JP2012038962A - 排気方法およびガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】極力スループットを低下させずに、希釈ガスの無駄を抑制しつつ安全に可燃性ガスを排気することができる排気方法およびガス処理装置を提供すること。
【解決手段】処理ガスの排気流量を、処理ガスをその爆発下限界値に希釈したときに除害装置の最大処理能力のガス流量となる量以下の所定値に決定する工程と、決定した処理ガスの排気流量を維持するための単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量を、排気流量と単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量との関係式に基づいて算出する工程と、算出された単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量となるように、チャンバ内の圧力の目標設定値を所定時間毎に自動圧力制御バルブの制御値として更新設定して自動圧力制御バルブによりチャンバ内の圧力を制御しながら、決定された排気流量を維持するように排気する工程とを有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、チャンバ内に可燃性の処理ガスを導入して封じきりプロセスを行った後、チャンバを排気し、排出された可燃性ガスを希釈して除害する排気方法およびガス処理装置に関する。

半導体装置を製造する過程においては、チャンバ内に半導体ウエハを収容し、排気ラインを閉じた状態で、可燃性の処理ガスを所定圧力になるまでチャンバ内に導入し、その圧力で封じきりプロセスにて行う処理が存在する。

例えば、近時、層間絶縁膜として寄生容量の小さい低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）を用いた際に、エッチングやレジスト膜除去（アッシング）の際にＬｏｗ−ｋ膜が受けたダメージを回復するために、ＴＭＳＤＭＡ（N-Trimethylsilyldimethylamine）等の可燃性であるシリル化剤を用いた回復処理を行うことが提案されており（特許文献１）、この回復処理が上述のような封じきりプロセスとして行われる。

このような可燃性ガスを用いた封じきりプロセスの後、チャンバ内の可燃性ガスを排気する場合、安全対策として排気した可燃性ガスをその爆発下限界値まで希釈し、さらに除害装置にて除害する必要がある。

特開２００６−０４９７９８号公報

しかしながら、単純に所定の開度で排気バルブを開くと、初期に大流量のガスが排気され、爆発下限界値が低い可燃性ガスの場合、膨大な量の希釈ガスが必要となり、除害装置の処理能力を超えてしまう。また、初期の大流量の排気量に合わせて希釈ガスを供給せざるを得ないため、無駄な希釈用ガスを大量に使用する必要がある。これを避けるために、初期の排気量を少なくするとスループットが低下してしまう。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、極力スループットを低下させずに、希釈ガスの無駄を抑制しつつ安全に可燃性ガスを排気することができる排気方法およびガス処理装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、チャンバ内に可燃性の処理ガスを導入して所定の処理圧力で封じきりプロセスを行った後、前記チャンバを排気し、排出された可燃性ガスを希釈ガスで希釈した後、除害装置により除害する排気方法であって、前記処理ガスの排気流量を、前記処理ガスをその爆発下限界値に希釈したときに前記除害装置の最大処理能力のガス流量となる量以下の所定値に決定する工程と、前記決定した処理ガスの排気流量を維持するための単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量を、前記排気流量と前記単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量との関係式に基づいて算出する工程と、前記算出された単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量となるように、前記チャンバ内の圧力の目標設定値を所定時間毎に自動圧力制御バルブの制御値として更新設定して前記自動圧力制御バルブによりチャンバ内の圧力を制御しながら、前記チャンバ内の圧力が前記処理圧力からチャンバ引ききり状態になるまで前記決定された排気流量を維持するように排気する工程とを有することを特徴とする排気方法を提供する。

本発明の第２の観点では、可燃性の処理ガスを導入して所定の処理圧力で封じきりプロセスを行うチャンバと、前記チャンバに前記処理ガスを供給するガス供給機構と、前記チャンバに接続され、前記チャンバからガスを排出する排気管と、前記排気管に設けられた自動圧力制御バルブと、前記チャンバ内の圧力を計測する圧力計と、前記チャンバから前記排気管に排出された処理ガスに希釈ガスを供給して処理ガスを希釈する希釈ユニットと、前記希釈された処理ガスを除害する除害装置と、前記チャンバからの排気を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、前記処理ガスの排気流量を、前記処理ガスをその爆発下限界値に希釈したときに前記除害装置の最大処理能力のガス流量となる量以下の所定値に決定し、前記決定した処理ガスの排気流量を維持するための単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量を、前記排気流量と前記単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量との関係式に基づいて算出し、前記算出された単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量となるように、前記チャンバ内の圧力の目標設定値を所定時間毎に自動圧力制御バルブの制御値として更新設定して前記自動圧力制御バルブによりチャンバ内の圧力を制御させながら、前記チャンバ内の圧力が前記処理圧力からチャンバ引ききり状態になるまで前記決定された排気流量を維持させることを特徴とするガス処理装置を提供する。

