JP3470218B2 - ガス系の制御方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば半導体製
造工程に使用されるガス系の制御方法及びその装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造装置の製造工程にお
いては、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス等の被処理体
（以下にウエハ等という）を薬液やリンス液（洗浄液）
等の処理液が貯留された処理槽に順次浸漬して洗浄を行
う洗浄処理方法が広く採用されている。また、このよう
な洗浄処理においては、洗浄後のウエハ等の表面に例え
ばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の揮発性を有す
る有機溶剤の蒸気からなる乾燥ガスを接触させ、乾燥ガ
スの蒸気を凝縮あるいは吸着させて、ウエハ等の水分の
除去及び乾燥を行う乾燥処理が施されている。

【０００３】従来のこの種の乾燥処理装置は、キャリア
ガス例えば窒素（Ｎ２）等の不活性ガスの供給部と、乾
燥ガス例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を加熱
して蒸気を生成する蒸気発生器と、この蒸気発生器で生
成された蒸気すなわち乾燥ガスを乾燥処理室に供給すべ
く開閉弁を介設する供給管路と、供給管路を加熱するヒ
ータとを具備してなる。したがって、乾燥処理において
は、使用されるＮ２ガスや乾燥ガス等の温度制御は重要
であるため、従来では、Ｎ２ガス供給管路、乾燥ガス供
給管路や蒸気発生器中に配設されるヒータの温度制御を
行なっている。

【０００４】また、半導体製造工程において、ウエハ等
に微細なパターンを形成するためにドライエッチング技
術は必須とされている。このドライエッチングは、真空
中で反応性ガスを用いてプラズマを生成し、そのプラズ
マ中のイオン，中性ラジカル，原子，分子を用いて、ウ
エハ等上の種々の材料をエッチングするものである。そ
のため、エッチング材料により種々のガスが用いられて
いる。

【０００５】一般に、この種のエッチング装置は、密閉
の処理室を有する容器にエッチングガス導入部を設ける
と共に、処理室内を所定の減圧雰囲気（真空）にするた
めの真空排気口が形成され、また処理室内に対峙して配
置されるサセプタを兼用する平板電極の一方に高周波電
源を接続し、他方の平板電極を容器にアースしている。
そして、エッチングする材料や使用する反応性ガスの種
類によって処理室内を所定の減圧雰囲気にした状態で、
両電極間に高周波電力によってプラズマ放電を発生さ
せ、この発生したプラズマ中のイオン，電子及び中性の
活性種によってウエハ等のエッチングを行なう。したが
って、エッチング処理においては、処理室内を所定の減
圧雰囲気にするための圧力制御は重要であるため、従来
では、真空排気口に接続する排出管路に圧力調整手段を
配設して処理室内の圧力を制御している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の乾燥処理やエッチング処理においては、ガスの
種類やガスの供給状態別に制御定数を変更させて温度制
御や圧力制御を行なうものではなかった。このため、例
えば熱あるいは圧力負荷の厳しい状態の制御定数を使用
して熱あるいは圧力負荷の緩い状態を制御する場合はよ
いが、逆の事態が起きると、途端に制御が破綻をきたす
という問題があった。この場合、負荷の重軽だけならま
だよいが、負荷状態が全く異なる状態間では制御定数の
共通化は基本的にできないという不都合がある。

【０００７】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、使用するガスの流れの有無による負荷に応じた制御
定数を予め記憶して、各状態に応じて制御定数を選択し
て温度又は圧力等を制御するようにしたガス系の制御方
法及びその装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、複数の制御モードを有する
ガス系の制御方法であって、 上記ガス系に含まれる所
定ガスの流れの有無に応じて、対応する制御モードを上
記複数の制御モードの中から定め、 上記複数の制御モ
ードの各々の制御モード毎に、採用する制御定数を予め
データテーブルに記憶しておき、 上記所定ガスの流量
負荷を検出し、 上記所定ガスの流量負荷の検出結果に
基づき、対応する制御モードを上記複数の制御モードか
ら選択し、選択した制御モードにおける上記制御定数を
上記データテーブルから選択し、 選択した制御定数に
基づいて、上記所定ガスを加熱するためのガス加熱手段
を制御する、ことを特徴とする。この場合、上記ガスの
流量負荷の検知信号に基づき、上記ガスの流れが無いと
判断される場合に、予め記憶された制御定数を選択して
ガス加熱手段を予め加熱制御することが可能である（請
求項２）。また、ガスの流量負荷の検知信号に基づき、
上記ガスの流れが有ると判断される場合に、予め記憶さ
れた制御定数を選択してガスの加熱手段を制御すること
が可能である（請求項３）。

【０００９】請求項４記載の発明は、複数の制御モード
を有するガス系の制御方法であって、 所定ガスと所定
流体とを含む混合流体が上記ガス系に含まれ、上記所定
ガスと上記所定流体との各々の流れの有無に応じて、対
応する制御モードを上記複数の制御モードの中から定
め、上記複数の制御モードの各々の制御モード毎に、採
用する制御定数を予めデータテーブルに記憶しておき、
上記所定ガスの流量負荷を検出し、 上記所定ガスの
流量負荷の検出結果に基づき、対応する制御モードを上
記複数の制御モードから選択し、選択した制御モードに
おける上記制御定数を上記データテーブルから選択し、
上記所定流体の流量負荷を検出し、 上記所定ガスの
流量負荷の検出結果と上記混合流体の流量負荷の検出結
果とに基づき、対応する制御モードを上記複数の制御モ
ードから選択し、選択した制御モードにおける上記制御
定数を上記データテーブルから選択し、 選択した制御
定数に基づいて、上記混合流体を加熱するための加熱手
段を制御する、ことを特徴とする。

【００１０】この場合、上記ガスの流量負荷の検知信号
に基づき、上記ガスの流れが無いと判断される場合に、
予め記憶された制御定数を選択してガス加熱手段を予め
加熱制御することが可能である（請求項５）。

【００１１】また、ガスの流量負荷の検知信号と上記混
合流体の流量負荷の検知信号に基づき、上記ガスの流れ
が有り、上記流体の流れが無いと判断される場合に、予
め記憶された制御定数を選択して上記ガス加熱手段を制
御することが可能である（請求項６）。

【００１２】また、ガスの流量負荷の検知信号と上記混
合流体の流量負荷の検知信号に基づき、上記ガスの流れ
が有り、上記流体の流れが有ると判断される場合に、予
め記憶された制御定数を選択して混合流体の加熱手段を
制御することが可能である（請求項７）。

【００１３】また、上記ガスの流量負荷の検知信号に基
づき、上記ガスの流れが有ると判断される場合に、検知
された上記流量負荷の大きさに応じて制御定数を選択し
て上記ガスの加熱手段を制御することが可能である（請
求項８）。

【００１４】また、上記ガスの流量負荷の検知信号と、
上記混合流体の流量負荷の検知信号に基づき、上記ガス
の流れが有り、上記流体の流れが有ると判断される場合
に、検知された上記ガスの上記流量負荷の大きさと、上
記流体の上記流量負荷の大きさに応じて制御定数を選択
して上記混合流体の加熱手段を制御することが可能であ
る（請求項９）。

【００１５】請求項１０記載の発明は、複数の制御モー
ドを有するガス系の制御方法であって、 処理室に供給
される所定ガスの流れの有無に応じて、対応する制御モ
ードを上記複数の制御モードの中から定め、 上記複数
の制御モードの各々の制御モード毎に、採用する制御定
数を予めデータテーブルに記憶しておき、 上記所定ガ
スの流量負荷を検出し、 上記所定ガスの流量負荷の検
出結果に基づき、対応する制御モードを上記複数の制御
モードから選択し、選択した制御モードにおける上記制
御定数を上記データテーブルから選択し、 選択した制
御定数に基づいて、上記処理室の圧力を調整する圧力調
整手段を制御する、ことを特徴とする。

【００１６】この場合、上記ガスは異なる流量又は異な
る種類の複数のガスであっても圧力制御可能である（請
求項１１）。

【００１７】また、上記ガスの上記流量負荷の検知信号
に基づき、上記ガスの流れが有ると判断される場合に、
検知された上記流量負荷の大きさに応じて制御定数を選
択して圧力調整手段を制御することが可能である（請求
項１２）。

【００１８】また、上記ガスの上記流量負荷の検知信号
に基づき、上記ガスの流れが無いと判断される場合に、
予め記憶された制御定数を選択して処理室を所定真空度
へ到達させるようにすることが可能である（請求項１
３）。

【００２４】請求項１４記載の発明は、複数の制御モー
ドを有するガス系の制御装置であって、 処理室内に所
定のガスを供給する供給管路と、 上記供給管路に介設
されて上記所定ガスを加熱するガス加熱手段と、 上記
供給管路に介設されて上記所定ガスの流量負荷を検知す
るガス負荷検知手段と、 上記所定ガスの流れの有無に
応じて、対応する制御モードを上記複数の制御モードの
中から定め、上記複数の制御モードの各々の制御モード
毎に、採用する制御定数を予め記憶したデータテーブル
と、 上記ガス負荷検知手段によって検出した上記所定
ガスの流量負荷の検出結果に基づき、対応する制御モー
ドを上記複数の制御モードから選択し、選択した制御モ
ードにおける上記制御定数を上記データテーブルから選
択し、選択した制御定数に基づいて、上記所定ガスを所
定温度に制御するために上記ガス加熱手段を制御する制
御手段と、を具備することを特徴とする。

【００２５】請求項１５記載の発明は、複数の制御モー
ドを有するガス系の制御装置であって、 処理室内に所
定のガスを供給する供給管路と、 上記供給管路に介設
されて上記所定ガスを加熱するガス加熱手段と、 上記
供給管路に配設されて上記所定ガスと所定流体とを混合
し混合ガスを生成する混合ガス発生手段と、 上記混合
ガス発生手段内に設けられて上記混合ガスを加熱する混
合ガス加熱手段と、 上記混合ガス発生手段と上記所定
流体の流体供給源とを接続する流体供給管路と、 上記
供給管路に介設されて上記所定ガスの流量負荷を検知す
るガス負荷検知手段と、 上記流体供給管路に介設され
て上記所定流体の流量負荷を検知する流体負荷検知手段
と、 上記所定ガスの流れの有無と上記所定流体の流れ
の有無に応じて、対応する制御モードを上記複数の制御
モードの中から定め、上記複数の制御モードの各々の制
御モード毎に、採用する制御定数を予め記憶したデータ
テーブルと、上記ガス負荷検知手段によって検出した上
記所定ガスの流量負荷の検出結果と上記流体負荷検知手
段によって検出した上記所定流体の流量負荷の検出結果
とに基づき、対応する制御モードを上記複数の制御モー
ドから選択し、選択した制御モードにおける上記制御定
数を上記データテーブルから選択し、選択した制御定数
に基づいて、上記所定ガスを所定温度に制御するために
上記ガス加熱手段と上記混合ガス加熱手段とを制御する
制御手段と、を具備することを特徴とする。

【００２６】請求項１５記載の発明において、上記ガス
を不活性ガスからなるキャリアガスとし、上記流体は揮
発性を有する有機溶剤とすることが可能である（請求項
１６）。

【００２９】請求項１，１４記載の発明によれば、ガス
系に含まれる所定ガスの流れの有無に応じて、対応する
制御モードを複数の制御モードの中から定め、複数の制
御モードの各々の制御モード毎に、採用する制御定数を
予めデータテーブルに記憶しておき、所定ガスの流量負
荷を検出し、所定ガスの流量負荷の検出結果に基づき、
対応する制御モードを複数の制御モードから選択し、選
択した制御モードにおける制御定数をデータテーブルか
ら選択し、選択した制御定数に基づいて、ガス加熱手段
を制御することにより、各状態のガスの温度を最適状態
に制御することができる。この場合、ガスの流量負荷の
検知信号に基づき、ガスの流れが有ると判断される場合
に、予め記憶された制御定数を選択してガス加熱手段を
制御することにより、上記流量負荷の大きさに応じて多
段階的に高精度な制御定数を選択することができ、選択
した制御定数に基づいてガス加熱手段を更に高精度に制
御することができ、ガス系の温度を最適状態に高精度に
制御することができる（請求項３）。

【００３０】請求項４，１５記載の発明によれば、所定
ガスと所定流体とを含む混合流体がガス系に含まれ、所
定ガスと上記所定流体との各々の流れの有無に応じて、
対応する制御モードを複数の制御モードの中から定め、
複数の制御モードの各々の制御モード毎に、採用する制
御定数を予めデータテーブルに記憶しておき、所定ガス
の流量負荷を検出し、所定ガスの流量負荷の検出結果に
基づき、対応する制御モードを複数の制御モードから選
択し、選択した制御モードにおける制御定数をデータテ
ーブルから選択し、所定流体の流量負荷を検出し、所定
ガスの流量負荷の検出結果と混合流体の流量負荷の検出
結果とに基づき、対応する制御モードを複数の制御モー
ドから選択し、選択した制御モードにおける制御定数を
データテーブルから選択し、選択した制御定数に基づい
て、混合流体を加熱するための加熱手段を制御するによ
り、各状態の単独のガス及び混合流体の温度を最適状態
に制御することができる。この場合、ガスの流量負荷の
検知信号に基づき、ガスの流れが無いと判断される場合
に、予め記憶された制御定数を選択してガス加熱手段を
予め加熱制御することにより、その後流れるガスを即座
に最適温度に制御することができ、処理の効率の向上を
図ることができる（請求項５）。また、ガスの流量負荷
の検知信号と混合流体の流量負荷の検知信号に基づき、
ガスの流れが有り、流体の流れが無いと判断される場合
に、予め記憶された制御定数を選択してガス加熱手段を
制御することにより、各状態に対応した温度制御を実現
することができる（請求項６）。また、ガスの流量負荷
の検知信号と混合流体の流量負荷の検知信号に基づき、
ガスの流れが有り、上記流体の流れが有ると判断される
場合に、予め記憶された制御定数を選択して混合流体の
加熱手段を制御することにより、上記請求項６の場合と
同様に、各状態に対応した温度制御を実現することがで
きる（請求項７）。

【００３１】また、ガスの流量負荷の検知信号に基づ
き、ガスの流れが有ると判断される場合に、検知された
上記流量負荷の大きさに応じて制御定数を選択してガス
加熱手段を制御することにより、流量負荷の大きさに応
じて高精度な制御定数を選択することができ、選択した
制御定数に基づいてガスの加熱手段を高精度に制御する
ことができ、ガス系の温度を最適状態に高精度に制御す
ることができる（請求項８）。

【００３２】また、ガスの流量負荷の検知信号と、混合
流体の流量負荷の検知信号に基づき、ガスの流れが有
り、流体の流れが有ると判断される場合に、検知された
ガスの流量負荷の大きさと、流体の流量負荷の大きさに
応じて制御定数を選択して混合流体の加熱手段を制御す
ることにより、上記流量負荷の大きさに応じて多段階的
に高精度な制御定数を選択することができ、選択した制
御定数に基づいてガス加熱手段を高精度に制御すること
ができ、ガス系の温度を最適状態に高精度に制御するこ
とができる（請求項９）。

【００３３】請求項１０，１２，１３記載の発明によれ
ば、所定のガスの流れの有無による流量負荷に応じた制
御定数を予め制御手段に記憶しておき、ガス負荷検知手
段によってガスの流れの有無による流量負荷を検出し、
その検知信号を制御手段に伝達すると共に、制御手段か
らの検知信号に基づいて制御定数を選択して圧力調整手
段を制御することにより、各状態のガスの圧力を最適状
態に制御することができる。この場合、ガスは異なる流
量又は異なる種類の複数のガスであっても圧力制御可能
である（請求項１１）。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に基づいて詳細に説明する。 ◎第一実施形態 図１はこの発明に係るガスの制御装置を半導体ウエハの
洗浄・乾燥処理システムに適用した場合の構成図であ
る。

【００３６】上記洗浄・乾燥処理システムは、キャリア
ガス例えば窒素（Ｎ２）ガスの供給源１に供給管路２ａ
を介して接続するＮ２ガス加熱手段としてのＮ２ガス加
熱器３（以下に単に加熱器という）と、この加熱器３に
供給管路２ｂを介して接続する一方、乾燥ガス用液体例
えばＩＰＡの供給源４に供給管路２ｃを介して接続する
混合ガス（蒸気）発生手段としての蒸気発生器５と、こ
の蒸気発生器５と乾燥処理室６（以下に単に処理室とい
う）とを接続する供給管路２ｄに配設される流量制御手
段７とを具備してなる。この場合、Ｎ２ガス供給源１と
加熱器３とを接続する供給管路２ａには開閉弁８ａが介
設されている。また、ＩＰＡ供給源４と蒸気発生器５と
を接続する供給管路２ｃには開閉弁８ｂが介設され、こ
の開閉弁８ｂのＩＰＡ供給源側には分岐路９及び開閉弁
８ｃを介してＩＰＡ回収部１０が接続されている。ま
た、図１に二点鎖線で示すように、蒸気発生器５には、
必要に応じてＩＰＡのドレン管５ａが接続され、このド
レン管５ａにドレン弁５ｃが介設されると共に、チェッ
キ弁５ｄを介設する分岐路５ｂが接続されている。この
ようにドレン管５ａ、ドレン弁５ｃ等を接続することに
より、蒸気発生器５内をクリーニングする際の洗浄液等
の排出に便利となる。

【００３７】上記加熱器３は、図２（ａ）に示すよう
に、Ｎ２ガスの供給管路２ａに連通する導入管１１と、
この導入管１１内に挿入され、導入管１１の内壁面との
間に螺旋状流路１２を形成する流路形成管１３と、この
流路形成管１３の内方に挿入される加熱手段例えばカー
トリッジヒータ１４とで主要部が構成されている。この
場合、導入管１１は、一端に供給管路２ａと接続する流
入口１１ａを有し、他端部の側面に、供給管路２ｂに接
続する流出口１１ｂが設けられている。また、流路形成
管１３は、図２（ｂ）に示すように、その外周面に例え
ば台形ねじのような螺旋状の凹凸溝１５が形成されて、
この螺旋状凹凸溝１５と導入管１１の内壁面１１ｃとで
螺旋状流路１２が形成されている。なお、螺旋状流路１
２は必ずしもこのような構造である必要はなく、例えば
導入管１１の内壁面に螺旋状凹凸溝を形成し、流路形成
管１３の外周面を平坦面としてもよく、導入管１１の内
壁面及び流路形成管１３の外周面の双方に螺旋状凹凸溝
を形成して螺旋状流路を形成するようにしてもよく、あ
るいはコイルスプングを用いて螺旋状流路１２を形成し
てもよい。

【００３８】上記のように、Ｎ２ガス供給源１側の供給
管路２ａに接続する導入管１１と、この導入管１１内に
挿入される流路形成管１３又はコイルスプリングとの間
に螺旋状流路１２を形成し、流路形成管１３内にカート
リッジヒータ１４を挿入することにより、Ｎ２ガスの流
路とカートリッジヒータ１４との接触する流路長さを長
くすると共に、螺旋状の流れを形成して、それがない場
合に比べ流速を早めることができ、その結果レイノルズ
数（Ｒｅ数）及びヌッセルト数（Ｎｕ数）を増大して、
境界層を乱流領域に入れ、加熱器３の伝熱効率の向上を
図ることができる。したがって、１本のカートリッジヒ
ータ１４で効率よくＮ２ガスを所定温度例えば２００℃
に加熱することができるので、加熱器３を小型化するこ
とができる。なお、加熱温度を更に高める必要がある場
合は、導入管１１の外側に外筒ヒータを配設すればよ
い。

【００３９】上記蒸気発生器５は、図３に示すように、
キャリアガスの供給管路２ｂに接続する例えばステンレ
ス鋼製のパイプ状本体２０にて形成されており、このパ
イプ状本体２０の内周面にキャリアガスの流れ方向に沿
って漸次狭小となる先細ノズル部２１ａと、この先細ノ
ズル部２１ａの狭小部２１ｂから流れ方向に沿って徐々
に拡開する末広ノズル部２１ｃとからなるラバールノズ
ル２１が形成されている。このラバールノズル２１は、
ラバールノズル２１の流入側圧力（一次圧力）と流出側
圧力（二次圧力）との圧力差によって衝撃波が形成され
る。例えば、一次圧力（Ｋｇｆ／ｃｍ２Ｇ）とＮ２ガス
の通過流量（Ｎｌ／ｍｉｎ）を適宜選択することによっ
て衝撃波を形成することができる。この場合、ラバール
ノズル２１の一次側と二次側を接続する分岐路２２に圧
力調整弁２３を介設して、この圧力調整弁２３の調節に
よって衝撃波の発生条件を適宜設定している。なお、一
次側圧力を高めることが可能であれば、圧力調整弁２３
を用いなくても衝撃波形成が可能となる。

【００４０】なお、一次側でＮ２ガスの圧力あるいは流
量を所定の高い圧力範囲で調整することが可能であれ
ば、圧力調整弁２３を用いなくても衝撃波形成が可能と
なる。すなわち、図１１に示すように、Ｎ２ガス供給源
１にＮ２ガスの圧力あるいは流量を調節するＮ２ガス圧
力調整手段１ａを接続することによって分岐路２２及び
圧力調整弁２３を除去することができる。この場合、所
定の高い圧力範囲のＮ２ガスを供給できるようにＮ２ガ
ス供給源１は通常よりも高い圧力のＮ２ガスを供給でき
る必要がある。Ｎ２ガス圧力調整手段１ａによってＮ２
ガス供給源１から供給されるＮ２ガスの高圧の程度を調
整することによって、衝撃波形成部２１の流入側圧力
（一次圧力）と流出側圧力（二次圧力）との圧力差を調
節し衝撃波の発生条件を適宜設定することができる。

【００４１】このように形成されるラバールノズル２１
の末広ノズル部２１ｃの途中にはＩＰＡ供給口２４が開
設されている。この供給口２４にＩＰＡ供給管すなわち
供給管路２ｃを介してＩＰＡ供給源４が接続されてい
る。また、末広ノズル部２１ｃの流出側のパイプ状本体
２０内に内筒ヒータ２５が挿入され、その外側には外筒
ヒータ２６が配設されて、これら内筒ヒータ２５と外筒
ヒータ２６とで蒸気発生器５の加熱手段が構成されてい
る。なおこの場合、ラバールノズル２１及びＩＰＡ供給
口２４付近にヒータを設けてもよい。

【００４２】なお、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示す
ように、内筒ヒータ２５及び外筒ヒータ２６に代えて、
加熱器３の構成と類似の構成を有する加熱ヒータ１４０
を使用することも可能である。

【００４３】加熱ヒータ１４０は、図１２（ａ）に示す
ように、衝撃波形成部２１に連通する導入管１４３と、
この導入管１４３内に挿入され、導入管１４３の内壁面
との間に螺旋状流路１４４を形成する流路形成管１４５
と、この流路形成管１４５の内方に挿入される加熱手段
例えばカートリッジヒータ１４６とで主要部が構成され
ている。

【００４４】この場合、導入管１４３は、一端に衝撃波
形成部２１と接続する流入口１４３ａを有し、他端部の
側面に、供給路１３１ｂに接続する流出口１４３ｂが設
けられている。また、流路形成管１４５は、図１２
（ｂ）に示すように、その外周面に例えば台形ねじのよ
うな螺旋状の凹凸溝１４７が形成されて、この螺旋状凹
凸溝１４７と導入管１４３の内壁面１４３ｃとで螺旋状
流路１４４が形成されている。なお、螺旋状流路１４４
は必ずしもこのような構造である必要はなく、例えば導
入管１４３の内壁面に螺旋状凹凸溝を形成し、流路形成
管１４５の外周面を平坦面としてもよく、あるいは導入
管１４３の内壁面及び流路形成管１４５の外周面の双方
に螺旋状凹凸溝を形成して螺旋状流路を形成するように
してもよい。なお、加熱手段として、上記カートリッジ
ヒータ１４６に加えて導入管１４３の外部を加熱するヒ
ータを設けてもよい。

【００４５】上記のように、衝撃波形成部２１に接続す
る導入管１４３と、この導入管１４３内に挿入される流
路形成管１４５との間に螺旋状流露１４４を形成し、流
路形成管１４５内にカートリッジヒータ１４６を挿入す
ることにより、ＩＰＡガスの流路とカートリッジヒータ
１４６との接触する流路長さを長くすると共に、螺旋状
の流れを形成して、それがない場合に比べ流速を早める
ことができ、その結果レイノルズ数（Ｒｅ数）及びヌッ
セルト数（Ｎｕ数）を増大して、境界層を乱流領域に入
れ、加熱ヒータ１４０の伝熱効率の向上を図ることがで
きる。したがって、１本のカートリッジヒータ１４６で
効率よくＮ２ガスを所定温度例えば２００℃に加熱する
ことができるので、加熱ヒータ１４０を小型化すること
ができる。なお、加熱温度を更に高める必要がある場合
は、導入管１４３の外側に外筒ヒータを配設すればよ
い。

【００４６】上記のように構成することにより、ＩＰＡ
供給源４から供給されるＩＰＡをラバールノズル２１の
供給口２４から供給すると、ラバールノズル２１で形成
された衝撃波によってＩＰＡが霧状にされ、その後ヒー
タ２５，２６の加熱によってＩＰＡ蒸気が生成される。

【００４７】なお、上記説明では、供給口２４をラバー
ルノズル２１の二次側すなわち衝撃波発生後側に設けた
場合について説明したが、必ずしもこのような構成とす
る必要はなく、供給口２４をラバールノズル２１の一次
側すなわち衝撃波発生前の位置に設けて、Ｎ２ガスとＩ
ＰＡとを混合した後に衝撃波によって霧状にしてもよ
い。

【００４８】上記流量制御手段７は、図１に示すよう
に、供給管路２ｄに介設される開度調整弁例えばダイヤ
フラム弁３０と、上記処理室６内の圧力を検出する検出
手段である圧力センサ３１からの信号と予め記憶された
情報とを比較演算する制御手段例えばＣＰＵ４０（中央
演算処理装置）からの信号に基いてダイヤフラム弁３０
の作動圧を制御する制御弁例えばマイクロバルブ３２と
を具備してなる。

【００４９】この場合、マイクロバルブ３２は、例えば
図４に示すように、上記ダイヤフラム弁３０の作動流体
例えば空気の流入路３３に排出路３４を連通し、この排
出路３４と対向する面に可撓性部材３５を介して制御液
体例えば熱伸縮性オイル３６を収容する室３７を形成す
ると共に、室３７における可撓性部材３５と対向する面
に配設される複数の抵抗ヒータ３８を配設してなる。な
おこの場合、可撓性部材３５は、上部材３５ａと下部材
３５ｃとの間に介在される中部材３５ｂを有すると共
に、下部材３５ｃと接合する台座３５ｄを有しており、
可撓性部材３５の撓み変形によって中部材３５ｂが排出
路３４を開閉し得るように構成されている。なお、この
マイクロバルブ３２は全体がシリコンにて形成されてい
る。

【００５０】このように構成することにより、上記ＣＰ
Ｕ４０からの信号をデジタル／アナログ変換させて抵抗
ヒータ３８に伝達されると、抵抗ヒータ３８が加熱され
ると共に、制御液体すなわちオイル３６が膨脹収縮し、
これにより可撓性部材３５が流入側に出没移動して排出
路３４の上部が開状態となり、制御流体すなわちガス圧
力を調節することができる。したがって、マイクロバル
ブ３２によって遅延制御された流体すなわち空気によっ
てダイヤフラム弁３０を作動して予め記憶された情報と
処理室６内の圧力を比較し、ダイヤフラム弁３０の作動
を制御してＮ２ガスを処理室６内に供給することがで
き、処理室６内の圧力回復の時間制御を行うことができ
る。

【００５１】また、上記処理室６は、図５に示すよう
に、例えばフッ化水素酸等の薬液や純水等の洗浄液を貯
留（収容）し、貯留した洗浄液にウエハＷを浸漬する洗
浄槽５０の上部に形成されており、その上方に設けられ
たウエハＷの搬入・搬出用の開口部５０ａに蓋体５１が
開閉可能に装着されている。また、処理室６と洗浄槽５
０との間には、複数例えば５０枚のウエハＷを保持して
このウエハＷを洗浄槽５０内及び処理室６内に移動する
保持手段例えばウエハボート５２が設けられている。ま
た、処理室６内には、処理室６内に供給されたＩＰＡガ
スを冷却する冷却管５３を配設してもよい。なお、洗浄
槽５０は、底部に排出口５４を有する内槽５５と、この
内槽５５からオーバーフローした洗浄液を受け止める外
槽５６とで構成されている。なおこの場合、内槽５５の
下部に配設される薬液又は純水の供給ノズル５７から内
槽５５内に供給され貯留される薬液又は純水にウエハＷ
が浸漬されて洗浄されるようになっている。また、外槽
５６の底部に設けられた排出口５６ａに排出管５６ｂが
接続されている。このように構成することにより、洗浄
処理されたウエハＷはウエハボート５２によって処理室
６内に移動され、処理室６内に供給されるＩＰＡガスと
接触し、ＩＰＡガスの蒸気を凝縮あるいは吸着させて、
ウエハＷの水分の除去及び乾燥が行なわれる。

【００５２】なお、供給管路２ｄには、上記ダイヤフラ
ム弁３０の下流側（二次側）にフィルタ６０が介設され
ており、パーティクルの少ない乾燥ガスを供給できるよ
うに構成されている。また、供給管路２ｄの外側には保
温用ヒータ６２が配設されてＩＰＡガスの温度を一定に
維持し得るように構成されている。更に、供給管路２ｄ
の処理室６側にはＩＰＡガスの温度センサ６１（温度検
出手段）が配設されて、供給管路２ｄ中を流れるＩＰＡ
ガスの温度が測定されるようになっている。

【００５３】一方、図１に示すように、上記供給管路２
ａには、この供給管路２ａを流れるＮ２ガスの流れの有
無による負荷を検知するガス負荷検知手段例えば流量検
知センサ４１（以下に流量センサ４１という）が介設さ
れ、上記供給管路２ｄには、この供給管路２ｄを流れる
ＩＰＡガスの流れの有無による負荷を検知するガス負荷
検知手段例えば流量検知センサ４２（以下に流量センサ
４２という）が介設されている。また、ＩＰＡ供給管路
２ｃにはＩＰＡの流れの有無を検知し得るＩＰＡ供給ポ
ンプ４３（流体流れ検知手段）が介設されている。

【００５４】上記流量検知センサ４１，４２及びＩＰＡ
供給ポンプ４３によって検知された負荷検知信号は、上
記ＣＰＵ４０に伝達され、ＣＰＵ４０において予め記憶
されたＮ２ガス，ＩＰＡガス及びＩＰＡの流れの有無に
よる流量負荷に応じた情報、すなわち、ガスの流れの有
無に応じて、対応する複数の制御モード、各々の制御モ
ード毎に採用する比例動作、積分動作及び微分動作の３
動作を含むＰＩＤ制御定数（制御定数）に基づいて演算
処理され、その制御信号によって上記Ｎ２ガス加熱器
３、蒸気発生器５のヒータ２５，２６及び保温ヒータ６
２が制御される。ＰＩＤ制御定数（以下にＰＩＤ定数と
いう）はＣＰＵ４０内のデータテーブルに格納されてい
る。

【００５５】次に、上記洗浄・乾燥処理システムにおけ
るＮ２ガス、ＩＰＡ及びＩＰＡガス（乾燥ガス；混合ガ
ス）の温度制御について、図６ないし図８のフローチャ
ートを参照して説明する。

【００５６】☆Ｎ２ガス加熱器の温度制御 図６に示すように、まず、Ｎ２ガス加熱器３におけるＮ
２ガスの流量や供給タイミング等をセットしたプロセス
モードを確認した後（ステップＡ）、流量センサ４１に
よってＮ２ガスは流れているか否かを確認する（ステッ
プＢ）。Ｎ２ガスが流れていない場合は、ＣＰＵ４０か
らの制御信号によってヒートアップモードにし（ステッ
プＣ）、予めオートチューニングにより得たＰＩＤ定数
（Ｐ１１，Ｉ１１，Ｄ１１）に基づいてＮ２ガス加熱器
３をヒートアップモードに対する温度制御を行なう（ス
テップＤ，Ｅ）。このようにしてプロセスモードが終了
したか否かが判断され（ステップＦ）、プロセスモード
終了の場合はヒートアップモードに対する温度制御を終
了し、終了していない場合は再度プロセスモードを確認
する（ステップＡ）。

【００５７】一方、供給管路２ａにＮ２ガスが流れてい
る場合は、Ｎ２ガスフローモードになり（ステップ
Ｇ）、予めオートチューニングにより得たＰＩＤ定数
（Ｐ２１，Ｉ２１，Ｄ２１）に基づいてＮ２ガス加熱器
３をＮ２ガスフローモードに対する温度制御を行なう
（ステップＨ，Ｉ）。このようにしてプロセスモードが
終了したか否かが判断され（ステップＪ）、プロセスモ
ード終了の場合はＮ２ガスフローモードに対する温度制
御を終了し、終了していない場合は再度プロセスモード
を確認した後（ステップＡ）、上述の手順を繰り返して
Ｎ２ガス加熱器の温度制御を行なう。

【００５８】したがって、Ｎ２ガス供給源１から供給管
路２ａにＮ２ガスが供給されたか否かの状態に応じて、
予め記憶されたＰＩＤ定数（制御定数）を選択してＮ２
ガス加熱器３を予備加熱あるいは加熱してＮ２ガスの温
度を最適状態にすることができる。

【００５９】なお、上述の説明においては、Ｎ２ガスフ
ローモード（ステップＨ，Ｉ）において、流量センサ４
１によって検出したＮ２ガスの流れの有無に基づいたＰ
ＩＤ定数（Ｐ２１，Ｉ２１，Ｄ２１）のみをデータテー
ブルに予め記憶した場合の例を示したが、流量センサ４
１によって検出した流量負荷の大きさ、すなわちＮ２ガ
スの流量の大きさに応じて多段階的にＰＩＤ定数を予め
記憶しておくことも可能である。これによって、データ
テーブルにはＮ２ガスの流量負荷の大きさに応じて採用
されるＰＩＤ定数が予め記憶されているので、流量負荷
の大きさに応じて多段階的に高精度なＰＩＤ定数を設定
選択することができ、選択したＰＩＤ定数に基づいてＮ
２ガス加熱器３を高精度に制御することができ、Ｎ２ガ
スの温度を最適状態に高精度に制御することができる。

【００６０】☆蒸気発生器の温度制御 図７に示すように、まず、蒸気発生器５におけるＮ２ガ
ス及びＩＰＡの流量や供給タイミング等をセットしたプ
ロセスモードを確認した後（ステップＡ）、流量センサ
４１によってＮ２ガスは流れているか否かを確認する
（ステップＢ）。Ｎ２ガスが流れていない場合は、ＣＰ
Ｕ４０からの制御信号によってヒートアップモードにし
（ステップＣ）、予めオートチューニングにより得たＰ
ＩＤ定数（Ｐ１２，Ｉ１２，Ｄ１２）に基づいて蒸気発
生器５のヒータ２５，２６をヒートアップモードに対す
る温度制御を行なう（ステップＤ，Ｅ）。このようにし
てプロセスモードが終了したか否かが判断され（ステッ
プＦ）、プロセスモード終了の場合はヒートアップモー
ドに対する温度制御を終了し、終了していない場合は再
度プロセスモードを確認する（ステップＡ）。

【００６１】一方、供給管路２ａにＮ２ガスが流れてい
る場合は、次に、ＩＰＡ供給ポンプ４３の駆動の有無に
よってＩＰＡが供給されているか否かが判断され（ステ
ップＧ）、ＩＰＡが供給されていない場合は、ＣＰＵ４
０からの制御信号によってＮ２ガスフローモードとなり
（ステップＨ）、予めオートチューニングにより得たＰ
ＩＤ定数（Ｐ２２，Ｉ２２，Ｄ２２）に基づいてＮ２ガ
スが通過する蒸気発生器５のヒータ２５，２６をＮ２ガ
スフローモードに対する温度制御を行なう（ステップ
Ｉ，Ｊ）。このようにしてプロセスモードが終了したか
否かが判断され（ステップＫ）、プロセスモード終了の
場合は加熱を終了し、終了していない場合は再度プロセ
スモードを確認する（ステップＡ）。

【００６２】更に、供給管路２ｃを介してＩＰＡが流れ
ている場合は、ＣＰＵ４０からの制御信号によってＮ２
＋ＩＰＡフローモードになり（ステップＬ）、予めオー
トチューニングにより得たＰＩＤ定数（Ｐ３２，Ｉ３
２，Ｄ３２）に基づいて蒸気発生器５のヒータ２５，２
６を加熱する（ステップＭ，Ｎ）。このようにしてプロ
セスモードが終了したか否かが判断され（ステップ
Ｏ）、プロセスモード終了の場合は加熱を終了し、終了
していない場合は再度プロセスモードを確認した後（ス
テップＡ）、上述の手順を繰り返して蒸気発生器５のヒ
ータ２５，２６のＮ２＋ＩＰＡフローモードに対する温
度制御を行なう。

【００６３】したがって、Ｎ２ガス供給源１から供給管
路２ａにＮ２ガスが供給されたか否かの状態、あるい
は、ＩＰＡ供給源４から供給管路２ｃを介して蒸気発生
器５にＩＰＡが供給されたか否かに応じて、予め記憶さ
れたＰＩＤ定数（制御定数）を選択してＮ２ガス加熱器
３又は蒸気発生器５のヒータ２５，２６を温度制御して
Ｎ２ガスの温度及び乾燥ガスの温度を最適状態にするこ
とができる。

【００６４】なお、上述の説明においては、Ｎ２＋ＩＰ
Ａフローモード（ステップＬ）において、流量センサ４
１によって検出したＮ２ガスの流れの有無とＩＰＡ供給
ポンプ４３の駆動の有無とに基づいたＰＩＤ定数（Ｐ３
２，Ｉ３２，Ｄ３２）のみをデータテーブルに予め記憶
した場合の例を示したが、Ｎ２ガスの流量の大きさとＩ
ＰＡ供給量の大きさとに応じて多段階的にＰＩＤ定数を
予め記憶しておくことも可能である。これによって、デ
ータテーブルにはＮ２ガスの流量負荷の大きさとＩＰＡ
供給量の大きさとに応じて採用されるＰＩＤ定数が予め
記憶されているので、Ｎ２ガス及びＩＰＡの流量負荷の
大きさに応じて多段階的に高精度なＰＩＤ定数を設定選
択することができ、選択したＰＩＤ定数に基づいて蒸気
発生器５のヒータ２５，２６を高精度に制御することが
でき、Ｎ２ガスの温度及び乾燥ガスの温度を最適状態に
高精度に制御することができる。

【００６５】☆乾燥ガスの温度制御 図８に示すように、まず、蒸気発生器５におけるＮ２ガ
ス及びＩＰＡの流量や供給タイミング等をセットしたプ
ロセスモードを確認した後（ステップＡ）、流量センサ
４１によってＮ２ガスは流れているか否かを確認する
（ステップＢ）。Ｎ２ガスが流れていない場合は、ＣＰ
Ｕ４０からの制御信号によってヒートアップモードにし
（ステップＣ）、予めオートチューニングにより得たＰ
ＩＤ定数（Ｐ１３，Ｉ１３，Ｄ１３）に基づいて保温ヒ
ータ６２をヒートアップモードに対する温度制御を行な
う（ステップＤ，Ｅ）。このようにしてプロセスモード
が終了したか否かが判断され（ステップＦ）、プロセス
モード終了の場合はヒートアップモードに対する温度制
御を終了し、終了していない場合は再度プロセスモード
を確認する（ステップＡ）。

【００６６】一方、供給管路２ａにＮ２ガスが流れてい
る場合は、次に、ＩＰＡ供給ポンプ４３の駆動の有無に
よってＩＰＡが供給されているか否かが判断され（ステ
ップＧ）、ＩＰＡが供給されていない場合は、ＣＰＵ４
０からの制御信号によってＮ２ガスフローモードとなり
（ステップＨ）、予めオートチューニングにより得たＰ
ＩＤ定数（Ｐ２３，Ｉ２３，Ｄ２３）に基づいてＮ２ガ
スが通過する保温ヒータ６２をＮ２ガスフローモードに
対する温度制御を行なう（ステップＩ，Ｊ）。このよう
にしてプロセスモードが終了したか否かが判断され（ス
テップＫ）、プロセスモード終了の場合はＮ２ガスフロ
ーモードに対する温度制御を終了し、終了していない場
合は再度プロセスモードを確認する（ステップＡ）。

【００６７】更に、供給管路２ｃを介してＩＰＡが流れ
ている場合は、流量センサ４２によって乾燥ガス（Ｎ２
＋ＩＰＡ）の通過が検知されてＣＰＵ４０からの制御信
号によってＮ２＋ＩＰＡフローモードになり（ステップ
Ｌ）、予めオートチューニングにより得たＰＩＤ定数
（Ｐ３３，Ｉ３３，Ｄ３３）に基づいて保温ヒータ６２
をＮ２＋ＩＰＡフローモードに対する温度制御を行なう
（ステップＭ，Ｎ）。このようにしてプロセスモードが
終了したか否かが判断され（ステップＯ）、プロセスモ
ード終了の場合はＮ２＋ＩＰＡフローモードに対する温
度制御を終了し、終了していない場合は再度プロセスモ
ードを確認した後（ステップＡ）、上述の手順を繰り返
して保温ヒータ６２の温度制御を行なう。

【００６８】したがって、Ｎ２ガス供給源１から供給管
路２ａにＮ２ガスが供給されたか否かの状態、ＩＰＡ供
給源４から供給管路２ｃを介して蒸気発生器５にＩＰＡ
が供給されたか否かの状態、あるいは、供給管路２ｄを
乾燥ガスが流れているか否かの状態に応じて、予め記憶
されたＰＩＤ定数（制御定数）を選択してＮ２ガス加熱
器３の温度制御、また蒸気発生器５のヒータ２５，２６
の温度制御、あるいは保温ヒータ６２を温度制御してＮ
２ガスの温度及び乾燥ガスの温度を最適状態にすること
ができる。

【００６９】なお、上述の説明においては、Ｎ２＋ＩＰ
Ａフローモード（ステップＬ）において、流量センサ４
２によって乾燥ガス（Ｎ２＋ＩＰＡ）の通過の有無に基
づいたＰＩＤ定数（Ｐ３３，Ｉ３３，Ｄ３３）のみをデ
ータテーブルに予め記憶した場合の例を示したが、流量
センサ４２によって乾燥ガス（Ｎ２＋ＩＰＡ）の通過流
量の大きさに応じて多段階的にＰＩＤ定数を予め記憶し
ておくことも可能である。これによって、データテーブ
ルには乾燥ガス（Ｎ２＋ＩＰＡ）の通過流量の大きさに
応じて採用されるＰＩＤ定数が予め記憶されているの
で、乾燥ガス（Ｎ２＋ＩＰＡ）の通過流量の大きさに応
じて多段階的に高精度なＰＩＤ定数を設定選択すること
ができ、選択したＰＩＤ定数に基づいて保温ヒータ６２
を高精度に制御することができ、Ｎ２ガスの温度及び乾
燥ガスの温度を最適状態に高精度に制御することができ
る。

【００７０】◎第二実施形態 図９はこの発明に係るガス系の制御装置の第二実施形態
の概略構成図である。第二実施形態は、この発明に係る
ガス系の制御装置をエッチング装置の圧力制御に適用し
た場合である。

【００７１】上記エッチング装置は、密閉可能な処理室
７１を有する容器７０と、この容器７０に設けられたガ
ス導入部と異なる種類のガス供給源（図示せず）とを接
続するガス供給管路７２ａ〜７２ｃと、処理室７１に設
けられた真空排気口に接続する排気管路７３と、排気管
路７３に接続する真空排気装置例えば真空ポンプ７４と
を具備してなる。

【００７２】この場合、上記容器７０内には処理室７１
へのガスの供給を兼ねる上下方向に対峙する上部平板電
極７５とサセプタを兼用する下部平板電極７６が配置さ
れており、ウエハＷを載置する下部平板電極７６には高
周波電源７７が接続され、上部平板電極７５は容器７０
を介して接地されている。

【００７３】また、上記ガス供給管路７２ａ〜７２ｃに
は、それぞれ各種ガス流量を検知制御するマスフローコ
ントローラ７８ａ〜７８ｃとエアー操作開閉弁７９ａ〜
７９ｃが介設されており、マスフローコントローラ７８
ａ〜７８ｃにて検知制御された検知信号は制御手段例え
ばＣＰＵ４０Ａに伝達されるように構成されている。

【００７４】一方、排気管路７３の真空排気口側には、
処理室７１内の圧力調整手段としてのコントロールバル
ブ８０が介設されると共に、その下流側にターボ分子ポ
ンプ８１が介設されている。この場合、コントロールバ
ルブ８０はＣＰＵ４０Ａからの制御信号に基づいて開度
が調節されるように構成されている。

【００７５】また、上記容器７０の側壁には処理室７１
内を監視するための窓８２が設けられており、この窓８
２の外側には、上記高周波電源７７からの高周波電力の
印加によって発生するプラズマ発光の有無を検出するた
めのモノクロメータ８３が配設され、このモノクロメー
タ８３にて検知された検知信号がＣＰＵ４０Ａに伝達さ
れるように構成されている。また、容器７０と排気管路
７３におけるターボ分子ポンプ８１と真空ポンプ７４と
の間には、各部の圧力を測定するための圧力計８４，８
５がそれぞれ設置されている。

【００７６】上記のように構成されるエッチング装置に
おいて、図示しない搬送手段によって下部平板電極７６
上にウエハＷを載置した後、ＣＰＵ４０Ａからの制御信
号に基づいてコントロールバルブ８０を調整すると共
に、真空ポンプを駆動して処理室７１内を所定の減圧雰
囲気にし、そして、所定のガス供給源からガスを処理室
７１内に供給する一方、高周波電源７７から高周波電力
を印加して電極７５，７６間にプラズマ放電を発生さ
せ、この発生したプラズマ中のイオン，電子及び中性の
活性種によってウエハＷのエッチングを行なう。

【００７７】この際、各種ガスの流量やプラズマの点火
により処理室７１内の圧力が変化する。したがって、こ
の発明では、ＣＰＵ４０Ａに予め記憶された各ガスの流
量の有無による負荷に応じたＰＩＤ定数（制御定数）を
選択してコントロールバルブ８０を制御することによ
り、処理圧力を最適圧力に制御している。

【００７８】次に、第二実施形態の圧力制御の形態につ
いて、図１０のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、使用されるガスの種類や流量及び供給タイミング等
をセットしたプロセスモードを確認した後（ステップ
Ａ）、マスフローコントローラ７８ａ〜７８ｃによって
ガスは流れているか否かを確認する（ステップＢ）。ガ
スが流れていない場合は、ＣＰＵ４０Ａからの制御信号
によって真空到達モード（処理室７１内のリークが正常
かどうかをチェックするモード。）にし（ステップ
Ｃ）、予めオートチューニングにより得たＰＩＤ定数
（Ｐ１，Ｉ１，Ｄ１）に基づいてコントロールバルブ８
０の開度を調節する（ステップＤ，Ｅ）。このようにし
てプロセスモードが終了したか否かが判断され（ステッ
プＦ）、プロセスモード終了の場合はコントロールバル
ブ８０の開度調節を終了し、終了していない場合は再度
プロセスモードを確認する（ステップＡ）。

【００７９】一方、ガス供給管路７２ａ〜７２ｃにガス
が流れている場合は、次に、高周波電源７７の高周波電
力の印加によってプラズマが発生されているか否かがモ
ノクロメータ８３によって判断され（ステップＧ）、プ
ラズマ発生のない場合は、ＣＰＵ４０Ａからの制御信号
によってガスフローモードとなり（ステップＨ）、予め
オートチューニングにより得たＰＩＤ定数（Ｐ２，Ｉ
２，Ｄ２）に基づいてコントロールバルブ８０の開度を
調節する（ステップＩ，Ｊ）。このようにしてプロセス
モードが終了したか否かが判断され（ステップＫ）、プ
ロセスモード終了の場合はコントロールバルブ８０の開
度調節を終了し、終了していない場合は再度プロセスモ
ードを確認する（ステップＡ）。

【００８０】更に、モノクロメータ８３によってプラズ
マ発光が確認されてプラズマが発生している場合にはプ
ラズマモードになり（ステップＬ）、予めオートチュー
ニングにより得たＰＩＤ定数（Ｐ３，Ｉ３，Ｄ３）に基
づいてコントロールバルブ８０の開度を調節する（ステ
ップＭ，Ｎ）。このようにしてプロセスモードが終了し
たか否かが判断され（ステップＯ）、プロセスモード終
了の場合はコントロールバルブ８０の開度調節を終了
し、終了していない場合は再度プロセスモードを確認し
た後（ステップＡ）、上述の手順を繰り返してコントロ
ールバルブ８０の開度を調節する。

【００８１】したがって、ガス供給源から供給管路７２
ａ〜７２ｃを介して処理室７１内にガスが供給されたか
否かの状態、あるいは、プラズマが発生しているか否か
の状態に応じて、予め記憶されたＰＩＤ定数（制御定
数）を選択してコントロールバルブ８０の開度を調節し
て処理室７１内の処理圧力を最適状態にすることができ
る。

【００８２】◎その他の実施形態 なお、上記第一実施形態では、この発明に係るガス系の
制御装置を半導体ウエハの洗浄処理システムに適用した
場合について説明したが、洗浄処理以外の処理システム
にも適用できることは勿論であり、また、半導体ウエハ
以外のＬＣＤ用ガラス基板等にも適用できることは勿論
である。

【００８３】また、上記第二実施形態では、この発明に
係るガス系の制御装置をプラズマエッチング装置に適用
した場合について説明したが、プラズマ処理以外のエッ
チング装置あるいは処理室内を所定の圧力に制御して各
種ガスを供給して処理する装置例えばＣＶＤ装置やスパ
ッタ装置等にも適用できることは勿論である。

【００８４】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、以下のような優れた効果が得られる。

【００８５】１）請求項１，１４記載の発明によれば、
ガス系に含まれる所定ガスの流れの有無に応じて、対応
する制御モードを複数の制御モードの中から定め、複数
の制御モードの各々の制御モード毎に、採用する制御定
数を予めデータテーブルに記憶しておき、所定ガスの流
量負荷を検出し、所定ガスの流量負荷の検出結果に基づ
き、対応する制御モードを複数の制御モードから選択
し、選択した制御モードにおける制御定数をデータテー
ブルから選択し、選択した制御定数に基づいて、ガス加
熱手段を制御するので、各状態のガスの温度を最適状態
に制御することができる。

【００８６】２）請求項４，１５記載の発明によれば、
所定ガスと所定流体とを含む混合流体がガス系に含ま
れ、所定ガスと上記所定流体との各々の流れの有無に応
じて、対応する制御モードを複数の制御モードの中から
定め、複数の制御モードの各々の制御モード毎に、採用
する制御定数を予めデータテーブルに記憶しておき、所
定ガスの流量負荷を検出し、所定ガスの流量負荷の検出
結果に基づき、対応する制御モードを複数の制御モード
から選択し、選択した制御モードにおける制御定数をデ
ータテーブルから選択し、所定流体の流量負荷を検出
し、所定ガスの流量負荷の検出結果と混合流体の流量負
荷の検出結果とに基づき、対応する制御モードを複数の
制御モードから選択し、選択した制御モードにおける制
御定数をデータテーブルから選択し、選択した制御定数
に基づいて、混合流体を加熱するための加熱手段を制御
するので、各状態の単独のガス及び混合流体の温度を最
適状態に制御することができる。

【００８７】３）請求項５記載の発明によれば、ガスの
流れが無いと判断される場合に、予め記憶された制御定
数を選択してガス加熱手段を予め加熱制御することによ
り、その後流れるガスを即座に最適温度に制御すること
ができ、処理の効率の向上を図ることができる。また、
流体の流れが無いと判断される場合に、予め記憶された
制御定数を選択してガス加熱手段を温度制御することに
より、各状態に対応した温度制御を実現することができ
る（請求項６）。また、ガスの流れが有り、流体の流れ
が有ると判断される場合に、予め記憶された制御定数を
選択して混合流体の加熱手段を制御することにより、各
状態に対応した温度制御を実施することができる（請求
項７）。また、ガスの流れが有ると判断される場合に、
検知された流量負荷の大きさに応じて制御定数を選択し
てガス加熱手段を制御することにより、ガス系の温度を
最適状態に高精度に制御することができる（請求項
８）。また、ガスの流れが有り、流体の流れが有ると判
断される場合に、ガスの流量負荷の大きさと、流体の流
量負荷の大きさに応じて制御定数を選択して混合流体の
加熱手段を制御することにより、多段階的に高精度な制
御定数を選択することができ、ガス系の温度を最適状態
に高精度に制御することができる（請求項９）。

【００８８】４）請求項１０，１２，１３記載の発明に
よれば、所定のガスの流れの有無による流量負荷に応じ
た制御定数を予め制御手段に記憶しておき、ガス負荷検
知手段によってガスの流れの有無による流量負荷を検出
し、その検知信号を制御手段に伝達すると共に、制御手
段からの検知信号に基づいて制御定数を選択して圧力調
整手段を制御するので、各状態のガスの圧力を最適状態
に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るガス系の制御装置の第一実施形
態を示す概略構成図である。

【図２】第一実施形態におけるキャリアガス加熱器の断
面図（ａ）及びその要部の一部断面図（ｂ）である。

【図３】第一実施形態における蒸気発生器の一例を示す
断面図である。

【図４】第一実施形態における流量制御手段及びその制
御弁の一例を示す断面図である。

【図５】第一実施形態における処理室を示す概略断面図
である。

【図６】第一実施形態におけるキャリアガス加熱器の温
度制御方法を示すフローチャートである。

【図７】第一実施形態における蒸気発生器の温度制御方
法を示すフローチャートである。

【図８】第一実施形態における乾燥ガス供給部の温度制
御を示すフローチャートである。

【図９】この発明に係るガス系の制御装置の第二実施形
態を示す概略構成図である。

【図１０】第二実施形態における圧力制御方法を示すフ
ローチャートである。

【図１１】図１に示したガス系の制御装置の別の例を示
す概略構成図である。

【図１２】この発明における蒸気発生装置のヒータの別
の例を示す断面図（ａ）及びその要部の一部断面図
（ｂ）である。

【符号の説明】

Ｗ 半導体ウエハ ２ａ〜２ｄ 供給管路 ３ Ｎ２ガス加熱器（ガス加熱手段） ５ 蒸気発生器（混合ガス発生手段） ６ 乾燥処理室 １４ カートリッジヒータ（加熱手段） ２５ 内筒ヒータ（混合ガス加熱手段） ２６ 外筒ヒータ（混合ガス加熱手段） ４０，４０Ａ ＣＰＵ（制御手段） ４１，４２ 流量センサ（ガス負荷検知手段） ４３ ＩＰＡ供給ポンプ（流体負荷検知手段） ６２ 保温ヒータ（加熱手段） ７１ 処理室 ７２ａ〜７２ｃ ガス供給管路 ７３ 排気管路 ７８ａ〜７８ｃ マスフローコントローラ（ガス負荷検
知手段） ８０ コントロールバルブ（圧力調整手段） １４６ カートリッジヒータ（加熱手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 康広 宮城県仙台市青葉区堤町一丁目12番１号 株式会社本山製作所内 (56)参考文献 特開 平５−77035（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−346806（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−39309（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05D 16/00 - 16/20 G05D 23/00 - 23/32 G05B 11/00 - 13/04

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の制御モードを有するガス系の制御
   方法であって、 上記ガス系に含まれる所定ガスの流れの有無に応じて、
   対応する制御モードを上記複数の制御モードの中から定
   め、 上記複数の制御モードの各々の制御モード毎に、採用す
   る制御定数を予めデータテーブルに記憶しておき、 上記所定ガスの流量負荷を検出し、 上記所定ガスの流量負荷の検出結果に基づき、対応する
   制御モードを上記複数の制御モードから選択し、選択し
   た制御モードにおける上記制御定数を上記データテーブ
   ルから選択し、 選択した制御定数に基づいて、上記所定ガスを加熱する
   ためのガス加熱手段を制御する、ことを特徴とするガス
   系の制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のガス系の制御方法におい
   て、 上記所定ガスの流量負荷の検知信号に基づき、上記所定
   ガスの流れが無いと判断される 場合に、予め記憶された制御定数を選択して所定ガスを
   加熱するためのガス加熱手段を予め加熱制御することを
   特徴とするガス系の制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のガス系の制御方法におい
   て、 上記所定ガスの流量負荷の検知信号に基づき、上記所定
   ガスの流れが有ると判断される場合に、予め記憶された
   制御定数を選択して所定ガスを加熱するためのガス加熱
   手段を制御することを特徴とするガス系の制御方法。
4. 【請求項４】 複数の制御モードを有するガス系の制御
   方法であって、 所定ガスと所定流体とを含む混合流体が上記ガス系に含
   まれ、上記所定ガスと上記所定流体との各々の流れの有
   無に応じて、対応する制御モードを上記複数の制御モー
   ドの中から定め、 上記複数の制御モードの各々の制御モード毎に、採用す
   る制御定数を予めデータテーブルに記憶しておき、 上記所定ガスの流量負荷を検出し、 上記所定ガスの流量負荷の検出結果に基づき、対応する
   制御モードを上記複数の制御モードから選択し、選択し
   た制御モードにおける上記制御定数を上記データテーブ
   ルから選択し、 上記所定流体の流量負荷を検出し、 上記所定ガスの流量負荷の検出結果と上記混合流体の流
   量負荷の検出結果とに基づき、対応する制御モードを上
   記複数の制御モードから選択し、選択した制御モードに
   おける上記制御定数を上記データテーブルから選択し、 選択した制御定数に基づいて、上記混合流体を加熱する
   ための加熱手段を制御する、 ことを特徴とするガス系の制御方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載のガス系の制御方法におい
   て、 上記所定ガスの流量負荷の検知信号に基づき、上記所定
   ガスの流れが無いと判断される 場合に、予め記憶された制御定数を選択して所定ガスを
   加熱するためのガス加熱手段を予め加熱制御することを
   特徴とするガス系の制御方法。
6. 【請求項６】 請求項４記載のガス系の制御方法におい
   て、 上記所定ガスの流量負荷の検知信号と上記混合流体の流
   量負荷の検知信号に基づき、上記所定ガスの流れが有
   り、上記所定流体の流れが無いと判断される場合に、予
   め記憶された制御定数を選択して上記所定ガスを加熱す
   るためのガス加熱手段を制御することを特徴とするガス
   系の制御方法。
7. 【請求項７】 請求項４記載のガス系制御方法におい
   て、 上記所定ガスの流量負荷の検知信号と上記混合流体の流
   量負荷の検知信号に基づき 、上記所定ガスの流れが有り、上記所定流体の流れが有
   ると判断される場合に、予め記憶された制御定数を選択
   して混合流体を加熱するための加熱手段を制御すること
   を特徴とするガス系の制御方法。
8. 【請求項８】 請求項４記載のガス系の制御方法におい
   て、 上記所定ガスの流量負荷の検知信号に基づき、上記所定
   ガスの流れが有ると判断される場合に、検知された上記
   流量負荷の大きさに応じて制御定数を選択して上記所定
   ガスを加熱するためのガス加熱手段を制御することを特
   徴とするガス系の制御方法。
9. 【請求項９】 請求項４記載のガス系の制御方法におい
   て、 上記所定ガスの流量負荷の検知信号と、上記混合流体の
   流量負荷の検知信号に基づき、上記所定ガスの流れが有
   り、上記所定流体の流れが有ると判断される場合に、検
   知された上記所定ガスの上記流量負荷の大きさと、上記
   所定流体の上記流量負荷の大きさに応じて制御定数を選
   択して上記混合流体を加熱するための加熱手段を制御す
   ることを特徴とするガス系の制御方法。
10. 【請求項１０】 複数の制御モードを有するガス系の制
    御方法であって、 処理室に供給される所定ガスの流れの有無に応じて、対
    応する制御モードを上記複数の制御モードの中から定
    め、 上記複数の制御モードの各々の制御モード毎に、採用す
    る制御定数を予めデータテーブルに記憶しておき、 上記所定ガスの流量負荷を検出し、 上記所定ガスの流量負荷の検出結果に基づき、対応する
    制御モードを上記複数の制御モードから選択し、選択し
    た制御モードにおける上記制御定数を上記データテーブ
    ルから選択し、 選択した制御定数に基づいて、上記処理室の圧力を調整
    する圧力調整手段を制御する、ことを特徴とするガス系
    の制御方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載のガス系の制御方法に
    おいて、 上記所定ガスが異なる流量又は異なる種類の複数のガス
    を含むことを特徴とするガス系の制御方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載のガス系の制御方法に
    おいて、 上記所定ガスの上記流量負荷の検知信号に基づき、上記
    所定ガスの流れが有ると判断される場合に、検知された
    上記流量負荷の大きさに応じて制御定数を選択して圧力
    調整手段を制御することを特徴とするガス系の制御方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項１０記載のガス系の制御方法に
    おいて、 上記所定ガスの上記流量負荷の検知信号に基づき、上記
    所定ガスの流れが無いと判断される場合に、予め記憶さ
    れた制御定数を選択して処理室を所定真空度へ到達させ
    るようにすることを特徴とするガス系の制御方法。
14. 【請求項１４】 複数の制御モードを有するガス系の制
    御装置であって、 処理室内に所定のガスを供給する供給管路と、 上記供給管路に介設されて上記所定ガスを加熱するガス
    加熱手段と、 上記供給管路に介設されて上記所定ガスの流量負荷を検
    知するガス負荷検知手段と、上記所定ガスの流れの有無に応じて、対応する制御モー
    ドを上記複数の制御モードの中から定め、上記複数の制
    御モードの各々の制御モード毎に、採用する制御定数を
    予め記憶したデータテーブルと、 上記ガス負荷検知手段によって検出した上記所定ガスの
    流量負荷の検出結果に基づき、対応する制御モードを上
    記複数の制御モードから選択し、選択した制御モードに
    おける上記制御定数を上記データテーブルから選択し、
    選択した制御定数に基づいて、上記所定ガスを所定温度
    に制御するために上記ガス加熱手段を制御する制御手段
    と、 を具備する ことを特徴とするガス系の制御装置。
15. 【請求項１５】 複数の制御モードを有するガス系の制
    御装置であって、 処理室内に所定のガスを供給する供給管路と、 上記供給管路に介設されて上記所定ガスを加熱するガス
    加熱手段と、 上記供給管路に配設されて上記所定ガスと所定流体とを
    混合し混合ガスを生成する混合ガス発生手段と、 上記混合ガス発生手段内に設けられて上記混合ガスを加
    熱する混合ガス加熱手段と、 上記混合ガス発生手段と上記所定流体の流体供給源とを
    接続する流体供給管路と、 上記供給管路に介設されて上記所定ガスの流量負荷を検
    知するガス負荷検知手段と、 上記流体供給管路に介設されて上記所定流体の流量負荷
    を検知する流体負荷検知手段と、上記所定ガスの流れの有無と上記所定流体の流れの有無
    に応じて、対応する制御モードを上記複数の制御モード
    の中から定め、上記複数の制御モードの各々の制御モー
    ド毎に、採用する制御定数を予め記憶したデータテーブ
    ルと、 上記ガス負荷検知手段によって検出した上記所定ガスの
    流量負荷の検出結果と上記流体負荷検知手段によって検
    出した上記所定流体の流量負荷の検出結果とに基づき、
    対応する制御モードを上記複数の制御モードから選択
    し、選択した制御モードにおける上記制御定数を上記デ
    ータテーブルから選択し、選択した制御定数に基づい
    て、上記所定ガスを所定温度に制御するために上記ガス
    加熱手段と上記混合ガス加熱手段とを制御する制御手段
    と、を具備する ことを特徴とするガス系の制御装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載のガス系の制御装置に
    おいて、 上記所定ガスが不活性ガスからなるキャリアガスであ
    り、上記所定流体が揮発性を有する有機溶剤であること
    を特徴とするガス系の制御装置。