(57)【要約】【課題】  基板処理工程の実行に要する時間を短縮させる。【解決手段】  基板を処理する処理室と、処理室内にガスを供給するガス供給手段と、記処理室内を真空排気する真空排気手段と、処理室内の圧力をモニタする圧力監視手段と、処理室に設けられ基板の搬入搬出を行う開口部を閉塞する弁体を開閉する弁体開閉手段と、処理室内の真空排気時に、理論的に算出される処理室内の圧力と、圧力監視手段によりモニタされる実際の処理室内の圧力とを比較し、その比較結果から処理室内の真空度の妥当性を判断する制御手段と、を有する。【選択図】  図１
2009253087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給手段と、
前記処理室内を真空排気する真空排気手段と、
前記処理室内の圧力をモニタする圧力監視手段と、
前記処理室に設けられ基板の搬入搬出を行う開口部を閉塞する弁体を開閉する弁体開閉手段と、
前記処理室内の真空排気時に、理論的に算出される前記処理室内の圧力と、前記圧力監視手段によりモニタされる実際の前記処理室内の圧力とを比較し、その比較結果から前記処理室内の真空度の妥当性を判断する制御手段と、を有する
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内を真空排気する工程と、
前記処理室内にガスを供給して基板を処理する工程と、
前記処理室内の圧力を大気圧に戻す工程と、
前記処理室内から処理後の基板を搬出する工程と、を有し、
前記処理室内を真空排気する工程では、理論的に算出される前記処理室内の圧力と、実際の前記処理室内の圧力とを比較し、その比較結果から前記処理室内の真空度の妥当性を判断する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧下で基板を処理する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程の一工程として、例えば減圧下で基板を処理する基板処理工程が実施されてきた。かかる基板処理工程は、基板を処理する処理室と、処理室内にガスを供給するガス供給手段と、処理室内を真空排気する排気手段と、を有する基板処理装置により実施されてきた。
【０００３】
なお、上述の基板処理工程においては、処理室内にガスを供給する前に、ビルドアップ法により処理室内の真空度の妥当性（すなわち、処理室の気密性）を判定していた。ビルドアップ法は、例えば、ガス供給手段による処理室内へのガスの供給を停止しつつ、排気手段により処理室内を真空排気した後に処理室内を気密に閉塞し、閉塞状態の処理室内の圧力上昇値を計測することによりリークの有無を判定する方法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のビルドアップ法を用いた判定には、通常数分から数十分を要する。そのため、基板処理工程の実行に要する時間が長くなってしまい、基板処理の生産性が悪化してしまう場合があった。
【０００５】
そこで本発明は、基板処理工程の実行に要する時間を短縮させることが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内にガスを供給するガス供給手段と、前記処理室内を真空排気する真空排気手段と、前記処理室内の圧力をモニタする圧力監視手段と、前記処理室に設けられ基板の搬入搬出を行う開口部を閉塞する弁体を開閉する弁体開閉手段と、前記処理室内の真空排気時に、理論的に算出される前記処理室内の圧力と、前記圧力監視手段によりモニタされる実際の前記処理室内の圧力とを比較し、その比較結果から前記処理室内の真空度の妥当性を判断する制御手段と、を有する基板処理装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、処理室内に基板を搬入する工程と、前記処理室内を真空排気する工程と、前記処理室内にガスを供給して基板を処理する工程と、前記処理室内の圧力を大気圧に戻す工程と、前記処理室内から処理後の基板を搬出する工程と、を有し、前記処理室内を真空排気する工程では、理論的に算出される前記処理室内の圧力と、実際の前記処理室内の圧力とを比較し、その比較結果から前記処理室内の真空度の妥当性を判断する半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、基板処理工程の実行に要する時間を短縮させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上述したとおり、従来は、処理室内にガスを供給する前に、ビルドアップ法により処理室内の真空度の妥当性を判定していた。しかしながら、ビルドアップ法による判定には通
常数分から数十分を要するため、基板処理工程の実行に要する時間が長くなってしまい、基板処理の効率が悪化してしまう場合があった。
