JP4425511B2 - 減圧装置および圧力制御バルブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に半導体装置、しかしこれに限定されない装置の製造工程を所定圧力の下で実行する減圧装置であって、本体を収容する反応チャンバと、この反応チャンバに接続されてプロセスガス流を導くガス供給管と、排気管を介して上記反応チャンバに接続される排気用の排気ポンプと、上記排気管に設けられバルブ開口を調整する圧力制御バルブと、上記反応チャンバの内部の圧力を観測する圧力センサと、上記観測された圧力に従い目標としての上記所定圧力に関連して上記圧力制御バルブのバルブ開口を制御する制御手段と、を備える減圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような減圧装置は、例えば化学気相反応（ＣＶＤ）の装置やスパッタリング装置、排気装置であり、一般的に、本体、例えば半導体本体の表面に物質の層を堆積させるために用いられる。上記物質は、例えば多結晶シリコンやゲルマニウムなどの半導体物質、または、タングステン、モリブデンもしくは銅などの導電性物質、または例えば酸化シリコン、窒化シリコンもしくはタンタル酸化物などの誘電物質があり得る。代替的に、このような減圧装置は、例えばプラズマエッチングやリアクティブ・イオン・エッチングなどにより、本体、例えば半導体本体の表面から、例えば上述した物質の一つの層を局所的または完全に除去するために用いられることもある。
【０００３】
集積回路の製造技術においては、いわゆるマルチ・ステップ・プロセスがますます重要となりつつある。これは、集積回路に備えられているインタフェイスの品質によって集積回路のパフォーマンスがより一層決定されているからである。例えば、ビアおよびコンタクトを充填するために用いられる全面的なタングステン（Ｗ）の化学気相反応（ＣＶＤ）は、２つの堆積工程で実行すると有利である。六フッ化タングステン（ＷＦ６）とシラン（ＳｉＨ４）を用いる第１の堆積工程では、例えば予め堆積されて付着／バリア層として機能するチタン／窒化チタン（Ｔｉ／ＴｉＮ）層の上にタングステンの薄膜を成長させる。タングステンの薄膜は、制御された態様で成長させる必要があるので、第１の堆積工程は、比較的低い所定圧力、例えば約５ミリバールの圧力で実行することが有利である。六フッ化タングステン（ＷＦ６）を用いる第２の堆積工程では、ビアとコンタクトが最終的にタングステンで充填される。充填のために必要な処理時間を可能な限り短いままに維持するために、第２の堆積工程は、比較的高い所定圧力、例えば約４００ミリバールの圧力で実行すると有利である。
【０００４】
所定圧力の大きな相違は、従来の圧力バルブ、例えば、バタフライバルブなどで取り扱うことができない。バタフライバルブは、そのほとんど完全に閉止した位置とそのほとんど完全に開放された位置では安定的に制御できず、安定制御のための範囲が制限されている。所定のプロセスガス流と、排気ポンプの所定の排気能力で、所定圧力、例えば５ミリバールを安定的に制御するために好適な従来の圧力制御バルブは、同様のプロセスガス流と、同様のポンプ能力で、比較的高い所定圧力、例えば１００ミリバールを制御するために用いることができない。
【０００５】
この問題を解決する一つの方法は、従来の圧力制御バルブをその安定した制御範囲で再び制御できるように、反応チャンバに供給されるプロセスガス流を増大させることである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反応チャンバに供給されるプロセスガス流がより大きいと、プロセスガスが反応チャンバの内部に残留する時間が短くなり、従って、処理効率が低下する。その結果、プロセスガスの不必要な損失が発生する。さらに、処理のコストが不必要に高くなる。
【０００７】
上述した問題を解決するもう一つの方法は、異なる工程で、それぞれが圧力制御バルブと制御手段とを有して別々の排気ポンプまたは共通の排気ポンプに接続された、別々の反応チャンバを用いることである。しかしながら、パージング、安定化、加熱および冷却のためにその数量だけの時間が必要なので、全体のスループットが低下し、これは望ましくない。また、工程間で清潔さにより劣る環境にさらすことは、半導体装置のインタフェイスの品質に例えば悪影響を及ぼすことがある。さらに、それぞれが圧力制御バルブを備える２つの別々の排気管を介して排気ポンプに接続される一つの反応チャンバを用いると、ひとつの反応チャンバについて２つの制御手段が必要になり、このため、既存の機器において相当のソフトウェア変更が必要になる。
【０００８】
本発明の目的は、特に、最初に記載した種類の減圧装置であって、上述した不利益を伴うことなく、非常に異なる所定圧力の下で工程を実行することが可能な減圧装置を提供することにある。
【０００９】
この目的のため、本発明によれば、上記圧力制御バルブは、ガス流の流路と、第１の通気素子と、第２の通気素子と、を含み、上前記第１の通気素子と第２の通気素子は、上記ガス流の方向で上記流路内に相互に背中合わせに配設され、上記ガス流の上記方向を横切るように延在して、それぞれ第１の通気開口と第２の通気開口の境界をなし、上記第１の通気開口は上記第１の通気素子に備えられ、上記第１の通気開口には、２つの第１のエッジによって境界付けられる第１の開口部が少なくとも設けられ、上記２つの第１のエッジは、相互に傾斜して尖端部を形成し、上記第２の通気開口は、上記第２の通気素子と、上記ガス流の方向を横切る方向の前記流路の端部との間に設けられ、上記第１の通気開口の上記２つの第１のエッジが形成する上記尖端部は上記流路の端部に至り、上記第２の通気素子は、上記第１の通気開口と上記第２の通気開口との間に所望のオーバーラップを確立してバルブ開口とみなされる共通の開口を形成するために、上記ガス流の上記方向を横切るように移動可能であり、該移動可能な第２の通気素子は、上記バルブ開口が上記第１の開口部の上記尖端部のみを専ら有する位置に少なくとも調整可能である。
【００１０】
上述した手段により、上記圧力制御バルブは、そのほとんど閉止した位置で制御可能であり、これにより、このバルブを用いて制御可能な所定圧力の範囲がより高い圧力へと広がり、また、上述した不利益を発生させることなく非常に異なる所定圧力の下で上記減圧装置が処理を実行できるようになる。
【００１１】
本発明にかかる上記減圧装置の有利な実施形態は、従属項に記載される。
【００１２】
本発明はまた、特に半導体装置、しかしこれに限定されない装置の製造方法であって、本体が最初に記載した減圧装置内で処理にかけられ、上記処理の一つは比較的高い上記所定圧力の下で実行され、上記処理の他の一つは、比較的低い上記所定圧力の下で実行される製造方法に関し、上記比較的高い所定圧力が、上記バルブ開口が上記第１の通気開口の上記第１の開口部の上記尖端のみを専ら有する位置にあるように上記移動可能な通気素子を調整することにより制御される。
