JPS62154002A - 半導体ウェハー処理方法及びその方法に用いられる処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、制御技術、さらにはフィードバック制御技
術に適用して有効な技術に関するもので、たとえば、ド
ライエツチングなどの半導体集積回路製造技術に利用し
て有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

たとえば、半導体集積回路の製造では、ドライエツチン
グやＣＶＤ　（化学蒸着装置：ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐ
ｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などのように、所定の雰
囲気を提供する反応室を使ってのウェハー処理が大きな
比重を占める。このため、半導体集積回路の製造方法あ
るいは製造装置にあっては、その反応室内の雰囲気をい
かに高精度かつ効率良く制御するかが重要となる。

とくに最近では、たとえば日経マグロウヒル社刊行「日
経マイクロデバイス　１９８５年１２月号（ｍ６）Ｊ１
８５〜２０１頁などに記載されているように、半導体集
積回路の基材となる半導体ウェハーが大径化してきたた
め、半導体ウェノ・−を多数枚ずつまとめて反応室に入
れて処理するバッチ式よりも、ウェハーを１枚ずつ反応
室に入れて処理する枚葉式が、処理の高精度化、ウェハ
ーのハンドリングの合理化、装置の小型化などの面で有
利になってきた。

ところが、枚葉式では、ウェハーを１枚ずつ反応室内に
入れて処理にかけるために、反応室内にて処理が行われ
る実処理時間よりも、ウェハーが反応室内に装填されて
から反応室内の雰囲気が所定の条件に達して実際の処理
が可能になるまでの待ち時間の方が長くかがりてしまい
、このことが枚葉式の効率的な運用を妨げる大きな阻害
要因となっていた。

そこで、本発明者は、たとえば上述した枚葉式処理の効
率化をはかるための制御技術について検討した。以下は
、公知とされた技術ではないが、本発明者によって検討
された技術であり、その概要は次のとおりである。

第１３図は、本発明者によって検討された制御技術を半
導体集積回路製造装置に適用した例を示す。

同図に示す半導体集積回路製造装置は反応性イオンによ
るドライエツチング装置として構成されている。この装
置は、被制御系１として、給気系および排気系を備えた
反応室１１を有する。この反応室１１内は、給気系によ
って反応性ガス１２が供給される一方、排気系によって
真空排気されるようになっている。排気系としては真空
排気ポンプ１４が設けられている。この真空排気ポンプ
１４と反応室１１０間には圧力調節バルブ１３が介在さ
せられている。このパルプ１３０開度を操作することに
より、反応室１１内の圧力が可変調節される。また、反
応室１１には、内部のガスｊ２をイオン活性化するため
の高周波印加装置１５が備えられている。

上述した被制御系１とともに、圧力センサ２によって検
出された反応室１１内の雰囲気圧力（制御量）を所定の
目標値Ｖｉにするための制御装置３が設けられている。

この制御装置３は、フィードバック制御装置３１、サー
ボ駆動装置３２、およびボテンシ冒メータ３３などによ
って構成され、反応室１１内の圧力値すなわち制御量Ｖ
ｆが目標値Ｖｉに等しくなるように上記圧力調節バルブ
１３の開度を連続的に可変操作する。

この場合、フィードバック制御装置３１は減算器と出力
増幅器とによって構成され、制御量Ｖｆと目標値Ｖｉと
の差（Ｖｆ−Ｖｉ）をゼロにするような制御出力丁なわ
ち操作量Ｖｏｘを出力する。サーボ駆動装置３２は、ボ
テンシ■メータ３３によって検出される圧力調節バルブ
１３の開度が上記操作量Ｖｏｘに追従するように、その
バルブ１３をサーボ駆動する。

