特開 2023-18337 基板処理システム及び基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023018337

(43)【公開日】2023-02-08

(54)【発明の名称】基板処理システム及び基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20230201BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20230201BHJP

   G01F 1/34 20060101ALI20230201BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 F

H01L21/302 101G

G01F1/34 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021122385

(22)【出願日】2021-07-27

(71)【出願人】

【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】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】松田 梨沙子

(72)【発明者】

【氏名】庄司 慶太

(72)【発明者】

【氏名】鷹合 一祥

【テーマコード（参考）】

2F030

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

2F030CA04

2F030CC11

2F030CD15

2F030CE02

2F030CE04

2F030CF05

2F030CF08

5F004BD04

5F004CA01

5F004CA02

5F004CA08

5F004CB01

5F004CB12

5F045BB10

5F045DQ17

5F045EB08

5F045EB11

5F045EC07

5F045EE04

5F045EE11

5F045EG01

5F045GB02

(57)【要約】

【課題】基板処理システムにおいて流量測定装置を用いて行われるガスの流量測定にかかる時間を短縮する。
【解決手段】基板処理システムであって、複数のチャンバを含むチャンバ群と、複数のガスボックスを含むガスボックス群と、流量測定装置と、排気装置と、を備え、前記流量測定装置は、測定器と、測定配管と、を含み、前記測定配管は、前記複数のガスボックスのそれぞれに接続される複数の枝管と、前記複数の枝管のそれぞれと前記測定器とに接続される主管と、前記複数の枝管に設けられる枝管バルブと、を含み、前記測定器は、一以上の圧力センサと、温度センサと、測定器一次バルブと、測定器二次バルブと、を含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理システムであって、
所望の処理ガス中で基板を処理するための複数のチャンバを含むチャンバ群と、
前記複数のチャンバのそれぞれに前記処理ガスを供給する複数のガスボックスを含むガスボックス群と、
前記ガスボックス群から供給される前記処理ガスの流量を測定する流量測定装置と、
前記チャンバ群および前記流量測定装置に接続される排気装置と、
を備え、
前記流量測定装置は、測定器と、前記ガスボックス群と前記測定器とに接続され前記処理ガスを通流させる測定配管と、を含み、
前記測定配管は、前記複数のガスボックスのそれぞれに接続される複数の枝管と、前記複数の枝管のそれぞれと前記測定器とに接続される主管と、前記複数の枝管に設けられる枝管バルブと、を含み、
前記測定器は、当該測定器の内部の圧力を測定するように構成された一以上の圧力センサと、当該測定器の内部の温度を測定するように構成された温度センサと、当該測定器において前記測定配管と接続される側の端部に設けられる測定器一次バルブと、前記排気装置と接続される側の端部に設けられる測定器二次バルブと、を含む、基板処理システム。

【請求項2】

前記チャンバ群、前記前記ガスボックス群および前記測定配管はそれぞれ複数設けられ、
複数の前記測定配管は、前記主管に設けられる主管バルブを含む、請求項１に記載の基板処理システム。

【請求項3】

前記排気装置は、前記チャンバに接続され、バルブを備える排気配管と、前記流量測定装置に接続され、前記複数のガスボックス群に対応する複数の排気配管と、を含み、
前記複数の排気配管は、バルブを備える排気主管と、当該排気主管に接続されバルブを備える複数の排気枝管を含み、
前記チャンバに接続される前記排気配管と、前記排気枝管とが合流する、請求項２に記載の基板処理システム。

【請求項4】

前記ガスボックス群において、一のガスボックスから前記処理ガスが出力される場合に、他のガスボックスから前記処理ガスが出力されないように、当該ガスボックス群を制御する制御部をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の基板処理システム。

【請求項5】

基板処理システムであって、
所望の処理ガス中で基板を処理するための複数のチャンバを含む複数のチャンバ群と、
前記複数のチャンバのそれぞれに前記処理ガスを供給する複数のガスボックスを含む複数のガスボックス群と、
前記複数のガスボックス群のうち一のガスボックス群から供給される前記処理ガスの流量を測定する流量測定装置と、
前記チャンバ群および前記流量測定装置に接続される排気装置と、
を備え、
前記流量測定装置は、測定器と、前記複数のガスボックス群のそれぞれと前記測定器とに接続され前記処理ガスを通流させる複数の測定配管と、を含み、
一の前記測定配管は、対応する一の前記ガスボックス群の前記複数のガスボックスのそれぞれに接続される複数の枝管と、前記複数の枝管のそれぞれと前記測定器とに接続される主管と、前記主管に設けられる主管バルブと、を含み、
前記測定器は、当該測定器の内部の圧力を測定するように構成された一以上の圧力センサと、当該測定器の内部の温度を測定するように構成された温度センサと、当該測定器において前記測定配管と接続される側の端部に設けられる測定器一次バルブと、前記排気装置と接続される側の端部に設けられる測定器二次バルブと、を含む、基板処理システム。

【請求項6】

基板処理システムにおける基板処理方法であって、
前記基板処理システムは、
所望の処理ガス中で基板を処理するための複数のチャンバを含むチャンバ群と、
前記複数のチャンバのそれぞれに前記処理ガスを供給する複数のガスボックスを含むガスボックス群と、
前記ガスボックス群から供給される前記処理ガスの流量を測定する流量測定装置と、
前記チャンバ群および前記流量測定装置に接続される排気装置と、
を備え、
前記流量測定装置は、測定器と、前記ガスボックス群と前記測定器とに接続され前記処理ガスを通流させる測定配管と、を含み、
前記測定配管は、前記複数のガスボックスのそれぞれに接続される複数の枝管と、前記複数の枝管のそれぞれと前記測定器とに接続される主管と、前記複数の枝管に設けられる枝管バルブと、を含み、
前記測定器は、当該測定器の内部の圧力を測定するように構成された一以上の圧力センサと、当該測定器の内部の温度を測定するように構成された温度センサと、当該測定器において前記測定配管と接続される側の端部に設けられる測定器一次バルブと、前記排気装置と接続される側の端部に設けられる測定器二次バルブと、を含み、
前記方法は、
流量を測定する処理ガスを供給する一のガスボックス以外の、他のガスボックスに接続される前記枝管における前記枝管バルブを閉じた状態を形成する工程と、
前記状態において、流量を測定する処理ガスを供給する前記一のガスボックスから供給される前記処理ガスの流量を測定する工程と、
を含む、基板処理方法。

