JP2001257164A - 基板処理装置、基板処理方法及び圧力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】真空容器内の材料ガスの分布を均一にし、膜質
及び膜厚共にバラツキの少ない薄膜を堆積する等、各種
の基板処理を均一に行う。 【解決手段】真空容器１と、該真空容器に材料ガスを供
給するガス供給手段１２と、前記真空容器内の圧力を検
知する圧力検知手段３５と、前記真空容器に接続された
複数の排気経路３８，３９と、該排気経路に接続された
排気手段と、複数の前記排気経路の前記排気手段と前記
真空容器との間に設置された排気コンダクタンス調整手
段４１，４４，４７，４８と、複数の前記排気経路の前
記排気コンダクタンス調整手段と前記排気手段との間に
設置された圧力検知手段４５，４９とを有する基板処理
装置であって、前記排気コンダクタンス調整手段により
複数の前記排気経路の各排気ガス量が同一になる様にし
て前記真空容器内の圧力を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェーハ等
の材料基板から半導体素子を形成する工程に於いて、Ｃ
ＶＤ、エッチング、不純物拡散等種々の処理を施す基板
処理装置、基板処理方法及び圧力制御方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子製造装置及びＬＣＤ製造装置
等により半導体素子を形成する工程の中には、真空容器
内に材料ガスを導入し、例えば高周波電力を印加するこ
とにより、材料基板上に薄膜を堆積する工程、薄膜が堆
積された基板上に予め回路パターンを形成した基板に対
しエッチングを行う工程がある。

【０００３】その際、前記真空容器内に材料ガスを導入
し、高周波電力の印加により材料ガスを活性化させてプ
ラズマを生成し、プラズマによって生成された材料ガス
のラジカルを前記材料基板上に薄膜として、目的の膜を
堆積するプラズマＣＶＤ（化学的気相成長）法があり、
又材料ガスのラジカルと基板上の既堆積膜との反応性を
利用してエッチングするプラズマ・エッチング法があ
る。

【０００４】これらの工程では、前記真空容器内に材料
ガスを導入する際に、前記真空容器内を低圧力状態に真
空排気した上で、材料ガスの分布に偏りが生じない様に
材料ガスを導入し、その後プラズマ処理を施すことが、
ＣＶＤ工程に於いては堆積膜の膜厚及び膜質の均一性を
向上させることが重要であり、又前記エッチング工程に
於いては前記エッチング膜厚の均一性を向上させること
が重要であり、高品質な半導体素子を生産する為に必要
な技術である。

【０００５】基板処理装置の一例として従来のプラズマ
ＣＶＤ処理装置を図３及び図４に於いて説明する。

【０００６】真空容器１は天井板２、側板３，４及び底
板５を有する耐圧容器であり、前記真空容器１の内部に
アノード電極６が図示しない昇降装置により昇降可能に
設置され、該アノード電極６は接地されており、前記ア
ノード電極６の上にサセプタ７が設けられている。該サ
セプタ７に材料基板８が載置され、該材料基板８は前記
側板に設けられた搬入出口（図示せず）から搬入及び搬
出される様になっている。

【０００７】前記天井板２にカソード電極９が取付けら
れている。該カソード電極９の上部中央に凸部１１が形
成され、該凸部１１は前記天井板２を貫通しており、前
記凸部１１にガス供給管１２が接続されている。該ガス
供給管１２に図示しない材料ガス供給源が接続され、材
料ガスが前記カソード電極９を経て前記真空容器１に供
給される様になっている。

【０００８】前記カソード電極９の下面に凹部１３が形
成され、該凹部１３の開口端部にガスシャワー板１４が
嵌込まれ、該ガスシャワー板１４と前記カソード電極９
との間に拡散空間１５が形成されている。前記ガスシャ
ワー板１４の所定の範囲に多数のガス噴出孔１６が穿設
され、前記拡散空間１５を経て前記材料ガスが前記ガス
噴出孔１６により分散され、噴出される様になってい
る。

【０００９】前記ガス供給管１２にインピーダンス整合
器１７を介して高周波発振器１８が接続され、該高周波
発振器１８は接地されている。

【００１０】前記側板４に圧力検知器１９が設けられ、
前記真空容器１内の圧力が検知され、圧力検知信号入力
線２０により後述する入力制御装置２９に入力される様
になっている。

【００１１】前記底板５の下方に排気管２１が接続さ
れ、該排気管２１は前記アノード電極６の下方に位置
し、前記排気管２１に可変コンダクタンスバルブ２２が
設けられている。該可変コンダクタンスバルブ２２は図
４に示す様に一般的に使用されるバタフライ式のもの
で、環状のフランジ２３が前記排気管２１の途中に気密
に取付けられ、前記フランジ２３には円板状の弁体２４
が同心に取付けられ、該弁体２４が直径方向の弁軸２
５，２６により前記フランジ２３に回転自在に支持さ
れ、一方の前記弁軸２５は前記フランジ２３を貫通し、
貫通する端部に可変コンダクタンスバルブ制御装置２７
が連結され、前記弁軸２５の回転により前記弁体２４が
回転され、開度調整される様になっている。

【００１２】前記排気管２１の前記可変コンダクタンス
バルブ２２の下流側に図示しない真空排気装置が接続さ
れている。

【００１３】前記可変コンダクタンスバルブ制御装置２
７は主制御装置２８により制御される様になっており、
該主制御装置２８は前記入力制御装置２９、出力制御装
置３０、演算処理装置３１及び記憶装置３２を備えてい
る。

【００１４】前記入力制御装置２９により入力装置３３
からの入力値と前記圧力検知器１９からの圧力信号とが
前記演算処理装置３１に送られる様になっており、該演
算処理装置３１により前記記憶装置３２に記憶された演
算プログラムを用いて最適な制御値が演算され、該制御
値が前記出力制御装置３０に送られる様になっている。
該出力制御装置３０により制御値が制御信号出力線３４
を介して前記可変コンダクタンスバルブ制御装置２７に
出力する様になっている。

【００１５】材料基板８は図示しない基板移載機により
前記搬入出口（図示せず）を通して前記サセプタ７に載
置され、該サセプタ７は前記アノード電極６と共に図示
しない昇降装置により上昇され、前記材料基板８が前記
カソード電極９に所定の間隔で位置される。

【００１６】前記真空容器１の圧力を調整する時は、オ
ペレータにより前記入力装置３３から入力された又は生
産管理用ホストコンピュータ（図示せず）から指示され
たレシピと呼ばれる所定の材料ガス流量値、目標圧力
値、高周波電力値等のパラメータが主制御装置２８で処
理され、材料ガスが前記ガス供給管１２より前記ガスシ
ャワー板１４を通して前記真空容器１に導入される。

【００１７】該真空容器１に導入された材料ガスは排気
コンダクタンス調整手段である可変コンダクタンスバル
ブ２２等の装置を通して真空排気装置（図示せず）によ
り排気される。

【００１８】前記真空容器１の圧力は前記圧力検知器１
９により測定され、測定圧力信号は前記圧力検知信号入
力線２０及び前記入力制御装置２９を通して前記主制御
装置２８に取込まれ、前記記憶装置３２に格納されてい
る演算プログラムを使用し、前記演算処理装置３１及び
前記出力制御装置３０によって最適な制御値が算出され
る。制御値は前記主制御装置２８から前記可変コンダク
タンスバルブ制御装置２７へ前記制御信号出力線３４を
通して出力され、前記可変コンダクタンスバルブ制御装
置２７により前記可変コンダクタンスバルブ２２を前記
真空容器１の圧力が目標の圧力になる様制御する。

【００１９】目標圧力値は前記入力装置３３より入力さ
れ、前記入力制御装置２９を通して前記主制御装置２８
に取込まれる。前記圧力検知器１９により検出された前
記真空容器１内の圧力が目標の圧力に保たれた時点で、
前記高周波電源より前記インピーダンス整合器１７を通
して前記カソード電極９に高周波電力が印加される。印
加された高周波電力により、前記真空容器１内の材料ガ
スが励起され、ガス分子の分解が進み、前記カソード電
極９、前記アノード電極６との間にプラズマが発生す
る。プラズマによりガス分子の一部がラジカルとなり、
このラジカルが前記サセプタ７上に載置された前記材料
基板８に堆積し、成膜される。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】近年の半導体素子は高
集積化が進み、それに伴い半導体製造時の薄膜形成工程
に於いても不純物が限りなく少ない高純度の膜質が要求
され、今迄よりも低い圧力下で成膜しなければならなく
なっている。

【００２１】加えて、前記材料基板８の大口径化に伴い
前記真空容器１の容積が大きくなる為、従来の様に１系
統の排気経路と真空排気装置では目標とする低圧力状態
を形成することが困難になってきた。

【００２２】この問題は複数系統の排気経路及び真空排
気装置を設置することにより、低圧力については或る程
度解決することができる。

【００２３】然し乍ら、複数の前記排気経路に設けられ
る複数の排気コンダクタンス調整手段に対して、前記主
制御装置２８から同一の制御信号を出力して圧力制御を
試みても、一の排気経路の排気コンダクタンスは他の排
気経路の排気コンダクタンスと同じにならない。これ
は、前記真空排気装置の能力差、前記排気経路の長さの
違い、前記排気経路を継手で接続した場合に発生するコ
ンダクタンスの差等による。

【００２４】その為、前記真空容器１内で材料ガスの分
布にバラツキが発生し、材料ガスの分布が不均一な雰囲
気でプラズマ処理をすることになり、反応生成物の組成
及び堆積量が前記材料基板８上で不均一になる虞れがあ
る。この為膜厚、膜質の均一性を確保することが困難と
なる可能性がある。

【００２５】本発明は斯かる実情に鑑み、複数の排気経
路及び真空排気装置を持つことで低真空を形成すること
ができる真空容器に於いて、これら複数の排気経路の排
気コンダクタンスを同一に保ちながら目標の圧力に制御
することにより、真空容器内の材料ガスの分布を均一に
し、膜質及び膜厚共にバラツキの少ない薄膜を堆積する
等、各種の基板処理を均一に行うことを目的とするもの
である。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は、真空容器と、
該真空容器に材料ガスを供給するガス供給手段と、前記
真空容器内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記真空
容器に接続された複数の排気経路と、該排気経路に接続
された排気手段と、複数の前記排気経路の前記排気手段
と前記真空容器との間に設置された排気コンダクタンス
調整手段と、複数の前記排気経路の前記排気コンダクタ
ンス調整手段と前記排気手段との間に設置された圧力検
知手段とを有する基板処理装置であって、前記排気コン
ダクタンス調整手段により複数の前記排気経路の各排気
ガス量が略同一になる様にして前記真空容器内の圧力を
制御する様にした基板処理装置に係り、又真空容器内で
材料基板に所定の処理を施す基板処理方法に於いて、前
記材料基板の周囲位置から複数の排気経路を介して排気
し、各排気経路からの排気ガス量を排気コンダクタンス
調整手段により略均等となる様制御し、前記材料基板に
所定の処理を施す基板処理方法に係り、又真空容器内の
圧力を目標の圧力に制御した後、材料ガス総流量を排気
経路の本数で除算して排気経路一本当りの平均排気流量
を求め、該平均排気流量を制御値とし、各排気経路から
の排気流量を制御する圧力制御方法に係り、更に又前記
排気経路一本当りの平均排気流量を制御値として一方の
排気コンダクタンス調整手段を制御し、それにより変動
した前記制御値を他方の排気コンダクタンス調整手段を
制御することにより補正する圧力制御方法に係るもので
ある。

【００２７】複数の排気経路からの排出ガス量が等しく
なる為、前記真空容器内の材料ガス濃度が均一になり、
反応生成物の組成及び堆積量が前記材料基板上で均一に
なる。

【００２８】ＣＶＤの場合は、膜厚、膜質共にバラツキ
の少ない均一な薄膜を堆積することができる。エッチン
グ、拡散処理等の場合は、材料基板全面に亘って均等な
エッチング、不純物拡散を行うことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００３０】図１及び図２に於いて本発明の実施の形態
を説明する。

【００３１】尚、図１及び図２中、図３及び図４中と同
等のものには同符号を付してある。

【００３２】図１は本発明の基板処理装置、基板処理方
法及び圧力制御方法を実施する為のもので、プラズマＣ
ＶＤ装置に適用した例である。

【００３３】真空容器１は天井板２、側板３，４及び底
板５を有する気密な耐圧容器であり、前記天井板２の下
面にカソード電極９が取付けられている。該カソード電
極９は上面中央に凸部１１が形成され、該凸部１１が前
記天井板２を貫通し、前記凸部１１にガス供給管１２が
接続されている。該ガス供給管１２にインピーダンス整
合器１７を介し高周波発振器１８が接続され、該高周波
発振器１８は接地されている。

【００３４】前記カソード電極９の下面に凹部１３が形
成され、該凹部１３の開口端部にガスシャワー板１４が
嵌込まれ、該ガスシャワー板１４と前記カソード電極９
との間に拡散空間１５が形成されている。前記ガスシャ
ワー板１４は材料基板８と略同等の大きさの範囲にガス
噴出孔１６が多数穿設されている。

【００３５】前記ガスシャワー板１４の下方にアノード
電極６が図示しない昇降装置により昇降可能に設置さ
れ、前記アノード電極６は接地されている。該アノード
電極６上にサセプタ７が設けられ、該サセプタ７に前記
材料基板８が載置される様になっている。該材料基板８
は前記真空容器１の側板に設けられた搬入出口（図示せ
ず）から搬入及び搬出される様になっている。

【００３６】前記側板４の外面であって上端部に第１圧
力検知器３５が取付けられている。

【００３７】前記真空容器１の対向する前記側板３，４
の下部に排気口３６，３７が穿設されている。該排気口
３６，３７は同一の開口面積を有し、該排気口３６，３
７に排気管３８，３９が接続されている。

【００３８】前記排気管３８に第１可変コンダクタンス
バルブ４１が設けられている。該第１可変コンダクタン
スバルブ４１はバタフライ式のもので、環状のフランジ
４２と円板状の弁体４３とを有し、前記排気管３８の途
中に前記フランジ４２が気密に取付けられ、前記フラン
ジ４２に前記弁体４３が直径方向の弁軸により回転可能
に支持されている。一方の弁軸は前記フランジ４２を貫
通し、貫通する端部に第１可変コンダクタンスバルブ制
御装置４４が連結され、前記弁軸の回転により前記弁体
４３が回転され開度調整される様になっている。

【００３９】前記排気管３８の前記第１可変コンダクタ
ンスバルブ４１下流側に第２圧力検知器４５が設けら
れ、前記排気管３８内の圧力が検知される様になってい
る。前記排気管３８の前記第２圧力検知器４５下流側が
図示しない真空排気装置に接続されている。

【００４０】前記排気管３９にも弁体４６を有する第２
可変コンダクタンスバルブ４７、第２可変コンダクタン
スバルブ制御装置４８及び第３圧力検知器４９が前記排
気管３８の場合と同様に設けられている。前記排気管３
９の下流側は異なる真空排気装置（図示せず）に接続さ
れている。

【００４１】前記第１可変コンダクタンスバルブ制御装
置４４及び前記第２可変コンダクタンスバルブ制御装置
４８は主制御装置２８により制御される様になってお
り、該主制御装置２８は入力制御装置２９、出力制御装
置３０、演算処理装置３１及び記憶装置３２を備えてい
る。

【００４２】前記入力制御装置２９により入力装置３３
からの入力値と前記第１圧力検知器３５からの圧力信号
が第１圧力検知信号入力線５１により、前記第２圧力検
知器４５からの圧力信号が第２圧力検知信号入力線５３
により、前記第３圧力検知器４９からの圧力信号が第３
圧力検知信号入力線５２により入力され、前記演算処理
装置３１に送られる様になっており、該演算処理装置３
１は前記記憶装置３２に記憶された演算プログラムを用
いて前記排気管３８，３９の排気流量が等しくなる様な
前記弁体４３，４６の開度制御値を演算する様になって
いる。前記出力制御装置３０により開度制御値が第１制
御信号出力線５４を介し前記第１可変コンダクタンスバ
ルブ制御装置４４に出力され、第２制御信号出力線５５
を介して前記第２可変コンダクタンスバルブ制御装置４
８に出力される様になっている。

【００４３】次に、図２により本発明の圧力制御方法の
フローチャートについて説明する。

【００４４】ＳＴＥＰ１００：前記真空容器１の圧力制
御を開始する。

【００４５】ＳＴＥＰ１１０：排気コンダクタンスの相
違を無視してＳＴＥＰ１１１〜ＳＴＥＰ１１８で圧力制
御を行う。

【００４６】ＳＴＥＰ１１１：前記第１可変コンダクタ
ンスバルブ４１及び前記第２可変コンダクタンスバルブ
４７の初期開口度を５０％に設定する。

【００４７】ＳＴＥＰ１１２：前記第１可変コンダクタ
ンスバルブ４１及び前記第２可変コンダクタンスバルブ
４７の開口度を変化させる開口偏差値の初期値を設定す
る。

【００４８】ＳＴＥＰ１１３：開口度を第１可変コンダ
クタンスバルブ４１に設定する。

【００４９】ＳＴＥＰ１１４：開口度を第２可変コンダ
クタンスバルブ４７に設定する。

【００５０】ＳＴＥＰ１１５：開口偏差値を前回設定し
た開口偏差値の２分の１に更新する。

【００５１】ＳＴＥＰ１１６：前記真空容器１内の測定
圧力値と制御目標圧力値を比較する。

【００５２】ＳＴＥＰ１１７：制御目標圧力値＜測定圧
力値の場合、開口度値に開口偏差値を加算した値を開口
度値として再設定する。その後ＳＴＥＰ１１３に戻る。

【００５３】ＳＴＥＰ１１８：制御目標圧力値＝測定圧
力値の場合、開口度値から開口偏差値を減算した値を開
口度値として再設定する。その後ＳＴＥＰ１１３に戻
る。

【００５４】ＳＴＥＰ１２０：制御目標圧力値＞測定圧
力値の場合は、排気コンダクタンス制御目標値をＳＴＥ
Ｐ１２１〜ＳＴＥＰ１２３により算出する。

【００５５】ＳＴＥＰ１２１：前記第１可変コンダクタ
ンスバルブ４１のコンダクタンスを算出する。

【００５６】ＳＴＥＰ１２２：前記第２可変コンダクタ
ンスバルブ４７のコンダクタンスを算出する。

【００５７】ＳＴＥＰ１２３：ＳＴＥＰ１２１及びＳＴ
ＥＰ１２２で算出したコンダクタンスから平均コンダク
タンスを算出する。次いで、ＳＴＥＰ１３０を実行す
る。

【００５８】ＳＴＥＰ１３０：排気コンダクタンスの同
一化を目的としてＳＴＥＰ１３１〜ＳＴＥＰ１３６によ
り圧力制御する。

【００５９】ＳＴＥＰ１３１：前記第１可変コンダクタ
ンスバルブ４１のコンダクタンスと平均コンダクタンス
とを比較する。

【００６０】ＳＴＥＰ１３２：前記第１可変コンダクタ
ンスバルブ４１のコンダクタンス＞平均コンダクタンス
の場合、前記第１可変コンダクタンスバルブ４１の開口
度値から微小開口制御量ΔＲを減算した値を開口度値と
して再設定する。次いで、ＳＴＥＰ１３４を実行する。

【００６１】ＳＴＥＰ１３３：前記第１可変コンダクタ
ンスバルブ４１のコンダクタンス＜平均コンダクタンス
の場合、前記第１可変コンダクタンスバルブ４１の開口
度値に微小開口制御量ΔＲを加算した値を開口度値とし
て再設定する。次いでＳＴＥＰ１３４を実行する。

【００６２】ＳＴＥＰ１３４：前記真空容器１内の測定
圧力値と制御目標圧力値とを比較する。

【００６３】ＳＴＥＰ１３５：制御目標圧力値＞測定圧
力値の場合、前記第２可変コンダクタンスバルブ４７の
開口度値から微小開口制御量ΔＲを減算した値を開口度
値として再設定する。その後、ＳＴＥＰ１３１に戻る。

【００６４】ＳＴＥＰ１３６：制御目標圧力値＜測定圧
力値の場合、前記第２可変コンダクタンスバルブ４７の
開口度値に微小開口制御量ΔＲを加算した値を開口度値
として再設定する。その後、ＳＴＥＰ１３１に戻る。

【００６５】ＳＴＥＰ１４０：前記第１可変コンダクタ
ンスバルブ４１のコンダクタンス＝平均コンダクタンス
の場合、圧力制御を終了する。

【００６６】本発明の基板処理方法は以下の通りであ
る。

【００６７】材料基板８は図示しない基板移載機により
前記搬入出口（図示せず）を通して前記サセプタ７に載
置され、該サセプタ７は前記アノード電極６と共に図示
しない昇降装置により上昇され、前記材料基板８が前記
カソード電極９に所定の間隔で位置される。

【００６８】前記真空容器１の圧力を調整する時は、オ
ペレータにより前記入力装置３３から入力された又は生
産管理用ホストコンピュータ（図示せず）から指示され
た所定の材料ガス流量値、目標圧力値、高周波電力値等
のパラメータが主制御装置２８で処理され、材料ガスが
前記ガス供給管１２より前記ガスシャワー板１４を通し
て前記真空容器１に導入される。

【００６９】前記真空容器１に導入された材料ガスは前
記排気管３８及び第１可変コンダクタンスバルブ４１、
前記排気管３９及び前記第２可変コンダクタンスバルブ
４７を通して真空排気装置（図示せず）により排気され
る。

【００７０】前記真空容器１の圧力は前記圧力検知器３
５により測定され、測定圧力信号は前記第１圧力検知信
号入力線５１及び前記入力制御装置２９を通して前記主
制御装置２８に取込まれ、前記記憶装置３２に格納され
ている演算プログラムを使用し、前記演算処理装置３１
によって最適な制御値が算出される。

【００７１】低圧力状態に排気された前記真空容器１に
ガス供給管１２から材料ガスが導入される。図示しない
真空排気装置により前記排気管３８，３９を通して排気
され、前記真空容器１内の圧力が目標圧力値になる迄の
過渡期では、前記真空容器１内にガスを滞留させて圧力
を上昇しなければならないので、総材料ガス流量Ｑ０と
総排気流量Ｑの関係はＱ０＞Ｑであるが、目標圧力に制
御された安定状態ではＱ０＝Ｑの関係が成立つ。

【００７２】目標圧力時に於ける材料ガスの総排気量を
Ｑ、第１可変コンダクタンスバルブ４１から排気される
材料ガスの総排気流量をＱ１、第２可変コンダクタンス
バルブ４７から排気される材料ガスの総排気流量をＱ２
とすると、Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２と表すことができる。

【００７３】更に、第１圧力検知器３５から前記第１圧
力検知信号入力線５１を介して得られる圧力値をＰ１、
前記第１可変コンダクタンスバルブ４１の下流側に設置
された第２圧力検知器４５から前記第２圧力検知信号入
力線５３を介して得られる圧力値をＰ２、前記第２可変
コンダクタンスバルブ４７の下流側に設置された第３圧
力検知器４９から前記第３圧力検知信号入力線５２を介
して得られる圧力値をＰ３、前記第１可変コンダクタン
スバルブ４１のコンダクタンスをＣ１、前記第２可変コ
ンダクタンスバルブ４７のコンダクタンスをＣ２、前記
第１可変コンダクタンスバルブ４１の開口度をＲ１、前
記第２可変コンダクタンスバルブ４７の開口度をＲ２と
する。

【００７４】第１段階を図２に於けるＳＴＥＰ１１０に
より説明する。

【００７５】前記第１可変コンダクタンスバルブ４１に
対し前記第１制御信号出力線５４を介し、前記第２可変
コンダクタンスバルブ４７に対し前記第２制御信号出力
線５５を介し前記出力制御装置３０を通して同じ制御出
力信号を与え、前記第１可変コンダクタンスバルブ４
１、第２可変コンダクタンスバルブ４７に対しては、弁
体４３，４６の角度を制御することにより、前記真空容
器１内を目標圧力値に制御する。

【００７６】第２段階を図２に於けるＳＴＥＰ１２０に
より説明する。

【００７７】前記第１可変コンダクタンスバルブ４１を
流れる材料ガス流量Ｑ１と前記第２可変コンダクタンス
バルブ４７を流れる材料ガス流量Ｑ２を算出する。

【００７８】Ｑ１＝Ｃ１・（Ｐ１−Ｐ２）

【００７９】Ｑ２＝Ｃ２・（Ｐ１−Ｐ３）

【００８０】又、ガス流量Ｑ１、ガス流量Ｑ２より排気
経路１本当りの材料ガス排気流量Ｑ′を算出する。

【００８１】Ｑ′＝（Ｑ１＋Ｑ２）／２

【００８２】第３段階を図２に於けるＳＴＥＰ１３０に
より説明する。

【００８３】ＳＴＥＰ１３１によりＱ１とＱ′を比較す
る

【００８４】前記第１可変コンダクタンスバルブ４１を
微少時間間隔Δｔ毎に材料ガス流量Ｑ１を算出しなが
ら、微少角度Δｄ分だけ弁体４３を動作させる。この時
の動作は、前記第１可変コンダクタンスバルブ４１を流
れるガス流量Ｑ１がＱ′よりも大きいときはＳＴＥＰ１
３２により微小開口制御量ΔＲを減算し、コンダクタン
スを減少し、小さいときはＳＴＥＰ１３３により微小開
口制御量ΔＲを加算し、コンダクタンスを増加する。

【００８５】前記第１可変コンダクタンスバルブ４１を
変化させることにより、前記真空容器１内の圧力が目標
圧力からずれるが、この圧力のずれを前記第２可変コン
ダクタンスバルブ４７の前記弁体４６の動作で調節す
る。

【００８６】ＳＴＥＰ１３０の動作を前記第１可変コン
ダクタンスバルブ４１を流れる材料ガス流量Ｑ１がＱ′
と等しくなる迄回帰的に繰返す。以上の動作により第１
可変コンダクタンスバルブ４１を流れるガス流量Ｑ１が
Ｑ′と等しくなると、 Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２ の関係から、Ｑ１＝Ｑ２となり、前記第１可変コンダク
タンスバルブ４１と前記第２可変コンダクタンスバルブ
４７を流れる材料ガス流量が等しくなり、前記真空容器
１内の材料ガスを均一に排気することができる。

【００８７】前記圧力検知器により測定された前記真空
容器１内の圧力が目標の圧力に保たれた時点で、前記高
周波電源より前記インピーダンス整合器１７を通して前
記カソード電極９に高周波電力が印加される。印加され
た高周波電力により、前記真空容器１内の材料ガスが励
起され、ガス分子の分解が進み、前記カソード電極９、
前記アノード電極６との間にプラズマが発生する。プラ
ズマによりガス分子の一部がラジカルとなり、このラジ
カルが前記サセプタ７上に載置された前記材料基板８に
堆積し、成膜される。前記真空容器１内の材料ガスは前
述の圧力制御により均一に維持されている為、前記材料
基板８上に全面に亘って、均一な組成の膜が均一な厚さ
で形成される。

【００８８】尚、本発明の基板処理装置、基板処理方法
及び圧力制御方法は、上述の実施の形態に限定されるも
のではなく、高周波発振器によるプラズマ処理以外の加
熱処理にも適用できること、排気経路を３本以上備えて
も同様の圧力制御が可能であること、第１段階の圧力制
御に２分岐検索を利用した制御方法を示したが、従来か
ら一般的に使用されているＰＩＤ制御、ファジー制御等
を用いてもよいことは勿論である。

【００８９】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、複数の
排気経路からの排出ガス量が等しくなる為、前記真空容
器内の材料ガス濃度が均一になり、反応生成物の組成及
び堆積量が前記材料基板上で均一になる。

【００９０】ＣＶＤの場合は、膜厚、膜質共にバラツキ
の少ない均一な薄膜を堆積することができ、エッチン
グ、拡散処理等の場合は、基板全面に亘って均等なエッ
チング、不純物拡散を行うことができる等種々の優れた
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板処理装置の実施の形態を示す断面
図である。

【図２】本発明の圧力制御方法のフローチャート図であ
る。

【図３】従来例の断面図である。

【図４】該従来例に於ける可変コンダクタンスバルブの
斜視図である。

【符号の説明】

１ 真空容器 ６ アノード電極 ７ サセプタ ８ 材料基板 ９ カソード電極 １２ ガス供給管 １４ ガスシャワー板 １８ 高周波発振器 ２８ 主制御装置 ２９ 入力制御装置 ３０ 出力制御装置 ３１ 演算処理装置 ３２ 記憶装置 ３３ 入力装置 ３５ 第１圧力検知器 ３６ 排気口 ３７ 排気口 ３８ 排気管 ３９ 排気管 ４１ 第１可変コンダクタンスバルブ ４３ 弁体 ４４ 第１可変コンダクタンスバルブ制御装置 ４５ 第２圧力検知器 ４６ 弁体 ４７ 第２可変コンダクタンスバルブ ４８ 第２可変コンダクタンスバルブ制御装置 ４９ 第３圧力検知器

【手続補正書】

【提出日】平成１２年５月１１日（２０００．５．１
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器と、該真空容器に材料ガスを供
   給するガス供給手段と、前記真空容器内の圧力を検知す
   る圧力検知手段と、前記真空容器に接続された複数の排
   気経路と、該排気経路に接続された排気手段と、複数の
   前記排気経路の前記排気手段と前記真空容器との間に設
   置された排気コンダクタンス調整手段と、複数の前記排
   気経路の前記排気コンダクタンス調整手段と前記排気手
   段との間に設置された圧力検知手段とを有する基板処理
   装置であって、前記排気コンダクタンス調整手段により
   複数の前記排気経路の各排気ガス量が略同一になる様に
   して前記真空容器内の圧力を制御する様にしたことを特
   徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】 真空容器内で材料基板に所定の処理を施
   す基板処理方法に於いて、前記材料基板の周囲位置から
   複数の排気経路を介して排気し、各排気経路からの排気
   ガス量を排気コンダクタンス調整手段により略均等とな
   る様制御し、前記材料基板に所定の処理を施すことを特
   徴とする基板処理方法。
3. 【請求項３】 真空容器内の圧力を目標の圧力に制御し
   た後、材料ガス総流量を排気経路の本数で除算して排気
   経路一本当りの平均排気流量を求め、該平均排気流量を
   制御値とし、各排気経路からの排気流量を制御すること
   を特徴とする圧力制御方法。
4. 【請求項４】 前記排気経路一本当りの平均排気流量を
   制御値として一方の排気コンダクタンス調整手段を制御
   し、それにより変動した前記制御値を他方の排気コンダ
   クタンス調整手段を制御することにより補正する請求項
   ３の圧力制御方法。