KR102223567B1 - 압력 제어 방법 - Google Patents

압력 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102223567B1
KR102223567B1 KR1020180017317A KR20180017317A KR102223567B1 KR 102223567 B1 KR102223567 B1 KR 102223567B1 KR 1020180017317 A KR1020180017317 A KR 1020180017317A KR 20180017317 A KR20180017317 A KR 20180017317A KR 102223567 B1 KR102223567 B1 KR 102223567B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
flow rate
opening degree
gas
control method
Prior art date
Application number
KR1020180017317A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180096512A (ko
Inventor
유키 치다
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20180096512A publication Critical patent/KR20180096512A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102223567B1 publication Critical patent/KR102223567B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C23C16/45548—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction
    • C23C16/45551—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus having arrangements for gas injection at different locations of the reactor for each ALD half-reaction for relative movement of the substrate and the gas injectors or half-reaction reactor compartments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/246—Replenishment of source material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45557—Pulsed pressure or control pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

본 발명은 생산성을 향상시키는 것이 가능한 압력 제어 방법을 제공하는 것이다. 일 실시 형태의 압력 제어 방법은, 1개의 진공 용기 내에, 불완전하게 구획된 복수의 처리 영역을 갖는 성막 장치에서의 압력 제어 방법이며, 상기 복수의 처리 영역마다 정해진 목표 압력 및 목표 유량과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초하여, 상기 복수의 처리 영역의 각각에 설치된 배기 밸브의 개방도를 조정하는 제1 조정 스텝과, 상기 제1 조정 스텝 후, 상기 복수의 처리 영역 중 1개의 처리 영역의 압력에 기초하여, 상기 1개의 처리 영역에 설치된 배기 밸브의 개방도를 조정하는 제2 조정 스텝을 포함한다.

Description

압력 제어 방법{PRESSURE CONTROL METHOD}
본 발명은 압력 제어 방법에 관한 것이다.
1개의 진공 용기 내에, 분리 가스가 공급되는 분리 영역에 의해 불완전하게 구획된 2개의 처리 영역을 갖는 성막 장치가 알려져 있다. 이 성막 장치에서는, 2개의 처리 영역 각각에 상이한 반응 가스가 공급된다.
그런데, 2개의 처리 영역이 불완전하게 구획되어 있을 경우, 진공 용기 내의 압력이나 반응 가스의 유량이 급격하게 변화하면, 한쪽의 처리 영역으로부터 다른 쪽의 처리 영역에 반응 가스가 유출되어, 반응 가스가 혼합되는 경우가 있다.
그래서, 종래에는, 각각의 처리 영역에 배기로를 개별로 설치함과 함께 이들 처리 영역의 사이에 분리 영역을 마련하여, 기판에의 가스류가 일정화하도록, 이들 배기로로부터 배기하는 가스 유량비 및 진공 용기 내의 압력을 조정하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2010-80924호 공보
그러나, 상기의 기술에서는, 압력의 변경을 수반하는 조건 변경 시, 가스 유량비의 조정과 진공 용기 내의 압력의 조정을 교대로 반복해서 행하기 때문에, 조정에 시간이 걸려, 생산성의 관점에서 개선의 여지가 있었다.
그래서, 상기 과제를 감안하여, 생산성을 향상시키는 것이 가능한 압력 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 관한 압력 제어 방법은, 1개의 진공 용기 내에, 불완전하게 구획된 복수의 처리 영역을 갖는 성막 장치에서의 압력 제어 방법이며, 상기 복수의 처리 영역마다 정해진 목표 압력 및 목표 유량과, 유량과 압력과 개방도의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초하여, 상기 복수의 처리 영역의 각각에 설치된 배기 밸브의 개방도를 조정하는 제1 조정 스텝과, 상기 제1 조정 스텝 후, 상기 복수의 처리 영역 중의 1개의 처리 영역의 압력에 기초하여, 상기 1개의 처리 영역에 설치된 배기 밸브의 개방도를 조정하는 제2 조정 스텝을 포함한다.
개시하는 압력 제어 방법에 의하면, 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 성막 장치의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 성막 장치의 내부의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1의 성막 장치의 횡단 평면도이다.
도 4는 도 1의 성막 장치에서의 처리 영역 및 분리 영역을 도시하는 종단면도이다.
도 5는 도 1의 성막 장치의 일부를 도시하는 종단면도이다.
도 6은 도 1의 성막 장치의 제어계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제1 실시 형태에 관한 압력 제어 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 가스의 공급 유량 및 처리 용기 내의 압력의 시간 변화를 도시하는 도면이다.
도 9는 제2 실시 형태에 따른 성막 장치의 제어계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제3 실시 형태에 따른 성막 장치의 제어계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 제4 실시 형태에 따른 성막 장치의 제어계를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 압력 제어 방법은, 1개의 진공 용기 내에, 불완전하게 구획된 복수의 처리 영역을 갖는 성막 장치에서의 압력 제어 방법이다. 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 제어 방법에서는, 압력의 변경을 수반하는 조건 변경 시, 하나의 처리 영역으로부터 다른 처리 영역에 반응 가스가 유출되는 것을 억제하면서, 또한, 단시간에 조건의 변경을 행하는 것이 가능하고, 그 결과, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에 따른 성막 장치를 예로 들어, 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 제어 방법에 대해서 설명한다.
〔제1 실시 형태〕
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 성막 장치의 종단면도이며, 도 3의 I-I'선을 따른 단면도이다. 도 2는, 도 1의 성막 장치의 내부의 개략 구성을 도시하는 사시도이다. 도 3은, 도 1의 성막 장치의 횡단 평면도이다.
성막 장치는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 평면 형상이 대략 원형인 편평한 진공 용기(1)와, 진공 용기(1) 내에 설치되어, 진공 용기(1)의 중심에 회전 중심을 갖는 회전 테이블(2)을 구비하고 있다.
진공 용기(1)는, 천장판(11)이 용기 본체(12)로부터 착탈할 수 있도록 구성되어 있다. 천장판(11)은, 진공 용기(1) 내가 감압됨으로써, 용기 본체(12)의 상면의 주연부에 링 형상으로 설치된 밀봉 부재, 예를 들어 O링(13)을 개재해서 용기 본체(12)측에 압박되어 있어 기밀 상태를 유지하고 있다. 천장판(11)은, 용기 본체(12)로부터 분리할 때는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 상방으로 들어 올려진다.
회전 테이블(2)은, 중심부에서 원통 형상의 코어부(21)에 고정되어 있다. 코어부(21)는, 연직 방향으로 신장되는 회전축(22)의 상단에 고정되어 있다. 회전축(22)은 진공 용기(1)의 저면부(14)를 관통하고, 그 하단이 회전축(22)을 연직축 주위로, 예를 들어 시계 방향으로 회전시키는 구동부(23)에 설치되어 있다. 회전축(22) 및 구동부(23)는, 상면이 개구된 통상의 케이스체(20) 내에 수납되어 있다. 케이스체(20)는, 그 상면에 설치된 플랜지 부분이 진공 용기(1)의 저면부(14)의 하면에 기밀하게 설치되어 있어, 케이스체(20)의 내부 분위기와 외부 분위기의 기밀 상태가 유지되어 있다.
