KR20190125175A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치용 프로그램 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 장치용 프로그램 Download PDF

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다이스케 하야시
마사카즈 미나미
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가부시키가이샤 호리바 에스텍
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Abstract

오퍼레이터의 경험에 의하지 않고도, 고속으로 또한 고정밀도로 챔버 내의 2차원 농도 분포나 2차원 온도 분포를 균일하게 할 수 있도록 할 수 있도록, 기판이 수용됨과 아울러, 재료 가스가 공급되는 챔버(10)와, 챔버(10)의 둘레벽에 형성된 입사창(W1)을 향해 챔버(10)의 주위의 복수 개소로부터 레이저광을 사출하는 레이저 사출 기구(20)와, 복수 개소로부터 사출되어 챔버(10) 내를 통과하고, 챔버(10)의 둘레벽에 형성된 사출창(W2)으로부터 사출하는 각 레이저광을 검출하는 레이저 검출 기구(30)와, 레이저 검출 기구(30)에 의해 검출된 각 레이저광의 광 강도 신호를 취득함과 아울러, 그 광 강도 신호에 근거하여, 챔버 내에서의 재료 가스의 2차원 농도 분포 또는 챔버 내에서의 2차원 온도 분포를 산출하고, 상기 2차원 농도 분포 또는 상기 2차원 온도 분포에 근거하여 유체 제어 기기(MFC1)를 제어하는 제어 장치(40)를 구비하도록 했다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 장치용 프로그램{Substrate Processing Apparatus and Program for Substrate Processing Apparatus}
본 발명은, 반도체 제조 프로세스에 이용되는 기판 처리 장치 및 기판 처리 장치용 프로그램에 관한 것이다.
이런 종류의 기판 처리 장치로서는, 특허 문헌 1에 나타내는 바와 같이, 기판을 수용하는 챔버에 재료 가스를 공급함과 아울러, 기판을 히터에 의해서 가열하고, 챔버 내에 플라즈마를 발생시킴으로써, 에칭이나 성막(成膜) 등의 기판 처리를 하는 것이 있다.
이러한 기판 처리 장치에서, 챔버 내의 기판을 따른 평면 내에서의 재료 가스의 농도 분포(이하, '2차원 농도 분포'라고 함)나, 동일 평면 내에서의 온도 분포(이하, '2차원 온도 분포'라고 함)가 불균일하면, 상술한 기판 처리도 불균일하게 되어 버려, 예를 들면 기판의 표면 품질 등을 담보할 수 없다.
그렇지만, 지금까지의 장치에서, 챔버 내의 2차원 농도 분포나 2차원 온도 분포를 파악할 수 없어, 기판 처리의 균일화를 도모하기 위해서는, 재료 가스를 복수 개소로부터 공급하도록 하여, 각 개소로부터의 공급량을 오퍼레이터가 경험적으로 조정하거나, 히터를 복수 개소에 마련하여, 각 히터에 의한 가열 온도를 오퍼레이터가 경험적으로 조정하거나 할 필요가 있어, 많은 수고나 시간이 걸렸다.
특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2012－204692호 공보
그래서 본 발명은, 상기 문제점을 해결할 수 있도록 이루어진 것으로서, 오퍼레이터의 경험에 의하지 않고도, 고속으로 또한 고정밀도로 챔버 내의 2차원 농도 분포나 2차원 온도 분포를 균일하게 할 수 있도록 하는 것을 그 주된 과제로 하는 것이다.
즉, 본 발명에 관한 기판 처리 장치는, 기판이 수용됨과 아울러, 재료 가스가 공급되는 챔버와, 상기 챔버에 형성된 복수의 공급 포트 각각에 접속된 재료 가스 공급로와, 상기 각 재료 가스 공급로에 마련된 유체 제어 기기와, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 입사창을 향해 상기 챔버의 주위의 복수 개소로부터 레이저광을 사출하는 레이저 사출 기구와, 상기 복수 개소로부터 사출되어 상기 챔버 내를 통과하고, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 사출창으로부터 사출하는 각 레이저광을 검출하는 레이저 검출 기구와, 상기 레이저 검출 기구에 의해 검출된 상기 각 레이저광의 광 강도 신호를 취득함과 아울러, 그 광 강도 신호에 근거하여, 상기 챔버 내에서의 상기 재료 가스의 2차원 농도 분포를 산출하고, 상기 2차원 농도 분포에 근거하여 상기 유체 제어 기기를 제어하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 기판 처리 장치이면, 제어 장치가, 챔버의 주위의 복수 개소로부터 사출되어 챔버 내를 통과한 각 레이저광의 광 강도 신호에 근거하여 챔버 내에서의 재료 가스의 2차원 농도 분포를 산출하고, 이 2차원 농도 분포에 근거하여 유체 제어 기기를 제어하므로, 오퍼레이터의 경험에 의하지 않고 2차원 농도 분포의 균일화를 도모할 수 있다.
상기 복수의 공급 포트에 대응하는 복수의 공급 영역이 상기 챔버 내에 설정되어 있고, 상기 각 공급 영역에 공급되는 상기 재료 가스가, 상기 각 공급 영역에 대응하는 상기 공급 포트에 접속된 상기 재료 가스 공급로 상의 상기 유체 제어 기기에 의해 제어되는 구성에 있어서, 상기 제어 장치가, 상기 2차원 농도 분포에 근거하여 상기 각 공급 영역의 농도를 대표하는 영역 대표 농도를 산출하고, 이들 영역 대표 농도를 이용하여 상기 각 공급 영역에 대응하는 상기 유체 제어 기기의 목표 유량을 피드백 제어하는 것이 바람직하다.
이러한 구성이면, 챔버 내의 2차원 농도 분포를 공급 영역마다 제어할 수 있고, 제어를 번잡화시키지 않아, 2차원 농도 분포의 균일화를 도모할 수 있다.
상기 챔버가, 상기 재료 가스가 공급되는 내부 공간을 가진 챔버 본체와, 상기 내부 공간을 덮음과 아울러, 상기 복수의 공급 포트가 형성된 덮개체와, 상기 덮개체의 상기 내부 공간측에 마련되고, 상기 복수의 공급 포트를 나누는 칸막이 부재를 가지는 것이 바람직하다.
이러한 구성이면, 1개의 공급 포트로부터 공급되는 재료 가스가 주(主)로 1개의 공급 영역에 공급되도록, 복수의 공급 포트를 나눔으로써, 복수의 공급 영역을 독립하여 제어할 수 있어, 챔버 내의 2차원 농도 분포를 보다 빠르게 균일화시키는 것이 가능해진다.
