(57)【要約】【課題】ウェハ冷却システムを有する半導体製造装置において、ウェハ冷却ガスを供給する冷却ガスラインに接続された供給バルブの故障を検知する。【解決手段】マスフローコントローラＭＦＣと圧力計ＰＭとの間の冷却ガスラインに接続された第１排気ラインに、交互に開閉する排気バルブＶＢ１，ＶＢ２と、ウェハ冷却ガスの排気量を絞ることのできるニードルバルブＮＢとを接続する。冷却ガスラインに接続された供給バルブＧＢが故障した際に、マスフローコントローラＭＦＣの内部リーク等に対応する減圧シーケンスが動作して、第１排気ラインを介してウェハ冷却ガスが排気ポンプＤＰへ排出されても、ニードルバルブＮＢで排気量を絞ることにより、無監視時間内に減圧されて、圧力計ＰＭで測定されるウェハ冷却ガスの圧力が設定値にならないようにする。【選択図】図３
2015220441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）試料台、
（ｂ）前記試料台と前記試料台上に搭載されるウェハとの間に冷却ガスを供給する供給ガスライン、
（ｃ）前記供給ガスラインに接続されたマスフローコントローラ、
（ｄ）前記マスフローコントローラと前記試料台との間の前記供給ガスラインに接続された圧力計、
（ｅ）前記圧力計と前記試料台との間の前記供給ガスラインに接続された供給バルブ、
（ｆ）前記マスフローコントローラと前記圧力計との間の前記供給ガスラインに接続され、前記冷却ガスを排気ポンプを介して排出する排気ライン、
（ｇ）前記圧力計と前記排気ポンプとの間の前記排気ラインに接続され、前記冷却ガスの排気量を調整する機能を有する制御バルブ、
（ｈ）前記圧力計と前記制御バルブとの間に接続され、開閉動作を交互に行う第１排気バルブと第２排気バルブ、
を有し、
前記制御バルブによって、前記排気ラインから排出される前記冷却ガスの排気量を絞る、半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体製造装置において、
前記冷却ガスの排気量の絞りは、前記供給ガスラインへ前記冷却ガスの供給を開始した時に前記圧力計で測定される前記冷却ガスの第１圧力と予め設定された前記冷却ガスの第２圧力との差、および前記第１排気バルブと前記第２排気バルブとが交互に行う開閉動作の回数によって決まる、半導体製造装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体製造装置において、
前記供給ガスラインへ前記冷却ガスの供給を開始した時から所定時間経過した後に前記圧力計で測定される前記冷却ガスの第３圧力と、予め設定された前記冷却ガスの前記第２圧力とを比較して、前記第３圧力が前記第２圧力よりも高い場合は、前記半導体製造装置の稼働が停止する、半導体製造装置。
【請求項４】
請求項３記載の半導体製造装置において、
前記半導体製造装置に備わるインターロック機能が働くことにより、前記半導体製造装置の稼働が停止する、半導体製造装置。
【請求項５】
請求項１記載の半導体製造装置において、
前記制御バルブは、ニードルバルブまたはオリフィスである、半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体製造装置に関し、例えばウェハ冷却システムを有する半導体製造装置に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
プロセス装置において、下部電極とウェハとの間に気体を充填し、ウェハの裏面における気体の圧力を間接的に求め、ウェハの裏面の圧力が所定の圧力となるように気体の充填圧力を調整し、ウェハと下部電極との間の熱伝導を制御することにより、ウェハの温度を所定の温度に保持する技術が特開２００２−１８４８５０号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００３】
