JPH10132141A

JPH10132141A - コンダクタンス調整弁および半導体製造装置

Info

Publication number: JPH10132141A
Application number: JP28507296A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Morinaga; 典文森永; Hiroshi Sakuma; 浩佐久間; Tsuan Fuan Min; ミン・ツァン・ファン
Original assignee: Hitachi Ltd; Texas Instruments Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Texas Instruments Inc
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】滑らかかつ高精度なコンダクタンスの制御に
より、コンダクタンス変化時の強い排気流の発生を抑止
する。【解決手段】排気流路９に設けられるコンダクタンス
調整弁１０を、大径の円盤部１１ａおよび小径の曲面部
１１ｂからなる弁体１１を備えた構成とし、大径の円盤
部１１ａによる最小のコンダクタンス（全閉）の状態か
ら、回転軸１２ａを回動させて開度（コンダクタンス）
を増大させる方向に動作するとき、回転軸１２ａの単位
回転角の変化に対応して、小径の曲面部１１ｂと排気流
路９の内径との間隙が微増するように作用させる。弁体
１１にて制御されるコンダクタンスは最小値から徐々に
微増するように緩やかに変化し、排気流路９内等には急
激な排気流が形成されることが回避される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンダクタンス調
整技術および半導体製造技術に関し、特に、真空排気に
よる圧力制御を行う半導体製造装置等に適用して有効な
技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、半導体装置の製造プロセスで
は、真空排気を伴う工程が多々ある。たとえば、半導体
ウェハ（以下、単にウェハと記す）にＷＳｉ₂薄膜を形
成する低圧薄膜形成装置では、プロセスチャンバ内をコ
ンダクタンス調整弁を介して接続された真空ポンプによ
って所望の真空度に排気することにより減圧した状態で
反応ガス雰囲気を形成し、熱エネルギーを用いてサセプ
タ上のウェハに薄膜を形成する。その後、プロセスチャ
ンバ内を開放操作等に備えて、コンダクタンス調整弁の
開度（コンダクタンス）を大きくして真空ポンプによっ
て到達可能な高真空に排気することにより反応ガスを除
去して清浄化し、薄膜形成が完了したウェハを搬送アー
ムでプロセスチャンバ外に搬送する。

【０００３】またコンダクタンス調整弁の構造として
は、従来では、たとえば、日経マグロウヒル社、昭和６
０年６月２０日発行、「ＭＯＳＬＳＩ製造技術」Ｐ１
２６、等の文献にも記載されたものが知られている。す
なわち図１９に例示されるように排気流路１００を遮る
ように配置された板状の弁体１０１を回転軸１０２を回
動させることによってコンダクタンスを調整する構造の
ものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、たと
えば６００Ｐａ程度の圧力でウェハ上に薄膜を形成後、
さらに１００Ｐａ程度の圧力でウェハ上に薄膜を形成
し、その後、コンダクタンス調整弁を開いてプロセスチ
ャンバ内を到達圧力まで真空排気する際、急激なコンダ
クタンスの変化によって強い排気流が形成されるため、
プロセスチャンバ内のウェハ，サセプタおよびシールド
リング等の構成部品が揺動する現象が発生し、この時、
揺動する部品から飛散する異物等がウェハに付着して欠
陥を発生させたり、ウェハが位置ずれを起こして搬送系
に障害を発生させる等の懸念がある、という技術的課題
がある。

【０００５】この排気時の揺動を防止するためには、た
とえば、チャンバ内のウェハ，サセプタ，シールドリン
グ等が揺動しない圧力まで段階的に数十Ｐａ程度ずつ圧
力低下させること等が考えられるが、ウェハ１枚当たり
の処理時間が長くなり、低圧薄膜形成装置の単位時間当
たりのウェハ処理枚数（スループット）が低下するとと
もに、コンダクタンス調整弁の開度を制御するプログラ
ムが煩雑になる、という他の技術的課題が発生する。

【０００６】本発明の目的は、滑らかかつ高精度なコン
ダクタンスの制御により、コンダクタンス変化時の強い
排気流の発生を抑止することが可能なコンダクタンス調
整技術を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、複雑な制御操作を必
要とすることなく、滑らかかつ高精度なコンダクタンス
の制御により、コンダクタンス変化時の強い排気流の発
生を抑止することが可能なコンダクタンス調整技術を提
供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、複雑な制御操作を必
要とすることなく、コンダクタンス変化時の強い排気流
の発生を抑止しつつ、高真空度への到達時間を短縮する
ことが可能なコンダクタンス調整技術を提供することに
ある。

【０００９】本発明の他の目的は、プロセスチャンバ内
に異物や搬送障害等を発生させる強い排気流を形成する
ことなく、短時間に、高真空度に排気することが可能な
半導体製造技術を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、プロセスチャンバ内
の異物や搬送障害等の発生の抑止による歩留り向上と、
プロセスチャンバ内の高真空度への到達時間の短縮によ
るスループットの向上を実現することが可能な半導体製
造技術を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、良好な膜質の薄膜形
成と、スループットの向上とを両立させることが可能な
半導体製造技術を提供することにある。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１４】本発明は、設置される排気流路のコンダク
タンスを制御する弁体を備えたコンダクタンス調整弁に
おいて、弁体は、全閉状態でコンダクタンスを一定に制
御する第１の部位と、全閉状態からの開度に応じてコン
ダクタンスをゆるやかに変化させる第２の部位とを備え
たものである。

【００１５】また、本発明は、被処理物が収容されるプ
ロセスチャンバと、プロセスチャンバに反応ガスを供給
するガス供給手段と、排気流路を介してプロセスチャン
バに接続され、プロセスチャンバの排気操作を行う真空
ポンプと、排気流路に介設され、当該排気流路のコンダ
クタンスを制御するコンダクタンス調整弁とを含む半導
体製造装置において、コンダクタンス調整弁は、全閉状
態でコンダクタンスを一定に制御する第１の部位と、全
閉状態からの開度に応じてコンダクタンスをゆるやかに
変化させる第２の部位とからなる弁体を備えたものであ
る。

【００１６】上記した本発明によれば、第１の部位によ
る最小のコンダクタンスの状態（全閉状態）からコンダ
クタンス調整弁を開くとき、第２の部位による一定時
間、一定のコンダクタンス制御、あるいは滑らかなコン
ダクタンスの増加制御が可能なので、気流およびウェハ
上下の圧力差によって、ウェハ，サセプタおよびシール
ドリング等の構成部品が揺れて異物を飛散させ、この異
物がウェハに付着すること等に起因して歩留りが低下す
ることを抑止できるとともに、ウェハ位置ズレ等に起因
する搬送障害も防止され、高真空までの到達時間の短縮
により、スループットを向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】（実施の形態１）図１は、本発明の第１の
実施の形態であるコンダクタンス調整弁の構成の一例を
示す断面図であり、図２は、図１における線II−IIの部
分の断面図である。また、図３は、本発明の一実施の形
態である半導体製造装置の構成の一例を示す概念図であ
る。本実施の形態では、半導体製造装置の一例として低
圧薄膜形成装置に適用した場合について説明する。

【００１９】まず、図３を参照して、本実施の形態の半
導体製造装置について説明する。本実施の形態の低圧薄
膜形成装置は、ロードロックモジュール１、トランスフ
ァーモジュール２、プロセスチャンバ３、プロセスガス
供給部４、ランプヒータ５、排気流路９およびコンダク
タンス調整弁１０を介してプロセスチャンバ３に接続さ
れた排気ポンプ６および制御部７等により構成されてい
る。プロセスチャンバ３内には、ウェハ１７を載置する
サセプタ１６、このサセプタ１６を取り囲むシールドリ
ング１３が設けられている。

【００２０】排気ポンプ６はプロセスチャンバ３内を減
圧状態にし、その中の反応ガスの濃度分布を均一にする
ことで、ウェハ１７に形成される膜の均一化等を行うた
めのものである。プロセスチャンバ３に配置された真空
計８でプロセスチャンバ内の圧力を検知し、目的の圧力
を維持するように、コンダクタンス調整弁１０内の弁体
１１の開度を制御部７で自動制御することにより、プロ
セスチャンバ３内は圧力制御される。制御部７は薄膜形
成に関する熱処理時間や反応ガスの流量、ウェハ搬送な
どの制御を行う機構も有する。ウェハ１７はロードロッ
クモジュール１内のカセット１５から搬送アーム１４に
よってサセプタ１６上に搬送される。サセプタ１６上に
搬送されたウェハ１７はランプヒータ５によって一定温
度に加熱される。薄膜形成が完了するとウェハ１７はカ
セット１５に回収される。

【００２１】本実施の形態の半導体製造装置に装着され
るコンダクタンス調整弁１０は、図１および図２に例示
されるように、口径２ｒｄの排気流路９よりもわずかに
小さな口径２ｒｃを有し、薄膜形成時の圧力制御を行う
円盤部１１ａと、滑らかにコンダクタンスを増加させる
曲面部１１ｂを持つ弁体１１を有する。この弁体１１
は、回転軸１２ａを介して、制御部７の信号を受けて回
動角度が制御される弁体回転駆動用モータ１２に接続さ
れており、弁体１１の回動角の制御によって開度（コン
ダクタンス）が調整されるものである。

【００２２】本実施の形態の場合、曲面部１１ｂの寸法
は、円盤部１１ａの近傍の口径が２ｒｂで、円盤部１１
ａから離れた位置での口径が２ｒａ（ｒａ≦ｒｂ）とな
っている。すなわち、本実施の形態のコンダクタンス調
整弁１０内の弁体１１の各寸法の大小関係は、ｒａ≦ｒｂ，ｒｂ＜ｒｃ，ｒｃ＜ｒｄ，０°≦θ≦９０
° とする。ｒａ＝ｒｂとした場合は弁体開時（時計回転方
向）、ほぼ一定のコンダクタンスを一定時間、維持する
ことができる。

【００２３】図５は、この実施の形態におけるコンダク
タンス調整弁１０の特性の一例を、図１９に例示した従
来の構成の特性と対照して示す線図である。

【００２４】すなわち、本実施の形態のコンダクタンス
調整弁１０では、図１に例示された全閉時には、排気流
路９の内径と円盤部１１ａの口径の差分（２ｒｄ−２ｒ
ｃ）の隙間によって決まる一定のコンダクタンスが得ら
れ、一方、たとえば排気時等において弁体１１を時計方
向に回動させる場合には、ほぼ一定のコンダクタンスを
一定時間、維持することができるので単位弁開度当たり
のコンダクタンスの変化は、従来の構成に比較して、極
めて緩やかとなる。

【００２５】以下、本実施の形態の低圧薄膜形成装置お
よびコンダクタンス調整弁１０の作用の一例を説明す
る。

【００２６】まず、プロセスチャンバ３内を排気して目
的の６００Ｐａ程度の真空度に到達したら、コンダクタ
ンス調整弁１０を図１の閉止状態にして一定のコンダク
タンスを維持することにより排気を抑制して当該６００
Ｐａ程度の真空度を維持しつつ、この状態で所定の時間
だけプロセスガス供給部４から、たとえばＳi Ｈ₂Ｃｌ
₂およびＷＦ₆等を供給してウェハ１７上にＷＳｉ₂の
薄膜を形成する。この時、ＷＦ₆を比較的少なくして、
Ｓｉリッチな薄膜を形成する。

【００２７】この後、コンダクタンス調整弁１０を開い
てコンダクタンスを大きくすることにより、プロセスチ
ャンバ３の圧を約１００Ｐａに減圧し、この状態でさら
に、薄膜の形成を行わせる。このとき、通常の割合でＳ
i Ｈ₂Ｃｌ₂およびＷＦ₆を供給する。このように、雰
囲気ガス圧が６００Ｐａ程度と比較的高い状態でＳｉリ
ッチな膜を形成した後、１００Ｐａで通常の薄膜形成を
行うことにより、ウェハ１７には、膜質の極めて良好な
ＷＳｉ₂の薄膜をウェハ１７に形成することができる。

【００２８】この薄膜形成終了後、プロセスチャンバ３
内を清浄化するために、プロセスチャンバ３内を排気ポ
ンプ６の能力にて到達可能な最大真空度まで真空排気す
べく、コンダクタンス調整弁１０を開く（弁体１１が時
計方向に回転する）。

【００２９】ここで、前述のような段階的な薄膜形成圧
の制御のために、６００Ｐａから１００Ｐａに減圧する
時、図１９に例示した構造の従来のコンダクタンス調整
弁では、急激にコンダクタンスが増大し、このとき、プ
ロセスチャンバ３内の圧力が一気に１００Ｐａ以下低下
するため、プロセスチャンバ３内は急激な気流とサセプ
タ１６の上下の圧力差が生じ、ウェハ１７，サセプタ１
６，シールドリング１３の激しい揺れが発生する。この
現象が発生した場合、巻き上がった異物がウェハ１７上
に付着し、ウェハ１７の品質不良を引き起こす。また、
揺れによりサセプタ１６上でウェハ１７が位置ズレを起
こし、搬送トラブルを引き起こすことが懸念され、後述
のやのプロファイルのような、複雑かつ長時間を要
する対策が必要となる。

【００３０】これに対して、後述ののプロファイルの
ように、本実施の形態のコンダクタンス調整弁１０で
は、６００Ｐａ程度の真空度下の薄膜形成中の全閉止状
態から、１００Ｐａに移行すべく、高真空排気のために
比較的早い一定速度で短時間に弁体１１を開いても、コ
ンダクタンスはゆるやかに増加するため、プロセスチャ
ンバ３内に激しい気流が形成されることはなく、従っ
て、ウェハ１７への異物の付着に起因する品質不良の発
生や、サセプタ１６上でウェハ１７が位置ズレを起こし
て搬送トラブルとなる、等の懸念は全く解消される。

【００３１】図４の線図を参照して、本願発明と従来技
術の上述のような差異をさらに詳細に例示する。６００
Ｐａから１００Ｐａ程度にプロセスチャンバ３内を排気
するときのウェハ１７，サセプタ１６，シールドリング
１３等の揺れを防止するために、従来、図４の、の
プロファイルのような排気制御手法を採っていた。

【００３２】は６秒毎に２５Ｐａずつ圧力低下させる
方法である。図１９のような従来のコンダクタンス調整
弁では、これ以上の圧力幅で圧力低下させると揺れが発
生する。また、６秒未満にしても揺れは発生する。弁体
１０１が開き過ぎた後、戻るような動きをするため一層
コンダクタンスが増大する。このため、前記部品の揺れ
を完全に防止できない。２５Ｐａ低下当たりの安定時間
として約６秒必要であり、全体の圧力低下に２分を要す
るためウェハ１枚の処理時間は６分４５秒要する。

【００３３】は図１９の従来のコンダクタンス調整弁
において、弁体１０１の開度を１あるいは２°ずつ増や
す方法である。この方法では６００Ｐａから１００Ｐａ
の圧力低下に５分を要するためウェハ１枚の処理時間は
９分４５秒を要する。また、一定角度ずつ弁体を開けて
いくと従来の弁体の形状ではコンダクタンスは一定に増
加できず急激に増大する。よって高精度な開度の速度制
御が必要であり、この開度制御を行うためには、制御部
７に複雑なソフトウェアとハードウエアが必要となる。

【００３４】は本実施の形態のコンダクタンス調整弁
１０を用いた場合を示している。前記揺れを発生させな
いで６００Ｐａから１００Ｐａに圧力低下させるのに必
要な時間は、最大１分であり（最小２０秒）、ウェハ１
枚の処理時間は５分４５秒である。すなわち、の方法
に対しては約１５％、の方法に対しては約４１％の所
要時間短縮が図れる。このように短時間で圧力低下が可
能な理由は弁体１１が、円盤部１１ａおよび曲面部１１
ｂからなる構成を有し、全閉状態からの微量なコンダク
タンス増加形状になっていることにより、一定速度で弁
体１１を開いても、急激なコンダクタンスの増大が発生
することがなく、従来の，のような段階的な圧力低
下制御と高精度な開度制御を必要としないためである。

【００３５】このように、本実施の形態のコンダクタン
ス調整弁１０および低圧薄膜形成装置によれば、６００
Ｐａ程度の圧力でウェハ１７上に薄膜を形成し、薄膜形
成終了後、プロセスチャンバ３内を到達圧力まで真空排
気する際、急激な圧力変化と気流によるウェハ１７，サ
セプタ１６およびシールドリング１３の揺れを防止でき
る。これにより前記部品の揺れ起因の異物発生と異物付
着起因のウェハ１７の品質不良を防止できる。また、前
記部品が揺れない圧力まで段階的に数十Ｐａ程度ずつ圧
力低下させる等の長時間を要する対策が必要無いため、
低圧薄膜形成装置の処理能力が向上する。

【００３６】また、開度を小刻みに変化させる等の複雑
な弁開度制御を必要としないため、ソフトウェアによる
コンダクタンス調整弁１０の複雑な開度制御が不要とな
り、簡単かつ安価に前記効果を得ることができる。

【００３７】従って、６００Ｐａ程度の比較的高い反応
ガス圧下および１００Ｐａ程度の低い反応ガス圧下の２
段階での膜形成による良好な膜質の実現と、スループッ
トの維持向上とを両立させることができ、半導体装置の
製造プロセスの生産性が大幅に向上する。

【００３８】なお、６００Ｐａおよび１００Ｐａの二段
階で、薄膜を形成する場合、６００Ｐａでの薄膜形成の
後、一旦、高真空に排気した後、１００Ｐａにて薄膜形
成を行ってもよい。この場合には、６００Ｐａでの反応
ガスを完全に排除して、チャンバ内を清浄化できるの
で、より膜質の良好な薄膜を得ることができる。

【００３９】（実施の形態２）図６は、本発明の第２の
実施の形態であるコンダクタンス調整弁の構成の一例を
示す断面図であり、図７は、図６における線VII −VII
の部分の断面図である。

【００４０】本第２の実施の形態のコンダクタンス調整
弁２０は、薄膜形成時の一定圧力制御と滑らかなコンダ
クタンス増加制御を可能にする曲面弁体２１を有する。

【００４１】すなわち、このコンダクタンス調整弁２０
内の曲面弁体２１の各寸法は、排気流路９の内径を２ｒ
ｃ、全閉時の最大径部２１ａの口径を２ｒｂ、角度θだ
けの開度における曲面部２１ｂの口径を２ｒａとすると
き、ｒａ＜ｒｂ，ｒｂ＜ｒｃ，０°≦θ≦９０° となるようにする。

【００４２】これにより、コンダクタンスが最小の状態
から一定速度で曲面弁体２１を開いても、コンダクタン
スの急激な増大が発生しないので、図１に例示した第１
の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。

【００４３】（実施の形態３）図８は、本発明の第３の
実施の形態であるコンダクタンス調整弁の構成の一例を
示す断面図であり、図９は、図８における線IX−IXの部
分の断面図、図１０は、図８における線X −X の部分の
断面図である。

【００４４】本第３の実施の形態のコンダクタンス調整
弁３０は、薄膜形成時の一定圧力制御と滑らかなコンダ
クタンス増加制御を可能にする曲面弁体３１を有する。

【００４５】すなわち、このコンダクタンス調整弁３０
内の曲面弁体３１の各寸法は、排気流路９の内径を２ｒ
ｃ、全閉時の最大径部３１ａの口径を２ｒｂ、角度θだ
けの開度における曲面部３１ｂの口径を２ｒａとすると
き、ｒａ＜ｒｂ，ｒｂ＜ｒｃ，０°≦θ≦９０° となるようにする。

【００４６】これにより、コンダクタンスが最小の状態
から一定速度で曲面弁体３１を開いても、コンダクタン
スの急激な増大が発生しないので、図１に例示した第１
の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。

【００４７】（実施の形態４）図１１は、本発明の第４
の実施の形態であるコンダクタンス調整弁の構成の一例
を示す断面図であり、図１２は、図１１における線XII
−XII の部分の断面図、図１３は、図１１における線XI
II−XIIIの部分の断面図である。

【００４８】本第４の実施の形態のコンダクタンス調整
弁４０は、薄膜形成時の一定圧力制御と滑らかなコンダ
クタンス増加制御を可能にする曲面弁体４１を有する。

【００４９】すなわち、このコンダクタンス調整弁４０
内の曲面弁体４１の各寸法は、排気流路９の内径を２ｒ
ｃ、全閉時の最大径部４１ａの口径を２ｒｂ、角度θだ
けの開度における曲面部４１ｂの口径を２ｒａとすると
き、ｒａ＜ｒｂ，ｒｂ＜ｒｃ，０°≦θ≦９０° となるようにする。

【００５０】これにより、コンダクタンスが最小の状態
から一定速度で曲面弁体４１を開いても、コンダクタン
スの急激な増大が発生しないので、図１に例示した第１
の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。

【００５１】（実施の形態５）図１４は、本発明の第５
の実施の形態であるコンダクタンス調整弁の構成の一例
を示す断面図であり、図１５は、図１４における線XV−
XVの部分の断面図である。

【００５２】本第５の実施の形態のコンダクタンス調整
弁５０は、薄膜形成時の一定圧力制御と滑らかなコンダ
クタンス増加制御を可能にする弁体５１を有する。

【００５３】すなわち、このコンダクタンス調整弁５０
内の弁体５１は、大径フラッパ５１ａおよび小径フラッ
パ５１ｂで構成され、各部の寸法は、排気流路９の内径
を２ｒｃ、全閉時の大径フラッパ５１ａの口径を２ｒ
ｂ、所定の角度だけの開閉方向にずれて配置された小径
フラッパ５１ｂの口径を２ｒａとするとき、ｒａ＜ｒｂ，ｒｂ＜ｒｃ，０°≦θ≦９０° となるようにする。

【００５４】これにより、コンダクタンスが最小の状態
から一定速度で弁体５１を開いても、コンダクタンスの
急激な増大が発生しないので、図１に例示した第１の実
施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。

【００５５】（実施の形態６）図１６は、本発明の第６
の実施の形態であるコンダクタンス調整弁の構成の一例
を示す断面図であり、図１７は、図１６における線XVII
−XVIIの部分の断面図、図１８は、図１６における線XV
III −XVIII の部分の断面図である。

【００５６】本第６の実施の形態のコンダクタンス調整
弁６０は、薄膜形成時の一定圧力制御と滑らかなコンダ
クタンス増加制御を可能にする曲面弁体６１を有する。

【００５７】すなわち、このコンダクタンス調整弁６０
内の曲面弁体６１の各寸法は、排気流路９の内径を２ｒ
ｃ、全閉時の最大径部６１ａの口径を２ｒｂ、角度θだ
けの開度における曲面部６１ｂの口径を２ｒａとすると
き、ｒａ＜ｒｂ，ｒｂ＜ｒｃ，０°≦θ≦９０° となるようにする。

【００５８】これにより、コンダクタンスが最小の状態
から一定速度で曲面弁体６１を開いても、コンダクタン
スの急激な増大が発生しないので、図１に例示した第１
の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。

【００５９】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。

【００６０】たとえば、上述の実施の形態の説明では、
一例として枚葉式のＷＳｉ₂薄膜を形成する低圧薄膜形
成装置に適用した場合を説明したが、一般の低圧ＣＶＤ
装置，プラズマＣＶＤ装置，拡散装置、複数のウェハを
一括処理するバッチ式の前記各装置等に広く適用するこ
とができる。

【００６１】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００６２】本発明のコンダクタンス調整弁によれば、
滑らかかつ高精度なコンダクタンスの制御により、コン
ダクタンス変化時の強い排気流の発生を抑止することが
できる、という効果が得られる。

【００６３】また、本発明のコンダクタンス調整弁によ
れば、複雑な制御操作を必要とすることなく、滑らかか
つ高精度なコンダクタンスの制御により、コンダクタン
ス変化時の強い排気流の発生を抑止することができる、
という効果が得られる。

