KR20230109715A - 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 압력 제어 장치 및 프로그램 - Google Patents

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 압력 제어 장치 및 프로그램 Download PDF

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마사미치 야치
다카유키 나카다
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가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭
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Abstract

기판 처리 장치(100)는, 내부에서 기판을 처리하는 처리 용기(20)와, 처리 용기(20)와 배기 장치(60)의 사이에 접속되고, 도중에 제1 배기 라인(52)과 제2 배기 라인(54)으로 분기되는 배기로(50)와, 제1 배기 라인(52)에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제1 밸브(58A)와, 제2 배기 라인(54)에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제2 밸브(58B)와, 압력 검출부가 검출하는 압력 검출값을 기판을 처리하기 위해서 시각마다 설정된 처리 용기 내의 압력 설정값에 접근시키도록, 압력 설정값에 따라서 제1 밸브 및 제2 밸브 중 한쪽 밸브를 선택하고, 제1 밸브(58A) 및 제2 밸브(58B) 중에서 선택되지 않은 다른 쪽 밸브의 개방도를 일정 상태로 설정함과 함께, 선택된 한쪽 밸브의 개방도를 0보다 큰 값으로 유지해서 조정하는 것이 가능하게 구성된 압력 제어 장치를 구비한다.

Description

기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 압력 제어 장치 및 기판 처리 프로그램
본 개시는, 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 압력 제어 장치 및 기판 처리 프로그램에 관한 것이다.
반도체 장치 또는 반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 반도체를 포함하는 피처리체인 반도체 기판(이하, 단순히 기판이라고도 함)에 대한 처리를 행하는 장치로서, 종형의 기판 처리 장치가 사용되는 경우가 있다. 일본 특허 공개 평7-45492나 WO2020/194434에는, 기판 처리 장치에 있어서, 처리가 행해지는 반응실 등의 처리 용기에 접속되어 있는 배기계에, 컨덕턴스가 다른 복수의 밸브가 병렬로 배치되는 기술이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 평7-45492에서는, 소경의 밸브의 개방도가 완전 개방에 가깝게 되면, 소경의 밸브보다 한결 큰 대경의 밸브를 개방하는 작업이 순차 행해진다. 컨덕턴스가 다른 복수의 밸브가 순차 개방됨으로써, 컨덕턴스의 가변 범위가 확대되어, 반응실의 압력의 제어 범위가 확대된다.
그러나, 일본 특허 공개 평7-45492의 기술의 경우, 압력 제어 중, 복수의 밸브의 전환이 예기치 않게 생기는 경우가 있어, 그 결과, 압력 제어가 중단될 우려가 있다.
본 개시는, 압력 제어 중에 생기는 복수의 밸브의 전환에 기인하는 압력 제어의 중단을 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에 의하면, 내부에서 기판을 처리하는 처리 용기와, 처리 용기와 배기 장치의 사이에 접속되고, 도중에 제1 배기 라인과 제2 배기 라인으로 분기되는 배기로와, 제1 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제1 밸브와, 제2 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제2 밸브와, 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력 검출부와, 상기 압력 검출부가 검출하는 압력 검출값을 상기 기판을 처리하기 위해서 시각마다 설정된 상기 처리 용기 내의 압력 설정값에 접근시키도록, 상기 압력 설정값에 따라서 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중 한쪽 밸브를 선택하고, 제1 밸브 및 제2 밸브 중에서 선택되지 않은 다른 쪽 밸브의 개방도를 일정 상태로 설정함과 함께, 선택된 한쪽 밸브의 개방도를 0보다 큰 값으로 유지해서 조정하는 것이 가능하게 구성된 압력 제어 장치를 갖는 구성이 제공된다.
본 개시에 의하면, 압력 제어 중에 생기는 복수의 밸브의 전환에 기인하는 압력 제어의 중단을 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 전체 구성을 설명하는 개략도이다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 배기로의 구성을 설명하는 개략도이다.
도 3은 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 주제어부의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 4는 본 실시 형태에서 압력 제어를 위해서 밸브를 선택할 때 사용되는 기준을 설명하는 그래프이다.
도 5는 본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 사용한 기판 처리 방법인 성막 처리 동작의 일례를 설명하는 개략도이다.
이하에 본 개시의 실시 형태를 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일한 부분 및 유사한 부분에는, 동일한 부호 또는 유사한 부호를 붙이고 있다. 단, 도면은 모식적인 것으로, 두께와 평면 치수의 관계, 각 장치나 각 부재의 두께의 비율 등은 현실의 것과는 다르다. 따라서, 구체적인 두께나 치수는 이하의 설명을 참작해서 판정해야 하는 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있다. 또한, 도면의 상측 방향을 상방 또는 상부, 하측 방향을 하방 또는 하부로서 설명하는 경우가 있다. 또한, 본 실시 형태에서 기재되는 압력은, 특별히 설명이 첨부되지 않는 한, 「기압」을 의미한다.
<기판 처리 장치의 전체 구성>
도 1에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는, 기판(30)을 처리하는 처리 용기(20)를 갖는 반응로(10)와, 기판(30)을 처리 용기(20)에 반송하는 보트(26)를 갖는 예비실(22)과, 처리 용기(20)에 가스를 도입하는 제1 가스 도입 라인(40)을 갖는다. 또한, 기판 처리 장치(100)는, 처리 용기(20)의 가스를 배출하는 배기로(50)와, 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어하는 주제어부(70)를 갖는다.
(반응로)
반응로(10) 내에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 상하 방향으로 축을 갖는 통 형상으로 형성된 반응관(12)과, 반응관(12)의 하부에 기밀 부재(12A)를 사이에 두고 연결되고, 상하 방향으로 축을 갖는 통 형상으로 형성된 노구 플랜지(14)를 포함하는 처리 용기(20)가 형성되어 있다. 처리 용기(20)에는, 가스 공급 장치(80)가 접속해서 마련되어 있다.
또한, 반응로(10)에는, 반응관(12)의 내부에, 반응관(12)과 동중심에 내부관(16)이 지지되어 있다. 또한, 반응관(12)의 외주에는, 반응관(12)의 축과 동중심이면서 또한 반응관(12)의 외면과 간격을 두고 히터(18)가 마련되어 있다. 히터(18)는, 주제어부(70)로부터의 신호를 얻어서 발열하여, 반응관(12)을 가열하는 기능을 갖는다. 반응관(12)과, 노구 플랜지(14)와, 내부관(16)과, 히터(18)와, 처리 용기(20)에 의해 반응로(10)가 구성되어 있다. 처리 용기(20)의 내부에는, 기판(30)이 배치된다.
(예비실)
예비실(22)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 노구 플랜지(14)의 하부에 기밀하게 연통된 반송 하우징(24)을 갖는다. 반송 하우징(24)의 내부에는, 상측에 기판(30)을 적재하고, 기판(30)을 처리 용기(20)에 반송해서 삽입하는 보트(26)가, 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되어 있다. 또한, 반송 하우징(24)의 하부에, 제1 가스 도입 라인(40)과 마찬가지의 구성을 갖는 제2 가스 도입 라인(44)이 연통되어 있다. 처리 용기(20)에 도입하는 가스는, 제2 가스 도입 라인(44)으로부터 도입되어도 된다. 또한, 반송 하우징(24)의 하부이면서 또한 보트(26)의 하방에, 반송 하우징(24)을 기밀하게 폐색하는 노구 덮개(28)가 마련되어 있다.
(가스 도입 라인)
제1 가스 도입 라인(40)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 가스 공급 장치(80)와, 가스 공급 장치(80)와 노구 플랜지(14)를 연통하는 가스 도입관(40A)과, 가스 도입관(40A)의, 가스 공급 장치(80)와 노구 플랜지(14)의 사이에 마련된 유량 제어기(42)를 갖는다. 가스 공급 장치(80)는, 유량 제어기(42)를 통해서, 레시피에 따라서 제어된 유량의 가스를 처리 용기(20)에 공급한다. 유량 제어기(42)는, 주제어부(70)로부터의 신호에 의해, 내부에 마련된 도시하지 않은 밸브를 개폐해서 가스의 도입량을 제어하는 기능을 갖는다. 또한, 제2 가스 도입 라인(44)은, 가스 공급 장치(80)와 반송 하우징(24)의 하부를 연통하는 점을 제외하고, 제1 가스 도입 라인(40)과 마찬가지의 구성을 갖고, 제1 가스 도입 라인(40)의 예비로서 마련되어 있다.
(배기로)
배기로(50)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 메인 배기 라인인 제1 배기 라인(52)과, 바이패스 배기 라인인 제2 배기 라인(54)을 갖는다. 배기로(50)는, 처리 용기(20)와 배기 장치(60)의 사이에 접속되고, 도중에 제1 배기 라인(52)과 제2 배기 라인(54)으로 분기된다. 즉, 제1 배기 라인(52)과 제2 배기 라인(54)은, 서로 병렬로 마련되어 있다. 제1 배기 라인(52)과 제2 배기 라인(54)에 의해, 처리 용기(20)는, 펌프 등의 배기 장치(60)에 접속되어 있다. 본 개시에서는, 배기 장치(60)가 기판 처리 장치(100)에 포함되어도 된다.
제1 배기 라인(52)은, 처리 용기(20)로부터 가스를 배출하는 제1 배관으로서의 대구경의 배관(52A)과, 배관(52A)에 마련된 제1 밸브(58A) 및 게이트 밸브(56)와, 배관(52A)에 마련되어, 처리 용기(20)의 압력을 검출하는 압력 검출부(62)를 적어도 구비하고 있다.
제2 배기 라인(54)은, 배관(52A)에 접속되고, 배관(52A)의 구경을 D로 했을 때, 구경이 D×(0.5 내지 0.9)인 제2 배관으로서의 배관(54A)과, 배관(54A)에 마련된 제2 밸브(58B)를 적어도 구비하고 있다.
(제1 배기 라인)
제1 배기 라인(52)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 처리 용기(20)로부터 배기 장치(60)까지를 연통하는 배관(52A)과, 처리 용기(20)와 배기 장치(60)의 사이에 제1 밸브(58A) 및 게이트 밸브(56)가 마련되어 있다. 게이트 밸브(56)는, 주제어부(70)와 전기적으로 접속되어 있다. 게이트 밸브(56)의 개폐 동작은, 압력 검출부(62)와 전기적으로 접속된 주제어부(70)로부터의 신호에 기초해서 행해진다.
또한, 제1 밸브(58A)는, 제1 제어기(72A)와 전기적으로 접속되어 있다. 제1 밸브(58A)에서는, 압력 검출부(62)와 전기적으로 접속된 제1 제어기(72A)로부터의 신호에 기초하여, 개폐 동작 및 개방도 조정이 행해진다. 제1 배기 라인(52)은, 제1 밸브(58A) 및 게이트 밸브(56)가 개방 상태일 때, 배기 장치(60)의 흡인 동작에 의해, 처리 용기(20)의 가스를 배기하도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 배관(52A)의 구경은, 일례로서 200mm(200φ)이다.
(제2 배기 라인)
제2 배기 라인(54)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 배관(52A)에 있어서, 처리 용기(20)와 게이트 밸브(56)의 사이에서 대략 직각으로 분기되는 분기부(54B)와, 게이트 밸브(56)와 배기 장치(60)의 사이에서 합류하는 합류부(54C)의 사이를 연통하는 배관(54A)과, 배관(54A)의, 분기부(54B)와 합류부(54C)의 사이에 마련된 제2 밸브(58B)를 갖는다.
제2 밸브(58B)는, 제2 제어기(72B)와 전기적으로 접속되어 있다. 제2 밸브(58B)에서는, 압력 검출부(62)와 전기적으로 접속된 주제어부(70)로부터의 처리 용기(20)의 압력 정보를 수신한 제2 제어기(72B)로부터의 신호에 기초하여, 개폐 동작 및 개방도 조정이 행해진다.
제2 배기 라인(54)은, 게이트 밸브(56)가 폐쇄 상태일 때, 배기 장치(60)의 흡인 동작에 의해, 처리 용기(20)의 가스를 배기하도록 구성되어 있다. 배관(54A)의 구경은, 40mm 이상 180mm 이하이며, 바람직하게는 80mm 이상 140mm 이하이며, 특히, 80mm 이상 100mm 이하(80φ 이상 100φ 이하)가 바람직하고, 본 실시 형태에서는, 일례로서 100mm(100φ)로 하고 있다.
제2 배기 라인(54)은, 제1 배기 라인(52)보다 배관(54A)의 직경이 작으면, 180mm보다 커도 된다. 또한, 배관(54A)의 구경이 140mm보다 커지면, 후술하는 대기압으로부터의 배기 시에 제2 밸브(58B)의 조정에도 불구하고 파티클의 발생이 염려된다. 한편, 배관(54A)이 지나치게 작으면 배기 라인의 배기 능력의 영향에 의해, 프로세스에의 영향이 생긴다. 예를 들어, 배관(54A)의 구경이 40mm 이하로 되면, 배기 능력이 프로세스에 영향을 미칠 가능성이 염려된다.
(제1 밸브, 제2 밸브)
제1 밸브(58A) 및 제2 밸브(58B)는 모두, 예를 들어 APC 밸브이다. 본 실시 형태에서는, 제1 밸브(58A)는 버터플라이 밸브로서, 제2 밸브(58B)는 포핏 밸브로서 각각 구성되어 있다. 또한, 본 개시에서는, 제1 밸브(58A) 및 제2 밸브(58B)의 구성은 이것에 한정되지 않고, 적절히 변경할 수 있다.
제1 밸브(58A)는, 제1 배기 라인(52)에 마련되어 있다. 제1 밸브(58A)의 개방도는, 연속적으로 조정 가능하다. 또한, 제1 배기 라인(52)에서는, 개폐 밸브인 게이트 밸브(56)가, 제1 밸브(58A)에 직렬로 마련되어 있다. 또한, 제2 밸브(58B)는, 제2 배기 라인(54)에 마련되어 있다. 제2 밸브(58B)의 개방도는, 연속적으로 조정 가능하다. 또한, 제1 배기 라인(52)의 처리 용기(20)와 반대측의 단부가 되는 흐름 끝부는 배기 장치(60)의 흡인측에 접속되어 있다. 배기 장치(60)는, 배기로(50)에 포함되어도 된다.
제1 밸브(58A)는, 제2 밸브(58B)의 최대 컨덕턴스보다 큰 최대 컨덕턴스를 갖는다. 최대 컨덕턴스는, 완전 개방 시의 밸브의 컨덕턴스를 의미한다. 제1 밸브(58A) 및 제2 밸브(58B)는, 기판을 처리하기 위해서 시각마다 설정된 처리 용기(20) 내의 압력 설정값에 따라서 선택된다. 즉, 압력 설정값은, 장래의 복수의 시각마다 목표값으로서 설정되어 있다. 환언하면, 본 실시 형태에서는, 장래의 압력 설정값은, 시간적으로 변화한다.
배기로(50)는, 제1 밸브(58A)를 제어하는 제1 제어기(72A), 제2 밸브(58B)를 제어하는 제2 제어기(72B), 및 주제어부(70)에 의해 제어되도록 구성되어 있다. 주제어부, 제1 제어기 및 제2 제어기는, 본 실시 형태의 압력 제어 장치를 구성한다.
(압력 검출부)
압력 검출부(62)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 배관(52A)의 분기부(54B)에 대응하는 위치보다 처리 용기(20)측으로 배치된 복수개의 배관(62A)에 의해 서로 연통되어 마련되어 있다. 압력 검출부(62)는, 주제어부(70)와 전기적으로 접속되어, 처리 용기(20)의 압력 정보를 송신하는 기능을 갖는다. 압력 검출부(62)에 의해 검출된 압력이, 처리 용기(20) 내의 압력으로서 설정된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 압력 검출부(62)는, 대기압 센서(64)와, 제1 진공 센서(68)와, 제2 진공 센서(66)로 구성되어 있다. 제1 진공 센서(68), 제2 진공 센서(66) 및 대기압 센서(64)는, 처리 용기(20)와 반대측인 분기부(54B)에 가까운 측으로부터, 처리 용기(20)측인 분기부(54B)로부터 먼 측을 향하여, 이 순으로, 배관(52A)에 접속된 각각의 배관(62A)에 마련되어 있다. 대기압 센서(64), 제1 진공 센서(68), 제2 진공 센서(66)는, 각각 압력 센서의 일례이다.
(대기압 센서)
대기압 센서(64)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 처리 용기(20)에 가장 가까운 위치의 배관(52A)에 접속된 배관(62A)에 마련되어, 대기압에 가까운 영역의 압력을 검지하는 기능을 갖는다.
(제1 진공 센서)
제1 진공 센서(68)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 배관(62A)에 마련되어, 대기압에 가까운 영역의 압력부터 소정의 진공 영역의 압력(10-1 내지 105Pa)까지를 검지하는 광역 압력 센서로서의 기능을 갖는다. 여기에서는, 대기압부터, 약 1.333×103Pa(약 10torr)까지의 범위의 압력을 검지하도록 구성되어 있다.
(제2 진공 센서)
제2 진공 센서(66)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 배관(62A)에 마련되고, 또한, 제2 진공 센서(66)에는, 소정의 압력으로까지 감압되면 개방으로 되는 밸브(66A)가 마련되어 있다. 제2 진공 센서(66)는, 고진공 영역의 압력을 검지하는 압력 센서로서의 기능을 갖는다. 본 실시 형태에서는, 약 1.333×103Pa(약 10torr)에서 밸브(66A)가 개방으로 되어, 압력을 검지하도록 구성되어 있다.
(주제어부)
도 3에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치(100)는, 각 부의 동작을 제어하는 주제어부(70)를 갖는다. 제어 수단인 주제어부(70)는, CPU(Central Processing Unit)(70A), RAM(Random Access Memory)(70B), 기억 장치(70C), I/O 포트(70D)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. 주제어부(70)는, 기판 처리 프로그램의 하나인 프로세스 레시피를 실행하여, 반도체 장치를 제조하는 하나의 공정인 기판 처리 공정의 제어를 행할 수 있다.
RAM(70B), 기억 장치(70C), I/O 포트(70D)는, 내부 버스(70E)를 통해서 CPU(70A)와 데이터 교환 가능하게 구성되어 있다. 주제어부(70)에는, 예를 들어 터치 패널 등으로서 구성된 입출력 장치(411)나, 외부 기억 장치(412)가 접속 가능하게 구성되어 있다. 또한, 상위 장치(75)에 네트워크를 통해서 접속되는 수신부(413)가 마련되어 있다. 수신부(413)는, 상위 장치(75)로부터 다른 장치의 정보를 수신하는 것이 가능하다.
기억 장치(70C)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(70C) 내에는, 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 후술하는 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피나, 보정 레시피 등이 판독 가능하게 저장되어 있다. 또한, 프로세스 레시피나, 보정 레시피는, 기판 처리 모드에서 실시되는 기판 처리 공정이나, 특성 확인 공정에서의 각 수순을 주제어부(70)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있게 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다.
또한, 본 명세서에서 프로그램이라는 말을 사용한 경우는, 프로세스 레시피나, 보정 레시피만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, RAM(70B)은, CPU(70A)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 보유되는 메모리 영역(워크 에어리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(70D)는, 배기 장치, 유량 제어기, 밸브, 히터, 압력 검출부, 가스 공급 장치 및 조정 밸브(APC 밸브) 등의 각각에 접속되어 있다.
주제어부(70)는, 기판 처리 장치(100)가 구비하는, 진공 배기 장치의 기동 및 정지, 밸브의 개폐 동작, 히터의 온도 조정, 압력 검출부의 동작 제어, 및 APC 밸브의 유량 조정 등을 행한다. 구체적으로는, 본 실시 형태에서는 주제어부는, 제1 밸브(58A)의 개방도와 제2 밸브(58B)의 개방도를, 완전 폐쇄가 아닌, 0(제로)보다 큰 값으로 유지하면서 조정한다. 주제어부는, 밸브의 개방도 조정에 의해, 압력 센서가 검출하는 압력 검출값을 장래의 압력 설정값에 접근시키는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
이후, 밸브를 완전 폐쇄, 폐색 혹은 폐지한다는 기재가 있을 경우, 이들 기재는, 완전 개방 상태의 밸브의 개방도에 대하여, 밸브의 개방도가, 0(제로) 또는 0％인 것과 동의의이다. 또한, 밸브를 개방한다는 기재가 있을 경우, 이 기재는, 밸브의 개방도가 완전 개방 상태, 즉, 개방도가 100％인 것과 동의의이다.
주제어부(70)는, 전용의 컴퓨터로서 구성되어 있는 경우에 한하지 않고, 범용의 컴퓨터로서 구성되어도 된다. 예를 들어, 상기 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, USB 메모리나 메모리 카드 등의 반도체 메모리 등)(412)를 준비한다. 그리고, 준비된 외부 기억 장치(412)를 사용해서 범용의 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하거나 함으로써, 본 실시 형태에 관한 주제어부(70)를 구성할 수 있다.
