KR102388518B1 - 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법 - Google Patents

플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양태에 따른 방법에 있어서 검사되는 플라즈마 처리 장치에서는, 가스 토출부가 샤워 플레이트를 갖는다. 샤워 플레이트에는, 복수의 가스 토출 구멍이 형성되어 있다. 이 방법은, (ⅰ) 제1 유량 제어기로부터 출력되는 가스의 유량을 설정하는 공정과, (ⅱ) 설정된 유량으로 제1 유량 제어기로부터 출력된 가스가 가스 토출부에 공급되고, 제1 유량 제어기와 가스 토출부 사이에서 분기되어 압력 제어식의 제2 유량 제어기의 내부의 유로에 공급되어 있는 상태에서, 상기 제2 유량 제어기의 압력계를 이용하여, 상기 제2 유량 제어기의 내부의 유로에 있어서의 압력을 나타내는 측정값을 취득하는 공정을 포함한다.

Description

플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법{METHOD FOR INSPECTING SHOWER PLATE OF PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명의 실시형태는, 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는 플라즈마 처리 장치가 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치의 일종으로서는, 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 용량 결합형의 플라즈마 처리 장치는, 챔버 본체, 배치대, 및 가스 토출부를 구비한다.
챔버 본체는, 그 내부 공간을 챔버로서 제공한다. 배치대는, 챔버 내에 설치되어 있고, 하부 전극을 포함하고 있다. 가스 토출부는, 샤워 플레이트를 포함하고 있다. 샤워 플레이트는, 배치대의 상방에 설치되어 있다. 샤워 플레이트에는, 복수의 가스 토출 구멍이 형성되어 있다. 이 샤워 플레이트 및/또는 가스 토출부는 상부 전극을 구성하고 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치에 대해서는, 특허문헌 1에 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2013-51315호 공보
샤워 플레이트의 복수의 가스 토출 구멍의 직경은, 플라즈마 처리의 시간의 경과에 따라 변화한다. 또한, 복수의 가스 토출 구멍의 직경은, 제조 오차에 기인하여 설계값과는 상이한 경우가 있다. 복수의 가스 토출 구멍의 직경이 변화하거나, 혹은 설계값과 상이하면, 플라즈마 처리의 결과가 원하는 결과와 상이한 것이 된다. 따라서, 샤워 플레이트를 검사하는 것이 필요하다.
일 양태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법이 제공된다. 플라즈마 처리 장치는, 챔버 본체, 배치대, 및 가스 토출부를 구비한다. 챔버 본체는 챔버를 제공한다. 배치대는 챔버 내에 설치되어 있다. 가스 토출부는 샤워 플레이트를 갖는다. 샤워 플레이트는 배치대의 상방에 설치되어 있다. 샤워 플레이트에는, 복수의 가스 토출 구멍이 형성되어 있다. 본 방법은, (ⅰ) 제1 유량 제어기로부터 출력되는 가스의 유량을 설정하는 공정과, (ⅱ) 설정된 유량으로 제1 유량 제어기로부터 출력된 가스가 가스 토출부에 공급되고, 또한 제1 유량 제어기와 가스 토출부 사이에서 분기되어 압력 제어식의 제2 유량 제어기의 내부의 유로에 공급되어 있는 상태에서, 상기 제2 유량 제어기의 압력계를 이용하여, 상기 제2 유량 제어기의 내부의 유로에 있어서의 압력을 나타내는 측정값을 취득하는 공정을 포함한다.
가스 토출부의 상류측(제1 유량 제어기측)의 압력은, 샤워 플레이트의 가스 토출 구멍의 직경이 작으면 높아지고, 상기 직경이 크면 낮아진다. 즉, 가스 토출부의 상류측의 압력은, 샤워 플레이트의 가스 토출 구멍의 직경의 크기를 반영한다. 상기 방법에서는, 제1 유량 제어기로부터 출력되는 가스가, 가스 토출부에 더하여, 제2 유량 제어기의 내부의 유로에도 공급된다. 제2 유량 제어기는 압력 제어식의 유량 제어기이기 때문에, 압력계를 갖는다. 이 압력계에 의해 얻어지는 측정값은, 제2 유량 제어기의 내부의 유로의 압력을 나타내는 값이며, 또한 가스 토출부의 상류측의 압력의 반영값이다. 따라서, 본 방법에 의하면, 샤워 플레이트의 가스 토출 구멍의 직경의 크기를 반영하는 측정값을 얻을 수 있다. 그러므로, 본 방법에 의하면, 샤워 플레이트를 검사하는 것이 가능해진다.
일 실시형태에서는, 측정값은, 상기 압력의 복수의 순시값(瞬蒔値)의 평균값일 수 있다. 이 실시형태에서는, 압력계에 의해 측정되는 압력의 복수의 순시값으로부터 평균값이 측정값으로서 구해지기 때문에, 제2 유량 제어기의 압력계의 측정 정밀도에 기인한 오차가 억제된다.
일 실시형태에서는, 제2 유량 제어기로부터 샤워 플레이트의 챔버측의 개구단까지의 사이의 유로 길이는 1.5 m 이하일 수 있다. 이 실시형태에서는, 압력계에 의해 측정되는 압력이, 가스 토출 구멍의 직경의 변화에 따라 크게 변화한다. 따라서, 가스 토출 구멍의 직경의 변화를 고감도로 검출하는 것이 가능해진다.
일 실시형태에서는, 복수의 가스 토출 구멍은, 복수의 가스 토출 구멍군을 구성한다. 또한, 플라즈마 처리 장치는, 플로우 스플리터를 더 구비한다. 플로우 스플리터는, 입력 및 복수의 출력을 갖는다. 플로우 스플리터의 입력은, 제1 유량 제어기에 접속되어 있다. 플로우 스플리터의 복수의 출력은, 복수의 가스 토출 구멍군에 각각 접속되어 있다.
일 실시형태에서는, 제2 유량 제어기로부터 연장되는 배관이, 플로우 스플리터의 복수의 출력 중 하나와 복수의 가스 토출 구멍군 중 하나의 가스 토출 구멍군을 접속하는 배관에 접속되어 있어도 좋다. 다른 실시형태에서는, 제2 유량 제어기로부터 연장되는 배관이, 플로우 스플리터의 입력과 제1 유량 제어기를 접속하는 배관에 접속되어 있어도 좋다.
또 다른 실시형태에서는, 복수의 가스 토출 구멍군은, 샤워 플레이트의 판 두께 방향으로 연장되는 축선에 대해 동축의 상기 샤워 플레이트의 복수의 영역에 각각 형성되어 있다. 또한, 플라즈마 처리 장치는, 복수의 제1 배관, 압력 제어식의 복수의 유량 제어기 및 복수의 제2 배관을 더 구비한다. 복수의 제1 배관은, 플로우 스플리터의 복수의 출력과 복수의 가스 토출 구멍군을 각각 접속한다. 복수의 제2 배관은, 복수의 유량 제어기와 복수의 제1 배관을 각각 접속한다. 이 실시형태에서는, 측정값을 취득하는 공정에 있어서, 설정된 유량으로 제1 유량 제어기로부터 출력된 가스가, 복수의 가스 토출 구멍군 중 선택된 하나의 가스 토출 구멍군에 접속된 복수의 제1 배관 중의 하나의 제1 배관을 통해 가스 토출부에 공급되고, 또한 제2 유량 제어기로서 복수의 유량 제어기 중 상기 하나의 제1 배관에 접속되어 있는 하나의 유량 제어기의 내부의 유로에 공급되어 있는 상태에서, 상기 하나의 유량 제어기의 압력계를 이용하여, 상기 하나의 유량 제어기의 내부의 유로에 있어서의 압력을 나타내는 측정값이 취득된다. 측정값을 취득하는 공정은, 복수의 가스 토출 구멍군이 상기 하나의 가스 토출 구멍군으로서 순차 선택됨으로써, 실행된다. 이 실시형태에 의하면, 복수의 가스 토출 구멍군의 각각의 가스 토출 구멍의 직경을 반영하는 압력의 측정값이 취득된다. 따라서, 샤워 플레이트의 직경 방향에 있어서의 가스 토출 구멍의 직경의 분포를 반영하는 몇 개의 측정값을 얻을 수 있다.
일 실시형태에서는, 측정값을 미리 준비된 기준값과 비교하는 공정을 더 포함하고 있어도 좋다.