本発明の第３の観点では、コンピュータ上で動作し、ガス処理装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記第１の観点の排気方法が行われるように、コンピュータに前記ガス処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。

本発明によれば、封じきりプロセス後にチャンバから可燃性の処理ガスを排気する際に、処理ガスをその爆発下限界値以下に希釈しても除害装置の最大処理能力以下のガス流量となるような排気流量を維持して排気されるように、自動圧力制御バルブの制御値を更新設定して、処理圧力から最小圧力になるまで単位時間当たりの圧力降下量が一定になるようにして排気を行うので、可燃性の処理ガスを希釈ガスの無駄を抑制しつつ安全に排気することができる。しかも、処理ガスの排気流量を、前記処理ガスをその爆発下限界値に希釈したときに前記除害装置の最大処理能力のガス流量となる量に近い量とすることにより、スループットを高く維持することができる。

本発明の排気方法を実施可能なガス処理装置を示す模式図である。 チャンバ内に処理ガスを充填し、次いでガス処理としての回復処理を行い、その後チャンバの排気を行った際の処理時間とチャンバ内の圧力との関係を模式的に示す図である。 減圧ステップの原理を説明するための数式の記号の意味を示す模式図である。 減圧ステップのフローを示すフローチャートである。 自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブの弁体の角度を１５度に固定して排気した場合のチャンバ内圧力および排気流量の経時変化を示す図である。 ０．５ｓｅｃ毎に０．３Ｔｏｒｒずつ圧力降下するように、自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブを制御する減圧ステップを行った場合のチャンバ内圧力および排気流量の経時変化を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の排気方法を実施可能なガス処理装置を示す模式図である。

ここでは、このガス処理装置は、Ｌｏｗ−ｋ膜のダメージを回復するための回復処理を行う処理装置として構成されているが、これに限るものではない。

ガス処理装置１は、被処理基板であるウエハＷを収容する気密構造のチャンバ１１を備えており、チャンバ１１の内部には、被処理基板であるウエハＷを水平に支持するための載置台１２が設けられている。この載置台１２は、チャンバ１１の底部中央から上方に延びる円筒状の支持部材１３により支持されている。また、載置台１２には抵抗加熱型のヒータ１５が埋め込まれており、このヒータ１５はヒータ電源１６から給電されることにより載置台１２を加熱し、その熱で載置台１２上のウエハＷを加熱する。また、載置台１２には、熱電対（図示せず）が挿入されており、ウエハＷを所定の温度に制御可能となっている。載置台１２には、ウエハＷを支持して昇降させるための３本のウエハ支持ピン（図示せず）が載置台１２の表面に対して突没可能に設けられている。

チャンバ１１の天壁中央には、ガス導入口２１が設けられており、このガス導入口２１には処理ガス供給配管２２が接続されている。このガス供給配管２２には気化器２３が接続されており、気化器２３には配管２４を介して薬剤容器２５が接続されており、この薬剤容器２５から回復処理を行うためのメチル基（−ＣＨ_３）を有する薬剤、例えばシリル化剤であるＴＭＳＤＭＡが配管２４を介して気化器２３に送給される。配管２４にはバルブ２４ａが設けられている。気化器２３で気化された薬剤は、処理ガスとして処理ガス供給配管２２およびガス導入口２１を介してチャンバ１１内に供給されるようになっている。処理ガス供給配管２２にはマスフローメーター等の流量測定器２６と、バルブ２７が介装されている。ガス供給配管２２には、不活性ガスとしてのＮ_２ガスを供給するためのＮ_２ガス供給配管２８が接続されており、Ｎ_２ガス供給配管２８にはＮ_２ガス供給源２９からＮ_２ガスが供給される。そして、Ｎ_２ガス供給源２９からＮ_２ガス供給配管２８、処理ガス供給配管２２およびガス導入口２１を介して、パージガスまたは希釈ガスとしてのＮ_２ガスがチャンバ１１内に供給されるようになっている。Ｎ_２ガス供給配管２８にはマスフローコントローラ等の流量制御器３０と、バルブ３１が介装されている。なお、Ｎ_２ガスの代わりに他の不活性ガスを用いてもよい。

