KR20060116248A - Fluid treatment apparatus and fluid treatment method - Google Patents

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Abstract

A fluid treatment apparatus and a fluid treatment method, the apparatus comprising a treatment container (4) having a loading table (8) for loading a treated body (W) thereon, a gas introducing means (10) introducing treatment gas into the treatment container, treatment gas feed systems (14, 16, 18) feeding specified treatment gases, an inert gas feed system (12) feeding inert gas, a vacuum exhaust system (32) in which a pressure regulating valve (36) allowing a valve opening to be varied and a vacuum pump (38) are installed, and a pressure gauge (48), wherein when a treatment in which the partial pressure of the treatment gas is important is performed, the valve opening of the pressure regulating valve (36) is controlled based on the detected values on the pressure gauge (48) while the treatment gas flows at a specified rate and when a treatment in which the partial pressure of the treatment gas is not so important, the valve opening of the pressure regulating valve (36) is fixed to a specified value and, based on the detected values on the pressure gauge (48), the supplied amount of the inert gas is controlled, whereby even when a plurality of types of the treatments in which the ranges of treatment pressures are largely different from each other are performed, the pressure controls of the treatments can be properly performed.

Description

액 처리 장치 및 액 처리 방법{FLUID TREATMENT APPARATUS AND FLUID TREATMENT METHOD}FLUID TREATMENT APPARATUS AND FLUID TREATMENT METHOD}

도 1은 본 발명에 따른 처리 장치의 제 1의 일실시예를 도시하는 개략 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a processing apparatus according to the present invention.

도 2는 제 1 처리 방법의 공정을 도시하는 플로우차트이다. 2 is a flowchart showing a process of the first processing method.

도 3은 제 2 처리 방법의 공정을 도시하는 플로우차트이다. 3 is a flowchart showing the process of the second processing method.

도 4는 제 3 처리 방법이 적용되는 프리 클린 처리에 사용되는 탑재대를 도시하는 개략 단면도이다. 4 is a schematic cross-sectional view showing a mounting table used for a preclean processing to which a third processing method is applied.

도 5는 제 3 처리 방법의 공정을 도시하는 플로우차트이다. 5 is a flowchart showing the process of the third processing method.

도 6은 본 발명의 처리 장치의 제 2의 일실시예를 도시하는 개략 구성도이다. 6 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the processing apparatus of the present invention.

도 7은 본 발명의 처리 장치의 제 3의 일실시예를 도시하는 개략 구성도이다. 7 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the processing apparatus of the present invention.

도 8은 종래의 처리 장치의 일례를 도시하는 개략 구성도이다. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional processing apparatus.

본 발명은 반도체 웨이퍼 등에 소정의 처리를 실시하기 위한 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a processing apparatus and a processing method for performing a predetermined process on a semiconductor wafer or the like.

일반적으로, 반도체 집적 회로를 제조하기 위해서는 반도체 웨이퍼 등의 기판에 성막 처리, 에칭 처리, 열산화 처리, 확산 처리, 개질 처리, 결정화 처리 등의 각종 처리를 반복하여 실행하여 소망하는 집적 회로를 형성하도록 되어 있다. 또한, 기판에 대하여 처리를 하는 것은 아니지만, 처리용기내 등에 부착한 불필요한 막이나 파티클을 제거하는 처리를 하기 위해서 에칭 가스를 흐르게 해서 상기 불필요한 막 등을 제거하는 클리닝 처리도 적절히 실행된다. In general, in order to manufacture a semiconductor integrated circuit, various processes such as a film forming process, an etching process, a thermal oxidation process, a diffusion process, a modification process, and a crystallization process are repeatedly performed on a substrate such as a semiconductor wafer to form a desired integrated circuit. It is. In addition, although the substrate is not treated, a cleaning process in which an etching gas is flowed to remove the unnecessary film or the like is also appropriately performed in order to remove the unnecessary film or particles attached to the inside of the processing container.

그런데, 하나의 처리 장치에 있어서, 상기한 바와 같은 이종의 처리나 동종의 처리라도 처리 조건을 다르게 하여 복수 종류의 처리를 하는 경우가 있다. 일반적으로 처리 장치에 설치되는 배기계는 이 처리 장치가 사용되는 처리시의 압력 범위를 고려하여 설계되게 되고, 사용 압력 범위에서 배기 컨덕턴스가 최적이 되도록 배기관의 직경 등이 설정되고, 또한 사용 압력 범위에 적합하도록 진공 펌프의 종류도 설정된다. By the way, in one processing apparatus, even if it is a heterogeneous process or the same kind of process mentioned above, a some kind of process may be performed by changing processing conditions. In general, the exhaust system installed in the treatment apparatus is designed in consideration of the pressure range in the treatment in which the treatment apparatus is used, and the diameter of the exhaust pipe is set so as to optimize the exhaust conductance in the operating pressure range, and also in the operating pressure range. The type of vacuum pump is also set to suit.

그리고, 상술한 바와 같이 이종의 처리, 또는 동종의 처리라도 처리 조건이 다른 복수의 처리를 하나의 처리 장치에서 실행하는 것을 예정하고 있는 것 같은 경우에 있어서, 처리 압력이 비교적 낮은 처리와 처리 압력이 비교적 높은 처리가 포함될 때에는, 각 압력 영역에서 처리용기내의 압력을 안정적으로 제어하는 것이 요구된다. 이 경우, 종래의 처리 장치에서는 처리용기내의 압력을 검출하고, 이 검출값에 근거하여 배기계의 압력 조정 밸브를 제어하거나, 또는 특허문헌 1[일본 특허 공개 공보 평성 10-11152호(제 2 내지 4 페이지, 도 1 내지 도 5)]에 도시하는 바와 같이 배기계로 유량 제어하면서 밸러스트 가스를 도입하는 것이 실행되고 있었다. As described above, even in the case where the heterogeneous processing or the same kind of processing is intended to execute a plurality of processes having different processing conditions in one processing apparatus, the processing pressure and the processing pressure at which the processing pressure is relatively low When a relatively high treatment is included, it is required to stably control the pressure in the treatment vessel in each pressure region. In this case, in the conventional processing apparatus, the pressure in the processing vessel is detected, and the pressure regulating valve of the exhaust system is controlled based on this detected value, or Patent Document 1 [Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-11152 (2nd to 4th) Page, FIGS. 1 to 5)], introducing the ballast gas while controlling the flow rate to the exhaust system.

또한, 다른 종래 장치로서는 배기계에 바이패스라인을 설치하고, 그것을 사용 압력 범위에 따라서 전환하여 사용하도록 한 장치도 알려져 있다. 이 종래 장치의 일례를 도 8에 근거하여 설명한다. 도 8은 종래의 처리 장치의 일례를 도시하는 개략 구성도이다. Moreover, as another conventional apparatus, the apparatus which provided the bypass line in the exhaust system, and switched it according to a working pressure range is also known. An example of this conventional apparatus is demonstrated based on FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional processing apparatus.

도시하는 바와 같이, 이 처리 장치(2)는 진공 배기 가능하게 이루어진 예컨대 알루미늄제의 통형상의 처리용기(4)를 갖고 있고, 이 내부에는 예컨대 가열 히터 등의 가열 수단(6)을 구비한 탑재대(8)가 설치되고, 이 탑재대(8)상에 반도체 웨이퍼(W)를 탑재시켜서 고정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이 처리용기(4)의 천장부에는 이 처리용기(4)내로 각종의 처리 가스를 도입하는 가스 도입 수단으로서 예컨대 샤워 헤드부(10)가 설치되어 있고, 이 샤워 헤드부(10)의 하면에 설치한 다수의 가스 분사 구멍(10A)으로부터 아래쪽을 향해서 가스를 분사하도록 되어 있다. As shown in the drawing, this processing apparatus 2 has a tubular processing container 4 made of, for example, aluminum, which is capable of vacuum evacuation, and is provided with heating means 6 such as a heating heater therein. The base 8 is provided, and the semiconductor wafer W can be mounted and fixed on the mounting table 8. Moreover, the shower head part 10 is provided in the ceiling part of this processing container 4 as a gas introduction means which introduces various process gas into this processing container 4, and the lower surface of this shower head part 10 is provided. The gas is sprayed downward from a plurality of gas injection holes 10A provided in the chamber.

그리고, 이 샤워 헤드부(10)에는 Ar, He, N2 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계(12)와, 복수 계통의, 즉 도시예에서는 3계통의 처리 가스 공급계(14, 16, 18)가 각각 접속되어 있다. 예컨대 제 1 처리 가스 공급계(14)에서는 성막시의 처리 가스로서 WF6 가스가 공급되고, 제 2 처리 가스 공급계(16)에서는 성 막시의 처리 가스로서 H2 가스가 공급되고, 제 3 처리 가스 공급계(18)에서는 클리닝 처리시의 처리 가스(클리닝 가스)로서 ClF3 가스가 공급된다. 또한, 불활성 가스 공급계(12)의 도중 및 제 1 내지 제 3 각 처리 가스 공급계(14 내지 18)의 도중에는 흐르는 가스 유량을 제어하기 위해서 예컨대 매스 플로우 콘트롤러 등으로 이루어지는 유량 제어부(12A, 14A, 16A, 18A)가 각각 설치되어 있다. 또한, 각 유량 제어부(12A 내지 18A)의 상류측 및 하류측에는 개폐 밸브(22, 24, 26, 28)가 각각 설정되어 있고, 필요에 따라서 이들을 개폐할 수 있도록 되어 있다. The shower head 10 is provided with an inert gas supply system 12 for supplying inert gas such as Ar, He, N 2, etc., and a process gas supply system 14 having a plurality of systems, that is, three systems in the illustrated example. 16 and 18 are connected, respectively. For example, in the first processing gas supply system 14, WF 6 gas is supplied as a processing gas during film formation, and in the second processing gas supply system 16, H 2 gas is supplied as a processing gas at film formation, and a third process is performed. In the gas supply system 18, ClF 3 gas is supplied as a processing gas (cleaning gas) during the cleaning process. Further, in order to control the flow rate of the gas flowing in the middle of the inert gas supply system 12 and in the first to third processing gas supply systems 14 to 18, for example, the flow rate control units 12A, 14A, 16A and 18A) are provided respectively. In addition, on / off valves 22, 24, 26, 28 are set upstream and downstream of each flow control part 12A-18A, and these can be opened and closed as needed.

한편, 상기 처리용기(4)의 바닥부에는 배기구(30)가 설치되어 있고, 이 배기구(30)에는 진공 배기계(32)가 접속되어 있다. 이 진공 배기계(32)는 내경이 크게 이루어져 배기 컨덕턴스가 크게 이루어진 주 배기관(34)을 갖고 있고, 이 주 배기관(34)에는 그 상류측으로부터 하류측을 향해서 스로틀 밸브와 같이 밸브 개방도를 조정 가능하게 이루어진 제 1 압력 제어 밸브(36)와 진공 펌프(38)가 차례대로 설치되어 있다. 그리고, 상기 제 1 압력 제어 밸브(36)의 직전과 직후에는 개폐 밸브(40)가 각각 설치되어 있다. On the other hand, an exhaust port 30 is provided at the bottom of the processing container 4, and a vacuum exhaust system 32 is connected to the exhaust port 30. The vacuum exhaust system 32 has a main exhaust pipe 34 having a large internal diameter and a large exhaust conductance, and the main exhaust pipe 34 can adjust the valve opening degree like a throttle valve from the upstream side to the downstream side. The first pressure control valve 36 and the vacuum pump 38 are provided in this order. The on-off valves 40 are provided immediately before and after the first pressure control valve 36, respectively.

또한, 상기 제 1 압력 제어 밸브(36) 및 그 직전과 직후의 각 개폐 밸브(40)를 우회하도록 하여, 상기 주 배기관(34)보다도 내경이 작게 이루어져 배기 컨덕턴스가 작게 이루어진 바이패스 배기관(42)이 접속되어 있다. 그리고, 이 바이패스 배기관(42)에는 스로틀 밸브와 같이 밸브 개방도를 조정 가능하게 이루어진 제 2 압력 제어 밸브(44)가 설치됨과 동시에, 이 제 2 압력 제어 밸브(44)의 직전 및 직 후에도 개폐 밸브(46)가 각각 설치되어 있다. In addition, the bypass pressure pipe 42 in which the internal pressure is smaller than the main exhaust pipe 34 so as to bypass the first pressure control valve 36 and the on / off valves 40 immediately before and immediately after the exhaust pipe conduction 42 is smaller. Is connected. The bypass exhaust pipe 42 is provided with a second pressure control valve 44 which is capable of adjusting a valve opening degree like a throttle valve, and opens and closes immediately before and immediately after the second pressure control valve 44. The valves 46 are provided respectively.

그리고, 상기 처리용기(4)에는 이 내부의 압력을 검출하기 위한 압력계(48)가 설치되고, 이 압력계(48)의 검출값에 근거하여, 예컨대 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어지는 제어 수단(50)이 제 1 및 제 2 압력 제어 밸브(36, 44), 진공 펌프(38) 및 각 개폐 밸브(40, 46)의 개폐 동작을 제어하도록 되어 있다. 또한, 이 제어 수단(50)은 이 처리 장치(2)의 전체의 동작도 제어하고, 이것에 사전에 내장된 복수의 처리용 프로그램(레시피라고도 칭함)에 근거하여 제어 동작이 실행된다. Then, the processing container 4 is provided with a pressure gauge 48 for detecting the pressure therein, and based on the detected value of the pressure gauge 48, a control means 50 made of, for example, a microcomputer is provided. The opening and closing operations of the first and second pressure control valves 36 and 44, the vacuum pump 38 and the on / off valves 40 and 46 are controlled. Moreover, this control means 50 also controls the operation | movement of the whole of this processing apparatus 2, and a control operation | movement is performed based on the some process program (also called a recipe) previously built in this.