또한, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치(412)를 통해서 공급하는 경우에 제한하지 않는다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여, 외부 기억 장치(412)를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다. 또한, 기억 장치(70C)나 외부 기억 장치(412)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 단순히 기록 매체라고도 한다. 또한, 본 명세서에서, 「기록 매체」라는 말은, 기억 장치(70C) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(412) 단체만을 포함하는 경우, 또는 그 양쪽을 포함하는 경우에 있어서 사용된다.
(제1 제어기, 제2 제어기)
제1 제어기(72A) 및 제2 제어기(72B)는 모두, 예를 들어 APC 컨트롤러이다. 제1 제어기(72A)는, 제1 배기 라인(52)의 배관(52A)에 있어서, 제1 밸브에 접속해서 마련되어 있다.
제1 제어기(72A)는, 압력 검출값과 압력 설정값에 기초하여 제1 밸브(58A)의 컨덕턴스를 자동 조정 가능하게 구성되어 있다. 제2 제어기(72B)는, 압력 검출값과 압력 설정값에 기초하여 제2 밸브의 컨덕턴스를 자동 조정 가능하게 구성되어 있다. 제2 제어기(72B)는, 제2 배기 라인(54)의 배관(54A)에 있어서, 제2 밸브에 접속해서 마련되어 있다.
압력 제어 장치는, 가스 공급 장치(80)에 의한 장래의 가스 유량과, 장래의 압력 설정값의 조합 조건에 따라, 제1 밸브(58A) 및 제2 밸브(58B) 중 1개의 밸브를 선택한다. 구체적으로는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 처리 용기(20)에 공급되는 가스 유량과, 처리 용기(20) 내의 압력에 기초하여 작성된 단조 증가 곡선이 사용된다.
도 4 중에는, 가스 유량(체적 유량)을 횡축, 처리실 내의 압력을 종축으로 하는 좌표계로 각각 규정되는, 제1 단조 증가 곡선(L1), 제2 단조 증가 곡선(L2) 및 제3 단조 증가 곡선(L3)이 예시되어 있다. 제1 단조 증가 곡선(L1), 제2 단조 증가 곡선(L2) 및 제3 단조 증가 곡선(L3)은, 기판 처리 장치(100)의 배기 특성에 기초해서 정해져 있다.
제1 단조 증가 곡선(L1)은, 기판 처리 장치(100)에 있어서, 제1 밸브(58A)가 「완전 폐쇄」 상태로 고정됨과 함께, 제2 밸브(58B)가 「완전 개방」 상태로 고정될 경우에, 가스 유량을 변화시켜서 압력을 검출하는 실험 결과로부터 얻어진 데이터 점의 궤적이다.
제2 단조 증가 곡선(L2)은, 기판 처리 장치(100)에 있어서, 제1 밸브(58A)의 개방도가, 완전 폐쇄인 0은 아니지만, 0보다 약간 큰 최솟값임과 함께, 제2 밸브(58B)가 「완전 개방」 상태인 경우에, 가스 유량을 변화시켜서 압력을 검출하는 실험 결과로부터 얻어진 데이터 점의 궤적이다.
제3 단조 증가 곡선(L3)은, 기판 처리 장치(100)에 있어서, 제1 밸브(58A)가 거의 「완전 개방」 상태임과 함께, 제2 밸브(58B)가 「완전 개방」 상태인 경우에, 가스 유량을 변화시켜서 압력을 검출하는 실험 결과로부터 얻어진 데이터 점의 궤적이다.
도 4 중에서, 종축과 제1 단조 증가 곡선(L1)의 사이에는 고압 제어 영역(A1)이 형성되어 있다. 고압 제어 영역(A1)에서는, 제1 밸브(58A)가 「완전 폐쇄」인 상태에서, 제2 밸브(58B)의 개방도를, 완전 폐쇄가 아닌 0 이상의 최솟값과 완전 개방까지의 사이에서 조정함으로써, 목표로 하는 압력 설정값을 실현하도록 가스 유량을 변화시키는 것이 가능하다.
도 4 중에서, 제2 단조 증가 곡선(L2)과 제3 단조 증가 곡선(L3)의 사이에는, 저압 제어 영역(A2)이 형성되어 있다. 저압 제어 영역(A2)에서는, 제2 밸브(58B)가 「완전 개방」인 상태에서, 제1 밸브(58A)의 개방도를, 완전 폐쇄가 아닌 0 이상의 최솟값과 완전 개방까지의 사이에서 조정함으로써, 목표로 하는 압력 설정값을 실현하도록 가스 유량을 변화시키는 것이 가능하다.
본 실시 형태에서는, 단조 증가 곡선을 사용하여, 압력 제어 장치의 주제어부(70)에 부여되는, 압력 제어를 위한 레시피가 작성되어 있다. 레시피에는, 기판 처리를 구성하는 각 공정이 기술되어 있다.
본 실시 형태에서는, 주제어부(70)는, 주어진 레시피에 기초하여, 제1 제어기(72A) 및 제2 제어기(72B) 중, 선택된 밸브에 대응하는 제어기를 통해서, 선택된 밸브의 개방도를 0보다 큰 값으로 유지해서 조정하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 선택된 밸브의 개방도가 조정됨으로써 처리 용기(20) 내의 압력이 제어된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 주제어부(70)는, 레시피에 기초하여, 선택되지 않은 다른 밸브의 개방도를, 제1 제어기(72A) 및 제2 제어기(72B) 중, 선택되지 않은 밸브에 대응하는 제어기에, 선택되지 않은 밸브를 완전 폐쇄로 할 것을 강제한다. 본 실시 형태에서는, 「밸브를 완전 폐쇄로 한다」란, 밸브의 컨덕턴스를, 0을 향해서 감소시키는 상태, 및 0으로 유지한 채의 상태 중 적어도 한쪽 상태가 포함되는 상태인 것을 의미한다. 즉, 본 개시의 압력 제어에서는, 선택되지 않은 다른 쪽 밸브의 개방도가, 일정 상태로 설정되어 있다.
또한, 레시피에는, 임의의 제1 시각에서 선택하는 1개의 밸브를, 제1 시각보다도 장래의 제2 시각의 압력 설정값에 따라서 미리 결정하는 지정이 포함되어 있다. 주어진 레시피에 기초하여, 주제어부(70)는, 기판을 처리하는 동안에, 압력 제어를 위한 1개의 밸브를 미리 선택한다.
또한, 레시피에는, 기판 처리에 포함되는 공정마다, 제1 밸브(58A) 및 제2 밸브(58B) 각각에 대하여, 특정 개방도의 실행, 특정 압력 설정값에 의한 자동 제어의 실행, 및 특정 압력 변화 레이트에 의한 자동 제어의 실행 중 어느 하나를 실행하는 지정이 포함되어 있다.
특정 개방도는, 완전 폐쇄, 완전 개방, 그리고, 완전 폐쇄 및 완전 개방 이외의 임의의 개방도 중 어느 하나를 포함하고 있다. 또한, 특정 압력 설정값에 의한 자동 제어의 실행, 및 특정 압력 변화 레이트에 의한 자동 제어의 실행은, 1개의 공정에 대하여 1개의 밸브만으로 지정된다.
압력 제어 장치는, 현시점보다 후에 도래하는 시점에서의 장래의 압력 설정값이 소정의 제1 압력 이하인 경우, 제1 밸브(58A)를 선택한다. 또한, 압력 제어 장치는, 장래의 압력 설정값이 소정의 제1 압력 이상인 경우, 제2 밸브(58B)를 선택한다. 또한, 압력 제어 장치는, 장래의 압력 설정값이 제1 압력보다 높은 제2 압력 이상인 경우, 장래의 압력 설정값에 대응하는 시각에서, 배기 장치(60)가 감력 운전하는 것, 즉, 배기되는 가스 유량을 저하시키는 것을 허용한다.
<기판 처리 방법>
이어서, 기판을 처리하는 예에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 반도체 디바이스의 제조 공정의 일례로서, 소스로서의 원료 가스인 제1 가스와, 리액턴트로서의 반응 가스인 제2 가스를 교대로 처리 용기(20)에 공급하는 성막 처리를 설명한다.
원료 가스로서는, 예를 들어 Si 및 할로겐 함유 가스를 사용할 수 있다. 할로겐에는, 염소(Cl), 불소(F), 브롬(Br), 요오드(I) 등이 포함된다. Si 및 할로겐 함유 가스는, 할로겐을, Si와 할로겐의 화학 결합의 형태로 포함하는 것이 바람직하다. Si 및 할로겐 함유 가스는, 또한 C를 포함하고 있어도 되며, 그 경우, C를 Si-C 결합의 형태로 포함하는 것이 바람직하다. Si 및 할로겐 함유 가스로서는, 예를 들어 Si, Cl 및 알킬렌기를 포함하고, Si-C 결합을 갖는 실란계 가스, 즉, 알킬렌클로로실란계 가스를 사용할 수 있다. 여기서, 알킬렌기에는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기 등이 포함된다. 또한, Si 및 할로겐 함유 가스로서는, 예를 들어 Si, Cl 및 알킬기를 포함하고, Si-C 결합을 갖는 실란계 가스, 즉, 알킬클로로실란계 가스를 사용할 수 있다. 알킬렌클로로실란계 가스나 알킬클로로실란계 가스는, Cl을 Si-Cl 결합의 형태로 포함하고, C를 Si-C 결합의 형태로 포함하는 것이 바람직하다.
Si 및 할로겐 함유 가스로서는, 예를 들어 비스(트리클로로실릴)메탄((SiCl3)2CH2, 약칭: BTCSM) 가스, 1,2-비스(트리클로로실릴)에탄((SiCl3)2C2H4, 약칭: BTCSE) 가스 등의 알킬렌클로로실란계 가스나, 1,1,2,2-테트라클로로-1,2- 디메틸디실란((CH3)2Si2Cl4, 약칭: TCDMDS) 가스, 1,2-디클로로-1,1,2,2-테트라메틸디실란((CH3)4Si2Cl2, 약칭: DCTMDS) 가스 등의 알킬클로로실란계 가스나, 1,1,3,3-테트라클로로-1,3-디실라시클로부탄(C2H4Cl4Si2, 약칭: TCDSCB) 가스 등의 Si와 C로 구성되는 환상 구조 및 할로겐을 포함하는 가스 등을 사용할 수 있다. 또한, Si 및 할로겐 함유 가스로서는, 테트라클로로실란(SiCl4, 약칭: STC) 가스, 헥사클로로디실란(Si2Cl6, 약칭: HCDS) 가스, 옥타클로로트리실란(Si3Cl8, 약칭: OCTS) 가스 등의 무기 클로로실란계 가스를 사용할 수도 있다.
또한, 원료 가스로서는, Si 및 할로겐 함유 가스 대신에 테트라키스(디메틸아미노)실란(Si[N(CH3)2]4, 약칭: 4DMAS) 가스, 트리스(디메틸아미노)실란(Si[N(CH3)2]3H, 약칭: 3DMAS) 가스, 비스(디에틸아미노)실란(Si[N(C2H5)2]2H2, 약칭: BDEAS) 가스, 비스(tert-부틸아미노)실란(SiH2[NH(C4H9)]2, 약칭: BTBAS) 가스, (디이소프로필아미노)실란(SiH3[N(C3H7)2], 약칭: DIPAS) 가스 등의 아미노실란계 가스를 사용할 수도 있다.
반응 가스로서는, 예를 들어 Si 비함유 가스, 산화 가스, H2 등의 환원 가스를 채용할 수 있다. 산화막계의 막을 형성하는 경우는, O 및 H 함유 가스를 사용할 수 있다. O 및 H 함유 가스로서는, 예를 들어 수증기(H2O 가스), 과산화수소(H2O2) 가스 등의 O-H 결합을 포함하는 O 함유 가스를 사용할 수 있다. 또한, O 및 H 함유 가스로서는, 수소(H2) 가스+산소(O2) 가스, H2 가스+오존(O3) 가스 등의 O-H 결합 비함유의 O 함유 가스를 사용할 수도 있다. 본 명세서에서 「H2 가스+O2 가스」와 같은 2개의 가스의 병기 기재는, H2 가스와 O2 가스의 혼합 가스를 의미하고 있다. 혼합 가스를 공급하는 경우는, 2개의 가스를 공급관 내에서 혼합(즉, 프리믹스)한 후, 처리실(201) 내에 공급하도록 해도 되고, 2개의 가스를 다른 공급관으로부터 따로따로 처리실(201) 내에 공급하여, 처리실(201) 내에서 혼합(즉, 포스트믹스)시키도록 해도 된다.
또한, 반응 가스로서는, 질화막계의 막을 형성하는 경우는, N 및 H 함유 가스를 사용할 수 있다. N 및 H 함유 가스로서는, 예를 들어 암모니아(NH3) 가스, 히드라진(N2H4) 가스, 디아젠(N2H2) 가스, N3H8 가스 등의 N-H 결합을 포함하는 N 및 H 함유 가스를 사용할 수 있다. 또한, 질화막계의 막을 형성하는 경우는, 상기 산화제, 산화, 산화 반응을, 각각 질화제, 질화, 질화 반응으로 바꾸어서 생각하면 된다.
본 실시 형태에서는, 소스의 일례로서의 디실란 등의 Si 원료 가스와, 리액턴트의 일례로서의 질소 함유 가스를 사용하여, 기판(30) 상에서, 실리콘막(Si3N4막, 이하, SiN막이라고도 칭함)이 형성된다.
성막 처리는, 처리 용기(20)의 기판(30)에 대하여 원료 가스인 제1 가스를 공급하는 공정과, 처리 용기(20)의 기판(30)에 대하여 반응 가스인 제2 가스를 공급하는 공정을 포함한다. 제1 가스를 공급하는 공정과, 제2 가스를 공급하는 공정을 비동시에 행하는 사이클이, 1회 이상, 소정 횟수 사이클 처리로서 실시된다. 사이클 처리에 의해, 기판(30) 상에 SiN막이 형성된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 사이클 처리 동안에, 처리 용기(20)의 기판(30)에 대하여 클리닝 가스가 공급된다. 클리닝 가스로서는, 예를 들어 HF, NO 등을 채용할 수 있다. 클리닝 가스는, 본 개시의 제3 가스에 상당한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제3 가스가 HF, NO 등의 클리닝 가스일 경우가 예시되어 있지만, 본 개시에서는, 이것에 한정되지 않고, 제3 가스는, 예를 들어 NH3 등의 질화 가스 등, 적절히 변경할 수 있다.
이하, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 방법을 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다. 또한, 도 5 중의 각각의 스텝 중에 나타내진 「→」는, 좌측에 나타내진 직전의 처리와 동일한 처리가 실시되는 것을 의미한다. 또한, 도 5 중의 제1 가스 내지 제3 가스의 처리에서의 「○」는, 가스를 흘리지 않는 처리를 의미함과 함께, 「×」는, 가스를 흘리는 처리를 의미한다. 또한, 도 5 중의 제1 밸브, 게이트 밸브 및 제2 밸브의 처리에서의 「F.C.」는, 밸브가 완전 폐쇄인 것을 의미함과 함께, 「F.O.」는, 밸브가 완전 개방인 것을 의미한다.
먼저, 도 5 중의 스탠바이 상태의 위치에서 나타내는 바와 같이, 미리, 처리 용기(20) 내의 압력을 대기압(약 1.023×105Pa, 약 760torr, 1기압)으로 설정한다. 스탠바이 상태에서는, 제1 가스, 제2 가스 및 제3 가스는, 모두 공급되고 있지 않다. 또한, 제1 밸브, 게이트 밸브 및 제2 밸브는, 모두 완전 폐쇄이다.
이어서, 도 5 중의 스텝 S1에서, 기판(30)을 보트(26)에 장전함과 함께, 보트(26)를 처리 용기(20)에 반입한다. 이어서, 도 5 중의 스텝 S2에서, 제2 밸브를 개방하여, 처리 용기(20) 내의 압력을 저하시킨다. 또한, 처리 용기(20) 내의 온도도 소정의 온도로 조정된다. 또한, 스텝 S2의 처리에 소비되는 시간은, 다른 스텝에서 소비되는 처리 시간의 약 5배 소비된다.
이어서, 도 5 중의 스텝 S3에서, 게이트 밸브를 개방한다. 스텝 S3에서는, 처리 용기(20) 내의 압력이 제1 압력 이하인 저압 영역에 도달한다. 본 실시 형태에서는, 제1 압력은, 약 1.333×103Pa(약 10torr)로 설정되어 있다. 이어서, 도 5 중의 스텝 S4에서, 제1 밸브를 완전 개방으로 한다. 스텝 S2 내지 스텝 S4의 일련 처리에 의해, 처리 용기(20)의 진공화가 행해진다.
(제1 가스 도입 공정)
이어서, 도 5 중의 스텝 S5에서, 제1 가스를 처리 용기(20) 내에 도입한다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 제1 레시피가 압력 제어 장치에 부여되어 있다. 주제어부는, 제1 레시피에 의해, 도 4 중의 단조 증가 곡선을 사용해서 작성된 저압 제어 영역(A2)에서의 압력 제어 패턴에 기초하여, 개방도 조정용 밸브로서 제1 밸브를, 제1 제어기를 통해서 선택한다.
구체적으로는, 압력 제어 장치는, 스텝 S5 및 스텝 S6에서의 장래의 압력 설정값이 제1 압력 이하이기 때문에, 제2 밸브를 선택한다. 제1 레시피는, 스텝 S5 및 스텝 S6에서, 제1 밸브(58A)의 개방도를 장래의 압력 설정값에 가까워지도록 자동 제어함과 함께, 제2 밸브의 개방도를 완전 폐쇄로 하는 지정을 포함하고 있다. 또한, 본 개시에서는, 제1 레시피에 의한 제1 밸브에 대한 지정의 내용은, 이것에 한정되지 않고, 특정 개방도 및 특정 압력 변화 레이트에 의한 자동 제어이어도 된다.
또한, 제1 레시피에 의해, 주제어부는, 선택되지 않은 제2 밸브를 완전 폐쇄로 할 것을 제2 제어기에 강제한다. 또한, 제1 레시피에는, 스텝 S5 및 스텝 S6 내의 도중에, 압력 제어 장치가, 압력 제어를 위해서 선택된 제1 밸브를, 제2 밸브로 변경하지 않도록 기술되어 있다.
제1 레시피에 의해, 가스 공급 장치(80)로부터 제1 가스가 처리 용기(20)에 도입됨과 함께, 선택된 제1 밸브의 개방도를 조정함으로써, 제1 가스 도입 중인 처리 용기(20) 내의 압력 제어를 행한다. 또한, 제1 가스의 도입 시, 캐리어 가스로서의 N2 가스 등을 제1 가스와 혼합해서 도입해도 된다.
또한, 본 실시 형태의 제1 레시피에는, 압력 제어 장치의 주제어부에, 스텝 S5의 개시 시각에서 선택하는 1개의 밸브를, 스텝 S5의 개시 시각보다도 장래의 스텝 S7의 개시 시각의 압력 설정값에 따라서 미리 결정하는 지정이 포함되어 있다. 이 때문에, 스텝 S5 및 후속의 스텝 S6에서 기판을 처리하는 동안에, 스텝 S7에서의 압력 제어를 위한 1개의 밸브가, 스텝 S7의 개시에 앞서 미리 선택된다.
(제2 가스 도입 공정)
이어서, 도 5 중의 스텝 S6에서, 가스 공급 장치(80)로부터의 제1 가스의 처리 용기(20)에의 도입을 정지한다. 배기 장치(60)에 의해, 처리 용기(20)를 진공 배기하여, 잔류하고 있는 원료 가스의 제1 가스를 처리 용기(20) 내로부터 배제한다. 또한, 불활성 가스, 예를 들어 캐리어 가스로서 사용한 N2 가스를 처리 용기(20)에 공급함으로써, 잔류 원료 가스를 배제하는 효과를 더욱 높여도 된다.
또한, 제2 밸브가 완전 폐쇄 상태인 채로, 가스 공급 장치(80)로부터 반응 가스인 제2 가스를 처리 용기(20)에 도입한다. 또한, 제2 가스의 도입 시, 캐리어 가스로서의 N2 가스 등을 제2 가스와 혼합해서 도입해도 된다. 제2 가스를 처리 용기(20)에 도입하면서, 배기 장치(60)에 의해, 제1 배기 라인(52)으로부터 배기한다. 반응 가스의 공급에 의해, 기판(30)의 하지막 상의 Si를 포함하는 막과 질소 함유 가스가 반응하여, 기판(30) 상에 SiN막이 형성된다. 또한, 처리 용기(20) 내의 압력은, 제1 밸브로 제어됨으로써 상승한다.
(클리닝 공정)
SiN막의 형성 후, 도 5 중의 스텝 S7에서, 배기 장치(60)에 의해 처리 용기(20) 내를 진공 배기하여, 성막에 기여한 후에 잔류하는 반응 가스인 제2 가스를 처리 용기(20) 내로부터 배제한다. 또한, 스텝 S6의 경우와 마찬가지로, N2 가스를 처리 용기(20)에 공급함으로써, 잔류 원료 가스를 배제하는 효과를 더욱 높여도 된다.
이어서, 본 실시 형태에서는, 처리 용기(20) 내의 압력이 제2 압력 이상인 상태에서, 클리닝 처리가 행해진다. 제2 압력은, 약 13332Pa(100torr)이다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 제2 레시피가 압력 제어 장치에 부여되어 있다. 주제어부는, 제2 레시피에 의해, 도 4 중의 단조 증가 곡선을 사용해서 작성된 고압 제어 영역(A1)에서의 압력 제어 패턴에 기초하여, 개방도 조정용 밸브로서 제2 밸브를, 제2 제어기를 통해서 선택한다.
구체적으로는, 압력 제어 장치는, 스텝 S7에서의 장래의 압력 설정값이, 스텝 S5 및 스텝 S6에서의 압력 설정값이었던 제1 압력 이상이기 때문에, 제2 밸브를 선택한다. 또한, 압력 제어 장치는, 장래의 압력 설정값이, 제1 압력보다 높은 제2 압력 이상이기 때문에, 장래의 압력 설정값에 대응하는 시각에서, 배기 장치가 감력 운전하는 것을 허용한다.
또한, 제2 레시피는, 스텝 S7 및 스텝 S8에서, 제1 밸브(58A)의 개방도를 완전 폐쇄로 함과 함께, 제2 밸브의 개방도를 장래의 압력 설정값에 가까워지도록 자동 제어하는 지정을 포함하고 있다. 또한, 본 개시에서는, 제2 레시피에 의한 제2 밸브에 대한 지정의 내용은, 이것에 한정되지 않고, 특정 개방도 및 특정 압력 변화 레이트에 의한 자동 제어이어도 된다. 또한, 주제어부는, 선택되지 않은 제1 밸브를 완전 폐쇄로 할 것을 제1 제어기에 강제한다.
또한, 제2 레시피에는, 스텝 S7 및 스텝 S8 내의 도중에, 압력 제어 장치가, 압력 제어를 위해서 선택된 제2 밸브를 제1 밸브로 변경하지 않도록, 기술되어 있다.
제2 레시피에 의해, 가스 공급 장치(80)로부터 제3 가스가 처리 용기(20)에 도입됨과 함께, 선택된 제2 밸브의 개방도를 조정함으로써, 제3 가스 도입 중인 처리 용기(20) 내의 압력 제어를 행한다. 제2 밸브의 개방도는, 완전 폐쇄가 아닌 0 이상의 값과, 완전 개방 상태의 사이에서, 시간적으로 변화하는 압력 설정값을 추종하도록, 복수회 반복 조정된다.
또한, 제2 레시피에는, 압력 제어 장치의 주제어부에는, 스텝 S7의 개시 시각에서 선택하는 1개의 밸브를, 스텝 S7의 개시 시각보다도 장래의 스텝 S9의 개시 시각의 압력 설정값에 따라서 미리 결정하는 지정이 포함되어 있다. 제2 레시피에 기초하여, 스텝 S7 및 스텝 S8에서 기판을 처리하는 동안에, 스텝 S9에서의 압력 제어를 위한 1개의 밸브가, 스텝 S9의 개시에 앞서 미리 선택된다.
이어서, 도 5 중의 스텝 S8에서, 스텝 S4의 경우와 마찬가지로, 처리 용기(20)의 진공화를 행한다. 이어서, 도 5 중의 스텝 S9에서, 스텝 S5의 경우와 마찬가지로, 원료 가스인 제1 가스의 도입 처리를 행한다. 도시를 생략하지만, 스텝 S9에 이어지는 스텝에서는, 스텝 S6의 경우와 마찬가지로 반응 가스인 제2 가스의 도입 처리를 행한다.
즉, 스텝 S5의 공정 및 스텝 S6의 공정을 1사이클로 하여, 1사이클이 1회 이상 반복해서 실행됨으로써, 기판(30) 상에 소정의 막 두께의 SiN막을 형성할 수 있다. 또한, 본 개시에서는, 스텝 S5의 공정 및 스텝 S6의 공정으로 이루어지는 1사이클 중에, 스텝 S7의 클리닝 공정이 적절히 조합되어도 되고, 스텝 S5 내지 스텝 S7의 일련의 공정이, 복수회 사이클릭으로 실행되어도 된다.
성막 처리가 완료된 후, 처리 용기(20) 내의 압력을 대기압으로 복귀시킨다. 구체적으로는, 가스 공급 장치(80)로부터, 예를 들어 N2 가스 등의 불활성 가스를 처리 용기(20) 내에 공급해서 배기한다. 배기에 의해, 처리 용기(20) 내가 불활성 가스로 퍼지되어, 처리 용기(20) 내에 잔류하는 가스 등이, 처리 용기(20) 내로부터 제거된다.
그리고, 처리 용기(20) 내의 분위기가 불활성 가스로 치환되고, 처리 용기(20) 내의 압력이 대기압으로 복귀된다. 그리고, 처리 용기(20)로부터 기판(30)을 반출하면, 본 실시 형태에 관한 기판 처리가 종료된다. 반출된 기판에 대하여 소정의 처리를 실시함으로써, 반도체 장치를 제조할 수 있다.
(작용 효과)
본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)에서는, 기판(30)을 처리하기 위해서 시각마다 설정된 처리 용기(20) 내의 압력 설정값에 따라서 제1 밸브(58A) 및 제2 밸브(58B) 중 한쪽 밸브가 선택된다. 그리고, 선택되지 않은 다른 쪽 밸브의 개방도가, 일정 상태로 설정됨과 함께, 선택된 한쪽 밸브의 개방도가, 0보다 큰 값으로 유지되면서 변화시킴으로써, 조정이 행해진다. 조정에 의해, 압력 검출부(62)가 검출하는 압력 검출값을 압력 설정값에 접근시키는 것이 가능해진다.
이 때문에, 압력 제어 중, 제1 밸브(58A)와 제2 밸브(58B)가, 제어 동작과 상관없이 전환되는 상태가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 제1 밸브(58A)와 제2 밸브(58B)의 전환에 기인하는 압력 제어의 중단을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 밸브(58A)는 버터플라이 밸브로서, 제2 밸브(58B)는 포핏 밸브로서 구성되어 있다. 또한, 기판 처리 장치(100)는, 제1 밸브(58A)에 직렬에 마련되는 게이트 밸브(56)를 구비한다. 또한, 압력 제어 장치의 주제어부(70)는, 제1 밸브(58A)가 선택된 스텝 S5의 공정을 개시하기 전에, 게이트 밸브(56)를 개방하도록 제어한다. 이 때문에, 제1 밸브(58A) 및 게이트 밸브(56)를 경유하여, 제1 가스를 처리 용기(20) 내에 원활하게 도입할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 스텝 S5에서 선택된 제1 밸브(58A)의 개방도는, 스텝 S7의 개시 시각이 도래할 때까지의 동안, 계속해서 조정되고 있다. 즉, 저압 제어 영역(A2)에서 사용되는 제1 밸브(58A)의 개방도의 조정을, 나중에 도래하는 장래의 고압 제어 영역(A1)에서의 압력 설정값에 대응하는 시각이 도래할 때까지의 동안, 행하는 것이 가능하다. 이 때문에, 저압 제어 영역(A2)에서의 압력 제어의 정밀도를 보다 높일 수 있다.
또한, 스텝 S7에서 선택된 제2 밸브(58B)의 개방도는, 스텝 S9의 개시 시각이 도래할 때까지의 동안, 계속해서 조정되고 있다. 즉, 고압 제어 영역(A1)에서 사용되는 제2 밸브(58B)의 개방도의 조정을, 나중에 도래하는 장래의 저압 제어 영역(A2)에서의 압력 설정값에 대응하는 시각이 도래할 때까지의 동안, 행하는 것이 가능하다. 이 때문에, 고압 제어 영역(A1)에서의 압력 제어의 정밀도를 보다 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 선택된 밸브의 개방도 조정이 행해지는 기간은, 장래의 압력 설정값에 대응하는 시각이 도래할 때까지의 동안만으로 해서 예시적으로 설명되었지만, 본 개시에서는 이것에 한정되지 않는다. 본 개시에서는, 압력 검출부(62)가 검출하는 실제의 압력이 장래의 압력 설정값으로 될 때까지의 동안에만, 조정이 행해져도 된다. 혹은, 장래의 압력 설정값에 대응하는 시각이 도래할 때까지의 동안, 및 압력 검출부(62)가 검출하는 실제의 압력이 장래의 압력 설정값으로 될 때까지의 동안의 양쪽 동안에, 조정이 행해져도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 스텝 S5의 개시 시각인 제1 시각에서 선택하는 1개의 밸브를, 제1 시각보다도 장래의 스텝 S7의 개시 시각인 제2 시각의 압력 설정값에 따라서 미리 결정하는 제1 레시피가, 압력 제어 장치의 주제어부(70)에 부여되어 있다. 또한, 스텝 S5 및 스텝 S6에서 기판(30)을 처리하는 동안에, 주어진 레시피에 기초하여, 압력 제어를 위한 1개의 밸브가 미리 선택된다. 이 때문에, 제2 시각이 도래했을 때, 개방도 조정용 밸브를 원활하게 선택하는 것이 가능해지므로, 스텝 S7에서의 압력 제어 동작의 지연을 방지할 수 있다.