チャンバ１１の側壁には、ウエハ搬入出口３７が設けられており、このウエハ搬入出口３７はゲートバルブ３８により開閉可能となっている。そして、ゲートバルブ３８を開にした状態で、ウエハＷの搬入出が行われるようになっている。

チャンバ１１の底部の周縁部には、排気口３９が設けられており、この排気口３９には排気管４０が接続されている。排気管４０には真空ポンプ４１が設けられている。排気管４０の真空ポンプ４１の上流側には自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２および開閉バルブ４３が設けられている。一方、チャンバ１１には、その中の圧力を計測する圧力センサとしてのキャパシタンスマノメータ４４が設けられている。また、キャパシタンスマノメータ４４が計測した圧力に基づいて自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２を制御するためのコントローラ４５が設けられている。すなわち、キャパシタンスマノメータ４４により計測した圧力値に基づき、コントローラ４５によりチャンバ１１内の圧力が一定の圧力になるように自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）４２の開度を制御しつつ、真空ポンプ４１によりチャンバ１１内を排気することにより、チャンバ１１内を所定の圧力に制御することが可能となっている。本実施形態では、処理の際にチャンバ１１内の圧力が所定の値となった際に開閉バルブ４３より処理ガスの封じ込めを行って封じきりプロセスにより所定の処理を行い、処理後の排気の際に後述するように自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）４２を利用して減圧ステップを行う。

排気管４０の真空ポンプ４１下流側には、配管４７を介して排気管４０に希釈ガス（例えばＮ_２ガス）を供給する希釈ユニット４６が接続されており、さらにその下流側にはガスに対して除害処理を行う除害装置４８が接続されている。

処理装置１は、さらに制御部５０を有している。制御部５０は、ガス処理装置１の各構成部を制御するためのものであり、これら各構成部を実際に制御するマイクロプロセッサ（コンピュータ）を有するメインコントローラ５１を備えている。メインコントローラ５１には、オペレータがガス処理装置１を管理するためにコマンド等の入力操作を行うキーボードや、ガス処理装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース５２が接続されている。また、メインコントローラ５１には、ガス処理装置１の各構成部の制御対象を制御するための制御プログラムや、ガス処理装置１に所定の処理を行わせるためのプログラムすなわち処理レシピが格納された記憶部５３が接続されている。処理レシピは記憶部５３の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクのような固定的なものであってもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５２からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部５３から呼び出してプロセスコントローラ５１に実行させることで、メインコントローラ５１の制御下で、所定の処理が行われる。特に、メインコントローラ５１からコントローラ４５に指令が送られ、後で詳細に説明するように、可燃性ガスを含むチャンバ１１内が所定の流量で排気されるように、圧力／時間に基づいて自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２を用いた排気制御が行われる。

次に、このように構成されるガス処理装置１におけるガス処理およびガス処理の後のチャンバ内の排気処理の動作について説明する。
ここでは、デュアルダマシン法等により配線溝や接続孔を形成するためのエッチングやアッシングの際にＬｏｗ−ｋ膜の表面部分に形成されたダメージ層に対して、メチル基（−ＣＨ_３）を有する薬剤、例えばシリル化剤であるＴＭＳＤＭＡを気化させて形成された処理ガスによりガス処理である回復処理を施す。

図２は、チャンバ内に処理ガスを充填し、次いでガス処理としての回復処理を行い、その後チャンバの排気を行った際の処理時間とチャンバ内の圧力との関係を模式的に示す図である。
まず、ゲートバルブ３８を開け、搬入出口３７を介してエッチングダメージやアッシングダメージが形成されたＬｏｗ−ｋ膜を有するウエハＷをチャンバ１１に搬入し、ヒータ１５により所定の温度に加熱された載置台１２の上に載置する。そして、真空ポンプ４１によりチャンバ１１内を排気して所定の減圧雰囲気状態にした後、薬剤容器２５から例えばガス圧送等により、回復処理を行うためのメチル基（−ＣＨ_３）を有する薬剤、例えばシリル化剤であるＴＭＳＤＭＡを薬剤供給配管２４を介して気化器２３に供給し、気化器２３で気化されて形成された処理ガスを処理ガス供給配管２２およびガス導入口２１を介してチャンバ１１内に供給する。このとき、処理ガスとともに希釈ガス（Ｎ_２ガス）を供給してもよい。これによりチャンバ内の圧力が徐々に上昇する。処理ガスの供給はチャンバ内の圧力が処理圧力（例えば５０Ｔｏｒｒ（６６５０Ｐａ））になるまで続けられる。この際の処理ガスの流量は、例えば、５００〜７００ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）とされる。