【００１３】
本発明はまた、流路と第１の通気素子と第２の通気素子とを備える圧力制御バルブに関し、上記第１の通気素子と上記第２の通気素子は、上記ガス流の方向で上記流路内に相互に背中合わせに配設されてそれぞれ第１の通気開口と第２の通気開口の境界をなし、上記第１の通気素子と上記第２の通気素子の少なくとも一つは、上記第１の通気開口と上記第２の通気開口との間で所望のオーバーラップを確立して以下にバルブ開口と呼ぶ共通の開口を形成するために、上記ガス流の方向を実質的に横切るように移動可能であり、上記第１の通気開口には、相互に傾斜して尖端に至る２つの第１のエッジによって境界付けられる第１の開口部が少なくとも設けられ、これにより、上記バルブ開口が上記第１の開口部の上記尖端のみを専ら有する位置で上記移動可能な通気素子が少なくとも調整可能である。従って、上記圧力制御バルブは、そのほとんど閉止された位置で制御可能であり、これにより、従来の圧力制御バルブを用いて制御可能な範囲と比較して、このバルブを用いて制御可能な所定圧力の範囲が広がる。
【００１４】
本発明にかかる圧力制御バルブの有利な実施形態は、従属項に記載されている。
【００１５】
本発明の上述した側面および他の側面は、以下に記述し図面に示す実施の形態から明らかであり、これらの実施形態を参照しながら説明する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、装置の製造において所定圧力の下で行われる工程を実行する減圧装置を示す図である。この減圧装置は、本体２を収容する反応チャンバ１と、この反応チャンバ１に接続されてプロセスガス流を導くガス供給管４と、排気管６を介して反応チャンバ１に接続された排気用の排気ポンプ５とを備える。本体２はホルダ３上に載置できる。排気ポンプ５は、例えばロータリポンプのような単一のポンプでも良いが、これと代替的に、例えば、ロータリポンプに支援されるルーツブローア(Roots blower)のように、直列に配設された２以上のポンプを備えるポンプシステムでも良い。本体２を所望の温度に加熱するためにヒータ（図示せず）を用いても良い。この装置には、反応チャンバ１の内部の温度を観測する圧力センサ７がさらに設けられており、この圧力センサ７は、例えば約１．１０−３ミリバールから１ミリバール、または約１ミリバールから１０００ミリバールの圧力範囲で動作する、例えば絶対容量圧力計でも良い。必要であれば、圧力センサ７は、異なる圧力範囲、例えば上述した範囲を有する２つの絶対容量圧力計を備えると良い。絶対容量圧力計は、圧力の変化を、薄膜と圧力計に組み込まれた電極との間での容量の変化として検知する。観測された圧力、即ち、観測された圧力に比例する信号は、例えば増幅された電流であり、制御手段８に伝えられる。この制御手段８は、測定された圧力を目標としての所定圧力と比較し、バルブ開口を有する圧力制御バルブ９に信号を送る。この信号は、圧力制御バルブ９を駆動し、測定された圧力が目標としての所定圧力にほぼなるようにバルブ開口を調整させる。具体的には、反応チャンバ内部の観測された圧力の降下が検知されると、バルブ開口を狭めるために、制御手段８が圧力制御バルブ９に信号を送る。これとは代替的に、反応チャンバ１内部の観測された圧力の上昇が検知されると、バルブ開口を拡げるために、制御手段８が圧力制御バルブ９に信号を送る。従って、制御手段８は、測定された圧力に従って、目標としての所定圧力に関連して圧力制御バルブ９のバルブ開口を制御する。上述した態様において、反応チャンバ１内部の測定された圧力は、ガス供給管４を介して反応チャンバ１に供給されるプロセスガス流と排気管６を介して反応チャンバ１から引き出される排気流とのバランスをとることにより、目標としての所定圧力に等しくなるように適応される。排気流は、圧力制御バルブ９のバルブ開口と排気ポンプ５の排気能力に依存する。圧力を制御する間で迅速な応答を達成するために、圧力制御バルブ９は、反応チャンバ１の近くに配置すると有利である。
【００１７】
図２は、圧力制御バルブ９の第１の実施の形態をその上流側から見た平面図である。さらに、図３は、図２の圧力制御バルブ９を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１８】
圧力制御バルブ９は、流路１０と、第１の通気素子１１と第２の通気素子１２とを備える。第１の通気素子１１と第２の通気素子１２は、流路１０内でガス流の方向で互いに背中合わせに配設される。ガス流の方向を矢印１３で描写する。本実施形態において、第１の通気素子１１としてディスクが適用され、このディスクは、ガス流の方向１３を実質的に横切るように延在し、流路１０内で固定された位置に取り付けられる。さらに、第２の通気素子１２としてスライドが適用され、このスライドは、ガス流の方向１３を実質的に横切るように延在し、かつ、移動可能である。ここで、第１の通気素子１１は、ガス流の方向１３で第２の通気素子１２の背後に配設される。しかしながら、わずかに構成を変更して第１の通気素子１１をガス流の方向１３で第２の通気素子１２の前に配置できることは明らかである。
【００１９】
第１の通気素子１１と第２の通気素子１２は、それぞれ第１の通気開口１４と第２の通気開口１５の境界をなす。本実施形態では、第１の通気開口１４は、第１の通気素子１１の片面から第１の通気素子１１の反対の他面まで通るスルーホールである。第２の通気素子１２、本実施形態においてスライドは、第１の通気開口１４と第２の通気開口１５との間に所望のオーバーラップを確立して共通開口１６を形成するために、ガス流の方向１３を実質的に横切るように移動可能である。この共通開口１６は、圧力制御バルブ９のバルブ開口としてみなされる。移動可能な第２の通気素子１２は、例えばステッピング・モータによって駆動しても良い。第１の通気開口１４には、２つの第１のエッジ１８によって境界付けられる第１の開口部１７が設けられる。これらのエッジ１８は、いずれも尖端１９に向けて傾斜している。２つのエッジ１８に囲まれる角度は、小さい。移動可能な第２の通気素子１２は、バルブ開口１６が第１の開口部１７の尖端１９のみを排他的に備える位置へ調整可能である。従って、圧力制御バルブ９は、そのほとんど閉止した位置で制御可能であり、これにより、従来の制御バルブを用いて制御可能な範囲と比較して、このバルブにより制御できる所定圧力の範囲が広がる。
【００２０】
第１の開口部１７に加えて、第２の開口部２０が第１の通気開口１４に設けられ、この第２の開口部２０は、第１の開口部１７と連結し、また２つの第２のエッジ２１によって境界付けられる。これらのエッジは、相互に近づくように傾斜し、２つの第１のエッジ１８によって囲まれる角度と比較して比較的大きな角度を囲む。第２の通気開口１５は、第２の通気素子１２のエッジ２２によって境界付けられ、これらのエッジ２２は、第１の開口部１７と第２の開口部２０との共通の２等分線を実質的に横切るように延在する。