또한, 스텝 S7의 개시 시각인 제2 시각에서 선택하는 1개의 밸브를, 제2 시각보다도 장래의 스텝 S9의 개시 시각인 제3 시각의 압력 설정값에 따라서 미리 결정하는 제2 레시피가, 압력 제어 장치의 주제어부(70)에 부여되어 있다. 또한, 스텝 S7 및 스텝 S8에서 기판(30)을 처리하는 동안에, 주어진 레시피에 기초하여, 압력 제어를 위한 1개의 밸브가 미리 선택된다. 이 때문에, 제3 시각이 도래했을 때, 개방도 조정용 밸브를 원활하게 선택하는 것이 가능해지므로, 스텝 S9에서의 압력 제어 동작의 지연을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 스텝 S5의 개시 시각이 제1 시각으로, 스텝 S7의 개시 시각이 제2 시각으로, 스텝 S9의 개시 시각이 제3 시각으로 각각 설정된 경우가 예시적으로 설명되었지만, 본 개시에서는 이것에 한정되지 않는다. 본 개시에서는, 기점이 되는 제1 시각은, 임의의 시각에서 설정 가능하다. 즉, 스텝 S7의 개시 시각, 또는 스텝 S9의 개시 시각이어도 「제1 시각」으로서 설정 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 스텝 S5 또는 스텝 S7에서, 제1 제어기(72A) 및 제2 제어기(72B) 중, 선택되지 않은 다른 밸브에 대응하는 한편, 다른 밸브를 완전 폐쇄 상태로 설정할 것이 강제된다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 압력 제어에 사용되는 제1 단조 증가 곡선(L1) 및 제2 단조 증가 곡선(L2)은, 2개의 밸브 중 한쪽이 완전 폐쇄인 상태, 즉, 한쪽 밸브의 컨덕턴스가 0인 상태에서 설정되어 있다. 이 때문에, 선택되지 않은 다른 밸브를 완전 폐쇄로 함으로써, 제1 단조 증가 곡선(L1) 및 제2 단조 증가 곡선(L2)에 기초하는 압력 제어를, 보다 정확하게 행할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기판 처리에 포함되는 공정마다, 제1 밸브(58A) 및 제2 밸브(58B)에 대하여, 특정 개방도의 실행, 특정 압력 설정값에 의한 자동 제어의 실행, 및 특정 압력 변화 레이트에 의한 자동 제어의 실행 중 어느 하나를 실행하는 지정이 레시피에 포함되어 있다. 이 때문에, 예를 들어 제1 밸브(58A) 및 제2 밸브(58B)에 대하여, 특정 개방도만을 지정하는 압력 제어에 비해서, 보다 고정밀도로 압력을 제어할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 밸브(58A)는, 제2 밸브(58B)의 최대 컨덕턴스보다도 큰 최대 컨덕턴스를 갖고 있다. 또한, 압력 제어 장치는, 스텝 S5에서, 장래의 압력 설정값이 제1 압력보다도 낮은 경우에 제1 밸브(58A)를 선택한다. 이 때문에, 제1 압력보다도 낮은 압력 설정값에 대한 압력 제어에 있어서 유리하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 압력 제어 장치는, 스텝 S7에서, 장래의 압력 설정값이 제1 압력 이상인 경우에 제2 밸브(58B)를 선택한다. 이 때문에, 제1 압력 이상의 압력 설정값에 대한 압력 제어에 있어서 유리하다. 또한, 압력 제어 장치는, 제1 압력보다 높은 제2 압력 이상인 경우에, 장래의 압력 설정값에 대응하는 시각에서 배기 장치가 감력 운전하는 것을 허용한다. 이 때문에, 제어 때마다, 압력이나 배기 속도에 있어서 가장 적합한 제어성이 우수한 밸브에 의해, 압력 제어를 행하는 것이 가능해진다. 그 결과, 목표로 하는 압력 설정값에 대한 실제의 압력의 응답성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 압력 제어 장치의 주제어부(70)는, 레시피로서 기술된 기판 처리의 각 공정에 대하여, 대응하는 1개의 밸브를 한번 선택하면, 선택된 1개의 밸브를 대응하는 공정 내에서는 다른 밸브로 변경하지 않는다. 이 때문에, 각각의 레시피가 대응하는 공정에서, 개방도 조정용 밸브를 빈번히 전환하는 작업에 수반하는 부담을 저하시킬 수 있음과 함께, 장치의 손모를 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 압력 제어 장치의 주제어부(70)는, 가스 공급 장치에 의한 가스 유량과 압력 설정값의 조합을 사용한 조건인, 제1 단조 증가 곡선(L1) 및 제2 단조 증가 곡선(L2)에 따라, 한쪽 밸브를 선택한다. 이 때문에, 가스 유량과 장래의 압력 설정값의 조합을 사용하지 않는 경우에 비해서, 보다 고정밀도로 압력을 제어할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 단조 증가 곡선(L1)은, 제1 밸브(58A)를 완전 폐쇄인 0보다 약간 큰 최솟값, 및 제2 밸브(58B)를 완전 개방으로 고정했을 때의 배기 특성에 기초해서 정해진다. 또한, 제2 단조 증가 곡선(L2)은, 제1 밸브(58A)를 완전 폐쇄, 제2 밸브(58B)를 완전 개방으로 고정했을 때의 배기 특성에 기초해서 정해진다. 그리고, 도 4의 그래프 중에서, 가스 유량과 압력 설정값의 조합의 좌표가, 제2 단조 증가 곡선(L2)보다 하측에 위치할 때, 제1 밸브(58A)가, 개방도 조정용 밸브로서 선택된다.
제2 단조 증가 곡선(L2)보다 하측의 저압 제어 영역(A2)에서는, 제2 밸브(58B)보다 최대 컨덕턴스가 큰 제1 밸브(58A)의 개방도를 조정함으로써, 목표로 하는 압력 설정값을 실현 가능하다. 이 때문에, 가스 유량과 압력 설정값의 조합의 좌표가, 제2 단조 증가 곡선(L2)보다 하측에 위치하는 경우에, 압력을 고정밀도로 제어할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치(100)에서 설명한 압력 제어를 행하는 압력 제어 장치를, 기판 처리 장치(100)와는 다른 본 실시 형태에 관한 압력 제어 장치로서 실현할 수도 있다. 본 실시 형태에 관한 압력 제어 장치에 의하면, 기판 처리 장치(100)의 경우와 마찬가지로, 제1 밸브(58A)와 제2 밸브(58B)의 전환에 기인하는 압력 제어의 중단을 방지할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치(100)에서 설명한 압력 제어를 행하는, 본 실시 형태에 관한 기판 처리 프로그램을 제작할 수도 있다. 본 실시 형태에 관한 기판 처리 프로그램에 의하면, 기판 처리 장치(100)와 마찬가지로, 제1 밸브(58A)와 제2 밸브(58B)의 전환에 기인하는 압력 제어의 중단을 방지할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치(100)를 사용한 기판 처리 방법을 포함하는, 본 실시 형태에 관한 반도체 장치의 제조 방법을 구성할 수도 있다. 본 실시 형태에 관한 반도체 장치의 제조 방법에 의하면, 제1 밸브(58A)와 제2 밸브(58B)의 전환에 기인하는 압력 제어의 중단을 방지할 수 있으므로, 반도체 장치를, 품질을 높여서 제조할 수 있다.
<본 개시의 다른 양태>
본 개시는 상기 개시한 실시 형태의 양태에 의해 설명했지만, 이 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은, 본 개시를 한정하는 것이라고 이해되어서는 안된다. 본 개시는 상기 양태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
(제1 변형예)
또한, 본 실시 형태에서는, 가스 유량과 압력 설정값의 조합의 좌표 위치가, 제1 단조 증가 곡선(L1)보다 상측의 고압 제어 영역(A1)인지, 제2 단조 증가 곡선(L2)보다 하측의 저압 제어 영역(A2)인지에 따라서, 선택되는 밸브가 일의적으로 결정되는 경우가 예시적으로 설명되어 있었다. 그러나, 본 개시에서는, 이것에 한정되지 않는다.
예를 들어, 본 개시에서는, 현재부터 소정 시간 내에 포함되는 장래의 공정, 또는, 소정 시간에 적어도 일부가 포함되는 공정에서, 가스 유량과 압력 설정값의 조합의 좌표가, 제2 단조 증가 곡선(L2)의 하측에 위치하는 경우의 비율과, 제1 단조 증가 곡선(L1)의 상측에 위치하는 경우의 비율에 따라, 1개의 밸브를 선택하도록 구성되어도 된다.
구체적으로는, 가스 유량과 압력 설정값의 조합의 좌표가, 제2 단조 증가 곡선(L2)의 하측에 위치하는 경우의 비율과, 제1 단조 증가 곡선(L1)의 상측에 위치하는 경우의 비율을 각각 산출한다. 그리고, 산출된 비율이 큰 쪽의 영역에 대하여 설정되어 있는, 압력 제어를 위한 1개의 밸브가, 개방도 조정용 밸브로서 선택될 수 있다. 즉, 단조 증가 곡선에만 기초하면, 제1 밸브(58A)와 제2 밸브(58B)를 비교적 빈번히 전환하는 작업이 생기는 경우라도, 비율이 이용됨으로써, 선택된 한쪽 밸브만이, 특정 공정 내에서, 압력 제어를 위해서 계속해서 사용된다.
예를 들어, 본 실시 형태에서는, 가스 유량과 압력 설정값의 조합의 좌표가, 제2 단조 증가 곡선(L2)의 하측의 저압 제어 영역(A2)에 위치하는 경우에는, 제2 밸브(58B)가 완전 개방임과 함께, 제1 밸브(58A)의 개방도를 변화시킴으로써, 압력이 제어되어 있었다. 하측의 저압 제어 영역(A2)에서는, 현시점의 압력으로부터 목표가 되는 압력 설정값으로 변화시키기 위해서, 가스 유량을 비교적 크게 변화시킬 것이 요구되는 경우가 있다. 이 때문에, 예를 들어 제1 밸브(58A)의 사양에 따라서는, 압력 설정값을 실현할 수 없을 우려가 생긴다.
한편, 본 실시 형태에서는, 가스 유량과 압력 설정값의 조합의 좌표가, 제1 단조 증가 곡선(L1)의 상측의 고압 제어 영역(A1)에 위치하는 경우, 처리 용기(20)에 공급하는 가스 유량을 변화시키는 범위는, 저압 제어 영역(A2)의 경우보다 작게 하는 것이 가능하다. 그러나, 압력 설정값이 시간적으로 변화하는 것에 수반하여, 2개의 밸브를 빈번히 전환하는 작업이 발생하면, 작업에 수반하는 부담이 커짐과 함께, 장치의 손모가 염려된다.
이 때문에, 본 개시에서는, 일정 시간, 개방도 조정용으로 선택되는 밸브를 2개의 밸브 중 한쪽에 고정함으로써, 압력 저하가 생겼다고 해도, 생긴 압력 저하가 처리 프로세스 상에서의 허용 범위 내인 한, 일단 선택된 밸브만을 계속해서 사용할 수 있다. 개방도 조정용 밸브를 고정함으로써, 밸브를 빈번히 전환하는 작업에 수반하는 부담을 저하시킬 수 있음과 함께, 장치의 손모를 방지할 수 있다.
(제2 변형예)
또한, 본 개시에서는, 가스 유량과 압력 설정값의 조합의 좌표가 제1 단조 증가 곡선(L1)의 상측에 위치하는 경우의 비율은, 좌표가 제2 단조 증가 곡선(L2)의 하측에 위치하는 경우의 비율보다도, 작게 가중되어도 된다. 가중에 의해, 좌표가 제1 단조 증가 곡선(L1)의 상측에 위치하는 경우의 비율이, 제2 단조 증가 곡선(L2)의 하측에 위치하는 경우의 비율보다 낮아지면, 제2 밸브(58B)가 아니고, 제1 밸브(58A)가 선택된다.
좌표가 제1 단조 증가 곡선(L1)의 상측에 위치하는 경우의 비율이 작게 가중됨으로써, 밸브를 빈번히 전환하는 작업에 수반하는 부담을 저하시킬 수 있음과 함께, 장치의 손모를 방지할 수 있다. 좌표가 제1 단조 증가 곡선(L1)의 상측에 위치하는 경우의 비율이 작게 가중되는 방법은, 제2 밸브(58B)에 의한 압력 제어의 우선도가 낮은 경우에 있어서 유리하다. 제2 밸브(58B)에 의한 압력 제어의 우선도가 낮은 경우로서는, 예를 들어 제1 밸브(58A)에 의한 개방도 조정에 의해서만, 목표가 되는 압력 설정값의 범위 전체를 실현하는 것이 가능한 경우를 생각할 수 있다.
(제3 변형예)
또한, 본 개시에서는, 조합의 좌표의 위치 비율은, 도 4의 그래프 중에서의 좌표의 위치와, 제1 단조 증가 곡선(L1) 또는 제2 단조 증가 곡선(L2)의 거리에 따라 가중되어도 된다. 여기서, 「거리」란, 조합의 좌표의 위치에 가장 근접하는 제1 단조 증가 곡선(L1) 또는 제2 단조 증가 곡선(L2)과, 좌표의 사이에서의 길이를 의미한다.
구체적으로는, 예를 들어 어떤 좌표의 위치와 제1 단조 증가 곡선(L1)의 거리가, 좌표의 위치와 제2 단조 증가 곡선(L2)의 거리보다 짧은 경우, 제2 단조 증가 곡선(L2)의 하측의 저압 제어 영역(A2)에 대응하는 제1 밸브(58A)의 선택의 우선도가 커진다. 즉, 제2 밸브(58B)의 선택의 우선도가 작아지도록, 좌표가 제1 단조 증가 곡선(L1)의 상측에 위치하는 경우의 비율은 작게 가중된다. 가중의 결과, 밸브를 빈번히 전환하는 작업에 수반하는 부담을 저하시킬 수 있음과 함께, 장치의 손모를 방지할 수 있다.
(제4 변형예)
또한, 본 개시에서는, 압력 제어 장치의 주제어부(70)는, 현재부터 소정 시간 내에 포함되는 공정, 또는, 소정 시간 내에 적어도 일부가 포함되는 공정에서, 가스 유량과 압력 설정값의 조합의 좌표가 제1 단조 증가 곡선(L1)보다도 상측에 위치하는 상태가 존재하는 상태의 시간의 총합이, 소정의 시간 이하일 때 제1 밸브(58A)를 선택하도록 구성되어도 된다. 좌표가 제1 단조 증가 곡선(L1)보다도 상측에 위치하는 상태가 존재하는 상태의 시간의 총합을 사용함으로써, 제2 밸브(58B)에 의한 압력 제어의 우선도가 낮은 경우에, 밸브를 빈번히 전환하는 작업에 수반하는 부담을 저하시킬 수 있음과 함께, 장치의 손모를 방지할 수 있다.
(제5 변형예)
또한, 예를 들어 본 실시 형태에서는, 스텝 S5 및 스텝 S6에서, 제1 밸브(58A)를 사용하여, 제1 가스 및 제2 가스 양쪽을 동일한 유량으로 흘림으로써, 제1 가스 및 제2 가스를 기판에 폭로시켰다. 그리고, 압력 검출값을 목표값에 접근시키도록 제어하는 기판 처리의 공정이 예시적으로 설명되었다. 그러나, 본 개시에서는, 제1 가스 및 제2 가스 양쪽을 동일한 유량으로 흘리는 기판 처리의 공정에 한정되지 않고, 본 개시는, 다른 각종 양태 또는 공정에 적용할 수 있다.
예를 들어, 어떤 다른 양태에서는, 레시피는, 제1 가스를 제1 유량으로 흘려서, 압력 검출값을 제1 목표값에 접근시키도록 제어하는 제1 폭로 공정과, 제2 가스를 제2 유량으로 흘려서, 압력 검출값을 제1 목표값보다 높은 제2 목표값에 접근시키도록 제어하는 제2 폭로 공정을 포함해도 된다. 또한, 레시피에 의해, 압력 제어 장치는, 제1 폭로 공정에서는 제1 밸브(58A)를 선택하고, 제2 폭로 공정에서는 제2 밸브(58B)를 선택해도 된다.
어떤 다른 양태에서는, 레시피에 의해, 압력 제어 장치가, 제1 폭로 공정에서는 제1 밸브(58A)를 선택하고, 제2 폭로 공정에서는 제2 밸브(58B)를 선택함으로써, 본 실시 형태와 마찬가지로, 압력 제어 중에 생기는 복수의 밸브의 전환에 기인하는 압력 제어의 중단을 방지할 수 있다.
또한, 또 다른 양태에서는, 제1 폭로 공정에서는, 제1 가스로서 성막 가스를 사용하고, 제2 폭로 공정에서는, 제2 가스로서 클리닝 가스를 사용할 수도 있다.
또 다른 양태에 의하면, 성막 가스와 클리닝 가스의 2종류의 가스가 사용되는 경우에 있어서, 압력 제어 중에 생기는 복수의 밸브의 전환에 기인하는 압력 제어의 중단을 방지할 수 있다.
상기 어떤 다른 양태 및 또 다른 양태 각각에 있어서 기판 처리 장치(100)를 사용하는 경우, 본 실시 형태에 관한 양태의 경우와 마찬가지의 처리 수순 및 처리 조건 등을 사용하여, 각각의 처리를 실행할 수 있다. 또한, 어떤 다른 양태 및 또 다른 양태 각각에 있어서, 본 실시 형태에 관한 양태의 경우와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 개시한 복수의 실시 형태, 변형예 및 양태에 포함되는 구성을 부분적으로 조합하여 본 개시를 구성해도 된다. 조합에 의해 구성된 본 개시에 있어서, 실행되는 처리 수순 및 처리 조건 등은, 예를 들어 본 실시 형태에 관한 양태에서 설명된 처리 수순 및 처리 조건과 마찬가지로 구성할 수 있다. 본 개시는, 상기에 기재하고 있지 않은 다양한 실시 형태 등을 포함함과 함께, 본 개시의 기술적 범위는, 상기 설명으로부터 타당한 특허 청구 범위의 발명 특정 사항에 의해서만 정해지는 것이다.
<부기>
본 개시로부터는, 이하의 양태가 개념화된다.
양태 1은,
내부에서 기판을 처리하는 처리 용기와,
상기 처리 용기와 배기 장치의 사이에 접속되고, 도중에 제1 배기 라인과 제2 배기 라인으로 분기되는 배기로와,
제1 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제1 밸브와, 제2 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제2 밸브와,
상기 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력 검출부와,
상기 압력 검출부가 검출하는 압력 검출값을 상기 기판을 처리하기 위해서 시각마다 설정된 상기 처리 용기 내의 압력 설정값에 접근시키도록, 상기 압력 설정값에 따라서 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중 한쪽 밸브를 선택하고, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중에서 선택되지 않은 다른 쪽 밸브의 개방도를 일정 상태로 설정함과 함께, 선택된 한쪽 밸브의 개방도를 0보다 큰 값으로 유지해서 조정하는 것이 가능하게 구성된 압력 제어 장치
를 구비하는 기판 처리 장치.
양태 2는,
상기 압력 제어 장치에는, 기판의 처리 수순을 포함하는 프로그램으로서의 레시피가 부여됨과 함께, 상기 압력 제어 장치는, 상기 레시피에 기초하여 기판의 처리를 실행하는 컴퓨터를 구비하고,
상기 압력 제어 장치에는, 임의의 제1 시각에서 선택하는 상기 한쪽 밸브를, 상기 제1 시각보다도 후에 도래하는 제2 시각의 상기 압력 설정값에 따라서 미리 결정하는 상기 레시피가 부여되고,
기판을 처리하는 동안에, 상기 레시피에 기초하여 상기 한쪽 밸브가 선택되는, 양태 1에 기재된 기판 처리 장치.
양태 3은,
상기 레시피에 따라서 제어된 유량의 제1 가스와 제2 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 가스 공급 장치를 더 구비하고,
상기 레시피는, 상기 제1 가스를 제1 유량으로 흘려서, 상기 압력 검출값을 제1 목표값에 접근시키도록 제어하는 제1 폭로 공정과, 상기 제2 가스를 제2 유량으로 흘려서, 상기 압력 검출값을 상기 제1 목표값보다 높은 제2 목표값에 접근시키도록 제어하는 제2 폭로 공정을 포함하고,
상기 압력 제어 장치는, 제1 폭로 공정에서는 상기 제1 밸브를 선택하고, 제2 폭로 공정에서는 상기 제2 밸브를 선택하는 것이 가능하게 구성되는, 양태 2에 기재된 기판 처리 장치.
양태 4는,
제1 폭로 공정에서는, 상기 제1 가스로서 성막 가스를 사용하고, 제2 폭로 공정에서는, 상기 제2 가스로서 클리닝 가스를 사용하는, 양태 3에 기재된 기판 처리 장치.
또한, 본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 도입되는 것이 구체적이면서 또한 개개에 기재되었을 경우와 동일 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 도입된다.

Claims (20)

  1. 내부에서 기판을 처리하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기와 배기 장치의 사이에 접속되고, 도중에 제1 배기 라인과 제2 배기 라인으로 분기되는 배기로와,
    제1 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제1 밸브와, 제2 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제2 밸브와,
    상기 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력 검출부와,
    상기 압력 검출부가 검출하는 압력 검출값을 상기 기판을 처리하기 위해서 시각마다 설정된 상기 처리 용기 내의 압력 설정값에 접근시키도록, 상기 압력 설정값에 따라서 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중 한쪽 밸브를 선택하고, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중에서 선택되지 않은 다른 쪽 밸브의 개방도를 일정 상태로 설정함과 함께, 선택된 한쪽 밸브의 개방도를 0보다 큰 값으로 유지해서 조정하는 것이 가능하게 구성된 압력 제어 장치
    를 구비하는, 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압력 제어 장치는, 기판의 처리 중, 현재의 시각으로부터 특정 시각이 도래할 때까지의 동안, 및 상기 압력 검출부가 검출하는 압력 검출값이 상기 특정 시각의 상기 압력 설정값으로 될 때까지의 동안 중 적어도 한쪽의 동안에, 선택된 상기 한쪽 밸브의 개방도를 0보다 큰 값으로 유지해서 조정하는 것이 가능하게 구성되는, 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압력 제어 장치에는, 기판의 처리 수순을 포함하는 프로그램으로서의 레시피가 부여됨과 함께, 상기 압력 제어 장치는, 상기 레시피에 기초하여 기판의 처리를 실행하는 컴퓨터를 구비하고,
    상기 압력 제어 장치에는, 임의의 제1 시각에서 선택하는 상기 한쪽 밸브를, 상기 제1 시각보다도 후에 도래하는 제2 시각의 상기 압력 설정값에 따라서 미리 결정하는 상기 레시피가 부여되고,
    기판을 처리하는 동안에, 상기 레시피에 기초하여 상기 한쪽 밸브가 선택되는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 압력 제어 장치는, 기판의 처리 중, 현재의 시각으로부터 특정 시각이 도래할 때까지의 동안, 및 상기 압력 검출부가 검출하는 압력 검출값이 상기 특정 시각의 상기 압력 설정값으로 될 때까지의 동안 중 적어도 한쪽 동안에, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중에서 선택되지 않은 다른 쪽 밸브의 컨덕턴스를, 0을 향해서 감소시키는 상태, 또는, 0으로 유지한 채의 상태로 설정하여, 상기 조정을 행하는 것이 가능하게 구성되는, 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 압력 제어 장치는, 상기 압력 검출값과 상기 압력 설정값에 기초하여 상기 제1 밸브의 컨덕턴스를 자동 조정 가능하게 구성된 제1 제어기와, 상기 압력 검출값과 상기 압력 설정값에 기초하여 상기 제2 밸브의 컨덕턴스를 자동 조정 가능하게 구성된 제2 제어기를 갖고,
    상기 제1 제어기 및 상기 제2 제어기 중, 선택되지 않은 상기 다른 쪽 밸브에 대응하는 제어기에 상기 다른 쪽 밸브를 완전 폐쇄로 하는, 기판 처리 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 레시피는, 기판 처리에 포함되는 공정마다, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 각각에 대하여, 특정 개방도의 실행, 특정 상기 압력 설정값에 의한 자동 제어의 실행, 및 특정 압력 변화 레이트에 의한 자동 제어의 실행 중 어느 하나를 실행하는 지정을 포함하고,
    상기 특정 개방도는, 완전 폐쇄, 완전 개방, 그리고, 완전 폐쇄 및 완전 개방 이외의 임의의 개방도 중 어느 하나를 포함하고,
    상기 특정 상기 압력 설정값에 의한 자동 제어의 실행, 및 상기 특정 압력 변화 레이트에 의한 자동 제어의 실행은, 1개의 공정에 대하여, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중 1개의 밸브만으로 지정되는, 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 처리 용기는, 제어된 유량의 가스를 공급하는 가스 공급 장치를 더 구비하고,
    상기 압력 제어 장치는, 상기 가스 공급 장치에 의한 가스 유량과 상기 압력 설정값의 조합을 사용한 조건에 따라서, 상기 한쪽 밸브를 선택하는, 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 밸브는, 상기 제2 밸브의 최대 컨덕턴스보다도 큰 컨덕턴스를 갖고,
    상기 압력 제어 장치는, 상기 압력 설정값이 소정의 제1 압력보다도 낮은 경우에 상기 제1 밸브를 선택하는, 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 밸브는, 상기 제2 밸브의 최대 컨덕턴스보다도 큰 컨덕턴스를 갖고,
    상기 압력 제어 장치는, 상기 압력 설정값이 소정의 제1 압력 이상인 경우에 상기 제2 밸브를 선택하고, 상기 압력 설정값이 제1 압력보다 높은 제2 압력 이상인 경우에, 상기 압력 설정값에 대응하는 시각에서 상기 배기 장치가 감력 운전하는 것을 허용하는, 기판 처리 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제1 밸브는, 상기 제2 밸브의 최대 컨덕턴스보다도 큰 컨덕턴스를 갖고,
    상기 압력 제어 장치는, 가스 유량을 횡축, 압력을 종축으로 하는 좌표계로 규정되는 소정의 단조 증가 곡선에 대하여, 가스 유량과 상기 압력 설정값의 조합의 좌표가, 상기 단조 증가 곡선보다 하측에 위치할 때, 상기 제1 밸브를 선택하는, 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 단조 증가 곡선은, 상기 제1 밸브를 완전 폐쇄, 상기 제2 밸브를 완전 개방으로 고정했을 때의 배기 특성에 기초해서 정해지는, 기판 처리 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 압력 제어 장치는, 현재로부터 소정 시간 내에 포함되는 공정, 또는, 상기 소정 시간 내에 적어도 일부가 포함되는 공정에서, 가스 유량과 상기 압력 설정값의 조합의 좌표가 소정의 단조 증가 곡선의 하측에 위치하는 경우의 비율과, 상기 좌표가 상기 단조 증가 곡선의 상측에 위치하는 경우의 비율에 따라서, 상기 한쪽 밸브를 선택하는, 기판 처리 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 압력 제어 장치에는, 기판의 처리 수순을 포함하는 프로그램으로서의 레시피가 부여됨과 함께, 상기 압력 제어 장치는, 상기 레시피에 기초하여 기판의 처리를 실행하는 컴퓨터를 구비하고,
    상기 압력 제어 장치는, 상기 레시피로서 기술된 기판 처리의 각 공정에 대하여, 대응하는 1개의 밸브를 한번 선택하면, 선택된 1개의 밸브를 대응하는 공정 내에서는 다른 밸브로 변경하지 않는, 기판 처리 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 좌표가 상기 단조 증가 곡선의 상측에 위치하는 경우의 비율은, 상기 좌표가 상기 단조 증가 곡선의 하측에 위치하는 경우의 비율보다도 작게 가중되는, 기판 처리 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 비율은, 상기 좌표와 상기 단조 증가 곡선의 거리에 따라 가중되는, 기판 처리 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 압력 제어 장치는, 현재로부터 소정 시간 내에 포함되는 공정, 또는, 상기 소정 시간 내에 적어도 일부가 포함되는 공정에서, 가스 유량과 상기 압력 설정값의 조합의 상기 좌표가 상기 단조 증가 곡선보다도 상측에 위치하는 경우의 시간이, 소정의 시간 이하일 때 상기 제1 밸브를 선택하는, 기판 처리 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제2 배기 라인은, 상기 제1 배기 라인의 도중에 대략 직각으로 분기되고,
    상기 제1 밸브는 버터플라이 밸브로서 구성되고,
    상기 제2 밸브는 포핏 밸브로서 구성되고,
    상기 제1 밸브에 직렬로 마련되는 게이트 밸브를 더 구비하고,
    상기 압력 제어 장치는, 상기 제1 밸브가 선택된 공정을 개시하기 전에, 상기 게이트 밸브를 개방하도록 제어하는, 기판 처리 장치.
  18. 내부에서 기판을 처리하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기와 배기 장치의 사이에 접속되고, 도중에 제1 배기 라인과 제2 배기 라인으로 분기되는 배기로와,
    제1 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제1 밸브와, 제2 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제2 밸브와,
    상기 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력 검출부
    를 구비하는 기판 처리 장치에 있어서,
    상기 압력 검출부가 검출하는 압력 검출값을 상기 기판을 처리하기 위해서 시각마다 설정된 상기 처리 용기 내의 압력 설정값에 접근시키도록, 상기 압력 설정값에 따라서 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중 한쪽 밸브를 선택하는 공정과,
    상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중에서 선택되지 않은 다른 쪽 밸브의 개방도를 일정 상태로 설정함과 함께, 선택된 한쪽 밸브의 개방도를 0보다 큰 값으로 유지해서 조정하는 공정
    을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  19. 내부에서 기판을 처리하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기와 배기 장치의 사이에 접속되고, 도중에 제1 배기 라인과 제2 배기 라인으로 분기되는 배기로와,
    제1 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제1 밸브와, 제2 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제2 밸브와,
    상기 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력 검출부
    를 구비하는 기판 처리 장치에 마련되고,
    상기 압력 검출부가 검출하는 압력 검출값을 상기 기판을 처리하기 위해서 시각마다 설정된 상기 처리 용기 내의 압력 설정값에 접근시키도록, 상기 압력 설정값에 따라서 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중 한쪽 밸브를 선택하고, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중에서 선택되지 않은 다른 쪽 밸브의 개방도를 일정 상태로 설정함과 함께, 선택된 한쪽 밸브의 개방도를 0보다 큰 값으로 유지해서 조정하는 것이 가능하게 구성된 주제어부
    를 구비하는, 압력 제어 장치.
  20. 내부에서 기판을 처리하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기와 배기 장치의 사이에 접속되고, 도중에 제1 배기 라인과 제2 배기 라인으로 분기되는 배기로와,
    제1 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제1 밸브와, 제2 배기 라인에 마련되고, 개방도를 연속적으로 조정 가능한 제2 밸브와,
    상기 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력 검출부
    를 구비하는 기판 처리 장치에서 실행되는 기판 처리 프로그램이며,
    상기 압력 검출부가 검출하는 압력 검출값을 상기 기판을 처리하기 위해서 시각마다 설정된 상기 처리 용기 내의 압력 설정값에 접근시키도록, 상기 압력 설정값에 따라서 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중 한쪽 밸브를 선택하는 수순과,
    상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중에서 선택되지 않은 다른 쪽 밸브의 개방도를 일정 상태로 설정함과 함께, 선택된 한쪽 밸브의 개방도를 0보다 큰 값으로 유지해서 조정하는 수순
    을 컴퓨터에 의해 기판 처리 장치에 실행시키는 기판 처리 프로그램.
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