また、試料台とプラズマ処理される試料の裏面との間に電気絶縁材を介して、試料台と試料とに電荷を蓄積して試料を試料台に密着保持させ、密着保持された試料の裏面と試料台との間に伝熱ガスを供給する技術が特開平０２−１１９１３１号公報（特許文献２）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８４８５０号公報
【特許文献２】特開平０２−１１９１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウェハ冷却システムを有する半導体製造装置においては、静電吸着を利用して試料台上にウェハが搭載されており、ウェハの裏面へ所定の圧力に制御されたウェハ冷却ガスを供給することにより、ウェハの温度は保持されている。しかし、ウェハの裏面へウェハ冷却ガスを供給するライン（以下、冷却ガスラインと言う）に接続された供給バルブが故障すると、その故障が検知できないため、ウェハの裏面へ供給されるウェハ冷却ガスの圧力が制御できなくなる。その結果、ウェハの温度が制御不能となり、半導体製造装置によって製造される半導体製品の製造歩留りが低下するという問題が発生する。
【０００６】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態によれば、マスフローコントローラと圧力計との間の冷却ガスラインに接続された排気ラインに、交互に開閉する第１排気バルブと第２排気バルブ、およびウェハ冷却ガスの排気量を絞ることのできるニードルバルブを接続する。冷却ガスラインに接続された供給バルブが故障した際に、マスフローコントローラの内部リーク等に対応する減圧シーケンスが動作して、排気ラインを介してウェハ冷却ガスが排気ポンプへ排出されても、ニードルバルブで排気量を絞ることにより、無監視時間内に減圧されて、圧力計で測定されるウェハ冷却ガスの圧力が設定値にならないようにする。
【発明の効果】
【０００８】
一実施の形態によれば、ウェハ冷却システムを有する半導体製造装置において、ウェハ冷却ガスを供給する冷却ガスラインに接続された供給バルブの故障を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態によるプラズマドライエッチング装置の一例の概略平面図である。
【図２】本実施の形態によるプラズマドライエッチング装置に備わるエッチング処理室の一例の概略図である。
【図３】本実施の形態によるウェハ冷却システムを説明する冷却ガスラインの概略図である。
【図４】本実施の形態による圧力計によって測定されるウェハ冷却ガスの圧力の経時変化を説明するグラフ図である。
【図５】本実施の形態による圧力降下量とニードル径との関係を説明するグラフ図である。
【図６】本実施の形態による供給バルブが故障している場合の各バルブ、マスフローコントローラおよび圧力のタイミングチャートである。（ａ）は、ニードルバルブによる排気量の絞りが無い場合のタイミングチャート、（ｂ）は、ニードルバルブによる排気量の絞りが有る場合のタイミングチャートである。
【図７】本発明者が比較検討を行ったウェハ冷却システムを説明する冷却ガスラインの概略図である。
【図８】ウェハの裏面に供給されるウェハ冷却ガスの圧力の経時変化を説明するグラフ図である。（ａ）は、供給バルブの正常時における圧力波形を示すグラフ図、（ｂ）は、供給バルブの故障時における圧力波形を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１１】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１２】
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００１３】
また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１４】
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