【００２１】
流路１０の寸法は、約１．１０−３から１ミリバールの範囲の所定圧力に対しては約１００から２００ｍｍの範囲であり、また、約１から１０００ミリバールの範囲の所定圧力に対しては約２０から４０ｍｍの範囲であると良い。
【００２２】
図２および図３に示す圧力制御バルブ９を備えた図１に示す減圧装置の、前述した全面的なタングステン（Ｗ）のＣＶＤプロセスへの利用を以下に図説する。これは、ビアとコンタクトを充填するために、例えば電界効果トランジスタや浮遊ゲートトランジスタ、ＣＭＯＳおよびＢＩＣＭＯＳの集積回路などの半導体装置の製造において用いられる。この目的のため、反応チャンバ１は、ひとつまたは複数の本体２、本実施形態において１枚または複数枚のウェーハを収容できる。
【００２３】
図４は、例えばアルミニウムの導電トラック２３を示す。この導電トラック２３は、例えば酸化シリコンで構成された誘電層２４の上に堆積され、例えばまた酸化シリコン２５で構成された追加の誘電層２５で覆われている。導電トラック２３と接触するために、追加の誘電層２５内でビア２６をエッチングした。ビア２６の充填に先だって、チタン（Ｔｉ）層２７と窒化チタン（ＴｉＮ）層２８を付ける。これらのＴｉ／ＴｉＮ二重層２７，２８は、タングステンのための付着／バリア層として機能し、上述した全面的なタングステンＣＶＤプロセスによって引き続き付着される。このプロセスは、２つの堆積工程、即ち、タングステンの薄膜２９を付ける第１の堆積工程（図５）と、タングステンの比較的厚い膜３０を付け、これによりビア２６を充填する第２の堆積工程（図６）とで実行すると有利である。タングステンの比較的厚い層３０は、ＴｉＮ層２８が再度露出するまで（図７）引き続きエッチバックしても良い。これによりタングステンプラグ３１を形成する。
【００２４】
タングステンの薄膜２９は、制御された態様で付着する必要があるので、第１の堆積工程は、比較的低い所定圧力、例えば約５ミリバールの圧力の下で実行すると有利である。温度は、例えば約４００℃に達すると良い。反応チャンバ１に供給されるプロセスガス流は、総体積流量が例えば約２０００ｓｃｃｍ（立方センチメートル毎分）の、例えば六フッ化タングステン（ＷＦ６）、シラン（ＳｉＨ４）、水素（Ｈ２）およびアルゴン（Ａｒ）を備えると良い。反応チャンバ１に供給されるプロセスガス流と反応チャンバ１から引き出される排気流とのバランスをとることにより、約５ミリバールの比較的低い所定圧力を確立する。この目的のため、制御手段８は、圧力制御バルブ９に信号を送り、この信号は、圧力制御バルブ９を駆動し、第１の開口部１７と第１の通気素子１１の第１の通気開口１４の第２の開口部２０の一部とをバルブ開口１６が備える位置へ、移動可能な第２の通気素子１２を調整させる。これを図８の平面図に示す。図８の平面図は、圧力制御バルブ９の上流側から見たものである。圧力制御バルブ９がこの位置で安定的に制御可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００２５】
ビア２６を充填するために必要な処理時間をできるたけ短いものに維持するために、第２の堆積工程を比較的高い所定圧力、例えば約４００ミリバールの圧力の下で実行すると有利である。温度は、例えば約４５０℃で良い。反応チャンバ１に供給されるプロセスガス流は、総体積流量が例えば約２３００ｓｃｃｍ（立方センチメートル毎分）の、例えば六フッ化タングステン（ＷＦ６）、水素（Ｈ２）およびアルゴン（Ａｒ）を備えると良い。反応チャンバ１に供給されるプロセスガス流と反応チャンバ１から引き出される排気流とのバランスをとることにより、約４００ミリバールの比較的高い所定圧力を再び確立する。この目的のため、制御手段８は、圧力制御バルブ９に信号を送り、この信号は、圧力制御バルブ９を駆動し、第１の通気素子１１（図２参照）の第１の通気開口１４に設けられた第１の開口部１７の尖端のみをバルブ開口１６が排他的に備える位置へ、移動可能な第２の通気素子１２を調整させる。従来の圧力制御バルブとは対照的に、圧力制御バルブ９は、そのほとんど閉止した位置で安定的に制御可能であり、これにより、従来のバルブを用いて制御可能な範囲と比べてこのバルブで制御できる所定圧力の範囲が広がる、ということは当業者にとって明らかであろう。
【００２６】
反応チャンバ１の排気のために、制御手段８は、圧力制御バルブ９に信号を送る。この信号は、圧力制御バルブ９を駆動し、バルブ開口１６が第１の通気素子１１の第１の通気開口１４を少なくとも実質的に備える位置になるように、移動可能な第２の通気素子１２を調整させる。
【００２７】
明らかに、圧力制御バルブ９のパフォーマンスは、第１の通気素子１１の第１の通気開口１４の形状で概ね決定される。この形状は、所定圧力を、例えばエッチングプロセスや堆積プロセスの工程で制御すべきであるという要求に容易に適合させることができる。図２および図３で描写される第１の通気開口１４には、２つの開口部、即ち、第１の開口部１７と第２の開口部２０とが設けられており、従って、プロセスの所定圧力に対して非常に好適であり、大きく離れた２つの異なる所定圧力に適応する。例えば３つの異なる所定圧力に適応するプロセスでは、第１の通気開口１４について２つの開口部などに代えて３つの開口部を設ければ良い。しかしながら、第１の通気素子１１の柔軟性を広げるために、図９の平面図に示すように、この素子の第１の通気開口１４を単調に分岐するエッジ３２を用いて構成すると有利である。図９は、圧力制御バルブ９の第２の実施の形態を示し、この平面図は、この圧力制御バルブの上流側から見たものである。
【００２８】
これまでに説明した圧力制御バルブ９の実施形態においては、第１の通気開口１４は、第１の通気素子１１で境界付けられ、第１の通気素子１１の片面から第１の通気素子１１の反対の他面へ通るスルーホールである。しかしながら、第１の通気開口１４は、図１０および図１１に描写するように、溝３３の形態もあり得る。図１０は、圧力制御バルブ９の第３の実施の形態の平面図を示し、この平面図は、この圧力制御バルブの上流側から見たものである。図１１は、図１０の圧力制御バルブ９の断面図を示し、この断面図は、図１０のＢ−Ｂ線に沿って見たものである。第１の通気開口１４は、溝３３の形態であり、ガス流を排気ポンプ５の方向へ運ぶスルーホール３４を備える。溝３３の幅は、溝３３の深さとともに変化しても良い。本実施形態では、溝３３の境界をなすエッジ３２は、傾斜している。さらに、溝３３の深さは、スルーホール３４と溝３３の尖端１９との間で変化しても良い。溝３３の深さがスルーホールの開口３４から尖端１９に向かうにつれて低減すると有利である。
【００２９】
