JP2010153420A - 基板処理装置、バルブの制御方法及びそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】人手を介さずにバルブ制御装置にバルブ開閉パターンを書き込むことができ、バルブの高速な切り替え動作をロギングできる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、複数のバルブの開閉動作を制御するバルブ制御装置３００と、前記複数のバルブの開閉状態の設定を行うバルブ切り替えパターンを作成するパターン作成装置３０２と、を有する。前記パターン作成装置は、作成したバルブ切り替えパターンを前記バルブ制御装置の内部エリアに書き込むと共に、前記パターン作成装置の記憶媒体に保管する。前記バルブ制御装置は、内部エリアに書き込まれたバルブ切り替えパターン３０６に基づいて複数のバルブの切り替えを行い、その時の前記複数のバルブの開閉状態を前記バルブ制御装置の内部エリアに書き込むと共に、前記パターン作成装置の記憶媒体に保管する。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板処理装置、バルブの制御方法及びそのプログラムに関する。

この種の基板処理装置は、処理室内に複数種類のガスを供給する複数のガス供給ラインを備え、複数のガス供給ラインに取り付けられた複数のバルブを開閉することで処理室内にガスを導入し、基板を処理する。

しかしながらこのような基板処理装置において、高速でバルブの切り替えを行う際に、制御装置の内部エリアにガス種に依存するバルブ開閉パターンを人手を介して書き込んでいる為、成膜するガス種の追加又は変更に伴い、人手を介してバルブ開閉パターンを追加又は変更しなければならない。
また、制御装置に書き込んだバルブ開閉パターンは、他の制御装置に転用することは困難であるため制御装置ごとにバルブ開閉パターンを人手を介して書き込む必要がある。
さらに、プロセスレシピの作成や装置状態をモニタリングする制御コントローラの制御周期は、１ｓｅｃであり、制御コントローラに接続されている操作画面では、１ｓｅｃ未満の高速でのバルブ開閉切り替え状況を視認することは難しく、バルブの高速な切り替えが正常に行われたか否かは、成膜結果で判定するしかなかった。

本発明の目的は、人手を介さずに制御装置にバルブ開閉パターンを書き込むことができ、さらに、バルブの高速な切り替え動作をロギングできる基板処理装置、バルブの制御方法及びそのプログラムを提供することにある。

本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内に複数種類のガスを供給する複数のガス供給ラインと、前記複数のガス供給ラインに設けられた複数のバルブと、前記複数のバルブの開閉動作を制御する制御装置と、前記複数のバルブの開閉状態の設定を行うバルブ切り替えパターンを作成するパターン作成装置と、を有し、前記パターン作成装置は、作成した前記バルブ切り替えパターンを前記制御装置の内部エリアに書き込むと共に、作成した前記バルブ切り替えパターンを前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するように構成されており、前記制御装置は、前記内部エリアに書き込まれた前記バルブ切り替えパターンに基づいて前記複数のバルブの切り替えを行い、その時の前記複数のバルブの開閉状態を前記制御装置の内部エリアに書き込むと共に、前記内部エリアに書き込まれた前記複数のバルブの開閉状態を前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するように構成されている基板処理装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、複数のバルブの開閉状態の設定を行うバルブ切り替えパターンをパターン作成装置にて作成するステップと、前記パターン作成装置にて作成した前記バルブ切り替えパターンを前記複数のバルブの開閉動作を制御する制御装置の内部エリアに書き込むステップと、前記パターン作成装置にて作成した前記バルブ切り替えパターンを前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するステップと、前記制御装置の前記内部エリアに書き込まれた前記バルブ切り替えパターンに基づいて前記複数のバルブの切り替えを行うステップと、その時の前記複数のバルブの開閉状態を前記制御装置の内部エリアに書き込むステップと、前記制御装置の前記内部エリアに書き込まれた前記複数のバルブの開閉状態を前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するステップと、を有するバルブの制御方法が提供される。

本発明の更に他の態様によれば、パターン作成装置にて作成した複数のバルブの開閉状態の設定を行うバルブ切り替えパターンを前記複数のバルブの開閉動作を制御する制御装置の内部エリアに書き込むステップと、前記パターン作成装置にて作成した前記バルブ切り替えパターンを前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するステップと、前記制御装置の前記内部エリアに書き込まれた前記バルブ切り替えパターンに基づいて前記複数のバルブの切り替えを行うステップと、その時の前記複数のバルブの開閉状態を前記制御装置の内部エリアに書き込むステップと、前記制御装置の前記内部エリアに書き込まれた前記複数のバルブの開閉状態を前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するステップと、を実行させるコンピュータプログラムが提供される。