【請求項7】

基板処理システムにおける基板処理方法であって、
前記基板処理システムは、
所望の処理ガス中で基板を処理するための複数のチャンバを含む複数のチャンバ群と、
前記複数のチャンバのそれぞれに前記処理ガスを供給する複数のガスボックスを含む複数のガスボックス群と、
前記複数のガスボックス群のうち一のガスボックス群から供給される前記処理ガスの流量を測定する流量測定装置と、
前記チャンバ群および前記流量測定装置に接続される排気装置と、
を備え、
前記流量測定装置は、測定器と、前記複数のガスボックス群のそれぞれと前記測定器とに接続され前記処理ガスを通流させる複数の測定配管と、を含み、
一の前記測定配管は、対応する一の前記ガスボックス群の前記複数のガスボックスのそれぞれに接続される複数の枝管と、前記複数の枝管のそれぞれと前記測定器とに接続される主管と、前記主管に設けられる主管バルブと、を含み、
前記測定器は、当該測定器の内部の圧力を測定するように構成された一以上の圧力センサと、当該測定器の内部の温度を測定するように構成された温度センサと、当該測定器において前記測定配管と接続される側の端部に設けられる測定器一次バルブと、前記排気装置と接続される側の端部に設けられる測定器二次バルブと、を含み、
前記排気装置は、前記チャンバに接続され、バルブを備える排気配管と、前記流量測定装置に接続され、前記複数のガスボックス群に対応する複数の排気配管と、を含み、
前記複数の排気配管は、バルブを備える排気主管と、当該排気主管に接続されバルブを備える複数の排気枝管を含み、前記チャンバに接続される前記排気配管と前記排気枝管とが合流するよう設けられ、
前記方法は、
流量を測定する処理ガスを供給する一のガスボックスを含む一のガスボックス群以外の、他のガスボックス群に接続される前記測定配管の前記主管バルブを閉じた状態を形成する工程と、
前記状態において、流量を測定する処理ガスを供給する前記一のガスボックスから供給される前記処理ガスの流量を測定する工程と、
を含む、基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理システム及び基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、流量測定システムを用いて基板処理システムにおけるガスの流量を求める方法が開示されている。特許文献１に記載の方法によれば、流量測定システムに設けられるガス流路の容積、圧力および温度に基づいて演算を実行することにより、一の流量制御器から出力されたガスの流量を求める工程を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－１２０６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示にかかる技術は、基板処理システムにおいて流量測定装置を用いて行われるガスの流量測定にかかる時間を短縮する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、基板処理システムであって、所望の処理ガス中で基板を処理するための複数のチャンバを含むチャンバ群と、前記複数のチャンバのそれぞれに前記処理ガスを供給する複数のガスボックスを含むガスボックス群と、前記ガスボックス群から供給される前記処理ガスの流量を測定する流量測定装置と、前記チャンバ群および前記流量測定装置に接続される排気装置と、を備え、前記流量測定装置は、測定器と、前記ガスボックス群と前記測定器とに接続され前記処理ガスを通流させる測定配管と、を含み、前記測定配管は、前記複数のガスボックスのそれぞれに接続される複数の枝管と、前記複数の枝管のそれぞれと前記測定器とに接続される主管と、前記複数の枝管に設けられる枝管バルブと、を含み、前記測定器は、当該測定器の内部の圧力を測定するように構成された一以上の圧力センサと、当該測定器の内部の温度を測定するように構成された温度センサと、当該測定器において前記測定配管と接続される側の端部に設けられる測定器一次バルブと、前記排気装置と接続される側の端部に設けられる測定器二次バルブと、を含む。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板処理システムにおいて流量測定装置を用いて行われるガスの流量測定にかかる時間を短縮する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施形態にかかるウェハ処理システムの構成の概略を示す平面図である。

【図2】本実施形態にかかるウェハ処理システムにおける処理ガスの流路を構成する配管系を示す模式図である。

【図3】本実施形態にかかるガス流量の測定方法を示すフロー図である。

【図4】本実施形態にかかるガス流量の測定方法におけるバルブの開閉のタイミングを示す説明図である。

【図5】他の実施形態にかかるウェハ処理システムの構成の概略を示す平面図である。

【図6】他の実施形態にかかるウェハ処理システムにおける処理ガスの流路を構成する配管系を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体基板（以下、「ウェハ」という。）に対して、所望のガス雰囲気下で成膜処理、クリーニング処理、その他プラズマ処理等の各種ガス処理が行われる。これらガス処理は、例えば、内部を減圧雰囲気に制御可能な真空処理室（以下、「チャンバ」という場合がある。）を備えるウェハ処理システムにおいて行われる。このウェハ処理システムにおいては、ウェハに対する各種ガス処理を適切に行うため、真空処理室に供給されるガスの流量を精密に制御することが重要になる。

【0009】

特許文献１に記載の流量測定装置は、かかるウェハ処理システムにおけるガス流量の測定を行うためのシステムである。特許文献１に記載の流量測定装置においては、当該流量測定装置に設けられるガス流路に対するガスの供給、排気を制御することで、当該ガス流路の容積、圧力、温度及び一の流量制御器の測定値に基づいて、ガスの流量が求められる。

【0010】

ところで基板処理システムの設計に際しては、使用者のニーズや基板処理の効率化といった観点から、一のウェハ処理システムにより多くのチャンバを搭載することが求められている。しかしながら、このように搭載するチャンバの数が増加した場合、特許文献１に記載の方法によりガスの流量測定を行うと、チャンバの数に応じてガス流路の数が増加することで流量測定装置におけるガスの封入容積が大きくなるとともに、ガスを封入する配管長も長くなるため、流量測定に時間がかかってしまうおそれがある。

【0011】

かかる流量測定に要する時間を短縮するためには、例えば一の流量測定装置に対するガスの封入容積を小さくするため、流量測定装置を２以上搭載することが考えられる。しかしながら、このように単に流量測定装置の数を増加させた場合、当該流量測定装置の設置にかかるコストが増加することに加え、それぞれの流量測定装置の間における流量測定誤差（システム間差）が乗ってしまう。このため、特許文献１に記載の流量測定装置を用いたガスの流量測定方法には、特に一のウェハ処理システムに設置するチャンバの数を増やした場合における測定時間に改善の余地があった。

【0012】

本開示にかかる技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板処理システムにおいて流量測定装置を用いて行われるガスの流量測定にかかる時間を短縮する。以下、一実施形態にかかる基板処理システムとしてのウェハ処理システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0013】

＜ウェハ処理システム＞
本実施形態にかかるウェハ処理システム１について説明する。図１は、本実施形態にかかるウェハ処理システム１の構成の概略を示す平面図である。ウェハ処理システム１では、基板としてのウェハＷに対して、例えば成膜処理、クリーニング処理、その他プラズマ処理等の所望のガス処理を行う。

【0014】

図１に示すようにウェハ処理システム１は、大気部１０と減圧部１１がロードロックモジュール２０、２１を介して一体に接続された構成を有している。大気部１０は、大気圧雰囲気下においてウェハＷに所望の処理を行う大気モジュールを備える。減圧部１１は、減圧雰囲気下においてウェハＷに所望の処理を行う減圧モジュールを備える。

【0015】

ロードロックモジュール２０、２１は、それぞれゲートバルブ２２、２３を介して、大気部１０の後述するローダモジュール３０と、減圧部１１の後述するトランスファモジュール５０を連結するように設けられている。ロードロックモジュール２０、２１は、ウェハＷを一時的に保持するように構成されている。また、ロードロックモジュール２０、２１は、内部を大気圧雰囲気と減圧雰囲気（真空状態）とに切り替えられるように構成されている。

【0016】

大気部１０は、後述するウェハ搬送機構４０を備えたローダモジュール３０と、複数のウェハＷを保管可能なフープ３１を載置するロードポート３２とを有している。なお、ローダモジュール３０には、ウェハＷの水平方向の向きを調節するオリエンタモジュール（図示せず）や複数のウェハＷを格納する格納モジュール（図示せず）などが隣接して設けられていてもよい。

【0017】

ローダモジュール３０は内部が矩形の筐体からなり、筐体の内部は大気圧雰囲気に維持されている。ローダモジュール３０の筐体の長辺を構成する一側面には、複数、例えば５つのロードポート３２が並設されている。ローダモジュール３０の筐体の長辺を構成する他側面には、ロードロックモジュール２０、２１が並設されている。

【0018】

ローダモジュール３０の内部には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構４０が設けられている。ウェハ搬送機構４０は、ウェハＷを保持して移動する搬送アーム４１と、搬送アーム４１を回転可能に支持する回転台４２と、回転台４２を搭載した回転載置台４３とを有している。また、ローダモジュール３０の内部には、ローダモジュール３０の長手方向に延伸するガイドレール４４が設けられている。回転載置台４３はガイドレール４４上に設けられ、ウェハ搬送機構４０はガイドレール４４に沿って移動可能に構成されている。

