(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、前記真空容器内に供給されたガスを吸引するための真空源と、前記真空容器にガスを供給するガス供給源と、前記真空容器と前記真空源とを接続するための真空排気配管と、前記真空容器と前記ガス供給源とを接続するためのガス供給配管と、前記真空容器内の真空圧力を検出するための圧力センサとを有する真空圧力制御システムにおいて、
前記ガス供給配管上に配置され、空気圧により流量が制御される空圧制御弁と、
前記空圧制御弁へ所定の空気圧力を与える電空レギュレータと、
前記圧力センサの出力を受けて前記電空レギュレータの出力空気圧力を制御するコントローラと、
前記真空排気配管上に配置され、前記真空排気配管を流れる流量を遮断し、または絞る絞り弁とを有することを特徴とする真空圧力制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載する真空圧力制御システムにおいて、
前記絞り弁が、固定オリフィス、または、固定オリフィスを備える遮断弁であり、該絞り弁のオリフィスの径が真空チャンバ内の真空圧力を一定に維持するために必要な径に設定されていることを特徴とする真空圧力制御システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する真空圧力制御システムのいずれか１つにおいて、
前記真空容器が、ウエハを冷却するための冷却ガス供給空間であって、
前記空圧制御弁が完全遮断機能を有し、
前記圧力センサの出力が第一所定圧力となったときに、前記空圧制御弁を完全遮断し、一定時間経過後、前記圧力センサの出力が第二所定圧力まで低下した場合に、前記第一所定圧力、前記第二所定圧力、及び前記一定時間により、前記冷却ガス供給空間からの漏れ流量を検出し、その漏れ流量が所定値を越えたときに異常検出することを特徴とする真空圧力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は真空容器内を所定の真空圧力に調整し、保持するようにした真空圧力制御システムに関する。例えば、半導体の製造工程において、半導体用のウエハを１枚ずつ処理するようにした枚葉装置に適用され、その真空容器内を所定の真空圧力に調整するようにした真空圧力制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、真空容器内を所定の真空圧力に調整し、保持するようにした真空圧力制御システムがある。図４はこのシステムの一例を開示する。
このシステムは、エッチングを行うための真空容器である真空チャンバ８７を備える。真空チャンバ８７の中には、半導体用の１枚のウエハが配置される。真空チャンバ８７は、真空排気配管９５により、真空圧コントロールバルブ９２、遮断弁９３を介して、真空源である真空ポンプ９４に接続されている。
また、真空チャンバ８７には、ガス供給配管８６が接続している。ガス配管８６は、遮断弁９１、マスフローコントローラ９０を介して、ガス供給源であるプロセスガス供給源８９に接続している。
また、真空チャンバ８７には、真空圧力センサ８８が取り付けられており、その出力はコントローラ８５に接続されている。コントローラ８５は、バタフライ弁である真空圧コントロールバルブ９２の開度を制御している。
【０００３】
次に、上記構成を有する従来の真空圧力制御システムの作用を説明する。
真空チャンバ８７でエッチングが終了すると、ウエハの交換が行われる。真空チャンバ８７内に新しいウエハが置かれた後、真空チャンバ８７内を急速に真空にする必要がある。この真空にする工程に時間がかかると、全体のシステム効率が低下するからである。
この工程は、マスフローコントローラ９０の設定流量をゼロとし、遮断弁９１を閉じて真空チャンバ８７へのプロセスガスの流入を遮断し、遮断弁９３を開いて、同時にバタフライ弁であ
る真空圧コントロールバルブ９２を全開とする。マスフローコントローラ９０は設定流量をゼロにしても完全遮断ができないため、遮断弁９１により完全遮断する必要があるのである。これにより、真空ポンプ９４が真空チャンバ８７内の空気を吸引し排気する。
【０００４】
次に、プロセスガスによるエッチング工程が行われる。この工程では、遮断弁９１を開いて、真空チャンバ８７内にプロセスガスを供給するのであるが、プロセスガスの供給量は、マスフローコントローラ９０により制御されている。