ここで、上記制御装置３は、外部から与えられる制御開
始／停止指令ＣＶｃよって、その動作の開始と停止が制
御されるようになっている。この指令Ｃは、反応室１１
内での処理を行う際に能動化（Ｃ＝１）される。この能
動化によって上述した制御が開始される。また、ウェハ
ーの入れ替えなどの段取り工程を行う際には非能動化（
Ｃ＝Ｏ）される。この非能動時には上記制御装置３によ
る制御が停止される。従って、多数のウェハーを１枚ず
つに分けて枚葉処理する場合には、上記指令Ｃは能動（
Ｃ＝１）と非能動（Ｃ＝Ｏ）を交互に繰り返す。

以上のようにして、多数の半導体ウェハーを１枚ずつ枚
葉処理することができる半導体集積回路製造装置が構成
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した技術には、次のような問題点の
あることが本発明者によってあきらかとされた。

すなわち、たとえば上述した半導体集積回路製造装置に
適用された制御技術では、被制御系１０制御量Ｖｆをネ
ガティブ・フィードバック（負帰還）によって制御して
いた。このフィードバック制御は、その制御系が十分に
安定した定常状態のときにはそれほど問題はない。とこ
ろが、このフィードバック制御では、第１４図に示すよ
うＫ。

そのフィードバック制御が開始された後のしばらくの間
は、制御系における伝達遅れあるいは慣性などによって
操作量Ｖｏｘが過剰あるいは過小になることがあり、こ
れによって制御量Ｖｆが目標値Ｖｉを通り過ぎてしまう
オーバーシュート（＋Δ）と、このオーバーシュート＋
Δを過剰に修正してしまうアンダーシェード（−Δ）と
が生じる不安定な状態が生じる。

このため、たとえば上述した半導体集積回路製造装置で
は、ウェハーを反応室１１内に装填して制御を開始して
から、つまり指令Ｃが０から１になってから、反応室１
１内の雰囲気状態が目標値Ｖｉ付近で安定化するまでの
間に、かなりの待ち時間ｔｓを必要とする。この待ち時
間ｔｓの間は、もちろん処理を行うことができない。従
って、多数の半導体ウェハーを１枚ずつ処理する枚葉式
にあっては、その待ち時間ｔｓが全体の処理効率を低下
させる大きな阻害要因となる、ということが本発明者に
よって明らかとされた。

さらに、フィードバック制御では、その制御の開始時の
過剰操作によって制御量Ｖｆが目標値Ｖｉを大きく越え
るオーバーシュート（＋Δ）が避けられないが、このオ
ーバーシュート（＋Δ）は、場合によってはいろいろな
弊害をもたらすことがある。たとえば、制御量Ｖｆが温
度であって、その温度を被処理体に許される最高温度ぎ
りぎりの目標値Ｖｉに制御しようとする場合には、オー
バーシュート（＋△）によって、その被処理体に許容限
度を越える温度が与えられてしまう。

本発明の目的は、制御が開始されてから制御系が安定す
るまでの待ち時間を短縮させることができるとともに、
操作量が過剰になることにより生じるオーバーシュート
を抑えられるようにした制御方法および装置に関する技
術を提供することにある。

また、その制御技術を利用することＫよって、多数の半
導体ウェハーを１枚ずつに分けて処理する枚葉式の半導
体集積回路製造処理の効率化を可能にする製造方法およ
び装置に関する技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、フィードバック制御の開始に先立って、被制
御系の制御量を目標値付近で平衡させるような大きさの
操作量を一定時間だけ被制御系に与える、というもので
ある。

〔作用〕

上記した手段によれば、前もって与えられた操作量によ
って被制御系の制御量が目標値近くまで予備操作される
。この後でフィードバック制御を行うと、制御量が既に
目標値近くまで粗方達して制御量と目標値との差が小さ
くなっているので、フィードバック制御による操作量が
極端な過剰状態になることはない。これＫより、制御が
開始されてから制御系が安定するまでの待ち時間を短縮
させるとともに、操作量が過剰になることＫより生じる
オーバーシュートを抑える、という目的が達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
。