【0019】

減圧部１１は、ウェハＷを内部で搬送するトランスファモジュール５０と、トランスファモジュール５０から搬送されたウェハＷに所望の処理を行うチャンバ６０を有している。トランスファモジュール５０及びチャンバ６０の内部は、それぞれ減圧雰囲気に維持される。なお本実施形態においては、一のトランスファモジュール５０に対して、複数、例えば６つのチャンバ６０が接続されている。本明細書においては、上記一のトランスファモジュール５０に対して接続される複数、例えば６つのチャンバ６０の一群を、一のチャンバ群６２と称する。なお、一のチャンバ群６２におけるチャンバ６０の数や配置は本実施形態に限定されず、任意に設定することができる。

【0020】

チャンバ６０は、それぞれゲートバルブ６４を介してトランスファモジュール５０に隣接して設けられている。チャンバ６０では、ウェハ処理の目的に応じて、例えば成膜処理、クリーニング処理、その他プラズマ処理等の任意のガス処理が行われる。

【0021】

トランスファモジュール５０は内部が矩形の筐体からなり、上述したようにロードロックモジュール２０、２１に接続されている。トランスファモジュール５０は、ロードロックモジュール２０に搬入されたウェハＷを一のチャンバ６０に搬送して所望の処理を施した後、ロードロックモジュール２１を介して大気部１０に搬出する。

【0022】

トランスファモジュール５０の内部には、ウェハＷを搬送するウェハ搬送機構７０が設けられている。ウェハ搬送機構７０は、ウェハＷを保持して移動する搬送アーム７１と、搬送アーム７１を回転可能に支持する回転台７２と、回転台７２を搭載した回転載置台７３とを有している。また、トランスファモジュール５０の内部には、トランスファモジュール５０の長手方向に延伸するガイドレール７４が設けられている。回転載置台７３はガイドレール７４上に設けられ、ウェハ搬送機構７０はガイドレール７４に沿って移動可能に構成されている。

【0023】

そしてトランスファモジュール５０では、ロードロックモジュール２０に保持されたウェハＷを搬送アーム７１で受け取り、任意のチャンバ６０に搬送する。また、チャンバ６０で所望の処理が施されたウェハＷを搬送アーム７１が保持し、ロードロックモジュール２１に搬出する。

【0024】

また減圧部１１には、チャンバ６０に対してガスを供給する複数、例えば本実施形態においては各チャンバ６０に対応する６つのガスボックス８０と、それぞれのガスボックス８０（チャンバ６０）に対するガスの供給を制御するガス制御ユニットを収容したメインガスユニット９０と、が設けられている。それぞれのガスボックス８０と対応するチャンバ６０との間は、処理ガスの通流が可能な接続配管８２によって接続される。

【0025】

なお本実施形態においては、上記６つのチャンバ６０のそれぞれに接続され処理ガスを供給する６つのガスボックス８０を合わせて、一のガスボックス群１１０と称する。なお、一のガスボックス群１１０におけるガスボックス８０の数や配置は本実施形態に限定されず、任意に設定することができる。それぞれのガスボックス８０はさらに、流量測定装置１２０に接続される。具体的には、それぞれのガスボックス８０は、流量測定装置１２０としての後述する測定配管１７２に対して接続されている。

【0026】

以上のウェハ処理システム１には制御部１２２が設けられている。制御部１２２は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理システム１におけるウェハＷのガス処理を制御するプログラムが格納されている。またプログラム格納部には、後述の処理ガスの供給動作を制御するプログラムが更に格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御部１２２にインストールされたものであってもよい。

【0027】

上記ウェハ処理システム１においては、ガスボックス８０から供給される処理ガスの流量を測定するために、流量測定装置１２０が接続されている。流量測定装置１２０は、ビルドアップ法を用いた処理ガスの流量の測定において利用される、処理ガスの流路および、各種センサを提供している。以下、図２を用いて本実施形態にかかるウェハ処理システム１における、流量測定装置１２０について説明する。

【0028】

図２は、本実施形態にかかるウェハ処理システム１における処理ガスの流路を構成する配管系を示す模式図である。なお、本明細書において「配管」は、内部に処理ガスを通流可能に構成されるものとする。それぞれの「配管」に処理ガスが供給される場合、当該「配管」の内部には処理ガスの「流路」を形成し得る。また、ウェハ処理システム１の構成要素のいずれかと「配管」のいずれか、または２以上の「配管」同士が接続される場合には、これらの内部において連続した「流路」が形成されるものとする。

【0029】

本実施形態において処理ガスは、各ガスボックス８０から対応するチャンバ６０に供給され、ウェハＷの処理に供された後、排気装置１３０により排気されるウェハ処理流路Ａか、または、各ガスボックス８０から流量測定装置１２０に供給され流量を測定された後排気装置１３０により排気される測定流路Ｂか、いずれかの流路に供給される。ウェハ処理流路Ａおよび測定流路Ｂについては、後述する。

【0030】

メインガスユニット９０には、１又はそれ以上のガスをそれぞれのガスボックス８０に供給するためのガスソース１４０及び流量制御部１４１が設けられている。一実施形態において、メインガスユニット９０は、１又はそれ以上のガスを、それぞれに対応のガスソースからそれぞれに対応の流量制御部１４１を介してガスボックス８０に供給するように構成される。各流量制御部１４１は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。なお、以下の説明においては、メインガスユニット９０から供給される１又はそれ以上のガス含む混合ガスを、チャンバ６０でのガス処理に用いられる、または流量測定装置１２０で流量を測定される「処理ガス」と呼称する。

【0031】

ガスボックス８０は、複数の流量制御器１４２と、これらを接続し流路を形成する配管と、を含む。

【0032】

本実施形態において、ガスボックス８０内の配管系は以下のように構成される。上記ガスソース１４０側を最も上流として、ガスソース１４０に上流側配管１４４が接続され、当該上流側配管１４４に複数の、本実施形態においては例えば４つ設けられる、流量制御器１４２が接続され、流量制御器１４２の下流側には下流側配管１４６が接続され、下流側配管１４６の下流にはチャンバ６０および流量測定装置１２０が接続されている。なおガスボックス８０にあっては、「上流側」とは処理ガスの供給経路上流側（ガスソース１４０側）を指し、「下流側」とは処理ガスの供給経路下流側（チャンバ６０、流量測定装置１２０側）を指す。なお、図２においては上記６つのガスボックス８０の内、２つのガスボックスのみを図示し、他の４つは図示を省略する。

【0033】

流量制御器１４２は、上流側に流量制御器一次バルブ１５０が設けられ、流量制御器１４２は上流側配管１４４に対し、当該流量制御器一次バルブ１５０を介して接続されている。また、流量制御器は、下流側に流量制御器二次バルブ１５２が設けられ、流量制御器１４２は下流側配管１４６に対し、当該流量制御器二次バルブ１５２を介して接続されている。

【0034】

なお、ガスボックス８０における流量制御器１４２の数や配置は本実施形態に限定されず、任意に設定することができる。それぞれの流量制御器１４２は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器１４２であってもよい。また、ガスソース１４０の数や配置は本実施形態に限定されず、任意に設定することができる。ガスソース１４０はメインガスユニット９０の内部または外部のいずれに設けられていてもよい。

【0035】

下流側配管１４６は、上述の接続配管８２に接続する、接続配管１５４を含む。なお、接続配管８２には、第一出力バルブ１５６を含む。また、下流側配管１４６は、流量測定装置１２０に接続する接続配管１６０と、当該接続配管１６０に設けられる、第二出力バルブ１６２と、を含む。

【0036】

本実施形態にかかるガスボックス８０においては、複数の流量制御器１４２のうち一の流量制御器１４２から処理ガスを供給する場合に、ウェハ処理流路Ａにおいてチャンバに処理ガスを供給する場合は、第一出力バルブ１５６を開放するとともに第二出力バルブ１６２を閉鎖することで、処理ガスは接続配管１５４を通ってチャンバに供給される。逆に、測定流路Ｂにおいて流量測定装置１２０に処理ガスを供給する場合は、第二出力バルブ１６２を開放するとともに第一出力バルブ１５６を閉鎖することで、処理ガスは接続配管１６０を通って流量測定装置１２０に供給される。