プロセスガスの供給圧力となる真空チャンバ８７の真空圧力は、所定の値、例えば９＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝９Torr）に保持されている必要がある。そのため、コントローラ８５が真空センサ８８の出力をフィードバックさせながら、真空圧コントロールバルブ９２の開度を制御している。
プロセスガスによるエッチング工程が終了すると、遮断弁９１及び遮断弁９３を閉じて、図示しないパージシステムにより真空チャンバ８７内のプロセスガスを窒素ガスに置換した後、真空チャンバ８７の扉を開いてウエハを取り出し、次のウエハを装着する。そして、上記工程を繰り返す。
【０００５】
一方、真空圧力制御システムは、プラズマＣＶＤ工程やプラズマエッチング工程においては、図９に示すように、ウエハ１０１を加工台１０３に戴置するときウエハ１０１の下面は密閉枠１０２により支持されている。加工台１０３は、内部を流れる冷媒１０４により冷却されている。
ウエハ１０１と加工台１０３上面と密閉枠１０２とで形成される空間であるヘリウムガス供給空間Ｈには、加工工程の期間、ウエハ１０１を冷却するためのヘリウムガスが注入されている。ヘリウムガス供給空間Ｈの圧力をコントロールすることにより、ウエハ１０１の冷却温度を制御している。ヘリウムガスの圧力コントロールは、マスフローコントローラ９０により行っている。一方、密閉枠１０２からヘリウムガスは若干漏れている。
ウエハ１０１が正常に装着されていない場合、ヘリウムガスの流量がかなり多くなる。従来、マスフローコントローラ９０において、ヘリウムガスの流量が所定値を越えた場合に、ウエハが正常に装着されていないと判断していた。また、工程の途中でヘリウムガスの流量が大きく増加したときには、ウエハが割れたり反りが大きくなって異常が発生したと判断していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の真空圧力制御システムには、次のような問題点があった。
（１）従来の真空圧力制御システムにおいては、応答性を高くすることと、ガス供給量を節約することとが相反則となっていた。
すなわち、従来のシステムでは、真空チャンバ８７内を所定の真空圧力にした後、真空チャンバ８７内をエッチング工程で必要な真空圧力の制御目標値、例えば９＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝９Torr）程度にする到達時間が、マスフローコントローラ９０の供給流量で決まってしまう。９＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝９Torr）程度に迅速に到達させようとすると、始めにマスフローコントローラ９０で大流量のプロセスガスを流す必要があるが、マスフローコントローラ９０で大流量のプロセスガスを流すと、プロセスガスが余分に使用される問題が起きるのである。
【０００７】
ここで、マスフローコントローラ９０の流量を切り替えることにより、すなわち、マスフローコントローラ９０で始めに大流量を流し目標値付近で小流量を流すことにより、上記問題点を解決することも考えられる。この場合の結果データを図５に示す。
横軸が時間経過を表し、上側のデータの縦軸が真空チャンバ８７内の真空圧を示し、下側のデータの縦軸がガス流量を示している。
真空チャンバ８７内の真空圧は、すぐにＱ１＝９＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝９Torr）に到達している。このように、迅速に真空圧を所定の値にするために、マスフローコントローラ９０を用いてガス流量を、始めＨ２＝２５０ｃｃ／ｍｉｎ流し、２，３秒後にＨ１＝１０ｃｃ／ｍｉｎに切り替えている。
【０００８】
しかし、図５に示すように、真空圧を制御しながらガス流量が２５０ｃｃ／ｍｉｎから１０ｃｃ／ｍｉｎに切り替えるのに、１５秒以上かかってしまうことがわかる。マスフローコントローラ自体の応答性は、もっと速いが真空圧を一定に保持したままで流量を減少させようとすると、時間がかかることを意味している。また、流量変動中の安定制御は非常に困難である。図中斜線で示すように、大量のプロセスガスが無駄になってしまう。
マスフローコントローラ９０は微小流量を正確に流すことを目的として設計されているため、応答性に劣り流量の切り替えに時間がかかる。また、真空圧力コントロールバルブ９２は、マスフローコントローラ９０による流量の変動に対して制御をかけるため、更に応答時間が遅れてしまう。その間プロセスガスが無駄に使用されてしまうのである。
【０００９】