회전 테이블(2)의 표면부에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 방향(주위 방향)을 따라 복수매, 예를 들어 5매의 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼(W)」라고 함)를 적재하기 위한 원 형상의 오목부(24)가 형성되어 있다. 오목부(24)는, 웨이퍼(W)를 위치 결정해서 회전 테이블(2)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 튀어나오지 않도록 하기 위한 것이다.
또한, 도 3에는 편의상, 1개의 오목부(24)에만 웨이퍼(W)를 나타내고 있다.
도 4는, 회전 테이블(2)을 동심원을 따라 절단하고, 또한 가로로 전개해서 나타내는 전개도이다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 오목부(24)는, 그 직경이 웨이퍼(W)의 직경보다도 약간, 예를 들어 4mm 크고, 또한 그 깊이는 웨이퍼(W)의 두께와 동등한 크기로 설정되어 있다. 따라서, 웨이퍼(W)를 오목부(24)에 적재하면, 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면(웨이퍼(W)가 적재되지 않는 영역)이 정렬되게 된다. 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면과의 사이의 높이의 차가 크면, 그 단차 부분에서 압력 변동이 발생하므로, 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면과의 높이를 정렬시키는 것이, 막 두께의 면내 균일성을 고르게 하는 관점에서 바람직하다. 웨이퍼(W)의 표면과 회전 테이블(2)의 표면과의 높이를 정렬시킨다는 것은, 동일한 높이이거나, 또는 양면의 차가 5mm 이내인 것을 의미하는데, 가공 정밀도 등에 따라서 가능한 한 양면의 높이의 차를 제로에 접근시키는 것이 바람직하다. 오목부(24)의 저면에는, 웨이퍼(W)의 이면을 지지해서 웨이퍼(W)를 승강시키기 위한 예를 들어 3개의 승강 핀(도시하지 않음)이 관통하는 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 진공 용기(1)에는, 회전 테이블(2)에서의 오목부(24)의 통과 영역과 각각 대향하는 상부 위치에 제1 반응 가스 노즐(31) 및 제2 반응 가스 노즐(32)과 2개의 분리 가스 노즐(41, 42)이 진공 용기(1)의 주위 방향(회전 테이블(2)의 회전 방향)으로 서로 간격을 두고 중심부로부터 방사상으로 신장되어 있다. 이 예에서는, 제2 반응 가스 노즐(32), 분리 가스 노즐(41), 제1 반응 가스 노즐(31) 및 분리 가스 노즐(42)이 이 순서대로 시계 방향으로 배열되어 있다. 제1 반응 가스 노즐(31), 제2 반응 가스 노즐(32) 및 분리 가스 노즐(41, 42)은, 예를 들어 진공 용기(1)의 측 주위벽에 설치되어 있고, 그 기단부인 가스 도입 포트(31a, 32a, 41a, 42a)는 측 주위벽을 관통하고 있다.
제1 반응 가스 노즐(31)은, 밸브(36a) 및 유량 조정부(37a)가 개재 설치된 가스 공급관(31b)에 의해, 제1 반응 가스인 BTBAS(비스터셔리부틸아미노실란) 가스가 저류된 제1 가스 공급원(38a)에 접속되어 있다.
제2 반응 가스 노즐(32)은, 밸브(36b) 및 유량 조정부(37b)가 개재 설치된 가스 공급관(32b)에 의해, 제2 반응 가스인 O3(오존) 가스가 저류된 제2 가스 공급원(38b)에 접속되어 있다.
분리 가스 노즐(41)은, 밸브(36c) 및 유량 조정부(37c)가 개재 설치된 가스 공급관(41b)에 의해, 분리 가스 및 불활성 가스인 N2(질소) 가스가 저류된 N2 가스 공급원(38c)에 접속되어 있다.
분리 가스 노즐(42)은, 밸브(36d) 및 유량 조정부(37d)가 개재 설치된 가스 공급관(42b)에 의해, N2 가스 공급원(38c)에 접속되어 있다.
제1 반응 가스 노즐(31)과 밸브(36a)와의 사이에서의 가스 공급관(31b)에는, 밸브(36e) 및 유량 조정부(37e)를 통해서 N2 가스 공급원(38c)이 접속되어 있고, 제1 반응 가스 노즐(31)로부터 N2 가스가 진공 용기(1) 내에 공급 가능하게 되어 있다.
제2 반응 가스 노즐(32)과 밸브(36b)와의 사이에서의 가스 공급관(32b)에는, 밸브(36f) 및 유량 조정부(37f)를 통해서 N2 가스 공급원(38c)이 접속되어 있고, 제2 반응 가스 노즐(32)로부터 N2 가스가 진공 용기(1) 내에 공급 가능하게 되어 있다.
이들 밸브(36a 내지 36f) 및 유량 조정부(37a 내지 37f)에 의해 가스 공급계(39)가 구성된다.
제1 반응 가스 노즐(31) 및 제2 반응 가스 노즐(32)에는, 하방측에 반응 가스를 토출하기 위한 예를 들어 구경이 0.5mm의 토출 구멍(33)이 바로 아래를 향해서 노즐의 길이 방향으로 예를 들어 10mm의 간격을 두고 배열되어 있다. 분리 가스 노즐(41, 42)에는, 하방측으로 분리 가스를 토출하기 위한 예를 들어 구경이 0.5mm의 토출 구멍(40)이 바로 아래를 향해서 길이 방향으로 예를 들어 10mm 정도의 간격을 두고 배열되어 있다. 제1 반응 가스 노즐(31) 및 제2 반응 가스 노즐(32)의 하방 영역은, 각각 BTBAS 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 제1 처리 영역(S1) 및 O3 가스를 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 제2 처리 영역(S2)가 된다.
분리 가스 노즐(41, 42)은, 제1 처리 영역(S1)과 제2 처리 영역(S2)을 분리하기 위한 분리 영역(D)을 형성하기 위한 것이다. 분리 영역(D)에서의 진공 용기(1)의 천장판(11)에는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 테이블(2)의 회전 중심을 중심으로 하고, 또한 진공 용기(1)의 내주벽의 근방을 따라 그려지는 원을 주위 방향으로 분할해서 이루어지는, 평면 형상이 부채형이며 하방으로 돌출된 볼록 형상부(4)가 형성되어 있다. 분리 가스 노즐(41, 42)은, 볼록 형상부(4)에서의 원의 주위 방향 중앙에서 원의 반경 방향으로 신장되도록 형성된 홈부(43) 내에 수용되어 있다. 즉, 분리 가스 노즐(41, 42)의 중심축으로부터 볼록 형상부(4)인 부채형의 양쪽 에지(회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측의 에지 및 하류측의 에지)까지의 거리는 동일한 길이로 설정되어 있다.