【0037】

本実施形態にかかる流量測定装置１２０は、測定器１７０と、上流側において上記ガスボックス群１１０に接続し下流側において上記測定器１７０に接続する測定配管１７２と、を含む。

【0038】

上記測定配管１７２は、上流側においてガスボックス８０のそれぞれにおける第二出力バルブ１６２に接続される複数の枝管１７４と、該複数の枝管１７４に設けられる枝管バルブ１７６と、上流側において該複数の枝管１７４のそれぞれに接続され下流側において測定器１７０に接続される主管１７８と、を含んでいる。なお流量測定装置１２０にあっては、「上流側」とは処理ガスの供給経路上流側（ガスボックス８０側）を指し、「下流側」とは処理ガスの供給経路下流側（排気装置１３０側）を指す。

【0039】

枝管１７４は、各ガスボックス８０につき１つ設ければよい。本実施形態においてはガスボックス８０を６つ設けているため、枝管１７４は計６つ設ければよい。また、枝管バルブ１７６についても、各枝管１７４につき１つ設ければよい。図２においては、図示しない他の４つのガスボックス８０に対しても同様に枝管１７４が接続されるものとし、これら４つの枝管１７４については一部の図示を省略している。ただし、枝管１７４および枝管バルブ１７６の数や配置は本実施形態に限定されず、任意に設定することができる。例えばガスボックス８０の数を変更する場合は、それに応じて枝管１７４の数を変更すればよい。また、上記ガスボックスの下流側配管１４６において流量測定装置１２０側の配管および第二出力バルブ１６２を複数設けるような場合には、それに応じて、各ガスボックスに接続する枝管１７４の数を変更してもよい。

【0040】

本実施形態においては、一のガスボックス群１１０に対して一の主管１７８を設ける。ウェハ処理システム１は一のガスボックス群１１０を有するため、主管１７８は１つ設ければよい。ただし、主管１７８の数や配置は本実施形態に限定されず、任意に設定することができる。

【0041】

測定器１７０は、上流側において測定器一次バルブ１８０を介して上記主管１７８に接続され、下流側において測定器二次バルブ１８２を介して後述する較正システム１９０に接続されている。該測定器１７０は、測定器１７０の内部の圧力を測定するように構成された一以上の、本実施形態においては２つの、圧力センサ１８４、１８６と、該測定器１７０の内部の温度を測定するように構成された温度センサ１８８と、を含む。

【0042】

本実施形態において測定器１７０は、内部に流路を形成し処理ガスを通流しうるように構成されている。したがって、上記圧力センサおよび温度センサが設けられる該測定器１７０の内部とは、測定器一次バルブ１８０と測定器二次バルブ１８２に挟まれた領域であって、処理ガスの流路を形成する測定器１７０自身の内部空間のことを指す。ただし、測定器１７０の構成は本実施形態に限定されず、任意に設定することができる。たとえば測定器１７０としては、処理ガスの通流を開放または閉鎖することが可能な上流側のバルブと下流側のバルブと、それらに挟まれた処理ガスの流路を構成する内部空間を備え、処理ガスの流路を構成する該内部空間の容積、圧力および温度が測定可能に構成されている任意の測定器１７０を採用することができる。

【0043】

本実施形態においては、流量測定装置１２０の下流には較正システム１９０を設けている。較正システム１９０は、基準器配管１９２、基準器１９４、基準器バルブ１９６を含む。基準器配管１９２は上流において測定器二次バルブ１８２に接続され、下流側において排気装置１３０に接続されている。基準器配管１９２には分岐路１９２ａが設けられ、基準器１９４は該分岐路１９２ａに対して、基準器バルブ１９６を介して接続される。

【0044】

排気装置１３０は、ウェハ処理流路Ａおよび測定流路Ｂの下流において処理ガスを排気するよう構成されている。本実施形態では、各チャンバ６０の下流側に接続される排気配管２００と、測定器１７０の下流側、本実施形態においては基準器配管１９２の下流側において、排気装置バルブ２０１を介して接続される排気配管２０２とが設けられる。排気配管２００には排気機構、本実施形態においては真空ポンプ２０３が接続されている。排気配管２０２には、複数の排気枝管２０２ａを有する。排気配管２００および排気枝管２０２ａは、それぞれの上流に接続されているガスボックス８０に対応するよう設けられている。これらの排気配管２００および排気枝管２０２ａ上にはバルブ２０４およびバルブ２０６が設けられており、これらのバルブの開閉を制御することにより、それぞれの対応するガスボックス８０から供給される処理ガスを個別に排気するよう制御することができる。なお、図２においては、図示を省略するチャンバ６０に対しても同様に下流側に排気配管２００が接続されるものとし、これらの排気配管２００についは一部図示を省略している。

【0045】

ここで、ウェハ処理流路Ａおよび測定流路Ｂについて説明する。上記のように構成されるウェハ処理システム１において、ウェハ処理流路Ａは、ガスソース１４０から供給される処理ガスが、各ガスボックス８０の上流側配管１４４，流量制御器１４２、下流側配管１４６、接続配管８２、チャンバ６０および、排気配管２００の内部を流れ、流路を形成するときの処理ガスの流路を指す。測定流路Ｂは、ガスソース１４０から供給される処理ガスが、各ガスボックス８０の上流側配管１４４、流量制御器１４２、下流側配管１４６、測定配管１７２、測定器１７０、較正システム１９０および、排気配管２０２の内部を流れ、流路を形成するときの処理ガスの流路を指す。

【0046】

一実施形態において、一のガスボックス８０からウェハ処理流路Ａにおいて一のチャンバ６０に処理ガスが供給される場合は、当該チャンバの下流に接続される一の排気配管２００におけるバルブが開放され、当該一の排気配管２００を介して処理ガスが排気されるように構成される。この場合に、上記一のガスボックス８０から測定流路Ｂにおいて流量測定装置１２０に処理ガスが供給される場合は、上記一の排気配管２００に接続される一の排気枝管２０２ａにおけるバルブが開放され、当該一の排気枝管２０２ａおよび上記一の排気配管２００を介して処理ガスが排気されるように構成される。したがって、一のガスボックスから供給される処理ガスは、ウェハ処理流路Ａおよび測定流路Ｂのいずれにおいても、合流後の上記一の排気配管２００から排気することができる。合流後の上記一の排気配管２００に対しては除害装置２０８が接続され、排気した処理ガスを除害する。

【0047】

以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。

【0048】

本実施形態にかかるウェハ処理システム１は以上のように構成されている。次に、ウェハ処理システム１におけるウェハ処理方法としての、流量測定装置１２０を用いてガスの流量を測定する方法を、図３および図４を用いて説明する。

【0049】

図３は、一実施形態に係るガスの流量を求める方法を示す流れ図である。図３に示す方法ＭＴは、ウェハ処理システム１におけるガスの流量を求めるために、流量測定装置１２０を用いて実行される。ウェハ処理システム１は、上記および図１，２に記載のものを用いることができる。なお方法ＭＴにおいて、上記ウェハ処理システムの６つのガスボックスのうち一のガスボックスにおける、一の流量制御器１４２から出力される処理ガスの流量を測定するものとする。以下、単にガスボックスという場合は、測定に供される上記一のガスボックスを指し、単に流量制御器１４２という場合は、測定に供される上記一の流量制御器１４２を指すものとする。また単に枝管１７４、および枝管バルブ１７６という場合は、上記一のガスボックスに接続される枝管１７４および、当該枝管１７４に設けられる枝管バルブ１７６を指すものとする。ただし、ガスボックス群１１０における上記一のガスボックス以外の他のガスボックスから処理ガスが供給される場合についても同様の方法ＭＴを採用することができる。

