特許 7138238 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-07

(45)【発行日】2022-09-15

(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20220908BHJP

   H01L 21/318 20060101ALI20220908BHJP

   C23C 16/52 20060101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

H01L21/318 B

C23C16/52

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021508411

(86)(22)【出願日】2019-03-25

(86)【国際出願番号】 JP2019012443

(87)【国際公開番号】W WO2020194434

(87)【国際公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-07-01

(73)【特許権者】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】中谷 一夫

【審査官】宇多川 勉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０４６８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２２７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５２９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１０６８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１００７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／００１６８８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３１８

Ｃ２３Ｃ １６／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する処理室と、第２の圧力調整弁を備えた排気ラインと、第１の圧力調整弁を備えたバイパスラインと、前記第１の圧力調整弁及び前記第２の圧力調整弁を制御する圧力制御コントローラと、を備え、
前記圧力制御コントローラは、
前記第１の圧力調整弁を全開にして、前記処理室の圧力を大気圧から第２所定圧力まで減圧し、
前記第１の圧力調整弁の開度を調整して、前記第２所定圧力を維持し、
前記第１の圧力調整弁を全開にして、前記処理室の圧力を前記第２所定圧力よりも更に低い第１所定圧力まで減圧し、
前記第１所定圧力に到達した時点で第１所定時間少なくとも前記第１の圧力調整弁及び前記第２の圧力調整弁を閉じた状態で、前記処理室の圧力を検出し、
前記第２の圧力調整弁を全開にして、前記処理室の圧力を前記第２所定圧力よりも更に低い第３所定圧力まで減圧し、
前記第２の圧力調整弁の開度を調整して、前記基板を処理する処理圧力に維持するように構成されている基板処理装置。

【請求項2】

前記圧力制御コントローラは、前記処理圧力を、前記第１所定圧力及び前記第３所定圧力よりも高く前記第２所定圧力よりも低くするように構成されている請求項１記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記圧力制御コントローラは、前記処理圧力に第２所定時間維持された後、前記第１の圧力調整弁及び前記第２の圧力調整弁を閉じた状態で、前記処理室の圧力が前記大気圧以上に昇圧するよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記圧力制御コントローラは、前記第１所定圧力に到達した時点で第１所定時間少なくとも前記第１の圧力調整弁及び前記第２の圧力調整弁を閉じた状態で、前記処理室の圧力を検出した結果、リークが発生していると判定すると、再度前記処理室を前記第１所定圧力に到達させ、前記第１の圧力調整弁及び前記第２の圧力調整弁を閉じた状態で前記処理室のリークをチェックするように構成されている請求項１記載の基板処理装置。

【請求項5】

更に、前記処理室の温度を制御する温度制御コントローラを備え、
前記温度制御コントローラは、前記第２所定圧力で維持される所定時間で、前記基板を処理する処理温度まで昇温させるように構成されている請求項１記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記第２の圧力調整弁が設けられる排気ラインの配管の径は、前記第１の圧力調整弁が設けられる排気ラインの配管の径よりも大きく構成される請求項１記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記第１の圧力調整弁が設けられる排気ラインの配管の径は、前記第１の圧力調整弁を全開にしたときに所定の固定レートで排気可能になるように構成される請求項１記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記圧力制御コントローラは、前記第１の圧力調整弁及び前記第２の圧力調整弁の開度を調整して、
前記処理室の圧力を前記大気圧から前記第２所定圧力まで、及び／又は、前記処理室の圧力を前記第２所定圧力から前記第２所定圧力より低い前記第１所定圧力までを一定レートで減圧させるように構成される請求項１記載の基板処理装置。

【請求項9】

処理室の圧力を大気圧から第２所定圧力まで減圧させる工程と、
前記第２所定圧力を維持させる工程と、
前記処理室の圧力を前記第２所定圧力よりも更に低い第１所定圧力まで減圧させる工程と、
前記第１所定圧力に到達した時点で第１所定時間少なくとも第１の圧力調整弁及び第２の圧力調整弁を閉じた状態で、前記処理室の圧力を検出する工程と、
前記処理室の圧力を前記第２所定圧力よりも更に低い第３所定圧力まで減圧させる工程と、
基板を処理する処理圧力に維持させる工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

