び第２サブライン１９，２０の圧力比を一定にするために、第１流体制御バルブ２４Ａの弁開度が大きくなり、第１圧力センサ２５Ａが測定する圧力測定値も上昇する。すなわち、第１サブライン１９に流れるメインガスの流量が増加する。しかし、第２サブライン２０の圧力上昇は、添加ガスの供給によるものであり、メインガスの流量増加によるものではない。それにもかかわらず、第１サブライン１９に供給されるメインガスの流量を増加させると、第１及び第２サブライン１９，２０に分流されるメインガスの分流比が添加ガス供給前後で変わってしまう。この場合、第１及び第２シャワー部３２ａ，３２ｂからウエハ３３のセンター部とエッジ部に供給されるメインガスの割合が変わり、ウエハ３３にメインガスを所定の量で散布できない不具合が生じる。

しかし、本実施形態では、図４に示すように、添加ガスを第２サブライン２０へ供給する前に圧力比制御モードを圧力制御モードに切り替え、第１サブライン１９の圧力が添加ガスの供給前後で一定になるように第１サブライン１９の圧力を制御している。すなわち、第１サブライン１９の流量を一定に制御している。そのため、第２サブライン２０へ添加ガスを供給して第２サブライン２０の圧力が上昇しても、第１サブライン１９の圧力すなわち流量が変動せず、添加ガス供給前後で第１及び第２サブライン１９，２０に分流するメインガスの分流比が一定に維持される。これにより、第１及び第２サブライン１９，２０から第１及び第２シャワー部３２ａ，３２ｂを介してウエハ３３のセンター部とエッジ部に供給されるメインガスの割合が、添加ガス供給前後で変わらず、ウエハ３３にメインガスを所定の量で散布することができる。

ところで、第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂの圧力測定値は、外乱（メインガスの流量変動や周囲温度の変動など）によってふらつき、変化することがある。この場合、圧力制御モードを実行していると、第１サブライン１９の圧力を一定にするようにコントローラ２６が第１流体制御バルブ２４Ａを制御するため、第１及び第２サブライン１９，２０からウエハ３３に供給されるメインガスの割合が変化してしまう。

そこで、コントローラ２６は、添加ガスをメインガスに添加した後、第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂの圧力測定値が安定したら、その旨の信号を中央コントローラ４へ送信する。中央コントローラ４は、ＡＵＴＯ制御実行可能であることを表示部に表示して作業者に知らせる。作業者がＡＵＴＯ制御開始指示を中央コントローラ４に入力すると、中央コントローラ４は、コントローラ２６へＡＵＴＯ制御コマンドを出力する。コントローラ２６は、図５に示すように、ＡＵＴＯ制御コマンドを受信すると、第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂから圧力測定値を受信し、現在の圧力比を算出し、第２目標圧力比として記憶する。そして、コントローラ２６は、第２目標圧力比に基づいて第１又は第２流体制御バルブ２４Ａ，２４Ｂの弁開度を調整し、第１及び第２サブライン１９，２０の圧力を一定の第２目標圧力比に制御する。

第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂの圧力測定値の圧力比が一定であることは、第１及び第２サブライン１９，２０に分流されるメインガスの流量もほぼ一定比であると考えられる。よって、第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂの圧力測定値が第２目標圧力比に安定することにより、第１及び第２シャワー部３２ａ，３２ｂからは所定の分流比でメインガスが供給されていると考えられる。

ウエハ３３にエッチングガスを散布している場合に、図５に示すように、第２圧力センサ２５Ｂの測定する圧力測定値が外乱により上昇したとしても、コントローラ２６は、第２目標圧力比を維持するように第１流体制御バルブ２４Ａの弁開度を大きくして第１サブライン１９の圧力を上昇させる。そのため、第２サブライン２０の圧力が外乱により変動しても、ウエハ３３のセンター部とエッジ部に散布されるメインガスの割合が変わらず、ウエハ３３のエッチングレートを均一にすることができる。

中央コントローラ４は、例えば、作業者が装置トラブル等のために装置の停止指示を中央コントローラ４に入力した場合や、地震等の非常時に装置が緊急停止された場合に、コントローラ２６へ停止コマンドを出力すると共に、メインバルブ１８と合流バルブ２２とを閉じる。停止コマンドを受信したコントローラ２６は、停止モードを実行し、第１及び第２流体制御バルブ２４Ａ，２４Ｂの制御を停止して待機する。コントローラ２６は、圧力比制御コマンドを中央コントローラ４から受信するまで待機する。
尚、中央コントローラ４が処理を終了すると、コントローラ２６も処理を終了する。

＜作用効果＞
以上説明したように、上記流体制御方法、流体制御システム１及び流体制御プログラムによれば、第１サブライン１９の圧力を一定に維持して、第１サブライン１９を流れるメインガスの流量を安定させた状態で、第２サブライン２０に添加ガスを供給するので、添加ガスの供給前後で第１及び第２サブライン１９，２０に流れるメインガスの流量が変わらず、第１及び第２サブライン１９，２０に流れるメインガスの添加ガス供給前の分流比を維持できる。