【0050】

方法ＭＴは、工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６を含む。一実施形態において、方法ＭＴは、工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６に加えて、工程ＳＴＡを更に含み得る。一実施形態において、方法ＭＴは、工程ＳＴＢを更に含み得る。工程ＳＴＡは、較正システム１９０を用いて流量測定装置１２０における測定器１７０の圧力センサおよび温度センサを較正する工程であり、特許文献１に記載の工程ＳＴＡを用いてもよい。また、工程ＳＴＢは、較正システム１９０を用いて測定器１７０の容量Ｖ_３の信頼性を検証する工程であり、特許文献１に記載の工程ＳＴＢを用いてもよい。

【0051】

図４は、図３に示す方法に関するタイミング図である。図４のタイミング図において、横軸は、時間を示し、縦軸は、測定器１７０における圧力の測定値、流量制御器二次バルブ１５２の開閉状態、測定器一次バルブ１８０の開閉状態、測定器二次バルブ１８２の開閉状態、及び、排気装置バルブ２０１の開閉状態を示している。

【0052】

方法ＭＴの工程ＳＴ１では、ウェハ処理システムのすべてのバルブが閉じられた第０の状態が形成される。本実施形態においては、全てのバルブとは、複数のガスボックスにおける複数の流量制御器一次バルブ１５０、複数の流量制御器二次バルブ１５２、第一出力バルブ１５６、第二出力バルブ１６２、流量測定装置１２０における複数の枝管バルブ１７６、測定器一次バルブ１８０、測定器二次バルブ１８２、基準器バルブ１９６、排気装置バルブ２０１、バルブ２０４、およびバルブ２０６である。

【0053】

方法ＭＴの工程ＳＴ２では、第１の状態から、まず流量制御器二次バルブ１５２、ガスボックス８０の第二出力バルブ１６２、枝管バルブ１７６、測定器一次バルブ１８０、測定器二次バルブ１８２、排気装置１３０バルブ、及び排気管バルブが開かれる。続いて、ガスボックスにおける下流側配管１４６、測定配管１７２、測定器１７０、及び、基準器配管１９２が、排気装置１３０によって真空引きされる。

【0054】

上記工程ＳＴ１および工程ＳＴ２によると、本実施形態における測定配管１７２は、測定に供される上記一のガスボックス以外の他のガスボックスに接続されている枝管１７４における枝管バルブ１７６が閉じられ、測定に供される上記一のガスボックスに接続されている枝管１７４における枝管バルブ１７６が開かれている。このため測定配管１７２は、測定に供される上記一のガスボックス８０に接続されている枝管１７４と、主管１７８と、上記一のガスボックス８０以外の他のガスボックス８０に接続されている枝管１７４における枝管バルブ１７６よりも下流側の当該枝管１７４と、の３つの領域からなる。換言すれば、当該測定配管１７２は、全ての枝管１７４と主管１７８を合わせた領域から、上記一のガスボックス８０以外の他のガスボックス８０に接続されている枝管１７４における枝管バルブ１７６の上流側の当該枝管１７４を除いた領域からなる。上記工程ＳＴ１と、以下の工程ＳＴ２～工程ＳＴ１６において、測定配管１７２は、上記の領域からなる測定配管１７２の部分を指すものとする。

【0055】

続く工程ＳＴ３では、流量制御器一次バルブ１５０が開かれ、流量制御器１４２からのガスの供給が開始される。続く工程ＳＴ４では、流量制御器二次バルブ１５２と測定器二次バルブ１８２が閉じられる。工程ＳＴ４の実行により、ガスボックス８０の流量制御器１４２から出力されたガスが、流量制御器二次バルブ１５２と測定器二次バルブ１８２との間で、即ち、ガスボックス８０の下流側配管１４６、測定配管１７２、及び、測定器１７０の中で封入された第２の状態が形成される。

【0056】

続く工程ＳＴ５では、圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって測定器１７０内の圧力の測定値Ｐ_１１が取得される。測定値Ｐ_１１は、圧力センサ１８４によって取得された測定値と圧力センサ１８６によって取得された測定値の平均値であってもよい。なお、工程ＳＴ５では、圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって取得された測定値が安定しているときに、測定値Ｐ_１１が取得され得る。圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって取得された測定値は、その変動量が所定値以下である場合に、安定しているものと判断される。

【0057】

続く工程ＳＴ６では、流量制御器二次バルブ１５２と測定器二次バルブ１８２が開かれる。続く工程ＳＴ７では、ガスボックスの下流側配管、測定配管１７２、及び、測定器１７０の中の圧力が増加される。具体的に、工程ＳＴ７では、測定器二次バルブ１８２が閉じられる。即ち、工程ＳＴ７では、ガスボックスの流量制御器１４２から、ガスボックスの下流側配管、測定配管１７２、及び、測定器１７０にガスが供給され、且つ、測定器二次バルブ１８２が閉じられた第３の状態が形成される。この第３の状態では、ガスボックス８０の下流側配管１４６、測定配管１７２、及び、測定器１７０の中の圧力が上昇する。

【0058】

続く工程ＳＴ８では、第３の状態から、流量制御器二次バルブ１５２が閉じられることにより、第４の状態が形成される。

【0059】

続く工程ＳＴ９では、圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって第４の状態における測定器１７０内の圧力の測定値Ｐ_１２が取得され、温度センサ１８８によって第４の状態における測定器１７０内の温度の測定値Ｔ_１２が取得される。測定値Ｐ_１２は、圧力センサ１８４によって取得された測定値と圧力センサ１８６によって取得された測定値の平均値であってもよい。なお、工程ＳＴ９では、圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって取得された測定値が安定しており、温度センサ１８８によって取得された測定値が安定しているときに、測定値Ｐ_１２及び測定値Ｔ_１２が取得されることとしてもよい。その場合、圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって取得された測定値の変動量が所定値以下である場合に、当該測定値が安定しているものと判断される。また、温度センサ１８８によって取得された測定値の変動量が所定値以下である場合に、当該測定値が安定しているものと判断される。

【0060】

続く工程ＳＴ１０では、測定器一次バルブ１８０及び排気装置バルブ２０１が閉じられる。続く工程ＳＴ１１では、測定器二次バルブ１８２が開かれる。工程ＳＴ１０および工程ＳＴ１１によると、測定器一次バルブ１８０が閉じられ、測定器二次バルブ１８２が開かれることにより、第５の状態が形成される。第５の状態では、第４の状態における測定器１７０内のガスが少なくとも部分的に排気される。一実施形態の第５の状態では、測定器１７０内のガスが部分的に基準器配管１９２に排出される。別の実施形態の第５の状態では、測定器１７０内のガスが基準器配管１９２を介して完全に排出されてもよい。

【0061】

続く工程ＳＴ１２では、第５の状態から、測定器二次バルブ１８２が閉じられることにより、第６の状態が形成される。一実施形態では、工程ＳＴ１２において測定器１７０内のガスを部分的に排気し第６の状態を形成することで、第６の状態における測定器１７０内の圧力が真空引きされた測定器１７０内の圧力よりも高くなるようにしてもよい。その場合、第４の状態において測定器１７０内に封入されていたガスが、部分的に排出されることにより、即ち、完全に排出されることなく、第６の状態が形成される。したがって、第４の状態から第６の状態を形成するために必要な時間長が短縮される。一実施形態では、ＳＴ１２の後に排気装置バルブ２０１を開放する工程ＳＴ１２ａを追加し、工程ＳＴ１１～工程ＳＴ１２ａを繰り返すことにより、測定器１７０内の圧力を低下させてもよい。