チャンバ１１内が処理圧力に達した時点で、処理ガスの供給を停止し、バルブ４３を閉じて、処理ガスをチャンバ１１内に封じ込めてチャンバ１１内の圧力を処理圧力に維持し、封じきりプロセスによりＬｏｗ−ｋ膜の回復処理を行う。

回復処理の際には、エッチングおよびアッシングのダメージにより表面にダメージ層が生じたＬｏｗ−ｋ膜にメチル基を有する処理ガスを作用させ、ダメージ層のＯＨ基をメチル基またはメチル基を含む基に置換する。これにより、ダメージにより上昇した比誘電率（ｋ値）が低下する。

所定時間回復処理を行った後、バルブ４３を開けて真空ポンプ４１によりチャンバ１１内を排気する。

このとき、従来は、自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２の弁体を所定の開度にして排気を行うが、このときはチャンバ１１内の圧力が高い状態であるため、大流量の処理ガスが排出され、図２の波線で示すように、急激に圧力が降下する。回復処理に用いられるシリル化剤等のメチル基（−ＣＨ_３）を有する薬剤は爆発下限界値が低く、特にＴＭＳＤＭＡを用いた場合には爆発下限界値は０．８％であるため、初期に大流量で排出されると、希釈ユニット４６から膨大な量の希釈ガスを流す必要があり、除害装置４８の処理能力を超えてしまう。また、初期の大流量の排気量に合わせて希釈ガスを供給し続けることになるため、無駄な希釈用ガスを大量に使用する必要がある。これを避けるために、自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２を絞っての初期の排気量を少なくするとスループットが低下してしまう。

そこで、本実施形態では、処理ガスの排気量が、処理ガスを希釈ガスで爆発下限値に希釈した場合に除害装置４８で処理可能な量でほぼ一定になるように、自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２を制御して処理チャンバ内の単位時間当たりの圧力降下量を一定にする減圧ステップを実行する。すなわち、処理後、図２において実線で示すように、自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２の制御値を所定時間毎に更新設定して、所定時間に一定の圧力降下を生じさせる動作を処理圧力からチャンバ引ききり状態まで繰り返す。

以下、より詳細に説明する。
図３に示すように、チャンバの容積をＶ（Ｌ）、チャンバ内の温度をＴ（Ｋ）、単位時間Δｓ（ｓｅｃ）の間のチャンバ内の圧力降下をＰ_１−Ｐ_２＝ΔＰ（Ｔｏｒｒ）、排気流量をＱ（ｓＬｍ）としたとき、理想気体の状態方程式：ＰＶ＝ｎＲＴを用いてΔｓ間に排出された処理ガスの量（モル数）を計算する。

まず、チャンバの圧力変化に着目した場合、Δｓ間に排出された量ｎ_１は、以下の（１）式で表される。
ｎ_１＝（Ｐ_１Ｖ／ＲＴ_１）−（Ｐ_２Ｖ／ＲＴ_２） ・・・（１）
ここで、Ｔ_１≒Ｔ_２であるから、この式は以下の（２）式となる。
ｎ_１＝Ｖ（Ｐ_１−Ｐ_２）／ＲＴ_１＝ＶΔＰ／ＲＴ_１ ・・・（２）

次に、排気流量Ｑ（ｓＬｍ）に着目した場合、ｓＬｍの定義は圧力７６０Ｔｏｒｒ、温度２７３Ｋにおいて、１分間に流れる体積（Ｌ）なので、Δｓ間に排出された量ｎ_２は、以下の（３）式で表される。
ｎ_２＝（Ｑ×（Δｓ／６０）×７６０）／（Ｒ×２７３） ・・・（３）

ｎ_１＝ｎ_２より、以下の（４）式が成り立つ。
Ｖ（Ｐ_１−Ｐ_２）／ＲＴ_１＝ＶΔＰ／ＲＴ_１＝（Ｑ×（Δｓ／６０）×７６０）／（Ｒ×２７３） ・・・（４）
これを整理すると、以下の（５）となる。
Ｑ＝（Ｖ・ΔＰ／Ｔ_１）×（６０／Δｓ）×（２７３／７６０）・・・（５）
ここで、Ｖ、Ｔ_１、Δｓは定数であるから、ＱとΔＰは比例関係にあり、Ｑを一定値とするためには、単位時間当たりの圧力変化ΔＰを一定値とする必要がある。

以上より、減圧ステップのフローは、図４のフローチャートに示すようなものとなる。
まず、処理ガスの排気流量を、処理ガスをその爆発下限界値に希釈したときに除害装置４８の最大処理能力のガス流量となる量以下の所定値に決定する（ＳＴＥＰ１）。次いで、決定した処理ガスの排気流量Ｑを維持するための単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量ΔＰを上記（５）式に基づいて算出する（ＳＴＥＰ２）。次いで、この単位時間当たりの圧力降下量ΔＰになるように、チャンバ圧力の目標設定値を所定時間毎に自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２の制御値として更新設定して自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２によりチャンバ１１内の圧力を制御しながら、チャンバ１内の圧力が処理圧力から最小圧力（チャンバ引ききり状態）になるまで決定された排気流量を維持するように排気する（ＳＴＥＰ３）。

例えば、処理ガスとしてＴＭＳＤＭＡを用いた場合には、爆発下限界値は０．８％であるので、除害装置４８の最大処理能力が１００Ｌ／ｍｉｎであると、ＴＭＳＤＭＡの排気流量は最大０．８Ｌ／ｍｉｎ（ｓＬｍ）となる。したがって、排気量を０．８Ｌ／ｍｉｎ（ｓＬｍ）以下の所定値で排気の最初から最後まで維持するように設定する。この排気系において最も高速に排気するためには、排気流量を０．８Ｌ／ｍｉｎ（ｓＬｍ）に維持すればよい。ここで、チャンバの容積Ｖは既知の値であるから、上記（５）式に基づいて、排気流量を０．８Ｌ／ｍｉｎ（ｓＬｍ）と一定にするためには、圧力変動値ΔＰが毎秒０．６Ｔｏｒｒと計算される。このとき、可能な範囲で圧力変動を滑らかにしながら排気する意味で自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２の応答速度を考慮する。例えば、自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２の応答速度限界が０．５ｓｅｃである場合、上記圧力変動値になるように、メインコントローラ５１から自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２のコントローラ４５に、チャンバ圧力の目標設定値を０．５ｓｅｃ毎に自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２の制御値として更新設定し、０．５ｓｅｃ毎に０．３Ｔｏｒｒずつ圧力降下させるように制御すればよい。このとき、最速排気量である０．８Ｌ／ｍｉｎ（ｓＬｍ）よりも少し低い排気量、例えば０．７Ｌ／ｍｉｎ程度で制御することが好ましい。

このように、本実施形態によれば、封じきりプロセス後にチャンバから可燃性の処理ガスを排気する際に、処理ガスをその爆発下限界値以下に希釈しても除害装置４８の最大処理能力以下のガス流量となるような排気流量を維持して排気されるように、自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２の制御値を更新設定して、処理圧力から最小圧力になるまで単位時間当たりの圧力降下量が一定になるようにして排気を行うので、可燃性の処理ガスを希釈ガスの無駄を抑制しつつ安全に排気することができる。しかも、処理ガスの排気流量を、前記処理ガスをその爆発下限界値に希釈したときに前記除害装置の最大処理能力のガス流量となる量に近い量（例えば最大処理能力の９０〜１００％の範囲）とすることにより、スループットを高く維持することができる。

また、減圧ステップにおいては、圧力制御のための測定情報としてチャンバ１内の圧力のみを用い、自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２により単位時間当たりの圧力降下量を制御するので、制御が単純である。また、チャンバ１の圧力降下量を排気流量に換算しているので、ガスの種類によらず制御が可能である。

次に、上記減圧ステップにおいて、キャパシタンスマノメータのＰＳＷ（Pressure Switch）が反応して保護バルブが閉じた場合の制御について説明する。
圧力センサとして用いるキャパシタンスマノメータ４４は、ゼロ点ずれを起こさないように保護バルブが設置されており、所定圧力を超えるとＰＳＷ（Pressure Switch）が反応して保護バルブが閉じるようになっている。例えば、キャパシタンスマノメータ４４としてＭＡＸ１００Ｔｏｒｒのものを用いると、圧力が１００Ｔｏｒｒを超えるとＰＳＷが反応して保護バルブが閉じてしまい、キャパシタンスマノメータ４４では圧力測定が不能となる。したがって、チャンバ１１内に処理ガスを導入することによってキャパシタンスマノメータ４４の保護バルブが閉じた場合には、ガス供給を停止した後、自動的に自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２の弁体を所定角度にして真空引きを行い、圧力が低下して保護バルブが開いた後は、上述の減圧ステップを行うというシーケンスを実行する。このときの自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２の弁体の角度は、減圧ステップの際の排気流量よりも少ない量の処理ガスが排出されるように調整される。ＰＳＷが反応して保護バルブが閉じた後、装置を停止するシーケンスをとった場合には、処理ガス導入により保護バルブが閉じたのかどうかがわからなくなってしまうため、安全の観点から自動で真空引きするシーケンスとする。

一方、処理ガスを導入すること以外で保護バルブが閉じた場合、例えば、パージガス導入や大気開放により保護バルブが閉じた場合には、爆発の危険性がないため、上記減圧ステップは行わず、迅速に排気する観点から一気に真空引きする。

次に、従来の排気方法を用いた場合と本実施形態の減圧ステップを用いて排気制御を行った場合とで比較した結果について説明する。
図５は封入圧力４３Ｔｏｒｒとした後に自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２の弁体の角度を１５度に固定して排気した場合のチャンバ内圧力および排気流量の経時変化を示すものであり、図６は封入圧力８０Ｔｏｒｒとした後に、０．５ｓｅｃ毎に０．３Ｔｏｒｒずつ圧力降下するように、自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ４２を制御する上記減圧ステップを行った場合のチャンバ内圧力および排気流量の経時変化を示すものである。なお、チャンバ容積Ｖは既知の値である。また、図６において、チャンバ内温度Ｔ_１：３１℃とした。また、Δｓ：０．５ｓｅｃである。

図５の従来の排気方法の場合には、排気初期の高圧力の時点において排気流量が４ｓＬｍと極めて高く、その後急激にチャンバ内圧力が低下するにつれて排気流量も低下した。これに対して、図６の上記減圧ステップを行った場合には、排気流量がほぼ０．７ｓＬｍで一定の排気流量が実現されている。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。上記実施形態では、可燃性の処理ガスとしてＴＳＭＤＭＡを用いて回復処理を行った場合について示したが、適用可能なガス処理は回復処理に限らず、可燃性ガスを用いたガス処理全般に適用可能であり、可燃性の処理ガスも上記ＴＳＭＤＭＡに限らず適用される処理に応じて種々のものを用いることができる。回復処理に適用される場合においても、可燃性の処理ガスとして上記ＴＳＭＤＭＡの他、ＤＭＳＤＭＡ（Dimethylsilyldimethylamine）、ＴＭＤＳ（1,1,3,3-Tetramethyldisilazane）等、他のシリル化剤を用いることができるし、ＤＰＭ（Dipivaloyl Methane）等、シリル化剤以外のメチル基（−ＣＨ_３）を有する薬剤を用いてもよい。

また、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを用いた例を示したが、これに限るものではなく、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用基板等、他の基板であってもよい。

１；ガス処理装置
１１；チャンバ
１２；載置台
１５；ヒータ
２２；処理ガス供給配管
２５：薬剤容器
４０；排気管
４１；真空ポンプ
４２；自動圧力制御（ＡＰＣ）バルブ
４３；バルブ
４４；キャパシタンスマノメータ
４５；コントローラ
４６；希釈ユニット
４８；除害装置
５０；制御部
５１；メインコントローラ
５２；ユーザーインターフェース
５３；記憶部（記憶媒体）
Ｗ；ウエハ

Claims (9)