일 실시형태에서는, 유량을 설정하는 공정 및 측정값을 취득하는 공정을 포함하는 시퀀스가 상기 유량으로서 상이한 유량을 이용하여 반복됨으로써, 복수의 측정값이 취득되어도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 샤워 플레이트의 가스 토출 구멍의 직경을 반영하는 측정값을 얻을 수 있기 때문에, 샤워 플레이트의 검사가 가능해진다.
도 1은 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 방법을 적용 가능한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 압력 제어식의 유량 제어기의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 압력 제어식의 유량 제어기의 다른 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 방법을 적용 가능한 다른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 다른 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 도 6에 도시된 방법을 적용 가능한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 여러 가지 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 한편, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이기로 한다.
도 1은 일 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법을 도시한 흐름도이다. 도 1에 도시된 방법 MT1에서는, 플라즈마 처리 장치에 있어서 챔버에 가스를 토출하는 샤워 플레이트의 복수의 가스 토출 구멍의 직경을 반영하는 측정값이 취득된다. 이하, 방법 MT1의 상세한 설명에 앞서, 방법 MT1을 적용 가능한 플라즈마 처리 장치의 예에 대해 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 방법을 적용 가능한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 플라즈마 처리 장치(10)는, 용량 결합형 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치(10)는, 챔버 본체(12)를 구비하고 있다. 챔버 본체(12)는, 대략 원통 형상을 갖고 있다. 챔버 본체(12)의 중심 축선은, 연직 방향으로 연장되는 축선(AX)에 대략 일치하고 있다. 챔버 본체(12)는, 그 내부 공간을 챔버(12c)로서 제공하고 있다. 챔버 본체(12)는, 예컨대 알루미늄으로 구성되어 있고, 그 내벽면에는 양극 산화 처리가 실시되어 있다. 챔버 본체(12)는 접지되어 있다. 챔버 본체(12)의 측벽에는, 피가공물(W)의 반입 반출구(12p)가 형성되어 있고, 이 반입 반출구(12p)는 게이트 밸브(12g)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 한편, 피가공물(W)은, 대략 원반 형상을 가질 수 있다.
챔버 본체(12)의 바닥부 상에는, 지지부(14)가 설치되어 있다. 지지부(14)는, 예컨대 절연 재료로 구성되어 있다. 지지부(14)는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 지지부(14)는, 챔버(12c) 내에 있어서, 챔버 본체(12)의 바닥부로부터 연직 방향으로 연장되어 있다. 챔버(12c) 내에는 배치대(16)가 설치되어 있다. 배치대(16)는 지지부(14)에 의해 지지되어 있다.
배치대(16)는, 그 상면에 있어서 피가공물(W)을 유지한다. 배치대(16)는 하부 전극(18) 및 정전 척(20)을 갖고 있다. 하부 전극(18)은 제1 플레이트(18a) 및 제2 플레이트(18b)를 포함하고 있다. 제1 플레이트(18a) 및 제2 플레이트(18b)는, 예컨대 알루미늄과 같은 금속으로 구성되어 있고, 대략 원반 형상을 갖고 있다. 제2 플레이트(18b)는, 제1 플레이트(18a) 상에 설치되어 있고, 제1 플레이트(18a)에 전기적으로 접속되어 있다.
제2 플레이트(18b) 상에는 정전 척(20)이 설치되어 있다. 정전 척(20)은, 절연층 및 상기 절연층 내에 내장된 도전막인 전극을 갖고 있다. 정전 척(20)의 전극에는 직류 전원(22)이 스위치(23)를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 이 정전 척(20)은, 직류 전원(22)으로부터의 직류 전압에 의해 발생한 정전력에 의해 피가공물(W)을 흡착한다. 이에 의해, 정전 척(20)은, 피가공물(W)을 유지할 수 있다.
제2 플레이트(18b)의 둘레 가장자리부 상에는, 피가공물(W)의 에지 및 정전 척(20)을 둘러싸도록 포커스 링(FR)이 배치되어 있다. 포커스 링(FR)은, 플라즈마 처리의 균일성을 향상시키기 위해서 설치되어 있다. 포커스 링(FR)은, 예컨대 실리콘, 석영, 또는 SiC와 같은 재료로 구성될 수 있다.
제2 플레이트(18b)의 내부에는 유로(18f)가 형성되어 있다. 유로(18f)에는, 챔버 본체(12)의 외부에 설치된 칠러 유닛으로부터 배관(26a)을 통해 냉매가 공급된다. 유로(18f)에 공급된 냉매는, 배관(26b)을 통해 칠러 유닛으로 복귀된다. 이와 같이, 유로(18f)에는, 냉매가 순환하도록 공급된다. 이 냉매의 온도를 제어함으로써, 정전 척(20)에 의해 지지된 피가공물(W)의 온도가 제어된다.
플라즈마 처리 장치(10)에는, 가스 공급 라인(28)이 형성되어 있다. 가스 공급 라인(28)은, 전열 가스 공급 기구로부터의 전열 가스, 예컨대 He 가스를, 정전 척(20)의 상면과 피가공물(W)의 이면 사이에 공급한다.
플라즈마 처리 장치(10)는 가스 토출부(30)를 더 구비하고 있다. 가스 토출부(30)는, 챔버(12c)에 가스를 토출하도록 구성되어 있다. 이 가스 토출부(30)는 상부 전극을 구성하고 있다. 가스 토출부(30)는, 챔버(12c) 내의 공간을 통해 배치대(16)의 상방에 형성되어 있다. 가스 토출부(30)는, 부재(32)를 통해, 챔버 본체(12)의 상부에 지지되어 있다. 부재(32)는 절연성을 가질 수 있다.
가스 토출부(30)는 샤워 플레이트(34) 및 지지체(36)를 갖고 있다. 샤워 플레이트(34)는 배치대(16)의 상방에 설치되어 있다. 샤워 플레이트(34)는 챔버(12c)에 면하고 있다. 샤워 플레이트(34)는, 예컨대 실리콘 또는 산화실리콘으로 형성될 수 있다. 혹은, 샤워 플레이트(34)는, 도전성(예컨대, 알루미늄)의 모재(母材)에 세라믹스의 코팅을 실시함으로써 형성될 수 있다.
샤워 플레이트(34)에는 복수의 가스 토출 구멍(35)이 형성되어 있다. 복수의 가스 토출 구멍(35)은, 샤워 플레이트(34)를, 상기 샤워 플레이트(34)의 판 두께 방향으로 관통하고 있다. 일 실시형태에서는, 복수의 가스 토출 구멍(35)은 복수의 가스 토출 구멍군(Ga, Gb, Gc)을 구성하고 있다. 즉, 복수의 가스 토출 구멍(35) 중 몇 개의 가스 토출 구멍은 복수의 가스 토출 구멍군(Ga)을 구성하고 있고, 복수의 가스 토출 구멍(35) 중 몇 개의 다른 가스 토출 구멍은 가스 토출 구멍군(Gb)을 구성하고 있으며, 복수의 가스 토출 구멍(35) 중 몇 개의 또 다른 가스 토출 구멍은 가스 토출 구멍군(Gc)을 구성하고 있다. 한편, 가스 토출 구멍군의 개수는 임의의 개수일 수 있다.
가스 토출 구멍군(Ga)의 가스 토출 구멍(35), 가스 토출 구멍군(Gb)의 가스 토출 구멍(35), 가스 토출 구멍군(Gc)의 가스 토출 구멍(35)은 각각, 축선(AX)에 대해 동축의 샤워 플레이트(34)의 복수의 영역에 형성되어 있다. 구체적으로, 가스 토출 구멍군(Ga)의 가스 토출 구멍(35)은, 축선(AX)과 교차하는 영역에 형성되어 있다. 가스 토출 구멍군(Gb)의 가스 토출 구멍(35)은, 가스 토출 구멍군(Ga)의 가스 토출 구멍(35)이 형성된 영역의 외측의 영역에 형성되어 있다. 가스 토출 구멍군(Gc)의 가스 토출 구멍(35)은, 가스 토출 구멍군(Gb)의 가스 토출 구멍(35)이 형성된 영역의 외측의 영역에 형성되어 있다.
지지체(36)는 샤워 플레이트(34)를 착탈 가능하게 지지하도록 구성되어 있다. 지지체(36)는, 예컨대 알루미늄과 같은 도전성 재료로 구성될 수 있다. 지지체(36)의 내부에는, 복수의 가스 확산실(37a, 37b, 37c)이 형성되어 있다. 복수의 가스 확산실(37a, 37b, 37c)은, 축선(AX)에 대해 동축으로 형성되어 있고, 서로 분리되어 있다. 가스 확산실(37a)은, 축선(AX)과 교차하는 영역에 형성되어 있다. 가스 확산실(37b)은, 가스 확산실(37a)의 외측에서 축선(AX)에 대해 둘레 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 가스 확산실(37c)은, 가스 확산실(37b)의 외측에서 축선(AX)에 대해 둘레 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 한편, 가스 확산실의 개수는 가스 토출 구멍군의 개수와 동수일 수 있다.
지지체(36)에는, 가스 확산실(37a, 37b, 37c)로부터 하방으로 연장되어 복수의 가스 토출 구멍(35)에 각각 연통(連通)되는 복수의 구멍이 형성되어 있다. 따라서, 가스 토출 구멍군(Ga)의 가스 토출 구멍(35)은 가스 확산실(37a)에 접속되어 있고, 가스 토출 구멍군(Gb)의 가스 토출 구멍(35)은 가스 확산실(37b)에 접속되어 있으며, 가스 토출 구멍군(Gc)의 가스 토출 구멍(35)은 가스 확산실(37c)에 접속되어 있다.
플라즈마 처리 장치(10)에서는, 챔버 본체(12)의 내벽을 따라 실드(40)가 착탈 가능하게 설치되어 있다. 실드(40)는 지지부(14)의 외주에도 설치되어 있다. 실드(40)는, 챔버 본체(12)에 플라즈마 처리의 부생물이 부착되는 것을 방지한다. 실드(40)는, 예컨대 알루미늄제의 모재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 구성될 수 있다.
챔버 본체(12)의 바닥부측, 또한 지지부(14)와 챔버 본체(12)의 측벽 사이에는 배플판(42)이 설치되어 있다. 배플판(42)은, 예컨대 알루미늄제의 모재에 Y2O3 등의 세라믹스를 피복함으로써 구성될 수 있다. 배플판(42)에는 다수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 이 배플판(42)의 하방, 또한 챔버 본체(12)에는, 배기구(12e)가 형성되어 있다. 배기구(12e)에는, 배기관(44)을 통해 배기 장치(46)가 접속되어 있다. 배기 장치(46)는 압력 조정 밸브를 가질 수 있다. 또한, 배기 장치(46)는 터보 분자 펌프 및/또는 드라이 펌프를 가질 수 있다.
플라즈마 처리 장치(10)는, 제1 고주파 전원(51) 및 제2 고주파 전원(52)을 더 구비하고 있다. 제1 고주파 전원(51)은, 플라즈마 생성용의 제1 고주파를 발생시키는 전원이다. 제1 고주파의 주파수는, 예컨대 27 ㎒~100 ㎒의 범위 내의 주파수이다. 제1 고주파 전원(51)은, 정합기(53)를 통해 하부 전극(18)에 접속되어 있다. 정합기(53)는, 제1 고주파 전원(51)의 출력 임피던스와 부하측[하부 전극(18)측]의 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다. 한편, 제1 고주파 전원(51)은, 정합기(53)를 통해 상부 전극에 접속되어 있어도 좋다.
제2 고주파 전원(52)은, 피가공물(W)에 이온을 인입하기 위한 제2 고주파, 즉 바이어스용의 고주파를 발생시키는 전원이다. 제2 고주파의 주파수는, 예컨대 400 ㎑~13.56 ㎒의 범위 내의 주파수이다. 제2 고주파 전원(52)은, 정합기(54)를 통해 하부 전극(18)에 접속되어 있다. 정합기(54)는, 제2 고주파 전원(52)의 출력 임피던스와 부하측[하부 전극(18)측]의 임피던스를 정합시키기 위한 회로를 갖고 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는, 제1 유량 제어기(61)를 더 구비하고 있다. 제1 유량 제어기(61)는, 가스 토출부(30)에 공급되는 가스의 유량을 제어하는 장치이다. 제1 유량 제어기(61)는, 압력 제어식의 유량 제어기 또는 매스플로우 컨트롤러일 수 있다. 제1 유량 제어기(61)는, 밸브(62)를 통해 가스 소스(64)에 접속되어 있다. 또한, 제1 유량 제어기(61)는, 밸브(63) 및 공통 배관(65)을 통해 플로우 스플리터(70)의 입력(71)에 접속되어 있다.
플로우 스플리터(70)는, 입력(71) 및 복수의 출력(72a, 72b, 72c)을 갖고 있다. 한편, 플로우 스플리터(70)의 출력의 개수는, 가스 토출 구멍군의 개수와 동수일 수 있다.
플로우 스플리터(70)는, 제1 유량 제어기(61)로부터 입력(71)에 공급된 가스를, 복수의 출력(72a, 72b, 72c)의 각각에 분배하도록 구성되어 있다. 플로우 스플리터(70) 내에서는, 입력(71)으로부터 공통의 가스 라인(73)이 연장되어 있다. 공통의 가스 라인(73)은, 복수의 가스 라인(74a, 74b, 74c)으로 분기되어 있다. 복수의 가스 라인(74a, 74b, 74c)은 각각, 복수의 출력(72a, 72b, 72c)까지 연장되어 있다.
복수의 가스 라인(74a, 74b, 74c)은 각각, 유량 제어기 및 2개의 밸브를 포함하고 있다. 구체적으로는, 가스 라인(74a)은, 유량 제어기(75a), 밸브(76a) 및 밸브(77a)를 포함하고 있다. 밸브(76a)는 유량 제어기(75a)의 상류측[제1 유량 제어기(61)측]에 설치되어 있다. 밸브(77a)는 유량 제어기(75a)의 하류측에 설치되어 있다. 가스 라인(74b)은 유량 제어기(75b), 밸브(76b), 및 밸브(77b)를 포함하고 있다. 밸브(76b)는 유량 제어기(75b)의 상류측에 설치되어 있다. 밸브(77b)는 유량 제어기(75b)의 하류측에 설치되어 있다. 또한, 가스 라인(74c)은 유량 제어기(75c), 밸브(76c), 및 밸브(77c)를 포함하고 있다. 밸브(76c)는 유량 제어기(75c)의 상류측에 설치되어 있다. 밸브(77c)는 유량 제어기(75c)의 하류측에 설치되어 있다. 플로우 스플리터(70)의 유량 제어기(75a, 75b, 75c)의 각각은 매스플로우 컨트롤러일 수 있다. 즉, 유량 제어기(75a, 75b, 75c)의 각각은, 압력계가 아니라, 유량 센서(예컨대 서멀 센서)에 의해 유량을 측정하여, 출력하는 가스의 유량을 제어하도록 되어 있다.
플로우 스플리터(70)의 복수의 출력(72a, 72b, 72c)은 각각, 복수의 제1 배관을 통해 복수의 가스 토출 구멍군(Ga, Gb, Gc)에 접속되어 있다. 구체적으로는, 출력(72a)은, 제1 배관(78a)을 통해 가스 확산실(37a)에 접속되어 있다. 가스 확산실(37a)은, 전술한 바와 같이, 가스 토출 구멍군(Ga)의 가스 토출 구멍(35)에 접속되어 있다. 출력(72b)은, 제1 배관(78b)을 통해 가스 확산실(37b)에 접속되어 있다. 가스 확산실(37b)은, 전술한 바와 같이, 가스 토출 구멍군(Gb)의 가스 토출 구멍(35)에 접속되어 있다. 또한, 출력(72c)은, 제1 배관(78c)을 통해 가스 확산실(37c)에 접속되어 있다. 가스 확산실(37c)은, 전술한 바와 같이, 가스 토출 구멍군(Gc)의 가스 토출 구멍(35)에 접속되어 있다.
또한, 플라즈마 처리 장치(10)는, 유량 제어기(81)를 더 구비하고 있다. 유량 제어기(81)는, 가스의 유량을 제어하는 장치이며, 방법 MT1에 있어서 제2 유량 제어기로서 이용되는 유량 제어기이다. 유량 제어기(81)로부터 출력되는 가스는, 제1 유량 제어기(61)의 하류 또한 가스 토출부(30)의 상류에 있어서, 제1 유량 제어기(61)로부터 출력되는 가스에 첨가되도록 되어 있다. 유량 제어기(81)는, 1차측(또는 상류측)의 밸브(82)를 통해 가스 소스(84)에 접속되어 있다. 유량 제어기(81)는, 2차측(또는 하류측)의 밸브(83), 및 제2 배관(85)을 통해, 복수의 제1 배관(78a, 78b, 78c) 중 하나의 제1 배관에 접속되어 있다. 도 2에 도시된 실시형태에서는, 유량 제어기(81)는, 제1 배관(78a)에 접속되어 있다.
