JPH0573326B2

JPH0573326B2 -

Info

Publication number: JPH0573326B2
Application number: JP62253556A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ehata; Juji Matsunaga
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1993-10-14
Also published as: JPS63126216A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、半導体の気相成長装置に係り、特に
１回の気相成長を遂行するための複数のシーケン
スプロセスにおいて、各シーケンスプロセスに対
しそれぞれ必要とされるプロセスパラメータとし
て時間、ガスおよび温度に関する情報を１組にし
て備えるプロセスプログラムを単位として形成
し、オペレータがこのプロセスプログラムを単位
としてこれを対話形式により修正しながら実行で
きるよう構成した汎用性のある自動制御可能な半
導体気相成長装置に関する。〔従来の技術〕今日、半導体チツプの製造法として、半導体の
ウエハ上に気相成長を行う気相成長装置が多用さ
れるようになると共に、この種装置の運転につい
てその自動化が要求されるようになつた。現在使
用されている気相成長装置としては、反応炉内の
プロセス進行を指示するシーケンスプログラム
（以下プロセスプログラムと称する）をピンボー
ドスイツチ等によりシーケンスの進行を指定する
方式が一般的に採用されている。この場合、使用
ガスの流量の指定、炉内温度の指定については、
制御装置に取付けられている可変抵抗器をオペレ
ータが調節して設定するものであり、制御に際し
多くの熟練と経験を伴う判断要素が存在する。例
えば、第１図はのピンボードスイツチ方式により
反応炉内のプロセスの進行を制御するように構成
したシステムを示す。第１図において、ピンボー
ドスイツチの設定パネルＡ上にはプロセスプログ
ラムPPi（ｉ＝１〜17）毎にそれらの遂行される
順番にピンが挿入され、また各指定された順番の
プロセスプログラムのシーケンス時間が時、分、
秒の単位で設定できるようになつている。また、
リレーラダー回路Ｂには、シーケンスの順序すな
わちstep、、…、に対応してプロセスプ
ログラムPP２、PP３、PP１、PP４、PP６、
PP５、PP７の順にその内容を有効にするという
指令が与えられ、各指令のプロセスに対応する弁
装置等への制御信号が与えられるようになつてい
る。しかしながら、このピンボードスイツチ方式
による制御では、各プロセスシーケンスの時間を
設定できるのみであり、そのプロセスにおいて使
用されるガスの流量や炉内温度は別の制御対象
（可変抵抗器）で設定しなければならない。また、第１図に示すピンボードスイツチ方式の
他に、汎用のシーケンスコントローラを使用する
制御方式も実施されているが、これらの制御方式
においても流量や温度を直接プログラムされたデ
ータによつて指定するものではなく、可変抵抗器
等の設定器を備えている。このような観点から、オペレータの作業を可能
な限り少なくするため、ガス流量、温度および時
間の如きプロセスパラメータをコンピユータによ
るDDC方式で行う制御システムが提案されてい
る。〔発明が解決しようとする問題点〕今日、半導体の製造工程は、素材からチツプと
して完成するまで、他産業に比べて非常に多くの
工程を要し、気相成長工程はその一部である。
種々の工程は、チツプとして完成に至る関係にお
いて有機的に結合され、単独である１つの工程部
分を担当する装置を大幅に増設したりすること
は、製造工程やラインのバランスの点から困難で
ある。また、今日における耐えざる半導体チツプの集
積度増大化の要求、精度向上の要求が厳しいた
め、半導体製造装置の技術開発においては、例え
ばCVD反応炉内での物理・化学的現象の解明、
新しい測定方法の開発等が複雑に影響しつつ進行
している。特に、気相成長装置の場合、膜厚等に
対するデータの修正や補正といつた作業が装置の
稼働状況の中で要求される。具体例を示せば次の
通りである。バブラータンクの液量変化により、膜厚の成
長速度が変るため、オペレータは定期点検を行
うと共にソースガス流量またはシーケンス時間
の変更もしくは修正によつてこれに対応しなけ
ればならない。ウエハ載置用のサセプタ全面に対し均一な温
度分布が保証されないと、膜厚分布、比抵抗分
布が悪くなるが、その原因としてサセプタ製造
時のバラツキ等があり、誘導加熱コイルのピツ
チ調整等により均熱調整を行わなければならな
い。特に、サセプタの新規交換に際し、既存の
プロセスプログラムを利用してサセプタを昇温
させる場合、ガスを排除して温度調整を行う操
作が必要であり、この操作は数回行うことによ
つて良好な均熱分布が得られる。また、均熱分
布が良好であつても、必ずしも良好な製品が得
られるとは限らないため、モニタウエハ（評価
用ウエハ）を投入して、一度膜付けを行い、そ
の結果バラツキが大きければ再度均熱調整、昇
温等のサイクルを繰返す。気相成長プロセスの中で、ウエハに対する膜
厚および比抵抗の仕様が変更された場合、モニ
タウエハをサセプタ上に２、３枚に載置し、試
験プロセスを実行させて規格に合うための処理
条件を種々変化させながらこれを決定するプロ
セス技術者による評価作業とオペレータによる
データ修正作業が必要である。ウエハ上に気相成長膜を生成させることは、
サセプタ上にも成長膜が生成され、この生成さ
れた膜がウエハに対し悪影響を及ぼす（オート
ドーピング）ので、この生成膜層を除去するこ
とが必要である。この場合、オペレータは反応
炉内のサセプタ上の膜の除去状態を監視し、そ
の除去具合が悪ければ制御の一時停止（シーケ
ンスホールド）を行つて膜の除去作業を継続さ
せる必要がある。なお、サセプタの寿命は、昇
温時間やサイクル数によつて著しく影響を受け
るため、サセプタを定期的に交換しなければな
らない。この場合、新たなサセプタは、反応炉
の前で温度を測定しながら徐々に出力を上昇さ
せ、温度衝撃を少なくする必要があり、このた
め予め定めた昇温プロセス中のパラメータをオ
ペレータが現場で修正する作業も必要となる。しかしながら、従来のピンボードスイツチ方式
やシーケスコントローラを使用する制御方式で
は、前述したようにある一定の品質のチツプを製
造するに際して、半導体気相成長装置の運転には
ガス流量や温度条件に関して多くの条件設定の変
更を繰返し行う必要があるため、プロセスプログ
ラムの順番やそのシーケンス時間はプログラマブ
ルに設定してもガス流量や炉内温度については別
に設けた設定器（可変抵抗器等）でオペレータが
直接操作するようになつている。このことは、オ
ペレータの立場から見ると、安心して反応炉の操
作を遂行できるという利点はあるが、適正条件が
得られる場合の記録やこれらとシーケンス内容と
の関係を直ちに判別できないため、装置の運転に
際してオペレータの判断要素が制御操作の大部分
を占めている。また、ガス流量、温度および時間等をプロセス
パラメータとして設定し、コンピユータによる
DDC方式で行う制御システムでは前述したよう
な条件設定の変更を行うにはプロセスプログラム
の内容を修正する必要があり、プロセスプログラ
ムの内容修正のためのプログラムをシーケンスプ
ログラムの一部として含むようにシステムプログ
ラムを構築しなければならない。しかしながら、
この種の制御システムでは、予め設定されたプロ
セスプログラムの実行が開始されると、途中で運
転停止を行うか１回の処理操作を完了するまでプ
ロセスプログラムの内容修正を行うことができな
い。このため、前述したような条件設定の変更を
簡便に行うことができないので、製品の歩留りが
低下するばかりでなく、装置の稼働率も低減する
という欠点を有する。さらに、この種の半導体気相成長装置にあつて
は、通常複数の反応炉を備えたものを使用し、こ
れらの反応炉をそれぞれ順次サイクル運転するこ
とによつて、生産性の向上が図られる。しかしな
がら、この場合、各反応炉の１サイクル動作につ
いては、炉内の温度を所定温度に保持する加熱工
程に対し、その加熱の前後において炉内のガス雰
囲気を調整するための多くの処理時間を要し、特
に各反応炉毎に一連のプロセスプログラムで制御
する場合、次の反応炉の動作開始まで多大な時間
を要する難点がある。そこで、本発明の目的は、１回の気相成長を遂
行するための複数のシーケンスプロセスにおい
て、各シーケンスプロセスに対しそれぞれ必要と
されるプロセスパラメータとしての時間、ガス、
温度に関する情報をプロセスプログラムとしてス
トアし、このプロセスプログラムを単位としてオ
ペレータがその内容を呼び出してこれを表示手段
に表示させ、各プロセスパラメータの修正を可能
としかつその内容をリアルタイムで実行可能とす