本発明によれば、人手を介さずに制御装置にバルブ開閉パターンを書き込むことができ、さらに、バルブの高速な切り替え動作をロギングできる。

以下に本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る枚葉式の基板処理装置（半導体製造装置）５０の処理炉の一例を示す概略図である。

図１に示すように、処理容器２０２により形成される処理室２０１内には、基板２００を支持する支持台２０６が設けられている。支持台２０６の上部には基板２００を支持する支持板としてのサセプタ２１７が設けられている。支持台２０６の内部には加熱機構（加熱手段）としてのヒータ２０７が設けられており、ヒータ２０７によってサセプタ２１７上に載置される基板２００を加熱するようになっている。ヒータ２０７は基板２００の温度が所定の温度となるように温度制御部（温度制御手段）２５３により制御される。サセプタ２１７上に載置される基板２００は、例えば半導体シリコンウエハ、ガラス基板等である。

処理室２０１の外部には、回転機構（回転手段）２６７が設けられており、回転機構２６７によって処理室２０１内の支持台２０６を回転して、サセプタ２１７上の基板２００を回転できるようになっている。また、処理室２０１の外部には昇降機構（昇降手段）２６６が設けられており、支持台２０６はこの昇降機構２６６によって、処理室２０１内において昇降可能となっている。なお、基板２００を回転させる必要がない場合は、回転機構２６７は設けなくてもよい。

処理室２０１の上部には多数のガス噴出口としての孔２４０を有するシャワーヘッド２３６がサセプタ２１７と対向するように設けられている。シャワーヘッド２３６は、内部に供給されたガスを分散させる分散板２３６aと、分散板２３６aにより分散させたガスを処理室２０１内へシャワー状に噴出させるシャワー板２３６ｂとを有する。シャワーヘッド２３６の天井部と分散板２３６aとの間に第１バッファ空間２３６ｃが設けられており、分散板２３６aとシャワー板２３６ｂとの間に第２バッファ空間２３６ｄが設けられている。

処理室２０１の外部には、液体原料である第１原料を供給する第１原料供給源２５０ａおよび液体原料である第２原料を供給する第２原料供給源２５０ｄが設けられている。第１原料供給源２５０ａには第１液体原料供給管２３２ａが接続されており、第２原料供給源２５０ｄには第２液体原料供給管２３２ｄが接続されている。第１液体原料供給管２３２ａ、第２液体原料供給管２３２ｄは、それぞれ原料の液体供給流量を制御する液体流量制御器（液体流量制御手段）としてのＬＭＦＣ（液体マスフローコントローラ）２４１ａ、２４１ｄを介して、原料を気化する気化器２５５ａ、２５５ｄに接続されている。気化器２５５ａ、２５５ｄにはそれぞれ第１原料ガス供給管２３２ａ´、第２原料ガス供給管２３２ｄ´が接続されており、第１原料ガス供給管２３２ａ´、第２原料ガス供給管２３２ｄ´は、それぞれバルブ２４３ａ、２４３ｄを介してシャワーヘッド２３６に接続されている。主に、第１原料供給源２５０ａ、第１液体原料供給管２３２ａ、ＬＭＦＣ２４１ａ、気化器２５５ａ、第１原料ガス供給管２３２ａ´により第１原料供給系が構成され、第２原料供給源２５０ｄ、第２液体原料供給管２３２ｄ、ＬＭＦＣ２４１ｄ、気化器２５５ｄ、第２原料ガス供給管２３２ｄ´により第２原料供給系が構成される。また、第１原料供給系、第２原料供給系により原料供給系が構成される。原料としては、例えば、常温常圧において液体である有機金属材料、すなわち有機金属液体原料を用いる。

また、処理室２０１の外部には、非反応性ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源２５０ｃが設けられている。不活性ガス供給源２５０ｃには不活性ガス供給管２３２ｃが接続されており、不活性ガス供給管２３２ｃの途中には不活性ガスの供給流量を制御する流量制御器（流量制御手段）としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１ｃが設けられている。不活性ガス供給管２３２ｃはＭＦＣ２４１ｃよりも下流側で３つの供給管に分岐している。分岐した供給管の一つはバルブ２４３ｃを介して第１原料ガス供給管２３２ａ´に接続されており、分岐した供給管の他の一つはバルブ２４３ｅを介して第２原料ガス供給管２３２ｄ´に接続されており、分岐した供給管の残りの一つはバルブ２４３ｊを介して後述するオゾンガス供給管２３２ｆに接続されている。主に、不活性ガス供給源２５０ｃ、不活性ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２４１ｃ、バルブ２４３ｃ，２４３ｅ，２４３ｊにより不活性ガス供給系が構成される。不活性ガスとしては、例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ_２等を用いる。なお、ＭＦＣ２４１ｃは、３つに分岐した供給管のそれぞれに設けるようにしてもよい。

