特開 2023-27532 流量制御方法及び流量制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023027532

(43)【公開日】2023-03-02

(54)【発明の名称】流量制御方法及び流量制御システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20230222BHJP

   G05D 7/06 20060101ALI20230222BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20230222BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 F

G05D7/06 Z

H01L21/302 101G

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021132683

(22)【出願日】2021-08-17

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】山島 淳

【テーマコード（参考）】

5F004

5F045

5H307

【Ｆターム（参考）】

5F004AA05

5F004BA04

5F004BA11

5F004BB13

5F004BB14

5F004BC03

5F004BD03

5F004CA02

5F045AA08

5F045DP03

5F045DQ10

5F045EE04

5F045EF05

5F045EH11

5F045EH12

5F045EK07

5F045GB16

5H307AA02

5H307BB01

5H307DD01

5H307FF01

5H307FF12

(57)【要約】

【課題】基板処理に用いられる処理ガスの流量を適切に制御する。
【解決手段】
流量制御システムを用いた処理ガスの流量制御方法であって、前記流量制御システムは、流量制御器と、第一のバルブと、第二のバルブと、圧力センサと、を備え、前記流量制御方法は、ガス供給ログデータ取得工程と、演算工程と、制御工程と、を含み、前記ガス供給ログデータ取得工程において、流量モニタ値と、圧力値と、を取得し、前記演算工程において、前記流量モニタ値と前記圧力値とを比較し、各ディレイ時間を短縮または延長するように各ディレイ信号を変更して、再度、前記ガス供給ログデータ取得工程を実行し、又は、各ディレイ信号を記録し、前記制御工程において、前記記録した各ディレイ信号と用いて前記処理ガスの流量を制御する、流量制御方法。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流量制御システムを用いた処理ガスの流量制御方法であって、
前記流量制御システムは、流量制御器と、前記流量制御器の上流に設けられる第一のバルブと、前記流量制御器の下流に設けられる第二のバルブと、前記第一のバルブの下流に設けられる圧力センサと、を備え、
前記流量制御方法は、ガス供給ログデータ取得工程と、演算工程と、制御工程と、を含み、
前記ガス供給ログデータ取得工程において、流量制御器に対し前記第一のバルブの開放信号と、第一のディレイ時間を決定する第一のディレイ信号と、前記第二のバルブの開放信号と、第二のディレイ時間を決定する第二のディレイ信号と、を含む通流開始信号を送信し、続いて、前記処理ガスの流量が設定流量となるように、前記流量制御器において流量制御を開始する流量制御開始信号を送信し、前記ガス供給ログデータ取得工程の開始から終了までの間、前記流量制御器における流量を示す流量モニタ値と、前記圧力センサにおける圧力値と、を取得し、
前記演算工程において、前記流量モニタ値と前記圧力値とを比較し、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出される場合は、前記第一のディレイ時間又は前記第二のディレイ時間を短縮又は延長するように第一のディレイ信号又は第二のディレイ信号を変更して、再度、前記ガス供給ログデータ取得工程を実行し、又は、
前記演算工程において、前記流量モニタ値と前記圧力値とを比較し、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出されず、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の後に第二のプロファイルが検出される場合には、前記流量モニタ値と前記圧力値とを取得する際に前記ガス供給ログデータ取得工程に供した前記第一のディレイ信号及び前記第二のディレイ信号を記録し、前記演算工程を終了し、
前記制御工程において、前記演算工程で前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出されず、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の後に第二のプロファイルが検出される場合における、前記記録した前記第一のディレイ信号及び前記第二のディレイ信号を用いて、前記処理ガスの流量を制御する、流量制御方法。

【請求項2】

前記ガス供給ログデータ取得工程において、さらに、前記流量制御開始信号を送信した後、続いて、前記第一のバルブの閉鎖信号と、第三のディレイ時間を決定する第三のディレイ信号と、前記第二のバルブの閉鎖信号と、第四のディレイ時間を決定する第四のディレイ信号と、を含む通流終了信号と、を送信し、
前記演算工程において、前記流量モニタ値と前記圧力値とを比較し、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出される場合は、さらに、前記第三のディレイ時間及び前記第四のディレイ時間を短縮又は延長するように変更し、又は、前記流量モニタ値と前記圧力値とを比較し、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出されず、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の後に第二のプロファイルが検出される場合には、さらに、前記第三のディレイ信号及び前記第四のディレイ信号を記録し、
前記制御工程において、さらに、前記第三のディレイ信号及び前記第四のディレイ信号を用いる、請求項１に記載の流量制御方法。

