特許 6913498 流量制御器の出力流量を求める方法及び被処理体を処理する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6913498

(24)【登録日】2021年7月14日

(45)【発行日】2021年8月4日

(54)【発明の名称】流量制御器の出力流量を求める方法及び被処理体を処理する方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 7/06 20060101AFI20210727BHJP

【ＦＩ】

   G05D7/06 Z

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-82022(P2017-82022)

(22)【出願日】2017年4月18日

(65)【公開番号】特開2018-181102(P2018-181102A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2019年12月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122507

【弁理士】

【氏名又は名称】柏岡 潤二

(72)【発明者】

【氏名】網倉 紀彦

(72)【発明者】

【氏名】実吉 梨沙子

【審査官】 杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０５９１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５８０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５５３０７１８（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ ７／００ − ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス供給部の流量制御器の出力流量を求める方法であって、
前記ガス供給部は、
ガスソースに接続される第１の配管と、
前記第１の配管の下流に設けられた流量制御器と、
前記流量制御器の下流に設けられた第２の配管と、
を備え、
前記第２の配管の下流には前記第２の配管内の圧力を調整可能な絞り機構が設けられ、
前記絞り機構の下流にはタンクが設けられ、
前記方法は、
前記絞り機構が開放された状態で、指定された設定流量に応じてその流量が調整されたガスを前記流量制御器から出力する第１の工程と、
前記第１の工程において前記流量制御器からのガスの出力が継続されている状態で、前記第２の配管内の圧力が目標圧力値になるように前記絞り機構を調整する第２の工程と、
前記第２の工程において前記第２の配管内の圧力が前記目標圧力値に設定された後に、前記タンク内の圧力値及び温度値を用いて前記流量制御器の出力流量を求める第３の工程と、
を含む、方法。

【請求項2】

前記タンクの下流にはバルブが設けられ、
前記第１の工程では、前記絞り機構及び前記バルブが開放された状態で、指定された設定流量に応じてその流量が調整されたガスを前記流量制御器から出力し、
前記第３の工程では、前記第２の配管内の圧力が前記目標圧力値に設定された後に前記バルブを閉鎖し、該バルブが閉鎖された後に、前記流量制御器を介して供給されるガスが溜められる前記タンクを含む流路の既知の容積、前記タンク内の温度値、及び、単位時間あたりの前記タンク内の圧力値の上昇量から、前記流量制御器の出力流量を求める、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記タンクの内部空間は、第１の空間と該第１の空間よりも下流に設けられた第２の空間を含み、前記第１の空間及び前記第２の空間は、前記第１の空間内の圧力が前記第２の空間内の圧力の２倍以上になるようにオリフィスを介して接続されており、
前記第３の工程では、前記第１の空間内の圧力値及び温度値から、前記流量制御器の出力流量を求める、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記目標圧力値を互いに異なる複数の圧力値に変更しながら、前記第１の工程、前記第２の工程及び前記第３の工程を含むシーケンスを繰り返し実行し、前記複数の圧力値と前記流量制御器の出力流量との関係を定める較正用データを得る、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。

【請求項5】

基板処理装置を用いて被処理体を処理する方法であって、
前記基板処理装置は、
チャンバを提供するチャンバ本体と、
前記チャンバ内において被処理体を支持するステージと、
前記チャンバ内にガスを供給するためのガス供給部であり、ガスソースに接続される第１の配管と、前記第１の配管の下流に設けられた流量制御器と、前記流量制御器の下流に設けられており、前記チャンバに接続された第２の配管とを含む、該ガス供給部と、
前記チャンバに接続された排気装置と、
前記チャンバと前記排気装置との間に設けられた圧力調整弁と、
を備え、
前記方法は、
前記圧力調整弁によって前記チャンバ内の圧力を、指定された設定圧力に設定する第１の工程と、
複数の圧力値と前記流量制御器の出力流量との関係を定める較正用データに基づいて、前記第２の配管内の圧力値に応じた前記流量制御器の出力流量を求める第２の工程と、
指定された設定流量に対する前記第２の工程において求められた出力流量の誤差が減少するように前記流量制御器のコントロールバルブを制御する第３の工程と、
前記第３の工程によって前記流量制御器から出力されたガスを用いて、前記チャンバ内において前記被処理体を処理する第４の工程と、
を含み、
前記較正用データは請求項４に記載の方法によって得られる、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、流量制御器の出力流量を求める方法及び被処理体を処理する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスといった電子デバイスの製造においては、基板処理装置が用いられる。基板処理装置のチャンバには、基板を処理するためのガスがガス供給部から供給される。ガス供給部は、ガスの流量を調整するために流量制御器を有している。

【0003】

流量制御器は、目標値である設定流量と、当該流量制御器において測定された圧力値又は温度値等から求められる算出流量との差異を減少させるように動作する。流量制御器の算出流量は、当該流量制御器から実際に出力される出力流量と一致するように較正されている。しかしながら、流量制御器の算出流量は、当該流量制御器の出力流量に対して大きな誤差が生じる場合がある。例えば、流量制御器の使用時間の経過につれて、流量制御器の算出流量は当該流量制御器の出力流量に対して誤差が生じる場合がある。したがって、流量制御器の出力流量を求める必要がある。

【0004】

流量制御器の出力流量を求める手法としては、例えば特許文献１に記載の方法が知られている。この方法では、流量制御器とチャンバとの間にオリフィスを設け、オリフィスから音速でガスが出力されている状態でオリフィスの上流側の圧力値を測定する。そして、測定された圧力値から、流量制御器を介してチャンバ内に供給されるガスの流量を算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許５５３０７１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、オリフィスから出力されるガスが音速であるという条件下で流量制御器の出力流量を求める手法であり、このような条件が成立しない環境下では流量制御器の出力流量を高い精度で算出することは難しい。

【0007】

したがって、本技術分野では、流量制御器によるガスの出力流量を高精度に求めることができる手法が要請されている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一態様では、ガス供給部の流量制御器の出力流量を求める方法が提供される。このガス供給部は、ガスソースに接続される第１の配管と、第１の配管の下流に設けられた流量制御器と、流量制御器の下流に設けられた第２の配管と、を備える。第２の配管の下流には第２の配管内の圧力を調整可能な絞り機構が設けられ、絞り機構の下流にはタンクが設けられている。この方法は、絞り機構が開放された状態で、指定された設定流量に応じてその流量が調整されたガスを流量制御器から出力する第１の工程と、第１の工程において流量制御器からのガスの出力が継続されている状態で、第２の配管内の圧力が目標圧力値になるように絞り機構を調整する第２の工程と、第２の工程において第２の配管内の圧力が目標圧力値に設定された後に、タンク内の圧力値及び温度値を用いて流量制御器の出力流量を求める第３の工程と、を含む。

【0009】

本発明者らは、流量制御器から実際に出力されるガスの出力流量（以下、「実流量」ともいう。）は、流量制御器の下流側圧力、すなわち第２の配管内の圧力（２次側の圧力）に依存することを見出した。したがって、流量制御器の上流側の圧力値のみを用いて当該流量制御器の出力流量を算出する従来手法では、流量制御器の算出流量と実流量との間に大きな差異が生じることがある。一態様に係る方法では、第２の配管内の圧力が目標圧力値になるように絞り機構を調整した後に、タンク内の圧力値及び温度値に基づいて流量制御器の出力流量を算出しているので、流量制御器の２次側の圧力に応じた流量制御器の出力流量を把握することができる。したがって、流量制御器によるガスの出力流量を高精度に求めることができる。