【0062】

続く工程ＳＴ１３では、圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって第６の状態における測定器１７０内の圧力の測定値Ｐ_１３が取得される。測定値Ｐ_１３は、圧力センサ１８４によって取得された測定値と圧力センサ１８６によって取得された測定値の平均値であってもよい。なお、工程ＳＴ１３では、圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって取得された測定値が安定しているときに、測定値Ｐ_１３が取得され得る。圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって取得された測定値は、その変動量が所定値以下である場合に、安定しているものと判断される。

【0063】

続く工程ＳＴ１４では、第６の状態から、測定器一次バルブ１８０が開かれることにより、第７の状態が形成される。続く工程ＳＴ１５では、圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって第７の状態における測定器１７０内の圧力の測定値Ｐ_１４が取得される。測定値Ｐ_１４は、圧力センサ１８４によって取得された測定値と圧力センサ１８６によって取得された測定値の平均値であってもよい。なお、工程ＳＴ１５では、圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって取得された測定値が安定しているときに、測定値Ｐ_１４が取得され得る。圧力センサ１８４及び／又は圧力センサ１８６によって取得された測定値は、その変動量が所定値以下である場合に、安定しているものと判断される。

【0064】

続く工程ＳＴ１６では、流量Ｑが求められる。流量Ｑは、第２の状態においてガスボックスの流量制御器１４２から出力されたガスの流量である。工程ＳＴ１６では、流量Ｑを求めるために、以下の式（１）の演算が実行される。
Ｑ＝（Ｐ_１２－Ｐ_１１）／Δｔ×（１／Ｒ）×（Ｖ／Ｔ） …（１）
（１）式において、Δｔは工程ＳＴ７の実行期間の時間長であり、Ｒは気体定数であり、（Ｖ／Ｔ）は、｛Ｖ_３／Ｔ_１２×（Ｐ_１２－Ｐ_１３）／（Ｐ_１２－Ｐ_１４）｝を含む。

【0065】

一実施形態においては、工程ＳＴ１６の具体的な演算は、下記の（１ａ）式の演算である。
Ｑ＝（Ｐ_１２－Ｐ_１１）／Δｔ×（１／Ｒ）×｛Ｖｓｔ／Ｔｓｔ＋Ｖ_３／Ｔ_１２×（Ｐ_１２－Ｐ_１３）／（Ｐ_１２－Ｐ_１４）｝ …（１ａ）
（１ａ）式において、Ｖｓｔは、ガスボックス８０の流量制御器１４２の図示しないオリフィス部材と流量制御器二次バルブ１５２の弁体との間の流路の容積であり、予め定められた設計値である。Ｔｓｔは、ガスボックスの流量制御器１４２のオリフィス部材と流量制御器二次バルブ１５２の弁体との間の流路内の温度であり、流量制御器１４２の温度センサによって取得される。なお、Ｔｓｔは、第４の状態において取得される温度であり得る。なお、（１ａ）式において、（Ｖｓｔ／Ｔｓｔ）は省略されてもよい。

【0066】

方法ＭＴでは、測定器二次バルブ１８２が閉じられた状態で、一のガスボックスの一の流量制御器１４２からのガスを、ガスボックスの下流側配管１４６、測定配管１７２、及び、測定器１７０に供給することにより圧力上昇を生じさせる。この圧力上昇の速度、即ち、圧力の上昇速度を、（１）式に用いることにより、流量制御器１４２から出力されたガスの流量が求められる。（１）式において、Ｖ／Ｔは、本来的には、（Ｖ_Ｅ／Ｔ_Ｅ）と（Ｖ_３／Ｔ_１２）との和を含むべきである。即ち、（１）式の演算は、本来的には、以下の（１ｂ）式であるべきである。
Ｑ＝（Ｐ_１２－Ｐ_１１）／Δｔ×（１／Ｒ）×（Ｖｓｔ／Ｔｓｔ＋Ｖ_Ｅ／Ｔ_Ｅ＋Ｖ_３／Ｔ_１２）
…（１ｂ）
ここで、ＶＥは、ガスボックスの下流側配管の容積と測定配管１７２の容積の和であり、ＴＥは、第４の状態におけるガスボックスの下流側配管及び測定配管１７２の中の温度である。

【0067】

ここで、ボイル・シャルルの法則から、以下の式（４）が成立する。
Ｐ_１２×Ｖ_Ｅ／Ｔ_Ｅ＋Ｐ_１３×Ｖ_３／Ｔ_１２＝Ｐ_１４×Ｖ_Ｅ／Ｔ_Ｅ＋Ｐ_１４×Ｖ_３／Ｔ_１２
…（４）
（４）式から、（Ｖ_Ｅ／Ｔ_Ｅ）と（Ｖ_３／Ｔ_１２）との和は、下記の（５）式に示すように表される。
Ｖ_Ｅ／Ｔ_Ｅ＋Ｖ３／Ｔ_１２＝Ｖ_３／Ｔ_１２＋Ｖ_３／Ｔ_１２×（Ｐ_１４－Ｐ_１３）／（Ｐ_１２－Ｐ_１４）
＝Ｖ_３／Ｔ_１２×（Ｐ_１２－Ｐ_１３）／（Ｐ_１２－Ｐ_１４） …（５）
したがって、（１）式において、（Ｖ_Ｅ／Ｔ_Ｅ）と（Ｖ_３／Ｔ_１２）との和の代わりに、Ｖ_３／Ｔ_１２×（Ｐ_１２－Ｐ_１３）／（Ｐ_１２－Ｐ_１４）｝を用いることができる。

【0068】

なお、流量Ｑは、ガスボックス８０の全ての流量制御器１４２について求められてもよい。また、複数のガスボックス８０の全てに対して、方法ＭＴが順に実行されてもよい。

【0069】

なお、方法ＭＴでは、工程ＳＴ１～ＳＴ１６を実行するにあたり、一のガスボックス８０における第二出力バルブ１６２を開放する場合に、他のガスボックス８０における第二出力バルブ１６２が閉鎖されるように、ハードインターロックを構成することとしてもよい。上記ハードインターロックはさらに、一のガスボックス８０における第二出力バルブ１６２を開放する場合に、一のガスボックス８０および他のガスボックス８０における第一出力バルブ１５６が閉鎖されるように構成されていてもよい。

【0070】

本実施形態における測定配管１７２は、工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６において、測定に供される上記一のガスボックス以外の他のガスボックスに接続されている枝管１７４における枝管バルブ１７６が閉じられ、測定に供される上記一のガスボックスに接続されている枝管１７４における枝管バルブ１７６が開かれている。このため工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６において、測定配管１７２は、測定に供される上記一のガスボックスに接続されている枝管１７４と、主管１７８と、上記一のガスボックス以外の他のガスボックスに接続されている枝管１７４における枝管バルブ１７６よりも下流側の当該枝管１７４と、の３つの領域からなる。換言すれば、当該測定配管１７２は、全ての枝管１７４と主管１７８を合わせた領域から、上記一のガスボックス以外の他のガスボックスに接続されている枝管１７４における枝管バルブ１７６の上流側の当該枝管１７４を除いた領域からなる。

【0071】

このため、上記測定配管１７２の領域の容積は、枝管バルブ１７６を設けないこととする場合の測定配管１７２の容積よりも小さく構成される。これにより工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６の内、測定配管１７２における処理ガスの排気および充てんを要する工程における、流量測定装置１２０内の圧力変化の応答性を向上させることができる。具体的には、工程ＳＴ２における真空引きに要する時間、工程ＳＴ４において第２の状態を形成するための工程ＳＴ３におけるガスの供給および圧力の安定化に要する時間、工程ＳＴ７における第３の状態での圧力の上昇および圧力の安定化に要する時間、などを短縮することができる。