따라서, 분리 가스 노즐(41, 42)에서의 회전 방향 양측에는, 볼록 형상부(4)의 하면인 예를 들어 평탄한 낮은 천장면(제1 천장면(44))이 존재하고, 제1 천장면(44)의 회전 방향 양측에는, 제1 천장면(44)보다도 높은 천장면(제2 천장면(45))이 존재하게 된다. 볼록 형상부(4)의 역할은, 회전 테이블(2)과의 사이에 제1 반응 가스 및 제2 반응 가스의 침입을 저지해서 이들 반응 가스의 혼합을 저지하기 위한 협애한 공간인 분리 공간을 형성하는 데에 있다.
즉, 분리 가스 노즐(41)을 예로 들면, 회전 테이블(2)의 회전 방향 상류측으로부터 O3 가스가 침입하는 것을 저지하고, 또한 회전 방향 하류측으로부터 BTBAS 가스가 침입하는 것을 저지한다. 「가스의 침입을 저지한다」란, 분리 가스 노즐(41)로부터 토출된 분리 가스인 N2 가스가 제1 천장면(44)과 회전 테이블(2)의 표면과의 사이에 확산하여, 이 예에서는 제1 천장면(44)에 인접하는 제2 천장면(45)의 하방 공간으로 분출하고, 이에 의해 인접 공간으로부터의 가스가 침입할 수 없게 되는 것을 의미한다. 「가스가 침입할 수 없게 된다」란, 인접 공간으로부터 볼록 형상부(4)의 하방 공간에 전혀 들어갈 수 없는 경우만을 의미하는 것이 아니라, 다소 침입은 하지만, 양측으로부터 각각 침입한 O3 가스 및 BTBAS 가스가 볼록 형상부(4) 내에서 서로 섞이지 않는 상태가 확보되는 경우도 의미하며, 이러한 작용이 얻어지는 한, 분리 영역(D)의 역할인 제1 처리 영역(S1)의 분위기와 제2 처리 영역(S2)의 분위기의 분리 작용을 발휘할 수 있다. 따라서, 협애한 공간에서의 협애의 정도는, 협애한 공간(볼록 형상부(4)의 하방 공간)과 협애한 공간에 인접한 영역(이 예에서는 제2 천장면(45)의 하방 공간)과의 압력차가 「가스가 침입할 수 없게 되는」 작용을 확보할 수 있을 정도의 크기가 되도록 설정되며, 그 구체적인 치수는 볼록 형상부(4)의 면적 등에 따라 상이하다고 할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)에 흡착된 가스에 대해서는 당연히 분리 영역(D) 내를 통과할 수 있고, 가스의 침입 저지는, 기상 중의 가스를 의미하고 있다.
또한, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 볼록 형상부(4)의 하면, 즉, 제1 천장면(44)에서의 회전 테이블(2)의 표면까지의 높이(h)는, 예를 들어 0.5mm 내지 10mm이어도 되고, 약 4mm이면 적합하다. 이 경우, 회전 테이블(2)의 회전수는, 예를 들어 1rpm 내지 500rpm으로 설정되어 있다. 그 때문에 분리 영역(D)의 분리 기능을 확보하기 위해서는, 회전 테이블(2)의 회전수의 사용 범위 등에 따라, 볼록 형상부(4)의 크기나 볼록 형상부(4)의 하면(제1 천장면(44))과 회전 테이블(2)의 표면과의 높이(h)를 예를 들어 실험 등에 기초하여 설정하게 된다. 또한, 분리 가스는, 성막 처리에 영향을 주지 않는 가스이면 되며, N2 가스에 한정되지 않는다. 분리 가스는, 예를 들어 아르곤(Ar) 가스 등의 불활성 가스이어도 되고, 수소(H2) 가스 등이어도 된다.
한편, 천장판(11)의 하면에는, 회전 테이블(2)에서의 코어부(21)보다도 외주측의 부위와 대향하도록, 또한 코어부(21)의 외주를 따라서 돌출부(5)가 형성되어 있다. 돌출부(5)는, 볼록 형상부(4)에서의 회전 테이블(2)의 회전 중심측의 부위와 연속해서 형성되어 있고, 그 하면이 볼록 형상부(4)의 하면(제1 천장면(44))과 동일한 높이로 형성되어 있다. 도 2 및 도 3은, 제2 천장면(45)보다도 낮고, 또한 분리 가스 노즐(41, 42)보다도 높은 위치에서 천장판(11)을 수평으로 절단해서 나타내고 있다. 또한, 돌출부(5)와 볼록 형상부(4)는, 반드시 일체인 것에 한정되는 것은 아니며, 별체이어도 된다.
진공 용기(1)의 천장판(11)의 하면, 즉, 회전 테이블(2)의 웨이퍼 적재 영역(오목부(24))에서 본 천장면은, 제1 천장면(44)과, 제1 천장면(44)보다도 높은 제2 천장면(45)이 주위 방향으로 존재한다. 도 1에서는, 제2 천장면(45)이 설치되어 있는 영역에 관한 종단면을 나타내고 있고, 도 5에서는, 제1 천장면(44)이 설치되어 있는 영역에 관한 종단면을 나타내고 있다. 부채형의 볼록 형상부(4)의 주연부(진공 용기(1)의 외측 에지측 부위)는, 도 2 및 도 5에 도시되는 바와 같이, 회전 테이블(2)의 외측 단면에 대향하도록 L자 형으로 굴곡되어 굴곡부(46)를 형성하고 있다. 부채형의 볼록 형상부(4)는 천장판(11)측에 설치되어 있고, 용기 본체(12)로부터 뗄 수 있게 되어 있으므로, 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12)와의 사이에는 약간 간극이 있다. 굴곡부(46)도 볼록 형상부(4)와 마찬가지로 양측으로부터 반응 가스가 침입하는 것을 방지하여, 양쪽 반응 가스의 혼합을 방지할 목적으로 설치되어 있다. 굴곡부(46)의 내주면과 회전 테이블(2)의 외측 단면과의 간극 및 굴곡부(46)의 외주면과 용기 본체(12)와의 간극은, 회전 테이블(2)의 표면에 대한 제1 천장면(44)의 높이(h)와 마찬가지의 치수로 설정되어 있다.
용기 본체(12)의 내주벽은, 분리 영역(D)에서는, 도 5에 도시되는 바와 같이, 굴곡부(46)의 외주면과 접근해서 수직면으로 형성되어 있다. 이에 반해, 분리 영역(D) 이외의 부위에서는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 예를 들어 회전 테이블(2)의 외측 단면과 대향하는 부위로부터 저면부(14)에 걸쳐서 종단면 형상이 직사각형으로 잘라 내어져 외측으로 오목해진 구조로 되어 있다. 오목해진 부위에서의 제1 처리 영역(S1) 및 제2 처리 영역(S2)에 연통하는 영역인 제1 배기 영역(E1) 및 제2 배기 영역(E2)의 저부에는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각각 제1 배기구(61) 및 제2 배기구(62)가 형성되어 있다.