ると共に、複数の反応炉を順次サイクル動作させ
るに際し第１の反応炉の加熱終了と同時に第２の
反応炉の加熱開始を行えるように加熱工程の切換
タイミングを連続的に設定し、従つてこの加熱工
程の切換タイミングの前後において第１の反応炉
と第２の反応炉とはそれぞれ炉内のガス雰囲気調
整に関し一連のプロセスプログラムをパラレルに
実行し、複数の反応炉のサイクル運転を効率的に
実現することができる半導体気相成長装置を提供
するにある。〔問題点を解決するための手段〕本発明に係る半導体気相成長装置は、シリコン
等の基板上に気相成長を行わしめる複数個の反応
炉と、前記各基板をそれぞれ加熱する手段と、気
相成長に必要な各種ガス源と前記各反応炉との間
を接続する管路網と、該管路網上に設けられ前記
各種ガスに対しその所望量を前記各反応炉に導く
ように前記管路網を形成せしめる弁装置とこの弁
装置のオン、オフないしはその開度を制御するた
めの信号および前記各加熱手段を制御する信号を
与える制御装置とからなる半導体気相成長装置に
おいて、各反応炉に配置される基板に対しそれぞれ加熱
手段を配置すると共に、前記各加熱手段を共通の
加熱電力供給用の電源に選択的に接続する切換ス
イツチと前記各反応炉をそれぞれ起動させる起動
スイツチとを設け、さらに前記制御装置は、 (a) 各反応炉でそれぞれ実行されるプロセスプロ
グラム群を有すると共に、 (b) 第１の反応炉の第１の起動スイツチが付勢さ
れた後に対応する第１のプロセスプログラム群
の加熱終了までの時間と、 (c) 前記第１の反応炉に続く第２の反応炉に対応
する第２のプロセスプログラム群のプロセス開
始から加熱開始指令までの時間と、および (d) 前記第２の反応炉に対応する第２の起動スイ
ツチが付勢された時刻とから、前記第１の反応炉への加熱電力供給終了後
に第２の反応炉への加熱電力供給が開始されるよ
うに、前記第２の反応炉のプロセスシーケンス開
始時刻を設定する演算部を設けることを特徴とす
る。〔作用〕本発明に係る半導体気相成長装置によれば、反
応炉における加熱とガスの供給とを行うに際し、
ガスの供給をその管路網に設けた弁装置のオン、
オフないしその開度により制御し、また加熱手段
を所定の信号で制御するよう構成し、この場合１
回の気相成長に係る実際の各シーケンスプロセス
に対応して必要とされるシーケンス時間とこのシ
ーケンス時間内において供給されるガスの種類お
よびその流量と炉内で実現すべき温度に関する情
報をそれぞれパラメータデータとしてストアして
プロセスプログラムを形成してこれらによりプロ
セスプログラム群を構築し、各プロセスプログラ
ムは任意に呼び出してこれを対話形式で修正可能
とすると共に直ちにこれを稼働中のプロセスにお
いて実行させることができるようシステム構成さ
れ、これにより実際の物理的・化学的過程での各
シーケンスプロセスの変化に対応した操作を円滑
に行うことができる。特に、本発明装置において
は、複数の反応炉を順次サイクル運転するに際
し、第１の反応炉の加熱終了に伴い第２の反応炉
の加熱開始を行うことができるように、第１の反
応炉に対するプロセスプログラム群と第２の反応
炉に対するプロセスプログラム群との各プロセス
プログラムの一部をパラレスに実行し得るように
構成することにより、加熱工程が各反応炉に対し
順次連続的にサイクル動作して、加熱電力の効率
的な利用とサイクル時間の短縮を図り、装置の稼
働率を向上することができる。〔実施例〕次に、本発明に係る半導体気相成長装置の実施
例につき第２図以下の添付図面を参照して説明す
る。第２図は、本発明半導体気相成長装置の一実施
例を示す外観図である。第２図において、参照符
号１１は高周波発生部、１２，１３は反応炉Ｒ
１，Ｒ２を備えた気相成長装置の本体である。参
照符号１４は制御部であつて、各反応炉内へのガ
ス流量、各炉内温度等を制御し、また１４は制御
部１４の操作パネルであり、操作用キー入力部、
デイスプレイユニツト等を含む。その詳細を第５
図に示す。参照符号１２Ａ，１３Ａは反応炉Ｒ
１，Ｒ２の開閉等の操作を行うための操作盤であ
る。第３図は、第２図に示した気相成長装置におけ
る操作の遂行される部分を説明する概念的なブロ
ツク図であつて、操作キー入力部１４Ａ−１、カ
セツト磁気テープ（CMT）または制御部１４に
設けられている内部メモリ１７に予めストアされ
ているプロセスプログラムが、処理部１４−１に
与えられるようになつており、この場合入力され
たプロセスプログラムに応答して、機器駆動部１
６に設けられている弁装置等の開閉、その開度の
制御のための動作が行われるようになつている。また、処理部１４−１の処理の内容や同処理部
１４−１への入力情報は、デイスプレイ１４Ａ−
２上に表示できるようになつている。第２図に対
応する装置本体１２，１３では、その反応路Ｒ
１，Ｒ２へ機器駆動部１６によつて設定されたガ
スが流入されるようになつている。なお、上述の
機器駆動部１６や必要な管路、弁類などは、第１
図に示すものと同様に各装置１２，１３の裏側底
部に配設されている。また、管路、弁類のレイア
ウトを示す管路網の詳細を第７図に示す。第４図は、本発明実施例装置の制御システムの
ブロツク図の詳細である。同図において、参照符
号２１は主計算機の中央処理ユニツトCPUであ
つて、このCUP２１にはデータバス２２、ｉ／
ｏバス２３が接続されている。データバス２２に
は、各反応路Ｒ１またはＲ２において遂行される
一連のプロセスプログラム群を予め貯蔵してある
記憶部２４、デイスプレイ装置CRT２９に表示
すべき内容を一時的にストアするCRT、RAM２
５、さらに一時記憶部２６および本システムを働
かせるための各処理プログラムをストアしている
記憶部２７がそれぞれ接続されている。前述の一時記憶部２６には、本システムの稼働
中において使用されるデータ、例えばキーボード
３１からの入力データとか、各種スイツチ類の
ON、OFF情報あるいはカセツトテープ等の外部
記憶媒体から与えられるプロセスプログラム群を
貯えることなどに用いられる。さらに、ｉ／ｏバ
ス２３にはCRTインタフエース２８が接続され
ており、CRT２９上に表示すべき内容をCRT２
９に与える。さらに、３０，３２は入力モジユー
ルであつて、それぞれキーボード３１からの入力
データおよび圧力スイツチPSやリミツトスイツ
チLS等のスイツチから信号を一時記憶部２６へ
取込むように作用する。さらに、ｉ／ｏバス２３には出力モジユール３
４，３６，３８が接続されており、それぞれラン
プ、LED、弁等の出力部３５、ガス弁類３７、
リレー駆動部３９に出力指令を与えるようになつ
ている。４０はリレー駆動部３９により駆動され
るモータおよび弁であつて、それぞれ反応Ｒ１，
Ｒ２内のサセプタの回転用のモータおよび炉の蓋
の開閉用シリンダ駆動用の弁である。さらに、ｉ／ｏバス２３には、Ｄ／Ａ変換モジ
ユール（DAM）４１、Ａ／Ｄ変換モジユール
（ADM）４３が接続されており、DAM４１は流
量制御弁MFC TiC、VC１を流れるガスの流量
を指定する制御電圧をアナログ量として与える。また、ADM４３は、フイードバツク信号とし
て各制御弁に流れている流量を検出する検出部か
らのアナログ信号を受けるようになつており、こ
れをデイジタル信号に変換するものである。４６
は副中央処理装置であつて、カセツト磁気テープ
（CMT）５１に記憶されているプロセスプログラ
ム群をインタフエース４９を介して一時記憶部
（RAM）５３へ転送して貯蔵する場合、あるい
はまたCMT５１に対してRAM５３にストアさ
れたプロセスプログラム群をそれへ書込むために
作動する。そして、このCPU４６は記憶部ROM
５２にストアされている処理プログラムに従つて
動作する。４８は前述したROM５２、RAM５
３とCPU４６とを接続するデータバス、５４は
インタフエース４９および高速メモリデータ転送
部（HMT）５０とCPU４６と接続するｉ／ｏバ
スである。一方、前述のｉ／ｏバス２３にはもう１つの高
速メモリデータ転送部（HMT）４５が配置され
ており、このHMT４５とHMT５０の間はデー
タハイウエイ４７により接続されており、従つて
RAM５３の内容をRAM２６へあるいは逆に
RAM２６の内容をRAM５３へ高速でデータ転
送せしめるよう作用する。こうすることにより、
CMT５１（あるいは磁気カード等）からプロセ
スプログラムの読出しやCMT５１への同データ
の書込みに要する時間が、CPU２１の演算処理
の速度を制限するという問題を回避できる。勿論、要素４６〜５５の代りに、これらをｉ／
ｏバス２３と接続される入出力モジユールを介し
てデータのやりとりを行わしめるようにしてもよ
い。また、ROM２７示した処理プログラムの種
類としては、RAM２６にストアしたプロセスプ
ログラム群（以下PPGと称する）を順次読出し、
これをCPU２１でその各プロセスプログラム
（以下PPと称する）に対応するシーケンス命令に
