(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造装置の筐体内に収容された処理チャンバを冷却するためのチャンバ冷却装置であって、
冷却空気を生成して前記筐体内に供給する冷却空気供給手段と、
前記冷却空気の供給圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの検出値に基づいて前記筐体内からの空気の漏洩を検知する空気漏れ検知手段とを備えるチャンバ冷却装置。
【請求項２】
前記空気漏れ検知手段は、前記冷却空気の供給圧力の設定値と前記圧力センサの検出値との差分値を検出する手段と、前記差分値と空気漏洩の判断のための規格値との大小を比較する手段とを有し、当該比較結果から前記空気の漏洩を検知する請求項１記載のチャンバ冷却装置。
【請求項３】
前記空気漏れ検知手段による前記空気の漏洩の検知結果を表示する表示手段を更に備える請求項１または２記載のチャンバ冷却装置。
【請求項４】
前記冷却空気供給手段は、前記筐体内に空気を送るブロワーと、前記筐体内に送られる空気を冷却する熱交換器とを有する請求項１〜３のいずれか一項記載のチャンバ冷却装置。
【請求項５】
前記半導体製造装置がエピタキシャル成長装置である請求項１〜４のいずれか一項記載のチャンバ冷却装置。
【請求項６】
筐体内に収容され、被処理基板を支持する支持部を内部に有する処理チャンバと、
前記筐体内における前記処理チャンバの外部に配置され、前記支持部に支持された被処理基板を加熱する加熱手段と、
前記処理チャンバ内にプロセスガスを供給するガス供給手段と、
前記処理チャンバを冷却するためのチャンバ冷却装置とを備え、
前記チャンバ冷却装置は、
冷却空気を生成して前記筐体内に供給する冷却空気供給手段と、
前記冷却空気の供給圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの検出値に基づいて前記筐体内からの空気の漏洩を検知する空気漏れ検知手段とを有する半導体製造装置。
【請求項７】
前記空気漏れ検知手段により前記空気の漏洩が検知されると、前記プロセスガスの供給を停止するよう前記ガス供給手段を制御すると共に、前記加熱手段をオフにするよう制御するプロセス停止制御手段を更に備える請求項６記載の半導体製造装置。
【請求項８】
前記被処理基板の成膜を行う成膜プロセス及び前記処理チャンバ内のクリーニングを行うクリーニングプロセスの開始を指示する指示手段と、
前記指示手段により前記成膜プロセスの開始が指示されると、前記冷却空気の供給圧力が第１設定値になるよう前記冷却空気供給手段を制御し、前記指示手段により前記クリーニングプロセスの開始が指示されると、前記冷却空気の供給圧力が前記第１設定値よりも低い第２設定値になるよう前記冷却空気供給手段を制御する供給圧力設定手段とを更に備える請求項６または７記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置の処理チャンバを冷却するためのチャンバ冷却装置および半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置の中で、エピタキシャル成長装置のように高温環境下で熱処理を行う装置には、処理チャンバの部品保護のためのチャンバ冷却装置が備えられているものが多い。このようなチャンバ冷却装置としては、処理チャンバを収容する筐体内に冷却空気を流すことによって、処理チャンバを冷却するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のチャンバ冷却装置は、筐体と一体に製造することが困難であるため、通常は筐体に組み付けられる構造となっている。また、筐体自体についても、製作のし易さの点から、複数の筐体構成部材を組み付けて構成することがある。この場合には、筐体内に冷却空気を流したときに、筐体とチャンバ冷却装置との結合部分や筐体構成部材同士の結合部分から空気が漏洩することがある。しかし、従来では、プロセスに応じて処理チャンバの冷却条件を変えるべく、冷却空気の供給圧力を可変としたプロセスを行う場合には、空気漏洩の検知について十分に対処されていなかった。
【０００４】
本発明の目的は、冷却空気の供給圧力を可変とした場合であっても、空気の漏洩を瞬時に検知することができるチャンバ冷却装置および半導体製造装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体製造装置の筐体内に収容された処理チャンバを冷却するためのチャンバ冷却装置であって、冷却空気を生成して筐体内に供給する冷却空気供給手段と、冷却空気の供給圧力を検出する圧力センサと、圧力センサの検出値に基づいて筐体内からの空気の漏洩を検知する空気漏れ検知手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
このように構成した本発明においては、冷却空気供給手段において冷却空気の供給圧力の設定値（圧力設定値）を変えた場合であっても、その時の冷却空気の圧力を圧力センサでアナログ的に検出することができる。つまり、圧力センサを用いると、圧力スイッチのように基準値よりも高いか低いかではなく、冷却空気の圧力値を検出できる。ところで、冷却空気供給手段により冷却空気を筐体内に供給しているときに、筐体内からの空気の漏洩が発生すると、実際の冷却空気の供給圧力は圧力設定値よりも低くなる。そこで、空気漏れ検知手段においては、圧力設定値と圧力センサの検出値との差を検出し、この差から空気の漏洩を検知する。これにより、冷却空気供給手段による冷却空気の供給圧力を変えた場合であっても、筐体内からの空気の漏洩を瞬時に検知することができる。
【０００７】
好ましくは、空気漏れ検知手段は、冷却空気の供給圧力の設定値と圧力センサの検出値との差分値を検出する手段と、差分値と空気漏洩の判断のための規格値との大小を比較する手段とを有し、当該比較結果から空気の漏洩を検知する。この場合、冷却空気の供給圧力の設定値と圧力センサの検出値との差分値が規格値よりも小さいときは、冷却空気の漏洩が発生していないか、発生していてもプロセスへ与える影響はほとんど無いような少量である場合である。一方、冷却空気の供給圧力の設定値と圧力センサの検出値との差分値が規格値よりも大きいときは、冷却空気の漏洩が発生している場合である。
【０００８】
また、好ましくは、空気漏れ検知手段による空気の漏洩の検知結果を表示する表示手段を更に備える。この場合には、オペレータは、筐体内からの空気の漏洩が発生しているかどうかを容易に知ることができる。これにより、オペレータは、表示手段を見て空気の漏洩が生じた判断したときに、自ら半導体製造装置の手動操作手段を操作して、現在実行しているプロセスを強制的に停止させることが可能となる。
【０００９】
さらに、好ましくは、冷却空気供給手段は、筐体内に空気を送るブロワーと、筐体内に送られる空気を冷却する熱交換器とを有する。これにより、冷却空気供給手段を簡単な構成で実現できる。
【００１０】
また、好ましくは、半導体製造装置がエピタキシャル成長装置である。この場合、空気の漏洩を検知することで、成膜処理時に高温（例えば１０００℃以上）となる処理チャンバの部品を効果的に保護することができる。
【００１１】
また、本発明の半導体製造装置は、筐体内に収容され、被処理基板を支持する支持部を内部に有する処理チャンバと、筐体内における処理チャンバの外部に配置され、支持部に支持された被処理基板を加熱する加熱手段と、処理チャンバ内にプロセスガスを供給するガス供給手段と、処理チャンバを冷却するためのチャンバ冷却装置とを備え、チャンバ冷却装置は、冷却空気を生成して筐体内に供給する冷却空気供給手段と、冷却空気の供給圧力を検出する圧力センサと、圧力センサの検出値に基づいて筐体内からの空気の漏洩を検知する空気漏れ検知手段とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
このように冷却空気供給手段、圧力センサ、空気漏れ検知手段を有するチャンバ冷却装置を設けることにより、上述したように冷却空気の供給圧力を可変とした場合であっても、空気の漏洩を瞬時に検知することができる。
【００１３】
好ましくは、空気漏れ検知手段により空気の漏洩が検知されると、プロセスガスの供給を停止するようガス供給手段を制御すると共に、加熱手段をオフにするよう制御するプロセス停止制御手段を更に備える。これにより、筐体内からの空気の漏洩が発生すると、現在実行しているプロセスが自動的に停止する。従って、例えば被処理基板の成膜を行う場合に、空気の漏洩により処理チャンバ内の温度が設定温度よりも高くなることで成膜レート等の成膜条件が変わり、その状態で被処理基板が成膜されてしまうことが回避される。また、処理チャンバの部品が必要以上に熱くなることが防止されるため、当該部品の寿命を長くできる。
【００１４】
また、好ましくは、被処理基板の成膜を行う成膜プロセス及び処理チャンバ内のクリーニングを行うクリーニングプロセスの開始を指示する指示手段と、指示手段により成膜プロセスの開始が指示されると、冷却空気の供給圧力が第１設定値になるよう冷却空気供給手段を制御し、指示手段によりクリーニングプロセスの開始が指示されると、冷却空気の供給圧力が第１設定値よりも低い第２設定値になるよう冷却空気供給手段を制御する供給圧力設定手段とを更に備える。
【００１５】
被処理基板の成膜においては、成膜中に処理チャンバの内壁にデポ物が付着することがあるため、所定枚数の被処理基板の成膜が終了した後に、処理チャンバ内のクリーニングを行う必要がある。このようなクリーニング法の１つとして、処理チャンバの内壁に付着・堆積したデポ物をエッチングにより除去する方法があるが、この場合には、処理チャンバ内の温度を上昇させることにより、エッチングを促進させることが可能となる。このとき、クリーニング時における冷却空気の供給圧力の設定値を成膜プロセス時よりも低くすることにより、クリーニング時には、成膜時よりも処理チャンバ中の温度が高温になるため、エッチング速度が向上するようになる。従って、クリーニングプロセスのスループットが向上する。また、１回のクリーニングプロセス中における加熱手段のＯＮ時間が短縮化されるので、加熱手段の寿命を長くすることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るチャンバ冷却装置および半導体製造装置の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態によるチャンバ冷却装置を備えたエピタキシャル成長装置を概略的に示したものである。同図において、エピタキシャル成長装置１は、被処理基板であるシリコンウェハＷを１枚ずつ成膜処理する枚葉式のエピタキシャル成長装置である。
【００１８】
エピタキシャル成長装置１は、図１及び図２に示すように、例えば石英ガラスで構成された処理チャンバ２を備え、この処理チャンバ２は、密閉された筐体３内に収容されている。処理チャンバ２の側壁には、ガス供給口４とガス排気口５とが対向して設けられている。
【００１９】
処理チャンバ２内には、ウェハＷを１枚だけ水平に支持するための円盤状の支持部であるサセプタ６が配設されている。このサセプタ６は、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）で被覆されたカーボングラファイト材料で構成されている。サセプタ６の下方には石英ガラス製のサセプタ支持部７が配置されており、このサセプタ支持部７よりサセプタ６を裏面側から３点で水平に支持する。また、サセプタ支持部７は、図示しない駆動モータにより回転駆動される。なお、処理チャンバ２内へのウェハＷの搬入・搬出は、ウェハ搬送ロボット８（図３参照）により行われる。
【００２０】
筐体３内における処理チャンバ２の上方および下方には、サセプタ６に載置されたウェハＷを加熱するための複数の加熱ランプ９が放射状にそれぞれ配置されている。この加熱ランプ９としては、赤外線ランプ及び遠赤外線ランプ等が使用される。筐体３の上部には、サセプタ６またはウェハＷの表面温度を測定するためのパイロメータ１０が設置されている。
【００２１】
処理チャンバ２のガス供給口４には、処理チャンバ２内に成膜ガス及びクリーニングガスを供給するためのガス供給系１１が接続されている。このガス供給系１１は、ガス供給口４にガス供給管１２ａ，１２ｂを介して接続された成膜ガス源１３ａ及びクリーニングガス源１３ｂと、各ガス供給管１２ａ，１２ｂに介設された開閉弁１４ａ，１４ｂ及び質量流量コントローラ（ＭＦＣ）１５ａ，１５ｂとを有している。
【００２２】
このようなエピタキシャル成長装置１のサセプタ支持部７、ウェハ搬送ロボット８、加熱ランプ９、ガス供給系１１は、装置制御ユニット１６からの信号により制御される（図３参照）。
【００２３】
また、エピタキシャル成長装置１は、処理チャンバ２を冷却するためのチャンバ冷却装置１７を備えている。チャンバ冷却装置１７は、冷却空気を生成して筐体３内に供給する冷却空気発生器１８を有している。
【００２４】
この冷却空気発生器１８は、筐体３内に空気を圧送するブロワー１９と、筐体３内に送られる空気を冷却する熱交換器２０とを有している。ブロワー１９の吸い込み側には、空気取込口２１ａを有するケーシング２１が連結されており、ブロワー１９の吐き出し側は筐体３に連結されている。また、ケーシング２１は下方に延びて筐体３と連結されており、空気を循環させるようにしている。熱交換器２０はそのケーシング２１内に収容され、熱交換器２０に冷媒（冷水）を供給することで熱交換器２０内を通る空気が冷却される。
【００２５】
このような冷却空気発生器１８においては、ブロワー１９により冷却空気が筐体３内に送られて処理チャンバ２が冷却される。そして、処理チャンバ２の冷却によって生じた熱風が熱交換器２０に送られて熱交換される。このように空気を循環させることで、空気を効率良く使用して処理チャンバ２を冷却することができる。
【００２６】
このとき、ブロワー１９の回転数を変えることで、筐体３内に供給される冷却空気の圧力（供給圧力）を変えることが可能である。このブロワー１９は、装置制御ユニット１６からの設定信号により制御される（図３参照）。ここで、設定信号とは、冷却空気の供給圧力を設定するための信号であり、具体的にはブロワー１９の回転数を当該設定した供給圧力に対応する回転数にするような信号である。なお、冷却空気発生器１８は、ブロワー１９の回転を検出するためのセンサ（図示せず）を有し、このセンサの出力信号が装置制御ユニット１６にフィードバックされるように構成されている。
【００２７】
筐体３には、空気導入管２２を介して圧力センサ２３が接続されている。この圧力センサ２３は、筐体３内に供給される実際の冷却空気の圧力値を検出するものである。
【００２８】
また、チャンバ冷却装置１７は、図３に示すように、筐体３内からの空気の漏洩を検知する空気漏れ検知部２４を更に有している。空気漏れ検知部２４は、差分検出回路２５と、比較回路２６とを有している。差分検出回路２５は、装置制御ユニット１６からの設定信号（供給圧力の設定値）と圧力センサ２３で検出した空気圧（供給圧力の検出値）との差分をとる。
【００２９】
比較回路２６は、差分検出回路２５で検出した差分値と予め決められた空気漏洩の判断のための規格値との大小を比較し、その結果をＯＮ／ＯＦＦ信号として出力する。具体的には、差分値が規格値より小さいときはＯＮ信号（接点クローズ）を出力し、差分値が規格値より大きいときはインターロック信号であるＯＦＦ信号（接点オープン）を出力する。
【００３０】
ここで、装置制御ユニット１６からの設定信号と冷却空気の供給圧力との関係は、例えば図４の実線Ｖで示すように直線的に変化する特性を有している。ところで、冷却空気発生器１８により冷却空気を筐体３内に供給している状態で、筐体３内から空気が漏洩すると、筐体３内のエアー圧が低下して設定信号（冷却空気の設定圧）Ｖよりも低くなる。
【００３１】
そこで、冷却空気の供給圧力が設定圧Ｖよりも所定値Ｘ以上低くなったときに、空気の漏洩が発生したと判断する。つまり、上述した「空気漏洩の判断のための規格値」は所定値Ｘであり、冷却空気の設定圧Ｖと点線で示す圧力センサ２３の検出値Ｗとの差分が規格値Ｘ以上のときに、空気の漏洩が発生したと判断する。このような規格値Ｘとしては、多少の空気洩れがあったとしても、成膜プロセスにほとんど影響を与えることは無いような値に設定する。
【００３２】
なお、ここでは、空気漏れ検知部２４を、差分検出回路２５および比較回路２６を含むアナログ回路で構成したが、特にこれに限らず、例えばＣＰＵを設け、空気漏洩の検知をソフト的に行ってもよい。
【００３３】
図３に戻り、空気漏れ検知部２４の出力信号は表示部２７に送られる。この表示部２７は、例えば空気漏れ検知部２４よりインターロック信号が出力されると点灯するＬＥＤ等で構成されている。また、空気漏れ検知部２４よりインターロック信号が出力されると、ＬＥＤ等の点灯と同時に警報を発するようにしてもよい。これにより、オペレータは空気漏洩の発生を容易に知ることができる。
【００３４】
以上のようなチャンバ冷却装置１７においては、冷却空気の供給圧力を検出する圧力センサ２３が設けられているので、装置制御ユニット１６から冷却空気発生器１８に送出される冷却空気の設定圧を変えた場合であっても、その時の冷却空気の圧力値が圧力センサ２３で確実に検出される。これにより、空気漏れ検知部２４において空気の漏洩を瞬時に検知することができる。ちなみに、圧力センサの代わりに圧力スイッチを使用した場合には、圧力スイッチは基準値よりも高いか低いかでＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するだけなので、冷却空気の設定圧を変えたときに空気漏れ検知部２４において空気漏れを瞬時に検知することは極めて困難である。仮に検知する事ができても、冷却空気の設定圧変化に対応することが不可能である。
【００３５】
チャンバ冷却装置１７の空気漏れ検知部２４の出力信号は、装置制御ユニット１６にも送られる。装置制御ユニット１６には、オペレータが成膜プロセス及びクリーニングプロセスの開始を指示するための操作部２８が接続されている。装置制御ユニット１６は、操作部２８でプロセスの開始が指示されると、ウェハＷの成膜プロセス及び処理チャンバ２内のクリーニングプロセスに係る制御処理を実行する。また、装置制御ユニット１６は、空気漏れ検知部２４よりインターロック信号が出力されると、プロセスを強制的に停止させるための制御処理を実行する。
【００３６】
図５は、装置制御ユニット１６による成膜プロセスに係る制御処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートを従ってエピタキシャル成長装置１による成膜方法について説明する。
【００３７】
なお、処理チャンバ２内は、減圧又は常圧状態となっている。また、成膜を行う前のアイドル状態では、加熱ランプ９によりサセプタ６の温度が約７００℃に設定されている。また、冷却空気発生器１８は作動しており、この時の冷却空気の供給圧力が第１設定値となるように装置制御ユニット１６により制御されている。
【００３８】
まずオペレータは、操作部２８により成膜プロセスの開始を指示する。すると、装置制御ユニット１６では、そのことを判断し（ステップ１０１）、ウェハＷをサセプタ６上に置くようにウェハ搬送ロボット８を制御する（ステップ１０２）。すると、ウェハ搬送ロボット８によって、ウェハカセット（図示せず）から１枚のウェハＷが取り出され、当該ウェハＷが処理チャンバ２内に搬入されてサセプタ６上の支持領域に載置される。続いて、サセプタ支持部７を制御し、ウェハＷを支持したサセプタ６を回転させる（ステップ１０３）。
【００３９】
続いて、各加熱ランプ９を制御し、処理チャンバ２内の温度を上昇させる（ステップ１０４）。このとき、各加熱ランプ９の出力を上げてよいし、点灯させる加熱ランプ９の数を増やしてもよい。これにより、サセプタ６の温度は、約７００℃から成膜に最適な温度（例えば約１１００℃）まで上昇する。
【００４０】
続いて、ガス供給系１１の開閉弁１４ａを開状態にし、成膜ガス源１３ａの成膜ガスを、ガス供給管１２ａを介して処理チャンバ２内に供給する（ステップ１０５）。ここで、成膜ガスとしては、トリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ3）ガスやジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）ガス等が使用される。このとき、成膜ガスの供給流量は、ＭＦＣ１５ａにより適宜調整される。これにより、成膜ガスがウェハＷの表面に沿って層流状態で流れ、ウェハＷの表面にシリコンの単結晶がエピタキシャル成長して薄膜が形成される。
【００４１】
その後、所定の時間が経過したかどうかを判断し（ステップ１０６）、所定時間が経過したときは、開閉弁１４ａを閉状態にし、成膜ガスの供給を停止する（ステップ１０７）。そして、各加熱ランプ９を制御し、サセプタ６の温度がアイドル状態の約７００℃になるように処理チャンバ２内の温度を下げる（ステップ１０８）。そして、サセプタ支持部７を制御してサセプタ６の回転を停止させた（ステップ１０９）後、ウェハＷを搬出するようウェハ搬送ロボット８を制御する（ステップ１１０）。すると、ウェハ搬送ロボット８によって、成膜処理されたウェハＷが処理チャンバ２から搬出されてウェハカセット（図示しない）に収容される。以上により、１枚のウェハＷの成膜が終了する。
【００４２】
このような成膜処理を行うと、処理チャンバ２の内壁、特に上ドーム２ａの内壁にデポ物が付着・堆積する。そこで、そのようなデポ物を除去すべく、所定枚数のウェハＷの成膜を行った後で、エッチングによる処理チャンバ２内のクリーニングを行う。
【００４３】
図６は、装置制御ユニット１６によるクリーニングプロセスに係る制御処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに従って処理チャンバ２内のクリーニング方法について説明する。
【００４４】
まずオペレータは、操作部２８によりクリーニングプロセスの開始を指示する。すると、装置制御ユニット１６では、そのことを判断し（ステップ１１１）、サセプタ支持部７を制御してサセプタ６を回転させる（ステップ１１２）。
【００４５】
続いて、各加熱ランプ９を制御し、処理チャンバ２内の温度を上昇させる（ステップ１１３）。このとき、上ドーム２ａの温度がアイドル時の温度（例えば約４００℃）からエッチングを促進させる温度（例えば約６００℃）まで上がるように、各加熱ランプ９が制御される。なお、この時には、サセプタ６の温度はアイドル時の約７００℃から約１２００℃まで上がる。
【００４６】
続いて、冷却空気発生器１８のブロワー１９の出力（回転数）を下げるようにブロワー１９を制御する（ステップ１１４）。このとき、冷却空気の供給圧力が成膜時の第１設定値よりも低い第２設定値となるように、ブロワー１９が制御される。
【００４７】
続いて、ガス供給系１１の開閉弁１４ｂを開状態にし、クリーニングガス源１３ｂのクリーニングガスを、ガス供給管１２ｂを介して処理チャンバ２内に供給する（ステップ１１５）。ここで、クリーニングガスとしては、塩化水素（ＨＣｌ）ガス等が使用される。また、クリーニングガスの供給流量は、ＭＦＣ１５ｂにより適宜調整される。これにより、処理チャンバ２の内壁に付着したデポ物がエッチングによって除去される。
【００４８】
その後、所定の時間が経過したかどうかを判断し（ステップ１１６）、所定時間が経過したときは、開閉弁１４ｂを閉状態にし、クリーニングガスの供給を停止する（ステップ１１７）。そして、ブロワー１９の出力（回転数）を上げるように制御し、冷却空気の供給圧力を成膜時の第１設定値に戻す（ステップ１１８）。そして、処理チャンバ２内の温度を下げるように各加熱ランプ９を制御し、サセプタ６の温度をアイドル状態の約７００℃に戻す（ステップ１１９）。そして、サセプタ支持部７を制御してサセプタ６の回転を停止させる（ステップ１２０）。以上により、１回のクリーニング工程が終了する。
【００４９】
このようなクリーニング処理において、ブロワー１９による冷却空気の供給圧力の設定圧を成膜時よりも下げることなく同じ設定圧とした場合には、それだけ処理チャンバ２の冷却が促進される。このような冷却作用により、エッチングを行うべく処理チャンバ２内の温度を上げた際には、サセプタ６に比べて処理チャンバ２が暖まりにくく、上ドーム２ａの温度が所望の温度まで上昇するのに時間がかかってしまう。この場合には、クリーニングプロセスのスループットが低下する。また、１回のクリーニングプロセス中における加熱ランプ９の点灯時間が長くなってしまうので、加熱ランプ９の寿命が短くなる。
【００５０】
これに対し本実施形態では、クリーニングプロセス時におけるブロワー１９による冷却空気の供給圧力を成膜時よりも低くするので、その分だけ処理チャンバ２が冷却されにくくなり、結果として上ドーム２ａの温度が速く所望の温度まで上がるようになる。従って、エッチング速度が高くなり、クリーニングプロセスのスループットが向上する。また、１回のクリーニングプロセス中における加熱ランプ９の点灯時間が短くなるので、加熱ランプ９の寿命が長くなり、加熱ランプ９の耐久性が向上する。
【００５１】
図７は、クリーニング処理時においてブロワーの出力（回転数）を変えた場合の温度上昇時間の比較例を示したものである。図中の実線Ｐ及び波線Ｑは、処理チャンバの上ドームの温度上昇特性を示し、実線Ｐにおけるブロワー出力値を波線Ｑにおけるブロワー出力値の１／２としたものである。また、図中の実線Ｒは、参考として、ブロワー出力を下げた場合（実線Ｐに対応）のサセプタの温度上昇特性を示したものである。図７から分かるように、ブロワー出力を下げた場合には、処理チャンバの上ドームの温度が約４００℃から約６００℃になるまでの時間が６０秒以上も短縮される。
【００５２】
なお、図５及び図６に示すものでは、成膜プロセス及びクリーニングプロセスの開始の指示をそれぞれ操作部２８で行うものとしたが、所定枚数のウェハＷの成膜が終了する毎に、自動的に処理チャンバ２内のクリーニングを実行してもよい。この場合には、成膜プロセス及びクリーニングプロセスの開始は、装置制御ユニット１６のソフト処理によって指示されることとなる。
【００５３】
図８は、装置制御ユニット１６のもう一つの機能であるプロセス強制停止に係る制御処理手順を示すフローチャートである。
【００５４】
同図において、まずチャンバ冷却装置１７の空気漏れ検知部２４からの信号を入力し（ステップ１２１）、インターロック信号が出力されたかどうかを判断する（ステップ１２２）。この時にインターロック信号が出力されたと判断されると、ガス供給系１１の開閉弁１４ａ，１４ｂを閉状態にし、成膜ガスまたはクリーニングガスの供給を停止させる（ステップ１２３）。また、全ての加熱ランプ９をＯＦＦにする（ステップ１２４）。さらに、サセプタ支持部７を制御してサセプタ６の回転を停止させ（ステップ１２５）、ブロワー９をＯＦＦにする（ステップ１２６）。以上により、現在実行中の成膜プロセス及びクリーニングプロセスが自動的に中止される。
【００５５】
筐体３内から空気が漏洩している状態でプロセスを継続すると、処理チャンバ２の冷却効率が低下し、処理チャンバ２内の温度が必要以上に高くなる。この場合には、成膜レート等の成膜特性が変化してしまい、予め設定された成膜条件に従って成膜されなくなる。また、処理チャンバ２を構成する部品（例えばＯリング等）が熱くなるため、当該部品の寿命が短くなる虞もある。本実施形態では、上述したように空気漏れ検知部２４により空気の漏洩が検知された場合には、現在実行している成膜プロセス及びクリーニングプロセスが自動的に中止されるため、そのような不具合は防止される。
【００５６】
以上のように本実施形態にあっては、冷却空気発生器１８において冷却空気の供給圧力の設定値を変えた場合であっても、筐体３内からの空気の漏洩が生じたときに、その空気漏れを空気漏れ検知部２４により瞬時に検知できる。
【００５７】
従って、クリーニングプロセス時において、冷却空気の供給圧力の設定値を成膜プロセス時よりも下げても、処理チャンバ２の構成部品を十分に保護することができる。また、このように冷却空気の供給圧力の設定値を調整する場合には、クリーニングプロセスのスループットが改善されると共に、加熱ランプ９の耐久性が向上する。
【００５８】
また、例えば成膜処理を開始してから１枚目のウェハＷと所定枚数を終了した後のウェハＷとでウェハＷの暖まり具合が異なるときに、それに合わせて冷却空気の供給圧力の設定値を変化させたい場合があるが、この場合にも、処理チャンバ２の構成部品の保護機能を損なうことはない。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、空気の漏洩が検知されると、装置の動作が自動的に停止するようにしているが、オペレータも表示部２７により空気の漏洩を知ることができるため、オペレータ自身が装置各部の手動スイッチ等を操作して強制的に停止させることもできる。
【００６０】
また、上記実施形態では、半導体製造装置の１つであるエピタキシャル成長装置について説明したが、本発明は、特にエピタキシャル成長装置に限らず、高温環境下で処理を行う他の半導体製造装置にも適用可能である。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、圧力センサにより冷却空気の供給圧力を検出し、この検出値に基づいて筐体内からの空気の漏洩を検知するようにしたので、冷却空気の供給圧力を可変とした場合であっても、空気の漏洩を瞬時に検知することができる。これにより、例えば成膜プロセスの終了後に、処理チャンバのクリーニングを行う場合に、冷却空気の供給圧力を成膜プロセスの時よりも低くすることで、クリーニングプロセスのスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるチャンバ冷却装置を備えたエピタキシャル成長装置を概略的に示した図である。
【図２】図１に示すエピタキシャル成長装置の主要部分を概略的に示した図である。
【図３】図１に示すチャンバ冷却装置の空気漏れ検知部の構成およびエピタキシャル成長装置の制御系を示した図である。
【図４】図３に示す冷却空気発生器に送出される設定信号と冷却空気の供給圧力との関係を示した図である。
【図５】図３に示す装置制御ユニットによる成膜処理についての制御手順を示したフローチャートである。
【図６】図３に示す装置制御ユニットによるクリーニング処理についての制御手順を示したフローチャートである。
【図７】クリーニング処理時においてブロワーの出力を変えた場合の温度上昇時間の比較例を示した図である。
【図８】図３に示す装置制御ユニットによるプロセス停止制御処理についての制御手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１…エピタキシャル成長装置、２…処理チャンバ、３…筐体、６…サセプタ（支持部）、９…加熱ランプ（加熱手段）、１１…ガス供給系（ガス供給手段）、１６…装置制御ユニット（供給圧力設定手段、プロセス停止制御手段）、１７…チャンバ冷却装置、１８…冷却空気発生器（冷却空気供給手段）、１９…ブロワー、２０…熱交換器、２３…圧力センサ、２４…空気漏れ検知部（空気漏れ検知手段）、２５…差分検出回路、２６…比較回路、２７…表示部（表示手段）、２８…操作部（指示手段）、Ｗ…ウェハ（被処理基板）。
【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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