そして、上記流体制御方法、流体制御システム１及び流体制御プログラムは、添加ガス供給後にメインガスの流量変動や周囲温度の変動などの外乱により第１又は第２サブライン１９，２０の圧力が変動した場合でも、添加ガス供給後の圧力比を維持するように第１又は第２サブライン１９，２０の圧力を調整し、メインライン１７から第１及び第２サブライン１９，２０へ一定の分流比でメインガスを供給するので、外乱発生前後で第１及び第２サブライン１９，２０へ分流されるメインガスの分流比を維持できる。

上記のように添加ガス供給後の外乱発生時にメインライン１７から第１及び第２サブライン１９，２０に分流させるメインガスの分流比を一定にするので、チャンバ３１のウエハ３３は、第１及び第２サブライン１９，２０から一定の分流比でメインガスを供給されて均一なエッチングレートとなり、高い平坦度が得られる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。
例えば、流体制御システム１は、半導体製造のエッチング作業に限らず、半導体製造以外のエッチング作業や半導体製造以外の分野において二系統に分流させるガスの制御に用いても良い。
例えば、上記実施形態では、第１〜第３ガス供給源１１Ａ〜１１Ｃから供給されるプロセスガスを混合したメインガスをメインライン１７に供給したが、例えば、第１〜第３プロセスガス用マスフローコントローラ１３Ａ〜１３Ｃの下流側にバルブを設け、第１〜第３ガス供給源１１Ａ〜１１Ｃから供給されるプロセスガスを切り替えてメインライン１７に供給しても良い。尚、第１及び第２添加ガス供給源１４Ａ，１４Ｂから合流ライン２１へ供給する添加ガスについても、第１及び第２添加ガス用マスフローコントローラ１６Ａ，１６Ｂの二次側にバルブを設け、切替可能にしても良い。
例えば、上記実施形態では、第１圧力センサ２５Ａと第２圧力センサ２５Ｂを備える第１及び第２圧力制御手段２３Ａ，２３Ｂを使用して圧力比制御・圧力制御を行っているが、図６に示すように、第１及び第２圧力センサ２５Ａ，２５Ｂを第１及び第２マスフローメータ４２Ａ，４２Ｂに置き換えて第１及び第２流量制御手段４１Ａ，４１Ｂを構成して流体制御システム４０を設け、流量比制御・流量制御を行うようにしても良い。この場合、流体制御システム４０は、図７に示す流体制御プログラムを実行し、上記実施形態の圧力及び圧力比（図２参照）を、第１及び第２流量制御手段４１Ａ，４１Ｂの第１及び第２マスフローメータ４２Ａ，４２Ｂが測定する流量値及びそれに基づいて算出する流量比に置き換えて処理を行うことにより（Ｓ１，Ｓ１０２〜Ｓ１０６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１）、第１及び第２サブライン１９，２０へ分流されるメインガスの流量を制御するようにすると良い。
上記実施形態では、ウエハ３３のエッジ部にメインガスを供給するライン２０に合流ライン２１を接続させ、ライン１９を「第１サブライン」、ライン２０を「第２サブライン」として、ウエハ３３のエッジ部に添加ガスを供給するようにした。これに対して、ライン１９に合流ライン２１を接続させる一方、ライン２０に合流ライン２１を接続させないで、ライン２０を「第１サブライン」、ライン１９を「第２サブライン」とすることにより、ウエハ３３のセンター部に添加ガスを供給するようにしても良い。この場合でも、上記実施形態と同様の処理（図２参照）により圧力制御及び圧力比制御を実施することにより、第１及び第２サブラインに流すメインガスの分流比を添加ガスの供給前後で一定に維持することができる。尚、流量制御及び流量比制御を行う場合でも同様である。

１，４０ 流体制御システム
１７ メインライン
１９，２０ 第１及び第２サブライン
２１ 合流ライン
２３Ａ，２３Ｂ 第１及び第２圧力制御手段
３１ チャンバ
４２Ａ，４２Ｂ 第１及び第２流量制御手段

Claims (12)