【0072】

上記実施形態において、全ての枝管１７４に枝管バルブ１７６を設けることで、上記工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６の内、測定配管１７２における処理ガスの排気および充填を要する工程の応答性を向上させることを実現したが、他の実施形態によっても、上記応答性の向上を実現し得る。

【0073】

上記他の実施形態は、図５に示す通り複数のチャンバ群と、当該複数のチャンバ群に対応する複数のガスボックス群を有するウェハ処理システムであってもよい。以下、図５、図６を用いて、当該他の実施形態におけるウェハ処理システム３００、および、ウェハ処理方法について説明する。なお、上記他の実施形態において、図１～図４に示す上記一の実施形態におけるウェハ処理システム３００と実質的に同様の構成要素には同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0074】

図５は、上記他の実施形態におけるウェハ処理システム３００の構成の一例である。上記他の実施形態において、ウェハ処理システム３００は、フロントトランスファモジュール３０２と、当該フロントトランスファモジュール３０２に接続される複数のチャンバ６０、本実施形態においては６つのチャンバ６０を含むフロントチャンバ群３０４と、当該フロントチャンバ群３０４に対応するフロントガスボックス群３０６と、リアトランスファモジュール３１０と、当該リアトランスファモジュール３１０に接続される複数のチャンバ６０、本実施形態においては８つのチャンバ６０を含むリアチャンバ群３１２と、当該リアチャンバ群３１２に対応するリアガスボックス群３１４を有している。

【0075】

フロントトランスファモジュール３０２は上記の一実施形態におけるトランスファモジュール５０と同様、内部が矩形の筐体からなり、ロードロックモジュール２０、２１に接続されている。フロントトランスファモジュール３０２は、ロードロックモジュール２０に搬入されたウェハＷを一のチャンバ６０に搬送して所望の処理を施した後、ロードロックモジュール２１を介して大気部１０に搬出する。

【0076】

リアトランスファモジュール３１０は上記一の実施形態におけるトランスファモジュール５０と異なり、ロードロックモジュール２０、２１に接続されておらず、代わりにパスモジュール３２０が設けられており、当該パスモジュール３２０においてフロントトランスファモジュール３０２と接続されている。フロントトランスファモジュール３０２とリアトランスファモジュール３１０は、パスモジュール３２０を介してウェハＷの受け渡しが可能なように構成されている。

【0077】

フロントガスボックス群３０６およびリアガスボックス群３１４は、いずれも一の流量測定装置１２０に接続される。以下、図６を用いて本実施形態にかかるウェハ処理システム３００における、流量測定装置１２０について説明する。

【0078】

図６は、上記他の実施形態にかかるウェハ処理システム３００における処理ガスの流路を構成する配管系を示す模式図である。

【0079】

上記他の実施形態にかかるウェハ処理システム３００においては、フロントガスボックス群３０６またはリアガスボックス群３１４の内の、一のガスボックス８０から供給される処理ガスの流量を測定するために、流量測定装置１２０が接続されている。

【0080】

上記他の実施形態における流量測定装置１２０は、測定器１７０と、上流側において上記フロントガスボックス群３０６に接続するフロント測定配管３３０と、上流側において上記リアガスボックス群３１４に接続するリア測定配管３３２と、上流側において上記フロント測定配管３３０および上記リア測定配管３３２に接続し、下流側において上記測定器１７０に接続する合流配管３３４と、を含む。

【0081】

上記フロント測定配管３３０は、複数のフロント枝管３４０およびフロント主管３４２を含み、当該フロント枝管３４０のそれぞれにおいて、フロントガスボックス群３０６のガスボックス８０のそれぞれに接続されている。また、上記リア測定配管３３２は、複数のリア枝管３４４およびリア主管３４６を含み、当該リア枝管３４４のそれぞれにおいて、リアガスボックス群３１４のガスボックスのそれぞれに接続されている。

【0082】

上記フロント主管３４２および上記リア主管３４６は、それぞれフロント主管バルブ３５０およびリア主管バルブ３５２を有する。

【0083】

排気装置１３０は、ウェハ処理流路Ａおよび測定流路Ｂの下流において処理ガスを排気するよう構成されている。本実施形態では、各チャンバ６０の下流側に接続される排気配管２００と、基準器配管１９２の下流側に接続されるフロント排気配管３６０、リア排気配管３６２とが設けられ、これらには排気機構、本実施形態においては真空ポンプ２０３が設けられている。排気配管２００、フロント排気配管３６０およびリア排気配管３６２は、それぞれの上流に接続されているガスボックス８０に対応するよう設けられている。これらの排気配管２００、フロント排気配管３６０、リア排気配管３６２上にはバルブが設けられており、これらのバルブの開閉を制御することにより、各対応するガスボックス８０から供給される処理ガスを個別に排気するよう制御することができる。

【0084】

具体的には、フロント排気配管３６０は、上流側において基準器配管１９２に接続されるフロント排気主管３６４と、当該フロント排気主管３６４に接続される複数のフロント排気枝管３６６を含む。当該複数のフロント排気枝管３６６は、それぞれがバルブ２０６を備えている。そして、上記複数のフロント排気枝管３６６はそれぞれチャンバ６０の下流に接続される排気配管２００に合流するよう構成されている。リア排気配管３６２は、れぞれ、上流側において基準器配管１９２に接続されるリア排気主管３６８と、当該リア排気主管３６８に接続される複数のリア排気枝管３７０を含む。当該複数のリア排気枝管３７０は、それぞれがバルブ２０６を備えている。そして、上記複数のリア排気枝管３７０はそれぞれチャンバ６０の下流に接続される排気配管２００に合流するよう構成されている。

【0085】

ここで、上記他の実施形態におけるウェハ処理流路Ａおよび測定流路Ｂについて説明する。上記のように構成されるウェハ処理システム３００において、ウェハ処理流路Ａは、ガスソース１４０から供給される処理ガスが、フロントガスボックス群３０６またはリアガスボックス群３１４における各ガスボックス８０の上流側配管１４４，流量制御器１４２、下流側配管１４６、接続配管８２、チャンバ６０および、排気配管２００の内部を流れるときの処理ガスの流路を指す。測定流路Ｂは、ガスソース１４０から供給される処理ガスが、フロントガスボックス群３０６の各ガスボックス８０の上流側配管１４４，流量制御器１４２、下流側配管１４６、フロント測定配管３３０、測定器１７０、較正システム１９０、フロント排気配管３６０および、排気配管２００の内部を流れるとき、または、ガスソース１４０から供給される処理ガスが、リアガスボックス群３１４の各ガスボックス８０の上流側配管１４４，流量制御器１４２、下流側配管１４６、リア測定配管３３２、測定器１７０、較正システム１９０、リア排気配管３６２および、排気配管２００の内部を流れるときの処理ガスの流路を指す。

【0086】

上記他の実施形態において、フロントガスボックス群３０６またはリアガスボックス群３１４における一のガスボックス８０からウェハ処理流路Ａにおいて一のチャンバ６０に処理ガスが供給される場合は、当該チャンバ６０の下流に接続される一の排気配管２００におけるバルブが開放され、当該一の排気配管２００を介して処理ガスが排気されるように構成される。この場合に、上記一のガスボックス８０から測定流路Ｂにおいて流量測定装置１２０に処理ガスが供給される場合は、流量測定装置１２０の下流に接続されるフロント排気配管３６０またはリア排気配管３６２の、上記一の排気配管２００に接続される一のフロント排気枝管３６６またはリア排気枝管３７０におけるバルブ２０６が開放され、当該一のフロント排気枝管３６６またはリア排気枝管３７０および上記一の排気配管２００を介して処理ガスが排気されるように構成される。したがって、一のガスボックス８０から供給される処理ガスは、ウェハ処理流路Ａおよび測定流路Ｂのいずれにおいても合流後の一の排気配管２００から排気される。