圧力制御バルブ９の上述した実施形態において、第１の通気素子１１と第２の通気素子１２は、相互に直接接するように配設しても良い。しかしながら、第２の通気素子１２の移動によるパーティクルの発生は、例えば製造中の半導体装置のパフォーマンスに悪影響を及ぼしかねない。これと代替的に、第１の通気素子１１と第２の通気素子１２を、これらの間にギャップ３５が存在するように配設しても良い（図１１参照）。ギャップ３５の厚さは小さくなければならず、例えばおよそ約５μｍである。しかしながら、第１の通気素子１１と第２の通気素子１２のうち少なくともひとつがたるむと、ギャップ３５の厚さに悪影響を及ぼすことがある。もう一つの選択肢は、いわゆる空気ベアリングと組み合わせられた、例えば５μｍの厚さのギャップ３５を用いることである。これは、窒素ガスに基づくもので良い。この技術は、上述した問題を回避し、同時にギャップ３５を清潔に保つ。
【００３０】
第１の通気開口１４の形状に関して、多数の可能性が案出できるということは明らかである。一つの形状から他の形状へ容易に変更するために、第１の通気素子１１は、その中で第１の通気開口１４が形成される第１の本体を備えると有利であり、この第１の本体は、例えばリング内に固定されると良い。さらに、第２の通気素子１２のエッジ２２の輪郭を容易に変更するため、エッジ２２を提供する第２の本体を第２の通気素子１２が備えると有利である。
【００３１】
本発明が上述した実施形態に限定されないことは、本発明の技術的範囲を逸脱することなく多数の変形が当業者において可能であることから、明らかである。圧力制御バルブの上述したスライド／ディスクの構成の他に、同一原理に従って動作する他の構成を案出することができ、このような他の構成には、一つの移動可能な通気素子に代えて２つの移動可能な通気素子に基づくものがあり得る。
【００３２】
本発明にかかる減圧装置は、一般的に、所定圧力の下で行われる工程を備える減圧処理に利用できるが、非常に異なる所定圧力の下で実行される工程を備える減圧処理のためにより有利に用いることができる。反応チャンバは、一連の反応チャンバを備えるクラスタ・ツールの一部でも良いが、代替的に、例えば従来の減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）反応装置のようなスタンドアロン型の反応装置でも良い。このようなＬＰＣＶＤ反応装置は、多数のウェーハを同時に処理できるマルチ・ウェーハ反応装置である。マルチ・ウェーハ反応装置の他には、一度に一枚のウェーハを処理するために用いられるシングル・ウェーハ反応装置と中型の反応装置がある。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明によれば、上記圧力制御バルブがそのほとんど閉止した位置で制御可能であるので、このバルブを用いて制御可能な所定圧力の範囲が広がる。これにより、処理効率の低下や処理コストの高騰を招くことなく非常に異なる所定圧力の下で減圧装置が処理を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる低圧装置を示す図である。
【図２】 本発明にかかる圧力制御バルブの第１の実施の形態をその上流側から見た平面図である。
【図３】 図２の圧力制御バルブを示す断面図であり、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】 本発明にかかる方法を用いた半導体装置の製造において連続する工程を示す断面図である。
【図５】 本発明にかかる方法を用いた半導体装置の製造において連続する工程を示す断面図である。
【図６】 本発明にかかる方法を用いた半導体装置の製造において連続する工程を示す断面図である。
【図７】 本発明にかかる方法を用いた半導体装置の製造において連続する工程を示す断面図である。
【図８】 図２に示す圧力制御バルブであって他の位置にある場合の正面図である。
【図９】 本発明にかかる圧力制御バルブの他の実施の形態をその上流側から見た平面図である。
【図１０】 本発明にかかる圧力制御バルブのさらに他の実施の形態をその上流側から見た平面図である。
【図１１】 図１０の圧力制御バルブを示す断面図であり、図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１ 反応チャンバ
２ 本体
４ ガス供給管
５ 排気ポンプ
６ 排気管
７ 圧力センサ
８ 制御手段
９ 圧力制御バルブ
１０ 流路
１１ 第１の通気素子
１２ 第２の通気素子
１３ ガス流の方向
１４ 第１の通気開口
１５ 第２の通気開口
１６ 共通開口（バルブ開口）
１７ 第１の開口部
１８ 第１のエッジ
１９ 尖端
２０ 第２の開口部
２１ エッジ
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に半導体装置、しかしこれに限定されない装置の製造工程を所定圧力の下で実行する減圧装置であって、本体を収容する反応チャンバと、この反応チャンバに接続されてプロセスガス流を導くガス供給管と、排気管を介して上記反応チャンバに接続される排気用の排気ポンプと、上記排気管に設けられバルブ開口を調整する圧力制御バルブと、上記反応チャンバの内部の圧力を観測する圧力センサと、上記観測された圧力に従い目標としての上記所定圧力に関連して上記圧力制御バルブのバルブ開口を制御する制御手段と、を備える減圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような減圧装置は、例えば化学気相反応（ＣＶＤ）の装置やスパッタリング装置、排気装置であり、一般的に、本体、例えば半導体本体の表面に物質の層を堆積させるために用いられる。上記物質は、例えば多結晶シリコンやゲルマニウムなどの半導体物質、または、タングステン、モリブデンもしくは銅などの導電性物質、または例えば酸化シリコン、窒化シリコンもしくはタンタル酸化物などの誘電物質があり得る。代替的に、このような減圧装置は、例えばプラズマエッチングやリアクティブ・イオン・エッチングなどにより、本体、例えば半導体本体の表面から、例えば上述した物質の一つの層を局所的または完全に除去するために用いられることもある。
【０００３】
集積回路の製造技術においては、いわゆるマルチ・ステップ・プロセスがますます重要となりつつある。これは、集積回路に備えられているインタフェイスの品質によって集積回路のパフォーマンスがより一層決定されているからである。例えば、ビアおよびコンタクトを充填するために用いられる全面的なタングステン（Ｗ）の化学気相反応（ＣＶＤ）は、２つの堆積工程で実行すると有利である。六フッ化タングステン（ＷＦ６）とシラン（ＳｉＨ４）を用いる第１の堆積工程では、例えば予め堆積されて付着／バリア層として機能するチタン／窒化チタン（Ｔｉ／ＴｉＮ）層の上にタングステンの薄膜を成長させる。タングステンの薄膜は、制御された態様で成長させる必要があるので、第１の堆積工程は、比較的低い所定圧力、例えば約５ミリバールの圧力で実行することが有利である。六フッ化タングステン（ＷＦ６）を用いる第２の堆積工程では、ビアとコンタクトが最終的にタングステンで充填される。充填のために必要な処理時間を可能な限り短いままに維持するために、第２の堆積工程は、比較的高い所定圧力、例えば約４００ミリバールの圧力で実行すると有利である。
