KR102370389B1 - Gas supply method and substrate processing apparatus - Google Patents

Gas supply method and substrate processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR102370389B1
KR102370389B1 KR1020200139989A KR20200139989A KR102370389B1 KR 102370389 B1 KR102370389 B1 KR 102370389B1 KR 1020200139989 A KR1020200139989 A KR 1020200139989A KR 20200139989 A KR20200139989 A KR 20200139989A KR 102370389 B1 KR102370389 B1 KR 102370389B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
control device
valve
processing
gas supply
Prior art date
Application number
KR1020200139989A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210055597A (en
Inventor
무네아키 아카이케
마나부 가와테
다카시 아이자와
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20210055597A publication Critical patent/KR20210055597A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102370389B1 publication Critical patent/KR102370389B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244Gas supply means
    • H01J37/32449Gas control, e.g. control of the gas flow
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45561Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • G05D7/0641Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H01J37/3211Antennas, e.g. particular shapes of coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332Coating
    • H01J2237/3321CVD [Chemical Vapor Deposition]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

기판을 처리하는 처리 용기에 가스를 공급하는 가스 공급 장치로서, 가스 공급부로부터 상기 처리 용기로 통하고 있는 가스 공급 배관에 마련되어 있는 적어도 하나의 가스 유량 제어 장치와, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측에 있어서 분기되는 둘 이상의 분기 배관에 각각 마련되어 있는, 컨덕턴스를 가변 가능한 컨덕턴스 가변 유로를 구비한 가스 분류비 제어 요소와, 둘 이상의 상기 가스 분류비 제어 요소에 의해 구성되는 가스 분류비 제어부와, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측이며 또한 상기 가스 분류비 제어 요소의 1차측에 있는 제1 밸브 및 압력 센서와, 상기 가스 분류비 제어 요소의 2차측에 있는 제2 밸브를 갖는 가스 공급 장치에 있어서, 상기 기판을 처리함에 있어서, 상기 제2 밸브를 닫고, 상기 제1 밸브를 열어, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측에 있는 상기 가스 공급 배관과 상기 분기 배관과 상기 가스 분류비 제어 요소에 상기 가스를 공급하는 공정과, 상기 압력 센서에 의해, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측의 상기 가스 공급 배관 혹은 상기 분기 배관의 압력이 설정 압력에 도달한 것을 검지하는 공정과, 상기 제1 밸브를 닫는 공정과, 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브를 열어, 상기 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 공정을 갖는, 가스 공급 방법.A gas supply device for supplying gas to a processing vessel for processing a substrate, the gas supply device comprising: at least one gas flow control device provided in a gas supply pipe passing from a gas supply unit to the processing vessel; and a secondary side of the gas flow control device a gas fractionation ratio control element having a conductance variable flow passage capable of variable conductance provided in each of the two or more branch pipes branching in the present invention; A gas supply device having a first valve and a pressure sensor secondary to a control device and on a primary side of the gas fractionation ratio control element, and a second valve on a secondary side of the gas fractionation ratio control element, wherein the substrate In processing, closing the second valve and opening the first valve to supply the gas to the gas supply pipe, the branch pipe, and the gas fractionation ratio control element located on the secondary side of the gas flow control device a step of detecting, by the pressure sensor, that the pressure of the gas supply pipe or the branch pipe on the secondary side of the gas flow control device has reached a set pressure; and closing the first valve; and supplying the gas to the processing container by opening the first valve and the second valve.

Figure R1020200139989
Figure R1020200139989

Description

가스 공급 방법 및 기판 처리 장치{GAS SUPPLY METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}GAS SUPPLY METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS

본 개시는, 가스 공급 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a gas supply method and a substrate processing apparatus.

특허문헌 1에는, 분류량 조정 수단에 대하여 각 처리 가스용 분기 유로 내의 압력비가 목표 압력비가 되도록 분류량을 조정하는 압력비 제어를 실행하고, 처리 가스 공급 수단으로부터의 처리 가스를 복수의 분기 배관에 분류하는, 가스 공급 방법 및 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 이 가스 공급 방법에서는, 각 처리 가스용 분기 유로 내의 압력이 안정되면, 분류량 조정 수단에 대한 제어를 압력 안정 시의 한쪽 처리 가스용 분기 유로 내의 압력을 유지하도록 분류량을 조정하는 압력 일정 제어로 전환하고, 부가 가스 공급 수단에 의해 부가 가스를 다른 쪽 처리 가스용 분기 배관에 공급한다.In Patent Document 1, a pressure ratio control is performed to adjust the jetting amount so that the pressure ratio in each branch flow path for processing gas becomes a target pressure ratio with respect to the flow rate adjusting means, and the processing gas from the processing gas supply means is divided into a plurality of branch pipes. A gas supply method and a substrate processing apparatus are disclosed. In this gas supply method, when the pressure in each branch flow path for processing gas is stabilized, the control of the jetting amount adjusting means is changed to constant pressure control for adjusting the flow rate so as to maintain the pressure in one branch flow path for processing gas when the pressure is stabilized. is switched, and the additional gas is supplied to the branch pipe for processing gas on the other side by the additional gas supply means.

일본 특허 공개 제2007-207808호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2007-207808

본 개시는, 복수의 분기 배관에 대하여 분류비에 따라 가스를 분류하고, 분류된 가스를 처리 용기에 공급함에 있어서, 가스를 단시간에 안정적으로 공급하는데 유리한 가스 공급 방법 및 기판 처리 장치를 제공한다.The present disclosure provides a gas supply method and a substrate processing apparatus that are advantageous for supplying gas stably in a short time in classifying gas according to a fractionation ratio with respect to a plurality of branch pipes and supplying the fractionated gas to a processing vessel.

본 개시의 일 양태에 의한 가스 공급 방법은,A gas supply method according to an aspect of the present disclosure,

기판을 처리하는 처리 용기에 가스를 공급하는 가스 공급 장치로서, 가스 공급부로부터 상기 처리 용기로 통하고 있는 가스 공급 배관에 마련되어 있는 적어도 하나의 가스 유량 제어 장치와, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측에 있어서 분기되는 둘 이상의 분기 배관에 각각 마련되어 있는, 컨덕턴스를 가변 가능한 컨덕턴스 가변 유로를 구비한 가스 분류비 제어 요소와, 둘 이상의 상기 가스 분류비 제어 요소에 의해 구성되는 가스 분류비 제어부와, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측이며 또한 상기 가스 분류비 제어 요소의 1차측에 있는 제1 밸브 및 압력 센서와, 상기 가스 분류비 제어 요소의 2차측에 있는 제2 밸브를 갖는 가스 공급 장치에 있어서,A gas supply device for supplying gas to a processing vessel for processing a substrate, the gas supply device comprising: at least one gas flow control device provided in a gas supply pipe passing from a gas supply unit to the processing vessel; and a secondary side of the gas flow control device a gas fractionation ratio control element having a conductance variable flow passage capable of variable conductance provided in each of the two or more branch pipes branching in the present invention; A gas supply device having a first valve and a pressure sensor secondary to the control device and on the primary side of the gas fractionation ratio control element, and a second valve on the secondary side of the gas fractionation ratio control element, the gas supply device comprising:

상기 기판을 처리함에 있어서, 상기 제2 밸브를 닫고, 상기 제1 밸브를 열어, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측에 있는 상기 가스 공급 배관과 상기 분기 배관과 상기 가스 분류비 제어 요소에 상기 가스를 공급하는 공정과,In processing the substrate, the second valve is closed and the first valve is opened to supply the gas to the gas supply pipe, the branch pipe, and the gas split ratio control element on the secondary side of the gas flow control device. supply process and

상기 압력 센서에 의해, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측의 상기 가스 공급 배관 혹은 상기 분기 배관의 압력이 설정 압력에 도달한 것을 검지하는 공정과,detecting, by the pressure sensor, that the pressure of the gas supply pipe or the branch pipe on the secondary side of the gas flow control device reaches a set pressure;

상기 제1 밸브를 닫는 공정과,closing the first valve;

상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브를 열어, 상기 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 공정을 갖는다.and supplying the gas to the processing container by opening the first valve and the second valve.

본 개시에 의하면, 복수의 분기 배관에 대하여 분류비에 따라 가스를 분류하고, 분류된 가스를 처리 용기에 공급함에 있어서, 가스를 단시간에 안정적으로 공급하는 데 유리한 가스 공급 방법 및 기판 처리 장치를 제공할 수 있다.According to the present disclosure, there is provided a gas supply method and a substrate processing apparatus that are advantageous in classifying gas according to a fractionation ratio with respect to a plurality of branch pipes and supplying the classified gas to a processing container in a short time and stably supplying the gas. can do.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 가스 공급 장치의 제어를 설명하는 도면이며, MFC 유량과 FRC 유량의 시각력 그래프를 도시하는 도면이다.
도 3는 제2 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 종단면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the substrate processing apparatus which concerns on 1st Embodiment.
It is a figure explaining control of a gas supply apparatus, and is a figure which shows the visual force graph of MFC flow volume and FRC flow volume.
3 is a longitudinal sectional view showing an example of the substrate processing apparatus according to the second embodiment.

이하, 본 개시의 실시 형태에 관한 가스 공급 방법 및 기판 처리 장치에 대하여, 첨부된 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다.Hereinafter, a gas supply method and a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the substantially same component, the overlapping description may be abbreviate|omitted by attaching|subjecting the same number.

[제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치 및 가스 공급 방법][Substrate processing apparatus and gas supply method according to the first embodiment]

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 개시의 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치와 가스 공급 방법의 일례에 대해서 설명한다. 여기서, 도 1은, 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 종단면도이다. 또한, 도 2는, 가스 공급 장치의 제어를 설명하는 도면이며, MFC 유량과 FRC 유량의 시각력 그래프를 도시하는 도면이다.First, an example of a substrate processing apparatus and a gas supply method according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 and 2 . Here, FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of the substrate processing apparatus according to the first embodiment. In addition, FIG. 2 is a figure explaining control of a gas supply apparatus, and is a figure which shows the visual force graph of MFC flow volume and FRC flow volume.

도 1에 도시하는 기판 처리 장치(100)는, 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display, 이하, 「FPD」라고 함)용의, 평면으로 보아 직사각형의 기판 G(이하, 간단히 「기판」이라고 함)에 대하여, 각종 기판 처리 방법을 실행하는 유도 결합형 플라스마(Inductive Coupled Plasma: ICP) 처리 장치이다. 기판 G의 재료로서는, 주로 유리가 사용되고, 용도에 따라서는 투명한 합성 수지 등이 사용되는 경우도 있다. 여기서, 기판 처리에는,에칭 처리나, CVD(Chemical Vapor Deposition)법을 사용한 성막 처리 등이 포함된다. FPD로서는, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD)나 일렉트로루미네센스(Electro Luminescence: EL), 플라스마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP) 등이 예시된다. 기판 G는, 그 표면에 회로가 패터닝되는 형태 외에, 지지 기판도 포함된다. 또한, FPD용 기판의 평면 치수는 세대의 추이와 함께 대규모화되고 있고, 기판 처리 장치(100)에 의해 처리되는 기판 G의 평면 치수는, 예를 들어 제6 세대의 1500㎜×1800㎜ 정도의 치수로부터, 제10.5세대의 3000㎜×3400㎜ 정도의 치수까지를 적어도 포함한다. 또한, 기판 G의 두께는 0.2㎜ 내지 수㎜ 정도이다.The substrate processing apparatus 100 shown in FIG. 1 is for a flat panel display (hereinafter, referred to as “FPD”) for use on a rectangular substrate G (hereinafter simply referred to as “substrate”) in a plan view. In contrast, it is an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus that implements various substrate processing methods. Glass is mainly used as a material of the board|substrate G, and a transparent synthetic resin etc. may be used depending on a use. Here, the substrate treatment includes an etching treatment, a film forming treatment using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and the like. Examples of the FPD include a liquid crystal display (LCD), an electroluminescence (EL), a plasma display panel (PDP), and the like. The substrate G includes a supporting substrate in addition to the form in which a circuit is patterned on the surface thereof. In addition, the planar dimension of the board|substrate for FPD is enlarged with the change of generation, and the planar dimension of the board|substrate G processed by the substrate processing apparatus 100 is about 1500 mm x 1800 mm of the 6th generation, for example. It includes at least a dimension of about 3000 mm x 3400 mm of the 10.5th generation. In addition, the thickness of the board|substrate G is about 0.2 mm - several mm.

도 1에 도시하는 기판 처리 장치(100)는, 직육면체형의 상자형 처리 용기(20)와, 처리 용기(20) 내에 배치되어 기판 G가 적재되는 평면으로 보아 직사각형 외형의 기판 적재대(70)와, 제어부(90)를 갖는다. 또한, 처리 용기는, 원통형의 상자형이나 타원통형의 상자형 등의 형상이어도 되고, 이 형태에서는, 기판 적재대도 원형 혹은 타원형이 되고, 기판 적재대에 적재되는 기판도 원형 등이 된다.The substrate processing apparatus 100 illustrated in FIG. 1 includes a rectangular parallelepiped box-shaped processing container 20 , and a substrate mounting table 70 arranged in the processing container 20 and having a rectangular outline in plan view on which a substrate G is mounted. and a control unit 90 . Further, the processing container may have a shape such as a cylindrical box shape or an oval cylindrical box shape. In this form, the substrate mounting table is also circular or oval, and the substrate mounted on the substrate mounting table is also circular or the like.