【0087】

本実施形態においては、フロント排気主管３６４およびリア排気主管３６８にはそれぞれフロント排気主管バルブ３７２およびリア排気主管バルブ３７４が設けられる。フロントガスボックス群３０６における一のガスボックス８０から測定流路Ｂにおいて流量測定装置１２０に処理ガスが供給される場合、フロント排気主管バルブ３７２が開放され、リア排気主管バルブ３７４を閉鎖するよう構成されていてもよい。逆に、リアガスボックス群３１４における一のガスボックス８０から測定流路Ｂにおいて流量測定装置１２０に処理ガスが供給される場合、リア排気主管バルブ３７４が開放され、フロント排気主管バルブ３７２を閉鎖するよう構成されていてもよい。

【0088】

上記他の実施形態にかかるウェハ処理システム３００は以上のように構成されている。次に、ウェハ処理システム３００におけるウェハ処理方法としての、流量測定装置１２０を用いてガスの流量を測定する方法ＭＴについて説明する。

【0089】

方法ＭＴは、ウェハ処理システム３００におけるガスの流量を求めるために、流量測定装置１２０を用いて実行される。ウェハ処理システム３００は、上記および図５，６に記載のものを用いることができる。なお方法ＭＴにおいて、上記ウェハ処理システム３００のフロントガスボックス群３０６における６つのガスボックス８０のうち一のガスボックス８０における、一の流量制御器１４２から出力される処理ガスの流量を測定するものとする。以下、単にガスボックス８０という場合は上記一のガスボックス８０を指し、単に流量制御器１４２という場合は、上記一の流量制御器１４２を指す。ただし、フロントガスボックス群３０６における上記一のガスボックス８０以外の他のガスボックス８０から処理ガスが供給される場合や、リアガスボックス群３１４における８つのガスボックス８０のうち一のガスボックス８０から処理ガスが供給される場合についても同様の方法ＭＴを採用することができる。

【0090】

方法ＭＴは、工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６を含む。一実施形態において、方法ＭＴは、工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６に加えて、工程ＳＴＡを更に含み得る。一実施形態において、方法ＭＴは、工程ＳＴＢを更に含み得る。工程ＳＴＡは、較正システムを用いて流量制御システムにおける測定器１７０の圧力センサ１８４、１８６および温度センサ１８８を構成する工程であり、特許文献１に記載の工程ＳＴＡを用いてもよい。また、工程ＳＴＢは、較正システムを用いて測定器１７０の容量Ｖ_３の信頼性を検証する工程であり、特許文献１に記載の工程ＳＴＢを用いてもよい。

【0091】

方法ＭＴの工程ＳＴ１では、ウェハ処理システム３００の以下のバルブが閉じられた第１の状態が形成される。本実施形態においては、上記閉じられるバルブとは、フロントガスボックス群３０６における、複数のガスボックス８０の複数の流量制御器一次バルブ１５０、複数の流量制御器二次バルブ１５２、第一出力バルブ１５６、第二出力バルブ１６２、流量測定装置１２０におけるフロント主管バルブ３５０、リア主管バルブ３５２、測定器一次バルブ１８０、測定器二次バルブ１８２、基準器バルブ、排気装置バルブ２０１、フロント排気主管バルブ３７２、リア排気主管バルブ３７４、バルブ２０４および、バルブ２０６である。

【0092】

方法ＭＴの工程ＳＴ２では、第１の状態から、まず流量制御器二次バルブ１５２、ガスボックス８０の第二出力バルブ１６２、フロント主管バルブ３５０、測定器一次バルブ１８０、測定器二次バルブ１８２、排気装置バルブ２０１、フロント排気主管バルブ３７２、及びバルブ２０６が開かれる。続いて、ガスボックス８０における下流側配管１４６、測定配管１７２、測定器１７０、及び、基準器配管１９２が、排気装置１３０によって真空引きされる。

【0093】

上記工程ＳＴ１および工程ＳＴ２によると、本実施形態における測定配管１７２は、測定に供される上記一のガスボックス８０が含まれるフロントガスボックス群３０６に接続されるフロント測定配管３３０の、フロント主管バルブ３５０が開かれ、上記一のガスボックス８０が含まれないリアガスボックス群３１４に接続されるリア測定配管３３２の、リア主管バルブ３５２が閉じられている。このため測定配管１７２は、測定に供される上記一のガスボックス８０に接続されているフロント測定配管３３０と、合流配管３３４と、リアガスボックス群３１４に接続されているリア測定配管３３２のリア主管バルブ３５２よりも下流側の当該リア主管３４６と、の３つの領域からなる。換言すれば、当該測定配管１７２は、フロント測定配管３３０、リア測定配管３３２および合流配管３３４を合わせた領域から、リア測定配管３３２におけるリア主管バルブ３５２より上流側の当該リア測定配管３３２の領域を除いた領域からなる。工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６において、測定配管１７２は、上記の領域からなる測定配管１７２の部分を指すものとする。

【0094】

工程ＳＴ３～工程ＳＴ１６については、上記の一実施形態にかかるウェハ処理システム３００を用いたウェハ処理方法としてのガスの流量を測定する方法ＭＴにおける工程ＳＴ３～工程ＳＴ１６と同様であるため、説明を省略する。

【0095】

上記他の実施例における測定配管１７２は、工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６において、測定に供される上記一のガスボックス８０が含まれるフロントガスボックス群３０６に接続されるフロント測定配管３３０の、フロント主管バルブ３５０が開かれ、上記一のガスボックス８０が含まれないリアガスボックス群３１４に接続されるリア測定配管３３２の、リア主管バルブ３５２が閉じられている。このため測定配管１７２は、測定に供される上記一のガスボックス８０に接続されているフロント測定配管３３０と、合流配管３３４と、リアガスボックス群３１４に接続されているリア測定配管３３２のリア主管バルブ３５２よりも下流側の当該リア主管３４６と、の３つの領域からなる。換言すれば、当該測定配管１７２は、フロント測定配管３３０、リア測定配管３３２および合流配管３３４を合わせた領域から、リア測定配管３３２におけるリア主管バルブ３５２より上流側の当該リア測定配管３３２の領域を除いた領域からなる。

【0096】

このため、上記測定配管１７２の領域の容積は、フロント主管バルブ３５０およびリア主管バルブ３５２を設けないこととした場合の測定配管１７２の容積よりも小さく構成される。これにより工程ＳＴ１～工程ＳＴ１６の内、測定配管１７２における処理ガスの排気および充てんを要する工程における、流量測定装置１２０内の圧力変化の応答性を向上させることができる。具体的には、工程ＳＴ２における真空引きに要する時間、工程ＳＴ４において第２の状態を形成するための工程ＳＴ３におけるガスの供給および圧力の安定化に要する時間、工程ＳＴ７における第３の状態での圧力の上昇および圧力の安定化に要する時間、などを短縮することができる。

【0097】

なお方法ＭＴにおいて、流量Ｑは、ガスボックス８０の全ての流量制御器１４２について求められてもよい。また、複数のガスボックス８０の全てに対して、方法ＭＴが順に実行されてもよい。また、リアガスボックス群３１４におけるガスボックスの全てに対して、方法ＭＴが順に実行されてもよい。

【0098】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【符号の説明】

【0099】

Ｗ ウェハ
１ ウェハ処理システム
６０ チャンバ
６２ チャンバ群
８０ ガスボックス
１１０ ガスボックス群
１２０ 流量測定装置
１３０ 排気装置
１７０ 測定器
１７２ 測定配管
１７４ 枝管
１７６ 枝管バルブ
１７８ 主管
１８０ 測定器一次バルブ
１８２ 測定器二次バルブ
１８４ 圧力センサ
１８６ 圧力センサ
１８８ 温度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】