【０００４】
所定圧力の大きな相違は、従来の圧力バルブ、例えば、バタフライバルブなどで取り扱うことができない。バタフライバルブは、そのほとんど完全に閉止した位置とそのほとんど完全に開放された位置では安定的に制御できず、安定制御のための範囲が制限されている。所定のプロセスガス流と、排気ポンプの所定の排気能力で、所定圧力、例えば５ミリバールを安定的に制御するために好適な従来の圧力制御バルブは、同様のプロセスガス流と、同様のポンプ能力で、比較的高い所定圧力、例えば１００ミリバールを制御するために用いることができない。
【０００５】
この問題を解決する一つの方法は、従来の圧力制御バルブをその安定した制御範囲で再び制御できるように、反応チャンバに供給されるプロセスガス流を増大させることである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反応チャンバに供給されるプロセスガス流がより大きいと、プロセスガスが反応チャンバの内部に残留する時間が短くなり、従って、処理効率が低下する。その結果、プロセスガスの不必要な損失が発生する。さらに、処理のコストが不必要に高くなる。
【０００７】
上述した問題を解決するもう一つの方法は、異なる工程で、それぞれが圧力制御バルブと制御手段とを有して別々の排気ポンプまたは共通の排気ポンプに接続された、別々の反応チャンバを用いることである。しかしながら、パージング、安定化、加熱および冷却のためにその数量だけの時間が必要なので、全体のスループットが低下し、これは望ましくない。また、工程間で清潔さにより劣る環境にさらすことは、半導体装置のインタフェイスの品質に例えば悪影響を及ぼすことがある。さらに、それぞれが圧力制御バルブを備える２つの別々の排気管を介して排気ポンプに接続される一つの反応チャンバを用いると、ひとつの反応チャンバについて２つの制御手段が必要になり、このため、既存の機器において相当のソフトウェア変更が必要になる。
【０００８】
本発明の目的は、特に、最初に記載した種類の減圧装置であって、上述した不利益を伴うことなく、非常に異なる所定圧力の下で工程を実行することが可能な減圧装置を提供することにある。
【０００９】
この目的のため、本発明によれば、上記圧力制御バルブは、ガス流の流路と、第１の通気素子と、第２の通気素子と、を含み、上前記第１の通気素子と第２の通気素子は、上記ガス流の方向で上記流路内に相互に背中合わせに配設され、上記ガス流の上記方向を横切るように延在して、それぞれ第１の通気開口と第２の通気開口の境界をなし、上記第１の通気開口は上記第１の通気素子に備えられ、上記第１の通気開口には、２つの第１のエッジによって境界付けられる第１の開口部が少なくとも設けられ、上記２つの第１のエッジは、相互に傾斜して尖端部を形成し、上記第２の通気開口は、上記第２の通気素子と、上記ガス流の方向を横切る方向の前記流路の端部との間に設けられ、上記第１の通気開口の上記２つの第１のエッジが形成する上記尖端部は上記流路の端部に至り、上記第２の通気素子は、上記第１の通気開口と上記第２の通気開口との間に所望のオーバーラップを確立してバルブ開口とみなされる共通の開口を形成するために、上記ガス流の上記方向を横切るように移動可能であり、該移動可能な第２の通気素子は、上記バルブ開口が上記第１の開口部の上記尖端部のみを専ら有する位置に少なくとも調整可能である。
【００１０】
上述した手段により、上記圧力制御バルブは、そのほとんど閉止した位置で制御可能であり、これにより、このバルブを用いて制御可能な所定圧力の範囲がより高い圧力へと広がり、また、上述した不利益を発生させることなく非常に異なる所定圧力の下で上記減圧装置が処理を実行できるようになる。
【００１１】
本発明にかかる上記減圧装置の有利な実施形態は、従属項に記載される。
【００１２】
本発明はまた、特に半導体装置、しかしこれに限定されない装置の製造方法であって、本体が最初に記載した減圧装置内で処理にかけられ、上記処理の一つは比較的高い上記所定圧力の下で実行され、上記処理の他の一つは、比較的低い上記所定圧力の下で実行される製造方法に関し、上記比較的高い所定圧力が、上記バルブ開口が上記第１の通気開口の上記第１の開口部の上記尖端のみを専ら有する位置にあるように上記移動可能な通気素子を調整することにより制御される。
【００１３】
本発明はまた、流路と第１の通気素子と第２の通気素子とを備える圧力制御バルブに関し、上記第１の通気素子と上記第２の通気素子は、上記ガス流の方向で上記流路内に相互に背中合わせに配設されてそれぞれ第１の通気開口と第２の通気開口の境界をなし、上記第１の通気素子と上記第２の通気素子の少なくとも一つは、上記第１の通気開口と上記第２の通気開口との間で所望のオーバーラップを確立して以下にバルブ開口と呼ぶ共通の開口を形成するために、上記ガス流の方向を実質的に横切るように移動可能であり、上記第１の通気開口には、相互に傾斜して尖端に至る２つの第１のエッジによって境界付けられる第１の開口部が少なくとも設けられ、これにより、上記バルブ開口が上記第１の開口部の上記尖端のみを専ら有する位置で上記移動可能な通気素子が少なくとも調整可能である。従って、上記圧力制御バルブは、そのほとんど閉止された位置で制御可能であり、これにより、従来の圧力制御バルブを用いて制御可能な範囲と比較して、このバルブを用いて制御可能な所定圧力の範囲が広がる。
【００１４】
本発明にかかる圧力制御バルブの有利な実施形態は、従属項に記載されている。
【００１５】
本発明の上述した側面および他の側面は、以下に記述し図面に示す実施の形態から明らかであり、これらの実施形態を参照しながら説明する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、装置の製造において所定圧力の下で行われる工程を実行する減圧装置を示す図である。この減圧装置は、本体２を収容する反応チャンバ１と、この反応チャンバ１に接続されてプロセスガス流を導くガス供給管４と、排気管６を介して反応チャンバ１に接続された排気用の排気ポンプ５とを備える。本体２はホルダ３上に載置できる。排気ポンプ５は、例えばロータリポンプのような単一のポンプでも良いが、これと代替的に、例えば、ロータリポンプに支援されるルーツブローア(Roots blower)のように、直列に配設された２以上のポンプを備えるポンプシステムでも良い。本体２を所望の温度に加熱するためにヒータ（図示せず）を用いても良い。この装置には、反応チャンバ１の内部の温度を観測する圧力センサ７がさらに設けられており、この圧力センサ７は、例えば約１．