KR101988090B1 - 원료 가스 공급 장치, 원료 가스 공급 방법 및 기억 매체 - Google Patents

원료 가스 공급 장치, 원료 가스 공급 방법 및 기억 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 원료 용기에 수용된 고체 또는 액체인 원료를 기화한 가스를 포함하는 원료 가스를 성막 처리부에 공급함에 있어, 원료 용기 내의 원료의 잔량을 높은 정밀도로 측정하는 것을 과제로 하고 있다.
원료 용기(14)에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급로(12)에 MFC(1)를 마련하고, 원료 가스 공급로(32)에 MFM(3)를 마련하고 있다. 또, 원료 가스 공급로(32)에 희석 가스를 공급하기 위한 희석 가스 공급로(22)에 MFC(2)를 마련하고 있다. 그리고, MFM(3)의 측정값으로부터의 MFC(1)의 측정값과, MFC(2)의 측정값의 합계값을 뺀 오프셋값을 구하고, MFM(3)의 측정값으로부터 MFC(1)의 측정값 및 MFC(2)의 측정값의 합계값을 뺀 값으로부터, 오프셋값을 빼서, 원료의 유량의 실측값을 구하고, 원료의 중량의 실측값을 구하고 있다. 그리고, 원료 용기 내의 초기의 충전량(신품의 원료 용기의 충전량)으로부터 원료의 유량의 실측값의 적산값을 빼서, 원료의 잔량을 측정하고 있다.

Description

원료 가스 공급 장치, 원료 가스 공급 방법 및 기억 매체{RAW MATERIAL GAS SUPPLY APPARATUS, RAW MATERIAL GAS SUPPLY METHOD AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은 원료 용기 내의 고체 원료 또는 액체 원료를 기화시켜, 캐리어 가스와 함께 성막 처리부에 공급하는 기술에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스의 하나인 성막 처리로서는, 원료 가스와 원료 가스를 예를 들면 산화, 질화 혹은 환원하는 반응 가스와 교대로 공급하는 ALD(Atomic Layer Deposition)나 원료 가스를 기상(氣相) 중에서 분해 혹은 반응 가스와 반응시키는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 등이 있다. 이러한 성막 처리에 이용되는 원료 가스로서는, 성막 후의 결정의 치밀도를 높임과 아울러 기판에 취입되는 불순물의 양을 극력 줄이기 위해서, 원료를 승화시킨 가스를 이용하는 일이 있으며, 예를 들면 고유전체막을 ALD로 성막하는 성막 장치에 이용된다.
그런데 최근에는, 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라고 함)에 형성되는 배선 패턴의 미세화에 따라, 막 두께나 막질의 안정성을 도모하는 수법이 요망되고 있으며, 원료의 유량의 안정화가 요구되고 있다. 원료 용기 내에서 기화한 원료를 캐리어 가스와 함께 성막 처리부에 공급함에 있어, 원료 용기 내에 있어서의 원료의 충전량에 따라 원료의 기화량이 변화되어, 원료의 유량이 달라지게 된다. 그 때문에, 원료 용기 내의 원료의 잔량을 정확히 파악하고, 원료의 공급량을 안정시킬 필요가 있다.
또한, 원료 용기의 교환에는, 장시간을 필요로 하여, 원료 용기 내가 로트의 웨이퍼의 처리 중에 비워지지 않도록, 웨이퍼의 처리 계획을 세우고, 예를 들면 성막 장치의 메인터넌스에 맞추어 원료 용기의 교환을 행하는 것이 바람직하다. 이 때 로트의 처리 중의 성막 장치의 정지를 막기 위해, 원료 용기 내가 비워지기 전에 원료 용기의 교환을 행할 필요가 있지만, 원료 용기 내의 원료의 잔량을 정확하게 모르는 경우에는, 마진을 크게 취할 필요가 있어, 원료 용기의 교환시에 폐기되는 원료가 많아져 버린다.
원료 용기의 원료의 잔량의 측정을 행함에 있어, 원료 용기를 장치로부터 분리하지 않고 로드 셀 등에 의해 측정을 행하는 수법이 알려져 있다. 그러나, 고체 원료를 기화시켜 원료 가스로서 이용하는 경우에는, 원료 가스가 온도 저하에 의해 재고체화되기 쉽기 때문에, 배관이나 원료 용기를 가열 장치에 의해 가열하는 것이 필요하다. 그 때문에, 원료 용기가 원료 가스 공급 장치에 고정되어 버려, 로드 셀에 의해 중량 측정을 행하는 수법은 채용하기 어렵다.
특허문헌 1에는, 액체 원료에서, 원료 용기에 공급되는 캐리어 가스의 유량을 조정하고, 원료 용기 내의 압력을 조정하고, 원료 가스 중의 원료 농도를 일정하게 하고, 원료 가스의 원료 농도와 원료 가스 공급로를 흐르는 원료 가스의 총유량으로부터 원료 용기로부터 반출한 원료의 양을 측정하는 기술이 기재되어 있다. 이 때 원료의 양은, 원료 가스 공급로를 흐르는 총유량과, 캐리어 가스의 유량으로부터 구하지만, 총유량을 제어하는 유량 제어부와, 캐리어 가스의 유량을 제어하는 유량 제어부의 장치간의 오차가 있다. 그 때문에, 반출양을 적산하는 것에 의해 원료의 잔량을 측정했을 때에, 장치간의 오차에 기인하는 측정값의 오차가 문제로 된다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2012-234860호 공보
본 발명은 이러한 사정하에서 이루어진 것으로, 그 목적은, 원료 용기에 수용된 고체 또는 액체인 원료를 기화한 가스를 포함하는 원료 가스를 성막 처리부에 공급함에 있어, 원료 용기 내의 원료의 잔량을 높은 정밀도로 측정할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 원료 가스 공급 장치는, 원료 용기 내의 고체 또는 액체인 원료를 기화시켜, 캐리어 가스와 함께 원료 가스로서 원료 가스 공급로를 거쳐서 기판을 성막 처리하는 성막 처리부에 공급하는 원료 가스 공급 장치에 있어서, 상기 원료 용기에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급로와, 상기 캐리어 가스 공급로로부터 분기하고, 상기 원료 용기를 우회하여 원료 가스 공급로에 접속된 바이패스 유로와, 상기 원료 가스 공급로에 있어서의 상기 바이패스 유로의 접속 부위보다 하류측에 접속되고, 희석 가스를 원료 가스에 합류시키기 위한 희석 가스 공급로와, 상기 캐리어 가스 공급로 및 상기 희석 가스 공급로에 각각 접속된 제 1 매스플로우 콘트롤러 및 제 2 매스플로우 콘트롤러와, 상기 원료 가스 공급로에 있어서의 희석 가스 공급로의 합류 부위의 하류측에 마련된 매스플로우 미터와, 상기 캐리어 가스 공급로로부터 원료 가스 공급로에 이르는 캐리어 가스 유로를, 상기 원료 용기 내와 바이패스 유로의 사이에서 전환하는 전환 기구와, 상기 캐리어 가스 유로를 상기 원료 용기 내로 전환한 상태에서, 원료 가스를 캐리어 가스 및 희석 가스와 함께 상기 성막 처리부 내의 기판에 공급하는 원료 공급 스텝과, 신품의 원료 용기 내의 원료의 충전량으로부터, 상기 원료 공급 스텝시에 있어서의 원료 가스의 실제 유량에 근거하여 계산되는 원료의 소비량을 포함하는 누적 소비량을 빼서 원료 용기의 잔량을 구하는 잔량 산출 스텝을 실행하는 제어부를 구비하며, 상기 원료 가스의 실제 유량은, 상기 제 1 매스플로우 콘트롤러, 제 2 매스플로우 콘트롤러 및 매스플로우 미터의 유량의 각 측정값을 각각 m1, m2 및 m3라고 하면, 상기 캐리어 가스 유로를 바이패스 유로측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려 {m3-(m1+m2)}의 연산값인 오프셋값을 구하는 스텝과, 상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려 {m3-(m1+m2)}의 연산값을 구하고, 이 연산값으로부터 상기 오프셋값을 빼서 원료의 유량의 실측값을 구하는 스텝에 의해 구해지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원료 가스 공급 방법은, 원료 용기 내의 고체 또는 액체인 원료를 기화시키고, 캐리어 가스와 함께 원료 가스로서 원료 가스 공급로를 거쳐서 기판을 성막 처리하는 성막 처리부에 공급하는 원료 가스 공급 방법에 있어서, 상기 원료 용기에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급로와, 상기 캐리어 가스 공급로로부터 분기하고, 상기 원료 용기를 우회하여 원료 가스 공급로에 접속된 바이패스 유로와, 상기 원료 가스 공급로에 있어서의 상기 바이패스 유로의 접속 부위보다 하류측에 접속되고, 희석 가스를 원료 가스에 합류시키기 위한 희석 가스 공급로와, 상기 캐리어 가스 공급로 및 상기 희석 가스 공급로에 각각 접속된 제 1 매스플로우 콘트롤러 및 제 2 매스플로우 콘트롤러와, 상기 원료 가스 공급로에 있어서의 희석 가스 공급로의 합류 부위의 하류측에 마련된 매스플로우 미터와, 상기 캐리어 가스 공급로로부터 원료 가스 공급로에 이르는 캐리어 가스 유로를, 상기 원료 용기 내와 바이패스 유로의 사이에서 전환하는 전환 기구를 구비한 원료 가스 공급 장치를 이용하여, 상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 원료 가스를 캐리어 가스 및 희석 가스와 함께 상기 성막 처리부 내의 기판에 공급하는 공정과, 신품의 원료 용기 내의 원료의 충전량으로부터, 원료를 성막 처리부 내의 기판에 공급했을 때의 원료의 실제 유량에 근거해서 계산되는 원료의 소비량을 포함하는 누적 소비량을 빼서, 원료 용기의 잔량을 구하는 공정을 포함하며, 상기 실제 유량은, 상기 제 1 매스플로우 콘트롤러, 제 2 매스플로우 콘트롤러 및 매스플로우 미터의 유량의 각 측정값을 각각 m1, m2 및 m3으로 하면, 상기 캐리어 가스 유로를 바이패스 유로측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려 {m3-(m1+m2)}의 연산값인 오프셋값을 구하는 공정과, 상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려 {m3-(m1+m2)}의 연산값을 구하고, 이 연산값으로부터 상기 오프셋값을 빼서 원료의 유량의 실측값을 구하는 공정에 의해 구해지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기억 매체는, 원료 용기 내의 고체 또는 액체인 원료를 기화시키고, 캐리어 가스와 함께 원료 가스로서 원료 가스 공급로를 거쳐서 기판을 성막 처리하는 성막 처리부에 공급하는 원료 가스 공급 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 상술한 원료 가스 공급 방법을 실행하도록 스텝 그룹이 짜여져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 원료 용기 내의 고체 또는 액체인 원료를 기화시키고, 캐리어 가스와 함께 원료 가스로서 원료 가스 공급로를 거쳐서 성막 처리부에 공급함에 있어, 캐리어 가스 공급로 및 원료 가스 공급로에 각각 제 1 매스플로우 콘트롤러 및 매스플로우 미터를 마련하고 있다. 또한, 원료 가스 공급로에 희석 가스를 공급하기 위한 희석 가스 공급로에 제 2 매스플로우 콘트롤러를 마련하고 있다. 그리고 매스플로우 미터의 측정값으로부터 제 1 매스플로우 콘트롤러의 측정값과, 제 2 매스플로우 콘트롤러의 측정값의 합계값을 빼서 오프셋값을 구한다. 또한, 성막 처리부에 원료 가스를 공급할 때에, 매스플로우 미터의 측정값으로부터 제 1 매스플로우 콘트롤러의 측정값과, 제 2 매스플로우 콘트롤러의 측정값의 합계값을 뺀 값으로부터, 오프셋값을 빼서, 원료의 유량의 실측값을 구하고 있다. 그리고 원료 용기 내의 초기의 충전량(신품의 원료 용기의 충전량)으로부터 원료의 유량의 실측값의 적산값을 빼서, 원료의 잔량을 측정하고 있다. 따라서 각 측정 기기의 개체 오차가 캔슬(cancel)되므로, 원료의 잔량을 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 원료 가스 공급 장치를 적용한 성막 장치를 나타내는 전체 구성도이다.
도 2는 원료 가스 공급부에 마련되어 있는 제어부의 구성도이다.
도 3은 원료 가스 공급부에 있어서의 원료의 잔량의 측정 공정을 나타내는 차트도이다.
도 4는 MFM의 측정값과 제 1 MFC의 설정값 및 제 2 MFC의 설정값의 합계값의 차분을 나타내는 특성도이다.
도 5는 밸브의 개폐 및 원료 가스 공급부로부터 공급되는 원료의 유량의 시간 변화를 나타내는 타임차트이다.
도 6은 MFM에서 측정되는 측정값의 예를 나타내는 특성도이다.
본 발명의 원료 가스 공급 장치를 성막 장치에 적용한 구성예에 대해 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이 성막 장치는, 기판인 웨이퍼(100)에 대해 ALD법에 의한 성막 처리를 행하기 위한 성막 처리부(40)를 구비하며, 이 성막 처리부(40)에 원료 가스를 공급하기 위해 원료 가스 공급 장치로 구성된 원료 가스 공급부(10)를 구비하고 있다. 또한, 명세서 중에서는, 캐리어 가스와, 캐리어 가스와 함께 흐르는 (승화한) 원료를 합친 가스를 원료 가스로 한다.
원료 가스 공급부(10)는 액체 또는 고체 원료, 예를 들면 고체 원료의 WCl6을 수용한 원료 용기(14)를 구비하고 있다. 원료 용기(14)는, 상온에서는 고체의 WCl6을 수용한 용기이며, 저항 발열체를 구비한 쟈켓 형상의 가열부(13)에 의해 덮여 있다. 이 원료 용기(14)는, 도시하지 않은 온도 검출부에서 검출한 원료 용기(14) 내의 기상부의 온도에 근거하여, 도시하지 않은 급전부로부터 공급되는 급전량을 증감하는 것에 의해, 원료 용기(14) 내의 온도를 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 가열부(13)의 설정 온도는, 고체 원료가 승화되고, 또한 WCl6이 분해되지 않는 범위의 온도, 예를 들면 160℃로 설정된다.
원료 용기(14) 내에 있어서의 고체 원료의 위쪽측의 기상부에는, 예를 들면 캐리어 가스 공급로(12)의 하류 단부와, 원료 가스 공급로(32)의 상류 단부가 삽입되어 있다. 캐리어 가스 공급로(12)의 상류단에는, 캐리어 가스, 예를 들면 N2 가스의 공급원인 캐리어 가스 공급원(11)이 마련되고, 캐리어 가스 공급로(12)에는, 상류측으로부터 제 1 매스플로우 콘트롤러(MFC)(1), 밸브 V3, 밸브 V2가 이 순서로 마련되어 있다.
한편, 원료 가스 공급로(32)에는, 상류측으로부터 밸브 V4, 밸브 V5, 유량 측정부인 매스플로우 미터(MFM)(3) 및 밸브 V1이 마련되어 있다. 도면 중 8은 원료 가스 공급로(32)로부터 공급되는 가스의 압력을 측정하기 위한 압력계이다. 원료 가스 공급로(32)의 하류단 부근은, 후술하는 반응 가스나 치환 가스도 흐르므로, 가스 공급로(45)로서 표시하고 있다. 또한, 원료 가스 공급로(32)에 있어서의 MFM(3)의 상류측에는, 희석 가스를 공급하는 희석 가스 공급로(22)의 하류측 단부가 합류하고 있다. 희석 가스 공급로(22)의 상류측 단부에는, 희석 가스, 예를 들면 N2 가스의 공급원인 희석 가스 공급원(21)이 마련되어 있다. 희석 가스 공급로(22)에는, 상류측으로부터 제 2 매스플로우 콘트롤러(MFC)(2)와 밸브 V6이 마련되어 있다. 캐리어 가스 공급로(12)에 있어서의 밸브 V2와 밸브 V3의 사이와, 원료 가스 공급로(32)에 있어서의 밸브 V4와 밸브 V5의 사이는, 밸브 V7을 구비한 바이패스 유로(7)로 접속되어 있다. 밸브 V2, V4 및 V7은 전환 기구에 상당한다. 캐리어 가스 공급로(12), 원료 가스 공급로(32) 및 바이패스 유로(7) 및 밸브 V2~5, V7은, 예를 들면 저항 발열체를 구비한 쟈켓 형상의 맨틀 히터로 덮여 있다.
