KR20170038730A - 원료 가스 공급 장치, 원료 가스 공급 방법 및 기억 매체 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 고체 원료를 기화한 가스를 포함하는 원료 가스를 성막 처리부에 공급할 때, 기화된 원료 공급량을 안정시키는 기술을 제공하는 것이다. 해결 수단으로서, 원료 용기(14)에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급로(12)에 MFC(1)를 마련하고, 원료 가스 공급로(32)에 MFM(3)을 마련하고 있다. 또한, 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) 측정값과 MFC(2)의 측정값의 합계값을 뺀 오프셋 값을 구하고, MFM(3)의 측정값으로부터 MFC(1)의 측정값 및 MFC(2)의 측정값의 합계값을 뺀 값에서, 오프셋 값을 빼서 원료 유량의 실측값을 구하고 있다. 그리고, 원료 유량의 실측값과 원료의 목표값의 차분에 따라, MFC(1)의 설정값을 조정하고 캐리어 가스의 유량을 조정하여, 원료 가스에 포함되는 원료의 양을 조정한다.
Description
본 발명은 기화시킨 원료를 캐리어 가스와 함께 성막 처리부에 공급하는 기술에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스 중 하나인 성막 처리로서는, 원료 가스와 원료 가스를 예를 들어 산화, 질화 혹은 환원하는 반응 가스와 교대로 공급하는 ALD(Atomic Layer Deposition)나 원료 가스를 기상 중에서 분해 혹은 반응 가스와 반응시키는 CVD(Chemical Vapor Deposition; 원자층 증착) 등이 있다. 이러한 성막 처리에 이용되는 원료 가스로서는, 성막 후의 결정의 치밀도를 높이는 동시에 기판에 도입되는 불순물의 양을 극히 줄이기 위해서, 원료를 승화시킨 가스를 이용하는 경우가 있으며, 예를 들어 고유전체막을 ALD로 성막하는 성막 장치에 이용된다.
이러한 성막 장치에 있어서는, 고체 원료나 액체 원료를 수용한 원료 용기를 가열하여, 원료를 기화(승화)시켜 원료의 기체를 얻는다. 그리고 상기 원료 용기 내에 캐리어 가스를 공급하고, 이 캐리어 가스에 의해 원료가 처리 용기에 공급된다. 이와 같이 원료 가스는, 캐리어 가스와 기체의 원료가 혼합된 것이며, 반도체 웨이퍼(이하 "웨이퍼"라 함)에 성막된 막의 두께나 막질 등을 제어할 때에는, 원료의 기화량(원료 가스 중에 포함되는 원료의 유량)을 정확하게 조절할 필요가 있다.
그렇지만 원료 용기 내에 있어서의 원료의 기화량은, 원료의 충전량에 의해 변화되며, 원료가 고체인 경우에는 원료 용기 내에 있어서의 원료의 치우침이나 그레인 사이즈(grain size)의 변화 등에 의해서도 변화된다. 또한 원료가 고체인 경우에는, 원료가 승화(본원 명세서에서는 "기화"로서 취급함)되는 경우에 열이 빼앗겨 원료 용기 내의 온도가 저하되지만, 고체 원료에서는 원료 용기 내에 있어서 대류가 일어나지 않기 때문에, 원료 용기 내에 온도 분포의 치우침이 생기기 쉽다. 이 때문에 원료의 기화량이 불안정하게 되기 쉽다.
근래에는, 웨이퍼에 형성되는 배선 패턴의 미세화에 따라서, 막 두께나 막질의 안정성을 도모하는 수법이 요구되고 있다. 또한 ALD법에 있어서는, 원료 가스의 공급 시간은 단시간이지만, 이러한 경우에도 원료 공급량을 설정값으로 컨트롤할 수 있는 수법을 검토할 필요가 있다.
특허문헌 1에는, 캐리어 가스를 액체 원료 증발부에 대하여 송입하는 동시에, 계내(系內)에 버퍼 가스를 도입할 때에, 상기 계내에 있어서의 비증발 가스의 전체 질량 유량을 검출하여, 상기 전체 질량 유량이 일정값이 되도록 제어하는 기술이 기재되어 있다. 그렇지만, 각 유량 측정계의 오차는 고려되고 있지 않다.
또한, 특허문헌 2의 원료 가스 공급 장치에 있어서는, 매스플로우 미터를 캐리어 가스의 유량에 의해 교정하고 있기 때문에, 매스플로우 컨트롤러로 캐리어 가스의 유량을 설정값으로 설정하고 있는 상태에서, 매스플로우 미터의 측정 유량으로부터 캐리어 가스 유량의 설정값을 뺀 유량은 캐리어 가스 유량의 설정값이 제로인 경우의 원료의 승화량을 나타내고 있다. 그래서 원료의 승화량을 구하기 위해서 매스플로우 미터의 측정 유량으로부터 캐리어 가스 유량의 설정값을 뺀 값에 비례 계수를 곱하는 기술이 기재되어 있다. 그렇지만, 본 발명의 과제를 해결하는 것은 아니다.
본 발명은 이러한 사정하에 이루어진 것이며, 그 목적은, 고체 또는 액체인 원료를 기화한 가스를 포함하는 원료 가스를 성막 처리부에 공급할 때에, 기화된 원료의 공급량을 안정시키는 기술을 제공하는 것이다.
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 분기되고, 상기 원료 용기를 우회하여 원료 가스 공급로에 접속된 바이패스 유로와,
상기 원료 가스 공급로에 있어서의 상기 바이패스 유로의 접속 부위보다 하류측에 접속되며, 희석 가스를 원료 가스에 합류시키기 위한 희석 가스 공급로와,
상기 캐리어 가스 공급로 및 상기 희석 가스 공급로에 각각 접속된 제 1 매스플로우 컨트롤러 및 제 2 매스플로우 컨트롤러와,
상기 원료 가스 공급로에 있어서의 희석 가스 공급로의 합류 부위의 하류측에 마련된 매스플로우 미터와,
상기 캐리어 가스 공급로로부터 원료 가스 공급로에 도달하는 캐리어 가스 유로를, 상기 원료 용기 내와 바이패스 유로의 사이에서 전환하는 전환 기구와,
상기 제 1 매스플로우 컨트롤러, 제 2 매스플로우 컨트롤러 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 흘려서 {m3-(m1＋m2)}의 연산값인 오프셋 값을 구하는 제 1 단계와, 상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려서 {m3-(m1＋m2)}의 연산값을 구하고, 이 연산값으로부터 상기 오프셋 값을 빼서 원료 유량의 실측값을 구하고, 원료 유량의 목표값과 상기 실측값의 차분값을 구하는 제 2 단계와, 상기 차분값과, 원료 유량의 증감량과 캐리어 가스의 증감량의 관계에 근거하여, 원료 유량이 목표값이 되도록 제 1 매스플로우 컨트롤러의 설정값을 조정하는 제 3 단계를 실행하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원료 가스 공급 방법은, 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 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 공급로에 있어서의 상기 바이패스 유로의 접속 부위보다 하류측에 접속되며, 희석 가스를 원료 가스에 합류시키기 위한 희석 가스 공급로와, 상기 캐리어 가스 공급로 및 상기 희석 가스 공급로에 각각 접속된 제 1 매스플로우 컨트롤러 및 제 2 매스플로우 컨트롤러와, 상기 원료 가스 공급로에 있어서의 희석 가스 공급로의 합류 부위의 하류측에 마련된 매스플로우 미터와, 상기 캐리어 가스 공급로로부터 원료 가스 공급로에 도달하는 캐리어 가스 유로를, 상기 원료 용기 내와 바이패스 유로의 사이에서 전환하는 전환 기구를 구비한 원료 가스 공급 장치를 이용하고,
상기 제 1 매스플로우 컨트롤러, 제 2 매스플로우 컨트롤러 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 흘려서 {m3-(m1＋m2)}의 연산값인 오프셋 값을 구하는 공정과,
상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려서 {m3-(m1＋m2)}의 연산값을 구하고, 이 연산값으로부터 상기 오프셋 값을 빼서 원료 유량의 실측값을 구하고, 원료 유량의 목표값과 상기 실측값의 차분값을 구하는 공정과,
상기 차분값과, 원료 유량의 증감량과 캐리어 가스의 증감량의 관계에 근거하여, 원료 유량이 목표값이 되도록 제 1 매스플로우 컨트롤러의 설정값을 조정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기억 매체는, 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 이용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체에 있어서,
상기 컴퓨터 프로그램은, 상술한 원료 가스 공급 방법을 실행하도록 단계 그룹이 짜여져 있는 것을 특징으로 하는 기억 매체이다.
본 발명은 원료 용기 내의 고체 또는 액체인 원료를 기화시켜, 캐리어 가스와 함께 원료 가스로서 원료 가스 공급로를 거쳐서 성막 처리부에 공급할 때에, 캐리어 가스 공급로 및 원료 가스 공급로에 각각 제 1 매스플로우 컨트롤러 및 매스플로우 미터를 마련하고 있다. 또한, 원료 가스 공급로에 희석 가스를 공급하기 위한 희석 가스 공급로에 제 2 매스플로우 컨트롤러를 마련하고 있다. 그리고 매스플로우 미터의 측정값으로부터 제 1 매스플로우 컨트롤러의 측정값과 제 2 매스플로우 컨트롤러의 측정값의 합계값을 뺀 오프셋 값을 구한다. 또한, 성막 처리부에 원료 가스를 공급할 때에, 매스플로우 미터의 측정값으로부터 제 1 매스플로우 컨트롤러의 측정값과 제 2 매스플로우 컨트롤러의 측정값의 합계값을 뺀 값으로부터, 오프셋 값을 빼서 원료 유량의 실측값을 구하고 있다. 그리고 원료 유량의 실측값과 원료 유량의 목표값의 차분에 따라서, 제 1 매스플로우 컨트롤러의 설정값을 조정하여 캐리어 가스의 유량을 조정하고, 원료 가스에 포함되는 원료의 양을 조정하고 있다. 따라서, 각 측정 기기의 개체 오차가 캔슬되므로, 원료 유량의 실측값을 고정밀도로 얻을 수 있어, 성막 처리부에 공급하는 원료 가스의 농도(원료의 유량)가 안정된다.
도 1은 본 발명의 원료 가스 공급 장치를 적용한 성막 장치를 도시하는 전체 구성도,
도 2는 원료 가스 공급부에 마련되어 있는 제어부의 구성도,
도 3은 원료 가스 공급부에 있어서의 원료 공급량의 조정 공정을 나타내는 차트도,
도 4는 MFM의 측정값과 제 1 MFC의 설정값 및 제 2 MFC의 설정값의 합계값의 차분을 나타내는 특성도,
도 5는 밸브의 개폐 및 원료 가스 공급부로부터 공급되는 원료 유량의 시간 변화를 나타내는 타임 차트,
도 6은 MFM에서 측정되는 측정값의 예를 나타내는 특성도,
도 7은 캐리어 가스 유량의 증감량과, 원료량의 증감량을 도시하는 특성도,
도 8은 각 웨이퍼의 성막 처리에 있어서의 원료 유량의 실측값을 나타내는 설명도,
도 9는 본 발명의 실시형태의 예에 있어서의 원료 가스 공급부에 마련되어 있는 제어부의 구성도,
도 10은 처리 레시피를 나타내는 설명도,
도 11은 레시피 산출용 포맷을 나타내는 설명도,
도 12는 산출용 레시피를 나타내는 설명도,
도 13은 캐리어 가스 유량과 오프셋 값의 관계를 나타내는 특성도,
도 14는 캐리어 가스 유량 및 희석 가스 유량의 합계 유량과 오프셋 값의 관계를 나타내는 특성도.
도 2는 원료 가스 공급부에 마련되어 있는 제어부의 구성도,
도 3은 원료 가스 공급부에 있어서의 원료 공급량의 조정 공정을 나타내는 차트도,
도 4는 MFM의 측정값과 제 1 MFC의 설정값 및 제 2 MFC의 설정값의 합계값의 차분을 나타내는 특성도,
도 5는 밸브의 개폐 및 원료 가스 공급부로부터 공급되는 원료 유량의 시간 변화를 나타내는 타임 차트,
도 6은 MFM에서 측정되는 측정값의 예를 나타내는 특성도,
도 7은 캐리어 가스 유량의 증감량과, 원료량의 증감량을 도시하는 특성도,
도 8은 각 웨이퍼의 성막 처리에 있어서의 원료 유량의 실측값을 나타내는 설명도,
도 9는 본 발명의 실시형태의 예에 있어서의 원료 가스 공급부에 마련되어 있는 제어부의 구성도,
도 10은 처리 레시피를 나타내는 설명도,
도 11은 레시피 산출용 포맷을 나타내는 설명도,
도 12는 산출용 레시피를 나타내는 설명도,
도 13은 캐리어 가스 유량과 오프셋 값의 관계를 나타내는 특성도,
도 14는 캐리어 가스 유량 및 희석 가스 유량의 합계 유량과 오프셋 값의 관계를 나타내는 특성도.
본 발명의 원료 가스 공급 장치를 성막 장치에 적용한 구성예에 대하여 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이 성막 장치는, 기판인 웨이퍼(100)에 대하여 ALD법에 의한 성막 처리를 실행하기 위한 성막 처리부(40)를 구비하고, 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(승화된) 원료를 합친 가스를 원료 가스로 한다.
원료 가스 공급부(10)는 원료의 WCl6을 수용한 원료 용기(14)를 구비하고 있다. 원료 용기(14)는, 상온에서는 고체인 WCl6을 수용한 용기이며, 저항 발열체를 구비한 재킷 형상의 가열부(13)에 의해 덮여 있다. 이러한 원료 용기(14)는, 미도시의 온도 검출부에서 검출한 원료 용기(14) 내의 기상부의 온도에 근거하여, 미도시의 급전부로부터 공급되는 급전량을 증감하는 것에 의해, 원료 용기(14) 내의 온도를 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 가열부(13)의 설정 온도는, 고체 원료가 승화하며, 또한 WCl6가 분해되지 않는 범위의 온도, 예를 들어 160℃로 설정된다.
원료 용기(14) 내에 있어서의 고체 원료의 상방측의 기상부에는, 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 들어 N2 가스의 공급원인 캐리어 가스 공급원(11)이 마련되며, 캐리어 가스 공급로(12)에는, 상류측으로부터 제 1 매스플로우 컨트롤러(MFC)(1), 밸브(V3), 밸브(V2)가 이 순서로 개재되어 있다.
한편, 원료 가스 공급로(32)에는, 상류측으로부터 밸브(V4), 밸브(V5), 유량 측정부인 매스플로우 미터(MFM)(3) 및 밸브(V1)가 마련되어 있다. 도면 중 도면부호(8)는 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 들어 N2 가스의 공급원인 희석 가스 공급원(21)이 마련되어 있다. 희석 가스 공급로(22)에는, 상류측으로부터 제 2 매스플로우 컨트롤러(MFC)(2)와, 밸브(V6)가 개재되어 있다. 캐리어 가스 공급로(12)에 있어서의 밸브(V2)와 밸브(V3) 사이와, 원료 가스 공급로(32)에 있어서의 밸브(V4)와 밸브(V5) 사이는, 밸브(V7)를 구비한 바이패스 유로(7)에서 접속되어 있다. 밸브(V2, V4 및 V7)는 전환 기구에 상당한다.
이어서, 성막 처리부(40)에 대하여 설명한다. 성막 처리부(40)는, 예를 들어 진공 용기(41) 내에, 웨이퍼(100)를 수평 보지하는 동시에, 미도시의 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 접속되며, 원료 가스 공급부(10)로부터 공급되는 가스가 가스 도입부를 거쳐서 진공 용기(41) 내에 공급되도록 구성되어 있다. 또한 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 들어 수소(H2) 가스의 공급원(52)에 접속된 H2 가스 공급관(54)과, 불활성 가스, 예를 들어 질소(N2) 가스의 공급원(53)에 접속된 불활성 가스 공급관(51)으로 분기되어 있다. 또한 치환 가스 공급관(56)의 타단측은 치환 가스, 예를 들어 N2 가스의 공급원(55)에 접속되어 있다. 도면 중의 도면부호(V50, V51, V54 및 V56)는 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 실행되는 W(텅스텐)막의 성막에서는, WCl6을 포함하는 원료 가스와, 반응 가스인 H2 가스가 교대로 반복되어 공급되는 동시에, 이들 원료 가스 및 반응 가스의 공급 사이에는, 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 공급되며, 이 원료 가스의 공급 제어는 밸브(V1)를 온, 오프 제어하는 것에 의해 실행된다. 이러한 밸브(V1)는 후술하는 제어부(9)에 의해 개폐 제어되도록 구성되어 있으며, "온"이란, 밸브(V1)를 개방한 상태이고, "오프"란 밸브(V1)를 폐쇄한 상태이다.
원료 가스 공급부(10)에는, 제어부(9)가 마련되어 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 제어부(9)는 CPU(91), 프로그램 저장부(92), 및 웨이퍼(100) 대하여 실행되는 성막 처리의 처리 레시피가 기억되는 메모리(93)를 구비하고 있다. 또한 도면 중 도면부호(90)는 버스이다. 또한 제어부(9)는, 각 밸브군(V1 내지 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 들어 성막 장치에 반입되는 웨이퍼(100)의 로트의 성막 처리 레시피가 보내져서, 메모리(93)에 기억된다.
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 가스 유량 등을 들 수 있다. ALD법에 대하여 간단히 설명하면, 우선 원료 가스인 WCl6 가스를 예를 들어 1초간 공급하고 밸브(V1)를 폐쇄하고, 웨이퍼(100) 표면에 WCl6을 흡착시킨다. 이어서 치환 가스(N2 가스)를 진공 용기(41)에 공급하여, 진공 용기(41) 내를 치환한다. 이어서 반응 가스(H2 가스)를 희석 가스(N2 가스)와 함께 진공 용기(41)에 공급하면 가수분해 및 탈염화 반응에 의해 W(텅스텐)막의 원자막이 웨이퍼(100)의 표면에 형성된다. 그 후, 치환 가스를 진공 용기(41)에 공급하여, 진공 용기(41)를 치환한다. 이렇게 하여 진공 용기(41) 내에, WCl6을 포함하는 원료 가스→치환 가스→반응 가스→치환 가스를 공급하는 사이클을 복수 회 반복하는 것에 의해, W막의 성막을 실행한다.
ALD법은, 원료 가스, 치환 가스, 반응 가스, 치환 가스를 이 순서로 공급하는 사이클을 복수회 실행하는 것이므로, 이러한 사이클을 규정한 레시피에 의해, 온 신호, 오프 신호의 타이밍이 결정된다. 예를 들면 원료 가스의 공급 및 차단은 밸브(V1)에 의해 실행되기 때문에 밸브(V1)의 온 신호로부터 오프 신호까지의 기간이 원료 가스의 공급 시간이며, 밸브(V1)의 오프 신호로부터 온 신호까지의 기간이 원료 가스의 휴지 기간이다. 이와 같이 MFC(1), MFC(2) 및 MFM(3)에 있어서 원료 유량의 측정값을 구할 때에, ALD법을 실행하는 경우, 원료 가스가 간헐적으로 공급되고, 그 공급 시간이 짧으므로, 유량 측정값이 올라가서 안정되기 전에 낮아지고, 이 때문에 불안정하게 될 우려가 있다. 이 때문에, MFC(1), MFC(2), MFM(3)의 각 측정값은, 이 예에서는 이후에 상세하게 설명하는 바와 같이 밸브(V1)의 온, 오프의 1주기분의 유량의 측정값의 적분값을 1주기의 시간으로 나눈 값을 측정 출력값(지시값)으로서 이용하고 있다(평가하고 있음).
또한 메모리(93)에는, 예를 들어 원료 용기(14)의 가열 온도인 예를 들어 160℃에서의 캐리어 가스 유량의 증감량과, 캐리어 가스와 함께 원료 가스 공급로(32)에 유입되는 기화된 원료 유량의 증감량의 관계를 나타내는 정보, 예를 들어 관계식이 기억된다. 이러한 관계식은, 예를 들어 다음 수학식 1과 같이 일차식으로 근사된다.
[수학식 1]
기화된 원료의 유량의 증감량 = k(정수)×캐리어 가스의 유량의 증감량
프로그램 저장부(92)에 저장되어 있는 프로그램에는, 원료 가스 공급부(10)의 동작을 실행하기 위한 단계 그룹이 짜여 있다. 또한, 프로그램이라는 용어는 프로세스 레시피 등의 소프트웨어도 포함하는 의미로서 사용하고 있다. 단계 그룹 내에는, MFC(1), MFC(2) 및 MFM(3)의 각 유량의 측정 출력을 공급 시간 동안 적분하고, 그 적분값을 공급 기간의 유량값으로서 취급하여 연산하는 단계가 포함된다. 또한 적분의 연산 처리에 대해서는, 시정수 회로를 이용한 하드 구성을 이용해도 좋다. 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그넷 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되며, 컴퓨터에 인스톨된다.
본 발명의 실시형태에 따른 성막 장치의 작용에 대하여 도 3에 나타내는 흐름도를 이용하여 설명한다. 여기에서는 1 로트에는, 2매 이상의 웨이퍼(100), 예를 들어 25매의 웨이퍼(100)가 포함되어야 한다. 우선 성막 장치의 전원을 넣은 후, 예를 들어 선두의 로트(성막 장치의 전원을 투입한 후의 최초의 로트)의 웨이퍼(100)가 수납된 캐리어가 캐리어 스테이지에 반입된다. 이러한 경우, 단계(S1), 단계(S2)를 거쳐서 단계(S4)로 진행하고, 선두의 로트의 처리 레시피의 조건에서 오프셋 값이 취득된다.
여기서 오프셋 값에 대하여 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)를 통과시킨 후, 성막 처리부(40)에 가스를 공급했을 때의 MFM(3)의 측정값(m3)으로부터, MFC(1)의 측정값(m1)과 MFC(2)의 측정값(m2)의 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)을 통과하는 가스는 캐리어 가스 공급로(12)로부터 공급되는 캐리어 가스와, 희석 가스 공급로(22)로부터 공급되는 희석 가스를 합한 가스가 된다. 그렇지만, MFM(3)의 측정값(m3)과, MFC(1)의 측정값(m1)과 MFC(2)의 측정값(m2)의 합계값(m1＋m2)의 차분은, 도 4에 나타내는 바와 같이 0이 되지 않고 오차가 생긴다. 이러한 오차분은 오프셋 값에 상당한다. 이러한 오차분은 MFM(3)과, MFC(1) 및 MFC(2)와의 각 기기의 개체 오차에 의해 생긴다.
이어서 오프셋 값을 취득하는 공정에 대하여 설명한다. 오프셋 값을 구하는 작업은, MFC(1) 및 MFC(2)의 설정값을, 처리 레시피에 기입되어 있는 원료 가스 유량의 목표값에 따라서, 결정된 캐리어 가스의 유량값 및 희석 가스의 유량값으로 설정하여 실행된다. 또한 처리 레시피에 있어서의 성막 처리부(40)에 공급되는 원료 가스의 공급, 휴지의 주기에 있어서의 밸브(V1)의 개폐 스케줄과 동일한 스케줄로 밸브(V1)의 개폐를 실행하도록 설정되고, 오프셋 값을 취득하는 공정에 있어서의 압력은 처리 레시피에 의해 결정된 압력으로 설정되어 작업이 실행된다.
이러한 MFC(1)의 설정값은, 예를 들어 원료 용기(14)에 고체 원료가 최대까지 보충된 상태에 있어서, 목표값의 유량의 원료를 공급할 수 있는 캐리어 가스의 유량에 근거하여 결정되며, 원료 유량의 증감량과 캐리어 가스 유량의 증감량의 관계는, 예를 들어 메모리(93)에 기억되어 있다. 또한 압력 조정부(94)에 의해, 성막 처리부(40)의 압력이 처리 레시피에 있어서의 설정 압력으로 설정된다. 또한 성막 처리부(40)의 온도 조정에는 시간이 걸리는 것에 더하여, 기화된 원료가 저온의 부위에 부착되어 고화(固化)될 가능성이 있다. 따라서 성막 처리부(40)의 온도는, 예를 들어 미리 성막 처리에 있어서의 온도인 170℃로 설정되어 있다.
희석 가스의 유량의 설정에 대해서는, 원료의 유량이 작기 때문에, 예를 들어 희석 가스에 의해 희석된 원료 가스의 총 유량을 캐리어 가스 및 희석 가스의 합계 유량으로서 결정하고 있는 경우에는, 총 유량으로부터 캐리어 가스의 유량 설정값을 뺀 값으로서 결정된다. 또한 원료의 유량도 총 유량에 포함하는 경우에는, 원료 공급량의 목표값은, 예를 들어 단위 시간당의 중량으로서 취급되므로, 프로세스 압력과 원료 공급량의 목표값에 근거하여, 총 유량과 원료를 공급하기 위한 캐리어 가스의 유량을 구한다. 따라서, 총 유량으로부터 원료의 공급량과, 캐리어 가스의 유량의 합계값을 뺀 값이 희석 가스의 유량의 설정값이 된다.
이어서 밸브(V3, V5, V6, V7)를 개방하고, 시각 t0 이후에, 처리 레시피에 있어서의 밸브(V1)의 개폐 타이밍과 동일한 주기로 밸브(V1)의 개폐를 실행한다. 여기에서는, 예를 들어 시각 t0으로부터 시각 t100까지의 사이에 밸브(V1)를 1초간 개방하고, 1초간 폐쇄하는 동작을 100회 반복한다. 또한 진공 용기(41) 내는, 이미 진공 배기되어 있다. 이에 의해, 캐리어 가스 공급원(11)으로부터, 캐리어 가스가 MFC(1)의 설정값에 대응하는 유량으로 캐리어 가스 공급로(12), 바이패스 유로(7)의 순서로 흘러서, 원료 가스 공급로(32)를 흐른다(바이패스 플로우). 그 후 원료 가스 공급로(32)에 있어서, 희석 가스 공급로(22)로부터 공급되는 희석 가스와 혼합되어 MFM(3)을 흐르며, 이리하여 캐리어 가스와 희석 가스의 혼합 가스가 성막 처리부(40)에 간헐적으로 유입된다.
그리고, t0 내지 t100에 있어서의 MFC(1), MFC(2) 및 MFM(3)의 각각에 있어서의 유량의 측정값을 구한다. 도 5의 (a)는 원료 가스의 공급 및 차단을 실행하는 밸브(V1)의 상태를 도시하고 있으며, 온의 시간대가 원료 가스의 공급 기간에 상당하며, 오프의 시간대가 원료 가스의 휴지 기간에 상당한다. 도 5의 (b)는, 시각 t0 내지 t100의 사이에 있어서, MFM(3)에서 계측되는 원료 가스 유량의 측정 출력(지시값)의 추이를 나타낸다. 이와 같이 밸브(V1)를 개방하고 있는 시간이 짧기 때문에, MFM(3)에서 계측되는 원료 가스 유량의 측정 출력은 밸브(V1)의 온 지령후에, 급격하게 올라가고, 밸브(V1)의 오프 지령후에 곧바로 내려가는 패턴이 된다. 또한, 도 5의 (a)에 있어서의 공급 기간과 휴지 기간의 비율은 편의상의 것이다.
그 때문에, MFM(3), MFC(1) 및 MFC(2)의 각 유량 측정 출력을 제어부(9)에 의해 각각 원료 가스의 공급, 휴지의 1주기 동안 적분하고, 그 적분값을 1주기의 시간(T)으로 나눈 값을 유량의 측정값으로 한다. 여기에서는, 도 5의 (a)에 나타내는 밸브(V1)의 온 지령에 근거하여, 예를 들어 시각 t0에 가스의 유량의 적분 동작을 개시하고, 다음의 밸브(V1)의 온 지령이 출력되는 시각 t1에 해당 적분 동작이 종료된다. 이러한 t0으로부터 t1까지를 1주기로 한다.
그리고, MFC(1), MFC(2) 및 MFM(3)의 각각에 있어서 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 t1에 있어서의 MFC(1)의 측정값(m1), MFC(2)의 측정값(m2) 및 MFM의 측정값(m3)으로 한다.
이와 같이 t0으로부터 t1, t1로부터 t2…의 각 주기에 있어서, m1, m2 및 m3의 각 값을 구하고, 도 6에 나타내는 바와 같이 각 주기에 있어서의 (m3-(m1＋m2))의 값을 구한다. 그리고, 예를 들어 t0으로부터 100 주기분의 (m3-(m1＋m2))의 값의 평균값을 오프셋 값으로 한다.
도 3으로 되돌아와서 단계(S4)에서 오프셋 값을 취득한 후, 해당 오프셋 값이 허용 범위 내인 경우에는, 단계(S5)에서 "예(YES)"가 되고, 단계(S6)로 진행된다. 이어서 성막 처리부(40)에 웨이퍼(100)를 반입하고, 1매째의 웨이퍼(100)의 처리를 개시하여, 원료 유량의 실측값(m)을 취득한다. 오프셋 값은, MFM(3)과, MFC(1) 및 MFC(2)의 오차이기 때문에, 너무 큰 값인 경우에는, MFM(3)과, MFC(1) 및 MFC(2)의 측정 오차 이외의 요인에 의한 오차라고 생각할 수 있다. 그 때문에 미리 MFM(3)과, MFC(1) 및 MFC(2)의 개체 오차라 간주할 수 있는 허용 범위에 대해 정해둔다.
단계(S6)에 있어서는, 미리 원료 용기(14)의 가열부(13)를 온으로 하고, 원료 용기(14)를 예를 들어 160℃로 가열하여, 고체 원료를 승화시켜서, 원료 용기(14) 내의 원료의 농도를 포화 농도에 가까운 농도까지 높인다. 그리고, 성막 처리부(40)에 웨이퍼(100)를 반입하고, 후술하는 원료 유량의 실측값(m)을 취득한다. 즉, 처리 레시피에 기입되어 있는 캐리어 가스의 유량값 및 희석 가스의 유량값으로 설정하고, 또한 성막 처리부(40)의 압력을 처리 레시피에 의해 결정된 압력으로 설정하고, 시각 ta에 있어서, 밸브(V7)를 폐쇄하고 밸브(V2 및 V4)를 개방한다. 이에 의해, 캐리어 가스 공급로(12)로부터 원료 용기(14)로 MFC(1)에 의해 설정된 유량으로 캐리어 가스가 공급되고, 원료 용기(14) 내에 있어서 기화된 원료가 캐리어 가스와 함께 원료 가스 공급로(32)로 흐른다. 또한, 희석 가스 공급로(22)로부터 원료 가스 공급로(32)로 유입되는 희석 가스가 합류된다. 그리고, 시각 ta로부터 처리 레시피에 있어서의 밸브(V1)의 개폐 주기로, 밸브(V1)의 개폐를 실행한다. 여기에서는 밸브(V1)를 1초간 개방하고, 1초간 폐쇄하는 동작을 반복한다. 이에 의해, 희석 가스와 혼합된 원료 가스가 성막 처리부(40)로 보내진다(오토플로우). 따라서 캐리어 가스의 유량값 및 희석 가스의 유량값, 성막 처리부(40)의 압력, 밸브(V1) 개폐 주기를 오프셋 값을 취득하는 공정과 동일한 설정값으로 하여, 캐리어 가스를 원료 용기(14)에 공급하고, 원료 가스를 성막 처리부(40)에 공급하게 된다.
이에 의해, 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이 원료 가스는, 밸브(V1)의 온 지령후에, 급격하게 올라가고, 시각 t0으로부터 t100까지에 있어서의 측정값보다 큰 값까지 상승하고, 밸브(V1)의 오프 지령후에 곧바로 내려가는 패턴이 된다.
그리고, 1매째의 웨이퍼(100)의 처리에 있어서, 시각 t0으로부터 t100까지와 마찬가지로 MFC(1), MFC(2) 및 MFM(3)의 각각에 있어서 ta로부터 ta ＋1까지의 유량을 적분한 적분값을 1주기의 시간(T), 즉 시각 ta로부터 ta ＋1까지의 시간 (ta ＋1-ta)로 나눈 값(적분값/(ta ＋1-ta))을 산출하고, 각각 시각 ta로부터 ta ＋1에 있어서의 MFC(1)의 측정값(m1), MFC(2)의 측정값(m2) 및 MFM의 측정값(m3)으로 한다. 또한, 가스의 공급 주기의 1주기마다 MFM(3)의 측정값(m3)으로부터 MFC(1)의 측정값(m1)과 MFC(2)의 측정값(m2)의 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 희석되며, 성막 처리부(40)에 공급되는 원료 가스의 총 유량으로부터 캐리어 가스의 유량과 희석 가스의 유량의 합계값을 뺀 값, 즉 원료의 유량이 될 것이다.
그렇지만, 전술과 같이, MFM(3)의 측정값과, MFC(1)의 측정값(m1)과 MFC(2)의 측정값(m2)의 합계값 사이에, MFM(3)과, MFC(1) 및 MFC(2)의 기기 사이의 측정 출력의 차이에 의해 생기는 오차가 포함되어 있다. 이러한 오차분에 상당하는 값이 상술한 오프셋 값이기 때문에, 도 4 및 도 5의 (c) 중에 나타내는 시각 ta 이후에 있어서의 원료 가스 공급의 각 주기의 (m3-(m1＋m2))의 값의 평균값을 구하고, 시각 t0으로부터 t100에 있어서의 오프셋 값을 빼는 것에 의해, 성막 처리부(40)에 공급되는 원료 유량의 실측값(m)이 구해진다. 실측값(m)은 하기 수학식 2에 의해 원료(mg/분)의 값으로 변환된다.
[수학식 2]
원료(mg/분) = 원료의 유량(sccm)×0.2(Conversion Factor)/22400×원료의 분자량(WCl6:396.6)×1000
이어서, 단계(S7)에서, N=2로 설정하고, 단계(S8)로 진행한다. 그리고, 단계(S8)에 있어서, 원료 유량의 실측값(m)이 설정 범위 내인 경우에는, "예"가 되고, 단계(S9)로 진행한다. 단계(S9)에서는, 2(N=2)매째의 웨이퍼(100)에 1매째의 웨이퍼(100)와 동일한 처리를 실행하여, 원료 유량의 실측값(m)을 취득한다.
한편, 단계(S8)에 있어서, N-1매째, 이러한 경우에는 1매째의 웨이퍼(100)에 있어서의 원료 유량의 실측값(m)이 컨트롤 범위(설정 범위) 내로부터 벗어나 있는 경우에는, "아니오(NO)"가 되고, 단계(S21)로 진행한다. 이어서, 원료 유량의 실측값(m)이 에러로 판정되는 값(이상값)이 아닌 경우에는, 단계(S22)로 진행한다.
이어서, 단계(S22)에 있어서 캐리어 가스의 유량을 조정하여, 원료의 유량을 조정한다. 전술과 같이 캐리어 가스 유량의 증감량(a1)과 캐리어 가스와 함께 흐르는 원료 유량의 증감량(Δm)은, 도 7에 나타내는 바와 같이 원료 유량의 증감량(y), 캐리어 가스 유량의 증감량(x)으로 하면, 기울기(k)의 일차식 y=k(x)로 근사된다. 그리고, 현재의 MFC(1)의 측정값(m1)에 대하여 원료 유량의 실측값(m)의 원료가 흐르고 있다. 원료 유량의 실측값(m)과 원료 유량의 목표값의 차분값만큼을 원료의 증감량(Δm)으로 하면 되기 때문에, Δm=k×a1이 되며, a1을 구할 수 있다. 그리고, 이러한 a1을 현재의 MFC(1)의 측정값에 가산한다. MFC(1)는 설정값의 유량이 측정값이 되도록 조정하기 위해, MFC(1)의 현재의 설정값에 a1을 가산하는 것에 의해, MFC(1)의 측정값을 (m1＋a1)로 할 수 있다. 또한, MFC(1)의 측정값에 a1을 가산하는 것에 의해, 성막 처리부(40)에 공급되는 희석 가스로 희석된 원료 가스의 총 유량이 증가되어 버려, 압력이 변동되어 버린다. 그 때문에, MFC(2)의 현재의 측정값(m2)으로부터 a1을 뺀 (m2-a1)이 측정값이 되도록, MFC(2)의 현재의 설정값으로부터 a1을 뺀 값으로 변경한다. 그 후, 단계(S9)로 진행하고, N매째의 웨이퍼(100)의 처리를 실행하여 원료 유량의 실측값(m)을 취득한다.
이어서 단계(S10)로 진행하고, 2매째의 웨이퍼(100)는, 최종 웨이퍼(100)가 아니므로 "아니오"가 되고, 단계(S11)에서, N=3으로 설정하여 단계(S8)로 되돌아간다. 그리고, 단계(S8)에서, N-1매째의 웨이퍼(100), 여기에서는 2매째의 웨이퍼(100)의 성막 처리에 있어서의 원료 유량의 실측값(m)이 설정 범위 내인지가 판단되며, 원료 유량의 실측값(m)이 설정 범위 내인 경우에는, 단계(S9)로 진행하고, 2매째의 웨이퍼(100)의 처리에 있어서의 캐리어 가스 유량의 설정값을 이용하여 3매째의 웨이퍼(100)의 처리를 실행하여, 원료 유량의 실측값(m)을 취득한다. 2매째의 웨이퍼(100)에 있어서의 원료 유량의 실측값(m)이 설정 범위 내에 없는 경우에는, 단계(S21, S22)에서 캐리어 가스 유량의 조정이 실행되고, 3매째의 웨이퍼(100) 처리가 실행된다. 이와 같이, 단계(S8)로부터 단계(S11)의 공정을 반복하여, 로트의 전체 웨이퍼(100)에 대하여 순차 처리가 실행된다.
도 8은 상술한 바와 같이 각 웨이퍼(100)에 있어서의 원료 유량의 실측값(m)의 일 예를 나타낸다. 예를 들면, 단계(S9)에 있어서 4매째의 웨이퍼(100)의 성막 처리시의 원료 유량의 실측값(m)의 값이 설정 범위로부터 벗어난 값인 경우에는, 단계(S10)를 거쳐서 단계(S11)로 진행하고, n을 5로 갱신한 후, 단계(S8)로 진행한다. 4매째의 웨이퍼(100)의 성막 처리시의 원료 유량의 실측값(m)은 설정 범위 외의 값이기 때문에, 단계(S21)로 진행한다. 이어서, 도 8에 나타내는 바와 같이 원료 유량의 실측값(m)이 에러로 판정되는 값(이상값)이 아닌 경우에는, 단계(S22)로 진행하고, 캐리어 가스의 유량을 조정하여, 원료의 유량을 조정한다.
이와 같이 각 웨이퍼(100)의 처리를 실행하고, 최후의 웨이퍼(100), 여기에서는 25매째의 웨이퍼(100)에 있어서는, 단계(S10)에 대하여 "예"가 되고 종료된다.
이어서 후속의 로트에 대하여 설명한다. 이어지는 로트가 캐리어 스테이지에 반입되면, 단계(S1)를 거쳐서 단계(S2)로 진행한다. 현재의 로트는 선두의 로트는 아니기 때문에 단계(S2)에서 "아니오"가 되고, 단계(S3)로 진행한다. 그리고 단계(S3)에 있어서 현재의 로트의 웨이퍼(100)에 대한 처리 레시피가 앞의 로트(1개 전의 로트)에 있어서의 처리 레시피와 다른지가 판정된다. 구체적으로는, 예를 들어 처리 레시피에 있어서의 원료의 유량(원료 유량의 목표값), 성막 처리부(40)의 설정 압력 및 성막 처리에 있어서의 원료 가스의 공급, 휴지의 주기의 3개의 항목이 동일한지의 여부가 판정되며, 적어도 하나의 항목이 다른 경우에는, "예"가 되고, 단계(S4)로 진행된다. 그리고 단계(S4)에 있어서, 현재의 로트(후속의 로트)의 웨이퍼(100)에 대한 처리 레시피에 근거하여, 원료 유량의 목표값, 성막 처리부(40)의 설정 압력 및 성막 처리에 있어서의 원료 가스의 공급, 휴지의 주기가 설정된다. 그리고, 앞의 로트와 마찬가지로 오프셋 값이 취득되고, 단계(S5)로 진행하고 오프셋 값이 허용 범위 내인 경우에는, 단계(S6)로 진행하며, 이어지는 단계(S6) 이후의 공정을 실행한다.
또한 후속의 로트에 있어서의 처리 레시피가 앞의 로트(1개 전의 로트)에 있어서의 처리 레시피, 구체적으로는, 예를 들어 처리 레시피에 있어서의 원료의 유량(원료 유량의 목표값), 성막 처리부(40)의 설정 압력 및 성막 처리에 있어서의 원료 가스의 공급, 휴지의 주기의 3개의 항목이 동일한 경우에는, 단계(S3)에서 "아니오"가 되고, 단계(S6)로 진행하며, 앞의 로트에서 이용한 오프셋 값을 이용하여, 이어지는 단계(S6) 이후의 공정을 실행한다.
또한, 로트의 처리 레시피에 맞추어 오프셋 값을 취득했을 때에, 오프셋 값이 허용 범위 내로부터 벗어나 버린 경우에는, 단계(S5)에서 "아니오"가 되고, 단계(S30)로 진행하여 알람을 울린 후, 종료된다. 이러한 경우에는 MFM(3)과, MFC(1) 및 MFC(2)의 개체 오차 이외의 요인에 의한 오차가 생길 가능성이 있기 때문에 유지 보수를 실행한다.
또한 단계(S8)에 있어서, n매째의 웨이퍼(100)에 있어서의 원료 유량의 실측값(m)이, 설정 범위 내로부터도 벗어나서, 에러로 판정되는 값(이상값)인 경우에는, 단계(S8)로부터 단계(S21)로 진행하고, 단계(S21)에서 "예"가 된다. 그 때문에, 단계(S30)로 진행하여 알람을 울린 후, 종료되고, 예를 들어 원료 가스 공급부(10)의 유지 보수를 실행한다.
상술한 실시형태에서는, 캐리어 가스를 원료 용기(14)에 공급하고, 기화된 원료를 캐리어 가스와 함께 원료 용기(14)로부터 유출시키고, 또한 희석 가스로 희석한 후, 성막 처리부(40)에 공급할 때, 원료 유량의 실측값과 목표값의 차분에 따라서 캐리어 가스의 유량을 조정하고 있다. 그리고, 기화된 원료, 캐리어 가스 및 희석 가스의 각 유량의 합계의 측정값으로부터 캐리어 가스 및 희석 가스의 각 유량의 측정값의 합계를 뺀 차분값에 대하여, 추가로 각 측정 기기의 개체간의 오차에 근거하는 오프셋 값을 빼서, 원료 유량의 실측값으로서 취급하고 있다. 따라서 각 측정 기기의 개체간의 오차분이 상쇄되어, 원료의 양의 정확한 실측값을 구할 수 있으며, 실측값에 근거하여 캐리어 가스의 공급량을 조정하기 때문에 웨이퍼(100)마다의 원료 공급량이 안정된다.
또한, ALD법을 실시할 때에, 각 측정 기기에 있어서 원료 가스의 공급, 휴지의 1주기에 있어서의 측정 출력의 적분값을 유량 측정값으로서 취급하고 있기 때문에, 단시간에서의 가스의 유량의 올라감, 내려감에 기인하는 측정의 불안정성을 피할 수 있다. 이 때문에 가스 유량의 측정값을 안정되게 구할 수 있으며, 그 결과 웨이퍼(100)마다의 원료 가스의 공급량이 안정된다.
또한, 단계(S6) 내지 단계(S10)에 나타내는 원료 유량의 실측값의 측정에 있어서는, 로트의 웨이퍼(100)의 처리 전에, 원료 유량의 실측값(m)의 측정을 실행하도록 해도 좋다. 예를 들어 해당 로트에 있어서의 처리 레시피와 동일한 설정 조건으로 한 후, 진공 용기(41)에 웨이퍼(100)를 반입하지 않고 가령 원료 가스를 공급하여 실행하는 더미 처리에 의해, 원료 유량의 실측값(m)의 측정을 실행하도록 해도 좋다. 이에 의해, 1매째의 웨이퍼(100)의 처리에 있어서의 원료 가스 유량의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 예를 들어 성막 장치에 있어서 로트의 처리를 실행하기 전이나 진공 용기(41) 내의 클리닝 처리 후에, 진공 용기(41)에 성막 가스를 공급하여 내면에 석출시켜, 진공 용기(41)의 컨디션 상태를 조절하는 프리코트가 실행되지만, 이러한 프리코트 처리에 있어서, 원료 유량의 실측값(m)의 측정을 실행하도록 해도 좋다.
또한, 유량의 측정값(m1, m2 및 m3)을 산출할 때, MFM(3), MFC(1) 및 MFC(2)의 각 유량 측정 출력을 제어부(9)에 의해 각각 원료 가스의 공급, 휴지의 주기의 n(2 이상)주기 동안 적분하고, 그 적분값을 n주기의 시간(nT)으로 나눈 값을 유량의 측정값(m1, m2 및 m3)으로 해도 좋다.
또한, 프리코트의 조건을 맞추기 위해서, 진공 용기(41)에 공급하는 원료 가스 유량의 정밀도가 높은 것이 바람직하다. 그 때문에, 프리코트 처리 전에 더미 처리를 실행하고, 원료 유량의 실측값(m)을 측정하여, 프리코트에 있어서의 원료 가스 유량의 정밀도를 높이도록 해도 좋다. 예를 들면 도 3 중의 단계(S6)와 마찬가지로 더미 처리에 의해, 원료 유량의 실측값(m)의 취득을 실행한다. 그리고 원료 유량의 실측값(m)이 설정 범위 내인지(단계(S8))를 판단하고, 원료 유량의 실측값(m)이 설정 범위 내가 아닌 경우에 캐리어 가스의 유량을 조정한 후, 프리코트 처리를 실행해도 좋다.
또한 원료 유량의 실측값(m)을, 예를 들어 원료의 공급, 휴지의 1주기의 적분값에 의해 취득하고, 1매의 웨이퍼(100)의 성막 처리를 한창 실행하고 있는 중에 실시간으로 원료 공급량을 조정하도록 해도 좋다. 예를 들면, 어느 시각에 있어서의 원료의 공급, 휴지의 주기(T1)에서 취득한 원료 유량의 실측값(m)과, 원료 유량의 목표값의 차분값에 의해 PID 연산 처리를 실행하여, 편차량을 취출한다. 그리고 편차량에 근거하여, 주기(T1)의 후속 원료의 공급, 휴지의 주기에 있어서의 원료 공급량을 조정해도 좋다.
본 발명은 CVD법에 의해 성막 처리를 실행하는 성막 장치에 이용해도 좋다. CVD법에서는 원료 가스를 성막 처리부(40)에 연속적으로 공급하는 동시에, 반응 가스를 연속적으로 공급하여 웨이퍼(100)에 성막을 실행한다. CVD법에 있어서는, 원료 가스 유량이 안정된 상태에 있어서의 MFM(3), MFC(1) 및 MFC(2)의 각 유량 측정 출력을 각각 MFM(3), MFC(1) 및 MFC(2)의 측정값(m1, m2 및 m3)으로 해도 좋다.
또한 CVD법에 있어서는, 1매의 웨이퍼(100)의 처리에 있어서의 원료 공급 기간에 있어서, 예를 들어 0.1초 간격으로 원료 유량의 실측값(m)을 측정하고, 어느 시각에서의 원료 유량의 실측값(m)이 설정 범위로부터 벗어난 경우에, 즉시 원료 유량의 실측값(m)이 설정 범위 내가 되도록 조정해도 좋다.
이와 같이 실시간으로 원료의 유량을 조정하는 것에 의해 1매째의 웨이퍼(100) 및 더미 처리에 의한 원료 유량의 실측값(m)의 취득을 실행할 필요가 없다.
또한, 원료 용기(14)에 수용하는 원료는 고체 원료에 한정되지 않고 액체 원료라도 좋다. 또한, 단계(S22)에 있어서 캐리어 가스의 유량을 조정할 때에, 캐리어 가스의 유량값과 원료의 유량값을 대응시킨 함수, 예를 들어 일차식을 이용하여, 원료 유량값의 실측값과 목표값에 각각 대응하는 캐리어 가스의 유량값을 상기 함수로부터 구하고, 양자의 캐리어 가스의 유량값의 차분에 근거하여 캐리어 가스의 유량을 조정해도 좋다.
또한, 본 발명은 MFM(3)의 하류측에서, 밸브(V1)의 상류측에 원료 가스를 일시 저류하기 위한 탱크가 마련되어 있어도 좋다. 이러한 경우에는, 탱크에 저류한 원료 가스를 한번에 성막 처리부(40)에 공급할 수 있어, 단위 시간당의 성막 처리부에 공급하는 원료의 유량을 많게 할 수 있다. 따라서, 밸브(V1)를 개방하고 있는 시간을 짧게 할 수 있어, 웨이퍼(100)의 처리 시간을 짧게 할 수 있는 이점이 있다.
또한, 예를 들어 웨이퍼(100)를 ALD법에 의해 처리할 때, 서로 막질이 다른 복수의 막을 연속하여 성막하기 때문에, 원료의 유량 및 원료 가스의 공급 시간(1 사이클에 있어서의 원료 가스의 공급 시간) 중 적어도 한쪽이 서로 다른 복수의 ALD를 실행하는 경우가 있다. 일 예로서, 웨이퍼(100)에 대하여 실행하는 성막 처리가 제 1 ALD와 이에 이어지는 제 2 ALD로 이루어지며, 제 1 ALD와 제 2 ALD 사이에서, 원료의 유량 및 원료 가스의 공급 시간이 다르게 해야 한다. 예를 들면 원료의 공급 및 차단을 100 사이클을 실행하여 성막 처리를 실행하는 것으로 하여, 제 1 ALD의 50 사이클에 있어서의 원료의 유량 및 원료 가스의 공급 시간과, 제 2 ALD의 50 사이클에 있어서의 원료의 유량 및 원료 가스의 공급 시간이 다른 처리 레시피를 이용하는 경우가 있다. 그러한 경우에는, 도 3에 나타내는 단계(S4)의 오프셋 값을 취득하는 공정에 있어서, 제 1 ALD에 있어서의 오프셋 값과, 제 2 ALD에 있어서의 오프셋 값을 취득한다.
그리고, 도 3에 나타내는 단계(S6)에 있어서, 원료 용기(14)로부터 공급된 원료 유량의 실측값(m)을 취득할 때에, 제 1 ALD에 의한 성막 처리에 있어서는, 제 1 ALD의 오프셋 값을 이용하여, 원료 유량의 실측값(m)을 구한다. 이어서, 제 2 ALD에 의한 성막 처리에 있어서는, 제 2 ALD의 오프셋 값을 이용하여, 원료 유량의 실측값(m)을 취득한다.
그리고, 각각의 m에 대해 도 3 중 단계(S8), 단계(S21) 및 단계(S22)를 실행하도록 하면 좋다.
또한, 도 3에 나타내는 단계(S4)에서, 오프셋 값을 취득할 때, 처리 레시피로부터, 오프셋 값에 영향이 큰 프로세스 파라미터를 선발한 산출용 파라미터를 포함시킨 레시피를 이용해도 좋다.
예를 들면 도 9에 도시하는 바와 같이, 제어부(9)의 메모리(93)에 산출용 레시피(93a)를 기억하는 영역을 마련하는 동시에, 산출용 레시피(93a)를 작성하기 위한 모형이 되는 산출용 레시피 포맷(93b)을 기억한다. 또한, 프로그램 저장부(92)에 도 3에 나타낸 흐름도에 나타내는 원료 가스 공급부(10)의 동작을 실행하기 위한 처리 프로그램(92a)과 함께, 산출용 레시피(93a)를 작성하기 위한 레시피 작성 프로그램(92b)을 저장한다.
이어서, 산출용 레시피 포맷(93b)에 대해 설명하지만, 우선 처리 레시피에 대하여 설명한다. 처리 레시피는, 로트마다 그 로트의 웨이퍼(100)에 대하여 실행하는 프로세스에 관한 순서를 규정한 것이며, 도 10은 실제 처리 레시피의 일 예를 줄여서 모식적으로 나타낸 것이다. 도 10에 나타내는 처리 레시피는, 실행 순서를 나타내는 "단계 번호", 각 단계의 "실행 시간", "밸브(V1)의 온 오프", 해당 단계를 종료 후에 실행하는 단계 번호를 나타내는 "반복 선 단계" 및 "반복 횟수" 밸브(V2, V4 및 V7)의 조작에 의한 바이패스 플로우와 오토플로우의 전환을 나타내는 "플로우 모드", 캐리어 가스 유량(sccm)을 나타내는 "캐리어 N2", 희석 가스 유량(sccm)을 나타내는 "오프셋 N2", 성막 처리부(40)의 "압력"(Torr)을 포함하고 있다. "바이패스 플로우"란, 캐리어 가스를 원료 용기(14)를 우회시켜, 바이패스 유로(7)를 거쳐서, 원료 가스 공급로(32)에 공급하고, 캐리어 가스와 희석 가스의 혼합 가스를 성막 처리부(40)에 공급하는 공급 방법이다. 또한 "오토플로우"란, 캐리어 가스를 원료 용기(14)에 공급하고, 기화된 원료를 포함하는 캐리어 가스를 원료 가스 공급로(32)에 공급하고, 원료 가스를 성막 처리부(40)에 공급하는 공급 방법이다. 또한 도 10에 나타내는 처리 레시피는, 웨이퍼(100)의 성막 처리의 처리 레시피에 있어서의 원료 가스의 공급에 따른 레시피의 부분을 나타내고 있으며, 반응 가스 및 치환 가스의 공급 및 차단에 관한 부분은 생략하고 있다.
도 10에 나타내는 처리 레시피에 따라서 동작을 설명하면, 웨이퍼(100)를 진공 용기(41)에 반입한 후, 50초간 대기하고, 단계(2)에서 성막 처리부(40)의 압력 80Torr로 조정한다. 이어서 캐리어 유량을 300sccm, 희석 가스 유량을 1100sccm으로 설정하고 밸브(V1)를 0.4초 개방하고, 0.3초 폐쇄하는 동작을 40회 반복한다. 이어서 성막 처리부(40)의 압력을 40Torr로 조정한 후, 캐리어 유량을 700sccm, 희석 가스 유량을 600sccm로 설정하고 밸브(V1)를 0.4초 개방하고, 0.3초 폐쇄하는 동작을 30회 반복한다. 그 후 성막 처리부(40)로의 원료의 공급을 정지하고, 소정의 진공압까지 진공 용기(41) 내를 흡인한다. 따라서, 처리 레시피는 웨이퍼(100)에 단계(3, 4)에 나타내는 제 1 ALD와, 단계(6, 7)에 나타내는 제 2 ALD의 2가지 방법의 ALD를 실행하는 처리 레시피이다.
이어서, 산출용 레시피 포맷(93b)에 대하여 설명하면, 도 11에 나타내는 바와 같이 산출용 레시피 포맷(93b)은, 처리 레시피와 마찬가지로 "단계 번호", "실행 시간", "밸브(V1)의 온 오프", "반복 선 단계", "반복 횟수", "플로우 모드", 캐리어 가스 유량(sccm)을 나타내는 "캐리어 N2", 희석 가스 유량(sccm)을 나타내는 "오프셋 N2", 성막 처리부(40)의 "압력"(Torr)을 포함하고 있다. 산출용 레시피 포맷(93b)은, 오프셋 값의 취득에 영향이 있는 부분을 블랭크로 하고 있으며, 오프셋 값의 취득에 영향이 없는 파라미터에 대해서는 처리 레시피와 공통화되어 있다. 예를 들면 산출용 레시피 포맷(93b)은, 단계(3, 4) 및 단계(6, 7)에 있어서의 "실행 시간", 단계(3 내지 7)에 있어서의 "캐리어 N2", 및 "오프셋 N2", 단계(2 내지 8)에 있어서의 "압력"의 항목이 블랭크로 되어 있으며, 처리 레시피마다 기입할 수 있도록 구성되어 있다. 또한 단계(1 내지 9)에 있어서의 "플로우 모드"가 바이패스 플로우로 되어 있는 것과, 단계(4) 및 단계(7)의 반복 횟수가 10회로 되어 있다.
산출용 레시피(92a)는, 원료를 실제로 공급할 필요가 없기 때문에, 플로우 모드가 처리 레시피와 다른 것에 부가하여, 밸브(V1)의 개폐의 반복수가 처리 레시피와 다르다. 처리 레시피에 있어서는, 밸브(V1)의 개폐를 예를 들어 100회 반복 성막 처리를 실행하지만, 밸브(V1)의 개폐의 반복수의 상이는 오프셋 값에 영향을 주지 않는다. 따라서, 밸브(V1)의 개폐의 반복수를 적게 설정하여 오프셋 값의 취득 시간을 짧게 하도록 하고 있다 . 또한, 도 1 내지 도 12의 레시피에는 포함되어 있지 않지만, 예를 들어 원료 가스 공급로(32)에 남는 약간의 원료 가스가 성막 처리부(40)에 공급될 우려가 있으므로, 반응 가스의 공급은 실행하지 않는다.
레시피 작성 프로그램(92b)에 대하여 설명한다. 도 3에 나타내는 단계(S4)로 진행하면, 우선 상위 컴퓨터(99)로부터 도 10에 나타내는 현재의 로트에 대응한 처리 레시피가 제어부의 메모리(93)로 보내진다. 그리고, 레시피 작성 프로그램(92b)은, 처리 레시피로부터 산출용 레시피 포맷(93b)의 블랭크 부분에 대응하는 항목, 즉 단계(3 내지 7)에 있어서의 "캐리어 N2", 및 "오프셋 N2", 단계(2 내지 8)에서의 성막 처리부(40)의 "압력", 단계(3, 4) 및 단계(6, 7)의 "실행 시간"의 값을 판독한다. 또한, 판독된 값을 각각 도 11에 나타내는 산출용 레시피 포맷(93b)의 대응하는 블랭크에 기입한다. 이에 의해 도 12에 나타내는 산출용 레시피(93a)가 작성되고, 메모리(93)에 기억한다.
그리고, 레시피 작성 프로그램(92b)에 의해 작성된 산출용 레시피(93a)를 이용하여 오프셋 값이 취득된다. 후술하는 검증 시험에 나타내는 바와 같이 오프셋 값은, 캐리어 가스 및 희석 가스의 유량에 영향을 받으며, 또한 성막 처리부(40)의 온도에 의해서도 영향을 받는다. 또한 오프셋 값은, 캐리어 가스의 유량이 동일하여도, 성막 처리부(40)의 압력이나, 밸브(V1)의 개폐 주기에 영향을 받는다. 또한 오프셋 값의 취득시에는, 이미 성막 처리부(40)의 온도는 성막 처리의 온도로 설정되어 있으므로, 온도에 대해서는 고려하고 있지 않다.
따라서 처리 레시피마다, 처리 레시피의 밸브(V1)의 개폐 시간, 캐리어 가스 및 희석 가스의 유량 및 성막 처리부(40)의 설정 압력의 설정값이 기입된 산출용 레시피(92a)를 설정하는 것에 의해, 처리 레시피마다 정확한 오프셋 값을 구할 수 있다. 이 때문에, 원료 유량의 측정값으로부터 오프셋 값을 뺀 원료 유량의 실측값의 정밀도가 높아진다. 그리고, 상술하는 바와 같이 산출용 레시피(92a)를 이용하고 있으므로, 데이터 처리의 부담이 작다.
또한, 동일한 처리 레시피로 연속하여 각 로트의 웨이퍼(100)에 성막 처리가 실행되고 있는 경우, 웨이퍼(100)의 처리에 따라서, 원료 용기(14)의 원료 잔량이 감소한다. 그리고, 도 3에 나타내는 단계(S21, S22)에 있어서, 캐리어 가스 및 희석 가스의 유량을 조정했을 때에, 캐리어 가스와 희석 가스의 온도 차이 등에 의해 원료 가스의 온도가 변화되어, 서서히 오프셋 값이 어긋날 가능성이 있다. 그 때문에, 예를 들어 웨이퍼(100)의 처리 매수가 일정 매수에 도달했을 때나, 원료 가스의 공급 시간이 일정 시간에 도달했을 때에, 오프셋 값을 변경하도록 해도 좋다. 예를 들면 처리중의 로트가 종료된 후, 후속의 로트의 처리에 있어서, 도 3 중의 단계(S2) 후에 웨이퍼(100)의 처리 매수가 일정 매수에 도달한 경우에, "예"가 되고 단계(S4)로 진행하며, 웨이퍼(100)의 처리 매수가 일정 매수에 도달하고 있지 않은 경우에 "아니오"가 되며, 단계(S3)로 진행하는 단계를 마련하면 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 동일한 처리 레시피를 연속하여 실행하고 있을 때 처리 매수가 많아지거나, 처리 시간이 길어져, MFM(3), MFC(1), MFC(2)의 각각의 장치의 오차가 커진 경우에도 오프셋 값이 수정되어, 원료 유량의 실측값(m)을 정밀도 양호하게 구할 수 있다. 또한, 로트의 처리 중에, 일단 로트의 처리를 중단하고, 오프셋 값의 취득을 실행하도록 해도 좋다.
또한, 예를 들어 성막 처리부(40)의 압력에 대한 오프셋 값의 영향이 적을 때에는, 원료 가스 공급로(32)로부터 성막 처리부(40)를 우회하는 회로를 거쳐서, 가스를 배기하여, 오프셋 값을 취득해도 좋다.
[검증 시험]
처리 레시피와, 오프셋 값의 관계를 조사하기 위해서 이하의 시험을 실행했다. 본 발명의 실시형태에 나타낸 성막 장치를 이용하여, 성막 처리부(40)의 압력 및 온도, 원료 가스의 공급 및 휴지의 주기, 캐리어 가스 및 희석 가스의 유량이 다른 처리 레시피를 이용하여, 각각 오프셋 값을 취득했다.
도 13은 희석 가스의 유량을 0으로 설정한 처리 레시피를 이용하여, 오프셋 값의 취득을 실행한 예에 있어서, 캐리어 가스의 유량과 오프셋 값의 관계를 나타내는 특성도이다. 또한, 도 14는 캐리어 가스 및 희석 가스를 공급하는 처리 레시피를 이용하여 오프셋 값의 취득을 실행한 예에 있어서, 캐리어 가스의 유량 및 희석 가스의 유량의 합계 유량과 오프셋 값의 관계를 나타내는 특성도이다. 도 13 및 도 14에 있어서는, 성막 처리부(40)의 온도에 의해 범례를 변경하여 나타내고 있다.
이러한 결과에 의하면, 도 13 및 도 14에 도시하는 바와 같이 캐리어 가스 및 희석 가스의 유량을 증가시키는 것에 의해, 오프셋 값이 증가하는 경향인 것을 알 수 있다. 그렇지만, 캐리어 가스 및 희석 가스의 유량을 일정하게 한 경우에 있어서도 성막 처리부(40)의 온도나 압력, 밸브(V1)의 개폐 주기 등의 처리 레시피의 설정값에 의해, 오프셋 값에 편차가 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 기술한 바와 같이 처리 파라미터가 변경될 때는, 그 처리 파라미터를 이용하여 오프셋 값을 취득하는 것이 유리하다고 말할 수 있다.
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 내지 V7 : 밸브
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 내지 V7 : 밸브
Claims (13)
- 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 분기되며, 상기 원료 용기를 우회하여 원료 가스 공급로에 접속된 바이패스 유로와,
상기 원료 가스 공급로에 있어서의 상기 바이패스 유로의 접속 부위보다 하류측에 접속되며, 희석 가스를 원료 가스에 합류시키기 위한 희석 가스 공급로와,
상기 캐리어 가스 공급로 및 상기 희석 가스 공급로에 각각 접속된 제 1 매스플로우 컨트롤러 및 제 2 매스플로우 컨트롤러와,
상기 원료 가스 공급로에 있어서의 희석 가스 공급로의 합류 부위의 하류측에 마련된 매스플로우 미터와,
상기 캐리어 가스 공급로로부터 원료 가스 공급로에 도달하는 캐리어 가스 유로를, 상기 원료 용기 내와 바이패스 유로의 사이에서 전환하는 전환 기구와,
상기 제 1 매스플로우 컨트롤러, 제 2 매스플로우 컨트롤러 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 흘려서 {m3-(m1＋m2)}의 연산값인 오프셋 값을 구하는 제 1 단계와, 상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려서 {m3-(m1＋m2)}의 연산값을 구하고, 이 연산값으로부터 상기 오프셋 값을 빼서 원료 유량의 실측값을 구하고, 원료 유량의 목표값과 상기 실측값의 차분값을 구하는 제 2 단계와, 상기 차분값과, 원료 유량의 증감량과 캐리어 가스의 증감량의 관계에 근거하여, 원료의 유량이 목표값이 되도록 제 1 매스플로우 컨트롤러의 설정값을 조정하는 제 3 단계를 실행하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제 3 단계에서 제 1 매스플로우 컨트롤러의 설정값을 조정할 때에, 원료 가스 및 희석 가스의 총 유량이 설정값이 되도록, 제 2 매스플로우 컨트롤러의 설정값을 조정하는 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는, 기판의 로트의 선두의 기판을 처리하기 전에, 상기 로트의 처리 레시피로부터 원료 유량의 목표값을 판독하고, 제 1 매스플로우 컨트롤러의 설정값을, 원료 유량의 목표값에 대응하는 캐리어 가스 유량으로 설정하여 제 1 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 성막 처리부에서 실행하는 성막 처리는, 기판에 대하여, 원료 가스 및 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 교대로 공급하고, 원료 가스의 공급과 반응 가스의 공급 사이에 치환용의 가스를 공급하여 실행하는 성막 처리이며,
상기 제 2 단계에 있어서의 측정값(m1, m2 및 m3)은, 원료 가스의 공급, 휴지의 주기의 시간을 T로 하면, n(n은 1 이상의 정수)주기에 있어서의 유량의 적분값을 주기의 시간(T)으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제어부는, 기판의 로트의 선두의 기판을 처리하기 전에, 상기 로트의 처리 레시피로부터 원료 가스의 공급, 휴지의 주기의 시간(T)을 판독하고,
상기 제 1 단계에 있어서의 측정값(m1, m2 및 m3)은 n주기에 있어서의 유량의 적분값을 주기의 시간(T)으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 3 단계에서 이용되는 상기 차분값은, 이제부터 성막 처리를 실행하는 기판에 대하여, 동일 로트에 있어서의 1매 전의 기판 처리시의 원료 유량의 실측값과, 원료의 목표값의 차분값인 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 3 단계에서 이용되는 상기 차분값은, 로트의 선두의 기판의 처리 전에 실행하는 더미 처리시의 원료 유량의 실측값과, 원료의 목표값의 차분값인 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제 1 단계 전에, 기판의 로트의 처리 레시피로부터, 제 1 매스플로우 컨트롤러의 설정값과, 제 2 매스플로우 컨트롤러의 설정값과, 성막 처리부의 압력과, 성막 처리부로의 가스의 공급, 휴지의 주기의 각 파라미터를 판독하는 단계와,
상기 캐리어 가스 유로를 바이패스 유로측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘리는 것과, 성막 처리부로의 가스의 공급, 휴지의 전환의 횟수가 규정된 레시피 포맷에, 상기 판독한 각 파라미터를 기입하여, 산출용 레시피를 작성하는 단계를 실행하고,
상기 제 1 단계는, 상기 산출용 레시피에 따라서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려서 오프셋 값을 구하는 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 장치. - 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 방법에 있어서,
상기 원료 용기에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급로와, 상기 캐리어 가스 공급로로부터 분기되며, 상기 원료 용기를 우회하여 원료 가스 공급로에 접속된 바이패스 유로와, 상기 원료 가스 공급로에 있어서의 상기 바이패스 유로의 접속 부위보다 하류측에 접속되며, 희석 가스를 원료 가스에 합류시키기 위한 희석 가스 공급로와, 상기 캐리어 가스 공급로 및 상기 희석 가스 공급로에 각각 접속된 제 1 매스플로우 컨트롤러 및 제 2 매스플로우 컨트롤러와, 상기 원료 가스 공급로에 있어서의 희석 가스 공급로의 합류 부위의 하류측에 마련된 매스플로우 미터와, 상기 캐리어 가스 공급로로부터 원료 가스 공급로에 도달하는 캐리어 가스 유로를, 상기 원료 용기 내와 바이패스 유로의 사이에서 전환하는 전환 기구를 구비한 원료 가스 공급 장치를 이용하고,
상기 제 1 매스플로우 컨트롤러, 제 2 매스플로우 컨트롤러 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 흘려서 {m3-(m1＋m2)}의 연산값인 오프셋 값을 구하는 공정과,
상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려서 {m3-(m1＋m2)}의 연산값을 구하고, 이 연산값으로부터 상기 오프셋 값을 빼서 원료 유량의 실측값을 구하고, 원료 유량의 목표값과 상기 실측값의 차분값을 구하는 공정과,
상기 차분값과, 원료 유량의 증감량과 캐리어 가스의 증감량의 관계에 근거하여, 원료의 유량이 목표값이 되도록 제 1 매스플로우 컨트롤러의 설정값을 조정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 성막 처리부에서 실행하는 성막 처리는, 기판에 대하여, 원료 가스 및 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 교대로 공급하고, 원료 가스의 공급과 반응 가스의 공급 사이에 치환용의 가스를 공급하여 실행하는 성막 처리이며,
상기 캐리어 가스 유로를 원료 용기측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려서 {m3-(m1＋m2)}의 연산값을 구하는 공정에 있어서의 측정값(m1, m2 및 m3)은, 원료 가스의 공급, 휴지의 주기의 시간을 T로 하면, n(n는 1 이상의 정수)주기에 있어서의 유량의 적분값을 주기의 시간(T)으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 캐리어 가스 유로를 바이패스 유로측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려서 {m3-(m1＋m2)}의 연산값인 오프셋 값을 구하는 공정에 있어서의 측정값(m1, m2 및 m3)은 n주기에 있어서의 유량의 적분값을 주기의 시간(T)으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 방법. - 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오프셋 값을 구하는 공정 전에, 기판의 로트의 처리 레시피로부터, 제 1 매스플로우 컨트롤러의 설정값과, 제 2 매스플로우 컨트롤러의 설정값과, 성막 처리부의 압력과, 성막 처리부로의 가스의 공급, 휴지의 주기의 각 파라미터를 판독하는 공정과,
상기 캐리어 가스 유로를 바이패스 유로측으로 전환한 상태에서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘리는 것과, 성막 처리부로의 가스의 공급, 휴지의 전환 횟수가 규정된 레시피 포맷에 상기 판독된 각 파라미터를 기입하여, 산출용 레시피를 작성하는 공정을 포함하며,
상기 오프셋 값을 구하는 공정은, 상기 산출용 레시피에 따라서, 캐리어 가스 및 희석 가스를 흘려서 오프셋 값을 구하는 것을 특징으로 하는
원료 가스 공급 방법. - 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 이용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체에 있어서,
상기 컴퓨터 프로그램은, 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 원료 가스 공급 방법을 실행하도록 단계 그룹이 짜여져 있는 것을 특징으로 하는
기억 매체.
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