１０−３ミリバールから１ミリバール、または約１ミリバールから１０００ミリバールの圧力範囲で動作する、例えば絶対容量圧力計でも良い。必要であれば、圧力センサ７は、異なる圧力範囲、例えば上述した範囲を有する２つの絶対容量圧力計を備えると良い。絶対容量圧力計は、圧力の変化を、薄膜と圧力計に組み込まれた電極との間での容量の変化として検知する。観測された圧力、即ち、観測された圧力に比例する信号は、例えば増幅された電流であり、制御手段８に伝えられる。この制御手段８は、測定された圧力を目標としての所定圧力と比較し、バルブ開口を有する圧力制御バルブ９に信号を送る。この信号は、圧力制御バルブ９を駆動し、測定された圧力が目標としての所定圧力にほぼなるようにバルブ開口を調整させる。具体的には、反応チャンバ内部の観測された圧力の降下が検知されると、バルブ開口を狭めるために、制御手段８が圧力制御バルブ９に信号を送る。これとは代替的に、反応チャンバ１内部の観測された圧力の上昇が検知されると、バルブ開口を拡げるために、制御手段８が圧力制御バルブ９に信号を送る。従って、制御手段８は、測定された圧力に従って、目標としての所定圧力に関連して圧力制御バルブ９のバルブ開口を制御する。上述した態様において、反応チャンバ１内部の測定された圧力は、ガス供給管４を介して反応チャンバ１に供給されるプロセスガス流と排気管６を介して反応チャンバ１から引き出される排気流とのバランスをとることにより、目標としての所定圧力に等しくなるように適応される。排気流は、圧力制御バルブ９のバルブ開口と排気ポンプ５の排気能力に依存する。圧力を制御する間で迅速な応答を達成するために、圧力制御バルブ９は、反応チャンバ１の近くに配置すると有利である。
【００１７】
図２は、圧力制御バルブ９の第１の実施の形態をその上流側から見た平面図である。さらに、図３は、図２の圧力制御バルブ９を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１８】
圧力制御バルブ９は、流路１０と、第１の通気素子１１と第２の通気素子１２とを備える。第１の通気素子１１と第２の通気素子１２は、流路１０内でガス流の方向で互いに背中合わせに配設される。ガス流の方向を矢印１３で描写する。本実施形態において、第１の通気素子１１としてディスクが適用され、このディスクは、ガス流の方向１３を実質的に横切るように延在し、流路１０内で固定された位置に取り付けられる。さらに、第２の通気素子１２としてスライドが適用され、このスライドは、ガス流の方向１３を実質的に横切るように延在し、かつ、移動可能である。ここで、第１の通気素子１１は、ガス流の方向１３で第２の通気素子１２の背後に配設される。しかしながら、わずかに構成を変更して第１の通気素子１１をガス流の方向１３で第２の通気素子１２の前に配置できることは明らかである。
【００１９】
第１の通気素子１１と第２の通気素子１２は、それぞれ第１の通気開口１４と第２の通気開口１５の境界をなす。本実施形態では、第１の通気開口１４は、第１の通気素子１１の片面から第１の通気素子１１の反対の他面まで通るスルーホールである。第２の通気素子１２、本実施形態においてスライドは、第１の通気開口１４と第２の通気開口１５との間に所望のオーバーラップを確立して共通開口１６を形成するために、ガス流の方向１３を実質的に横切るように移動可能である。この共通開口１６は、圧力制御バルブ９のバルブ開口としてみなされる。移動可能な第２の通気素子１２は、例えばステッピング・モータによって駆動しても良い。第１の通気開口１４には、２つの第１のエッジ１８によって境界付けられる第１の開口部１７が設けられる。これらのエッジ１８は、いずれも尖端１９に向けて傾斜している。２つのエッジ１８に囲まれる角度は、小さい。移動可能な第２の通気素子１２は、バルブ開口１６が第１の開口部１７の尖端１９のみを排他的に備える位置へ調整可能である。従って、圧力制御バルブ９は、そのほとんど閉止した位置で制御可能であり、これにより、従来の制御バルブを用いて制御可能な範囲と比較して、このバルブにより制御できる所定圧力の範囲が広がる。
【００２０】
第１の開口部１７に加えて、第２の開口部２０が第１の通気開口１４に設けられ、この第２の開口部２０は、第１の開口部１７と連結し、また２つの第２のエッジ２１によって境界付けられる。これらのエッジは、相互に近づくように傾斜し、２つの第１のエッジ１８によって囲まれる角度と比較して比較的大きな角度を囲む。第２の通気開口１５は、第２の通気素子１２のエッジ２２によって境界付けられ、これらのエッジ２２は、第１の開口部１７と第２の開口部２０との共通の２等分線を実質的に横切るように延在する。
【００２１】
流路１０の寸法は、約１．１０−３から１ミリバールの範囲の所定圧力に対しては約１００から２００ｍｍの範囲であり、また、約１から１０００ミリバールの範囲の所定圧力に対しては約２０から４０ｍｍの範囲であると良い。
【００２２】
図２および図３に示す圧力制御バルブ９を備えた図１に示す減圧装置の、前述した全面的なタングステン（Ｗ）のＣＶＤプロセスへの利用を以下に図説する。これは、ビアとコンタクトを充填するために、例えば電界効果トランジスタや浮遊ゲートトランジスタ、ＣＭＯＳおよびＢＩＣＭＯＳの集積回路などの半導体装置の製造において用いられる。この目的のため、反応チャンバ１は、ひとつまたは複数の本体２、本実施形態において１枚または複数枚のウェーハを収容できる。
【００２３】
図４は、例えばアルミニウムの導電トラック２３を示す。この導電トラック２３は、例えば酸化シリコンで構成された誘電層２４の上に堆積され、例えばまた酸化シリコン２５で構成された追加の誘電層２５で覆われている。導電トラック２３と接触するために、追加の誘電層２５内でビア２６をエッチングした。ビア２６の充填に先だって、チタン（Ｔｉ）層２７と窒化チタン（ＴｉＮ）層２８を付ける。これらのＴｉ／ＴｉＮ二重層２７，２８は、タングステンのための付着／バリア層として機能し、上述した全面的なタングステンＣＶＤプロセスによって引き続き付着される。このプロセスは、２つの堆積工程、即ち、タングステンの薄膜２９を付ける第１の堆積工程（図５）と、タングステンの比較的厚い膜３０を付け、これによりビア２６を充填する第２の堆積工程（図６）とで実行すると有利である。タングステンの比較的厚い層３０は、ＴｉＮ層２８が再度露出するまで（図７）引き続きエッチバックしても良い。これによりタングステンプラグ３１を形成する。
【００２４】
タングステンの薄膜２９は、制御された態様で付着する必要があるので、第１の堆積工程は、比較的低い所定圧力、例えば約５ミリバールの圧力の下で実行すると有利である。温度は、例えば約４００℃に達すると良い。反応チャンバ１に供給されるプロセスガス流は、総体積流量が例えば約２０００ｓｃｃｍ（立方センチメートル毎分）の、例えば六フッ化タングステン（ＷＦ６）、シラン（ＳｉＨ４）、水素（Ｈ２）およびアルゴン（Ａｒ）を備えると良い。反応チャンバ１に供給されるプロセスガス流と反応チャンバ１から引き出される排気流とのバランスをとることにより、約５ミリバールの比較的低い所定圧力を確立する。この目的のため、制御手段８は、圧力制御バルブ９に信号を送り、この信号は、圧力制御バルブ９を駆動し、第１の開口部１７と第１の通気素子１１の第１の通気開口１４の第２の開口部２０の一部とをバルブ開口１６が備える位置へ、移動可能な第２の通気素子１２を調整させる。これを図８の平面図に示す。図８の平面図は、圧力制御バルブ９の上流側から見たものである。圧力制御バルブ９がこの位置で安定的に制御可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００２５】
ビア２６を充填するために必要な処理時間をできるたけ短いものに維持するために、第２の堆積工程を比較的高い所定圧力、例えば約４００ミリバールの圧力の下で実行すると有利である。温度は、例えば約４５０℃で良い。反応チャンバ１に供給されるプロセスガス流は、総体積流量が例えば約２３００ｓｃｃｍ（立方センチメートル毎分）の、例えば六フッ化タングステン（ＷＦ６）、水素（Ｈ２）およびアルゴン（Ａｒ）を備えると良い。反応チャンバ１に供給されるプロセスガス流と反応チャンバ１から引き出される排気流とのバランスをとることにより、約４００ミリバールの比較的高い所定圧力を再び確立する。この目的のため、制御手段８は、圧力制御バルブ９に信号を送り、この信号は、圧力制御バルブ９を駆動し、第１の通気素子１１（図２参照）の第１の通気開口１４に設けられた第１の開口部１７の尖端のみをバルブ開口１６が排他的に備える位置へ、移動可能な第２の通気素子１２を調整させる。従来の圧力制御バルブとは対照的に、圧力制御バルブ９は、そのほとんど閉止した位置で安定的に制御可能であり、これにより、従来のバルブを用いて制御可能な範囲と比べてこのバルブで制御できる所定圧力の範囲が広がる、ということは当業者にとって明らかであろう。
【００２６】
反応チャンバ１の排気のために、制御手段８は、圧力制御バルブ９に信号を送る。この信号は、圧力制御バルブ９を駆動し、バルブ開口１６が第１の通気素子１１の第１の通気開口１４を少なくとも実質的に備える位置になるように、移動可能な第２の通気素子１２を調整させる。
【００２７】
明らかに、圧力制御バルブ９のパフォーマンスは、第１の通気素子１１の第１の通気開口１４の形状で概ね決定される。この形状は、所定圧力を、例えばエッチングプロセスや堆積プロセスの工程で制御すべきであるという要求に容易に適合させることができる。図２および図３で描写される第１の通気開口１４には、２つの開口部、即ち、第１の開口部１７と第２の開口部２０とが設けられており、従って、プロセスの所定圧力に対して非常に好適であり、大きく離れた２つの異なる所定圧力に適応する。例えば３つの異なる所定圧力に適応するプロセスでは、第１の通気開口１４について２つの開口部などに代えて３つの開口部を設ければ良い。しかしながら、第１の通気素子１１の柔軟性を広げるために、図９の平面図に示すように、この素子の第１の通気開口１４を単調に分岐するエッジ３２を用いて構成すると有利である。図９は、圧力制御バルブ９の第２の実施の形態を示し、この平面図は、この圧力制御バルブの上流側から見たものである。
【００２８】
これまでに説明した圧力制御バルブ９の実施形態においては、第１の通気開口１４は、第１の通気素子１１で境界付けられ、第１の通気素子１１の片面から第１の通気素子１１の反対の他面へ通るスルーホールである。しかしながら、第１の通気開口１４は、図１０および図１１に描写するように、溝３３の形態もあり得る。図１０は、圧力制御バルブ９の第３の実施の形態の平面図を示し、この平面図は、この圧力制御バルブの上流側から見たものである。図１１は、図１０の圧力制御バルブ９の断面図を示し、この断面図は、図１０のＢ−Ｂ線に沿って見たものである。第１の通気開口１４は、溝３３の形態であり、ガス流を排気ポンプ５の方向へ運ぶスルーホール３４を備える。溝３３の幅は、溝３３の深さとともに変化しても良い。本実施形態では、溝３３の境界をなすエッジ３２は、傾斜している。さらに、溝３３の深さは、スルーホール３４と溝３３の尖端１９との間で変化しても良い。溝３３の深さがスルーホールの開口３４から尖端１９に向かうにつれて低減すると有利である。
【００２９】
圧力制御バルブ９の上述した実施形態において、第１の通気素子１１と第２の通気素子１２は、相互に直接接するように配設しても良い。しかしながら、第２の通気素子１２の移動によるパーティクルの発生は、例えば製造中の半導体装置のパフォーマンスに悪影響を及ぼしかねない。これと代替的に、第１の通気素子１１と第２の通気素子１２を、これらの間にギャップ３５が存在するように配設しても良い（図１１参照）。ギャップ３５の厚さは小さくなければならず、例えばおよそ約５μｍである。しかしながら、第１の通気素子１１と第２の通気素子１２のうち少なくともひとつがたるむと、ギャップ３５の厚さに悪影響を及ぼすことがある。もう一つの選択肢は、いわゆる空気ベアリングと組み合わせられた、例えば５μｍの厚さのギャップ３５を用いることである。これは、窒素ガスに基づくもので良い。この技術は、上述した問題を回避し、同時にギャップ３５を清潔に保つ。
【００３０】
第１の通気開口１４の形状に関して、多数の可能性が案出できるということは明らかである。一つの形状から他の形状へ容易に変更するために、第１の通気素子１１は、その中で第１の通気開口１４が形成される第１の本体を備えると有利であり、この第１の本体は、例えばリング内に固定されると良い。さらに、第２の通気素子１２のエッジ２２の輪郭を容易に変更するため、エッジ２２を提供する第２の本体を第２の通気素子１２が備えると有利である。
【００３１】
本発明が上述した実施形態に限定されないことは、本発明の技術的範囲を逸脱することなく多数の変形が当業者において可能であることから、明らかである。圧力制御バルブの上述したスライド／ディスクの構成の他に、同一原理に従って動作する他の構成を案出することができ、このような他の構成には、一つの移動可能な通気素子に代えて２つの移動可能な通気素子に基づくものがあり得る。
【００３２】
本発明にかかる減圧装置は、一般的に、所定圧力の下で行われる工程を備える減圧処理に利用できるが、非常に異なる所定圧力の下で実行される工程を備える減圧処理のためにより有利に用いることができる。反応チャンバは、一連の反応チャンバを備えるクラスタ・ツールの一部でも良いが、代替的に、例えば従来の減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）反応装置のようなスタンドアロン型の反応装置でも良い。このようなＬＰＣＶＤ反応装置は、多数のウェーハを同時に処理できるマルチ・ウェーハ反応装置である。マルチ・ウェーハ反応装置の他には、一度に一枚のウェーハを処理するために用いられるシングル・ウェーハ反応装置と中型の反応装置がある。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明によれば、上記圧力制御バルブがそのほとんど閉止した位置で制御可能であるので、このバルブを用いて制御可能な所定圧力の範囲が広がる。これにより、処理効率の低下や処理コストの高騰を招くことなく非常に異なる所定圧力の下で減圧装置が処理を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる低圧装置を示す図である。
【図２】 本発明にかかる圧力制御バルブの第１の実施の形態をその上流側から見た平面図である。
【図３】 図２の圧力制御バルブを示す断面図であり、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】 本発明にかかる方法を用いた半導体装置の製造において連続する工程を示す断面図である。
【図５】 本発明にかかる方法を用いた半導体装置の製造において連続する工程を示す断面図である。
【図６】 本発明にかかる方法を用いた半導体装置の製造において連続する工程を示す断面図である。
【図７】 本発明にかかる方法を用いた半導体装置の製造において連続する工程を示す断面図である。
【図８】 図２に示す圧力制御バルブであって他の位置にある場合の正面図である。
【図９】 本発明にかかる圧力制御バルブの他の実施の形態をその上流側から見た平面図である。
【図１０】 本発明にかかる圧力制御バルブのさらに他の実施の形態をその上流側から見た平面図である。
【図１１】 図１０の圧力制御バルブを示す断面図であり、図１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１ 反応チャンバ
２ 本体
４ ガス供給管
５ 排気ポンプ
６ 排気管
７ 圧力センサ
８ 制御手段
９ 圧力制御バルブ
１０ 流路
１１ 第１の通気素子
１２ 第２の通気素子
１３ ガス流の方向
１４ 第１の通気開口
１５ 第２の通気開口
１６ 共通開口（バルブ開口）
１７ 第１の開口部
１８ 第１のエッジ
１９ 尖端
２０ 第２の開口部
２１ エッジ
Claims (6)
- 所定装置の製造工程を所定圧力の下で実行する減圧装置であって、
本体を収容する反応チャンバと、
前記反応チャンバに接続され、プロセスガス流を導くガス供給管と、
排気管を介して前記反応チャンバに接続される排気用の排気ポンプと、
前記排気管に設けられ、バルブ開口を調整する圧力制御バルブと、
前記反応チャンバの内部の圧力を観測する圧力センサと、
前記観測された圧力に従い、目標としての前記所定圧力に関連して前記圧力制御バルブの前記バルブ開口を制御する制御手段と、
を備え、
前記圧力制御バルブは、前記ガス流の流路と、第１の通気素子と、第２の通気素子とを含み、
前記第１の通気素子と第２の通気素子は、前記ガス流の方向で前記流路内に相互に背中合わせに配設され、前記ガス流の前記方向を横切るように延在して、それぞれ第１の通気開口と第２の通気開口の境界をなし、
前記第１の通気開口は前記第１の通気素子に備えられ、前記第１の通気開口には、２つの第１のエッジによって境界付けられる第１の開口部が少なくとも設けられ、前記２つの第１のエッジは、相互に傾斜して尖端部を形成し、
前記第２の通気開口は、前記第２の通気素子と、前記ガス流の方向を横切る方向の前記流路の端部との間に設けられ、
前記第１の通気開口の前記２つの第１のエッジが形成する前記尖端部は前記流路の端部に至り、
前記第２の通気素子は、前記第１の通気開口と前記第２の通気開口との間に所望のオーバーラップを確立して前記バルブ開口とみなされる共通の開口を形成するために、前記ガス流の前記方向を横切るように移動可能であり、該移動可能な第２の通気素子は、前記バルブ開口が前記第１の開口部の前記尖端部のみを専ら有する位置に少なくとも調整可能である、
減圧装置。 - 前記２つの第１のエッジは、相互に傾斜して前記第１の通気開口の前記第１の開口部の境界をなして相対的に小さな角度を囲み、
前記第１の通気開口内に第２の開口部が設けられ、
前記第２の開口部は、前記第１の開口部と連結して２つの第２のエッジによって境界付けられ、
前記２つの第２のエッジは、相互に傾斜して比較的大きな角度を囲み、
この一方、前記第２の通気開口は、前記第１の開口部と前記第２の開口部との共通の２等分線を横切るように延在するエッジによって境界付けられる、
請求項１に記載の減圧装置。 - 所定装置の製造方法であって、
本体が請求項１又は２のいずれかに記載の減圧装置内で処理にかけられ、
前記処理の一つは比較的高い前記所定圧力の下で実行され、前記処理の他の一つは、比較的低い前記所定圧力の下で実行され、
前記比較的高い所定圧力は、前記バルブ開口が前記第１の通気開口の前記第１の開口部の前記尖端部のみを専ら有する位置にあるように前記移動可能な通気素子を調整することにより制御される、製造方法。 - 前記所定装置は半導体装置である請求項１に記載の減圧装置又は請求項３に記載の製造方法。
- ガス流の流路と、第１の通気素子と、第２の通気素子と、を備え、
前記第１の通気素子と前記第２の通気素子は、前記ガス流の方向で前記流路内に相互に背中合わせに配設され、前記ガス流の前記方向を横切るように延在して、それぞれ第１の通気開口と第２の通気開口の境界をなし、
前記第１の通気開口は前記第１の通気素子に備えられ、前記第１の通気開口には、２つの第１のエッジによって境界付けられる第１の開口部が少なくとも設けられ、前記２つの第１のエッジは、相互に傾斜して尖端部を形成し、
前記第２の通気開口は、前記第２の通気素子と、前記ガス流の方向を横切る方向の前記流路の端部との間に設けられ、
前記第１の通気開口の前記２つの第１のエッジが形成する前記尖端部は前記流路の端部に至り、
前記第２の通気素子は、前記第１の通気開口と前記第２の通気開口との間に所望のオーバーラップを確立してバルブ開口とみなされる共通の開口を形成するために、前記ガス流の前記方向を横切るように移動可能であり、該移動可能な第２の通気素子は、前記バルブ開口が前記第１の開口部の前記尖端部のみを専ら有する位置に少なくとも調整可能である、
圧力制御バルブ。 - 前記２つの第１のエッジは、相互に傾斜して前記第１の通気開口の前記第１の開口部の境界をなして相対的に小さな角度を囲み、
前記第１の通気開口内に第２の開口部が設けられ、
前記第２の開口部は、前記第１の開口部と連結して２つの第２のエッジによって境界付けられ、
前記２つの第２のエッジは、相互に傾斜して比較的大きな角度を囲み、
この一方、前記第２の通気開口は、前記第１の開口部と前記第２の開口部との共通の２等分線を横切るように延在するエッジによって境界付けられる請求項５に記載の圧力制御バルブ。
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