なお、本実施の形態では、ウェハ冷却システムを有する半導体製造装置としてプラズマドライエッチング装置を例示するが、これに限定されるものではない。例えばスパッタリング装置またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置等にも適用できることは言うまでもない。
【００１６】
（本発明者が比較検討を行ったウェハ冷却システム）
まず、本実施の形態によるウェハ冷却システムがより明確となると思われるため、本実施の形態に先駆けて本発明者が比較検討を行ったウェハ冷却システムにおける課題について説明する。
【００１７】
図７は、本発明者が比較検討を行ったウェハ冷却システムを説明する冷却ガスラインの概略図である。
【００１８】
ウェハ冷却システムを有する半導体製造装置、例えばプラズマドライエッチング装置においては、静電吸着を利用して試料台ＳＴ上にウェハＳＷを搭載している。さらに、試料台ＳＴには、試料台ＳＴとウェハＳＷとの間にウェハ冷却ガス、例えばＨｅ（ヘリウム）を供給するための冷却ガスラインが接続されており、ウェハＳＷの裏面へ所定の圧力に制御されたウェハ冷却ガスを供給することにより、ウェハＳＷの温度を保持している。
【００１９】
冷却ガスラインには、ウェハ冷却ガスの流量を制御するマスフローコントローラＭＦＣが接続されており、マスフローコントローラＭＦＣと試料台ＳＴとの間の冷却ガスラインには、マスフローコントローラＭＦＣ側に圧力計ＰＭおよび試料台ＳＴ側に供給バルブＧＢが接続されている。ウェハＳＷの裏面へ供給されるウェハ冷却ガスの圧力は、プラズマドライエッチング装置の稼働時には圧力計ＰＭによって測定することができる。
【００２０】
ウェハＳＷの裏面においてウェハ冷却ガスが漏れて減圧した場合は、マスフローコントローラＭＦＣによりパルス補給されて、所定の圧力が保持される。また、マスフローコントローラＭＦＣの内部リーク等を想定して、マスフローコントローラＭＦＣの内部リーク等でウェハＳＷの裏面へ供給されるウェハ冷却ガスの圧力が設定値よりも上昇した場合は、減圧シーケンスにより、圧力計ＰＭと排気ポンプＤＰとの間に接続された排気バルブＶＢ１，ＶＢ２を介して排気を行う。これらにより、ウェハＳＷの裏面へ供給されるウェハ冷却ガスの圧力が調整される。
【００２１】
しかしながら、冷却ガスラインに接続された供給バルブＧＢが故障すると、その故障が検知できないため、ウェハＳＷの裏面へ供給されるウェハ冷却ガスの圧力が制御できなくなる。以下に、その現象について説明する。
【００２２】
図８に、ウェハの裏面に供給されるウェハ冷却ガスの圧力の経時変化を説明するグラフ図を示す。図８（ａ）は、供給バルブの正常時における圧力波形を示し、図８（ｂ）は、供給バルブの故障時における圧力波形を示す。ここに示す圧力波形は、冷却ガスラインに接続された圧力計ＰＭによって測定された圧力である。
【００２３】
図８（ａ）に示すように、冷却ガスラインに接続された供給バルブＧＢが正常であれば、プラズマドライエッチング装置において、プラズマ着火直後に一時的に不安定なパラメータが発生しても、すぐにウェハＳＷの裏面へ供給されるウェハ冷却ガスの圧力は安定して、設定値（１．５±０．１ｋＰａ）となる。
【００２４】
一方、図８（ｂ）に示すように、冷却ガスラインに接続された供給バルブＧＢが故障していると、ウェハＳＷの裏面へ供給されるウェハ冷却ガスの初期圧力が上昇する。通常、この圧力上昇に対応して、装置インターロック機能が働く。
【００２５】
ところが、プラズマドライエッチング装置においては、プラズマ着火直後に一時的に不安定なパラメータが発生するため、プラズマ着火直後から一定時間を無監視時間としている。また、前述したように、冷却ガスラインは、マスフローコントローラＭＦＣの内部リーク等を想定して、ある程度の圧力上昇に対応できるように、ウェハ冷却ガスの圧力が設定値よりも上昇した場合に圧力を減らすための減圧シーケンスを備えている。
【００２６】