일 실시형태에서는, 유량 제어기(81)로부터 샤워 플레이트(34)의 챔버(12c)측의 개구단까지의 유로 길이는 1.5 m 이하이다. 이 유로 길이는, 유량 제어기(81)의 출력단으로부터 샤워 플레이트(34)의 개구단[복수의 가스 토출 구멍(35)의 챔버(12c)측의 개구단]까지의 최단의 유로 길이로서 정의될 수 있다. 구체적으로, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 이 유로 길이는, 유량 제어기(81)의 출력단으로부터, 제2 배관(85), 제1 배관(78a), 및 가스 확산실(37a)을 통한 가스 토출 구멍군(Ga)의 복수의 가스 토출 구멍(35)의 챔버(12c)측의 개구단까지의 최단의 유로 길이이다.
유량 제어기(81)는, 압력 제어식의 유량 제어기이다. 유량 제어기(81)에는, 도 3에 도시된 유량 제어기(FC1) 또는 도 4에 도시된 유량 제어기(FC2)가 이용된다. 도 3은 압력 제어식의 유량 제어기의 일례를 도시한 도면이다. 도 4는 압력 제어식의 유량 제어기의 다른 일례를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 유량 제어기(FC1)는, 컨트롤 밸브(CV), 오리피스 부재(OF), 압력계(Pa) 및 압력계(Pb)를 갖고 있다. 컨트롤 밸브(CV)는, 유량 제어기(FC1)의 내부의 유로(FP)의 일부를 제공하고 있다. 컨트롤 밸브(CV)는, 그 개방도의 조정에 의해, 그 하류에 흐르는 가스의 유량을 조정한다. 오리피스 부재(OF)는, 컨트롤 밸브(CV)의 하류측에 있어서, 오리피스를 제공하고 있다. 오리피스는 유로(FP)의 단면적을 축소한다. 압력계(Pa)는, 오리피스와 컨트롤 밸브(CV) 사이에 있어서 유로(FP)의 압력을 측정한다. 압력계(Pb)는, 오리피스의 하류측에 있어서 유로(FP)의 압력을 측정한다.
유량 제어기(FC1)에서는, 오리피스의 상류측에 있어서의 유로(FP)의 압력이 오리피스의 하류측에 있어서의 유로(FP)의 압력의 2배 이상일 때에는, 압력계(Pa)에 의해 측정된 압력의 값으로부터 구해지는 유량과 설정 유량의 차를 감소시키도록, 컨트롤 밸브(CV)의 개방도가 제어된다. 또한, 유량 제어기(FC1)에서는, 오리피스의 상류측에 있어서의 유로(FP)의 압력이 오리피스의 하류측에 있어서의 유로(FP)의 압력의 2배보다 작을 때에는, 압력계(Pa)에 의해 측정된 압력의 값과 압력계(Pb)에 의해 측정된 압력의 값 사이의 차로부터 구해지는 유량과 설정 유량의 차를 감소시키도록, 컨트롤 밸브(CV)의 개방도가 제어된다.
도 4에 도시된 유량 제어기(FC2)는, 압력계(Pb)를 갖고 있지 않은 점에서, 유량 제어기(FC1)와 상이하다. 유량 제어기(FC2)는, 오리피스의 상류측에 있어서의 유로(FP)의 압력이 오리피스의 하류측에 있어서의 유로(FP)의 압력의 2배 이상인 것을 전제로 하여 이용된다. 유량 제어기(FC2)에서는, 압력계(Pa)에 의해 측정된 압력의 값으로부터 구해지는 유량과 설정 유량의 차를 감소시키도록, 컨트롤 밸브(CV)의 개방도가 제어된다.
일 실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치(10)는 제어부(Cnt)를 더 구비할 수 있다. 제어부(Cnt)는 프로세서, 기억 장치, 입력 장치, 표시 장치 등을 구비하는 컴퓨터이다. 제어부(Cnt)는 플라즈마 처리 장치(10)에 의해 실행되는 플라즈마 처리를 위해서, 상기 플라즈마 처리 장치(10)의 각부를 제어한다. 또한, 제어부(Cnt)는, 방법 MT1에 있어서, 플라즈마 처리 장치(10)의 각부를 제어하고, 또한 방법 MT1에 있어서의 후술하는 연산을 실행해도 좋다.
이하, 플라즈마 처리 장치(10)에 적용되는 경우를 예로 들어, 방법 MT1에 대해 상세히 설명한다. 한편, 방법 MT1에서는 유량 제어기(81)의 압력계가 압력의 측정을 위해서 이용된다. 이 유량 제어기(81)에는, 유량 제어기(FC1) 및 유량 제어기(FC2) 중 어느 하나가 이용된다. 유량 제어기(81)로서 유량 제어기(FC1)가 이용되는 경우에는, 방법 MT1에서의 압력의 측정에 이용되는 압력계는, 압력계(Pa) 및 압력계(Pb) 중의 어느 것이어도 좋다. 유량 제어기(81)로서 유량 제어기(FC2)가 이용되는 경우에는, 방법 MT1에서의 압력의 측정에 이용되는 압력계는, 압력계(Pa)이다. 이하의 설명에서는, 방법 MT1에 있어서 압력의 측정에 이용되는 유량 제어기(81)의 압력계를, 「압력계(P)」라고 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 방법 MT1에서는, 먼저 공정 ST1이 실행된다. 공정 ST1에서는, 여러 가지 밸브의 설정이 행해진다. 구체적으로는, 제1 유량 제어기(61)의 1차측의 밸브(62) 및 2차측의 밸브(63)가 개방된다. 또한, 플로우 스플리터(70)의 가스 라인(74a, 74b, 74c) 중, 제2 배관(85)이 접속되어 있는 제1 배관에 접속된 특정한 가스 라인의 2개의 밸브가 개방된다. 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 가스 라인(74a)의 2개의 밸브(76a, 77a)가 개방된다. 또한, 플로우 스플리터(70)의 가스 라인(74a, 74b, 74c) 중 상기 특정한 가스 라인 이외의 가스 라인의 2개의 밸브가 폐쇄된다. 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 가스 라인(74b)의 2개의 밸브(76b, 77b), 및 가스 라인(74c)의 2개의 밸브(76c, 77c)가 폐쇄된다. 또한, 유량 제어기(81)의 1차측의 밸브(82)가 폐쇄되고, 유량 제어기(81)의 2차측의 밸브(83)가 개방된다.
이어지는 공정 ST2에서는, 제1 유량 제어기(61)로부터 출력되는 가스의 유량이 지정된 유량으로 설정된다. 이 공정 ST2의 실행에 의해, 설정된 유량으로 제1 유량 제어기(61)로부터 출력된 가스가, 가스 토출부(30)에 공급되고, 또한 제1 유량 제어기(61)와 가스 토출부(30) 사이에서 분기되어 유량 제어기(81)의 내부의 유로(FP)에 공급된다.
이어지는 공정 ST3에서는, 유량 제어기(81)의 압력계(P)에 의해 측정된 압력의 값이 안정되었는지의 여부가 판정된다. 예컨대, 압력계(P)에 의해 측정된 압력의 값의 변동량이 소정값 이하인지의 여부가 판정된다. 공정 ST3에 있어서 압력의 값이 안정되지 않았다고 판정되는 경우에는, 소정 시간의 경과 후에 다시 공정 ST3이 실행된다. 한편, 공정 ST3에 있어서 압력의 값이 안정되었다고 판정되는 경우에는, 공정 ST4가 실행된다.
공정 ST4에서는, 제1 유량 제어기(61)로부터 출력된 가스가 가스 토출부(30) 및 유량 제어기(81)의 내부의 유로(FP)에 공급되어 있는 상태에서, 유량 제어기(81)의 압력계(P)를 이용하여, 유량 제어기(81)의 내부의 유로(FP)에 있어서의 압력을 나타내는 측정값이 취득된다. 일 실시형태에서는, 공정 ST4에 있어서 취득되는 측정값은, 유량 제어기(81)의 유로(FP)에 있어서의 압력의 복수의 순시값의 평균값일 수 있다. 복수의 순시값은, 예컨대 10초간의 시간 길이에 있어서 취득된다.
이어지는 공정 ST5에서는, 복수의 상이한 유량 모두를 이용한 검사가 완료되었는지의 여부가 판정된다. 구체적으로는, 복수의 상이한 유량 모두가 제1 유량 제어기(61)에 지정되었는지의 여부가 판정된다. 공정 ST5에 있어서, 모든 유량을 이용한 검사가 완료되지 않았다고 판정되는 경우에는, 다시 공정 ST2로부터의 처리가 실행된다. 다시 실행되는 공정 ST2에서는, 제1 유량 제어기(61)로부터 출력되는 가스의 유량이, 복수의 상이한 유량 중 검사에 이용되지 않은 다른 유량으로 설정된다. 이와 같이 공정 ST2 및 공정 ST4를 포함하는 시퀀스 SQ가 반복됨으로써, 복수 개의 측정값을 얻을 수 있다.
한편, 공정 ST5에 있어서, 모든 유량을 이용한 검사가 완료된 것으로 판정되는 경우에는, 공정 ST6이 실행된다. 공정 ST6에서는, 복수 개의 측정값이, 복수 개의 기준값과 각각 비교된다. 예컨대, 복수 개의 측정값 중 적어도 하나가, 복수 개의 기준값 중 대응하는 기준값에 대해 크게 상이한 경우에는, 샤워 플레이트(34)의 이상이 검출된다. 보다 구체적으로는, 복수 개의 측정값 중 적어도 하나와 대응하는 기준값 사이의 차의 절대값이 임계값보다 큰 경우에는, 샤워 플레이트(34)의 이상이 검출된다. 혹은, 복수 개의 측정값과 복수 개의 기준값의 각각의 차의 절대값의 총합이 임계값보다 큰 경우에는, 샤워 플레이트(34)의 이상이 검출된다.
복수 개의 기준값은, 미리 준비된 수치이다. 제1 예에서는, 복수 개의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10)에 샤워 플레이트(34)가 초기에 도입되었을 때에, 방법 MT1을 실행함으로써 취득된 복수 개의 측정값이다. 제2 예에서는, 복수 개의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10)와 동일한 구성을 갖고, 플라즈마 처리 장치(10)와 함께 동일한 처리를 병렬적으로 실행하는 다른 플라즈마 처리 장치에 대해 방법 MT1을 적용함으로써 취득된 복수 개의 측정값이다. 제3 예에서는, 복수 개의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10)와 동일한 구성을 갖는 기준의 플라즈마 처리 장치에 대해 방법 MT1을 적용함으로써 취득된 복수 개의 측정값이다. 한편, 기준의 플라즈마 처리 장치는, 설계값과 대략 동일한 직경을 갖는 복수의 가스 토출 구멍이 형성된 샤워 플레이트를 가질 수 있다.
가스 토출부(30)의 상류측[제1 유량 제어기(61)측]의 압력은, 샤워 플레이트(34)의 가스 토출 구멍(35)의 직경이 작으면 높아지고, 상기 직경이 크면 낮아진다. 즉, 가스 토출부(30)의 상류측의 압력은, 샤워 플레이트(34)의 가스 토출 구멍(35)의 직경의 크기를 반영한다. 방법 MT1에서는, 제1 유량 제어기(61)로부터 출력되는 가스가, 가스 토출부(30)에 더하여, 유량 제어기(81)의 내부의 유로(FP)에도 공급된다. 유량 제어기(81)는 압력 제어식의 유량 제어기이기 때문에, 압력계(P)를 갖는다. 압력계(P)에 의해 얻어지는 측정값은, 유량 제어기(81)의 내부의 유로(FP)에 있어서의 압력을 나타내는 값이며, 가스 토출부(30)의 상류측의 압력을 나타내는 값이다. 따라서, 방법 MT1에 의하면, 샤워 플레이트(34)의 가스 토출 구멍(35)의 직경의 크기를 반영하는 측정값을 얻을 수 있다. 그러므로, 방법 MT1에 의하면, 샤워 플레이트(34)를 검사하는 것이 가능해진다.
전술한 바와 같이, 일 실시형태에서는, 측정값은, 압력계(P)에 의해 측정되는 압력의 복수의 순시값의 평균값이다. 이 실시형태에서는, 유량 제어기(81)의 압력계(P)의 측정 정밀도에 기인한 오차가 억제된다.
또한, 전술한 바와 같이, 일 실시형태에서는, 유량 제어기(81)로부터 샤워 플레이트(34)의 챔버(12c)측의 개구단까지의 사이의 유로 길이는 1.5 m 이하이다. 이 실시형태에서는, 압력계(P)에 의해 측정되는 압력이, 가스 토출 구멍(35)의 직경의 변화에 따라 크게 변화한다. 따라서, 가스 토출 구멍(35)의 직경의 변화를 고감도로 검출하는 것이 가능해진다.
또한, 전술한 제1 예의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10)에 샤워 플레이트(34)가 초기에 도입되었을 때에, 방법 MT1을 실행함으로써 취득된 측정값이다. 이러한 제1 예의 기준값과 측정값을 비교함으로써, 샤워 플레이트(34)의 열화의 유무가 검출된다.
또한, 전술한 제2 예의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10)와 동일한 구성을 갖고, 플라즈마 처리 장치(10)와 함께 동일한 처리를 병렬적으로 실행하는 다른 플라즈마 처리 장치에 대해 방법 MT1을 적용함으로써 취득된 측정값이다. 이러한 제2 예의 기준값과 측정값을 비교함으로써, 샤워 플레이트에 관한 복수의 플라즈마 처리 장치의 기차(機差)의 유무가 검출된다.
또한, 전술한 제3 예의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10)와 동일한 구성을 갖는 기준의 플라즈마 처리 장치에 대해 방법 MT1을 적용함으로써 취득된 측정값이다. 기준의 플라즈마 처리 장치는, 설계값과 대략 동일한 직경을 갖는 복수의 가스 토출 구멍이 형성된 샤워 플레이트를 가질 수 있다. 이러한 제3 예의 기준값과 측정값을 비교함으로써, 플라즈마 처리 장치(10)의 샤워 플레이트(34)의 가스 토출 구멍(35)의 직경과 설계값의 차이의 유무가 검출될 수 있다.
이하, 유량 제어기(81)로부터 샤워 플레이트(34)의 챔버(12c)측의 개구단까지의 유로 길이(L)에 대한 제1~제8 시뮬레이션의 결과에 대해 설명한다. 제1~제8 시뮬레이션에서는, 플라즈마 처리 장치(10)의 공통 배관(65), 제1 배관(78a, 78b, 78c) 및 제2 배관(85)의 내경을 2.175 ㎜로 설정하였다. 제1 및 제5 시뮬레이션에서는 유로 길이(L)를 1 m로, 제2 및 제6 시뮬레이션에서는 유로 길이(L)를 1.5 m로, 제3 및 제7 시뮬레이션에서는 유로 길이(L)를 3 m로, 제4 및 제8 시뮬레이션에서는 유로 길이(L)를 4 m로 설정하였다.
그리고, 제1~제8 시뮬레이션에서는, 공정 ST1에 대해 전술한 바와 같이 플라즈마 처리 장치(10)의 여러 가지 밸브의 개폐 상태가 설정되고, 또한 1000 sccm의 유량의 가스가 제1 유량 제어기(61)로부터 출력되고 있을 때의 샤워 플레이트 바로 위의 가스 확산실의 압력의 실측값으로부터, 유량 제어기(81)의 내부의 유로(FP)의 압력을 산출하였다. 한편, 제1~제4 시뮬레이션에 이용한 압력의 실측값을 얻었을 때의 샤워 플레이트의 가스 토출 구멍의 직경은 약 0.8 ㎜였다. 또한, 제5~제8 시뮬레이션에 이용한 압력의 실측값을 얻었을 때의 샤워 플레이트의 가스 토출 구멍의 직경은 약 0.5 ㎜였다. 또한, 제1 시뮬레이션의 압력과 제5 시뮬레이션의 압력의 차의 절대값, 제2 시뮬레이션의 압력과 제6 시뮬레이션의 압력의 차의 절대값, 제3 시뮬레이션의 압력과 제7 시뮬레이션의 압력의 차의 절대값, 제4 시뮬레이션의 압력과 제8 시뮬레이션의 압력의 차의 절대값을 구하였다.
그 결과, 제1 시뮬레이션의 압력과 제5 시뮬레이션의 압력의 차의 절대값, 제2 시뮬레이션의 압력과 제6 시뮬레이션의 압력의 차의 절대값, 제3 시뮬레이션의 압력과 제7 시뮬레이션의 압력의 차의 절대값, 제4 시뮬레이션의 압력과 제8 시뮬레이션의 압력의 차의 절대값은 각각, 0.63 Torr, 0.52 Torr, 0.38 Torr, 0.33 Torr였다. 유량 제어기(81)의 압력계(P)의 측정 정밀도는 ±0.2 Torr이기 때문에, 전술한 압력의 차의 절대값으로서 0.4 Torr보다 큰 차를 얻을 수 있는 유로 길이(L)이면, 제1~제4 시뮬레이션에서 설정한 가스 토출 구멍의 직경과 제5~제8 시뮬레이션에서 설정한 가스 토출 구멍의 직경의 차이를 검출 가능하다. 따라서, 제1~제8 시뮬레이션으로부터, 유로 길이(L)는 1.5 m 이하인 것이 바람직한 것이 확인되었다.
이하, 방법 MT1을 적용 가능한 다른 플라즈마 처리 장치에 대해 설명한다. 도 5는 도 1에 도시된 방법을 적용 가능한 다른 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 제2 배관(85)이 플로우 스플리터(70)와 가스 토출부(30) 사이의 제1 배관(78a)에 접속되어 있으나, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 배관(85)은 플로우 스플리터(70)의 상류측의 배관에 접속되어 있어도 좋다. 구체적으로는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 배관(85)은, 제1 배관(78a)이 아니라 공통 배관(65)에 접속되어 있어도 좋다. 도 5에 도시된 플라즈마 처리 장치(10A)에 있어서도, 유량 제어기(81)로부터 샤워 플레이트(34)의 챔버(12c)측의 개구단까지의 유로 길이는, 1.5 m 이하로 설정될 수 있다.
이하, 다른 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법에 대해 설명한다. 도 6은 다른 실시형태에 따른 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법을 도시한 흐름도이다. 도 6에 도시된 방법 MT2에서는, 복수의 가스 토출 구멍군의 각각에 대해, 샤워 플레이트를 검사하기 위해서 실시된다. 이하, 방법 MT2의 상세한 설명에 앞서, 방법 MT2를 적용 가능한 플라즈마 처리 장치의 예에 대해 설명한다.
도 7은 도 6에 도시된 방법을 적용 가능한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 플라즈마 처리 장치(10B)는, 유량 제어기(81)를 대신하여, 복수의 유량 제어기(81a, 81b, 81c)를 구비하고 있는 점에서, 플라즈마 처리 장치(10)와 상이하다. 이들 유량 제어기(81a, 81b, 81c)는, 방법 MT2에 있어서 제2 유량 제어기로서 순서대로 이용된다.
유량 제어기(81a, 81b, 81c)의 각각은, 가스의 유량을 제어하는 장치이다. 유량 제어기(81a, 81b, 81c)의 각각으로부터 출력되는 가스는, 제1 유량 제어기(61)의 하류 또한 가스 토출부(30)의 상류에 있어서, 제1 유량 제어기(61)로부터 출력되는 가스에 첨가되도록 되어 있다. 유량 제어기(81a)는, 1차측의 밸브(82a)를 통해 가스 소스(84a)에 접속되어 있다. 유량 제어기(81a)는, 2차측의 밸브(83a), 및 제2 배관(85a)을 통해, 제1 배관(78a)에 접속되어 있다. 유량 제어기(81b)는, 1차측의 밸브(82b)를 통해 가스 소스(84b)에 접속되어 있다. 유량 제어기(81b)는, 2차측의 밸브(83b), 및 제2 배관(85b)을 통해, 제1 배관(78b)에 접속되어 있다. 유량 제어기(81c)는, 1차측의 밸브(82c)를 통해 가스 소스(84c)에 접속되어 있다. 유량 제어기(81c)는, 2차측의 밸브(83c), 및 제2 배관(85c)을 통해, 제1 배관(78c)에 접속되어 있다.
일 실시형태에서는, 유량 제어기(81a, 81b, 81c)의 각각으로부터 샤워 플레이트(34)의 챔버(12c)측의 개구단까지의 유로 길이는 1.5 m 이하이다. 구체적으로, 플라즈마 처리 장치(10B)에서는, 유량 제어기(81a)의 출력단으로부터, 제2 배관(85a), 제1 배관(78a), 및 가스 확산실(37a)을 통한 가스 토출 구멍군(Ga)의 복수의 가스 토출 구멍(35)의 챔버(12c)측의 개구단까지의 최단의 유로 길이가 1.5 m 이하이다. 또한, 유량 제어기(81b)의 출력단으로부터, 제2 배관(85b), 제1 배관(78b), 및 가스 확산실(37b)을 통한 가스 토출 구멍군(Gb)의 복수의 가스 토출 구멍(35)의 챔버(12c)측의 개구단까지의 최단의 유로 길이가 1.5 m 이하이다. 또한, 유량 제어기(81c)의 출력단으로부터, 제2 배관(85c), 제1 배관(78c), 및 가스 확산실(37c)을 통한 가스 토출 구멍군(Gc)의 복수의 가스 토출 구멍(35)의 챔버(12c)측의 개구단까지의 최단의 유로 길이가 1.5 m 이하이다.
유량 제어기(81a, 81b, 81c)의 각각은, 압력 제어식의 유량 제어기이다. 유량 제어기(81a, 81b, 81c)의 각각에는, 도 3에 도시된 유량 제어기(FC1) 또는 도 4에 도시된 유량 제어기(FC2)가 이용된다.
한편, 플라즈마 처리 장치(10B)의 제어부(Cnt)는, 방법 MT2에 있어서, 플라즈마 처리 장치(10B)의 각부를 제어하고, 또한 방법 MT2에 있어서의 후술하는 연산을 실행해도 좋다.
이하, 플라즈마 처리 장치(10B)에 적용되는 경우를 예로 들어, 방법 MT2에 대해 상세히 설명한다. 한편, 방법 MT2에서는, 압력의 측정에 유량 제어기(81a, 81b, 81c) 각각의 압력계가 이용된다. 유량 제어기(81a, 81b, 81c)의 각각에는, 유량 제어기(FC1) 및 유량 제어기(FC2) 중 어느 하나가 이용된다. 유량 제어기(81a, 81b, 81c)의 각각에 유량 제어기(FC1)가 이용되는 경우에는, 방법 MT2에서의 압력의 측정에 이용되는 압력계는, 압력계(Pa) 및 압력계(Pb) 중의 어느 것이어도 좋다. 또한, 유량 제어기(81a, 81b, 81c)의 각각으로서 유량 제어기(FC2)가 이용되는 경우에는, 방법 MT2에서의 압력의 측정에 이용되는 압력계는, 압력계(Pa)이다. 이하의 설명에서는, 방법 MT2에 있어서 압력의 측정에 이용되는 유량 제어기(81a, 81b, 81c)의 각각의 압력계를, 「압력계(P)」라고 한다.
방법 MT2에서는, 공정 ST11~공정 ST15를 포함하는 시퀀스 SQ1이 복수 회 실행된다. 복수 회 실행되는 시퀀스 SQ1에서는, 복수의 가스 토출 구멍군(Ga, Gb, Gc)이 순서대로 선택된다. 이하에 설명하는 예에서는, 1회째의 시퀀스 SQ1에 있어서 가스 토출 구멍군(Ga)이 검사 대상으로서 선택되고, 2회째의 시퀀스 SQ1에 있어서 가스 토출 구멍군(Gb)이 검사 대상으로서 선택되며, 3회째의 시퀀스 SQ1에 있어서 가스 토출 구멍군(Gc)이 검사 대상으로서 선택되는 것으로 한다. 한편, 복수의 가스 토출 구멍군(Ga, Gb, Gc)을 선택하는 순서는 임의의 순서일 수 있다.
각 회의 시퀀스 SQ1에서는, 공정 ST11이 실행된다. 공정 ST11에서는, 여러 가지 밸브의 설정이 행해진다. 구체적으로는, 제1 유량 제어기(61)의 1차측의 밸브(62) 및 2차측의 밸브(63)가 개방된다. 또한, 플로우 스플리터(70)의 가스 라인(74a, 74b, 74c) 중, 선택된 가스 토출 구멍군에 가스를 공급하는 가스 라인의 2개의 밸브가 개방되고, 다른 가스 라인의 2개의 밸브가 폐쇄된다. 예컨대, 1회째의 시퀀스 SQ1의 공정 ST11에서는, 가스 라인(74a)의 2개의 밸브(76a, 77a)가 개방되고, 밸브(76b, 77b) 및 밸브(76c, 77c)가 폐쇄된다. 2회째의 시퀀스 SQ1의 공정 ST11에서는, 가스 라인(74b)의 2개의 밸브(76b, 77b)가 개방되고, 밸브(76a, 77a) 및 밸브(76c, 77c)가 폐쇄된다. 3회째의 시퀀스 SQ1의 공정 ST11에서는, 가스 라인(74c)의 2개의 밸브(76c, 77c)가 개방되고, 밸브(76a, 77a) 및 밸브(76b, 77b)가 폐쇄된다.
또한, 공정 ST11에서는, 복수의 제1 배관(78a, 78b, 78c) 중, 선택된 가스 토출 구멍군에 접속되어 있는 하나의 제1 배관(이하, 「제1 배관(78S)」이라고 함)에 접속된, 유량 제어기(81a, 81b, 81c) 중의 하나의 유량 제어기(이하, 「유량 제어기(81S)」라고 함)의 1차측의 밸브가 폐쇄되고, 유량 제어기(81S)의 2차측의 밸브가 개방된다. 또한, 유량 제어기(81a, 81b, 81c) 중 유량 제어기(81S) 이외의 유량 제어기의 1차측의 밸브 및 2차측의 밸브가 폐쇄된다. 예컨대, 1회째의 시퀀스 SQ1의 공정 ST11에서는, 유량 제어기(81a)의 2차측의 밸브(83a)가 개방되고, 밸브(82a, 82b, 83b, 82c, 83c)가 폐쇄된다. 2회째의 시퀀스 SQ1의 공정 ST11에서는, 유량 제어기(81b)의 2차측의 밸브(83b)가 개방되고, 밸브(82a, 83a, 82b, 82c, 83c)가 폐쇄된다. 3회째의 시퀀스 SQ1의 공정 ST11에서는, 유량 제어기(81c)의 2차측의 밸브(83c)가 개방되고, 밸브(82a, 83a, 82b, 83b, 82c)가 폐쇄된다.
이어지는 공정 ST12에서는, 제1 유량 제어기(61)로부터 출력되는 가스의 유량이 지정된 유량으로 설정된다. 이 공정 ST12의 실행에 의해, 제1 유량 제어기(61)로부터 출력된 가스는, 제1 배관(78S)을 통해 가스 토출부(30)에 공급되고, 또한, 상기 제1 배관(78S)에 접속되어 있는 유량 제어기(81S)의 내부의 유로(FP)에 공급된다.
이어지는 공정 ST13에서는, 유량 제어기(81S)의 압력계(P)에 의해 측정된 압력의 값이 안정되었는지의 여부가 판정된다. 일례에서는, 유량 제어기(81S)의 압력계(P)에 의해 측정된 압력의 값의 변동량이 소정값 이하인지의 여부가 판정된다. 예컨대, 1회째의 시퀀스 SQ1의 공정 ST13에서는, 유량 제어기(81a)의 압력계(P)에 의해 측정된 압력의 값이 안정되었는지의 여부가 판정된다. 2회째의 시퀀스 SQ1의 공정 ST13에서는, 유량 제어기(81b)의 압력계(P)에 의해 측정된 압력의 값이 안정되었는지의 여부가 판정된다. 3회째의 시퀀스 SQ1의 공정 ST13에서는, 유량 제어기(81c)의 압력계(P)에 의해 측정된 압력의 값이 안정되었는지의 여부가 판정된다.
공정 ST13에 있어서 압력의 값이 안정되지 않았다고 판정되는 경우에는, 소정 시간의 경과 후에 다시 공정 ST13이 실행된다. 한편, 공정 ST13에 있어서 압력의 값이 안정되었다고 판정되는 경우에는, 공정 ST14가 실행된다.
공정 ST14에서는, 제1 유량 제어기(61)로부터 출력된 가스가 가스 토출부(30) 및 유량 제어기(81S)의 내부의 유로(FP)에 공급되어 있는 상태에서, 유량 제어기(81S)의 압력계(P)를 이용하여, 상기 유량 제어기(81S)의 내부의 유로(FP)에 있어서의 압력을 나타내는 측정값이 취득된다. 일 실시형태에서는, 공정 ST14에 있어서 취득되는 측정값은, 유량 제어기(81S)의 유로(FP)에 있어서의 압력의 복수의 순시값의 평균값일 수 있다. 이들 복수의 순시값은, 예컨대 10초간의 시간 길이에 있어서 취득된다.
이어지는 공정 ST15에서는, 복수의 상이한 유량 모두를 이용한 검사가 완료되었는지의 여부가 판정된다. 구체적으로는, 복수의 상이한 유량 모두가 제1 유량 제어기(61)에 지정되었는지의 여부가 판정된다. 공정 ST15에 있어서, 모든 유량을 이용한 검사가 완료되지 않았다고 판정되는 경우에는, 다시 공정 ST12로부터의 처리가 실행된다. 다시 실행되는 공정 ST12에서는, 제1 유량 제어기(61)로부터 출력되는 가스의 유량이, 복수의 상이한 유량 중 검사에 이용되지 않은 다른 유량으로 설정된다. 이와 같이 공정 ST12 및 공정 ST14를 포함하는 시퀀스 SQ2가 반복됨으로써, 복수 개의 측정값을 얻을 수 있다.
한편, 공정 ST15에 있어서, 모든 유량을 이용한 검사가 완료된 것으로 판정되는 경우에는, 공정 ST16이 실행된다. 공정 ST16에서는, 모든 가스 토출 구멍군의 선택이 완료되었는지의 여부가 판정된다. 모든 가스 토출 구멍군의 선택이 완료되지 않은 경우에는, 아직 선택되지 않은 가스 토출 구멍군이 선택되고, 시퀀스 SQ1의 각 공정이 다시 실행된다. 한편, 공정 ST16에 있어서, 모든 가스 토출 구멍군의 선택이 완료된 것으로 판정되는 경우에는, 공정 ST17로 처리가 이행된다. 이와 같이, 방법 MT2에서는, 공정 ST17의 실행 전에, 복수의 가스 토출 구멍군(Ga, Gb, Gc)의 각각에 대해, 복수 개의 측정값을 얻을 수 있다. 즉, 복수 세트의 측정값을 얻을 수 있다.
공정 ST17에서는, 복수 세트의 측정값이 각각, 미리 준비된 복수 세트의 기준값과 비교된다. 즉, 복수의 가스 토출 구멍군(Ga, Gb, Gc)의 각각에 대해 취득된 복수 개의 측정값이, 복수의 가스 토출 구멍군(Ga, Gb, Gc)의 각각에 대해 미리 준비된 대응하는 복수 개의 기준값과 각각 비교된다. 예컨대, 복수 세트의 측정값 중 적어도 하나가, 대응하는 기준값에 대해 크게 상이한 경우에는, 샤워 플레이트(34)의 이상이 검출된다. 보다 구체적으로는, 복수 세트의 측정값 중 적어도 하나와 대응하는 기준값 사이의 차의 절대값이 임계값보다 큰 경우에는, 샤워 플레이트(34)의 이상이 검출된다. 혹은, 복수 세트의 측정값과 복수 세트의 기준값의 각각의 차의 절대값의 총합이 임계값보다 큰 경우에는, 샤워 플레이트(34)의 이상이 검출된다.
제1 예에서는, 복수 세트의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10B)에 샤워 플레이트(34)가 초기에 도입되었을 때에, 방법 MT2를 실행함으로써 취득된 복수 세트의 측정값이다. 제2 예에서는, 복수 세트의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10B)와 동일한 구성을 갖고, 플라즈마 처리 장치(10B)와 함께 동일한 처리를 병렬적으로 실행하는 다른 플라즈마 처리 장치에 대해 방법 MT2를 적용함으로써 취득된 복수 세트의 측정값이다. 제3 예에서는, 복수 세트의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10B)와 동일한 구성을 갖는 기준의 플라즈마 처리 장치에 대해 방법 MT2를 적용함으로써 취득된 복수 세트의 측정값이다. 한편, 기준의 플라즈마 처리 장치는, 설계값과 대략 동일한 직경을 갖는 복수의 가스 토출 구멍이 형성된 샤워 플레이트를 가질 수 있다.
이러한 방법 MT2에 의하면, 방법 MT1과 마찬가지로, 샤워 플레이트(34)를 검사하는 것이 가능해진다. 또한, 방법 MT2에서는, 복수의 가스 토출 구멍군의 각각의 가스 토출 구멍의 직경을 반영하는 압력의 측정값이 취득된다. 따라서, 샤워 플레이트(34)의 직경 방향에 있어서의 가스 토출 구멍의 직경의 분포를 반영하는 몇 개의 측정값을 얻을 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 일 실시형태에서는, 측정값은, 압력계(P)에 의해 측정되는 압력의 복수의 순시값의 평균값이다. 따라서, 이 실시형태에서는, 압력계(P)의 측정 정밀도에 기인한 오차가 억제된다.
또한, 전술한 바와 같이, 일 실시형태에서는, 유량 제어기(81a, 81b, 81c)의 각각으로부터 샤워 플레이트(34)의 챔버(12c)측의 개구단까지의 사이의 유로 길이는 1.5 m 이하이다. 이 실시형태에서는, 압력계(P)에 의해 측정되는 압력이, 가스 토출 구멍(35)의 직경의 변화에 따라 크게 변화한다. 따라서, 가스 토출 구멍(35)의 직경의 변화를 고감도로 검출하는 것이 가능해진다.
또한, 전술한 제1 예의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10B)에 샤워 플레이트(34)가 초기에 도입되었을 때에, 방법 MT2를 실행함으로써 취득된 측정값이다. 따라서, 이러한 제1 예의 기준값과 측정값을 비교함으로써, 샤워 플레이트(34)의 열화의 유무가 검출된다.
또한, 전술한 제2 예의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10B)와 동일한 구성을 갖고, 플라즈마 처리 장치(10B)와 함께 동일한 처리를 병렬적으로 실행하는 다른 플라즈마 처리 장치에 대해 방법 MT2를 적용함으로써 취득된 측정값이다. 따라서, 이러한 제2 예의 기준값과 측정값을 비교함으로써, 샤워 플레이트에 관한 복수의 플라즈마 처리 장치의 기차의 유무가 검출된다.
또한, 전술한 제3 예의 기준값은, 플라즈마 처리 장치(10B)와 동일한 구성을 갖는 기준의 플라즈마 처리 장치에 대해 방법 MT2를 적용함으로써 취득된 측정값이다. 기준의 플라즈마 처리 장치는, 설계값과 대략 동일한 직경을 갖는 복수의 가스 토출 구멍이 형성된 샤워 플레이트를 가질 수 있다. 따라서, 이러한 제3 예의 기준값과 측정값을 비교함으로써, 플라즈마 처리 장치(10B)의 샤워 플레이트(34)의 가스 토출 구멍(35)의 직경과 설계값의 차이의 유무가 검출될 수 있다.
이상, 여러 가지 실시형태에 대해 설명해 왔으나, 전술한 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지 변형 양태를 구성 가능하다. 예컨대, 플라즈마 처리 장치(10)로부터는 플로우 스플리터(70)가 생략되어 있어도 좋다. 이 경우에는, 샤워 플레이트(34)의 복수의 가스 토출 구멍(35)이 단일의 가스 확산실에 접속되어 있어도 좋고, 제2 배관(85)은, 밸브(63)와 상기 단일의 가스 확산실을 접속하는 배관에 접속되어 있어도 좋다. 혹은, 제1 유량 제어기(61)와 동일한 복수의 제1 유량 제어기로부터 출력되는 가스가 각각, 복수의 가스 확산실에 공급되도록 되어 있어도 좋고, 제2 배관(85)은 복수의 제1 유량 제어기와 복수의 가스 확산실을 각각 접속하는 복수의 배관 중 어느 하나에 접속되어 있어도 좋다.
10, 10A, 10B: 플라즈마 처리 장치 12: 챔버 본체
12c: 챔버 16: 배치대
30: 가스 토출부 34: 샤워 플레이트
35: 가스 토출 구멍 Ga, Gb, Gc: 가스 토출 구멍군
61: 제1 유량 제어기 70: 플로우 스플리터
71: 입력 72a, 72b, 72c: 출력
78a, 78b, 78c: 제1 배관
81, 81a, 81b, 81c: 유량 제어기 FP: 유로
P, Pa, Pb: 압력계 85, 85a, 85b, 85c: 제2 배관

Claims (8)

  1. 플라즈마 처리 장치의 샤워 플레이트를 검사하는 방법으로서,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    챔버 본체와,
    상기 챔버 본체에 의해 제공되는 챔버 내에 설치된 배치대와,
    상기 배치대의 상방에 설치되어 있고 복수의 가스 토출 구멍이 형성된 상기 샤워 플레이트를 갖는 가스 토출부
    를 구비하고, 상기 방법은,
    제1 유량 제어기로부터 출력되는 가스의 유량을 설정하는 공정과,
    설정된 상기 유량으로 상기 제1 유량 제어기로부터 출력된 가스가 상기 가스 토출부에 공급되고, 상기 제1 유량 제어기와 상기 가스 토출부 사이에서 분기되어 압력 제어식의 제2 유량 제어기의 내부의 유로에 공급되어 있는 상태에서, 상기 제2 유량 제어기의 압력계를 이용하여, 상기 제2 유량 제어기의 내부의 상기 유로에 있어서의 압력을 나타내는 측정값을 취득하는 공정
    을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 측정값은, 상기 압력의 복수의 순시값(瞬蒔値)의 평균값인 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 유량 제어기로부터 상기 샤워 플레이트의 상기 챔버측의 개구단까지의 사이의 유로 길이는 1.5 m 이하인 것인 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 가스 토출 구멍은, 복수의 가스 토출 구멍군을 구성하고,
    상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 제1 유량 제어기에 접속된 입력, 및 상기 복수의 가스 토출 구멍군에 각각 접속된 복수의 출력을 갖는 플로우 스플리터를 더 구비하며,
    상기 제2 유량 제어기로부터 연장되는 배관이, 상기 복수의 출력 중 하나와 상기 복수의 가스 토출 구멍군 중 하나의 가스 토출 구멍군을 접속하는 배관에 접속되어 있는 것인 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 가스 토출 구멍은, 복수의 가스 토출 구멍군을 구성하고,
    상기 플라즈마 처리 장치는, 상기 제1 유량 제어기에 접속된 입력, 및 상기 복수의 가스 토출 구멍군에 각각 접속된 복수의 출력을 갖는 플로우 스플리터를 더 구비하며,
    상기 제2 유량 제어기로부터 연장되는 배관이, 상기 플로우 스플리터의 상기 입력과 상기 제1 유량 제어기를 접속하는 배관에 접속되어 있는 것인 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 가스 토출 구멍은, 복수의 가스 토출 구멍군을 구성하고, 상기 복수의 가스 토출 구멍군은, 상기 샤워 플레이트의 판 두께 방향으로 연장되는 축선에 대해 동축의 상기 샤워 플레이트의 복수의 영역에 각각 형성되어 있으며,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    상기 제1 유량 제어기에 접속된 입력, 및 상기 복수의 가스 토출 구멍군에 각각 접속된 복수의 출력을 갖는 플로우 스플리터와,
    상기 플로우 스플리터의 상기 복수의 출력과 상기 복수의 가스 토출 구멍군을 각각 접속하는 복수의 제1 배관과,
    압력 제어식의 복수의 유량 제어기와,
    상기 복수의 유량 제어기와 상기 복수의 제1 배관을 각각 접속하는 복수의 제2 배관
    을 더 구비하고,
    측정값을 취득하는 상기 공정에 있어서, 설정된 상기 유량으로 상기 제1 유량 제어기로부터 출력된 상기 가스가, 상기 복수의 가스 토출 구멍군 중 선택된 하나의 가스 토출 구멍군에 접속된 상기 복수의 제1 배관 중의 하나의 제1 배관을 통해 상기 가스 토출부에 공급되고, 상기 제2 유량 제어기로서 상기 복수의 유량 제어기 중 상기 하나의 제1 배관에 접속되어 있는 하나의 유량 제어기의 내부의 유로에 공급되어 있는 상태에서, 상기 하나의 유량 제어기의 압력계를 이용하여, 상기 하나의 유량 제어기의 내부의 상기 유로에 있어서의 압력을 나타내는 측정값이 취득되며,
    측정값을 취득하는 상기 공정이, 상기 복수의 가스 토출 구멍군이 상기 하나의 가스 토출 구멍군으로서 순차 선택됨으로써 실행되는 것인 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측정값을 미리 준비된 기준값과 비교하는 공정을 더 포함하는 것인 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유량을 설정하는 상기 공정 및 측정값을 취득하는 상기 공정을 포함하는 시퀀스가 상기 유량으로서 상이한 유량을 이용하여 반복됨으로써, 상기 측정값을 포함하는 복수의 측정값이 취득되는 것인 방법.
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