（２）また、従来のマスフローコントローラの機能について考察すると、マスフローコントローラは、微小流量を検出しながら制御できるため、必要な流量を流すことができる機能を持つ。そのため、マスフローコントローラは高価なコンポーネント部品である。
しかしながら、真空チャンバで使用されているマスフローコントローラは、微小流量を正確に流すという本来の目的と異なり、真空チャンバ内を所定の真空圧力に維持するためという目的に使用されているのみである。この使用方法では、マスフローコントローラの使用方法としてはその本来の機能から見て、もったいない使い方であった。
【００１０】
（３）また、マスフローコントローラ９０に完全遮断機能がないため、別に遮断弁９１を設けなければならず、余分なスペースをとるため、半導体の集積化に伴う製造設備の集積化の要請に答えられない問題があった。
さらに、真空圧コントロールバルブ９２にも完全遮断機能がないため、別に遮断弁９３を設けなければならず、余分なスペースをとるため、半導体の集積化に伴う製造設備の集積化の要請に答えられない問題があった。
【００１１】
（４）また、プラズマエッチング工程等におけるウエハ裏面からのヘリウムガスの漏れ量の増加を検知して、ウエハの装着不良やウエハの反り等を検出するには、マスフローコントローラを必要とするため、全体コストがアップする問題があった。従って、マスフローコントローラを用いないでヘリウムガスの漏り量の増加を検知できるシステムが望まれていたが、微量の変化を検知する必要があるため、コストダウンを図りながら代替できる方法がなかった。
【００１２】
本発明は上記した問題点を解決するためのものであり、真空チャンバ内の真空圧力を迅速に調整することができ、かつ、全体をコンパクトにすることを可能にした真空圧力制御システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の真空圧力制御システムは、以下の構成を有している。
（１）真空容器と、前記真空容器内に供給されたガスを吸引するための真空源と、前記真空容器にガスを供給するガス供給源と、前記真空容器と前記真空源とを接続するための真空排気配管と、前記真空容器と前記ガス供給源とを接続するためのガス供給配管と、前記真空容器内の真空圧力を検出するための圧力センサとを有する真空圧力制御システムであって、（ａ）ガス供給配管上に配置され、空気圧により流量が制御される空圧制御弁と、（ｂ）空圧制御弁へ所定の空気圧力を与える電空レギュレータと、（ｃ）圧力センサの出力を受けて電空レギュレータの出力空気圧力を制御するコントローラと、（ｄ）真空排気配管上に配置され、真空排気配管を流れる流量を遮断し、または絞る絞り弁とを有している。
【００１４】
（２）（１）に記載する真空圧力制御システムにおいて、前記絞り弁が、固定オリフィス、または、固定オリフィスを備える遮断弁であり、該絞り弁のオリフィスの径が真空チャンバ内の真空圧力を一定に維持するために必要な径に設定されていることを特徴とする。
【００１５】
（３）（１）または（２）に記載する真空圧力制御システムのいずれか１つにおいて、前記真空容器がウエハを冷却するための冷却ガス供給空間であって、前記空圧制御弁が完全遮断機能を有し、前記圧力センサの出力が第一所定圧力となったときに、前記空圧制御弁を完全遮断し、一定時間経過後、前記圧力センサの出力が第二所定圧力まで低下した場合に、前記第一所定圧力、前記第二所定圧力、及び前記一定時間により、前記冷却ガス供給空間からの漏れ流量を検出し、その漏れ流量が所定値を越えたときに異常検出することを特徴とする。
【００１６】
次に、上記構成を有する真空圧力制御システムの作用を説明する。
真空チャンバ内に真空圧力が作られたことを圧力センサが検出すると、コントローラが、電空レギュレータを制御して瞬間的に、２５０ｃｃ／ｍｉｎの流量が流れるように、空気圧制御弁に制御用空気を供給し、空気圧制御弁を開く。
これにより、真空チャンバ内の真空圧力は、瞬時に目標値である９＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝９Torr）に到達し、それを圧力センサが検出する。圧力センサが目標値を検出すると、直ちにコントローラは電空レギュレータを制御して、空気圧制御弁を所定の開度まで閉じる。
【００１７】
このとき、真空チャンバから排出されるガスは、排気側に設けられているオリフィス等を備える絞り弁により絞られているので、真空チャンバ内の真空圧力は９＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝９Torr）に維持される。すなわち、真空チャンバ内をガスで９Torrにするために必要なガス量は、予め計算されており、瞬間的に流す大流量から、絞り弁のオリフィスの径も予め計算されているのである。