このため、供給バルブＧＢが故障していても、この減圧シーケンスにより無監視時間内に減圧されて、圧力計ＰＭで測定されるウェハ冷却ガスの圧力が設定値（１．５±０．１ｋＰａ）になる場合がある。実際にはウェハＳＷの裏面へ供給されるウェハ冷却ガスの圧力が上昇していても、圧力計ＰＭで測定されるウェハ冷却ガスの圧力が設定値になれば、無監視時間が終了し、監視時間が開始しても装置インターロック機能は働かない。すなわち、ウェハＳＷの裏面へ供給されるウェハ冷却ガスの圧力が制御できていない状態となる。その結果、ウェハＳＷの温度が制御不能となり、半導体製造装置によって製造される半導体製品の製造歩留りが低下するという問題が発生する。
【００２７】
（実施の形態）
＜プラズマドライエッチング装置＞
本実施の形態によるプラズマドライエッチング装置について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態によるプラズマドライエッチング装置の一例の概略平面図である。
【００２８】
図１に示すように、プラズマドライエッチング装置ＥＭは、１つのウェハ搬送室ＴＭが配置され、ウェハ搬送室ＴＭの周囲には２つのエッチング処理室ＥＣ１，ＥＣ２と、２つのアッシング処理室ＡＣ１，ＡＣ２と、ローダ室ＬＬと、アンローダ室ＵＬとが備わったマルチチャンバタイプである。
【００２９】
ウェハ搬送室ＴＭは、プラズマドライエッチング装置ＥＭの内部で、ウェハＳＷの受け渡しに用いられる搬送用チャンバであり、排気機構等により、所定の高真空状態（例えば１０−４Ｐａ〜１０−３Ｐａ程度）に保持されている真空室である。その中央部にはウェハＳＷを搬送するための多関節アーム構造の搬送用ロボットＴＲが設けられている。
【００３０】
２つのエッチング処理室ＥＣ１，ＥＣ２は、例えばプラズマエッチング法により被エッチング膜の加工処理を行うチャンバを備えており、２つのアッシング処理室ＡＣ１，ＡＣ２は、例えばプラズマエッチング法により被エッチング膜を加工処理する際に用いたマスクパターンの除去を行うチャンバを備えている。
【００３１】
ローダ室ＬＬおよびアンローダ室ＵＬは、ウェハ搬送室ＴＭとアライメント室ＡＬとの間でウェハＳＷの受け渡しに用いられるチャンバであり、ローダ室ＬＬは、大気圧から真空へ減圧するチャンバ、アンローダ室ＵＬは、真空から大気圧へ昇圧するチャンバである。アライメント室ＡＬのウェハ搬送室ＴＭと反対側には、複数のウェハＳＷを搭載したフープ（Front Open Unified Pod）を載せるロードポートＬＰが設けられている。ウェハＳＷをフープから取り出してウェハ搬送室ＴＭへ搬入する際には、アライメント室ＡＬにおいて、ウェハＳＷのノッチを検出してウェハの位置が補正される。
【００３２】
なお、プラズマドライエッチング装置ＥＭでは、ウェハ搬送室ＴＭに備わるエッチング処理室を２つ、アッシング処理室を２つとしたが、これに限定されるものではなく、同じ用途の処理室または他の用途の処理室を追加することも可能である。
【００３３】
次に、プラズマドライエッチング装置ＥＭに備わるエッチング処理室ＥＣ１，ＥＣ２の一例を図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態によるプラズマドライエッチング装置に備わるエッチング処理室の一例の概略図である。ここでは、例えばプラズマ生成手段にマイクロ波と磁場とを利用した電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyclotron Resonance）プラズマエッチングを行うエッチング処理室を例示するが、これに限定されるものではない。
【００３４】
図２に示すように、エッチング処理室ＥＣ１，ＥＣ２には、内部を真空排気できるチャンバ（処理室、プラズマ処理室などとも言う）ＣＨが備わっている。チャンバＣＨの内部には試料であるウェハＳＷを搭載する試料台ＳＴが設けられ、チャンバＣＨの上面にはマイクロ波透過窓ＭＷ（例えば石英製）が設けられている。さらに、マイクロ波透過窓ＭＷの上方には導波管ＷＧと、電磁波発生用電源ＭＧとが設けられており、チャンバＣＨの周りにはソレノイドコイルＣＯと、試料台ＳＴに接続された静電吸着電源ＥＳＣと、高周波バイアス電源ＢＩとが設けられている。さらに、図示は省略するが、試料台ＳＴには冷却ガスライン（その詳細は後述する）が接続されている。