계속해서, 성막 처리부(40)에 대해 설명한다. 성막 처리부(40)는, 예를 들면 진공 용기(41) 내에, 웨이퍼(100)를 수평 유지함과 아울러, 도시하지 않은 히터를 구비한 탑재대(42)와, 원료 가스 등을 진공 용기(41) 내에 도입하는 가스 도입부(43)를 구비하고 있다. 가스 도입부(43)에는, 가스 공급로(45)가 접속되고, 원료 가스 공급부(10)로부터 공급되는 가스가 가스 도입부를 거쳐서 진공 용기(41) 내에 공급되도록 구성되어 있다. 또, 진공 용기(41)에는, 배기관(46)을 거쳐서 진공 배기부(44)가 접속되어 있다. 배기관(46)에는, 성막 처리부(40) 내의 압력을 조정하는 압력 조정부(94)를 구성하는 압력 조정 밸브(47)와 밸브(48)가 마련되어 있다.
또한, 가스 공급로(45)에는, 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급관(50) 및 치환 가스를 공급하는 치환 가스 공급관(56)이 합류되어 있다. 반응 가스 공급관(50)의 타단측은 반응 가스 예를 들면 수소(H2) 가스의 공급원(52)에 접속된 H2 가스 공급관(54)과, 불활성 가스 예를 들면 질소(N2) 가스의 공급원(53)에 접속된 불활성 가스 공급관(51)으로 분기되어 있다. 또한, 치환 가스 공급관(56)의 타단측은 치환 가스 예를 들면 N2 가스의 공급원(55)에 접속되어 있다. 도면 중의 V50, V51, V54 및 V56은 각각 반응 가스 공급관(50), 불활성 가스 공급관(51), H2 가스 공급관(54) 및 치환 가스 공급관(56)에 마련된 밸브이다.
후술하는 바와 같이, 성막 처리부(40)에서 행해지는 W(텅스텐)막의 성막에서는, WCl6을 포함하는 원료 가스와, 반응 가스인 H2 가스가 교대로 반복하여 공급됨과 아울러, 이들 원료 가스 및 반응 가스의 공급 동안에는, 진공 용기(41) 내의 분위기를 치환하기 위해서 치환 가스가 공급된다. 이와 같이, 원료 가스는, 성막 처리부(40)에 공급 기간, 휴지 기간을 교대로 반복하여 단속적으로 공급되고, 이 원료 가스의 공급 제어는 밸브 V1을 온, 오프 제어하는 것에 의해 실행된다. 이 밸브 V1은, 후술하는 제어부(9)에 의해 개폐 제어되도록 구성되어 있고, 「온」이란 밸브 V1을 연 상태, 「오프」란 밸브 V1을 닫은 상태이다.
원료 가스 공급부(10)에는, 제어부(9)가 마련되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제어부(9)는 CPU(91), 프로그램 저장부(92) 및 메모리(93)를 구비하고 있다. 또한, 도면 중 90은 버스이다. 또한, 제어부(9)는 각 밸브군 V1~V7, MFC(1), MFC(2), MFM(3), 및 성막 처리부(40)에 접속된 압력 조정부(94)에 접속되어 있다. 또한, 제어부(9)는 상위 컴퓨터(99)에 접속되어 있다. 상위 컴퓨터(99)로부터는, 예를 들면 성막 장치에 반입되는 웨이퍼(100)의 로트의 성막 처리의 처리 레시피가 보내어지고, 메모리(93)에 기억된다. 또한, 제어부(9)에는, 워크 메모리(95)가 마련되고, 원료 용기(14) 내의 원료의 잔량이 기억된다. 또한, 제어부(9)는, 입력부(97)를 구비하고, 후술하는 바와 같이 원료 용기(14)의 교환시에, 예를 들면 메이커로부터 전달되는 원료 용기(14) 내에 충전된 원료의 충전량을 워크 메모리(95)에 기입하도록 구성되어 있다. 또한, 제어부(9)에는, 알람 발생부(96)가 접속되어 있다. 또, 제어부(9)는 도시하지 않은 모니터 등의 출력부에 접속되어 있고, 워크 메모리(95)에 기억되어 있는 원료의 잔량이나 알람의 발생의 유무 등이 모니터에 표시되도록 구성되어 있다.
처리 레시피는 각 로트마다 설정된 웨이퍼(100)의 성막 처리의 순서가 처리 조건과 함께 작성된 정보이다. 처리 조건으로서는, 프로세스 압력, ALD법에 있어서의 성막 처리부(40)에 공급되는 가스의 공급, 휴지의 타이밍 및 원료 가스의 유량 등을 들 수 있다. ALD법에 대해 간단하게 설명하면, 우선 원료 가스인 WCl6 가스를 예를 들면 1초간 공급하고 밸브 V1을 닫고, 웨이퍼(100) 표면에 WCl6을 흡착시킨다. 다음에, 치환 가스(N2 가스)를 진공 용기(41)에 공급하고, 진공 용기(41) 내를 치환한다. 계속해서, 반응 가스(H2 가스) 희석 가스(N2 가스)와 함께 진공 용기(41)에 공급하면 가수 분해 및 탈염화 반응에 의해 W(텅스텐)막의 원자막이 웨이퍼(100)의 표면에 형성된다. 이 후, 치환 가스를 진공 용기(41)에 공급하고, 진공 용기(41)를 치환한다. 이렇게 해서 진공 용기(41) 내에, WCl6을 포함하는 원료 가스→치환 가스→반응 가스→치환 가스를 공급하는 사이클을 복수회 반복하는 것에 의해, W막의 성막을 행한다.
ALD법은 원료 가스, 치환 가스, 반응 가스, 치환 가스를 이 순서로 공급하는 사이클을 복수회 실행하는 것이므로, 이 사이클을 규정한 레시피에 의해, 온 신호, 오프 신호의 타이밍이 결정된다. 예를 들면 원료 가스의 공급 및 중단은 밸브 V1에 의해 행해지기 때문에 밸브 V1의 온 신호로부터 오프 신호까지의 기간이 원료 가스의 공급 시간이고, 밸브 V1의 오프 신호로부터 온 신호까지의 기간이 원료 가스의 휴지 기간이다. 이와 같이, MFC(1), MFC(2) 및 MFM(3)에서 원료의 유량의 측정값을 구함에 있어, ALD법을 행하는 경우, 원료 가스가 간헐적으로 공급되고, 그 공급 시간이 짧기 때문에, 유량 측정값이 상승하여 안정되기 전에 하강하고, 이 때문에 불안정하게 될 우려가 있다. 이 때문에, MFC(1), MFC(2), MFM(3)의 각 측정값은, 본 예에서는 이후에 상술하는 바와 같이 밸브 V1의 온, 오프의 1주기분의 유량의 측정값의 적분값을 1주기의 시간으로 나눈 값을 측정 출력값(지시값)으로서 이용하고 있다(평가하고 있다).
프로그램 저장부(92)에 저장되어 있는 프로그램에는, 원료 가스 공급부(10)의 동작을 실행하기 위한 스텝군과, 원료 용기(14) 내의 잔량을 감시하는 동작을 실행하기 위한 스텝군이 포함되어 있다. 또한, 프로그램이라는 용어는 프로세스 레시피 등의 소프트웨어도 포함하는 의미로서 사용하고 있다. 원료 용기(14) 내의 잔량을 감시하는 동작을 실행하기 위한 스텝군 중에는, MFC(1), MFC(2) 및 MFM(3)의 각각의 유량의 측정 출력을 공급 시간 동안 적분하고, 그 적분값을 공급 기간의 유량값으로서 취급해서 연산하는 스텝이 포함된다. 또한, 적분의 연산 처리에 대해서는, 시정수 회로를 이용한 하드웨어 구성을 이용해도 좋다. 프로그램은, 예를 들면 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네틱 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되고, 컴퓨터에 인스톨된다.
본 발명의 실시 형태의 작용에 대해 도 3에 나타내는 흐름도를 이용하여 설명한다. 지금 스텝 S1에 나타내는 바와 같이 원료 용기(14)를 원료가 충전된 신품의 원료 용기(14)로 교환하고, 캐리어 가스 공급로(12) 및 원료 가스 공급로(32)에 접속한 것으로 하면, 오퍼레이터가 당해 원료 용기(14) 내의 충전량(초기 중량)을 원료의 잔량의 초기값 R0으로서 입력부(97)를 거쳐서, 메모리(93)에 기억한다(스텝 S2). 신품의 원료 용기(14)의 충전량은, 예를 들면 원료의 메이커로부터 보고된 값이 이용된다. 또한, 신품의 원료 용기(14)란, 원료의 충전 처리가 행해진 원료 용기(14)를 나타내고, 원료가 재충전된 원료 용기(14)를 포함한다.
계속해서, 선두의 로트의 웨이퍼(100)가 예를 들면 25매 수납된 캐리어가 캐리어 스테이지에 반입된다. 이 경우, 스텝 S3, 스텝 S4를 거쳐서 스텝 S6으로 진행되고, 선두의 로트의 처리 레시피의 조건에서 오프셋값이 취득된다.
여기서 오프셋값에 대해 설명한다. 도 4는 원료 가스 공급부(10)를 이용하여, 캐리어 가스 공급원(11) 및 희석 가스 공급원(21)으로부터 각각 캐리어 가스 및 희석 가스를 공급하고, MFM(3)을 통과시킨 후, 성막 처리부(40)에 가스를 공급했을 때의 MFM(3)의 측정값 m3으로부터, MFC(1)의 측정값 m1과 MFC(2)의 측정값 m2의 합계값을 뺀 값을 나타낸다. 시각 t0으로부터 t100까지는, 캐리어 가스를 원료 용기(14)를 통과시키지 않고 바이패스 유로(7)를 거쳐서, 원료 가스 공급로(32)에 공급했을 때의 (m3-(m1+m2))의 값을 나타낸다.
시각 t0으로부터 t100의 동안은, MFM(3)를 통과하는 가스는 캐리어 가스 공급로(12)로부터 공급되는 캐리어 가스와, 희석 가스 공급로(22)로부터 공급되는 희석 가스를 합한 가스로 된다. 그러나, MFM(3)의 측정값 m3과, MFC(1)의 측정값 m1과, MFC(2)의 측정값 m2의 합계값(m1+m2)과, 차분은, 도 4에 나타내는 바와 같이 0으로 되지 않아 오차가 생긴다. 이 오차만큼의 값이 오프셋값에 상당한다. 이 오차분은 MFM(3)과, MFC(1) 및 MFC(2)의 각 기기의 개체 오차에 의해 생긴다.
계속해서, 오프셋값을 취득하는 공정에 대해 설명한다. 오프셋값을 구하는 작업은, MFC(1) 및 MFC(2)의 설정값을, 처리 레시피에 기입되어 있는, 원료 가스의 유량의 목표값에 따라, 결정된 캐리어 가스의 유량값 및 희석 가스의 유량값으로 설정하여 행해진다. 또, 처리 레시피에 있어서의 성막 처리부(40)에 공급되는 원료 가스의 공급, 휴지의 주기에서의 밸브 V1의 개폐의 스케줄과 동일한 스케줄로 밸브 V1의 개폐를 행하도록 설정되고, 오프셋값을 취득하는 공정에서의 압력은 처리 레시피에 의해 결정된 압력으로 설정되어 작업이 행해진다. 또한, 성막 처리부(40)의 온도 조정에는 시간이 걸림에 부가하여 기화한 원료가 저온의 부위에 부착되어 고체화될 가능성이 있다. 따라서, 성막 처리부(40)의 온도는, 예를 들면 미리 성막 처리에 있어서의 온도인 170℃로 설정되어 있다.
이 MFC(1)의 설정값은, 예를 들면 원료가 미사용인 신품의 원료 용기(14) 상태에서, 목표값의 유량의 원료를 공급할 수 있는 캐리어 가스의 유량에 근거하여 결정되고, 원료의 유량의 증감량과 캐리어 가스의 유량의 증감량의 관계는, 예를 들면 메모리(93)에 기억되어 있다. 또한, 압력 조정부(94)에 의해, 성막 처리부(40)의 압력이 처리 레시피에서의 설정 압력으로 설정된다.
희석 가스의 유량의 설정에 대해서는, 원료의 유량이 작기 때문에, 예를 들면 희석 가스에 의해 희석된 원료 가스의 총유량을 캐리어 가스 및 희석 가스의 합계 유량으로서 결정하고 있는 경우에는, 총유량으로부터 캐리어 가스의 유량 설정값을 뺀 값으로서 정해진다. 또한, 원료의 유량도 총유량에 포함하는 경우에는, 원료의 공급량의 목표값은, 예를 들면 단위 시간당의 중량으로서 취급되므로, 프로세스 압력과 원료의 공급량의 목표값에 근거하여, 총유량과 원료를 공급하기 위한 캐리어 가스의 유량이 구해진다. 따라서, 총유량으로부터 원료의 공급량과 캐리어 가스의 유량의 합계값을 뺀 값이 희석 가스의 유량의 설정값으로 된다.
다음에, 밸브 V3, V5, V6, V7을 열고, 시각 t0 이후에서, 처리 레시피에 있어서의 밸브 V1의 개폐의 타이밍과 동일한 주기로 밸브 V1의 개폐를 행한다. 여기서는, 예를 들면 시각 t0으로부터 시각 t100까지의 동안에 밸브 V1을 1초간 열고, 1초간 닫는 동작을 100회 반복한다. 또, 진공 용기(41) 내는 이미 진공 배기되어 있다. 이것에 의해, 캐리어 가스 공급원(11)으로부터, 캐리어 가스가 MFC(1)의 설정값에 대응하는 유량으로 캐리어 가스 공급로(12), 바이패스 유로(7)의 순으로 흐르고, 원료 가스 공급로(32)를 흐른다. 그 후 원료 가스 공급로(32)에서, 희석 가스 공급로(22)로부터 공급되는 희석 가스와 혼합되어 MFM(3)을 흐르고, 이렇게 해서 캐리어 가스와 희석 가스의 혼합 가스가 성막 처리부(40)에 간헐적으로 흘러들어간다.
그리고, t0~t100에 있어서의 MFC(1), MFC(2) 및 MFM(3)의 각각에서의 유량의 측정값을 구한다. 도 5(a)는 원료 가스의 공급 및 중단을 행하는 밸브 V1의 상태를 나타내고 있으며, 온의 시간대가 원료 가스의 공급 기간에 상당하고, 오프의 시간대가 원료 가스의 휴지 기간에 상당한다. 도 5(b)는 시각 t0~t100의 사이에서, MFM(3)으로 계측되는 원료 가스의 유량의 측정 출력(지시값)의 추이를 나타낸다. 이와 같이, 밸브 V1을 열고 있는 시간이 짧기 때문에, MFM(3)으로 계측되는 원료 가스의 유량의 측정 출력은 밸브 V1의 온 지령의 후, 급격하게 상승하고, 밸브 V1의 오프 지령의 뒤에 바로 하강하는 패턴으로 된다. 또, 도 5(a)에 있어서의 공급 기간과 휴지 기간의 비율은 편의상의 것이다.
그 때문에, MFM(3), MFC(1) 및 MFC(2)의 각각의 유량 측정 출력을 제어부(9)에 의해 각각 원료 가스의 공급, 휴지의 1주기의 동안 적분하고, 그 적분값을 1주기의 시간 T로 나눈 값을 유량의 측정값으로 한다. 여기서는, 도 5(a)에 나타내는 밸브 V1의 온 지령에 근거하여, 예를 들면 시각 t0에 가스의 유량의 적분 동작을 개시하고, 다음의 밸브 V1의 온 지령이 출력되는 시각 t1에 당해 적분 동작이 종료한다. 이 t0으로부터 t1까지를 1주기로 한다.
그리고, MFC(1), MFC(2) 및 MFM(3)의 각각에서 t0으로부터 t1까지의 유량을 적분한 적분값을 1주기의 시간 T, 즉 시각 t0으로부터 t1까지의 시간(t1-t0)으로 나눈 값(적분값/(t1-t0))을 각각 시각 t0으로부터 t1에서의 MFC(1)의 측정값 m1, MFC(2)의 측정값 m2 및 MFM의 측정값 m3으로 한다.
이와 같이, t0으로부터 t1, t1로부터 t2 …의 각 주기에서, m1, m2 및 m3의 각 값을 구하고, 도 6에 나타내는 바와 같이 각 주기에서의 (m3-(m1+m2))의 값을 구한다. 그리고 예를 들면, t0으로부터 100주기분의 (m3-(m1+m2))의 값의 평균값을 오프셋값으로 한다.
도 3으로 되돌아가서, 스텝 S6에서 오프셋값을 취득한 후, 당해 오프셋값이 허용 범위 내인 경우에는, 스텝 S7에서 「예」로 되어, 스텝 S8로 진행하고, N=1로 설정된다. 계속해서, 스텝 S9에서는, 성막 처리부(40)에 웨이퍼(100)를 반입하고, 1매째의 웨이퍼(100)의 처리를 개시한다.
또한, 스텝 S7에서 오프셋값이 허용 범위 내에 있는지를 판단하고 있지만, 상술한 바와 같이 오프셋값은, 기기간의 측정 출력의 차이에 의해 생기는 오차를 나타낸다. 그 때문에, 오프셋값이 너무 클 때에는, MFM(3)과, MFC(1) 및 MFC(2)의 개체 오차 이외의 요인에 의한 오차가 생기고 있을 가능성이 있다. 따라서, 오프셋값을 취득했을 때에, 오프셋값이 허용 범위 내로부터 벗어나게 된 경우에는, 스텝 S7에서 「아니오」로 되어, 스텝 S15로 진행하여 알람 발생부(96)에 의해 알람을 울린 후, 종료하고 메인터넌스를 행한다.
미리 원료 용기(14)의 가열부(13)는 온으로 되어 있어, 원료 용기(14)가 예를 들면 160℃로 가열되고, 고체 원료가 승화되어, 원료 용기(14) 내의 원료의 농도가 포화 농도에 가까운 농도까지 높여져 있다. 그리고, 성막 처리부(40)에 웨이퍼(100)를 반입하고, 처리 레시피에 근거하여 웨이퍼(100)의 처리를 행하고, 후술하는 원료의 유량의 실측값 m을 취득한다. 즉 처리 레시피에 기입되어 있는 캐리어 가스의 유량값 및 희석 가스의 유량값으로 설정하고, 또 성막 처리부(40)의 압력을 처리 레시피에 의해 결정된 압력으로 설정하고, 시각 ta에서, 밸브 V7을 닫고 밸브 V2 및 V4를 연다. 이것에 의해, 캐리어 가스 공급로(12)로부터 원료 용기(14)로 MFC(1)에 의해 설정된 유량으로 캐리어 가스가 공급되고, 원료 용기(14) 내에서 기화한 원료가 캐리어 가스와 함께 원료 가스 공급로(32)에 흐른다. 또, 희석 가스 공급로(22)로부터 원료 가스 공급로(32)로 흘러들어가는 희석 가스가 합류한다. 그리고, 시각 ta로부터 처리 레시피에서의 밸브 V1의 개폐의 주기로, 밸브 V1의 개폐를 행한다. 여기서는 밸브 V1을 1초간 열고, 1초간 닫는 동작을 반복한다. 이것에 의해, 희석 가스와 혼합된 원료 가스가 성막 처리부(40)에 보내어진다. 따라서, 캐리어 가스의 유량값 및 희석 가스의 유량값, 성막 처리부(40)의 압력, 밸브 V1의 개폐의 주기를 오프셋값을 취득하는 공정과 동일한 설정값으로 하여, 캐리어 가스를 원료 용기(14)에 공급하고, 원료 가스를 성막 처리부(40)에 공급하게 된다.
이 결과 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 원료 가스는, 밸브 V1의 온 지령 후, 급격하게 상승하고, 시각 t0으로부터 t100까지에서의 측정값보다 큰 값까지 상승하고, 밸브 V1의 오프 지령 후 즉시 하강하는 패턴으로 된다.
그리고, 1매째의 웨이퍼(100)의 처리에서, 시각 t0으로부터 t100까지와 마찬가지로, MFC(1), MFC(2) 및 MFM(3)의 각각에서 ta로부터 ta +1까지의 유량을 적분한 적분값을 1주기의 시간 T, 즉 시각 ta로부터 ta +1까지의 시간(ta +1-ta)으로 나눈 값(적분값/(ta+1-ta))을 산출하고, 각각 시각 ta로부터 ta +1에서의 MFC(1)의 측정값 m1, MFC(2)의 측정값 m2 및 MFM의 측정값 m3으로 한다. 또, 가스의 공급 주기의 1주기마다 MFM(3)의 측정값 m3으로부터 MFC(1)의 측정값 m1과 MFC(2)의 측정값 m2의 합계값을 빼서, 각 주기의 (m3-(m1+m2))의 값을 구한다. 시각 ta 이후에 있어서의 각 주기의 (m3-(m1+m2))의 값은, 도 4에 나타내는 바와 같이 희석 가스에 의해 희석되고, 성막 처리부(40)에 공급되는 원료 가스의 총유량으로부터 캐리어 가스의 유량과, 희석 가스의 유량의 합계값을 뺀 값, 즉 원료의 유량으로 될 것이다.
그러나 전술한 바와 같이, MFM(3)의 측정값과, MFC(1)의 측정값 m1과 MFC(2)의 측정값 m2의 합계값의 사이에, MFM(3)과, MFC(1) 및 MFC(2)의 기기간의 측정 출력의 차이에 의해 생기는 오차가 포함되어 있다. 이 오차분에 상당하는 값이 상술한 오프셋값이기 때문에, 도 4 및 도 5(c) 중에 나타내는 시각 ta 이후에 있어서의 원료 가스 공급의 각 주기의 (m3-(m1+m2))의 값의 평균값을 구하고, 시각 t0으로부터 t100에 있어서의 오프셋값을 빼는 것에 의해, 성막 처리부(40)에 공급되는 원료의 유량의 실측값 m(실제 유량)이 구해진다. 실측값 m은, 하기의 (1)식에 의해 원료(㎎/분)의 값으로 변환된다.
원료(㎎/분)=원료의 유량(sccm)×0.2(Conversion Factor)/22400×원료의 분자량(WCl6: 396.6)×1000 … (1)
여기서는, 원료 가스의 공급, 휴지의 1주기의 유량의 적산값을 평균화하여 원료의 유량으로 하고 있다. 따라서, 원료의 공급 시간은, 예를 들면 1매째의 웨이퍼(100)의 처리에서, 최초로 밸브 V1을 여는 시각 ta로부터 1매째의 웨이퍼의 처리를 종료하고, 밸브 V1을 닫을 때까지의 시간으로 된다. 이 원료의 공급 시간을 원료의 유량의 실측값 m을 (1)식에 의해 변환한 값으로 승산하는 것에 의해, 원료 용기(14)로부터 공급된 원료의 중량의 실측값 M이 산출된다.
다음에 스텝 S10에서, 1매째의 웨이퍼(100)를 처리하기 전의 원료의 잔량으로부터 원료의 소비량인 원료의 중량의 실측값 M을 뺀다. 이것에 의해, 1매째의 웨이퍼(100)의 처리를 종료한 후의 원료 용기(14) 내의 원료의 잔량이 구해진다. 본 예에서는, 신품의 원료 용기(14)를 세트한 후, 처음으로 행해지는 성막 처리이기 때문에, 1매째의 웨이퍼(100)를 처리하기 전의 원료의 잔량은 기술(旣述)한 초기 중량 R0이다. 계속해서, 스텝 S11에서는, 원료 용기(14) 내의 원료의 잔량이 제 1 임계값 이상의 양인지 여부가 판정된다. 제 1 임계값은, 예를 들면 연속하는 1매의 웨이퍼(100)의 성막 처리를 행했을 때에 웨이퍼(100)의 처리 동안에 원료 용기(14) 내의 원료가 비워지지 않는 값으로 설정된다. 따라서, 미리 1매의 웨이퍼(100)의 처리에 필요한 양의 원료의 중량을 측정하고, 당해 원료의 중량에 마진이 되는 양의 원료의 양을 가산한 양을 산출하고, 마진을 포함한 원료의 양에 상당하는 값을 제 1 임계값으로서 설정한다.
원료 용기(14) 내의 원료의 잔량이 제 1 임계값 이상인 경우에는, 스텝 S12로 진행하고, 1매째의 웨이퍼(100)는, 최종 웨이퍼(100)가 아니기 때문에 「아니오」로 되어, 스텝 S14에서, N=2로 설정하고, 스텝 S9로 되돌아간다. 그리고, 스텝 S9에서, 2매째의 웨이퍼(100)의 성막 처리를 행하고, 원료의 유량의 실측값 m을 취득하고, 원료 용기(14)로부터 공급된, 즉 원료의 중량의 실측값 M을 취득한다. 그리고, 스텝 S10에서, 2매째의 웨이퍼(100)의 성막 처리를 종료하기 전의 원료 용기(14) 내의 원료의 잔량으로부터, 당해 웨이퍼(100)의 성막 처리에 의해 소비한 원료의 중량(실측값 M)을 빼고, 당해 웨이퍼의 성막 처리를 종료한 후의 원료 용기(14) 내의 원료의 잔량이 산출된다.
이와 같이, 스텝 S9로부터 스텝 S12 및 스텝 S14의 공정을 반복하고, 로트의 모든 웨이퍼(100)에 대해 순차 처리가 행해지고, 각 웨이퍼(100)의 성막 처리마다 원료 용기(14) 내의 초기 중량 R0으로부터 웨이퍼(100)의 성막 처리에 의해 소비된 원료의 누적 소비량(누적 사용량)을 빼서 원료 용기(14) 내의 원료의 잔량을 산출하고 있다. 그리고, 최후의 웨이퍼(100), 여기서는 25매째의 웨이퍼(100)에서는, 스텝 S12에서 「예」로 되어 스텝 S13으로 진행한다.
또한, 로트의 웨이퍼(100)의 처리를 실시하고 있을 때에 원료 용기(14) 내의 원료의 잔량이 제 1 임계값을 하회한 경우에는, 스텝 S11에서 「아니오」로 되어 스텝 S15로 진행하고, 알람 발생부(96)에 의해 알람을 발한 후, 종료한다. 상술한 바와 같이, 제 1 임계값은 1매의 웨이퍼(100)의 처리에 필요한 양의 원료의 중량에 마진으로 되는 양의 원료의 양을 가산한 양에 근거하여 산출되고 있다. 그 때문에, 제 1 임계값을 하회했을 때에 원료 용기(14)의 교환을 행하는 것으로 하고, 제 1 임계값을 하회하고 있지 않는 상태에서 성막 처리를 행하는 것에 의해, 다음의 웨이퍼(100)의 처리 중에서의 원료의 고갈을 막을 수 있다.
최종의 웨이퍼(100)의 성막 처리가 종료하고, 당해 로트의 처리가 종료한 후, 스텝 S13에서, 원료 용기(14) 내의 원료의 잔량이 제 2 임계값 이상인지 여부가 판단된다. 제 2 임계값은, 예를 들면 하나의 로트의 최대 매수(25매)의 웨이퍼(100)의 처리를 행할 수 있는 원료의 잔량으로 설정된다. 따라서, 1매의 웨이퍼(100)의 처리에 필요한 원료의 중량에 웨이퍼(100)의 최대 매수를 곱하고, 그 승산값에 마진을 더한 값을 제 2 임계값으로서 설정한다.
원료의 잔량이 제 2 임계값 이상일 때에는, 계속해서 스텝 S3으로 되돌아가고, 후속하는 로트가 캐리어 스테이지에 반입되면, 스텝 S3을 거쳐서 스텝 S4로 진행한다. 현재의 로트는 선두의 로트가 아니기 때문에 스텝 S4에서 「아니오」로 되고, 스텝 S5로 진행한다. 그리고, 스텝 S5에서 후속하는 로트의 웨이퍼(100)에 대한 처리 레시피가 앞의 로트(1개전의 로트)에서의 처리 레시피와 상이한지가 판정된다. 구체적으로는, 예를 들면 처리 레시피에서의 원료의 유량(원료의 유량의 목표값), 성막 처리부(40)의 설정 압력 및 성막 처리에서의 원료 가스의 공급, 휴지의 주기의 3개의 항목이 동일한지 여부가 판정되고, 적어도 하나의 항목이 상이한 경우에는, 「예」로 되어, 스텝 S6으로 진행한다. 그리고, 스텝 S6에서, 현재의 로트(당해 후속하는 로트)의 웨이퍼(100)에 대한 처리 레시피에 근거하여, 원료의 유량의 목표값, 성막 처리부(40)의 설정 압력 및 성막 처리에서의 원료 가스의 공급, 휴지의 주기가 설정된다. 그리고, 앞의 로트와 마찬가지로 오프셋값이 취득되고, 연속하는 스텝 S7 이후의 공정을 행한다.
또한, 후속하는 로트에서의 처리 레시피가 앞의 로트(1개전의 로트)에서의 처리 레시피, 구체적으로는, 예를 들면 처리 레시피에서의 원료의 유량(원료의 유량의 목표값), 성막 처리부(40)의 설정 압력 및 성막 처리에서의 원료 가스의 공급, 휴지의 주기의 3개의 항목이 동일한 경우에는, 스텝 S5에서 「아니오」로 되어, 스텝 S8로 진행하고, 앞의 로트에서 이용한 오프셋값을 사용해서, 연속하는 스텝 S8 이후의 공정을 행한다.
후속하는 로트의 처리에서는, 메모리(93)에 직전의 로트에서의 최후의 웨이퍼(100)의 처리를 행한 후의 원료의 잔량이 기억되어 있다. 그 때문에, 스텝 S8로 진행되고, N=1로 설정한 후, 스텝 S9 이후의 처리는 직전의 로트에서의 최후의 웨이퍼(100)의 처리를 행한 후의 원료의 잔량으로부터, 순차적으로 1매당의 웨이퍼(100)에서의 원료의 소비량을 빼서, 잔량의 산출이 행해진다.
또, 각 로트의 최종 웨이퍼(100)의 처리를 행한 후, 원료 용기(14) 내의 원료의 잔량이 제 2 임계값을 하회한 경우에는, 스텝 S13에서 「아니오」로 되어 스텝 S15로 진행하고, 알람 발생부(96)에 의해 알람을 발한 후, 종료한다. 제 2 임계값은 1로트의 최대 매수의 웨이퍼(100)의 처리에 필요한 양의 원료의 중량에 마진으로 되는 양의 원료의 양을 가산한 양에 근거하여 산출되고 있다. 그 때문에, 제 2 임계값을 하회했을 때에 장치를 정지하고 원료 용기(14)의 교환을 행하도록 설정하고, 제 2 임계값을 하회하고 있지 않는 상태에서 성막 처리를 행하는 것에 의해, 다음의 로트의 처리 중에서의 원료의 고갈을 막을 수 있다.
또한, 제 2 임계값 이상이면, 다음의 로트의 웨이퍼(100)의 성막 처리를 할 수 있을 것이지만, 스텝 S11에서, 제 1 임계값 이상의 원료가 남아 있는지를 확인함으로써, 어떠한 장치의 문제의 발생에 의해, 로트의 모든 웨이퍼(100)의 처리를 종료하기 전에, 원료가 고갈된 경우이더라도, 보다 확실히 웨이퍼(100)의 처리 중의 원료의 고갈을 막을 수 있다.
또한 예를 들면, 성막 장치에서 진공 용기(41) 내의 클리닝 처리 후에, 진공 용기(41)에 성막 가스를 공급하고, 성막 처리부(40)의 내벽에 성막의 대상으로 되어 있는 박막을 형성하고, 진공 용기(41)의 컨디션 상태를 정리하는 프리코트를 행하는 경우가 있다. 이 경우는 프리코트를 행하기 위해서 성막 처리부(40)에 공급된 원료의 중량의 실측값 M을 마찬가지로 구하고, 원료의 초기 중량 R0으로부터 빼는 원료의 중량의 실측값 M의 누적값 중에 프리코트시의 원료의 소비량이 더해지게 된다.
또, 1매째의 웨이퍼(100)의 처리 전에 웨이퍼(100)를 반입하고 있지 않는 성막 처리부(40)에 원료를 공급하여 행하는 더미 처리를 실행하는 경우에는, 마찬가지로 성막 처리부(40)에 공급된 원료의 중량의 실측값 M을 구하고, 원료의 초기 중량 R0으로부터 빼는 원료의 중량의 실측값 M의 누적값 중에 더미 처리시의 원료의 소비량이 더해지게 된다.
상술한 실시 형태에서는, 캐리어 가스를 원료 용기(14)에 공급하고, 기화한 원료를 캐리어 가스와 함께 원료 용기(14)로부터 유출시키고, 또 희석 가스로 희석한 후, 성막 처리부(40)에 공급함에 있어, 기화한 원료, 캐리어 가스 및 희석 가스의 각각의 유량의 합계의 측정값으로부터 캐리어 가스 및 희석 가스의 각각의 유량의 측정값의 합계를 뺀 차분값에 대해, 또 각 측정 기기의 개체간의 오차에 근거하는 오프셋값을 빼서, 원료의 유량의 실측값으로서 취급하고 있다. 그리고, 원료의 유량의 실측값과, 원료의 공급 시간으로부터 공급된 원료의 중량의 실측값을 구하고, 원료 용기(14)에 수용되어 있던 원료의 양으로부터 원료의 중량의 실측값 M을 빼서, 원료 용기(14) 내의 원료의 잔량을 구하고 있다. 따라서, 각 측정 기기의 개체간의 오차분이 상쇄되어, 원료의 잔량을 정확히 구할 수 있다.
또 ALD법을 실시함에 있어, 각 측정 기기에서 원료 가스의 공급, 휴지의 1주기에서의 측정 출력의 적분값을 유량 측정값으로서 취급하고 있기 때문에, 단시간에서의 가스의 유량의 상승, 하강에 기인하는 측정의 불안정성을 회피할 수 있어, 가스 유량의 측정값을 안정하게 구할 수 있다.
또, 유량 측정값을 산출함에 있어, MFM(3), MFC(1) 및 MFC(2)의 각각의 유량 측정 출력을 제어부(9)에 의해 각각 원료 가스의 공급, 휴지의 주기 n(2 이상)의 주기의 동안 적분하고, 그 적분값을 n주기의 시간 nT로 나눈 값을 유량의 측정값 m1, m2 및 m3으로 해도 좋다.
또한, 스텝 S9에서 취득한 원료의 유량을 이용하여, 원료의 유량과 원료의 목표값에 오차가 생기고 있을 때는, 캐리어 가스의 유량을 조정하고, 원료의 공급량을 조정하도록 해도 좋고, 또 원료의 유량과 원료의 목표값의 오차가 클 때에는, 알람을 울려 종료하도록 해도 좋다. 스텝 S9에서 취득하고 있는 원료의 유량은 오프셋값을 빼고 있다. 그 때문에, 각 측정 기기의 개체간의 오차분이 상쇄되고, 원료의 양의 정확한 실측값을 구할 수 있고, 실측값에 근거하여 캐리어 가스의 공급량을 조정함으로써, 웨이퍼(100)마다의 원료의 공급량을 안정시킬 수 있다.
또한 예를 들면 웨이퍼(100)를 ALD법에 의해 처리함에 있어, 원료의 공급 및 중단을 100사이클 행하는 성막 처리를 행한다고 하여도, 전반의 50사이클에 있어서의 원료의 유량 및 원료 가스의 공급 시간과, 전반의 50사이클에서의 원료의 유량 및 원료 가스의 공급 시간과가 다른 처리 레시피를 이용하는 경우가 있다. 그 경우에는, 스텝 S6의 오프셋값을 취득하는 공정에서, 전반의 50사이클에서의 전반의 오프셋값과 후반의 50사이클에서의 후반의 오프셋값을 취득한다.
그리고 스텝 S9에서, 원료 용기(14)로부터 공급된 원료의 중량의 실측값 M을 취할 때에, 각 웨이퍼(100)의 성막 처리에서, 전반의 50사이클에서의 성막 처리에 대해서는, 전반의 오프셋값을 이용하여, 전반의 원료의 유량의 실측값 m을 구한다. 그리고, 전반의 50사이클에 있어서의 원료의 공급 시간을 곱하는 것에 의해, 전반의 50사이클에서의 원료의 중량의 실측값 M1을 취득한다. 다음에, 후반의 50사이클에 있어서의 성막 처리에서는, 후반의 오프셋값을 이용하여, 후반의 50사이클에서의 원료의 중량의 실측값 M2를 취득한다. 그리고, 전반의 50사이클에서의 원료의 중량의 실측값 M1과 후반의 50 사이클에서의 원료의 중량의 실측값 M2를 가산하는 것에 의해 원료 용기(14)로부터 공급된 원료의 중량의 실측값 M로 하며 좋다.
본 발명은 CVD법에 의해 성막 처리를 행하는 성막 장치에 이용해도 좋다. CVD법에서는 원료 가스를 성막 처리부(40)에 연속적으로 공급함과 아울러, 반응 가스를 공급해서 웨이퍼(100)에 성막을 행한다. CVD법에서는, 원료 가스의 유량이 안정된 상태에서의 MFM(3), MFC(1) 및 MFC(2)의 각각의 유량 측정 출력을 각각 MFM(3), MFC(1) 및 MFC(2)의 측정값 m1, m2 및 m3이라고 해도 좋다.
1: MFM
2, 3: MFC
7: 바이패스 유로
9: 제어부
12: 캐리어 가스 공급로
14: 원료 용기
22: 희석 가스 공급로
32: 가스 공급로
40: 진공 처리부
44: 진공 배기부
47: 압력 조정 밸브
48: 밸브
100: 웨이퍼
V1~V7: 밸브

Claims (9)

  1. 원료 용기 내의 고체 또는 액체인 원료를 기화시키고, 기화된 상기 원료를 캐리어 가스와 함께 원료 가스로서 원료 가스 공급로를 거쳐서 기판을 성막 처리하는 성막 처리부에 공급하는 원료 가스 공급 장치에 있어서,
    상기 원료 용기에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급로와,
    상기 캐리어 가스 공급로로부터 분기되고, 상기 원료 용기를 우회하여 원료 가스 공급로에 접속된 바이패스 유로와,
    상기 원료 가스 공급로에서의 상기 바이패스 유로의 접속 부위보다 하류측에 접속되고, 희석 가스를 원료 가스에 합류시키기 위한 희석 가스 공급로와,
    상기 캐리어 가스 공급로 및 상기 희석 가스 공급로에 각각 접속된 제 1 매스플로우 콘트롤러 및 제 2 매스플로우 콘트롤러와,
    상기 원료 가스 공급로에 있어서의 희석 가스 공급로의 합류 부위의 하류측에 마련된 매스플로우 미터와,
    상기 캐리어 가스 공급로로부터 원료 가스 공급로에 이르는 캐리어 가스 유로를, 상기 원료 용기 내와 바이패스 유로의 사이에서 전환하는 전환 기구와,
    상기 캐리어 가스 유로를 상기 원료 용기 내로 전환한 상태에서, 원료 가스를 캐리어 가스 및 희석 가스와 함께 상기 성막 처리부 내의 기판에 공급하는 원료 공급 스텝과, 신품(新品)의 원료 용기 내의 원료의 충전량으로부터, 상기 원료 공급 스텝시에서의 원료 가스의 실제 유량에 근거하여 계산되는 원료의 소비량을 포함하는 누적 소비량을 빼서 원료 용기의 잔량을 구하는 잔량 산출 스텝을 실행하는 제어부
    를 구비하되,
    상기 원료 가스의 실제 유량은, 상기 제 1 매스플로우 콘트롤러, 제 2 매스플로우 콘트롤러 및 매스플로우 미터의 유량의 각 측정값을 각각 m1, m2 및 m3이라고 하면, 상기 캐리어 가스 유로를 바이패스 유로측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려 {m3-(m1+m2)}의 연산값인 오프셋값을 구하는 제 1 스텝과, 상기 오프셋값이 허용 범위 내이면, 상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려 {m3-(m1+m2)}의 연산값을 구하고, 이 연산값으로부터 상기 오프셋값을 빼서 상기 제 1 매스플로우 콘트롤러, 상기 제 2 매스플로우 콘트롤러 및 상기 매스플로우 미터의 개체 오차가 캔슬된 원료의 유량의 실측값을 구하는 제 2 스텝에 의해 구해지는 것
    을 특징으로 하는 원료 가스 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 로트의 선두의 기판의 성막 처리 전에 상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 성막 처리부에 공급하는 더미 공급 스텝을 실행하고,
    상기 잔량 산출 스텝에서의 누적 소비량은 더미 공급 스텝에서의 원료 가스의 실제 유량에 근거하여 계산되는 원료의 소비량을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 원료 가스 공급 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 기판의 성막 처리 전에 상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 성막 처리부에 공급하고, 성막 처리부의 내면에 원료 가스 및 반응 가스를 반응시킨 반응 생성물의 층을 형성하는 프리코트 스텝을 실행하고,
    상기 잔량 산출 스텝에서의 누적 소비량은 프리코트 스텝에서의 원료 가스의 실제 유량에 근거하여 계산되는 원료의 소비량을 포함하는 것
    을 특징으로 하는 원료 가스 공급 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 성막 처리부에서 행하는 성막 처리는, 기판에 대해, 원료 가스 및 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 교대로 공급하고, 원료 가스의 공급과 반응 가스의 공급의 사이에 치환용의 가스를 공급하여 행하는 성막 처리이고,
    상기 제 2 스텝에서의 측정값 m1, m2 및 m3은, 원료 가스의 공급, 휴지의 주기를 T로 하면, n(n은 1 이상의 정수) 주기에서의 유량의 적분값을 주기 T로 나눈 값인 것
    을 특징으로 하는 원료 가스 공급 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 기판의 로트의 선두의 기판을 처리하기 전에, 상기 로트의 처리 레시피로부터 원료 가스의 공급, 휴지의 주기 T를 읽어내고,
    상기 제 1 스텝에서의 측정값 m1, m2 및 m3은 n주기(n은 1 이상의 정수)에서의 유량의 적분값을 주기 T로 나눈 값인 것
    을 특징으로 하는 원료 가스 공급 장치.
  6. 원료 용기 내의 고체 또는 액체인 원료를 기화시키고, 기화된 상기 원료를 캐리어 가스와 함께 원료 가스로서 원료 가스 공급로를 거쳐서 기판을 성막 처리하는 성막 처리부에 공급하는 원료 가스 공급 방법에 있어서,
    상기 원료 용기에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급로와, 상기 캐리어 가스 공급로로부터 분기되고, 상기 원료 용기를 우회하여 원료 가스 공급로에 접속된 바이패스 유로와, 상기 원료 가스 공급로에서의 상기 바이패스 유로의 접속 부위보다 하류측에 접속되고, 희석 가스를 원료 가스에 합류시키기 위한 희석 가스 공급로와, 상기 캐리어 가스 공급로 및 상기 희석 가스 공급로에 각각 접속된 제 1 매스플로우 콘트롤러 및 제 2 매스플로우 콘트롤러와, 상기 원료 가스 공급로에 있어서의 희석 가스 공급로의 합류 부위의 하류측에 마련된 매스플로우 미터와, 상기 캐리어 가스 공급로로부터 원료 가스 공급로에 이르는 캐리어 가스 유로를, 상기 원료 용기 내와 바이패스 유로의 사이에서 전환하는 전환 기구를 구비한 원료 가스 공급 장치를 이용하여,
    상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 원료 가스를 캐리어 가스 및 희석 가스와 함께 상기 성막 처리부 내의 기판에 공급하는 공정과,
    신품의 원료 용기 내의 원료의 충전량으로부터, 원료를 성막 처리부 내의 기판에 공급했을 때의 원료의 실제 유량에 근거하여 계산되는 원료의 소비량을 포함하는 누적 소비량을 빼서, 원료 용기의 잔량을 구하는 공정
    을 포함하되,
    상기 실제 유량은, 상기 제 1 매스플로우 콘트롤러, 제 2 매스플로우 콘트롤러 및 매스플로우 미터의 유량의 각 측정값을 각각 m1, m2 및 m3이라고 하면, 상기 캐리어 가스 유로를 바이패스 유로측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려 {m3-(m1+m2)}의 연산값인 오프셋값을 구하는 공정과, 상기 오프셋값이 허용 범위 내이면, 상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려 {m3-(m1+m2)}의 연산값을 구하고, 이 연산값으로부터 상기 오프셋값을 빼서 상기 제 1 매스플로우 콘트롤러, 상기 제 2 매스플로우 콘트롤러 및 상기 매스플로우 미터의 개체 오차가 캔슬된 원료의 유량의 실측값을 구하는 공정에 의해 구해지는 것
    을 특징으로 하는 원료 가스 공급 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 성막 처리부에서 행하는 성막 처리는, 기판에 대해, 원료 가스 및 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 교대로 공급하고, 원료 가스의 공급과 반응 가스의 공급의 사이에 치환용의 가스를 공급하여 행하는 성막 처리이고,
    상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려 {m3-(m1+m2)}의 연산값을 구하는 공정에서의 측정값 m1, m2 및 m3은, 원료 가스의 공급, 휴지의 주기를 T라고 하면, n(n은 1 이상의 정수) 주기에서의 유량의 적분값을 주기 T로 나눈 값인 것
    을 특징으로 하는 원료 가스 공급 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 캐리어 가스 유로를 바이패스 유로측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려 {m3-(m1+m2)}의 연산값인 오프셋값을 구하는 공정에서의 측정값 m1, m2 및 m3은, n주기(n은 1 이상의 정수)에서의 유량의 적분값을 주기 T로 나눈 값인 것
    을 특징으로 하는 원료 가스 공급 방법.
  9. 원료 용기 내의 고체 또는 액체인 원료를 기화시키고, 기화된 상기 원료를 캐리어 가스와 함께 원료 가스로서 원료 가스 공급로를 거쳐서 기판을 성막 처리하는 성막 처리부에 공급하는 원료 가스 공급 장치에 이용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은, 청구항 6 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 원료 가스 공급 방법을 실행하도록 스텝군이 짜여져 있는 것
    을 특징으로 하는 기억 매체.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014115497A1 (de) * 2014-10-24 2016-05-12 Aixtron Se Temperierte Gaszuleitung mit an mehreren Stellen eingespeisten Verdünnungsgasströmen
WO2018025713A1 (ja) * 2016-08-05 2018-02-08 株式会社堀場エステック ガス制御システム及び該ガス制御システムを備えた成膜装置
JP6904231B2 (ja) * 2017-12-13 2021-07-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、記憶媒体及び原料ガス供給装置
US11685998B2 (en) * 2018-06-21 2023-06-27 Asm Ip Holding B.V. Substrate processing apparatus, storage medium and substrate processing method
JP7094172B2 (ja) 2018-07-20 2022-07-01 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、原料供給装置及び成膜方法
TWI821363B (zh) * 2018-08-31 2023-11-11 美商應用材料股份有限公司 前驅物遞送系統
JP7281285B2 (ja) 2019-01-28 2023-05-25 株式会社堀場エステック 濃度制御装置、及び、ゼロ点調整方法、濃度制御装置用プログラム
JP7356237B2 (ja) * 2019-03-12 2023-10-04 株式会社堀場エステック 濃度制御装置、原料消費量推定方法、及び、濃度制御装置用プログラム
CN112144038B (zh) * 2019-06-27 2023-06-27 张家港恩达通讯科技有限公司 一种用于MOCVD设备GaAs基外延掺杂源供给系统
JP2021042445A (ja) * 2019-09-12 2021-03-18 東京エレクトロン株式会社 ガス供給装置、基板処理装置及びガス供給装置の制御方法
JP7413120B2 (ja) * 2020-03-27 2024-01-15 東京エレクトロン株式会社 ガス供給量算出方法、及び、半導体装置の製造方法
JP2022057802A (ja) * 2020-09-30 2022-04-11 東京エレクトロン株式会社 固体原料の残存量を推定する方法、成膜を行う方法、原料ガスを供給する装置、及び成膜を行う装置
US20220285230A1 (en) * 2021-03-05 2022-09-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited System and methods for controlling an amount of primer in a primer application gas

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10147871A (ja) * 1996-11-15 1998-06-02 Daido Steel Co Ltd 気相成長装置の気化装置
JP3973605B2 (ja) * 2002-07-10 2007-09-12 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及びこれに使用する原料供給装置、成膜方法
US20050095859A1 (en) * 2003-11-03 2005-05-05 Applied Materials, Inc. Precursor delivery system with rate control
JP2006222133A (ja) * 2005-02-08 2006-08-24 Hitachi Cable Ltd 原料ガス供給方法及びその装置
US20080141937A1 (en) * 2006-12-19 2008-06-19 Tokyo Electron Limited Method and system for controlling a vapor delivery system
JP5103983B2 (ja) * 2007-03-28 2012-12-19 東京エレクトロン株式会社 ガス供給方法、ガス供給装置、半導体製造装置及び記憶媒体
JP5703114B2 (ja) * 2011-04-28 2015-04-15 株式会社フジキン 原料の気化供給装置
US20130019960A1 (en) * 2011-07-22 2013-01-24 Applied Materials, Inc. Reactant Delivery System For ALD/CVD Processes
JP5895712B2 (ja) * 2012-05-31 2016-03-30 東京エレクトロン株式会社 原料ガス供給装置、成膜装置、原料ガスの供給方法及び記憶媒体
JP2014145115A (ja) * 2013-01-29 2014-08-14 Tokyo Electron Ltd 原料ガス供給装置、成膜装置、流量の測定方法及び記憶媒体
JP6142629B2 (ja) * 2013-03-29 2017-06-07 東京エレクトロン株式会社 原料ガス供給装置、成膜装置及び原料ガス供給方法
JP6135475B2 (ja) * 2013-11-20 2017-05-31 東京エレクトロン株式会社 ガス供給装置、成膜装置、ガス供給方法及び記憶媒体

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