JP3872776B2 - 半導体製造装置及び半導体製造方法 - Google Patents

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    • G01F25/0007Testing or calibrating apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level, or for metering by volume for measuring volume flow

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
マスフローコントローラにより流量が調整された流体により基板例えば半導体ウエハに対して処理を行う半導体製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体製造工程においては、所定のガスや液体により基板に対して処理を行う工程がある。ガスを用いた工程としては、成膜ガスを用いた成膜工程、酸化ガスを用いた酸化工程、エッチングガスを用いたエッチング工程などがあり、また液体を用いた工程としては、基板上にレジスト液を供給する工程、絶縁膜の前駆物質を含む薬液を塗布する工程などが挙げられる。
【0003】
一方、最近において、半導体デバイスのパターンが微細化され、各膜の膜厚も薄くなってきていることから、ガスや液体などの供給流量を高い精度でコントロールする必要があり、そのための機器として、マスフローコントローラが用いられている。
【0004】
マスフローコントローラは、細管内に流れる液体が発熱抵抗線から熱を奪い、発熱抵抗線の抵抗値が変わることを検出原理とし、流量検出部と、流量検出部から出力される出力電圧(流量に対応する検出電圧)と、設定流量に応じた設定電圧とを比較する比較部と、この比較部からの比較出力により操作される流量調整バルブとを備えている。
【0005】
しかしながら、マスフローコントローラにおいて、使用しているうちに実流量が設定流量から外れてくることがある。例えば実流量が0の場合であっても、検出部から出力される電圧値は0ではなく、わずかにずれて誤差が生じることが多い。この要因としては、メーカー出荷時の環境温度とユーザ側の環境温度により誤差が生じること、ブリッジ回路の要素であるコイル状の発熱抵抗線(センサ)のコーティング材の経時劣化や剥離、発熱抵抗線のコイルの緩み、回路部分の不具合、電源電圧の変動、センサが巻かれている管路の汚れ(腐食や生成物付着など)、といったことが挙げられる。マスフローコントローラにおいて設定可能な流量のうち、流体の流量が多い場合の流量誤差割合と、流量が少ない場合の流量誤差割合では、同じドリフト量である場合、流量が少ない場合の方が誤差の影響は大きくなり、例えば半導体ウエハ表面に生成される膜厚に与える影響も大きくなる。
【0006】
近年、半導体デバイスの高集積化、薄膜化に伴い、製造時の半導体ウエハ表面における膜厚の許容範囲は厳しくなる状況にある。そこで膜厚を許容範囲内に保って製造を行うために、マスフローコントローラにおいて設定可能な流量のうち、最大流量付近で使用することにより、流量誤差の程度を小さく抑えられるようにすることも行われている。例えば、複数の工程を行う場合において、各工程の間で流体の設定流量に大きな差がある場合、流量容量の大きいマスフローコントローラと、流量容量の小さいマスフローコントローラを2基以上並列接続して、流体の設定流量に応じてマスフローコントローラを切り替えることも行われているが、複数のマスフローコントローラを用意しなければならないことや、また出力がドリフトしたとき、即ち流体流量が0のときの出力電圧が0でない場合には、そのドリフト分が処理に影響を与えるおそれもあり、例えば次世代あるいは次次世代のデバイスにおいてはその影響が懸念されている。
【0007】
更にまた実流量が設定流量から外れてくる現象として、ゼロ点シフトの他に流量に対する出力電圧の変化割合(傾き)即ちスパンが変動することが挙げられる。このスパンシフトは、ブリッジ回路に含まれるセンサである上流側の発熱抵抗線と下流側の発熱抵抗線について、流量変化に対する温度変化量つまり出力電圧の変化量が初期校正時から変わってくることが要因の一つである。
【0008】
一方、特許文献1には、マスフローコントローラとは別個に測定器をガス流路に介設し、この測定器の測定結果に基づいて校正器によりマスフローコントローラを調整することが記載されている。また特許文献2には、予めメーカー側で初期校正時にガスを流さない状態でマスフローコントローラのセンサコイルに通じる電流値を段階的に変化させ、両コイルに通じる電流差から生じる温度差をブリッジ回路の不平衡電圧として取り出し、この不平衡電圧と使用中の不平衡電圧とを比較してゼロ点補正量及びスパン補正量とを求めることが記載されている。
【0009】
【特許文献1】
特開平7−263350号公報 段落0014及び図1
【特許文献2】
特開平5−289751号公報 第9欄第3行〜第9行
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1のように、測定器を用いる手法は、別途測定器を用意しなければならないし、測定器自体に不具合が生じた場合には対応できない。また校正器を用いて行う校正は、現実には手動で可変抵抗値をオペレータが調整することになると思われるが、頻繁に調整しようとすると、作業が煩わしいという問題がある。また、特許文献2のように、不平衡電圧を介して調整する手法については、マスフローコントローラは、種々のメーカーから発売されており、ある特定のメーカーのマスフローコントローラを適用して生産ラインを構成した場合、マスフローコントローラを他社のものに交換した場合には、その調整を行うことができない欠点がある。また電流値を段階的に変えてブリッジ回路に供給する機構が必要となり、装置構成が繁雑であるという不利益もある。
【0011】
本発明は上記した問題点に鑑みなされるもので、マスフローコントローラを配管から取り外すことなく高精度に流量を設定できる半導体製造装置及び半導体製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体製造装置は、流体が供給されて基板に対して半導体集積回路装置を製造するための処理が行われる処理部と、
この処理部に流体を供給する流体供給路と、
この流体供給路に設けられ、流体の流量を検出する検出部と、設定流量に対応する設定電圧と前記検出部の出力電圧とを比較して操作信号を出力する比較部と、この比較部からの操作信号に基づいて流体の流量を調整する流量調整部と、を備えるマスフローコントローラと、
このマスフローコントローラの上流側及び下流側に夫々設けられた第1及び第2の遮断弁と、
設定流量に対応する設定電圧を出力する設定電圧出力部と、
これら第1及び第2の遮断弁を閉じたときにマスフローコントローラの検出部から出力される出力電圧を記憶する記憶部と、
前記設定電圧出力部から出力される設定電圧に前記記憶部に記憶された出力電圧を加算して、流量ゼロ時にマスフローコントローラの検出部から出力される出力電圧の大きさだけ設定電圧を補正し、補正された値を設定電圧としてマスフローコントローラに出力する設定電圧補正部と、を備えることを特徴とする。
【0013】
この発明によれば、流量ゼロ時の出力電圧の変化を補償するにあたって、マスフローコントローラを調整するのではなく設定流量に対応する設定電圧を補正しているため、簡単にマスフローコントローラの微調整を行うことができる。この発明においては、第1及び第2の遮断弁を閉じて出力電圧の値を記憶部に取り込むタイミングを設定するためのタイミング設定手段を備える構成としてもよいし、また前記出力電圧の変化分が、予め定めた閾値から外れた場合に警報を発する警報発生手段を備える構成としてもよい。
【0018】
なお本発明は、マスフローコントローラには液体が流れるが、その後液体がガス化されてそのガスにより基板に対して処理が行われる場合も含まれる。
【0019】
本発明は方法としても成立するものであり、本発明に係る半導体製造方法は、流体の流量を検出する検出部と、設定流量に対応する設定電圧と前記検出部の出力電圧とを比較して操作信号を出力する比較部と、この比較部からの操作信号に基づいて流体の流量を調整する流量調整部と、を備えるマスフローコントローラを用いて処理部に流体を供給し、この処理部にて半導体集積回路装置を製造するための処理を行う半導体製造方法において、
このマスフローコントローラの上流側及び下流側に夫々設けられた第1及び第2の遮断弁を閉じる工程と、
これら第1及び第2の遮断弁を閉じたときにマスフローコントローラの検出部から出力される出力電圧を記憶する工程と、
設定電圧出力部から設定流量に対応する設定電圧を出力する工程と、
前記設定電圧出力部から出力される設定電圧に前記記憶部に記憶された出力電圧を加算して、流量ゼロ時にマスフローコントローラの検出部から出力される出力電圧の大きさだけ設定電圧を補正し、補正された値を設定電圧としてマスフローコントローラに出力する工程と、を備えることを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図面に基づき説明する。まず、図1には、本発明の実施の形態における半導体製造装置(以下製造装置と称する)の主な構成を示すブロック図が示されている。1は、基板に対して半導体集積回路を製造するための処理が行われる処理部例えば熱処理部である。この熱処理部1は、この例では反応容器(処理容器)である縦型の反応チューブ11内に、基板であるウエハWを多数枚搭載した保持具12を搬入して、反応チューブ11の外側に設けられた図示しない加熱手段により加熱するとともに、例えばガス供給管からなるガス供給路2から反応チューブ11内に所定のガスを導入して、基板に対して所定の熱処理が行われる。13は排気管、14は真空排気手段である真空ポンプ、15はガス供給路2と排気管13との間を反応チューブ11を迂回して接続するバイパス路、21、22、23は各々バルブ例えば遮断弁である。
【0023】
前記ガス供給路2には、ガス供給源40よりのガス流量を調整するためのマスフローコントローラ3が設けられており、このマスフローコントローラ3の上流側及び下流側には夫々遮断弁41、42が設けられている。遮断弁41、42の双方を閉じることで、マスフローコントローラ3における流体、この例ではガスの流れを遮断することができる、即ちガス流量を0とすることができるようになっている。
【0024】
マスフローコントローラ3は、図2に示すように流量検出部31、比較部(調節部)32及び流量調整部であるコントロールバルブ(流量調整バルブ)33を備えている。マスフローコントローラ3の詳しい構成について図3に基づき説明すると、マスフローコントローラ3の内部に導入される前記ガス供給管2は一度本流部3aと側流部3bとに分流する。側流部3bには、ガス供給管2内における流量を計測する2つの発熱抵抗線34、35からなる流量センサが設けられ、本流部3aには、側流路3bと本流路3aとの流量等の各種条件を同等なものにするバイパス部30が設けられている。前記バイパス部30は、本流路3aにおける流量、温度、圧力などを側流路3bと同様の特性となるように設けられているものであり、これによりセンサ34、35における測定誤差を防止することができる。流量の検出原理については、上流側センサ34では流体が流れると熱が奪われて温度が下降し、逆に下流側センサ35では熱が与えられ温度が上昇する。この結果上流側センサ34と下流側センサ35とでは温度差が生じ、この温度差を検出するようになっている。
【0025】
マスフローコントローラ3には、他に前記発熱抵抗線34、35の抵抗値の差を電圧信号として検出するブリッジ回路36と、その電圧信号を増幅する増幅回路37とを備え、発熱抵抗線34、35、ブリッジ回路36及び増幅回路37は、前記流量検出部31を構成するものである。前記比較部32は、後述の設定流量に対応する設定信号(設定電圧)と増幅回路37からの電圧とを比較し、その比較結果(偏差)に応じてコントロールバルブ33の開度を調整するための操作信号を出力するものである。
【0026】
またマスフローコントローラ3には、信号変換部5を介して制御部6が接続されている。信号変換部5は、マスフローコントローラ3からのアナログ信号をディジタル信号に、また制御部6からのディジタル信号をアナログ信号に夫々変換するためのものである。
【0027】
また制御部6には、例えば液晶パネルなどからなる表示部51が接続されており、この表示部51は、タッチパネル式の入力装置も兼ねている。次いで、制御部6の詳しい構成について図2に基づいて説明すると、6aはデータバス、60は装置の制御を実施するCPUである。61はマスフローコントローラ3の設定流量に対応する設定電圧を出力する設定電圧出力部であり、例えば0〜5Vの設定電圧によりマスフローコントローラ3の流量を0%〜100%に設定できるようになっている。62は第1の記憶部であり、遮断弁41、42を閉じたときにおいてマスフローコントローラ3から出力される出力電圧(流量検出部31からの電圧検出値)がドリフト電圧として記憶される。63は第1の設定電圧補正部であり、遮断弁41、42を閉じたときにおいてマスフローコントローラ3から出力される出力電圧が基準電圧(この例では0V)と異なる場合、つまりドリフト電圧である±E0(V)が発生しているときに設定電圧を補正するものである。64は第1のタイミング設定部であり、遮断弁41、42を閉じてマスフローコントローラ3に対する設定電圧を見直す(補正する)タイミングを設定するものである。65は、アラーム用比較回路部であり、前記ドリフト電圧が予め設定された閾値を越えているか否か判断し、閾値を越えていればアラーム発生部66に警告(例えば警告音や警告表示)を発生させる。なお、本実施の形態では、基準値となる電圧値よりも、0.3V(300mV)を閾値とし、この閾値以上離れた値がマスフローコントローラ3から計測された場合にはマスフローコントローラ3の不具合が考えられるため、例えばアラーム発生部66からの警報出力と、操作パネル51への警報表示により作業者に対して通報するようになっている。
【0028】
次に上述の実施の形態の作用について図4のフローチャートと、図5のグラフに基づき説明する。本実施の形態において使用されるマスフローコントローラ3は、流量と出力電圧がリニアであって、最大流量が500cc/分であり、その際の出力電圧が5Vとなるように設計されているものとして説明する。
【0029】
先ずマスフローコントローラ3が装置に組み込まれたときには、流量ゼロの状態で出力電圧がゼロに設定されており、この状態で熱処理部1において基板例えばウエハWに対して所定の熱処理が行われる。即ち実行すべきプロセスの設定流量に対応する設定電圧が制御部6から信号処理部5を介してマスフローコントローラ3に与えられ、マスフローコントローラ3では反応チューブ11に供給される処理ガスが設定流量となるようにコントロールバルブ33(図2参照)が調整される。例えば設定流量が400cc/分であったとすると、マスフローコントローラ3には4Vの電圧が与えられる。マスフローコントローラ3に対して初期校正が行われた直後であれば、流量ゼロ時の出力電圧はゼロであるから、400cc/分の設定値通りの流量で処理ガスが反応チューブ11に供給される。
【0030】
次いでタイミング設定部64にて設定されたタイミング、熱処理が行われる前後の待機時間においてマスフローコントローラ3の状態を以下のようにして調べる。まず、前記遮断弁41、42を両方とも閉じて、マスフローコントローラ3内にガスが流入しない状況とすると共に、例えば制御部6側からの指示によりマスフローコントローラ3のコントロールバルブ33(図3参照)を「開」状態例えば全開状態としてセンサ34、35前後のガスの流れを平衡にしておく。(ステップS1)。このときのマスフローコントローラ3から出力された出力電圧(E0)すなわち流量ゼロ時のマスフローコントローラ3からの出力電圧を第1の記憶部62内に記憶する(ステップS2)。なおこの例ではE0が+0.1Vであるとして説明する。
【0031】
次いで、マスフローコントローラ3から出力された出力電圧(E0)が、予め設定されている前述した閾値以内であるかどうかを判定する(ステップS3)。例えば閾値が300mVであれば、E0がこの例では+0.1V(100mV)であるから閾値内に収まっており、ステップS4に進む。前記操作パネル51から、マスフローコントローラ3の流量が400cc/分となるように設定されているとすると、第1の設定電圧補正部63によりこの設定流量に対応する設定電圧が補正される。即ち設定電圧出力部61から出力される設定電圧4Vに、前記記憶部62に記憶されているマスフローコントローラ3から出力された出力電圧(E0)0.1Vを、加算して補正し《4V+(+0.1v)=4.1V》、補正された値(4.1V)を正しい設定電圧(電圧指示値)としてマスフローコントローラ3に与える(ステップS5)。
【0032】
ここで図5はマスフローコントローラ3の出力電圧と流量との関係を示すグラフであり、初期校正時における電圧−流量特性は実線で表され、設定ポイントはA点にある。そしてマスフローコントローラ3のゼロ点がドリフト(変化)して0.1Vのドリフト電圧(出力電圧の変化分)が発生したとすると、電圧−流量特性は点線で表され、設定ポイントはB点に移行する。従ってこの状態では流量は390cc/分になっている。そこで設定電圧を既述のように補正すると、電圧−流量特性は変わらないが、設定ポイントはB点からC点に移行するので、マスフローコントローラ3により設定される流量は設定流量通り400ccとなる。
【0033】
こうしてマスフローコントローラ3の設定電圧の調整が終了したところで遮断弁41、42を開き(ステップS6)、そして反応チューブ11内にウエハWが搬入された後、バルブ21を開いて反応チューブ11内に設定流量通りのガスを供給して前記ウエハWに対して所定の熱処理を実施する(ステップS7)。この例ではゼロ点が+側にずれた場合について説明しているが、ゼロ点が−側にずれた場合例えばE0が−0.1Vである場合には、設定電圧出力部61から出力される設定電圧4Vに、−0.1Vを加算して補正し《4V+(−0.1v)=3.9V》、補正された値(3.9V)を正しい設定電圧(電圧指示値)としてマスフローコントローラ3に与えることになる。
【0034】
なおステップS3にてマスフローコントローラ3から出力された出力電圧(E0)が閾値よりも大きいと判定された場合には、アラーム発生部66によりアラームが出力されまた、表示パネル6においてマスフローコントローラ3が異常である旨を作業者に対して通報される(ステップS8)。この場合には、作業者がマスフローコントローラ3を点検するかあるいはメーカ側に修理を依頼することになる。
【0035】
上述の実施の形態によれば、マスフローコントローラ3の上流側及び下流側に設けた遮断弁41、42を閉じてマスフローコントローラ3にガスが流れないようにし、このときのマスフローコントローラ3から出力される出力電圧に基づいて、流量ゼロ時の出力電圧の変化分(ドリフト電圧)を補償するように制御部6から出力される設定電圧を補正しているため、つまりマスフローコントローラ3を調整するのではなく制御部6側で設定信号を補正しているため、マスフローコントローラ3が設置されているメンテナンスルームに作業者が入って調整するという作業が不要になるし、製造ラインを止めることなく簡便にマスフローコントローラ3の微調整を行うことができる。
【0036】
ここでオペレータがマスフローコントローラ3のゼロ点の調整を行う場合には、装置の電源をオフにしてからマスフローコントローラ3にテスタ測定用の治具を取り付け、装置の電源を再投入した後、操作画面により設定流量ゼロの入力を行い、数分そのままの状態にしてからテスターでゼロ電圧を測定し、その電圧を所定電圧の範囲内の値に調整する。しかる後装置電源をオフにして前記治具を外した後、装置電源を再投入して操作画面でアクチャルを確認する。従って上述の実施の形態によれば、装置を止めて面倒な調整作業を省くことができ、装置の運用の効率化を図ることができる。また半導体製造装置に用いるガスの中には毒性のあるガスが含まれている場合が多いので、ガス供給機器を収納しているガスボックスを開くことによる人的な危険性を回避することができる。更にまた装置のダウンタイムに影響するマスフローコントローラ3の定期点検なども省力化できる。
【0037】
上述の例では、校正されたマスフローコントローラ3にガスが流れていないときには、マスフローコントローラ3から出力される電圧がゼロであり、その電圧がゼロでないときにドリフト電圧として取り扱っている。しかしながら校正されたマスフローコントローラ3において流量ゼロ時の出力電圧がゼロでない基準電圧例えば0、1Vを発生し、かつコンピュータ側で流量500cc/分に相当する設定電圧が5.1Vとして取り扱っているシステムであっても本発明の範囲に含まれる。この場合設定電圧補正部は、マスフローコントローラ3からの出力電圧から基準電圧(例えば0.1V)を差し引き、その電圧差だけマスフローコントローラ3がドリフトしているものと取り扱って設定電圧をその電圧差で補正することとなる。
【0038】
次いで、本発明の他の実施の形態を図6に基づき説明する。この例では、バイパス路15に圧力検出部71が設けられ、更にこの圧力検出部71からの圧力検出値における所定時間帯の上昇率に基づいてガス供給路2を流れる流量を求める流量基準計72が設けられている。また処理ガスを節約するために例えばマスフローコントローラ3とその上流側の遮断弁41との間にパージガス例えば窒素ガスなどの不活性ガスを供給できるように分岐路43及びバルブ例えば遮断弁44を介してパージガス供給源45が接続されている。ここで圧力上昇率とは、遮断弁44、21を閉じて遮断弁44の下流側のガス供給路2及びバイパス路15を真空排気し、その後バイパス路15の遮断弁23を閉じた後、遮断弁44を開いてマスフローコントローラ3を通じて所定の流量でガスを流し、このときの圧力上昇率を指している。なおこの実施の形態では、遮断弁41は閉じているものとする。
【0039】
流量基準計72内には圧力上昇率演算手段72aが設けられており、検知した圧力値の時系列データを図示しないワークメモリに書き込み、そのデータから圧力上昇率を演算してその値を制御部6に送るように構成されている。
【0040】
また制御部6は、圧力上昇率を記憶する第2の記憶部67、マスフローコントローラ3の校正時における圧力上昇率(初期値)とマスフローコントローラ3を使用した後に測定した圧力上昇率とに基づいてマスフローコントローラ3の設定電圧を補正する第2の設定電圧補正部68と、マスフローコントローラ3の状態をチェックするタイミングつまり校正時以外において圧力上昇率の計測を行うタイミングを設定する第2のタイミング設定部69とを備えている。制御部6は、図1に示した構成を備えており、既述のようにしてゼロ点のドリフトの調整を行うことができるが、図6では便宜上スパンのずれを補償するための部位についてのみ図示してある。
【0041】
なお図示していないが、ガス供給路2及びバイパス路15の温度を検出する温度検出部が設けられており、圧力上昇率を求めるときにその温度を考慮して、温度変化による影響をなくすようにしている。
【0042】
次に上記の圧力上昇率を求めてマスフローコントローラ3のスパンのずれを補償する動作について説明する。この例ではマスフローコントローラ3の最大設定流量は、500cc/分として説明する。またこの際の出力電圧は5Vとし、マスフローコントローラ3の検出流量と出力電圧とは比例の関係にあり、説明を簡単にするためにゼロ点のドリフトはないものとする。校正した直後のマスフローコントローラ3例えば新品のマスフローコントローラ3を取り付けた後、その上流側の遮断弁44、21を閉じて遮断弁44の下流側のガス供給路2及びバイパス路15を真空ポンプ14により真空排気し、その後バイパス路15の遮断弁23を閉じる。続いてマスフローコントローラ3に対して所定の流量(例えば最大流量の80%の流量である400cc)になるように設定電圧出力部61から設定電圧を出力して流量を設定し、遮断弁44を開いてマスフローコントローラ3を通じてパージガスを流す。
【0043】
流量基準計72は、そのときの圧力検出部71による圧力検出値の所定時間帯の時系列データを記憶し、そのデータに基づいて圧力上昇率を求めて制御部6に送信する。制御部6はこの圧力上昇率を初期値(基準値)として第2の記憶部67に記憶する。図7はこのときの圧力変化を示す図であり、T0は遮断弁41を開いた時点、T3はバイパス路15の遮断弁23を開いた時点である。圧力検出値を測定する時間帯は圧力上昇が安定している時間帯を選択することが好ましく、例えばT1〜T2の時間帯とされる。
【0044】
そして制御部6内の第2のタイミング設定部69で設定された所定のタイミング例えば既述の実施の形態と同様に熱処理が終了する度毎に、既述の圧力上昇率の初期値を求めたときと同様にして、また同一の設定流量により圧力検出部71において圧力を検知し、流量基準計72により圧力上昇率を求め、制御部6の第2の記憶部67に送信する。制御部6ではこの圧力上昇率と既に求めた初期値とを比較し、その比較結果に基づいて設定電圧を補正する。
【0045】
この手法は、バイパス路15の上流側の管路の容積を利用し、当該管路内にガスを流入させたときに流入流量と圧力上昇とが対応していることに基づいており、実流量を圧力変化として直接測定しようとするものである。従って圧力上昇率が初期値に比べて例えば2.5%早くなった(大きくなった)ときには、それだけ流量が早くなったということであるから、言い換えれば400cc/分の設定流量に対応する設定電圧4Vでは流量が予定の流量よりも2.5%早くなっているということである。従って制御部6内の第2の設定電圧補正部68では、前記マスフローコントローラ3の設定流量である400cc/分に、圧力上昇率の増加分(早くなった分)である2.5%を乗じてズレ量を算出する《400cc×2.5%(0.025)=10cc》。この演算の結果、ズレ量は10ccと算出された。このズレ量(10cc)を設定流量(400cc)で除し、これにその設定流量に対応する設定電圧(4V)を乗すれば、ズレ量分ΔEの出力電圧値が求められる《10cc/400cc×4V=0.1V》。
【0046】
図8はスパンが変化した様子を示すものであり、実線(1)は校正時のスパン(流量変化に対する出力変化分)によるグラフ、点線(2)は校正時のスパンからずれたスパンに対応するグラフである。以上の演算の結果算出された出力電圧値0.1V分を、マスフローコントローラ3の設定流量400ccに対応する設定電圧4.0Vから差し引き(4V−0.1V=3.9V)、次回の設定流量が400ccとなった場合には、出力電圧値を3.9Vとすれば、最大流量に対する80%ポイントの流量ずれを補正することができる。従って流量がズレることなく設定流量通りの流量で処理ガスを反応チューブ11内に供給して基板に対して処理を行うことができる。
【0047】
なお、この例では流量ゼロ時に出力電圧値が0Vとなっているものとして説明しているが、流量ゼロ時に出力電圧値が0Vでない場合つまりゼロ点のドリフトが生じている場合には、設定流量400ccに対応する設定電圧は、先の実施の形態において説明した方法により4.0Vを補正した電圧となる。例えばゼロ点の出力電圧の変化分が+0.1Vであって、このドリフト分を補償するために先の実施の形態にて設定流量400ccに対応する設定電圧が3.9Vに補正されているとしたならば、図8の実線(1)の400ccに対応する設定電圧は3.9Vとなり、スパン変化によるズレ量分ΔEの出力電圧値は、10cc/400cc×3.9V=0.0975Vとなる。
【0048】
この実施の形態によれば、マスフローコントローラ3を調整するのではなく制御部6側で設定信号を補正しているため、マスフローコントローラ3が設置されているメンテナンスルームに作業者が入って調整するという作業が不要になるし、製造ラインを止めることなく簡便にマスフローコントローラ3の微調整を行うことができ、装置の効率化が図れるなど、先の実施の形態と同様の効果がある。
【0049】
またマスフローコントローラ3は、設定流量と出力電圧値とは比例の関係とされているが、ある一定の設定流量のみでなく、いくつかの設定流量において、例えば設定流量が150ccの時と、300ccの時と、最大流量の500ccの時、の3つのポイントにおいて前述した方法により圧力上昇率を把握して、設定流量と出力電圧との関係を確認し、各設定流量における圧力上昇率が夫々の基準値と異なる場合には、制御部6内のプログラムにより流量と出力電圧との関係を例えば点線で示す曲線となるように補正し、この曲線に基づいて設定電圧出力部61から設定流量に対応する設定電圧が出力されるようにしてもよい。
【0050】
なおこのように流量基準計72を用いる場合においても、初期時と監視時とにおける圧力上昇率の差異が一定以上になったとき、例えば圧力上昇率の差異から換算した出力電圧のずれ分が閾値以上になったときには警報を発して作業者にしらせるようにしてもよい。
【0051】
また圧力上昇率を用いて設定電圧を補正する場合、既述のようにして補正した後例えば4Vを3.9Vに補正した後、再度その設定電圧によりマスフローコントローラ3の流量を設定して同様にして圧力上昇率の基準値に対する変化分を求め、その変化分が所定値(例えば1.0%)以内に収まるまで、同様のループ(圧力上昇率を求めて設定電圧を補正する工程)を繰り返すようにしてもよい。
【0052】
以上の説明では、圧力上昇率に基づいてスパンの変化による設定電圧の補償について述べているが、圧力上昇率に代えて圧力降下率を用い、同様にしてスパンの変化による設定電圧の補償を行ってもよい。この場合には、マスフローコントローラ3の上流側の遮断弁44を開いておき、また遮断弁21を閉じかつ遮断弁42、22、23を開いておく。つまりパージガスをマスフローコントローラ3を介してバイパス路15から排気されるようにしておく。そしてマスフローコントローラ3では所定の流量に設定しておき、この状態で遮断弁44を閉じてパージガスの供給を止め、その後の圧力検出部71による圧力値の時系列データから所定時間帯の圧力降下率を求め、この値を既述の圧力上昇率と同様に活用する。
【0053】
なおパージガスを流す代わりに遮断弁41を開いて処理ガスを流すようにしてもよい。また本発明は、マスフローコントローラ3内にガスが通流する場合に限らず例えば有機液体ソースなどの液体がマスフローコントローラ3内を流れ、その下流側にて気化器により液体ソースが気化されてガスが反応容器内に供給される場合も含む。この場合には、特許請求の範囲の記載において、マスフローコントローラが設けられるガス供給路は液体供給路を含む意味となる。更にまたレジスト液などの塗布液を基板に塗布する場合などにおいてマスフローコントローラにより塗布液などの液体の流量を調整する場合にも適用できる。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、マスフローコントローラに流体が流れない状態のときにゼロ点のドリフト分を検出し、そのドリフト分に応じて制御部側で設定電圧を補正しているため、マスフローコントローラを取り外すことなく、またオペレータによる調整作業を必要とせずに、マスフローコントローラに対して高精度な流量制御を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における半導体製造装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態における処理部1の構成と、マスフローコントローラ3の関係を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態におけるマスフローコントローラ3の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施の形態におけるマスフローコントローラの補正方法を示すフローチャートである。
【図5】本発明の実施の形態における補正方法を示すグラフである。
【図6】本発明の他の実施の形態における半導体製造装置の構成を示すブロック図である。
【図7】バイパス路に設けられた圧力検出部の圧力値の上昇の様子を示す特性図である。
【図8】 マスフローコントローラの実流量と出力電圧との関係を表すグラフの傾きが変わった様子を示す特性図である。
【図9】 マスフローコントローラの実流量と出力電圧との関係傾きが変わった様子を示す特性図である。
【符号の説明】
1 処理部
2 ガス供給管
3 マスフローコントローラ
5 信号変換部
6 制御部
11 反応チューブ
13 排気管
14 真空ポンプ
15 バイパス路
21〜23 遮断弁
30 バイパス部
31 流量検出部
32 比較部
33 コントロールバルブ
34、35 発熱抵抗線
40 ガス供給源
41、42 遮断弁
45 パージガス供給源
51 表示パネル(入力装置)
61 設定電圧出力部
62 第1の記憶部
63 第1の設定電圧補正部
64 第1のタイミング設定部
65 アラーム用比較回路部
67 第2の記憶部
68 第2の設定電圧補正部
69 第2のタイミング設定部
71 圧力検出部
72 流量基準計
W ウエハ

Claims (5)

  1. 流体が供給されて基板に対して半導体集積回路装置を製造するための処理が行われる処理部と、
    この処理部に流体を供給する流体供給路と、
    この流体供給路に設けられ、流体の流量を検出する検出部と、設定流量に対応する設定電圧と前記検出部の出力電圧とを比較して操作信号を出力する比較部と、この比較部からの操作信号に基づいて流体の流量を調整する流量調整部と、を備えるマスフローコントローラと、
    このマスフローコントローラの上流側及び下流側に夫々設けられた第1及び第2の遮断弁と、
    設定流量に対応する設定電圧を出力する設定電圧出力部と、
    これら第1及び第2の遮断弁を閉じたときにマスフローコントローラの検出部から出力される出力電圧を記憶する記憶部と、
    前記設定電圧出力部から出力される設定電圧に前記記憶部に記憶された出力電圧を加算して、流量ゼロ時にマスフローコントローラの検出部から出力される出力電圧の大きさだけ設定電圧を補正し、補正された値を設定電圧としてマスフローコントローラに出力する設定電圧補正部と、を備えることを特徴とする半導体製造装置。
  2. 第1及び第2の遮断弁を閉じて出力電圧の値を記憶部に取り込むタイミングを設定するためのタイミング設定手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体製造装置。
  3. 前記出力電圧が、予め定めた閾値から外れた場合に警報を発する警報発生手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体製造装置。
  4. 流体の流量を検出する検出部と、設定流量に対応する設定電圧と前記検出部の出力電圧とを比較して操作信号を出力する比較部と、この比較部からの操作信号に基づいて流体の流量を調整する流量調整部と、を備えるマスフローコントローラを用いて処理部に流体を供給し、この処理部にて半導体集積回路装置を製造するための処理を行う半導体製造方法において、
    このマスフローコントローラの上流側及び下流側に夫々設けられた第1及び第2の遮断弁を閉じる工程と、
    これら第1及び第2の遮断弁を閉じたときにマスフローコントローラの検出部から出力される出力電圧を記憶する工程と、
    設定電圧出力部から設定流量に対応する設定電圧を出力する工程と、
    前記設定電圧出力部から出力される設定電圧に前記記憶部に記憶された出力電圧を加算して、流量ゼロ時にマスフローコントローラの検出部から出力される出力電圧の大きさだけ設定電圧を補正し、補正された値を設定電圧としてマスフローコントローラに出力する工程と、を備えることを特徴とする半導体製造方法。
  5. 前記出力電圧が、予め定めた閾値から外れた場合に警報を発する工程を含むことを特徴とする請求項4記載の半導体製造方法。
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