【００３５】
次に、エッチング処理室ＥＣ１，ＥＣ２を用いたドライエッチングについて前記図２を参照しながら説明する。
【００３６】
まず、ウェハＳＷは、搬送用ロボットによりウェハ搬入口ＷＩからチャンバＣＨの内部に搬入された後、試料台ＳＴ上に搭載される。ウェハＳＷは、静電吸着電源ＥＳＣによって試料台ＳＴ上に静電吸着される。図示は省略するが、例えば試料台ＳＴの内部に設置した循環する冷媒とヒータ加熱とによって試料台ＳＴの温度を調整することができる。試料台ＳＴの温度は、例えば５０℃に制御され、ウェハＳＷの温度を均一に保持するために、ウェハＳＷの裏面に熱媒体としてウェハ冷却ガス、例えばＨｅ（ヘリウム）を充填させている。
【００３７】
次に、プロセスガスがガス導入口ＧＩからチャンバＣＨの内部へ導入される。チャンバＣＨの内部は、図示は省略するが、真空ポンプにより減圧排気され、所定の圧力、例えば０．１Ｐａ〜５０Ｐａ程度に調整される。
【００３８】
次に、電磁波発生用電源ＭＧから発振した周波数、例えば４５０ＭＨｚのマイクロ波が、導波管ＷＧとマイクロ波透過窓ＭＷとを介してチャンバＣＨの内部に供給される。マイクロ波とソレノイドコイルＣＯによって発生した磁場との相互作用によってプロセスガスが励起され、ウェハＳＷの上方の空間にイオンまたはラジカルが含まれたプラズマＰＬが生成される。高周波バイアス電源ＢＩから試料台ＳＴへ、例えば４００ｋＨｚの高周波バイアスを印加することにより、プラズマＰＬからウェハＳＷへイオンまたはラジカルが引き込まれ、ウェハＳＷの主面上に形成された被エッチング膜がドライエッチングされる。
【００３９】
＜ウェハ冷却システムの構成＞
次に、本実施の形態によるウェハ冷却システムについて図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態によるウェハ冷却システムを説明する冷却ガスラインの概略図である。
【００４０】
エッチング処理室ＥＣ１，ＥＣ２においては、静電吸着を利用して試料台ＳＴ上にウェハＳＷを搭載している。さらに、試料台ＳＴには、試料台ＳＴとウェハＳＷとの間にウェハ冷却ガス、例えばＨｅ（ヘリウム）を供給するための冷却ガスラインが接続されており、ウェハＳＷの裏面へ所定の圧力に制御されたウェハ冷却ガスを供給することにより、ウェハＳＷの温度を保持している。
【００４１】
冷却ガスラインには、ウェハ冷却ガスの流量を制御するマスフローコントローラＭＦＣが接続されており、マスフローコントローラＭＦＣと試料台ＳＴとの間の冷却ガスラインには、マスフローコントローラＭＦＣ側に圧力計ＰＭおよび試料台ＳＴ側に供給バルブＧＢが接続されている。ウェハＳＷの裏面へ供給されるウェハ冷却ガスの圧力は、エッチング処理室ＥＣ１，ＥＣ２の稼働時には圧力計ＰＭによって測定することができる。ウェハＳＷの裏面においてウェハ冷却ガスが漏れて減圧した場合は、マスフローコントローラＭＦＣによりパルス補給されて、所定の圧力が保持される。
【００４２】
マスフローコントローラＭＦＣと圧力計ＰＭとの間の冷却ガスラインには、ウェハ冷却ガスを排気ポンプＤＰ（例えば拡散ポンプ）を介して排出する第１排気ラインが繋がっている。マスフローコントローラＭＦＣの内部リーク等を想定して、マスフローコントローラＭＦＣの内部リーク等でウェハ冷却ガスの圧力が設定値よりも上昇した場合は、減圧シーケンスにより、第１排気ラインを介してウェハ冷却ガスが排出されて、ウェハ冷却ガスの圧力が調整される。
【００４３】
この第１排気ラインには、圧力計ＰＭと排気ポンプＤＰとの間に、排気バルブＶＢ１，ＶＢ２が接続されており、さらに、排気バルブＶＢ１，ＶＢ２と排気ポンプＤＰとの間に、排気量を絞ることのできるニードルバルブＮＢが接続されている。例えば第１排気ラインの配管径が１／４インチ（６．３５ｍｍ）の場合は、ニードル径が０．００ｍｍ〜２．００ｍｍのニードルバルブＮＢを使用する。排気バルブＶＢ１と排気バルブＶＢ２とは交互に開閉動作を行う。例えば排気バルブＶＢ１を開閉した後、排気バルブＶＢ２を開閉する。この動作を複数回（本実施の形態では３回）繰り返すことにより、第１排気ラインのウェハ冷却ガスの圧力を徐々に下げていく。