【請求項3】

前記第一のバルブ及び前記第二のバルブは、電磁開閉バルブである、請求項１又は２に記載の流量制御方法。

【請求項4】

前記流量制御器と、前記第一のバルブ及び前記第二のバルブは、一体に設けられる、請求項１～３のいずれか一項に記載の流量制御方法。

【請求項5】

処理ガスの流量を制御する流量制御システムであって、
流量制御器と、前記流量制御器の上流に設けられる第一のバルブと、前記流量制御器の下流に設けられる第二のバルブと、前記第一のバルブの下流に設けられる圧力センサと、制御部と、を備え、
前記制御部は、流量制御方法を実行可能に構成され、
前記流量制御方法は、ガス供給ログデータ取得工程と、演算工程と、制御工程と、を含み、
前記ガス供給ログデータ取得工程において、流量制御器に対し前記第一のバルブの開放信号と、第一のディレイ時間を決定する第一のディレイ信号と、前記第二のバルブの開放信号と、第二のディレイ時間を決定する第二のディレイ信号と、を含む通流開始信号を送信し、続いて、前記処理ガスの流量が設定流量となるように、前記流量制御器において流量制御を開始する流量制御開始信号を送信し、前記ガス供給ログデータ取得工程の開始から終了までの間、前記流量制御器における流量を示す流量モニタ値と、前記圧力センサにおける圧力値と、を取得し、
前記演算工程において、前記流量モニタ値と前記圧力値とを比較し、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出される場合は、前記第一のディレイ時間又は前記第二のディレイ時間を短縮又は延長するように第一のディレイ信号又は第二のディレイ信号を変更して、再度、前記ガス供給ログデータ取得工程を実行し、又は、
前記演算工程において、前記流量モニタ値と前記圧力値とを比較し、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出されず、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の後に第二のプロファイルが検出される場合には、前記流量モニタ値と前記圧力値とを取得する際に前記ガス供給ログデータ取得工程に供した前記第一のディレイ信号及び前記第二のディレイ信号を記録し、前記演算工程を終了し、
前記制御工程において、前記演算工程で前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出されず、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の後に第二のプロファイルが検出される場合における、前記記録した前記第一のディレイ信号及び前記第二のディレイ信号を用いて、前記処理ガスの流量を制御する、流量制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、流量制御方法及び流量制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、流量測定可能なガス供給システムが開示されている。ガス供給システムは、流通するガス流量を制御する流量制御器と、前記第１、第２、及び第３の遮断弁により囲まれる流路内の温度及び圧力を検出する圧力検出器及び温度検出器と、体積測定用タンクと、前記第１、第２、及び第３の遮断弁により囲まれる流路体積を、前記第３遮断弁の開状態と閉状態とにボイルの法則を適用することにより求める。また、流路体積と圧力検出器及び温度検出器の検出値とを用いて前記流量制御器の流量を演算する演算制御を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１９／０１７８５５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示にかかる技術は、基板処理に用いられる処理ガスの流量を適切に制御する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、流量制御システムを用いた処理ガスの流量制御方法であって、前記流量制御システムは、流量制御器と、前記流量制御器の上流に設けられる第一のバルブと、前記流量制御器の下流に設けられる第二のバルブと、前記第一のバルブの下流に設けられる圧力センサと、を備え、前記流量制御方法は、ガス供給ログデータ取得工程と、演算工程と、制御工程と、を含み、前記ガス供給ログデータ取得工程において、流量制御器に対し前記第一のバルブの開放信号と、第一のディレイ時間を決定する第一のディレイ信号と、前記第二のバルブの開放信号と、第二のディレイ時間を決定する第二のディレイ信号と、を含む通流開始信号を送信し、続いて、前記処理ガスの流量が設定流量となるように、前記流量制御器において流量制御を開始する流量制御開始信号を送信し、前記ガス供給ログデータ取得工程の開始から終了までの間、前記流量制御器における流量を示す流量モニタ値と、前記圧力センサにおける圧力値と、を取得し、前記演算工程において、前記流量モニタ値と前記圧力値とを比較し、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出される場合は、前記第一のディレイ時間又は前記第二のディレイ時間を短縮又は延長するように第一のディレイ信号又は第二のディレイ信号を変更して、再度、前記ガス供給ログデータ取得工程を実行し、又は、前記演算工程において、前記流量モニタ値と前記圧力値とを比較し、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出されず、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の後に第二のプロファイルが検出される場合には、前記流量モニタ値と前記圧力値とを取得する際に前記ガス供給ログデータ取得工程に供した前記第一のディレイ信号及び前記第二のディレイ信号を記録し、前記演算工程を終了し、前記制御工程において、前記演算工程で前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の前に第一のプロファイルが検出されず、前記流量モニタ値の立ち上がり時刻の後に第二のプロファイルが検出される場合における、前記記録した前記第一のディレイ信号及び前記第二のディレイ信号を用いて、前記処理ガスの流量を制御する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板処理に用いられる処理ガスの流量を適切に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】流量制御開始後のＯＥＳ取得値と流量モニタ値の経時変化の比較図である。

【図2】実施の形態にかかるプラズマ処理システムの構成例を示す説明図である。

【図3】実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成例を示す断面図である。

【図4】実施の形態にかかるガス供給部の構成の詳細を模式的に示す模式図である。

【図5】実施の形態にかかる流量制御システムの構成の概略を示す系統図である。

【図6】実施の形態にかかる流量制御方法の概略を示すフロー図である。

【図7】流量制御開始後の流量モニタ値と圧力値の経時変化の比較図である。

【図8】流量制御開始後の流量モニタ値と圧力値の経時変化の比較図である

【発明を実施するための形態】

【0008】

プラズマ処理装置における半導体基板（以下、「基板」という。）のプラズマ処理において、基板を収容したしたプラズマ処理チャンバには種々の処理ガスが供給される。処理ガスの供給にあたっては、処理ガスの流量を制御する流量制御器が用いられる。流量制御器は、流量を制御する対象の処理ガスを通流させてその流量を制御する。また、通流する処理ガスの現在の流量をモニタリングし、流量モニタ値を出力する。プラズマ処理装置の制御を行う制御部は、流量制御器に対し、流量制御器に通流する処理ガスが所望の流量（以下、設定流量）とする制御信号として、流量設定信号を送信して処理ガスの流量を制御する。また、流量制御器から送信される流量モニタ値に基づき、流量の制御性を確認する。

【0009】

流量の制御性の確認において、制御対象の処理ガスの流量制御器における流量モニタ値と、プラズマ処理チャンバにおける存在量と、の相関が採れていることが好ましい。相関が採れていれば、実際にプラズマ処理チャンバに供給される処理ガスの量を、流量モニタ値に基づいて制御することができる。

【0010】

本発明者は、プラズマ処理チャンバにおける処理ガスの存在量の経時変化を、流量モニタ値と比較し、図１のような比較図を得た。処理ガスの存在量は、プラズマ処理チャンバの側壁から内部のプラズマ発光などを観察する発光分光分析器（ＯＥＳ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）によって取得した。図１において、処理ガスの通流開始信号Ｓ１の送信後、ＯＥＳ取得値が急激に増加した（図１中、密なハッチング部分）。これは、プラズマ処理チャンバにおいて処理ガスの存在量が急増したことを示す。この時、流量制御器における流量モニタ値は、処理ガスの存在量が急増した時点では流量が増加していないことを示した。その後、流量制御器に対する流量制御開始信号が送信されると、ＯＥＳ取得値が安定して増加した（図１中、疎なハッチング部分）。これは、処理ガスの存在量が安定して増加したことを示す。この時流量モニタ値は、流量が増加したことを示した。したがって、図１の比較の結果は、プラズマ処理チャンバにおいてＯＥＳが検出した実際の処理ガスの存在量と、流量制御器において検出される流量モニタ値とが、特に流量制御の開始直後において相関していないことを示した。

【0011】

本発明者は、図１の比較の結果、流量制御器における流量モニタ値とプラズマ処理チャンバにおける存在量とが相関しない場合があるという課題を認識するに至った。このように相関が採れていない場合、流量モニタ値は実際にプラズマ処理チャンバに供給される処理ガスの量を必ずしも反映しないことを意味する。この場合、流量モニタ値に基づいた処理ガスの制御によっては、実際にプラズマ処理チャンバに供給される処理ガスの流量を適切に制御することができないおそれがある。

【0012】

上記課題に鑑み、本開示にかかる技術は、プラズマ処理チャンバに供給される処理ガスの流量を適切に制御する。具体的には、プラズマ処理装置における実際の処理ガスの存在量と、流量制御器において検出される流量モニタ値との相関を改善し、流量モニタ値に基づく流量の制御性を向上させる。

【0013】

以下、本実施形態にかかる流量制御システムを備えたプラズマ処理システム及び流量制御システムを用いた流量制御方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0014】

＜プラズマ処理システム＞
一実施形態において、プラズマ処理システム１は、図２に示すようにプラズマ処理装置２及び制御部３を含む。プラズマ処理装置２は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。

【0015】

プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲプラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ－ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Ｈｅｌｉｃｏｎ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）等であってもよい。また、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部及びＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、２００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。

【0016】

制御部３は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置２に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部３は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置２の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部３の一部又は全てがプラズマ処理装置２に含まれてもよい。制御部３は、例えばコンピュータ３ａを含んでもよい。コンピュータ３ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３ａ１、記憶部３ａ２、及び通信インターフェース３ａ３を含んでもよい。処理部３ａ１は、記憶部３ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部３ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置２との間で通信してもよい。

【0017】

＜プラズマ処理装置＞
続いて、上述したプラズマ処理装置２の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置２の構成例について説明する。図３はプラズマ処理装置２の構成の概略を示す縦断面図である。

【0018】

プラズマ処理装置２は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置２は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０筐体とは電気的に絶縁される。

【0019】

基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。一実施形態において、本体部１１１は、基台及び静電チャックを含む。基台は、導電性部材を含む。基台の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャックは、基台の上に配置される。静電チャックの上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。

【0020】

シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。

【0021】

ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器２２を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、制御部３からの信号に基づき少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも１つの流量変調デバイス２３を含んでもよい。各流量制御器２２は、流量制御部２４を備える。流量制御部２４は、制御部３からの信号に基づき流量制御器２２を制御し、通流する処理ガスの流量を制御することが可能に構成される。また、流量制御部２４は、流量制御器２２において現在通流している処理ガスの流量をモニタリングし、流量モニタ値ＦＭを制御部３に送信可能に構成される。

【0022】

ガス供給部２０の下流には、圧力センサ２６が設けられる。圧力センサ２６は、ガスソース２１及び流量制御器２２の下流において、処理ガスの圧力を測定することが可能に構成される。また圧力センサ２６は、ガス供給部２０においてガスソース２１及び流量制御器２２がそれぞれ複数設けられるような場合には、これらの流路を構成する配管が合流する合流路２７に一つ設けられる。圧力センサ２６において測定した圧力の値は制御部３に送信可能に構成される。なお、本明細書において、ある構成要素の上流又は下流とは、処理ガスの流通方向の上流又は下流を意味する。具体的には、上流とは当該構成要素のガス供給部２０側のことを指し、下流とは、当該構成要素のプラズマ処理チャンバ１０側のことを指す。

【0023】

電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部１２の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

【0024】

一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。

【0025】

また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一実施形態において、第１のＤＣ信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号がパルス化されてもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ、３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。

【0026】

排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

【0027】

ここで、ガス供給部の構成の詳細について、図４を用いて説明する。図４は、ガス供給部２０の構成の詳細を模式的に示す模式図である。

【0028】

一実施形態でガス供給部２０は、図４に示すように複数のガスソース２１及び、これに接続される複数の流量制御器２２を含む。それぞれの流量制御器２２は、流量制御部２４と、処理ガスが通る流路１２０と、コントロールバルブ１２２と、抵抗体（オリフィス）１２４と、を備える。流路１２０はガスソース２１側の端部に第一のバルブ１２６を、プラズマ処理チャンバ１０側の端部に第二のバルブ１２８を備える。また流路１２０は、コントロールバルブ１２２と抵抗体１２４とに挟まれる部分である第一の流路１３０と、抵抗体１２４と第二のバルブ１２８とに挟まれる部分である第二の流路１３２を有する。第一の流路１３０は一次圧力センサ１３４を含み、第二の流路１３２は二次圧力センサ１３６を含む。一次圧力センサ１３４及び二次圧力センサ１３６は、第一の流路１３０及び第二の流路１３２の圧力をそれぞれ取得し、それぞれの圧力値を流量制御部２４に入力する。流量制御部２４は、上記入力された第一の流路１３０の圧力並びに第二の流路１３２の圧力の差と、後述する設定流量値ＦＳと、に基づき、コントロールバルブ１２２の開閉を制御する。あるいは流量制御部２４は、コントロールバルブ１２２の開度を制御することで、当該流量制御器２２内を通過する流量を制御する。また流量制御部２４は、当該流量制御器２２内を通過する現在の流量をモニタリングし、流量モニタ値ＦＭを制御部３に送信する。

【0029】

＜流量制御システム＞
続いて、プラズマ処理システム１における処理ガスの流量制御を実行可能な、流量制御システム２００の構成の概略について、図５を用いて説明する。図５は、プラズマ処理システム１における処理ガスの流量制御を実行する流量制御システム２００の構成の概略を示す系統図である。

【0030】

図５において、制御部３は、流量変調デバイス２３に対して、処理ガスの通流を開始する指令である通流開始信号ＳＯと、処理ガスの通流を終了する指令である通流終了信号ＳＣとを送信する。流量変調デバイス２３は、通流開始信号ＳＯに基づき、第一のバルブ１２６を開放する第一の開放信号ＳＯ１、第二のバルブ１２８を開放する第二の開放信号ＳＯ２、第三のバルブ２０２を開放する第三の開放信号ＳＯ３を、それぞれのバルブに送信する。また、流量変調デバイスは、通流終了信号ＳＣに基づき、第一のバルブ１２６を閉鎖する第一の閉鎖信号ＳＣ１、第二のバルブ１２８を閉鎖する第二の閉鎖信号ＳＣ２、第三のバルブ２０２を閉鎖する第三の閉鎖信号ＳＣ３を、それぞれのバルブに送信する。なお一実施形態において、第一のバルブ１２６、第二のバルブ１２８及び、第三のバルブ２０２は、エアオペバルブが用いることができる。この場合、任意のエア回路を介して流量変調デバイス２３に接続されることとしてもよい。さらに、流量変調デバイス２３は、各バルブへのエアの供給を制御するソレノイドバルブを含んでもよい。かかる場合、第一～第三の開放信号ＳＯ１、ＳＯ２、ＳＯ３及び、第一～第三の閉鎖信号ＳＣ１、ＳＣ２、ＳＣ３の送信は、上記ソレノイドバルブの開閉によるエア供給の制御によって実行することとしてもよい。また制御部３は、各流量制御器２２の流量制御部に対し、流量制御開始信号ＦＣＳ１と、流量制御終了信号ＦＣＳ２と、を送信する。

【0031】

また図５において、流量制御部２４は、モニタリングした流量モニタ値ＦＭを制御部３に逐次送信する。また圧力センサ２６は、測定した圧力値ＰＳを制御部３に逐次送信する。逐次送信とは、後述する流量制御方法ＭＴの実行中の期間、所望の間隔で流量モニタ値ＦＭ及び圧力値ＰＳを取得し送信することを指す。

【0032】

＜流量制御方法＞
続いて、上記のような構成を有する流量制御システム２００を有するプラズマ処理システム１における、処理ガスの流量制御方法ＭＴについて、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態にかかる流量制御方法ＭＴの概略を示すフロー図である。図６に示すように、流量制御方法ＭＴは、ガス供給ログデータを取得する工程ＳＴ１０～工程ＳＴ２０と、取得したガス供給ログデータに基づいて演算を実行する工程ＳＴ３０～工程ＳＴ３２と、プラズマ処理において流量を制御する工程ＳＴ４０と、を含む。

【0033】

まず、ガス供給ログデータを取得する工程について説明する。工程ＳＴ１０で、任意の一の流量制御器２２について、開始から終了までの間、ガス供給ログデータを取得する。ガス供給ログデータとは、当該一の流量制御器２２における流量制御部２４において取得される流量モニタ値ＦＭ、及び、合流路２７における圧力センサ２６において取得される圧力値ＰＳを指す。ガス供給ログデータの取得は、具体的には、流量制御部２４及び圧力センサ２６がそれぞれ、流量モニタ値ＦＭ及び圧力値ＰＳを所望の間隔で取得し、制御部３に逐次送信することで実行される。

【0034】

工程ＳＴ１１で、制御部３は、通流開始信号ＳＯを流量変調デバイスに送信することで、所望の処理ガスの通流を開始する。通流開始信号ＳＯは、第一のバルブ１２６を開放する第一の開放信号ＳＯ１と、第二のバルブ１２８を開放する第二の開放信号ＳＯ２と、第三のバルブ２０２を開放する第三の開放信号ＳＯ３と、第一のバルブ１２６を開放してから第二のバルブ１２８を開放するまでの第一のディレイ時間ＤＴ１を決定する第一のディレイ信号ＤＬ１と、を含む。

【0035】

工程ＳＴ１２で、流量変調デバイス２３は、通流開始信号ＳＯに含まれる第一の開放信号ＳＯ１と、第三の開放信号ＳＯ３に基づき、上記一の流量制御器２２の上流における第一のバルブ１２６と、第三のバルブ２０２とを開放する。

【0036】

工程ＳＴ１３で、流量変調デバイスは、通流開始信号ＳＯに含まれる第一のディレイ信号ＤＬ１に基づく第一のディレイ時間ＤＴ１の経過後に、上記一の流量制御器２２の下流における第二のバルブ１２８を開放する。

【0037】

工程ＳＴ１４で、制御部３は、上記一の流量制御器２２の流量制御部２４に流量制御開始信号ＦＣＳ１を送信する。流量制御開始信号ＦＣＳ１は、各バルブの開放後、流量制御を開始するまでの第二のディレイ時間ＤＴ２を決定する第二のディレイ信号ＤＬ２と、上記一の流量制御器２２において通流すべき所望の流量（設定流量値ＦＳ）を設定する設定流量値信号と、を含む。

【0038】

工程ＳＴ１５で、流量制御部２４は、流量制御開始信号ＦＣＳ１に含まれる第二のディレイ信号ＤＬ２に基づく第二のディレイ時間ＤＴ２の経過後に、流量が設定流量値ＦＳとなるようにコントロールバルブ１２２の開閉を制御する。その後任意の時間、処理ガスの通流を継続する。

【0039】

工程ＳＴ１６で、制御部３は通流終了信号ＳＣを流量変調デバイス２３に送信することで、上記所望の処理ガスの通流を終了する。通流終了信号ＳＣは、第一のバルブ１２６を閉鎖する第一の閉鎖信号ＳＣ１と、第二のバルブ１２８を閉鎖する第二の閉鎖信号ＳＣ２と、第三のバルブ２０２を閉鎖する第三の閉鎖信号ＳＣ３と、第二のバルブ１２８を閉鎖してから第一のバルブ１２６を閉鎖するまでの第三のディレイ時間ＤＴ３を決定する第三のディレイ信号ＤＬ３とを含む。