ここで、空気圧制御弁は、電空レギュレータにより瞬時に制御されるので、２５０ｃｃ／ｍｉｎの流量が流される時間は極めて短時間であり、応答時間を短縮できると共に、無駄となるプロセスガス量を低減することができる。
【００１８】
一方、上記真空容器がウエハを冷却するための冷却ガス供給空間である場合において、空圧制御弁が完全遮断機能を有し、冷却ガス供給空間の圧力を検出している圧力センサの出力が第一所定真空圧力となったときに、空圧制御弁を完全遮断し、一定時間経過後、圧力センサの出力が第二所定真空圧力まで低下した場合に、第一所定真空圧力、第二所定真空圧力、及び上記一定時間により、冷却ガス供給空間からの漏れ流量を検出し、その漏れ流量が所定値を越えたときに異常検出する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
この発明の真空圧力制御システムを具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。この実施の形態では、半導体の製造装置、特には枚葉装置において真空圧力制御システムが具体化される。
図２は枚葉装置１を示す概略構成図である。この装置１は半導体の製造工程において、同時に複数枚のウエハ２を処理する。この装置１は搬送用のロボット３と、真空容器である複数の真空チャンバ４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅとを備える。複数の真空チャンバ４Ａ〜４Ｅは、ロボット３を中心に放射状に配置される。ロボット３と複数の真空チャンバ４Ａ〜４Ｅは、一つの密閉された部屋５の中に収容される。この部屋５の中は常に真空状態に設定される。
【００２０】
複数の真空チャンバ４Ａ〜４Ｅの一部は積載用のロードロック真空チャンバであり、一つの装置に１台又は２台設けられる。２台のロードロック真空チャンバが設けられた場合、そのうちの１台はウエハ２を搬入するための入口専用の真空チャンバとなり、他の１台はウエハ２を搬出するための出口専用の真空チャンバとなる。各真空チャンバ４Ａ〜４Ｅは、ロボット３と対向する位置に配置されたゲート６を有する。各ゲート６は選択的に開閉される。各ゲート６が開けられたときに、ロボット３は対応する真空チャンバ４Ａ〜４Ｅに対してウエハ２を出し入れする。
【００２１】
各真空チャンバ４Ａ〜４Ｅには、ガス供給用配管７と、ガス排出用配管８がそれぞれ接続される。供給用配管７には、プロセスガスの供給源（図示しない）と、パージ用の窒素ガスの供給源（図示しない）がそれぞれ接続される。排出用配管８には、真空ポンプ９（図１に示す）が接続される。各排出用の配管８上には、パイロット操作弁よりなる空気圧制御弁１０がそれぞれ設けられる。
半導体の製造工程において、各処理用の真空チャンバ４Ａ〜４Ｄには、それぞれ１枚のウエハ２が収容される。各処理用の真空チャンバ４Ａ〜４Ｄでは、真空圧力が制御される条件の下、プロセスガスの供給とそのパージとが行われる。各真空チャンバ４Ａ〜４Ｄでの工程終了後に、各ウエハ２はロボット３により、各真空チャンバ４Ａ〜４Ｄから取り出され、積載用の真空チャンバ４Ｅに一旦収容される。
【００２２】
積載用の真空チャンバ４Ｅは、ゲート６とは別のゲート１１を更に有する。このゲート１１が開かれることにより、この真空チャンバ４Ｅから、部屋５の外へとウエハ２が搬出される。搬出されたウエハ２は、キャリア１２に搭載され、コンベア１３により所定の位置まで搬送される。複数の真空チャンバ４Ａ〜４Ｅで実施される一連の工程は、その開始時期が互いに少しづつずれる。従って、各処理用の真空チャンバ４Ａ〜４Ｄで１枚のウエハ２が順次処理され、その処理されたウエハ２が順次真空チャンバ４Ｅを通じて部屋５の外へと搬出される。このような枚葉装置１の工程能力を向上させるには、処理用の各真空チャンバ４Ａ〜４Ｅにおいて、一連の工程を実施するのに要するタクト時間を短くする必要がある。
【００２３】
この実施の形態では、各真空チャンバ４Ａ〜４Ｅのそれぞれに対して一つの真空圧力制御システムが独立的に設けられる。図１は各真空チャンバ４Ａに対応する一つの真空制御システムの構成を示す。この構成は、その他の真空チャンバ４Ｂ〜４Ｄのそれと同様である。従って、以下には真空チャンバ４Ａを代表として、本制御システムを説明する。
真空チャンバ４Ａには、プロセスガスを供給するための供給用配管７が接続されている。供給用配管７は、空圧制御弁である空気圧制御弁１０を介してプロセスガスの供給源に接続している。また、真空チャンバ４Ａには、ガス排気用の排出用配管８が接続されている。排出用配管８は、絞り弁１５を介して真空ポンプ９に接続している。また、排出用配管８は、絞り弁１５と並列に配設された流量の大きいオリフィスを持つエアオペレート弁１６を介しても、真空ポンプ９と接続している。本実施の形態では、絞り弁１５として、流量の小さい固定オリフィスを用いている。
【００２４】
また、空圧制御弁である空気圧制御弁１０には、制御用空気用配管１７を介して電空レギュレータ１８が接続している。電空レギュレータ１８には、制御用空気源が接続されている。また、電空レギュレータ１８の制御系には、コントローラ１９が接続している。また、真空チャンバ４Ａ内の真空圧を検出するための圧力センサ２５が真空チャンバ４Ａに取り付けられている。圧力センサ２５は、コントローラ１９に接続している。また、コントローラ１９には、中央制御装置からコマンドが入力されている。
本実施の形態では、圧力センサ２５として、キャパシタンス・マノメータを使用している。
【００２５】
次に、上記構成を有する真空圧力制御システムの作用及び効果について説明する。
真空チャンバ４Ａでエッチングが終了すると、ウエハの交換が行われる。真空チャンバ４Ａ内に新しいウエハが置かれた後、真空チャンバ４Ａ内は急速に真空にされる。すなわち、コントローラ１９は、電空レギュレータ１８により空気圧制御弁１０を閉じて、同時にエアオペレート弁１６を開いて、真空ポンプ９により真空チャンバ４Ａ内の空気等を排気して、真空チャンバ４Ａ内を所定の真空圧力とする。
【００２６】
真空チャンバ４Ａ内に真空圧力が作られたことを圧力センサ２５が検出すると、コントローラ１９が、電空レギュレータ１８を制御して瞬間的に、２５０ｃｃ／ｍｉｎの流量が流れるように、空気圧制御弁１０に制御用空気を供給し、空気圧制御弁１０を開く。
これにより、真空チャンバ４Ａ内の真空圧力は、瞬時に目標値である９Torrに到達し、それを圧力センサ２５が検出する。圧力センサ２５が目標値を検出すると、直ちにコントローラ１９は電空レギュレータ１８を制御して、空気圧制御弁１０を所定の開度まで閉じる。
【００２７】
このとき、真空チャンバ４Ａから排出されるガスは、排気側に設けられているオリフィス等を備える絞り弁１５により絞られているので、真空チャンバ４Ａ内の真空圧力は９＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝９Torr）に維持される。
この場合の結果データを図３に示す。横軸が時間経過を表し、上側のデータの縦軸が真空チャンバ４Ａ内の真空圧を示し、下側のデータの縦軸がガス流量を示している。
真空チャンバ４Ａ内の真空圧は、すぐにＱ１＝９Torrに到達している。このように、迅速に真空圧を所定の値にするために、空気圧制御弁１０によりガス流量を、始め瞬間的にＨ２＝２５０ｃｃ／ｍｉｎ流し、直ちにＨ１＝１０ｃｃ／ｍｉｎに切り替えている。
ここで、空気圧制御弁１０は、電空レギュレータ１８により瞬時に制御されるので、２５０ｃｃ／ｍｉｎの流量が流される時間は極めて短時間であり、応答時間を短縮できると共に、無駄となるプロセスガス量を低減することができる。
【００２８】
従来、真空チャンバ４Ａ内の真空圧を、例えばＱ１＝９＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝９Torr）に正確に維持するには、マスフローコントローラが必須であると信じ込まれていた。しかしながら、本発明者らは、マスフローコントローラの代わりに、電空レギュレータ１８により空気圧制御弁１０を制御し、かつ排気側に絞り弁１５を設けることにより、図３に示すように、真空チャンバ４Ａ内の真空圧を、Ｑ１＝９＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝９Torr）に正確に維持することができることを考案したのである。
【００２９】
プロセスガスによるエッチング工程が終了すると、空気圧制御弁１０及び絞り弁１５を閉じて、図示しないパージシステムにより真空チャンバ４Ａ内のプロセスガスを窒素ガスに置換した後、真空チャンバ４Ａの扉を開いてウエハを取り出し、次のウエハを装着する。そして、上記工程を繰り返す。
【００３０】
