KR102415608B1 - 기판 처리 장치의 유량 제어기에 의하여 출력되는 가스의 출력 유량을 구하는 방법 - Google Patents

기판 처리 장치의 유량 제어기에 의하여 출력되는 가스의 출력 유량을 구하는 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시형태의 방법에서는, 유량 제어기에 지정되는 설정 유량에 따라 제1 압력 센서 및 제2 압력 센서로부터 압력 센서가 선택된다. 제2 압력 센서가 측정할 수 있는 최대 압력은 제1 압력 센서가 측정할 수 있는 최대 압력보다 크다. 또, 설정 유량에 따라, 도달해야 하는 챔버의 최대 압력이 결정된다. 설정 유량에 따른 출력 유량으로 유량 제어기로부터 챔버에 대한 가스의 출력이 개시되고, 챔버와 배기 장치 사이에 마련된 압력 제어기가 폐쇄된 후, 목표 압력에 도달할 때까지 동안, 선택된 압력 센서에 의하여 챔버의 압력이 측정된다. 그리고, 시간에 대한 챔버의 압력 상승률로부터, 유량 제어기의 출력 유량이 구해진다.

Description

기판 처리 장치의 유량 제어기에 의하여 출력되는 가스의 출력 유량을 구하는 방법{METHOD OF DETERMINING OUTPUT FLOW RATE OF GAS OUTPUT BY FLOW RATE CONTROLLER OF SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시의 실시형태는, 기판 처리 장치의 유량 제어기에 의하여 출력되는 가스의 출력 유량을 구하는 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는 기판 처리 장치가 이용되고 있다. 기판 처리 장치를 이용한 기판 처리에서는, 통상, 기판이 챔버 내에 배치되고, 당해 챔버에 가스가 공급된다. 챔버에 공급되는 가스의 유량은, 유량 제어기에 의하여 제어된다. 유량 제어기는, 지정된 설정 유량에 따라 가스의 출력 유량을 제어한다.
챔버에 공급되는 가스의 유량은, 기판 처리의 프로세스 결과에 영향을 주는 중요한 인자이다. 따라서, 유량 제어기의 출력 유량은 적시에 교정되지 않으면 안 된다. 그러기 위해서는, 유량 제어기의 출력 유량을 구하는 것이 필요하다. 유량 제어기의 출력 유량을 구하는 방법으로서는, 이른바 빌드업법이 알려져 있다. 빌드업법에 대해서는, 일본 공개특허공보 2002-296096호 및 일본 특허공보 5538119호에 기재되어 있다.
빌드업법에서는, 설정 유량에 따른 출력 유량으로 유량 제어기로부터 가스가 출력되고, 당해 가스가, 이미 알려진 용적을 갖는 탱크의 내부 공간에 공급된다. 그리고, 탱크에 대한 가스의 공급 중에, 당해 내부 공간의 압력 측정값이 압력 센서에 의하여 취득된다. 그리고, 취득된 측정값으로부터, 시간에 대한 당해 내부 공간의 압력 상승률이 구해지고, 당해 압력 상승률을 이용하여 출력 유량이 구해진다. 또한, 빌드업법에 있어서 이용되는 탱크로서는, 기판 처리 장치의 챔버 본체가 이용되는 경우가 있거나, 혹은 빌드업법에 전용 탱크가 이용되는 경우도 있다.
빌드업법에서는 압력 상승률을 구할 필요가 있으므로, 유량 제어기의 출력 유량을 양호한 정밀도로 구하기 위해서는, 압력이 초기의 압력으로부터 최종의 압력에 도달할 때까지의 기간의 시간 길이로서 충분한 시간 길이가 확보될 필요가 있다. 그러나, 유량 제어기가 대유량 가스를 챔버에 출력하는 경우에는, 챔버의 압력이 급격하게 상승하므로, 초기의 압력으로부터 최종의 압력에 도달할 때까지의 기간의 시간 길이로서 충분한 시간 길이를 확보할 수 없다. 결과적으로, 유량 제어기가 대유량 가스를 챔버에 출력하는 경우에는, 양호한 정밀도로 출력 유량을 요구할 수 없다. 따라서, 유량 제어기가 대유량 가스를 챔버에 출력하는 경우여도, 유량 제어기의 출력 유량을 양호한 정밀도로 구하는 것이 요구된다.
일 양태에 있어서는, 기판 처리 장치의 유량 제어기에 의하여 출력되는 가스의 출력 유량을 구하는 방법이 제공된다. 기판 처리 장치는, 챔버 본체, 유량 제어기, 압력 제어기, 배기 장치, 제1 압력 센서, 및 제2 압력 센서를 구비한다. 챔버 본체는, 그 내부 공간을 챔버로서 제공한다. 유량 제어기는, 지정되는 설정 유량에 따라 챔버에 공급하는 가스의 출력 유량을 제어하도록 구성되어 있다. 압력 제어기는 챔버에 접속되어 있다. 배기 장치는 압력 제어기를 통하여 챔버에 접속되어 있다. 제1 압력 센서는 챔버의 압력을 측정하는 센서이다. 제2 압력 센서는 챔버의 압력을 측정하는 센서이며, 제1 압력 센서가 측정할 수 있는 최대 압력보다 높은 최대 압력을 측정할 수 있다.
