JP2017101295A - 原料ガス供給装置、原料ガス供給方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
前記原料容器にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給路と、
前記キャリアガス供給路から分岐し、前記原料容器を迂回して原料ガス供給路に接続されたバイパス流路と、
前記原料ガス供給路における前記バイパス流路の接続部位よりも下流側に接続され、希釈ガスを原料ガスに合流させるための希釈ガス供給路と、
前記キャリアガス供給路及び前記希釈ガス供給路に夫々接続された第1のマスフローコントローラ及び第2のマスフローコントローラと、
前記原料ガス供給路における希釈ガス供給路の合流部位の下流側に設けられたマスフローメータと、
前記キャリアガス供給路から原料ガス供給路に至るキャリアガス流路を、前記原料容器内とバイパス流路との間で切り替える切替え機構と、
前記キャリアガス流路を前記原料容器内に切り替えた状態で、原料ガスをキャリアガス及び希釈ガスと共に前記成膜処理部内の基板に供給する原料供給ステップと、新品の原料容器内の原料の充填量から、前記原料供給ステップ時における原料ガスの実流量に基づいて計算される原料の消費量を含む累積消費量を差し引いて原料容器の残量を求める残量算出ステップと、を実行する制御部とを備え、
前記原料ガスの実流量は、前記第1のマスフローコントローラ、第2のマスフローコントローラ及びマスフローメータの流量の各測定値を夫々m1、m2及びm3とすると、前記キャリアガス流路をバイパス流路側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを流して{m3−(m1+m2)}の演算値であるオフセット値を求めるステップと、前記キャリアガス流路を原料容器側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを流して{m3−(m1+m2)}の演算値を求め、この演算値から前記オフセット値を差し引いて原料の流量の実測値を求めるステップと、により求められることを特徴とする。
前記原料容器にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給路と、前記キャリアガス供給路から分岐し、前記原料容器を迂回して原料ガス供給路に接続されたバイパス流路と、前記原料ガス供給路における前記バイパス流路の接続部位よりも下流側に接続され、希釈ガスを原料ガスに合流させるための希釈ガス供給路と、前記キャリアガス供給路及び前記希釈ガス供給路に夫々接続された第1のマスフローコントローラ及び第2のマスフローコントローラと、前記原料ガス供給路における希釈ガス供給路の合流部位の下流側に設けられたマスフローメータと、前記キャリアガス供給路から原料ガス供給路に至るキャリアガス流路を、前記原料容器内とバイパス流路との間で切り替える切替え機構と、を備えた原料ガス供給装置を用い、
前記キャリアガス流路を原料容器側に切り替えた状態で、原料ガスをキャリアガス及び希釈ガスと共に前記成膜処理部内の基板に供給する工程と、
新品の原料容器内の原料の充填量から、原料を成膜処理部内の基板に供給したときの原料の実流量に基づいて計算される原料の消費量を含む累積消費量を差し引いて、原料容器の残量を求める工程と、を含み、
前記実流量は、前記第1のマスフローコントローラ、第2のマスフローコントローラ及びマスフローメータの流量の各測定値を夫々m1、m2及びm3とすると、前記キャリアガス流路をバイパス流路側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを流して{m3−(m1+m2)}の演算値であるオフセット値を求める工程と、前記キャリアガス流路を原料容器側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを流して{m3−(m1+m2)}の演算値を求め、この演算値から前記オフセット値を差し引いて原料の流量の実測値を求める工程と、により求められることを特徴とする。
前記コンピュータプログラムは、上述の原料ガス供給方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
このようにt0からt1、t1からt2…の各周期において、m1、m2及びm3の各値を求め、図6に示すように各周期における(m3−(m1+m2))の値を求める。そして例えばt0から100周期分の(m3−(m1+m2))の値の平均値をオフセット値とする。
この結果図5(c)に示すように原料ガスは、バルブV1のオン指令の後、急激に立ち上がり、時刻t0からt100までにおける測定値より大きな値まで上昇し、バルブV1のオフ指令の後直ぐに立ち下がるパターンとなる。
原料(mg/分)=原料の流量(sccm)×0.2(Conversion Factor)/22400×原料の分子量(WCl6:396.6)×1000・・・(1)
ここでは、原料ガスの供給、休止の一周期の流量の積算値を平均化して原料の流量としている。従って原料の供給時間は、例えば1枚目のウエハ100の処理において、最初にバルブV1を開く時刻taから1枚目のウエハの処理を終え、バルブV1を閉じるまでの時間なる。この原料の供給時間を原料の流量の実測値mを(1)式により変換した値に乗算することにより、原料容器14から供給された原料の重量の実測値Mが算出される。
後続のロットの処理においては、メモリ93に直前のロットにおける最後のウエハ100の処理を行った後の原料の残量が記憶されている。そのためステップS8に進み、N=1と設定した後、ステップS9以降の処理は、直前のロットにおける最後のウエハ100の処理を行った後の原料の残量から、順次1枚当たりのウエハ100における原料の消費量を差し引いて、残量の算出が行われる。
さらに1枚目のウエハ100の処理の前にウエハ100を搬入していない成膜処理部400に原料を供給して行うダミー処理を行う場合においては、同様に成膜処理部40に供給された原料の重量の実測値Mを求め、原料の初期重量R0から差し引かれる原料の重量の実測値Mの累積値の中にダミー処理時の原料の消費量が加わることになる。
2、3 MFC
7 バイパス流路
9 制御部
12 キャリアガス供給路
14 原料容器
22 希釈ガス供給路
32 ガス供給路
40 真空処理部
44 真空排気部
47 圧力調整バルブ
48 バルブ
100 ウエハ
V1〜V7 バルブ
Claims (9)
- 原料容器内の固体または液体である原料を気化させて、キャリアガスと共に原料ガスとして原料ガス供給路を介して基板を成膜処理する成膜処理部に供給する原料ガス供給装置において、
前記原料容器にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給路と、
前記キャリアガス供給路から分岐し、前記原料容器を迂回して原料ガス供給路に接続されたバイパス流路と、
前記原料ガス供給路における前記バイパス流路の接続部位よりも下流側に接続され、希釈ガスを原料ガスに合流させるための希釈ガス供給路と、
前記キャリアガス供給路及び前記希釈ガス供給路に夫々接続された第1のマスフローコントローラ及び第2のマスフローコントローラと、
前記原料ガス供給路における希釈ガス供給路の合流部位の下流側に設けられたマスフローメータと、
前記キャリアガス供給路から原料ガス供給路に至るキャリアガス流路を、前記原料容器内とバイパス流路との間で切り替える切替え機構と、
前記キャリアガス流路を前記原料容器内に切り替えた状態で、原料ガスをキャリアガス及び希釈ガスと共に前記成膜処理部内の基板に供給する原料供給ステップと、新品の原料容器内の原料の充填量から、前記原料供給ステップ時における原料ガスの実流量に基づいて計算される原料の消費量を含む累積消費量を差し引いて原料容器の残量を求める残量算出ステップと、を実行する制御部とを備え、
前記原料ガスの実流量は、前記第1のマスフローコントローラ、第2のマスフローコントローラ及びマスフローメータの流量の各測定値を夫々m1、m2及びm3とすると、前記キャリアガス流路をバイパス流路側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを流して{m3−(m1+m2)}の演算値であるオフセット値を求めるステップと、前記キャリアガス流路を原料容器側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを流して{m3−(m1+m2)}の演算値を求め、この演算値から前記オフセット値を差し引いて原料の流量の実測値を求めるステップと、により求められることを特徴とする原料ガス供給装置。 - 前記制御部は、ロットの先頭の基板の成膜処理の前に前記キャリアガス流路を原料容器側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを成膜処理部に供給するダミー供給ステップを実行し、
前記残量算出ステップにおける累積消費量は、ダミー供給ステップにおける原料ガスの実流量に基づいて計算される原料の消費量を含むことを特徴とする請求項1に記載の原料ガス供給装置。 - 前記制御部は、基板の成膜処理の前に前記キャリアガス流路を原料容器側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを成膜処理部に供給し、成膜処理部の内面に原料ガス及び反応ガスを反応させた反応生成物の層を形成するプリコートステップを実行し、
前記残量算出ステップにおける累積消費量は、プリコートステップにおける原料ガスの実流量に基づいて計算される原料の消費量を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の原料ガス供給装置。 - 前記成膜処理部にて行う成膜処理は、基板に対して、原料ガス及び原料ガスと反応する反応ガスを交互に供給し、原料ガスの供給と反応ガスの供給との間に置換用のガスを供給して行う成膜処理であり、
前記第2のステップにおける測定値m1、m2及びm3は、原料ガスの供給、休止の周期をTとすると、n(nは1以上の整数)周期における流量の積分値を周期Tで除算した値であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の原料ガス供給装置。 - 前記制御部は、基板のロットの先頭の基板を処理する前に、当該ロットの処理レシピから原料ガスの供給、休止の周期Tを読み出し、
前記第1のステップにおける測定値m1、m2及びm3は、n周期における流量の積分値を周期Tで除算した値であることを特徴とする請求項4に記載の原料ガス供給装置。 - 原料容器内の固体または液体である原料を気化させて、キャリアガスと共に原料ガスとして原料ガス供給路を介して基板を成膜処理する成膜処理部に供給する原料ガス供給方法において、
前記原料容器にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給路と、前記キャリアガス供給路から分岐し、前記原料容器を迂回して原料ガス供給路に接続されたバイパス流路と、前記原料ガス供給路における前記バイパス流路の接続部位よりも下流側に接続され、希釈ガスを原料ガスに合流させるための希釈ガス供給路と、前記キャリアガス供給路及び前記希釈ガス供給路に夫々接続された第1のマスフローコントローラ及び第2のマスフローコントローラと、前記原料ガス供給路における希釈ガス供給路の合流部位の下流側に設けられたマスフローメータと、前記キャリアガス供給路から原料ガス供給路に至るキャリアガス流路を、前記原料容器内とバイパス流路との間で切り替える切替え機構と、を備えた原料ガス供給装置を用い、
前記キャリアガス流路を原料容器側に切り替えた状態で、原料ガスをキャリアガス及び希釈ガスと共に前記成膜処理部内の基板に供給する工程と、
新品の原料容器内の原料の充填量から、原料を成膜処理部内の基板に供給したときの原料の実流量に基づいて計算される原料の消費量を含む累積消費量を差し引いて、原料容器の残量を求める工程と、を含み、
前記実流量は、前記第1のマスフローコントローラ、第2のマスフローコントローラ及びマスフローメータの流量の各測定値を夫々m1、m2及びm3とすると、前記キャリアガス流路をバイパス流路側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを流して{m3−(m1+m2)}の演算値であるオフセット値を求める工程と、前記キャリアガス流路を原料容器側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを流して{m3−(m1+m2)}の演算値を求め、この演算値から前記オフセット値を差し引いて原料の流量の実測値を求める工程と、により求められることを特徴とする原料ガス供給方法。 - 前記成膜処理部にて行う成膜処理は、基板に対して、原料ガス及び原料ガスと反応する反応ガスを交互に供給し、原料ガスの供給と反応ガスの供給との間に置換用のガスを供給して行う成膜処理であり、
前記キャリアガス流路を原料容器側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを流して{m3−(m1+m2)}の演算値を求める工程における測定値m1、m2及びm3は、原料ガスの供給、休止の周期をTとすると、n(nは1以上の整数)周期における流量の積分値を周期Tで除算した値であることを特徴とする請求項6に記載の原料ガス供給方法。 - 前記キャリアガス流路をバイパス流路側に切り替えた状態で、キャリアガス及び希釈ガスを流して{m3−(m1+m2)}の演算値であるオフセット値を求める工程における測定値m1、m2及びm3は、n周期における流量の積分値を周期Tで除算した値であることを特徴とする請求項7に記載の原料ガス供給方法。
- 原料容器内の固体または液体である原料を気化させて、キャリアガスと共に原料ガスとして原料ガス供給路を介して基板を成膜処理する成膜処理部に供給する原料ガス供給装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項6ないし8のいずれか一項に記載の原料ガス供給方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
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