제1 배기구(61)는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 배기 밸브(65a)가 개재 설치된 배기로(63a)를 통해서 진공 펌프(64a)에 접속되어 있다. 배기 밸브(65a)는, 개방도가 가변하도록 구성된 예를 들어 APC(Auto Pressure Controller) 등이며, 배기 밸브(65a)의 개방도에 따라서 배기로(63a)를 통류하는 가스의 유량을 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 배기 밸브(65a)의 상류측(진공 용기(1)측)에서의 배기로(63a)에는, 압력계 등으로 이루어지는 압력 검출 수단(66a)이 개재 설치되어 있다. 압력 검출 수단(66a)은, 배기 밸브(65a)의 상류측인 진공 용기(1) 내의 제1 처리 영역(S1)의 압력을 측정하기 위한 것이다.
또한, 제2 배기구(62)에 대해서도, 마찬가지로 배기 밸브(65b)가 개재 설치된 배기로(63b)를 통해서 진공 펌프(64b)에 접속되어 있다. 배기 밸브(65b)는, 배기 밸브(65a)와 마찬가지로 APC 등으로 이루어지고, 배기 밸브(65b)의 개방도에 따라서 배기로(63b)를 통류하는 가스의 유량을 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 배기 밸브(65b)의 상류측과 하류측에서의 배기로(63b)에는, 압력계 등으로 이루어지는 압력 검출 수단(66b)이 개재 설치되어 있다. 압력 검출 수단(66b)은, 진공 용기(1) 내의 제2 처리 영역(S2)의 압력을 검출하기 위한 것이다.
상기한 바와 같이 제1 배기구(61) 및 제2 배기구(62)는, 분리 영역(D)의 분리 작용이 확실하게 작용하도록, 평면에서 보았을 때 분리 영역(D)의 회전 방향 양측에 설치되어 있다. 상세하게 말하면, 회전 테이블(2)의 회전 중심에서 보아, 제1 처리 영역(S1)과 제1 처리 영역(S1)에 대하여 예를 들어 회전 방향 하류측에 인접하는 분리 영역(D)과의 사이에 제1 배기구(61)가 형성되어 있다. 또한, 회전 테이블(2)의 회전 중심에서 보아, 제2 처리 영역(S2)과 제2 처리 영역(S2)에 대하여 예를 들어 회전 방향 하류측에 인접하는 분리 영역(D)과의 사이에 제2 배기구(62)가 형성되어 있다. 이에 의해, 제1 배기구(61) 및 제2 배기구(62)는, 각각 각 반응 가스(BTBAS 가스 및 O3 가스)의 배기를 전용으로 행한다. 이 예에서는, 제1 배기구(61)는, 제1 반응 가스 노즐(31)과, 제1 반응 가스 노즐(31)에 대하여 회전 방향 하류측에 인접하는 분리 영역(D)의 제1 반응 가스 노즐(31)측의 에지의 연장선과의 사이에 설치되어 있다. 또한, 제2 배기구(62)는, 제2 반응 가스 노즐(32)과, 제2 반응 가스 노즐(32)에 대하여 회전 방향 하류측에 인접하는 분리 영역(D)의 제2 반응 가스 노즐(32)측의 에지의 연장선과의 사이에 설치되어 있다. 즉, 제1 배기구(61)는, 도 3 중에 일점쇄선으로 나타낸 회전 테이블(2)의 중심과 제1 처리 영역(S1)을 통과하는 직선(L1)과, 회전 테이블(2)의 중심과 상기 제1 처리 영역(S1)의 하류측에 인접하는 분리 영역(D)의 상류측의 에지를 통과하는 직선(L2)과의 사이에 설치되어 있다. 제2 배기구(62)는, 도 3에 이점쇄선으로 나타낸 회전 테이블(2)의 중심과 제2 처리 영역(S2)을 통과하는 직선(L3)과, 회전 테이블(2)의 중심과 상기 제2 처리 영역(S2)의 하류측에 인접하는 분리 영역(D)의 상류측의 에지를 통과하는 직선(L4)과의 사이에 위치하고 있다.
회전 테이블(2)과 진공 용기(1)의 저면부(14)와의 사이의 공간에는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 가열 수단인 히터 유닛(7)이 설치되어 있어, 회전 테이블(2)을 통해서 회전 테이블(2) 상의 웨이퍼(W)를 프로세스 레시피에서 정해진 온도로 가열하도록 구성되어 있다. 회전 테이블(2)의 주연 부근의 하방측에는, 회전 테이블(2)의 상방 공간으로부터 배기 영역(E)에 이르기까지의 분위기와, 히터 유닛(7)이 놓여 있는 분위기를 구획하기 위해서, 히터 유닛(7)을 전체 주위에 걸쳐서 둘러싸도록 커버 부재(71)가 설치되어 있다. 커버 부재(71)는 상부 에지가 외측으로 굴곡되어 플랜지 형상으로 형성되어, 굴곡면과 회전 테이블(2)의 하면과의 사이의 간극을 작게 하여, 커버 부재(71) 내에 외측으로부터 가스가 침입하는 것을 억제하고 있다.
히터 유닛(7)이 배치되어 있는 공간보다도 회전 중심 근방의 부위에서의 저면부(14)는, 회전 테이블(2)의 하면의 중심부 부근, 코어부(21)에 접근해서 그 사이는 좁은 공간으로 되어 있다. 또한, 저면부(14)를 관통하는 회전축(22)의 관통 구멍에 대해서도 그 내주면과 회전축(22)과의 간극이 좁게 되어 있다. 이러한 좁은 공간은, 케이스체(20) 내에 연통하고 있다. 그리고, 케이스체(20)에는 퍼지 가스인 N2 가스를 좁은 공간 내에 공급해서 퍼지하기 위한 퍼지 가스 공급관(72)이 설치되어 있다. 또한, 진공 용기(1)의 저면부(14)에는, 히터 유닛(7)의 하방측 위치에서 주위 방향의 복수 부위에, 히터 유닛(7)의 배치 공간을 퍼지하기 위한 퍼지 가스 공급관(73)이 설치되어 있다.
이렇게 퍼지 가스 공급관(72, 73)을 설치함으로써, 케이스체(20) 내로부터 히터 유닛(7)의 배치 공간에 이르기까지의 공간이 N2 가스로 퍼지된다. 퍼지 가스는, 회전 테이블(2)과 커버 부재(71)와의 사이의 간극으로부터 배기 영역(E)을 통해서 제1 배기구(61), 제2 배기구(62)로 배기된다. 이에 의해, 제1 처리 영역(S1)과 제2 처리 영역(S2) 중 한쪽으로부터 회전 테이블(2)의 하방을 통해서 다른 쪽으로 BTBAS 가스 또는 O3 가스의 돌아 들어감이 방지되기 때문에, 퍼지 가스는 분리 가스의 역할도 하고 있다.
또한, 진공 용기(1)의 천장판(11)의 중심부에는 분리 가스 공급관(51)이 접속되어 있어, 천장판(11)과 코어부(21)와의 사이의 공간(52)에 분리 가스인 N2 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 공간(52)에 공급된 분리 가스는, 돌출부(5)와 회전 테이블(2)과의 좁은 간극(50)을 통해서 회전 테이블(2)의 웨이퍼 적재 영역측의 표면을 따라 주연을 향해서 토출되게 된다. 돌출부(5)로 둘러싸이는 공간에는 분리 가스가 채워져 있으므로, 제1 처리 영역(S1)과 제2 처리 영역(S2)과의 사이에서 회전 테이블(2)의 중심부를 통해서 반응 가스(BTBAS 가스 또는 O3 가스)가 혼합되는 것을 방지하고 있다.
또한, 진공 용기(1)의 측벽에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외부의 반송 아암(10)과 회전 테이블(2)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행하기 위한 반송구(15)가 형성되어 있다. 반송구(15)는, 도시하지 않은 게이트 밸브에 의해 개폐된다. 또한, 회전 테이블(2)에서의 웨이퍼 적재 영역인 오목부(24)는, 회전 테이블(2)의 하방측에서 수수 위치에 대응하는 부위에, 오목부(24)를 관통해서 웨이퍼(W)를 이면으로부터 들어올리기 위한 수수용 승강 핀의 승강 기구(도시하지 않음)가 설치된다. 이에 의해, 반송구(15)와 대향하는 위치에서 반송 아암(10)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수가 행하여진다.
또한, 성막 장치는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 장치 전체의 동작의 컨트롤을 행하기 위한 컴퓨터 등의 제어부(80)를 구비하고 있다. 제어부(80)는, 프로그램, 메모리, CPU 등의 데이터 처리부 등을 구비하고 있고, 프로그램에는, 제어부(80)로부터 성막 장치의 각 부에 제어 신호를 보내어, 각종 처리(예를 들어, 후술하는 압력 제어 방법)를 실행시키도록 명령(각 스텝)이 편성되어 있다. 프로그램은, 컴퓨터 기억 매체, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크 MO(광자기 디스크) 및 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되어 제어부(80)에 인스톨된다.
이어서, 본 발명의 실시 형태에 따른 제어계에 대해서 설명한다. 도 6은, 도 1의 성막 장치의 제어계를 설명하기 위한 도면이다. 도 6 중, 가스 라인을 실선으로 나타내고, 전기 제어계를 파선으로 나타낸다. 또한, 도 6 중, 유량 조정부(37a, 37b)를 「Gas1」, 「Gas2」로 나타내고, 진공 펌프(64a, 64b)를 「PUMP1」, 「PUMP2」로 나타내고, 배기 밸브(65a, 65b)를 「APC1」, 「APC2」로 나타내고 있다. 또한, 압력 검출 수단(66a, 66b)을 「CM1」, 「CM2」로 나타내고, 밸브 조정부(68a, 68b)를 「APC Con1」, 「APC Con2」로 나타내고, 제어부(80)를 「controller」로 나타내고 있다.
제어부(80)는, 압력 검출 수단(66a, 66b)이 검출하는 제1 압력, 제2 압력을 취득한다.
제어부(80)는, 유량 조정부(37a, 37b)의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 제어부(80)는, 유량 조정부(37a, 37b)에 목표 유량을 입력한다. 목표 유량은, 예를 들어 소정 시간(예를 들어 1초)마다 변화하는 값이면 된다.
제어부(80)는, 밸브 조정부(68a, 68b)의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 제어부(80)는, 밸브 조정부(68a, 68b)에 목표 유량 및 목표 압력을 입력한다. 목표 유량 및 목표 압력은, 예를 들어 소정 시간(예를 들어 1초)마다 변화하는 값이면 된다. 또한, 제어부(80)는, 압력 검출 수단(66a, 66b)이 검출한 제1 압력, 제2 압력을, 각각 밸브 조정부(68a, 68b)에 입력한다. 또한, 제어부(80)는, 밸브 조정부(68a, 68b)의 동작 모드를 설정한다. 구체적으로는, 밸브 조정부(68a, 68b)의 동작 모드를, 「개방도 우선 모드」 또는 「압력 우선 모드」로 설정한다. 「개방도 우선 모드」는, 목표 유량 및 목표 압력과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초해서 산출되는 개방도로 되도록, 배기 밸브(배기 밸브(65a, 65b))를 제어하는 모드이다. 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보는, 예를 들어 예비 실험 등에 의해 배기 밸브마다, 처리 영역마다 작성되어, 미리 기억부에 기억되어 있다. 학습 정보는, 예를 들어 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 맵이면 된다. 「압력 우선 모드」는, 압력 검출 수단(압력 검출 수단(66a, 66b))이 검출한 압력(제1 압력, 제2 압력)에 기초하여, 배기 밸브(배기 밸브(65a, 65b))의 개방도를 제어하는 모드이다.
유량 조정부(37a)는, 가스 공급관(31b)을 통류하는 가스의 유량을 조정한다. 구체적으로는, 유량 조정부(37a)는, 제어부(80)로부터 입력된 목표 유량이 되도록, 가스 공급관(31b)을 통류하는 가스의 유량을 조정한다.
유량 조정부(37b)는, 가스 공급관(32b)을 통류하는 가스의 유량을 조정한다. 구체적으로는, 유량 조정부(37b)는, 제어부(80)로부터 입력된 목표 유량이 되도록, 가스 공급관(32b)을 통류하는 가스의 유량을 조정한다.
밸브 조정부(68a)는, 배기 밸브(65a)의 개방도를 조정한다. 구체적으로는, 「개방도 우선 모드」일 경우, 밸브 조정부(68a)는, 제어부(80)로부터 입력된 목표 유량 및 목표 압력과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초해서 산출되는 개방도로 되도록, 배기 밸브(65a)의 개방도를 조정한다. 또한, 「압력 우선 모드」일 경우, 밸브 조정부(68a)는, 제어부(80)로부터 입력된 제1 압력(실측 압력)에 기초하여, 배기 밸브(65a)의 개방도를 조정한다.
밸브 조정부(68b)는, 배기 밸브(65b)의 개방도를 조정한다. 구체적으로는, 「개방도 우선 모드」일 경우, 밸브 조정부(68b)는, 제어부(80)로부터 입력된 목표 유량 및 목표 압력과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초해서 산출되는 개방도로 되도록, 배기 밸브(65b)의 개방도를 조정한다. 또한, 「압력 우선 모드」일 경우, 밸브 조정부(68b)는, 제어부(80)로부터 입력된 제2 압력(실측 압력)에 기초하여, 배기 밸브(65b)의 개방도를 조정한다.