【００１０】
発明者は、基板処理工程の実行に要する時間を短縮する方法について鋭意研究を行った。その結果、排気手段により処理室内を真空排気すると同時に処理室内の真空度の妥当性（処理室の気密性）を判定することとすれば、基板処理工程の実行に要する時間を短縮できるとの知見を得た。そして、処理室内の真空排気時に、理論的に算出される処理室内の圧力と、実際の処理室内の圧力とを比較し、その比較結果から処理室内の真空度の妥当性（処理室の気密性）を判定することが可能であるとの知見を得た。
【００１１】
本発明は、発明者が得たこれらの知見を元になされたものである。以下に、本発明の一実施形態について説明する。
【００１２】
＜本発明の一実施形態＞
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図１を参照しながら説明する。
【００１３】
図１に示すとおり、本実施形態にかかる基板処理装置は、密閉容器として構成された処理容器２を有している。処理容器２は、石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱材料、あるいはＳＵＳ等の金属材料により構成されている。処理容器２の内部には、基板としてのウエハ６を処理する処理室１が構成されている。処理室１内には、ウエハ６を水平姿勢で保持する支持台３が設けられている。支持台３の内部には、ウエハ６を加熱する加熱手段としてのヒータ４が内蔵されている。
【００１４】
処理室１の側壁には、ウエハ６を処理室１内外に搬送する開口部が設けられている。開口部には、開口部を閉塞する弁体を開閉する弁体開閉手段としてのゲートバルブ５が設けられている。ゲートバルブ５を開けることにより、処理室１は、搬送容器３２内に構成された搬送室３０に開口部を介して連通するように構成されている。搬送室３０内には、ゲートバルブ５の開放時に、開口部を介して処理室１内と搬送室３０内との間でウエハ６を搬送する基板搬送手段３１が設けられている。なお、搬送室３０は、他の開口部を介して、未処理ウエハ６や処理済ウエハ６を収容する図示しないロードロック室にも連通可能となっており、かかる開口部には図示しないゲートバルブが設けられている。
【００１５】
処理室１の上部には、処理ガスや不活性ガス等の各種ガスを処理室１内に供給するガス供給ライン１０が接続されている。ガス供給ライン１０には、上流から順に、上述の各種ガスをガス供給ライン１０内に供給する図示しないガス供給源、ガスの流量を制御するＭＦＣ(マスフローコントローラ）１２、及び開閉バルブ１１が設けられている。開閉バル
ブ１１を開けることで、ＭＦＣ１２によりガスの流量を調整しながら、処理室１内にガスを供給することが可能なように構成されている。主に、ガス供給ライン１０、ＭＦＣ１２、開閉バルブ１１によりガス供給手段が構成される。なお、図示はしていないが、搬送室３０、ロードロック室にも処理室１と同様なガス供給手段が設けられている。
【００１６】
処理室１の下部には、処理室１内を真空排気する排気ライン２０が接続されている。排気ライン２０には、下流側から順に、真空ポンプ２２、圧力制御器として構成されたＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２１、及び処理室１内の圧力をモニタする圧力監視手段としての圧力センサ２３が設けられている。真空ポンプ２２を作動させ、ＡＰＣバルブ２１を開くことで、処理室１を真空排気することが可能なように構成されている。また、ＡＰＣバルブ２１は、弁の開度を調整することで処理室１
内の圧力を調整することが可能なように構成されている。主に、排気ライン２０、ＡＰＣバルブ２１、真空ポンプ２２、圧力センサ２３により真空排気手段が構成される。なお、図示はしていないが、搬送室３０、ロードロック室にも処理室１と同様な真空排気手段が設けられている。
【００１７】
また、本実施形態にかかる基板処理装置は、基板処理装置の各部の動作を制御する制御手段としてのコントローラ４０を備えている。コントローラ４０は、ＭＦＣ１２、開閉バルブ１１、真空ポンプ２２、ＡＰＣバルブ２１、ゲートバルブ５にそれぞれ接続されており、ＭＦＣ１２、開閉バルブ１１、真空ポンプ２２、ＡＰＣバルブ２１、ゲートバルブ５の動作をそれぞれ制御するように構成されている。
【００１８】
また、コントローラ４０は圧力センサ２３に接続されており、圧力センサ２３によりモニタされる処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）を受信することが可能なように構成されている。ここでｔとは、排気ライン２０による処理室１内の真空排気の開始直後からの経過時間（単位：秒）である。処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）は、経過時間ｔに伴って変化する。
【００１９】