일 양태에 관한 방법은, (i) 유량 제어기에 지정되는 설정 유량에 따라, 제1 압력 센서 및 제2 압력 센서로부터 압력 센서를 선택하는 공정으로, 설정 유량이 임곗값보다 작은 경우에 제1 압력 센서를 선택하고, 설정 유량이 임곗값 이상인 경우에 제2 압력 센서를 선택하는, 상기 공정과, (ii) 설정 유량에 따라 챔버의 압력이 도달해야 하는 목표 압력을 결정하는 공정으로, 목표 압력은 설정 유량의 크기에 비례하거나, 또는 설정 유량의 크기에 따라 단계적으로 커지도록 결정되는, 상기 공정과, (iii) 유량 제어기로부터 챔버에, 설정 유량에 따른 유량으로 가스 도입을 개시시키는 공정과, (iv) 압력 제어기를 폐쇄하는 공정과, (v) 압력 제어기를 폐쇄한 시점으로부터 챔버의 압력이 목표 압력에 도달한 시점까지의 기간에 있어서, 선택된 압력 센서에 의하여 측정된 챔버의 압력 측정값으로부터 도출되는, 시간에 대한 챔버의 압력 상승률을 이용하여, 유량 제어기의 출력 유량을 산출하는 공정을 포함한다.
일 양태에 관한 방법에서는, 제1 압력 센서에 더하여, 비교적 큰 최대 압력을 측정할 수 있는 제2 압력 센서가 이용되고 있다. 이 방법에서는, 유량 제어기에 지정되는 설정 유량이 임곗값보다 큰 경우에는, 제2 압력 센서가 선택되고, 또 챔버의 압력이 도달해야 하는 목표 압력이 큰 압력으로 설정된다. 따라서, 챔버의 압력이 압력 제어기가 폐쇄된 시점의 초기의 압력으로부터 목표 압력에 도달할 때까지의 기간의 시간 길이로서 충분한 시간 길이가 확보된다. 따라서, 유량 제어기가 대유량 가스를 챔버에 출력하는 경우여도, 시간에 대한 챔버의 압력 상승률을 양호한 정밀도로 구하는 것이 가능해지고, 나아가서는 유량 제어기의 출력 유량을 양호한 정밀도로 구하는 것이 가능해진다.
일 실시형태에서는, 목표 압력은, 상기 기간이 소정 시간 길이 이상의 시간 길이를 갖도록 유량과 목표 압력의 관계를 미리 규정하는 테이블을, 설정 유량을 이용하여 참조함으로써 결정된다.
일 실시형태에서는, 상기 기간에 있어서 챔버의 압력의 복수 개 또한 소정 개의 측정값이 얻어지도록, 샘플링 간격을 결정하는 공정을 더 포함한다. 압력 상승률은, 선택된 압력 센서에 의하여, 상기 기간에 있어서 당해 샘플링 간격으로 측정된 챔버의 압력의 복수의 측정값으로부터 도출된다.
일 실시형태에서는, 제1 압력 센서와 제2 압력 센서 중 한쪽과 챔버 사이의 유로 길이 Lb, 및 제1 압력 센서와 제2 압력 센서 중 다른 쪽과 챔버 사이의 유로 길이 Ls는, Lb≥Ls, 또한 0.54≤Ls/Lb≤1을 충족시킨다. 이 실시형태에 의하면, 제1 압력 센서에 의한 챔버의 압력 측정값과 제2 압력 센서에 의한 챔버의 압력 측정값 사이의 차가, 충분히 작아진다. 또한, Lb는 234.8mm 이하일 수 있다.
일 실시형태에서는, 제2 압력 센서가 측정 가능한 최대 압력은, 1000Torr(133300Pa) 이상이다.
도 1은 일 실시형태에 관한 기판 처리 장치의 유량 제어기에 의하여 출력되는 가스의 출력 유량을 구하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 방법이 적용될 수 있는 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 3은 챔버의 용적을 구하는 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 제1 시뮬레이션의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 제2 시뮬레이션의 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 다양한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1은 일 실시형태에 관한 기판 처리 장치의 유량 제어기에 의하여 출력되는 가스의 출력 유량을 구하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1에 나타내는 방법(MT)은, 이른바 빌드업법에 의하여, 기판 처리 장치의 유량 제어기의 출력 유량을 구하는 방법이다. 기판 처리 장치는 임의의 기판 처리 장치일 수 있다. 기판 처리 장치는, 예를 들면 플라즈마 처리 장치일 수 있다.
도 2는 도 1에 나타내는 방법이 적용될 수 있는 기판 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 도이다. 도 2에 나타내는 기판 처리 장치(10)는, 챔버 본체(12), 복수의 유량 제어기(14), 압력 제어기(16), 배기 장치(18), 제1 압력 센서(20), 및 제2 압력 센서(22)를 구비하고 있다.
챔버 본체(12)는 용기이며, 그 내부 공간을 챔버(12c)로서 제공하고 있다. 챔버(12c) 내에는, 스테이지(24)가 마련되어 있다. 스테이지(24)는, 챔버(12c) 내에 배치된 기판(W)을 지지하도록 구성되어 있다.
복수의 유량 제어기(14)의 각각은, 지정되는 설정 유량에 따라, 챔버(12c)에 공급하는 가스의 출력 유량을 조정하는 장치이다. 복수의 유량 제어기(14)의 각각은, 매스 플로 컨트롤러, 또는 압력 제어식의 유량 제어기일 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(10)가 구비하는 유량 제어기(14)의 개수는, 1 이상의 임의의 개수일 수 있다.
복수의 유량 제어기(14)의 각각의 상류측(1차측)에는, 1차 밸브(26)가 마련되어 있다. 복수의 유량 제어기(14)의 각각은, 1차 밸브(26)를 통하여 가스 소스(28)에 접속되어 있다. 가스 소스(28)는, 기판 처리용 가스의 소스이다. 복수의 유량 제어기(14)의 각각의 하류측(2차측)에는, 2차 밸브(30)가 마련되어 있다. 복수의 유량 제어기(14)의 각각은, 2차 밸브(30) 및 배관(32)을 통하여, 챔버(12c)에 접속되어 있다.