이어서, 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 제어 방법에 대해서 설명한다. 이하에서는, 제1 공정에서, 제1 공정과 가스의 공급 유량 및 처리 용기 내의 압력(처리 압력)이 상이한 제2 공정으로 이행시킬 경우를 예로 들어 설명한다. 도 7은, 제1 실시 형태에 관한 압력 제어 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 8은, 가스의 공급 유량 및 처리 용기 내의 압력의 시간 변화를 도시하는 도면이다.
먼저, 제어부(80)는, 유량 조정부(37a, 37b)에 목표 유량을 입력하고, 밸브 조정부(68a, 68b)에 목표 유량 및 목표 압력을 입력한다(스텝 ST1). 목표 유량 및 목표 압력은, 제1 공정에서의 설정값(설정 유량, 설정 압력)으로부터 제2 공정에서의 설정값(설정 유량, 설정 압력)을 향하여, 소정 시간(예를 들어 1초)마다 변화하는 값이다. 또한, 제어부(80)는, 밸브 조정부(68a, 68b)의 동작 모드를 설정한다. 실시 형태에서는, 밸브 조정부(68a)의 동작 모드를 「개방도 우선 모드」로 설정하고, 밸브 조정부(68b)의 동작 모드를 「압력 우선 모드」로 설정한다. 또한, 밸브 조정부(68a)의 동작 모드를 「압력 우선 모드」로 설정하고, 밸브 조정부(68b)의 동작 모드를 「개방도 우선 모드」로 설정해도 된다.
계속해서, 유량 조정부(37a, 37b)는, 스텝 ST1에서 입력된 목표 유량이 되도록, 가스 공급관(31b, 32b)에 통류하는 가스의 유량을 조정한다(스텝 ST2).
계속해서, 밸브 조정부(68a, 68b)는, 스텝 ST1에서 입력된 목표 유량 및 목표 압력과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초하여, 배기 밸브(65a, 65b)의 개방도를 조정한다(스텝 ST3).
계속해서, 제어부(80)는, 처리 영역(S1, S2)의 압력(실측 압력)을 취득한다(스텝 ST4). 구체적으로는, 제어부(80)는, 압력 검출 수단(66a)이 검출한 제1 압력 및 압력 검출 수단(66b)이 검출한 제2 압력을 취득한다.
계속해서, 제어부(80)는, 배기 밸브(65a, 65b)의 개방도가 제2 공정의 설정 개방도와 일치하는지 여부를 판정한다(스텝 ST5). 설정 개방도는, 제2 공정의 설정 유량 및 설정 압력과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초하여 산출되는 개방도이다.
스텝 ST5에서, 배기 밸브(65a, 65b)의 개방도가 제2 공정의 설정 개방도와 일치하지 않은 경우, 스텝 ST1로 복귀된다. 스텝 ST5에서, 배기 밸브(65a, 65b)의 개방도가 제2 공정의 설정 개방도와 일치하고 있을 경우, 제어부(80)는, 스텝 ST4에서 취득한 제1 압력 및 제2 압력이 제2 공정의 설정 압력과 일치하고 있는지 여부를 판정한다(스텝 ST6).
스텝 ST6에서, 제1 압력 및 제2 압력이 제2 공정의 설정 압력과 일치하지 않은 경우, 밸브 조정부(68a, 68b)는, 배기 밸브(65a, 65b)의 개방도를 조정한다(스텝 ST7). 구체적으로는, 밸브 조정부(68a)는, 스텝 ST1에서 「개방도 우선 모드」로 설정되어 있다. 그 때문에, 밸브 조정부(68a)는, 배기 밸브(65a)의 개방도를, 목표 압력 및 목표 유량과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초하여 산출되는 개방도로 조정한다. 이에 반해, 밸브 조정부(68b)는, 스텝 ST1에서 「압력 우선 모드」로 설정되어 있다. 그 때문에, 밸브 조정부(68b)는, 압력 검출 수단(66b)에 의해 검출되는 제2 압력이 제2 공정의 설정 압력과 일치하도록, 배기 밸브(65b)의 개방도를 조정한다.
스텝 ST6에서, 제1 압력 및 제2 압력이 제2 공정의 설정 압력과 일치하고 있을 경우, 제어부(80)는, 유량 조정부(37a, 37b)를 「압력 우선 모드」로 변경하고(스텝 ST8), 처리를 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이 제1 실시 형태에 관한 압력 제어 방법은, 스텝 ST1부터 스텝 ST5까지를 포함하는 제1 조정 스텝과, 스텝 ST6부터 스텝 ST8까지를 포함하는 제2 조정 스텝을 포함한다. 제1 조정 스텝은, 처리 영역(S1, S2)마다 정해진 목표 압력 및 목표 유량과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초하여, 처리 영역(S1, S2)에 설치된 배기 밸브(65a, 65b)의 개방도를 조정하는 스텝이다. 제2 조정 스텝은, 제1 조정 스텝 후에 행하여지는 스텝이며, 처리 영역(S1, S2) 중 1개의 처리 영역(S2)의 실측 압력에 기초하여, 처리 영역(S2)에 설치된 배기 밸브(65b)의 개방도를 조정하는 스텝이다.
이와 같이, 제1 실시 형태에 관한 압력 제어 방법에서는, 먼저, 제1 조정 스텝에서, 실측 압력을 사용하지 않고 배기 밸브(65a, 65b)의 개방도의 조정을 행하고, 계속해서, 제2 조정 스텝에서, 실측 압력을 사용해서 배기 밸브(65a, 65b)의 개방도의 조정을 행한다. 이에 의해, 압력의 변경을 수반하는 조건 변경 시, 제1 처리 영역(S1)과 제2 처리 영역(S2)과의 압력 밸런스가 크게 무너지지 않는다. 이 때문에, 조건 변경 시, 사전에 N2 가스 등의 불활성 가스를 사용해서 압력의 조정을 행하는 스텝이 불필요하게 되고, 프로세스에서 사용하는 반응 가스를 사용해서 압력의 조정을 행할 수 있다. 그 결과, 조건 변경에 요하는 시간을 단축하여, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 조정 스텝에서는, 상술한 바와 같이, 압력의 조정과 동시에, 처리 영역(S1, S2)마다 정해진 설정 유량이 되도록, 처리 영역(S1, S2)에 공급하는 가스의 유량도 조정해도 된다. 압력의 조정과 유량의 조정을 동시에 행함으로써, 도 8의 하단에 도시된 바와 같이, 제1 공정에서 제2 공정으로 조건을 변경하는 조정 스텝에 요하는 시간을 단축하여, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 8의 상단은, 제1 공정에서 제2 공정으로 조건을 변경할 때, 유량의 조정을 행하고, 유량이 제2 공정의 설정 유량에 도달한 후, 압력의 조정을 행하는 경우를 나타내고 있다.