また、コントローラ４０は、ＨＤＤやフラッシュメモリ等の図示しない記憶手段を備えている。コントローラ４０は、理論的に算出される処理室１内の圧力（基準圧力）を、かかる記憶手段に保持するように構成されている。
【００２０】
本実施形態においては、理論的に算出される処理室１内の圧力（基準圧力）として、以下の（１）式により算出されるＰ（ｔ）を用いる。（１）式においては、排気ライン２０による排気開始直後からの経過時間がｔ（単位：秒）であり、排気開始時における処理室１内の初期圧力がＰ０（単位：Ｐａ）であり、排気ライン２０の排気速度がＳ（単位：ｍ３／秒）であり、処理室１内の体積がＶ（単位：ｍ３）である。
Ｐ（ｔ）＝Ｐ０・ｅｘｐ｛−（ｔ・Ｓ）／Ｖ｝      ・・・（１）
【００２１】
上記（１）式において、排気ライン２０の排気速度であるＳは、真空ポンプ２２の排気速度がＳ１（単位：ｍ３／秒）であり、排気ライン２０の排気コンダクタンスがＣ（単位：ｍ３／秒）である場合には、以下の（２）式により理論的に算出される。
１／Ｓ＝１／Ｃ＋１／Ｓ１      ・・・（２）
【００２２】
上記（２）式において、排気ライン２０の排気コンダクタンスＣは、排気ライン２０の排気管の内径がｄ（単位：ｍ）であり、排気管の長さがＬ（単位：ｍ）であり、処理室１内の平均圧力がＰ１（単位：Ｐａ）である場合には、以下の（３）式により算出される。
Ｃ＝１３４９・ｄ４・Ｐ１／Ｌ      ・・・（３）
【００２３】
実際の基板処理装置においては、処理室１内の排気を大気圧付近から開始する場合に、排気コンダクタンスの大きい粗引き排気ラインにより一定圧力以下まで粗引き排気した後、排気コンダクタンスの小さいメイン排気ラインにより目標の圧力までメイン排気するよう排気ラインを切り替えて、真空ポンプ２２の負担を軽減させている。本実施形態においては、このような切り替えを想定して、排気速度Ｓのパラメータ化を、粗引き排気時とメイン排気時との双方について予め実施しておく。つまり、粗引き排気時及びメイン排気時の排気コンダクタンスＣを上述の式（３）に基づいてそれぞれ算出しておくと共に、算出したこれらの排気コンダクタンスＣを上述の式（２）に代入することにより、粗引き排気時及びメイン排気時の理論的な排気速度Ｓをそれぞれ算出しておく。算出された理論的な排気速度Ｓは、読み出し可能なパラメータとして上述の記憶手段に保持される。
【００２４】
コントローラ４０は、処理室１内の真空排気時に、理論的に算出される処理室１内の圧
力Ｐ（ｔ）と、圧力センサ２３によりモニタされる処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）とを比較し、その比較結果から処理室１内の真空度の妥当性を判断する解析手段５０を有している。
【００２５】
解析手段５０は、排気ライン２０による処理室１内の排気開始後、所定の時間間隔（例えば１秒間隔）にて圧力Ｐ（ｔ）を算出するように構成されている。すなわち、解析手段５０は、排気ラインの排気速度Ｓをコントローラ４０の記憶手段から読み出し、経過時間ｔ及び処理室１内の体積Ｖと共に上述の式（１）に代入することにより、圧力Ｐ（ｔ）を算出するように構成されている。なお、処理室１内の排気が粗引き排気からメイン排気へ切り替えられた場合には、解析手段５０は、切り替え後の排気ラインの排気速度Ｓを記憶手段から読み出し、これを用いて圧力Ｐ（ｔ）を算出する（Ｐ（ｔ）算出のためのパラメータを切り替える）ように構成されている。
【００２６】
解析手段５０は、圧力Ｐ（ｔ）の算出と同時に、圧力センサ２３から処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）を受信して、圧力Ｐ（ｔ）と圧力Ｄ（ｔ）とを比較するように構成されている。そして、圧力Ｐ（ｔ）と圧力Ｄ（ｔ）との差（Ｐ（ｔ）−Ｄ（ｔ））が所定の値を超えた場合には、処理室１にリークが存在するか、経時劣化等により排気ライン２０の排気能力が低下しているものと判断するように構成されている。
【００２７】
図４（ａ）に、理論的に算出される処理室１内の圧力Ｐ（ｔ）、及び圧力センサ２３によりモニタされる処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）のグラフ図を例示する。図４（ａ）においては、真空排気の開始から約７０秒経過後にその傾き（すなわち排気速度）が変化しているが、これは処理室１内の排気を、排気コンダクタンスの大きい粗引き排気から、排気コンダクタンスの小さいメイン排気へと切り替えたことを示している。図４（ａ）によれば、粗引き排気中（処理室１内の圧力が１０００Ｐａを超える領域）及びメイン排気への切り替え直後（処理室１内の圧力が１００Ｐａを超える領域）において、圧力Ｐ（ｔ）と圧力Ｄ（ｔ）とが非常に良好な相関関係を示している。しかしながら、処理室１内の圧力が１００Ｐａ以下である領域では、圧力Ｄ（ｔ）が圧力Ｐ（ｔ）に追従しなくなっており（圧力Ｄ（ｔ）が圧力Ｐ（ｔ）よりも大きくなっており）、処理室１におけるリーク（処理室１内への外気の巻き込み）の存在を示唆している。なお、圧力Ｄ（ｔ）と圧力Ｐ（ｔ）との差は、リーク量（外気の巻き込み量）に相当する。図４（ｂ）に、処理室１内の圧力が１００Ｐａ以下である領域の部分拡大図を例示する。
【００２８】
圧力Ｄ（ｔ）と圧力Ｐ（ｔ）との差ｄＦ（ｔ）（＝Ｄ（ｔ）−Ｐ（ｔ））が所定の値を超えた場合には、解析手段５０は、処理室１にリークが存在するか、排気ライン２０の排気能力が低下しているものと判断するように構成されている。また、圧力Ｄ（ｔ）と圧力Ｐ（ｔ）との差ｄＦ（ｔ）が所定の値以下であった場合には、解析手段５０は、処理室１にリークが存在せず、排気ライン２０の排気能力に問題ないものと判断するように構成されている。また、解析手段５０は、圧力Ｄ（ｔ）と圧力Ｐ（ｔ）との差ｄＦ（ｔ）を単位時間あたりの平均値として算出することにより、処理室１内の真空排気中に、処理室１のリーク量や排気ライン２０の排気能力の低下量を取得して監視することが可能なように構成されている。
【００２９】
（２）基板処理工程
続いて、本実施形態にかかる基板処理工程について図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ４０により制御される。
【００３０】
まず、真空ポンプ２２を作動させ、開閉バルブ１１、ＡＰＣバルブ２１を開け、ガス供給ライン１０により処理室１内に不活性ガスを供給しつつ排気ライン２０より排気し、処
理室１内の圧力を所定の圧力、すなわち搬送室３０内の圧力と同程度の圧力とする。例えば、大気圧下でウエハ６を搬送する場合は、処理室１内、搬送室３０内の圧力を大気圧とする。そして、ゲートバルブ５を開け、処理室１と搬送室３０とを連通させる。そして、基板搬送手段３１により、ロードロック室から搬送室３０内へ搬送したウエハ６を処理室１内に搬入して支持台３上に載置し、ゲートバルブ５を閉める（Ｓ１）。
【００３１】
続いて、開閉バルブ１１を閉めた状態で、真空ポンプ２２を作動させ、ＡＰＣバルブ２１を開けることにより、排気ライン２０により処理室１内を真空排気する。また、加熱手段としてのヒータ４によるウエハ６の加熱を開始する。
【００３２】
なお、処理室１内を真空排気すると同時に、解析手段５０は、理論的に算出される処理室１内の圧力Ｐ（ｔ）と、圧力センサ２３によりモニタされる処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）とを比較する。すなわち、解析手段５０は、排気ライン２０による処理室１内の排気開始後、所定の時間間隔（例えば１秒間隔）にて圧力Ｐ（ｔ）を算出すると同時に、処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）を圧力センサ２３から受信して、圧力Ｐ（ｔ）と圧力Ｄ（ｔ）とを比較する（Ｓ２）。
【００３３】
そして、解析手段５０は、圧力センサ２３によりモニタされる処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）と、理論的に算出される処理室１内の圧力Ｐ（ｔ）との差ｄＦ（ｔ）が所定の値を超えた場合には、処理室１にリークがあるものと判断する。また、圧力センサ２３によりモニタされる処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）と、理論的に算出される処理室１内の圧力Ｐ（ｔ）との差ｄＦ（ｔ）が所定の値以下である場合には、解析手段５０により処理室１にリークがないものと判断する（Ｓ３）。
【００３４】
解析手段５０により処理室１にリークがないものとの判断がなされ、また、処理室１内の圧力が所定の圧力まで減圧されたら、ガス供給ライン１０により処理室１内に処理ガスを供給してウエハ６を処理する（Ｓ４）。すなわち、ウエハ６に対し薄膜の形成や熱処理等の処理を行う。具体的には、開閉バルブ１１を開け、ＭＦＣ１２により流量制御しながらガス供給ライン１０から処理室１内に処理ガスを供給する。処理室１内に供給された処理ガスは、ウエハ６の表面に供給されてウエハ６の表面を処理した後に、排気ライン２０から排気される。なお、解析手段５０により処理室１にリークがあるものと判断されたら、ウエハ６の処理（Ｓ４）を実施せずに、排気ライン２０による処理室１内の真空排気を継続しながら、再度真空度の妥当性の判断を実施する（Ｓ２）。
【００３５】
ウエハ６の処理が完了したら、ＡＰＣバルブ２１を開けたまま開閉バルブ１１を開け、ガス供給ライン１０により処理室１内に不活性ガスを供給しつつ排気ライン２０より排気することで処理室１内をパージし、処理室１内の雰囲気を不活性ガスに置換する。その後、ＡＰＣバルブ２１を閉めて処理室１内の圧力を大気圧へと戻す（Ｓ５）。
【００３６】