【0010】

一実施形態では、タンクの下流にはバルブが設けられ、第１の工程では、絞り機構及びバルブが開放された状態で、指定された設定流量に応じてその流量が調整されたガスを流量制御器から出力し、第３の工程では、第２の配管内の圧力が目標圧力値に設定された後にバルブを閉鎖し、該バルブが閉鎖された後に、流量制御器を介して供給されるガスが溜められるタンクを含む流路の既知の容積、タンク内の温度値、及び、単位時間あたりのタンク内の圧力値の上昇量から、流量制御器の出力流量を求めてもよい。

【0011】

一実施形態では、タンクの内部空間は、第１の空間と該第１の空間よりも下流に設けられた第２の空間を含み、第１の空間及び第２の空間は、第１の空間内の圧力が第２の空間内の圧力の２倍以上になるようにオリフィスを介して接続されており、 第３の工程では、第１の空間内の圧力値及び温度値から、流量制御器の出力流量を求めてもよい。

【0012】

一実施形態では、目標圧力値を互いに異なる複数の圧力値に変更しながら、第１の工程、第２の工程及び第３の工程を含むシーケンスを繰り返し実行し、複数の圧力値と流量制御器の出力流量との関係を定める較正用データを得てもよい。

【0013】

一態様では、基板処理装置を用いて被処理体を処理する方法が提供される。この基板処理装置は、チャンバを提供するチャンバ本体と、チャンバ内において被処理体を支持するステージと、チャンバ内にガスを供給するためのガス供給部であり、ガスソースに接続される第１の配管と、第１の配管の下流に設けられた流量制御器と、流量制御器の下流に設けられており、チャンバに接続された第２の配管とを含む、該ガス供給部と、チャンバに接続された排気装置と、チャンバと排気装置との間に設けられた圧力調整弁と、を備える。この方法は、圧力調整弁によってチャンバ内の圧力を、指定された設定圧力に設定する第１の工程と、複数の圧力値と流量制御器の出力流量との関係を定める較正用データに基づいて、第２の配管内の圧力値に応じた流量制御器の出力流量を求める第２の工程と、指定された設定流量に対する第２の工程において求められた出力流量の誤差が減少するように流量制御器のコントロールバルブを制御する第３の工程と、第３の工程によって流量制御器から出力されたガスを用いて、チャンバ内において被処理体を処理する第４の工程と、を含む。

【0014】

上記一態様に係る方法では、第２の配管内の圧力値に対応する較正用データに基づいて、流量制御器の出力流量が求められる。このように求められた出力流量は、流量制御器の下流側圧力を考慮して算出された流量であるので、流量制御器の実際の出力流量に対する誤差が小さい。したがって、このように算出された出力流量と設定流量との差異が減少するように流量制御器を制御することにより、流量制御器から実際に出力されるガスの流量と設定流量との差異を小さくすることができる。

【0015】

一実施形態では、較正用データは上述の流量制御器の出力流量を求める方法によって得られてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明の一態様及び種々の実施形態によれば、流量制御器によるガスの出力流量を高精度に求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態に係る流量制御器の出力流量を求める方法を示す流れ図である。

【図2】一実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す縦断面図である。

【図3】第２のガス供給システム及びガス流量測定機構の一例を示す図である。

【図4】工程ＳＴ４の実行後のバルブの状態を示す図である。

【図5】第２の配管内の圧力と流量制御器の出力流量との関係を示すグラフである。

【図6】別の実施形態に係る流量制御器の出力流量を求める方法を示す流れ図である。

【図7】変形例に係るタンクを概略的に示す縦断面図である。

【図8】一実施形態に係る被処理体を処理する方法を示す流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととし、同一又は相当の部分に対する重複した説明は省略する。また、各図面の寸法比率は、必ずしも実際の寸法比率とは一致していない。

【0019】

図１は、一実施形態に係る流量制御器の出力流量を求める方法を示す流れ図である。この方法は、ガス供給部を備える基板処理装置に適用することができる。基板処理装置は、任意の基板処理装置であり得るものであり、例えばプラズマ処理装置であってもよい。

【0020】

図２は、図１に示す方法が適用され得る基板処理装置の一例を概略的に示す図である。図２に示す基板処理装置１０は、チャンバ本体１２を備えている。チャンバ本体１２は、側壁１２ｓを有している。側壁１２ｓは、軸線Ｚを中心とする略円筒形状を有している。側壁１２ｓの下端には底壁が設けられている。チャンバ本体１２は、その内部空間をチャンバ１２ｃとして提供している。チャンバ本体１２の内壁面は、例えば陽極酸化処理が施されたアルミにより構成されている。

【0021】

チャンバ本体１２の底壁上には、略円筒状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、例えば絶縁材料により形成されている。支持部１４は、チャンバ本体１２内において、チャンバ本体１２の底壁から軸線Ｚに平行な方向に沿って延在している。支持部１４上には、ステージＳＴが支持されている。

【0022】

ステージＳＴは、その上面において被処理体（以下「ウエハＷ」という。）を支持する。ステージＳＴは、下部電極ＬＥと静電チャックＥＳＣとを含んでいる。下部電極ＬＥは、第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂを含んでいる。第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂは、例えばアルミニウム等の金属から構成されており、略円盤形状を有している。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａと電気的に接続されるように第１プレート１８ａに支持されている。

【0023】

第２プレート１８ｂ上には、静電チャックＥＳＣが支持されている。静電チャックＥＳＣは、導電膜である電極を一対の絶縁層又は絶縁シート間に配置した構造を有している。静電チャックＥＳＣの電極には、直流電源２２がスイッチ２３を介して電気的に接続されている。静電チャックＥＳＣは、直流電源２２からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力によりウエハＷを吸着する。これにより、静電チャックＥＳＣは、ウエハＷを保持することができる。

【0024】

第２プレート１８ｂの周縁部上には、フォーカスリングＦＲが設けられている。フォーカスリングＦＲは、ウエハＷ及び静電チャックＥＳＣを囲むように環状に延在している。フォーカスリングＦＲは、エッチングの均一性を向上させるためのものであり、エッチング対象膜の材料に応じて選択される材料、例えばシリコンや石英により構成されている。

【0025】

第２プレート１８ｂの内部には、温調機構として機能する冷媒流路２４が設けられている。冷媒流路２４には、チャンバ本体１２の外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａを介して冷媒が供給され、冷媒流路２４に供給された冷媒は配管２６ｂを介してチラーユニットに戻される。即ち、冷媒流路２４には、冷媒が循環するように供給される。チラーユニットによって冷媒流路２４に供給される冷媒の温度が調整されることで、静電チャックＥＳＣ上に支持されたウエハＷの温度が制御される。

【0026】

また、基板処理装置１０は、デポシールド４７を備えている。デポシールド４７は、チャンバ本体１２の内壁及び支持部１４の外周に沿って設けられている。デポシールド４７は、アルミニウムにＹ_２Ｏ_３等のセラミックスを被覆することにより構成されており、エッチングにより生じる副生成物がチャンバ本体１２に付着することを防止する。

【0027】

ステージＳＴには、ガス供給ライン２８が形成されている。ガス供給ライン２８は、チャンバ本体１２の外部からステージＳＴを厚さ方向に貫通するように延在しており、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスを静電チャックＥＳＣの上面とウエハＷの裏面との間に供給する。

【0028】

ステージＳＴとチャンバ本体１２の側壁１２ｓとの間には、バッフル板４８が設けられている。バッフル板４８は、例えば、アルミニウム材に酸化イットリウム等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。このバッフル板４８には、複数の貫通孔が形成されている。

【0029】

バッフル板４８の下方においてチャンバ本体１２には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０と排気口１２ｅとの間には、圧力調整弁５１が設けられている。排気装置５０は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ１２ｃ内の圧力を圧力調整弁５１の開度に応じた真空度まで減圧することができる。

【0030】

また、チャンバ本体１２の側壁にはウエハＷの搬入出口１２ｇが設けられている。搬入出口１２ｇは、ゲートバルブ５４により開閉可能となっている。

【0031】

基板処理装置１０は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、ステージＳＴの上方において、当該ステージＳＴと対向するように配置されている。下部電極ＬＥと上部電極３０とは、互いに略平行に設けられている。上部電極３０と下部電極ＬＥとの間には、ウエハＷにプラズマ処理するための処理空間Ｓが形成されている。

【0032】

上部電極３０は、絶縁性遮部材３２を介して、チャンバ本体１２の上部に支持されている。上部電極３０は、例えばステージＳＴの上面から軸線Ｚ方向に沿った距離Ｇが変更できるように構成され得る。上部電極３０は、電極板３４と電極支持体３６とを含んでいる。電極板３４は処理空間Ｓに露出している。この電極板３４には複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。電極板３４は、例えばシリコンにより形成されている。なお、図１に示す実施形態では、電極板３４は平板形状を有しているが、一実施形態では、電極板３４は、外周部につれて上部電極３０とステージＳＴの上面との距離Ｇが短くなるようなテーパ形状を有してもよい。

【0033】

電極支持体３６は、電極板３４を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウム等の導電性材料により形成されている。電極支持体３６は、水冷構造を有していてもよい。電極支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａには、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通するように、複数のガス通流孔３６ｂが下方に延びている。また、電極支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。

【0034】

ガス供給管３８には、第１のガス供給システム４０が設けられている。第１のガス供給システム４０は、チャンバ内にウエハＷを処理するためのプロセスガスを供給するためのものであり、ガスソース群４１、バルブ群４２及び流量制御器群４３を有している。ガスソース群４１は、複数のガスソースを含んでいる。これら複数のガスソースの例としては、酸素含有ガス、窒素含有ガス及びエッチングガスのガスソースが挙げられる。酸素含有ガスとしては、例えば酸素（Ｏ_２）ガス、オゾン（Ｏ_３）ガス、一酸化炭素（Ｃ_Ｏ）ガス、二酸化炭素（ＣＯ_２）ガスが例示される。窒素含有ガスとしては、例えば窒素（Ｎ_２）ガス、アンモニア（ＮＨ_３）ガスが例示される。エッチングガスとしては、例えばＣ_４Ｆ_６ガス、Ｃ_４Ｆ_８ガス等のフルオロカーボンガスが例示される。

【0035】

ガスソース群４１の下流には、流量制御器群４３が設けられている。流量制御器群４３は、複数の流量制御器を含んでいる。これらの複数の流量制御器は、例えば圧力制御式の流量制御器（ＦＣＳ）又はマスフローコントローラであり、ガスソース群４１の複数のガスソースにそれぞれ接続されている。流量制御器群４３の下流には、バルブ群４２が設けられている。バルブ群４２は、流量制御器群４３の複数の流量制御器にそれぞれ接続する複数のバルブを含んでいる。ガスソース群４１からのプロセスガスは、流量制御器群４３、バルブ群４２、ガス供給管３８、ガス拡散室３６ａ、複数のガス通流孔３６ｂ及び複数のガス吐出孔３４ａを介して処理空間Ｓ内に対して供給される。

【0036】

また、第１のガス供給システム４０は、ガスソース４４及びバルブ４６を更に含んでいる。ガスソース４４は、パージガスのガス源である。パージガスとしては、希ガスやＮ_２ガス等の不活性ガスが用いられる。希ガスの一例としては、例えばアルゴン（Ａｒ）ガス、Ｈｅガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガスが挙げられる。ガスソース４４からのパージガスは、バルブ４６、ガス供給管３８、ガス拡散室３６ａ、複数のガス通流孔３６ｂ及び複数のガス吐出孔３４ａを介して処理空間Ｓ内に供給される。

【0037】

また、チャンバ本体１２の側壁１２ｓには、ガス導入口８２ａが形成されている。このガス導入口８２ａには、ガス供給管８２が接続されている。ガス導入口８２ａは、軸線Ｚ方向においてステージＳＴと上部電極３０との間に設けられており、ガス供給管８２からのガスを処理空間Ｓに導く。ガス供給管８２には、第３のバルブＶ３が設けられている。ガス供給管８２の第３のバルブＶ３よりも上流側には、第２のガス供給システム８０が接続されている。また、ガス供給管８２の第２のガス供給システム８０と第３のバルブＶ３との間の位置には、配管８４が接続されている。配管８４には、ガス流量測定機構９０が接続されている。

【0038】

以下、図３を参照して、第２のガス供給システム８０及びガス流量測定機構９０について詳細に説明する。第２のガス供給システム８０は、ウエハＷに膜を形成するための成膜原料（プリカーサ）ガスを処理空間Ｓに供給する。図３に示すように、第２のガス供給システム８０は、複数の第１の配管Ｌ１、複数の第１のバルブＶ１、複数の流量制御器ＦＣ、複数の第２の配管Ｌ２、複数の第２のバルブＶ２を備えている。複数の流量制御器ＦＣの各々は、その流量制御器ＦＣの上流にある第１の配管Ｌ１及び下流にある第２の配管Ｌ２と共にガス供給部ＧＰを構成している。すなわち、第２のガス供給システム８０は、複数のガス供給部ＧＰを備えている。

【0039】

複数の第１の配管Ｌ１の一端は、複数のガスソースＧＳにそれぞれ接続されている。複数のガスソースＧＳは、プリカーサのガス源である。プリカーサガスは、例えばシリコン含有ガスである。シリコン含有ガスとしては、ＢＴＢＡＳ（ビスターシャリブチルアミノシラン）、ＢＤＭＡＳ（ビスジメチルアミノシラン）、ＢＤＥＡＳ（ビスジエチルアミノシラン）、ＤＭＡＳ（ジメチルアミノシラン）、ＤＥＡＳ（ジエチルアミノシラン）、ＤＰＡＳ（ジプロピルアミノシラン）、ＢＡＳ（ブチルアミノシラン）、ＤＩＰＡＳ（ジイソプロピルアミノシラン）、ＢＥＭＡＳ（ビスエチルメチルアミノシラン）等のアミノシラン系ガス、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）等のシリコンアルコキシド系ガス、ＳｉＣｌ_４、ＳｉＦ_４等のハロゲン化シリコンガスが例示される。

【0040】

複数の第１の配管Ｌ１には、複数の第１のバルブＶ１がそれぞれ設けられている。複数の第１の配管Ｌ１の下流には、複数の流量制御器ＦＣが設けられている。複数の流量制御器ＦＣは、複数の第１の配管Ｌ１の下流側の他端にそれぞれ接続されている。複数の流量制御器ＦＣの下流には複数の第２の配管Ｌ２が設けられている。これらの第２の配管Ｌ２の一端は、複数の流量制御器ＦＣにそれぞれ接続されている。複数の第２の配管Ｌ２には、複数の第２のバルブＶ２がそれぞれ設けられている。

【0041】

複数の第２の配管Ｌ２の下流側の他端には、ガス供給管８２が接続されている。第３のバルブＶ３は、ガス供給管８２に設けられている。ガス供給管８２の他端、即ち第３のバルブＶ３の下流のガス供給管８２の端部は、基板処理装置１０のチャンバ本体１２に接続されている。したがって、複数の第２の配管Ｌ２は、ガス供給管８２を介してチャンバ本体１２に接続されている。

【0042】

また、第２のガス供給システム８０は、配管ＬＰ１、バルブＶＰ１、配管ＬＰ２、バルブＶＰ２、配管ＬＰ３、複数の配管ＬＰ４、及び複数のバルブＶＰ４を更に備え得る。配管ＬＰ１の一端は、Ｎ_２ガス又は希ガスといったパージガスのガスソースＧＳＰに接続されている。配管ＬＰ１には、バルブＶＰ１が設けられている。配管ＬＰ１は、バルブＶＰ１の下流において、配管ＬＰ２と配管ＬＰ３に接続されている。配管ＬＰ２の一端は、バルブＶＰ１の下流において配管ＬＰ１に接続されており、配管ＬＰ２の他端は、ガス供給管８２に接続されている。配管ＬＰ２にはバルブＶＰ２が設けられている。配管ＬＰ３の一端は、バルブＶＰ１の下流において配管ＬＰ１に接続されている。配管ＬＰ３には、複数の配管ＬＰ４の一端が接続されている。複数の配管ＬＰ４の他端は、複数の第１のバルブＶ１の下流において複数の第１の配管Ｌ１に接続されている。これらの配管ＬＰ４には、複数のバルブＶＰ４がそれぞれ設けられている。

【0043】

複数の流量制御器ＦＣは、例えば圧力制御式の流量制御器である。一実施形態では、複数の流量制御器ＦＣは流量制御器ＦＣ１及び流量制御器ＦＣ２を含んでいる。複数の流量制御器ＦＣの各々は、コントロールバルブＣＶ、オリフィスＯＦ、圧力計Ｐ１、圧力計Ｐ２及び制御回路ＣＣを有している。また、複数の流量制御器ＦＣの各々は、オリフィスＯＦの上流側のガスラインＧＬ１、及びオリフィスＯＦの下流側のガスラインＧＬ２を提供している。ガスラインＧＬ１は、対応の第１の配管Ｌ１に接続されており、ガスラインＧＬ２は、対応の第２の配管Ｌ２に接続されている。

【0044】

コントロールバルブＣＶは、オリフィスＯＦの上流側のガスラインＧＬ１に設けられている。コントロールバルブＣＶとオリフィスＯＦの間において、ガスラインＧＬ１には、当該ガスラインＧＬ１の圧力を計測する圧力計Ｐ１が接続されている。ガスラインＧＬ２には、当該ガスラインＧＬ２の圧力を計測する圧力計Ｐ２が接続されている。

【0045】

流量制御器ＦＣの制御回路ＣＣは、圧力計Ｐ１及び圧力計Ｐ２の少なくとも一方で測定された圧力値に基づいて当該流量制御器ＦＣから出力されるガスの流量を算出する（以下、制御回路ＣＣによって算出されたガスの流量を「算出流量」ともいう。）。そして、制御回路ＣＣにおいて求められた算出流量と、後述する制御部Ｃｎｔによって指定される設定流量との差異が減少するようにコントロールバルブＣＶを制御する。

【0046】

一実施形態では、流量制御器ＦＣは、２つの制御方式を有しており、圧力計Ｐ１及び圧力計Ｐ２で測定された圧力値に応じて２つの制御方式のうち一方の制御方式を選択し、その選択された制御方式に従って算出流量を求めてもよい。具体的には、臨界膨張条件が成立している場合、すなわちガスラインＧＬ１内の圧力がガスラインＧＬ２内の圧力の２倍以上に設定されている場合には、流量制御器ＦＣ内のオリフィスＯＦからガスが一定の速度（音速）で出力されることを利用して、流量制御器ＦＣの圧力計Ｐ１で測定されたガスラインＧＬ１内の圧力値から算出流量を求める。このような制御方式は比例制御と呼ばれる。流量制御器ＦＣが比例制御で動作している場合には、制御回路ＣＣにおいて算出流量Ｑ_ｃは、例えば式（１）に従って求められる。

【0047】

【数1】

【0048】

なお、式（１）において、ＴはガスラインＧＬ１又はガスラインＧＬ２内の温度である。この温度は、例えば流量制御器ＦＣの流路内に設けられた温度計によって測定され得る。また、式（１）において、Ｓ及びＣ_１は係数であり、Ｐ_ｉは圧力計Ｐ１によって測定されたオリフィスＯＦの１次側の圧力値である。

【0049】

一方、臨界膨張条件が成立していない場合、すなわちガスラインＧＬ１内の圧力がガスラインＧＬ２内の圧力の２倍よりも小さい場合には、圧力計Ｐ１で測定されたガスラインＧＬ１内の圧力値及び圧力計Ｐ２で測定されたガスラインＧＬ２内の圧力値の双方を用いて算出流量が求められる。このような制御方式は差圧制御と呼ばれる。流量制御器ＦＣが差圧制御で動作している場合には、制御回路ＣＣにおいて算出流量Ｑ_ｃは、例えば式（２）に従って求められる。

【0050】

【数2】

【0051】

なお、式（２）において、Ｃ_２は係数であり、Ｐ_ｏは圧力計Ｐ２によって測定された流量制御器ＦＣの２次側の圧力値である。また、式（２）において、α及びβは所定の定数である。

【0052】

配管８４は、複数の第２のバルブＶ２及びバルブＶＰ２の下流且つ第３のバルブＶ３の上流においてガス供給管８２に接続されている。配管８４には、ガス流量測定機構９０が設けられている。ガス流量測定機構９０は、複数の流量制御器ＦＣから出力されるガスの流量を測定する。ガス流量測定機構９０は、第４のバルブＶ４、絞り機構９２、タンク９４、第５のバルブＶ５、排気装置９６を備えている。

【0053】

第４のバルブＶ４は、複数の第２の配管Ｌ２の下流において配管８４に設けられている。絞り機構９２は、第４のバルブＶ４の下流において配管８４に設けられている。すなわち、絞り機構９２は、第２の配管Ｌ２よりも下流に設けられている。絞り機構９２は、可変オリフィス、ニードルバルブといった開度を調整可能な弁によって構成されている。絞り機構９２は、弁の開度を調整することによって当該絞り機構９２を通過するガスの流量を調整する。これにより、絞り機構９２よりも上流の配管内の圧力、具体的には第２の配管Ｌ２内の圧力が調整される。

【0054】

タンク９４は、絞り機構９２の下流において配管８４に設けられている。タンク９４は、配管８４が提供する流路に連通する内部空間を画成している。タンク９４には、当該タンク９４の内部の圧力を計測するための圧力計Ｐ３、及び、当該タンク９４の内部の温度を計測するための温度計Ｔ３が設けられている。タンク９４の下流には、第５のバルブＶ５を介して排気装置９６が設けられている。排気装置９６は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、配管８４内の圧力を所定の真空度まで減圧することができる。なお、一実施形態では、ガス流量測定機構９０は、排気装置９６を備える代わりに、配管８４を介して排気装置５０に接続されており、当該排気装置５０によって配管８４内のガスが排気されるように構成されていてもよい。

【0055】

図２を再び参照する。基板処理装置１０は、第１の高周波電源６２及び第２の高周波電源６４を備えている。第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極ＬＥに接続されている。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の第１の高周波電力を発生させ、第１の高周波電力を下部電極ＬＥに供給する。第１の高周波電力は、２７〜１００ＭＨｚの周波数、例えば４０ＭＨｚの周波数を有している。整合器６６は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極ＬＥ側）の入力インピーダンスを整合させる機能を有する。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して上部電極３０に接続されていてもよい。

【0056】

第２の高周波電源６４は、整合器６８を介して下部電極ＬＥに接続されている。第２の高周波電源６４は、ウエハＷにイオンを引き込むための第２の高周波電力、即ち高周波バイアス電力を発生する。この高周波バイアス電力は、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数、例えば１３ＭＨｚの周波数を有している。整合器６８は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極ＬＥ側）の入力インピーダンスを整合させる機能を有する。

【0057】

また、基板処理装置１０は、電源７０を備え得る。電源７０は、上部電極３０に接続されている。電源７０は、例えば負の直流電圧を発生する直流電源であり、処理空間Ｓに存在する正のイオンを電極板３４に引き込むための負の電圧を上部電極３０に印加する。なお、電源７０は、負の直流電圧に代えて、低周波の交流電圧を上部電極３０に印加してもよい。電源７０から上部電極に印加される電圧は、例えば１５０Ｖ以上の電圧である。電源７０から上部電極３０に負の電圧が印加されると、処理空間Ｓに存在する正のイオンが電極板３４に衝突する。これにより、電極板３４から二次電子及び／又はシリコンが放出される。放出されたシリコンは、例えば処理空間Ｓに存在するフッ素の活性種と結合し、フッ素の活性種の量を低減させる。

【0058】

一実施形態では、基板処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを備えている。制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、基板処理装置１０の各部を制御する。この制御部Ｃｎｔは、基板処理装置１０における基板処理のために記憶部に記憶されたレシピに従って、基板処理装置１０の各部を制御する。また、制御部Ｃｎｔは、流量制御器の出力流量を求める方法の種々の実施形態においても、第２のガス供給システム８０の流量制御器及びバルブの制御を行う。また、制御部Ｃｎｔは、当該方法の種々の実施形態において、圧力計Ｐ１、Ｐ２及びＰ３で測定された圧力値及び温度計Ｔ３で測定された温度値を受けて、流量制御器の出力流量を算出する。

【0059】

以下、再び図１を参照する。方法ＭＴ１では、タンク９４の圧力計Ｐ３及び温度計Ｔ３の測定値を用いて流量制御器ＦＣ１の出力流量が求められる。すなわち、方法ＭＴ１では、一つの流量制御器ＦＣ１が、測定対象の流量制御器である。この方法ＭＴ１では、まず工程ＳＴ１が行われる。

【0060】

工程ＳＴ１では、設定流量が決定される。この設定流量は、例えば制御部Ｃｎｔの記憶部に記憶されたレシピに従って決定される。続く工程ＳＴ２では、流量制御器ＦＣ１によって設定流量に調整されたガスの供給が開始される。この工程ＳＴ２では、流量制御器ＦＣ１の上流にある第１のバルブＶ１、及び、流量制御器ＦＣ１の下流にある第２のバルブＶ２が開かれ、その他の第１のバルブＶ１、その他の第２のバルブＶ２、バルブＶＰ１、バルブＶＰ２、及び、複数のバルブＶＰ４は閉じられる。また、工程ＳＴ１では、第４のバルブＶ４及び第５のバルブＶ５が開かれ、第３のバルブＶ３が閉じられる。さらに、この工程ＳＴ１では、絞り機構９２の開度が全開になるように調整される。これにより、流量制御器ＦＣ１の上流のガスソースＧＳからのガスが、第１の配管Ｌ１、流量制御器ＦＣ１、第２の配管Ｌ２、ガス供給管８２及び配管８４を介して、タンク９４内に供給される。

【0061】

次いで、工程ＳＴ３が行われる。工程ＳＴ３では、工程ＳＴ２において開始されたタンク９４内へのガスの供給が継続している状態で、排気装置９６が作動される。これにより、流量制御器ＦＣ１のガスラインＧＬ２、当該ガスラインＧＬ２の下流の第２の配管Ｌ２の内部、第３のバルブＶ３の上流のガス供給管８２の内部、配管８４の内部、タンク９４の内部、及び、流量制御器ＦＣ１以外の流量制御器ＦＣの下流、且つ、第２のバルブＶ２の下流の第２の配管Ｌ２の内部のガスが排気される。一実施形態では、この工程ＳＴ３では、流量制御器ＦＣ１のガスラインＧＬ１の圧力が当該流量制御器ＦＣ１のガスラインＧＬ２の圧力の２倍以上になるように、当該第２の配管Ｌ２の内部が減圧され得る。これにより、流量制御器ＦＣ１は比例制御によって出力流量を制御することとなる。

【0062】

続く工程ＳＴ４では、タンク９４内へのガスの供給が継続している状態で、圧力計Ｐ２の測定圧力値が監視される。そして、圧力計Ｐ２の測定圧力値が安定した後に、第５のバルブＶ５が閉じられる。なお、例えば、所定時間内における圧力計Ｐ２の測定圧力値の最小値と最大値との差が所定値以下であれば、圧力計Ｐ２の測定圧力値が安定したものと判定することができる。この工程ＳＴ４では、測定圧力値が制御部Ｃｎｔに送られる。また、工程ＳＴ４では、当該測定圧力値の監視が制御部Ｃｎｔによって行われてもよく、第５のバルブＶ５の制御が制御部Ｃｎｔによって実行されてもよい。

【0063】

工程ＳＴ４において、第５のバルブＶ５が閉じられると、各バルブの状態は図４に示す状態となる。図４において、バルブを示す図形のうち黒塗りされている図形は閉じられているバルブを示しており、バルブを示す図形のうち白抜きされている図形は開かれているバルブを示している。

【0064】

工程ＳＴ４の実行後には、図４において太線で示す流路内に、流量制御器ＦＣ１を経由して供給されるガスが溜められる。具体的に、流量制御器ＦＣ１のガスラインＧＬ２、当該ガスラインＧＬ２の下流の第２の配管Ｌ２の内部、第３のバルブＶ３の上流のガス供給管８２の内部、第５のバルブＶ５の上流の配管８４の内部、タンク９４の内部、及び、流量制御器ＦＣ１以外の流量制御器ＦＣの下流、且つ、第２のバルブＶ２の下流の第２の配管Ｌ２の内部にガスが溜められる。工程ＳＴ４の実行後にガスが溜められるタンク９４を含む流路内の容積は、方法ＭＴ１の実行前に予め測定された容積であり、既知の容積Ｖｋである。

【0065】

続く工程ＳＴ５では、流量制御器ＦＣ１の出力流量が算出される。一実施形態では、工程ＳＴ５では、工程ＳＴ４の実行後の複数の時点における圧力計Ｐ３の測定圧力値から単位時間あたりの圧力上昇量（ｄＰ_ｔ／ｄｔ）が求められる。例えば、複数の測定圧力値とそれら複数の測定圧力値が取得された時点との関係を近似する直線の傾きが、単位時間あたりの圧力上昇量として求められる。そして、工程ＳＴ５では、下記の式（３）の演算により、流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍが算出される。なお、式（３）において、Ｔは上述したガスが溜められる流路内において測定された温度であり、例えばタンク９４の温度計Ｔ３によって測定され得る。また、Ｒは定数である。

【0066】

【数3】

【0067】

式（３）によって算出された出力流量Ｑ_ｍは、流量制御器ＦＣ１を介してタンク９４内に実際にガスを供給し、そのガスによって変化するタンク９４内の圧力及び温度の測定値に基づいて求められたガスの流量である。したがって、出力流量Ｑ_ｍは、流量制御器ＦＣ１の実流量に対する誤差が小さい出力流量の推定値であるといえる。なお、工程ＳＴ５では、出力流量Ｑ_ｍの算出は、制御部Ｃｎｔによって行うことができる。

【0068】

続く工程ＳＴ６では、第２の配管Ｌ２内の目標圧力値が決定される。この目標圧力値は、工程ＳＴ３において設定された第２の配管Ｌ２の圧力とは異なる圧力値である。この目標圧力値は、例えば制御部Ｃｎｔの記憶部に予め格納された値である。一実施形態では、流量制御器ＦＣ１のガスラインＧＬ１の圧力が目標圧力値の２倍よりも小さくなるように当該目標圧力値が設定されてもよい。

【0069】

工程ＳＴ６の実行後に、シーケンスＳＱ１が行われる。シーケンスＳＱ１は、工程ＳＴ７、工程ＳＴ８、工程ＳＴ９、工程ＳＴ１０及び工程ＳＴ１１を含んでいる。工程ＳＴ７では、第５のバルブＶ５が開けられ、排気装置９６が作動される。これにより、流量制御器ＦＣ１からのガスが溜められた流路内のガスが排気される。

【0070】

続く工程ＳＴ８では、流量制御器ＦＣ１によって設定流量に応じた流量に調整されたガスの出力が開始される。この工程ＳＴ８では、工程ＳＴ２においてガスが供給されたときと同じバルブの開閉状態が形成される。すなわち、工程ＳＴ８では、流量制御器ＦＣ１の上流にある第１のバルブＶ１、及び、流量制御器ＦＣ１の下流にある第２のバルブＶ２が開かれ、その他の第１のバルブＶ１、その他の第２のバルブＶ２、バルブＶＰ１、バルブＶＰ２、及び、複数のバルブＶＰ４が閉じられる。また、工程ＳＴ８では、第４のバルブＶ４及び第５のバルブＶ５が開かれ、第３のバルブＶ３が閉じられる。これにより、流量制御器ＦＣ１の上流のガスソースＧＳからのガスが、第１の配管Ｌ１、流量制御器ＦＣ１、第２の配管Ｌ２、ガス供給管８２及び配管８４を介してタンク９４内に供給される。

【0071】

続く工程ＳＴ９では、流量制御器ＦＣ１の下流側の圧力、すなわち第２の配管Ｌ２内の圧力が、工程ＳＴ６において決定された目標圧力値になるように絞り機構９２の開度が調整される。第２の配管Ｌ２内の圧力は、例えば流量制御器ＦＣ１の圧力計Ｐ２によって計測される。工程ＳＴ６において流量制御器ＦＣ１のガスラインＧＬ１の圧力が目標圧力値の２倍よりも小さくなるように目標圧力値が設定されている場合には、流量制御器ＦＣ１は差圧制御によって出力流量を制御することとなる。

【0072】

続く工程ＳＴ１０では、タンク９４内へのガスの供給が継続している状態で、圧力計Ｐ２の測定圧力値が監視される。そして、第２の配管Ｌ２内の圧力が目標圧力値に到達した後に、第５のバルブＶ５が閉じられる。この工程ＳＴ１０では、測定圧力値の監視が制御部Ｃｎｔによって行われてもよく、また、第５のバルブＶ５の制御が制御部Ｃｎｔによって実行されてもよい。

【0073】

続く工程ＳＴ１１では、流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍが算出される。この出力流量Ｑ_ｍの算出方法は、工程ＳＴ５における出力流量Ｑ_ｍの算出方法と同じである。すなわち、工程ＳＴ１０の実行後の複数の時点における圧力計Ｐ３の測定圧力値から単位時間あたりの圧力上昇量（ｄＰ／ｄｔ）が求められる。そして、上記の式（３）の演算により、流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍが算出される。算出された出力流量Ｑ_ｍは、制御部Ｃｎｔの記憶部に記憶され得る。

【0074】

続く工程ＳＴ１２では、全ての目標圧力値について出力流量Ｑ_ｍの算出が完了したか否かが判断される。一実施形態では、制御部Ｃｎｔの記憶部には設定すべき１以上の目標圧力値が記憶されている。工程ＳＴ１２では、制御部Ｃｎｔが、その記憶部に記憶された１以上の目標圧力値の全てについて出力流量Ｑ_ｍの算出が完了したか否かを判断する。工程ＳＴ１２において全ての目標圧力値について出力流量Ｑ_ｍの算出が完了していないと判断された場合には、続く工程ＳＴ１３において目標圧力値が他の目標圧力値に変更される。そして、全ての目標圧力値について出力流量Ｑ_ｍの算出が完了するまで、シーケンスＳＱ１が繰り返し行われる。これにより、第２の配管Ｌ２内の圧力値が目標圧力値に設定されているときの流量制御器ＦＣ１の出力流量を把握することができる。

【0075】

また、方法ＭＴ１では、第２の配管Ｌ２内の圧力が目標圧力値に調整された後にタンク９４内の圧力及び温度に基づいて流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍを算出しているので、目標圧力値を変更することによって、臨界膨張条件が成立している場合、及び、臨界膨張条件が成立していない場合の双方の流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍを算出することができる。したがって、目標圧力を変更することによって両方の制御方式で動作しているときの流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍを算出することができる。

【0076】

一実施形態では、工程ＳＴ１２において全ての目標圧力値について出力流量Ｑ_ｍの算出が完了したと判断された後に、工程ＳＴ１４が行われてもよい。工程ＳＴ１４では、目標圧力値を複数の圧力値に変更しながらシーケンスＳＱ１が繰り返し実行された後に、較正用データが生成される。較正用データは、当該複数の圧力値と、工程ＳＴ５又は工程ＳＴ１１において算出された流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍとの関係を定めるデータである。較正用データは、複数の圧力値と流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍとの関係を定めるものであれば、任意のデータであり得る。例えば、較正用データは、複数の圧力値と出力流量Ｑ_ｍとが互いに対応付けられた表形式のデータであってもよい。また、較正用データは、流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍを第２の配管Ｌ２内の圧力値を変数とする関数として表したデータであってもよい。さらに、較正用データは、流量制御器ＦＣ１における出力流量の算出に用いられる２次圧に応じた係数であってもよい。

【0077】

図５を参照して、較正用データが、流量制御器ＦＣ１における出力流量の算出に用いられる２次圧に応じた係数である場合の較正用データの生成方法の一例について説明する。図５は、流量制御器ＦＣ１の下流にある第２の配管Ｌ２内の圧力値と流量制御器ＦＣ１の出力流量との関係の一例を示すグラフである。図５の実線で示すグラフは、流量制御器ＦＣ１の制御回路ＣＣによって、上記の式（１）又は式（２）に従って算出された当該流量制御器ＦＣ１の算出流量Ｑ_ｃと第２の配管Ｌ２内の圧力値Ｐ_ｏとの関係を示している。制御回路ＣＣは、流量制御器ＦＣ１のガスラインＧＬ１の圧力が当該流量制御器ＦＣ１のガスラインＧＬ２の圧力の２倍以上である場合、すなわちＰ_ｏがＰ_ｉ／２以下である場合には、式（１）に従って流量制御器ＦＣ１の算出流量Ｑ_ｃを求める。一方、制御回路ＣＣは、流量制御器ＦＣ１のガスラインＧＬ１の圧力が当該流量制御器ＦＣ１のガスラインＧＬ２の圧力の２倍よりも小さい場合、すなわちＰ_ｏがＰ_ｉ／２よりも大きい場合には、式（２）に従って流量制御器ＦＣ１の算出流量Ｑ_ｃを求める。

【0078】

工程ＳＴ１４では、目標圧力値を複数の圧力値に変更しながらシーケンスＳＱ１を繰り返し実行することで得られた出力流量Ｑ_ｍと上記の式（１）又は式（２）を用いて求められる算出流量Ｑ_ｃとの差異が最小となるように、式（１）の係数Ｃ_１及び式（２）中の係数Ｃ_２の値が調整される。図５の一点鎖線で示すグラフは、係数Ｃ_１及び係数Ｃ_２が調整された式（１）又は式（２）に従って算出された当該流量制御器ＦＣ１の算出流量Ｑ_ｃと第２の配管Ｌ２内の圧力値Ｐ_ｏとの関係を示している。このように、係数Ｃ_１及び係数Ｃ_２が調整された式（１）又は式（２）に従って算出流量Ｑ_ｃを求めることによって、流量制御器ＦＣ１の実流量と算出流量との差異を抑制することができる。この例では、このように調整された係数Ｃ_１及び係数Ｃ_２が、複数の圧力値と流量制御器ＦＣの出力流量との関係を定める較正用データである。すなわち、係数Ｃ_１及び係数Ｃ_２が調整された式（１）又は式（２）を用いることで、第２の配管Ｌ２内の圧力値Ｐ_ｏに応じた流量制御器ＦＣ１の出力流量を求めることができる。上記のように生成された較正データは、例えば制御部Ｃｎｔの記憶部に格納される。

【0079】

次いで、図６を参照して、別の実施形態に係る流量制御器の出力流量を求める方法を説明する。以下では、図１に示す方法ＭＴ１との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。図６は、別の実施形態に係る流量制御器の出力流量を求める方法ＭＴ２を示す流れ図である。方法ＭＴ２は、タンク９４に代えてタンク９８を備える基板処理装置に適用される。図７は、タンク９８を概略的に示す縦断面図である。タンク９８は、所謂音速ノズルであり、第１の空間９８ａと第２の空間９８ｂを含む内部空間を有している。第１の空間９８ａには、当該第１の空間９８ａ内の圧力値を測定する圧力計Ｐ４、及び、当該第１の空間９８ａ内の温度値を測定する温度計Ｔ４が設けられている。第２の空間９８ｂは、第１の空間９８ａよりも下流側に設けられている。第１の空間９８ａと第２の空間９８ｂとの間にはオリフィス９８ｏが介在しており、当該オリフィス９８ｏによって第１の空間９８ａと第２の空間９８ｂとが互いに接続されている。

【0080】

図６に示すように、方法ＭＴ２は、工程ＳＴ２１〜工程ＳＴ３１を含んでいる。これらの工程ＳＴ２１〜工程ＳＴ３１は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ１〜工程ＳＴ３、工程ＳＴ５、工程ＳＴ６、工程ＳＴ８、工程ＳＴ９、工程ＳＴ１１〜工程ＳＴ１４と同一の又は対応する工程である。すなわち、方法ＭＴ２は、図１に示す工程ＳＴ４、工程ＳＴ７及び工程ＳＴ１０が行われない点で方法ＭＴ１と異なる。方法ＭＴ２では、第５のバルブが開かれ、且つ、排気装置９６が作動した状態で、流量制御器ＦＣ１の出力流量が算出される。

【0081】

具体的に、工程ＳＴ２３では、排気装置９６が作動することによって、タンク９８の第２の空間９８ｂ、及び、タンク９８よりも下流側の配管８４内が減圧される。これにより、第１の空間９８ａ内の圧力値が第２の空間９８ｂ内の圧力値の２倍よりも大きくなるように設定される。続く工程ＳＴ２４では、タンク９８へのガスの供給が継続し、且つ、排気装置９６が作動している状態で、第１の空間９８ａ内の圧力値及び温度値が取得される。なお、これらの圧力値及び温度値は、第１の空間９８ａ内に設けられた圧力計Ｐ４及び温度計Ｔ４を用いて取得され得る。

【0082】

続く工程ＳＴ２４では、流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍが算出される。第１の空間９８ａ内の圧力値は第２の空間９８ｂ内の圧力値の２倍よりも大きく設定されているので、タンク９８に供給されたガスは音速でオリフィス９８ｏを通過する。工程ＳＴ２４では、オリフィス９８ｏを通過するガスは一定の速度を有することを利用して、下記の式（４）の演算により、流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍが算出される。なお、以下の式（４）において、Ｋは定数であり、Ｐ_ｔは第１の空間９８ａ内の圧力値であり、Ｔは第１の空間９８ａ内の温度値である。

【0083】

【数4】

【0084】

また、方法ＭＴ２では、工程ＳＴ２８においても、工程ＳＴ２４と同様に、タンク９８へのガスの供給が継続し、且つ、排気装置９６が作動している状態で、式（４）の演算により、流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍが算出される。この方法ＭＴ２では、流量制御器ＦＣ１からのガスが溜められる流路内の容積を用いずに、流量制御器ＦＣ１の出力流量Ｑ_ｍを算出することができる。そして、全ての目標圧力値について出力流量Ｑ_ｍの算出が完了するまで、工程ＳＴ２６、工程ＳＴ２７及び工程ＳＴ２８を含むシーケンスＳＱ２が繰り返し行われる。これにより、第２の配管Ｌ２内の圧力値が複数の圧力値に設定されているときの流量制御器の出力流量Ｑ_ｍが求められる。

【0085】

次いで、一実施形態に係る基板処理装置を用いた被処理体の処理方法について説明する。以下では、図２に示す基板処理装置１０を用いた被処理体の処理方法について説明するが、この方法は任意の基板処理装置に適用することができる。

【0086】

図８は、一実施形態に係る被処理体の処理方法を示す流れ図である。図８に示す方法ＭＴ３は、較正用データを用いて流量制御器の出力流量を較正し、較正された流量で出力されるガスを用いて被処理体を処理する方法である。以下では、被処理体の処理方法の一例として、ウエハＷのレジストパターン上にシリコン酸化膜を形成する方法について説明する。この方法ＭＴ３では、まず工程ＳＴ４１が行われる。

【0087】

工程ＳＴ４１では、搬入出口１２ｇを介してチャンバ１２ｃ内にウエハＷが搬入される。このウエハＷには、レジストパターンが形成されている。チャンバ１２ｃ内に搬入されたウエハＷは、ステージＳＴ上に支持される。続く工程ＳＴ４２では、排気装置５０が作動され、圧力調整弁５１によってチャンバ１２ｃ内の圧力が設定圧力になるように調整される。この設定圧力は、例えば制御部Ｃｎｔの記憶部に格納されたレシピに従って定められる。

【0088】

続く工程ＳＴ４３では、複数の流量制御器ＦＣのうち較正すべき１つの流量制御器が選択される。以下では、一つの流量制御器ＦＣ１が、較正対象の流量制御器であるものとする。続く工程ＳＴ４４では、流量制御器ＦＣ１に対応する較正データが選択される。較正用データは、上記の方法ＭＴ１又はＭＴ２によって流量制御器毎に生成され、例えば制御部Ｃｎｔの記憶部に格納されたものであり得る。

【0089】

続く工程ＳＴ４５では、選択された較正データに用いて流量制御器ＦＣ１の出力流量が求められる。例えば、工程ＳＴ４５では、係数Ｃ_１及び係数Ｃ_２が調整された式（１）又は式（２）を用いて、流量制御器ＦＣ１の下流にある第２の配管Ｌ２内の圧力値に対応する流量制御器ＦＣ１の出力流量が求められる。この第２の配管Ｌ２内の圧力は、流量制御器ＦＣ１の圧力計Ｐ２の測定値から得られる。なお、チャンバ１２ｃ内の圧力と第２の配管Ｌ２内の圧力とが一致する場合には、チャンバ１２ｃ内に設けられた圧力計によって、第２の配管Ｌ２内の圧力が得られてもよい。また、工程ＳＴ４２において指定された設定圧力を第２の配管Ｌ２内の圧力としてもよい。

【0090】

続く工程ＳＴ４６では、第１のガス供給システム４０及び第２のガス供給システム８０からチャンバ１２ｃ内にガスが供給される。具体的には、第１のガス供給システム４０からはチャンバ１２ｃ内にパージガスが供給され、第２のガス供給システム８０からはチャンバ１２ｃ内にプリカーサガスが供給される。このプリカーサガスは、例えばアミノシランガスである。第２のガス供給システム８０からアミノシランガスをチャンバ１２ｃ内に供給することにより、ウエハＷのレジストパターン上にアミノシランガスが吸着する。工程ＳＴ４６では、第２のガス供給システム８０の流量制御器ＦＣ１は、工程ＳＴ４５において求められた出力流量、即ち較正された出力流量の設定流量に対する誤差が減少するようにコントロールバルブＣＶを制御する。これにより、レシピで指定された流量に応じた流量のアミノシランガスを処理空間Ｓに供給することできるので、所望の量のアミノシランガスをウエハＷのレジストパターン上に吸着させることができる。また、第１のガス供給システム４０からパージガスが供給されることで、ガス供給管３８内にアミノシランガスに由来する副生成物が形成されることが防止される。その後、工程ＳＴ４７において第１のガス供給システム４０及び第２のガス供給システム８０からのガスの供給が停止される。

【0091】

続く工程ＳＴ４８では、第１のガス供給システム４０及び第２のガス供給システム８０からチャンバ１２ｃ内にガスが供給される。この工程ＳＴ４８では、第１のガス供給システム４０から流量制御器群４３によって流量が調整されたプロセスガスがチャンバ１２ｃ内に供給される。このプロセスガスは、例えば酸素ガスである。また、工程ＳＴ４８では、パージガスが第２のガス供給システム８０からチャンバ１２ｃ内に供給される。このように第２のガス供給システム８０からパージガスを供給することで、ガス供給管８２内にアミノシランガスに由来する副生成物が形成されることが防止される。

【0092】

続く工程ＳＴ４９では、工程ＳＴ４８においてチャンバ１２ｃ内に供給された酸素ガスのプラズマが生成される。酸素ガスのプラズマが生成されることでアミノシランガスと酸素ガスとが反応し、レジストパターン上にシリコン酸化膜が形成される。その後、工程ＳＴ５０において第１のガス供給システム４０及び第２のガス供給システム８０からのガスの供給が停止される。

【0093】

続く工程ＳＴ５１では、終了条件が成立したか否かが判定される。例えば、工程ＳＴ４６〜工程ＳＴ５０を含むシーケンスを所定回数繰り返されることで終了条件が成立したと判定される。工程ＳＴ５１において終了条件が成立していないと判定された場合には、終了条件が成立するまで当該シーケンスが繰り返し行われる。これにより、ウエハＷに所望の膜厚を有するシリコン酸化膜が形成される。

【0094】

方法ＭＴ３では、流量制御器ＦＣ１の出力流量が較正データによって較正され、その較正された出力流量の設定流量に対する誤差が減少するように流量制御器ＦＣ１が制御される。その結果、流量制御器ＦＣ１から設定流量に応じた適切な流量のプリカーサガスをチャンバ１２ｃ内に供給することができる。したがって、この方法ＭＴ３によれば、ウエハＷ上に適切な膜厚のシリコン酸化膜を形成することができる。

【0095】

以上、種々の実施形態に係る流量制御器の出力流量を求める方法及び被処理体を処理する方法について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。例えば、流量制御器ＦＣは圧力式の流量制御器であるが、流量制御器ＦＣは熱式のマスフローコントローラであってもよい。マスフローコントローラが、その下流側圧力を測定する圧力計を備えていない場合には、当該マスフローコントローラの下流にある第２の配管Ｌ２に別の圧力計を設けてもよい。

【0096】

また、上述の実施形態では、第２のガス供給システム８０の流量制御器ＦＣの出力流量を求める方法について説明したが、この方法は、第１のガス供給システム４０の流量制御器群４３にも適用することができる。また、上述の実施形態では、方法ＭＴ１が流量制御器ＦＣ１に対して実行されているが、方法ＭＴ１は全ての流量制御器ＦＣに対して順に実行されてもよい。

【0097】

また、図１に示す方法ＭＴ１では、流量制御器ＦＣの下流にある第２の配管Ｌ２内の目標圧力値を複数の圧力値に変更して流量制御器ＦＣ１の出力流量を求めているが、第２の配管Ｌ２内の圧力を少なくとも１つの目標圧力値に設定し、そのときの流量制御器ＦＣ１の出力流量を求められればよい。

【0098】

さらに、図２に示す基板処理装置１０は、１つの第２のガス供給システム８０を備えているが、一実施形態では、複数の第２のガス供給システム８０を備えていてもよい。例えば、基板処理装置１０が複数の第２のガス供給システム８０を備え、当該複数の第２のガス供給システム８０が、軸線Ｚの放射方向から処理空間Ｓにガスを供給するように構成されていてもよい。この場合には、方法ＭＴ３によって、これら複数の第２のガス供給システム８０の出力流量を較正することで、軸線Ｚの放射方向から均一な流量のガスを処理空間Ｓに供給することが可能となる。これにより、ウエハＷの面内均一性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0099】

１０…基板処理装置、１２…チャンバ本体、１２ｃ…チャンバ、３０…上部電極、３８…ガス供給管、４０…第１のガス供給システム、５０…排気装置、５１…圧力調整弁、８０…第２のガス供給システム、８２…ガス供給管、８２ａ…ガス導入口、８４…配管、９０…ガス流量測定機構、９２…絞り機構、９４…タンク、９６…排気装置、９８…タンク、９８ａ…第１の空間、９８ｂ…第２の空間、９８ｏ…オリフィス、ＣＣ…制御回路、Ｃｎｔ…制御部、ＣＶ…コントロールバルブ、ＦＣ，ＦＣ１，ＦＣ２…流量制御器、ＧＰ…ガス供給部、Ｌ１…第１の配管、Ｌ２…第２の配管、ＯＦ…オリフィス、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４…圧力計、Ｓ…処理空間、ＳＴ…ステージ、Ｔ３，Ｔ４…温度計、Ｖ５…第５のバルブ、Ｗ…ウエハ、Ｚ…軸線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】