第１原料ガス供給管２３２ａ´では、気化器２５５ａにて第１原料を気化して得た第１原料ガスと不活性ガス供給管２３２ｃからの不活性ガスが混合され、第２原料ガス供給管２３２ｄ´では、気化器２５５ｄにて第２原料を気化して得た第２原料ガスと不活性ガス供給管２３２ｃからの不活性ガスが混合されてシャワーヘッド２３６にそれぞれ供給されるようなっている。また、原料ガス供給管２３２ａ´、２３２ｄ´、不活性ガス供給管２３２ｃにそれぞれ設けられたバルブ２４３ａ、２４３ｄ、２４３ｃ、２４３ｅ、２４３ｊを開閉することにより、それぞれのガスの供給を制御することが可能となっている。

また、処理室２０１の外部には、酸素ガス（Ｏ_２）からオゾンガス（Ｏ_３）を生成するオゾナイザ２２２が設けられている。オゾナイザ２２２の上流側には、酸素ガス供給管２３２ｂが設けられている。この酸素ガス供給管２３２ｂには、酸素ガス供給源２５０ｂが接続されており、酸素ガスをオゾナイザ２２２に対して供給するようになっている。酸素ガス供給管２３２ｂには、酸素ガスの供給流量を制御する流量制御器（流量制御手段）としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１ｂとバルブ２４３ｂが設けられている。このバルブ２４３ｂを開閉することにより、酸素ガスの供給を制御することが可能となっている。オゾナイザ２２２の下流側には、オゾンガス供給管２３２ｆが設けられている。このオゾンガス供給管２３２ｆはバルブ２４３ｆを介してシャワーヘッド２３６に接続され、シャワーヘッド２３６にオゾナイザ２２２にて生成されたオゾンガスを供給するようになっている。また、オゾンガス供給管２３２ｆに設けられたバルブ２４３ｆを開閉することにより、オゾンガスの供給を制御することが可能となっている。なお、オゾンガス供給管２３２ｆには、オゾンガスを希釈するための酸素ガスを供給する希釈用酸素ガス供給管を接続してもよい。主に、酸素ガス供給源２５０ｂ、酸素ガス供給管２３２ｂ、バルブ２４３ｂ、オゾナイザ２２２、オゾンガス供給管２３２ｆ、バルブ２４３ｆによりオゾンガス供給系が構成される。

主に、第１原料供給系、第２原料供給系、不活性ガス供給系、オゾンガス供給系によりガス供給系が構成される。

処理容器２０２の下部側壁には排気口２３０が設けられており、排気口２３０には排気装置（排気手段）としての真空ポンプ２４６、除害装置（図示せず）に連通する排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、処理室２０１内の圧力を制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ等の圧力制御部（圧力制御手段）２５４と、原料を回収するための原料回収トラップ２５１が設けられている。主に、排気口２３０、排気管２３１、真空ポンプ２４６、及び、圧力制御部２５４によりガス排気系が構成される。

処理室２０１内の支持台２０６上には、ガス供給系よりシャワーヘッド２３６を介して供給されたガスの流れを調整する整流板としてのコンダクタンスプレート２０５が設けられている。コンダクタンスプレート２０５は円環（リング）形状であり、基板の周囲に設けられる。シャワーヘッド２３６を介して基板２００上に供給されたガスは基板２００の径方向外方に向かって流れ、コンダクタンスプレート２０５上を通り、コンダクタンスプレート２０５と処理容器２０２の側壁（内壁）との間を通り、排気口２３０より排気される。

第１原料ガス供給管２３２ａ´、第２原料ガス供給管２３２ｄ´及びオゾンガス供給管２３２ｆには、ベント管（バイパス管）２５２ａ、２５２ｃ、２５２ｂがそれぞれ接続されている。ベント管２５２ａ、２５２ｃ、２５２ｂの下端部は排気管２３１の原料回収トラップ２５１よりも上流側に接続されている。ベント管２５２ａ、２５２ｃ、２５２ｂには、それぞれバルブ２４３ｇ、２４３i、２４３ｈが設けられている。

処理容器２０２の排気口２３０と反対側の側壁には、仕切弁としてのゲートバルブ２４４によって開閉される基板搬送口２４７が設けられており、基板２００を処理室２０１内に対し搬送し得るように構成されている。

