KR20220061201A - 가스 공급 장치 및 가스 공급 방법 - Google Patents

가스 공급 장치 및 가스 공급 방법 Download PDF

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다카노부 호타
아츠시 마츠모토
다쿠야 가와구치
도모히사 기모토
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판을 격납하는 처리 용기에 처리 가스를 공급해서 처리를 행하는 가스 공급 장치에 있어서, 액체 또는 고체의 원료를 수용하는 원료 용기와, 상기 원료 용기 내에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급부와, 상기 원료 용기로부터, 기화한 상기 원료와 상기 캐리어 가스를 포함하는 처리 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 가스 공급로와, 상기 처리 가스의 유량을 측정하기 위해서 상기 가스 공급로에 마련되는 유량계와, 상기 가스 공급로에 있어서 상기 유량계의 하류측에 마련되어, 당해 가스 공급로에서의 상기 유량계와의 사이의 압력의 평균값을 상승시키기 위해서 협착된 유로를 구비하는 가스 공급 장치를 구성한다.

Description

가스 공급 장치 및 가스 공급 방법
본 개시는, 가스 공급 장치 및 가스 공급 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)에 각종 가스 처리가 행하여진다. 이 가스 처리의 하나로서는, 예를 들어 ALD(Atomic Layer Deposition)에 의한 성막이 있다. 특허문헌 1에는, ALD에 의해 웨이퍼에 W(텅스텐)막을 성막하기 위해서, WCl6(육염화텅스텐) 가스를 처리 용기에 공급하는 가스 공급 기구를 구비한 성막 장치에 대해서 기재되어 있다. 당해 가스 공급 기구는, 고체 원료인 WCl6가 수용되는 원료 탱크와, 원료 탱크에 캐리어 가스를 공급하는 가스 공급원과, 원료 탱크와 처리 용기를 접속하는 가스 공급 라인을 구비하고, 가스 공급 라인에는, 유량계와, 가스를 일시 저류하는 탱크와, 밸브가, 하류측을 향해서 순서대로 개재 설치되어 있다.
일본 특허 공개 제2018-145458호 공보
본 개시는, 기판에 공급되는 처리 가스에 포함되는 원료 가스의 유량의 검출 정밀도를 높게 할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 가스 공급 장치는,
기판을 격납하는 처리 용기에 처리 가스를 공급해서 처리를 행하는 가스 공급 장치에 있어서,
액체 또는 고체의 원료를 수용하는 원료 용기와,
상기 원료 용기 내에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급부와,
상기 원료 용기로부터, 기화한 상기 원료와 상기 캐리어 가스를 포함하는 처리 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 가스 공급로와,
상기 처리 가스의 유량을 측정하기 위해서 상기 가스 공급로에 마련되는 유량계와,
상기 가스 공급로에 있어서 상기 유량계의 하류측에 마련되어, 당해 가스 공급로에서의 상기 유량계와의 사이의 압력의 평균값을 상승시키기 위해서 협착된 유로를
구비한다.
본 개시에 의하면, 기판에 공급되는 처리 가스에 포함되는 원료 가스의 유량의 검출 정밀도를 높게 할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태인 가스 공급 장치를 포함하는 성막 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 상기 상기 성막 장치에 마련되는 처리 가스 공급관을 도시하는 개략도이다.
도 3은 상기 처리 가스 공급관에서의 압력 분포를 도시하는 설명도이다.
도 4는 검출되는 유량을 설명하기 위한 그래프도이다.
도 5는 상기 처리 가스 공급관에 마련되는 오리피스의 사시도이다.
도 6은 처리 가스에 포함되는 원료 가스의 유량 조정 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 처리 가스 공급관에서의 가스가 통류하는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 8은 처리 가스 공급관에서의 가스가 통류하는 모습을 도시하는 설명도이다.
도 9는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
도 10은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
도 11은 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
도 12는 평가 시험의 결과를 나타내는 그래프도이다.
본 개시의 가스 공급 장치의 일 실시 형태를 포함하는 성막 장치(1)에 대해서, 도 1의 종단 측면도를 참조하면서 설명한다. 성막 장치(1)는, 처리 용기(11)와, 처리 용기(11) 내에서 웨이퍼(B)를 수평하게 지지하는 스테이지(2)와, 처리 용기(11) 내에 가스를 샤워 형상으로 공급하는 샤워 헤드(3)와, 처리 용기(11)의 내부를 배기하는 배기부(30)와, 샤워 헤드(3)에 각종 가스를 공급하는 가스 공급 기구(4)를 구비하고 있다. 성막 장치(1)는, 처리 용기(11) 내에 원료 가스인 WCl5(오염화텅스텐) 가스를 포함하는 처리 가스와, 환원 가스인 H2 가스를 교대로 반복 공급하는 ALD를 행하여, 웨이퍼(B)에 W막을 성막한다. 따라서, 상기 처리 가스는, 웨이퍼(B)에 성막을 행하기 위한 성막 가스이다. 처리 가스를 공급하는 기간과 환원 가스를 공급하는 기간의 사이에는, N2 가스를, 처리 용기(11) 내를 퍼지하기 위한 퍼지 가스로서 공급한다. 따라서, 성막 장치(1)는, 처리 가스, 퍼지 가스, 환원 가스, 퍼지 가스를 순서대로 공급하는 사이클을 반복해서 행하도록 구성되어 있다.
상기 처리 용기(11)는 원형이며, 그 측벽의 하부측에는 게이트 밸브(12)에 의해 개폐되는 웨이퍼(B)의 반출입구(13)가 형성되어 있다. 처리 용기(11)의 상부측의 측벽은, 종단면이 직사각 형상을 이루는 원환 형상의 배기 덕트(14)에 의해 구성되어 있다. 또한, 당해 배기 덕트(14)의 내주면에는, 당해 배기 덕트(14)의 둘레를 따른 슬릿 형상의 배기구(15)가 개구되어, 배기 덕트(14) 내의 유로(16)에 연통하고 있다. 배기 덕트(14) 상에는 처리 용기(11)의 천장부를 구성하는 천장판(17)의 주연부가 마련되어 있다.
스테이지(2)는, 그 상면의 중앙부에 웨이퍼(B)를 적재한다. 당해 스테이지(2)에는, 웨이퍼(B)를 가열하기 위한 히터(21)가 매설되어 있어, 성막 처리 중에 웨이퍼(B)를 원하는 온도로 가열한다. 도면 중 22는 커버이며, 스테이지(2) 상면의 웨이퍼(B)의 적재 영역의 외측으로부터 스테이지(2)의 측면에 걸쳐서 당해 스테이지(2)를 피복한다. 스테이지(2)는 지주(23)에 의해 지지되어 있고, 당해 지주(23)의 하부측은, 처리 용기(11)의 저부에 마련되는 구멍부(18)를 통해서 처리 용기(11) 밖으로 신장되어, 승강 기구(24)에 접속되어 있다. 승강 기구(24)에 의해 스테이지(2)는, 도 1에 실선으로 나타내는 상승 위치와, 그 하방의 일점쇄선으로 나타내는 하강 위치의 사이에서 승강한다. 상승 위치는, 웨이퍼(B)에 처리가 행하여질 때의 위치이며, 하강 위치는, 도시하지 않은 반송 기구와의 사이에서 웨이퍼(B)의 전달이 행하여질 때의 위치이다.
지주(23)에서의 처리 용기(11)의 외측에 플랜지(25)가 마련되어 있고, 플랜지(25)와 구멍부(18)의 외주연부에 벨로우즈(26)가 접속되어, 처리 용기(11) 내의 기밀성이 유지된다. 처리 용기(11)의 저면 근방에는, 수직인 3개(2개만 도시)의 핀(27)이 마련되어 있어, 승강 기구(28)에 의해 승강하여, 하강 위치에서의 스테이지(2)의 상면에서 돌출 함몰한다. 그에 의해, 반송 기구와 스테이지(2)의 사이에서 웨이퍼(B)의 전달이 행하여진다.
샤워 헤드(3)는, 스테이지(2)에 대향해서 마련되고, 처리 용기(11)의 천장판(17)의 하부측에 고정된 본체부(31)와, 본체부(31)에 하방으로부터 접속된 샤워 플레이트(32)에 의해 구성되어 있다. 본체부(31)와 샤워 플레이트(32)에 둘러싸이는 가스 확산 공간(33)이 형성되어 있고, 당해 가스 확산 공간(33)에는, 본체부(31) 및 처리 용기(11)의 천장판(17)을 관통하는 가스 도입 구멍(34)의 하류단이 접속되어 있다. 샤워 플레이트(32)의 주연부에는, 하방으로 돌출되는 환상 돌기(35)가 형성되어 있다. 그리고, 샤워 플레이트(32)의 하면의 환상 돌기(35)의 내측 영역에는, 가스 확산 공간(33)에 각각 연통하는 다수의 가스 토출 구멍(36)이 분산해서 개구되어 있다. 스테이지(2)가 상승 위치에 위치할 때, 환상 돌기(35)와 스테이지(2)의 커버 부재(22)가 근접하여, 환상 돌기(35)의 내측에서의 샤워 플레이트(32)의 하면과 스테이지(2)의 상면에 끼워지는 공간이 처리 공간(37)를 형성한다.
배기부(30)는, 배기 덕트(14)에 접속되는 배기관(38)과, 배기관(38)의 하류측에 접속된, 진공 펌프나 압력 제어 밸브 등을 갖는 배기 기구(39)에 의해 구성된다. 배기 기구(39)에 의해, 배기 덕트(14)를 통해서 처리 용기(11) 내가 배기되어, 원하는 압력의 진공 분위기가 형성된다.
계속해서, 가스 공급 장치인 가스 공급 기구(4)에 대해서 설명한다. 가스 공급 기구(4)는, WCl5 가스 공급부(41)와, 각종 가스 공급원과, 각 가스 공급원 및 WCl5 가스 공급부(41)로부터 가스를 샤워 헤드(3)에 공급하는 배관계를 구비하고 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 상기 배관계를 구성하는 가스 공급관에 개재 설치되는 밸브, 유량계(매스 플로 미터: MFM), 매스 플로 컨트롤러(MFC), 버퍼 탱크 및 오리피스에 대해서도 당해 가스 공급 기구(4)에 포함된다.
상기 처리 용기(11)의 천장판(17)의 가스 도입 구멍(34)에는, 가스 공급관(51)의 하류단이 접속되어 있다. 가스 공급관(51)의 상류측은 분기해서 처리 가스 공급관(52), 환원 가스 공급관(53)을 각각 형성한다. 처리 가스 공급관(52)의 상류단은, 밸브(V1), 버퍼 탱크(54), 오리피스(55)를 형성하는 링판(50)(도 1에서는 도시하지 않음), MFM(56), 밸브(V2, V3)를 순서대로 통해서, 처리 가스 공급부(41)를 구성하는 원료 용기(42)에 접속되어 있다. 처리 가스 공급관(52) 내는 처리 가스 공급로를 형성하고, 오리피스(55)는, 당해 처리 가스 공급로에 있어서 협착된 유로를 이룬다. 그리고, 밸브(V1)의 개폐에 의해, 처리 용기(11) 내에의 처리 가스의 급단이 행하여진다. 상기 처리 가스 공급관(52)에 개재 설치되는 밸브(V1) 이외의 링판(50) 등의 각 부재에 대해서는 이후에 상술한다.
처리 가스 공급관(52)에 있어서, MFM(56)과 밸브(V2)의 사이는 분기하여, 가스 공급관(57)을 형성하고 있다. 가스 공급관(57)의 상류단은 밸브(V4), MFC(58)를 순서대로 통해서 N2 가스의 공급원(59)에 접속되어 있다. 가스 공급원(59)으로부터 가스 공급관(57)에 공급되는 N2 가스는, 처리 가스 공급관(52)을 통류하는 처리 가스 중의 WCl5 가스를 희석하는 희석 가스이다.
처리 가스 공급관(52)에서의 밸브(V1)의 하류측은 분기하고, 그 분기한 관의 상류측이 또한 2개로 분기해서 가스 공급관(61, 62)을 형성하고 있다. 가스 공급관(61)의 상류단은, 밸브(V5), MFC(63)를 순서대로 통해서 N2 가스 공급원(64)에 접속되어 있다. 가스 공급관(62)의 상류단은, 밸브(V5), MFC(65)를 순서대로 통해서, 가스 공급관(61)의 MFC(65)의 상류측에 접속되어 있다. 가스 공급관(61)은, 처리 용기(11) 내를 퍼지하기 위해서 N2 가스를 웨이퍼(B)에 공급하는 라인이다. 가스 공급관(62)은, 성막 처리 중에 상시 N2 가스를 처리 용기(11) 내에 공급하기 위한 라인이다.
환원 가스 공급관(53)의 상류단은, 밸브(V11), 버퍼 탱크(71), MFC(72)를 순서대로 통해서 H2 가스 공급원(73)에 접속되어 있다. 버퍼 탱크(71)에 대해서는, 이후에 상세하게 설명하는 버퍼 탱크(54)와 마찬가지로, 단시간에 대량의 가스를 처리 용기(11) 내에 공급하는 역할을 갖는다. 또한, 환원 가스 공급관(53)의 밸브(V11)의 하류측은 분기하여 가스 공급관(74)을 형성하고 있다. 가스 공급관(74)의 상류단은, 밸브(V12), MFC(75)를 순서대로 통해서 H2 가스 공급원(76)에 접속되어 있다. 이 H2 가스 공급원(76)으로부터 공급되는 H2 가스는, WCl5 가스를 웨이퍼(B)에 공급할 때 처리 용기(11) 내에 공급되어, 웨이퍼(B)에 공급된 WCl5를 활성화하는 첨가 가스이다.
가스 공급관(74)에 있어서 밸브(V12)의 하류측이 분기하고, 그 분기한 관의 상류측은 또한 2개로 분기해서 가스 공급관(77, 78)을 형성하고 있다. 가스 공급관(77)의 상류단은, 밸브(V13), MFC(79)를 순서대로 통해서 N2 가스 공급원(70)에 접속되어 있다. 가스 공급관(78)의 상류단은, 밸브(V14), MFC(66)를 순서대로 통해서, 가스 공급관(77)의 MFC(79)의 상류측에 접속되어 있다. 가스 공급관(77)은, 처리 용기(11) 내를 퍼지하기 위해서 N2 가스를 웨이퍼(B)에 공급하는 라인이다. 가스 공급관(78)은, 성막 처리 중에 상시 N2 가스를 처리 용기(11) 내에 공급하기 위한 라인이다.
계속해서, 처리 가스 공급부(41)에 대해서 설명한다. 처리 가스 공급부(41)는, 원료 용기(42)와, 캐리어 가스 공급관(43)과, 캐리어 가스인 N2 가스를 원료 용기(42)에 공급하기 위한 N2 가스 공급원(44)과, 바이패스관(45)을 포함한다. 원료 용기(42)는, 고체 상태의 성막 원료인 WCl5를 수용하고, 당해 WCl5를 가열해서 승화시켜 WCl5 가스로 하기 위한 히터(46)를 구비한다. 원료 용기(42) 내의 기상 영역에는, 상기 처리 가스 공급관(52)의 상류단과, 캐리어 가스 공급관(43)의 하류단이 개구되어 있다. 캐리어 가스 공급관(43)의 상류단은, 밸브(V7, V8), MFC(47)를 통해서 N2 가스 공급원(44)에 접속되어 있다. 이들 캐리어 가스 공급관(43), 밸브(V7, V8), MFC(47) 및 N2 가스 공급원(44)은, 캐리어 가스 공급부를 구성한다. 또한, 처리 가스 공급관(52)에서의 밸브(V2, V3)간과, 캐리어 가스 공급관(43)에서의 밸브(V7, V8)간이, 밸브(V9)가 개재 설치된 바이패스관(45)에 의해 접속되어 있다.
상기와 같이 처리 가스 공급부(41)가 구성됨으로써, 캐리어 가스를 원료 용기(42) 내에 공급하고, WCl5 가스와 캐리어 가스를 포함하는 처리 가스를, 처리 가스 공급관(52)에 공급할 수 있다. 그렇게 처리 가스 공급관(52)에 공급되는 처리 가스 중의 WCl5 가스의 유량에 대해서는, 원료 용기(42)에 공급하는 캐리어 가스의 유량이 많을수록 많아진다. 성막 처리 중에는, 예를 들어 일정한 유량으로 원료 용기(42)에 캐리어 가스가 공급되고, 처리 가스 공급관(52)에 상시 처리 가스가 공급된다.
상기와 같이 처리 가스 공급관(52)에 처리 가스를 공급할 때는, 처리 가스 공급부(41)를 구성하는 밸브(V2, V3 및 V7 내지 V9) 중, 바이패스관(45)의 밸브(V9)만이 폐쇄된다. 한편, 밸브(V3, V7)를 폐쇄함과 함께 밸브(V2, V8, V9)를 개방함으로써, 캐리어 가스에 대해서 원료 용기(42)를 경유하지 않고, 바이패스관(45)을 통해서 처리 가스 공급관(52)에 공급할 수 있다. 즉, WCl5 가스 및 캐리어 가스 중, 캐리어 가스를 단독으로 처리 가스 공급관(52)에 공급하는, 바꿔 말하면, 원료 용기(42)를 바이패스하고, 캐리어 가스를 처리 가스 공급관(52)에 공급할 수 있다.
그런데, 상기 처리 가스 공급관(52)에 마련되는 버퍼 탱크(54)에 대해서는, 단시간에 비교적 대유량의 처리 가스를 처리 용기(11)에 공급하기 위해서 마련된다. 보다 구체적으로 설명하면, ALD를 행하기 위해서, 처리 가스 공급관(52)의 밸브(V1)에 대해서는 성막 처리 중, 즉 상기와 같이 처리 가스 공급관(52)에 처리 가스가 공급되고 있는 동안에 반복해서 개폐한다. 밸브(V1)의 폐쇄 중에 처리 가스 공급부(41)로부터 이미 설명한 바와 같이 공급된 처리 가스는, 버퍼 탱크(54)에 공급되어 일시적으로 저류된다. 그리고, 밸브(V1)가 개방되었을 때 당해 버퍼 탱크(54)로부터, 비교적 대유량으로 처리 가스가 처리 용기(11) 내에 방출되어, 빠르게 처리가 행하여진다. ALD의 1사이클을 고속으로 행하기 위해서, 상기 밸브(V1)의 개폐에 대해서도 고속으로 행하여진다.
사용되는 상기 MFM(56)의 구성에 제한은 없지만, 설명을 위해서 도 2에 그 구성의 일례를 도시한다. 이 도면에 도시하는 MFM(56)은, 예를 들어 열식 유량계이며, 가스의 주 유로(91)와, 주 유로(91)의 상류측과 하류측을 서로 접속하는 세관(92)을 구비하고 있다. 도면 중 93은 주 유로(91)에 마련되는 가스류에 대한 저항체이며, 세관(92)은, 당해 저항체(93)를 바이패스하는 유로를 형성한다. 저항체(93)의 작용에 의해, MFM(56)에 있어서 세관(92)을 흘러 MFM(56)의 출구를 향하는 가스의 유량과, 세관(92)을 흐르지 않고 MFM(56)의 출구를 향하는 가스의 유량의 비가 일정해진다.
상기 세관(92)의 상류측, 하류측에는 각각 브리지 회로(94)에 접속되는 발열체인 코일(95)이 감겨져 마련되어 있다. 브리지 회로(94)는, 후술하는 제어부(10)에 검출 신호를 송신한다. 제어부(10)는, 당해 검출 신호에 기초하여, MFM(56)을 흐르는 가스의 유량을 산출한다. 또한 본 명세서에서 유량이란, 특별히 기재가 없는 한, 적산 유량이 아니라 단위 시간당 유량을 의미한다. 예를 들어 상기와 같은 저항체(93)를 구비함으로써, MFM(56)에서의 컨덕턴스는, 처리 가스 공급관(52)에서의 컨덕턴스보다도 작다.
그런데 웨이퍼(B)에 원하는 막 두께의 W막을 성막하기 위해서, 성막 처리 시 혹은 성막 처리 전의 WCl5 가스의 유량의 조정 시에 있어서, 처리 가스 중의 당해 WCl5 가스의 유량을 정밀도 높게 검출할 것이 요구된다. 이 WCl5 가스의 유량을 얻기 위해서는, 처리 가스 공급관(52)에 처리 가스를 공급할 때의 MFM(56)에 의한 제1 검출값과, 상기와 같이 캐리어 가스를, 원료 용기(42)를 바이패스시켜서 처리 가스 공급관(52)에 공급할 때의 MFM(56)에 의한 제2 검출값의 차분을 산출하면 된다. 즉, 캐리어 가스의 유통 경로 이외는 동일한 조건에서 MFM(56)에 의해 유량을 측정하여, 각 측정 결과의 차분을 산출하면 된다.
처리 가스 공급관(52)의 오리피스(55)는, 상기와 같이 WCl5 가스의 유량을 산출하는 데 있어서, 그 WCl5 가스의 유량의 정밀도를 높게 하기 위해서 마련되어 있다. 이하, 이 오리피스(55)의 작용을 설명하기 위해서, 도 3도 적절히 참조한다. 도 3의 그래프는, 밸브(V1)가 개방되어 가스가 통류할 때에 있어서의, 처리 가스 공급관(52)의 길이 방향에서의 압력 분포를, 그래프의 상측의 처리 가스 공급관(52)의 모식도에 대응시켜서 나타내고 있으며, 그래프의 횡축, 종축이 처리 가스 공급관(52)의 유로에서의 위치, 당해 유로에서의 압력을 각각 나타내고 있다. 그리고, 이 도 3에서는 오리피스(55)가 마련되는 경우, 오리피스(55)가 마련되지 않는 경우 각각에서의 압력 분포를, 실선의 그래프, 쇄선의 그래프로 각각 나타내고 있다.
우선, 오리피스(55)가 마련되지 않는 경우에 있어서의 가스의 상태 및 처리 가스 공급관(52)에서의 압력 분포에 대해서 설명한다. 상기와 같이 MFM(56)에 대해서는, 처리 가스 공급관(52)에 비하면 유로의 컨덕턴스가 작다. 그렇게 컨덕턴스가 작음으로써, MFM(56)의 입구와 출구의 사이에 큰 차압이 형성된다. 이렇게 차압이 형성되므로, MFM(56)에서의 가스의 유속은 높다. 그리고 밸브(V1)가 개방된 상태에서 폐쇄된 상태로 전환되면, MFM(56)에서는 그때까지 높았던 가스의 유속이 크게 저하된다. 따라서, 밸브(V1)의 개폐에 의한 MFM(56)에서의 가스의 유속의 변동량은 크다. 그리고, 상기와 같이 밸브(V1)의 개폐가 고속으로 반복되기 때문에, 이러한 가스의 유속의 변동이 짧은 주기로 일어나게 된다. 유속은 유량에 대응하므로, 유량에 대해서도 유속과 마찬가지로, 급격한 변화가 짧은 주기로 반복되는 불안정한 것으로 된다.
계속해서 오리피스(55)가 마련되었을 경우에 대해서 설명한다. 이 오리피스(55)의 컨덕턴스는, MFM(56)의 유로의 컨덕턴스보다도 작다. 그렇게 구성된 오리피스(55)를 MFM(56)의 하류측에 마련함으로써, 도 3에 도시하는 바와 같이 처리 가스 공급관(52)을 가스가 통류할 때는, 처리 가스 공급관(52)의 하류측을 향함에 따라서 유로의 압력이 하강하는데, 오리피스(55)의 입구와 출구의 사이에는 큰 차압이 형성된다. 즉, 이 오리피스(55)에 있어서 큰 압력 손실이 발생하고, 당해 오리피스(55)의 상류측에서의 압력 손실은 억제되어 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 오리피스(55)를 마련하지 않는 경우에 비하여, 오리피스(55)를 마련한 경우에는, 당해 오리피스(55)의 상류측에서의 유로의 압력이 높아지도록, 당해 오리피스(55)에서 차압이 형성된다. 즉, MFM(56)의 하류측의 압력이 상승하여, 당해 MFM(56)의 입구와 출구의 차압에 대해서 억제되게 되고, MFM(56)에서의 유속에 대해서도 억제된다. 유속에 대해서 억제됨으로써, MFM(56)을 흐르는 유량에 대해서도 억제된다. 따라서, 밸브(V1)의 개폐가 반복됨에 있어서, 유량에 대한 급격한 변동이 억제된다.
또한, 상기와 같이 오리피스(55)를 마련함으로써, MFM(56)와 오리피스(55)의 사이의 유로의 압력이 오리피스(55)를 마련하지 않는 경우에 비해서 상승한다. 보다 구체적으로 설명하면, 당해 MFM(56)과 오리피스(55)의 사이의 유로의 압력의 평균값이, 당해 오리피스(55)를 마련하지 않는 경우에 비해서 상승하도록 오리피스(55)는 구성된다. 이 압력의 평균값이란, 당해 MFM(56)과 오리피스(55)의 사이의 유로에 대해서, 유로의 길이 방향으로 서로 이격된 측정 위치를 예를 들어 3개 이상 임의로 설정하여, 가스의 유통 시에 설정한 각 측정 위치에서 측정되는 압력의 평균값이다.
도 4의 상측, 하측은, 오리피스(55)가 마련되지 않는 경우, 오리피스(55)가 마련되는 경우 각각에서의, MFM(56)에 의해 검출되는 유량의 경시 변화를 모식적으로 도시한 그래프이다. 그래프의 횡축은 시간, 그래프의 종축은 유량을 각각 나타내고 있다. 그래프 중의 기간(A1)은, 상기 캐리어 가스가 단독으로 공급되는 기간이며, 기간(A2)은 처리 가스가 공급되는 기간이다. 기간(A1, A2)에서는, 앞서 서술한 밸브(V1)의 개폐가 반복해서 행하여지고 있다. 오리피스(55)가 마련되지 않는 경우에는, 기간(A1, A2) 모두, 상기 이유로 유량의 변화가 큰, 즉 그래프의 파형의 진동이 큰 것으로 된다. 특히 MFM(56)을 유통하는 가스의 유량이 많은 기간(A2)에 대해서 당해 진동이 커진다. 후술하는 평가 시험에서도 나타내는 바와 같이, 이렇게 유량의 변화량이 큼으로써, 기간(A1)에서의 유량값과 기간(A2)에서의 유량값의 차분을 취해서 WCl5 가스의 유량을 구했다고 해도, 비교적 큰 오차를 포함해 버릴 우려가 있다. 즉, 실제의 WCl5 가스의 유량과의 사이에 어긋남이 생길 우려가 있다.
그에 반해 오리피스(55)가 마련되는 경우에는, 기간(A1, A2) 모두, 상기 이유로, 그래프의 파형의 진동이 작아, 유량의 변화가 억제된다. 그 때문에, 상기와 같이 기간(A1)에서의 유량값과 기간(A2)에서의 유량값의 차분을 취해서 WCl5 가스의 유량을 구함에 있어서, 얻어지는 WCl5 가스의 유량은, 실제의 WCl5 가스의 유량과의 어긋남이 억제된 것으로 된다.
이하, 오리피스(55)의 구성에 대해서 도 2 이외에, 도 5의 사시도도 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 오리피스(55)는, 원형의 링판(50)에 개구되는 원형의 구멍이다. 오리피스(55)의 직경이 너무 크면, 당해 오리피스(55)의 컨덕턴스가 너무 커져서, 상기 MFM(56)의 차압을 충분히 억제할 수 있는 작용이 얻어지지 않을 우려가 있다. 그리고, 오리피스(55)의 직경이 너무 작으면, 당해 오리피스(55)의 컨덕턴스가 너무 작아져서, 처리 가스 공급관(52)을 가스가 흐르지 않게 되어버릴 우려가 있다. 그러한 관점에서 오리피스(55)의 직경(L1)은, 예를 들어 0.5mm 내지 2mm로 하는 것이 바람직하고, 처리 가스 공급관(52)의 유로 직경(내경)을 L2로 하면, L1/L2=1/10 내지 1/2로 하는 것이 바람직하다. 또한, 충분히 컨덕턴스를 억제하기 위해서, 오리피스(55)의 길이(L3)(도 2 참조)는 예를 들어 1mm이다.
또한, MFM(56)으로부터 오리피스(55)까지의 유로를 따른 거리(L4)는, 예를 들어 10mm 내지 1000mm이다. 또한 MFM(56)으로부터 오리피스(55)까지의 유로의 용적은, 예를 들어 1cc 내지 1000cc이다. 그런데, 오리피스(55)는, 버퍼 탱크(54)의 상류측에 마련하는 것에 한정되지는 않고, 버퍼 탱크(54)의 하류측에 마련해도 된다. 단, 그와 같이 오리피스(55)를 버퍼 탱크(54)의 하류측에 배치하면, 처리 가스의 흐름이 저해되어, 단시간의 대량의 처리 용기(11)에의 처리 가스의 공급을 행할 수 없게 될 우려가 있으므로, 오리피스(55)는 버퍼 탱크(54)의 상류측에 마련하는 것이 바람직하다.
계속해서, 성막 장치(1)에 마련되는 컴퓨터인 제어부(10)(도 1 참조)에 대해서 설명한다. 제어부(10)는 프로그램을 구비하고 있다. 당해 프로그램에는, 후술하는 성막 장치(1)에서의 일련의 동작을 실시할 수 있도록 스텝군이 편성되어 있으며, 당해 프로그램에 의해 제어부(10)는, 성막 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 출력하여, 당해 각 부의 동작이 제어된다. 구체적으로는, 예를 들어 각 밸브의 개폐, 각 MFC에 의한 가스의 유량 조정, 승강 기구(28)에 의한 핀(27)의 승강, 승강 기구(24)에 의한 스테이지(2)의 승강, 배기 기구(39)에 의한 처리 용기(11) 내의 배기, 히터(21)에 의한 웨이퍼(B)의 가열 등의 각 동작이 제어된다. 또한, MFM(56)으로부터의 검출 신호의 수신, 당해 검출 신호에 기초한 원료 가스의 유량의 산출이, 당해 프로그램에 의해 행하여진다. 프로그램은, 예를 들어 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 메모리 카드, DVD 등의 기억 매체에 저장되어, 제어부(10)에 인스톨된다.
성막 장치(1)에 있어서, 성막 처리를 행하기 전에 행하여지는 원료 가스(WCl5 가스)의 유량 조정 공정에 대해서, 도 6의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 이 유량 조정 공정은, 성막 처리 시에 있어서, 웨이퍼(B)에 공급되는 처리 가스 중의 원료 가스의 유량을 원하는 값으로 하기 위한 공정이다. 보다 구체적으로는, 성막 처리 시에 있어서의 가스 공급원(44)으로부터 MFC(47)를 통해서 공급되는 캐리어 가스의 유량과, 가스 공급원(59)으로부터 MFC(58)를 통해서 공급되는 희석 가스의 유량의 비율을 결정한다. 설명을 위해서 도 7, 도 8도 적절히 참조한다. 이 도 7, 도 8은, 처리 가스 공급관(52) 및 처리 가스 공급부(41)의 각 배관에서의 밸브의 개폐 상태 및 가스의 통류 상태를 나타내고 있으며, 닫혀 있는 밸브에 대해서 해칭을 부여하고 있다. 또한, 배관에 대해서는 가스가 유통하고 있는 부위를, 가스가 유통하고 있지 않은 부위에 비해서 굵게 나타내고 있다.
처리 용기(11) 내에 웨이퍼(B)가 격납되어 있지 않고, 당해 처리 용기(11) 내가 미리 설정된 압력의 진공 분위기로 된다. 그리고 각 밸브가 폐쇄된 상태로부터, 밸브(V2, V4, V8, V9)가 개방된 상태로 됨과 함께, 성막 처리를 행할 때와 마찬가지로 밸브(V1)의 개폐가 반복된다. 도 7의 좌측, 우측은, 그렇게 밸브(V1)가 폐쇄된 상태, 개방된 상태를 각각 나타낸 것이다. 이러한 각 부의 동작에 의해, 희석 가스(N2 가스)와, 바이패스관(45)을 통과한 캐리어 가스(N2 가스)가 처리 가스 공급관(52)에 공급되고, 또한 간헐적으로 처리 용기(11) 내에 공급된다. 가스 공급원(44)으로부터 MFC(47)를 통해서 공급되는 캐리어 가스의 유량, 가스 공급원(59)으로부터 MFC(58)를 통해서 공급되는 희석 가스의 유량에 대해서는, 각각 성막 처리 시의 유량으로서 미리 설정된 유량으로 된다.
제어부(10)는, 상기와 같이 밸브(V1)의 개폐가 반복되어 희석 가스 및 캐리어 가스가 처리 용기(11)에 공급되는 동안에, MFM(56)으로부터 송신되는 검출 신호를 취득한다. 그러한 후, 밸브(V1, V2, V4, V8, V9)를 닫아, 처리 용기(11) 내에의 희석 가스 및 캐리어 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 특정 기간에 얻어진 검출 신호로부터 유량의 평균값을 산출한다. 이 특정 기간은, 예를 들어 밸브(V1)의 1회의 개폐를 1개폐 사이클로 하면, 마지막 개폐 사이클을 포함하는 10개폐 사이클이 행하여지는 기간이다. 이렇게 산출된 유량의 평균값을, 원료 가스인 WCl5 가스의 유량이 0일 때의 유량으로서 설정한다. 즉, MFM(56)의 제로점 조정에 상당하는 처리를 행한다(스텝 S1).
계속해서, 각 밸브가 폐쇄된 상태로부터, 밸브(V2 내지 V4, V7, V8)가 개방된 상태로 되어, 처리 가스 및 희석 가스가 처리 가스 공급관(52)을 통해서 처리 용기(11) 내에 공급됨과 함께, 스텝 S1과 마찬가지로 밸브(V1)의 개폐가 반복해서 행하여진다. 도 8의 좌측, 우측은, 그렇게 밸브(V1)가 폐쇄된 상태, 개방된 상태를 각각 나타낸 것이다. 이러한 각 부의 동작에 의해, 희석 가스를 포함하는 처리 가스가 처리 가스 공급관(52)에 공급되고, 또한 간헐적으로 처리 용기(11) 내에 공급된다. 가스 공급원(44)으로부터 MFC(47)를 통해서 공급되는 캐리어 가스의 유량, 가스 공급원(59)으로부터 MFC(58)를 통해서 공급되는 희석 가스의 유량에 대해서는, 각각 직전에 행하여진 스텝 S1과 동일한 유량으로 된다.
제어부(10)는, 상기와 같이 밸브(V1)의 개폐가 반복되어 처리 가스 및 희석 가스가 공급되고 있는 동안에, MFM(56)으로부터 송신되는 검출 신호를 취득한다. 그러한 후, 밸브(V1 내지 V4, V7, V8)를 닫아, 처리 용기(11) 내에의 처리 가스 및 캐리어 가스의 공급을 정지한다. 그리고, 예를 들어 상기 특정 기간에서 얻어진 검출 신호로부터 유량의 평균값을 산출하여, 이 산출값을 WCl5 가스의 유량으로 한다(스텝 S2). 즉, 스텝 S1, S2에서는, 도 4의 하측의 그래프에서 나타낸 기간(A2) 중에 취득되는 유량의 평균값과, 기간(A1) 중에 취득되는 유량의 평균값의 차분이 산출되어 있게 된다. 도 3, 도 4에서 설명한 바와 같이 오리피스(55)의 작용에 의해, 스텝 S1, S2에서 MFM(56)에 의해 검출되는 유량값의 변동은 억제되어, 산출되는 WCl5 가스의 유량값은 정밀도가 높은 것으로 된다.
제어부(10)는, 산출된 WCl5 가스의 유량과 목표값의 차분을 산출하여, WCl5 가스의 유량이 목표값으로 되도록, 당해 차분에 기초하여, 성막 처리 시에 있어서의 캐리어 가스의 유량에 대한 희석 가스의 유량의 비율의 설정을 변경한다(스텝 S3). 즉, MFC(47, 58)의 설정이 변경된다. 상기 캐리어 가스 및 희석 가스에 대한 비율의 변경은, 캐리어 가스의 유량과 희석 가스의 유량의 합계 유량에 대해서 변경되지 않도록 행하여진다.
계속해서, 스텝 S1 내지 S3이 미리 설정된 횟수 실시되었는지 여부가 판정된다(스텝 S4). 미리 설정된 횟수 실시되었다고 판정된 경우에는, 마지막으로 행하여진 스텝 S3에서 설정된 캐리어 가스의 유량, 희석 가스의 유량이, 각각 성막 처리 시의 캐리어 가스의 유량, 희석 가스의 유량으로서 결정된다(스텝 S5). 한편, 스텝 S4에서 스텝 S1 내지 S3이 미리 설정된 횟수 실시되지 않았다고 판정된 경우에는, 스텝 S1 이후의 각 스텝이 다시 실행된다.
계속해서, 상기 원료 가스의 유량 조정 공정 후에 행하여지는 웨이퍼(B)의 성막 처리에 대해서, 도 1을 참조하면서 설명한다. 이하의 성막 처리의 설명에서의 처리 가스에는, 희석 가스가 포함되는 것으로 한다. 웨이퍼(B)가 처리 용기(11)에 반입되고, 처리 용기(11) 내가 원하는 압력의 진공 분위기로 된다. 계속해서 각 밸브가 폐쇄된 상태로부터, 밸브(V6, V14)가 개방된 상태로 되어, 가스 공급관(62, 78)을 통해서 처리 용기(11) 내에 N2 가스의 공급이 행하여진다. 계속해서, 밸브(V2, V3, V7, V8)가 개방되어, 유량 조정 공정의 스텝 S5에서 결정된 유량으로 캐리어 가스, 희석 가스가 각각 가스 공급원(44, 59)으로부터 MFC(47, 58)를 통해서 공급되어, 처리 가스가 도 8의 좌측에서 나타내는 바와 같이 버퍼 탱크(54)에 모아지는 상태로 된다. 한편, 버퍼 탱크(71)에는 H2 가스가 공급되어 저류된다.
계속해서, 밸브(V1)가 개방되어, 도 8의 우측에서 나타낸 바와 같이 버퍼 탱크(71)에 저류된 처리 가스가 처리 용기(11) 내에 공급된다. 또한, 이 밸브(V1)의 개방과 함께 밸브(V12)가 개방되어, 가스 공급관(74)을 통해서 첨가 가스인 H2 가스가 처리 용기(11)에 공급된다(스텝 T1). 웨이퍼(B)에 WCl5가 흡착됨과 함께, H2 가스의 작용에 의해 당해 WCl5가 활성화한다. 계속해서 밸브(V1)가 폐쇄되어, 처리 용기(11) 내에의 처리 가스의 공급이 정지한다. 그리고, 밸브(V5, V13)가 개방되어, 가스 공급관(61, 77)을 통해서 퍼지 가스가 처리 용기(11) 내에 공급되어, 처리 용기(11) 내가 퍼지된다(스텝 T2). 한편, 밸브(V1)의 폐쇄에 의해, 처리 가스는 다시 버퍼 탱크(54)에 모아진다.
그러한 후, 밸브(V5, V13)가 폐쇄되어, 처리 용기(11) 내에의 퍼지 가스의 공급이 정지된다. 그리고, 밸브(V11)가 개방되어, 환원 가스 공급관(53)을 통해서 환원 가스인 H2 가스가 처리 용기(11) 내에 공급되어, 웨이퍼(B)에 흡착된 WCl5가 환원되어서 W의 박층이 형성된다(스텝 T3). 계속해서, 밸브(V11)가 폐쇄되어 처리 용기(11) 내에의 H2 가스의 공급이 정지된다. 그리고, 밸브(V5, V13)가 개방되어, 가스 공급관(61, 77)을 통해서 퍼지 가스가 처리 용기(11) 내에 공급되어, 처리 용기(11) 내가 퍼지된다(스텝 T4). 이상으로 설명한 스텝 T1 내지 T4로 이루어지는 사이클이 반복되어, 웨이퍼(B)에 W의 박층이 퇴적되어서 W막이 형성된다. W막이 원하는 막 두께로 되면, 스텝 T1 내지 T4의 사이클이 정지되고, 웨이퍼(B)는 처리 용기(11) 내로부터 반출된다.
상기 성막 처리의 각 스텝(즉 T1 내지 T4)의 실시 중에, 제어부(10)는, MFM(56)으로부터 출력되는 검출 신호를 수신하고, WCl5 가스의 유량을 취득한다. 그리고, WCl5 가스의 유량의 평균값을 산출한다. 이 평균값과 목표값의 사이에 어긋남이 있는 경우에는, 당해 차이에 대응하는 분만큼, 캐리어 가스의 유량과 희석 가스의 유량의 비율의 설정을 변경한다. 즉, 상기한 원료 가스의 유량 조정 공정의 스텝 S3과 마찬가지의 설정의 조정이 행하여진 뒤에, 다음 웨이퍼(B)의 처리가 행하여진다.
이 성막 장치(1)에 의하면, 처리 가스에 포함되는 WCl5 가스의 유량을 정밀도 높게 검출할 수 있다. 따라서, 각 웨이퍼(B)에 W막을 성막하는 데 있어서, W막의 막 두께를 정밀도 높게 목표값에 맞출 수 있다. 그런데 W막을 성막하는 데 있어서, 원료 용기(42)에 수용하는 고체 원료로서는 WCl5에 한정되지는 않고, WCl6(육염화텅스텐)이어도 된다. 또한, 고체 원료를 사용해서 성막을 행하는 경우, W막을 성막하는 것에 한정되지는 않는다. 예를 들어 고체 원료로서 루테늄카르보닐(Ru3(CO)12)을 사용해서 루테늄막을 성막해도 된다. 그 밖에, 예를 들어 상온에서 고체의 염화탄탈을 기화시킨 가스와 환원 가스를 사용해서 탄탈막을 성막하는 경우에도, 본 기술을 적용할 수 있다.
또한, 상기와 같이 고체 원료를 기화시켜서 웨이퍼(B)에 처리를 행하는 경우에 한정되지는 않고, 액체 원료를 기화시켜서 웨이퍼(B)에 처리를 행하는 경우에도 본 기술을 적용할 수 있다. 일례를 들면, 액체 원료인 펜타에톡시탄탈을 기화시킨 가스와 산화 가스를 사용해서 산화탄탈을 성막할 수 있다. 또한, ALD를 행하는 성막 장치에 본 기술을 적용하는 것에 한정되지는 않으며, CVD(Chemical Vapor Deposition)를 행하는 성막 장치에 본 기술을 적용해도 된다. 또한, 본 기술은 성막 처리에만 적용되는 것에 한정되지는 않는다. 예를 들어 플루오로카본계 액체를 수용한 용기에 캐리어 가스를 공급하고, 당해 액체를 기화시켜서 에칭 가스를 생성하고, 그 에칭 가스에 의해 웨이퍼(B) 표면의 산화실리콘계 막의 에칭을 행하는 경우에도 본 기술을 적용할 수 있다. 즉, 원료 용기(42)에 수용되는 원료로서는 기판에 처리를 행하는 가스를 생성하는 원료이면 되며, 성막 원료에 한정되지는 않는다. 더욱 상세하게 설명하면, 처리 용기(11) 내에서 처리를 행하는 처리 압력보다도 작은 증기압을 갖는 고체 원료 또는 액체 원료로부터 생성하는 원료 가스를, 캐리어 가스를 사용해서 당해 처리 용기(11) 내에 공급할 필요가 있는 공급계에서, 본 기술을 적용할 수 있다.
또한, 상기 예에서는 처리 가스 공급관(52)의 유로의 일부를 오리피스(55)로 해서 협착된 유로를 형성하고 있지만, 당해 오리피스(55)를 마련하는 것에 한정되지는 않는다. MFM(56)보다도 하류측에서, 예를 들어 관 직경이 하류측을 향함에 따라서 축소되는 부위가 마련되도록 처리 가스 공급관(52)을 구성한다. 즉, 처리 가스 공급관(52)의 일부에 대해서, 나팔관으로서 구성함으로써 협착된 유로를 형성하여, 컨덕턴스를 저하시켜도 된다. 또한, 상기 예에서는 가스 저류부로서 버퍼 탱크(54)가 마련되어 있지만, 이 가스 저류부가 마련되지 않는 구성이어도 된다. 또한, 가스 저류부로서는 버퍼 탱크(54)를 마련하는 대신에 처리 가스 공급관의 일부를 직경 확대시켜, 버퍼 탱크(54)와 마찬가지로 대량의 가스를 일시 저류하는 효과가 얻어지도록 해도 된다.
또한, 이해를 용이하게 하기 위해서 MFM의 일례를 나타냈지만, MFM으로서는 이미 설명한 구성에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 주 유로(91)에 대해서 굴곡되어 구성된 것이어도 된다. 또한, MFM으로서는 열식 유량계로 하는 것에 한정되지는 않고, 예를 들어 저항체(93)의 전후 압력을 각각 검출하여, 그것들의 차압에 기초해서 유량을 검출하는 차압 유량계이어도 된다. 또한, 상기 예에서는 캐리어 가스를 바이패스시키는 기간(A1) 내의 임의의 기간의 유량의 평균값과, 처리 가스를 공급하는 기간(A2) 내의 임의의 기간의 유량의 평균값의 차분을 산출하여, 산출값을 WCl5 가스의 유량으로 하는 것으로 하였다. 그 산출에 한정되지는 않고, 예를 들어 기간(A1, A2)의 개시 타이밍을 맞춰서 차분을 산출하여, 처리 중인 WCl5 가스의 유량의 추이를 구해도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 특허 청구 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태에서 생략, 치환, 변경 또는 조합이 행하여져도 된다.
(평가 시험)
계속해서 본 기술에 관련해서 행하여진 평가 시험에 대해서 설명한다.
평가 시험 1
평가 시험 1로서, 도 1에서 설명한 성막 장치(1)를 사용해서 이미 설명한 성막 처리 시와 마찬가지로 밸브(V1)를 반복해서 개폐함과 함께, 처리 용기(11)에 처리 가스를 공급하였다. 그 동안에 MFM(56)으로부터 출력되는 검출 신호를 취득하여, 검출되는 유량을 모니터하였다. 즉, 처리 가스 공급관(52)에 오리피스(55)를 마련한 상태에서 유량의 검출을 행하였다. 또한, 비교 시험 1로서, 처리 가스 공급관(52)에 오리피스(55)가 마련되지 않는 것을 제외하고는, 평가 시험 1과 마찬가지의 조건에서 유량의 검출을 행하였다.
도 9, 도 10은 평가 시험 1, 비교 시험 1의 결과를 각각 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 경과한 시간(단위: 초)을, 그래프의 종축은 검출된 유량(단위: sccm)을 각각 나타내고 있다. 도 10에 도시하는 바와 같이 비교 시험 1에서는, 도 4의 설명에서도 설명한 바와 같이 그래프의 파형의 진동, 즉 유량의 변동폭이 크다. 그러나 도 9에 도시하는 바와 같이 평가 시험 1에서는, 이 변동폭이 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서 이 평가 시험 1로부터는, 도 4에서 설명한 바와 같이, 오리피스(55)를 마련함으로써 검출되는 유량의 변동을 억제할 수 있다는 효과가 나타났다.
평가 시험 2
평가 시험 2로서, 평가 시험 1과 마찬가지로 처리 가스 공급관(52)에 오리피스(55)가 마련된 상태에서, 밸브(V1)를 반복해서 개폐함과 함께, 처리 용기(11)에 처리 가스를 공급하였다. 서로 동일한 조건에서 이 처리 가스의 공급을 5회 행하고, 각 회에서의 원료 가스의 유량의 산출값의 추이를 조사하였다. 또한, 비교 시험 2로서, 처리 가스 공급관(52)에 오리피스(55)가 마련되지 않는 것을 제외하고는, 평가 시험 2와 마찬가지의 시험을 행하였다.
도 11, 도 12는 평가 시험 2, 비교 시험 2의 결과를 각각 나타내는 그래프이며, 도 9, 도 10의 그래프와 마찬가지로, 도 11, 도 12의 그래프의 횡축, 종축은, 경과 시간, 유량을 각각 나타내고 있다. 단, 도 11, 도 12의 그래프는, 제어부(10)에 대해서 MFM(56)의 제로점 조정에 상당하는 처리(스텝 S1)가 행하여진 후에, MFM(56)으로부터 출력되는 검출 신호를 수신하여, 계산된 WCl5 가스의 유량을 나타내고 있다. 유량의 단위는 mg/분이다. 도 12의 그래프에 있어서, 각 측정 회의 결과를 서로 다른 선종에 의해 나타내고 있다. 이 그래프에 나타내는 바와 같이 비교 시험 2에서는, 측정 회마다 산출되는 원료 가스의 유량의 추이에 어긋남이 확인되었다. 한편, 평가 시험 2에서는, 각 측정 회의 유량의 추이는 대략 일치하여, 그래프의 선은 서로 겹쳐졌기 때문에, 도 11에서는 하나의 선종만 나타내고 있다. 따라서 이 평가 시험 2로부터는, 오리피스(55)를 마련함으로써, 원료 가스의 유량의 검출을 반복함에 있어서의 재현성이 높아진 것으로 확인되었다. 이렇게 재현성이 높아진 것은, 검출 정밀도가 높아진 것으로 추정된다.
B: 웨이퍼
10: 제어부
11: 처리 용기
4: 가스 공급 기구
42: 원료 용기
52: 처리 가스 공급관
55: 오리피스
56: MFM

Claims (6)

  1. 기판을 격납하는 처리 용기에 처리 가스를 공급해서 처리를 행하는 가스 공급 장치에 있어서,
    액체 또는 고체의 원료를 수용하는 원료 용기와,
    상기 원료 용기 내에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급부와,
    상기 원료 용기로부터, 기화한 상기 원료와 상기 캐리어 가스를 포함하는 상기 처리 가스를 상기 처리 용기에 공급하는 가스 공급로와,
    상기 처리 가스의 유량을 측정하기 위해서 상기 가스 공급로에 마련되는 유량계와,
    상기 가스 공급로에 있어서 상기 유량계의 하류측에 마련되어, 당해 가스 공급로에서의 상기 유량계와의 사이의 압력의 평균값을 상승시키기 위해서 협착된 유로를
    구비하는 가스 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스 공급로에 있어서, 상기 협착된 유로의 하류측에, 상기 처리 가스의 처리 용기에의 급단을 행하는 밸브가 마련되는, 가스 공급 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가스 공급로에 있어서 상기 유량계의 하류측에 상기 처리 가스를 일시적으로 저류하기 위한 가스 저류부가 마련되고,
    상기 협착된 유로는, 상기 밸브와, 당해 가스 저류부의 사이에 마련되는, 가스 공급 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 협착된 유로는 오리피스인, 가스 공급 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 가스는, 상기 기판에 성막을 행하기 위한 성막 가스인, 가스 공급 장치.
  6. 기판을 격납하는 처리 용기에 처리 가스를 공급해서 처리를 행하는 가스 공급 방법에 있어서,
    액체 또는 고체의 원료를 수용하는 원료 용기에 캐리어 가스를 공급하는 공정과,
    상기 원료 용기로부터, 기화한 상기 원료와 상기 캐리어 가스를 포함하는 상기 처리 가스에 대해서, 가스 공급로를 통류시켜서 상기 처리 용기에 공급하는 공정과,
    상기 가스 공급로에 마련되는 유량계에 의해, 상기 처리 가스의 유량을 측정하는 공정을
    구비하고,
    상기 가스 공급로에 있어서 상기 유량계의 하류측에는, 당해 가스 공급로에서의 상기 유량계와의 사이의 압력의 평균값을 상승시키기 위해서 협착된 유로가 마련되는 가스 공급 방법.
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