처리 용기(20)는, 금속 창(50)에 의해 상하 두 공간으로 구획되어 있고, 상방 공간인 안테나실 A는 상측 챔버(13)에 의해 형성되고, 하방 공간인 처리 영역 S(처리실)는 하측 챔버(17)에 의해 형성된다. 처리 용기(20)에 있어서, 상측 챔버(13)와 하측 챔버(17)의 경계가 되는 위치에는 직사각형 환상의 지지 프레임(14)이 처리 용기(20)의 내측으로 돌출 설치하도록 하여 배치되어 있고, 지지 프레임(14)에 금속 창(50)이 장착되어 있다.The processing chamber 20 is partitioned into two upper and lower spaces by a metal window 50 , an antenna chamber A as an upper space is formed by an upper chamber 13 , and a processing area S (process chamber) as a lower space is located on the lower side. formed by the chamber 17 . In the processing container 20, a rectangular annular support frame 14 is disposed to protrude to the inside of the processing container 20 at a position forming a boundary between the upper chamber 13 and the lower chamber 17, A metal window 50 is mounted on the support frame 14 .

안테나실 A를 형성하는 상측 챔버(13)는, 측벽(11)과 천장판(12)에 의해 형성되고, 전체적으로 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속에 의해 형성된다.The upper chamber 13 forming the antenna chamber A is formed by the side wall 11 and the top plate 12, and is formed entirely of metal such as aluminum or an aluminum alloy.

처리 영역 S를 내부에 갖는 하측 챔버(17)는, 측벽(15)과 저판(16)에 의해 형성되고, 전체적으로 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속에 의해 형성된다. 또한, 측벽(15)은, 접지선(21)에 의해 접지되어 있다.The lower chamber 17 having the processing region S therein is formed by the side wall 15 and the bottom plate 16, and is formed entirely of metal such as aluminum or an aluminum alloy. In addition, the side wall 15 is grounded by a ground wire 21 .

또한, 지지 프레임(14)은, 도전성의 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 금속에 의해 형성되어 있어, 금속 프레임이라고 칭할 수 있다.In addition, the support frame 14 is formed of metal, such as electroconductive aluminum and an aluminum alloy, and can be called a metal frame.

하측 챔버(17)의 측벽(15)의 상단에는, 직사각형 환상(무단상)의 시일 홈(22)이 형성되어 있고, 시일 홈(22)에 O링 등의 시일 부재(23)가 끼워 넣어지고, 시일 부재(23)를 지지 프레임(14)의 맞닿음면이 보유 지지함으로써, 하측 챔버(17)와 지지 프레임(14)의 시일 구조가 형성된다.At the upper end of the side wall 15 of the lower chamber 17, a rectangular annular (stepless) seal groove 22 is formed, and a sealing member 23 such as an O-ring is fitted into the seal groove 22, , when the abutting surface of the support frame 14 holds the sealing member 23 , the seal structure of the lower chamber 17 and the support frame 14 is formed.

하측 챔버(17)의 측벽(15)에는, 하측 챔버(17)에 대하여 기판 G를 반출입하기 위한 반출입구(18)가 개설되어 있고, 반출입구(18)는 게이트 밸브(24)에 의해 개폐 가능하게 구성되어 있다. 하측 챔버(17)에는 반송 기구를 내포하는 반송실(모두 도시하지 않음)이 인접해 있고, 게이트 밸브(24)를 개폐 제어하고, 반송 기구에 의해 반출입구(18)를 통하여 기판 G의 반출입이 행해진다.On the side wall 15 of the lower chamber 17 , a carry-in/out port 18 for carrying in/out of the substrate G is opened with respect to the lower chamber 17 , and the carrying-in/out port 18 can be opened and closed by a gate valve 24 . is well composed. A transfer chamber (not shown) containing a transfer mechanism is adjacent to the lower chamber 17 , and the gate valve 24 is opened/closed and controlled so that the substrate G is moved in and out through the transfer port 18 by the transfer mechanism. is done

또한, 하측 챔버(17)가 갖는 저판(16)에는 복수의 배기구(19)가 개설되어 있고, 각 배기구(19)에는 가스 배기관(25)이 접속되고, 가스 배기관(25)은 개폐 밸브(26)를 통하여 배기 장치(27)에 접속되어 있다. 가스 배기관(25), 개폐 밸브(26) 및 배기 장치(27)에 의해, 가스 배기부(28)가 형성된다. 배기 장치(27)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고, 프로세스 중에 하측 챔버(17) 내를 소정의 진공도까지 진공화 가능하게 구성되어 있다. 또한, 하측 챔버(17)의 적소에는 압력계(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 압력계에 의한 모니터 정보가 제어부(90)에 송신되도록 되어 있다.In addition, a plurality of exhaust ports 19 are provided in the bottom plate 16 of the lower chamber 17 , and a gas exhaust pipe 25 is connected to each exhaust port 19 , and the gas exhaust pipe 25 has an on/off valve 26 . ) is connected to the exhaust device 27 . A gas exhaust portion 28 is formed by the gas exhaust pipe 25 , the on-off valve 26 , and the exhaust device 27 . The exhaust device 27 has a vacuum pump such as a turbo molecular pump, and is configured to be capable of evacuating the inside of the lower chamber 17 to a predetermined degree of vacuum during the process. In addition, a pressure gauge (not shown) is provided in the lower chamber 17 at an appropriate position, and monitor information by the pressure gauge is transmitted to the control unit 90 .

기판 적재대(70)는, 기재(73)와, 기재(73)의 상면(73a)에 형성되어 있는 정전 척(76)을 갖는다.The substrate mounting table 70 includes a substrate 73 and an electrostatic chuck 76 formed on an upper surface 73a of the substrate 73 .

기재(73)는, 상방 기재(71)와 하방 기재(72)의 적층체에 의해 형성된다. 상방 기재(71)의 평면으로 본 형상은 직사각형이며, 기판 적재대(70)에 적재되는 FPD와 동일 정도의 평면 치수를 갖는다. 예를 들어, 상방 기재(71)는, 적재되는 기판 G와 동일 정도의 평면 치수를 갖고, 긴 변의 길이는 1800㎜ 내지 3400㎜ 정도이고, 짧은 변의 길이는 1500㎜ 내지 3000㎜ 정도의 치수로 설정할 수 있다. 이 평면 치수에 대하여, 상방 기재(71)와 하방 기재(72)의 두께의 총계는, 예를 들어 50㎜ 내지 100㎜ 정도가 될 수 있다.The base material 73 is formed of the laminate of the upper base material 71 and the lower base material 72. As shown in FIG. The planar shape of the upper base material 71 is rectangular, and has a planar dimension about the same as the FPD mounted on the board|substrate mounting table 70. As shown in FIG. For example, the upper substrate 71 has a planar dimension about the same as that of the substrate G on which it is mounted, the length of the long side is about 1800 mm to 3400 mm, and the length of the short side is set to a dimension of about 1500 mm to 3000 mm. can With respect to this planar dimension, the total of the thicknesses of the upper substrate 71 and the lower substrate 72 may be, for example, about 50 mm to 100 mm.

하방 기재(72)에는, 직사각형 평면의 전체 영역을 커버하도록 사행된 온도 조절 매체 유로(72a)가 마련되어 있으며, 스테인리스강이나 알루미늄, 알루미늄 합금 등으로 형성된다. 한편, 상방 기재(71)도, 스테인리스강이나 알루미늄, 알루미늄 합금 등에 의해 형성된다. 또한, 온도 조절 매체 유로(72a)는, 예를 들어 상방 기재(71)나 정전 척(76)에 마련되어도 된다. 또한, 기재(73)가, 도시 예와 같이 2 부재의 적층체가 아니라, 알루미늄 혹은 알루미늄 합금 등에 의한 1 부재로 형성되어도 된다.The temperature control medium flow path 72a meandering so that the lower base material 72 may cover the whole area of a rectangular plane is provided, and it is formed of stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, etc. On the other hand, the upper base material 71 is also formed of stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, etc. In addition, the temperature control medium flow path 72a may be provided in the upper base material 71 or the electrostatic chuck 76, for example. In addition, the base material 73 may not be a laminated body of two members like the example shown in figure, but may be formed of one member made of aluminum, an aluminum alloy, or the like.

하측 챔버(17)의 저판(16) 위에는, 절연 재료에 의해 형성되어 내측에 단차부를 갖는 상자형 받침대(78)가 고정되어 있고, 받침대(78)의 단차부 위에 기판 적재대(70)가 적재된다.On the bottom plate 16 of the lower chamber 17, a box-shaped pedestal 78 formed of an insulating material and having a step portion inside is fixed, and a substrate mounting table 70 is mounted on the step portion of the pedestal 78. do.

상방 기재(71)의 상면에는, 기판 G가 직접 적재되는 정전 척(76)이 형성되어 있다. 정전 척(76)은, 알루미나 등의 세라믹스를 용사하여 형성되는 유전체 피막인 세라믹스층(74)과, 세라믹스층(74)의 내부에 매설되어 정전 흡착 기능을 갖는 도전층(75)(전극)을 갖는다.An electrostatic chuck 76 on which the substrate G is directly mounted is formed on the upper surface of the upper substrate 71 . The electrostatic chuck 76 includes a ceramic layer 74 that is a dielectric film formed by thermal spraying ceramics such as alumina, and a conductive layer 75 (electrode) embedded in the ceramic layer 74 and having an electrostatic adsorption function. have

도전층(75)은, 급전선(84)을 통하여 직류 전원(85)에 접속되어 있다. 제어부(90)에 의해, 급전선(84)에 개재하는 스위치(도시하지 않음)가 온되면, 직류 전원(85)으로부터 도전층(75)에 직류 전압이 인가됨으로써 쿨롱력이 발생한다. 이 쿨롱력에 의해, 기판 G가 정전 척(76)의 상면에 정전 흡착되고, 상방 기재(71)의 상면에 적재된 상태에서 보유 지지된다.The conductive layer 75 is connected to a DC power supply 85 via a power supply line 84 . When a switch (not shown) interposed in the feed line 84 is turned on by the control unit 90 , a DC voltage is applied from the DC power supply 85 to the conductive layer 75 , thereby generating a Coulomb force. By this Coulomb force, the substrate G is electrostatically attracted to the upper surface of the electrostatic chuck 76 , and is held while being mounted on the upper surface of the upper substrate 71 .

기판 적재대(70)를 구성하는 하방 기재(72)에는, 직사각형 평면의 전체 영역을 커버하도록 사행된 온도 조절 매체 유로(72a)가 마련되어 있다. 온도 조절 매체 유로(72a)의 양단에는, 온도 조절 매체 유로(72a)에 대하여 온도 조절 매체가 공급되는 이송 배관(72b)과, 온도 조절 매체 유로(72a)를 유통하여 승온된 온도 조절 매체가 배출되는 복귀 배관(72c)이 연통되어 있다.The lower substrate 72 constituting the substrate mounting table 70 is provided with a temperature control medium flow path 72a meandering so as to cover the entire area of the rectangular plane. At both ends of the temperature control medium flow path 72a, the transfer pipe 72b to which the temperature control medium is supplied with respect to the temperature control medium flow path 72a, and the temperature control medium heated by flowing through the temperature control medium flow path 72a are discharged A return pipe 72c used is connected.

도 1에 도시하는 바와 같이, 이송 배관(72b)과 복귀 배관(72c)에는 각각 이송 유로(87)와 복귀 유로(88)가 연통되어 있고, 이송 유로(87)와 복귀 유로(88)는 칠러(86)에 연통되어 있다. 칠러(86)는, 온도 조절 매체의 온도나 토출 유량을 제어하는 본체부와, 온도 조절 매체를 압송하는 펌프를 갖는다(모두 도시하지 않음). 또한, 온도 조절 매체로서는 냉매가 적용되고, 이 냉매에는, 갈덴(등록 상표)이나 플루오리나트(등록 상표) 등이 적용된다. 이송 유로(87), 복귀 유로(88) 및 칠러(86)에 의해, 온도 제어 장치(89)가 구성된다. 도시 예의 온도 조절 형태는, 하방 기재(72)에 온도 조절 매체를 유통시키는 형태이지만, 하방 기재(72)가 히터 등을 내장하고, 히터에 의해 온도 조절하는 형태여도 되고, 온도 조절 매체와 히터의 양쪽에 의해 온도 조절하는 형태여도 된다. 또한, 히터 대신에 고온의 온도 조절 매체를 유통시킴으로써 가열을 수반하는 온도 조절을 행해도 된다. 또한, 저항체인 히터는, 텅스텐이나 몰리브덴, 혹은 이들 금속의 어느 1종과 알루미나나 티타늄 등의 화합물로 형성된다. 또한, 도시 예는, 하방 기재(72)에 온도 조절 매체 유로(72a)가 형성되어 있지만, 예를 들어 상방 기재(71)나 정전 척(76)이 온도 조절 매체 유로를 갖고 있어도 된다.As shown in FIG. 1 , a transfer passage 87 and a return passage 88 are in communication with the transfer pipe 72b and the return pipe 72c, respectively, and the transfer passage 87 and the return passage 88 are connected to the chiller. (86) is connected. The chiller 86 has a main body for controlling the temperature and discharge flow rate of the temperature control medium, and a pump for pressurizing the temperature control medium (both not shown). In addition, a refrigerant|coolant is applied as a temperature control medium, Galden (registered trademark), Fluorinat (registered trademark), etc. are applied to this refrigerant|coolant. The temperature control apparatus 89 is comprised by the conveyance flow path 87, the return flow path 88, and the chiller 86. The temperature control form of the illustrated example is a form in which a temperature control medium is circulated through the lower base material 72, but the lower base material 72 may have a built-in heater or the like, and the temperature may be controlled by a heater, or between the temperature controlling medium and the heater. The form which temperature-controls by both may be sufficient. Moreover, you may perform temperature control accompanying a heating by circulating a high temperature temperature control medium instead of a heater. In addition, the heater which is a resistor is formed from tungsten, molybdenum, or any one of these metals, and a compound, such as alumina or titanium. In addition, although the temperature control medium flow path 72a is formed in the lower base material 72 in the example of illustration, for example, the upper base material 71 and the electrostatic chuck 76 may have a temperature control medium flow path.

