KR20210046552A

KR20210046552A - 성막 장치, 제어 장치 및 압력계의 조정 방법

Info

Publication number: KR20210046552A
Application number: KR1020200128592A
Authority: KR
Inventors: 마사미 오이카와
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2021-04-28
Also published as: US11486041B2; JP7330060B2; US20210115562A1; CN112680718A; JP2021067502A

Abstract

본 발명은, 압력계의 제로 점 조정을 자동으로 실행할 수 있는 기술을 제공한다. 본 개시의 일 양태에 의한 성막 장치는, 감압 가능한 처리 용기와, 상기 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력계와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 압력계의 제로 점을 조정하는 스텝과, 상기 처리 용기 내에서 성막 처리를 실행하는 스텝을 포함하는 사이클을, 상기 성막 처리를 실행하는 스텝 후에 상기 처리 용기 내를 최고 도달 진공도까지 배기했을 때 상기 압력계에 의해 검출되는 도달 압력이 목표 범위 내에 도달할 때까지 반복하도록 구성된다.

Description

성막 장치, 제어 장치 및 압력계의 조정 방법{FILM FORMING APPARATUS, CONTROL DEVICE, AND PRESSURE GAUGE ADJUSTMENT METHOD}

본 개시는, 성막 장치, 제어 장치 및 압력계의 조정 방법에 관한 것이다.

감압 가능한 처리 용기 내의 압력을 검출하는 다이어프램식 압력 측정기에 있어서, 다이어프램에 고체가 부착된 경우에도, 부착된 고체에 의해 작용하는 응력이 다이어프램의 변형에 미치는 영향을 경감할 수 있는 압력 측정기가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허 공개 제2014-137275호 공보

본 개시는, 압력계의 제로 점 조정을 자동으로 실행할 수 있는 기술을 제공한다.

본 개시의 일 양태에 의한 성막 장치는, 감압 가능한 처리 용기와, 상기 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력계와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 압력계의 제로 점을 조정하는 스텝과, 상기 처리 용기 내에서 성막 처리를 실행하는 스텝을 포함하는 사이클을, 상기 성막 처리를 실행하는 스텝 후에 상기 처리 용기 내를 최고 도달 진공도까지 배기했을 때 상기 압력계에 의해 검출되는 도달 압력이 목표 범위 내에 도달할 때까지 반복하도록 구성된다.

본 개시에 의하면, 압력계의 제로 점 조정을 자동으로 실행할 수 있다.

도 1은 일 실시 형태의 성막 장치의 구성예를 도시하는 개략도이다.
도 2는 압력계의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 일 실시 형태의 압력계의 조정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 일 실시 형태의 압력계의 조정 방법의 구체예를 도시하는 도면이다.
도 5는 성막 장치를 포함하는 시스템의 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 개시의 한정적이지 않은 예시의 실시 형태에 대해서 설명한다. 첨부의 전체 도면 중, 동일하거나 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일하거나 또는 대응하는 참조 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.

〔성막 장치〕

도 1은, 일 실시 형태의 성막 장치의 구성예를 도시하는 개략도이다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 성막 장치(1)는, 처리 용기(10), 가스 공급부(30), 배기부(40), 가열부(50), 압력계(60), 제어부(80) 등을 갖는다.

처리 용기(10)는, 내부를 감압 가능하고, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼(W)」라고 함)를 수용한다. 처리 용기(10)는, 하단이 개방된 천장이 있는 원통 형상의 내부관(11)과, 하단이 개방되고 내부관(11)의 외측을 덮는 천장이 있는 원통 형상의 외부관(12)을 갖는다. 내부관(11) 및 외부관(12)은, 석영 등의 내열성 재료에 의해 형성되어 있고, 동축형으로 배치되어 이중관 구조로 되어 있다.

내부관(11)의 천장은, 예를 들어 평탄하게 되어 있다. 내부관(11)의 일측에는, 그 길이 방향(상하 방향)을 따라 가스 노즐을 수용하는 수용부(13)가 형성되어 있다. 일 실시 형태에서는, 내부관(11)의 측벽의 일부를 외측을 향해서 돌출시켜서 볼록부(14)를 형성하고, 볼록부(14) 내를 수용부(13)로서 형성하고 있다.

수용부(13)에 대향시켜서 내부관(11)의 반대측 측벽에는, 그 길이 방향(상하 방향)을 따라 직사각 형상의 개구(15)가 형성되어 있다.

개구(15)는, 내부관(11) 내의 가스를 배기할 수 있도록 형성된 가스 배기구이다. 개구(15)의 길이는, 웨이퍼 보트(16)의 길이와 동일하거나, 또는 웨이퍼 보트(16)의 길이보다도 길게 상하 방향으로 각각 연장되도록 해서 형성되어 있다.

처리 용기(10)의 하단은, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되는 원통 형상의 매니폴드(17)에 의해 지지되어 있다. 매니폴드(17)의 상단에는 플랜지(18)가 형성되어 있고, 플랜지(18) 상에 외부관(12)의 하단을 설치해서 지지하도록 되어 있다. 플랜지(18)와 외부관(12)의 하단과 사이에는 O링 등의 시일 부재(19)를 개재시켜서 외부관(12) 내를 기밀 상태로 하고 있다.

매니폴드(17)의 상부의 내벽에는, 원환상의 지지부(20)가 마련되어 있고, 지지부(20) 상에 내부관(11)의 하단을 설치해서 지지하도록 되어 있다. 매니폴드(17)의 하단의 개구에는, 덮개(21)가 O링 등의 시일 부재(22)를 개재해서 기밀하게 설치되어 있고, 처리 용기(10)의 하단의 개구, 즉, 매니폴드(17)의 개구를 기밀하게 막도록 되어 있다. 덮개(21)는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성된다.

덮개(21)의 중앙부에는, 자성 유체 시일(23)을 개재하여 웨이퍼 보트(16)를 회전 가능하게 지지하는 회전축(24)이 관통되어 마련되어 있다. 회전축(24)의 하부는, 보트 엘리베이터로 이루어지는 승강 기구(25)의 암(25A)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

회전축(24)의 상단에는 회전 플레이트(26)가 마련되어 있고, 회전 플레이트(26) 상에 석영제의 보온 대(27)를 개재해서 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 웨이퍼 보트(16)가 적재되도록 되어 있다. 따라서, 승강 기구(25)를 승강시킴으로써 덮개(21)와 웨이퍼 보트(16)는 일체로서 상하 이동하여, 웨이퍼 보트(16)를 처리 용기(10) 내에 대하여 삽입 분리할 수 있게 되어 있다. 웨이퍼 보트(16)는, 처리 용기(10) 내에 수용 가능하고, 복수의 웨이퍼(W)를 상하 방향으로 간격을 두고 대략 수평하게 보유 지지하는 기판 보유 지지구이다.

가스 공급부(30)는 매니폴드(17)에 마련되어 있다. 가스 공급부(30)는, 내부관(11) 내에 성막 가스, 클리닝 가스, 퍼지 가스 등의 가스를 도입한다. 가스 공급부(30)는 가스 노즐(31)을 갖는다.

가스 노즐(31)은, 예를 들어 석영제이며, 내부관(11) 내에 그 길이 방향을 따라 마련됨과 함께, 그 기단이 L자상으로 굴곡되어 매니폴드(17)를 관통하도록 해서 지지되어 있다. 가스 노즐(31)에는, 그 길이 방향을 따라 복수의 가스 구멍(32)이 형성되어 있어, 가스 구멍(32)으로부터 수평 방향을 향해서 가스를 방출한다. 복수의 가스 구멍(32)은, 예를 들어 웨이퍼 보트(16)에 지지되는 웨이퍼(W)의 간격과 동일한 간격으로 배치된다. 가스 노즐(31)은, 성막 가스, 클리닝 가스, 퍼지 가스 등의 가스를 공급하는 노즐이며, 유량을 제어하면서 필요에 따라 처리 용기(10) 내에 해당 가스를 공급한다.

성막 가스는, 웨이퍼(W)에 막을 형성하기 위한 가스이며, 성막하는 막종에 따라서 선택된다. 예를 들어, 실리콘 산화막을 형성하는 경우, 성막 가스로서는, 실리콘 원료 가스 및 산화 가스를 이용할 수 있다.

실리콘 원료 가스로서는, 예를 들어 디이소프로필아미노실란(DIPAS), 트리스디메틸아미노실란(3DMAS), 테트라키스디메틸아미노실란(4DMAS), 비스테셔리부틸아미노실란(BTBAS) 등의 아미노실란 가스를 들 수 있다.

산화 가스로서는, 예를 들어 O₂ 가스, O₃ 가스, CO₂ 가스, NO 가스, N₂O 가스, H₂O 가스를 들 수 있고, 이들 가스를 필요에 따라서 고주파 전계에 의해 플라스마화해서 산화종으로서 사용한다. 산화종으로서는, O₂ 플라스마가 바람직하다. 또한, O₃ 가스를 사용하는 경우에는 플라스마는 불필요하다.

클리닝 가스는, 처리 용기(10) 내에 퇴적된 막을 제거하기 위한 가스이다. 클리닝 가스로서는, 예를 들어 HF 가스, F₂ 가스, ClF₃ 가스 등의 불소 함유 가스를 들 수 있다.

퍼지 가스는, 처리 용기(10) 내에 잔존하는 성막 가스 및 클리닝 가스를 제거해서 퍼지하기 위한 가스이다. 퍼지 가스로서는, 예를 들어 질소 가스, 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 들 수 있다.

또한, 도 1의 예에서는, 가스 공급부(30)가 1개의 가스 노즐(31)을 갖는 경우를 설명했지만, 가스 공급부(30)의 형태는 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 가스 공급부(30)는 복수의 가스 노즐을 갖고 있어도 된다.

배기부(40)는, 내부관(11) 내로부터 개구(15)를 통해서 배출되어, 내부관(11)과 외부관(12) 사이의 공간(P1)을 통해서 가스 출구(41)로부터 배출되는 가스를 배기한다. 가스 출구(41)는, 매니폴드(17)의 상부의 측벽이며, 지지부(20)의 상방에 형성되어 있다. 가스 출구(41)에는, 배기 통로(42)가 접속되어 있다. 배기 통로(42)에는, 압력 조정 밸브(43) 및 진공 펌프(44)가 순차 개재 설치되어, 처리 용기(10) 내를 배기할 수 있게 되어 있다.

가열부(50)는, 외부관(12)의 주위에 마련되어 있다. 가열부(50)는, 예를 들어 베이스 플레이트(28) 상에 마련되어 있다. 가열부(50)는, 외부관(12)을 덮도록 원통 형상을 갖는다. 가열부(50)는, 예를 들어 발열체를 포함하여, 처리 용기(10) 내의 웨이퍼(W)를 가열한다.

압력계(60)는, 배기 통로(42)에서의 압력 조정 밸브(43)의 상류측에 마련되어 있어, 처리 용기(10) 내의 압력을 검출한다. 압력계(60)는, 예를 들어 격막 진공계이면 된다. 압력계(60)는 검출한 압력을 제어부(80)에 송신한다. 또한, 압력계(60)는, 제어부(80)에 의해 자동적으로 제로 점 조정이 행하여진다.

제어부(80)는, 제어 장치의 일례이며, 성막 장치(1)의 동작을 제어한다. 제어부(80)는 예를 들어 컴퓨터이면 된다. 성막 장치(1)의 전체 동작을 행하는 컴퓨터의 프로그램은, 기억 매체(90)에 기억되어 있다. 기억 매체(90)는, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 플래시 메모리, DVD 등이면 된다.

〔성막 장치의 동작〕

먼저, 성막 장치(1)의 동작의 일례로서, 웨이퍼(W) 상에 실리콘 산화막을 형성하는 성막 처리에 대해서 설명한다.

상온에서, 예를 들어 50 내지 150매의 웨이퍼(W)가 탑재된 상태의 웨이퍼 보트(16)를 설정 온도로 제어된 처리 용기(10) 내에 그 하방으로부터 상승시킴으로써 반입한다. 또한, 덮개(21)로 매니폴드(17)의 하단의 개구를 닫음으로써 처리 용기(10) 내를 밀폐 공간으로 한다. 웨이퍼(W)로서는, 직경 300mm의 것이 예시된다.

계속해서, 처리 용기(10) 내를 진공화해서 프로세스 압력으로 유지함과 함께, 가열부(50)에의 공급 전력을 제어하여, 웨이퍼 온도를 상승시켜서 프로세스 온도, 예를 들어 450℃ 이하의 온도로 유지한다. 그리고, 웨이퍼 보트(16)를 회전시킨 상태에서 성막 처리를 개시한다.

성막 처리는, 예를 들어 실리콘 원료 가스를 공급하는 공정과 산화 가스를 공급하는 공정을 교대로 반복하는, 소위 원자층 퇴적(ALD: Atomic Layer Deposition)에 의해 웨이퍼(W)에 실리콘 산화막을 형성하는 처리이다. 또한, 성막 처리는, 실리콘 원료 가스를 공급하는 공정과 산화 가스를 공급하는 공정 사이에서, 처리 용기(10) 내로부터 처리 용기(10) 내에 잔류하는 가스(이하, 「잔류 가스」라고 함)를 제거하는 공정을 갖고 있어도 된다.

실리콘 원료 가스를 공급하는 공정에서는, 가스 노즐(31)의 가스 구멍(32)으로부터 처리 용기(10) 내에 실리콘 원료 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(W) 상에 실리콘 원료 가스를 흡착시킨다. 실리콘 원료 가스를 공급하는 공정에서의 실리콘 원료 가스를 공급하는 시간은 예를 들어 1 내지 180sec이며, 실리콘 원료 가스의 유량은 예를 들어 1 내지 1000sccm이며, 처리 용기(10) 내의 압력은 예를 들어 13.3 내지 1333Pa(0.1 내지 10Torr)이다.

산화 가스를 공급하는 공정에서는, 가스 노즐(31)의 가스 구멍(32)으로부터 처리 용기(10) 내에 산화 가스를 공급함으로써, 웨이퍼(W) 상에 흡착된 실리콘 원료 가스를 산화시킨다. 이때, 필요에 따라서, 고주파 전력을 인가해서 산화 가스를 플라스마화함으로써 산소 라디칼을 생성해서 웨이퍼(W) 상에 흡착된 실리콘 원료 가스를 산화시켜도 된다. 산화 가스를 공급하는 공정에서의 산화 가스를 공급하는 시간은 예를 들어 1 내지 300sec이며, 산화 가스의 유량은 예를 들어 100 내지 20000sccm이며, 처리 용기(10) 내의 압력은 예를 들어 13.3 내지 1333Pa(0.1 내지 10Torr)이다. 또한, 고주파 전력을 인가하는 경우의 고주파 전력의 주파수는 예를 들어 13.56MHz이며, 파워는 예를 들어 5 내지 1000W이다.

잔류 가스를 제거하는 공정에서는, 처리 용기(10) 내를 진공 배기하면서 가스 노즐(31)의 가스 구멍(32)으로부터 처리 용기(10) 내에 퍼지 가스를 공급한다. 잔류 가스를 제거하는 공정은, 예를 들어 실리콘 원료 가스를 공급하는 공정 후, 산화 가스를 공급하는 공정 후에 행하여진다. 잔류 가스를 제거하는 공정에서의 퍼지 가스를 공급하는 시간은 예를 들어 1 내지 60sec이며, 퍼지 가스의 유량은 예를 들어 50 내지 20000sccm이며, 처리 용기(10) 내의 압력은 13.3 내지 1333Pa(0.1 내지 10Torr)이다. 또한, 잔류 가스를 제거하는 공정에서는, 예를 들어 퍼지 가스를 공급하지 않고 모든 가스의 공급을 정지한 상태에서 진공화를 계속해서 행하도록 해도 된다. 단, 퍼지 가스를 공급함으로써, 단시간에 처리 용기(10) 내의 잔류 가스를 제거할 수 있다.

이와 같이 하여, 처리 용기(10) 내로부터 잔류 가스를 제거하는 공정을 사이에 끼워 교대로 간헐적으로 실리콘 원료를 공급하는 공정과 산화 가스를 공급하는 공정을 반복함으로써, 원하는 막 두께의 실리콘 산화막을 형성할 수 있다. 또한, 성막 처리가 종료된 후, 처리 용기(10) 내에 웨이퍼(W)를 반입한 수순과 역의 순서로 처리 용기(10) 내로부터 웨이퍼(W)를 반출한다.

이어서, 성막 장치(1)의 동작의 다른 예로서, 처리 용기(10) 내에 퇴적된 막을 제거하는 클리닝 처리에 대해서 설명한다.

클리닝 처리에서는, 처리 용기(10) 내에 제품용 웨이퍼(W)가 탑재되어 있지 않은 웨이퍼 보트(16)를 보온 대(27)에 얹은 상태에서, 설정 온도로 가열된 처리 용기(10) 내에 그 하방으로부터 상승시킴으로써 반입한다. 계속해서, 덮개(21)로 매니폴드(17)의 하단의 개구를 닫음으로써 처리 용기(10) 내를 밀폐 공간으로 한다. 계속해서, 처리 용기(10) 내를 배기하면서, 가스 노즐(31)의 가스 구멍(32)으로부터 처리 용기(10) 내에 클리닝 가스를 공급한다. 이에 의해, 처리 용기(10)의 내벽, 웨이퍼 보트(16), 보온 대(27), 가스 노즐(31) 등에 부착된 반응 생성물을 제거한다. 클리닝 처리 시의 처리 용기(10) 내의 온도는, 예를 들어 0 내지 600℃, 바람직하게 25 내지 475℃이다.

〔압력계〕

도 2는, 압력계(60)의 일례를 도시하는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 압력계(60)는, 기준 압력실(62)과, 처리 용기(10) 내와 연통하는 측정 압력실(63)의 경계에 배치된 다이어프램(61)의 변형을 검출함으로써 측정 압력실(63)의 압력을 측정하는 격막 진공계이다.

다이어프램(61)은, 한쪽 측면과 다른 쪽 측면의 압력차에 의해 휜다. 즉, 다이어프램(61)은, 그 중심을 축 대칭으로 변형된다. 다이어프램(61)은, 예를 들어 기준 압력실(62)의 내압보다 측정 압력실(63)의 압력이 높은 경우에, 그 중심부가 상방(도면 중의 -y 방향)으로 이동(변형)한다.

또한, 다이어프램(61)에서는, 측정 압력실(63)에 유입된 기체에 고체(파티클 등)가 포함되는 경우에, 그 고체가 다이어프램(61)의 표면에 부착되었을 때, 그 부착된 고체에 의해 다이어프램(61)의 표면에 응력이 발생한다. 다이어프램(61)에서는, 예를 들어 부착된 고체가 막을 형성하고, 그 막이 수축하면, 다이어프램(61)의 표면에 수축 응력이 발생한다. 이때, 발생한 응력은, 다이어프램(61)의 변형에 기초하여 압력을 측정할 때, 압력을 과대하게 측정하게 하는 플러스 시프트 응력(도면 중의 f1), 또는 압력을 과소하게 측정하게 하는 마이너스 시프트 응력(도면 중의 f2)이 된다. 이와 같이, 압력계(60)는, 다이어프램(61)의 표면에 고체가 부착되면, 압력차에 기초하는 다이어프램(61)의 변형에 오차가 포함되어, 압력을 측정하는 정밀도가 저하된다.

〔압력계의 조정 방법〕

도 3은, 일 실시 형태의 압력계(60)의 조정 방법을 나타내는 흐름도이다. 일 실시 형태의 압력계(60)의 조정 방법은, 예를 들어 클리닝 처리 후에 실행된다. 클리닝 처리는, 예를 들어 복수회의 성막 처리가 행하여질 때마다 실행된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시 형태의 압력계(60)의 조정 방법은, 스텝 S31 내지 S34를 포함한다.

스텝 S31에서는, 제어부(80)는, 처리 용기(10) 내에서 성막 처리를 실행한다. 일 실시 형태에서는, 제어부(80)는, 처리 용기(10) 내에 웨이퍼(W)가 없는 상태 또는 처리 용기(10) 내에 더미 웨이퍼를 수용한 상태에서 성막 처리를 실행한다. 스텝 S31에서는, 성막 처리 시에 처리 용기(10) 내에 공급되는 성막 가스의 일부가 압력계(60)의 측정 압력실(63)에 유입해서 다이어프램(61)의 표면에 막이 퇴적된다. 스텝 S31에서의 성막 처리는, 예를 들어 처리 용기(10) 내에 제품용 웨이퍼를 수용해서 실행되는 성막 처리 시에 사용할 수 있는 성막 가스와 동일한 가스를 사용해서 실행된다. 또한, 스텝 S31에서의 성막 처리는, 예를 들어 처리 용기(10) 내에 제품용 웨이퍼를 수용해서 실행되는 성막 처리와 동일한 조건에서 실행되는 것이 바람직하다. 성막 처리는, 예를 들어 처리 용기(10) 내에 아미노실란 가스와 산화 가스를 교대로 공급함으로써 실리콘 산화막을 성막하는 처리이면 된다.

스텝 S32에서는, 제어부(80)는, 압력계(60)의 제로 점을 조정한다. 일 실시 형태에서는, 제어부(80)는, 배기부(40)를 제어하여, 처리 용기(10) 내를 최고 도달 진공도까지 배기한다. 계속해서, 제어부(80)는, 압력계(60)에 의해, 최고 도달 진공도까지 배기된 처리 용기(10) 내의 압력(이하, 「도달 압력」이라고 함)을 검출한다. 계속해서, 제어부(80)는, 압력계(60)가 검출한 도달 압력이 목표 압력으로 되도록 압력계(60)의 제로 점을 조정한다. 목표 압력은, 예를 들어 성막 처리의 전후에 있어서의 압력계(60)에 의해 검출되는 도달 압력의 차가 미리 정한 범위 내일 때의 압력계(60)에 의해 검출되는 도달 압력이면 된다. 또한, 목표 압력은, 예를 들어 압력계(60)의 다이어프램(61)의 표면에 미리 정한 막 두께 이상의 막이 퇴적된 상태에서 압력계(60)에 의해 검출되는 도달 압력이어도 된다. 또한, 목표 압력은, 예를 들어 처리 용기(10) 내에 퇴적된 막을 제거하는 클리닝 처리 직전에 압력계(60)에 의해 검출되는 도달 압력이어도 된다.

스텝 S33에서는, 제어부(80)는, 처리 용기(10) 내에서 성막 처리를 실행한다. 스텝 S33에서의 성막 처리는, 스텝 S31에서의 성막 처리와 동일해도 된다.

스텝 S34에서는, 제어부(80)는, 압력계(60)에 제로 점 시프트가 있는지 여부를 판정한다. 일 실시 형태에서는, 제어부(80)는, 배기부(40)를 제어하여, 처리 용기(10) 내를 최고 도달 진공도까지 배기한다. 계속해서, 제어부(80)는, 압력계(60)에 의해, 최고 도달 진공도까지 배기된 처리 용기(10) 내의 압력을 검출한다. 계속해서, 제어부(80)는, 압력계(60)가 검출한 도달 압력이 목표 범위 내에 도달했는지 여부를 판정한다. 압력계(60)가 검출한 도달 압력이 목표 범위 내에 도달했다고 판정한 경우, 제어부(80)는, 압력계(60)에 제로 점 시프트가 없다고 판단해서 처리를 종료한다. 한편, 압력계(60)가 검출한 도달 압력이 목표 범위 내에 도달하지 않았다고 판정했을 경우, 제어부(80)는, 압력계(60)에 제로 점 시프트가 있다고 판단해서 처리를 스텝 S32로 복귀시킨다.

이어서, 일 실시 형태의 압력계(60)의 조정 방법의 구체예를 설명한다. 도 4는, 일 실시 형태의 압력계(60)의 조정 방법의 구체예를 도시하는 도면이다. 도 4 중, 목표 압력(P_T)을 실선으로 나타내고, 목표 범위의 상한값(P_H) 및 하한값(P_L)을 파선으로 나타낸다. 도 4의 예에서는, 목표 압력(P_T)은, 클리닝 처리 직전에 실행된 성막 처리 후의 도달 압력이다. 또한, 성막 처리 시의 성막 가스로서 DIPAS를 사용하고, 산화 가스로서 O₂ 플라스마를 사용하고, 클리닝 처리 시의 클리닝 가스로서 HF 가스를 사용하였다.

도 4에 도시된 바와 같이, 클리닝 처리 후에 실행되는 성막 처리 1(스텝 S31) 후의 도달 압력은 목표 범위의 상한값(P_H)보다도 높은 값이다. 또한, 성막 처리 1(스텝 S31) 후에 실행되는 제로 점 조정(스텝 S32) 후의 도달 압력은 목표 압력(P_T)이며, 제로 점 조정(스텝 S32) 후에 실행되는 성막 처리 2(스텝 S33) 후의 도달 압력은 목표 범위의 하한값(P_L)보다도 낮은 값이다. 그 때문에, 스텝 S34에서 제로 점 시프트가 있다고 판단되어, 다시 제로 점 조정(스텝 S32)이 행하여진다.

2회째의 제로 점 조정(스텝 S32) 후의 도달 압력은 목표 압력(P_T)이며, 제로 점 조정(스텝 S32) 후에 실행되는 성막 처리 3(스텝 S33) 후의 도달 압력은 목표 범위의 상한값(P_H)보다도 높은 값이다. 그 때문에, 스텝 S34에서 제로 점 시프트가 있다고 판단되어, 다시 제로 점 조정(스텝 S32)이 행하여진다.

3회째의 제로 점 조정(스텝 S32) 후의 도달 압력은 목표 압력(P_T)이며, 제로 점 조정(스텝 S32) 후에 실행되는 성막 처리 4(스텝 S33) 후의 도달 압력은 목표 범위 내이다. 그 때문에, 스텝 S34에서 제로 점 시프트가 없다고 판단되어, 처리가 종료된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 일 실시 형태에서는, 제어부(80)가, 압력계(60)의 제로 점을 조정하는 스텝과 처리 용기(10) 내에서 성막 처리를 실행하는 스텝을 포함하는 사이클을, 성막 처리를 실행하는 스텝 후의 도달 압력이 목표 범위 내에 도달할 때까지 반복한다. 이렇게 압력계(60)의 제로 점 조정을 자동화함으로써, 압력계(60)의 조정에 수반되는 다운 타임을 저감할 수 있다. 이에 의해, 생산성이 향상된다. 또한, 압력계(60)의 제로 점 조정을 작업자가 수동으로 행하는 경우에 생길 수 있는 장치 기차(機差)를 저감할 수 있다.

〔성막 장치를 포함하는 시스템〕

도 5는, 성막 장치(1)를 포함하는 시스템의 일례를 도시하는 도면이다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 시스템은, 3개의 성막 장치(1), 군 관리 컨트롤러(2), 단말기(3)를 갖는다.

각 성막 장치(1)는, 압력계(60), 제어부(80)를 갖는다. 각 성막 장치(1)는, 반도체 공장의 통신 회선을 개재하여, 군 관리 컨트롤러(2)와 통신 가능하게 접속된다. 또한, 도 5에서는, 3개의 성막 장치(1)를 도시하고 있지만, 성막 장치(1)의 수는 특별히 한정되지 않는다.

군 관리 컨트롤러(2)는, 제어 장치의 일례이며, 예를 들어 컴퓨터이면 된다. 군 관리 컨트롤러(2)는, 반도체 공장의 통신 회선을 개재하여, 단말기(3)와 통신 가능하게 접속된다. 군 관리 컨트롤러(2)는, 성막 장치(1)가 처리를 실행했을 때의 로그 데이터를 취득하고, 취득한 로그 데이터를 기억한다. 로그 데이터는, 압력계(60)의 검출값을 포함한다. 또한, 군 관리 컨트롤러(2)는, 상술한 제어부(80)와 함께, 또는 제어부(80) 대신에, 일 실시 형태의 압력계(60)의 조정 방법을 실행하도록 구성되어 있어도 된다.

통신 회선은, 예를 들어 외부 네트워크와 분리되어 있다. 단, 통신 회선은, 외부 네트워크와 통신 가능하게 접속되어 있어도 된다.

금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태에서 생략, 치환, 변경되어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 처리 용기가 이중관 구조의 용기일 경우를 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 처리 용기는 단일관 구조의 용기이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 처리 장치가 처리 용기의 길이 방향을 따라 배치한 가스 노즐로부터 가스를 공급하고, 해당 가스 노즐과 대향해서 배치한 슬릿으로부터 가스를 배기하는 장치인 경우를 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 처리 장치는 웨이퍼 보트의 길이 방향을 따라 배치한 가스 노즐로부터 가스를 공급하고, 해당 웨이퍼 보트의 상방에 배치한 배기구로부터 가스를 배기하는 장치이어도 된다. 또한, 예를 들어 처리 장치는, 처리 용기의 하방에 배치한 가스 노즐로부터 처리 가스를 공급하고, 처리 용기의 상방에 배치한 배기구로부터 가스를 배기하는 장치이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 처리 용기의 주위에 가열부가 마련되어 있는 경우를 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가열부는 마련되어 있지 않아도 된다.

상기 실시 형태에서는, 처리 장치가 플라스마를 사용하지 않는 장치인 경우를 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 처리 장치는 용량 결합형 플라스마(CCP: Capacitively Coupled Plasma) 등의 플라스마를 사용한 장치이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 처리 장치가 복수의 웨이퍼에 대하여 한번에 처리를 행하는 밧치식 장치인 경우를 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 처리 장치는 웨이퍼를 1매씩 처리하는 매엽식 장치이어도 된다. 또한, 예를 들어 처리 장치는 처리 용기 내의 회전 테이블 상에 배치한 복수의 웨이퍼를 회전 테이블에 의해 공전시켜, 제1 가스가 공급되는 영역과 제2 가스가 공급되는 영역을 차례로 통과시켜서 웨이퍼에 대하여 처리를 행하는 세미 뱃치식 장치이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 기판이 반도체 웨이퍼일 경우를 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판은 플랫 패널 디스플레이(FPD: Flat Panel Display)용 대형 기판, 유기 EL 패널용 기판, 태양 전지용 기판이어도 된다.

Claims

감압 가능한 처리 용기와,
상기 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력계와,
제어부
를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 압력계의 제로 점을 조정하는 스텝과,
상기 처리 용기 내에서 성막 처리를 실행하는 스텝
을 포함하는 사이클을, 상기 성막 처리를 실행하는 스텝 후에 상기 처리 용기 내를 최고 도달 진공도까지 배기했을 때 상기 압력계에 의해 검출되는 도달 압력이 목표 범위 내에 도달할 때까지 반복하도록 구성되는,
성막 장치.
제1항에 있어서, 상기 제로 점을 조정하는 스텝에서는, 상기 도달 압력이 목표 압력으로 되도록 상기 압력계의 제로 점을 조정하는, 성막 장치.
제2항에 있어서, 상기 목표 압력은, 상기 압력계에 미리 정한 막 두께 이상의 막이 퇴적된 상태에서 상기 처리 용기 내를 최고 도달 진공도까지 배기했을 때 상기 압력계에 의해 검출되는 압력인, 성막 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리 용기 내에 퇴적된 막을 제거하는 클리닝 처리 후에 상기 사이클을 실행하도록 구성되고,
상기 목표 압력은, 상기 클리닝 처리 직전에 상기 압력계에 의해 검출되는 압력인, 성막 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성막 처리를 실행하는 스텝은, 상기 처리 용기 내에 기판이 없는 상태 또는 상기 처리 용기 내에 더미 기판을 수용한 상태에서 행하여지는, 성막 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력계는, 기준 압력실과, 상기 처리 용기 내와 연통하는 측정 압력실의 경계에 배치된 다이어프램의 변형을 검출함으로써 상기 측정 압력실의 압력을 측정하는 격막 진공계인, 성막 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성막 처리는, 상기 처리 용기 내에 아미노실란 가스와 산화 가스를 교대로 공급함으로써 실리콘 산화막을 성막하는 처리를 포함하는, 성막 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 용기는, 복수의 기판을 상하 방향으로 간격을 두고 수평하게 보유 지지하는 기판 보유 지지구를 수용하는 용기인, 성막 장치.
성막 장치의 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력계의 조정을 행하는 제어 장치이며,
상기 압력계의 제로 점을 조정하는 스텝과,
상기 처리 용기 내에서 성막 처리를 실행하는 스텝
을 포함하는 사이클을, 상기 성막 처리를 실행하는 스텝 후에 상기 처리 용기 내를 최고 도달 진공도까지 배기했을 때 상기 압력계에 의해 검출되는 도달 압력이 목표 범위 내에 도달할 때까지 반복하도록 구성되는,
제어 장치.
성막 장치의 처리 용기 내의 압력을 검출하는 압력계의 조정 방법이며,
상기 압력계의 제로 점을 조정하는 스텝과,
상기 처리 용기 내에서 성막 처리를 실행하는 스텝
을 포함하는 사이클을, 상기 성막 처리를 실행하는 스텝 후에 상기 처리 용기 내를 최고 도달 진공도까지 배기했을 때 상기 압력계에 의해 검출되는 도달 압력이 목표 범위 내에 도달할 때까지 반복하는,
압력계의 조정 방법.