バルブ２４３ａ〜２４３ｊ、ＬＭＦＣ２４１ａ、２４１ｄ、ＭＦＣ２４１ｂ、２４１ｃ、温度制御部２５３、圧力制御部２５４、気化器２５５ａ、２５５ｄ、オゾナイザ２２２、真空ポンプ２４６、回転機構２６７、昇降機構２６６、ゲートバルブ２４４等の基板処理装置を構成する各部の動作の制御は、主制御部（主制御手段）としてのメインコントローラ２５６により行う。

次に、上述した図１のような構成の処理炉を用いて、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として基板上に薄膜を形成（堆積）する方法について説明する。本実施の形態では、常温において液体である有機金属液体原料を用いて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、特にＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、またはＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により基板上に金属酸化膜等の薄膜を形成する場合について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はメインコントローラ２５６により制御される。

支持台２０６が基板搬送位置まで下降した状態で、ゲートバルブ２４４が開かれ、基板搬送口２４７が開放されると、図示しない基板移載機により基板２００が処理室２０１内に搬入される（基板搬入工程）。基板２００が処理室２０１内に搬入され、図示しない突き上げピン上に載置された後、ゲートバルブ２４４が閉じられる。支持台２０６が基板搬送位置からそれよりも上方の基板処理位置まで上昇する。その間に、突き上げピン上の基板２００はサセプタ２１７により掬い上げられ、サセプタ２１７上に載置される（基板載置工程）。

支持台２０６が基板処理位置に到達すると、基板２００は回転機構２６７により回転される。なお、基板２００を回転させる必要がない場合は回転させなくてもよい。また、温度制御部２５３により、ヒータ２０７へ供給される電力が制御され基板２００は所定の処理温度となるよう均一に加熱される（基板昇温工程、温度調整工程）。同時に、処理室２０１内は真空ポンプ２４６により真空排気され、圧力制御部２５４により所定の処理圧力となるように制御される（圧力調整工程）。なお、基板搬送時や基板昇温時や圧力調整時においては、不活性ガス供給管２３２ｃに設けられたバルブ２４３ｃ、２４３ｅ、２４３ｊは常時開いた状態とされ、不活性ガス供給源２５０ｃより処理室２０１内に不活性ガスが常に流される。これにより、パーティクルや金属汚染物の基板２００への付着を防ぐことができる。

基板２００の温度、処理室２０１内の圧力が、それぞれ所定の処理温度、所定の処理圧力に到達して安定すると、処理室２０１内に第１原料ガスが供給される。すなわち、第１原料供給源２５０ａから供給された第１原料としての有機金属液体原料、例えば、Ｈｆ［ＯＣ（ＣＨ_３）_２ＣＨ_２ＯＣＨ_３］_４（以下、Ｈｆ（ＭＭＰ）_４と略す。）が、第１液体原料供給管２３２ａを通り、ＬＭＦＣ２４１ａで流量制御され、気化器２５５ａへ供給されて気化される。バルブ２４３ｇが閉じられると共にバルブ２４３ａが開かれ、気化された第１原料ガスが、第１原料ガス供給管２３２ａ´を通り、シャワーヘッド２３６を介して基板２００上へ供給される。このときも、２４３ｃ、２４３ｅ、２４３ｊは開いたままの状態とされる。第１原料ガスと不活性ガスとは第１原料ガス供給管２３２ａ´内で混合されてシャワーヘッド２３６に導かれ、シャワーヘッド２３６の第１バッファ空間２３６ｃ、分散板２３６ａ、第２バッファ空間２３６ｄ、シャワー板２３６ｂを介してサセプタ２１７上の基板２００に対してシャワー状に供給される（第１原料ガス供給工程）。基板２００に対して供給された第１原料ガスは、排気管２３１より排気される。なお、第１原料ガスは不活性ガスで希釈されることにより撹拌されやすくなる。

第１原料ガスの供給が所定時間行われた後、バルブ２４３ａが閉じられ、第１原料ガスの基板２００への供給が停止される。このときも、バルブ２４３ｃ、２４３ｅ、２４３ｊは開いたままの状態なので、処理室２０１内への不活性ガスの供給は維持される。なお、処理室２０１内へ供給された不活性ガスは排気管２３１より排気される。これにより、処理室２０１内が不活性ガスによりパージされ、処理室２０１内の残留ガスが除去される（パージ工程）。

なお、この際、バルブ２４３ｇを開き、第１原料ガスをベント管２５２ａより排気して、気化器２５５ａからの第１原料ガスの供給を停止しないようにするのが好ましい。液体原料を気化してから、気化した原料ガスを安定供給するまでには時間がかかるので、気化器２５５ａからの第１原料ガスの供給を停止することなく、処理室２０１をバイパスするように流しておくと、次の第１原料ガス供給工程では、流れを切換えるだけで、直ちに第１原料ガスを基板２００に対して安定供給できる。

処理室２０１内のパージが所定時間行われた後、処理室２０１内に第２原料ガスが供給される。すなわち、第２原料供給源２５０ｄから供給された第２原料としての有機金属液体原料、例えば、Ｓｉ［ＯＣ（ＣＨ_３）_２ＣＨ_２ＯＣＨ_３］_４（以下、Ｓｉ（ＭＭＰ）_４と略す。）が、第２液体原料供給管２３２ｄを通り、ＬＭＦＣ２４１ｄで流量制御され、気化器２５５ｄへ供給されて気化される。バルブ２４３ｉが閉じられると共にバルブ２４３ｄが開かれ、気化された第２原料ガスが、第２原料ガス供給管２３２ｄ´を通り、シャワーヘッド２３６を介して基板２００上へ供給される。このときも、バルブ２４３ｃ、２４３ｅ、２４３ｊは開いたままの状態とされる。第２原料ガスと不活性ガスとは第２原料ガス供給管２３２ｄ´内で混合されてシャワーヘッド２３６に導かれ、シャワーヘッド２３６の第１バッファ空間２３６ｃ、分散板２３６ａ、第２バッファ空間２３６ｄ、シャワー板２３６ｂを介してサセプタ２１７上の基板２００に対してシャワー状に供給される（第２原料ガス供給工程）。基板２００に対して供給された第２原料ガスは、排気管２３１より排気される。なお、第２原料ガスは不活性ガスで希釈されることにより撹拌されやすくなる。

第２原料ガスの供給が所定時間行われた後、バルブ２４３ｄが閉じられ、第２原料ガスの基板２００への供給が停止される。このときも、バルブ２４３ｃ、２４３ｅ、２４３ｊは開いたままの状態なので、処理室２０１内への不活性ガスの供給は維持される。なお、処理室２０１内へ供給された不活性ガスは排気管２３１より排気される。これにより、処理室２０１内が不活性ガスによりパージされ、処理室２０１内の残留ガスが除去される（パージ工程）。

なお、この際、バルブ２４３ｉを開き、第２原料ガスをベント管２５２ｃより排気して、気化器２５５ｄからの第２原料ガスの供給を停止しないようにするのが好ましい。液体原料を気化してから、気化した原料ガスを安定供給するまでには時間がかかるので、気化器２５５ｄからの第２原料ガスの供給を停止することなく、処理室２０１をバイパスするように流しておくと、次の第２原料ガス供給工程では、流れを切換えるだけで、直ちに第２原料ガスを基板２００に対して安定供給できる。

処理室２０１内のパージが所定時間行われた後、処理室２０１内に酸化剤としてのオゾンガス（Ｏ_３）が供給される。すなわち、バルブ２４３ｂが開かれ、酸素ガス供給源２５０ｂから供給された酸素ガス（Ｏ_２）が酸素ガス供給管２３２ｂを通り、ＭＦＣ２４１ｂで流量制御されてオゾナイザ２２２へ供給されて、オゾンガスが生成される。オゾンガスが生成された後、バルブ２４３ｈが閉じられると共にバルブ２４３ｆが開かれ、オゾナイザ２２２からオゾンガスがオゾンガス供給管２３２ｆを通り、シャワーヘッド２３６の第１バッファ空間２３６ｃ、分散板２３６ａ、第２バッファ空間２３６ｄ、シャワー板２３６ｂを介して基板２００上へシャワー状に供給される（酸化剤供給工程）。基板２００に対して供給されたオゾンガスは、排気管２３１より排気される。なお、このときも、バルブ２４３ｃ、２４３ｅ、２４３ｊは開いたままの状態とされる。なお、このときバルブ２４３ｊは閉じてもよい。

オゾンガスの供給が所定時間行われた後、バルブ２４３ｆが閉じられ、オゾンガスの基板２００への供給が停止される。このときも、バルブ２４３ｃ、２４３ｅ、２４３ｊは開いたままの状態なので、処理室２０１内への不活性ガスの供給は維持される。なお、処理室２０１内へ供給された不活性ガスは排気管２３１より排気される。これにより、処理室２０１内が不活性ガスによりパージされ、処理室２０１内の残留ガスが除去される（パージ工程）。

なお、この際、バルブ２４３ｈを開き、オゾンガスをベント管２５２ｂより排気して、オゾナイザ２２２からのオゾンガスの供給を停止しないようにするのが好ましい。オゾンガスを生成してから、オゾンガスを安定供給するまでには時間がかかるので、オゾナイザ２２２からのオゾンガスの供給を停止することなく、処理室２０１をバイパスするように流しておくと、次の酸化剤供給工程では、流れを切換えるだけで、直ちにオゾンガスを基板２００に対して安定供給できる。

処理室２０１内のパージが所定時間行われた後、再び、バルブ２４３ｇが閉じられると共にバルブ２４３ａが開かれ、気化した第１原料ガスが不活性ガスと共にシャワーヘッド２３６を介して基板２００上へ供給され、第１原料ガス供給工程が行われる。

以上のような、第１原料ガス供給工程、パージ工程、第２原料ガス供給工程、パージ工程、酸化剤供給工程、パージ工程を、１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すサイクル処理を行うことにより、基板２００上に所定膜厚の薄膜、例えばＨｆＳｉＯ_ｘ膜（ハフニウムシリケート膜）を形成することができる（薄膜形成工程）。

なお、第１原料ガス供給工程と第２原料ガス供給工程とを同時に行うようにしてもよい。すなわち、第１原料ガス供給工程と第２原料ガス供給工程とを同時に行う原料ガス供給工程、パージ工程、酸化剤供給工程、パージ工程を、１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すサイクル処理を行うことにより、基板２００上に所定膜厚の薄膜、例えばＨｆＳｉＯ_ｘ膜を形成するようにしてもよい。

基板２００への薄膜形成処理終了後、回転機構２６７による基板２００の回転が停止され、処理済基板２００は基板搬入工程と逆の手順で処理室２０１外へ搬出される（基板搬出工程）。

なお、薄膜形成工程をＣＶＤ法により行う場合には、処理温度を原料ガスが自己分解する程度の温度帯となるように制御する。この場合、原料ガス供給工程においては、原料ガスが熱分解し、基板２００上に一〜数十原子層程度の薄膜が形成される。酸化剤供給工程においては、オゾンガスにより基板２００上に形成された一〜数十原子層程度の薄膜よりＣ、Ｈ等の不純物が除去される。

また、薄膜形成工程をＡＬＤ法により行う場合には、処理温度を原料ガスが自己分解しない程度の温度帯となるように制御する。この場合、原料ガス供給工程においては、原料ガスは基板２００上に吸着する。酸化剤供給工程においては、基板２００上に吸着した原料とオゾンガスとが反応することにより基板２００上に１原子層未満程度の薄膜が形成される。なお、このとき、オゾンガスにより薄膜中に混入しようとするＣ、Ｈ等の不純物を脱離させることができる。

なお、本実施の形態の処理炉にて、ＣＶＤ法により、基板を処理する際の処理条件としては、例えばＨｆＳｉＯ_ｘ膜を成膜する場合、処理温度：３９０〜４５０℃、処理圧力：５０〜４００Ｐａ、第１原料（Ｈｆ（ＭＭＰ）_４）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２原料（Ｓｉ（ＭＭＰ）_４）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、酸化剤（オゾンガス）供給流量：１００〜３０００ｓｃｃｍが例示される。

また、本実施の形態の処理炉にて、ＡＬＤ法により、基板を処理する際の処理条件としては、例えばＨｆＳｉＯ_ｘ膜を成膜する場合、処理温度：２００〜３５０℃、処理圧力：５０〜４００Ｐａ、第１原料（Ｈｆ（ＭＭＰ）_４）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、第２原料（Ｓｉ（ＭＭＰ）_４）供給流量：０．０１〜０．２ｇ／ｍｉｎ、酸化剤（オゾンガス）供給流量：１００〜３０００ｓｃｃｍが例示される。

図２は、上述の図１の基板処理装置５０の電気系統を含めた概略図である。
図３は、バルブ制御装置３００及びパターン作成装置３０２の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、本発明の実施形態において、各バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、２４３ｆ、２４３ｇ、２４３ｈ、２４３ｉ及び２４３ｊには、バルブ制御装置３００が接続されている。
また、バルブ制御装置３００には、コントローラ２５６が接続され、コントローラ２５６には操作画面３０８が接続されている。すなわち、操作画面３０８を確認することで各バルブの開閉状態を確認できる。
また、バルブ制御装置３００には、ケーブル３０４を介してパターン作成装置３０２が接続されている。ここで、ケーブル３０４は、例えばＬＡＮケーブルである。

パターン作成装置３０２は、処理プログラム３１０を有している。さらに、パターン作成装置３０２は記憶媒体３１２を有し、記憶媒体３１２は、例えばバルブパターンファイル３１４ａ、３１４ｂ及びバルブ開閉状態ロギングファイル３１６ａ、３１６ｂを保管する。

すなわち、パターン作成装置３０２は、例えばハードディスク等の記憶媒体を搭載したＰＣであり、処理プログラム３１０により複数のバルブの開閉状態の設定を行うバルブ切り替えパターンを複数パターン作成し、作成した複数のバルブ切り替えパターンを例えばバルブパターンファイル３１４ａ、３１４ｂのようにそれぞれ１つのファイルに纏めて、任意に記憶媒体３１２へ保管する。また、作成したバルブ切り替えパターンをケーブル３０４を介してバルブ制御装置３００の内部エリア３０５内に書き込む。また、記憶媒体３１２に保管したバルブパターンファイル３１４ａ、３１４ｂの複数のバルブ切り替えパターンの編集を行う。

図４は、パターン作成装置３０２で作成するバルブ切り替えパターンの一例を示す図表である。
縦欄１からｎはパターン番号である。横欄１からｍは各バルブであり、装置に装着されているバルブ番号と対応しており、本実施の形態においては例えばバルブ１はバルブ２４３ａであり、バルブ２はバルブ２４３ｂ、バルブ３はバルブ２４３ｃ、バルブ４はバルブ２４３ｄ、バルブ５はバルブ２４３ｅ、バルブ６はバルブ２４３ｆ、バルブ７はバルブ２４３ｇ、バルブ８はバルブ２４３ｈ、バルブ９はバルブ２４３ｉ、バルブ１０はバルブ２４３ｊである。
図４のデータ０はバルブ閉の状態を示し、データ１はバルブ開の状態を示す。
したがって、例えばパターン番号１においては、バルブ１が閉、バルブ２が閉、バルブ３が開、バルブ４が閉、バルブ５が閉、バルブ６が閉、バルブｍが閉の状態を示し、パターン番号ｎにおいては、バルブ１が開、バルブ２が閉、バルブ３が閉、バルブ４が閉、バルブ５が開、バルブ６が閉、バルブｍが閉の状態を示している。

バルブ制御装置３００は、内部エリア３０５に書き込まれたバルブ切り替えパターンに基づいて高速でバルブの開閉を制御するＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）であり、バルブ制御装置３００の内部エリア３０５内にはバルブ切り替えパターン３０６及びバルブ開閉状態３０８が書き込まれる。

すなわち、バルブ制御装置３００は、制御実施フラグがＯＮであり、高速でのバルブ切り替え制御条件が満たされているときに、内部エリア３０５内に書き込まれたバルブ切り替えパターン３０６に基づいて高速でバルブの開閉制御を行い、バルブ開閉状態３０８を内部エリア３０５内に書き込む。ここで、バルブ開閉状態３０８の内部エリア３０５への書き込みは、バルブ開閉時間が終了し、バルブパターンを切り替えたときに行う。
そして、バルブ制御装置３００の内部エリア３０５へ書き込まれたバルブ開閉状態３０８は、ロギング実施フラグがＯＮであり、ロギング条件を満たしているときに、ケーブル３０４を介してパターン作成装置３０２の記憶媒体３１２へバルブ開閉状態ロギングファイル３１６ａ、３１６ｂとして保管される。

次に、高速でのバルブ切り替え方法について説明する。
例えば、操作画面３０８からの操作によって実行したプロセスレシピにより制御実施フラグと複数個のパターン番号とそのパターンのバルブ開閉時間がバルブ制御装置３００に伝達される。
そして、バルブ制御装置３００において制御実施フラグがＯＮのとき、高速でのバルブ切り替え制御を開始し、制御実施フラグがＯＦＦになるか、伝達された複数個のパターン番号の高速でのバルブ切り替え制御が終了するまで、高速でのバルブ切り替え制御を継続する。
高速でのバルブ切り替え制御を行うバルブ切り替えパターン３０６は、パターン番号のバルブ切り替えパターンを内部エリア３０５から取り出し、バルブ開閉時間のバルブ開閉制御を行う。

次に、バルブ開閉状態の書き込みについて説明する。
バルブ制御装置３００で制御実施フラグがＯＮのとき、パターン作成装置３０２からケーブル３０４を介してバルブ切り替えパターンの内部エリア３０５への書き込みを開始し、バルブ制御装置３００で制御実施フラグがＯＦＦになるか、伝達された複数個のパターン番号の高速でのバルブ切り替え制御が終了するまで、バルブ切り替えパターンの内部エリア３０５への書き込みを継続する。バルブ切り替えパターンの内部エリア３０５への書き込みは、バルブ切り替えパターンを切り替えたときである。

次に、バルブ開閉状態ロギングファイル３１６ａ、３１６ｂの作成について説明する。
パターン作成装置３０２でロギング実施フラグがＯＮのとき、バルブ制御装置３００での高速でのバルブ切り替え制御の終了（制御実施フラグがＯＮからＯＦＦへ遷移）したとき、バルブ制御装置３００での高速でのバルブ切り替え制御の開始（制御実施フラグがＯＦＦからＯＮへ遷移）の年月日時分秒と、高速でのバルブ切り替え制御の終了したときの年月日時分秒をファイル名称として、パターン作成装置３００の記憶媒体３１２に作成する。

図５は、比較例である従来の基板処理装置１０の電気系統を含めた概略図である。
図２の本発明の実施形態における基板処理装置５０は、図５の従来の基板処理装置１０と比較すると、処理プログラムと記憶媒体を有し、記憶媒体にバルブパターンファイル及びバルブ開閉状態ロギングファイルを保管するように構成されたパターン作成装置３０２が接続されている点が異なる。

すなわち、本実施形態によれば、バルブ制御装置３００にパターン作成装置３０２を接続することで、パターン作成装置３０２において作成した複数のバルブ切り替えパターンを少なくとも１つのファイルに纏めてファイルに保管することができ、複数の制御装置に同じバルブ切り替えパターンを展開でき、作業者の手入力する負担を減らすことができる。また、ファイルに保管したファイル内容を確認することで、成膜前にバルブパターンの誤りの判別を行うことができる。さらに、バルブ制御装置３００でロギングした高速のバルブ切り替え制御状況をパターン作成装置３０２のファイルに保管することでバルブ動作に誤りがなかったか確認することができる。

本発明の実施形態で用いられる基板処理装置の全体の概略図である。 本発明の実施形態で用いられる基板処理装置の電気系統を含めた概略図である。 本発明の実施形態で用いられるバルブ制御装置及びパターン形成装置におけるハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態で用いられるバルブ切り替えパターンの一例を示す図表である。 従来の基板処理装置の電気系統を含めた概略図である。

符号の説明

５０ 基板処理装置
２００ 基板
２０１ 処理室
２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、２４３ｆ、２４３ｇ、２４３ｈ、２４３ｉ、２４３ｊ バルブ
２５６ コントローラ
３００ バルブ制御装置
３０２ パターン作成装置
３０４ ケーブル
３０８ 操作画面

Claims (3)

1. 基板を処理する処理室と、
   前記処理室内に複数種類のガスを供給する複数のガス供給ラインと、
   前記複数のガス供給ラインに設けられた複数のバルブと、
   前記複数のバルブの開閉動作を制御する制御装置と、
   前記複数のバルブの開閉状態の設定を行うバルブ切り替えパターンを作成するパターン作成装置と、を有し、
   前記パターン作成装置は、作成した前記バルブ切り替えパターンを前記制御装置の内部エリアに書き込むと共に、作成した前記バルブ切り替えパターンを前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するように構成されており、
   前記制御装置は、前記内部エリアに書き込まれた前記バルブ切り替えパターンに基づいて前記複数のバルブの切り替えを行い、その時の前記複数のバルブの開閉状態を前記制御装置の内部エリアに書き込むと共に、前記内部エリアに書き込まれた前記複数のバルブの開閉状態を前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するように構成されている
   基板処理装置。
2. 複数のバルブの開閉状態の設定を行うバルブ切り替えパターンをパターン作成装置にて作成するステップと、
   前記パターン作成装置にて作成した前記バルブ切り替えパターンを前記複数のバルブの開閉動作を制御する制御装置の内部エリアに書き込むステップと、
   前記パターン作成装置にて作成した前記バルブ切り替えパターンを前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するステップと、
   前記制御装置の前記内部エリアに書き込まれた前記バルブ切り替えパターンに基づいて前記複数のバルブの切り替えを行うステップと、
   その時の前記複数のバルブの開閉状態を前記制御装置の内部エリアに書き込むステップと、
   前記制御装置の前記内部エリアに書き込まれた前記複数のバルブの開閉状態を前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するステップと、
   を有するバルブの制御方法。
3. パターン作成装置にて作成した複数のバルブの開閉状態の設定を行うバルブ切り替えパターンを前記複数のバルブの開閉動作を制御する制御装置の内部エリアに書き込むステップと、
   前記パターン作成装置にて作成した前記バルブ切り替えパターンを前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するステップと、
   前記制御装置の前記内部エリアに書き込まれた前記バルブ切り替えパターンに基づいて前記複数のバルブの切り替えを行うステップと、
   その時の前記複数のバルブの開閉状態を前記制御装置の内部エリアに書き込むステップと、
   前記制御装置の前記内部エリアに書き込まれた前記複数のバルブの開閉状態を前記パターン作成装置の記憶媒体に保管するステップと、
   を実行させるコンピュータプログラム。

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