なお、各図中、同一符号は同一あるいは相当部分を示す
。

第１図はこの発明による制御装置が適用された制御系の
一実施例を示す。

第１図に示す制御系は、被制御系１、センサー２、フィ
ードバック制御装置３１、切換手段４、記憶装置として
のＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ）５３、およ
びタイマー５４などからなり、外部から与えられる制御
開始／停止指令Ｃによって全体の動作の開始／停止が指
令されるように構成されている。

ここで、フィードバック制御装置３は、センサー２によ
って被制御系１からフィードバックされる制御量Ｖｆが
目標値Ｖｉに等しくなるような操作量Ｖｏ　１を出力す
る。

センサー２は、被制御系１における圧力（真空度）や温
度などの制御量Ｖｆを検出する。

ＲＡＭ５３は、被制御系１０制御量Ｖｆを目標値Ｖｉに
収束・平衡させ続けるような大きさの操作量Ｖｏ２を記
憶する。このＲＡＭ５３の記憶操作量Ｖｏ２は、フィー
ドバック制御装置３による制御が安定な状態にあるとき
に、そのフィードバック制御装置３から出力されている
操作量Ｖｏ　１（Ｖｏｘ　）からサンプリングされるよ
うになっている。この場合のサンプリングのタイミング
とじては、フィードバック制御の状態がもっとも安定し
ている時期が適当である。このような時期として、実施
例の場合は、指令Ｃが１から０に切り換わって制御動作
が停止される直前のタイミングを選ぶようにしている。

切換手段４は、フィードバック制御装置３から出力され
る操作量ＶｏｌとＲＡＭ５３から読み出される操作量Ｖ
ｏ２のいずれか一方を選択し、この選択された操作量Ｖ
ｏｘ（ＶｏｌあるいはＶｏ２）を被制御系１に与える。

この切換手段４はタイマー制御手段によって切換制御さ
れる。このタイマー制御手段はタイマー５４によって構
成される。

タイマー５４は、制御開始／停止指令Ｃが能動（Ｃ＝１
）になったときに起動して一定時間ｔｓを計時する。上
記切換手段４は、このタイマー５４が起動されてから一
定時間ｔｓを起動するまでＢ側すなわちフィードバック
装置３１０制御出力（操作量Ｖｏ　１　）を選択し、そ
の一定時間ｔｓの計時が終了するとＡ側すなわちＲＡＭ
５３の記憶出力（操作量Ｖｏ２）を選択して被制御系１
に与えるように構成されている。

次に、上述した制御装置によって実施される制御方法の
一実施例を説明する。

すなわち、第１図に示した制御装置では、被制御系１０
制御量Ｖｆが目標値Ｖｉに等しくなるように被制御系１
への操作量Ｖｏｘをフィードバック制御するとともに、
このフィードバック制御を開始する前に、上記制御量Ｖ
ｆが目標値Ｖｉに収束して平衡するような一定の操作量
Ｖｏ２を被制御系１に所定時間ｔｓ与える予備工程を行
う。

第３図は第１図に示した制御系にて実施される制御方法
の一実施例をフローチャートによって示す。

第３図のフローチャートにおいて、ステップＳｌでは、
外部からの制御開始／停止指令ＣがＯから１になるのを
待機する。この指令ＣがＯから１になると、制御動作が
開始される。そして、先ず、ステップＳ２と８３によっ
て、ＲＡＭ５３に記憶された操作量Ｖｏ２が実際の操作
量Ｖｏｘとして被制御系ＩＶＣ一定時間ｔｓＯ間与えら
れる。