상방 기재(71)에는 열전대 등의 온도 센서가 배치되어 있고, 온도 센서에 의한 모니터 정보는, 제어부(90)에 수시로 송신된다. 그리고, 송신된 모니터 정보에 기초하여, 상방 기재(71) 및 기판 G의 온도 조절 제어가 제어부(90)에 의해 실행된다. 보다 구체적으로는, 제어부(90)에 의해, 칠러(86)로부터 이송 유로(87)에 공급되는 온도 조절 매체의 온도나 유량이 조정된다. 그리고, 온도 조정이나 유량 조정이 행해진 온도 조절 매체가 온도 조절 매체 유로(72a)에 순환됨으로써, 기판 적재대(70)의 온도 조절 제어가 실행된다. 또한, 열전대 등의 온도 센서는, 예를 들어 하방 기재(72)나 정전 척(76)에 배치되어도 된다.Temperature sensors, such as a thermocouple, are arrange|positioned on the upper base material 71, The monitor information by a temperature sensor is transmitted to the control part 90 at any time. And temperature adjustment control of the upper base material 71 and the board|substrate G is performed by the control part 90 based on the transmitted monitor information. More specifically, the temperature and flow volume of the temperature control medium supplied from the chiller 86 to the conveyance flow path 87 are adjusted by the control part 90 . And temperature control of the board|substrate mounting table 70 is performed by circulating in the temperature control medium flow path 72a the temperature control medium to which temperature adjustment and flow volume adjustment were performed. Further, a temperature sensor such as a thermocouple may be disposed on the lower substrate 72 or the electrostatic chuck 76 , for example.

정전 척(76) 및 상방 기재(71)의 외주와, 직사각형 부재(78)의 상면에 의해 단차부가 형성되고, 이 단차부에는, 직사각형 프레임상의 포커스 링(79)이 적재되어 있다. 단차부에 포커스 링(79)이 설치된 상태에 있어서, 포커스 링(79)의 상면쪽이 정전 척(76)의 상면보다 낮아지도록 설정되어 있다. 포커스 링(79)은, 알루미나 등의 세라믹스 혹은 석영 등으로 형성된다.A step portion is formed by the outer periphery of the electrostatic chuck 76 and the upper substrate 71 and the upper surface of the rectangular member 78 , and a rectangular frame-shaped focus ring 79 is mounted on the step portion. In a state in which the focus ring 79 is provided in the step portion, the upper surface of the focus ring 79 is set to be lower than the upper surface of the electrostatic chuck 76 . The focus ring 79 is formed of ceramics such as alumina or quartz.

하방 기재(72)의 하면에는, 급전 부재(80)가 접속되어 있다. 급전 부재(80)의 하단에는 급전선(81)이 접속되어 있고, 급전선(81)은 임피던스 정합을 행하는 정합기(82)를 통하여 바이어스 전원인 고주파 전원(83)에 접속되어 있다. 기판 적재대(70)에 대하여 고주파 전원(83)으로부터 예를 들어 3.2㎒의 고주파 전력이 인가됨으로써, RF 바이어스를 발생시켜, 이하에서 설명하는 플라스마 발생용 소스원인 고주파 전원(59)에 의해 생성된 이온을 기판 G로 끌어 당길 수 있다. 따라서, 플라스마 에칭 처리에 있어서는, 에칭 레이트와 에칭 선택비를 모두 높이는 것이 가능해진다. 또한, 하방 기재(72)에 관통 구멍(도시하지 않음)이 개설되고, 급전 부재(80)가 관통 구멍을 관통하여 상방 기재(71)의 하면에 접속되어 있어도 된다. 이와 같이, 기판 적재대(70)는, 기판 G를 적재해 RF 바이어스를 발생시키는 바이어스 전극을 형성한다. 이 때, 챔버 내부의 접지 전위로 되는 부위가 바이어스 전극의 대향 전극으로서 기능하고, 고주파 전력의 리턴 회로를 구성한다. 또한, 금속 창(50)을 고주파 전력의 리턴 회로의 일부로서 구성해도 된다.A power feeding member 80 is connected to the lower surface of the lower substrate 72 . A power feed line 81 is connected to the lower end of the power feed member 80 , and the feed line 81 is connected to a high frequency power supply 83 serving as a bias power source through a matching device 82 that performs impedance matching. High-frequency power of, for example, 3.2 MHz is applied to the substrate mounting table 70 from the high-frequency power supply 83, thereby generating an RF bias, generated by the high-frequency power supply 59, which is a source source for plasma generation described below. ions can be attracted to the substrate G. Therefore, in a plasma etching process, it becomes possible to raise both an etching rate and an etching selectivity. Moreover, a through hole (not shown) may be provided in the lower base material 72, and the power feeding member 80 may penetrate through the through hole and may be connected to the lower surface of the upper base material 71. In this way, the substrate mounting table 70 forms a bias electrode on which the substrate G is mounted and an RF bias is generated. At this time, the part which becomes the ground potential inside the chamber functions as a counter electrode of the bias electrode, and constitutes a return circuit of high frequency power. Alternatively, the metal window 50 may be configured as a part of a return circuit of high frequency power.

금속 창(50)은, 복수의 분할 금속 창(57)에 의해 형성된다. 금속 창(50)을 형성하는 분할 금속 창(57)의 수(도 1에는 단면 방향으로 4개가 도시되어 있음)는, 12개, 24개 등, 다양한 개수를 설정할 수 있다.The metal window 50 is formed by a plurality of divided metal windows 57 . The number of divided metal windows 57 forming the metal window 50 (four are shown in the cross-sectional direction in FIG. 1 ) can be set to various numbers, such as 12, 24, and the like.

각각의 분할 금속 창(57)은, 절연 부재(56)에 의해, 지지 프레임(14)이나 인접하는 분할 금속 창(57)과 절연되어 있다. 여기서, 절연 부재(56)는, PTFE(Polytetrafluoroethylene) 등의 불소 수지에 의해 형성된다.Each of the divided metal windows 57 is insulated from the supporting frame 14 and the adjacent divided metal windows 57 by the insulating member 56 . Here, the insulating member 56 is formed of a fluororesin such as PTFE (Polytetrafluoroethylene).

분할 금속 창(57)은, 도체 플레이트(30)와, 샤워 플레이트(40)를 갖는다. 도체 플레이트(30)와 샤워 플레이트(40)는 모두, 비자성이고 도전성을 가지면서, 또한 내식성을 갖는 금속 혹은 내식성의 표면 가공이 실시된 금속인, 알루미늄이나 알루미늄 합금, 스테인리스강 등에 의해 형성되어 있다. 내식성을 갖는 표면 가공은, 예를 들어 양극 산화 처리나 세라믹스 용사 등이다. 또한, 처리 영역 S에 면하는 샤워 플레이트(40)의 하면에는, 양극 산화 처리나 세라믹스 용사에 의한 내플라스마 코팅이 실시되어 있어도 된다. 도체 플레이트(30)는 접지선(도시하지 않음)을 통하여 접지되어 있고, 샤워 플레이트(40)도 서로 접합되는 도체 플레이트(30)를 통하여 접지되어 있다.The divided metal window 57 has a conductor plate 30 and a shower plate 40 . The conductor plate 30 and the shower plate 40 are both formed of aluminum, an aluminum alloy, stainless steel, etc., which are non-magnetic, conductive, corrosion-resistant metals or metals subjected to corrosion-resistant surface processing. . The surface treatment having corrosion resistance is, for example, anodizing treatment, ceramic spraying, or the like. Further, the lower surface of the shower plate 40 facing the treatment region S may be subjected to anodizing treatment or plasma-resistant coating by ceramic thermal spraying. The conductor plate 30 is grounded through a ground line (not shown), and the shower plate 40 is also grounded through the conductor plates 30 that are bonded to each other.

도 1에 도시하는 바와 같이, 각각의 분할 금속 창(57)의 상방에는, 절연 부재에 의해 형성되는 스페이서(도시하지 않음)가 배치되고, 해당 스페이서에 의해 도체 플레이트(30)로부터 이격하여 고주파 안테나(54)가 배치되어 있다. 고주파 안테나(54)는, 구리 등의 양도전성의 금속으로 형성되는 안테나선을, 환상 혹은 와권상으로 권취 장착함으로써 형성된다. 예를 들어, 환상의 안테나선을 다중으로 배치해도 된다.As shown in Fig. 1, a spacer (not shown) formed of an insulating member is disposed above each divided metal window 57, and is spaced apart from the conductor plate 30 by the spacer to provide a high-frequency antenna. (54) is arranged. The high-frequency antenna 54 is formed by winding and attaching an antenna wire made of a highly conductive metal such as copper in an annular or spiral wound shape. For example, you may arrange|position multiple annular antenna wires.

또한, 고주파 안테나(54)에는, 상측 챔버(13)의 상방에 연장 설치하는 급전 부재(57a)가 접속되어 있고, 급전 부재(57a)의 상단에는 급전선(57b)이 접속되고, 급전선(57b)은 임피던스 정합을 행하는 정합기(58)를 통하여 고주파 전원(59)에 접속되어 있다. 고주파 안테나(54)에 대하여 고주파 전원(59)으로부터 예를 들어 13.56㎒의 고주파 전력이 인가됨으로써, 하측 챔버(17) 내에 유도 전계가 형성된다. 이 유도 전계에 의해, 샤워 플레이트(40)로부터 처리 영역 S에 공급된 처리 가스가 플라스마화되어 유도 결합형 플라스마가 생성되고, 플라스마 중의 이온이 기판 G에 제공된다. 또한, 각 분할 금속 창(57)이 고유의 고주파 안테나를 갖고, 각 고주파 안테나에 대하여 개별적으로 고주파 전력이 인가되는 제어가 실행되어도 된다.Further, a power feeding member 57a extending above the upper chamber 13 is connected to the high frequency antenna 54, and a power feeding line 57b is connected to the upper end of the power feeding member 57a, and the feeding line 57b is connected to the high frequency power supply 59 through a matching device 58 that performs impedance matching. An induced electric field is formed in the lower chamber 17 by applying a high-frequency power of, for example, 13.56 MHz from the high-frequency power source 59 to the high-frequency antenna 54 . By this induced electric field, the processing gas supplied from the shower plate 40 to the processing region S is converted into a plasma to generate an inductively coupled plasma, and ions in the plasma are provided to the substrate G. Further, each divided metal window 57 may have its own high-frequency antenna, and control may be executed in which high-frequency power is applied individually to each high-frequency antenna.

고주파 전원(59)은 플라스마 발생용 소스원이며, 기판 적재대(70)에 접속되어 있는 고주파 전원(83)은, 발생한 이온을 끌어 당겨서 운동 에너지를 부여하는 바이어스원으로 된다. 이와 같이, 이온 소스원에는 유도 결합을 이용하여 플라스마를 생성하고, 다른 전원인 바이어스원을 기판 적재대(70)에 접속헤서 이온 에너지의 제어를 행하는 것에 의해, 플라스마의 생성과 이온 에너지의 제어가 독립적으로 행해져서, 프로세스의 자유도를 높일 수 있다. 고주파 전원(59)으로부터 출력되는 고주파 전력의 주파수는, 0.1 내지 500㎒의 범위 내에서 설정되는 것이 바람직하다.The high frequency power supply 59 is a source source for generating plasma, and the high frequency power supply 83 connected to the substrate mounting table 70 serves as a bias source that attracts generated ions and imparts kinetic energy. In this way, plasma is generated by using inductive coupling to the ion source source, and a bias source, which is another power source, is connected to the substrate mounting table 70 to control the ion energy, thereby generating plasma and controlling the ion energy. Since it is done independently, the degree of freedom of the process can be increased. The frequency of the high frequency power output from the high frequency power supply 59 is preferably set within the range of 0.1 to 500 MHz.

금속 창(50)은, 복수의 분할 금속 창(57)에 의해 형성되고, 각 분할 금속 창(57)은 복수개의 서스펜더(도시하지 않음)에 의해, 상측 챔버(13)의 천장판(12)으로부터 매달려 있다. 플라스마의 생성에 기여하는 고주파 안테나(54)는 분할 금속 창(57)의 상면에 배치되어 있는 점에서, 고주파 안테나(54)는 분할 금속 창(57)을 통하여 천장판(12)으로부터 매달려 있다.The metal window 50 is formed by a plurality of divided metal windows 57 , and each divided metal window 57 is separated from the ceiling plate 12 of the upper chamber 13 by a plurality of suspenders (not shown). hanging Since the high frequency antenna 54 contributing to the generation of plasma is disposed on the upper surface of the divided metal window 57 , the high frequency antenna 54 is suspended from the ceiling plate 12 through the divided metal window 57 .

도체 플레이트(30)를 형성하는 도체 플레이트 본체(31)의 하면에는, 가스 확산 홈(32)이 형성되어 있다. 또한, 가스 확산 홈은, 샤워 플레이트의 상면에 개설되어도 된다. 또한, 가스 확산 홈을 구성하는 형상에는, 긴 형태로 형성된 오목부 형상뿐만 아니라, 면 형상으로 형성된 오목부 형상도 포함된다.A gas diffusion groove 32 is formed in the lower surface of the conductor plate body 31 forming the conductor plate 30 . Further, the gas diffusion groove may be provided on the upper surface of the shower plate. In addition, the shape constituting the gas diffusion groove includes not only the shape of the concave portion formed in an elongated shape, but also the shape of the concave portion formed in the shape of a planar shape.

샤워 플레이트(40)를 형성하는 샤워 플레이트 본체(41)에는, 샤워 플레이트 본체(41)를 관통하여 도체 플레이트(30)의 가스 확산 홈(32)과 처리 영역 S에 연통되는 복수의 가스 토출 구멍(42)이 개설되어 있다.The shower plate body 41 forming the shower plate 40 has a plurality of gas discharge holes passing through the shower plate body 41 and communicating with the gas diffusion groove 32 of the conductor plate 30 and the processing region S ( 42) has been established.

상측 챔버(13)의 천장판(12)에는 복수(도시 예는 넷)의 공급구(12a)가 개설되어 있고, 각 공급구(12a)에 대하여, 각 분할 금속 창(57)에 고유의 가스 도입관(55)이 기밀하게 관통되어 있다. 각 가스 도입관(55)에는, 이하에서 상세하게 설명하는 가스 공급 장치(60)를 구성하는 분기 배관(69)이 유체 연통되어 있다. 또한, 도시 예는 예를 들어 네개의 분기 배관(69)은 각각에 고유의 가스 도입관(55)에 유체 연통되어, 네개의 가스 도입관(55)으로부터 각각 네개의 분할 금속 창(57)에 처리 가스가 공급된다. 이에 비하여, 분할 금속 창(57)이 셋 이하인 경우나 다섯 이상인 경우에 있어서는, 네개의 가스 도입관(55) 중 어느 2개가 하나로 통합되어 하나의 분할 금속 창(57)에 유체 연통하는 형태여도 된다. 또한, 네개의 가스 도입관(55)이 각각 안테나실 A 내에서 복수로 분기하여 다섯 이상의 분할 금속 창(57)에 유체 연통하는 형태여도 된다.A plurality of supply ports 12a (four in the illustrated example) are provided in the ceiling plate 12 of the upper chamber 13 , and for each supply port 12a, a unique gas is introduced into each divided metal window 57 . The tube 55 is hermetically penetrated. A branch pipe 69 constituting a gas supply device 60 described in detail below is in fluid communication with each gas introduction pipe 55 . Further, the illustrated example shows, for example, that the four branch pipes 69 are in fluid communication with a gas inlet pipe 55 unique to each, and are connected from the four gas inlet pipes 55 to each of the four divided metal windows 57 . Process gas is supplied. On the other hand, in the case where there are three or less divided metal windows 57 or five or more, any two of the four gas introduction pipes 55 are integrated into one and may be in fluid communication with one divided metal window 57 . . In addition, the four gas introduction tubes 55 may each branch into a plurality in the antenna chamber A and be in fluid communication with the five or more divided metal windows 57 .

가스 공급 장치(60)는, 가스 공급부(61)와, 가스 공급부(61)에 연통되는 가스 공급 배관(68)과, 가스 공급 배관(68)으로부터 넷으로 분기하여 각각 대응하는 가스 도입관(55)에 연통되는 분기 배관(69)을 갖는다. 가스 공급 배관(68)이나 분기 배관(69)에는, 이하에서 설명한 바와 같이 여러 가지 밸브나 센서 등이 개재된다.The gas supply device 60 includes a gas supply unit 61 , a gas supply pipe 68 communicating with the gas supply unit 61 , and a gas introduction pipe 55 branching from the gas supply pipe 68 into four and corresponding respectively. ) has a branch pipe 69 communicating with the . Various valves, sensors, etc. are interposed in the gas supply pipe 68 and the branch pipe 69 as described below.

플라스마 처리에 있어서는, 가스 공급 장치(60)로부터 공급되는 처리 가스가 가스 도입관(55)을 통하여, 각 분할 금속 창(57)이 갖는 도체 플레이트(30)의 가스 확산 홈(32)에 공급된다. 그리고, 각 가스 확산 홈(32)으로부터 각 샤워 플레이트(40)의 가스 토출 구멍(42)을 통하여, 처리 영역 S로 토출된다.In the plasma treatment, the processing gas supplied from the gas supply device 60 is supplied to the gas diffusion groove 32 of the conductor plate 30 included in each of the divided metal windows 57 through the gas introduction pipe 55 . . Then, the gas is discharged from each gas diffusion groove 32 through the gas discharge hole 42 of each shower plate 40 to the processing region S.

가스 공급부(61)의 가스 흐름의 하류측에는, 매스 플로우 컨트롤러(MFC: Mass Flow Controller) 등의 가스 유량 제어 장치(62)가 배치되어 있다. 또한, 가스 유량 제어 장치(62)의 2차측(가스 흐름의 하류측이며, 대상물에 대하여 하류측을 2차측이라고 칭한다. 이하에서도 마찬가지임)에는, 하류측에 있는 가스 공급 배관(68)으로의 가스 흐름을 차단하기 위한 제1 밸브(63)가 배치되어 있다. 또한, 제1 밸브(63)의 2차측이며, 분기 배관(69)의 1차측(가스 흐름의 상류측이며, 대상물에 대하여 상류측을 1차측이라고 칭한다. 이하에서도 마찬가지임)에는, 제3 밸브(65)가 배치되어 있다. 또한, 이 제3 밸브(65)를 구비하지 않는 형태여도 된다.A gas flow control device 62 such as a mass flow controller (MFC) is disposed downstream of the gas flow of the gas supply unit 61 . In addition, in the secondary side of the gas flow control device 62 (which is the downstream side of the gas flow, the downstream side is referred to as a secondary side with respect to the object. The same applies hereafter) to the gas supply pipe 68 on the downstream side. A first valve 63 for shutting off the gas flow is arranged. In addition, the third valve is on the secondary side of the first valve 63 and on the primary side of the branch pipe 69 (which is the upstream side of the gas flow, and the upstream side is referred to as a primary side with respect to the object. The same applies hereafter). (65) is arranged. Moreover, the form which does not provide this 3rd valve 65 may be sufficient.

가스 공급 배관(68)에 있어서, 제1 밸브(63)와 제3 밸브(65) 사이에는, 압력 스위치 등의 압력 센서(64)가 배치되어 있다.In the gas supply pipe 68 , a pressure sensor 64 such as a pressure switch is disposed between the first valve 63 and the third valve 65 .

네개의 분기 배관(69)에는 각각 FRC(Flow Ratio Controller) 등의 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)가 배치되어 있다. 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)는 모두, 컨덕턴스를 가변 가능한 컨덕턴스 가변 유로(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 내부에 층류 소자(바이패스)나 열선식 센서, 유량 제어 밸브, 및 오리피스 등을 구비하고 있다(모두 도시하지 않음). 그리고, 각 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)가 고유의 오리피스의 개방도를 조정함으로써, 각 분기 배관으로 분류되는 처리 가스의 분류량(분류비)이 조정되도록 되어 있다. 또한, 각 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)에서는, 1차측과 2차측의 배관 내의 압력차(차압)에 의해, 처리 가스가 2차측으로 흐른다.Gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, 66D, such as a flow ratio controller (FRC), are respectively arranged in the four branch pipes 69 . All of the gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, and 66D are provided with a variable conductance flow path (not shown) in which conductance can be varied. More specifically, a laminar flow element (bypass), a hot wire type sensor, a flow control valve, an orifice, etc. are provided inside (all not shown). And, each gas flow fraction control element 66A, 66B, 66C, 66D adjusts the opening degree of its own orifice, so that the fractionation amount (fraction ratio) of the process gas divided into each branch pipe is adjusted. Further, in each of the gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, and 66D, the process gas flows to the secondary side due to the pressure difference (differential pressure) in the piping on the primary side and the secondary side.

도시 예에서는, 네개의 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)에 의해, 가스 분류비 제어부(66)가 구성된다. 가스 분류비 제어부(66)에 있어서, 복수의 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)의 각각의 컨덕턴스가 가변 제어됨으로써, 복수의 분기 배관(69)에 각각 공급되는 가스 유량비가 제어된다.In the illustrated example, the gas fractionation ratio control unit 66 is constituted by the four gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, and 66D. In the gas fractionation ratio control unit 66 , the conductance of each of the plurality of gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, and 66D is variably controlled to control the gas flow rate ratio respectively supplied to the plurality of branch pipes 69 . do.

각 분기 배관(69)에 있어서, 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)의 2차측에는, 각각에 고유의 제2 밸브(67A, 67B, 67C, 67D)가 배치되어 있다.In each branch pipe 69, on the secondary side of the gas flow fraction control elements 66A, 66B, 66C, and 66D, the respective second valves 67A, 67B, 67C, and 67D are arranged.

네개의 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)가 개재하는 각 분기 배관(69)을 통하여, 각각에 고유의 분할 금속 창(57)에 대하여, 미리 설정되어 있는 분류비로 분류된 처리 가스가 공급된다. 구체적으로는, 예를 들어 중앙 처리 영역, 외주 처리 영역 중의 단부변 중앙부, 외주 처리 영역 중의 코너부, 중앙 처리 영역과 외주 처리 영역 사이의 중간 처리 영역 등이다. 상기 네 영역의 각각에 대하여, 네개의 가스 도입관(55)의 각각이 대응한다. 또한, 영역의 수는 넷에 한정되지 않고, 필요에 따라 다섯이어도 되고, 여섯, 또는 그 이상이어도 된다. 그 경우, 대응하는 가스 도입관(55)의 수도 그것에 따른 수가 된다. 즉, 영역이 다섯인 경우에는, 가스 도입관(55)의 수는 다섯이 되고, 영역이 여섯인 경우에는 가스 도입관(55)의 수는 여섯 등으로 된다. 이것은, 가스 도입관(55)의 상류측에 있는 가스 분류비 제어 요소(66)나 분기 배관(69) 등에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 각 영역을 구성하는 분할 금속 창(57)은 복수 있어도 된다. 그 경우, 각 영역에 대응하는 가스 도입관(55)으로부터 분기하고, 각각의 복수의 분할 금속 창(57)에 접속된다. 이 경우에, 각 처리 영역에 공급되는 처리 가스의 분류비가, 레시피(프로세스 레시피)에 따라 미리 설정되어 있다. 또한, 도시 예에 있어서는, 설명의 간략화를 위해, 장치 단면에 있어서의 네개의 분할 금속 창(57)이 처리 영역 S의 네 영역에 대응하는 것으로 설명하고 있다.Through each branch pipe 69 interposed by the four gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, and 66D, processing classified by a preset fractionation ratio for each of the divided metal windows 57 unique to each gas is supplied. Specifically, they are, for example, a central processing area, an edge center part in the outer periphery processing area, a corner part in an outer periphery processing area, and an intermediate processing area between the central processing area and the outer periphery processing area. For each of the four regions, each of the four gas introduction tubes 55 corresponds. In addition, the number of regions is not limited to four, and may be five, six, or more as needed. In that case, the number of corresponding gas introduction pipes 55 also becomes a number corresponding to it. That is, when the area is five, the number of gas introduction tubes 55 becomes five, and when the area is six, the number of gas introduction tubes 55 becomes six and the like. The same applies to the gas fractionation ratio control element 66 , the branch pipe 69 , and the like located on the upstream side of the gas introduction pipe 55 . In addition, there may be a plurality of divided metal windows 57 constituting each region. In that case, it branches from the gas introduction pipe 55 corresponding to each area|region, and is connected to each several division metal window 57. As shown in FIG. In this case, the fractionation ratio of the processing gas supplied to each processing region is preset according to a recipe (process recipe). In addition, in the illustrated example, for the sake of simplification of explanation, it is described that the four divided metal windows 57 in the cross section of the device correspond to the four regions of the processing region S.

또한, 도시 예는, 하나의 가스 공급부(61)로부터 가스 공급 배관(68)이 연장 설치되고, 가스 공급 배관(68)의 도중에 분기하여 네 분기 배관(69)이 연장 설치되는 형태를 나타내고 있지만, 그 밖의 형태여도 된다. 예를 들어, 복수의 가스 공급부로부터 각각 고유의 가스 공급 배관이 연장 설치되고, 각 가스 공급 배관이 복수로 분기하여 복수의 분기 배관을 구비하고 있는 형태를 들 수 있다. 하나의 가스 공급부(61)로부터는, 처리 가스로서, 성막 처리나 에칭 처리 등의 각종 처리를 행하기 위한 다양한 처리 가스가 가스 공급 배관(68)에 공급된다. 또한, 복수의 가스 공급부를 갖는 형태에서는, 각 가스 공급부로부터 성막 처리나 에칭 처리 등을 행하기 위한 복수종의 처리 가스가 공급되는 것 외에, 하나의 가스 공급부로부터는 성막 처리 등을 행하기 위한 처리 가스가 공급되고, 다른 가스 공급부로부터는 희가스 등의 캐리어 가스가 공급되는 형태 등도 있다. 이들 외에도, 또한 다른 가스 공급부로부터는 반응 생성물의 퇴적을 제어하는 산소 가스 등이 공급되는 형태 등도 있고, 본 명세서에서는, 이들 희가스나 산소 가스 등도 처리 가스에 포함되는 것으로 한다.In addition, the illustrated example shows a form in which the gas supply pipe 68 is extended from one gas supply unit 61 and branched in the middle of the gas supply pipe 68 to extend the four branch pipes 69, Other forms may be sufficient. For example, a specific gas supply pipe is extended from a plurality of gas supply units, and each gas supply pipe is branched into a plurality of branches to provide a plurality of branch pipes. From one gas supply unit 61 , various processing gases for performing various processes such as film forming processing and etching processing are supplied to the gas supply pipe 68 as processing gases. Further, in a form having a plurality of gas supply units, a plurality of types of processing gases for performing a film forming process, an etching process, etc. are supplied from each gas supply unit, and a process for performing a film forming process or the like from one gas supply unit. There is also a form in which a gas is supplied and a carrier gas such as a rare gas is supplied from another gas supply unit. In addition to these, there is also a form in which oxygen gas for controlling the deposition of reaction products is supplied from another gas supply unit.

제어 장치(90)는, 기판 처리 장치(100)의 각 구성부, 예를 들어 칠러(86)나, 고주파 전원(59, 83), 가스 공급 장치(60), 압력계로부터 송신되는 모니터 정보에 기초하는 가스 배기부(28) 등의 동작을 제어한다. 제어 장치(90)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 갖는다. CPU는, RAM이나 ROM의 기억 영역에 저장된 레시피에 따라서, 소정의 처리를 실행한다. 레시피에는, 프로세스 조건에 대한 기판 처리 장치(100)의 제어 정보가 설정되어 있다. 제어 정보에는, 예를 들어, 가스 유량이나 처리 용기(20) 내의 압력, 처리 용기(20) 내의 온도나 하방 기재(72)의 온도, 프로세스 시간 등이 포함된다.The control apparatus 90 is based on the monitor information transmitted from each component of the substrate processing apparatus 100, for example, the chiller 86, the high frequency power supplies 59 and 83, the gas supply apparatus 60, and a pressure gauge. Controls the operation of the gas exhaust unit 28 and the like. The control device 90 has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The CPU executes a predetermined process according to the recipe stored in the storage area of the RAM or ROM. Control information of the substrate processing apparatus 100 with respect to a process condition is set in a recipe. The control information includes, for example, a gas flow rate, a pressure in the processing container 20 , a temperature in the processing container 20 , a temperature of the lower substrate 72 , a process time, and the like.

레시피 및 제어 장치(90)가 적용할 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크나 콤팩트 디스크, 광자기 디스크 등에 기억되어도 된다. 또한, 레시피 등은 CD-ROM, DVD, 메모리 카드 등의 가반성의 컴퓨터에 의한 판독이 가능한 기억 매체에 수용된 상태에서 제어부(90)에 세트되고, 판독되는 형태여도 된다. 제어부(90)는 그 밖에, 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나 마우스 등의 입력 장치, 기판 처리 장치(100)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등의 표시 장치 및 프린터 등의 출력 장치와 같은 사용자 인터페이스를 갖고 있다.The program to be applied by the recipe and control device 90 may be stored in, for example, a hard disk, a compact disk, a magneto-optical disk, or the like. In addition, the recipe and the like may be set in the control unit 90 and read while being accommodated in a portable computer-readable storage medium such as a CD-ROM, DVD, or memory card. In addition, the control unit 90 includes an input device such as a keyboard or mouse that performs command input operation, a display device such as a display that visualizes and displays the operation status of the substrate processing apparatus 100, and an output device such as a printer. It has a user interface.

다음에, 제1 실시 형태에 관한 가스 공급 방법에 대해서 설명한다.Next, a gas supply method according to the first embodiment will be described.

이미 설명한 바와 같이, 처리 영역 S의 복수의 영역(중앙 영역, 주변 영역 등)에 대응한 각 분할 금속 창(57)에 연통되는 각 분기 배관(69)으로의 처리 가스의 분류비가 레시피에 따라 설정되어 있고, 레시피마다의 분류비가 제어 장치(90)에 저장되어 있다.As already described, the fractionation ratio of the processing gas to each branch pipe 69 communicating with each of the divided metal windows 57 corresponding to a plurality of regions (central region, peripheral region, etc.) of the processing region S is set according to the recipe. and the classification ratio for each recipe is stored in the control device 90 .

어떤 레시피에 기초하여, 가스 공급부(61)로부터 처리 가스를 공급하여 기판 G를 처리하는 데 있어서, 제어 장치(90)에 의해, 우선, 각 분기 배관(69)의 제2 밸브(67A, 67B, 67C, 67D)를 닫고, 제1 밸브(63) 및 제3 밸브(65)를 개방하는 제어가 실행된다.In processing the substrate G by supplying the processing gas from the gas supply unit 61 based on a certain recipe, the control device 90 first controls the second valves 67A, 67B, Control of closing 67C and 67D and opening the first valve 63 and the third valve 65 is executed.

이 제어에 의해, 가스 유량 제어 장치(62)의 2차측에 있는, 가스 공급 배관(68)과 각 분기 배관(69)과, 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)에 처리 가스가 공급된다(가스 공급 배관과 분기 배관과 가스 분류비 제어 요소에 가스를 공급하는 공정). 즉, 이 공정에 의해, 가스 공급부(61)로부터, 가스 유량 제어 장치(62)를 통하여 각 처리 영역에 처리 가스를 공급하는 것에 선행하여, 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)의 내부에 처리 가스가 미리 공급된다.By this control, the process gas is supplied to the gas supply pipe 68 and each branch pipe 69 on the secondary side of the gas flow control device 62 , and the gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, and 66D. is supplied (the process of supplying gas to the gas supply pipe, the branch pipe, and the gas fractionation ratio control element). That is, in this step, prior to supplying the processing gas from the gas supply unit 61 to each processing region through the gas flow control device 62 , the gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, and 66D A processing gas is supplied in advance to the inside of the

여기서, 도 2를 참조하여, 이 공정에 의한 효과를 설명한다. 도 2에 있어서, 제어 장치(90)로부터, 시각 0초에서 가스 유량 제어 장치(62)에 대하여 처리 가스의 공급 개시 제어를 실행하면, 시각 t1에서 처리 가스의 공급이 개시되어(MFC의 가스 노출), 시각 t2에 의해 정규의 MFC 유량: Q1이 된다.Here, with reference to FIG. 2, the effect by this process is demonstrated. In FIG. 2 , when the control device 90 executes control to start the supply of the processing gas to the gas flow control device 62 at time 0 second, the supply of the processing gas starts at time t1 (gas exposure of the MFC). ), the normal MFC flow rate: Q1 at time t2.

그런데, 가스 공급 배관의 도중에 분기 배관이 있고, 각 분기 배관에 FRC가 개재하는 가스 공급 장치에 있어서, MFC 유량이 정규 유량으로 되어 있는 경우라도, FRC에 어느 정도의 유량 처리 가스가 흐르고 있지 않으면, FRC를 정상적으로 제어할 수 없어, 각 FRC를 정규 유량의 처리 가스가 흐르기 어렵다는 과제가 있다. 이것을 이유로 하여, MFC의 가스 노출의 개시로부터 각 FRC를 정규 유량의 처리 가스가 흐를 때까지, 시간을 요하게 된다.However, in a gas supply device in which there is a branch pipe in the middle of the gas supply pipe and an FRC is interposed in each branch pipe, even if the MFC flow rate is a regular flow rate, if a certain amount of flow rate processing gas does not flow into the FRC, The FRC cannot be controlled normally, and there is a problem in that it is difficult for the process gas at a regular flow rate to flow through each FRC. For this reason, it takes time from the start of the gas exposure of the MFC until the process gas of the normal flow rate flows through each FRC.

FRC 제어의 개시는, FRC에 어느 정도의 유량의 가스가 흐를 필요가 있기 때문에, 예를 들어 도 2에 도시하는 바와 같이, 시각 t1에서 FRC를 통하여 처리 가스가 흐르기 시작하기는 하지만, FRC 유량(모든 FRC 유량의 총 유량)은, 점차 정규의 처리 유량인 Q1에 점근해 가듯이 증가한다(점선 그래프 참조). 이에 의해, FRC 유량이 처리 유량인 Q1이 될(혹은 Q1에 근접할)때까지 시간을 요하고, 각각의 FRC의 제어가 가능하게 되는 유량에 도달할 때까지도 시간을 요한다. 그 때문에, FRC 제어의 개시 시각이 시각 t3이 되어, 시각 0초로부터 장시간의 Δt1이 소요된다. (이점쇄선 그래프 참조). 그 결과, 처리 영역 S에 공급하는 처리 가스의 유량비가 안정될 때까지 시간을 요하게 된다.To start FRC control, since a certain flow rate of gas is required to flow through the FRC, for example, as shown in FIG. 2 , the process gas starts to flow through the FRC at time t1, but the FRC flow rate ( The total flow rate of all FRC flow rates) gradually increases as asymptotic to the normal processing flow rate Q1 (refer to the dotted line graph). Thereby, it takes time until the FRC flow rate becomes Q1 (or closes to Q1), which is the processing flow rate, and it takes time until it reaches the flow rate at which each FRC can be controlled. Therefore, the start time of the FRC control becomes time t3, and a long ?t1 is required from time 0 second. (See dash-dotted line graph). As a result, it takes time until the flow rate ratio of the processing gas supplied to the processing region S is stabilized.

그래서, 본 실시 형태에 관한 가스 공급 방법에서는, 상기하는 가스 공급 배관과 분기 배관과 가스 분류비 제어 요소에 가스를 공급하는 공정에 있어서, MFC로부터의 가스 공급 개시의 시각 0초의 단계에서, 이미 각 분기 배관에 있는 FRC에 대하여, 어느 정도의 유량 Q2(<Q1)의 처리 가스를 유통시켜 둔다. 이 공정에 의해, FRC 유량(모든 FRC 유량의 총 유량)이 처리 유량인 Q1에 근접할 때까지의 시간이 현저히 짧아진다(일점쇄선 그래프 참조). 이에 의해, 각각의 FRC의 제어가 가능하게 되는 유량에 도달할 때까지의 시간이 짧아진다. 그 때문에, 도 2에 도시하는 바와 같이, FRC 제어의 개시 시각은 시각 t3으로부터 시각 t4로 현저히 빨라진다(3점 쇄선 그래프 참조). 그 결과, 처리 영역 S에 공급되는 처리 가스의 유량비가 일찍 안정되게 된다.Therefore, in the gas supply method according to the present embodiment, in the step of supplying gas to the gas supply pipe, the branch pipe, and the gas flow fraction control element described above, at the stage of 0 second when the gas supply from the MFC starts, each A process gas having a certain flow rate Q2 (< Q1) is flowed through the FRC in the branch pipe. By this step, the time until the FRC flow rate (total flow rate of all FRC flow rates) approaches Q1, which is the processing flow rate, is significantly shortened (refer to the dashed-dotted line graph). Thereby, the time until reaching the flow volume which becomes controllable of each FRC becomes short. Therefore, as shown in Fig. 2, the start time of the FRC control remarkably advances from the time t3 to the time t4 (refer to the dashed-dotted line graph). As a result, the flow rate ratio of the processing gas supplied to the processing region S becomes stable early.

상기하는 공정에 있어서, 제1 밸브(63)와 제3 밸브(65) 사이에 있는 압력 센서(64)에 의해, 가스 유량 제어 장치(62)의 2차측의 가스 공급 배관(68) 내의 압력, 혹은 분기 배관(69)(의 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)의 1차측)의 압력을 상시 계측한다. 계측된 계측 데이터는, 수시로, 제어 장치(90)에 송신된다.In the above process, the pressure in the gas supply pipe 68 on the secondary side of the gas flow control device 62 by the pressure sensor 64 between the first valve 63 and the third valve 65; Alternatively, the pressure of the branch pipe 69 (on the primary side of the gas flow fraction control elements 66A, 66B, 66C, 66D) is always measured. The measured measurement data is transmitted to the control device 90 at any time.

제어 장치(90)에는, 설정 압력에 관한 데이터가 저장되어 있다. 이 설정 압력은, FRC 제어의 개시를 가급적 조기로 하기에 적합한 압력이며, 예를 들어 50Torr 내지 300Torr(1Torr=133.4Pa)의 범위 내에서 설정 압력을 설정할 수 있다.The control device 90 stores data related to the set pressure. This set pressure is a pressure suitable for making the start of FRC control as early as possible, and can set a set pressure within the range of 50 Torr - 300 Torr (1 Torr=133.4 Pa), for example.

그리고, 제어 장치(90)에 의해, 압력 센서(64)에 의한 압력이 설정 압력에 도달한 것이 검지되면(설정 압력에 도달한 것을 검지하는 공정), 다음에, 제어 장치(90)에 의해, 제1 밸브(63)를 닫는 제어가 실행된다(제1 밸브를 닫는 공정).Then, when it is detected by the control device 90 that the pressure by the pressure sensor 64 has reached the set pressure (step of detecting that the set pressure has been reached), the control device 90 then Control to close the first valve 63 is executed (step of closing the first valve).

이와 같이 하여, 제1 밸브(63)와, 각 분기 배관(69)에 있어서의 제2 밸브(67A, 67B, 67C, 67D)를 닫는 것에 의해, 가스 유량 제어 장치(62)의 2차측의 가스 공급 배관(68) 내의 압력과, 분기 배관(69)(의 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)의 1차측) 내의 압력이 설정 압력으로 유지된다.In this way, by closing the first valve 63 and the second valves 67A, 67B, 67C, and 67D in each branch pipe 69 , the gas on the secondary side of the gas flow control device 62 is The pressure in the supply pipe 68 and the pressure in the branch pipe 69 (on the primary side of the gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, 66D) are maintained at the set pressure.

그 후, 제어 장치(90)에 의해, 레시피에 따라 미리 설정된 타이밍에, 제1 밸브(63)와 제2 밸브(67A, 67B, 67C, 67D)를 개방하는 제어가 실행되고, 각 분기 배관(69)을 통하여, 처리 가스가 처리 영역 S에 있어서의 대응 영역에 공급된다(가스를 처리 용기에 공급하는 공정).Thereafter, the control device 90 executes control to open the first valve 63 and the second valves 67A, 67B, 67C, and 67D at a timing preset according to the recipe, and each branch pipe ( 69), the processing gas is supplied to the corresponding region in the processing region S (a process of supplying a gas to the processing vessel).

본 실시 형태에 관한 기판 처리 장치(100)와 가스 공급 방법에 의하면, 기판 G를 처리함에 있어서, FRC의 내부에 어느 정도의 유량 가스를 미리 공급해 둠으로써, FRC가 정규 유량이 될 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 그리고, 이에 의해, 처리 가스를 단시간에 안정적으로 처리 영역 S에 공급할 수 있다. 또한, 가스 공급 배관이나 분기 배관의 용적(길이나 굵기 등)을 최적화함으로써 동일한 효과를 얻고자 하면, 장치의 애플리케이션마다 흘리고 싶은 처리 가스의 유량이 다르기 때문에 장치마다 각종 배관을 최적의 용적이 되도록 변경할 필요가 있지만, 이러한 하드웨어의 변경은 불필요하게 된다.According to the substrate processing apparatus 100 and the gas supply method according to the present embodiment, when processing the substrate G, the time until the FRC becomes a regular flow rate by supplying a certain amount of gas in advance to the inside of the FRC can be shortened In this way, the processing gas can be stably supplied to the processing region S in a short time. In addition, if you want to achieve the same effect by optimizing the volume (length, thickness, etc.) of the gas supply pipe or branch pipe, the flow rate of the process gas to be flowed is different for each device application. Although necessary, such hardware change becomes unnecessary.

[제2 실시 형태에 관한 기판 처리 장치 및 가스 공급 방법][Substrate processing apparatus and gas supply method according to the second embodiment]

다음에, 도 3를 참조하여 본 개시의 제2 실시 형태에 관한 기판 처리 장치와 가스 공급 방법의 일례에 대해서 설명한다. 여기서, 도 3은, 제2 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 일례를 나타내는 종단면도이다.Next, an example of a substrate processing apparatus and a gas supply method according to a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 3 . Here, FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of the substrate processing apparatus according to the second embodiment.

기판 처리 장치(100A)는, 메인 가스를 공급하는 메인 가스 공급 계통과, 어시스트 가스를 공급하는 어시스트 가스 공급 계통을 갖는 가스 공급 장치(60A)를 갖고 있는 점에 있어서, 기판 처리 장치(100)와 상이하다.The substrate processing apparatus 100A includes a gas supply apparatus 60A having a main gas supply system for supplying the main gas and an assist gas supply system for supplying the assist gas, and the substrate processing apparatus 100 and different

여기서, 메인 가스와 어시스트 가스는 동종 혹은 이종의 처리 가스이며, 양쪽 혹은 어느 한쪽이, 성막 처리나 에칭 처리 등의 각종 처리를 행하기 위한 다양한 처리 가스, 희가스 등의 캐리어 가스, 반응 생성물의 퇴적을 제어하는 산소 가스 등이다. 본 명세서에서는, 모두 처리 가스에 포함되는 것으로 하고, 메인 가스와 어시스트 가스가 혼합된 가스도 처리 가스에 포함되는 것으로 한다.Here, the main gas and the assist gas are the same or different process gases, and either or both of them perform various process gases for performing various processes such as film forming process and etching process, carrier gas such as rare gas, and the deposition of reaction products. control oxygen gas. In this specification, it is assumed that both are included in the process gas, and the gas in which the main gas and the assist gas are mixed is also included in the process gas.

메인 가스 공급 계통은 메인 가스 공급부(61A)(가스 공급부)와, 메인 가스 공급부(61A)에 연통되는 메인 가스용 공급 배관(68A)(가스 공급 배관의 일례)을 갖는다. 메인 가스 공급 계통은 또한, 메인 가스용 공급 배관(68A)으로부터 넷으로 분기하여 각각 대응하는 가스 도입관(55)에 연통되는 메인 가스용 분기 배관(69A)(분기 배관의 일례)을 갖는다.The main gas supply system includes a main gas supply unit 61A (gas supply unit) and a main gas supply pipe 68A (an example of a gas supply pipe) that communicates with the main gas supply unit 61A. The main gas supply system further has a branch pipe for main gas 69A (an example of branch pipe) that branches from the supply pipe 68A for main gas to a net and communicates with the corresponding gas introduction pipe 55, respectively.

메인 가스 공급부(61A)의 2차측에는 메인 가스용 가스 유량 제어 장치(62A)(가스 유량 제어 장치)가 배치되고, 메인 가스용 가스 유량 제어 장치(62A)의2차측에는, 제1 밸브(63A)가 배치되어 있다. 또한, 제1 밸브(63A)의 2차측이며, 메인 가스용 분기 배관(69A)의 1차측에는, 제3 밸브(65A)가 배치되어 있다. 또한, 제1 밸브(63A)와 제3 밸브(65A)의 사이에는, 압력 센서(64A)가 배치되어 있다.A gas flow control device 62A (gas flow control device) for main gas is disposed on the secondary side of the main gas supply unit 61A, and on the secondary side of the gas flow control device for main gas 62A, a first valve 63A ) is placed. Moreover, it is the secondary side of 63 A of 1st valves, and 65 A of 3rd valves are arrange|positioned in the primary side of 69 A of branch piping for main gas. Moreover, the pressure sensor 64A is arrange|positioned between the 1st valve 63A and the 3rd valve 65A.

네 메인 가스용 분기 배관(69A)에는 각각 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)가 배치되어 있다. 또한, 각 분기 배관(69A)에 있어서, 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D)의 2차측에는, 각각에 고유의 제2 밸브(67A, 67B, 67C, 67D)가 배치되어 있다.In each of the four main gas branch pipes 69A, gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, and 66D are disposed. Further, in each branch pipe 69A, on the secondary side of the gas flow split ratio control elements 66A, 66B, 66C, 66D, the respective second valves 67A, 67B, 67C, and 67D are arranged. .

한편, 어시스트 가스 공급 계통은, 어시스트 가스 공급부(61B)(가스 공급부)와, 어시스트 가스 공급부(61B)에 연통되는 어시스트 가스용 공급 배관(68B)(가스 공급 배관의 일례)을 갖는다. 어시스트 가스 공급 계통은 또한, 어시스트 가스용 공급 배관(68B)으로부터 넷으로 분기하여 각각 대응하는 가스 도입관(55)에 연통되는 어시스트 가스용 분기 배관(69B)(분기 배관의 일례)을 갖는다.On the other hand, the assist gas supply system has an assist gas supply part 61B (gas supply part) and the assist gas supply pipe 68B (an example of a gas supply pipe) which communicates with the assist gas supply part 61B. The assist gas supply system further has a branch pipe for assist gas 69B (an example of a branch pipe) that branches from the supply pipe 68B for assist gas into a net and communicates with the corresponding gas introduction pipe 55, respectively.

어시스트 가스 공급부(61B)의 2차측에는, 어시스트 가스용 가스 유량 제어 장치(62B)(가스 유량 제어 장치)가 배치되고, 어시스트 가스용 가스 유량 제어 장치(62B)의 2차측에는, 제1 밸브(63B)가 배치되어 있다. 또한, 제1 밸브(63B)의 2차측이며, 어시스트 가스용 분기 배관(69B)의 1차측에는, 제3 밸브(65B)가 배치되어 있다. 또한, 제1 밸브(63B)와 제3 밸브(65B) 사이에는, 압력 센서(64B)가 배치되어 있다.A gas flow control device 62B (gas flow control device) for assist gas is disposed on the secondary side of the assist gas supply unit 61B, and a first valve ( 63B) is placed. Moreover, it is the secondary side of the 1st valve 63B, and the 3rd valve 65B is arrange|positioned in the primary side of the branch pipe 69B for assist gas. Moreover, the pressure sensor 64B is arrange|positioned between the 1st valve 63B and the 3rd valve 65B.

네 어시스트 가스용 분기 배관(69B)에는 각각 가스 분류비 제어 요소(66E, 66F, 66G, 66H)가 배치되어 있다. 또한, 각 분기 배관(69B)에 있어서, 가스 분류비 제어 요소(66E, 66F, 66G, 66H)의 2차측에는 각각에 고유의 제2 밸브(67E, 67F, 67G, 67H)가 배치되어 있다.In each of the four assist gas branch pipes 69B, gas flow fraction control elements 66E, 66F, 66G, and 66H are disposed. Further, in each branch pipe 69B, on the secondary side of the gas flow fraction control elements 66E, 66F, 66G, and 66H, respective second valves 67E, 67F, 67G, and 67H are arranged.

그리고, 여덟 가스 분류비 제어 요소(66A, 66B, 66C, 66D, 66E, 66F, 66G, 66H)에 의해, 가스 분류비 제어부(66)가 구성된다.Then, the gas fractionation ratio control unit 66 is constituted by the eight gas fractionation ratio control elements 66A, 66B, 66C, 66D, 66E, 66F, 66G, and 66H.

메인 가스 공급 계통을 구성하는 각 메인 가스용 분기 배관(69A)에 있어서의 제2 밸브(67A, 67B, 67C, 67D)의 2차측에 있어서, 어시스트 가스 공급 계통을 구성하는 각 어시스트 가스용 분기 배관(69B)에 있어서의 제2 밸브(67E, 67F, 67G, 67H)의 2차측이 연통되어 있다.In the secondary side of the second valves 67A, 67B, 67C, 67D in each branch pipe for main gas 69A constituting the main gas supply system, branch pipe for each assist gas constituting the assist gas supply system The secondary sides of the second valves 67E, 67F, 67G, and 67H in 69B communicate with each other.

제2 실시 형태에 관한 가스 공급 방법에서는, 메인 가스 공급 계통에 있어서의 설정 압력과, 어시스트 가스 공급 계통에 있어서의 설정 압력이 동일한 압력이어도 되고, 다른 압력이어도 되고, 양쪽 가스 공급 계통에 대한 제어 장치(90)에 의한 제어 내용은, 제1 실시 형태의 가스 공급 방법과 마찬가지이다.In the gas supply method according to the second embodiment, the set pressure in the main gas supply system and the set pressure in the assist gas supply system may be the same pressure or different pressures, and the control device for both gas supply systems The control contents at (90) are the same as those of the gas supply method of the first embodiment.

즉, 메인 가스 공급 계통, 어시스트 가스 공급 계통 모두 가스 분류비 제어 요소(66A 내지 66H)에 대하여 미리 어느 정도의 유량 처리 가스를 흘려두고, 압력계(64A, 64B)가 각각 설정 압력이 되었을 때 제1 밸브(63A, 63B)를 닫는다. 그리고, 레시피에 따라서 제1 밸브(63A, 63B)와 제2 밸브(67A 내지 67H)를 개방함으로써, 제2 밸브(67A 내지 67D)의 2차측에 있어서, 분류비에 따른 메인 가스와 어시스트 가스가 혼합되어 4종의 처리 가스가 생성된다. 생성된 각 처리 가스는 각 분기 배관(69A)을 통하여 처리 영역 S에 있어서의 대응하는 네 영역에 공급된다. 또한, 처리용 영역 S에 대응하는 영역이 넷으로 한정되지 않음은 제1 실시 형태와 마찬가지이며, 영역이 다섯, 여섯 또는 그 이상 있어도 된다. 그 경우, 메인 가스 및 어시스트 가스의 공급계도 영역의 수에 따라 설정된다.That is, in both the main gas supply system and the assist gas supply system, a certain amount of flow rate processing gas is flowed in advance to the gas fractionation ratio control elements 66A to 66H, and when the pressure gauges 64A and 64B respectively reach the set pressure, the first Close valves 63A and 63B. And by opening the first valves 63A and 63B and the second valves 67A to 67H according to the recipe, on the secondary side of the second valves 67A to 67D, the main gas and the assist gas according to the jet ratio It is mixed to produce four process gases. Each of the generated processing gases is supplied to the corresponding four regions in the processing region S through each branch pipe 69A. In addition, it is the same as that of 1st Embodiment that the area|region corresponding to the area|region S for processing is not limited to four, and there may be five, six, or more areas. In that case, the supply system of the main gas and the assist gas is also set according to the number of regions.

[처리 가스의 안정 공급까지의 시간을 검증한 실험][Experiment verifying the time until stable supply of process gas]

본 발명자들은, 도 3에 도시하는 기판 처리 장치를 제작하고, 메인 가스 공급 계통과 어시스트 가스 공급 계통의 각 설정 압력을 다양하게 변화시켜, 처리 가스의 안정 공급까지의 시간(최종 수렴 시간)을 측정하는 실험을 행하였다. 여기서, 최종 수렴 시간은 목표가 되는 가스 유량의 차분 비율이 ±2% 이하로 될 때까지의 시간이다.The present inventors manufacture the substrate processing apparatus shown in FIG. 3 , variously change the set pressures of the main gas supply system and the assist gas supply system, and measure the time (final convergence time) until stable supply of the process gas experiment was conducted. Here, the final convergence time is a time until the difference ratio of the target gas flow rate becomes ±2% or less.

본 실험에서는, 미리 처리 가스를 담아 두는 영역을 다르게 하고 있다. 구체적으로는, 도 3에 있어서, 제3 밸브(65A, 65B)를 닫고, 제3 밸브(65A, 65B)의 1차측까지 처리 가스를 저장하는 제어(FRC에는 처리 가스를 미리 공급하지 않았음)를 비교예 1 내지 5로 하고, 미리 FRC에 처리 가스를 공급해 두는 제어를 실시예 1 내지 4로 하였다. 또한, FRC에 처리 가스를 미리 공급하지 않고, 각 공급 계통에 있어서의 압력이 제로인 종래의 제어 방법을 참고예로 하였다. 이하의 표 1에 참고예, 각 비교예, 각 실시예의 각종 조건과 실험 결과를 나타낸다.In this experiment, the area in which the process gas is previously stored is varied. Specifically, in FIG. 3 , a control for closing the third valves 65A and 65B and storing the processing gas up to the primary side of the third valves 65A and 65B (processing gas is not supplied to the FRC in advance) was set to Comparative Examples 1 to 5, and the control for supplying the processing gas to the FRC in advance was set to Examples 1 to 4. In addition, the conventional control method in which the pressure in each supply system|strain is zero without supplying a process gas to FRC in advance was made into reference example. In Table 1 below, various conditions and experimental results of Reference Examples, Comparative Examples, and Examples are shown.

Figure 112020113877845-pat00001
Figure 112020113877845-pat00001

표 1에서, 참고예에 비해 비교예 3, 4는, 최종 수렴 시간이 길어져, 효과가 얻어지지 않음을 알 수 있다.In Table 1, it can be seen that Comparative Examples 3 and 4 have a longer final convergence time than the Reference Example, and no effect is obtained.

이에 반하여, 참고예에 비해, 각 실시예의 최종 수렴 시간은 모두 단축되어 있음을 알 수 있다. 그 중에서도, 메인 가스 공급 계통과 어시스트 가스 공급 계통의 각 설정 압력이 모두 동일한 200Torr의 실시예 4에서는, 최종 수렴 시간이 20% 이하로 현저히 단축되어 있고, 양쪽 공급 배관계 내의 압력을 동일 정도로, 200Torr 정도로 설정하는 것이 바람직하다는 것이 실증되어 있다.On the other hand, compared to the reference example, it can be seen that the final convergence time of each example is shortened. Among them, in Example 4 of 200 Torr, where each set pressure of the main gas supply system and the assist gas supply system is the same, the final convergence time is remarkably shortened to 20% or less, and the pressure in both supply piping systems is the same to about 200 Torr. It has been demonstrated that setting is preferable.

상기 실시 형태에 예를 든 구성 등에 대하여, 그 밖의 구성 요소가 조합되거나 한 다른 실시 형태여도 되고, 또한, 본 개시는 여기서 나타낸 구성에 전혀 한정되는 것은 아니다. 이 점에 대해서는, 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경하는 것이 가능하고, 그 응용 형태에 따라서 적절하게 정할 수 있다.With respect to the configuration etc. exemplified in the above embodiment, other embodiments may be used in which other components are combined, and the present disclosure is not limited to the configuration shown here at all. About this point, it is possible to change in the range which does not deviate from the meaning of this indication, and it can determine suitably according to the application form.

예를 들어, 도시 예의 기판 처리 장치(100, 100A)는 금속 창을 구비한 유도 결합형 플라스마 처리 장치로서 설명하였지만, 처리 용기 내의 복수의 영역에 미리 설정된 유량비로 가스를 공급하는 구성이면, 금속 창 대신에 유전체 창을 구비한 유도 결합형 플라스마 처리 장치여도 되고, 다른 형태의 플라스마 처리 장치여도 된다. 구체적으로는, 전자 사이클로트론 공명 플라스마(Electron Cyclotron resonance Plasma; ECP)나 헬리콘파 여기 플라스마(Helicon Wave Plasma; HWP), 평행 평판 플라스마(Capacitively coupled Plasma; CCP)를 들 수 있다. 또한, 마이크로파 여기 표면파 플라스마(Surface Wave Plasma; SWP)를 들 수 있다. 이들 플라스마 처리 장치는, ICP를 포함하고, 모두 이온 플럭스와 이온 에너지를 독립적으로 제어할 수 있고, 에칭 형상이나 선택성을 자유롭게 제어할 수 있음과 함께, 1011 내지 1013-3 정도로 높은 전자 밀도가 얻어진다.For example, although the substrate processing apparatuses 100 and 100A of the illustrated example have been described as inductively coupled plasma processing apparatuses provided with a metal window, if gas is supplied at a predetermined flow rate ratio to a plurality of regions in the processing vessel, the metal window Instead, an inductively coupled plasma processing apparatus provided with a dielectric window may be used, or another type of plasma processing apparatus may be used. Specific examples include Electron Cyclotron Resonance Plasma (ECP), Helicon Wave Plasma (HWP), and Capacitively coupled Plasma (CCP). In addition, microwave excitation surface wave plasma (SWP) is mentioned. These plasma processing apparatuses include an ICP, both can independently control the ion flux and ion energy, and freely control the etching shape and selectivity, and have an electron density as high as about 10 11 to 10 13 cm -3 . is obtained

20: 처리 용기
60, 60A: 가스 공급 장치
61, 61A, 61B: 가스 공급부
62, 62A, 62B: 가스 유량 제어 장치
63, 63A, 63B: 제1 밸브
66: 가스 분류비 제어부
66A 내지 66H: 가스 분류비 제어 요소
67, 67A 내지 67H: 제2 밸브
68, 68A, 68B: 가스 공급 배관
69, 69A, 69B: 분기 배관
G: 기판
20: processing vessel
60, 60A: gas supply
61, 61A, 61B: gas supply
62, 62A, 62B: gas flow control unit
63, 63A, 63B: first valve
66: gas fractionation ratio control unit
66A to 66H: gas fractionation ratio control element
67, 67A to 67H: second valve
68, 68A, 68B: gas supply piping
69, 69A, 69B: branch piping
G: substrate

Claims (10)