【請求項10】

前記処理室の圧力が前記第２所定圧力で、前記処理室の温度を処理温度まで制御する工程と、
前記処理温度を維持した状態で、前記処理室の圧力を前記第２所定圧力より低い処理圧力に制御する工程と、
前記処理温度、前記処理圧力を維持しつつ、処理ガスを前記処理室に供給して前記基板を処理する工程と、
を更に有する請求項９記載の半導体装置の製造方法。

【請求項11】

処理室の圧力を大気圧から第２所定圧力まで減圧させる手順と、
前記第２所定圧力を維持させる手順と、
前記処理室の圧力を前記第２所定圧力よりも更に低い第１所定圧力まで減圧させる手順と、
前記第１所定圧力に到達した時点で第１所定時間少なくとも第１の圧力調整弁及び第２の圧力調整弁を閉じた状態で、前記処理室の圧力を検出する手順と、
前記処理室の圧力を前記第２所定圧力よりも更に低い第３所定圧力まで減圧させる手順と、
基板を処理する処理圧力に維持させる手順と、
をコンピュータにより基板処理装置に実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

基板を処理する反応炉と、該反応炉内で基板を保持する基板保持具と、反応炉内の基板を加熱するヒータと、基板の温度を処理温度に上昇させるように制御する制御手段とを有する基板処理装置において、基板と該基板を支持する支持部との接触部で摩擦によりウエハの裏面が掻取られ傷が発生することがある。このような傷に起因するパーティクルの付着は、歩留りの悪化、製品品質の低下を招いてしまうことがある。

【0003】

そこで、特許文献１、特許文献２及び特許文献３によれば、基板と該基板を支持する支持部との摩擦を低減し、パーティクルの付着を防止する技術が記載されている。

【0004】

一方、近年、従来よりも高真空での成膜が要求されており、装置に大口径の排気ラインを設け、大口径に対応する圧力制御バルブ（以後、ＡＰＣバルブともいう）の制御が必要となることがある。但し、大口径対応のＡＰＣバルブは広帯域の圧力制御に対応しておらず、高真空域での圧力制御にしか対応していない。従い、今後のデバイスの微細化に伴う成膜条件の厳格化に対応できなくなる恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００３－１８３８３７号公報

【文献】特開２００３－１００６４５号公報

【文献】特開２００７－０４３１８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示の課題は、広帯域および高真空域での圧力制御が可能な技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様によれば、
基板を処理する処理室と、第２の圧力調整弁を備えた排気ラインと、第１の圧力調整弁を備えたバイパスラインと、前記第１の圧力調整弁及び前記第２の圧力調整弁を制御する圧力制御コントローラと、を備え、
前記圧力制御コントローラは、
前記第１の圧力調整弁を全開にして、前記処理室の圧力を大気圧から第２所定圧力まで減圧させ、
前記第１の圧力調整弁の開度を調整して、前記第２所定圧力を維持させ、
前記第１の圧力調整弁を全開にして、前記処理室の圧力を前記第２所定圧力よりも更に低い第１所定圧力まで減圧させ、
前記第１所定圧力に到達した時点で第１所定時間少なくとも前記第１の圧力調整弁及び前記第２の圧力調整弁を閉じた状態で、前記処理室の圧力を検出し、
前記第２の圧力調整弁を全開にして、前記処理室の圧力を前記第３所定圧力まで減圧させ、
前記第２の圧力調整弁の開度を調整して、前記基板を処理する処理圧力に維持させるように構成されている技術が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、広帯域および高真空域での圧力制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は本開示の実施形態における基板処理装置の概略構成図である。

【図2】図２は図１のＡＰＣバルブユニットの構成を示す図である。

【図3】図３は成膜レシピのステップ設定を説明する図である。

【図4】図４（ａ）は広帯域用ＡＰＣバルブを制御する場合を説明する図であり、図４（ｂ）は高真空用ＡＰＣバルブを制御する場合を説明する図である。

【図5】図５（ａ）は設定不可の成膜レシピのステップを説明する図であり、図５（ｂ）は設定可の成膜レシピのステップを説明する図である。

【図6】図６は成膜レシピのステップ設定例を示す図である。

【図7】図７は図６の成膜レシピのステップに基づく圧力制御による処理室の圧力を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態および変形例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。

【0011】

（基板処理装置）
本開示の実施形態における基板処理装置の構成について図１を用いて説明する。

【0012】

図１に示すように、実施形態における基板処理装置１００の反応管１は炉口フランジ２に立設されており、炉口フランジ２には反応管１と同心に内管３が支持されている。また、反応管１を囲む様に円筒状のヒータ４が設けられている。ヒータ４、反応管１、炉口フランジ２により反応炉が構成される。

【0013】

反応管１の内部は気密な処理室５となっており、処理室５には気密な予備室６が連通し、予備室６は炉口フランジ２に連設された搬送筐体７によって画成されている。搬送筐体７には炉入出手段であるボートエレベータ（図示せず）が設けられ、該ボートエレベータによって基板保持具であるボート８が処理室５に装入、引出される。また、ボート８の装入時には炉口蓋９によって処理室５が気密に閉塞される様になっている。

【0014】

搬送筐体７にはゲート弁（図示せず）が設けられ、搬送筐体７の外部にはウエハ移載機（図示せず）が設けられ、ボート８が搬送筐体７に収納されている状態で、該ウエハ移載機により該ゲート弁を通してボート８にウエハ等の基板１０が移載される様になっている。

【0015】

炉口フランジ２にはガス導入ライン１１が連通され、内管３の下方からガスを処理室５に導入する様になっており、また、予備室６にはガス導入ライン１２が連通されている。また、炉口フランジ２には排気ライン１３が連通され、排気ライン１３は、自動圧力制御（ＡＰＣ：Auto Pressure Controller）バルブユニット１５を介して真空ポンプ２３に接続されている。

【0016】

排気ライン１３に圧力検知器１７が設けられ、圧力検知器１７の圧力検知結果はコントローラ１９に入力される。

【0017】

ガス導入ライン１１には流量制御器２０が設けられ、流量制御器２０はコントローラ１９からの指令によりガス導入ライン１１から処理室５に供給されるガスの流量を制御する。また、ガス導入ライン１２から予備室６に供給されるガスの流量を制御するよう構成してもよい。

【0018】

コントローラ１９により、流量制御器２０を閉塞し、ガスの供給を停止し、ＡＰＣバルブユニット１５に設けられるＡＰＣバルブを開き、真空ポンプ２３により真空引することで、処理室５を真空状態または減圧状態とすることができる。

【0019】

また、ＡＰＣバルブユニット１５に設けられるＡＰＣバルブを開き、真空ポンプ２３により真空引した状態で、圧力検知器１７からの圧力検知信号はコントローラ１９にフィードバックされ、コントローラ１９では圧力検知器１７が検知する圧力が設定圧力となる様、流量制御器２０を制御し、ガス導入流量を調整する。

【0020】

上述したように、処理室５の圧力はコントローラ１９により、処理室５に導入されるガス流量、処理室５から排気されるガス排気量が制御され、所要の圧力(例えば、設定圧力)に制御される。また、処理室５の温度はコントローラ１９によりヒータ４の発熱量が制御され、所定の温度に制御される。なお、このときガス導入ライン１１を介して供給されるガスは、不活性ガス、例えば窒素ガスが用いられる。

【0021】

基板１０がボート８に所定数装填された状態で、ボート８は処理室５に装入され(ボートロード工程)、処理室５が真空引されつつ、ヒータ４により加熱されて、所定の減圧状態及び所定の温度維持状態で、ガス導入ライン１１より処理ガスが導入されつつ、排気され、処理ガスが基板１０に供給されることで、薄膜の生成等所要のウエハ処理(基板処理)がなされる(基板処理工程)。処理が完了するとボート８が降下(ボートアンロード工程)され、処理済の基板１０が払出される。薄膜としては、例えば、ＳｉＮ（シリコン窒化膜）が形成される。

【0022】

ＡＰＣバルブユニット１５に設けられるＡＰＣバルブは、真空ポンプ２３を作動させた状態で内部に設けられた弁を開閉することで、処理室５の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２３を作動させた状態で、圧力検知器１７により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室５の圧力を調整することができるように構成されている。

【0023】

コントローラ１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、当該ＣＰＵによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されているＲＡＭ（Random Access Memory）、基板処理装置の動作を制御する制御プログラム、後述する圧力制御の手順や条件などが記載されたプロセスレシピなどが、読み出し可能に格納されている記憶装置等を備えたコンピュータとして構成されている。

【0024】

プロセスレシピは、半導体装置の製造方法における各工程（各ステップ）をコントローラ１９に実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピ、制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、プロセスレシピ及び制御プログラムの組み合わせを含む場合がある。