【００４４】
供給バルブＧＢと試料台ＳＴとの間の冷却ガスラインには、エッチング処理後に不要となったウェハ冷却ガスを排気ポンプＴＭＰ（例えばターボ分子ポンプ）を介して排出する第２排気ラインが繋がっている。この第２排気ラインには、排気バルブＶＢ３が接続されている。また、マスフローコントローラＭＦＣの両側の冷却ガスラインには、それぞれバルブＢ１とバルブＢ２とが接続されている。これらバルブＢ１，Ｂ２は、マスフローコントローラＭＦＣを交換等する際に用いるバルブである。
【００４５】
＜ウェハ冷却システムのシーケンス＞
次に、本実施の形態によるウェハ冷却システムのシーケンスの一例について図４および図５を用いて説明する。図４は、本実施の形態による供給バルブが故障した場合に圧力計によって測定されるウェハ冷却ガスの圧力の経時変化を説明するグラフ図である。比較のため、前記図７に示した冷却ガスラインにおいて供給バルブが故障した場合に圧力計によって測定されるウェハ冷却ガスの圧力の経時変化も示す。図５は、本実施の形態による圧力降下量とニードル径との関係を説明するグラフ図である。図５には、ニードル径を０．００ｍｍ〜２．００ｍｍの範囲で変化させた際の圧力降下量を示している。ウェハ冷却システムの構成については、前記図３を参照する。
【００４６】
本実施の形態によるウェハ冷却システムは、装置インターロック機能でプラズマドライエッチング装置の稼働が停止できるように、特定部分に疑似的な不具合を起こさせることによって、供給バルブＧＢの故障の検知感度を向上させる。
【００４７】
本実施の形態によるエッチング処理室では、プラズマ着火直後に一時的に不安定なパラメータが発生するため、プラズマ着火直後から一定時間を無監視時間としている。本実施の形態によるエッチング処理室では、この無監視時間を３０秒と設定している。
【００４８】
比較例の場合、図４の一点破線に示すように、冷却ガスラインに接続された供給バルブＧＢが故障していても、マスフローコントローラＭＦＣの内部リーク等に対応する減圧シーケンスが動作して、プラズマ着火から監視時間が始まる３０秒後に、ウェハ冷却ガスの圧力が設定値である１．５±０．１ｋＰａとなっている。このため、エッチング処理が継続されてしまう。
【００４９】
そこで、マスフローコントローラＭＦＣの内部リーク等に対応する減圧シーケンスが動作しても、プラズマ着火から監視時間が始まる３０秒後に、ウェハ冷却ガスの圧力が設定値である１．５±０．１ｋＰａとならないように、ニードルバルブＮＢによって、第１排気ラインのウェハ冷却ガスの排気量を絞る。
【００５０】
以下に、その手順（１）、（２）および（３）について説明する。
【００５１】
手順（１）まず、冷却ガスラインへウェハ冷却ガスを供給した時に上昇する圧力のばらつきを求める。本実施の形態による冷却ガスラインでは、ウェハ冷却ガスの供給時に上昇する圧力は２．４４ｋＰａ〜２．７２ｋＰａの範囲である。
【００５２】
手順（２）次に、プラズマ着火から監視時間が始まる３０秒後に、ウェハ冷却ガスの圧力が設定値である１．５±０．１ｋＰａとならないように、圧力降下量を求める。ここで、ウェハ冷却ガスの供給時に上昇する圧力の最小値は２．４４ｋＰａである。また、本実施の形態による冷却ガスラインでは、減圧シーケンスの１サイクル（排気バルブＶＢ１と排気バルブＶＢ２とが交互に開閉する時間）は８秒である。従って、目標とする圧力降下量は、
（２．４４ｋＰａ−１．５ｋＰａ）÷（３０秒÷８秒）＝０．２５ｋＰａ
となる。すなわち、減圧シーケンスの１サイクルで、−０．２５ｋＰａ以下となるように、ニードルバルブＮＢにより排気量を絞り、第１排気ラインに疑似的な詰まりを起こさせることによって、供給バルブＧＢの故障の感知感度を向上させる。