예컨대 처리 압력이 낮은 저압 처리로서 예컨대 텅스텐막의 성막 처리를 할 때에는 WF6 가스와 H2 가스만을 각각 소정의 값으로 유량 제어하면서 흐르게 하고(필요에 따라서 불활성 가스를 흐르게 해도 좋음), 이것과 동시에 바이패스 배기관(42)은 이 개폐 밸브(46)를 닫은 상태로 하여 바이패스 배기관(42)으로 가스가 흐르지 않도록 하고, 또한 주 배기관(34)은 이 개폐 밸브(40)를 연 상태로 하여 이 제 1 압력 제어 밸브(36)의 밸브 개방도를 조정함으로써 처리용기(4)내의 압력을 일정하게 유지한다. For example, when the tungsten film is formed as a low pressure process having a low processing pressure, only WF 6 gas and H 2 gas are allowed to flow while controlling the flow rate to a predetermined value, respectively (you may flow an inert gas, if necessary). The pass exhaust pipe 42 keeps the on-off valve 46 closed so that no gas flows into the bypass exhaust pipe 42, and the main exhaust pipe 34 keeps the open / close valve 40 open. 1 The pressure in the processing container 4 is kept constant by adjusting the valve opening degree of the pressure control valve 36.

이것에 대하여, 처리 압력이 높은 고압 처리로서 예컨대 클리닝 처리를 할 때에는, ClF3만을 소정의 값으로 유량 제어하면서 흐르게 하고(필요에 따라서 불활성 가스를 흐르게 해도 좋음), 이와 동시에 주 배기관(34)은 이 개폐 밸브(40)를 닫은 상태로 하여 제 1 압력 제어 밸브(36)로 가스가 흐르지 않도록 하고, 또한 바이패스 배기관(42)은 이 개폐 밸브(46)를 연 상태로 하여 바이패스 배기관(42)으로 가스를 흐르게 하면서, 이 제 2 압력 제어 밸브(44)의 밸브 개방도를 조정함으로써 처리용기(4)내의 압력을 일정하게 유지한다. On the other hand, when performing a cleaning process as a high pressure process with a high process pressure, for example, only ClF 3 flows while controlling flow rate to a predetermined value (you may make an inert gas flow as needed), and at the same time, the main exhaust pipe 34 The on-off valve 40 is closed to prevent gas from flowing into the first pressure control valve 36, and the bypass exhaust pipe 42 opens the on / off valve 46 to open the bypass exhaust pipe 42. The pressure in the processing container 4 is kept constant by adjusting the valve opening degree of the second pressure control valve 44 while flowing the gas through the valve.

이와 같이, 처리 압력이 큰 경우와 작은 경우로 주 배기관(34)과 바이패스 배기관(42)을 전환하여 사용함으로써, 사용 압력 범위의 차이가 큰 복수 종류의 처리에 대응하도록 되어 있다. 또한, 처리 압력이 높은 처리로서는 상기 클리닝 처리 외에 산화 처리, 확산 처리 등이 있다. As described above, by switching the main exhaust pipe 34 and the bypass exhaust pipe 42 in a case where the processing pressure is large or small, the plurality of types of processing having a large difference in the operating pressure range are coped with. Moreover, as a process with high process pressure, there exist an oxidation process, a diffusion process, etc. other than the said cleaning process.

또한, 본 발명의 관련 기술로서, 복수의 진공 펌프를 설치한 경우에 그 동작 압력 범위내의 차이에 대응하기 위해서, 바이패스 배기관을 설치한 처리 장치로서 특허문헌 2[특허 공개 공보 평성 8-290050호(제 4 내지 5 페이지, 도 1)]에 개시된 기술도 알려져 있다. Moreover, as a related art of this invention, when responding to the difference in the operating pressure range when a several vacuum pump is provided, it is patent document 2 [Patent Publication No. 8-290050] as a processing apparatus provided with the bypass exhaust pipe. (Pages 4 to 5, Fig. 1) are also known.

그런데, 앞의 특허문헌 1[특허 공개 공보 평성 10-11152호(제 2 내지 4 페이지, 도 1 내지 도 5)]의 종래 장치예에서는 배기계로 유량 제어한 밸러스트 가스를 도입하도록 하고 있으므로, 처리 압력을 넓은 범위에서 변경하는 경우에는 충분히 대응할 수 있는 구조가 아니었다. 또한, 불필요한 불활성 가스를 대량으로 사용하므로 장치의 운전 코스트의 상승을 초래하고 있다. By the way, in the prior art example of patent document 1 (patent publication No. 10-11152 (2-4 pages, FIGS. 1-5)), since it is made to introduce the ballast gas by which the flow volume was controlled by the exhaust system, the process pressure In the case of changing in a wide range, it was not a structure that could sufficiently cope with. In addition, use of a large amount of unnecessary inert gas causes an increase in the operating cost of the apparatus.

또한, 도 8에 도시하는 종래 장치에서는 제 2 압력 제어 밸브(44)가 설치된 바이패스 배기관(42)을 설치할 필요가 있으므로, 장치 자체의 코스트 상승을 초래할뿐만 아니라, 부품수가 다수가 되므로 유지 보수시에도 많은 시간이 필요하여, 유지 보수성이 떨어진다는 문제가 있었다. In addition, in the conventional apparatus shown in Fig. 8, it is necessary to provide the bypass exhaust pipe 42 in which the second pressure control valve 44 is installed, which not only leads to an increase in the cost of the apparatus itself, but also increases the number of parts, thus during maintenance. Even though a lot of time is required, there is a problem that the maintenance is poor.

본 발명은 이상과 같은 문제점에 착안하여, 이것을 유효하게 해결하도록 창안된 것이다. 본 발명의 목적은 처리 압력의 범위가 크게 다른 복수 종류의 처리를 실행하는 경우에도, 바이패스관이나 복수의 압력 제어 밸브를 사용하지 않고, 각각의 처리의 압력 제어를 적정하게 실행할 수 있는 처리 장치 및 처리 방법을 제공하는 것에 있다. The present invention has been devised to solve the above problems and to effectively solve the above problems. An object of the present invention is a processing apparatus capable of appropriately performing pressure control of each processing without using a bypass pipe or a plurality of pressure control valves, even when performing a plurality of types of processing having greatly different processing pressure ranges. And providing a processing method.

또한 본 발명의 다른 목적은 복수의 압력 제어 밸브를 사용하지 않고, 각각의 처리의 압력 제어를 적정하게 실행할 수 있는 처리 장치 및 처리 방법을 제공하는 것에 있다. Another object of the present invention is to provide a processing apparatus and a processing method capable of appropriately performing pressure control of each processing without using a plurality of pressure control valves.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구의 범위 제 1 항에 기재된 발명은 내부에 기판을 탑재하는 탑재대를 갖는 처리용기와, 상기 처리용기내로 처리 가스를 도입하는 가스 도입 수단과, 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어부가 설치되어 소정의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어부가 설치되어 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계와, 상기 처리용기에 접속되고, 도중에 밸브 개방도를 설정 가능하게 이루어진 압력 제어 밸브와 진공 펌프가 설치된 진공 배기계와, 상기 처리용기에 설치한 압력계와, 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리를 할 때에는 상기 처리 가스 공급계의 유량 제어부에 일정한 유량을 흐르게 하는 지령을 하면서 상기 압력계의 검출 값에 근거하여 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 제어하고, 처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리를 할 때에는 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 소정의 값으로 고정함과 동시에, 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 불활성 가스 공급계의 유량 제어부에 의해서 유량을 제어하도록 동작시키는 제어 수단을 구비하고 있다. In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a processing container having a mounting table on which a substrate is mounted, a gas introduction means for introducing a processing gas into the processing container, and a gas introduction means. A processing gas supply system connected to the flow control unit on the way to supply a predetermined processing gas, an inert gas supply system connected to the gas introduction unit, and a flow control unit on the way to supply the inert gas, and the processing container. A vacuum exhaust system provided with a pressure control valve and a vacuum pump configured to set a valve opening degree on the way, a pressure gauge provided in the processing container, and a processing gas supply system for processing in which the partial pressure of the processing gas becomes important. On the basis of the detected value of the pressure gauge while commanding a constant flow to the flow rate control unit of When the valve opening degree of the pressure control valve is controlled, and the process in which the partial pressure of the processing gas is relatively insignificant, the valve opening degree of the pressure control valve is fixed to a predetermined value and based on the detected value of the pressure gauge. The control means which operates so that a flow volume may be controlled by the flow volume control part of the said inert gas supply system is provided.

청구의 범위 제 2 항에 기재된 발명은, 상기 처리 가스 공급계는 복수 계통 설치되어 있고, 소정의 처리를 할 때에는 상기 제어 수단은 상기 유량 제어 밸브의 밸브 개방도를 크게 연 설정으로 한 상태로, 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 각 처리 가스 공급계의 유량 제어부에 대하여 유량비를 대략 일정 상태로 유지하면서 각 유량을 제어하도록 하고 있다. In the invention according to claim 2, a plurality of systems of the processing gas supply system are provided, and when the predetermined processing is performed, the control means sets the valve opening degree of the flow control valve to a large open setting. Based on the detected value of the pressure gauge, each flow rate is controlled while maintaining the flow rate ratio in a substantially constant state with respect to the flow rate control unit of each of the processing gas supply systems.

청구의 범위 제 3 항에 기재된 발명은, 상기 배기관은 제 2 진공 펌프가 설치됨과 동시에, 상기 진공 배기계의 압력 제어 밸브와 상기 제 2 진공 펌프를 우회시키고, 도중에 전환용 개폐 밸브를 설치한 바이패스 배기 경로가 설치되어 있다. In the invention according to claim 3, the exhaust pipe bypasses the pressure control valve and the second vacuum pump of the vacuum exhaust system and is provided with a switching valve on the way. An exhaust path is provided.

청구의 범위 제 4 항에 기재된 발명은, 내부에 기판을 탑재하는 탑재대를 갖는 처리용기와, 상기 처리용기내로 처리 가스를 도입하는 가스 도입 수단과, 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어부가 설치되어 소정의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어부가 설치되어 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계와, 상기 처리용기에 접속되고, 도중에 밸브 개방도를 설정 가능하게 이루어진 압력 제어 밸브와 진공 펌프가 설치된 진공 배기계와, 상기 처리용기에 설치한 압력계를 갖는 처리 장치를 사용하여 기판에 대하여 처리를 하는 방법에 있어서, 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리를 할 때에는 상기 처리 가스 공급계에 흐르는 처리 가스의 유량을 일정하게 유지하면서 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 제어하도록 하고, 처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리를 할 때에는 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 소정의 값으로 고정함과 동시에, 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 불활성 가스 공급계로 흐르는 불활성 가스의 유용을 제어하도록 하고 있다. The invention according to claim 4 is connected to a processing container having a mounting table on which a substrate is mounted therein, a gas introducing unit for introducing a processing gas into the processing container, and a gas introducing unit, and a flow control unit on the way. Is connected to the processing gas supply system for supplying a predetermined processing gas, the gas introduction means, and a flow control part is provided on the way, and is connected to the processing vessel, the inert gas supply system for supplying the inert gas, and the valve In a method of processing a substrate using a processing apparatus having a pressure exhaust valve provided with a pressure control valve, a vacuum pump, and a pressure gauge provided in the processing container, the partial pressure of the processing gas becomes important. When the treatment is performed, the flow rate of the processing gas flowing in the processing gas supply system is kept constant. The valve opening degree of the pressure control valve is controlled on the basis of the detection value of the pressure gauge, and the valve opening degree of the pressure control valve is fixed to a predetermined value when the processing in which the partial pressure of the processing gas is relatively insignificant. The use of the inert gas flowing into the inert gas supply system is controlled based on the detected value of the pressure gauge.

청구의 범위 제 5 항에 기재된 발명은, 상기 처리 가스 공급계는 복수 계통 설치되어 있고, 소정의 처리를 할 때에는 상기 유량 제어 밸브의 밸브 개방도를 크게 열어서 유지한 상태로, 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 각 처리 가스 공급계를 흐르는 처리 가스의 유량비를 대략 일정한 상태로 유지하면서 각 유량을 제어하도록 하고 있다. In the invention according to claim 5, a plurality of systems of the processing gas supply system are provided, and when a predetermined process is performed, the detection value of the pressure gauge is maintained in a state in which the valve opening degree of the flow control valve is largely opened. Based on the above, each flow rate is controlled while maintaining the flow rate ratio of the process gas flowing through the process gas supply systems in a substantially constant state.

청구의 범위 제 6 항에 기재된 발명은, 상기 진공 펌프는 분압이 중요해지는 처리와 분압이 중요해지지 않는 처리에서 그 회전수를 다르게 제어하고 있다. In the invention according to claim 6, the vacuum pump controls the rotation speed differently in a process in which partial pressure is important and a process in which partial pressure is not important.

청구의 범위 제 7 항에 기재된 발명은, 상기 분압이 중요해지는 처리는 성막 처리이며, 상기 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리는 클리닝 처리이도록 하고 있다. In the invention according to claim 7, the treatment in which the partial pressure is important is a film forming process, and the treatment in which the partial pressure is not important is a cleaning process.

청구의 범위 제 8 항에 기재된 발명은, 상기 하나의 진공 배기계에 의해서 상기 복수의 처리의 배기가 실행되도록 하고 있다. The invention according to claim 8 allows exhaust of the plurality of processes by the one vacuum exhaust system.

청구의 범위 제 9 항에 기재된 발명은, 내부에 기판을 탑재하는 탑재대를 갖 는 처리용기와, 상기 처리용기내로 처리 가스를 도입하는 가스 도입 수단과, 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어 장치부가 설치되어 소정의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어부가 설치되어 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계와, 상기 처리용기에 접속되고, 도중에 밸브 개방도가 설정 가능하게 이루어진 압력 제어 밸브와 제 1 진공 펌프가 설치된 진공 배기계와, 상기 처리용기에 설치한 압력계와, 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 소정의 값으로 고정함과 동시에, 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 불활성 가스 공급계의 유량 제어부에 의해서 유량을 제어하는 제 1 제어를 하는 제어 수단을 구비하고 있다. The invention according to claim 9 is connected to a processing container having a mounting table on which a substrate is mounted therein, a gas introduction unit for introducing a processing gas into the processing container, and a gas introduction unit, It is connected to the process gas supply system which is provided with a control apparatus part, supplies a predetermined process gas, the said gas introduction means, the inert gas supply system which supplies a flow control part in the middle, and supplies an inert gas, and the said processing container, While the valve opening degree can be set on the way, the vacuum exhaust system provided with the pressure control valve and the 1st vacuum pump, the pressure gauge provided in the said processing container, and the valve opening degree of the said pressure control valve are fixed to predetermined value, A first control for controlling the flow rate by the flow rate control section of the inert gas supply system based on the detected value of the pressure gauge It is equipped with a fishing means.