챔버 내 중심부와 외주부에서 2차원 농도 분포의 차이가 생기기 쉽기 때문에, 내부 공간(S)의 중심부와 외주부와의 농도를 각각 제어할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 복수의 공급 영역이, 상기 챔버의 중심부에 설정된 영역과, 그 영역을 둘러싸는 적어도 1개의 고리 모양의 영역으로서 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이것이라면, 2차원 농도 분포를 보다 균일하게 하기 쉬워진다.
게다가, 본 발명에 관한 기판 처리 장치는, 기판이 수용됨과 아울러, 재료 가스가 공급되는 챔버와, 상기 챔버 내를 가열하는 복수의 히터와, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 입사창을 향해 상기 챔버의 주위의 복수 개소로부터 레이저광을 사출하는 레이저 사출 기구와, 상기 복수 개소로부터 사출되어 상기 챔버 내를 통과하고, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 사출창으로부터 사출하는 각 레이저광을 검출하는 레이저 검출 기구와, 상기 레이저 검출 기구에 의해 검출된 상기 각 레이저광의 광 강도 신호를 취득함과 아울러, 그 광 강도 신호에 근거하여, 상기 챔버 내에서의 2차원 온도 분포를 산출하고, 상기 2차원 온도 분포에 근거하여 상기 각 히터를 제어하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 기판 처리 장치에 의하면, 제어 장치가, 챔버의 주위의 복수 개소로부터 사출되어 챔버 내를 통과한 각 레이저광의 광 강도 신호에 근거하여 챔버 내에서의 2차원 온도 분포를 산출하고, 이 2차원 온도 분포에 근거하여 유체 제어 기기를 제어하므로, 오퍼레이터의 경험에 의하지 않고 2차원 온도 분포의 균일화를 도모할 수 있다.
상기 복수의 히터에 대응하는 복수의 가열 영역이 상기 챔버 내에 설정되어 있으며, 상기 제어 장치가, 상기 2차원 온도 분포에 근거하여 상기 각 가열 영역의 온도를 대표하는 영역 대표 온도를 산출하고, 이들 영역 대표 온도를 이용하여 상기 각 히터로의 공급 전력을 피드백 제어하는 것이 바람직하다.
이러한 구성이면, 챔버 내의 2차원 온도 분포를 가열 영역마다 제어할 수 있고, 제어를 번잡화시키지 않아, 2차원 온도 분포의 균일화를 도모할 수 있다.
상기 복수의 히터를 나누는 단열성 칸막이 부재를 가지는 것이 바람직하다.
이러한 구성이면, 1개의 히터가 주로 1개의 가열 영역을 가열하도록, 복수의 히터를 나눔으로써, 복수의 가열 영역을 독립하여 제어할 수 있어, 챔버 내의 2차원 온도 분포를 보다 빠르게 균일화시키는 것이 가능해진다.
또, 본 발명에 관한 기판 처리 장치용 프로그램은, 기판이 수용됨과 아울러, 재료 가스가 공급되는 챔버와, 상기 챔버에 형성된 복수의 공급 포트 각각에 접속된 재료 가스 공급로와, 상기 각 재료 가스 공급로에 마련된 유체 제어 기기와, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 입사창을 향해 상기 챔버의 주위의 복수 개소로부터 레이저광을 사출하는 레이저 사출 기구와, 상기 복수 개소로부터 사출되어 상기 챔버 내를 통과하고, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 사출창으로부터 사출하는 각 레이저광을 검출하는 레이저 검출 기구를 구비하는 기판 처리 장치에 이용되는 프로그램 로서, 상기 레이저 검출 기구에 의해 검출된 상기 각 레이저광의 광 강도 신호를 취득함과 아울러, 그 광 강도 신호에 근거하여, 상기 챔버 내에서의 상기 재료 가스의 2차원 농도 분포를 산출하고, 상기 2차원 농도 분포에 근거하여 상기 유체 제어 기기를 제어하는 기능을 컴퓨터에 발휘시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
게다가, 본 발명에 관한 기판 처리 장치용 프로그램은, 기판이 수용됨과 아울러, 재료 가스가 공급되는 챔버와, 상기 챔버 내를 가열하는 복수의 히터와, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 입사창을 향해 상기 챔버의 주위의 복수 개소로부터 레이저광을 사출하는 레이저 사출 기구와, 상기 복수 개소로부터 사출되어 상기 챔버 내를 통과하고, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 사출창으로부터 사출하는 각 레이저광을 검출하는 레이저 검출 기구를 구비하는 기판 처리 장치에 이용되는 프로그램 로서, 상기 레이저 검출 기구에 의해 검출된 상기 각 레이저광의 광 강도 신호를 취득함과 아울러, 그 광 강도 신호에 근거하여, 상기 챔버 내에서의 2차원 온도 분포를 산출하고, 상기 2차원 온도 분포에 근거하여 상기 히터를 제어하는 기능을 컴퓨터에 발휘시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
이들 기판 처리 장치용 프로그램에 의하면, 상술한 기판 처리 장치와 동일한 작용 효과를 발휘시킬 수 있다.
이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 오퍼레이터의 경험에 의하지 않고도, 고속으로 또한 고정밀도로 챔버 내의 2차원 농도 분포나 2차원 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태의 기판 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시 형태의 레이저 사출 기구 및 레이저 검출 기구의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 실시 형태의 챔버의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 실시 형태의 챔버의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 본 실시 형태의 챔버에 형성된 광로를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 실시 형태의 칸막이 부재 및 단열성 칸막이 부재의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 실시 형태의 제어 장치의 기능을 나타내는 기능 블록도이다.
도 8은 본 실시 형태의 제어 장치의 농도 제어 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 9는 본 실시 형태의 제어 장치의 온도 제어 동작을 나타내는 플로우 차트이다.
도 10은 그 외의 실시 형태에 있어서의 칸막이 부재의 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
이하에, 본 발명에 관한 기판 처리 장치의 일 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태의 기판 처리 장치는, 반도체 제조 프로세스에 이용되는 것이며, 웨이퍼 등의 기판에 대해서 성막(成膜)이나 에칭 등의 기판 처리를 하는 것이다.
구체적으로 이 기판 처리 장치(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판(미도시)을 수용하는 챔버(10)와, 챔버(10)에 예를 들면 CH4 등의 재료 가스를 공급하는 재료 가스 공급로(L1)와, 챔버(10)에 공급된 재료 가스를 배출하는 재료 가스 배출로(L2)를 구비하고 있다. 또, 재료 가스로서는, CH4에 한정하지 않고, SiF4나 CFx 등 적절히 변경해도 상관없다.
챔버(10)는, 기판을 수용하는 내부 공간(S)이 형성된 것이며, 이 내부 공간(S)에는 기판을 가열하기 위한 히터(H)가 마련되어 있다. 그리고, 히터(H)에 의해서 기판을 가열함과 아울러, 챔버(10)에 재료 가스를 공급하면서, 상기 챔버(10)의 내부 공간(S)에 플라즈마를 발생시키거나, 내부 공간(S)을 고온으로 함으로써, 상술한 기판 처리가 행하여진다.
이 챔버(10)에는, 재료 가스가 공급되는 복수의 공급 포트(P1)와, 내부 공간(S)에 공급된 재료 가스를 배출하는 배출 포트(P2)가 형성되어 있다.
재료 가스 공급로(L1)는, 일단이 상술한 공급 포트(P1)에 접속됨과 아울러, 타단이 재료 가스의 가스원(Z1)에 접속되어 있다. 여기에서는, 복수의 공급 포트(P1) 각각에 재료 가스 공급로(L1)가 접속되어 있고, 이들 복수의 재료 가스 공급로(L1)는, 서로 병렬로 마련되어 있다. 이것에 의해, 각 재료 가스 공급로(L1)를 흐르는 재료 가스의 유량 등을 독립하여 제어할 수 있다.
각 재료 가스 공급로(L1)에는, 하나 또는 복수의 개폐 밸브(V1)와, 재료 가스의 유량이나 압력 등의 물리량을 제어하는 제1 유체 제어 기기(MFC1)가 마련되어 있다. 여기서의 제1 유체 제어 기기(MFC1)는, 재료 가스 공급로(L1)에 흐르는 재료 가스의 유량을 제어하는 차압식 또는 열식의 매스 플로우 컨트롤러이며, 재료 가스 공급로(L1)에 흐르는 실유량을 산출하고, 그 실유량이 미리 입력된 목표 유량에 가까워지도록, 유체 제어 밸브(미도시)를 제어하는 것이다.
또, 각 재료 가스 공급로(L1)에는, 재료 가스를 희석하는 예를 들면 질소 가스 등의 희석 가스가 흐르는 희석 가스 공급로(L3)가 접속되어 있고, 이들 복수의 희석 가스 공급로(L3)는, 서로 병렬로 마련되어 있다. 이것에 의해, 각 희석 가스 공급로(L3)를 흐르는 희석 가스의 유량 등을 독립하여 제어할 수 있다.
각 희석 가스 공급로(L3)는, 일단이 재료 가스 공급로(L1)에 접속됨과 아울러, 타단이 희석 가스의 가스원(Z2)에 접속되어 있으며, 하나 또는 복수의 개폐 밸브(V2)와, 희석 가스의 유량이나 압력 등의 물리량을 제어하는 제2 유체 제어 기기(MFC2)가 마련되어 있다. 여기서의 제2 유체 제어 기기(MFC2)는, 상술한 제1 유체 제어 기기(MFC1)와 마찬가지로, 희석 가스의 유량을 제어하는 차압식 또는 열식의 매스 플로우 컨트롤러이다.
재료 가스 배출로(L2)는, 일단이 상술한 배출 포트(P2)에 접속되어 있고, 타단이 챔버(10)의 외부에 위치하는 예를 들면 흡인 펌프(P)에 접속되어 있다. 이 재료 가스 배출로(L2)에는, 조절 압력 밸브 등의 조압 수단(V3)이나 개폐 밸브(V4)가 마련되어 있다.
그리고, 본 실시 형태의 기판 처리 장치(100)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 챔버(10)의 주위의 복수 개소로부터 챔버(10) 내에 레이저광을 사출하는 레이저 사출 기구(20)와, 복수 개소로부터 사출되어 챔버(10) 내를 통과한 각 레이저광을 검출하는 레이저 검출 기구(30)와, 레이저 검출 기구(30)에 의해 검출된 각 레이저광의 광 강도 신호를 취득하여, 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어하는 제어 장치(40)를 더 구비하고 있다.
먼저, 챔버(10)를 보다 상세하게 설명하면, 본 실시 형태의 챔버(10)는, 도 3~도 5에 나타내는 바와 같이, 상술한 내부 공간(S)을 가지는 챔버 본체(11)와, 내부 공간(S)을 상부로부터 덮는 상측 덮개 부재(12)와, 상측 덮개 부재(12)의 하부에 마련되어 다수의 작은 구멍(h1)이 형성된 다공 부재(13)와, 다공 부재(13)의 하부에 마련되어 내부 공간(S)을 하부로부터 덮는 하측 덮개 부재(14)를 가지고 있다.
챔버 본체(11)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 회전체 형상의 내부 공간(S)을 형성하는 내주면(111)과, 레이저광을 투과시키는 입사창(W1) 및 사출창(W2)이 형성된 외주면(112)을 가지고 있다. 또, 챔버 본체(11)의 저벽에는, 상술한 배출 포트(P2)가 1개 형성되어 있다. 또, 배출 포트(P2)의 수나 배치는 적절히 변경해도 상관없다.
본 실시 형태의 챔버 본체(11)는, 외주면(112)이 다각형 모양을 이루고 있고, 외주면(112) 중 서로 대향하는 한 쌍의 변부(邊部)의 일방에 입사창(W1)이 형성되고, 타방에 사출창(W2)이 형성되어 있다. 여기서의 외주면(112)은 팔각형이며, 연속하는 반수(半數)(4개)의 변부에 입사창(W1)이 형성되고, 그것 이외의 연속하는 반수(4개)의 변부에 사출창(W2)이 형성되어 있다.
게다가 챔버 본체(11)에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 내주면(111)과 외주면(112)을 관통하는 레이저 광로(X)가 형성되어 있다. 여기에서는, 외주면(112)의 1개의 변부에 대해서 복수개의 레이저 광로(X)가 형성되어 있고, 이들 복수개의 레이저 광로(X)가 대향하는 변부까지 연장되어 있다. 즉, 외주면(112)의 서로 대향하는 한 쌍의 변부에 대해서 복수개의 레이저 광로(X)가 형성되어 있고, 여기에서는 한 쌍의 변부에 대해서 8개, 합계 32개의 레이저 광로(X)가 형성되어 있다. 또, 한 쌍의 변부에 대한 갯수나 합계 갯수는 적절히 변경해도 상관없다.
이들 레이저 광로(X)는, 모두 동일 평면 모양으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 각 레이저 광로(X)는, 내부 공간(S)의 중심축(C)에 직교하는 평면을 따라서, 환언하면 내부 공간(S)에 수용된 기판을 따라서 형성되어 있다.
상측 덮개 부재(12)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 챔버(10)의 상벽을 구성하고 있고, 상술한 복수의 공급 포트(P1)가 형성된 예를 들면 원형 평판 모양의 것이다. 복수의 공급 포트(P1)는, 예를 들면 상면에서 볼 때 원주(圓周) 상에 등간격으로 배치되어 있고, 여기에서는 4개의 공급 포트(P1)가 내부 공간(S)의 중심축(C) 둘레에 등간격으로 배치되어 있다. 또, 공급 포트(P1)의 수나 배치는 적절히 변경해도 상관없다.
다공 부재(13)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 상측 덮개 부재(12)의 하부에 간극을 두고 배치된 것이다. 이것에 의해, 내부 공간(S)은 다공 부재(13)보다도 상부의 상부 공간(S1)과, 다공 부재(13)보다도 하부의 하부 공간(S2)으로 나누어져 있다. 이 다공 부재(13)에는, 두께 방향으로 관통하는 다수의 작은 구멍(h1)이 형성되어 있고, 공급 포트(P1)로부터 상부 공간(S1)으로 공급된 재료 가스가, 이들 다수의 작은 구멍(h1)으로 분산하면서 하부 공간(S2)의 전체에 널리 퍼지도록 되어 있다.
하측 덮개 부재(14)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 내부 공간(S)에 공급된 재료 가스를 배출 포트(P2)로 안내하는 복수의 관통공(h2)이 형성되어 있으며, 여기에서는 기판(미도시)이 재치되는 기판 유지 부재로서도 이용된다. 이 하측 덮개 부재(14)는, 예를 들면 상술한 공급 포트(P1)에 대응하는 위치에 복수의 관통공(h2)이 형성된 예를 들면 원형 평판 모양의 것이다. 또, 이 하측 덮개 부재의 하면에는, 예를 들면 카트리지 히터 등의 히터(H)가 복수 마련되어 있다.
여기서, 본 실시 형태의 챔버(10)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 상측 덮개 부재(12)의 하부에 마련되어 복수의 공급 포트(P1)를 나누는 칸막이 부재(15)와, 하측 덮개 부재(14)에 마련되어 복수의 히터(H)를 나누는 단열성 칸막이 부재(16)를 더 가지고 있다.
칸막이 부재(15)는, 상측 덮개 부재(12)와 다공 부재(13)와의 사이에 개재하여, 복수의 공급 포트(P1)를 공간적으로 나누는 것이며, 상측 덮개 부재(12)의 하면과 다공 부재(13)의 상면에 맞닿는 예를 들면 평판 모양의 것이다. 이 칸막이 부재(15)는, 여기에서는 다공 부재(13)의 상면과 일체적으로 형성되어 있지만, 상측 덮개 부재(12)의 하면과 일체적으로 마련되어 있어도 좋고, 다공 부재(13)나 상측 덮개 부재(12)와는 별체의 것이라도 좋다.
이 칸막이 부재(15)에 의해서 복수의 공급 포트(P1)가 공간적으로 나누어짐으로써, 상부 공간(S1)은 복수의 방(a)으로 나누어진다. 여기서의 칸막이 부재(15)는, 상부 공간(S1)을 공급 포트(P1)와 동수(同數)의 방(a)으로 등분(구체적으로는 4등분)하는 것이며, 구체적으로는 서로 직교함과 아울러 상부 공간(S1)의 중심을 통과하는 한 쌍의 칸막이 부재(15)가 마련되어 있다.
이러한 구성에 의해, 1개의 공급 포트(P1)로부터 공급된 재료 가스는 상부 공간(S1)의 1개의 방(a)에만 공급되고, 각 공급 포트(P1)로부터 공급된 재료 가스는, 상부 공간(S1)에서는 서로 섞이지 않고 하부 공간(S2)으로 안내된다.
이 칸막이 부재(15)에 의해서, 챔버(10) 내에는, 복수의 공급 포트(P1)에 대응하는 복수의 공급 영역(α)이 설정된다. 보다 상세하게 설명하면, 각 공급 영역(α)은, 챔버(10)의 하부 공간(S2)에 설정된 영역이며, 칸막이 부재(15)에 의해서 나누어진 상부 공간(S1)의 각 방(a)의 하부에 각각에 위치하는 영역이다. 환언하면, 1개의 공급 포트(P1)로부터 공급된 재료 가스가, 주로 1개의 공급 영역(α)에 공급되도록 구성되어 있고, 여기서의 공급 영역(α)은, 상부 공간(S1)과 마찬가지로, 하부 공간(S2)을 등분(구체적으로는 4등분)한 영역이다.
한편, 단열성 칸막이 부재(16)는, 하측 덮개 부재(14)에 마련되어, 복수의 히터(H)를 열적으로 나누는 것이며, 예를 들면 평판 모양이나 시트 모양의 것이다. 여기서의 단열성 칸막이 부재(16)는, 하측 덮개 부재(14)의 하면에 마련되어 있지만, 하측 덮개 부재(14)의 상면에 마련되어 있어도 좋다. 또, 단열성 칸막이 부재(16)는, 반드시 기판 유지 부재인 하측 덮개 부재(14)에 마련되어 있을 필요는 없고, 배치는 적절히 변경해도 상관없다.
이 단열성 칸막이 부재(16)에 의해서 복수의 히터(H)가 열적으로 나누어짐으로써, 하측 덮개 부재(14)는 복수의 구획(b)으로 나누어진다. 여기서의 단열성 칸막이 부재(16)는, 하측 덮개 부재(14)를 히터(H)와 동수의 구획(b)으로 등분(구체적으로는 4등분)하는 것이며, 구체적으로는 서로 직교함과 아울러 하측 덮개 부재(14)의 중심을 통과하는 한 쌍의 단열성 칸막이 부재(16)가 마련되어 있다. 이러한 구성에 의해, 1개의 히터(H)는 주로 하측 덮개 부재(14)의 1개의 구획(b)을 가열한다. 또, 히터(H)의 수가 많은 경우에는 하측 덮개 부재(14)를 예를 들면 격자 모양으로 구획(b)하도록 다수의 단열성 칸막이 부재(16)를 마련해도 좋다.
이 단열성 칸막이 부재(16)에 의해서, 챔버(10) 내에는, 복수의 히터(H)에 대응하는 복수의 가열 영역(β)이 설정된다. 보다 상세하게 설명하면, 각 가열 영역(β)은, 챔버(10)의 하부 공간(S2)에 설정된 영역이며, 단열성 칸막이 부재(16)에 의해서 나누어진 하측 덮개 부재(14)의 각 구획(b)의 상부에 위치하는 영역이다. 환언하면, 1개의 히터(H)가 주로 1개의 가열 영역(β)을 가열하도록 구성되어 있고, 여기서의 가열 영역(β)은, 하측 덮개 부재(14)와 마찬가지로, 하부 공간(S2)을 등분한 영역이다.
다음으로, 레이저 사출 기구(20), 레이저 검출 기구(30), 및 제어 장치(40)에 대해 설명한다.
레이저 사출 기구(20)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 챔버(10)의 둘레벽에 형성된 입사창(W1)을 향해 챔버(10)의 주위의 복수 개소로부터 레이저광을 사출하는 것이다. 구체적으로 이 레이저 사출 기구(20)는, 예를 들면 반도체 레이저 등의 레이저 광원(21)과, 레이저 광원(21)으로부터 사출된 레이저광을 복수의 파이버로 분광하는 파이버 스플리터(22)를 가지며, 각 파이버의 사출 단부(23)가, 내부 공간(S)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 여기에서는, 챔버(10)의 외주면(112)이 다각 형상을 이루고 있고, 외주면(112)의 복수의 변부(구체적으로는 4개의 변부) 각각에 대해서, 복수의 파이버가 마련되어 있다. 이것에 의해, 레이저 광원(21)으로부터 사출된 레이저광은, 사방으로부터 내부 공간(S)을 향해 사출된다.
레이저 검출 기구(30)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수 개소로부터 사출되어 챔버(10) 내를 통과하고, 챔버(10)의 둘레벽에 형성된 사출창(W2)으로부터 사출하는 각 레이저광을 검출하는 것이다. 구체적으로 이 레이저 검출 기구(30)는, 각 파이버로부터 사출되어 내부 공간(S)을 통과한 레이저광을 검출하는 복수의 레이저 검출기(31)를 가지고 있고, 각 레이저 검출기(31)는, 내부 공간(S)을 사이에 두도록 파이버의 사출 단부(23)에 대향 배치되어 있다. 이들 레이저 검출기(31)에 의해 검출된 레이저광의 강도를 나타내는 광 강도 신호는, 앰프(A) 등을 매개로 하여 상술한 제어 장치(40)에 출력된다.
그리고, 본 실시 형태의 제어 장치(40)는, 물리적으로는 CPU, 내부 메모리, 입출력 인터페이스, AD 변환기 등을 구비한 전용 내지 범용의 컴퓨터이며, 상기 내부 메모리에 격납된 기판 처리 장치용 프로그램에 근거하여, CPU 및 그 외의 구성요소가 협동하는 것에 의해서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 광 강도 신호 취득부(41), 2차원 농도 산출부(42), 및 농도 제어부(43) 등의 기능을 발휘하도록 구성된 것이다.
이하, 도 8에 나타내는 플로우 차트를 참조하면서, 각 부의 설명을 겸하여, 본 실시 형태의 제어 장치(40)의 농도 제어 동작에 대해 설명한다.
먼저, 재료 가스가 복수의 공급 포트(P1)로부터 챔버(10)에 공급되고 있는 상태에서, 레이저 사출 기구(20)로부터 챔버(10)의 내부 공간(S)에 레이저광을 사출하고, 내부 공간(S)을 통과한 레이저광을 레이저 검출 기구(30)에 의해서 검출한다(S11). 레이저 검출 기구(30)에 의해 검출된 광 강도 신호는, 제어 장치(40)에 출력되고, 광 강도 신호 취득부(41)에 의해 취득된다(S12).
다음으로, 광 강도 신호 취득부(41)에 의해 취득된 광 강도 신호에 근거하여, 2차원 농도 산출부(42)가, 챔버(10) 내에서의 2차원 농도 분포를 산출한다(S13). 여기서 말하는 2차원 농도 분포란, 챔버(10) 내에서의 레이저광을 따른 평면 내의 농도 분포이며, 환언하면 챔버(10) 내에 수용된 기판을 따른 농도 분포이다.
보다 구체적으로 설명하면, 2차원 농도 산출부(42)는, 각 레이저 검출기(31)에 의해 검출된 광 강도 신호를 소정의 2차원 농도 분포 산출용 알고리즘에 근거하여 연산 처리함으로써, 서로 직교하는 2축에서 규정되는 영역의 2차원 농도 분포를 산출하도록 구성되어 있고, 적어도 상술한 복수의 공급 영역(α)의 2차원 농도 분포를 산출한다.
그리고, 2차원 농도 산출부(42)에 의해 산출된 복수의 공급 영역(α)에서의 2차원 농도 분포에 근거하여, 농도 제어부(43)가 상술한 제1 유체 제어 기기(MFC1)를 제어한다. 이 농도 제어부(43)는, 각 공급 영역(α) 각각에서의 2차원 농도 분포를 이용하여, 각 공급 영역(α)에 대응하는 제1 유체 제어 기기(MFC1)의 목표 유량을 피드백 제어한다. 또, 여기서 말하는 각 공급 영역(α)에 대응하는 제1 유체 제어 기기(MFC1)는, 각 공급 영역(α)에 대응하는 공급 포트(P1)(즉, 각 공급 영역(α)에 주로 재료 가스를 공급하는 공급 포트(P1))에 접속된 재료 가스 공급로(L1) 상에 마련된 제1 유체 제어 기기(MFC1)이다.
보다 구체적으로 설명하면, 먼저 농도 제어부(43)는, 각 공급 영역(α)의 2차원 농도 분포로부터, 각 공급 영역(α)의 농도를 대표하는 영역 대표 농도(Ci)를 산출한다(S14). 영역 대표 농도(Ci)로서는, 각 공급 영역(α)의 2차원 농도 분포에서의 평균 농도나 최대 농도 등을 들 수 있다.
다음으로, 농도 제어부(43)는, 각각의 영역 대표 농도(Ci)를 평균한 평균 농도(Caｖe)를 산출한다(S15). 그리고, 영역 대표 농도(Ci) 각각과 평균 농도(Caｖe)를 비교하고, 제1 유체 제어 기기(MFC1)의 목표 유량을 산출한다(S16).
구체적으로는, 영역 대표 농도(Ci)가 평균 농도(Caｖe)보다도 큰 경우에는, 그 영역 대표 농도(Ci)를 낮게 하기 위해, 그 공급 영역(α)에 대응하는 제1 유체 제어 기기(MFC1)의 목표 유량을 감소시킨다. 또, 이 경우에, 그 공급 영역(α)에 대응하는 제2 유체 제어 기기(MFC2)의 목표 유량을 증대시켜도 좋다.
한편, 영역 대표 농도(Ci)가 평균 농도(Caｖe)보다도 작은 경우에는, 그 영역 대표 농도(Ci)를 높게 하기 위해, 그 공급 영역(α)에 대응하는 제1 유체 제어 기기(MFC1)의 목표 유량을 증대시킨다. 또, 이 경우에, 그 공급 영역(α)에 대응하는 제2 유체 제어 기기(MFC2)의 목표 유량을 감소시켜도 좋다.
농도 제어부(43)는, 산출한 목표 유량을 제1 유체 제어 기기(MFC1)에 출력하고, 그 후, 소정 시간 경과했는지를 판단한다(S17). 그리고, 소정 시간의 경과후, 다시 각 공급 영역(α)의 영역 대표 농도(Ci)와, 그들 평균 농도(Caｖe)를 산출하고(S18), 각 영역 대표 농도(Ci)와 평균 농도(Caｖe)와의 차분을 적산한다(S19).
그리고, 이 적산값(Δ1)과 소정의 제1 임계값(ε1)을 비교하여(S20), 적산값(Δ1)이 제1 임계값(ε1)보다도 크면, 다시 S16로 되돌아가고, 적산값(Δ1)이 제1 임계값(ε1) 이하이면, 상술한 농도 제어를 종료한다.
본 실시 형태의 제어 장치(40)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 2차원 온도 산출부(44) 및 온도 제어부(45)로서의 기능을 더 구비하고 있다.
이하, 도 9에 나타내는 플로우 차트를 참조하면서, 각 부의 설명을 겸하여, 본 실시 형태의 제어 장치(40)의 온도 제어 동작에 대해 설명한다.
먼저, 재료 가스가 복수의 공급 포트(P1)로부터 챔버(10)에 공급됨과 아울러, 복수의 히터(H)에 의해 챔버(10) 내가 가열되고 있는 상태에서, 레이저 사출 기구(20)로부터 챔버(10)의 내부 공간(S)에 레이저광을 사출하고, 내부 공간(S)을 통과한 레이저광을 레이저 검출 기구(30)에 의해서 검출한다(S21). 레이저 검출 기구(30)에 의해 검출된 광 강도 신호는, 제어 장치(40)에 출력되고, 광 강도 신호 취득부(41)에 의해 취득된다(S22).
다음으로, 광 강도 신호 취득부(41)에 의해 취득된 광 강도 신호에 근거하여, 2차원 온도 산출부(44)가, 챔버(10) 내에서의 2차원 온도 분포를 산출한다(S23). 여기서 말하는 2차원 농도 분포란, 챔버(10) 내에서의 레이저광에 따른 평면 내의 온도 분포이며, 환언하면 챔버(10) 내에 수용된 기판을 따른 온도 분포이다.
보다 구체적으로 설명하면, 2차원 온도 산출부(44)는, 각 레이저 검출기(31)에 의해 검출된 광 강도 신호를 소정의 2차원 온도 분포 산출용 알고리즘에 근거하여 연산 처리함으로써, 서로 직교하는 2축에 의해 규정되는 영역의 2차원 온도 분포를 산출하도록 구성되어 있고, 적어도 상술한 복수의 가열 영역(β)의 2차원 온도 분포를 산출한다.
그리고, 온도 제어부(45)가, 2차원 온도 산출부(44)에 의해 산출된 복수의 가열 영역(β)에서의 2차원 온도 분포에 근거하여, 복수의 히터(H)를 제어한다. 이 온도 제어부(45)는, 각 온도 영역 각각에서의 2차원 온도 분포를 이용하여, 각 가열 영역(β)에 대응하는 히터(H)로의 공급 전력(인가 전류나 인가 전압)을 피드백 제어하도록 구성되어 있다. 또, 여기서 말하는 각 가열 영역(β)에 대응하는 히터(H)란, 각 가열 영역(β)에 대응하는 하측 덮개 부재(14)의 구획(b)에 마련된 히터(H)이다.
보다 구체적으로 설명하면, 먼저 온도 제어부(45)는, 각 가열 영역(β)의 2차원 온도 분포로부터, 각 가열 영역(β)의 온도를 대표하는 영역 대표 온도(Ti)를 산출한다(S24). 영역 대표 온도(Ti)로서는, 각 가열 영역(β)의 2차원 온도 분포에서의 평균 온도나 최대 온도 등을 들 수 있다.
다음으로, 온도 제어부(45)는, 각각의 영역 대표 온도(Ti)를 평균한 평균 온도(Taｖe)를 산출한다(S25). 그리고, 영역 대표 온도(Ti) 각각과 평균 온도(Taｖe)를 비교하고, 히터(H)로의 공급 전력을 산출한다(S26).
구체적으로는, 영역 대표 온도(Ti)가 평균 온도(Taｖe)보다도 큰 경우에는, 그 영역 대표 온도(Ti)를 낮게 하기 위해, 그 가열 영역(β)에 대응하는 히터(H)로의 공급 전력을 감소시킨다.
한편, 영역 대표 온도(Ti)가 평균 온도(Taｖe)보다도 작은 경우에는, 그 영역 대표 온도(Ti)를 높게 하기 위해, 그 가열 영역(β)에 대응하는 히터(H)의 공급 전력을 증대시킨다.
온도 제어부(45)는, 산출한 공급 전력을 나타내는 지령값을 히터 제어 장치(HC)(도 1 참조)에 출력하고, 그 후, 소정 시간 경과했는지를 판단한다(S27). 그리고, 소정 시간의 경과후, 다시 각 공급 영역(α)의 영역 대표 온도(Ti)와, 그들 평균 온도(Taｖe)를 산출하고(S28), 각 영역 대표 온도(Ti)와 평균 온도(Taｖe)와의 차분을 적산한다(S29).
그리고, 이 적산값(Δ2)과 소정의 제2 임계값(ε2)을 비교하여(S30), 적산값(Δ2)이 제2 임계값(ε2)보다도 크면, 다시 S26로 되돌아가고, 적산값(Δ2)이 제2 임계값(ε2) 이하이면, 상술한 온도 제어를 종료한다.
이와 같이 구성된 기판 처리 장치(100)에 의하면, 제어 장치(40)가, 챔버(10)의 주위의 복수 개소로부터 사출되어 챔버(10) 내를 통과한 각 레이저광의 광 강도 신호에 근거하여 챔버(10) 내에서의 재료 가스의 2차원 농도 분포를 산출하고, 이 2차원 농도 분포에 근거하여 제1 유체 제어 기기(MFC1)를 제어하므로, 오퍼레이터의 경험에 의하지 않고도, 2차원 농도 분포의 균일화를 도모할 수 있다.
게다가, 챔버(10) 내에 설정된 복수의 공급 영역(α)마다 제어 대상이 되는 제1 유체 제어 기기(MFC1)나 제2 유체 제어 기기(MFC2)를 대응시키고 있으므로, 챔버(10) 내의 2차원 농도 분포를 공급 영역(α)마다 제어할 수 있고, 제어를 번잡화시키지 않아, 2차원 농도 분포의 균일화를 도모할 수 있다.
게다가, 1개의 공급 포트(P1)로부터 공급되는 재료 가스가 주로 1개의 공급 영역(α)에 공급되도록, 칸막이 부재(15)가 복수의 공급 포트(P1)를 공간적으로 나누고 있으므로, 복수의 공급 영역(α)을 독립하여 제어할 수 있어, 챔버(10) 내의 2차원 농도 분포를 보다 빠르게 균일화시키는 것이 가능해진다.
또, 제어 장치(40)가, 챔버(10)의 주위의 복수 개소로부터 사출되어 챔버(10) 내를 통과한 각 레이저광의 광 강도 신호에 근거하여 챔버(10) 내에서의 재료 가스의 2차원 온도 분포를 산출하고, 이 2차 온도 분포에 근거하여 히터(H)를 제어하므로, 오퍼레이터의 경험에 의하지 않고도, 2차원 온도 분포의 균일화를 도모할 수 있다.
게다가, 챔버(10) 내에 설정된 복수의 가열 영역(β)마다 제어 대상이 되는 히터(H)를 대응시키고 있으므로, 챔버(10) 내의 2차원 온도 분포를 가열 영역(β)마다 제어할 수 있고, 제어를 번잡화시키지 않아, 2차원 온도 분포의 균일화를 도모할 수 있다.
게다가, 1개의 히터(H)가 주로 1개의 가열 영역(β)을 가열하도록, 칸막이 부재(15)가 복수의 히터(H)를 열적으로 나누고 있으므로, 복수의 가열 영역(β)을 독립하여 제어할 수 있어, 챔버(10) 내의 2차원 가열 분포를 보다 빠르게 균일화시키는 것이 가능해진다.
또, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 제어 장치(40)가, 각 레이저 검출기(31)에 의해 검출된 광 강도 신호에 근거하여, 2차원 농도 분포 및 2차원 온도 분포의 양쪽 모두를 산출하고 있었지만, 2차원 농도 분포 또는 2차원 온도 분포 중 어느 한쪽을 산출해도 좋다. 즉, 제어 장치(40)로서는, 반드시 2차원 농도 분포 및 2차원 온도 분포 양쪽 모두를 산출할 필요는 없고, 농도 제어부 및 온도 제어부(45)로서의 양쪽 모두의 기능을 반드시 구비하고 있을 필요는 없으며, 2차원 농도 분포 및 2차원 온도 분포 중 어느 한쪽을 산출하고, 농도 제어부 및 온도 제어부(45) 중 어느 한쪽의 기능을 구비한 것이라도 괜찮다.
상기 실시 형태에서는, 영역 대표 농도(Ci)와 평균 농도(Caｖe)와의 차이에 근거하여, 제1 유체 제어 기기(MFC1)의 목표 유량을 피드백 제어하고 있었지만, 영역 대표 농도(Ci)와 소정의 목표 농도와의 차이에 근거하여, 제1 유체 제어 기기(MFC1)의 목표 유량을 피드백 제어해도 괜찮다.
또, 온도 제어에 대해서도 마찬가지로, 영역 대표 온도(Ti)와 소정의 목표 온도와의 차이에 근거하여, 히터로의 공급 전력을 피드백 제어해도 좋다.
게다가, 상기 실시 형태에서는, 챔버(10)의 외주면(112)이 다각형 모양이었지만, 챔버(10)의 외주면(112)은, 삼각형 모양, 직사각형 모양, 원형 모양, 타원형 모양 등 적절히 변경해도 상관없다.
게다가, 칸막이 부재(15)는, 상기 실시 형태와 같이 반드시 상부 공간(S1)을 등분할 필요는 없고, 예를 들면 도 10에 나타내는 바와 같이, 상부 공간(S1)을 동심원 모양의 방(a)으로 나누어도 좋다. 보다 구체적으로는, 이 칸막이 부재(15)는, 레이저광을 따른 평면에서, 상부 공간(S1)의 중심부에 위치하는 원형 모양의 방(a)과, 그 원형 모양의 방을 둘러싸는 적어도 1개의 고리 모양의 방(a)으로 나누고 있고, 복수의 고리 모양의 방(a)을 마련하고 있다. 또, 여기에서는 방(a)의 수는 공급 포트(P1)의 수보다도 적고, 각 방(a)에 대해서 복수의 공급 포트(P1)가 접속되어 있다.
이러한 칸막이 부재(15)에 의하면, 하부 공간(S2)에는, 레이저광을 따른 평면에서, 하부 공간(S2)의 중심부에 설정된 원형 모양의 공급 영역(α)과, 그 원형 모양의 공급 영역(α)을 둘러싸는 적어도 1개의 고리 모양의 공급 영역(α)이며, 이들 공급 영역(α)은, 칸막이 부재(15)에 의해서 나누어진 상부 공간(S1)의 각 방(a)의 하부에 각각에 위치하는 영역이다.
상술한 구성이면, 내부 공간(S)의 중심부와 외주부에서 2차원 농도 분포의 차이가 생기기 쉬운 곳, 중심부에 위치하는 원형 모양의 공급 영역(α)과, 그 공급 영역(α)을 둘러싸는 복수의 고리 모양의 공급 영역(α)이 설정되어 있으므로, 내부 공간(S)의 중심부와 외주부와의 농도를 각각 제어할 수 있어, 2차원 농도 분포를 보다 균일하게 하기 쉬워진다.
게다가, 상기 실시 형태에서는, 레이저 광로(X)가 모두 동일 평면 모양으로 형성되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 챔버(10) 내에서의 재료 가스의 2차원 농도 분포나 온도 분포를 본 발명의 작용 효과를 나타낼 수 있을 정도로 측정할 수 있다면, 반드시 모든 레이저 광로(X)가 동일 평면 모양으로 형성되어 있을 필요는 없다.
그 외, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
100 - 기판 처리 장치 10 - 챔버
L1 - 재료 가스 공급로 L2 - 재료 가스 배출로
S - 내부 공간 H - 히터
P1 - 공급 포트 MFC1 - 제1 유체 제어 기기
MFC2 - 제2 유체 제어 기기 15 - 칸막이 부재
16 - 단열성 칸막이 부재 α - 공급 영역
β - 가열 영역 20 - 레이저 사출 기구
30 - 레이저 검출 기구 40 - 제어 장치

Claims (9)

  1. 기판이 수용됨과 아울러, 재료 가스가 공급되는 챔버와,
    상기 챔버에 형성된 복수의 공급 포트 각각에 접속된 재료 가스 공급로와,
    상기 각 재료 가스 공급로에 마련된 유체 제어 기기와,
    상기 챔버의 둘레벽에 형성된 입사창을 향해 상기 챔버의 주위의 복수 개소로부터 레이저광을 사출하는 레이저 사출 기구와,
    상기 복수 개소로부터 사출되어 상기 챔버 내를 통과하고, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 사출창으로부터 사출하는 각 레이저광을 검출하는 레이저 검출 기구와,
    상기 레이저 검출 기구에 의해 검출된 상기 각 레이저광의 광 강도 신호를 취득함과 아울러, 그 광 강도 신호에 근거하여, 상기 챔버 내에서의 상기 재료 가스의 2차원 농도 분포를 산출하고, 상기 2차원 농도 분포에 근거하여 상기 유체 제어 기기를 제어하는 제어 장치를 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 공급 포트에 대응하는 복수의 공급 영역이 상기 챔버 내에 설정되어 있고, 상기 각 공급 영역에 공급되는 상기 재료 가스가, 상기 각 공급 영역에 대응하는 상기 공급 포트에 접속된 상기 재료 가스 공급로 상의 상기 유체 제어 기기에 의해 제어되는 구성에 있어서,
    상기 제어 장치가, 상기 2차원 농도 분포에 근거하여 상기 각 공급 영역의 농도를 대표하는 영역 대표 농도를 산출하고, 이들 영역 대표 농도를 이용하여 상기 각 공급 영역에 대응하는 상기 유체 제어 기기의 목표 유량을 피드백 제어하는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 챔버가,
    상기 재료 가스가 공급되는 내부 공간을 가진 챔버 본체와,
    상기 내부 공간을 덮음과 아울러, 상기 복수의 공급 포트가 형성된 덮개체와,
    상기 덮개체의 상기 내부 공간측에 마련되고, 상기 복수의 공급 포트를 나누는 칸막이 부재를 가지는 기판 처리 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 공급 영역이, 상기 챔버의 중심부에 설정된 영역과, 그 영역을 둘러싸는 적어도 1개의 고리 모양의 영역으로서 설정되어 있는 기판 처리 장치.
  5. 기판이 수용됨과 아울러, 재료 가스가 공급되는 챔버와,
    상기 챔버 내를 가열하는 복수의 히터와,
    상기 챔버의 둘레벽에 형성된 입사창을 향해 상기 챔버의 주위의 복수 개소로부터 레이저광을 사출하는 레이저 사출 기구와,
    상기 복수 개소로부터 사출되어 상기 챔버 내를 통과하고, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 사출창으로부터 사출하는 각 레이저광을 검출하는 레이저 검출 기구와,
    상기 레이저 검출 기구에 의해 검출된 상기 각 레이저광의 광 강도 신호를 취득함과 아울러, 그 광 강도 신호에 근거하여, 상기 챔버 내에서의 2차원 온도 분포를 산출하고, 상기 2차원 온도 분포에 근거하여 상기 각 히터를 제어하는 제어 장치를 구비하는 기판 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 히터에 대응하는 복수의 가열 영역이 상기 챔버 내에 설정되어 있으며,
    상기 제어 장치가, 상기 2차원 온도 분포에 근거하여 상기 각 가열 영역의 온도를 대표하는 영역 대표 온도를 산출하고, 이들 영역 대표 온도를 이용하여 상기 각 히터로의 공급 전력을 피드백 제어하는 기판 처리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수의 히터를 나누는 단열성 칸막이 부재를 가지는 기판 처리 장치.
  8. 기판이 수용됨과 아울러, 재료 가스가 공급되는 챔버와, 상기 챔버에 형성된 복수의 공급 포트 각각에 접속된 재료 가스 공급로와, 상기 각 재료 가스 공급로에 마련된 유체 제어 기기와, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 입사창을 향해 상기 챔버의 주위의 복수 개소로부터 레이저광을 사출하는 레이저 사출 기구와, 상기 복수 개소로부터 사출되어 상기 챔버 내를 통과하고, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 사출창으로부터 사출하는 각 레이저광을 검출하는 레이저 검출 기구를 구비하는 기판 처리 장치에 이용되는 프로그램이 기록된 프로그램 매체로서,
    상기 레이저 검출 기구에 의해 검출된 상기 각 레이저광의 광 강도 신호를 취득함과 아울러, 그 광 강도 신호에 근거하여, 상기 챔버 내에서의 상기 재료 가스의 2차원 농도 분포를 산출하고, 상기 2차원 농도 분포에 근거하여 상기 유체 제어 기기를 제어하는 기능을 컴퓨터에 발휘시키는 기판 처리 장치용 프로그램이 기록된 프로그램 매체.
  9. 기판이 수용됨과 아울러, 재료 가스가 공급되는 챔버와, 상기 챔버 내를 가열하는 복수의 히터와, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 입사창을 향해 상기 챔버의 주위의 복수 개소로부터 레이저광을 사출하는 레이저 사출 기구와, 상기 복수 개소로부터 사출되어 상기 챔버 내를 통과하고, 상기 챔버의 둘레벽에 형성된 사출창으로부터 사출하는 각 레이저광을 검출하는 레이저 검출 기구를 구비하는 기판 처리 장치에 이용되는 프로그램이 기록된 프로그램 매체로서,
    상기 레이저 검출 기구에 의해 검출된 상기 각 레이저광의 광 강도 신호를 취득함과 아울러, 그 광 강도 신호에 근거하여, 상기 챔버 내에서의 2차원 온도 분포를 산출하고, 상기 2차원 온도 분포에 근거하여 상기 히터를 제어하는 기능을 컴퓨터에 발휘시키는 기판 처리 장치용 프로그램이 기록된 프로그램 매체.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114514377A (zh) 2019-10-23 2022-05-17 株式会社美迪克 医疗用送液装置
JP7333762B2 (ja) * 2020-02-05 2023-08-25 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP7540958B2 (ja) 2021-01-06 2024-08-27 株式会社堀場エステック 濃度制御システム、濃度制御プログラム、及び濃度制御方法
KR102572807B1 (ko) * 2021-06-10 2023-08-29 경희대학교 산학협력단 기판의 온도균일도 제어장치 및 제어방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012204692A (ja) 2011-03-25 2012-10-22 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003227209A1 (en) * 2003-03-26 2004-10-18 Toshio Goto Processor
CN101405846B (zh) * 2006-08-28 2010-09-29 国立大学法人名古屋大学 等离子体氧化处理方法及装置
US8440259B2 (en) 2007-09-05 2013-05-14 Intermolecular, Inc. Vapor based combinatorial processing
JP5973731B2 (ja) * 2012-01-13 2016-08-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びヒータの温度制御方法
JP2017017277A (ja) * 2015-07-06 2017-01-19 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理装置および熱処理方法
US20170051402A1 (en) 2015-08-17 2017-02-23 Asm Ip Holding B.V. Susceptor and substrate processing apparatus
CN109154085B (zh) 2016-03-22 2021-05-18 东京毅力科创株式会社 用于等离子体处理系统中的温度控制的系统和方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012204692A (ja) 2011-03-25 2012-10-22 Hitachi Kokusai Electric Inc 半導体装置の製造方法

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