デコードするよう次のような処理プログラムが使
用される。 CPU２１を制御するための処理プログラム
すなわちプロセスプログラム処理プログラム
（PROCESS・Ｃ） RAM２６にストアされているPPGの内容を
修正するようにCPU２１を制御する修正処理
プログラム（MODiFY）、キーボード３１を用いて必要データを入力し
て新規なPPGを生成するためのプロセスプロ
グラム生成処理プログラム（PROCESS）、現在進行中のプロセスをCRT２９へ表示さ
せるためのRUN処理プログラム、 PPGの中の任意のPP(i)を同他のPP(j)に変換
処理する処理プログラム（STEP）、外部記憶媒体（例えばCMT５１）へRAM
２６にストアされているPPGをRAM５３を介
して転送するための処理プログラム
（STORE）、 store機能と逆の作用を行わしめる処理プロ
グラム（SORT）、 RAM２６にストアされているPPGを処理プ
ログラムPROCESS・Ｃにかける前にこれを確
認するための確認処理プログラム
（VERiFY）、本システムの稼働中自己診断を行う処理プロ
グラム（DiAGNOSiS）、１つのPPGの稼働中の経過時間をサービス
するためのプロセス、経過時間を算出する署プ
ログラム（USED TiME）、各種のテスト機能を遂行せしめる処理プログ
ラム（TEST）などが処理プログラムとしてROM２７に貯蔵さ
れており、これらの１つを指定することにより、
CPU２１はその各処理プログムに従つて必要な
演算機能を果すようになつている。なお、第４図のROM２７中の各処理プログラ
ムの作用の詳細は、後述のフローチヤートにより
説明する。第５図は、第２図に示す制御装置のパネル操作
盤の正面図である。同図において、参照符号６１
はデイスプレイ装置、６２はカセツト磁気テープ
を装着するカセツトテープ装着部、６３はキー入
力装置、６４は温度制御部であり、６４−１は炉
内温度、６４−２は温度設定用スイツチである。
また、６５はプロセスプログラム群PPGの種類
を表示している表示部である。エリア６６には、
警報用のブザー６６−１とアラームリセツト釦６
６−２が設けられている。データ入力エリア６７
には、プログラムスタート押釦６７−１、ガス選
択切換スイツチ６７−２、反応炉選択パターン用
サムホイールスイツチ６７−３、PPG選択指定
サムホイールスイツチ６７−４がある。スイツチ
６７−３は０→Ｒ１のみ、１→Ｒ２のみ、３→Ｒ
１＋Ｒ２の如くである。６７−５は押釦で、押釦
６７−１と両方押されたとき有効となる。エリア６８において、６８−１はスタートスイ
ツチを示しており、６８−２はストツプスイツチ
であつて１つのPPGのシーケスプロセスを開始
させるための指令として用いられる。さらに、６
８−３は誘導加熱炉、６９はその上段に反応の進
行中のプロセスの種類に関して順次該当する
LEDを点燈させるようになつている。各PPGは
１〜１７のシーケンスプロセスの適宜な組合せか
らなつている。その下段にはアラーム表示用の各
LEDが設けられている。第６図は、反応炉Ｒ１またはＲ２の断面詳細図
である。同図において、底板７１の中央下方は炉
内で気相成長に供されるガスの導入口７２が設け
られており、同ガスは底板７１の中央から上方に
伸びる管路７４内を上昇し頂部の排（噴）気孔７
３から排出されるようになつている。さらに、前
述の管路７４の外周部には、その上部にてサセプ
タ７５を、その頂部にて支承する回転部材７６が
配置されており、同部材７６は減速機付モータ７
７により回転されるようになつている。サセプタ
７５の下方には、カバー７８を隔てて誘導加熱用
コイル７９が配置されている。また、８０はコイ
ル７９の重量支えを兼ねた絶縁板であつて、ボル
ト８１により底板７１の上方に固定される。さら
に、８２，８３は誘導加熱用コイル７９の外部と
の接続継手部分である。同コイル内には高周波電
流による熱がコイル自体を損傷するのを防ぐた
め、内部に水を流すようにしてある。底板７１に
向つている天井蓋９０は、三層からなつており、
それぞれ内側から石英層８４、第１ステンレス層
８５、第２ステンレス層８６からなつている。各
層８４，８５，８６の間は空隙である。また、８
８はクランプ部材で、エアリシンダ装置８９の励
起により天井蓋９０のつば８７を下方に押圧する
ようになつている。天井蓋９０には、サセプタ７５および同７５上
のウエハ９１を観察するための観察窓９２が取付
けられている。さらに、天井蓋９０上にはウエハ
９１、サセプタ７５の温度を、石英層８４を介し
て入つてくる光により検出すべきセンサTSを取
付けた温度検出窓９３が設けられている。また、
９４は天井蓋９０と一体的に構成されたブラケツ
トであつて、図示しないシリンダのピストンと結
合され、上下に移動できるようになつている。そ
して、例えば、サセプタ７５のウエハ９１の取換
えの等の場合には、天井蓋９０を上方へ移動させ
るようにしている。第７図は、反応炉Ｒ１，Ｒ２に接続されるガス
の配管系統図である。同図において、反応炉Ｒ
１，Ｒ２に対し供給されるガスは、同図下方にお
いて左方よりN₂、H₂、D_N、D_PおよびHClの各ガ
スチヤンバ１０１，１０２，１０３，１０４，１
０５として示される。また、１０６はバブリング
チヤバで、四塩化シリコンSiCl₄またはSiHCl₃の
液体が入つている。チヤンバ１０１から上方へ延びる管路には圧力
スイツチPS１、常時開状態の弁１（以下同様
に常時開状態の弁には−を付してある）が設けら
れ、弁PV７に通じている。同様に、チヤンバ１０２から上方へ延びる管路
には、圧力スイツチPS２、弁PV２が設けられ、
弁PV８に通じている。弁PV７とPV８の出口ポ
ートは、合流してそれぞれマスフロー弁MFC１
およびMFC２を介してPL１，PL２に接続され
ている。管路PL１上には、さらにガス合流弁PV１９，
PV２０が反応路Ｒ１との間に設けられており、
管路PL１Ａ，PL２Ａにより供給されるガスを弁
PV１９，PV２０を励起せしめることにより混合
できるようになつている。同様に、管路PL２上にはガス合流弁PV２１，
PV２２が反応炉Ｒ２との間に設けられており、
管路PL１Ａ，PL２Ａにり供給されるガスを弁
PL２１，PL２２を励起せしめることにより混合
できるようになつている。チヤンバ１０６からは、２本の管路PL３Ａ，
PL３Ｂが延設されており、弁VC１に接続されて
いる。同弁VC１のポートPOにはガスH₂が入り、
同H₂はポートＰ２を出て管路PL３Ａ、弁PV３
Ａを通つてバブリングチヤンバ１０６に入り、液
体のSiCl₄中にて排出されてバブリングが行われ
る。従つて、チヤンバ１０６内の空間には、蒸気
化したSiCl₄とH₂の混合気体ができ、これが管路
PL３Ｂ上の弁PV３Ｂを通つて弁VC１の入力ポ
ートＰ３、出力ポートＰ１を通り管路PL６Ａに
接続されている。ドーパントＮガスのチヤンバ１
０３から上方に延びる管路には、弁PV５を介し
てマスフロー弁MFC４、MFC５、MFC６が接
続されている。同弁MFC４−６の入力側は、水素ガスH₂の管
路PL５に弁PV９を介して接続されており、混合
されたガスが、出力側より管路PL１Ａに供給可
能に接続されている。同様な配管系統が、ドーパントＰガスチヤバ１
０４から上方へ延びる管路に対しても形成されて
いる。各弁PV２３，PV２４，MFC８，MFC
９，MFC１０は、前述の各弁に対応しているこ
とは図面から理解されよう。ガスHClのチヤンバ１０５から延びる管路上に
は、弁PV６Ａ、マスフロー弁MFC７が設けら
れ、それぞれ合流弁PV２０，PV２２を混合ポー
トに入力されている。前記マスフロー弁MFC７
の上流側には、弁６を介して管路PL５が合
流されている。第８図は、第３図のMASTER CPU２１を含
む制御装置からマスフロー４２に対する指令値電
圧が与えらえる様子を示しており、各Ｄ／Ａ変換
器１２３を介して指令値電圧が与えられる。そし
て、同各マスフローに取付けた流量検出部からの
出力は、アナログマルチプレクサ１２２によつて
順次取出され、Ａ／Ｄ変換器１２１によりデイジ
タル信号として前述の制御装置へ取込まれるよう
になつている。第９図において、左欄の１〜17の番号は各プロ
セスプログラムに対応しており、その右側TiME
欄にはそのシーケンスの継続時間が分、秒を単位
として数値で示されている。また、TiME欄の右側には、そのシーケンスで
使用されるガスの流量が記入されるようにした
GAS FLOW欄が設けられている。GAS FLOW
欄の右には、反応炉内の温度θ℃を指定する温度
設定欄が設けられている。今、第７図の管路に対し、第９図の動作表が適
用された場合について説明する。第９図におい
て、プロセスプログラムPP１の内容はN₂Purge
であつて、３分間N₂をFN1／分の流量で供給
する。第７図のチヤンバ１０１からは、ガスN₂
が弁１、弁PV７，MFC１を通り、さらにPV
１９，PV２０を通つて反応炉Ｐ１内に入り、そ