以上詳細に説明したように、本実施の形態の真空圧力制御システムによれば、真空チャンバ４Ａと、真空チャンバ４Ａ内に供給されたガスを吸引するための真空ポンプ９と、真空チャンバ４Ａにガスを供給するガス供給源と、真空チャンバ４Ａと真空ポンプ９とを接続するための排出用配管８と、真空チャンバ４Ａとガス供給源とを接続するための供給用配管７と、真空チャンバ４Ａ内の真空圧力を検出するための圧力センサ２５とを有する真空圧力制御システムであって、（ａ）供給用配管７上に配置され、空気圧により流量が制御される空気圧制御弁１０と、（ｂ）空気圧制御弁１０へ所定の空気圧力を与える電空レギュレータ１８と、（ｃ）圧力センサ２５の出力を受けて電空レギュレータ１８の出力空気圧力を制御するコントローラ１９と、（ｄ）排出用配管８上に配置され、排出用配管８を流れる流量を遮断し、または絞る絞り弁１５とを有しているので、空気圧制御弁１０が、電空レギュレータ１８により瞬時に制御されるため、２５０ｃｃ／ｍｉｎの流量が流される時間は極めて短時間であり、応答時間を短縮できると共に、無駄となるプロセスガス量を低減することができる。
【００３１】
ここで、絞り弁１５の場合でも、エアオペレーション弁のオープン時の流路に小さい直径のオリフィスを設けているので、プロセス作業時にはオリフィスの径でプロセスガスの漏れ量が決まるため、漏れ量を一定かつ低量とすることができる。
【００３２】
次ぎに、ウエハの裏面を冷却するためのヘリウムガス供給空間Ｈに本発明を適用する場合について、第二の実施の形態として説明する。大略のことは、ウエハ用冷却ガス供給空間を第一の実施の形態の真空容器と見なせば、エアオペレート弁１６を用いていない点を除いて同じであるので、詳細な説明は省略し、相違する点のみ詳細に説明する。ここで、エアオペレート弁を用いていないのは、ヘリウムガス供給空間Ｈへは、常にヘリウムガスを供給しており、絞り弁１５のみを用いていても不便がないためである。
第二の実施の形態では、圧力センサ２５の出力が所定値である１０＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝１０Torr）に安定しているときの任意のタイミングに、エアオペレート弁１０と絞り弁１５とを遮断する。
【００３３】
その後、ヘリウムガス供給空間Ｈは、通常約３０ＳＣＣＭ、ウエハ下面から漏れている。
エアオペレート弁１０と絞り弁１５とを遮断した後の圧力センサ２５の出力を図７に示す。（ａ）は正常な状態を示し、（ｂ）は異常が発生している状態を示す。共に縦軸は、圧力センサ２５の出力であり、横軸は時間経過である。
図７（ａ）に示すように、正常な漏れ量のときの圧力降下は、１秒後にＢ30＝１．０＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝１．０Torr）である。それが、ウエハ１０１に反り等が発生している場合、例えば、（ｂ）に示すように、正常な漏れ量より１０％増加した３３ＳＣＣＭのときの圧力降下は、１秒後にＢ33＝１．２＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝１．２Torr）であることを実験で確認している。
従って、本実施の形態では、ヘリウムガス供給空間Ｈの圧力が１０＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝１０Torr）に安定しているときに、エアオペレート弁１０と絞り弁１５とを遮断すると、１秒後における圧力降下がＢ33＝１．２＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝１．２Torr）以上降下している場合に、異常が発生したと判断している。
【００３４】
稼働中での漏れ量の確認の方法を図８に示す。図に示すように、ヘリウムガス供給空間Ｈの圧力が１０＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝１０Torr）に安定しているとき（図中Ｔ1で示す。）に、エアオペレート弁１０と絞り弁１５とを遮断し、１秒後（図中Ｔ2で示す。）における圧力降下Ｂを圧力センサ８５から読みとっている。そして、圧力降下ＢがＢ33＝１．２＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝１．２Torr）以上降下している場合に、異常が発生したと判断している。そうでない場合は、正常と判断している。