〔제2 실시 형태〕
도 9는, 제2 실시 형태에 따른 성막 장치의 제어계를 설명하기 위한 도면이다. 도 9 중, 가스 라인을 실선으로 나타내고, 전기 제어계를 파선으로 나타낸다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2 실시 형태에 따른 성막 장치는, 제1 처리 영역(S1) 및 제2 처리 영역(S2)을 1대의 진공 펌프(64)로 배기하는 점에서, 제1 실시 형태와 상이하다. 또한, 기타 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지의 압력 제어 방법을 실현할 수 있다.
제2 실시 형태에 따른 압력 제어 방법에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
〔제3 실시 형태〕
도 10은, 제3 실시 형태에 따른 성막 장치의 제어계를 설명하기 위한 도면이다. 도 10 중, 가스 라인을 실선으로 나타내고, 전기 제어계를 파선으로 나타낸다.
도 10에 도시되는 바와 같이, 제3 실시 형태에 따른 성막 장치는, 1개의 밸브 조정부(68)에 의해 2개의 배기 밸브(65a, 65b)의 개방도를 조정하는 점에서, 제1 실시 형태와 상이하다. 또한, 기타 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 제3 실시 형태에 따른 압력 제어 방법에서는, 1개의 밸브 조정부(68)가, 2개의 배기 밸브(65a, 65b)의 개방도를 조정한다.
제3 실시 형태에 따른 압력 제어 방법에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
〔제4 실시 형태〕
도 11은, 제4 실시 형태에 따른 성막 장치의 제어계를 설명하기 위한 도면이다. 도 11 중, 가스 라인을 실선으로 나타내고, 전기 제어계를 파선으로 나타낸다.
도 11에 도시되는 바와 같이, 제4 실시 형태에 따른 성막 장치는, 분리 가스가 공급되는 분리 영역(D)에 의해 불완전하게 구획된 처리 영역이 3개인 점에서, 제1 실시 형태와 상이하다. 또한, 기타 구성에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다.
제어부(80)는, 압력 검출 수단(66a, 66b, 66c)이 검출하는 제1 압력, 제2 압력, 제3 압력을 취득한다.
제어부(80)는, 유량 조정부(37a, 37b, 37c)의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 제어부(80)는, 유량 조정부(37a, 37b, 37c)에 목표 유량을 입력한다. 목표 유량은, 예를 들어 소정 시간(예를 들어 1초)마다 변화하는 값이면 된다.
제어부(80)는, 밸브 조정부(68a, 68b, 68c)의 동작을 제어한다. 구체적으로는, 제어부(80)는, 밸브 조정부(68a, 68b, 68c)에 목표 유량 및 목표 압력을 입력한다. 목표 유량 및 목표 압력은, 예를 들어 소정 시간(예를 들어 1초)마다 변화하는 값이면 된다. 또한, 제어부(80)는, 압력 검출 수단(66a, 66b, 66c)이 검출하는 제1 압력, 제2 압력, 제3 압력을, 각각 밸브 조정부(68a, 68b, 68c)에 입력한다. 또한, 제어부(80)는, 밸브 조정부(68a, 68b, 68c)의 동작 모드를 설정한다. 구체적으로는, 밸브 조정부(68a, 68b, 68c)의 동작 모드를, 「개방도 우선 모드」 또는 「압력 우선 모드」로 설정한다. 「개방도 우선 모드」는, 목표 유량 및 목표 압력과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초해서 산출되는 개방도로 되도록, 배기 밸브(배기 밸브(65a, 65b, 65c))를 제어하는 모드이다. 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보는, 예를 들어 예비 실험 등에 의해 배기 밸브마다, 처리 영역마다 작성되어, 미리 기억부에 기억되어 있다. 학습 정보는, 예를 들어 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 맵이면 된다. 「압력 우선 모드」는, 압력 검출 수단(압력 검출 수단(66a, 66b, 66c))이 검출한 압력(제1 압력, 제2 압력, 제3 압력)에 기초하여, 배기 밸브(배기 밸브(65a, 65b, 65c))의 개방도를 제어하는 모드이다.
유량 조정부(37a)는, 가스 공급관(31b)을 통류하는 가스의 유량을 조정한다. 구체적으로는, 유량 조정부(37a)는, 제어부(80)로부터 입력된 목표 유량이 되도록, 가스 공급관(31b)을 통류하는 가스의 유량을 조정한다.
유량 조정부(37b)는, 가스 공급관(32b)을 통류하는 가스의 유량을 조정한다. 구체적으로는, 유량 조정부(37b)는, 제어부(80)로부터 입력된 목표 유량이 되도록, 가스 공급관(32b)을 통류하는 가스의 유량을 조정한다.
유량 조정부(37c)는, 가스 공급관(33b)을 통류하는 가스의 유량을 조정한다. 구체적으로는, 유량 조정부(37c)는, 제어부(80)로부터 입력된 목표 유량이 되도록, 가스 공급관(33b)을 통류하는 가스의 유량을 조정한다.
밸브 조정부(68a)는, 배기 밸브(65a)의 개방도를 조정한다. 구체적으로는, 「개방도 우선 모드」일 경우, 밸브 조정부(68a)는, 제어부(80)로부터 입력된 목표 유량 및 목표 압력과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초해서 산출되는 개방도가 되도록, 배기 밸브(65a)의 개방도를 조정한다. 또한, 「압력 우선 모드」일 경우, 밸브 조정부(68a)는, 제어부(80)로부터 입력된 제1 압력에 기초하여, 배기 밸브(65a)의 개방도를 조정한다.
밸브 조정부(68b)는, 배기 밸브(65b)의 개방도를 조정한다. 구체적으로는, 「개방도 우선 모드」일 경우, 밸브 조정부(68b)는, 제어부(80)로부터 입력된 목표 유량 및 목표 압력과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초해서 산출되는 개방도가 되도록, 배기 밸브(65b)의 개방도를 조정한다. 또한, 「압력 우선 모드」일 경우, 밸브 조정부(68b)는, 제어부(80)로부터 입력된 제2 압력에 기초하여, 배기 밸브(65b)의 개방도를 조정한다.
밸브 조정부(68c)는, 배기 밸브(65c)의 개방도를 조정한다. 구체적으로는, 「개방도 우선 모드」일 경우, 밸브 조정부(68c)는, 제어부(80)로부터 입력된 목표 유량 및 목표 압력과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초해서 산출되는 개방도가 되도록, 배기 밸브(65c)의 개방도를 조정한다. 또한, 「압력 우선 모드」일 경우, 밸브 조정부(68c)는, 제어부(80)로부터 입력된 제3 압력에 기초하여, 배기 밸브(65c)의 개방도를 조정한다.
제4 실시 형태에 따른 압력 제어 방법에서는, 제1 실시 형태에서의 스텝 ST1에서, 밸브 조정부(68a, 68b, 68c) 중 어느 1개의 동작 모드를 「압력 우선 모드」로 설정한다. 또한, 나머지 2개의 동작 모드를 「개방도 우선 모드」로 설정한다. 또한, 다른 스텝에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다.
제4 실시 형태에 따른 압력 제어 방법에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 설명했지만, 상기 내용은, 발명의 내용을 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능하다.
상기 각 실시 형태에서는, 분리 가스가 공급되는 분리 영역에 의해 불완전하게 구획된 처리 영역이 2개 또는 3개인 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 처리 영역의 수는 예를 들어 4개 이상이어도 된다.
상기 각 실시 형태에서는, 복수의 처리 영역이, 분리 가스가 공급되는 분리 영역에 의해 구획되어 있는 경우를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 방법에 의해 불완전하게 구획되어 있어도 된다.
1 : 진공 용기 31b, 32b, 33b : 가스 공급관
37a, 37b, 37c : 유량 조정부 64a, 64b, 64c : 진공 펌프
63a, 63b, 63c : 배기로 65a, 65b, 65c : 배기 밸브
66a, 66b, 66c : 압력 검출 수단 68a, 68b, 68c : 밸브 조정부
D : 분리 영역 S1 : 제1 처리 영역
S2 : 제2 처리 영역

Claims (8)

1개의 진공 용기 내에, 불완전하게 구획된 복수의 처리 영역을 갖는 성막 장치에서의 압력 제어 방법이며,
상기 복수의 처리 영역마다 정해진 목표 압력 및 목표 유량과, 유량과 압력과 개방도와의 관계를 나타내는 학습 정보에 기초하여, 상기 복수의 처리 영역의 각각에 설치된 배기 밸브의 개방도를 조정하는 제1 조정 스텝과,
상기 제1 조정 스텝 후, 상기 복수의 처리 영역 중 1개의 처리 영역의 압력에 기초하여, 상기 1개의 처리 영역에 설치된 배기 밸브의 개방도를 조정하는 제2 조정 스텝을 포함하고,
상기 제1 조정 스텝 및 상기 제2 조정 스텝은, 제1 공정에서, 상기 제1 공정과 유량 및 압력의 조건이 상이한 제2 공정으로 이행시킬 때 행하여지는 스텝이며,
상기 목표 압력 및 상기 목표 유량은, 상기 제1 공정의 설정 압력 및 설정 유량으로부터 상기 제2 공정의 설정 압력 및 설정 유량을 향해서 변화하는 값인, 압력 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 목표 압력 및 상기 목표 유량은, 소정 시간마다 변화하는 값이며,
상기 제1 조정 스텝은, 상기 소정 시간마다 상기 배기 밸브의 개방도를 조정하는 공정인, 압력 제어 방법.
삭제
제2항에 있어서,
상기 제1 조정 스텝에서, 상기 배기 밸브의 개방도가 상기 제2 공정의 설정 개방도에 도달한 후, 상기 제2 조정 스텝을 실행하는, 압력 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 조정 스텝에서는, 상기 복수의 처리 영역마다 정해진 상기 목표 유량이 되도록, 상기 복수의 처리 영역에 공급하는 가스의 유량을 더 조정하는, 압력 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 처리 영역은, 분리 가스가 공급되는 분리 영역에 의해 불완전하게 구획되어 있는, 압력 제어 방법.
제1항, 제2항, 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 처리 영역은, 2개의 처리 영역인, 압력 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 소정시간은 1초인 압력 제어 방법.

KR1020180017317A 2017-02-20 2018-02-13 압력 제어 방법 KR102223567B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017029377A JP6758218B2 (ja) 2017-02-20 2017-02-20 圧力制御方法
JPJP-P-2017-029377 2017-02-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180096512A KR20180096512A (ko) 2018-08-29
KR102223567B1 true KR102223567B1 (ko) 2021-03-04

Family

ID=63166964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180017317A KR102223567B1 (ko) 2017-02-20 2018-02-13 압력 제어 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10655216B2 (ko)
JP (1) JP6758218B2 (ko)
KR (1) KR102223567B1 (ko)
CN (1) CN108456871A (ko)
TW (1) TWI710025B (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008118120A (ja) 2006-10-13 2008-05-22 Omron Corp プラズマ反応炉処理システムを用いた電子装置の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10223622A (ja) * 1997-02-06 1998-08-21 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法および装置
US9416448B2 (en) * 2008-08-29 2016-08-16 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus, substrate processing apparatus, film deposition method, and computer-readable storage medium for film deposition method
JP5195676B2 (ja) 2008-08-29 2013-05-08 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、基板処理装置、成膜方法及び記憶媒体
JP5257328B2 (ja) * 2009-11-04 2013-08-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
KR20130074417A (ko) * 2011-12-26 2013-07-04 주식회사 원익아이피에스 기판 처리 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008118120A (ja) 2006-10-13 2008-05-22 Omron Corp プラズマ反応炉処理システムを用いた電子装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201842581A (zh) 2018-12-01
US10655216B2 (en) 2020-05-19
TWI710025B (zh) 2020-11-11
US20180237905A1 (en) 2018-08-23
JP6758218B2 (ja) 2020-09-23
JP2018137294A (ja) 2018-08-30
KR20180096512A (ko) 2018-08-29
CN108456871A (zh) 2018-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI531019B (zh) 基板處理裝置、基板處理方法及儲存媒體
KR101575359B1 (ko) 성막 장치, 기판 처리 장치, 성막 방법 및 상기 성막 방법용 기억 매체
JP5195676B2 (ja) 成膜装置、基板処理装置、成膜方法及び記憶媒体
JP5527197B2 (ja) 成膜装置
JP5195174B2 (ja) 成膜装置及び成膜方法
TWI486482B (zh) 氣體噴射器及成膜裝置
JP5062143B2 (ja) 成膜装置
JP5253932B2 (ja) 成膜装置、基板処理装置、成膜方法及び記憶媒体
JP5056735B2 (ja) 成膜装置
JP5141607B2 (ja) 成膜装置
US20120094011A1 (en) Film deposition apparatus and film deposition method
TWI551713B (zh) 成膜裝置及成膜方法
JP2010126797A (ja) 成膜装置、半導体製造装置、これらに用いられるサセプタ、プログラム、およびコンピュータ可読記憶媒体
KR20100028497A (ko) 성막 장치, 기판 처리 장치, 성막 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
JP2012084598A (ja) 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
JP2010056472A (ja) 成膜装置
KR102223567B1 (ko) 압력 제어 방법
KR20110072351A (ko) 기판처리장치
JP2012182499A (ja) 成膜装置
CN111058015B (zh) 基板处理装置、基板的输入方法以及基板处理方法
US11869798B2 (en) Deposition apparatus
TWI437654B (zh) 成膜裝置、基板處理裝置及成膜方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant