JP2003303023A - 処理装置及び処理装置の保守方法 - Google Patents

処理装置及び処理装置の保守方法

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大輔 鳥屋
Kenji Honma
謙治 本間
Akihiko Tsukada
明彦 塚田
Koji Shimomura
晃司 下村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】液体ソースを気化して成膜処理を行う装置にお
いて、液体ソースの流量制御部例えばマスフローコント
ローラ（ＭＦＣ）の動作確認を液体ソースの供給路から
切り離さずに行うこと。 【解決手段】液体ソース供給路を洗浄するための洗浄液
供給路の一部をバイパスし、そのバイパス路に校正用の
流量計を設け、この流量計及びＭＦＣに洗浄液を流すこ
とによりＭＦＣの動作確認を行う。洗浄時にはバイパス
路に洗浄液が流れないようにすることにより、成膜処理
時の液体ソースの流量が洗浄時の洗浄液の流量に比べて
例えば１／１０程度と小さい場合でも、流量計が振り切
れることがない。また他の手法として、ＭＦＣの設定流
量に対応する信号とＭＦＣのバルブの開度に対応する信
号との関係を予め取っておき、そのデータと校正時のデ
ータとを比較するようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体ソースを用い
て半導体ウエハなどに対して成膜などの処理を行う処理
装置及び処理装置の保守方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハ（以下ウエハという）に対
する成膜処理において液体ソースを使用する場合があ
る。例えば酸化タンタル膜は、ＤＲＡＭのキャパシタ膜
として使用されるが、この酸化タンタル膜を成膜するた
めには、液体ソースであるＰＥＴ（ペンタエトキシタン
タル：Ｔａ（ＯＣ2Ｈ5）5）が使用される。このような
成膜を行う装置は、液体ソース供給源である液体ソース
タンクからＰＥＴを配管を介して気化器に送って気化さ
せると共に、配管に設けられた液体流量制御部であるマ
スフローコントローラによりＰＥＴの流量を制御し、Ｐ
ＥＴの蒸気と酸素ガスとをウエハが載置された処理容器
内に供給するように構成される。
【０００３】一方、液体ソースタンクや気化器を交換す
るときには配管を切り離すが、ＰＥＴは水分の存在によ
り固化することから、配管を開放する前には洗浄液例え
ばアルコールにより配管内を洗浄してＰＥＴを完全に除
去し、また配管を接続した後には洗浄液を流して空気を
完全に追い出しておく必要がある。洗浄が不十分な場合
には配管内のＰＥＴが大気中の水分と反応して固化した
状態で配管内に付着する。また洗浄液の含有水分量の管
理にミスがあった場合などには、ＰＥＴが洗浄液中の水
分と反応して同様に固化する。ところでマスフローコン
トローラは、流路に設けたセンサの上流、下流側の２点
に対する流体からの熱の授受の差に基づいて流量を検出
するものなので、マスフローコントローラ内にＰＥＴが
固化すると熱の伝わりが変わってしまい、設定流量より
も数倍の流量のＰＥＴが流れる場合もある。
【０００４】しかしながらＰＥＴの流量が設定流量から
外れると、キャパシタの容量が予定通りに得られないこ
ともあり、特にＰＥＴの流量が設定流量よりも大きい
と、ＰＥＴの消費量が多くなって、液体ソースタンクの
交換の頻度が増え、また処理容器のクリーニングサイク
ルも増え、更にはコンピュータによる積算流量が変わっ
てくるので適切な管理ができなくなる。そして固化した
ＰＥＴはいわばセラミックスのようになり、洗浄して除
去することは事実上不可能であり、その場合マスフロー
コントローラは交換せざるを得ない。このためマスフロ
ーコントローラを定期的に配管から取り外し、マスフロ
ーコントローラに流れたアルコールをメスシリンダーで
測り、その測定結果と設定流量との関係から動作状態が
正常であるか否かを調べるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらマスフロ
ーコントローラを配管から取り外す際には予め配管及び
マスフローコントローラ内を洗浄液で洗浄するが、その
洗浄が不十分であると取り外したときにＰＥＴが固化し
てしまうし、またマスフローコントローラの動作を確認
し配管に取り付けるときに配管内に空気が入り込んでし
まい、ＰＥＴを流したときに固化するおそれもある。即
ち、マスフローコントローラの動作を確認するはずが、
その動作確認作業が原因でマスフローコントローラが不
良になるおそれがある。更にまた液体ソースの流量が小
さいので、マスフローコントローラも小流量の制御範囲
のものが用いられ、このためメスシリンダーで正確に流
量測定を行うことが困難であるという課題もある。
【０００６】本発明は、このような背景の下になされた
ものであり、液体ソースの流量制御部の動作確認を液体
ソースの供給路から切り離さずに行うことができる技術
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、液体ソース供
給源に接続された液体ソース供給路と、この液体ソース
供給路に設けられ、設定流量となるように流量を制御す
る液体ソース用の液体流量制御部と、洗浄液供給源に一
端が接続され、前記液体ソース供給路に他端が接続され
た洗浄液供給路と、前記液体ソースにより被処理体に対
して処理が行われる処理容器と、を備えた処理装置を対
象とするものである。液体ソースにより被処理体に対し
て処理が行われるとは、液体ソースを気化器あるいは処
理容器内で気化してそのガスにより処理を行う場合、あ
るいは液体ソースを気化せずに処理を行う場合も含む。
【０００８】このような処理装置において、一の発明
は、前記洗浄液供給路に設けられ、流量測定部からなる
校正用機器を備え、前記校正用機器を介して洗浄液を前
記液体ソース用の液体流量制御部に通流し、当該液体ソ
ース用の液体流量制御部の動作を確認することを特徴と
する。
【０００９】この発明によれば、洗浄液供給路に設けら
れた校正用機器により、液体ソース用の液体流量制御部
の動作を確認できるので、校正作業を行うにあたって、
液体流量制御部を液体ソース供給路から取り外さなくて
済む。
【００１０】他の発明は、前記液体ソース供給路を洗浄
するときの洗浄液の流量がガス処理時の液体ソースの設
定流量よりも大きい場合を対象とする。この発明は、前
記洗浄液供給源と液体ソース用の液体流量制御部との間
の流路の一部をなす第１の流路をバイパスして設けられ
た第２の流路と、この第２の流路に設けられ、流量測定
部からなる校正用機器と、前記液体ソース供給路を洗浄
するときには第１の流路に切り替え、また液体ソース用
の液体流量制御部を校正するときには第２の流路に切り
替える流路切り替え部と、を備え、前記校正用機器を介
して洗浄液を前記液体ソース用の液体流量制御部に通流
し、当該液体ソース用の液体流量制御部の動作を確認す
ることを特徴とする。
【００１１】上記の他の発明によれば、校正作業を行う
にあたって、液体流量制御部を液体ソース供給路から取
り外さなくて済む。また前記液体ソース供給路を洗浄す
るときには、小流量に対応した校正用機器に洗浄液が流
れないので、洗浄液の流量を大きくして洗浄できる。
【００１２】この場合第１の流路に流量調節部を設けて
もよく、流量調節部は、設定流量となるように流量を制
御する機能を備えたものであってもよい。また洗浄液供
給路に流量調節部が設けられ、第１の流路はこの流量調
節部の下流側の流路としてもよい。
【００１３】上記の一の発明または他の発明において、
校正用機器として流量測定部の代わりに、設定流量とな
るように流量を制御する液体流量制御部を用いてもよ
い。そして本発明では、液体ソース用の液体流量制御部
の設定流量または流量検出値と、校正用機器の設定流量
または流量検出値と、に基づいて液体ソース用の液体流
量制御部の動作状態が正常であるか否かを判定する判定
手段を備えた構成としてもよい。
【００１４】更に他の発明は、液体ソース供給源に接続
された液体ソース供給路と、この液体ソース供給路に設
けられ、設定流量となるように流量をバルブにより制御
する液体ソース用の液体流量制御部と、洗浄液供給源に
一端が接続され、前記液体ソース供給路に他端が接続さ
れた洗浄液供給路と、前記液体ソースにより被処理体に
対して処理が行われる処理容器と、を備えた処理装置に
おいて、前記液体流量制御部の動作状態が正常なときに
当該液体流量制御部に洗浄液を通流して得られた液体流
量制御部の設定流量に対応した信号とバルブの開度に対
応した信号との関係を記憶した記憶部と、前記液体流量
制御部に洗浄液を通流して得られた液体流量制御部の設
定流量または検出流量とバルブの開度に対応する信号と
の関係と、前記記憶部に記憶されているデータとに基づ
いて、液体ソース用の液体流量制御部の動作を確認する
手段と、を備えたことを特徴とする。この発明によれ
ば、洗浄液供給路に校正用機器を設けなくても、液体ソ
ース用の液体流量制御部の動作の確認を行うことができ
る。以上において、液体ソースは例えば水分に触れて固
化するものであり、例えばペンタエトキシタンタルであ
る。また洗浄液は例えば有機溶剤が用いられる。
【００１５】また本発明は、上記の処理装置を用い、校
正用機器を介して洗浄液を前記液体ソース用の液体流量
制御部に通流し、液体ソース用の液体流量制御部の動作
状態が正常であるか否かを判定するという保守方法にお
いても成立するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る処理装置の実
施の形態を示す全体構成図である。ここでは被処理体で
ある半導体ウエハ（以下ウエハと略す）Ｗの表面に酸化
タンタル（Ｔａ2Ｏ5）膜の成膜を行う装置を例に取り、
以下説明を行う。図中１１は成膜ガスの原料となる液体
ソースであるペンタエトキシタンタル［Ｔａ（ＯＣ2Ｈ
5）5：以下「ＰＥＴ」と略す］が貯留される液体ソース
供給源としての液体ソースタンク（容器）であり、ＰＥ
Ｔの流路をなす配管からなる液体ソース供給路１２を介
し、ウエハＷに対する成膜処理（ガス処理）が行われる
処理容器２と接続されている。
【００１７】液体ソースタンク１１はガス管１３及びバ
ルブＶ０を介して当該液体ソースタンク１１内のＰＥＴ
を下流側に送り出すためのＨｅガス供給部１４に接続さ
れている。ガス供給部１４に使用されるガスはＨｅガス
に限られないが、ＨｅガスはＰＥＴに対して溶解量が小
さいので気泡が生成されにくく、このため気化器１６内
でＰＥＴを気化するためのヒータの熱によって気泡が一
気に膨張して流量制御が乱れるといったおそれがなく、
安定した流量制御を行えることから好ましい。液体ソー
ス供給路１２にはバルブＶ１０、Ｖ９、Ｖ１、液体流量
制御部であるマスフローコントローラ（以下「ＭＦＣ」
と略す）１５、気化器１６及びバルブＶ２が上流側から
この順に介設されている。
【００１８】図示は省略するが、ＭＦＣ１５は例えばバ
ルブ、流量計及びコントローラが一体的に構成され、設
定流量及び流量計の検出値に基づいてコントローラを介
してバルブの開度を調節するものである。酸化タンタル
膜を成膜するときのＰＥＴの流量は例えば０．２cc／分
程度とかなり少量であり、このためＭＦＣ１５は例えば
０．１０ｃｃ／分〜０．５０ｃｃ／分の範囲で流量調節
可能なものが用いられる。なおＭＦＣ１５としては、バ
ルブ、流量計及びコントローラが一体的に構成されたも
のに限らず、流量計とバルブとが別体になっていて、バ
ルブが気化器１６の中に組み込まれた構成のものも含ま
れる。
【００１９】また気化器１６には例えばＨｅガスなどの
キャリアガスを供給するための供給源が接続されてお
り、図示しないヒータにて例えば１６０℃程度にキャリ
アガスを加熱すると共に、これをＰＥＴと共にアクチュ
エータに供給して成膜ガスとし、これを下流側に送り出
す構成とされている。
【００２０】処理容器２の内部には、ウエハＷを載置す
るための載置台２１が設けられており、当該載置台２１
内部には、例えば成膜処理時においてウエハＷを裏面側
から加熱するための図示しないヒータが埋設されてい
る。また処理容器２の天井部には、下方側に図示しない
多数の孔部が形成されたシャワーヘッド２２が設けられ
ており、既述の液体ソース供給路１２を介して供給され
る成膜ガスと、酸素ガス供給部２３から供給される酸素
（Ｏ2）ガスとの両方を、載置台２１に載置されたウエ
ハＷに向けて供給できるように構成されている。
【００２１】処理容器２の下方側には、排気口２４を介
して排気管からなる排気路２５が接続されており、この
排気路２５の他端側は真空排気手段である真空ポンプ２
６に接続されている。また排気路２５にはバルブＶ３が
介設されており、このバルブＶ３と真空ポンプ２６との
間には、液体ソース供給路１２における気化器１６とバ
ルブＶ２との間で分岐された第１のバイパス路１８の一
端が接続されている。第１のバイパス路１８は例えば後
述する液体ソース供給路１２の洗浄等で用いられるもの
であり、バルブＶ２と連動させることで分岐点Ｐ１の下
流側におけるガスの通流経路を切り替えられるように、
バルブＶ４が介設されている。
【００２２】次いで、上述の液体ソース供給路１２内の
洗浄及びＭＦＣ１５の動作確認のために用いられる部位
について説明する。図中３１は洗浄液供給源である洗浄
液タンクであり、その内部には液体ソース供給路１２内
に付着したＰＥＴを洗い流すための洗浄液例えばエタノ
ール（Ｃ2Ｈ5ＯＨ）溶液が貯留されている。エタノール
は親水性であるため、新しい配管あるいはメンテナンス
後に接続された配管の中を通すことにより内壁に付着し
ている水分を除去できる効果があるが、それ自身が水分
を含みやすいことから、エタノールの含水量は１０００
ｐｐｍ以下であることが好ましい。また洗浄液としては
エタノールに限られず、他のアルコールあるいはアセト
ンなどの有機溶剤であってもよい。更にまた洗浄液とし
ては必ずしも親水性のものに限られるものではなく、疎
水性のもの例えばヘキサンあるいはオクタンなどであっ
てもＰＥＴを洗浄できることから洗浄液として用いるこ
とができる。洗浄液タンク３１は、液体ソース供給路１
２におけるバルブＶ１及びＶ９の間例えば分岐点Ｐ２に
洗浄液供給路３２を介して接続されている。また洗浄液
タンク３１にはガス供給路３３を介して当該洗浄液タン
ク３１内の洗浄液を液体ソース供給路１２側に送り出す
ための窒素（Ｎ2）ガス供給源３４が接続されており、
ガス供給路３３に介設されるバルブＶ５を開けることで
窒素ガスの圧力により当該洗浄液タンク３１内の洗浄液
が液体ソース供給路１２側に送り出される構成とされて
いる。
【００２３】洗浄液供給路３２には洗浄液タンク３１側
から順に、洗浄液用として設けられる流量調節部である
例えばニードルバルブ３５、バルブＶ６及びバルブＶ７
が介設されている。また液体ソース供給路１２における
バルブＶ９及びＶ１０の間からは洗浄液供給路の一部を
なす分岐路３０が分岐されており、この排出路３０はバ
ルブＶ１１を介して図示しないドレインタンクに接続さ
れている。この排出路３０は、液体ソースタンク１１を
交換する際に後述のように洗浄液供給路３２からバルブ
Ｖ１１及び排出路３０を介して洗浄液を流すために設け
られたものである。
【００２４】洗浄液供給路３２の一部、例えばニードル
バルブ３５及びバルブＶ６を挟む流路（第１の流路）に
対しては、第２のバイパス路（第２の流路）４１が設け
られている。この第２のバイパス路４１は、液体ソース
の流量を制御する既述のＭＦＣ１５の校正を行うときに
洗浄液を通流するために設けられるものであり、上流側
から順にＭＦＣ１５を校正するための校正用機器、例え
ば流量測定部をなす流量計（ＭＦＭ）４２とバルブＶ８
とが介設されている。バルブＶ６及びバルブＶ８は、洗
浄液供給路３２を洗浄するときには、ニードルバルブ３
５側の流路（第１の流路）を選択し、ＭＦＣ１５の校正
を行うときには、第２のバイパス路（第１の流路）４１
を選択するように流路を切り替えるためのものであり、
特許請求の範囲における流路切り替え部に相当する。
【００２５】上述のようにニードルバルブ３５は、液体
ソースタンク１１の交換時の洗浄液の流量調節のために
用いられるものであり、例えば５ｃｃ／分程度の流量に
調節できるように構成される。一方流量計４２は、液体
ソースの流量制御を行うマスフローコントローラ１５の
流量制御の既述の幅に対応した例えば０．１０ｃｃ／分
〜０．５０ｃｃ／分をカバーできるものが用いられる。
流量計４２をニードルバルブ３５と直列に設けない理由
は、当該流量計４２で測定する流量がニードルバルブ３
５により調節する流量よりも例えば１／１０以下と小さ
いので、洗浄時に流れる洗浄液により流量計４２が振り
切れてしまうことを避けるためである。
【００２６】またＭＦＣ１５及び流量計４２は、各々制
御部５と接続されており、この制御部５は、ＭＦＣ１５
の校正のためにバイパス路４１を介してＭＦＣ１５に洗
浄液を流したときに、ＭＦＣ１５の設定流量あるいは流
量検出値と流量計４２の流量測定値とに基づいてＭＦＣ
１５の動作状態が正常であるか否かを判定する機能と、
ＭＦＣ１５の動作状態が正常であると判定したときに
は、図示しない表示部にＭＦＣ１５が正常である旨の表
示を行う一方、ＭＦＣ１５の動作状態が異常であると判
定したときには、図示しない表示部にＭＦＣ１５が異常
である旨の表示を行う機能と、を備えている。また制御
部５は、ＭＦＣ１５が異常であると判断したときにアラ
ームを発する警報手段を備える構成としてもよいし、成
膜処理の開始指示が出力されないようにする手段を備え
た構成としてもよい。なお制御部５は特許請求の範囲の
判定手段に対応する。
【００２７】次に上述実施の形態における作用について
説明する。先ず成膜処理に関して簡単に述べておくと、
処理容器２の側方に設けられる図示しないゲートバルブ
を介して載置台２１へとウエハＷが搬入され、そしてバ
ルブＶ３の開度を調節して処理容器２内を所定の真空度
に維持すると共に、載置台２１に埋設される図示しない
ヒータによる加熱を開始し、ウエハＷの表面温度を所定
のプロセス温度まで昇温させる。このような状態でＰＥ
Ｔの蒸気及び酸素ガスをシャワーヘッド２２を介してウ
エハＷに供給すると、化学的気相反応によりウエハＷの
表面全体に酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）の薄膜が形成され
る。このとき制御部５は、ＭＦＣ１５を介してＰＥＴの
流量を例えば０．１２ｃｃ／分に調節しており、また図
示しないガスマスフローコントローラにより酸素ガスの
供給流量を所定流量に調節する。
【００２８】成膜処理を繰り返し行うことにより液体ソ
ースタンク１１内のＰＥＴが消費され、やがてタンク１
１が空になると、バルブＶ１０から下流側の配管（液体
ソース供給路１２）を取り外し、新しいタンク１１に取
り付けられた配管をバルブＶ１０に接続することにより
タンク１１の交換作業を行うが、この作業の前にバルブ
Ｖ１０の下流側の配管内を洗浄してＰＥＴを除去してお
く。この洗浄作業は、バルブＶ８を閉じ、バルブＶ６を
開いてニードルバルブ３５により流量を例えばおよそ５
ｃｃ／分程度の流量となるように調節して洗浄液の供給
を行う。この流量調節はおよその調節でよいため特に流
量計を用いなくともニードルバルブ３５の開度の経験的
な調節で足りる。そしてバルブＶ１、Ｖ１０を閉じ、バ
ルブＶ７、Ｖ９、Ｖ１１を開いておくことにより洗浄液
は、液体ソース供給路１２におけるバルブＶ１とＶ１０
との間を洗浄してＰＥＴを除去し、図示しないドレイン
タンクに排出される。
【００２９】更に定期的に液体ソースの流量制御を行う
ＭＦＣ１５の動作確認を次のようにして行う。先ず図２
のステップＳ１に示すようにバルブＶ６、Ｖ９、Ｖ２を
閉じ、バルブＶ８，Ｖ７，Ｖ１，Ｖ４を開いた状態にす
る。しかる後バルブＶ５を開いて洗浄液タンク３１内の
洗浄液を下流側に送り出して、ステップＳ２に示すよう
に流量計４２を介してＭＦＣ１５に通流し、気化器１６
で気化して第１のパイパス路１８を通じて排気する。こ
のときの洗浄液の流量はＭＦＣ１５にて、当該ＭＦＣ１
５により制御可能な範囲内の流量、例えば成膜時のＰＥ
Ｔの流量に対応する流量例えば０．１５ｃｃ／分に設定
する。そしてステップＳ３に示すように制御部５では、
ＭＦＣ１５の設定流量と流量計４２の流量測定値との比
較を行い、両者が一致しているか否かの判定例えばその
差が誤差範囲内にあるか否かの判定を行う。誤差範囲内
であればＭＦＣ１５には設定流量通りの流量で洗浄液が
流れているので、ＭＦＣ１５の動作は正常であり、図示
しないモニタなどの表示部に正常である旨の表示を行う
（ステップＳ４）。しかし誤差範囲を外れていれば、Ｍ
ＦＣ１５には設定流量通りの流量で洗浄液が流れていな
いことになるので、異常がある旨の表示を行い（ステッ
プＳ５）かつ例えばアラームが発せられる。
【００３０】異常の表示がなされた場合には、ＭＦＣ１
５内にＰＥＴが固化している公算が大きいので、ＭＦＣ
１５を新たなものと交換することになる。
【００３１】ＭＦＣ１５を分解するときには、液体ソー
ス供給路１２を分解するため、各パーツが外気に触れて
既述のように外気に含まれる水分とＰＥＴとが反応して
固化するおそれがあることから、この分解作業の前後に
は液体ソース供給路１２内の洗浄が行われる。この洗浄
を行うときには、バルブＶ８、Ｖ６により流路をニード
ルバルブＶ３５側の第１の流路に切り替え、ニードルバ
ルブ３５により洗浄液の流量を調整する。このときＭＦ
Ｃ１５に対しては例えばバルブの開度を全開にする信号
を与え、これにより洗浄液はＭＦＣ１５の流量制御範囲
を越えた大きな流量でＭＦＣ１５内を流れることにな
る。
【００３２】上述の形態によれば、洗浄液供給路３２に
流量計４２を設けて、液体ソースの流量制御用のＭＦＣ
１５に洗浄液を流し、ＭＦＣ１５の設定流量と前記流量
計４２の流量測定値とを比較することによりＭＦＣ１５
を校正しているので、ＭＦＣ１５を取り外すことなくＭ
ＦＣ１５の動作状態を確認することができる。またＭＦ
Ｃ１５を取り外して動作確認する場合には、その脱着の
際に大気中の水分と液体ソースとが反応するリスクがあ
るが、この実施例では、そのようなリスクを回避するこ
とができる。
【００３３】更にまた液体ソース供給路１２の洗浄のと
きの洗浄液の流路（第１の流路）とＭＦＣ１５の校正時
の流路（第２の流路である第２のバイパス路４１）とに
分け、第２のバイパス路４１に校正用の流量計４２を設
けているので、洗浄時には大流量を流して速やかに洗浄
を行い、ＭＦＣ１５の校正時のときには成膜時の液体ソ
ースの流量に見合った小さな流量で洗浄液を流すことが
でき、しかも洗浄時の大流量により流量計４２が振り切
れた状態になることもない。
【００３４】上述の実施の形態は、洗浄液供給路３２の
うち、ニードルバルブ３５及びバルブＶ６が設けられて
いる部分を第１の流路とし、この第１の流路をバイパス
する第２の流路（第２のバイパス路４１）に流量計４２
を設けているが、本発明はこのような例に限られるもの
ではなく、図３に示すようにバルブＶ７及びバルブＶ１
が設けられている部分を第１の流路とし、この第１の流
路をバイパスする第２の流路である第２のバイパス路４
１を設けると共にこのバイパス路４１に流量計４２を設
け、バルブＶ７、Ｖ８、Ｖ１により第１の流路と第２の
流路とを切り替えてもよい。また図３の実施の形態にお
けるバイパス路４１の上流側分岐点を図４に示すように
バルブＶ６とニードルバルブ３５との間としてもよい。
【００３５】更に本発明は、複数の処理容器に対して液
体ソースタンク１１及び洗浄液タンク３１が共通化され
ている装置に対しても適用できる。図５はこのような例
として処理容器が３台備わっている実施の形態を示すも
のであり、図１の例において液体ソース供給路１２にお
けるバルブＶ９の上流側部位から下流側を３系統に分岐
すると共に、洗浄液供給路３２におけるバルブＶ７の上
流側部位から下流側を３系統に分岐した構成である。こ
のような構成においては、各ＭＦＣ１５の校正を行うと
きには、バルブＶ７を順番に切り替えていくことによ
り、共通の校正用機器である流量計４２を用いて順番に
ＭＦＣ１５の校正を行うことができる。
【００３６】以上において、上述の実施の形態における
校正用機器として流量計の代わりに流量制御部を用いて
もよい。この場合流量制御部としては、流量制御範囲が
液体ソース用のＭＦＣ１５の流量制御範囲と重なるも
の、例えばＭＦＣ１５と同種のマスフローコントローラ
（ＭＦＣ）を用いることができる。例えばＭＦＣ１５の
流量検出値を監視し、校正用のＭＦＣの設定流量通りの
流量が得られているか否かを調べることにより、あるい
は逆に校正用のＭＦＣの流量検出値を監視し、ＭＦＣ１
５の設定流量通りの流量が得られているか否かを調べる
ことにより、ＭＦＣ１５の校正、つまり動作確認を行う
ことができる。
【００３７】そして本発明では、必ずしもバイパス路を
設けなくともよく、例えば図６に示すように洗浄液供給
路３２のニードルバルブＶ３５の上流側に校正用のＭＦ
Ｃ６１を設ける構成としてもよい。この場合ＭＦＣ６１
のバルブを例えば全開にしておくことで制御可能範囲を
越えた大流量の洗浄液を流すことのできるＭＦＣを用い
れば、洗浄時において当該バルブを全開にしておくこと
により大流量の洗浄液で洗浄することができる。なお制
御可能範囲を越えた大流量の洗浄液を流すことのできな
いＭＦＣを用いる場合には、制御可能範囲の流量で洗浄
を行うことになる。またこのような例において、ＭＦＣ
６１の代わりに校正用機器として流量計を用いてもよ
い。この場合洗浄時に大流量の洗浄液をを流量計に流す
とメータが振り切れてしまうので、振り切れない程度の
流量で流せばよい。なお本発明では、洗浄液の流量調節
部としてニードルバルブを用いる代わりにＭＦＣを用い
てもよく、この場合このＭＦＣを校正用機器として兼用
してもよい。
【００３８】ここで本発明では、洗浄液供給路３２に校
正用機器を設けなくとも、図７のような構成を採用する
ことにより、ＭＦＣ１５を取り外すことなしにその校正
を行うことができる。図７に示すようにＭＦＣ１５は、
流量検出部７１と、この流量検出部７１で検出された流
量検出値と設定流量とを比較しその偏差に基づいて操作
信号を出力するコントローラ７２と、前記操作信号によ
りアクチュエータ７３を介して開度が調節されるバルブ
７４と、を備えてなる。
【００３９】また図７において８は制御部であり、記憶
部８１及び判定手段８２を備えている。そして、動作が
正常なＭＦＣ１５に対して例えば洗浄液を通流して、設
定流量に対応する設定信号とアクチュエータ７３からの
バルブ開度信号との関係データを記憶部８１に記憶して
おく。図７の例では、第２のバイパス路４１を設けない
他は、図１の構成と同様であり、ＭＦＣ１５を校正する
場合には、例えば記憶部８１に記憶されている設定流量
と同じ設定流量で洗浄液をＭＦＣ１５に流し、このとき
のアクチュエータ７３からのバルブ開度信号を制御部８
に取り込み、記憶部８１に記憶されている当該設定流量
に対応するバルブ開度信号と取り込んだバルブ開度信号
とを判定手段にて比較し、正常であるか否かを判定す
る。
【００４０】図８は、設定流量とバルブ開度信号である
バルブ制御電圧との関係を示すものであり、実線ａは正
常な場合である。例えばＰＥＴがＭＦＣ１５の流量検出
に関わる部位に付着すると、流量検出感度が鈍くなり、
例えば洗浄液が０．２ｃｃ流れているのに０．１ｃｃの
検出値しか得られないとすると、同じ設定流量でもバル
ブの開度が大きくなって実線ｂのように傾きが大きくな
る。従って上述のように実際の開度信号と記憶されてい
る開度信号とを比較することにより、ＭＦＣ１５の動作
状態を確認できる。この手法を実施するにあたり、予め
設定流量とバルブの開度信号との関係データ、例えば図
８で示す直線（あるいは曲線）をとっておき、校正時の
設定流量において前記関係データ上にバルブの開度が乗
っているか否かを判定するようにしてもよい。
【００４１】以上において、本発明は液体ソースを気化
器で気化して処理容器に供給することに限られるもので
はなく、例えば液体ソースを処理容器に供給して処理容
器内で気化する場合にも適用できる。
【００４２】ここでメンテナンスの前後において液体ソ
ース供給路１２を洗浄するための好ましいシステムの一
例について図９を参照しながら説明する。このシステム
は、図１に記載した構成に対して次の点を付加してい
る。先ず洗浄液タンク３１内に窒素ガスを供給して洗浄
液を送り出すためのガス供給路３３を分岐して、洗浄液
供給路３２におけるバルブＶ６の下流側に接続すると共
に、この分岐されたガス供給路３３の途中にバルブＶ１
２を設けている。更にガス供給路３３における洗浄液タ
ンク３１側に接続される配管中にバルブＶ１３を設け、
バルブＶ１２、１３を切り替えることにより、窒素ガス
を洗浄液タンク３１側に供給して洗浄液を洗浄液供給路
３２に送るモードと窒素ガスを洗浄液タンク３１をバイ
パスして直接洗浄液供給路３２に送るモードとを選択で
きるようになっている。また例えば窒素ガス供給源３４
とバルブＶ５との間には圧力調整部３６が設けられてい
る。
【００４３】更にまた液体ソース供給路１２においてバ
ルブＶ９、Ｖ１０の間から分岐された排出路３０の基端
側はドレインタンク９を介して、処理容器２の排気を行
うための排気路２５に接続されている。ドレインタンク
９は密閉容器で構成され、その上面には液体ソース供給
路１２側の排出管３０（３０ａ）及び真空ポンプ２６側
の排出管３０（３０ｂ）が夫々バルブＶ１４及びＶ１５
を介して接続されている。
【００４４】次にこのシステムを用いて液体ソース供給
路１２を洗浄する手法について図１０を参照しながら述
べる。例えばメンテナンスを行うために液体ソース供給
路１２を大気に開放する前に当該液体ソース供給路１２
を洗浄しようとする場合、処理容器２側のバルブＶ２及
び液体ソースタンク１１側のＶ１０を閉じ、これらの間
にあるバルブＶ９、Ｖ１及び第１のバイパス路１８に設
けられているバルブＶ４を開いた状態にすると共に、洗
浄液タンク３１の入り口側、出口側にあるバルブＶ１
３、Ｖ６、Ｖ８を閉じ、洗浄液供給路３３のその他のバ
ルブＶ５、Ｖ１２、Ｖ７及び排出路３０に設けられてい
るバルブＶ１１、Ｖ１４、Ｖ１５を開いた状態にする。
【００４５】このようにバルブの状態を設定することに
より、窒素ガス供給源３４→液体ソース供給路１２→第
１のバイパス路１８→真空ポンプ２６と窒素ガス供給源
３４→液体ソース供給路１２→排出路３０→真空ポンプ
２６の流路が形成され、窒素ガス供給源３４からの窒素
が洗浄液供給路３２を通って液体ソース供給路１２に流
入する。この結果ＰＥＴが真空ポンプ２６側に圧送さ
れ、配管内が窒素ガスにより置換される（ステップＳ
１）。この場合、分岐点Ｐ２から下流側に存在するＰＥ
Ｔは気化器１６で気化されて第１のバイパス路１８を介
して排気され、分岐点Ｐ２とバルブＶ１０との間に存在
するＰＥＴは排気路３０（３０ａ）を通って一旦ドレイ
ンタンク９に溜められ、窒素ガスは排気路３０（３０
ｂ）を介して排気される。
【００４６】ドレインタンク９はバッファの役割を果た
すものであり、ドレインタンク９を設けない場合には、
ＰＥＴは排気路３０から排気路２５に流出したときに一
気に気化するので真空ポンプ２６の負荷が大きくなって
しまうが、この例のようにドレインタンク９を設けるこ
とによりＰＥＴを一旦溜めるバッファが存在することに
なるので、真空ポンプ２６の負荷を小さくできる利点が
ある。
【００４７】次に窒素ガス供給源３４側のバルブＶ５を
閉じて窒素ガスの供給を止めることにより、当該バルブ
Ｖ５の下流側の配管、即ち洗浄液供給路３２、液体ソー
ス供給路１２及び排出路３０内を真空排気する（ステッ
プＳ２）。その後、洗浄液タンク３１をバイパスしてい
るガス供給路３３のバルブＶ１２と排出路３０のバルブ
Ｖ１１と第１のバイパス路１８のバルブＶ４を閉じ、洗
浄液タンク３１の入り口側及び出口側のバルブＶ１３、
Ｖ６を開く。これにより窒素ガスが洗浄液タンク３１内
に供給されてここから洗浄液が圧送され、洗浄液供給路
３２及び液体ソース供給路１２は真空雰囲気とされてい
るので、この中に洗浄液が流入して満たされる（ステッ
プＳ３）。そして例えば５秒〜３０分後にステップＳ１
と同様のバルブ操作を行って、窒素ガス供給源３４→液
体ソース供給路１２→第１のバイパス路１８→真空ポン
プ２６と窒素ガス供給源３４→液体ソース供給路１２→
排出路３０→真空ポンプ２６の流路を形成し、窒素ガス
の流入により洗浄液供給路３２及び液体ソース供給路１
２内の洗浄液を圧送して排出する（ステップＳ４）。そ
の後引き続き窒素ガスを流し続け、配管内を窒素ガスで
置換する（ステップＳ５）。
【００４８】しかる後、ステップＳ２と同様に窒素ガス
供給源３４側のバルブＶ５を閉じて窒素ガスの供給を止
めることにより、洗浄液供給路３２、液体ソース供給路
１２及び排出路３０内を真空排気し（ステップＳ６）、
続いてこのバルブＶ５を開くと共に圧力調整部３６によ
り窒素ガスの圧力を調整して、配管内を大気圧の窒素ガ
スで満たし（ステップＳ７）、その後バルブＶ５を閉じ
る。このような配管内の洗浄が終了した後、液体供給路
１２を分解して大気に開放し、配管あるいはＭＦＣ１５
などの機器の交換や液体ソースタンク１１の交換といっ
たメンテナンス作業が行われる。
【００４９】そしてメンテナンス作業が終了して液体ソ
ース供給路１２を接続した後は、図１０に示すフローの
ステップＳ２〜Ｓ６と同様の工程を行う。即ち配管内を
真空排気した後洗浄液で満たし、その後窒素ガスを供給
して洗浄液を排出し、更に真空排気する。洗浄液として
は例えば既述のようにエタノールが用いられるが、この
洗浄液を真空排気するときに配管内に水分が微量に存在
していたとしても、またエタノール中に微量に水分が存
在していたとしても、エタノールと水との混合物の沸点
がエタノールの沸点よりも低いため当該混合物が先に蒸
発し（共沸現象）、このため配管内には実質水分は残ら
ない。またメンテナンス前後に行われるこれら洗浄工程
において、ステップＳ５とステップＳ６とをこの順に複
数回繰り返して行えば、配管内に微量な液体が残留して
いても効率よくこれを排除することができる。その後バ
ルブＶ７、Ｖ１１、Ｖ４を閉じ、液体ソースタンク１１
の入り口側のバルブＶ０及び出口側のバルブＶ１０を開
くことにより、ヘリウムガスにより液体ソースタンク１
１内のＰＥＴが押し出されて真空雰囲気の液体ソース供
給路１２内に流入し、この中がＰＥＴで満たされる。こ
のような洗浄工程は、例えば装置の立ち上げ時に配管を
施工した後においても行われ、この後酸化タンタルの成
膜工程が実施される。
【００５０】メンテナンス前後に行われる上述の洗浄工
程は、例えば図示しない制御装置のメモリ内に格納され
ているプログラムに基づいて各バルブの開閉制御を行う
ことにより実施される。
【００５１】以上のような洗浄工程によれば、配管内に
封じ込められているＰＥＴあるいは洗浄液を窒素ガスに
より追い出しているので、それら液体を速やかに除去す
ることができ、残存する液体の量を極めて微量に抑える
ことができる。そして液体に置き換えられた窒素ガスを
真空引きしているため、配管内に液体が微量に残ってい
ても窒素ガスに持ち去られるため、結果として迅速かつ
確実にＰＥＴあるいは洗浄液を除去することができ、水
分に非常に敏感な原料ガスであるＰＥＴを処理容器２内
に安全に安定して供給できる。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、液体ソースの流量制御
部の動作確認を液体ソースの供給路から切り離さずに行
うことができ、メンテナンス作業の労力が軽減される。
また液体ソースが水分により固化するものであるときに
は、流量制御部の取り外しに伴う、大気中の水分と液体
ソースとの反応のリスクを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための処理装置を示す全体構
成図である。
【図２】本実施の形態における液体流量制御部の校正時
の作用を説明するためのフロー図である。
【図３】本発明に係る処理装置の他の実施の形態を示す
全体構成図である。
【図４】本発明に係る処理装置の更に他の実施の形態を
示す全体構成図である。
【図５】本発明に係る処理装置の更にまた他の実施の形
態を示す全体構成図である。
【図６】本発明に係る処理装置の上記以外の他の実施の
形態の要部を示す構成図である。
【図７】本発明に係る処理装置の上記以外の更に他の実
施の形態の要部を示す構成図である。
【図８】マスフローコントローラの設定流量とバルブ開
度制御電圧との関係を示す説明図である。
【図９】液体ソース供給路を洗浄するためのシステムを
組み込んだ処理装置の一例を示す構成図である。
【図１０】図９の処理装置においてメンテナンス前の液
体ソース供給路の洗浄工程を示すフロー図である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ Ｖ０〜Ｖ１２ バルブ １１ 液体ソースタンク １２ 液体ソース供給路 １５ 流量制御部であるマスフローコント
ローラ ２ 処理容器 ２２ シャワーヘッド ３１ 洗浄液タンク ３２ 洗浄液供給路 ３５ ニードルバルブ ４１ 第２の流路である（第２の）バイパ
ス路 ４２ 校正用の流量計 ５ 制御部 ６１ 校正用のマスフローコントローラ ６２ バイパス路 ７１ 流量検出部 ７２ コントローラ ７３ アクチュエータ ７４ バルブ ８ 制御部 ８１ 記憶部 ８２ 判定部 ９ ドレインタンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/31 Ａ (72)発明者 塚田 明彦 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 下村 晃司 東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放 送センター 東京エレクトロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F030 CB04 CC20 5F045 AB31 AC11 AF03 BB08 BB14 EB06 EE02 EE04 5H307 AA15 BB01 BB05 BB09 CC01 CC13 DD18 EE02 EE13 EE21 ES01 FF06 FF12 GG05 GG09 GG13 HH04 KK07 LL07

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体ソース供給源に接続された液体ソー
    ス供給路と、この液体ソース供給路に設けられ、設定流
    量となるように流量を制御する液体ソース用の液体流量
    制御部と、洗浄液供給源に一端が接続され、前記液体ソ
    ース供給路に他端が接続された洗浄液供給路と、前記液
    体ソースにより被処理体に対して処理が行われる処理容
    器と、を備えた処理装置において、 前記洗浄液供給路に設けられ、流量測定部からなる校正
    用機器を備え、 前記校正用機器を介して洗浄液を前記液体ソース用の液
    体流量制御部に通流し、当該液体ソース用の液体流量制
    御部の動作を確認することを特徴とする処理装置。
  2. 【請求項２】 液体ソース供給源に接続された液体ソー
    ス供給路と、この液体ソース供給路に設けられ、設定流
    量となるように流量を制御する液体ソース用の液体流量
    制御部と、洗浄液供給源に一端が接続され、前記液体ソ
    ース供給路に他端が接続された洗浄液供給路と、前記液
    体ソースにより被処理体に対して処理が行われる処理容
    器と、を備え、前記液体ソース供給路のうち洗浄液供給
    路との接続点から液体ソース供給源側を洗浄するときの
    洗浄液の流量がガス処理時の液体ソースの設定流量より
    も大きい処理装置において、 前記洗浄液供給源と液体ソース用の液体流量制御部との
    間の流路の一部をなす第１の流路をバイパスして設けら
    れた第２の流路と、 この第２の流路に設けられ、流量測定部からなる校正用
    機器と、 前記液体ソース供給路を洗浄するときには第１の流路に
    切り替え、また液体ソース用の液体流量制御部を校正す
    るときには第２の流路に切り替える流路切り替え部と、
    を備え、 前記校正用機器を介して洗浄液を前記液体ソース用の液
    体流量制御部に通流し、当該液体ソース用の液体流量制
    御部の動作を確認することを特徴とする処理装置。
  3. 【請求項３】 洗浄液供給路に洗浄液用の流量調節部が
    設けられたことを特徴とする請求項１または２記載の処
    理装置。
  4. 【請求項４】 洗浄液供給路に流量調節部が設けられ、
    第１の流路はこの流量調節部を含む流路であることを特
    徴とする請求項２記載の処理装置。
  5. 【請求項５】 洗浄液供給路に流量調節部が設けられ、
    第１の流路はこの流量調節部の下流側の流路であること
    を特徴とする請求項２記載の処理装置。
  6. 【請求項６】 校正用機器として、流量測定部の代わり
    に、設定流量となるように流量を制御する液体流量制御
    部を用いることを特徴とする１ないし５のいずれかに記
    載の処理装置。
  7. 【請求項７】 液体ソース用の液体流量制御部の設定流
    量または流量検出値と、校正用機器の設定流量または流
    量検出値と、に基づいて液体ソース用の液体流量制御部
    の動作状態が正常であるか否かを判定する判定手段を備
    えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記
    載の処理装置。
  8. 【請求項８】 液体ソース供給源に接続された液体ソー
    ス供給路と、この液体ソース供給路に設けられ、設定流
    量となるように流量をバルブにより制御する液体ソース
    用の液体流量制御部と、洗浄液供給源に一端が接続さ
    れ、前記液体ソース供給路に他端が接続された洗浄液供
    給路と、前記液体ソースにより被処理体に対して処理が
    行われる処理容器と、を備えた処理装置において、 前記液体流量制御部の動作状態が正常なときに当該液体
    流量制御部に液体を通流して得られた液体流量制御部の
    設定流量に対応する信号とバルブの開度に対応する信号
    との関係を記憶した記憶部と、 前記液体流量制御部に洗浄液を通流して得られた、液体
    流量制御部の設定流量に対応する信号とバルブの開度に
    対応する信号との関係と、前記記憶部に記憶されている
    データとに基づいて、液体ソース用の液体流量制御部の
    動作を確認する手段と、を備えたことを特徴とするとす
    る処理装置。
  9. 【請求項９】 液体ソース供給路には、液体ソースを気
    化するための気化器が設けられていることを特徴とする
    請求項１ないし８のいずれかに記載の処理装置。
  10. 【請求項１０】 液体ソースは水分に触れて固化するも
    のであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか
    に記載の処理装置。
  11. 【請求項１１】 液体ソースはペンタエトキシタンタル
    であることを特徴とする請求項１０記載の処理装置。
  12. 【請求項１２】 洗浄液は有機溶剤である請求項１ない
    し１１のいずれかに記載の処理装置。
  13. 【請求項１３】 液体ソース供給源に接続された液体ソ
    ース供給路と、この液体ソース供給路に設けられ、設定
    流量となるように流量を制御する液体ソース用の液体流
    量制御部と、洗浄液供給源に一端が接続され、前記液体
    ソース供給路に他端が接続された洗浄液供給路と、前記
    液体ソースにより被処理体に対して処理が行われる処理
    容器と、を備えた処理装置の保守方法において、 前記洗浄液供給路に設けられ、流量測定部からなる校正
    用機器を介して洗浄液を前記液体ソース用の液体流量制
    御部に通流する工程と、 液体ソース用の液体流量制御部の設定流量または流量検
    出値と、校正用機器の流量検出値と、に基づいて液体ソ
    ース用の液体流量制御部の動作状態が正常であるか否か
    を判定する工程と、を含むことを特徴とする処理装置の
    保守方法。
  14. 【請求項１４】 液体ソース供給源に接続された液体ソ
    ース供給路と、この液体ソース供給路に設けられ、設定
    流量となるように流量を制御する液体ソース用の液体流
    量制御部と、洗浄液供給源に一端が接続され、前記液体
    ソース供給路に他端が接続された洗浄液供給路と、前記
    液体ソースにより被処理体に対して処理が行われる処理
    容器と、を備えた処理装置の保守方法において、 前記洗浄液供給源と液体ソース用の液体流量制御部との
    間の流路の一部をなす第１の流路をバイパスして設けら
    れた第２の流路を介して、洗浄液を前記液体流量制御部
    に通流する工程と、 この工程において、前記第２の流路に設けられた流量測
    定部からなる校正用機器の流量検出値と、液体ソース用
    の液体流量制御部の設定流量または流量検出値と、に基
    づいて液体ソース用の液体流量制御部の動作状態が正常
    であるか否かを判定する工程と、 前記第１の流路を介して洗浄液を供給し、前記液体ソー
    ス供給路を洗浄する工程と、を含むことを特徴とする処
    理装置の保守方法。
  15. 【請求項１５】 校正用機器として、流量測定部の代わ
    りに、設定流量となるように流量を制御する液体流量制
    御部を用い、 前記校正用機器の設定流量または流量検出値と、液体ソ
    ース用の液体流量制御部の設定流量または流量検出値
    と、に基づいて液体ソース用の液体流量制御部の動作状
    態が正常であるか否かを判定する工程を含むことを特徴
    とする請求項１３またはは１４記載の処理装置の保守方
    法。
  16. 【請求項１６】 液体ソース供給路には、液体ソースを
    気化するための気化器が設けられていることを特徴とす
    る請求項１３ないし１５のいずれかに記載の処理装置の
    保守方法。
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