この方法によると、１秒余の時間圧力条件が変化してしまうが、プラズマエッチング等の加工工程への影響はほとんど無い。逆に、この方法により、早い時期にウエハ１０１の反り等の欠陥や、正常でない位置決め状態が検出できるため、不良品を製造するという無駄な時間を少なくすることができ、半導体の製造効率を向上させ、歩留まりを向上させることができる。
【００３５】
本実施の形態では、圧力降下Ｂの値で異常を判断しているが、圧力降下Ｂの値から漏れ量を算出することは容易であり、算出した漏れ量が正常な値である、例えば、３０ＳＣＣＭよりどれだけ増加したかにより、異常を判断しても良い。
【００３６】
以上詳細に説明したように、第二の実施の形態の真空圧力制御システムによれば、ウエハを冷却するための冷却ガス供給空間Ｈにおいて、空圧制御弁が完全遮断機能を有し、圧力センサ８５の出力が第一所定圧力１０＊１３３．３Ｎ／ｍ2（＝１０Torr）となったときに、空圧制御弁１０及び絞り弁１５を完全遮断し、一定時間（１秒間）経過後、圧力センサ８５の出力が第二所定圧力まで低下した場合に、第一所定圧力、第二所定圧力（第一所定圧力−第二所定圧力＝圧力降下Ｂ）、及び一定時間により、冷却ガス供給空間からの漏れ流量を検出し、その漏れ流量が所定値を越えたときに異常検出するので、早い時期にウエハ１０１の反り等の欠陥や、正常でない位置決め状態が検出できるため、不良品を製造するという無駄な時間を少なくすることができ、半導体の製造効率を向上させ、歩留まりを向上させることができる。
【００３７】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で以下のように実施することができる。
例えば、本実施の形態では、絞り弁１５として流路にオリフィスが設けられた遮断弁を用いているが、ニードル弁等の絞り弁を用いても同様である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の真空圧力制御システムは、真空容器と、前記真空容器内に供給されたガスを吸引するための真空源と、前記真空容器にガスを供給するガス供給源と、前記真空容器と前記真空源とを接続するための真空排気配管と、前記真空容器と前記ガス供給源とを接続するためのガス供給配管と、前記真空容器内の真空圧力を検出するための圧力センサとを有する真空圧力制御システムであって、（ａ）ガス供給配管上に配置され、空気圧により流量が制御される空圧制御弁と、（ｂ）空圧制御弁へ所定の空気圧力を与える電空レギュレータと、（ｃ）圧力センサの出力を受けて電空レギュレータの出力空気圧力を制御するコントローラと、（ｄ）真空排気配管上に配置され、真空排気配管を流れる流量を絞る絞り弁とを有しているので、空圧制御弁が、電空レギュレータにより瞬時に制御されるため、大流量が流される時間は極めて短時間であり、応答時間を短縮できると共に、無駄となるプロセスガス量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である真空圧力制御システムの全体構成を示す図である。
【図２】半導体製造用の枚葉装置の構成を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態である真空圧力制御システムの作用を示すデータ図である。
【図４】従来の真空圧力制御システムの全体構成を示す図である。
【図５】従来の真空圧力制御システムの作用を示すデータ図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態である真空圧力制御システムの構成を示すブロック図である。
【図７】漏れ量のデータ図である。
【図８】検出タイミングを示すデータ図である。
【図９】従来の真空圧力制御システムの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
４Ａ〜４Ｅ    真空チャンバ
７，８        配管
９            真空ポンプ
１０          空気圧制御弁
１５          絞り弁
１６          エアオペレート弁
１８          電空レギュレータ
１９          コントローラ
２５          圧力センサ
１０１        ウエハ
Ｈ            ヘリウムガス供給空間
【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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【図９】
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