の排気口に至りパーシングが行われる。なお流量
FN1／分は、MFC１への電圧指令値として与
えらえる。プロセスプログラムPP２は、
H₂Purgeであつて、３分間、FH2／分の流量
が設定される。ガスH₂は、PV２，PV８，MFC
１，PV１９，PV２０を通つて反応炉Ｒ１に入
り、N₂Purgeの場合と同様に排出される。次のプロセスプログラムPP３（以下PPiとす
る）は、HEAT ON１であつて、反応炉Ｒ１に
対しガスH₂の供給量はFH2／分とし、各弁の
状態は変えない。そして、誘導加熱炉を第１段階
のレベルに設定して、第１の設定温度θ１となる
ように３分間加熱する。次いで、PP４でガスH₂は、同じ流量のまま設
定温度θ２となるよう第２段階のレベルに設定し
て３分間加熱する。次に、PP５はHCl VENTで
ある。設定内容は３分間で、H₂がFH／分、HClが
FHCL／分の流量である。ガスHClは、弁PV
６Ａ，MFC７を通りベントロへと流れる。HCl
FHCLl／分は、MFC７への指令電圧によつてそ
の流量が設定される。次に、PP６はHCl ETCHであつて、３分間持
続される。そのため、PP５に対し合流弁PV２０
でH₂と合流し反応炉Ｒ１へ供給される。次に、PP７で再び３分間H₂Purgeとされる。 PP８は、HEAT DOWNで炉内をθ2℃からθ3
℃にする。３分間のPP８のプロセスが終ると、
気相成長の準備がほぼ整い、次いでPP９に移る。
PP９は、EPi VENT１であつて、３分間、H₂は
FH／分、ドーパントガスD_PをFDPc.c.／分、
SiCl₄をFS1ｇ／分の割合で供給する。ガスH₂は、
PV２→VC１→PV３→チヤンバ１０６に至つて、
同チヤンバ１０６からはガス状のSiCl₄とH₂との
混合気体がPV３→VC１に至り、管路PL６Ａに
供給される。チヤンバ１０４からPV２３，MFC
８，MFC９，MFC１０を通つてドーパントガス
D_Pが供給されているので、このガスD_Pと管路PL
６Ａに達しているH₂＋SiCl₄とが合流し、ベント
VENTに排出される。次いで、PP１０となると、これはFPi DEPO
であつて、各ガスの流量はPP９と同様にPV１９
がONとされる。これが３分間続く。従つて、管
路PL１Ａの前述したガス（D_P＋H₂＋SiCl₄）は
PV１９が合流し、さらにPV２０の主ポートを通
つて反応路Ｒ１に入り、サセプタ上のウエハにＰ
型半導体を気相成長させる。この場合の成長反応
は、下記のような水素還元の可逆反応で行われ
る。 SiCl₄＋2H₂Si＋4HCl こうしてSiがウエハ上に蓄積されるのである。
ドーパントガスD_Pとしては通常ホスフイン
（Phosphine）PH₃が使用される。なお、Ｎ型半導体を形成するためのドーパント
ガスD_Nとしては、通常B₂H₆（Diborane）が用い
られる。PP１０で３分間が経過すると、気相成
長が終了し、次いでPP１１とされ、H₂Purgeの
ためガスH₂をFH2／分の流量で３分間供給す
る。次いで、PP１２，PP１３，PP１４は使用さ
れていないので、PP１５に達するとHAET
OFFであつて誘電加熱用コイルへの電力供給を
カツトオフする。この場合が３分間とされるの
は、炉内温度の低下に要する時間を見込んでいる
からである。この間もH₂をFH2／分の流量で
供給する。 PP１６は、H₂Purgeであつて、３分間持続さ
れる。次いで、PP１７に移りN₂PurgeでN₂ガス
FN17／分が３分間持続される。第９図においても、もにＮ型半導体の層を形成
するためドーパントがすD_Nを用いる場合には、
第７図のチヤンバ１０３からPV５，PV７，
MFC４，MFC５が有効となることは容易に理解
されよう。また、第７図において、反応炉Ｒ１の変わりに
Ｒ２を使用する場合には、PV２１，PV２２が
PV１９，PV２０の変りに作動されることも容易
に理解されよう。以上は、複数の反応炉Ｒ１，Ｒ２のそれぞれ具
体的構造とガスの配管系統並びにそのプロセスプ
ログラムの制御内容について、本発明装置の一実
施例を説明したものである。次に、本発明装置の
特徴事項である複数の反応炉を効率的に動作させ
るためのパラレル運転について説明する。第１０図は、反応炉Ｒ１とＲ２とをパラレル運
転する場合の動作説明図である。本発明における
反応炉のパラレル運転は、第６図に示す反応炉に
おいて、炉内を誘導加熱するに際し、反応炉Ｒ１
の加熱工程の終了と同時に反応炉Ｒ２の加熱工程
の開始となるように切換制御できるように、各反
応炉に対するプロセスプログラム群の一部におい
てプロセスプログラムのパラレルな実行を可能と
したものであり、これによつて加熱用電力の利用
を効率的に行うと供に各反応炉のサイクル動作の
短縮化を実現するものである。第１０図において、上段側には反応炉Ｒ１の炉
内温度θ℃と各プロセスプログラムPP(i)の推移
の関係を示すグラフが示されており、また、下段
側には反応炉Ｒ２に関する各プロセスプログラム
PP(i)の推移が示されている。同図で、反応炉Ｒ
１に関して起動スイツチＳ１が時刻ｔ０でONさ
れると、プロセスプログラム群PPG１がスター
トし、図示のようにプロセスプログラムPP１，
PP２が終了すると、PP３に移り、誘導コイルが
ONされ、以後PP１５まで反応炉Ｒ１は加熱状態
が続く。反応炉Ｒ２側の誘導コイルへの電力の供給は、
Ｒ１側のPP１５が終了したとき直ちにONされる
ようにしている。このために、炉Ｒ２に対するス
タートスイツチＳ２はＳ１スイツチがONされて
から時間Ｔ４だけ経過したときONにされている
とする。今、Ｓ２スイツチONからプロセスプログラム
群PPG２の第１のプロセスプログラムPP１がス
タートするまでの時間をＴ３（Ｒ２）とし、さら
にPP１から同PP３がスタートするまでの時間を
Ｔ２（Ｒ２）とすると、パラレル運転において、 T1（R1）＝T4（R2）＋T3（R2）＋T2（R2）という関係を保つようにすることである。Ｓ２スイツチの押される時刻は任意であるので
（一般には炉Ｒ２内へ気相成長反応させるべきウ
エハを載せるなどの準備作業が終了したときＳ２
スイツチをONにする。図示例では時刻ｔ１とし
てある。）PPG２の実際のスタート時刻t_Sを予め
定めることは困難である。この問題を解決した方
法として、実際に第１０図の如きパラレル運転を
するためには、第１１図に示すように行うことが
できる。なお、第１０図において、時間間隔Ｔ１
（Ｒ１），Ｔ２（Ｒ２）は既知であつて、予めプロ
グラムされている時間データである。第１１図において、レジスタ１３１には時間Ｔ
１とＴ２の差がストアされている。一方、カウン
タ１３２は毎秒ごとのパルス（秒係数パルス）を
S1スイツチONからS2スイツチONまでの間計数
する。１３３はもう１つのカウンタであつて、
S2スイツチONの時点でレジスタ１３１の値Ｔ１
−Ｔ２とカウンタ１３２の値Ｔ４との差Ｔ３をセ
ツトし、これがS2スイツチONとされた以後秒計
数パルスにより減算され、カウントアウトしたと
きPPG２が実際にスタートされるようになつて
いる。また、他の方法としては、図示しないが、カウ
ンタを１つ設けＴ１を設定しておいて、S1スイ
ツチON以後秒計数パルスにより減算計数を行
い、S2スイツチONとなつた時点でＴ２を減算し
たものをさらに秒計数パルスにより減算すれば、
やはりこのカウンタが零となつたときにPPG２
の実際のスタート指令が与えられるようにしても
よい。第１２図には、本発明の処理プログラムの処置
対象となるプロセスプログラムPPと、一連の同
プロセスプログラムからなるプロセスプログラム
群PPGのデータ構造を同図イ，ロとして示す。
同図イには１つ分のプロセスプログラムの内容が
示されており、最初のメモリ領域にはプロセスの
シーケンス番号ｉがストアされる。次のメモリ領
域には、以下の各メモリ領域の合計のデータサイ
ズが示される。データとしては、このプロセスシーケンスの継
続時間が分、秒の単位で示される。さらに、次の
メモリ領域には８ビツトのデータビツトコードが
ストアされる。その具体例を下方に示す。次のメ
モリ領域には、出力データのうち炉内温度が設定
されている。さらに、次のメモリ領域にはガスH₂の流量が
設定されている。今、出力データとして温度とガ
スH₂が与えられている場合には、データビツト
コードは左端とその二つの右のビツト＝１となつ
ている。第１２図イは、１つのPP(i)の例である
が、出力データとして温度指定のない場合や各種
ガスを同時に複数種出力する場合は、それぞれ対
応するビツト＝１とされ、出力データのメモリ領
域に順次出力しようとするガスの流量がストアさ
れるようになつている。第１２図ロには、第１０図に示したパラレル運
転に対応したプロセスプログラム群PPG１，
PPG２のデータ構造が示されている。すなわち、
左側の反応炉Ｒ１に対応してPPG１が最初のメ
モリ領域にストアされている。以下、パラレル運転時間Ｔ１、パラレル初期時
間Ｔ２が設定されている。このパラレル初期時間