【００６４】また、本発明のコンダクタンス調整弁によ
れば、複雑な制御操作を必要とすることなく、コンダク
タンス変化時の強い排気流の発生を抑止しつつ、高真空
度への到達時間を短縮することができる、という効果が
得られる。

【００６５】本発明の半導体製造装置によれば、プロセ
スチャンバ内に異物や搬送障害等を発生させる強い排気
流を形成することなく、短時間に、高真空度に排気する
ことができる、という効果が得られる。

【００６６】また、本発明の半導体製造装置によれば、
プロセスチャンバ内の異物や搬送障害等の発生の抑止に
よる歩留り向上と、プロセスチャンバ内の高真空度への
到達時間の短縮によるスループットの向上を実現するこ
とができる、という効果が得られる。

【００６７】また、本発明の半導体製造装置によれば、
良好な膜質の薄膜形成と、スループットの向上とを両立
させることができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態であるコンダクタン
ス調整弁の構成の一例を示す断面図である。

【図２】図１における線II−IIの部分の断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態である半導体製造装置の
構成の一例を示す概念図である。

【図４】本発明のコンダクタンス調整弁および半導体製
造装置の作用の一例を従来技術の場合と対照して例示す
る線図である。

【図５】本発明のコンダクタンス調整弁の特性の一例
を、従来の構成の特性と対照して示す線図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態であるコンダクタン
ス調整弁の構成の一例を示す断面図である。

【図７】図６における線VII −VII の部分の断面図であ
る。

【図８】本発明の第３の実施の形態であるコンダクタン
ス調整弁の構成の一例を示す断面図である。

【図９】図８における線IX−IXの部分の断面図である。

【図１０】図８における線X −X の部分の断面図であ
る。

【図１１】本発明の第４の実施の形態であるコンダクタ
ンス調整弁の構成の一例を示す断面図である。

【図１２】図１１における線XII −XII の部分の断面図
である。

【図１３】図１１における線XIII−XIIIの部分の断面図
である。

【図１４】本発明の第５の実施の形態であるコンダクタ
ンス調整弁の構成の一例を示す断面図である。

【図１５】図１４における線XV−XVの部分の断面図であ
る。

【図１６】本発明の第６の実施の形態であるコンダクタ
ンス調整弁の構成の一例を示す断面図である。

【図１７】図１６における線XVII−XVIIの部分の断面図
である。

【図１８】図１６における線XVIII −XVIII の部分の断
面図である。

【図１９】従来のコンダクタンス調整弁の構成の一例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ロードロックモジュール２トランスファーモジュール３プロセスチャンバ４プロセスガス供給部５ランプヒータ６排気ポンプ７制御部８真空計９排気流路１０コンダクタンス調整弁１１弁体１１ａ円盤部（第１の部位）１１ｂ曲面部（第２の部位）１２弁体回転駆動用モータ１２ａ回転軸１３シールドリング１４搬送アーム１５カセット１６サセプタ１７ウェハ２０コンダクタンス調整弁２１曲面弁体２１ａ最大径部２１ｂ曲面部３０コンダクタンス調整弁３１曲面弁体３１ａ最大径部３１ｂ曲面部４０コンダクタンス調整弁４１曲面弁体４１ａ最大径部４１ｂ曲面部５０コンダクタンス調整弁５１弁体５１ａ大径フラッパ５１ｂ小径フラッパ６０コンダクタンス調整弁６１曲面弁体６１ａ最大径部６１ｂ曲面部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐久間浩東京都青梅市今井2326番地株式会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者ミン・ツァン・ファンアメリカ合衆国、テキサス州 75248、ダラス、ラマンガ・ドライブ 6927

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】設置される排気流路のコンダクタンスを
制御する弁体を備えたコンダクタンス調整弁であって、
前記弁体は、全閉状態で前記コンダクタンスを一定に制
御する第１の部位と、前記全閉状態からの開度に応じて
前記コンダクタンスを変化させる第２の部位とを備えた
ことを特徴とするコンダクタンス調整弁。
【請求項２】請求項１記載のコンダクタンス調整弁に
おいて、前記弁体は、前記全閉状態において所定の流体
流通間隙を構成することにより前記コンダクタンスを最
小に制御する最大径部と、前記全閉状態からの開度に応
じて前記コンダクタンスを微増させる曲面部とからなる
ことを特徴とするコンダクタンス調整弁。
【請求項３】請求項１記載のコンダクタンス調整弁に
おいて、前記弁体は、前記全閉状態において所定の流体
流通間隙を構成することにより前記コンダクタンスを一
定に制御する第１のフラッパと、前記流体流通間隙が前
記第１のフラッパよりも大きな少なくとも一つの第２の
フラッパとを前記弁体を駆動する回転軸に交差させて固
定してなることを特徴とするコンダクタンス調整弁。
【請求項４】請求項１，２または３記載のコンダクタ
ンス調整弁において、半導体装置の製造プロセスにおけ
る半導体製造装置に装着されることを特徴とするコンダ
クタンス調整弁。
【請求項５】被処理物が収容されるプロセスチャンバ
と、前記プロセスチャンバに反応ガスを供給するガス供
給手段と、排気流路を介して前記プロセスチャンバに接
続され、前記プロセスチャンバの排気操作を行う真空ポ
ンプと、前記排気流路に介設され、当該排気流路のコン
ダクタンスを制御するコンダクタンス調整弁とを含む半
導体製造装置であって、前記コンダクタンス調整弁は、全閉状態で前記コンダク
タンスを一定に制御する第１の部位と、前記全閉状態か
らの開度に応じて前記コンダクタンスを変化させる第２
の部位とからなる弁体を備えたことを特徴とする半導体
製造装置。
【請求項６】請求項５記載の半導体製造装置におい
て、前記コンダクタンス調整弁の前記弁体は、前記全閉
状態において所定の流体流通間隙を構成することにより
前記コンダクタンスを一定に制御する最大径部と、前記
全閉状態からの開度に応じて前記コンダクタンスを微増
させる曲面部とからなることを特徴とする半導体製造装
置。
【請求項７】請求項５記載の半導体製造装置におい
て、前記コンダクタンス調整弁の前記弁体は、前記全閉
状態において所定の流体流通間隙を構成することにより
前記コンダクタンスを一定に制御する第１のフラッパ
と、前記流体流通間隙が前記第１のフラッパよりも大き
な少なくとも一つの第２のフラッパとを前記弁体を駆動
する回転軸に交差させて固定してなることを特徴とする
半導体製造装置。
【請求項８】請求項５記載の半導体製造装置におい
て、前記コンダクタンス調整弁を全閉状態にして前記排
気流路のコンダクタンスを小さい一定の値にして前記プ
ロセスチャンバ内の排気を抑制することにより、前記プ
ロセスチャンバ内を比較的高い圧に保ちつつ前記反応ガ
スを供給することにより前記被処理物に薄膜を形成する
第１のステップと、前記弁体の前記全閉状態からの開度
に応じて前記コンダクタンスを微増させることにより、
前記第１のステップよりも低い圧の下で薄膜を形成する
第２のステップと、前記プロセスチャンバを高真空に排
気して前記反応ガスを除く第３のステップとを含む薄膜
形成プロセスを実行することを特徴とする半導体製造装
置。
【請求項９】請求項８記載の半導体製造装置におい
て、前記反応ガスは、Ｓi Ｈ₂Ｃｌ₂およびＷＦ₆から
なり、前記第１のステップでは、ほぼ６００ｐａの圧力
下で前記ＷＦ₆を比較的少なくした状態でＷＳｉ₂の薄
膜形成を行い、前記第２のステップでは、ほぼ１００Ｐ
ａの圧力下で前記Ｓi Ｈ₂Ｃｌ₂およびＷＦ₆を供給し
て薄膜形成を行い、前記第３のステップでは、前記真空
ポンプの排気能力にて可能な到達真空度まで前記プロセ
スチャンバを排気することを特徴とする半導体製造装
置。