【0025】

（ＡＰＣバルブ）
次に、排気ライン１３に接続されるＡＰＣバルブユニット１５の構成について図２～５を用いて説明する。

【0026】

図２に示すように、ＡＰＣバルブユニット１５は、排気ライン１３をバイパスするバイパスライン１３ａに接続される広帯域用のＡＰＣバルブ（ＡＰＣ１、第１の圧力調整弁）１５１ａおよびバルブ１５２ａと、排気ライン１３に接続される高真空用のＡＰＣバルブ（ＡＰＣ２、第２の圧力調整弁）１５１ｂおよびバルブ１５２ｂと、を備える。排気ライン１３の配管の径はバイパスライン１３ａの配管の径よりも大きく構成される。

【0027】

コントローラ１９に含まれる圧力制御コントローラ１９１はシリアル通信経由で圧力制御用コマンドを広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａおよび高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂに指示する。シリアル通信に代えてイーサキャット（自動制御システムにおけるコントローラとＩ／Ｏデバイス間のデータ通信ネットネットワーク）等のデジタル回線で接続するようにしてもよい。

【0028】

図３に示すように、コントローラ１９の主操作部１９２からの成膜レシピのレシピステップ指示が圧力制御コントローラ１９１によって排気ライン１３、バイパスライン１３ａを切替える仕組みを有し、ステップ毎に圧力制御指示先の広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａと高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂとの切替えを可能とする。レシピステップには圧力制御コマンドとして、広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａ対象の指示か高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂ対象の指示かを指定する項目１９２ａ（ＡＰＣ指示コマンド）及びコマンド種別、コマンド毎のパラメータを指定する項目１９２ｂ（圧力コマンド）を有する。また、排気ライン１３のバルブ１５２ｂ、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａへの指示は、レシピステップのバルブ制御コマンドで行う。

【0029】

図４（ａ）に示すように、大気圧から１３３０Ｐａ(１０Ｔｏｒｒ)までの圧力制御は、圧力制御コマンドの「ＡＰＣ指示コマンド」により「ＡＰＣ１向け」とし、バルブ制御コマンド（ＯＰＥＮ）により、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａを開き、圧力制御コマンドの圧力コマンド（ＳｌｏｗＶａｃ，１．０）により広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａにレート１Ｐａ／Ｓｅｃでスロー排気を指示する。このとき、バルブ制御コマンド（ＣＬＯＳＥ）により、排気ライン１３のバルブ１５２ｂは閉じられている。

【0030】

図４（ｂ）に示すように、スロー排気により１３３０Ｐａ(１０Ｔｏｒｒ)以下に到達した場合、圧力制御コマンドの「ＡＰＣ指示コマンド」により「ＡＰＣ２向け」とし、バルブ制御コマンド（ＯＰＥＮ）により、大口径の排気ライン１３のバルブ１５２ｂを開き、圧力制御コマンドの圧力コマンド「Ｐｒｅｓｓ，１，２０．０」により高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂに２０Ｐａでの圧力制御を指示する。このとき、バルブ制御コマンド（ＣＬＯＳＥ）により、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａは閉じられている。

【0031】

図５（ａ）に示すように、成膜レシピステップにおいて広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａへの圧力制御（自動制御）に続いて高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂへの圧力制御（自動制御）を指示すると、広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａと高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂとが同時に制御状態となるため、それぞれの圧力制御に悪影響を与える。このようなコマンドの組合せが成膜レシピ中に存在する場合、成膜実行を未然に防止するため、成膜レシピの保存を不可とする。図５（ｂ）に示すように、成膜レシピステップにおいて広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａへの圧力制御（自動制御）に続いて高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂを完全に閉じる指示（ＦＵＬＬ ＣＬＯＳＥ）等一方のバルブ開度が固定される組合せは保存可能とする。

【0032】

（圧力制御）
圧力制御の詳細について図６、７を用いて説明する。尚、図６，７は、圧力制御に特化した図面であるため、レシピステップ「Ｂ．ＬＯＡＤ」(ステップＳ０)で表すボートロードステップ及びレシピステップ「Ｂ．ＵＮＬＯＡＤ」(ステップＳ８)で表すボートアンロードステップは省略している場合がある。

【0033】

まず、基板１０がボート８に所定数装填された状態で、ボート８は処理室５に装入される（ステップＳ０）。そして、圧力制御コントローラ１９１は、ステップＮｏ．１のレシピステップ「ＡＰＣ１スロー排気」に基づいて広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａに圧力コマンド「ＳＬＯＷ ＶＡＣ」を指示し、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａを開いた状態（ＯＰＥＮ）に指示して、処理室５の圧力を初期状態の大気圧以上から第２所定圧力（Ｐ２）まで減圧させる（ステップＳ１）。このとき、排気ライン１３のバルブ１５２ｂは閉じた状態である。ＡＰＣバルブ１５１ａを全開にして、例えば１Ｐａ／ｓｅｃの一定レートで排気可能なようにバイパスライン１３ａの配管の径が調整されている。このように、一定レートで徐々に減圧することにより、処理室５の急激な圧力変動がなく、パーティクルの巻上げおよび逆流を少なくすることが可能になる。ここで、ボート８を処理室５に装填した直後の圧力(略大気圧)から一定レートでゆっくり圧力を減圧していくが、後述する処理圧力(Ｐ３)まで一気に減圧すると、レシピを実行する時間がかかるため、第２所定圧力（Ｐ２）は、処理圧力(Ｐ３)より高い所定の圧力に設定される。更に、基板１０の材質(シリコン)とボート８の保持溝(基板１０を保持する支持部)の材質(石英ガラス)との間の摩擦力はきわめて大きく、この摩擦力は処理室５の圧力が低いほど大きくなる。他方、基板１０の温度が上昇すると、熱膨張が発生することにより、基板１０と保持溝との接触面間には擦れが発生する。従い、処理室５が減圧状態で昇温されると、基板１０と保持溝とはきわめて大きな摩擦力をもって擦れ合うため、パーティクルが発生する。特に、１３３０Ｐａ(１０Ｔｏｒｒ)未満で処理室５の温度を昇温させると、パーティクルが顕著に発生することが分かっており、少なくとも第２所定圧力（Ｐ２）は、１３３０Ｐａ(１０Ｔｏｒｒ)以上の圧力に設定される。

【0034】

次に、圧力制御コントローラ１９１は、ステップＮｏ．２のレシピステップ「ＡＰＣ１ Ｐｒｅｓｓ」に基づいて広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａに圧力コマンド「ＰＲＥＳＳ」を指示し、広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａの開度を調整して、第２所定圧力（Ｐ２）を所定時間（Ｔ３）維持させる（ステップＳ２）。このとき、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａは開いた状態であり、排気ライン１３のバルブ１５２ｂは閉じた状態である。なお、コントローラ１９に含まれ、処理室５の温度を制御する温度制御コントローラ（不図示）は、第２所定圧力（Ｐ２）で維持される所定時間（Ｔ３）内に、基板１０を処理する処理温度まで昇温させる。

【0035】

次に、圧力制御コントローラ１９１は、ステップＮｏ．３のレシピステップ「ＡＰＣ１スロー排気（２段階目）」に基づいて広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａに圧力コマンド「ＳＬＯＷ ＶＡＣ」を指示し、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａを開いた状態（ＯＰＥＮ）に指示して処理室５の圧力を第２所定圧力（Ｐ２）よりも更に低い圧力(例えば、図７では第１所定圧力（Ｐ１）)まで減圧させる（ステップＳ３）。このとき、排気ライン１３のバルブ１５２ｂは閉じた状態である。ＡＰＣバルブ１５１ａを全開にして、例えば１Ｐａ／ｓｅｃの一定レートで排気する。処理室５は処理温度で維持されている。

【0036】

次に、圧力制御コントローラ１９１は、ステップＮｏ．４のレシピステップ「ＬＥＡＫ ＣＨＥＣＫ」に基づいて広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａに圧力コマンド「ＦＵＬＬ ＣＬＯＳＥ」を指示し、真空ポンプ２３で真空引き可能な限界圧力(図７では、第１所定圧力（Ｐ１）)に到達した時点で第１所定時間（Ｔ１）少なくとも広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａ、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａ及び排気ライン１３のバルブ１５２ｂを閉じた状態で、処理室５の圧力を検出する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、制御しなくなる側のＡＰＣである広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａや高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂをそれぞれ閉じて、処理室５のリークチェックが行われる。尚、リークチェック中、処理室５は処理温度で維持されている。圧力制御コントローラ１９１は、処理室５にリークが発生していると判定すると、圧力制御コントローラ１９１は、リークチェックエラーが発生していることをコントローラ１９に通知する。コントローラ１９は、次のステップＳ５へ移行させずに再度リークチェックを行わせる(ステップＳ３及びステップＳ４を繰返す)か、または、レシピを強制的に終了させる。再度リークチェックする場合、圧力制御コントローラ１９１は、ＡＰＣバルブ１５１ａを全開にして、例えば１Ｐａ／ｓｅｃの一定レートで排気させ、第１所定圧力（Ｐ１）)まで減圧させ (ステップＳ３)、そして、広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａや高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂ等を閉じて、処理室５のリークチェックを行う。また、予め回数を決めておき、決められた回数連続してリークチェックエラーを圧力制御コントローラ１９１から通知を受けると、コントローラ１９はリークチェック異常が発生したと判定し、レシピを強制終了させる。具体的には、コントローラ１９は、圧力制御コントローラ１９１に、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａ、排気ライン１３のバルブ１５２ｂおよび高真空用のＡＰＣ１５１ｂを閉じた状態で、ガス導入ライン１１から不活性ガスを処理室５に供給して、処理室５の圧力が大気圧以上になるまで昇圧させ（ステップＳ７）、レシピを終了させる。

【0037】

リークチェック工程(ステップＳ４)で異常が無ければ、次に、圧力制御コントローラ１９１は、ステップＮｏ．５のレシピステップ「ＡＰＣ２ Ｆｕｌｌ Ｏｐｅｎ」に基づいて高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂに圧力コマンド「ＦＵＬＬ ＯＰＥＮ」を指示し、排気ライン１３のバルブ１５２ｂを開いた状態にして、高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂを全開にして、処理室５の圧力を第３所定圧力(例えば、第１所定圧力（Ｐ１）)まで減圧させる（ステップＳ５）。このとき、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａは閉じた状態である。ここで、排気ライン１３の配管の径は、高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂを全開にしたときに所定の固定レートで排気可能になるように構成される。所定の固定レートは、例えば５０Ｐａ／ｓｅｃから１００Ｐａ／ｓｅｃである。上述のように、このステップＳ５は、ＡＰＣバルブ１５１ａからＡＰＣバルブ１５１ｂに制御バルブを切替えるためのＡＰＣバルブ切替ステップである。よって、第３所定圧力が、第１所定圧力(Ｐ１)または限界圧力に到達するまで、ステップＳ５のステップ時間を設ける必要が無い。但し、排気ライン１３の配管の径は、バイパスライン１３ａの配管の径よりも大きいため、ＡＰＣバルブ１５１ａを全開の時の到達圧力よりもＡＰＣバルブ１５１ｂを全開の時の到達圧力が低くなる。そこで、第３所定圧力が、第１所定圧力（Ｐ１）よりも低い圧力、例えば、ＡＰＣバルブ１５１ｂを全開の時の到達圧力になるまでの時間を、ステップＳ５のステップ時間として設定するようにしてもよい。この第３所定圧力は、ステップＳ４のリークチェック終了時の圧力より低い、本実施形態では第１所定圧力（Ｐ１）まで減圧されるが、この圧力に限定されず、例えば、第１所定圧力（Ｐ１）より低くても高くても構わない。但し、第３所定圧力は、第１所定圧力（Ｐ１）または処理圧力よりも低い方が好ましい。更に、ステップＳ４のリークチェックと同様に、ステップＳ５でもＡＰＣバルブ１５１ｂを全開の時の到達圧力(第３所定圧力)でリークチェックを行うようにしてもよい。そして、このステップ(ステップＳ５)でリークチェックを行う場合、ステップＳ４におけるリークチェックを省略してもよいし、両方のステップで実行するようにしてもよい。また、ステップＳ５でのリークチェックの場合、リークチェックエラーとして、ＡＰＣバルブ１５１ｂを開くことができない程度までリーク量があれば、このレシピを強制終了(ステップＳ７)させる。なお、処理室５は処理温度で維持されている。

【0038】

次に、圧力制御コントローラ１９１は、ステップＮｏ．６のレシピステップ「ＡＰＣ２ Ｐｒｅｓｓ」に基づいて高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂに圧力コマンド「ＰＲＥＳＳ」を指示し、高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂの開度を調整して、基板１０を処理する処理圧力（Ｐ３）に第２所定時間（Ｔ２）維持させる（ステップＳ６）。このとき、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａは閉じた状態であり、排気ライン１３のバルブ１５２ｂは開いた状態である。ここで、処理室５の温度も処理温度で維持されている。つまり、ステップＳ６は、処理圧力、及び、処理温度で維持しつつ基板１０が処理される基板処理ステップである。また、処理圧力（Ｐ３）は、第１所定圧力（Ｐ１）及び第３所定圧力よりも高く第２所定圧力（Ｐ２）よりも低く設定される。なお、処理圧力（Ｐ３）は膜種にもよるが、１０数Ｐａ程度～１００Ｐａ程度の範囲に維持される。また、処理温度は、ステップＳ２で処理温度まで昇温されてからステップＳ３からステップＳ６まで維持されるため、少なくともステップＳ３からステップＳ６のステップ時間は短いほうが好ましい。

【0039】

ステップＳ６の基板処理ステップが終了後、圧力制御コントローラ１９１は、ステップＮｏ．７のレシピステップ「ＡＰＣ２ Ｆｕｌｌ Ｃｌｏｓｅ）」に基づいて高真空用のＡＰＣバルブ１５１ｂに圧力コマンド「ＣＬＯＳＥ」を指示し、バイパスライン１３ａのバルブ１５２ａ、排気ライン１３のバルブ１５２ｂおよび高真空用のＡＰＣ１５１ｂを閉じた状態で、処理室５の圧力が大気圧以上になるまで昇圧させる（ステップＳ７）。図示しないステップＳ８において、処理済の基板１０が処理室５から搬出される(ボートアンロード)工程が実行される。なお、本実施形態において、基板処理工程は、ステップＳ６だけではなく、ステップＳ２からステップＳ７までをいい、更に、ボートロード工程(ステップＳ０)とボートアンロード工程(ステップＳ８)を含むように構成してもよいのは言うまでもない。

【0040】

本実施形態によれば、広帯域用および高真空用の圧力制御が可能になる。広帯域用の圧力制御により緩やかに減圧することが可能であり、パーティクルの発生を抑制することが可能になる。また、高真空用の圧力制御により高真空での安定的な成膜が可能であり、例えば、低ストレスＳｉＮプロセスが可能である。ここで、低ストレスＳｉＮとは通常のＳｉＮよりも膜ストレス（膜応力によるウエハの反り）を下げたＳｉＮ膜であり、通常のＳｉＮの成膜時よりも低い圧力(高真空圧)で成膜される。

【0041】

（変形例）
実施形態では、バイパスライン１３ａの配管の径は、広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａを全開にしたときに所定の固定レートで排気可能になるように構成され、広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａと高真空用のＡＰＣ１５１ｂとを並行して制御しないようにしているが、これに限定されるものではない。

【0042】

例えば、圧力制御コントローラ１９１は、広帯域用のＡＰＣバルブ１５１ａ及び高真空用のＡＰＣ１５１ｂの開度を調整して、処理室５の圧力を大気圧から第２所定圧力（Ｐ２）まで、及び／又は、処理室５の圧力を第２所定圧力（Ｐ２）から第２所定圧力（Ｐ２）より低い第１所定圧力（Ｐ１）までを一定レートで減圧させるようにしてもよい。これにより、配管の径の選択の自由度が増す。特に径を大きくできる。これにより、一つのＡＰＣバルブでも対応できる。また、大気圧から第２所定圧力（Ｐ２）までのレートと第２所定圧力（Ｐ２）から第２所定圧力（Ｐ２）より低い第１所定圧力（Ｐ１）までのレートを異ならせることができる。結果、細かい緻密な圧力制御が可能となる。

【0043】

本開示は、半導体製造装置だけでなくＬＣＤ装置のようなガラス基板を処理する装置でも適用できる。

【0044】

以上、本実施形態および変形例に基づき具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0045】

１００ 基板処理装置
５ 処理室
１０ 基板
１３ 排気ライン
１３ａ バイパスライン
１５１ａ ＡＰＣバルブ（第１の圧力調整弁）
１５１ｂ ＡＰＣバルブ（第２の圧力調整弁）
１９１ 圧力制御コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】