【００５３】
手順（３）次に、圧力降下量とニードル径との関係から、ニードルバルブＮＢの絞り量を求める。図５に示すように、ニードル径が０．１５ｍｍ以下であれば、圧力降下量を０．２５ｋＰａ以下とすることができる。
【００５４】
上記手順（１）、（２）および（３）から求めたニードル径を設定し、圧力計ＰＭによってウェハ冷却ガスの圧力の経時変化を測定した圧力波形を図４の実線に示す。ここでは、ニードル径を０．１５ｍｍに設定した。
【００５５】
図４に実線で示すように、プラズマ着火から監視時間が始まる３０秒後に、ウェハ冷却ガスの圧力は設定値である１．５±０．１ｋＰａとなっていない。これにより、減圧シーケンスによって無監視時間内にウェハ冷却ガスが減圧されても、設定値である１．５±０．１ｋＰａとならないことから、装置インターロック機能が働いて、エッチング処理は停止する。
【００５６】
図６は、本実施の形態による供給バルブが故障している場合の各バルブ（供給バルブＧＢ、排気バルブＶＢ１，ＶＢ２，ＶＢ３およびバルブＢ１，Ｂ２）、マスフローコントローラおよび圧力のタイミングチャートである。図６（ａ）は、ニードルバルブによる排気量の絞りが無い場合のタイミングチャートを示し、図６（ｂ）は、ニードルバルブによる排気量の絞りが有る場合のタイミングチャートを示す。
【００５７】
図６（ａ）に示すように、ニードルバルブによる排気量の絞りが無い場合は、供給バルブが故障していても、無監視時間内にウェハ冷却ガスの圧力が、設定値の１．５±０．１ｋＰａとなっているため、無監視時間が終了しても装置インターロック機能は働かず、エッチング処理は継続する。
【００５８】
これに対し、図６（ｂ）に示すように、ニードルバルブによる排気量の絞りが有る場合は、無監視時間内でウェハ冷却ガスの圧力が、設定値の１．５±０．１ｋＰａよりも高いため、無監視時間が終了すると装置インターロック機能が働いて、エッチング処理は停止する。
【００５９】
このように、本実施の形態によれば、供給バルブＧＢが故障した際に、減圧シーケンスにより、圧力計ＰＭと排気ポンプＤＰとの間に接続された排気バルブＶＢ１，ＶＢ２を介してウェハ冷却ガスが排気されても、無監視時間内に設定値にまでは減圧されない。従って、無監視時間が終了し、監視時間が開始しても装置インターロック機能が働いて、エッチング処理を停止することができる。これにより、半導体製造装置によって製造される半導体製品の製造歩留りの低下を防止することができる。
【００６０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６１】
例えば前記実施の形態では、圧力計と排気ポンプとの間の排気ラインに接続した、排気流量を制御する機能を有するバルブとして、ニードルバルブを例示したが、これに限定されるものではなく、例えばオリフィス等も適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６２】
ＡＣ１，ＡＣ２  アッシング処理室
ＡＬ  アライメント室
Ｂ１，Ｂ２  バルブ
ＢＩ  高周波バイアス電源
ＣＨ  チャンバ
ＣＯ  ソレノイドコイル
ＤＰ  排気ポンプ
ＥＣ１，ＥＣ２  エッチング処理室
ＥＭ  プラズマドライエッチング装置
ＥＳＣ  静電吸着電源
ＧＢ  供給バルブ
ＧＩ  ガス導入口
ＬＬ  ローダ室
ＬＰ  ロードポート
ＭＦＣ  マスフローコントローラ
ＭＧ  電磁波発生用電源
ＭＷ  マイクロ波透過窓
ＮＢ  ニードルバルブ
ＰＬ  プラズマ
ＰＭ  圧力計
ＳＴ  試料台
ＳＷ  ウェハ
ＴＭ  ウェハ搬送室
ＴＭＰ  排気ポンプ
ＴＲ  搬送用ロボット
ＵＬ  アンローダ室
ＶＢ１、ＶＢ２，ＶＢ３  排気バルブ
ＷＧ  導波管
ＷＩ  ウェハ搬入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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