その後、ゲートバルブ５を開けて処理室１と搬送室３０とを連通させ、基板搬送手段３１により処理室１内のウエハ６を搬送室３０内へと搬出し（Ｓ６）、ロードロック室へ搬送して本実施形態にかかる基板処理工程を終了する。
【００３７】
（３）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、排気ライン２０により処理室１内を真空排気すると同時に、コントローラ４０の有する解析手段５０により処理室１内の真空度の妥当性（すなわち、処理室１の気密性や排気ライン２０の排気能力の低下の有無）を判断する。これにより、基板処理工程の実行に要する時間を短縮させ、基板処理の生産性を向上させることが可能となる。
【００３８】
参考までに従来の基板処理工程を図２に示す。従来は、ウエハ６を処理室１内に搬入した後（工程Ｓ１の後）、開閉バルブ１１を閉めた状態でＡＰＣバルブ２１を開け、真空ポンプ２２を作動させ、排気ライン２０により処理室１内の圧力が所定の圧力になるまで排気していた（Ｓ２ａ）。その後、ＡＰＣバルブ２１を閉めて処理室１を閉塞し、閉塞状態の処理室１内の圧力上昇値を測定するビルドアップ法を実施することにより、処理室１におけるリークの有無を判定していた（Ｓ２ｂ、Ｓ３）。なお、工程Ｓ１，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６は、上述の実施形態と同じである。
【００３９】
上述したように、かかる工程Ｓ２ｂを実施するには、通常数分から数十分を要する。そのため、基板処理工程の実行に要する時間が長くなってしまい、基板処理の効率が悪化してしまう場合があった。本実施形態によれば、排気ライン２０により処理室１内を真空排気すると同時に、解析手段５０により処理室１内の真空度の妥当性を判断するため、工程Ｓ２ｂを別途実施する必要がなくなり、基板処理工程の実行に要する時間を短縮させることが可能となる。
【００４０】
＜本発明の他の実施形態＞
本実施形態においては、理論的に算出される処理室１内の圧力（基準圧力）として、上述の（１）式に基づいて算出される圧力Ｐ（ｔ）を用いずに、処理室１にリークがない状態、すなわち基板処理装置のハードウェア構成及び排気能力が正常な状態で処理室１内を真空排気することで事前に測定した圧力Ｐ’（ｔ）を用いる点が、上述の実施形態とは異なる。他の構成は、上述の実施形態と同様である。
【００４１】
なお、本実施形態にかかる圧力Ｐ’（ｔ）は、例えばビルドアップ法等により処理室１にリークがないことを事前に確認した後、処理室１にリークがない状態で、また真空ポンプ２２の排気能力が正常な状態で、排気ライン２０による処理室１内の排気開始後、所定の時間間隔にて処理室１内の圧力を圧力センサ２３から受信することにより事前に測定された圧力である。そして、測定された圧力Ｐ’（ｔ）は、解析手段５０による読み出しが可能なように上述の記憶手段に保持される。
【００４２】
そして、本実施形態にかかる解析手段５０は、排気ライン２０による排気開始後、所定の時間間隔（例えば１秒間隔）にて上述の記憶手段から圧力Ｐ’（ｔ）を読み出し、圧力Ｐ’（ｔ）を読み出すと同時に圧力センサ２３から処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）を受信して、圧力Ｐ’（ｔ）と圧力Ｄ（ｔ）とを比較するように構成されている。そして、解析手段５０は、圧力Ｐ’（ｔ）と圧力Ｄ（ｔ）との差ｄＦ’（ｔ）（＝Ｐ’（ｔ）−Ｄ（ｔ））が所定の値を超えた場合には、処理室１にリークが存在するか、排気ライン２０の排気能力が低下しているものと判断するように構成されている。また、圧力Ｄ（ｔ）と圧力Ｐ’（ｔ）との差ｄＦ’（ｔ）が所定の値以下であった場合には、解析手段５０は、処理室１にリークが存在せず、排気ライン２０の排気能力に問題ないものと判断するように構成されている。
【００４３】
排気ライン２０の排気コンダクタンスＣ等を正確に求めることが困難な場合には、上記（１）式に基づいて理論的に算出される処理室１内の圧力Ｐ（ｔ）は、リークのない処理室１内を排気ライン２０により排気したときの実際の圧力Ｄ（ｔ）（圧力センサ２３によりモニタされる処理室１内の圧力）とは若干異なってしまう場合がある。本実施形態によれば、上記（１）式に基づいて算出した処理室１内の圧力Ｐ（ｔ）を用いる必要がないため、排気ライン２０の排気コンダクタンスＣ等を正確に求めることが困難な場合であっても、真空度の妥当性（すなわち、処理室１の気密性）を正確に判断することが可能となる。
【００４４】
＜本発明のさらに他の実施形態＞
本実施形態においては、理論的に算出される処理室１内の圧力（基準圧力）として、上述の（１）式に基づいて算出される圧力Ｐ（ｔ）を用いずに、処理室１にリークがない状態で処理室１内を真空排気することで測定した排気ライン２０による実効排気速度Ｓ’（ｔ）に基づいて事前に算出される圧力Ｐ’’（ｔ）を用いる点が、上述の実施形態とは異なる。他の構成は、上述の実施形態と同様である。
【００４５】
なお、上述の排気ライン２０による実効排気速度Ｓ’（ｔ）は、上述の実施形態にて示した圧力Ｐ’（ｔ）を、上記（１）式に代入することにより算出される。すなわち、処理室１にリークがない状態で処理室１内を真空排気することで事前に測定した圧力Ｐ’（ｔ）を上記（１）式に代入し、両辺の対数をとることにより得られる（５）式により算出される。なお、このように算出された実効排気速度Ｓ’（ｔ）は、解析手段５０による読み出しが可能なように上述の記憶手段に保持される。
Ｐ’（ｔ）＝Ｐ０・ｅｘｐ｛−（ｔ・Ｓ’（ｔ））／Ｖ｝
ｌｎＰ’（ｔ）＝ｌｎＰ０＋｛−（ｔ・Ｓ’（ｔ））／Ｖ｝
（ｔ・Ｓ’（ｔ））／Ｖ＝ｌｎＰ０−ｌｎＰ’（ｔ）
（ｔ・Ｓ’（ｔ））／Ｖ＝ｌｎ｛Ｐ０／Ｐ’（ｔ）｝
Ｓ’（ｔ）＝｛Ｖ・ｌｎ（Ｐ０／Ｐ’（ｔ））｝／ｔ      ・・・（５）
【００４６】
そして、本実施形態にかかる解析手段５０は、排気ライン２０による排気開始後、所定の時間間隔（例えば１秒間隔）にて上述の記憶手段からＳ’（ｔ）を読み出し、読み出したＳ’（ｔ）を上記（１）式に代入することにより圧力Ｐ’’（ｔ）を算出するように構成されている。そして、解析手段５０は、圧力Ｐ’’（ｔ）を算出すると同時に、処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）を圧力センサ２３から受信して、算出した圧力Ｐ’’（ｔ）と圧力Ｄ（ｔ）とを比較するように構成されている。そして、解析手段５０は、圧力Ｐ’’（ｔ）と圧力Ｄ（ｔ）との差ｄＦ’’（ｔ）（＝Ｐ’’（ｔ）−Ｄ（ｔ））が所定の値を超えた場合には、処理室１にリークが存在するか、排気ライン２０の排気能力が低下しているものと判断するように構成されている。また、圧力Ｄ’’（ｔ）と圧力Ｐ（ｔ）との差ｄＦ’’（ｔ）が所定の値以下であった場合には、解析手段５０は、処理室１にリークが存在せず、排気ライン２０の排気能力に問題ないものと判断するように構成されている。
【００４７】
排気ライン２０の排気コンダクタンスＣ等を正確に求めることが困難な場合には、上記（２）〜（３）式に基づいて算出される排気ライン２０の排気速度Ｓは、実際の排気ライン２０の実効排気速度Ｓ’（ｔ）とは若干異なってしまう場合がある。本実施形態によれば、上記（２）〜（３）式に基づいて算出した排気ライン２０の排気速度Ｓを用いる必要がないため、排気ライン２０の排気コンダクタンスＣ等を正確に求めることが困難な場合であっても、真空度の妥当性（すなわち、処理室１の気密性や排気ライン２０の排気能力の低下の有無）を正確に判断することが可能となる。
【００４８】
＜本発明のさらに他の実施形態＞
本実施形態においては、解析手段５０は、処理室１内の真空排気時に、理論的に算出される処理室１内の圧力Ｐ（ｔ）と、圧力センサ２３によりモニタされる実際の処理室１内の圧力Ｄ（ｔ）とを比較し、その比較結果から、外気から処理室１内への雰囲気の漏れ量を算出するように構成されている。
【００４９】
具体的には、解析手段５０は、理論的に算出される処理室１内の圧力Ｐ（ｔ）と、圧力センサ２３によりモニタされる実際の処理室１内の圧力Ｄ（ｔ）との差をｄＦ（ｔ）とし、排気開始後ｎ秒間における圧力差の総和Ｆを以下の（６）式により算出するように構成されている。
Ｆ＝ｄＦ（１）＋ｄＦ（２）＋ｄＦ（３）・・・＋ｄＦ（ｎ）
＝ΣｄＦ（ｔ）      ｔ＝１〜ｎ      ・・・（６）
【００５０】
そして、解析手段５０は、式（６）により算出した圧力差の総和Ｆを、処理室１の単位体積当たりに換算し、処理室１におけるリーク量（処理室１内への外気流入量）として規格化することが可能なように構成されている。
【００５１】
本実施形態によれば、規格化されたリーク量を監視することにより、基板処理装置の信頼性（すなわち、処理室１の気密性や排気ライン２０の排気能力の低下の有無）を正確に判断することが可能となる。すなわち、規格化されたリーク量が所定量を超えた場合には、処理室１にリークが存在するか、排気ライン２０の排気能力が低下しているものと判断することができる。また、所定量以下であった場合には、処理室１にリークが存在せず、排気ライン２０の排気能力に問題ないものと判断することができる。
【００５２】
＜本発明のさらに他の実施形態＞
本実施形態にかかる解析手段５０は、処理室１内の真空排気時に、理論的に算出される排気速度（基準排気速度）と実際の排気速度Ｓｄとを比較し、その比較結果から処理室１内の真空度の妥当性を判断するように構成されている点が、上述の実施形態とは異なる。他の構成は、上述の実施形態と同様である。
【００５３】
理論的に算出される排気速度としては、上述の式（２）及び式（３）により理論的に算出された排気速度Ｓを用いることができる。排気速度Ｓは、解析手段５０による読み出しが可能なパラメータとして、上述の記憶手段に保持される。
【００５４】
実際の排気速度Ｓｄとしては、圧力センサ２３によりモニタされる処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）を式（５）に代入することにより算出される排気速度（＝｛Ｖ・ｌｎ（Ｐ０／Ｄ（ｔ））｝／ｔ）を用いることができる。
【００５５】
解析手段５０は、排気ライン２０による排気開始後、所定の時間間隔（例えば１秒間隔）にて、理論的に算出された排気速度（基準排気速度）Ｓを上述の記憶手段から読み出すと同時に、圧力センサ２３から処理室１内の実際の圧力Ｄ（ｔ）を受信して実際の排気速度Ｓｄ（ｔ）を算出するように構成されている。そして、解析手段５０は、読みだした排気速度Ｓと算出した排気速度Ｓｄとを比較することにより、処理室１内の真空度の妥当性（すなわち、処理室１の気密性や排気ライン２０の排気能力の低下の有無）を判断するように構成されている。すなわち、解析手段５０は、排気速度Ｓと排気速度Ｓｄとの速度差（排気速度Ｓ−排気速度Ｓｄ）が所定値を超えた場合には、処理室１にリークが存在するか、排気ライン２０の排気能力が低下しているものと判断するように構成されている。また、速度差が所定値以下であった場合には、処理室１にリークが存在せず、排気ライン２０の排気能力に問題ないものと判断するように構成されている。
【００５６】
本実施形態によれば、排気ライン２０により処理室１内を真空排気すると同時に、コントローラ４０の有する解析手段５０により基板処理装置の信頼性（すなわち、処理室１の気密性や排気ライン２０の排気能力の低下の有無）を確認することができ、基板処理装置の安定稼働に寄与することができる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、理論的に算出される排気ライン２０の排気速度として、処理室１にリークがない状態で処理室１内を真空排気することで事前に測定した圧力Ｐ’（ｔ）を式（５）に代入することにより算出される実効排気速度Ｓ’（ｔ）（＝｛Ｖ・ｌｎ（Ｐ０／Ｐ’（ｔ））｝／ｔ）を用いることも可能である。これにより、排気ライン２０の排気コンダクタンスＣ等を正確に求めることが困難な場合であっても、基板処理装置の信頼性（すなわち、処理室１の気密性や排気ライン２０の排気能力の低下の有無）を正
確に判断することが可能となる。
【００５８】
＜本発明のさらに他の実施形態＞
なお、上述の実施形態では、処理室１の真空度妥当性を判断する例について説明したが、本発明は、搬送室３０やロードロック室の真空度妥当性を判断する場合にも適用できる。
【００５９】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００６０】
本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内にガスを供給するガス供給手段と、前記処理室内を真空排気する真空排気手段と、前記処理室内の圧力をモニタする圧力監視手段と、前記処理室に設けられ基板の搬入搬出を行う開口部を閉塞する弁体を開閉する弁体開閉手段と、前記処理室内の真空排気時に、理論的に算出される前記処理室内の圧力と、前記圧力監視手段によりモニタされる実際の前記処理室内の圧力とを比較し、その比較結果から前記処理室内の真空度の妥当性を判断する制御手段と、を有する基板処理装置が提供される。
【００６１】
好ましくは、前記理論的に算出される前記処理室内の圧力は、前記処理室にリークがない状態で前記処理室内を真空排気することで事前に測定した圧力である。
【００６２】
好ましくは、前記理論的に算出される前記処理室内の圧力は、前記処理室にリークがない状態で前記処理室内を真空排気することで測定した前記真空排気手段による実効排気速度に基づいて事前に算出される。
【００６３】
好ましくは、前記測定した実効排気速度を記憶する記憶手段を有する。
【００６４】
本発明の他の態様によれば、処理室内に基板を搬入する工程と、前記処理室内を真空排気する工程と、前記処理室内にガスを供給して基板を処理する工程と、前記処理室内の圧力を大気圧に戻す工程と、前記処理室内から処理後の基板を搬出する工程と、を有し、前記処理室内を真空排気する工程では、理論的に算出される前記処理室内の圧力と、実際の前記処理室内の圧力とを比較し、その比較結果から前記処理室内の真空度の妥当性を判断する半導体装置の製造方法が提供される。
【００６５】
好ましくは、前記理論的に算出される前記処理室内の圧力を、前記処理室にリークがない状態で前記処理室内を真空排気することで事前に測定する工程を有する。
【００６６】
好ましくは、前記理論的に算出される前記処理室内の圧力を、前記処理室にリークがない状態で前記処理室内を真空排気することで測定した実行排気速度に基づいて事前に算出する工程を有する。
【００６７】
好ましくは、前記実行排気速度を記憶手段に記憶する工程を有する。
【００６８】
本発明のさらに他の態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内にガスを供給するガス供給手段と、前記処理室内を真空排気する真空排気手段と、前記処理室内の圧力をモニタする圧力監視手段と、前記処理室に設けられ基板の搬入搬出を行う開口部を閉塞する弁体を開閉する弁体開閉手段と、前記各手段に接続され、前記ガス供給手段、前記真空排気手段、及び前記弁体開閉手段の動作を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記処理室内の真空排気時に、理論的に算出される前記処理室内の圧力と、前記圧力監視手段によりモニタされる実際の前記処理室内の圧力とを比較し、その比較結果から
前記処理室内の真空度の妥当性を判断する解析手段を有する基板処理装置が提供される。
【００６９】
好ましくは、前記理論的に算出される前記処理室内の圧力は、前記処理室にリークがない状態で前記処理室内を真空排気することで事前に測定した圧力である。
【００７０】
好ましくは、前記理論的に算出される前記処理室内の圧力は、前記処理室にリークがない状態で前記処理室内を真空排気することで測定した前記真空排気手段による実効排気速度に基づいて事前に算出される。
【００７１】
好ましくは、前記測定した実効排気速度を記憶する記憶手段を有する。
【００７２】
好ましくは、前記解析手段は、前記処理室内の真空排気時に、理論的に算出される前記処理室内の圧力と、前記圧力監視手段によりモニタされる実際の前記処理室内の圧力とを比較し、その比較結果から、外気から前記処理室内への雰囲気の漏れ量を算出する。
【００７３】
本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内にガスを供給するガス供給手段と、前記処理室内を真空排気する真空排気手段と、前記処理室内の圧力をモニタする圧力監視手段と、前記処理室に設けられ基板の搬入搬出を行う開口部を閉塞する弁体を開閉する弁体開閉手段と、前記各手段に接続され、前記ガス供給手段、前記真空排気手段、及び前記弁体開閉手段の動作を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記処理室内の真空排気時に、理論的に算出される排気速度と、前記圧力監視手段によりモニタされる実際の前記処理室内の圧力から算出される実際の排気速度とを比較し、その比較結果から前記処理室内の真空度の妥当性を判断する解析手段を有する基板処理装置が提供される。
【００７４】
好ましくは、前記理論的に算出される前記処理室内の圧力は、前記処理室にリークがない状態で前記処理室内を真空排気することで測定した前記真空排気手段による実効排気速度に基づいて事前に算出される。
【００７５】
好ましくは、前記測定した実効排気速度を記憶する記憶手段を有する。
【００７６】
本発明のさらに他の態様によれば、基板を処理する処理室と、基板を収容するロードロック室と、前記処理室と前記ロードロック室との間に設けられ前記各室間で基板を搬送する搬送室と、前記ロードロック室内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、前記ロードロック室内を真空排気する真空排気手段と、前記ロードロック室内の圧力をモニタする圧力監視手段と、前記搬送室と前記ロードロック室との間に設けられ基板の搬入搬出を行う開口部を閉塞する弁体を開閉する弁体開閉手段と、前記ロードロック室の真空排気時に、理論的に算出される前記ロードロック室内の圧力と、前記圧力監視手段によりモニタされる実際の前記ロードロック室内の圧力とを比較し、その比較結果から前記ロードロック室内の真空度の妥当性を判断する制御手段と、を有する基板処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概略構成図である。
【図２】従来の基板処理工程のフロー図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。
【図４】（ａ）は理論的に算出される処理室内の圧力、及び圧力センサによりモニタされる実際の処理室内の圧力のグラフ図を示し、（ｂ）は図４（ａ）の部分拡大図を示す。
【符号の説明】
【００７８】
１      処理室
５      ゲートバルブ（弁体開閉手段）
６      ウエハ（基板）
１０    ガス供給ライン（ガス供給手段）
２０    排気ライン（真空排気手段）
２３    圧力センサ（圧力監視手段）
３０    搬送室
４０    コントローラ（制御手段）
５０    解析手段
【図１】
2009253087.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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