一定時間ｔｓが経過すると、ステップＳ４と８５によっ
て、フィードバック制御による操作量Ｖｏｌが実際の操
作量Ｖｏｘとして被制御系１に一定時間ｔｓの間与えら
れるようになる。つまり、この段階にてフィードバック
制御が行われる。このフィードバック制御状態は上記指
令ＣがＯになるまで持続される。指令Ｃが１からＯにな
ると、ステップ５６にて、現在の操作量Ｖｏｘすなわち
この場合はフィードバック制御出力（操作量Ｖｏｌ）が
サンプリングされる。このサンプリングされた操作量は
、新たな記憶操作量Ｖｏ２としてＲＡＭ５３に格納され
る。このとき記憶された操作量Ｖｏ２は、次に再開され
るステップ３２．８３にて使用される。ステップＳ６の
後は、ステップ５７に進んで全体の制御動作が停止され
る。そして、ステップＳＩＫ戻って、指令Ｃが再度１に
なるのを待機する。

第４図は上述した技術によって実現される制御動作の一
例を波形チャートによって示す。

第４図に示すように、フィードバック制御の開始に先立
って、被制御系１の制御量Ｖｆを目標値Ｖｉ付近で平衡
させるような操作量Ｖｏ２を一定時間ｔ＄だけ被制御系
ＩＫ与えると、これによって、被制御系１０制御量Ｖｆ
が目標値Ｖｉ近くまで予備操作される。この後でフィー
ドバック制御を行うと、制御量Ｖｆが既に目標値Ｖｉ近
くまで粗方達して制御量Ｖｆと目標値Ｖｉとの差が小さ
くなっているので、フィードバック制御による操作量ｖ
ｏ１が極端に過剰あるいは過小になることはない。Δｔ
は、上述した予備工程が終わってから制御系が安定する
までの時間を示すが、この時間６口１上述した予備工程
によってきわめて短くすることができる。

以上のようにして、制御が開始されてから制御系が安定
するまでの待ち時間ｔｓが短縮されるようになる。これ
とともに、操作量が過剰になることにより生じるオーバ
ーシュートも小さく抑えることができるようになる。

従って、たとえば上述した制御技術を枚葉式の半導体集
積回路製造技術に適用すれば、半導体ウェハーを１枚処
理するごとに生じる待ち時間ｔｓを短くすることができ
、これＫよって全体の処理効率を大幅に高めることがで
きるようになる。

第２図、゛第５図、第６図は、この発明による制御技術
のさらに好ましい実施例を示す。この場合、第２図はこ
の発明による制御装置が適用された制御系の実施例を示
す。第５図は第２図に示した制御系にて実施される制御
方法の一実施例をフローチャートによって示す。そして
、第６図はこの実施例の技術によりて実現される制御動
作の一例を波形チャートによって示す。

前述した実施例の技術との相違点について説明すると、
この実施例の技術では、第５図のフローチャートにおけ
るステップＳ１と８２の間にステップ８１−１．８１−
２による前置工程が新たに置かれている。このステップ
８１−１．８１−２では、ステップＳＩＫよる予備工程
に先立りて、制御量Ｖｆが目標値Ｖｉを大きく越える方
向に収束して平衡するような過剰な操作量Ｖｏ３（Ｖｏ
３））Ｖｏ２）を被制御系１へ短時間ｔ２だけ与えるこ
とを行う。

このような方法を実施するために、第２図に示す制御系
では、第２のタイマー５６、第２の切換手段４１、およ
び設定手段５７が新たに付加されている。これらは、あ
らかじめ設定された過剰な操作量Ｖｏ３を、ＲＡＭ５３
の記憶操作量Ｖｏ２が被制御系１に与えられる前に、被
制御系１へ一定時間ｔ２だけ与える第２のタイマー制御
手段をなす。過剰な操作量Ｖｏ３は設定手段５７によっ
て任意に設定される。この場合、操作量Ｖｏ３と時間ｔ
２は、制御量Ｖｆが目標値Ｖｉを越えないように設定さ
れる。

これにより、第６図に示すようＫ、制御量Ｖｆは、指令
Ｃが１になって制御が開始された後の最初のタイマー制
御時間ｔ２の間にて、目標値Ｖｉに向かって急速に変化
させられるようになる。この結果、制御が開始されてか
ら制御系が安定するまでの待ち時間ｔｓがさらに短縮さ
れるようになる。