기판을 처리하는 처리 용기에 가스를 공급하는 가스 공급 장치로서, 가스 공급부로부터 상기 처리 용기로 통하고 있는 가스 공급 배관에 마련되어 있는 적어도 하나의 가스 유량 제어 장치와, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측에 있어서 분기되는 둘 이상의 분기 배관에 각각 마련되어 있는, 컨덕턴스를 가변 가능한 컨덕턴스 가변 유로를 구비한 가스 분류비 제어 요소와, 둘 이상의 상기 가스 분류비 제어 요소에 의해 구성되는 가스 분류비 제어부와, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측이며 또한 상기 가스 분류비 제어 요소의 1차측에 있는 제1 밸브 및 압력 센서와, 상기 가스 분류비 제어 요소의 2차측에 있는 제2 밸브를 갖는 가스 공급 장치에 있어서,
상기 기판을 처리함에 있어서, 상기 제2 밸브를 닫고, 상기 제1 밸브를 열어, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측에 있는 상기 가스 공급 배관과 상기 분기 배관과 상기 가스 분류비 제어 요소에 상기 가스를 공급하는 공정과,
상기 압력 센서에 의해, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측의 상기 가스 공급 배관 혹은 상기 분기 배관의 압력이 설정 압력에 도달한 것을 검지하는 공정과,
상기 제1 밸브를 닫는 공정과,
상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브를 열어, 상기 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 공정을 갖는, 가스 공급 방법.
A gas supply device for supplying gas to a processing vessel for processing a substrate, comprising: at least one gas flow control device provided in a gas supply pipe passing from a gas supply unit to the processing vessel; and a secondary side of the gas flow control device a gas fractionation ratio control element having a conductance variable flow passage capable of variable conductance provided in each of the two or more branch pipes branching in the present invention; A gas supply device having a first valve and a pressure sensor secondary to the control device and on the primary side of the gas fractionation ratio control element, and a second valve on the secondary side of the gas fractionation ratio control element, the gas supply device comprising:
In processing the substrate, the second valve is closed and the first valve is opened to supply the gas to the gas supply pipe, the branch pipe, and the gas split ratio control element on the secondary side of the gas flow control device. supply process and
detecting, by the pressure sensor, that the pressure of the gas supply pipe or the branch pipe on the secondary side of the gas flow control device reaches a set pressure;
closing the first valve;
and supplying the gas to the processing container by opening the first valve and the second valve.
제1항에 있어서, 상기 가스 분류비 제어부는, 복수의 상기 가스 분류비 제어 요소의 각각의 상기 컨덕턴스를 가변 제어함으로써, 복수의 상기 분기 배관에 각각 공급하는 가스 유량비를 제어하는, 가스 공급 방법.The gas supply method according to claim 1, wherein the gas fractionation ratio control unit controls the gas flow rate ratios respectively supplied to the plurality of branch pipes by variably controlling the conductance of each of the plurality of gas fractionation ratio control elements. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 상기 분기 배관이 각각 상기 처리 용기의 대응하는 처리 영역에 연통하고 있고, 각각의 상기 분기 배관을 유통하는 상기 가스를 대응하는 상기 처리 영역에 공급하는, 가스 공급 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the branch pipes are in communication with a corresponding processing area of the processing vessel, respectively, and the gas flowing through each of the branch pipes is supplied to the corresponding processing area, gas supply method. 제3항에 있어서, 상기 가스는, 메인 가스와, 어시스트 가스를 갖고,
상기 가스 공급부는, 메인 가스 공급부와, 어시스트 가스 공급부를 갖고,
상기 가스 유량 제어 장치는, 메인 가스용 가스 유량 제어 장치와, 어시스트 가스용 가스 유량 제어 장치를 갖고,
상기 가스 공급 배관은, 상기 메인 가스가 유통하는 메인 가스용 공급 배관과, 상기 어시스트 가스가 유통하는 어시스트 가스용 공급 배관을 갖고,
상기 분기 배관은, 상기 메인 가스가 유통하는 메인 가스용 분기 배관과, 상기 어시스트 가스가 유통하는 어시스트 가스용 분기 배관을 갖고,
상기 메인 가스용 분기 배관에 있어서의 상기 제2 밸브의 2차측에, 대응하는 상기 어시스트 가스용 분기 배관의 상기 제2 밸브의 2차측이 연통하고 있고,
상기 메인 가스에 대하여 상기 어시스트 가스를 공급하여 둘 이상의 처리 가스를 생성하고, 둘 이상의 상기 처리 가스를 각각 상기 처리 용기의 대응하는 상기 처리 영역에 공급하는, 가스 공급 방법.
The method according to claim 3, wherein the gas has a main gas and an assist gas,
The gas supply unit has a main gas supply unit and an assist gas supply unit,
The gas flow control device includes a gas flow control device for main gas and a gas flow control device for assist gas,
The gas supply pipe has a supply pipe for main gas through which the main gas flows, and a supply pipe for assist gas through which the assist gas flows,
The branch pipe has a branch pipe for main gas through which the main gas flows, and a branch pipe for assist gas through which the assist gas flows,
A secondary side of the second valve of the corresponding branch pipe for assist gas communicates with the secondary side of the second valve in the branch pipe for main gas,
supplying the assist gas with respect to the main gas to generate two or more processing gases, and supplying the two or more processing gases respectively to the corresponding processing regions of the processing vessel.
제4항에 있어서, 상기 메인 가스용 가스 유량 제어 장치의 2차측의 상기 메인 가스용 공급 배관 혹은 상기 메인 가스용 분기 배관의 압력이, 상기 설정 압력에 도달한 것을 검지함과 함께, 상기 어시스트 가스용 가스 유량 제어 장치의 2차측의 상기 어시스트 가스용 공급 배관 혹은 상기 어시스트 가스용 분기 배관의 압력이, 상기 설정 압력에 도달한 것을 검지하고, 양쪽의 상기 압력이 상기 설정 압력에 도달한 후에, 상기 메인 가스용 가스 유량 제어 장치와 상기 어시스트 가스용 가스 유량 제어 장치의 2차측에 있는 각각의 상기 제1 밸브를 닫고,
양쪽의 상기 제1 밸브와 양쪽의 상기 제2 밸브를 개방하여 상기 처리 가스를 생성하는, 가스 공급 방법.
The assist gas according to claim 4, wherein the pressure of the main gas supply pipe or the main gas branch pipe on the secondary side of the gas flow control device for main gas reaches the set pressure, and the assist gas It is detected that the pressure of the supply pipe for assist gas or the branch pipe for assist gas on the secondary side of the gas flow control device has reached the set pressure, and after both the pressures reach the set pressure, the closing each of the first valves on the secondary side of the gas flow control device for the main gas and the gas flow control device for the assist gas;
and generating the process gas by opening both of the first valves and both of the second valves.
기판을 처리하는 처리 용기에 가스를 공급하는 가스 공급 장치를 구비하고 있는 기판 처리 장치이며,
가스 공급부로부터 상기 처리 용기로 통하고 있는 가스 공급 배관에 마련되어 있는 적어도 하나의 가스 유량 제어 장치와,
상기 가스 유량 제어 장치의 2차측에 있어서 분기되는 둘 이상의 분기 배관에 각각 마련되어 있는, 컨덕턴스를 가변 가능한 컨덕턴스 가변 유로를 구비한 가스 분류비 제어 요소에 의해 구성되는 가스 분류비 제어부와,
상기 가스 유량 제어 장치의 2차측이며 또한 상기 가스 분류비 제어 요소의 1차측에 있는 제1 밸브 및 압력 센서와,
상기 가스 분류비 제어 요소의 2차측에 있는 제2 밸브와,
제어 장치를 갖고,
상기 제어 장치는,
상기 기판을 처리함에 있어서, 상기 제2 밸브를 닫고, 상기 제1 밸브를 열어, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측에 있는 상기 가스 공급 배관과 상기 분기 배관과 상기 가스 분류비 제어 요소에 상기 가스를 공급하는 제어를 실행하고,
상기 압력 센서에 의해, 상기 가스 유량 제어 장치의 2차측의 상기 가스 공급 배관 혹은 상기 분기 배관의 압력이 설정 압력에 도달한 것이 검지된 후에, 상기 제1 밸브를 닫는 제어를 실행하고,
상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브를 열어, 상기 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 제어를 실행하는, 기판 처리 장치.
A substrate processing apparatus comprising a gas supply device for supplying a gas to a processing vessel for processing a substrate,
at least one gas flow control device provided in a gas supply pipe passing from the gas supply unit to the processing vessel;
a gas fractionation ratio control element configured by a gas fractionation ratio control element having a conductance variable flow passage capable of variable conductance, each provided in two or more branch pipes branching off on the secondary side of the gas flow controller;
a first valve and a pressure sensor secondary to the gas flow control device and on the primary side of the gas fractionation ratio control element;
a second valve on the secondary side of the gas fractionation ratio control element;
have a control device,
The control device is
In processing the substrate, the second valve is closed and the first valve is opened to supply the gas to the gas supply pipe, the branch pipe, and the gas split ratio control element on the secondary side of the gas flow control device. run control to supply,
After it is detected by the pressure sensor that the pressure of the gas supply pipe or the branch pipe on the secondary side of the gas flow control device reaches a set pressure, control to close the first valve is executed;
and opening the first valve and the second valve to execute control of supplying the gas to the processing container.
제6항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 가스 분류비 제어부에 대하여, 복수의 상기 가스 분류비 제어 요소의 각각의 상기 컨덕턴스를 가변 제어하여, 복수의 상기 분기 배관에 각각 공급하는 가스 유량비를 제어하는, 기판 처리 장치.The control device according to claim 6, wherein the control device variably controls the conductance of each of the plurality of gas split ratio control elements with respect to the gas fractionation ratio control unit to control the gas flow rate ratio respectively supplied to the plurality of branch pipes. which is a substrate processing apparatus. 제6항 또는 제7항에 있어서, 복수의 상기 분기 배관이 각각 상기 처리 용기가 대응하는 처리 영역에 연통하고 있고,
각각의 상기 분기 배관을 유통하는 상기 가스가 대응하는 상기 처리 영역에 공급되는, 기판 처리 장치.
8. The method according to claim 6 or 7, wherein the plurality of branch pipes are in communication with the processing region corresponding to the processing vessel, respectively,
and the gas flowing through each of the branch pipes is supplied to the corresponding processing region.
제8항에 있어서, 상기 가스는, 메인 가스와, 어시스트 가스를 갖고,
상기 가스 공급부는, 메인 가스 공급부와, 어시스트 가스 공급부를 갖고,
상기 가스 유량 제어 장치는, 메인 가스용 가스 유량 제어 장치와, 어시스트 가스용 가스 유량 제어 장치를 갖고,
상기 가스 공급 배관은, 상기 메인 가스가 유통하는 메인 가스용 공급 배관과, 상기 어시스트 가스가 유통하는 어시스트 가스용 공급 배관을 갖고,
상기 분기 배관은, 상기 메인 가스가 유통하는 메인 가스용 분기 배관과, 상기 어시스트 가스가 유통하는 어시스트 가스용 분기 배관을 갖고,
상기 메인 가스용 분기 배관에 있어서의 상기 제2 밸브의 2차측에, 대응하는 상기 어시스트 가스용 분기 배관의 상기 제2 밸브의 2차측이 연통하고 있고,
상기 메인 가스에 대하여 상기 어시스트 가스가 공급되어 둘 이상의 처리 가스가 생성되고,
둘 이상의 상기 처리 가스가 각각 상기 처리 용기의 대응하는 상기 처리 영역에 공급되는, 기판 처리 장치.
The method of claim 8, wherein the gas has a main gas and an assist gas,
The gas supply unit has a main gas supply unit and an assist gas supply unit,
The gas flow control device includes a gas flow control device for main gas and a gas flow control device for assist gas,
The gas supply pipe has a supply pipe for main gas through which the main gas flows, and a supply pipe for assist gas through which the assist gas flows,
The branch pipe has a branch pipe for main gas through which the main gas flows, and a branch pipe for assist gas through which the assist gas flows,
A secondary side of the second valve of the corresponding branch pipe for assist gas communicates with the secondary side of the second valve in the branch pipe for main gas,
The assist gas is supplied to the main gas to generate two or more process gases,
two or more of the processing gases are respectively supplied to the corresponding processing region of the processing vessel.
제9항에 있어서, 상기 제어 장치는,
상기 압력 센서가, 상기 메인 가스용 가스 유량 제어 장치의 2차측의 상기 메인 가스용 공급 배관 혹은 상기 메인 가스용 분기 배관의 압력이, 상기 설정 압력에 도달한 것을 검지함과 함께, 상기 어시스트 가스용 가스 유량 제어 장치의 2차측의 상기 어시스트 가스용 공급 배관 혹은 상기 어시스트 가스용 분기 배관의 압력이, 상기 설정 압력에 도달한 것을 검지한 후, 상기 메인 가스용 가스 유량 제어 장치와 상기 어시스트 가스용 가스 유량 제어 장치의 양쪽의 상기 제1 밸브를 닫는 제어를 실행하고, 다음에, 양쪽의 상기 제1 밸브와 양쪽의 상기 제2 밸브를 개방하여 상기 처리 가스를 생성하는 제어를 실행하는, 기판 처리 장치.
10. The method of claim 9, wherein the control device,
The pressure sensor detects that the pressure of the main gas supply pipe or the main gas branch pipe on the secondary side of the main gas gas flow control device reaches the set pressure, and the assist gas After detecting that the pressure of the auxiliary gas supply pipe or the assist gas branch pipe on the secondary side of the gas flow control device reaches the set pressure, the main gas gas flow control device and the assist gas gas a substrate processing apparatus executing control to close both of the first valves of a flow control device, and then executing control to generate the process gas by opening both of the first valves and both of the second valves .
KR1020200139989A 2019-11-07 2020-10-27 Gas supply method and substrate processing apparatus KR102370389B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2019-202605 2019-11-07
JP2019202605A JP7296854B2 (en) 2019-11-07 2019-11-07 Gas supply method and substrate processing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210055597A KR20210055597A (en) 2021-05-17
KR102370389B1 true KR102370389B1 (en) 2022-03-04

Family

ID=75751135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200139989A KR102370389B1 (en) 2019-11-07 2020-10-27 Gas supply method and substrate processing apparatus

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7296854B2 (en)
KR (1) KR102370389B1 (en)
CN (1) CN112786426B (en)
TW (1) TW202132613A (en)

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3332053B2 (en) * 1993-10-27 2002-10-07 清原 まさ子 Gas supply method to chamber
US7072743B2 (en) * 2004-03-09 2006-07-04 Mks Instruments, Inc. Semiconductor manufacturing gas flow divider system and method
US20060124169A1 (en) 2004-12-09 2006-06-15 Tokyo Electron Limited Gas supply unit, substrate processing apparatus, and supply gas setting method
JP4358727B2 (en) 2004-12-09 2009-11-04 東京エレクトロン株式会社 Gas supply apparatus, substrate processing apparatus, and supply gas setting method
JP4895167B2 (en) 2006-01-31 2012-03-14 東京エレクトロン株式会社 Gas supply apparatus, substrate processing apparatus, and gas supply method
JP4806598B2 (en) * 2006-07-18 2011-11-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ Vacuum processing equipment
US7846497B2 (en) * 2007-02-26 2010-12-07 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling gas flow to a processing chamber
JP5001757B2 (en) * 2007-08-31 2012-08-15 シーケーディ株式会社 Fluid mixing system and fluid mixing apparatus
US20100264117A1 (en) * 2007-10-31 2010-10-21 Tohoku University Plasma processing system and plasma processing method
JP5195174B2 (en) * 2008-08-29 2013-05-08 東京エレクトロン株式会社 Film forming apparatus and film forming method
JP2012169409A (en) * 2011-02-14 2012-09-06 Toshiba Corp Semiconductor manufacturing device and semiconductor device manufacturing method
JP6080506B2 (en) * 2012-11-07 2017-02-15 東京エレクトロン株式会社 Vacuum device, pressure control method thereof, and etching method
JP6154677B2 (en) * 2013-06-28 2017-06-28 東京エレクトロン株式会社 Cleaning method and processing apparatus
KR20150085904A (en) * 2014-01-17 2015-07-27 (주)아이씨디 Controlling gas distributor of plasma genegating system and method for controlling gas distributor
JP6370630B2 (en) * 2014-07-31 2018-08-08 株式会社ニューフレアテクノロジー Vapor growth apparatus and vapor growth method
JP6541406B2 (en) 2015-04-21 2019-07-10 株式会社日立ハイテクノロジーズ Plasma processing system
JP6512959B2 (en) 2015-06-19 2019-05-15 東京エレクトロン株式会社 Gas supply system, gas supply control method, and gas replacement method
JP6502779B2 (en) * 2015-07-29 2019-04-17 東京エレクトロン株式会社 Method of inspecting leak of valve of gas supply system
JP6546867B2 (en) * 2016-03-10 2019-07-17 東京エレクトロン株式会社 How to adjust the processing process
JP6638576B2 (en) * 2016-06-27 2020-01-29 東京エレクトロン株式会社 Vacuum processing device, vacuum processing method, and storage medium
JP7073710B2 (en) 2017-01-20 2022-05-24 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment
JP7122102B2 (en) * 2017-11-08 2022-08-19 東京エレクトロン株式会社 Gas supply system and gas supply method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210055597A (en) 2021-05-17
JP7296854B2 (en) 2023-06-23
JP2021077754A (en) 2021-05-20
CN112786426B (en) 2024-06-07
TW202132613A (en) 2021-09-01
CN112786426A (en) 2021-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4551256B2 (en) Mounting table temperature control device, mounting table temperature control method, processing device, and mounting table temperature control program
US7789962B2 (en) Device and method for controlling temperature of a mounting table, a program therefor, and a processing apparatus including same
US11698648B2 (en) Gas supply system and gas supply method
JP5808697B2 (en) Dry etching apparatus and dry etching method
TW202013425A (en) Plasma processing device, and method for controlling high-frequency power supply of plasma processing device
JP6265841B2 (en) Plasma processing apparatus and method of operating plasma processing apparatus
JP4838612B2 (en) Plasma processing equipment
US10692743B2 (en) Method of inspecting gas supply system
KR102519110B1 (en) Substrate placing table, substrate treatment apparatus, and substrate treatment method
JP2009147301A (en) Inductive coupling plasma processing apparatus and method
KR20140095430A (en) Substrate processing apparatus and mounting table
KR102370389B1 (en) Gas supply method and substrate processing apparatus
JP2010010231A (en) Plasma treatment device
US11810769B2 (en) Piping assembly and substrate processing apparatus
KR102260238B1 (en) Substrate placing table and substrate treatment apparatus
KR102638030B1 (en) Plasma processing apparatus, manufacturing method thereof, and plasma processing method
CN112242291B (en) Structure and method for bonding first and second conductive members and substrate processing apparatus
JPH04150937A (en) Method for controlling temperature of sample and vacuum treatment apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant