JP2023081671A - ガス流量測定方法及びガス流量用測定治具 - Google Patents

Abstract

【課題】処理容器内の処理空間にシャワーヘッドから供給されるガスの流量を正確に測定するガス流量測定方法及びガス流量用測定治具を提供する。【解決手段】処理容器内の処理空間に設けられたシャワーヘッドから供給されるガスのガス流量を測定する方法であって、シャワーヘッドは、内部に設けられたガス空間２４と、ガス導入部２３ａと、複数のガス噴出孔２２ａと、を有し、内部に圧力測定空間Ｓ１１を有する封止部材５００により、複数のガス噴出孔の一部を、処理空間側から封止して封止ガス噴出孔とすると共に、圧力測定空間とガス空間とを連通させる工程と、ガス導入部からガス空間にガスを導入する工程と、圧力測定空間において第１の圧力を測定する工程と、処理空間における封止部材の外側において第２の圧力を測定する工程と、第１の圧力及び第２の圧力に基づいて、ガス流量を算出する工程と、を含む。【選択図】図３

Description

本開示は、ガス流量測定方法及びガス流量用測定治具に関する。

特許文献１には、処理室と、処理室を減圧する真空排気手段と、被処理体を載置する電極と、電磁波放射電源と、第１のガス導入口と、第２のガス導入口と、ガス分配器を有するプラズマ処理装置が開示されている。このプラズマ処理装置は、ガス分配器と第１のガス導入口との間、および前記ガス分配器と第２のガス導入口との間に、ガス流量計が設けられている。

特開２００６－４１０８８号公報

本開示にかかる技術は、処理容器内の処理空間にシャワーヘッドから供給されるガスの流量を正確に取得する。

本開示の一態様は、処理容器内の処理空間に設けられたシャワーヘッドから供給されるガスのガス流量を測定する方法であって、前記シャワーヘッドは、内部に設けられたガス空間と、該ガス空間にガスを導入するガス導入部と、前記ガス空間から前記処理空間に前記ガスを噴出する、複数のガス噴出孔と、を有し、内部に圧力測定空間を有する封止部材により、前記複数のガス噴出孔の一部を、前記処理空間側から封止して封止ガス噴出孔とすると共に、前記圧力測定空間と前記ガス空間とを連通させる工程と、前記ガス導入部から前記ガス空間に前記ガスを導入する工程と、前記圧力測定空間において第１の圧力を測定する工程と、前記処理空間における前記封止部材の外側において第２の圧力を測定する工程と、前記第１の圧力及び前記第２の圧力に基づいて、前記ガス流量を算出する工程と、を含む。

本開示によれば、処理容器内の処理空間にシャワーヘッドから供給されるガスの流量を正確に取得することができる。

本実施形態にかかるガス流量測定方法によりガス流量が測定されるシャワーヘッドを有する基板処理装置としてのプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 図１の部分拡大図である。 シャワーヘッドに取り付けた状態の封止部材の断面図である。 シャワーヘッドに取り付けた状態の封止部材の下面図である。 第１部材の断面図である。 第２部材の断面図である。 圧力測定ユニットの側面図である。 取付部材の断面図である。 スペーサの断面図である。 封止部材の変形例を示す図である。

液晶表示装置（ＬＣＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造工程では、ガラス基板等の基板に対し、エッチング処理や成膜処理等の基板処理が行われる。これらの基板処理には、基板処理装置が用いられる。

基板処理装置は、処理対象の基板が収容される処理容器を有する。処理容器内の処理空間に処理ガスを供給するシャワーヘッドからの、基板処理時の供給ガス流量を正確に知ることができれば、基板の処理精度を向上させる上で非常に有益な情報となる。
シャワーヘッドへのガスの供給配管に設けたガス流量計での測定結果に基づいて、シャワーヘッドからの供給ガス流量を推定することは可能である。しかし、ガス流量計からシャワーヘッドのガス噴出孔の処理空間に対する開口まで距離があること等から、上述の供給ガス流量の推定結果は正確でない場合がある。
また、シャワーヘッドのガス噴出孔の処理空間に対する開口に対し流量計を設置すれば供給ガス流量を測定可能である。ただし、基板処理時の供給ガス流量を正確に知るためには、処理空間を基板処理時と同様に真空状態にする必要がある。真空状態の処理空間に既存の流量計を設置するのは現実的には困難である。さらに、ガス流量は、流路のコンダクタンスとその両端の圧力差との積により求めることができるため、ガス噴出孔の両端の圧力を測定すれば正確にガス流量を算出可能と考えられる。しかし、ガス噴出孔の一端は処理空間に位置するため圧力計を設置することにより圧力の測定が可能であるものの、他端はシャワーヘッド内部のガス拡散空間にあり圧力計の設置が難しく圧力測定は困難である。

そこで、本開示にかかる技術は、処理容器内の処理空間にシャワーヘッドから供給されるガスの流量を正確に取得し、より具体的には、処理容器内の真空状態の処理空間にシャワーヘッドから供給されるガスの流量を正確に取得する。

以下、本実施形態にかかるガス流量測定方法及びガス流量用測定治具について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜プラズマ処理装置１＞
図１は、本実施形態にかかるガス流量測定方法によりガス流量が測定されるシャワーヘッドを有する基板処理装置としてのプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。図２は、図１の部分拡大図である。

図１のプラズマ処理装置１は、基板としての、矩形のガラス基板Ｇ（以下、「基板Ｇ」という）に対し、基板処理として、処理ガスのプラズマを用いたプラズマ処理を行う。プラズマ処理装置１が行うプラズマ処理は、例えばＦＰＤ用の成膜処理、エッチング処理、アッシング処理等である。これらの処理により、基板Ｇ上に、発光素子や発光素子の駆動回路等の電子デバイスが形成される。

プラズマ処理装置１は、角筒形状の容器本体１０を備える。容器本体１０は、導電性材料、例えばアルミニウムから形成され、電気的に接地されている。プラズマ処理にはしばしば腐食性のガスが用いられるため、容器本体１０の内壁面は、耐腐食性を向上させる目的で、陽極酸化処理等の耐腐食コーティング処理が施されている。また、容器本体１０の上面には開口が形成されている。この開口は、容器本体１０と絶縁されて設けられた矩形状の金属窓２０によって気密に塞がれ、具体的には、金属窓２０及び後述の金属枠１４によって気密に塞がれる。容器本体１０及び金属窓２０によって囲まれた空間は、プラズマ処理の処理対象の基板Ｇがプラズマ処理時に位置する処理空間Ｓ１となり、金属窓２０の上方側の空間は、後述の高周波アンテナ（誘導結合アンテナ）８０が配置されるアンテナ室Ｓ２となる。容器本体１０の側壁には、処理空間Ｓ１内に基板Ｇを搬入出するための搬入出口１１及び搬入出口１１を開閉するゲートバルブ１２が設けられている。

処理空間Ｓ１の下部側には、金属窓２０と対向するように、基板Ｇを支持する基板支持部３０が設けられている。基板支持部３０は、基板Ｇが載置される本体部３１を有し、本体部３１が脚部３２を介して容器本体１０の底面に設置されている。

本体部３１は、導電性材料、例えばアルミニウムで構成されている。本体部３１の表面は、絶縁性及び耐腐食性を向上させるため、陽極酸化処理若しくはセラミック溶射処理等のコーティング処理が施されている。また、本体部３１には、基板Ｇを吸着保持する静電チャック（図示せず）が設けられている。

さらに、本体部３１には、整合器４０を介して高周波電源４１が接続されている。高周波電源４１は、バイアス用の高周波電力、例えば周波数が３．２ＭＨｚの高周波電力を本体部３１に供給する。これにより、処理空間Ｓ１内に生成されたプラズマ中のイオンを基板Ｇに引き込むことができる。

なお、本体部３１内には、基板Ｇを温度調節する温度調節機構として、基板Ｇを冷却するための冷却用の冷媒が通流される冷媒流路（図示せず）を有する冷却機構が設けられている。温度調節機構として、冷却機構に代えて加熱するための加熱機構（例えば抵抗ヒータ）を設けてもよいし、これら冷却機構と加熱機構の両方を設けてもよい。また、本体部３１内には、温度センサ（図示せず）や、基板Ｇの裏面にＨｅガス等の伝熱ガスを供給するためのガス流路（図示せず）が設けられている。

容器本体１０の底面には、排気口１３が形成され、この排気口１３には真空ポンプ等を有する排気部５０が接続されている。処理空間Ｓ１は、この排気部５０によって減圧される。排気部５０は、複数の排気口１３のそれぞれに設けられてもよいし、複数の排気口１３に共通に設けられてもよい。

容器本体１０の側壁の上面側には、アルミニウム等の金属材料から形成された矩形状の枠体である金属枠１４が設けられている。容器本体１０と金属枠１４との間には、処理空間Ｓ１を気密に保つためのシール部材１５が設けられている。また、容器本体１０と金属枠１４と金属窓２０とが、処理対象の基板Ｇを収容する処理容器を構成する。

金属窓２０は、図１及び図２に示すように、複数の部分窓２１に分割され、これらの部分窓２１が金属枠１４の内側に配置され、全体として矩形状の金属窓２０を構成している。部分窓２１は、平面視における形状は共通ではなく、例えば、平面視四角形状（例えば、台形）のものや平面視三角形状のものがある。

部分窓２１はそれぞれ、処理空間Ｓ１に処理ガスを供給するシャワーヘッドとして機能する。例えば、各部分窓２１（以下、シャワーヘッド２１ということがある。）は、図２に示すように、部分窓本体（ベース部材）２３と、シャワープレート２２と、を上からこの順に重ねた構成となっている。シャワープレート２２には、処理空間Ｓ１に処理ガスを噴出する多数のガス噴出孔２２ａが形成されている。シャワープレート２２の厚みは例えば５～２０ｍｍである。また、シャワープレート２２の外形形状は例えば平面視で数百ｍｍ×数百ｍｍの四角形状である。

シャワープレート２２と部分窓本体２３とにより、処理ガスを拡散させるガス空間２４が形成されている。具体的には、例えば、部分窓本体２３の下面に凹所が形成されおり、この凹所がシャワープレート２２に塞がれることによりガス空間２４が形成されている。ガス空間２４の厚みは例えば５～２０ｍｍである。
また、部分窓本体２３には、ガス空間２４にガスを導入するガス導入部としてガス導入口２３ａ（後述の図３参照）が設けられている。

シャワープレート２２は締結ネジ２５によって部分窓本体２３に締結されている。
シャワープレート２２は、具体的には、締結ネジ２５によって、ガス空間２４を形成する部分窓本体２３の凹部の外側の領域における下面に締結されている。

また、シャワープレート２２の周縁部と部分窓本体２３の周縁部との間には、ガス空間２４を密封するためのＯリング（図示せず）が設けられ、シャワープレート２２と部分窓本体２３とを電気的に接続するためのスパイラルリング（図示せず）がＯリングの外側に設けられている。

これらの構成を備えた部分窓２１は、保持部（図示せず）を介してアンテナ室Ｓ２の天井面側から吊り下げられ保持されている。

図１に示すように、各部分窓２１のガス空間２４は、ガス供給管６０を介して処理ガス供給部６１に接続されている。具体的には、各部分窓２１のガス導入口２３ａ（後述の図３参照）がガス供給管６０を介して処理ガス供給部６１に接続されている。処理ガス供給部６１は、流量調整弁（図示せず）や開閉弁（図示せず）等を備え、成膜処理、エッチング処理、アッシング処理等に必要な処理ガスをガス空間２４に供給する。なお、図示の便宜上、図１には、１つの部分窓２１に処理ガス供給部６１が接続された状態を示してあるが、実際には各部分窓２１のガス空間２４に処理ガス供給部６１が接続される。

各シャワープレート２２及び各部分窓本体２３は、非磁性体で導電性の材料、例えばアルミニウムにより構成される。また、シャワープレート２２の処理空間Ｓ１側の面である下面と、シャワープレート２２及び部分窓本体２３のガス空間２４を形成する面と、シャワープレート２２のガス噴出孔２２ａの内周面とは、処理ガス等に腐食性ガスを用いる場合、耐腐食性を向上させるため、陽極酸化処理等の耐腐食性コーティングが施される。さらに、シャワープレート２２の下面は、耐プラズマ性を向上させるため、酸化イットリウム等のセラミックで被覆する処理等の耐プラズマコーティングが施されている。なお、シャワープレート２２の周縁部上面及び部分窓本体２３の周縁部下面におけるＯリングより外側の領域は、耐腐食性コーティングが施されていない。シャワープレート２２と部分窓本体２３とを電気的に接続し、また、部分窓本体２３を介してシャワープレート２２の温度調節を行うため、である。

また、部分窓２１は、絶縁部材２６によって金属枠１４から電気的に絶縁されると共に、隣り合う部分窓２１同士も絶縁部材２６によって互いに電気的に絶縁されている。
絶縁部材２６には、当該絶縁部材２６を保護するため、当該絶縁部材２６の処理空間Ｓ１側の面を覆う絶縁部材カバー２７が設けられている。

また、図２に示すように、絶縁部材カバー２７は、締結ネジ２５が処理空間Ｓ１に露出するのを防ぐため、当該締結ネジ２５の処理空間Ｓ１側を覆っている。

さらに、図１に示すように、金属窓２０の上方側には天板部７０が配置されている。天板部７０は、金属枠１４上に設けられた側壁部７１によって支持されている。

上述の金属窓２０、側壁部７１及び天板部７０にて囲まれた空間はアンテナ室Ｓ２を構成し、アンテナ室Ｓ２の内部には、部分窓２１に面するように高周波アンテナ８０が配置されている。

高周波アンテナ８０は、例えば、絶縁材料から形成されるスペーサ（図示せず）を介して部分窓２１から離間して配置される。高周波アンテナ８０は、各部分窓２１に対応する面に沿い、矩形状の金属窓２０の周方向に沿って周回するように、例えば渦巻状に、同心状に複数形成され多環状のアンテナを構成する。

各高周波アンテナ８０には、整合器４２を介して高周波電源４３が接続されている。各高周波アンテナ８０には、高周波電源４３から整合器４２を介して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。これにより、プラズマ処理の間、部分窓２１それぞれの表面の上面から下面に循環する渦電流が誘起され、この渦電流のうち下面に流れる電流によって処理空間Ｓ１の内部に誘導電界が形成される。ガス噴出孔２２ａから吐出された処理ガスは、誘導電界によって処理空間Ｓ１の内部においてプラズマ化される。

さらに、プラズマ処理装置１には、処理空間Ｓ１の圧力を測定する圧力計９０が設けられている。

また、プラズマ処理装置１には制御部Ｕが設けられている。制御部Ｕは、例えばＣＰＵ等のプロセッサやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、プラズマ処理装置１における基板Ｇの処理を制御するプログラムが格納されている。上述のプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部Ｕにインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。

＜基板処理＞
次に、プラズマ処理装置１における基板処理について説明する。
まず、ゲートバルブ１２が開かれ、基板Ｇが、搬入出口１１を介して処理空間Ｓ１内に搬入され、基板支持部３０上に載置される。その後、ゲートバルブ１２が閉じられる。

続いて、処理ガス供給部６１から、各部分窓２１のガス空間２４及びガス噴出孔２２ａを介して処理空間Ｓ１内に処理ガスが供給される。また、排気部５０による処理空間Ｓ１の排気が行われ、処理空間Ｓ１内が所望の圧力に調節される。

次いで、高周波電源４３から高周波アンテナ８０に高周波電力が供給され、これにより金属窓２０を介して処理空間Ｓ１内に誘導電界が生じる。その結果、誘導電界により、処理空間Ｓ１内の処理ガスがプラズマ化し、高密度の誘導結合プラズマが生成される。そして、高周波電源４１から基板支持部３０の本体部３１に供給されたバイアス用の高周波電力により、プラズマ中のイオンが基板Ｇに引き込まれ、基板Ｇが処理される。

プラズマによる処理の完了後、高周波電源４１、４３からの電力供給、処理ガス供給部６１からの処理ガス供給が停止され、搬入時とは逆の順序で基板Ｇが搬出される。
これにより一連の基板処理が終了する。

＜封止部材５００＞
本実施形態では、シャワーヘッド２１から処理空間Ｓ１に供給される処理ガスの流量の測定、具体的には、ガス噴出孔２２ａから供給される処理ガスの流量の測定は、封止部材５００を用いて行われる。以下、この封止部材５００について図３～図９を用いて説明する。図３及び図４はそれぞれ、シャワーヘッド２１に取り付けた状態の封止部材５００の断面図及び下面図である。なお、図３では、図２の締結ネジ２５のネジ頭が収まるザグリ部の図示は省略している。図５は、後述の第１部材の断面図である。図６は、後述の第２部材の断面図である。図７は、後述の圧力測定ユニットの側面図である。図８は、後述の取付部材の断面図である。図９は、後述のスペーサの断面図である。図５～図９では、後述のネジＮ１～Ｎ３が通されるネジ穴の図示が省略されている。

封止部材５００は、図３に示すように、内部に圧力測定空間Ｓ１１を有する。封止部材５００は、シャワーヘッド２１の複数のガス噴出孔２２ａの一部（具体的にはシャワープレート２２の複数のガス噴出孔２２ａの一部）を処理空間Ｓ１側から封止し、封止ガス噴出孔とする。図の例では、１つのガス噴出孔２２ａを封止しているが、２以上のガス噴出孔２２ａを封止して封止ガス噴出孔としてもよい。封止部材５００によって封止した際、封止部材５００の圧力測定空間Ｓ１１とガス空間２４とが上記複数のガス噴出孔２２ａの一部（封止ガス噴出孔）を介して連通される。

封止部材５００は、封止の際、シャワーヘッド２１のガス噴出面２０ａと密着する。ガス噴出面２０ａは、シャワーヘッド２１の下面であり、複数のガス噴出孔２２ａの下流側が開口する面である。

また、封止部材５００は、図３及び図４に示すように、圧力測定空間Ｓ１１を形成する空間形成部材５０１と、空間形成部材５０１のシャワーヘッド２１側端とは反対側端に接続され圧力測定空間Ｓ１１の圧力を測定する圧力測定ユニット５０２と、を有する。

空間形成部材５０１は、第１部材５１０と第２部材５２０とを含む。
第１部材５１０は、図３及び図５に示すように、円筒状に形成された円筒部５１１をシャワーヘッド２１側に有し、円筒部５１１の外径より大きい矩形平板状に形成された平板部５１２をシャワーヘッド２１と反対側に有する。円筒部５１１の中空部と、平板部５１２に設けられた孔５１２ａは連通して圧力測定空間Ｓ１１を形成する。平板部５１２は、圧力測定ユニット５０２が接続される接続部の一例である。

第１部材５１０のシャワーヘッド２１側端すなわち先端とシャワーヘッド２１との間を密閉するために、密閉部材としてのＯリング５１３が設けられている。

第２部材５２０は、図３及び図６に示すように、平板状に形成され、第１部材５１０の円筒部５１１が挿通される挿通孔５２１を有する。
第１部材５１０と第２部材５２０とは、第１部材の円筒部５１１が第２部材５２０の挿通孔５２１に挿通された状態で、ネジＮ１により固定される。

円筒部５１１は、挿通孔５２１に挿通された状態で、空間形成部材５０１のシャワーヘッド２１側の面（具体的には第２部材５２０のシャワーヘッド２１側の面）から突出し圧力測定空間Ｓ１１のシャワーヘッド２１側の部分を形成する筒状部となる。

圧力測定ユニット５０２は、本体部５３０と連通部５４０とを有する。
本体部５３０には、圧力を測定する圧力センサ５３１と、圧力センサ５３１等に電力を供給する電源５３２と、圧力センサ５３１による測定結果等を記録するロガー５３３とを有する。ロガー５３３は、例えば、各種情報を記憶するメモリ（図示せず）と、圧力センサ５３１による測定結果と測定時刻とを対応付けてメモリに記憶させるプロセッサ（図示せず）とを有する。

連通部５４０は、圧力測定空間Ｓ１１と本体部５３０の圧力センサ５３１が設けられた空間とを連通させる部材であり、空間形成部材５０１側端にフランジ５４１を有する円筒状に形成されている。

圧力測定ユニット５０２は、図８に示すような一対の取付部材５０３を介して第１部材５１０の平板部５１２に取り付けられる。例えば、平板部５１２と一対の取付部材５０３との間にフランジ５４１を挟んだ状態で、平板部５１２と一対の取付部材５０３とをネジＮ２により締結することにより、第１部材５１０の平板部５１２に圧力測定ユニット５０２が固定される。
なお、フランジ５４１とシャワーヘッド２１との間を密閉するためにＯリング５５０が設けられている。

さらに、封止部材５００は図３及び図９に示すように一対のスペーサ５０４を有する。スペーサ５０４はそれぞれ、第２部材５２０のシャワーヘッド２１側の面における円筒部５１１が突出していない部分（すなわち空間形成部材５０１の前述の筒状部が設けられていない部分）とシャワーヘッド２１との間に挟み込まれて用いられる。スペーサ５０４はそれぞれ、例えば直方体状に形成されている。

第２部材５２０、スペーサ５０４を貫通するネジＮ３により、第２部材５２０はスペーサ５０４を介してシャワーヘッド２１に固定される。

なお、第１部材５１０、第２部材５２０、取付部材５０３、スペーサ５０４等の材料には、例えばシャワープレート２２と同じ材料を用いることができる。

（ガス流量の測定方法）
次いで、本実施形態にかかるシャワーヘッド２１から処理空間Ｓ１に供給される処理ガスの流量の測定方法の一例、具体的には、ガス噴出孔２２ａから真空状態の処理空間Ｓ１に供給される処理ガスの流量の測定方法の一例を説明する。

（ステップＫ１：封止）
まず、封止部材５００により、複数のガス噴出孔２２ａの一部を処理空間Ｓ１側から封止して封止ガス噴出孔とすると共に圧力測定空間Ｓ１１とガス空間２４とを連通させる。
具体的には、作業者が、圧力測定ユニット５０２が取り付けられた空間形成部材５０１をシャワーヘッド２１に密着するように取り付けて、圧力測定空間Ｓ１１とガス空間２４とをガス噴出孔２２ａを介して連通させる。
より具体的には、作業者が、第１部材５１０の円筒部５１１がシャワーヘッド２１に密着するように空間形成部材５０１をシャワーヘッド２１に取り付けて、圧力測定空間Ｓ１１とガス空間２４とをガス噴出孔２２ａを介して連通させる。この際、空間形成部材５０１のシャワーヘッド２１側の面における円筒部５１１が突出していない部分とシャワーヘッド２１との間にスペーサ５０４を挟んだ状態で、空間形成部材５０１を取り付ける。

なお、封止部材５００により封止するガス噴出孔２２ａの数は少ない方が好ましく、例えばシャワープレート２２が有するガス噴出孔２２ａの総数の１～３％である。ガス噴出孔２２ａから処理空間Ｓ１へのガス流量を、基板処理時と極力等しくするためである。

（ステップＫ２：排気）
その後、処理空間Ｓ１が排気され、真空状態とされる。

（ステップＫ３：ガス導入）
次いで、ガス導入口２３ａからガス空間２４にガスが導入される。ガス空間２４に導入されたガスは、複数のガス噴出孔２２ａのうち、封止部材５００により封止されたガス噴出孔２２ａ（封止ガス噴出孔）を介して圧力測定空間Ｓ１１に供給されると共に、封止部材５００により封止されていないガス噴出孔２２ａを介して処理空間Ｓ１における封止部材５００の外側に供給される。

（ステップＫ４：圧力測定空間Ｓ１１の圧力測定）
ガス空間２４内の圧力が安定すると予測される所定の時間経過後、ガス導入口２３ａからガス空間２４へのガスの導入を継続したまま、圧力測定空間Ｓ１１の圧力である第１の圧力が圧力測定ユニット５０２（具体的には圧力センサ５３１）により測定される。測定結果は、ロガー５３３に記録される。
定常状態では、圧力測定空間Ｓ１１から外に流れ出るガスがないため圧力測定空間Ｓ１１の圧力はガス空間２４と略等しくなり、ガス空間２４から圧力測定空間Ｓ１１へのガス流は０となる。また、ガス噴出孔２２ａが細く、そのコンダクタンスが小さいため、少数のガス噴出孔２２ａが封止されてもガス空間２４と処理空間Ｓ１との圧力差に及ぼす影響は小さく、基板処理時における圧力差とほぼ同じと見ることができる。なお、ガス噴出孔２２ａの内径は例えば０．５ｍｍ～３ｍｍである。

（ステップＫ５：処理空間Ｓ１の圧力の測定）
また、ガス導入の開始後、処理空間Ｓ１における封止部材５００の外側の圧力である第２の圧力が安定すると予測される所定の時間経過後、上記第２の圧力が圧力計９０により測定される。
第２の圧力の測定は、第１の圧力の測定より後に行ってもよいし、前に行ってもよいし、同時に行ってもよい。

（ステップＫ６：大気開放及び封止部材５００の取り外し）
その後、処理空間Ｓ１が大気開放され、作業者により封止部材５００が取り外される。

（ステップＫ７：ガス流量算出）
そして、ステップＫ４で測定されロガー５３３に記録された第１の圧力Ｐ１（Ｐａ）と、ステップＫ５で測定された第２の圧力Ｐ２（Ｐａ）とに基づいて、ガス噴出孔２２ａから供給されるガスの流量が算出される。
算出には、以下の式が用いられる。
Ｑ＝Ｃ＊（Ｐ１－Ｐ２）
Ｑ：流量（Ｐａ・ｍ^３／ｓ）
Ｃ：コンダクタンス（ｍ^３／ｓ）

コンダクタンスＣは、例えば、シャワーヘッド２１の組み付け前すなわちシャワープレート２２を部分窓本体２３に取り付ける前に、圧力の測定値から計算される。具体的には、部分窓本体２３に取り付ける前のシャワープレート２２のガス噴出孔２２ａに所定の流量でガスを通流させ、その時のガス噴出孔２２ａの上流端と下流端との圧力差から算出される。封止ガス噴出孔となる予定のガス噴出孔２２ａにのみガスを通流させるようにすれば、直接にコンダクタンスＣの値を得ることができる。複数のガス噴出孔２２ａの全体にガスを通流させる場合には、封止ガス噴出孔となる予定のガス噴出孔２２ａの数に換算すればよい。
また、コンダクタンスＣは、ガス噴出孔２２ａの寸法から算出してもよい。

以上のステップＫ１～Ｋ７は、例えば、シャワープレート２２毎に行われる。また、シャワープレート２２毎にステップＫ１～Ｋ７を行う場合、複数のシャワープレート２２（例えば全てのシャワープレート２２）についてステップＫ１～Ｋ６までをまとめて行った後、ステップＫ７をシャワープレート２２毎に行ってもよい。
さらに、封止部材５００をシャワープレート２２の枚数分、用意しておけば、全シャワープレート２２について同時に測定することもできる。

ステップＫ１の封止部材５００による封止の際、封止部材５００はネジＮ３により固定される。このネジＮ３による固定は、シャワープレート２２を締結ネジ２５により部分窓本体２３に固定するためのネジ穴を用いて行われる。したがって、第２部材５２０の固定のために、すなわち封止部材５００の固定のために、シャワープレート２２に対する加工すなわちネジＮ３用のネジ穴の加工が不要である。また、シャワープレート２２を部分窓本体２３に固定するためのネジ穴を用いる場合に、シャワープレート２２毎にガス流量を測定するときは、封止部材５００の第２部材が、シャワープレート２２の形状に合った形状を有すると共にシャワープレート２２のネジ穴に対応する位置にネジ穴を有すものに適宜付け替えられる。その上で封止部材５００が取り付けられる。シャワープレート２２の外形形状が１種類でない場合に、圧力測定ユニット５０２が取り付けられた第１部材５１０をシャワープレート２２間で共通とし、シャワープレート２２の形状とネジ穴の位置に応じて第２部材５２０を変更できるように、第１部材５１０と第２部材５２０とは別体とされている。つまり、封止部材５００であれば、第２部材５２０を変更することで、様々な形状、大きさのシャワープレート２２に対応可能である。

＜主な効果＞
以上のように、本実施形態では、圧力測定空間Ｓ１１を有する封止部材５００でガス空間２４に通じるガス噴出孔２２ａを封止する。封止することにより圧力測定空間Ｓ１１とガス空間２４とが同じ圧力となるため、本実施形態では、圧力測定空間Ｓ１１の圧力を測定し、この測定結果をガス空間２４の圧力とする。そして、本実施形態では、この測定結果と、別途測定される処理空間Ｓ１の圧力との圧力差に基づいて、シャワーヘッド２１からのガス流量を求めることとした。ガス噴出孔２２ａのコンダクタンスが小さく、封止部材５００が塞ぐガス噴出孔２２ａは一部であるため、封止部材５００で塞ぐ場合と塞がない場合とで、ガス空間２４と処理空間Ｓ１の圧力差は略同じである。したがって、本実施形態に係る方法によれば、処理空間Ｓ１にシャワーヘッド２１から供給されるガスの流量を正確に求めることができる。特に、電源５３２とロガー５３３を有する圧力測定ユニット５０２を用いること等により、外部から圧力測定ユニット５０２へ電力供給する必要が無く、また、圧力測定ユニット５０２から外部へ測定データの送信を行う必要も無い。このことにより、圧力測定ユニット５０２は自立して動作が可能となり、処理空間Ｓ１が真空状態でもシャワーヘッド２１から供給されるガスの流量を正確に測定することができる。

また、本実施形態では、スペーサ５０４を用いているため、封止部材５００により封止されていないガス噴出孔２２ａからのガス噴出が第２部材５２０により阻害されるのを抑制することができる。

＜変形例＞
以上の例では、圧力測定ユニット５０２が、ロガー５３３に圧力測定結果を記録するものとした。しかし、処理空間Ｓ１を形成する処理容器が通信波を遮断する材料で形成されていない場合は、圧力測定ユニット５０２が圧力測定結果を無線通信で作業者の端末（例えばＰＣ）に送信するようにしてもよい。これによりシャワーヘッド２１からのガス供給流量をリアルタイムで監視することができる。

また、ステップＫ１の封止部材５００の取り付け後、ステップＫ２の排気の前に、図１０に示すように、カバー部材６００と空間形成部材５０１（具体的には第１部材５１０）により圧力測定ユニット５０２を密閉してもよい。これにより、処理空間Ｓ１を真空状態にしても、圧力測定ユニット５０２の周囲は大気状態となる。したがって、圧力測定ユニット５０２の選定に幅を持たせることができる。例えば、使用するガス種に適した圧力測定ユニットを、真空対応か否かを問わず、使用することができる。

なお、本開示にかかる流量の測定方法は、処理容器内のシャワーヘッド２１以外の構造物に形成された孔から処理空間Ｓ１へのガス流量の測定にも適用することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

１０ 容器本体
１４ 金属枠
２０ 金属窓
２１ 部分窓（シャワーヘッド）
２２ａ ガス噴出孔
２３ａ ガス導入口
２４ ガス空間
５００ 封止部材
５０１ 空間形成部材
５０２ 圧力測定ユニット
５０４ スペーサ
５１１ 円筒部
５１２ 平板部
Ｓ１ 処理空間
Ｓ１１ 圧力測定空間

Claims (9)

1. 処理容器内の処理空間に設けられたシャワーヘッドから供給されるガスのガス流量を測定する方法であって、
   前記シャワーヘッドは、
   内部に設けられたガス空間と、
   該ガス空間にガスを導入するガス導入部と、
   前記ガス空間から前記処理空間に前記ガスを噴出する、複数のガス噴出孔と、を有し、
   内部に圧力測定空間を有する封止部材により、前記複数のガス噴出孔の一部を、前記処理空間側から封止して封止ガス噴出孔とすると共に、前記圧力測定空間と前記ガス空間とを連通させる工程と、
   前記ガス導入部から前記ガス空間に前記ガスを導入する工程と、
   前記圧力測定空間において第１の圧力を測定する工程と、
   前記処理空間における前記封止部材の外側において第２の圧力を測定する工程と、
   前記第１の圧力及び前記第２の圧力に基づいて、前記ガス流量を算出する工程と、を含む、ガス流量測定方法。
2. 前記シャワーヘッドは、前記複数のガス噴射孔の下流側が開口するガス噴出面を有し、
   前記封止部材は、前記ガス噴出面と密着する、請求項１に記載のガス流量測定方法。
3. 前記算出する工程は、前記封止ガス噴出孔について、前記シャワーヘッドの組み付け前に計算された、または、寸法に基づいて算出されたコンダクタンスと、前記第１の圧力及び前記第２の圧力とから、前記ガス流量を算出する、請求項１または２に記載のガス流量測定方法。
4. 前記封止部材は、前記圧力測定空間を形成する空間形成部材と、前記空間形成部材の前記シャワーヘッド側端とは反対側端に接続され前記第１の圧力を測定する圧力測定ユニットと、を有し、
   前記連通させる工程は、前記空間形成部材を前記シャワーヘッドに密着するように取り着けて、前記圧力測定空間と前記ガス空間とを前記封止ガス噴出孔を介して連通させる、請求項１～３のいずれか１項に記載のガス流量測定方法。
5. 前記空間形成部材は、前記シャワーヘッド側の面から突出し、前記圧力測定空間の前記シャワーヘッド側の部分を形成する筒状部を有し、
   前記連通させる工程は、前記筒状部が前記シャワーヘッドに密着するように前記空間形成部材を取り付けて、前記圧力測定空間と前記ガス空間とを前記封止ガス噴出孔を介して連通させる、請求項４に記載のガス流量測定方法。
6. 前記封止部材は、スペーサを有し、
   前記連通させる工程は、前記空間形成部材の前記シャワーヘッド側の面における前記筒状部が設けられていない部分と前記シャワーヘッドとの間に前記スペーサを挟んだ状態で、前記筒状部が前記シャワーヘッドに密着するように前記空間形成部材を取り付けて、前記圧力測定空間と前記ガス空間とを前記封止ガス噴出孔を介して連通させる、請求項５に記載のガス流量測定方法。
7. 前記圧力測定ユニットをカバー部材と前記封止部材とにより密閉する工程を含む、請求項４～６のいずれか１項に記載のガス流量測定方法。
8. 処理容器の内の処理空間に設けられたシャワーヘッドに取り付けられるガス流量測定用治具であって、
   前記シャワーヘッドのガス噴射孔に連通する圧力測定空間を形成する空間形成部材を有し、
   前記空間形成部材は、
   前記シャワーヘッド側の面から突出し、前記圧力測定空間の前記シャワーヘッド側の部分を形成する筒状部と、
   前記シャワーヘッド側とは反対側に、前記圧力測定空間の圧力を測定する圧力測定ユニットが接続される接続部と、を有し、
   前記空間形成部材の前記シャワーヘッド側の面における前記筒状部が設けられていない部分と前記シャワーヘッドとの間に挟み込まれるスペーサをさらに有する、ガス流量測定用治具。
9. 前記筒状部の先端と前記シャワーヘッドとの間を密閉する密閉部材を有する、請求項８に記載のガス流量測定用治具。
   

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