従って、この実施例の制御技術をたとえば前述した枚葉
式の半導体集積回路製造技術に適用すれば、半導体ウェ
ハーを１枚処理するごとに生じる待ち時間ｔｓをさらに
短くすることができ、これによって全体の処理効率を一
層高めることができるようになる。

第７図および第８図は以上説明した制御技術を半導体集
積回路の製造方法および製造装置に利用した実施例を示
す。

先ず、第７図は第１図に示した実施例の技術を利用した
半導体集積回路製造装置の一実施例を示す。

同図に示す半導体集積回路製造装置は反応性イオンによ
るドライエツチング装置として構成されている。この装
置は、被制御系１として、給気系および排気系を備えた
反応室１１を有する。この反応室１１内は、給気系によ
って反応性ガス１２が供給される一方、排気系によって
真空排気されるよう罠なっている。排気系としては真空
排気ポンプ１４が設けられている。この真空排気ポンプ
１４と反応室１１０間には圧力調節パルプ１３が介在さ
せられている。このパルプ１３０開度ヲ操作することに
より反応室１１内の圧力が可変調節される。また、反応
室１１には、内部のガス１２をイオン活性化するための
高周波印加装置１５が備えられている。

上述した被制御系１とともに、圧力センサ２によって検
出された反応室１１内の雰囲気圧力（制御量）を所定の
目標値Ｖｉにするための制御装置３が設けられている。

この制御装置３は、フィードバック制御装置３１、サー
ボ駆動装置３２、ポテンショメータ３３、切換手段４な
どとともに、タイマー制御手段および操作量の記憶手段
などを含む制御ユニット５が設けられている。

フィードバック制御装置３１は減算器と出力増幅器とに
よって構成され、制御量Ｖｆと目標値Ｖｉとの差（Ｖｆ
−Ｖｉ）をゼロに−ｊるような制御出力丁なわち操作量
Ｖｏｌを出力する。

サーボ駆動装置３２は被制御系１の一部をなすものであ
って、上記反応室１１内の圧力（真空度）を可変するだ
めの操作手段として機能する。このサーボ駆動装置３２
は、ポテンショメータ３３によって検出される圧力調節
パルプ１３の開度が上記操作量Ｖｏｘに追従するように
、そのパルプ１３をサーボ駆動する。

制御ユニット５は、半導体集積回路化された汎用の情報
処理装置（ＣＰＵ）５１、システムＲＯＭ（読出専用記
憶装置）５２、ＲＡＭ５３、タイマー５４、入出力ボー
ト（Ｉｌｏ）５５などＫよって構成される。この制御ユ
ニット５は、システムＲＯＭ５２に書き込まれたプログ
ラムによって、フィードバック制御装置３１による制御
が安定な平衡状態にあるときの操作量Ｖｏｌが記憶する
記憶手段と、制御開始から一定の時間ｔ１だけ上記フィ
ードバック制御装置３１による制御動作を停止させてＲ
ＡＭ５３に記憶された操作量Ｖｏ２を上記操作手段へ与
えるタイマー制御手段とを形成する。

切換手段４は、フィードバック制御装置３から出力され
る操作量Ｖｏｌと制御ユニット５から出力される操作量
Ｖｏ２のいずれか一方を選択する。

選択された操作量Ｖｏｘ　　（Ｖｏｌあるいはｖ０２）
は上記サーボ駆動装置３２に与えられる。この切換手段
４は制御ユニット５によるタイマー制御手段によって切
換制御される。このタイマー制御手段は内蔵タイマー５
４の計時時間ｔ１に基づいて動作する。