청구의 범위 제 10 항에 기재된 발명은, 상기 제어 수단은 상기 처리 가스 공급계의 유량 제어부로 일정한 유량을 흐르게 하는 지령을 내보내면서, 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 압력 제어 밸브의 개방도를 제어하는 제 2 제어를 또한 실행하고, 이 제 2 제어는 처리 가스의 분압이 중요한 처리를 실행할 경우에 사용된다. According to the invention according to claim 10, the control means sends out a command to flow a constant flow rate to the flow rate control part of the processing gas supply system, and adjusts the opening degree of the pressure control valve based on the detected value of the pressure gauge. A second control to control is also executed, which is used when performing a process in which partial pressure of the processing gas is important.

청구의 범위 제 11 항에 기재된 발명은, 상기 제 1 제어는 처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리를 실행하는 경우에 사용된다. The invention described in claim 11 is used in the case where the first control is executed when a process in which the partial pressure of the processing gas is not important is performed.

청구의 범위 제 12 항에 기재된 발명은, 상기 제 1 제어는 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 변화시키더라도 통과 유량을 실질적으로 변화시킬 수 없을 정도의 낮은 압력으로 처리를 하는 경우에 사용된다. The invention described in claim 12 is used when the first control is performed at a pressure such that the flow rate of the pressure control valve cannot be substantially changed even if the valve opening degree of the pressure control valve is changed.

청구의 범위 제 13 항에 기재된 발명은, 내부에 기판을 탑재하는 탑재대를 갖는 처리용기와, 상기 처리 용기내로 처리 가스를 도입하는 가스 도입 수단과, 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어 장치부가 설치되어 소정의 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어부가 설치되어 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계와, 상기 처리용기에 접속되고, 도중에 밸브 개방도를 설정 가능하게 이루어진 압력 제어 밸브와 제 1 진공 펌프가 설치된 진공 배기계와, 상기 처리용기에 설치한 압력계를 구비한 처리 장치를 사용하여 기판에 대하여 처리를 하는 처리 방법에 있어서, 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 소정의 값으로 고정함과 동시에, 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 불활성 가스 공급계의 유량 제어부에 의해서 유량을 제어하는 제 1 제어를 실행한다. The invention according to claim 13 is connected to a processing container having a mounting table on which a substrate is mounted therein, a gas introduction means for introducing a processing gas into the processing container, and a gas introduction means, and flow control The apparatus part is connected to the process gas supply system which supplies a predetermined process gas, the said gas introduction means, the flow control part is installed in the middle, and is connected to the said process container, the inert gas supply system which supplies an inert gas, A processing method for processing a substrate using a processing apparatus including a pressure control valve configured to enable a valve opening degree, a vacuum exhaust system provided with a first vacuum pump, and a pressure gauge provided in the processing container, wherein the pressure is applied. The valve opening degree of the control valve is fixed to a predetermined value, and the fire is based on the detected value of the pressure gauge. The 1st control which controls a flow volume is performed by the flow control part of an active gas supply system.

청구의 범위 제 14 항에 기재된 발명은, 상기 처리 가스 공급계의 유량 제어부로 일정한 유량을 흐르게 하는 지령을 내보내면서, 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 제어하는 제 2 제어를 또한 실행하고, 이 제 2 제어는 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리를 하는 경우에 사용된다. The invention according to claim 14 controls the valve opening degree of the pressure control valve based on a detection value of the pressure gauge while sending a command to flow a constant flow rate to the flow rate control part of the processing gas supply system. The second control is also executed, and this second control is used when performing a process in which the partial pressure of the processing gas becomes important.

청구의 범위 제 15 항에 기재된 발명은, 상기 제 1 제어는 처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리를 하는 경우에 사용된다. The invention described in claim 15 is used in the case where the first control is performed when the partial pressure of the processing gas is relatively insignificant.

청구의 범위 제 16 항에 기재된 발명은, 상기 처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리는 클리닝 처리이도록 되어 있다. In the invention according to claim 16, the treatment in which the partial pressure of the treatment gas is not important is a cleaning treatment.

청구의 범위 제 17 항에 기재된 발명은, 상기 제 1 제어는 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 변화시키더라도 통과 유량을 실질적으로 변화시킬 수 없을 정도의 낮은 압력의 처리를 하는 경우에 사용된다. The invention described in claim 17 is used when the first control is processed at a pressure such that the flow rate of the pressure cannot be changed substantially even if the valve opening degree of the pressure control valve is changed.

청구의 범위 제 18 항에 기재된 발명은, 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 변화시키더라도 통과 유량을 실질적으로 변화시킬 수 없을 정도의 낮은 압력의 처리는 플라즈마 에칭 처리이도록 되어 있다. According to the invention described in Claim 18, even if the valve opening degree of the pressure control valve is changed, the treatment at a pressure so low that the passage flow rate cannot be substantially changed is a plasma etching process.

청구의 범위 제 19 항에 기재된 발명은, 상기 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리는 성막 처리이도록 되어 있다. According to the invention described in claim 19, the treatment in which the partial pressure of the processing gas becomes important is a film forming process.

청구의 범위 제 20 항에 기재된 발명은, 내부에 기판을 탑재하는 탑재대를 갖는 처리용기와, 상기 처리용기내로 처리 가스를 도입하는 가스 도입 수단과, 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어부가 설치되어 소정의 가스를 공급하는 가스 공급계와, 상기 처리용기에 접속되고, 도중에 제 1 진공 펌프와 제 2 진공 펌프와 밸브 개방도가 임의로 설정 가능하게 이루어진 압력 제어 밸브가 설치된 진공 배기계와, 상기 처리용기의 압력을 검출하는 압력계를 구비한 처리 장치에 있어서, 상기 압력 제어 밸브와 상기 제 2 진공 펌프를 우회시켜서 바이패스 배기 경로를 설치함과 동시에, 상기 바이패스 배기 경로에 상기 처리용기내를 대기압으로부터 진공 배기할 때에 진공 배기의 충격을 완화시키는 기능을 갖는 소프트 스타트 밸브 기구를 설치하고, 처리 압력이 비교적 낮은 처리를 할 때에는 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 조정함으로써 상기 처리용기내의 압력을 제어하고, 처리 압력이 비교적 높은 처리를 할 때에는 상기 압력 제어 밸브측으로의 배기를 정지함과 동시에, 상기 소프트 스타트 밸브기구를 낮은 배기 컨덕턴스 상태로 유지하여 상기 바이패스 배기 경로로 배기 가스를 흐르게 하는 제어 수단을 설치하도록 구성되어 있다. The invention according to claim 20 is connected to a processing container having a mounting table on which a substrate is mounted, a gas introduction means for introducing a processing gas into the processing container, and a gas flow control unit on the way. A gas supply system provided with a gas supply system for supplying a predetermined gas, a vacuum exhaust system connected to the processing container, and provided with a pressure control valve configured to arbitrarily set a first vacuum pump, a second vacuum pump, and a valve opening degree; A processing apparatus having a pressure gauge for detecting a pressure in the processing container, wherein a bypass exhaust path is provided by bypassing the pressure control valve and the second vacuum pump, and at the same time, a bypass exhaust path is provided in the processing container. A soft start valve mechanism having a function of alleviating the impact of vacuum exhaust when vacuum is evacuated from atmospheric pressure When the processing pressure is relatively low, the pressure in the processing container is controlled by adjusting the valve opening of the pressure control valve based on the detected value of the pressure gauge, and the pressure control when the processing pressure is relatively high. And a control means for stopping the exhaust to the valve side and maintaining the soft start valve mechanism in a low exhaust conductance state to allow the exhaust gas to flow in the bypass exhaust path.

이와 같이, 진공 배기계에 바이패스 배기 경로를 설치함과 동시에 이 바이패스 배기 경로에 소프트 스타트 밸브 기구를 설치하도록 하고, 예컨대 처리 압력이 비교적 낮은 처리를 실행할 때에는 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 조정하도록 하여 처리용기내의 압력을 제어하고, 처리 압력이 비교적 높은 처리를 실행할 때에는 상기 압력 제어 밸브측으로의 배기를 정지하고, 상기 소프트 스타트 밸브기구를 낮은 배기 컨덕턴스 상태로 유지하여 이 바이패스 배기 경로로 배기 가스를 흐르게 하여 처리용기내의 압력을 설정할 수 있고, 따라서 고가이고 또한 구조가 큰 압력 제어 밸브를 복수 설치할 필요가 없고, 전체적으로 배기계의 구조를 소형으로, 또한 간단화시키는 것이 가능해진다. In this way, the bypass exhaust path is provided in the vacuum exhaust system, and the soft start valve mechanism is provided in the bypass exhaust path. For example, when the processing pressure is relatively low, the valve opening of the pressure control valve is adjusted. To control the pressure in the processing vessel, to stop the exhaust gas to the pressure control valve side when the processing pressure is relatively high, to maintain the soft start valve mechanism in a low exhaust conductance state and to exhaust the exhaust gas in this bypass exhaust path. It is possible to set the pressure in the processing vessel by flowing the gas, so that it is not necessary to provide a plurality of expensive and large pressure control valves, and the structure of the exhaust system can be made small and simple.

청구의 범위 제 21 항에 기재된 발명은, 상기 제어 수단은 처리 압력이 비교적 높은 처리를 실행할 때에는 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 유량 제어부에 의해서 유량을 조정함으로써 상기 처리용기내의 압력을 제어한다. 이것에 의해서, 처리 압력이 비교적 높은 처리를 실행할 때에는 유량 제어부에 의해서 가스 유량을 조정함으로써 처리용기내의 압력을 제어하는 것이 가능해진다. In the invention according to claim 21, the control means controls the pressure in the processing container by adjusting the flow rate by the flow rate control unit based on the detected value of the pressure gauge when performing the processing having a relatively high processing pressure. Thereby, when performing a process with a comparatively high process pressure, it becomes possible to control the pressure in a process container by adjusting a gas flow volume by a flow control part.

청구의 범위 제 22 항에 기재된 발명은, 상기 소프트 스타트 밸브 기구는 상기 바이패스 배기 경로의 바이패스 배기관에 설치된 제 1 바이패스 개폐 밸브와, 해당 제 1 바이패스 개폐 밸브를 우회하도록 설치한 보조 바이패스 배기관과, 해당 보조 바이패스 배기관에 설치된 제 2 바이패스 개폐 밸브와, 해당 보조 바이패스 배기관에 설치된 오리피스 기구를 구비하고 있다. The invention according to claim 22, wherein the soft start valve mechanism is configured to bypass a first bypass on / off valve provided in a bypass exhaust pipe of the bypass exhaust path and a first bypass on / off valve. And a pass exhaust pipe, a second bypass opening and closing valve provided in the auxiliary bypass exhaust pipe, and an orifice mechanism provided in the auxiliary bypass exhaust pipe.

청구의 범위 제 23 항에 기재된 발명은, 상기 제어 수단은 상기 낮은 배기 컨덕턴스 상태를 실현하기 위해서 상기 제 1 바이패스 개폐 밸브를 닫은 상태로 하고, 상기 제 2 바이패스 개폐 밸브를 연 상태로 하도록 되어 있다. According to the invention as claimed in claim 23, in order to realize the low exhaust conductance state, the control means is configured to close the first bypass on-off valve and to open the second bypass on-off valve. have.

청구의 범위 제 24 항에 기재된 발명은, 상기 소프트 스타트 밸브 기구는 소프트 스타트 밸브에 의해서 이루어지도록 되어 있다. In the invention according to claim 24, the soft start valve mechanism is configured by a soft start valve.

청구의 범위 제 25 항에 기재된 발명은, 내부에 기판을 탑재하는 탑재대를 갖는 처리용기와, 상기 처리용기내로 처리 가스를 도입하는 가스 도입 수단과, 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어부가 설치되어 소정의 가스를 공급하는 가스 공급계와, 상기 처리용기에 접속되고, 도중에 제 1 진공 펌프와 제 2 진공 펌프와 밸브 개방도를 임의로 설정 가능하게 이루어진 압력 제어 밸브가 설치된 진공 배기계와, 상기 처리용기의 압력을 검출하는 압력계를 갖는 처리 장치를 사용하여 기판에 대하여 처리를 실행하는 처리 방법에 있어서, 상기 압력 제어 밸브와 상기 제 2 진공 펌프를 우회시켜서 바이패스 배기 경로를 설치함과 동시에, 상기 바이패스 배기 경로에 상기 처리용기내를 대기압으로부터 진공 배기할 때에 진공 배기의 충격을 완화시키는 기능을 갖는 소프트 스타트 밸브 기구를 설치하고, 처리 압력이 비교적 낮은 처리를 실행할 때에는 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 조정함으로써 상기 처리 용기내의 압력을 제어하고, 처리 압력이 비교적 높은 처리를 실행할 때에는 상기 압력 제어 밸브측으로의 배기를 정지함과 동시에, 상기 소프트 스타트 밸브 기구를 낮은 배기 컨덕턴스 상태로 유지하여 상기 바이패스 배기 경로로 배기 가스를 흐르도록 하고 있다.The invention according to claim 25 is connected to a processing container having a mounting table on which a substrate is mounted therein, a gas introducing unit for introducing a processing gas into the processing container, and a gas introducing unit, and a flow control unit on the way. A gas supply system provided with a gas supply system to supply a predetermined gas, a vacuum exhaust system connected to the processing container, and provided with a pressure control valve configured to arbitrarily set a first vacuum pump, a second vacuum pump, and a valve opening degree on the way; A processing method for performing processing on a substrate using a processing apparatus having a pressure gauge for detecting the pressure of the processing container, wherein a bypass exhaust path is provided while bypassing the pressure control valve and the second vacuum pump. To alleviate the impact of vacuum exhaust when evacuating the processing vessel from atmospheric pressure in the bypass exhaust path; And a soft start valve mechanism having a function to control the pressure in the processing container by adjusting the valve opening degree of the pressure control valve on the basis of the detected value of the pressure gauge when performing a process having a relatively low processing pressure. When performing a process with a relatively high pressure, exhaust to the pressure control valve side is stopped, and the soft start valve mechanism is kept in a low exhaust conductance state to allow exhaust gas to flow in the bypass exhaust path.

이하에, 본 발명에 따른 처리 장치 및 처리 방법의 실시예를 첨부 도면에 근거하여 상세히 서술한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the Example of the processing apparatus and processing method which concern on this invention is described in detail based on an accompanying drawing.

<제 1 실시예> <First Embodiment>

도 1은 본 발명에 따른 처리 장치의 제 1의 일실시예를 도시하는 개략 구성도, 도 2는 제 1 처리 방법의 공정을 도시하는 플로우차트, 도 3은 제 2 처리 방법의 공정을 도시하는 플로우차트, 도 4는 프리 클린 처리를 하는 경우의 탑재대를 도시하는 단면도, 도 5는 프리 클린 처리를 할 경우의 제 3 처리 방법의 공정을 도시하는 플로우차트이다. 도 8에서 설명한 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 그 설명을 한다. 또한, 이하에 설명하는 "처리 가스의 분압이 비교적 중요해지는 처리"란 일반적으로는 처리 압력이 낮은 처리(저압 처리)를 가리키고, "처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리"란 일반적으로는 처리 압력이 높은 처리(고압 처리)를 가리키는 것으로 한다. 1 is a schematic block diagram showing a first embodiment of a processing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a process of the first processing method, and FIG. 3 shows a process of the second processing method. 4 is a cross-sectional view showing the mounting table in the case of pre-clean processing, and FIG. 5 is a flowchart showing the process of the third processing method in the case of pre-clean processing. The same components as those described in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be described. In addition, the "process which the partial pressure of a process gas becomes comparatively important" demonstrated below generally refers to the process with low process pressure (low pressure process), and the "process which the partial pressure of a process gas does not become comparatively important" generally processes It is assumed that the pressure is high (high pressure processing).

도시하는 바와 같이, 이 처리 장치(52)는 진공 배기 가능하게 이루어진 예컨대 알루미늄제의 통형상의 처리용기(4)를 갖고 있고, 이 내부에는 예컨대 가열 히터 등의 가열 수단(6)을 구비한 탑재대(8)가 설치되고, 이 탑재대(8)상에 반도체 웨이퍼(W)를 탑재시켜서 고정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이 처리용기(4)의 천장부에는 이 처리용기(4)내로 각종 처리 가스를 도입하는 가스 도입 수단으로서 예컨대 샤워 헤드부(10)가 설치되어 있고, 이 샤워 헤드부(10)의 하면에 설치한 다수의 가스 분사 구멍(10A)으로부터 아래쪽을 향해서 가스를 분사하도록 되어 있다. As shown in the drawing, this processing apparatus 52 has a tubular processing container 4 made of, for example, aluminum, which is capable of vacuum evacuation, and is provided with heating means 6 such as a heating heater therein. The base 8 is provided, and the semiconductor wafer W can be mounted and fixed on the mounting table 8. In addition, a shower head portion 10 is provided on the ceiling of the processing container 4 as gas introduction means for introducing various processing gases into the processing container 4, and on the lower surface of the shower head portion 10. The gas is injected downward from the plurality of gas injection holes 10A provided.

그리고, 이 샤워 헤드부(10)에는 Ar, He, N2 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계(12)와, 복수 계통의, 즉 도시예에서는 3계통의 처리 가스 공급계(14, 16, 18)가 각각 접속되어 있다. 예컨대 제 1 처리 가스 공급계(14)에서는 성막시의 처리 가스로서 WF6 가스가 공급되고, 제 2 처리 가스 공급계(16)에서는 성막시의 처리 가스로서 H2 가스가 공급되고, 제 3 처리 가스 공급계(18)에서는 클리닝 처리시의 처리 가스(클리닝 가스)로서 ClF3 가스가 공급된다. 또한, 여기서는 텅스텐막의 성막시에 WF6 가스와 H2 가스가 동시에 공급되고, 또한 이 성막시에 불활성 가스도 필요에 따라서 공급된다. The shower head 10 is provided with an inert gas supply system 12 for supplying inert gas such as Ar, He, N 2, etc., and a process gas supply system 14 having a plurality of systems, that is, three systems in the illustrated example. 16 and 18 are connected, respectively. For example, in the first processing gas supply system 14, WF 6 gas is supplied as a processing gas during film formation, and in the second processing gas supply system 16, H 2 gas is supplied as a processing gas at film formation, and a third process is performed. In the gas supply system 18, ClF 3 gas is supplied as a processing gas (cleaning gas) during the cleaning process. Here, WF 6 gas and H 2 gas are simultaneously supplied at the time of film formation of the tungsten film, and inert gas is also supplied as necessary at the time of film formation.

또한, 불활성 가스 공급계(12)의 도중 및 제 1 내지 제 3 각 처리 가스 공급계(14 내지 18)의 도중에는 흐르는 가스 유량을 제어하기 위해서 예컨대 매스 플로우 콘트롤러 등으로 이루어지는 유량 제어부(12A, 14A, 16A, 18A)가 각각 설치되어 있다. 또한, 각 유량 제어부(12A 내지 18A)의 상류측 및 하류측에는 개폐 밸브(22, 24, 26, 28)가 각각 설치되어 있고, 필요에 따라서 이들을 개폐할 수 있도록 되어 있다. Further, in order to control the flow rate of the gas flowing in the middle of the inert gas supply system 12 and in the first to third processing gas supply systems 14 to 18, for example, the flow rate control units 12A, 14A, 16A and 18A) are provided respectively. On the upstream side and downstream side of each of the flow control sections 12A to 18A, on / off valves 22, 24, 26, and 28 are provided, respectively, and these can be opened and closed as necessary.

한편, 상기 처리용기(4)의 바닥부에는 배기구(30)가 설치되어 있고, 이 배기구(30)에는 진공 배기계(32)가 접속되어 있다. 이 진공 배기계(32)는 내경이 크게 이루어져 배기 컨덕턴스가 크게 이루어진 배기관(34)을 갖고 있다. 이 배기관(34)의 내경은, 예컨대 100 내지 150 mm 정도이다. 이 배기관(34)에는 그 상류측으로 부터 하류측을 향해서 스로틀 밸브와 같이 밸브 개방도가 조정 가능하게 이루어진 압력 제어 밸브(36)와, 예컨대 드라이 펌프로 이루어지는 제 1 진공 펌프(38)가 차례대로 설치되어 있다. 그리고, 상기 압력 제어 밸브(36)의 직전과 직후에는 개폐 밸브(40)가 각각 설치되어 있다. 여기서, 이 진공 배기계(32)는 처리 가스의 분압을 높은 정밀도로 제어해야 하는 처리, 즉 여기서는 텅스텐막의 성막 처리시에 필요해지는 최적의 배기 컨덕턴스를 실현할 수 있도록 배관의 내경이나, 압력 제어 밸브(36) 및 진공 펌프(38)의 능력이 설정되어 있다. 또한, 이 실시예에서는 종래 장치에서 사용한 바이패스 배기관(42) 및 제 2 압력 제어 밸브(44)는 설치하고 있지 않다(도 8 참조). On the other hand, an exhaust port 30 is provided at the bottom of the processing container 4, and a vacuum exhaust system 32 is connected to the exhaust port 30. This vacuum exhaust system 32 has an exhaust pipe 34 having a large internal diameter and a large exhaust conductance. The inner diameter of this exhaust pipe 34 is about 100-150 mm, for example. The exhaust pipe 34 is provided with a pressure control valve 36 in which a valve opening degree can be adjusted, such as a throttle valve, from the upstream side to the downstream side, and a first vacuum pump 38 made of, for example, a dry pump. It is. The on-off valves 40 are provided immediately before and after the pressure control valves 36, respectively. Here, the vacuum exhaust system 32 is an internal diameter of the pipe or a pressure control valve 36 so as to realize the optimum exhaust conductance required for the process of controlling the partial pressure of the processing gas with high precision, that is, here, the film formation process of the tungsten film. And the capacity of the vacuum pump 38 are set. In this embodiment, the bypass exhaust pipe 42 and the second pressure control valve 44 used in the conventional apparatus are not provided (see Fig. 8).

그리고, 상기 처리용기(4)에는 이 내부의 압력을 검출하기 위한 압력계(48)가 설치되고, 이 압력계(48)의 검출값에 근거하여, 예컨대 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어지는 제어 수단(54)이 상기 각 유량 제어부(12A 내지 18A), 압력 제어 밸브(36), 진공 펌프(38) 및 각 개폐 밸브(22 내지 28, 40)의 개폐 동작을 제어하도록 되어 있다. 또한, 이 제어 수단(54)은 이 처리 장치(52)의 전체의 동작도 제어하고, 이것에 사전에 내장된 복수의 처리용 프로그램(레시피)에 근거하여 제어 동작이 실행된다. The processing container 4 is provided with a pressure gauge 48 for detecting the pressure therein, and based on the detected value of the pressure gauge 48, a control means 54 made of, for example, a microcomputer or the like is used. Opening and closing operations of the respective flow control sections 12A to 18A, the pressure control valve 36, the vacuum pump 38, and the opening / closing valves 22 to 28 and 40 are controlled. In addition, the control means 54 also controls the operation of the entirety of the processing apparatus 52, and a control operation is executed based on a plurality of processing programs (recipes) preloaded therein.

후술하는 바와 같이, 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리, 예컨대 처리 압력이 낮은 저압 처리로서 텅스텐막의 성막 처리 등을 실행할 때에는 WF6 가스와 H2 가스만을 각각 소정의 값으로 유량 제어하면서 흐르게 하고(필요에 따라서 불활성 가스를 흐르게 해도 좋음), 이것과 동시에 압력 제어 밸브(36)의 밸브 개방도를 조정함으로써 처리용기(4)내의 압력을 일정하게 유지한다. 이 압력 제어 밸브(36)는 압력 제어 밸브(36)의 동작 특성에 있어서 가장 높은 정밀도로 동작하는 범위내에 있는 압력 제어 밸브가 선택된다. As will be described later, when a partial pressure of the processing gas becomes important, for example, a tungsten film forming process such as a low pressure treatment having a low processing pressure, only the WF 6 gas and the H 2 gas are respectively flowed while controlling the flow rate to a predetermined value (necessary Inert gas may be flown), and at the same time, the pressure in the processing container 4 is kept constant by adjusting the valve opening degree of the pressure control valve 36. This pressure control valve 36 selects a pressure control valve within the range which operates with the highest precision in the operating characteristic of the pressure control valve 36.

이것에 대하여, 처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리, 예컨대 처리 압력이 높은 고압 처리로서 예컨대 클리닝 처리 등을 할 때에는, ClF3을 소정의 값으로 유량 제어하면서 흐르게 하는 동시에 불활성 가스도 흐르게 하고, 이것과 동시에 압력 제어 밸브(36)의 밸브 개방도를 소정의 밸브 개방도로 유지한 상태로 불활성 가스의 유량을 조정함으로써 처리용기(4)내의 압력을 대략 일정하게 유지한다. 또한, 처리 압력이 높은 고압 처리로서는 예컨대 산화 처리나 확산 처리 등도 포함된다. On the other hand, when a partial pressure of the processing gas is not relatively important, for example, a high pressure treatment having a high processing pressure, for example, a cleaning treatment, the ClF 3 flows while controlling the flow rate to a predetermined value, and the inert gas also flows. At the same time, the pressure in the processing vessel 4 is kept substantially constant by adjusting the flow rate of the inert gas while maintaining the valve opening degree of the pressure control valve 36 at the predetermined valve opening degree. In addition, the high pressure treatment with high processing pressure includes, for example, an oxidation treatment and a diffusion treatment.

다음에, 이상과 같이 구성된 처리 장치를 사용하여 실행되는 처리 방법에 대해서 설명한다. Next, the processing method performed using the processing apparatus comprised as mentioned above is demonstrated.

이 처리 장치(52)에서는 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리, 예컨대 텅스텐막의 성막 처리나 처리 가스의 분압이 배교적 중요해지지 않는 처리, 예컨대 클리닝 처리 등이 종종 실행되는데, 각각의 경우에 대해서 설명한다. 또한, 여기서 "처리"란 처리용기(4)내에 반도체 웨이퍼(W)가 존재하는 경우뿐만 아니라, 존재하지 않는 경우에 실행되는 클리닝 처리와 같은 처리도 포함되는 것으로 한다. In this processing apparatus 52, a process in which the partial pressure of the processing gas becomes important, for example, a film forming process of a tungsten film or a process in which the partial pressure of the processing gas does not become cross-important, for example, a cleaning process or the like is often performed. Each case will be described. . In addition, the term "processing" herein includes not only the case where the semiconductor wafer W exists in the processing container 4 but also the same processing as the cleaning process performed when the semiconductor wafer W does not exist.

<처리 가스의 분압이 중요해지는 처리 : 텅스텐막의 성막 처리><Treatment in which partial pressure of process gas becomes important: film formation process of tungsten film>

우선, 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리의 경우에 대해서 설명한다. First, the case of the process in which the partial pressure of the processing gas becomes important will be described.

여기서, 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리란, 예컨대 WF6 가스와 H2 가스를 사용하여 텅스텐 막을 퇴적하는 것 같은 성막 처리이고, 전기적 특성이 양호한 텅스텐막을 적정한 성막 레이트로, 또한 웨이퍼 면내에서의 막두께의 면내 균일성을 높게 유지한 상태로 퇴적시키기 위해서는 상기 양 가스의 각 유량, 유량비, 처리 압력, 처리 온도 등을 높은 정밀도로 유지시켜야 한다. 이와 같은 처리는 예컨대 도 2에 도시하는 플로우차트와 같이 하여 실행한다. Here, the treatment in which the partial pressure of the processing gas is important is a film forming process in which a tungsten film is deposited using, for example, WF 6 gas and H 2 gas, and a film having a good electrical property at a suitable film forming rate and in the wafer surface is formed. In order to deposit in the state which maintained the in-plane uniformity of thickness high, each flow volume, flow volume ratio, processing pressure, processing temperature, etc. of the said both gases must be maintained with high precision. Such a process is performed in the same manner as the flowchart shown in FIG. 2, for example.

우선, 처리용기(4)의 탑재대(8)상에 미처리된 반도체 웨이퍼(W)를 탑재했으면, 진공 배기계(32)의 진공 펌프(38)를 구동하여 이 처리용기(4)내를 진공 배기하고, 그리고 진공 펌프(38)를 성막 처리용으로 소정의 회전수로 유지한다(S1). 또한, 이 회전수는 클리닝 처리시와는 다른 경우가 있다. 이것과 동시에 웨이퍼(W)를 가열하여 이것을 소정 온도로 설정한다(S2). 그리고, 성막 처리를 개시하도록 WF6 가스 및 H2 가스를 각각 소정의 유량으로 설정하여 흐르게 하고, 텅스텐막을 퇴적시킨다(S3). 그리고, 이 성막 처리중에는 압력계(48)에 의해서 처리용기(4)내의 압력이 상시 검출되고 있고(S4), 이 압력 검출값은 제어 수단(54)에서 사전에 설정된 설정값과 비교되고, 검출값이 설정값과 동일해지도록 배기관(34)에 설치된 압력 제어 밸브(36)의 개방도가 적절하게 조정된다(S5의 NO, S6). 상기 성막 처리는 소 정 시간 실행되고(S5의 YES, S7의 NO), 이 성막 처리를 소정 시간 실행했으면(S7의 YES), 처리를 종료하게 된다. 상기 성막 처리 시간은 상기 압력 제어 밸브(36)의 조정 시간(수 sec 정도)보다도 훨씬 길고, 성막 처리시의 막두께로의 영향이 거의 발생하지 않는다. First, when the unprocessed semiconductor wafer W is mounted on the mounting table 8 of the processing vessel 4, the vacuum pump 38 of the vacuum exhaust system 32 is driven to evacuate the interior of the processing vessel 4. And the vacuum pump 38 is maintained at predetermined rotation speed for film-forming process (S1). In addition, this rotation speed may be different from the cleaning process. At the same time, the wafer W is heated to set it to a predetermined temperature (S2). Then, the WF 6 gas and the H 2 gas are set to flow at predetermined flow rates to start the film forming process, and the tungsten film is deposited (S3). During the film forming process, the pressure in the processing vessel 4 is always detected by the pressure gauge 48 (S4), and this pressure detection value is compared with a preset value set by the control means 54, and the detected value. The opening degree of the pressure control valve 36 provided in the exhaust pipe 34 is adjusted appropriately so as to be equal to this set value (NO in S5, S6). The film forming process is executed for a predetermined time (YES in S5, NO of S7), and if the film forming process is executed for a predetermined time (YES in S7), the process ends. The film forming processing time is much longer than the adjustment time (about a few sec) of the pressure control valve 36, and hardly an influence on the film thickness during film forming processing occurs.

<처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리 : 클리닝 처리><Treatment in which partial pressure of process gas is not relatively important: cleaning process>

다음에, 처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리의 경우에 대해서 설명한다. Next, the case of the process in which the partial pressure of the process gas is not relatively important will be described.

여기에서 처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리란, 예컨대 클리닝 가스를 사용하여 처리용기내의 여분의 부착막 등을 제거하는 것 같은 클리닝 처리이고, 소정의 에칭 레이트를 보증하기 위해서는 클리닝 가스의 유량 및 처리 압력을 각각 사전에 설정된 설정값으로 유지할 필요가 있다. 또한, 이 때의 처리 압력은 앞의 성막 처리시의 처리 압력보다도 훨씬 높은 설정값이 된다. 이와 같은 처리는 예컨대 도 3에 도시하는 플로우차트와 같이 하여 실행한다. Herein, a treatment in which the partial pressure of the processing gas is not important is a cleaning process such as removing excess adhered film in the processing container using, for example, a cleaning gas. In order to guarantee a predetermined etching rate, the flow rate of the cleaning gas and It is necessary to maintain the processing pressure at preset values set for each. In addition, the processing pressure at this time becomes a set value much higher than the processing pressure at the time of the previous film forming process. Such a process is performed in the same manner as the flowchart shown in FIG. 3, for example.

우선, 처리용기(4)내로부터 웨이퍼(W)를 취출하여 처리용기(4)내를 밀폐상태로 하고, 진공 펌프(38)를 사전에 설정된 클리닝용 소정의 회전수로 설정하고, 유지한다(S11). 다음에, 예컨대 Ar 가스 등의 불활성 가스를 흐르게 하고, 또한 이것과 동시에 처리 가스로서 클리닝 가스, 예컨대 ClF3 가스를 소정의 유량으로 설정 한 상태로 흐르게 하고, 클리닝 처리를 개시한다(S12). 이것과 동시에, 압력 제어 밸브(36)를 미리 설정된 소정의 밸브 개방도로 설정하고, 이 상태를 계속적으로 유지한다(S13). 이 밸브 개방도는 클리닝 처리시의 진공 배기계(32)의 배기 컨덕턴스가 최적이 되도록 사전에 실험적으로 구해져 있다. First, the wafer W is taken out from the processing container 4, the inside of the processing container 4 is sealed, and the vacuum pump 38 is set and maintained at a predetermined rotational speed for cleaning (preset). S11). Next, an inert gas such as Ar gas, for example, is allowed to flow, and at the same time, a cleaning gas, for example, ClF 3 gas, is set at a predetermined flow rate as the processing gas, and the cleaning process is started (S12). At the same time, the pressure control valve 36 is set to a predetermined valve opening degree set in advance, and this state is continuously maintained (S13). This valve opening degree is experimentally determined in advance so that the exhaust conductance of the vacuum exhaust system 32 during the cleaning process is optimized.

그리고, 이 클리닝 처리중에는 압력계(48)에 의해서 처리용기(4)내의 압력이 항상 검출되고 있고(S14), 이 압력 검출값은 제어수단(54)에서 사전에 설정된 설정값과 비교되고, 검출값이 설정값과 같아지도록 불활성 가스 공급계(12)에 설치된 유량 제어부(12A)가 적절하게 조정된다(S15의 NO, S16). 또한, 이 동안에는 ClF3 가스의 유량은 항상 일정값을 유지하게 된다. 상기 클리닝 처리는 소정 시간 실행되고(S15의 YES, S17의 NO), 이 클리닝 처리를 소정 시간 실행했으면(S17의 YES) 처리를 종료하게 된다. During the cleaning process, the pressure in the processing vessel 4 is always detected by the pressure gauge 48 (S14), and this pressure detection value is compared with a preset value set by the control means 54, and the detected value. The flow rate control part 12A provided in the inert gas supply system 12 is appropriately adjusted so as to be equal to this set value (NO in S15, S16). In addition, during this time, the flow rate of the ClF 3 gas is always kept constant. The cleaning process is executed for a predetermined time (YES in S15, NO in S17), and if this cleaning process is executed for a predetermined time (YES in S17), the process ends.

이상과 같이, 텅스텐막의 성막 처리나 처리용기(4)내의 불필요한 부착물을 제거하는 클리닝 처리와 같이, 처리 압력의 범위가 크게 다른 복수 종류의 처리를 실행하는 경우에도 바이패스관이나 복수의 압력 제어 밸브를 사용하지 않고, 각각의 처리의 압력 제어를 적정하게 실행할 수 있다. As described above, even when a plurality of types of treatments having a large range of processing pressures are executed, such as a film forming process of a tungsten film or a cleaning process of removing unnecessary deposits in the processing container 4, a bypass pipe or a plurality of pressure control valves are executed. The pressure control of each process can be performed suitably, without using.

또한, 사용하는 부품수도 적어지므로, 그만큼 유지 보수도 신속하게 실행할 수 있으므로, 유지 보수성을 향상시킬 수 있다. In addition, since the number of parts to be used is also reduced, maintenance can be performed quickly by that amount, thereby improving the maintainability.

또한, 이 경우 일반적으로 압력 제어 밸브(36)의 응답 동작보다도 유량 제어부(12A)의 응답 동작이 훨씬 빠르므로, 유량 제어부(12A)에 의한 압력 제어가 더 빨리 처리 압력에 도달시킬 수 있고, 따라서 모든 처리에서 압력 제어 밸브로 압력을 제어하고 있던 종래 장치와는 달리, 일부의 처리에서 응답 동작이 빠른 유량 제어부를 사용하여 압력 제어한 만큼, 처리 시간이 줄어들어 스루풋을 향상시키는 것이 가능해진다. In this case, in general, the response operation of the flow control section 12A is much faster than the response operation of the pressure control valve 36, so that the pressure control by the flow control section 12A can reach the processing pressure more quickly. Unlike the conventional apparatus which controlled the pressure by the pressure control valve in all the processes, the processing time can be shortened and the throughput can be improved by controlling the pressure by using the flow rate control section in which the response operation is quick in some processes.

다음에, 이상에 설명한 각 처리와는 달리, 복수 종류의 처리 가스를 사용하는 경우에 있어서, 어떤 소정의 분압의 범위내라면, 처리 결과의 품질을 떨어뜨리지 않고 해당 처리를 실행할 수 있는 것 같은 경우, 이러한 처리를 할 때에는 압력 제어 밸브(36)의 밸브 개방도를 크게, 예컨대 100%로 설정한 상태로 해두고, 그리고 상기 각 처리 가스의 유량비를 일정 상태로 유지하면서 각 처리 가스의 유량을 조정하여, 처리용기(4)내의 압력을 제어하도록 하고, 유량 조정만으로 소정의 처리를 실행하도록 해도 좋다. Next, unlike each of the processes described above, in the case of using a plurality of types of processing gases, if it is within a predetermined predetermined partial pressure range, the processing may be performed without degrading the quality of the processing result. In this process, the valve opening degree of the pressure control valve 36 is set to be large, for example, 100%, and the flow rate of each processing gas is adjusted while maintaining the flow rate ratio of each processing gas in a constant state. Thus, the pressure in the processing container 4 may be controlled, and predetermined processing may be performed only by adjusting the flow rate.

이러한 처리의 구체예로는 정전 척을 갖는 탑재대를 사용한 처리 장치로서, 예컨대 PVD(Physical Vapar Deposition) 처리, 플라즈마 장치에 의한 프리 클린 처리, 드라이 에칭 처리 등을 들 수 있다. As a specific example of such a process, as a processing apparatus using the mounting table which has an electrostatic chuck, PVD (Physical Vapar Deposition) process, the preclean process by a plasma apparatus, dry etching process, etc. are mentioned, for example.

도 4는, 일실시예의 이 프리 클린 처리를 하는 경우의 탑재대의 단면을 도시하는 도면이다. 4 is a diagram showing a cross section of the mounting table in the case of performing this pre-clean processing of one embodiment.

이 탑재대(101)는 탑재대 본체(103)상에 정전척(107)을 갖고, 이 정전척(107)에는 직류 전극(102)이 매립되어 있다. 그리고, 이 직류 전극(102)으로 흐르는 전류를 ON/OFF함으로써 웨이퍼를 흡착, 이탈하도록 되어 있다. 이 정전척(107)은 유전절연부재로 구성되고, 이 정전척(107)상에 웨이퍼(W)가 탑재되어 있 다. 한편, 탑재대 본체(103)에는 전극을 냉각하기 위한 열교환 매체 통로(109)가 형성되어 있고 매체 공급로(106), 매체 회수로(108)를 통하여, 냉각용 유체, 예컨대 물이나 불소계의 유체(가르덴 등)가 공급 순환되고 있다. 그리고, 이 냉각용 유체가 탑재대(103)를 냉각하여, 웨이퍼(W)가 냉각된다. 또한, 정전척(107)내에는, 예컨대 He 등의 고열 전달율을 갖는 백사이드 가스를 웨이퍼(W)와 탑재대(101) 사이로 공급하는 가스 도입로(117)가 설치되어 있다. 이 백사이드 가스는 가스 공급로(105)를 통하여 공급되고, 웨이퍼(W)와 유전절연부재와의 사이를 흐름으로써 플라즈마 처리된 웨이퍼(W)로부터 전극으로의 열의 이동을 용이하게 하고, 냉각 효과를 촉진하여 에칭효율을 향상시킨다. 그리고, 이 백사이드 가스는 백사이드 가스 도입로(117)로부터 토출되어 웨이퍼(W)와 유전절연부재와의 사이를 지나고, 웨이퍼(W)의 외주로부터 화살표 R로 도시하는 바와 같이 처리용기내로 누출한다. The mounting table 101 has an electrostatic chuck 107 on the mounting table main body 103, and a DC electrode 102 is embedded in the electrostatic chuck 107. Then, the wafer is adsorbed and detached by turning on / off the current flowing through the direct current electrode 102. The electrostatic chuck 107 is composed of a dielectric insulating member, on which the wafer W is mounted. On the other hand, the mounting body main body 103 is provided with a heat exchange medium passage 109 for cooling the electrode, and through the medium supply passage 106 and the medium recovery passage 108, a cooling fluid, for example, a water or fluorine-based fluid. (Garden, etc.) is being circulated. Then, the cooling fluid cools the mounting table 103, and the wafer W is cooled. Further, in the electrostatic chuck 107, a gas introduction passage 117 is provided for supplying a backside gas having a high heat transfer rate such as He between the wafer W and the mounting table 101. The backside gas is supplied through the gas supply passage 105, and flows between the wafer W and the dielectric insulating member to facilitate the movement of heat from the plasma-treated wafer W to the electrodes, thereby providing a cooling effect. It promotes and improves etching efficiency. The backside gas is discharged from the backside gas introduction path 117 and passes between the wafer W and the dielectric insulating member, and leaks into the processing container from the outer circumference of the wafer W as shown by arrow R. FIG.

이러한 탑재대(101)를 사용하여 처리를 하는 경우, 플라즈마 처리마다 제어해야 할 웨이퍼 온도가 변동하기 때문에, 이에 따라 백사이드 가스의 공급량이 미소하게 변동하거나, 또는 이에 따라서 백사이드 가스의 공급량을 조정해야 한다. 따라서, 챔버내의 압력도 웨이퍼 처리마다 변동하지만, 이 챔버내 압력의 변동은 미소하기 때문에, 압력 제어 밸브(36)에 따라서는 조정할 수 없다. In the case of performing the treatment using the mounting table 101, since the wafer temperature to be controlled varies for each plasma treatment, the supply amount of the backside gas fluctuates slightly, or the supply amount of the backside gas must be adjusted accordingly. . Therefore, the pressure in the chamber also varies with each wafer process, but since the fluctuation in the pressure in the chamber is minute, it cannot be adjusted depending on the pressure control valve 36.

이러한 챔버내의 압력 변동을 불활성 가스의 공급을 미세 조정함으로써 방지하기 위해서, 도 5에 도시하는 플로우에 의해서 프리 클린 처리가 실행된다. In order to prevent such pressure fluctuations in the chamber by finely adjusting the supply of the inert gas, the pre-clean process is performed by the flow shown in FIG. 5.

우선, 진공 배기계(32)의 진공 펌프(38)를 구동하여 이 처리용기(4)내를 진공 배기하고, 그리고 진공 펌프(38)를 소정의 회전수로 유지하고(S21), 이어서 웨 이퍼(W)를 쳐킹한다(S22). 다음에, 웨이퍼(W)와 탑재대(101)와의 사이에 Ar로 이루어지는 백사이드 가스를 흐르게 한다(S23). 이어서, 챔버내에 불활성 가스를 흐르게 하고, 처리 가스를 소정의 유량으로 설정한다(S24). 또한, 이와 동시에, 압력 제어 밸브(36)를 소정의 밸브 개방도로 설정한다(S25). 그리고, 압력계(48)에 의해서 챔버내의 압력을 측정 검출한다(S26). 이 검출값은 제어 수단(54)에서 사전에 설정된 설정값과 비교된다(S27). 그리고, 검출값이 설정값과 다른 경우, 제어 수단(54)은 검출값이 설정값과 같아지도록 불활성 가스 공급계(12)에 설치된 유량 제어부(12A)를 적절하게 조정한다(S28). 또한, 검출값이 설정값과 동일해지면, 제어 수단(54)은 플라즈마의 착화를 한다(S29). 그리고, 소정의 처리 시간이 경과했는지 여부를 판단하고(S30), 처리 시간이 경과하면 처리를 종료하게 된다. First, the vacuum pump 38 of the vacuum exhaust system 32 is driven to evacuate the inside of the processing vessel 4, and the vacuum pump 38 is maintained at a predetermined rotation speed (S21), and then the wafer ( W) is chucked (S22). Next, a backside gas made of Ar flows between the wafer W and the mounting table 101 (S23). Next, an inert gas is made to flow in a chamber, and a process gas is set to predetermined | prescribed flow volume (S24). At the same time, the pressure control valve 36 is set to a predetermined valve opening degree (S25). Then, the pressure in the chamber is measured and detected by the pressure gauge 48 (S26). This detected value is compared with the preset value set by the control means 54 (S27). Then, when the detected value is different from the set value, the control means 54 appropriately adjusts the flow rate control part 12A provided in the inert gas supply system 12 so that the detected value is equal to the set value (S28). When the detected value is equal to the set value, the control means 54 performs ignition of the plasma (S29). Then, it is determined whether or not the predetermined processing time has elapsed (S30), and when the processing time has elapsed, the processing ends.

이와 같이, 이 제어에 있어서는 백사이드 가스의 누출에 의해서 발생하는 챔버내의 미소한 압력 변동을, 불활성 가스의 공급량을 높은 정밀도로 조정함으로써 방지할 수 있다. 이 경우에는 압력 제어 밸브(36)의 밸브 개방도를 조정하지 않고, 응답속도가 빠른 유량 제어부만의 제어 동작으로 처리 압력을 제어할 수 있기 때문에, 그 만큼 제어성을 향상시켜 스루풋을 높일 수 있다. As described above, in this control, minute pressure fluctuations in the chamber caused by leakage of the backside gas can be prevented by adjusting the supply amount of the inert gas with high precision. In this case, since the process pressure can be controlled by the control operation only of the flow rate control part with a quick response speed, without adjusting the valve opening degree of the pressure control valve 36, controllability can be improved and throughput can be raised by that much. .

<제 2 실시예>Second Embodiment

상기 실시예에 있어서는 도 1에 도시한 바와 같은 일체의 배기관(34)을 설치하고, 이것에 하나의 진공 펌프(38)를 설치한 경우를 예로 들어서 설명했지만, 1대의 진공 펌프(38)만으로는 배기 능력이 부족한 경우에는, 도 6에 도시하는 제 2 실 시예와 같이 구성해도 좋다. 즉, 이 경우에는 상기 압력 제어 밸브(36)에 직렬로, 예컨대 터보 분자 펌프로 이루어지는 제 2 진공 펌프(60)를 설치하고, 그리고 이 압력 제어 밸브(36)와 상기 제 2 진공 펌프(60)를 우회시키도록 바이패스 배기 경로(62)를 배기관(34)에 접속한다. 그리고, 이 바이패스 배기 경로(62)의 도중에 전환용 개폐 밸브(64)를 설치한다. 또한, 이 바이패스 배기 경로(62)의 내경은 25 내지 40 mm 정도이다. In the above embodiment, a case in which an integrated exhaust pipe 34 as shown in FIG. 1 is provided and one vacuum pump 38 is provided is described as an example. However, only one vacuum pump 38 is used for exhausting. When the capability is insufficient, the configuration may be performed as in the second embodiment shown in FIG. 6. That is, in this case, the pressure control valve 36 is provided in series with, for example, a second vacuum pump 60 made of a turbo molecular pump, and the pressure control valve 36 and the second vacuum pump 60 are provided. The bypass exhaust path 62 is connected to the exhaust pipe 34 so as to bypass. And the switching switching valve 64 is provided in the middle of this bypass exhaust path 62. In addition, the inner diameter of this bypass exhaust path 62 is about 25-40 mm.

이 실시예에서는 처리용기(4)내를 진공 배기하는 경우, 우선 배기관(34)의 개폐 밸브(40)를 닫고, 이것에 대신해서 바이패스 배기관(62)의 전환용 개폐 밸브(64)를 연 상태로 하여 바이패스 배기관(62)을 연통시키고, 진공 펌프(38)를 회전 구동함으로써 처리용기(4)내를 대충 배기한다. 어느 정도 대충 배기한 후에, 처리용기(4)내의 압력이 소정의 진공도까지 저하했으면, 배기관(34)의 개폐 밸브(40)를 연 상태로 하여 제 2 진공 펌프(60)도 회전 구동시킨다. 그리고, 바이패스 배기관(62)의 전환용 개폐 밸브(64)를 닫은 상태로 한다. 이것에 의해서, 앞의 진공 펌프(38)와 제 2 진공 펌프(60)의 2대의 진공 펌프로 진공 배기를 계속한다. 또한, 처리 압력이 비교적 높은 처리를 하는 경우, 예컨대 클리닝 처리를 하는 경우에는 배기관(34)의 개폐 밸브(40)를 닫고 바이패스 배기관(62)만을 사용하여 진공 배기하면서 클리닝 처리를 해도 좋다. 이 실시예에서도 처리 압력의 범위가 크게 다른 복수의 처리를 하는 경우에는 먼저 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 것과 마찬가지로 실행하면 된다. In this embodiment, when evacuating the inside of the processing container 4, first, the opening and closing valve 40 of the exhaust pipe 34 is closed, and instead, the switching opening and closing valve 64 of the bypass exhaust pipe 62 is opened. The bypass exhaust pipe 62 is communicated in the state, and the vacuum pump 38 is rotated to roughly exhaust the inside of the processing container 4. After roughly exhausting to some extent, when the pressure in the processing container 4 has dropped to a predetermined vacuum degree, the second vacuum pump 60 is also driven to rotate with the open / close valve 40 of the exhaust pipe 34 open. Then, the switching on / off valve 64 of the bypass exhaust pipe 62 is closed. Thereby, vacuum evacuation is continued by the two vacuum pumps of the previous vacuum pump 38 and the 2nd vacuum pump 60. As shown in FIG. In addition, when performing a process with a comparatively high process pressure, for example, when performing a cleaning process, you may close and close the open / close valve 40 of the exhaust pipe 34, and you may perform a cleaning process only by using the bypass exhaust pipe 62 and evacuating. Also in this embodiment, when a plurality of processes having a large range of processing pressures are performed, the same procedure as described above with reference to FIGS. 1 to 5 may be performed.

*<제 3 실시예><Third embodiment>

다음에 본 발명의 제 3의 일실시예에 대해서 설명한다. Next, a third embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 처리 장치의 제 3 실시예를 도시하는 개략 구성도이다. 도 1, 6 및 도 8에서 설명한 부분과 동일 구성 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다. 또한, 여기서 설명하는 처리 압력이 비교적 낮은 처리란 앞에서 설명한 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리를 의미하고, 처리 압력이 비교적 높은 처리란 처리 가스의 분압이 중요해지지 않는 처리를 의미한다. 7 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the processing apparatus of the present invention. The same components as those described in FIGS. 1, 6, and 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In addition, the process with low process pressure demonstrated here means the process in which the partial pressure of the process gas mentioned above becomes important, and the process with relatively high process pressure means the process in which the partial pressure of process gas does not become important.

도 7에 도시하는 바와 같이, 여기서는 주 배기관(34)에는 그 상류측으로부터 하류측을 향해서, 압력 제어 밸브(36), 예컨대 터보 분자 펌프로 이루어지는 제 2 진공 펌프(60) 및 예컨대 드라이 펌프로 이루어지는 제 1 진공 펌프(38)가 순서대로 설치되고, 그리고 압력 제어 밸브(36)의 바로 상류측 및 제 2 진공 펌프(60)의 바로 하류측에는, 각각 개폐 밸브(40)가 설치되어 있다. As shown in FIG. 7, here, the main exhaust pipe 34 consists of the pressure control valve 36, for example, the 2nd vacuum pump 60 which consists of turbomolecular pumps, and the dry pump from the upstream to the downstream side, for example. The 1st vacuum pump 38 is provided in order, and the opening-closing valve 40 is provided immediately upstream of the pressure control valve 36, and just downstream of the 2nd vacuum pump 60, respectively.

그리고, 상기 압력 제어 밸브(36), 제 2 진공 펌프(60) 및 양 개폐 밸브(40)를 우회하도록 하여 바이패스 배기관이 되는 바이패스 배기 경로(62)를 상기 주 배기관(34)에 접속하고 있다. 전술한 바와 같이, 이 주 배기관(34)의 내경은 예컨대 100 내지 150 mm 정도로 대구경이며, 바이패스 배기 경로(62)의 내경은 25 내지 40 mm 정도로 소구경이다. Then, the pressure control valve 36, the second vacuum pump 60 and both open and close valves 40 are bypassed so that a bypass exhaust path 62 serving as a bypass exhaust pipe is connected to the main exhaust pipe 34. have. As described above, the inner diameter of the main exhaust pipe 34 is, for example, a large diameter of about 100 to 150 mm, and the inner diameter of the bypass exhaust path 62 is of a small diameter of about 25 to 40 mm.

그리고, 이 바이패스 배기 경로(62)의 도중에, 처리용기(4)내를 대기압으로부터 진공 배기할 때에 진공 배기의 충격을 완화시키는 기능을 갖는 소프트 스타트 밸브 기구(70)를 설치하고 있다. 이에 따라, 제어 수단(54)은 처리 압력이 비교적 낮은 처리(예컨대 성막 처리 등)를 할 때에는 처리용기(4)에 설치한 압력계(48)의 검출값에 근거하여 상기 압력 제어 밸브(36)의 밸브 개방도를 조정함으로써 상기 처리용기(4)내의 압력을 제어하고, 처리 압력이 비교적 높은 처리(예컨대 클리닝 처리, 산화 처리, 확산 처리 등)를 실행할 때에는 상기 압력 제어 밸브(36)로의 배기를 정지함과 동시에 상기 소프트 스타트 밸브 기구(70)를 낮은 배기 컨덕턴스 상태로 유지하여 상기 바이패스 배기 경로(62)로 배기 가스가 흐르도록 제어한다. And in the middle of this bypass exhaust path 62, the soft start valve mechanism 70 which has a function which alleviates the impact of vacuum exhaust at the time of evacuating the inside of the processing container 4 from atmospheric pressure is provided. Accordingly, the control means 54 controls the pressure control valve 36 based on the detection value of the pressure gauge 48 provided in the processing container 4 when the processing pressure is relatively low (e.g., film forming processing). By adjusting the valve opening degree, the pressure in the processing container 4 is controlled, and the exhaust gas to the pressure control valve 36 is stopped when the processing with a relatively high processing pressure (for example, a cleaning process, an oxidation process, a diffusion process, etc.) is executed. At the same time, the soft start valve mechanism 70 is kept in a low exhaust conductance state to control the exhaust gas to flow into the bypass exhaust path 62.

구체적으로는, 상기 소프트 스타트 밸브 기구(70)는 상기 바이패스 배기 경로(62)에 설치한 제 1 바이패스 개폐 밸브(72)와, 이 제 1 바이패스 개폐 밸브(72)를 우회하도록 하여 상기 바이패스 배기 경로(62)에 접속한 내경이 작은 보조 바이패스 배기관(74)과, 이 보조 바이패스 배기관(74)에 차례대로 설치한 오리피스 기구(76) 및 제 2 바이패스 개폐 밸브(78)로 이루어진다. Specifically, the soft start valve mechanism 70 bypasses the first bypass on-off valve 72 provided on the bypass exhaust path 62 and the first bypass on-off valve 72. A secondary bypass exhaust pipe 74 having a small inner diameter connected to the bypass exhaust path 62, an orifice mechanism 76 and a second bypass on / off valve 78 provided in this auxiliary bypass exhaust pipe 74 in this order. Is made of.

여기서, 주지와 같이 오리피스 기구(76)는 유로 면적을 좁히기 위한 오리피스(도시하지 않음)를 갖고 있고, 상기 제 1 바이패스 개폐 밸브(72)를 닫은 상태로 하고, 또한 제 2 바이패스 개폐 밸브(78)를 개방 상태로 함으로써, 이 소프트 스타트 밸브 기구(70) 전체를 낮은 배기 컨덕턴스 상태로 할 수 있다. 여기서, 이 바이패스 배기 경로(62)나 보조 바이패스 배기관(74)의 각 내경이나, 상기 오리피스 기구(76)의 오리피스 구멍의 유로 면적은, 비교적 높은 처리 압력의 처리를 하는 경우에 있어서 필요한 유량의 처리 가스를 흐르게 했을 때에 필요한 처리 압력을 대략 얻을 수 있는 크기로 각각 사전에 설정되고, 그 배기 컨덕턴스가 고정되어 있다. Here, as is well known, the orifice mechanism 76 has an orifice (not shown) for narrowing the flow path area, the first bypass on / off valve 72 is closed, and the second bypass on / off valve ( By making 78) into the open state, the whole soft start valve mechanism 70 can be made into the low exhaust conductance state. Here, the internal diameters of the bypass exhaust path 62 and the auxiliary bypass exhaust pipe 74, and the flow path area of the orifice hole of the orifice mechanism 76, are required flow rates when processing a relatively high processing pressure. The exhaust conductance is fixed in advance, respectively, to a size that can roughly obtain the required processing pressure when flowing the processing gas.

바꾸어 말하면, 처리 압력이 비교적 높은 처리에서는 프로세스 압력을 높은 정밀도로 제어할 필요성이 없는 경우가 많으므로, 이러한 경우에는 처리기(4)내의 압력 제어는 사전에 설정한 고정적인 배기 컨덕턴스에 의해서 실행하는 것으로 하고, 능동적으로는 밸브 개방도의 조정 등의 조작은 특별히 실행하지 않도록 구성되어 있다. In other words, in a process where the processing pressure is relatively high, there is often no need to control the process pressure with high precision. In this case, the pressure control in the processor 4 is performed by a fixed exhaust conductance set in advance. In addition, it is comprised so that operation, such as adjustment of valve opening degree, is not performed especially actively.

다음에, 이상과 같이 구성된 일실시예의 동작에 대하여 설명한다. Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described.

<대기압으로부터 진공 배기하는 경우><Vacuum exhaust from atmospheric pressure>

처리용기(4)내가 대기압 상태로 되어 있고, 이 상태로부터 처리용기(4)내를 진공 배기하는 경우에는, 우선 주 배기관(34)의 양 개폐 밸브(40)를 닫은 상태로 하여 어느 정도의 진공도에 도달한 후가 아니면 사용할 수 없는 터보 분자 펌프로 이루어지는 제 2 진공 펌프(60)를 격리한다. 이것과 동시에 소프트 스타트 밸브 기구(70)에서는 바이패스 배기 경로(62)에 설치한 제 1 바이패스 개폐 밸브(72)를 닫은 상태로 하고, 보조 바이패스 배기관(74)에 설치한 제 2 바이패스 개폐 밸브(78)를 연 상태로 함으로써, 이 소프트 스타트 밸브 기구(70)를 낮은 배기 컨덕턴스 상태로 한다. 이러한 상태로, 제 1 진공 펌프(38)를 구동하여 진공 배기를 개시한다. 이 경우, 처리용기(4)내의 분위기는 오리피스 기구(76)의 오리피스 구멍을 개설한 보조 바이패스 배기관(74)을 거쳐서만 배기되므로, 상술한 바와 같이 배기 컨덕턴스는 매우 낮은 상태로 되어 있다. 이 결과, 처리용기(4)내에 발생하 는 진공 배기의 충격을 완화시켜 매우 적어지고, 처리용기(4)내의 구조물이나 파티클이 순간적으로 비산 등 하는 것을 방지할 수 있고, 또한 처리용기(4)의 내벽면이나 내부 구조물의 표면에 부착하고 있었던 불필요한 막이 벗겨져 떨어지는 일이 없어, 파티클의 발생을 방지할 수 있다. When the inside of the processing container 4 is at atmospheric pressure, and the vacuum inside the processing container 4 is evacuated from this state, first, both the opening and closing valves 40 of the main exhaust pipe 34 are closed, and a certain degree of vacuum is obtained. The 2nd vacuum pump 60 which consists of a turbomolecular pump which cannot be used only after reaching | attaining is isolated. At the same time, in the soft start valve mechanism 70, the first bypass opening / closing valve 72 provided in the bypass exhaust path 62 is closed and the second bypass provided in the auxiliary bypass exhaust pipe 74 is closed. By opening / closing the valve 78, the soft start valve mechanism 70 is brought into a low exhaust conductance state. In this state, the first vacuum pump 38 is driven to start evacuation. In this case, the atmosphere in the processing container 4 is exhausted only through the auxiliary bypass exhaust pipe 74 in which the orifice hole of the orifice mechanism 76 is opened, so that the exhaust conductance is in a very low state as described above. As a result, the impact of the vacuum exhaust generated in the processing vessel 4 can be alleviated to be very small, and the structure and particles in the processing vessel 4 can be prevented from being instantaneously scattered, and the processing vessel 4 can be prevented. Unnecessary film adhering to the inner wall surface or the surface of the internal structure does not peel off, and particle generation can be prevented.

*그리고, 진공 배기의 결과, 어느 정도의 진공도(예컨대 1330 Pa) 정도에 도달했으면, 제 1 바이패스 개폐 밸브(72)를 연 상태에 전환하여 이 바이패스 배기 경로(62)의 전체에서 진공 배기를 한다. 이 때에는, 제 2 바이패스 개폐 밸브(78)는 개폐의 어느쪽의 상태라도 좋다. * As a result of vacuum evacuation, when a certain degree of vacuum (for example, 1330 Pa) has been reached, the first bypass opening / closing valve 72 is opened to evacuate the entire bypass exhaust path 62. Do At this time, the state of the opening and closing of the second bypass opening / closing valve 78 may be sufficient.

그리고 더욱 진공 배기를 하여 소정의 진공도, 즉 터보 분자 펌프의 상한 압력값인 예컨대 133 Pa 정도에 도달했으면, 주 배기관(34)에 설치한 양 개폐 밸브(40)를 연 상태로 전환하고, 이것과 동시에 제 2 진공 펌프(60)의 구동을 개시한다. 이 때, 제 1 압력 제어 밸브(36)는 전체 개방 상태로 해놓는다. 또한, 이것과 동시에 상기 제 1 및 제 2 바이패스 개폐 밸브(72, 78)는 모두 닫은 상태로 전환한다. 이렇게 하여 처리용기(4)내를 낮은 압력 분위기까지 진공 배기할 수 있다. When the vacuum is further exhausted to reach a predetermined degree of vacuum, i.e., about 133 Pa, which is the upper limit value of the turbomolecular pump, both open / close valves 40 provided in the main exhaust pipe 34 are switched to the open state. At the same time, driving of the second vacuum pump 60 is started. At this time, the 1st pressure control valve 36 is made into the fully open state. At the same time, the first and second bypass on-off valves 72 and 78 are switched to the closed state. In this way, the process container 4 can be evacuated to a low pressure atmosphere.

<처리 압력이 낮은 처리 : 예컨대 성막 처리><Treatment with low treatment pressure: for example, film formation treatment>

다음에, 처리 압력이 낮은 처리를 할 때의 처리용기(4)내의 압력 제어는 제 1 실시예에서 설명한 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리의 경우와 대략 동일하다. Next, the pressure control in the processing vessel 4 at the time of low processing pressure is substantially the same as in the case of the processing in which the partial pressure of the processing gas described in the first embodiment becomes important.

즉, 소프트 스타트 밸브 기구(70)의 제 1 및 제 2 바이패스 개폐 밸브(72, 78)는 모두 닫은 상태로 유지함과 동시에, 주 배기관(34)의 양 개폐 밸브(40)를 연 상태로 유지하고, 압력계(48)의 검출값에 따라 압력 제어 밸브(36)의 밸브 개방도를 조정하여 처리용기(4)내의 압력을 제어한다. 이 때, 각 가스의 유량은 레시피에 정해진 바와 같이 각각 일정값이 유지되게 된다. 이러한 처리 압력이 낮은 처리의 프로세스 압력은, 예컨대 수십 Pa 내지 수백 Pa 정도의 압력이다. That is, the first and second bypass on-off valves 72 and 78 of the soft start valve mechanism 70 are kept closed, and the both on / off valves 40 of the main exhaust pipe 34 are kept open. Then, the valve opening degree of the pressure control valve 36 is adjusted in accordance with the detected value of the pressure gauge 48 to control the pressure in the processing container 4. At this time, the flow rate of each gas is maintained at a constant value, respectively, as determined in the recipe. The process pressure of such a low treatment process is, for example, a pressure of about several tens Pa to several hundred Pa.

<처리 압력이 높은 처리 : 예컨대 클리닝 처리나 산화 처리><Treatment with high treatment pressure: for example, cleaning treatment or oxidation treatment>

다음에, 처리 압력이 높은 처리를 할 때의 처리용기(4)내의 압력 제어에 대하여 설명한다. Next, the pressure control in the processing container 4 at the time of high processing pressure is demonstrated.

이 경우에는 대기압의 처리용기(4)내로부터 진공 배기를 개시하는 것 같은 경우와 마찬가지로 낮은 배기 컨덕턴스 상태로 한다. 즉 상술한 성막 처리시와는 반대로, 주 배기관(34)에 설치한 양 개폐 밸브(40)를 모두 닫은 상태로 유지하여 제 2 진공 펌프(60)를 격리한다. 그리고, 소프트 스타트 밸브 기구(70)에 관해서는, 제 1 바이패스 개폐 밸브(72)를 닫은 상태로 유지함과 동시에, 반대로 제 2 바이패스 개폐 밸브(78)는 연 상태를 유지하고, 오리피스 기구(76)를 거쳐서 이 보조 바이패스 배기관(74)을 거쳐서만 배기 가스가 진공 배기되도록 한다. 이 때의 소 프트 스타트 밸브 기구(70)의 배기 컨덕턴스는, 예컨대 전부 닫은 상태로 해도 근소한 간극이 발생하고 있는 압력 제어 밸브(36)의 배기 컨덕턴스와 같은 정도이다. In this case, a low exhaust conductance state is set as in the case where vacuum exhaust is started from the atmospheric processing chamber 4. That is, in contrast to the film forming process described above, the second vacuum pump 60 is isolated by keeping both open / close valves 40 provided in the main exhaust pipe 34 closed. As for the soft start valve mechanism 70, the first bypass on-off valve 72 is kept closed, and on the contrary, the second bypass on-off valve 78 is kept open and the orifice mechanism ( The exhaust gas is evacuated only through the auxiliary bypass exhaust pipe 74 through 76). The exhaust conductance of the soft start valve mechanism 70 at this time is, for example, about the same as the exhaust conductance of the pressure control valve 36 in which a slight gap is generated even in a fully closed state.

이에 따라, 처리용기(4)내의 프로세스 압력을 높게 한 상태로 처리를 할 수 있다. 이와 같이 처리 압력이 높은 처리의 프로세스 압력은, 예컨대 수천 Pa 내지 20000 Pa 정도의 압력이다. Thereby, processing can be performed in the state which made the process pressure in the processing container 4 high. Thus, the process pressure of the process with high process pressure is a pressure of about several thousand Pa-20000 Pa, for example.

상기 처리 압력이 높은 처리에서는 처리용기(4)내의 압력을 능동적으로는 제어할 수 없었지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 이 때의 처리용기(4)내의 압력을 압력계(48)에서 검출하고, 이 검출값이 소정의 압력을 유지하도록 제어 수단(54)을 거쳐서 유량 제어기를 조정 제어하여 가스 유량, 예컨대 불활성 가스나 클리닝 가스의 유량, 또는 산화 처리를 하고 있는 경우에는 산화 가스의 유량을 제어하도록 해도 좋다. Although the pressure in the processing container 4 could not be actively controlled in the processing having a high processing pressure, the pressure in the processing container 4 is not limited to this, for example, the pressure gauge 48 detects the pressure. The flow rate controller may be adjusted and controlled via the control means 54 to maintain the predetermined pressure so that the gas flow rate, for example, the flow rate of the inert gas or the cleaning gas, or the flow rate of the oxidizing gas in the case of oxidation treatment may be controlled. good.

이것에 의하면, 처리 압력이 높은 처리의 경우라도 프로세스 압력을 높은 정밀도로 제어하는 것이 가능해진다. This makes it possible to control the process pressure with high accuracy even in the case of a process with a high process pressure.

또한, 상기 소프트 스타트 밸브 기구(70)에 있어서는, 보조 바이패스 배기관(74), 제 1 및 제 2 바이패스 개폐 밸브(72, 78) 및 오리피스 기구(76)에 의해서 구성한 경우를 예로 들어 설명했지만, 이 소프트 스타트 밸브 기구(70)로서, 상기 바이패스 배기 경로(62)내를 완전히 차단 상태로 설정할 수 있는 기능, 이 바이패스 배기 경로(62)를 낮은 배기 컨덕턴스 상태로 설정할 수 있는 기능 및 이 바이패스 배기 경로(62)내를 상기 낮은 배기 컨덕턴스보다도 어느 정도 높은 중 정도의 배기 컨덕턴스 상태로 설정할 수 있는 기능의 3개의 상기 각 기능을 더불어 가지는 예컨대 SMC사의 소프트 스타트 밸브(등록상표)를 사용하도록 해도 좋다. In addition, in the soft start valve mechanism 70, the case where it is comprised by the auxiliary bypass exhaust pipe 74, the 1st and 2nd bypass opening / closing valves 72 and 78 and the orifice mechanism 76 was demonstrated as an example. The soft start valve mechanism 70 can set the bypass exhaust path 62 in a completely shut off state, set the bypass exhaust path 62 to a low exhaust conductance state, and For example, to use a soft start valve (registered trademark) of SMC Co., Ltd., which has three of each of the above functions of setting the bypass exhaust path 62 to a moderate exhaust conductance state somewhat higher than the low exhaust conductance. You may also

또한, 상기 각 실시예에서는 텅스텐막을 성막 처리하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 다른 막종을 성막하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. In each of the above embodiments, the case where the tungsten film is formed into a film is described as an example, but the present invention can be applied to the case of forming another film type.

또한, 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리로서는, 성막 처리에 한정되지 않고, 다른 처리의 경우에도 적용할 수 있다. 마찬가지로, 처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리로서는, 클리닝 처리에 한정되지 않고, 다른 처리의 경우, 예컨대 전술한 바와 같이 산화 처리나 확산 처리 등을 하는 경우에도 적용할 수 있다. Moreover, as a process in which the partial pressure of a process gas becomes important, it is not limited to film-forming process, It is applicable also in the case of another process. Similarly, the treatment in which the partial pressure of the processing gas is not important is not limited to the cleaning treatment, and can be applied to other treatments, for example, when the oxidation treatment or the diffusion treatment is performed as described above.

또한, 각 가스의 공급형태는, 단지 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 처리 가스의 종류가 증감하면, 그것에 대응하여 가스 공급계의 수도 증감하고, 또한 샤워 헤드부(10)의 구성도, 처리 가스를 처리용기(4)내로 분사하기 전에 미리 혼합시키는 프리 믹스 형식, 또는 샤워 헤드부(10)로부터 분사한 후에 혼합시키는 포스트 믹스 형식의 어느쪽이라도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 샤워 헤드부(10)를 사용하지 않는 가스 도입 수단이라도 본 발명을 적용할 수 있다. In addition, the supply form of each gas is only an example, and when the kind of process gas increases and decreases, the number of gas supply systems increases and decreases corresponding to it, and the structure of the shower head part 10 also changes process gas. The present invention can be applied to either a pre-mix type premixed before spraying into the processing container 4 or a post-mix type sprayed after spraying from the shower head portion 10. In addition, the present invention can be applied even to gas introduction means that does not use the shower head portion 10.

또한, 여기서는 낱장식 처리 장치를 예로 들어 설명했지만, 한번에 복수매의 기판의 처리를 할 수 있는 배치식의 처리 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. In addition, although the sheet processing apparatus was demonstrated as an example here, this invention is applicable also to the batch type processing apparatus which can process several sheets of substrate at once.

또한, 주로 매스 플로우 콘트롤러에 의한 제어는 소정의 분압의 범위내에서 실행되는 PVD의 처리에서 사용되는 것이 많고, 압력 제어 밸브는 CVD의 처리에서 사용되지만, 같은 장치에서 PVD 및 CVD의 양쪽의 처리를 하는 경우에 응용할 수 있다. In addition, the control mainly by the mass flow controller is often used in the process of PVD performed within a predetermined partial pressure range, and the pressure control valve is used in the process of CVD, but the process of both PVD and CVD is performed in the same apparatus. It can be applied when

또한, 상기 실시예에서는 기판으로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 유리 기판, LCD 기판 등에도 적용할 수 있는 것은 물론이다. In addition, in the said Example, although demonstrated using the semiconductor wafer as an example as a board | substrate, it is not limited to this, Of course, it can be applied also to a glass substrate, an LCD substrate, etc ..

또한, 상기 실시예에서는 압력 제어시, 온도 제어부 또는 압력 제어 밸브의 어느 한쪽을 일정하게 했었지만, 온도 제어부와 압력 제어 밸브를 일정하게 하지 않고 항상 양쪽의 동작으로 압력 제어를 실행하도록 해도 좋다.In the above embodiment, either the temperature control unit or the pressure control valve is made constant during pressure control, but the pressure control may be always performed in both operations without making the temperature control unit and the pressure control valve constant.

이와 같이, 처리 압력이 낮고 처리 가스의 분압이 중요해지는 처리를 실행할 때에는 처리 가스의 유량을 일정하게 유지하면서 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 조정하도록 하여 처리용기내의 압력을 제어하고, 처리 압력이 높고 처리 가스의 분압이 비교적 중요해지지 않는 처리를 실행할 때에는 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 소정의 값으로 고정한 상태로 불활성 가스의 유량을 조정함으로써 처리용기내의 압력을 제어하도록 했기 때문에, 처리 압력의 범위가 크게 다른 복수 종류의 처리를 하는 경우에도, 바이패스관이나 복수의 압력 제어 밸브를 사용하지 않고, 각각의 처리의 압력 제어를 적정하게 실행할 수 있다. In this way, when performing a process in which the processing pressure is low and the partial pressure of the processing gas is important, the pressure in the processing container is controlled by adjusting the valve opening of the pressure control valve while maintaining the flow rate of the processing gas constant, and the processing pressure is high. When performing a process in which the partial pressure of the processing gas is relatively insignificant, the pressure in the processing vessel is controlled by adjusting the flow rate of the inert gas with the valve opening degree of the pressure control valve fixed at a predetermined value. Even when a large number of different types of processing are performed, the pressure control of each processing can be appropriately performed without using a bypass pipe or a plurality of pressure control valves.

Claims (13)

내부에 기판을 탑재하는 탑재대를 갖는 처리용기와, A processing container having a mounting table for mounting a substrate therein, 상기 처리용기내로 가스를 도입하는 가스 도입 수단과, Gas introduction means for introducing gas into the processing vessel; 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어부가 설치되어 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급계와, A processing gas supply system connected to the gas introduction unit and provided with a flow control unit on the way to supply the processing gas; 상기 가스 도입 수단에 접속되고, 도중에 유량 제어부가 설치되어 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급계와, An inert gas supply system connected to the gas introduction means and provided with a flow rate control part to supply an inert gas; 상기 처리용기에 접속되고, 도중에 밸브 개방도를 설정 가능하게 이루어진 압력 제어 밸브와 진공 펌프가 설치된 진공 배기계와, A vacuum exhaust system connected to the processing container and provided with a pressure control valve and a vacuum pump configured to set a valve opening degree on the way; 상기 처리용기에 설치한 압력계와, A pressure gauge installed in the processing container; 상기 처리용기내에서의 처리압력의 고저에 의해 상기 처리용기내에서의 처리압력의 제어 수단을 선택하고, 당해 선택에서 처리압력이 낮은 처리를 선택한 때에는 상기 유량제어부에 일정한 유량을 흐르게 하는 지령을 하면서 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 제어하고, 상기 처리압력이 높은 처리를 선택한 때에는 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 고정함과 동시에 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 유량 제어부에 의해 유량을 제어하도록 동작시키는 제어수단을 구비하고,The control means for controlling the processing pressure in the processing container is selected by the height of the processing pressure in the processing container, and when a process having a low processing pressure is selected in the selection, a command is made to flow a constant flow rate to the flow control unit. The valve opening degree of the pressure control valve is controlled based on the detected value of the pressure gauge, and when the process having a high processing pressure is selected, the valve opening degree of the pressure control valve is fixed and based on the detected value of the pressure gauge. And control means for operating the flow rate control unit to control the flow rate. 상기 하나의 처리용기내에서 처리압력이 크게 달라지는 복수의 처리를 행하는 Performing a plurality of treatments in which the treatment pressure varies greatly in the one treatment vessel. 진공 처리 장치. Vacuum processing unit. 가스 공급계와 진공 배기계가 각각 접속된 하나의 처리용기 내에서 기판에 대한 처리와 그 밖의 처리를 행하는 진공 처리 장치에 있어서,In the vacuum processing apparatus which performs a process with respect to a board | substrate, and another process in the process container with which a gas supply system and the vacuum exhaust system were respectively connected, 상기 처리에 따라 상기 처리용기내에서의 처리압력의 제어수단을 선택하고,Selecting the control means of the treatment pressure in the treatment vessel according to the treatment; 당해 선택에서 상기 기판에 대한 처리를 선택한 때에는 상기 가스 공급계의 유량 제어부에 일정한 유량을 흐르게 하는 지령을 하면서 상기 처리용기에 설치된 압력계의 검출값에 근거하여 상기 진공 배기계의 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 제어하고, 상기 그 밖의 처리를 선택한 때에는 상기 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 고정함과 동시에 상기 압력계의 검출값에 근거하여 상기 유량 제어부에 의해 유량을 제어하도록 동작시키는 제어 수단을 구비한 When the processing for the substrate is selected in the selection, the valve opening degree of the pressure control valve of the vacuum exhaust system is based on the detection value of the pressure gauge installed in the processing vessel while giving a constant flow rate to the flow control unit of the gas supply system. And control means for controlling the flow rate by the flow rate control section based on the detected value of the pressure gauge while fixing the valve opening degree of the pressure control valve when the other processing is selected. 진공 처리 장치. Vacuum processing unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 처리압력이 낮은 처리는 상기 기판에 대하여 처리를 행하는 것이고, 상기 처리압력이 높은 처리는 상기 기판에 대한 처리를 제외한 그 밖의 처리를 행하는 것인 The processing having a low processing pressure is for processing the substrate, and the processing having a high processing pressure is for performing other processing except for the substrate. 진공 처리 장치. Vacuum processing unit. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 기판에 대한 처리는 반도체 집적회로를 형성하는 처리이고, 상기 그 밖의 처리는 상기 처리용기 내의 클리닝 처리인 The process for the substrate is a process for forming a semiconductor integrated circuit, and the other process is a cleaning process in the process container. 진공 처리 장치. Vacuum processing unit. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 기판에 대한 처리는 성막 처리인 The process for the substrate is a film formation process 진공 처리 장치. Vacuum processing unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 처리압력이 낮은 처리에서의 처리압력은 수 10 ~ 수 100 Pa 정도의 압력이고, 상기 처리압력이 높은 처리에서의 처리압력은 수 1000 ~ 20000 Pa 정도인 The treatment pressure in the treatment with low treatment pressure is a pressure of several tens to several hundred Pa, and the treatment pressure in the treatment with a high treatment pressure is several thousand to 20000 Pa. 진공 처리 장치.Vacuum processing unit. 가스 공급계와 진공 배기계가 각각 접속된 하나의 처리용기 내에서의 처리압력이 수 10 ~ 수 100 Pa 정도의 범위 및 수 1000 ~ 20000 Pa 정도의 범위로 크게 다른 복수의 처리를 상기 하나의 처리용기내에서 행하는 진공 처리 장치에 있어서,A plurality of treatments in which a processing pressure in a processing container to which a gas supply system and a vacuum exhaust system are respectively connected are greatly varied in a range of about 10 to several 100 Pa and a range of about 1000 to 20000 Pa. In the vacuum processing apparatus performed in the inside, 상기 처리압력의 고저에 의해 상기 처리용기 내에서의 처리압력의 제어절차를 선택하고,The control procedure of the processing pressure in the processing vessel is selected by the height of the processing pressure, 당해 선택에서 수 10 ~ 수 100 Pa 정도의 범위의 처리압력을 선택한 때에는 상기 진공 배기계의 압력 제어 밸브의 밸브 개방도를 제어하고, 수 1000 ~ 20000 Pa 정도의 범위의 처리압력을 선택한 때에는 상기 가스 공급계의 유량 제어부에 의해 유량을 제어하도록 동작시키는 제어수단을 구비한 The valve opening of the pressure control valve of the vacuum exhaust system is controlled when the processing pressure in the range of about 10 to 100 Pa is selected in the selection, and when the processing pressure in the range of about 1000 to 20000 Pa is selected, the gas is supplied. And control means for operating the flow rate by the flow rate control part of the system. 진공 처리 장치. Vacuum processing unit. 가스 공급계와 진공 배기계가 각각 접속된 하나의 처리용기 내에서 기판의 처리를 행하는 진공 처리 장치에 있어서,In the vacuum processing apparatus which processes a board | substrate in one processing container with which a gas supply system and the vacuum exhaust system were respectively connected, 상기 진공 배기계의 배기관에 압력 제어 밸브와 제 1 진공 펌프 및 상기 압력 제어 밸브와 제 1 진공 펌프의 사이에 위치하는 제 2 진공 펌프를 설치하고,Installing a pressure control valve and a first vacuum pump and a second vacuum pump positioned between the pressure control valve and the first vacuum pump in an exhaust pipe of the vacuum exhaust system; 상기 압력 제어 밸브와 상기 제 2 진공 펌프를 우회시켜 바이패스 배기 경로를 상기 배기관에 설치하고, 상기 바이패스 배기 경로에 변환용 개폐 밸브를 설치하고,Bypass the pressure control valve and the second vacuum pump to install a bypass exhaust path in the exhaust pipe, and install a switching on / off valve in the bypass exhaust path, 상기 가스 공급계의 유량 제어부와 상기 처리용기에 설치된 압력계가 각각 접속된 제어수단에 상기 압력 제어 밸브, 제 1 진공 펌프, 제 2 진공 펌프 및 변환용 개폐 밸브를 각각 접속시킨The pressure control valve, the first vacuum pump, the second vacuum pump, and the switching valve for switching are respectively connected to the control means to which the flow rate control part of the gas supply system and the pressure gauge installed in the processing vessel are respectively connected. 진공 처리 장치.Vacuum processing unit. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 배기관의 내경은 100 ~ 150 mm이고, 상기 바이패스 배기 경로의 내경은 25 ~40 mm인 The inner diameter of the exhaust pipe is 100 ~ 150 mm, the inner diameter of the bypass exhaust path is 25 ~ 40 mm 진공 처리 장치.Vacuum processing unit. 제 1 항 내지 제 9 항의 진공 처리 장치에 의해 기판에 소정의 처리를 실시하는A predetermined process is performed on a substrate by the vacuum processing apparatus of claim 1. 진공 처리 방법.Vacuum processing method. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 기판이 반도체 웨이퍼, 유리 기판, LCD 기판인The substrate is a semiconductor wafer, glass substrate, LCD substrate 진공 처리 방법.Vacuum processing method. 제 1 항 내지 제 9 항의 진공 처리 장치에 의해 반도체 웨이퍼에 대하여 소 정의 처리를 실시하여 반도체 집적회로를 형성하는A semiconductor integrated circuit is formed by performing a predetermined process on a semiconductor wafer by the vacuum processing apparatus of claim 1. 반도체 웨이퍼 집적회로 형성 방법.Method of forming a semiconductor wafer integrated circuit. 제 1 항 내지 제 9 항의 진공 처리 장치에 의해 형성된Formed by the vacuum processing apparatus of claim 1 반도체 웨이퍼 집적회로.Semiconductor wafer integrated circuit.
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