Ｔ２は、第１０図において、 PPG１ではPP１とPP２のシーケンス時間の和で
ある。パラレル初期時間Ｔ２の次からPP１，PP
２、…PP１７までの各プロセスプログラムデー
タがストアされるようになつており、次いで、
END OF PROGRAMとなる。第１３図は、本システムのシステムプログラム
の処理過程をフローチヤートにて示す（ROM２
４の内容）。同図においてプログラムステツプス
タート後の第１のステツプ（以下ST1と称する）
では、第５図のスイツチ６７−４の設定値、ある
いはキー入力部６３からの入力、例えばＳ｜
PROCESS.C、Ｓ｜RUN、Ｓ｜FETCH…などのキー
入力により指定された処理プログラム（第４図の
記憶部２７にそのいくつかが記号で示されてい
る）に対応したフラグをRAM２７内のフラグメ
モリにおいてセツトする。次いで、ST2において
プロセス制御フラグ（Ｓ｜PROCESS.C、が入力さ
れていること）のフラグビツトをチエツクする。
ST2においてYESならば、ST3においてプロセス
を制御する。ST2においてNOならば、ST4へ移
行する。次いで、ST4において反応炉Ｒ１，Ｒ２
の各操作部スイツチ（例えば反応炉の開閉押釦や
モータの回転など）がONか否かチエツクされ、
ONであるとST5において対応するスイツチ内容
を実行する指令を与える。 ST4において、NOならば、ST6へ移行する。
ST6以下ST25までの各ステツプは、第４図の
ROM２７中のMODiFYからTESTまでの各処理
プログラムに対応している。ST6〜ST25は通常
１つだけ選択され有効とされる。第１４図は、第１３図のサブルーチンST3に対
応するプロセス制御の詳細を示すフローチヤート
である。ST3の具体的内容であることを示すた
め、各処理ステツプにST3を付してある。同図に
おいて、ST3−１で反応炉Ｒ１のスタートスイツ
チが押されているとST3−２に移り、ここでＲ１
に関係するプロセスプログラム群PPG１中の現
在作動しているプロセスプログラムPPiのシーケ
ンス残り時＝０か否かをチエツクする。このシー
ケンス残り時間は、第２２図に示す秒処理プログ
ラムのフローチヤートで示されるように、ある１
つのPPiのシーケンス時間をレジスタに取込んで
これを１秒ごとに減算し、この減算結果がシーケ
ンス残り時間となるのである。さて、ST3−２においてシーケンス残り時間＝
０となると、ST3−４において次のプロセスグラ
ムPPiが指定され、そのデータを取込む。次い
で、ST3−５において、新たに指定されたPPiの
シーケンス時間をセツトする。そして、これによ
り前述した秒処理プログラムが作動する。次い
で、ST3−６において出力データである指定され
たガスの流量、炉内温度に関するデータを出力せ
しめ、さらにST3−７において各種の弁に対し
ON、OFFの指令を与える。次ぎで、ST3−８に
おいて次のシーケンスセツトの準備としてｉ←ｉ＋１にインクリメントされる。なお、ST3−１でＲ１のスタートスイツイが
OFFのときはST3−３に移り、ここで反応炉Ｒ
２のスタートスイツチのON、OFFをチエツクす
る。ST3−３においてYESの場合には、さらに
ST3−９に移り、Ｒ２に関するプロセスプログラ
ム群PPG２のうちの現在有効なプロセスプログ
ラムのシーケンス残り時間が０か否かチエツクす
る。以下、ST3−10からST3−14までの各処理ス
テツプの内容はST3−４からST3−８までに対応
している。 ST3−２において、NOの場合には、合流点
を介してST3−３に移る。また、ST3−３、ST3
−９においてNOの場合は、直接ENDに至り、こ
のサブルーチンST3の処理を終える。第１５図
は、第１３図のサブルーチンST7の詳細を示すフ
ローチヤートである。修正操作にあたつては、Ｓ｜
MCDiFYがキー入力されるとシステム側から MODiFY BELL−JAR＝とメツセージが出される。反応炉Ｒ１，Ｒ２をＲ
１→Ｌ、Ｒ２→Ｒを入力する。ここにＬは
LEFT、ＲはRiGHTの意味である。続いて、付
加情報として、修正後に形成されるプロセス名
（PPGi、EPiなど）、作成年月日、作成者などを
登録する。次に、プロセスパターンとして、どの
タイプのプロセスプログラムとして、どのタイプ
のプロセスプログラム群PPGを修正するのかを
入力する。次に、システム側から次のメツセージが出さ
れ、それに必要な情報を入力し登録して１つのプ
ロセスプログラムPPを修正する。ある１つのPPに対応したメツセージと、それ
を修正した状態を次に示す。 SEQUENCE＝PP３ N2＝50 45 TiME＝300 230 この例では、ガスN₂を50／分から45／分
へ、またその時間を３分00秒から２分30秒にそれ
ぞれ修正したことを示す。第１５図には、MODiFYの処理フローの詳細
が示されている。同図において、ST7−１におい
て修正したいプロセスプログラムPPiを入力す
る。ST7−２に移り、その入力されたPPiが対応
するPPGに属しているか否かをチエツクする。
ST7−２においてNOであると、ST7−３で修正
操作が終了か否かチエツクされ、YESならばサ
ブルーチンST7はENDとなる。また、ST7−３
においてNOならばオペレータへのアラーム指令
をST7−４で与える。ST7−２において、YESで
あると、ST7−５に移り、PPiの出力データのう
ち時間データ（シーケンス時間）が取出され表示
される。次いで、ST7−６に移り、時間データの
処理をしたい場合には、ST7−７で時間を前述の
ようい修正する。これにより、パラレル運転時間
が変更されなければならないので、ST7−８にお
いてその計算を行い、その結果をPPGのパラレ
ル運転時間のメモリエリアヘストアせしめる。次
いで、ST7−９、ST7−10に移り、温度データの
修正をしたい場合にはST7−11にて修正を行う。
さらに、ST7−12、ST7−13においてガス流量を
修正したい場合には、ST7−14にて修正を行う。
以下、当該PPG中の必要なプロセスプログラム
PPiを逐次指定して、修正を行うことができるよ
うになつている。なお、MODiFY操作の終了をシステム側に知
らせるにはＳ｜を入力する。次に、第１３図のサブルーチンST9について説
明する。PROCESSは実行したいプロセスプログ
ラム群を生成する処理機能である。Ｓ｜PROCESS
と入力されると、システム側からメツセージが出
される。 PROCESS BELL−JAR＝続いて、使用した
い反応炉Ｒ１，Ｒ２をキー入力する（ＬまたはＲ
もしくはＬ＋Ｒを入力する）。入力終了により、
システム側に受付られれば良いが、誤つた入力を
するとエラーメツセージがシステムから出され、
再度上述のメツセージが表示され、再入力するな
どして対話形式により正しく入力されるようにし
ている。続いて、付加情報として、プロセス名、
作成年月日、作成者などをデイレクトリとして登
録する。次にプロセスパターンとして、どのタイプのプ
ロセスを実行するのか入力する。Ｎタイプの気相
成長を行うのであれば、次の如き表示の入力とな
る。 PROCESS PATTERN＝EPi Ｎ (1) 下線部が入力部である。このようにして各種の
情報が入力されると、次に実行すべきプロセスプ
ログラムPPの生成を行う。次いで、システム側
より次のメツセージが出され、これに対して必要
な情報を入力し、順次EPiNを構成するところの
プロセスを生成して完成させて行くのである。 SEQUENCE＝PP１ (2) N2＝50 (3) TiME＝300 (4) (2)はシーケンス名であり、(3)、(4)はそのシーケ
ンスに付随する必要な情報であり、(3)の場合は使
用ガスとしてN₂ガスを使用し、その流量を50
（／分）として数値入力したものである。続く
(4)はそのシーケンスに要する実行時間を入力して
いる。第１６図はＳ｜RUNである。Ｓ｜RUNとキー入力されると、現在実行中のプ
ロセス（１つのプロセスプログラムに対応する）
の各状態変化の最新情報を表示せしめる。反応炉
Ｒ１またはＲ２において、プロセスが実行中であ
れば、例えば次のように表示される、＊RUN BELL−JAR＝Ｒ１ SEQUENCE＝EPi １ DEPO SET TiME＝1234 ××CURRENT DATA TEMP＝1200 H2＝55 DN＝10 SiCl₄＝22 TiME＝59（減算）（STOP TiME＝××××（増加）） ×RUN BELL−JAR＝Ｒ２ SEQUENCE＝N2 PURGE SET TiME＝300 ××CURRENT DATA N2＝55 TiME＝59 次に、１つのプロセスが終了しておれば、Ｓ｜Ｓ｜
Ｓ｜の表示を行う。上述した各表示内容は、以下に説明する第１６
図のフローチヤートに示す手順の各処理ステツプ
によつて遂行される。以下、第１６図の各処理ス
テツプを説明する。先ず、ST11−１においてプロセスの実行中か
否かがチエツクされる。実行中でなければST11
−２に移り、プロセス終了（Ｓ｜Ｓ｜Ｓ｜）を表示す
る。ST11−１において実行中であると、ST11−
３に移り実行中のシーケンスであるプロセスプロ
グラムPPiの名称を表示する。次いで、ST11−
４に移り実行中のシーケンスPPiのシーケンス時
間（SET TiME）を表示する。次に、ST11−５
においてシーケンス停止か否かをチエツクする。
YESであるとST11−７に移り、実行中のシーケ
ンスPPiの停止時間を積算表示する。このシーケ
ンス停止とは、オペレータが自動運転中に何らか
の異常等のためシーケンスの停止を指令すること
により生ずるものであり、正常な自動運転中はシ
ーケンス停止は生じないのが普通である。さて、
ST11−５においてNOであると、ST11−６に移
り実行中のシーケンスの経過時間TiMEを表示す
る、次いで、ST11−８に移り実行シーケンスPPi
が温度管理しているか否かをチエツクする。
ST11−８においてYESならば、ST11−９に移り
現在の炉内測定温度を表示する。ST11−８にお
いてNOならば、ST11−10に移り、実行中のシ
ーケンスPPiがガス流量を管理しているか否かを
チエツクする。ST11−10においてYESならば、
ST11−11で現在の実流量を表示するST11−10に
おいてNOならば合流点に戻る。次に、第４図の処理プログラムSTEPについて
説明する。この処理プログラムSTEPは、ある１
つのプロセスプログラム群PPGi中の各プロセス
プログラムPPiの順序変更を行うために用意され
ており、Ｓ｜STEPとキー入力すると、 STEP BELL JAR＝Ｒ１と表示される、下線部は反応炉Ｒ１であることを
示しており、オペレータがキー入力する。続い
て、付加情報として、プロセスプログラム群の名
称、作成年月日、作成者等をデイレクトリとして
必要な事項を登録する。次いで、システム側から
プロセスパターンとしてどのタイプのPPGの順
次変更を行いたいのか質問される。この表示を次
に示す。 PROCESS PATERN＝EPi Ｎ下線部はオペレータの入力部であり、Ｎ型の気相
成長であることを示す。次いで、システム側から以下に示すように、
EPiN（１つのプロセスプログラム群）中の各プ
ロセスプログラムPPiがSEQUENCEとして下記
のように順次示されるので、それに必要な情報を
等号の右辺側にキー入力せしめる。 SEQUENCE＝PP１ SEQUENCE＝PP２ SEQUENCE＝PP９ SEQUENCE＝PP４〓〓 SEQUENCE＝PP１７ STEPの終了のためにはＳ｜を入力する。第１７図に、サブルーチンST13（第１３図）の
詳細を示す。同図においてＳ｜STEPが入力される
と、ST13−１においてSTEP用のメモリ領域を
確保する。次いで、ST13−２に移りシーケンス
番号ｉを入力する。次いで、ST13−３に移り、
ここでシーケンス番号ｉか否かをチエツクする。 ST13−３においてYESであれば、PPiのデー
タを確保されているメモリ領域に転送する。
ST13−３においてNOならば、ST13−５に移り
STEP終了か否かをチエツクする。YESならば
STEP終了（END）となり、NOならばST13−
６へ移り、存在しないシーケンス番号が有りとし
てオペレータに警告表示し、このSTEP処理を終
了することになる。次に、第４図に示すROM２７中のSTOREに
ついて説明する。処理プログラムSTOREは、生
成（PROCESS）あるいは修正（MODiFY）し
たプロセスプログラム群PPGを、本システムの
外部記憶媒体であるカセツト磁気テープあるいは
ミニフロツピーデイスク、バルブメモリ等へ移す
作用を行わせるものである。第１８図には、第１３図のサブルーチンST15
の詳細なフローチヤートを示す。同図において、ST15−１ではこれから外部記
憶媒体へ貯えようとするプロセスプログラム群
PPGkの先頭プロセスプログラム（PPi、ｉ＝１）
をセツトし、次いでST15−２で使用する外部記
憶媒体（CMT51）の初期値化を行い、同装置が
使用可能か否かをチエツクする。次ぎで、判定の
ステツプであるST15−３に移る。このステツプ
では、RAM２６からすべてのPPiがRAM５３へ
転送済か否かをチエツクする。YESならばRAM
２６からRAM５３へのデータ（１つのPPGkに
ついて）の転送が終了したことになり、次いで
ST15−４に移り、RAM５３からCMT５１への
データの転送がROM５２のプログラムにより実
行される。CMT５１への転送が終了すると、
ST15−５において終了をオペレータに伝える。
一方、ST15−３においてNOであれば、ST15−
６に移りPPiのデータをRA５３へ転送する。次いでST15−７に移り、異常の有無をチエツ
クして、YESならばST15−９において異常発生
オペレータに伝える。ST15−７においてNOな
らば、ST15−８に移り次のシーケンスであるPP
（ｉ＋１）を指定するようｉをｉ＋１にインクメ
ントする。ST15−８が終了すると、再びST15−
３に戻り、以下これを繰返す。第４図に示すシス
テムのブロツク図から判るように、STOREのプ
ロセスは、RAM２６にストアされているPPGk
を、ｉ／ｏバス２３、高速メモリデータ転送部
（HMT）４５、データハイウエイ４７、HMT５
０、データバス４８を通つてRAM５３に一旦ス
トアさせる。そして、RAM５３にストアされた
PPGkは、SUB −MASTER・CPU４６・
ROM５２によつてカセツトMTiFを介して外部
記憶媒体の１つであるカセツト磁気テープ５１
（CMT）にストアせしめるものである。次に、第４図の処理プログラムSORTについて
説明する。このSORTは、前述のSTOREとは逆
の作用をするものであつて、第４図で説明する
と、CMT５１にストアされているPPGkをRAM
５３を介してRAM２６へ転送するように作用す
るものである。 SORTに対応する第１３図のサブルーチン
ST17の詳細なフローチヤートを第１９図に示す。
同図において、ST17−１ではこれからSORTし
たいある１つのプロセスプログラム群PPGkのス
トアされている外部記憶媒体を指定する。次い
で、ST17−２に移り、ST17−１において指定さ
れた外部記憶媒体CMT５１にPPGkが現実にス
トアされているか否かをチエツクする。ST−２
においてPPGkが保管されていない場合には、
ST17−３に移り、保管されていないことをオペ
レータに伝える。ST17−２においてYESなら
ば、ST17−４に移り、CMT５１からRAM５３
へ１つのPPGkに関するデータを転送せしめる
（ROM５２、CPU４６によつて）。次いで、
ST17−５に移りCMT５１からRAM５３への転
送が終了したか否かをチエツクする。NOであれ
ばST17−４に戻る。YESならばST17−６に移
り、ここで各PPiのデータを主メモリである
RAM２６へ転送する。次いで、ST17−７にて異常の有無をチエツク
し、異常があればST17−８でオペレータにそれ
を伝える。異常なければ、ST17−９に移り次のシーケン
スとしてPP（ｉ＋１）を設定するようｉをインク
リメントさせる。次いで、ST17−10へ移り
RAM５３からRAM２６への転送が終了したか
否かをチエツクする。YESならばSORTの処理
が終了ということになりＳ｜Ｓ｜Ｓ｜を表示する。また
ST17−10においてNOならばST17−６へ戻りこ
のループを繰返す。次に、第４図のVERiFY処理プログラムにつ
いて説明する。この処理プログラムは、一旦
RAM２６にストアされたプロセスプログラム無
得をCRT２９に表示オペレータがそれを確認す
るために用いられる。Ｓ｜ VERiFYと入力されると VERiFY NAME＝とメツセージが出され、下線部にプロセス名を入
力することにより、該当プロセスプログラム群
PPGkの内容が出力される。表示出力の一例を示
すと次の如くである。 PROCESS NAME＝Ｎ N2 PURGF TiME＝1234 FLOW N2＝55 H2 PURGE 〓 N2 PURGE FLOW N2＝55 こうして次のサービス（表示）を行い、シーケ
ンス最後のN2 PURGEの内容を出力し終了す
る。第２０図には、第１３図のサブルーチンST19
の詳細なフローチヤートを示す。同図におい
て、ST19−１では、今対象とされたPPGkの先
頭のプロセスプログラPPiをセツトする。次い
で、ST19−２に移りそのセツトされたPPiをセ
ツトする。次いで、ST19−２に移りそのセツト
されたPPiのシーケンス番号ｉをチエツクする。
ｉでなければST19−３に移り、VERiFYプログ
ラムの終了をチエツクする。終了していないなら
ば、ST19−４に移り存在しないシーケンス番号
が現われたものとしてオペレータに警告表示す
る。ST19−２においてYESならば、ST19−５に
移りPPiのデータ内の時間データ（シーケンス時
間）をCRT RAM２５へと取り込む。次いで、
ST19−６に移りその時間データをCRT２９に表
示する。次いで、ST19−７においてPPiデータ
の中で温度データの有無をチエツクし、有れば
ST19−８においてその温度データをCRT２９に
表示せしめる。次いで、ST19−９においてPPi
のデータの中で使用ガスの流量データの有無をチ
エツクし、有ればST19−10において流量データ
をCRT２９に表示せしめる。次いで、ST19−11に移り、次のシーケンスPP
（ｉ＋１）のためにｉをインクリメントし、合流
点に戻り、以下上述のST19−２〜ST19−11を
繰り返し実行する。次に、第４図の処理プログラムDiAGNOSiOを
説明する。Ｓ｜ DiAGNOSiSとキー入力されると、現時点
でのプロセスの異常についてその内容をサービス
する（Fault Message）。例えば次の如くである。

【表】〓〓〓

＊ FLOW ERROR N2 □□ □□
ここでA0はどの流量制御器であるかを示し、
A1は設定流量、A2は異常時の実流量である。第２１図１は、第１３図のサブルーチンST21
の詳細を示すフローチヤートである。同図１にお
いて、ST21−１はエラー登録があるか否かをチ
エツクする。コノラー登録は、同図２の自己診断
用プログラムの遂行によりRAM２６，５５のエ
ラーコード登録領域（同図３）をチエツクするこ
とにより行われる。ST21−１においてエラー登
録があれば、ST21−２に移りエラー登録の数
（同図３のＫ）を取出し、次いでST21−３におい
て各エラーコードを取り、次いでST21−４にお
いて取出されたエラーコードを対応するフオルト
メツセージに変換してこれをCRT上に表示する。次いで、ST21−５に移りエラー登録数を１つ
減じる。そして、ST21−６においてエラー登録
数（未表示エラー数）が零か否かチエツクし、零
でなければST21−３に戻る。また、零であれば
この処理プログラムは終了となる。第２１図２は、前述したPROCESS・Ｃ処理プ
ログラムの説明において説明を略したところの、
プロセス進行中における自己診断機能の詳細を示
すものであつて、ST21−10において異常状態の
有無がチエツクされる。このチエツクの項目に
は、温度、流量、各種弁装置への供給電圧などが
含まれる。ST21−10において異常有りの場合に
は、ST21−11に移り反応炉Ｒ１，Ｒ２あるいは
その周辺部の機器に関する異常状態を解除するた
めに必要な指令を与える。例えば、シーケンスの
進行自体を一時的に停止させることにより行う。次いで、ST21−21においてアラームを表示し
てオペレータに警告を与える。そして、ST21−
13においてエラーコードをRAM２６に対応する
メモリ領域に登録する。次に、第４図のUSED TiMEの処理プログラ
ムについて説明する。 USED TiMEは、各反応炉Ｒ１，Ｒ２それぞ
れの現在までの使用時間をサービスするものであ
り、Ｓ｜ USED TiME とキー入力する。

〔example〕

Ｓ｜ CR NAME＝ CR OPEN（Ｙ、＊Ｎ）＝ CR または CR NO＝ CR NO＝ CR NO＝ CR EV5、10を開 NAME＝ CR OPEN（Ｙ、＊Ｎ）＝ CR NO＝ CR NO＝ CR EV7を開 NAME＝他機能呼び出し MF機能プロセス制御用のマスフロー・ペーパーライ
ザーコントローラを動作させるためのものであ
る。 NAME＝ CR INPUT（Ｙ、＊Ｎ）＝入力動作を行いたいのか、出力動作を行ないた
いのか質問する。入力動作の時は、 CR と入力する。 NO＝マスフロー番号 CR DATA＝×× ××：データ量 NO＝順次番号指定で入力時点のデータが１分間の
みサービスされる。終了はNO＝ CR である。出力動作の時は、 CR または CR と入
力する。 NO＝マスフロー番号 CR DATA＝流量 CR NO＝順次番号指定で、流量を設定出来る。終了は CR である。〔example〕Ｓ｜ TEST NAME＝ CR INPUT（Ｙ、＊Ｎ）＝ CR または CR NO＝ CR DATA＝ CR 15指定（MFC5） NO＝ CR DATA＝ CR 300c.c.指定
（MFC8） NO＝ CR NAME＝ CR INPUT（Ｙ、＊Ｎ）＝ CR NO＝ CR DATA＝×× １分間サービス（MFC5） NO＝ CR DATA＝×× １分間サービス（MFC8） NO＝ CR NAME＝ CRT機能 CRTデイスプレイユニツトに、キヤラクタ
ジエネレータの文字をすべてサービスし、１ペ
ージ分（80文字×25行）出力終了すると、ペー
ジのCLEARして終了する。 NAME＝ CR 文字サービス NAME＝他機能呼び出し LAMP機能操作盤Ｒ１，Ｒ２および制御装置パネル上の
ランプ、LED、BUZZERを順次点灯して行き、
すべての出力が終了すると、CLEARを行な
い、この回数を５回行なつた後この機能を終了
する。 NAME＝ CR 出力サービス NAME＝他の機能呼び出し SOL機能切換えSW、ダンパ、Ｒ１クランプ、Ｒ１ロ
ツク、Ｒ１シール、Ｒ１排気、Ｒ２クランプ、
Ｒ２ロツク、Ｒ２シール、Ｒ２排気に使用され
る電磁弁をON／OFFする。 NAME＝ CR ON（Ｙ、＊Ｎ）＝バルブをON動作、OFF動作を行ないたいの
か質問する。 ON動作の時は CR を入力する。 OFF動作の時は CR または CR を入力
する。続いて NO＝バルブ番号 CR により、指定したバルブのON／OFF動作を実
行する。 ATC機能 ATC機能が呼び出されると、システムとし
ては、自動的にローカルレベルに入る。この
機能の使い方としつては、昇温テスト、均熱テ
スト等に利用する。 NAME＝ CR BELL−JAR＝使用するベルジヤはどちらか（Ｒ１，Ｒ２）
を質問する。以外の文字が入力されると、
すべてＲ２側を使用すると判断する。続いて、
ガスシステムは、N₂パージラインに切換き、
ベルジヤは密閉される動作に入る。密閉される
と、排気バルブが開く。この時真空引きは、
N₂パージなので行なわれない。すなわち、シ
ステムとしては、すべて選択されたベルジヤで
のプロセス実行が可能状態となる。ただし、インターロツク上異常状態が発見さ
れれば、ATC機能をキヤンセルする。第２３は、第１０図に示されるパラレル運転に
おける待ち時間の計算をさせる場合の詳細なフロ
ーチヤートであつて、第４図のROM２４にスト
アらえているシステムプログラム内の１つのプロ
グラムである。同図のステツプST1Sにおいて
は、反応炉Ｒ１用のスタートスイツチがONか否
かをチエツクする。NOの場合はST7Sに移る。
YESの場合はST2Sに移り、ここでもう一方の反
応炉Ｒ２がすでにプロセス実行中か否かをチエツ
クする。既に実行中ならばサブルーチンSTS3に
移りＲ１の待ち時間を計算する。一方、ST2SにおいてNOすなわちＲ２のスタ
ートスイツチがまだONされていなければ、
ST4Sに移りＲ１がプロセス実行中か否かを再度
チエツクし、既に実行中ならばST7Sへ移る。
ST4SにおいてNOであれば、ST5Sに移りＲ１プ
ロセスを実行せしめるためにプロセス制御フラグ
をセツトする。次いで、ST63におい、PPiすな
わちこれからＲ１において実行されるプロセスプ
ログラム群PPGの最初のプロセスプログラムPPi
のシーケンス時間を零にする。次いで、ST7Sに
移る。ステツプST7SからST12Sまでは、Ｒ２と
Ｒ１と置きかえることによつて、ST1S→ST7S、
ST2S→ST8S、ST3S→ST9S、ST4S→ST10S、
ST5S→ST11S、ST6S→ST12Sの如く、それぞ
れ処理の内容が対応している。これまで第１図乃至第２３図について説明した
が、以上の説明では反応炉Ｒ１またはＲ２は、誘
導加熱コイルを設けた構造として説明し、且つパ
ラレル運転時における加熱コイル電源の効果的使
用方法の一例をその中で説明した。しかし乍ら、
本発明による制御システムの適用に際しては、こ
のような誘導加熱方式に限定されるものではな
く、例えばランプ加熱方式（第２４図）の場合に
も十分適用されるものである。第２４図には、ランプ加熱方式の反応炉の概略
構成を示している。同図において、２０１は反応
炉２０７内に導かれる各種ガスの供給部であつ
て、管炉２０２を通つて反応炉２０７内に矢印で
示すように導かれるようになつている。反応炉２
０７内には、下方へ向けて径が大なるよう形成さ
れたサセプタ２０９が上方より回転可能に支持さ
れており、その外周面には気相成長を行わせる半
導体基板２０８が載置されている。そして、温度
センサ２１０からの信号は、ライン２０３を経て
温度コントローラ２０４に与えられるようになつ
ている。コントローラ２０４は、パワー変換部２
０５に対し制御信号を与え、パワー変換部２０５
は炉２０７の外壁の周囲に配列されているランプ
２０６へ電力を供給し、従つてランプ２０６の発
する光が石英等で製作された外壁を貫通して半導
体基板２０８に達するようになつている。このラ
ンプ加熱方式の場合は、外壁を通してランプから
直接半導体基板２０８を加熱するものであり、ま
た消費電力も誘導コイル方式の場合に比して少な
いなどの点で特徴がある。このようなランプ加熱
方式による反応炉の複数台を、各種ガスのガス源
の接続することにより、各反応炉はその中で互い
に他の反応炉のプロセス状態に依存することな
く、独立にプロセスを遂行することが可能であ
る。〔発明の効果〕前述した実施例から明らかなように、本発明に
よれば、シーケンスプロセスにおけるプロセスパ
ラメータとして、シーケンス時間、ガスの種類と
その流量、温度条件をプロセスプログラムの単位
として設定し、これらのプロセスプログラムを適
宜組合せて１回の気相成長に対応したプロセスプ
ログラム群を作成して装置の自動運動を可能とし
たものであるから、従来のピンボードスイツチ方
式や汎用のシーケンスプログラマを使用した制御
方式に比べてガス流量を温度条件の設定について
のオペレータの手作業および判断要素を著しく低
減し、作業性の優れた装置を提供することができ
る。また、本発明装置においては、オペレータの要
求によりプロセスプログラムを単位毎に呼び出し
てこれを表示手段に表示させ、各プロセスパラメ
ータの修正を可能とすると共にその内容をリアル
タイムで実行可能であるから、現実に要求されて
いる各種の操作を実際の物理的・化学的条件に適
合させたシーケンスプロセスとして対応すること
ができ、しかもその内容を直ちに把握することが
できる。特に、本発明装置においては、複数の反応炉を
順次サイクル運転するに際し、第１の反応炉の加
熱終了に伴い第２の反応炉の加熱開始を行うこと
ができるように、第１の反応炉に対するプロセス
プログラム群と第２の反応炉に対するプロセスプ
ログラム群との各プロセスプログラムの一部をパ
ラレルに実行し得るように構成することにより、
加熱工程が各反応炉に対し順次連続的にサイクル
動作して加熱電力の効率的な利用と共にサイクル
時間の短縮を図り、半導体気相成長装置の効率的
な運転を達成することができる。従つて、本発明装置によれば、最適な製造工程
の準備段階におけるプロセスパラメータの条件設
定の変更をプログラマブルにしかも迅速に達成す
るこができると共に、複数の反応炉の連続的かつ
効率的なサイクル運転を実現することができるの
で、品質の安定した製品の歩留りが向上するばか
りでなく、装置の稼働率も増大し、従来のコンピ
ユータを使用したDDC方式による制御システム
の問題点を全て克服し、極めて制御性能率並びに
生産性の優れた半導体気相成長装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の気相成長制御装置の作用を説明
する図、第２図は本発明の一実施例装置の概略構
成図、第３図は第２図の制御系における制御情報
の流れを説明するブロツク図、第４図は本発明に
よる気相成長制御システムのブロツク構成図、第
５図は第２図の制御装置のパネル正面詳細図、第
６図は誘導コイル内蔵の反応炉要部断面図、第７
図は第６図に示される反応炉と各種のガス供給源
との間を接続する管路網の系統図、第８図は流量
制御器と制御装置との間に設けられるガス流量を
検出するマスフロメータとその周辺部との関係を
示す系統図、第９図は管路網内の流量等を示す動
作表のフオーマツト図、第１０図は反応炉Ｒ１，
Ｒ２をパラレル運転する場合のタイムチヤート、
第１１図はパラレル運転時の時間演算部のブロツ
ク図、第１２図イ，ロはプロセスプログラム及び
プロセスプログラム群のデータ構造を説明するフ
オーマツト図、第１３図は本システムのシステム
プラグラムの処理過程を示すフローチヤート、第
１４図は第１３図のサブルーチンST3の詳細フロ
ーチヤート、第１５図は第１３図のサブルーチン
ST7の詳細フローチヤート、第１６図は第１３図
のサブルーチンST10の詳細フローチヤート、第
１７図は第１３図のサブルーチンST13の詳細フ
ローチヤート、第１８図は第１３図のサブルーチ
ンST15の詳細フローチヤート、第１９図は第１
３図のサブルーチンST17の詳細フローチヤート、
第２０図は第１３図のサブルーチンST19の詳細
フローチヤート、第２１図は第１３図のサブルー
チンST21の詳細フローチヤート、第２２図は第
１３図のサブルーチンST23に関連した秒処理プ
ログラムのフローチヤート、第２３図は待ち時間
計算のフローチヤート、第２４図はランプ加熱方
式の反応炉の要部構成図である。１１……高周波発生部、１２，１３……反応
炉、１４……制御部、１６……機器駆動部、２１
……CPU、２２……データバス、２３……ｉ／
Ｏバス、２４……記憶部、２５……CRT RAM、
２６……一時記憶部、２７……ROM、２８，４
９……インタフエース、２９……CRT、３０，
３２……入力モジユール、３１……キーボード、
３４，３６……出力モジユール、３５……出力
部、３７……ガス弁類、３９……リレー駆動部、
４０……モータおよび弁、４１……Ｄ／Ａ変換モ
ジユール、４３……Ａ／Ｄ変換モジユール、４６
……CPU、４７……データハイウエイ、４８…
…データバス、４５，５０……高速メモリデータ
転送部、５１……磁気テープ、５２……ROM、
５３……RAM、５４……ｉ／Ｏバス、６１……
デイスプレイ装置、６２……カセツトテープ装着
部、６３……キー入力装置、６４……温度制御
部、６７……データ入力エリア、７１……底板、
７２……ガス導入口、７３……排気孔、７４……
管路、７５……サセプタ、７６……回転部材、７
７……モータ、７８……カバー、７９……誘導加
熱用コイル、８０……絶縁板、８１……ボルト、
８２，８３……接続継手部、８４……石英層、８
５……第１ステンレス層、８６……第２ステンレ
ス層、８７……つば、８８……クランプ部材、９
０……天井蓋、９１……ウエハ、９２……観察
窓、９３……温度検出窓、１０１，１０２，１０
３，１０４，１０５……ガスチヤンバ、１０６…
…バブリングチヤンバ、１２１……Ａ／Ｄ変換
器、１２２……アナログマルチプレクサ、１２３
……Ｄ／Ａ変換器、１３１……レジスタ、１３
２，１３３……カウンタ。

Claims

【特許請求の範囲】１シリコン等の基板上に気相成長を行わしめる
複数個の反応炉と、前記各基板をそれぞれ加熱す
る手段と、気相成長に必要な各種ガス源と前記各
反応炉との間を接続する管路網と、該管路網上に
設けられ前記各種ガスに対しその所望量を前記各
反応炉に導くよう前記管路網を形成せしめる弁装
置とこの弁装置のオン、オフないしはその開度を
制御するための信号および前記各加熱手段を制御
する信号を与える制御装置とからなる半導体気相
成長装置において、各反応炉に配置される基板に対しそれぞれ加熱
手段を配置すると共に、前記各加熱手段を共通の
加熱電力供給用の電源に選択的に接続する切換ス
イツチと前記各反応炉をそれぞれ起動させる起動
スイツチとを設け、さらに前記制御装置は、 (a) 各反応炉でそれぞれ実行されるプロセスプロ
グラム群を有すると共に、 (b) 第１の反応炉の第１の起動スイツチが付勢さ
れた後に対応する第１のプロセスプログラム群
の加熱終了までの時間と、 (c) 前記第１の反応炉に続く第２の反応炉に対応
する第２のプロセスプログラム群のプロセス開
始から加熱開始指令までの時間と、および (d) 前記第２の反応炉に対応する第２の起動スイ
ツチが付勢された時刻とから、前記第１の反応炉への加熱電力供給終了後
に第２の反応炉への加熱電力供給が開始されるよ
うに、前記第２の反応炉のプロセスシーケンス開
始時刻を設定する演算部を設けることを特徴とす
る半導体気相成長装置。２特許請求の範囲第１項記載の半導体気相成長
装置において、前記演算部は、 (e) 第１の反応炉に対応する第１のプロセスプロ
グラム群の各プロセス開始から加熱終了までの
実行時間を設定するカウンタを設け、 (f) 前記プロセスの開始と同時に前記カウンタの
内容を一定時間毎に減算するようにし、 (g) 第２の起動スイツチの付勢に応答して前記カ
ウンタの値から第２の反応炉に対応する第２の
プロセスプログラム群中のプロセス開始より加
熱開始指令までの時間を差し引き、 (h) その残りの時間だけさらに減算が行われた際
に前記第２のプロセスプログラム群の実行開始
を指令するよう設定してなる半導体気相成長装置。３特許請求の範囲第１項記載の半導体気相成長
装置において、前記演算部は、 (i) 第１の反応炉に対応する第１のプロセスプロ
グラム群の実行開始に際し、その開始から加熱
終了に至る所要時間T₁より次の第２の反応炉
に対応する第２のプロセスプログラム群のプロ
セス開始より加熱開始指令までの時間T₂を差
し引いた値T₁−T₂を設定するカウンタを設け、 (j) 前記第１のプロセスプログラム群の実行開始
後に前記カウンタの値を一定時間毎に減算し、 (k) カウンタの値が零となつた時に第２のプロセ
スプログラム群の実行開始を指令するよう設定
してなる半導体気相成長装置。