さらに、上記制御装置３の全体は、外部から与えられる
制御開始／停止指令Ｃによって、その動作の開始と停止
が制御されるようになっている。

この指令Ｃは、反応室１１内での処理を行う際に能動化
（Ｃ＝１）される。この能動化によって上述した制御が
開始される。また、ウニノー−の入れ替えなどの段取り
工程を行う際には非能動化（Ｃ＝０）される。この非能
動時には上記制御装置３による制御が停止される。従っ
て、多数のウエノ・−を１枚ずつに分けて枚葉処理する
場合には、上記指令Ｃは能動（Ｃ＝１）缶非能動（ｃ＝
ｏ）を交互に繰り返す。

以上のようにして、多数の半導体ウェハーを１枚ずつ枚
葉処理することができる半導体集積回路製造装置が構成
されている。

第８図は、上述した半導体集積回路装置を使用すること
によって実施される半導体集積回路製造方法の一実施例
をフローチャートによって示す。

同図に示すように、この実施例の製造方法では、半導体
ウェハーを反応室内に装填する前工程（ステップＳ８）
と、反応室内の雰囲気をフィードバック制御しながら反
応室内の半導体ウェハーを処理する本工程（ステップ８
４〜Ｓ７）と、処理の済んだ半導体ウェハーを反応室か
ら取り出す後工程（Ｓ８）とを順次繰り返しながら多数
の半導体ワエハーの処理を行う。

これとともに、上記本工程が終了する直前においてフィ
ードバック制御によって与えられている操作量を記憶す
るサンプリング工程（Ｓ６）と、次の本工程における雰
囲気のフィードバック制御が開始される前に、上記工程
にて記憶された操作量によって一定時間ｔ１だけ雰囲気
を操作する予備工程（３２，８２−１、Ｓ３）とが行わ
れる。

以上のような一連の工程によって、反応室１１内の雰囲
気条件が安定化するまでの待ち時間ｔｓが短縮されて、
多数の半導体ウニ・・−を１枚ずつ処理することが高効
率に行われるようになっている。

第９図はこの発明による制御技術が適用された半導体集
積回路装置のさらに好適な実施例を示す。

同図に示す半導体集積回路製造装置は第２，５゜６図に
示した制御技術を利用したものである。この半導体集積
回路製造装置は、第７図に示した構成に加えて、第２の
タイマー制御手段が設けられている。この第２のタイマ
一手段は、制御ユニット５に内蔵されたタイマー５６に
よって、あらかじめ設定された過剰な操作量Ｖｏ３を、
上記ＲＡＭ５３からの操作量Ｖｏ２が操作手段に与えら
れる前Ｋ、その操作手段へ一定時間ｔ２だけ与えるよう
に構成されている。その操作量Ｖｏ３はたとえばキー人
力装置などの設定手段５７によって任意に設定される。

この場合、操作量Ｖｏ３と時間ｔ２は、制御量Ｖｆが確
実に目標値ｖ１以下に留まるように設定する。

第１０図は第９図に示した装置によって実施される半導
体集積回路製造方法の一実施例をフローチャートによっ
て示す。

第１０図に示す実施例と第８図に示した実施例との相違
点について説明すると、第１０図に示す実施例の方法で
は、第８図の７０−チャートにおけるステップＳ１と８
２の間にステップ８１−１゜５１−２による前置工程が
新たに置かれている。

このステップ８１−１．８１−２では、ステップＳ１に
よる予備工程に先立って、制御量Ｖｆが目標値Ｖｉを大
きく越える方向に収束して平衡するような過剰な操作量
Ｖｏ　３　（Ｖｏ　３））Ｖｏ　２　）を被制御系１へ
短時間ｔ２だけ与えることを行う。

これにより、制御量Ｖｆは、指令Ｃが１になって制御が
開始された後の最初のタイマー制御時間ｔ２の間にて、
目標値Ｖｉに向かって急速に変化させられるようになる
。これによって、制御が開始されてから制御系が安定す
るまでの待ち時間ｔｓがさらに短縮されるようになる。

従って、この実施例の方法によれば、半導体クエ・・−
を１枚処理するごとに生じる待ち時間ｔｓをさらに短く
することができ、これによって全体の処理効率を一層高
めることができろようＫなる。

第１１図はこの発明による制御技術を温度制御に適用し
た実施例を示す。

第９図に示した半導体集積回路製造装置では反応室１１
内の圧力（真空度）を制御するようにしていたが、ここ
では反応室１１内の温度を制御するようにしている。第
９図に示したものとの相違点を示すと、反応室１１内の
温度を操作する手段として、ヒータ１３、パワー制御装
置３２、およびパワー電源１４が使用されている。また
、被制御系１０制御量Ｖｆを検出する手段として温度セ
ンサー２が使用されている。

このように、この発明による制御技術は温度などの雰囲
気条件を制御する場合にも適用することができる。

また、第１２図（ａ）Φ）に示すように、この発明によ
る制御技術は、圧力などの制御目標値Ｖｉを時間帯によ
って段階的に変化させる多段ステップ制御にも適用する
ことができろ。

同図において、（ａ）はこの発明による制御技術が適用
された場合の動作例を、（ｂ）は適用されなかった場合
の動作例をそれぞれ互いに時間対応させた波形チャート
によって示す。

この場合は、目標値Ｖｉ　　（Ｖｉｌ、Ｖｉ２．Ｖｉ３
）が更新されるごとに前述した予備工程および要すれば
前述した前置工程を行わせることにより、制御１１Ｖｆ
が更新サレタ目標値Ｖｉ　　（Ｖｉｌ、Ｖｉ２＋Ｖｉ３
）　　に収束して安定するまでの待ち時間ｔｓをそれぞ
れ短縮することができるとともに、目標値Ｖｉが更新さ
れるごとに生じるオーバー７エートを小さく抑えること
ができる。

この多段ステップ制御は、もちろん前述した半導体集積
回路製造方法および製造装置に適用できる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。たとえば、上記ＲＡ
Ｍ５２の代わりＫ、ボテフシ１メータ３３などを利用し
た機械的な記憶手段を用いてもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるドライエツチングな
どの半導体集積回路製造技術に適用した場合について説
明したが、それに限定されるものではなく、たとえば、
微生物の培養環境を制御する技術などにも適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

すなわち、 （１）　　フィードバック制御の開始に先立って、被制
御系の制御量を目標値付近で平衡させるような操作量を
一定時間だけ被制御系に与えることにより、制御が開始
されてから制御系が安定するまでの待ち時間を短縮させ
る、という効果がある。