1. チャンバ内に可燃性の処理ガスを導入して所定の処理圧力で封じきりプロセスを行った後、前記チャンバを排気し、排出された可燃性ガスを希釈ガスで希釈した後、除害装置により除害する排気方法であって、
   前記処理ガスの排気流量を、前記処理ガスをその爆発下限界値に希釈したときに前記除害装置の最大処理能力のガス流量となる量以下の所定値に決定する工程と、
   前記決定した処理ガスの排気流量を維持するための単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量を、前記排気流量と前記単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量との関係式に基づいて算出する工程と、
   前記算出された単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量となるように、前記チャンバ内の圧力の目標設定値を所定時間毎に自動圧力制御バルブの制御値として更新設定して前記自動圧力制御バルブによりチャンバ内の圧力を制御しながら、前記チャンバ内の圧力が前記処理圧力からチャンバ引ききり状態になるまで前記決定された排気流量を維持するように排気する工程と
   を有することを特徴とする排気方法。
2. 処理ガスの排気流量を、その爆発下限界値に希釈したときに前記除害装置の最大処理能力のガス流量となる量に近い量とすることを特徴とする請求項１に記載の排気方法。
3. 前記チャンバ内の圧力をキャパシタンスマノメータにより計測することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排気方法。
4. 前記チャンバ内に処理ガスを導入して前記キャパシタンスマノメータの保護バルブが閉じたときに、処理ガス供給を停止した後、自動的に前記自動圧力制御バルブの弁体の角度を、前記処理ガスの排気流量が、前記処理ガスをその爆発下限界値に希釈したときに前記除害装置の最大処理能力のガス流量となる量以下の所定値になるような角度にして真空引きを行い、圧力が低下して保護バルブが開いた後に、前記排気流量を決定する工程と、前記単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量を算出する工程と、前記決定された排気流量を維持するように排気する工程とを行うことを特徴とする請求項３に記載の排気方法。
5. 可燃性の処理ガスを導入して所定の処理圧力で封じきりプロセスを行うチャンバと、
   前記チャンバに前記処理ガスを供給するガス供給機構と、
   前記チャンバに接続され、前記チャンバからガスを排出する排気管と、
   前記排気管に設けられた自動圧力制御バルブと、
   前記チャンバ内の圧力を計測する圧力計と、
   前記チャンバから前記排気管に排出された処理ガスに希釈ガスを供給して処理ガスを希釈する希釈ユニットと、
   前記希釈された処理ガスを除害する除害装置と、
   前記チャンバからの排気を制御する制御部と
   を具備し、
   前記制御部は、
   前記処理ガスの排気流量を、前記処理ガスをその爆発下限界値に希釈したときに前記除害装置の最大処理能力のガス流量となる量以下の所定値に決定し、
   前記決定した処理ガスの排気流量を維持するための単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量を、前記排気流量と前記単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量との関係式に基づいて算出し、
   前記算出された単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量となるように、前記チャンバ内の圧力の目標設定値を所定時間毎に自動圧力制御バルブの制御値として更新設定して前記自動圧力制御バルブによりチャンバ内の圧力を制御させながら、前記チャンバ内の圧力が前記処理圧力からチャンバ引ききり状態になるまで前記決定された排気流量を維持させることを特徴とするガス処理装置。
6. 前記制御部は、処理ガスの排気流量を、その爆発下限界値に希釈したときに前記除害装置の最大処理能力のガス流量となる量に近い量に設定ことを特徴とする請求項５に記載のガス処理装置。
7. 前記圧力計は、キャパシタンスナノメータであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のガス処理装置。
8. 前記制御部は、前記チャンバ内に処理ガスを導入して前記キャパシタンスマノメータの保護バルブが閉じたときに、処理ガス供給を停止した後、自動的に前記自動圧力制御バルブの弁体の角度を、前記処理ガスの排気流量が、前記処理ガスをその爆発下限界値に希釈したときに前記除害装置の最大処理能力のガス流量となる量以下の所定値になるような角度にして真空引きを行い、圧力が低下して保護バルブが開いた後に、前記排気流量の決定と、前記単位時間当たりのチャンバ内の圧力降下量の算出と、前記決定された排気流量の維持を実行させることを特徴とする請求項７に記載のガス処理装置。
9. コンピュータ上で動作し、ガス処理装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、請求項１から請求項４のいずれかの排気方法が行われるように、コンピュータに前記ガス処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。
   

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