【0040】

工程ＳＴ１７で、流量変調デバイス２３は、通流終了信号ＳＣに含まれる第一の閉鎖信号ＳＣ１と、第二の閉鎖信号ＳＣ２とに基づき、上記一の流量制御器２２の上流における第二のバルブ１２８と、第三のバルブ２０２を閉鎖する。

【0041】

工程ＳＴ１８で、流量変調デバイス２３は、通流終了信号ＳＣに含まれる第三のディレイ信号ＤＬ３に基づく第三のディレイ時間ＤＴ３の経過後に、上記一の流量制御器２２の下流における第一のバルブ１２６を閉鎖する。

【0042】

工程ＳＴ１９で、制御部３は、上記一の流量制御器２２の流量制御部２４に流量制御終了信号ＦＣＳ２を送信する。流量制御終了信号ＦＣＳ２は、各バルブの閉鎖後、流量制御を終了するまでの第四のディレイ時間ＤＴ４を決定する第四のディレイ信号ＤＬ４を含む。

【0043】

工程ＳＴ２０で、流量制御部２４は、流量制御終了信号ＦＣＳ２に含まれる第四のディレイ信号ＤＬ４に基づく第四のディレイ時間ＤＴ４の経過後に、コントロールバルブ１２２を閉鎖し、流量制御を終了する。また、流量制御終了後、ガス供給ログデータの取得を終了する。

【0044】

ここで、工程ＳＴ１０～工程ＳＴ２０において取得され制御部３に送信されるガス供給ログデータ、すなわち流量モニタ値ＦＭ及び圧力値ＰＳについて説明する。

【0045】

図７は、流量モニタ値ＦＭ及び圧力値ＰＳの経時変化のデータを、横軸に時間、縦軸に流量又は圧力をとり重ね合わせて比較した比較図である。図７にはさらに、設定流量値ＦＳの経時変化を含む。実線は圧力値ＰＳを、点線は設定流量値ＦＳを、一点鎖線は流量モニタ値ＦＭを示す。図７において、圧力値ＰＳの経時変化のデータを圧力プロファイルと称する。また、流量制御開始直後の圧力プロファイルにおけるピークを含む部分（図７中、密なハッチングをした部分）を第一のプロファイルＰＦ１、定常圧力値ＰＳを含む部分（図７中、疎なハッチングをした部分）を第二のプロファイルＰＦ２と称する。

【0046】

工程ＳＴ１１～工程ＳＴ１３で、各バルブが開放されると、圧力値ＰＳがピークを示し、第一のプロファイルＰＦ１を形成する。次に、工程ＳＴ１４、工程ＳＴ１５で流量制御が開始されると、圧力値ＰＳが安定的に上昇し、第二のプロファイルＰＦ２を形成する。また、流量制御が開始されると、流量モニタ値ＦＭが０から上昇する。以下、本明細書において、流量モニタ値ＦＭが０から上昇することを立ち上がりと称し、０から上昇する瞬間の時刻を立ち上がり時刻と称する。工程ＳＴ１６～工程ＳＴ１９で、各バルブが閉鎖されると、圧力値ＰＳが低下する。次に、工程ＳＴ１９、工程ＳＴ２０で流量制御が終了すると、流量モニタ値ＦＭが低下する。

【0047】

図６に戻り、続いて、ガス供給ログデータに基づいて演算を実行する工程ＳＴ３０について説明する。工程ＳＴ３０は、ガス供給ログデータを取得する工程ＳＴ１０～工程ＳＴ２０に続いて実行される。

【0048】

工程ＳＴ３０で、制御部３は、工程ＳＴ１０～工程ＳＴ２０で取得した流量モニタ値ＦＭ及び圧力値ＰＳの経時変化のデータにつき、流量モニタ値ＦＭの立ち上がり時刻の前に圧力値ＰＳの第一のプロファイルＰＦ１が検出されるかどうかを確認する演算を実行する。

【0049】

工程ＳＴ３１で、制御部３は、工程ＳＴ３０で流量モニタ値ＦＭの立ち上がり時刻の前に圧力値ＰＳの第一のプロファイルＰＦ１が検出される場合には、第一～第四のディレイ時間ＤＴ１、ＤＴ２、ＤＴ３、ＤＴ４を短縮するように、第一～第四のディレイ信号ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、ＤＬ４を変更する。そして制御部３は、当該変更した第一～第四のディレイ信号ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、ＤＬ４を用いて再度、工程ＳＴ１０～工程ＳＴ２０及び工程ＳＴ３０を実行する。

【0050】

工程ＳＴ３２で、制御部３は、上記工程ＳＴ３０で流量モニタ値ＦＭの立ち上がり時刻の前に圧力値ＰＳの第一のプロファイルＰＦ１が検出されず、流量モニタ値ＦＭの立ち上がり時刻の後に第二のプロファイルＰＦ２のみが検出される場合には、工程ＳＴ１０～工程ＳＴ２０でガス供給ログデータの取得に供した第一～第四のディレイ信号ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、ＤＬ４を記録する。

【0051】

ここで、工程ＳＴ３２で流量モニタ値ＦＭの立ち上がり時刻の前に圧力値ＰＳの第一のプロファイルＰＦ１が検出されず、流量モニタ値ＦＭの立ち上がり時刻の後に第二のプロファイルＰＦ２のみが検出される場合とは、具体的には図８に示すような圧力プロファイルが検出される場合のことを指す。

【0052】

続いてプラズマ処理において流量を制御する工程ＳＴ４０について説明する。工程ＳＴ４０は、工程ＳＴ１０～工程ＳＴ２０及び工程ＳＴ３０～工程ＳＴ３２を実行した後、プラズマ処理システム１を用いてウェハに対しプラズマ処理を実行する場合に、実行する。工程ＳＴ４０では、上記一の流量制御器２２を用いてプラズマ処理チャンバ１０に処理ガスを供給する場合に、工程ＳＴ３２で記録した第一～第四のディレイ信号ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、ＤＬ４を含む、通流開始信号ＳＯ、流量制御開始信号ＦＣＳ１、通流終了信号ＳＣ及び、流量制御終了信号ＦＣＳ２を用いて、処理ガスの通流の開始、終了及び処理ガスの流量を制御する。

【0053】

次に、本実施の形態にかかる流量制御方法を上記のように構成する理由について説明する。

【0054】

上述したように、本発明者は、ＯＥＳを用いてプラズマ処理チャンバ１０内における処理ガスの存在量の経時変化を確認し、これが流量制御器２２における流量モニタ値ＦＭと相関しないことがあることを確認した。これについて本発明者が鋭意検討した結果、流量制御器２２の下流において圧力センサ２６を設け、圧力値ＰＳの経時変化のデータを取得する場合に、当該圧力値ＰＳの経時変化のデータと、ＯＥＳによって取得した処理ガスの存在量の経時変化のデータとがよく相関することがわかった。具体的には、ＯＥＳによって取得するプラズマ処理チャンバ１０における処理ガスの存在量について、図１に示すように処理ガスの存在量が急増（図１中、密なハッチング部分）する場合には、これに対応して圧力プロファイルにおいて第一のプロファイルＰＦ１が検出されることがわかった。これにより本発明者は、本実施形態にかかる流量制御方法ＭＴでは、圧力センサ２６の圧力プロファイルが、実質的にプラズマ処理チャンバ１０における処理ガスの存在量を示すものとして、圧力センサ２６の圧力値ＰＳと流量モニタ値ＦＭとを比較することが可能であることを見出した。

【0055】

本発明者がさらに検討を進めたところ、従来の流量制御においてＯＥＳによって取得した処理ガスの存在量と流量モニタ値ＦＭとが相関しない理由について、以下のような理由が想定された。図４に示すような流量制御器２２において、ある任意の流量を通流後に流量制御を終了する場合、まず第二のバルブ１２８が閉鎖され、その後第三のディレイ時間ＤＴ３経過後に、第一のバルブ１２６が閉鎖される。このとき、第一のバルブ１２６および第二のバルブ１２８に挟まれる流量制御器２２の流路１２０には、処理ガスが残留する場合がある。以下、上記残留する処理ガスを残留ガスと称する。

【0056】

残留ガスは、次に流量制御器２２を用いて制御が開始されるときに、放出される。具体的には、第一のバルブ１２６及び第二のバルブ１２８が開放されるときに、合流路２７に対して放出される。すなわち、流量制御開始直後にプラズマ処理チャンバ１０内の処理ガスの存在量が急増した理由及び、圧力プロファイルの第一のプロファイルＰＦ１が検出された理由は、流量制御器２２の残留ガスが放出された結果によるものと思われる。一方で、第一のバルブ１２６及び第二のバルブ１２８が開放された時点では、流量制御開始信号ＦＣＳ１が流量制御器２２の流量制御部２４に対して送信されておらず、流量制御器２２には処理ガスが通流されていない。そのため、流量制御部２４における流量モニタ値ＦＭは０となる。すなわち、第一のバルブ１２６及び第二のバルブ１２８が開放された直後に放出される残留ガスは、当該流量制御器２２の流量制御部２４によっては検出されない。したがって、流量制御の終了時に流量制御器２２に処理ガスが残留し、次に同じ流量制御器２２を用いて制御を開始するときには残留ガスが放出され、かつ、残留ガスの放出を当該流量制御器２２の流量制御部２４では検出できないなどの理由によって、圧力プロファイルと流量モニタ値ＦＭとが相関しなかったものと考えられる。

【0057】

これに対し、上記流量制御方法ＭＴによると、流量制御器２２において流量制御を行う場合に、第一のプロファイルＰＦ１が検出されないように、又は第一のプロファイルＰＦ１が極小化するように制御することができる。具体的には、ガス供給ログデータにつき、工程ＳＴ３０で流量モニタ値ＦＭの立ち上がり時刻の前に圧力値ＰＳの第一のプロファイルＰＦ１が検出される場合には、工程ＳＴ３１で第一から第四のディレイ時間ＤＴ１、ＤＴ２、ＤＴ３、ＤＴ４を短縮するように第一から第四のディレイ信号ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、ＤＬ４を変更する。これによって、残留ガスが第一のバルブ１２６と第二のバルブ１２８の間に残留することを抑制し、かつ、流量モニタ値ＦＭに残留ガスの影響を含めることができる。特に、第三のディレイ時間ＤＴ３の短縮によると、第二のバルブ１２８閉鎖後から第一のバルブ１２６閉鎖までの時間が短縮されるため、その間に流量制御器２２内に流入する処理ガスの量を減らすことができ、その分残留ガスの残留を抑制することができる。また、第一のディレイ時間ＤＴ１及び、第二のディレイ時間ＤＴ２の短縮によると、各バルブの開放から流量制御を開始するまでの時間を短縮することができ、残留ガスが放出される場合にもその影響を流量モニタ値ＦＭに含めることができる。

【0058】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【0059】

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。例えば、上記実施の形態においては、第一のプロファイルＰＦ１が検出される場合に各ディレイ時間を短縮するように各ディレイ信号を変更することとしたが、これに限定されない。第一のプロファイルＰＦ１を抑制することができるように、各ディレイ時間を延長するように各ディレイ信号を変更することとしてもよい。

【0060】

また、上記残留ガスの影響は、制御対象とする流量制御器２２の上流及び下流に開閉信号により開閉するバルブが設けられているような場合に発生し得る。そして、上記残留ガスの影響が生じているような場合に、本実施の形態にかかる流量制御方法ＭＴが有効である。したがって、上記実施の形態においては圧力制御式の流量制御器２２に対し流量制御方法ＭＴを実施したが、これに限定されない。例えばサーマル式の流量制御器２２に対しても、当該流量制御器２２の上流及び下流のバルブの開閉に際して上記第一～第四のディレイ信号の短縮又は延長により、残留ガスの影響を抑制することができる。

【0061】

また、残留ガスの影響を軽減し、圧力値ＰＳと流量モニタ値ＦＭの相関を改善するためには、各バルブの開閉操作の同調制御が重要となる。ところで、一般的に用いられる空気圧駆動のバルブの開閉操作は、制御速度の誤差や応答速度のバルブ固体差によってばらつきが生じやすく、同調制御に不利である。したがって、上記実施の形態における第一～第三のバルブについては、バルブ開閉操作の同調制御をより改善するため、電気信号でダイレクト動作する電磁開閉バルブを使用することができる。具体的には、電磁開閉バルブを使用することで各バルブの開閉操作のより精密な同調制御を可能とし、これによって残留ガスの影響をさらに軽減し、圧力値ＰＳと流量モニタ値ＦＭの相関をより改善することができる。

【0062】

また、残留ガスの影響を軽減し、圧力値ＰＳと流量モニタ値ＦＭの相関を改善するためには、残留ガスが残留し得る流量制御器２２における流路１２０の容積を、極小化することが有効である。したがって、流路１２０の容積を極小化するため、例えば、流量制御器２２と、第一のバルブ１２６及び第二のバルブ１２８と、を一体に設けることができる。これによると、例えば流路１２０のうち、第一の流路１３０及び第二の流路１３２を除く流路１２０の部分、例えば第一のバルブ１２６とコントロールバルブ１２２に挟まれる部分などについては、短縮が可能であり、したがって容積を極小化することができる。

【符号の説明】

【0063】

２２ 流量制御器
２６ 圧力センサ
１２６ 第一のバルブ
１２８ 第二のバルブ
ＭＴ 流量制御方法
ＳＯ１ 第一の開放信号
ＳＯ２ 第二の開放信号
ＳＣ１ 第一の閉鎖信号
ＳＣ２ 第二の閉鎖信号
ＦＭ 流量モニタ値
ＰＳ 圧力値
ＰＦ１ 第一のプロファイル
ＰＦ２ 第二のプロファイル
ＤＬ１ 第一のディレイ信号
ＤＬ２ 第二のディレイ信号
ＤＬ３ 第三のディレイ信号
ＤＬ４ 第四のディレイ信号
ＤＴ１ 第一のディレイ時間
ＤＴ２ 第二のディレイ時間
ＤＴ３ 第三のディレイ時間
ＤＴ４ 第四のディレイ時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】