제1 압력 센서(20) 및 제2 압력 센서(22)는, 챔버(12c)의 압력을 측정하여, 당해 압력 측정값을 출력하는 센서이다. 제1 압력 센서(20) 및 제2 압력 센서(22)의 각각은, 예를 들면 커패시턴스 마노미터일 수 있다. 제2 압력 센서(22)는, 제1 압력 센서(20)가 측정할 수 있는 최대 압력보다 높은 최대 압력을 측정할 수 있다. 제1 압력 센서(20)가 측정할 수 있는 최대 압력은, 예를 들면 1333Pa(10Torr)이며, 제2 압력 센서(22)가 측정할 수 있는 최대 압력은, 예를 들면 133300Pa(1000Torr) 이상이다.
제1 압력 센서(20)에는, 배관(36a)의 일단이 접속되어 있다. 배관(36a)의 타단은, 밸브(38)에 접속되어 있다. 밸브(38)는, 예를 들면 2방 밸브이다. 밸브(38)에는, 배관(36b)의 일단이 접속되어 있다. 배관(36b)의 타단은, 배관(40)에 접속되어 있다. 제2 압력 센서(22)에는, 배관(42a)의 일단이 접속되어 있다. 배관(42a)의 타단은, 밸브(44)에 접속되어 있다. 밸브(44)는, 예를 들면 2방 밸브이다. 밸브(44)에는, 배관(42b)의 일단이 접속되어 있다. 배관(42b)의 타단은, 배관(40)에 접속되어 있다. 배관(40)은, 챔버(12c)에 접속하고 있다. 따라서, 제1 압력 센서(20) 및 제2 압력 센서(22)에는, 챔버(12c)에 공급된 가스의 일부가 도달 가능하게 되어 있다.
압력 제어기(16)는, 챔버(12c)에 접속되어 있다. 압력 제어기(16)는, 예를 들면 자동 압력 제어기이며, 압력 제어 밸브를 갖고 있다. 압력 제어기(16)의 하류측에는, 밸브(46)가 마련되어 있다. 압력 제어기(16)는, 밸브(46)를 통하여 배기 장치(18)에 접속되어 있다. 배기 장치(18)는, 드라이 펌프, 터보 분자 펌프와 같은 1 이상의 배기 장치를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서는, 기판 처리 장치(10)는, 제어부(50)를 더 구비할 수 있다. 제어부(50)는, 기판 처리, 및 후술하는 방법(MT)의 실행에 있어서, 기판 처리 장치(10)의 각부를 제어하도록 구성되어 있다. 제어부(50)는, 컴퓨터 장치여도 되고, 프로세서(50p), 메모리와 같은 기억 장치(50s), 키보드와 같은 입력 장치 등을 구비할 수 있다. 기억 장치(50s)에는, 기판 처리에 있어서 프로세서에 의하여 실행되는 제어 프로그램, 및 기판 처리용 레시피 데이터가 기억되어 있다. 또, 기억 장치(50s)에는, 방법(MT)의 실행을 위한 프로그램, 및 방법(MT)에 있어서 이용되는 데이터가 기억되어 있다.
이하, 기판 처리 장치(10)의 하나의 유량 제어기(14)의 출력 유량을 구하는 경우를 예로 들어, 방법(MT)을 설명한다. 방법(MT)은, 제어부(50)에 의한 기판 처리 장치(10)의 각부의 제어에 의하여 자동적으로 실행될 수 있다.
방법(MT)으로는, 유량 제어기(14)의 출력 유량의 산출에 있어서, 챔버(12c)의 용적이 이용된다. 챔버(12c)의 용적은 사전에 정해진 이미 알려진 용적일 수 있다. 방법(MT)에서는, 도 1에 나타내는 첫 번째 공정의 실행 전에, 챔버(12c)의 용적이 구해져도 된다. 이하, 도 3을 참조하면서, 챔버(12c)의 용적을 구하는 처리에 대하여 설명한다. 도 3은, 챔버의 용적을 구하는 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 3에 나타내는 처리(SP)는, 제어부(50)에 의한 기판 처리 장치(10)의 각부의 제어에 의하여 자동적으로 실행될 수 있다. 도 3에 나타내는 처리(SP)는, 공정 S101에서 개시한다. 공정 S101에서는, 챔버(12c)의 배기가 행해진다. 구체적으로, 공정 S101에서는, 밸브(38), 밸브(44), 밸브(46), 및 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브가 개방되어, 배기 장치(18)가 작동된다. 또, 공정 S101에서는, 1차 밸브(26)가 폐쇄된다. 또한, 공정 S101에서는, 2차 밸브(30)는 폐쇄되어 있어도 되고, 개방되어 있어도 된다.
계속되는 공정 S102에서는, 유량 제어기(14)에 지정되는 설정 유량이 결정된다. 설정 유량은, 예를 들면 오퍼레이터에 의하여 결정되어, 제어부(50)에 입력된다. 공정 S102에 있어서 결정되는 설정 유량은, 후술하는 방법(MT)의 공정 S2에 있어서 결정되는 설정 유량과 동일하다.
계속되는 공정 S103에서는, 압력 센서의 선택이 행해진다. 구체적으로, 공정 S103에서는, 설정 유량과 임곗값의 비교 결과에 따라, 제1 압력 센서(20) 또는 제2 압력 센서가 선택된다. 또한, 공정 S103에 있어서의 압력 센서의 선택은, 후술하는 방법(MT)의 공정 S3에 있어서의 압력 센서의 선택과 동일하게 행해지므로, 그 상세에 대해서는, 공정 S3에 관한 후술하는 설명을 참조하기 바란다.
계속되는 공정 S104에서는, 챔버(12c)의 압력이 도달해야 하는 목표 압력이 결정된다. 공정 S104에서는, 공정 S102에 있어서 결정된 설정 유량에 따라 목표 압력이 결정된다. 또한, 공정 S104에 있어서의 목표 압력의 결정은, 후술하는 방법(MT)의 공정 S4에 있어서의 목표 압력의 결정과 동일하게 행해지므로, 그 상세에 대해서는, 공정 S4에 관한 후술하는 설명을 참조하기 바란다.
계속되는 공정 S105에서는, 압력 제어기(16)의 조정이 행해진다. 구체적으로는, 후술하는 공정 S106에 있어서 챔버(12c)에 대한 가스 도입이 개시된 후에, 챔버(12c)의 압력이 소정의 압력이 되도록, 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브의 개도가 조정된다.
계속되는 공정 S106에서는, 챔버(12c)에 대한 가스 도입이 개시된다. 구체적으로, 공정 S106에서는, 하나의 유량 제어기(14)의 상류에 마련된 1차 밸브(26) 및 당해 유량 제어기(14)의 하류측에 마련된 2차 밸브(30)가 개방되어, 당해 유량 제어기(14)가 설정 유량에 따른 출력 유량으로 가스의 출력을 개시한다. 또한, 다른 유량 제어기(14)의 상류에 마련된 1차 밸브(26) 및 당해 다른 유량 제어기(14)의 하류측에 마련된 2차 밸브(30)는 폐쇄된다.
계속되는 공정 S107에서는, 챔버(12c)의 압력이 소정의 압력으로 안정되어 있는지 여부가 판정된다. 공정 S107에서는, 예를 들면 공정 S106에 있어서의 가스 도입의 개시 후에 소정 시간이 경과했을 때에, 챔버(12c)의 압력이 안정되어 있는 것으로 판정된다. 혹은, 공정 S107에서는, 제1 압력 센서(20) 또는 제2 압력 센서(22)에 의하여 취득된 챔버(12c)의 압력 측정값으로부터, 소정의 압력에 대한 챔버(12c)의 압력 변동량이 구해지고, 당해 변동량이 소정값보다 작은 경우에, 챔버(12c)의 압력이 안정되어 있는 것으로 판정된다. 공정 S107에 있어서 챔버(12c)의 압력이 안정되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 챔버(12c)의 압력이 안정될 때까지, 공정 S107의 판정이 다시 반복된다. 한편, 공정 S107에 있어서 챔버(12c)의 압력이 안정되어 있다고 판정되는 경우에는, 처리는 공정 S108로 이행한다.
공정 S108에서는, 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브가 폐쇄된다. 계속되는 공정 S109에서는, 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달했는지 여부가 판정된다. 구체적으로는, 공정 S103에 있어서 선택된 압력 센서에 의하여 취득되는 챔버(12c)의 압력 측정값이, 목표 압력에 도달했는지 여부가 판정된다. 공정 S109에 있어서 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달해 있지 않다고 판정되는 경우에는, 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달할 때까지, 공정 S109의 판정이 다시 반복된다. 한편, 공정 S109에 있어서 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달해 있다고 판정되는 경우에는, 처리는 공정 S110으로 이행한다.
공정 S110에서는, 샘플링 간격이 결정된다. 구체적으로, 공정 S110에서는, 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브가 폐쇄된 시점으로부터 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달한 시점까지의 기간에 있어서, 복수 또한 소정 개의 샘플값(챔버(12c)의 압력 측정값)이 얻어지도록 샘플링 간격이 결정된다. 예를 들면, 당해 기간에 있어서 10개의 샘플값이 얻어지도록, 샘플링 간격이 결정된다.
계속되는 공정 S111에서는, 챔버(12c)의 배기가 행해진다. 공정 S111은, 공정 S101과 동일한 공정이다. 계속되는 공정 S112에서는, 압력 제어기(16)의 조정이 행해진다. 공정 S112에서는, 후술하는 공정 S113에 있어서 챔버(12c)에 대한 가스 도입이 개시된 후에, 챔버(12c)의 압력이 소정의 압력이 되도록, 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브의 개도가 조정된다.
계속되는 공정 S113에서는, 챔버(12c)에 대한 가스 도입이 개시된다. 공정 S113은, 공정 S106과 동일한 공정이며, 하나의 유량 제어기(14)로부터 설정 유량에 따른 출력 유량으로 가스의 출력이 개시된다. 계속되는 공정 S114에서는, 챔버(12c)의 압력이 소정의 압력으로 안정되어 있는지 여부가 판정된다. 공정 S114는, 공정 S107과 동일한 공정이다. 계속되는 공정 S115에서는, 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브가 폐쇄된다. 공정 S115는, 공정 S108과 동일한 공정이다.
계속되는 공정 S116에서는, 공정 S103에 있어서 선택된 압력 센서에 의한 챔버(12c)의 압력 측정값의 취득, 즉, 챔버(12c)의 압력의 샘플링이, 공정 S110에 있어서 결정된 샘플링 간격으로 행해진다.
계속되는 공정 S117에서는, 공정 S116에 있어서 취득된 압력 측정값이 목표 압력에 도달했는지 여부가 판정된다. 공정 S117에 있어서 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달해 있지 않다고 판정되는 경우에는, 공정 S116의 샘플링이 반복된다. 한편, 공정 S117에 있어서 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달해 있다고 판정되는 경우에는, 처리는 공정 S118로 이행한다.
공정 S118에서는, 챔버(12c)의 용적 V가 산출된다. 챔버(12c)의 용적 V는, 하기 식 (1)에 의하여 산출된다.
V=KQ/(ΔP/Δt) …(1)
(1)식은, 기체의 상태 방정식으로부터 도출되는 식이다. (1)식에 있어서, Q는 유량 제어기(14)에 지정된 설정 유량이다. (1)식에 있어서, ΔP/Δt는 시간에 대한 챔버(12c)의 압력 상승률이다. ΔP/Δt는, 공정 S116의 반복에 의하여 취득된 챔버(12c)의 압력의 복수 개의 측정값과, 이들 복수 개의 측정값 각각이 취득된 복수의 시점으로부터 구해진다. 예를 들면, 시간축과 압력축을 갖는 직교 2축 좌표계에 있어서, 복수의 시점 중 하나의 시점과 복수 개의 측정값 중 당해 하나의 시점에 있어서 취득된 측정값을 각각이 포함하는 복수 개의 데이터에 대하여, 직선을 피팅하여, 당해 직선의 기울기를 ΔP/Δt로 하여 구할 수 있다. 또, (1)식에 있어서, K는 하기 식 (2)로 정의된다.
K=RT/(22.4×103) …(2)
(2)식에 있어서, R은 기체 상수이며, 62.36(Torr·l·mol-1·K-1)이다. 또, T는 챔버(12c)에 있어서의 가스의 온도이며, 챔버(12c)에 접속된 온도 센서에 의하여 측정되어도 되고, 혹은 일정한 온도(예를 들면, 22℃)여도 된다. T가 22℃인 경우에는, K는 0.82(Torr)이다.
이하, 다시 도 1을 참조하여, 방법(MT)에 대하여 설명한다. 방법(MT)에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 공정 S1이 실행된다. 공정 S1은, 처리(SP)의 공정 S101과 동일한 공정이다. 계속되는 공정 S2에서는, 유량 제어기(14)에 지정되는 설정 유량이 결정된다. 공정 S2에 있어서 결정되는 설정 유량은, 처리(SP)의 공정 S102에 있어서 결정된 설정 유량과 동일한 설정 유량이다. 일 실시형태에서는, 공정 S102에 있어서 오퍼레이터에 의하여 제어부(50)에 입력된 설정 유량이, 공정 S2에 있어서도 이용된다.
계속되는 공정 S3에서는, 압력 센서의 선택이 행해진다. 구체적으로 공정 S3에서는, 설정 유량과 임곗값의 비교 결과에 따라, 제1 압력 센서(20) 또는 제2 압력 센서가 선택된다. 설정 유량이 임곗값보다 작은 경우에는, 제1 압력 센서(20)가 선택된다. 한편, 설정 유량이 임곗값 이상인 경우에는, 제2 압력 센서(22)가 선택된다. 임곗값은, 예를 들면 1000sccm이다.
계속되는 공정 S4에서는, 챔버(12c)의 압력이 도달해야 하는 목표 압력이 결정된다. 공정 S4에서는, 공정 S2에 있어서 결정된 설정 유량에 따라 목표 압력이 결정된다. 목표 압력은, 지정되는 설정 유량의 크기에 비례하거나, 또는 당해 설정 유량의 크기에 따라 단계적으로 커지도록 설정된다. 예를 들면, 유량에 비례하거나, 또는 유량의 크기에 따라 단계적으로 커지는 목표 압력을 출력하는 함수에, 제어부(50)에 의하여 설정 유량이 입력됨으로써, 목표 압력이 결정된다. 혹은, 제어부(50)에 의하여, 유량과 목표 압력의 관계를 미리 규정한 테이블(50t)이 설정 유량을 이용하여 참조됨으로써, 목표 압력이 결정된다. 또한, 이 테이블(50t)은, 제어부(50)의 기억 장치(50s)에 기억되어 있다. 이 테이블은, 후술하는 공정 S15에 있어서 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브가 폐쇄되는 시점으로부터 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달하는 시점까지의 기간이 소정 시간 길이 이상의 시간 길이를 갖도록, 유량과 목표 압력의 관계를 미리 규정하고 있다. 또한, 소정 시간 길이는, 20초 이상의 시간 길이일 수 있다.
계속되는 공정 S5는, 처리(SP)의 공정 S105와 동일한 공정이다. 공정 S5에서는, 압력 제어기(16)의 조정이 행해진다. 구체적으로는, 후술하는 공정 S6에 있어서 챔버(12c)에 대한 가스 도입이 개시된 후에, 챔버(12c)의 압력이 소정의 압력이 되도록, 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브의 개도가 조정된다.
계속되는 공정 S6은, 처리(SP)의 공정 S106과 동일한 공정이다. 공정 S6에서는, 챔버(12c)에 대한 가스 도입이 개시된다. 구체적으로, 공정 S6에서는, 하나의 유량 제어기(14)의 상류에 마련된 1차 밸브(26) 및 당해 유량 제어기(14)의 하류측에 마련된 2차 밸브(30)가 개방되어, 당해 유량 제어기(14)가 설정 유량에 따른 출력 유량으로 가스의 출력을 개시한다. 또한, 다른 유량 제어기(14)의 상류에 마련된 1차 밸브(26) 및 당해 다른 유량 제어기(14)의 하류측에 마련된 2차 밸브(30)는 폐쇄된다.
계속되는 공정 S7은, 처리(SP)의 공정 S107과 동일한 공정이다. 공정 S7에서는, 챔버(12c)의 압력이 소정의 압력으로 안정되어 있는지 여부가 판정된다. 공정 S7에서는, 예를 들면 공정 S6에 있어서의 가스 도입의 개시 후에 소정 시간이 경과했을 때에, 챔버(12c)의 압력이 안정되어 있는 것으로 판정된다. 혹은, 공정 S7에서는, 제1 압력 센서(20) 또는 제2 압력 센서(22)에 의하여 취득된 챔버(12c)의 압력 측정값으로부터, 소정의 압력에 대한 챔버(12c)의 압력 변동량이 구해지고, 당해 변동량이 소정값보다 작은 경우에, 챔버(12c)의 압력이 안정되어 있는 것으로 판정된다. 공정 S7에 있어서 챔버(12c)의 압력이 안정되어 있지 않다고 판정되는 경우에는, 챔버(12c)의 압력이 안정될 때까지, 공정 S7의 판정이 다시 반복된다. 한편, 공정 S7에 있어서 챔버(12c)의 압력이 안정되어 있다고 판정되는 경우에는, 처리는 공정 S8로 이행한다.
공정 S8은, 처리(SP)의 공정 S108과 동일한 공정이다. 공정 S8에서는, 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브가 폐쇄된다. 계속되는 공정 S9는, 처리(SP)의 공정 S109와 동일한 공정이다. 공정 S9에서는, 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달했는지 여부가 판정된다. 구체적으로는, 공정 S3에 있어서 선택된 압력 센서에 의하여 취득되는 챔버(12c)의 압력 측정값이, 목표 압력에 도달했는지 여부가 판정된다. 공정 S9에 있어서 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달해 있지 않다고 판정되는 경우에는, 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달할 때까지, 공정 S9의 판정이 다시 반복된다. 한편, 공정 S9에 있어서 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달해 있다고 판정되는 경우에는, 처리는 공정 S10으로 이행한다.
공정 S10은, 처리(SP)의 공정 S110과 동일한 공정이다. 공정 S10에서는, 샘플링 간격이 결정된다. 구체적으로, 공정 S10에서는, 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브가 폐쇄된 시점으로부터 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달한 시점까지의 기간에 있어서, 복수 또한 소정 개의 샘플값(챔버(12c)의 압력 측정값)이 얻어지도록 샘플링 간격이 결정된다. 예를 들면, 당해 기간에 있어서 10개의 샘플값이 얻어지도록, 샘플링 간격이 결정된다.
계속되는 공정 S11은, 공정 S1과 동일한 공정이다. 공정 S11에서는, 챔버(12c)의 배기가 행해진다. 계속되는 공정 S12는, 공정 S5와 동일한 공정이다. 공정 S12에서는, 압력 제어기(16)의 조정이 행해진다. 공정 S12에서는, 후술하는 공정 S13에 있어서 챔버(12c)에 대한 가스 도입이 개시된 후에, 챔버(12c)의 압력이 소정의 압력이 되도록, 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브의 개도가 조정된다.
계속되는 공정 S13은, 공정 S6과 동일한 공정이다. 공정 S6에서는, 챔버(12c)에 대한 가스 도입이 개시된다. 구체적으로, 공정 S13에서는, 하나의 유량 제어기(14)로부터 설정 유량에 따른 출력 유량으로 가스의 출력이 개시된다. 계속되는 공정 S14는, 공정 S7과 동일한 공정이다. 공정 S14에서는, 챔버(12c)의 압력이 소정의 압력으로 안정되어 있는지 여부가 판정된다. 계속되는 공정 S15는, 공정 S8과 동일한 공정이다. 공정 S15에서는, 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브가 폐쇄된다.
계속되는 공정 S16에서는, 공정 S3에 있어서 선택된 압력 센서에 의한 챔버(12c)의 압력 측정값의 취득, 즉, 챔버(12c)의 압력의 샘플링이, 공정 S10에 있어서 결정된 샘플링 간격으로 행해진다.
계속되는 공정 S17에서는, 공정 S16에 있어서 취득된 압력 측정값이 목표 압력에 도달했는지 여부가 판정된다. 공정 S17에 있어서 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달해 있지 않다고 판정되는 경우에는, 공정 S16의 샘플링이 반복된다. 한편, 공정 S17에 있어서 챔버(12c)의 압력이 목표 압력에 도달해 있다고 판정되는 경우에는, 처리는 공정 S18로 이행한다.
공정 S18에서는, 유량 제어기(14)의 출력 유량 Q가 산출된다. 유량 제어기(14)의 출력 유량 Q는, 하기 식 (3)에 의하여 산출된다.
Q=V/K×(ΔP/Δt) …(3)
(3)식은, 기체의 상태 방정식으로부터 도출되는 식이다. (3)식에 있어서, V는 챔버(12c)의 이미 알려진 용적이다. 용적 V는 처리(SP)에 의하여 구해진 용적일 수 있다. (1)식에 있어서, ΔP/Δt는 시간에 대한 챔버(12c)의 압력 상승률이다. ΔP/Δt는 공정 S16의 반복에 의하여 취득된 챔버(12c)의 압력의 복수 개의 측정값과, 이들 복수 개의 측정값 각각이 취득된 복수의 시점으로부터 구해진다. 예를 들면, 시간축과 압력축을 갖는 직교 2축 좌표계에 있어서, 복수의 시점 중 하나의 시점과 복수 개의 측정값 중 당해 하나의 시점에 있어서 취득된 측정값을 각각이 포함하는 복수 개의 데이터에 대하여, 직선을 피팅하여, 당해 직선의 기울기를 ΔP/Δt로 하여 구할 수 있다. 또, (3)식에 있어서, K는 식 (2)로 정의된다. 식 (2)에 있어서, T는 챔버(12c)에 접속된 온도 센서에 의하여 측정되어도 되고, 혹은 일정한 온도(예를 들면, 22℃)여도 된다. T가 22℃인 경우에는, K는 0.82(Torr)이다.
방법(MT)에서는, 제1 압력 센서(20)에 더하여, 비교적 큰 최대 압력을 측정 가능한 제2 압력 센서(22)가 이용되고 있다. 이 방법에서는, 유량 제어기(14)에 지정되는 설정 유량이 임곗값보다 큰 경우에는, 제2 압력 센서(22)가 선택되고, 또 챔버(12c)의 압력이 도달해야 하는 목표 압력이 큰 압력으로 설정된다. 따라서, 챔버(12c)의 압력이 압력 제어기(16)의 압력 제어 밸브가 폐쇄된 시점의 초기의 압력으로부터 목표 압력에 도달할 때까지의 기간의 시간 길이로서 충분한 시간 길이가 확보된다. 따라서, 유량 제어기(14)가 대유량 가스를 챔버에 출력하는 경우여도, 시간에 대한 챔버의 압력 상승률을 양호한 정밀도로 구하는 것이 가능해지고, 나아가서는 유량 제어기(14)의 출력 유량을 양호한 정밀도로 구하는 것이 가능해진다.
이하, 챔버에 가스를 충전하는 시간 길이와 챔버의 도달 압력의 관계에 관한 2개의 시뮬레이션의 결과에 대하여 설명한다.
제1 시뮬레이션에서는, 20리터 용적의 챔버에 가스를 충전하는 시간 길이와 챔버의 도달 압력을, 가스의 유량을 파라미터로 하여 구했다. 도 4는 제1 시뮬레이션의 결과를 나타내는 그래프이다. 도 4의 그래프의 가로축은 가스를 충전하는 시간 길이이며, 세로축은 챔버의 도달 압력이다.
제2 시뮬레이션에서는, 챔버에 30slm의 유량인 가스를 충전하는 시간 길이와 챔버의 도달 압력을, 챔버의 용적을 파라미터로 하여 구했다. 도 5는 제2 시뮬레이션의 결과를 나타내는 그래프이다. 도 5의 그래프의 가로축은 가스를 충전하는 시간 길이이며, 세로축은 챔버의 도달 압력이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 20리터 용적의 챔버에 대해서는, 제1 시뮬레이션에 이용한 유량 중 가장 큰 64000sccm의 유량인 가스를 챔버에 충전하는 시간 길이가 20초여도, 챔버의 도달 압력은 1000Torr 이하였다. 또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제2 시뮬레이션에 이용한 챔버의 용적 중 가장 작은 10리터의 챔버에, 30slm의 유량인 가스를 충전하는 시간 길이가 20초여도, 챔버의 도달 압력은 1000Torr 이하였다. 따라서, 제2 압력 센서가 측정 가능한 최대 압력이 1000Torr(133300Pa) 이상인 경우에는, 상당히 작은 용적의 챔버에 대하여 유량 제어기로부터 상당히 큰 유량 가스가 공급되어도, 챔버의 압력이 초기의 압력으로부터 최종의 도달 압력(목표 압력)에 도달할 때까지의 기간의 시간 길이로서 충분히 긴 시간 길이를 확보하는 것이 가능하고, 나아가서는 유량 제어기의 출력 유량을 양호한 정밀도로 구하는 것이 가능해지는 것이 확인되었다.
이하, 제1 압력 센서(20)와 제2 압력 센서(22) 중 한쪽과 챔버(12c) 사이의 유로 길이 Lb와, 제1 압력 센서(20)와 제2 압력 센서(22) 중 다른 쪽과 챔버(12c) 사이의 유로 길이 Ls가 충족시키는 것이 바람직한 관계에 대하여 설명한다.
챔버(12c)의 압력이, 제1 압력 센서(20)의 측정 가능 범위에 있고, 또한 제2 압력 센서(22)의 측정 가능 범위에 있는 경우에는, 제1 압력 센서(20)의 챔버(12c)의 압력 측정값 P1과 제2 압력 센서(22)의 챔버(12c)의 압력 측정값 P2는 동일한 것이 바람직하다. 따라서, 유로 길이 Ls와 유로 길이 Lb는, 이상적으로는 동일하다.
그러나, 기판 처리 장치(10)의 부품의 레이아웃의 상태에 따라, 유로 길이 Lb와 유로 길이 Ls를 동일하게 할 수 없는 경우가 있다. 유로 길이 Lb와 유로 길이 Ls 사이에 차가 있는 경우에는, 챔버(12c)와 제1 압력 센서(20) 사이의 유로의 컨덕턴스와, 챔버(12c)와 제2 압력 센서(22) 사이의 유로의 컨덕턴스에 차가 발생한다. 따라서, 측정값 P1과 측정값 P2 사이에 차가 발생한다. 방법(MT)의 운용에 있어서는, 챔버(12c)의 압력이, 제1 압력 센서(20)의 측정 가능 범위에 있고, 또한 제2 압력 센서(22)의 측정 가능 범위에 있는 경우에 있어서, 측정값 P1과 측정값 P2 사이의 차의 허용 가능한 최댓값은 15mTorr이다.
기판 처리 장치(10)의 일례에서는, 유로 길이 Lb인 챔버(12c)와 제1 압력 센서(20) 사이의 유로 길이가 220.4mm이며, 유로 길이 Ls인 챔버(12c)와 제2 압력 센서(22) 사이의 유로 길이가 127.0mm일 때에, 측정값 P1과 측정값 P2 사이의 차는 13mTorr이었다. 이 차는, 방법(MT)의 운용에 있어서 허용 가능한 차이다.
이상으로부터, 이하의 식 (4)가 도출된다.
(220.4-127.0)/127.0:13=r:15 …(4)
식(4)에 있어서, r은 0.8485이다. 그리고, 유로 길이 Lb의 최댓값인 Lmax는, 하기의 식 (5)로부터 234.8mm가 된다.
(Lmax-127.0)/127.0=0.8485 …(5)
또, 허용 가능한 Ls/Lb의 최솟값은, 127.0/234.8로부터 0.54가 된다.
따라서, 일 실시형태에서는, 유로 길이 Lb 및 유로 길이 Ls는, Lb≥Ls, 또한 0.54≤Ls/Lb≤1을 충족시키도록 설정된다. 또, 일 실시형태에서는, 유로 길이 Lb는 234.8mm 이하일 수 있다.
이상, 다양한 실시형태에 대하여 설명했지만, 상술한 실시형태에 한정되지 않고 다양한 변형 양태를 구성할 수 있다. 예를 들면, 방법(MT)에 있어서 유량 제어기(14)의 출력 유량의 산출에 이용되는 챔버(12c)의 용적은, 처리(SP)에 의하여 구해지지 않아도 되고, 방법(MT)의 실행 전에 이미 알려진 수치여도 된다.

Claims (6)

  1. 기판 처리 장치의 유량 제어기에 의하여 출력되는 가스의 출력 유량을 구하는 방법으로서,
    상기 기판 처리 장치는,
    그 안에서 기판을 처리하기 위한 챔버를 제공하는 챔버 본체와,
    지정되는 설정 유량에 따라 상기 챔버에 공급하는 가스의 출력 유량을 제어하는 상기 유량 제어기와,
    상기 챔버에 접속된 압력 제어기와,
    상기 압력 제어기를 통하여 상기 챔버에 접속된 배기 장치와,
    상기 챔버의 압력을 측정하는 제1 압력 센서와,
    상기 챔버의 압력을 측정하는 제2 압력 센서이며, 상기 제1 압력 센서가 측정할 수 있는 최대 압력보다 높은 최대 압력을 측정할 수 있는 상기 제2 압력 센서를 구비하고,
    상기 방법은,
    상기 유량 제어기에 지정되는 설정 유량에 따라, 상기 제1 압력 센서 및 상기 제2 압력 센서로부터 압력 센서를 선택하는 공정으로, 상기 설정 유량이 임곗값보다 작은 경우에 상기 제1 압력 센서를 선택하고, 상기 설정 유량이 임곗값 이상인 경우에 상기 제2 압력 센서를 선택하는, 상기 공정과,
    상기 설정 유량에 따라 상기 챔버의 압력이 도달해야 하는 목표 압력을 결정하는 공정이며, 상기 목표 압력은 상기 설정 유량의 크기에 비례하거나, 또는 상기 설정 유량의 크기에 따라 단계적으로 커지도록 결정되는, 상기 공정과,
    상기 유량 제어기로부터 상기 챔버에, 상기 설정 유량에 따른 유량으로 가스 도입을 개시시키는 공정과,
    상기 압력 제어기를 폐쇄하는 공정과,
    상기 압력 제어기를 폐쇄한 시점으로부터 상기 챔버의 압력이 상기 목표 압력에 도달한 시점까지의 기간에 있어서, 선택된 상기 압력 센서에 의하여 측정된 상기 챔버의 압력 측정값으로부터 도출되는, 시간에 대한 상기 챔버의 압력 상승률을 이용하여, 상기 유량 제어기의 출력 유량을 산출하는 공정을 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 목표 압력은, 상기 기간이 소정 시간 길이 이상의 시간 길이를 갖도록 유량과 목표 압력의 관계를 미리 규정하는 테이블을, 상기 설정 유량을 이용하여 참조함으로써 결정되는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기간에 있어서 상기 챔버의 압력의 복수 개 또한 소정 개의 측정값이 얻어지도록, 샘플링 간격을 결정하는 공정을 더 포함하고,
    상기 압력 상승률은, 선택된 상기 압력 센서에 의하여, 상기 기간에 있어서 상기 샘플링 간격으로 측정된 상기 챔버의 압력의 복수의 측정값으로부터 도출되는, 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 압력 센서와 상기 제2 압력 센서 중 한쪽과 상기 챔버 사이의 유로 길이 Lb, 및 상기 제1 압력 센서와 상기 제2 압력 센서 중 다른 쪽과 상기 챔버 사이의 유로 길이 Ls는, Lb≥Ls, 또한 0.54≤Ls/Lb≤1을 충족시키는, 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 Lb는 234.8mm 이하인, 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 압력 센서가 측정 가능한 최대 압력은, 133300Pa 이상인, 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7068062B2 (ja) * 2018-06-18 2022-05-16 株式会社堀場製作所 流体制御装置、及び、流量比率制御装置
US10760944B2 (en) * 2018-08-07 2020-09-01 Lam Research Corporation Hybrid flow metrology for improved chamber matching
JP2020148473A (ja) * 2019-03-11 2020-09-17 東京エレクトロン株式会社 複数のチャンバ圧力センサを校正する方法及び基板処理システム
CN112017934B (zh) * 2019-05-29 2024-06-21 北京北方华创微电子装备有限公司 压力控制方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005056031A (ja) 2003-07-31 2005-03-03 Fujikin Inc チャンバへのガス供給装置及びこれを用いたチャンバの内圧制御方法
US20100125424A1 (en) 2008-11-18 2010-05-20 Mks Instruments, Inc. Dual-Mode Mass Flow Verification and Mass Flow Delivery System and Method
JP5538119B2 (ja) * 2010-07-30 2014-07-02 株式会社フジキン ガス供給装置用流量制御器の校正方法及び流量計測方法
WO2016072451A1 (ja) * 2014-11-05 2016-05-12 Ckd株式会社 流量検定ユニット

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3621812B2 (ja) * 1997-08-05 2005-02-16 株式会社鷺宮製作所 Ｓｆ６ ガスの状態監視装置及びｓｆ６ ガスの状態監視装置の制御方法
JP2002296096A (ja) 2001-03-30 2002-10-09 Tokyo Electron Ltd 処理方法及び処理装置
JP3956349B2 (ja) * 2002-03-13 2007-08-08 本田技研工業株式会社 ガス圧力検出装置
JP4648098B2 (ja) * 2005-06-06 2011-03-09 シーケーディ株式会社 流量制御機器絶対流量検定システム
US9772629B2 (en) * 2011-09-29 2017-09-26 Applied Materials, Inc. Methods for monitoring a flow controller coupled to a process chamber
JP5847106B2 (ja) * 2013-03-25 2016-01-20 株式会社フジキン 流量モニタ付圧力式流量制御装置。
GB2535691B (en) * 2015-01-13 2018-01-17 Fathom Systems Ltd Determining the partial pressure of a gas, calibrating a pressure sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005056031A (ja) 2003-07-31 2005-03-03 Fujikin Inc チャンバへのガス供給装置及びこれを用いたチャンバの内圧制御方法
US20100125424A1 (en) 2008-11-18 2010-05-20 Mks Instruments, Inc. Dual-Mode Mass Flow Verification and Mass Flow Delivery System and Method
JP5538119B2 (ja) * 2010-07-30 2014-07-02 株式会社フジキン ガス供給装置用流量制御器の校正方法及び流量計測方法
WO2016072451A1 (ja) * 2014-11-05 2016-05-12 Ckd株式会社 流量検定ユニット

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