KR20140118883A - 처리 방법 및 처리 장치 - Google Patents

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KR20140118883A
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히로유키 마츠우라
노부유키 히로타
마코토 다카도
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 처리 용기 내의 압력을, 단시간에 원하는 압력값 또는 압력 범위에 도달하는 것이 가능한 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
가스 공급계, 배기계 및 개방도 가변 밸브가 접속된 처리 용기 내에서, 복수의 연속된 처리 스텝으로, 처리 가스를 이용하여 피처리체에 처리를 행하는 처리 방법으로서, 상기 복수의 연속된 처리 스텝 중 적어도 하나의 처리 스텝에 대하여, 이 처리 스텝의 정해진 처리 조건에서의 상기 처리 용기 내의 목표 압력값에 대응하는 상기 개방도 가변 밸브의 개방도를 취득하는 취득 단계와, 상기 복수의 연속된 처리 스텝을 실행하는 실행 단계로서, 상기 취득 단계로 상기 개방도를 취득한 상기 처리 스텝에서는, 이 개방도로 상기 처리 스텝을 실행하는 실행 단계를 포함하는 처리 방법이다.

Description

처리 방법 및 처리 장치{PROCESSING METHOD AND PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 처리 방법 및 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서는, 피처리체인 반도체 웨이퍼에 대하여, 성막 처리, 산화 처리, 확산 처리, 어닐링 처리, 에칭 처리 등의 처리가 행해진다.
각각의 처리를 실시하는 처리 장치는, 일반적으로, 가스 공급계 및 진공 배기계가 접속된 처리 용기를 가지며, 이 처리 용기 내에 수용된 반도체 웨이퍼에 대하여, 정해진 온도, 압력 및 가스 분위기에서 정해진 처리를 행할 수 있다.
처리 용기 내의 압력 제어에는, 일반적으로, APC(Auto Pressure Controller)라고 불리는 컨덕턴스 제어 기기가 사용된다. APC란, 유입 가스 및 배기 가스의 유량 등으로부터 최적의 연산 테이블을 설정하고, 이 연산 테이블을 이용하는 PID 제어 방식에 의해, 처리 용기 내의 압력 제어를 행하는 압력 제어 기기이다. 이때, 피처리체가 배치된 처리 용기 내의 압력은, 정해진 압력이 되도록, 압력계의 정보를 피드백하면서, 압력 제어 밸브의 개방도를 자동 조정하는 클로즈드 루프 방식으로 제어된다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2011-44446호 공보
그러나, PID 제어 방식을 이용하여 처리 용기 내부의 압력을 제어하는 방법에서는, 처리 용기 내의 압력이, 요구되는 압력값 또는 압력 범위에 수속될 때까지, 긴 시간을 필요로 한다.
상기 과제에 대하여, 처리 용기 내의 압력을, 단시간에 원하는 압력값 또는 압력 범위에 도달시킬 수 있는 처리 방법을 제공한다.
가스 공급계, 배기계 및 개방도 가변 밸브가 접속된 처리 용기 내에서, 복수의 연속된 처리 스텝으로, 처리 가스를 이용하여 피처리체에 처리를 행하는 처리 방법으로서,
상기 복수의 연속된 처리 스텝 중 적어도 하나의 처리 스텝에 대하여, 이 처리 스텝의 정해진 처리 조건에서의 상기 처리 용기 내의 목표 압력값에 대응하는, 상기 개방도 가변 밸브의 개방도를 취득하는 취득 단계와,
상기 복수의 연속된 처리 스텝을 실행하는 실행 단계로서, 상기 취득 단계로 상기 개방도를 취득한 상기 처리 스텝에서는, 이 개방도로 상기 처리 스텝을 실행하는 실행 단계를 갖는 처리 방법이다.
처리 용기 내의 압력을, 단시간에 원하는 압력값 또는 압력 범위에 도달시킬 수 있는 처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 처리 장치의 일례의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 처리 장치의 처리 용기 근방의 개략 구성도이다.
도 3은 도 1의 처리 장치의 개방도 가변 밸브 근방의 개략 구성도이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 처리 방법의 일례의 흐름도이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 처리 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 본 실시형태에 따른 취득 단계를 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.
한편, 본 실시형태에 있어서는, 바람직한 처리 장치로서, 피처리체[예컨대, 반도체 웨이퍼(W)]에 대하여, 원자층 퇴적(ALD: Atomic Layer Deposition) 처리, 열화학 기상 성장(CVD: Chemical Vapor Deposition) 처리, 산화 처리 등의 각종 처리를 실시 가능한, 후술하는 도 2에 도시하는 바와 같은 종형(縱型) 열처리 장치를 사용하는 실시형태에 대해서 설명한다. 그러나, 본 발명은 이 점에 있어서 한정되는 것은 아니며, 플라즈마 CVD 성막 장치, 마이크로파 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 이온 주입 성막 장치 등에도 적용 가능하다.
또한, 본 발명은, 복수의 연속된 처리 스텝을 행하는 프로세스라면, 어떠한 프로세스라도 적용 가능하고, 바람직하게는, 복수의 연속된 처리 스텝에 있어서, 인접한 처리 스텝 사이에서 목표 압력값이 변동하는 프로세스에, 적합하게 적용 가능하다.
복수의 연속된 처리 스텝을 갖는 프로세스에 있어서, 특히 ALD 프로세스는, 다른 반도체 처리 프로세스와 비교하여, 원하는 목표 압력값으로, 보다 빠르게, 보다 높은 정밀도로 조정하는 것이 요구되는 성막 수법이다. 구체예로서, 어떤 처리 스텝에서, 처리 가스 용기 내에 처리 가스를 도입하여 성막하고, 다음 처리 스텝에서, 처리 가스 용기 내로부터 퍼지 가스를 도입하여 처리 가스를 배기하는 경우에 대해서 설명한다. 어떤 처리 스텝으로부터 다음 처리 스텝으로의 이행시에 있어서, 처리 용기 내에 퍼지 가스를 도입하고 나서 처리 가스를 배기할 때까지의 처리 시간은, 일반적으로, 대략 수 초로 하는 것이 요구된다. 그 때문에, 본 실시형태에 있어서의, 단시간에 정해진 설정 압력 범위에 도달 가능한 처리 방법을, 바람직하게 적용할 수 있다.
(처리 장치)
도 1에, 본 실시형태에 따른 처리 장치의 일례의 개략 구성도를 도시한다. 또한, 도 2에, 도 1의 처리 장치의 처리 용기 근방의 개략 구성도를 도시한다.
본 실시형태에 따른 처리 장치(100)는, 길이 방향이 수직인, 예컨대 석영제의 처리 용기(102)를 갖는다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 처리 용기(102)는, 예컨대 원통체의 내통(102a)과, 내통(102a)의 외측에 동심적으로 배치된 천장이 있는 외통(102b)의 이중관 구조로 구성된다.
또한, 처리 용기(102)의 하부에는, 스테인리스 등으로 형성되는 매니폴드(104)에 의해, 그 하단부가 기밀하게 유지된다. 매니폴드(104)는, 도시하지 않은 베이스 플레이트에 고정되어 있어도 좋다.
매니폴드(104)는, 처리 용기(102) 내에 처리 가스나, 불활성 가스(예컨대, N2 가스) 등의 퍼지 가스를 도입하는 가스 도입부(106)와, 처리 용기(102) 내부를 배기하는 가스 배기부(108)를 갖는다. 한편, 도 1에서는, 가스 도입부(106)가 1개 설치되는 구성을 나타내었지만, 본 발명은 이 점에 있어서 한정되는 것은 아니다. 사용하는 가스종의 수 등에 따라, 복수의 가스 도입부(106)를 갖는 구성이어도 좋다.
가스 도입부(106)에는 전술한 각종 가스를 도입하기 위한 가스 공급로인 배관(110)이 접속된다. 또한, 가스 배기부(108)에는, 처리 용기(102) 내부를 감압 제어 가능한 진공 펌프(112)나 개방도 가변 밸브(114) 등을 갖는 진공 배기로인 배관(116)이 접속되어 있다.
또한, 처리 용기(102)의 주위에는, 처리 용기(102)를 정해진 온도로 가열 제어 가능한, 예컨대 원통형의 히터(118)가 마련되어 있다.
매니폴드(104)의 하단부에는 노구(爐口)(120)가 형성되어 있고, 이 노구(120)에는, 예컨대 스테인리스 스틸로 형성되는 원반형의 덮개(122)가 마련되어 있다. 이 덮개(122)는, 승강 기구(124)에 의해 승강 가능하게 마련되어 있고, 노구(120)를 밀폐 가능하게 할 수 있다.
덮개(122) 위에는, 예컨대 석영제의 보온통(126)이 설치되어 있다. 또한, 보온통(126) 위에는, 예컨대 25장∼150장 정도의 웨이퍼(W)를, 수평 상태로 정해진 간격에 의해 다단으로 유지하는, 예컨대 석영제의 웨이퍼 보트(128)가 배치되어 있다.
웨이퍼 보트(128)는, 승강 기구(124)에 의한 덮개(122)의 상승에 의해 처리 용기(102) 내로 반입되고, 덮개(122)의 하강에 의해 처리 용기(102) 내로부터 아래쪽의 로딩 영역으로 반출된다.
전술한 바와 같이, 진공 배기계의 배관(116)에는, 개폐 및 압력 제어가 가능한 개방도 가변 밸브(114)가 마련되어 있다. 도 3에, 도 1의 개방도 가변 밸브(114) 근방의 개략 구성도를 도시한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 개방도 가변 밸브(114)는, 하단부에 입구(130)와, 측부에 출구(132)를 갖는 앵글 밸브 형상의 밸브실(134)을 구비하고 있다. 이 밸브실(134) 내에는, 입구(130)의 안쪽부에서 직경 방향 바깥쪽으로 확대된 평면형의 밸브 시트(136)가 형성되어 있다. 동시에, 이 밸브 시트(136)에 착좌 및 이격을 이동 조절 가능하게 밸브체(138)가 마련되어 있다.
밸브실(134) 및 밸브체(138)는, 스테인리스 스틸 등의, 내열성 및 내식성을 갖는 재료에 의해 형성된다.
또한, 밸브체(138)의 밸브 시트(136)에 착탈하는 부분에는, 밀봉 수단으로서, 불소 고무 등으로 구성되는 O링(140)이 마련되어 있다.
밸브체(138)의 상단 중앙부에는, 밸브봉(142)이 수직으로 마련되고, 밸브실(134)의 정상부에는, 밸브실(134)의 상단부를 관통하는 밸브봉(142)을 통해 밸브체(138)를 밸브 시트(136)에 착좌 및 이격 이동을 조절하는 밸브체 구동부(144)가 마련되어 있다.
밸브체 구동부(144)는, 예컨대 펄스 모터 및 나사 이송 기구 등의 구동 수단을 사용할 수 있다.
또한, 밸브체(138)의 상단부와 밸브실(134) 내의 상단부 사이에는, 밸브봉(142)의 주위를 덮도록 벨로우즈(146)가, 예컨대 용접에 의해 개재되어 있다. 벨로우즈(146)는, 밸브체(138)의 이동을 허용하면서 밸브봉(142)의 환형 통과부를 밀봉할 수 있다.
밸브체(138)는, 원형으로 형성되고, 아래쪽에 단계적으로 직경이 축소되어 형성되어 있다. 이 밸브체(138)의 형상에 대응하여, 밸브 시트(136)의 입구(130)측의 형상도, 단계적으로 직경이 축소되어 형성되어 있다.
밸브체(138)의 상단 최대 직경부(148)의 하면은, 밸브 시트(136)의 상면부와 대향하도록 형성되고, 그 부분에 O링(140)이 마련되어 있다. 한편, 밸브체(138)의 직경 축소부는, 상단 최대 직경부(148)의 하부에, 복수단, 예컨대 상단(150), 중단(152) 및 하단(154)의 3단으로 형성되어 있다.
밸브체(138) 및 밸브 시트(136)의 직경 축소부에는, 밸브체(138)의 이동 방향과 직교하는 방향에서 대향하는 주벽부(138a, 136a)가 형성되어 있다. 이들 쌍의 주벽부(138a, 136a)는, 밸브체(138)의 개방 이동 방향으로 단계적으로 직경을 크게 하여 형성되어 있다.
또한, 주벽부(138a, 136a) 사이에는 미세 조절용 공극(156)이 형성되어 있다. 상단(150), 중단(152) 및 하단(154)의 높이(h1, h2, h3)는, h1＞h2＞h3이 되도록 형성되어 있다. 또한, 상단(150), 중단(152) 및 하단(154)에서의 공극(156)의 폭(s1, s2, s3)은, s1≥s2≥s3이 되도록 형성되어 있다.
공극(156)에 있어서의, 진공 압력의 컨덕턴스는, 공극(156)의 횡단면적에 반비례하고, 공극(156)의 거리 치수에 비례하는 관계에 있다. 또한, 밸브체(138)를 개방 위치로부터 서서히 개방하는 경우, 압력은 우선, 횡단면적이 작은 하단(154)의 공극(156)에 의해 지배되고, 계속해서 중단(152)의 공극(156), 상단(150)의 공극(156)으로 이행한다. 이러한 구성으로 함으로써, 비교적 진공도가 낮은 압력 범위에서의 제어에 있어서도, 용이하게 압력 제어를 실시하는 것이 가능해진다.
배관(116)으로서, 처리 용기(102)와 개방도 가변 밸브(114) 사이의 배관(116)에는, 처리 용기(102) 내의 압력을 측정하는 압력계(160)가 구비되어, 수시로 처리 용기(102) 내의 내압을 측정하는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 처리 용기(102)의 외부에는, 제어부(162)가 마련되어 있다. 제어부(162)는, 예컨대, 도시하지 않은 연산 처리부, 기억부 및 표시부를 갖는다. 연산 처리부는, 예컨대 CPU(Central Processing Unit)를 갖는 컴퓨터이다. 기억부는, 연산 처리부에, 각종 처리를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한, 예컨대 하드디스크에 의해 구성되는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이다. 표시부는, 예컨대 컴퓨터 화면으로 이루어진다. 연산 처리부는, 기억부에 기록된 프로그램을 판독하고, 그 프로그램에 따라서, 후술하는 바와 같은 처리 방법을 실행한다.
또한, 압력계(160)로 측정된 처리 용기(102) 내의 압력은, 수시로, 제어부(162)로 보내진다. 또한, 개방도 가변 밸브(114)에는, APC(164)가 탑재되어 있고, APC(164)에는 제어부(162)로부터의 제어 신호가 보내지며, 개방도 가변 밸브(114)의 개방도를 제어 가능한 구성으로 되어 있다.
제어부(162)에는, 예컨대 PID 연산 제어의 연산 테이블이 탑재되어 있다. 제어부(162)에서는, 후술하는 취득 단계에서, 압력계(160)의 압력값[처리 용기(102) 내의 압력]에 기초하여, 연산 테이블을 이용하여 APC(164)를 구비하는 개방도 가변 밸브(114)를 제어 가능한 구성으로 되어 있다. 개방도 가변 밸브(114)의 제어에 의해, 처리 용기(102) 내의 압력값을, 처리 가스의 종류, 처리 가스의 유량 및 처리 온도 등의 처리 조건에서의 처리 용기(102)의 내압(목표 압력값)으로 제어 가능하게 되어 있다.
(처리 방법)
다음에, 이상에서 설명한 바와 같이 구성되는 처리 장치에 있어서, 본 실시형태에 따른 처리 방법에 대해서, 이하에 설명한다. 보다 구체적으로는, 처리 용기(102) 내의 피처리체에 대하여, 복수의 연속된 처리 공정이 실행되는 경우의 처리 용기(102) 내의 압력 제어에 대해서 이하에 설명한다.
도 4에, 본 실시형태에 따른 처리 방법의 일례의 흐름도를 도시한다.
본 실시형태에 따른 처리 방법은,
복수의 연속된 처리 스텝 중 적어도 하나의 처리 스텝에 대하여, 이 처리 스텝의 정해진 처리 조건에서의 상기 처리 용기 내의 목표 압력값에 대응하는, 상기 개방도 가변 밸브의 개방도를 취득하는, 취득 단계(S200)와,
상기 복수의 연속된 처리 스텝을 실행하는 실행 단계로서, 상기 취득 단계로 상기 개방도를 취득한 처리 스텝에서는, 이 개방도로 상기 처리 스텝을 실행하는 실행 단계(S300)를 갖는다.
각각의 처리 스텝에 대해서, 도면을 참조하여 구체예를 들어 설명한다.
[취득 단계]
도 5에, 본 실시형태에 따른 처리 방법을 설명하기 위한 개략도를 도시한다. 한편, 본 실시형태에 있어서는, 제1 목표 압력값으로 처리를 실시하는 제1 처리 스텝과, 이 제1 처리 스텝 후에, 제2 목표 압력값으로 처리를 실시하는 제2 처리 스텝과, 이 제2 처리 스텝 후에, 제3 목표 압력값으로 처리를 실시하는 제3 처리 스텝의, 3개의 연속된 처리 스텝에 의해, 피처리체 상에 성막하는 방법을, 일례로서 설명한다. 그러나, 본 실시형태의 처리 방법은, 복수의 연속된 처리 스텝이라면, 2개의 처리 스텝이여도 좋고, 4개 이상의 처리 스텝이여도 좋다.
우선, 취득 단계의 전 단계로서, 제1 처리 스텝, 제2 처리 스텝 및 제3 처리 스텝의 각각의 처리 스텝에서의, 목표 압력값을 결정한다. 목표 압력값은, 원하는 막을 얻기 위한 조건으로서, 당업자가, 처리 가스의 종류, 처리 가스의 유량 및 처리 온도 중 적어도 1개 이상의 처리 조건과 함께 사전에 정하는 것이다.
그리고, 각각의 처리 스텝에서의 목표 압력값 및 처리 조건을, 제어부(162)에 입력한다. 입력된 목표 압력값은, 제어부(162)로부터 APC(164)로 보내짐으로써, 우선, 제1 목표 압력값에 관하여, 개방도 가변 밸브(114)의 제어, 즉 처리 용기(102) 내의 압력 제어가 실행된다(S200a). 이 압력 제어는, 제1 처리 스텝과 동일한 처리 조건 하에서, PID 제어 연산 등의 연산 테이블을 사용하여 실행된다. 한편, 「제1 처리 스텝과 동일한 처리 조건」이란, 제1 처리 스텝에서의, 처리 가스의 종류, 처리 가스의 유량 및 처리 온도 등의 처리 조건이 같은 것을 의미한다.
도 6에, 본 실시형태에 따른 취득 단계를 설명하기 위한 개략도를 도시한다. 도 6에서의 가로축은 시간이고, 세로축은 압력을 가리키며, 도 6에서의 실선은, 처리 용기(102) 내의 압력값이다. 본 실시형태에서는, 도 6에서의 일점쇄선으로 나타내는 제1 목표 압력값에 대응하는 개방도를 취득하는 방법에 대해서 설명한다.
압력 제어는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 처리 용기(102) 내의 압력이, 제1 목표 압력값을 중심으로 하는 정해진 압력 범위 내에, 정해진 시간(수속 판정 시간) 들어간 시점에서 완료된다. 압력 제어의 완료는, 제어부(162)에 제어 완료 신호로서 보내진다. 또한, 그 시점에서의 개방도 가변 밸브(114)의 개방도는, 예컨대 제어부(162) 내의 기억부에, 제1 목표 압력값과 함께 개방도 Table 1로서 저장된다(S210a).
한편, 전술한 「정해진 시간」은, 수속 판정 시간라고도 불리며, 당업자가 적절하게 설정할 수 있다. 이 수속 판정 시간은, 길면 길수록, 처리 용기(102)의 압력이 목표 압력값에 대응하는 개방도 가변 밸브의 실제의 개방도와 가까워지지만, 판정에 요하는 시간이 길어진다. 일반적으로, 수속 판정 시간은, 1초∼60초 정도이며, 바람직하게는 1초∼30초 정도, 또는 10초∼60초 정도가 된다.
다음에, 제어 완료 신호가 제어부(162)에 보내진 후, 제2 목표 압력값에 관하여, 개방도 가변 밸브(114)의 제어가 실행된다(S200b). 이 압력 제어는, 제2 처리 스텝과 동일한 처리 조건 하에서, PID 제어 연산 등의 연산 테이블을 사용하여 실행된다.
제2 목표 압력값에 관한 압력 제어도, 제1 목표 압력값과 마찬가지로, 처리 용기(102) 내의 압력이, 제2 목표 압력값을 중심으로 하는 정해진 압력 범위 내에, 정해진 시간 들어간 시점에서 완료된다. 압력 제어의 완료는, 제어부(162)에 제어 완료 신호로서 보내진다. 또한, 그 시점에서의 개방도 가변 밸브(114)의 개방도는, 제어부(162) 내의 도시하지 않은 기억부에, 제2 목표 압력값과 함께 개방도 Table 2로서 저장된다(S210b).
다음에, 제어 완료 신호가 제어부(162)에 보내진 후, 제3 목표 압력값에 관하여, 개방도 가변 밸브(114)의 제어가 실행된다(S200c). 이 압력 제어는, 제3 처리 스텝과 동일한 처리 조건 하에서, PID 제어 연산 등의 연산 테이블을 사용하여 실행된다.
제3 목표 압력값에 관한 압력 제어도, 제1 목표 압력값 및 제2 목표 압력값과 마찬가지로, 처리 용기(102) 내의 압력이, 제3 목표 압력값을 중심으로 하는 정해진 압력 범위 내에, 정해진 시간 들어간 시점에서 완료된다. 압력 제어의 완료는, 제어부(162)에 제어 완료 신호로서 보내진다. 또한, 그 시점에서의 개방도 가변 밸브(114)의 개방도는, 제어부(162) 내의 도시하지 않은 기억부에, 제3 목표 압력값과 함께 개방도 Table 3으로서 저장된다(S210c).
또한, 본 실시형태에 있어서는, 기억부는 제어부(162)에 구비되어 있는 구성을 설명하였지만, APC(164)나 그 밖의 구성 요소에 구비되어 있어도 좋다.
한편, 본 실시형태에서는, 복수의 연속된 처리 스텝의 모든 처리 스텝에 대하여, 취득 단계를 실시하는 구성에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이 점에 있어서 한정되는 것은 아니다. 복수의 연속된 처리 스텝 중 적어도 1개 이상의 처리 스텝, 바람직하게는, 그 직전의 처리 스텝에서의 압력을 단시간에 목표 압력값(목표 압력 범위)으로 유도하는 것이 요구되는 처리 스텝에서, 취득 단계를 실시하는 구성이어도 좋다.
또한, 취득 단계는, 실행 단계에서 실행되는 처리 스텝과 동일한 순서로 각각의 처리 스텝의 개방도 가변 밸브의 개방도를 취득하는 것이 바람직하다.
[실행 단계]
다음에, 취득 단계에서 취득된 개방도 가변 밸브(114)의 개방도를, 개방도 Table 1∼Table 3으로부터 참조하여(S310a, S310b 및 S310c), 실제의 처리 스텝을 실행한다(S300a, S300b 및 S300c).
이 실행 단계는, 취득 단계의 직후에 실시하는 것이 바람직하다. 달리 말하면, 취득 단계는, 실행 단계와 동일한 레시피 내이며, 실행 단계의 직전에 실시되는 것이 바람직하다. 동일한 레시피 내에서, 취득 단계를 행하고, 계속해서 실행 단계를 실시함으로써, 실행 단계에서 행하는 처리 스텝과 대략 동일한 처리 조건을, 취득 단계에서 재현할 수 있다.
한편, 취득 단계와 실행 단계가 동일한 레시피 내에서 실행된다고 하는 것은, 구체적으로, 복수의 연속된 처리 스텝의 각각의 처리 스텝에 있어서의 목표 압력값을 결정하여 제어부(162)에 입력한 단계이며, 실행 단계에 앞서 취득 단계가 실행되는 것을 의미한다.
실행 단계에 있어서의 실제의 성막 처리 전에는, 우선, 처리 용기(102) 내에, 가스 도입부(106)로부터 불활성 가스를 도입하고, 가스 배기부(108)로부터 처리 용기(102) 내부를 배기함으로써, 처리 용기(102) 내부를 불활성 가스로 치환한다. 그 후, 덮개(122)를 열어 피처리체[웨이퍼(W)]를 탑재한 웨이퍼 보트(128)를 보온통(126)과 함께 처리 용기(102) 내로 반입한다.
계속해서, 불활성 가스의 도입을 차단한 상태에서, 가스 배기부(108)로부터 배기하여 진공 치환을 행한다. 이때, 파티클이 말려 올라가는 것을 방지하기 위해서, 슬로우 진공을, 예컨대 10 Torr 정도가 될 때까지 행한다.
그리고, 사전에 정해진 제1 처리 스텝의 처리 조건 하에서, 제1 실행 단계를 시작한다. 이때, 개방도 가변 밸브(114)의 개방도는, 제1 처리 스텝에 관하여, 취득 단계에서 취득된 개방도를 사용한다. 그리고, 제1 실행 단계의 종료 후, 사전에 정해진 제2 처리 스텝의 처리 조건 하에서, 제2 실행 단계를 시작한다. 이때, 개방도 가변 밸브(114)의 개방도는, 제2 처리 스텝에 관하여, 취득 단계에서 취득된 개방도를 사용한다. 그리고, 제2 실행 단계의 종료 후, 사전에 정해진 제3 처리 스텝의 처리 조건 하에서, 제3 실행 단계를 시작한다. 이때, 개방도 가변 밸브(114)의 개방도는, 제3 처리 스텝에 관하여, 취득 단계에서 취득된 개방도를 사용한다.
모든 처리 스텝에 관하여 실행 단계가 종료된 후에는, 처리 용기(102) 내부의 진공을 불활성 가스에 의해 치환을 행하여 처리 용기(102) 내부를 상압으로 되돌리고, 덮개(122)를 아래쪽으로 열면서 처리 용기(102) 내로부터 웨이퍼 보트(128)를 반출한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 처리 방법은, 복수의 연속된 처리 스텝의, 각 처리 스텝에 대응하는 처리 가스의 가스종, 가스 유량 또는 온도 등에 따라 목표 압력값이 정해진 상태에서, 연산 테이블에 의해, 이 목표 압력값에 대응하는 개방도 가변 밸브의 개방도를 미리 취득한다. 취득된 개방도에 의해, 실제의 처리 스텝을 실행함으로써, 단시간에 정해진 설정 압력 범위에 도달할 수 있다. 그 때문에, 처리 스텝의 이행시의 처리 용기 내의 내압의 안정화를 단시간에 실시할 수 있다.
한편, 상기 실시형태에 예를 든 구성 등으로, 기타 요소와의 조합 등, 여기서 나타낸 구성으로 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 이들의 점에 관해서는, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경하는 것이 가능하며, 그 응용 형태에 따라 적절하게 정할 수 있다.
100 : 처리 장치 102 : 처리 용기
104 : 매니폴드 106 : 가스 도입부
108 : 가스 배기부 110 : 배관
112 : 진공 펌프 114 : 개방도 가변 밸브
116 : 배관 118 : 히터
120 : 노구 122 : 덮개
124 : 승강 기구 126 : 보온통
128 : 웨이퍼 보트 130 : 입구
132 : 출구 134 : 밸브실
136 : 밸브 시트 138 : 밸브체
140 : O링 142 : 밸브봉
144 : 밸브체 구동부 146 : 벨로우즈
160 : 압력계 162 : 제어부
164 : APC(Auto Pressure Controller) W : 피처리체

Claims (10)

  1. 가스 공급계, 배기계 및 개방도 가변 밸브가 접속된 처리 용기 내에서, 복수의 연속된 처리 스텝으로, 처리 가스를 이용하여 피처리체에 처리를 행하는 처리 방법으로서,
    상기 복수의 연속된 처리 스텝 중 적어도 하나의 처리 스텝에 대하여, 이 처리 스텝의 정해진 처리 조건에서의 상기 처리 용기 내의 목표 압력값에 대응하는, 상기 개방도 가변 밸브의 개방도를 취득하는 취득 단계와,
    상기 복수의 연속된 처리 스텝을 실행하는 실행 단계로서, 상기 취득 단계로 상기 개방도를 취득한 상기 처리 스텝에서는, 이 개방도로 상기 처리 스텝을 실행하는 실행 단계
    를 포함하는 것인 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 취득 단계는, 상기 복수의 연속된 처리 스텝의 모든 처리 스텝에 대하여, 상기 개방도 가변 밸브의 개방도를 취득하는 것인 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 취득 단계는, 상기 복수의 연속된 처리 스텝과 동일한 순서로, 상기 모든 처리 스텝에 대하여, 상기 개방도 가변 밸브의 상기 개방도를 취득하는 것인 처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 취득 단계는, 상기 복수의 연속된 처리 스텝에 있어서의 최초의 상기 처리 스텝의, 상기 실행 단계 직전에 실행되는 것인 처리 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 조건은, 상기 처리 가스의 종류, 상기 처리 가스의 유량 및 처리 온도 중 적어도 1개 이상의 조건을 포함하는 것인 처리 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 취득 단계는, PID 제어 연산의 연산 테이블을 사용하여 상기 개방도 가변 밸브의 상기 개방도를 취득하는 것인 처리 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 취득 단계는, 상기 처리 용기 내의 압력이, 상기 목표 압력값을 중심값으로 하는 정해진 압력 범위 내에, 정해진 시간 들어간 시점에서의, 상기 개방도 가변 밸브의 상기 개방도를 취득하는 것인 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 정해진 시간은, 1초∼30초의 범위 내인 것인 처리 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개방도 가변 밸브는, 상기 배기계에 마련되는 것인 처리 방법.
  10. 복수의 연속된 처리 스텝으로, 처리 가스를 이용하여 피처리체에 처리를 행하는 처리 장치로서, 이 처리 장치는,
    상기 피처리체를 처리하는 처리실과,
    상기 처리실에 적어도 처리 가스를 공급하는 가스 공급계와,
    상기 처리실의 내부를 배기하는 배기계와,
    상기 배기계의 배기량을 조절하는 개방도 가변 밸브, 그리고
    제어부
    를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 복수의 연속된 처리 스텝을 실행하는 경우에, 상기 복수의 연속된 처리 스텝 중 적어도 1개의 처리 스텝에 대하여, 이 처리 스텝의 정해진 처리 조건에서의 상기 처리실 내의 목표 압력값에 대응하는, 상기 개방도 가변 밸브의 개방도를 미리 취득하고, 상기 복수의 연속된 처리 스텝 중, 상기 개방도를 취득한 상기 처리 스텝에서는, 이 개방도로 처리를 실행하도록 상기 처리 장치를 제어하는 것인 처리 장치.
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