1. メインラインから第１及び第２サブラインにメインガスを分流させてチャンバに供給するときに、前記第２サブラインに添加ガスを供給する場合に、前記第１及び前記第２サブラインから前記チャンバに供給される前記メインガスの流量を前記第１及び前記第２サブラインの圧力に基づいて制御する流体制御方法において、
   添加ガスを供給されない第１サブラインの圧力を一定にするように、前記第１サブラインの圧力を制御しながら、前記第２サブラインに前記添加ガスを供給する
   ことを特徴とする流体制御方法。
2. 請求項１に記載する流体制御方法において、
   前記添加ガスを前記第２サブラインに供給した後、前記第１及び前記第２サブラインの圧力比を求めて記憶し、その記憶した圧力比を一定にするように前記第１又は前記第２サブラインの圧力を調整する
   ことを特徴とする流体制御方法。
3. メインラインから第１及び第２サブラインにメインガスを分流させてチャンバに供給するときに、前記第２サブラインに添加ガスを供給する場合に、前記第１及び前記第２サブラインから前記チャンバに供給される前記メインガスの流量を前記第１及び前記第２サブラインの流量に基づいて制御する流体制御方法において、
   添加ガスを供給されない第１サブラインの流量を一定にするように、前記第１サブラインの流量を制御しながら、前記第２サブラインに前記添加ガスを供給する
   ことを特徴とする流体制御方法。
4. 請求項３に記載する流体制御方法において、
   前記添加ガスを前記第２サブラインに供給した後、前記第１及び前記第２サブラインの流量比を求めて記憶し、その記憶した流量比を一定にするように前記第１又は前記第２サブラインの流量を調整する
   ことを特徴とする流体制御方法。
5. メインラインから分流する第１及び第２サブラインに第１及び第２圧力制御手段を配設し、前記第２圧力制御手段の二次側に添加ガスを前記第２サブラインに合流させる合流ラインが接続しており、前記第１及び前記第２サブラインの圧力に基づいて前記第１及び前記第２サブラインを流れるメインガスの流量を制御する流体制御システムにおいて、
   前記第１サブラインの圧力を一定にするように前記第１圧力制御手段に前記第１サブラインの圧力を制御させた状態で、前記第２サブラインに前記添加ガスが供給される
   ことを特徴とする流体制御システム。
6. 請求項５に記載する流体制御システムにおいて、
   前記第２サブラインに前記添加ガスが供給された後、前記第１及び前記第２サブラインの圧力比を求めて記憶し、その記憶した圧力比を一定にするように前記第１及び前記第２圧力制御手段に前記第１又は前記第２サブラインの圧力を制御させる
   ことを特徴とする流体制御システム。
7. メインラインから分流する第１及び第２サブラインに第１及び第２流量制御手段を配設し、前記第２流量制御手段の二次側に添加ガスを前記第２サブラインに合流させる合流ラインが接続しており、前記第１及び前記第２サブラインの流量に基づいて前記第１及び前記第２サブラインを流れるメインガスの流量を制御する流体制御システムにおいて、
   前記第１サブラインの流量を一定にするように前記第１流量制御手段に前記第１サブラインの流量を制御させた状態で、前記第２サブラインに前記添加ガスが供給される
   ことを特徴とする流体制御システム。
8. 請求項７に記載する流体制御システムにおいて、
   前記第２サブラインに前記添加ガスが供給された後、前記第１及び前記第２サブラインの流量比を求めて記憶し、その記憶した流量比を一定にするように前記第１及び前記第２流量制御手段に前記第１又は前記第２サブラインの流量を制御させる
   ことを特徴とする流体制御システム。
9. メインラインから分流する第１及び第２サブラインに第１及び第２圧力制御手段を配設し、前記第２圧力制御手段の二次側に添加ガスを前記第２サブラインに合流させる合流ラインが接続しており、前記第１及び前記第２サブラインの圧力に基づいて前記第１及び前記第２サブラインを流れるメインガスの流量を制御する流体制御プログラムにおいて、
   前記第１及び前記第２圧力制御手段を電気的に制御するコンピュータに、前記添加ガスを前記第２サブラインに供給する前に、前記第１サブラインの圧力を一定にするように前記第１圧力制御手段に前記第１サブラインの圧力を制御させる
   ことを特徴とする流体制御プログラム。
10. 請求項９に記載する流体制御プログラムにおいて、
    前記コンピュータに、
    前記第１サブラインの圧力を一定にするように前記第１サブラインの圧力制御を行った後に、前記第２サブラインに前記添加ガスを供給された場合に、前記第１及び前記第２サブラインの圧力比を求め、求めた圧力比を一定にするように前記第１及び前記第２圧力制御手段に前記第１又は前記第２サブラインの圧力を制御させる
    ことを特徴とする流体制御プログラム。
11. メインラインから分流する第１及び第２サブラインに第１及び第２流量制御手段を配設し、前記第２流量制御手段の二次側に添加ガスを前記第２サブラインに合流させる合流ラインが接続しており、前記第１及び前記第２サブラインの流量に基づいて前記第１及び前記第２サブラインを流れるメインガスの流量を制御する流体制御プログラムにおいて、
    前記第１及び前記第２流量制御手段を電気的に制御するコンピュータに、前記添加ガスを前記第２サブラインに供給する前に、前記第１サブラインの流量を一定にするように前記第１流量制御手段に前記第１サブラインの流量を制御させる
    ことを特徴とする流体制御プログラム。
12. 請求項１１に記載する流体制御プログラムにおいて、
    前記コンピュータに、
    前記第１サブラインの流量を一定にするように前記第１サブラインの流量制御を行った後に、前記第２サブラインに前記添加ガスを供給された場合に、前記第１及び前記第２サブラインの流量比を求め、求めた流量比を一定にするように前記第１及び前記第２流量制御手段に前記第１又は前記第２サブラインの流量を制御させる
    ことを特徴とする流体制御プログラム。

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