（２）また、制御操作量が過剰になることにより生じる
オーバーシュートを抑える、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による制御技術が適用された制御装置
の第１実施例を示す図、 第２図はこの発明による制御技術が適用された制御装置
の第２実施例を示す図、 第３図は第１図に示した装置によって実施される制御方
法の第１％施例を示すフローチャート、第４図は第１図
に示した装置の動作例を示す波形チャート、 第５図は第２図に示した装置によって実施される制御方
法の第２実施例を示すフローチャート、第６図は第２図
に示した装置の動作例を示す波形チャート、 第７図は第１図に示した制御装置を使用して構成された
半導体集積回路製造装置の第１実施例を示す図。 第８図は第７図に示した装置によって実施される半導体
集積回路製造方法の第１実施例を示すフローチャート、 第９図は第２図に示した制御装置を使用して構成された
半導体集積回路製造装置の第２実施例を示す図、 第１０図は第９図に示した装置によって実施される半導
体集積回路製造方法の第２実施例を示すフローチャート
、 第１１図はこの発明による制御技術が温度制御に適用さ
れた例を示す図、 第１２図（ａ）（ｂ）はこの発明による制御技術を多段
ステップ制御に適用した場合としなかった場合のそれぞ
れの動作例を示す波形チャート、第１３図はこの発明に
先立って検討された半導体集積回路製造装置の構成を示
す図、 第１４図は第１３図に示した半導体集積回路製造装置の
動作例を示す波形チャートである。 １・・・被制御系、２・・・セン捗−１３・・・制御装
置、３１・・・フィードバック制御装置、４・・・切換
手段、５３・・・記憶装置（ＲＡＭ）、５４．５６・・
・タイマー、５７−・・設定手段、Ｖｏｌ、Ｖｏ２．Ｖ
ｏ３−・・−操作量、Ｖｆ・・・制御量、Ｖｉ・・・目
標値、５・・・制御ユニット。 代理人　弁理士　小　川　勝　男 第　　１　　図 第　　２　　図 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被制御系の制御量が目標値に等しくなるように被制
   御系への操作量をフィードバック制御する制御方法であ
   って、フィードバック制御を開始する前に、上記制御量
   が目標値に収束して平衡するような一定の操作量を被制
   御系に所定時間与える予備工程を行うことを特徴とする
   制御方法。 ２、上記予備工程に先立って、上記制御量が目標値を大
   きく越える方向に収束して平衡するような過剰な操作量
   を被制御系へ短時間与える前置工程を行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の制御方法。 ３、被制御系の制御量が目標値に等しくなるように被制
   御系への操作量をフィードバック制御する制御装置であ
   って、制御量が目標値に等しくなるような操作量を出力
   するフィードバック制御装置とともに、このフィードバ
   ック制御装置による制御が安定な平衡状態にあるときの
   操作量を記憶する記憶手段と、制御開始から一定の時間
   だけ上記フィードバック制御装置による制御動作を停止
   させて上記記憶手段に記憶された操作量を上記被制御系
   へ与えるタイマー制御手段とを備えたことを特徴とする
   制御装置。 ４、あらかじめ設定された操作量を、上記記憶装置の記
   憶操作量が被制御系に与えられる前に、被制御系へ一定
   時間だけ与える第２のタイマー制御手段を備えたことを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の制御装置。 ５、半導体ウェハーを反応室内に装填する前工程と、反
   応室内の雰囲気をフィードバック制御しながら反応室内
   の半導体ウェハーを処理する本工程と、処理の済んだ半
   導体ウェハーを反応室から取り出す後工程とを順次繰り
   返しながら多数の半導体ウェハーの処理を行う半導体集
   積回路製造方法であつて、上記本工程が終了する直前に
   おいてフィードバック制御によって与えられている操作
   量を記憶するサンプリング工程と、次の本工程における
   雰囲気のフィードバック制御が開始される前に、上記サ
   ンプリング工程にて記憶された操作量によって一定時間
   だけ雰囲気を操作する予備工程とを行うことを特徴とす
   る半導体集積回路製造方法。 ６、上記予備制御工程に先立って過剰な雰囲気操作を短
   時間行う前置工程をおくことを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載の半導体集積回路製造装置。 ７、雰囲気圧力がフィードバック制御される反応室と、
   この反応室の圧力を調節する操作手段とを有する半導体
   集積回路製造装置であって、上記反応室の圧力が目標値
   に等しくなるような操作量を上記操作手段へ出力するフ
   ィードバック制御装置とともに、このフィードバック制
   御装置による制御が安定な平衡状態にあるときの操作量
   を記憶する記憶手段と、制御開始から一定の時間だけ上
   記フィードパック制御装置による制御動作を停止させて
   上記記憶手段に記憶された操作量を上記操作手段へ与え
   るタイマー制御手段とを備えたことを特徴とする半導体
   集積回路製造装置。 ８、あらかじめ設定された操作量を、上記記憶装置の記
   憶操作量が操作手段に与えられる前に、その操作手段へ
   一定時間だけ与える第２のタイマー制御手段を備えたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の半導体集積
   回路製造装置。 ９、上記操作手段が、上記反応室の排気系に設けられた
   圧力調節バルブの開度をフィードバック制御するサーボ
   駆動装置によって構成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項または第８項記載の半導体集積回路体
   製造装置。