特開 2024-155506 流量制御器の校正方法および基板処理システム

(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】P2024155506

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】流量制御器の校正方法および基板処理システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20241024BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070275

(22)【出願日】2023-04-21

(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】澤地 淳

(72)【発明者】

【氏名】庄司 慶太

(57)【要約】

【課題】基板処理システムにおいて流量制御器の校正を効率的に行う。
【解決手段】基板処理システムにおける流量制御器の校正方法であって、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と、前記複数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流量測定装置と、制御部と、を備え、前記複数のガスボックスは、それぞれ複数の流量制御器を含み、前記流量制御器の校正は、（ａ）前記流量制御器における校正前の流量設定値と出力値との関係を導出し、その関係に係るグラフの傾き及び／又は接線の傾きを算出する工程と、（ｂ）前記グラフの傾き及び／又は接線の傾きを用いた校正値の算出式から、前記流量制御器の各流量設定値に関する校正値を算出する工程と、を含む。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理システムにおける流量制御器の校正方法であって、
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と、
前記複数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流量測定装置と、
制御部と、を備え、
前記複数のガスボックスは、それぞれ複数の流量制御器を含み、
前記流量制御器の校正は、
（ａ）前記流量制御器における校正前の流量設定値と出力値との関係を導出し、その関係に係るグラフの傾き及び／又は接線の傾きを算出する工程と、
（ｂ）前記グラフの傾き及び／又は接線の傾きを用いた校正値の算出式から、前記流量制御器の各流量設定値に関する校正値を算出する工程と、を含む流量制御器の校正方法。

【請求項2】

前記（ｂ）の工程においては、以下の式（１）により前記流量制御器の各流量設定値に関する校正値Ｘの算出が行われる、請求項１に記載の流量制御器の校正方法。
Ｑ１＝α（Ｘ－Ｑ１）＋Ｑ２ ・・・（１）
ここで、Ｑ１：流量設定値、Ｘ：校正値、Ｑ２：校正前の出力値、α：前記グラフの傾き及び／又は接線の傾き、である。

【請求項3】

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と、
前記複数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流量測定装置と、
制御部と、を備え、
前記複数のガスボックスは、それぞれ複数の流量制御器を含み、
前記制御部において、
（ａ）前記流量制御器における校正前の流量設定値と出力値との関係を導出し、その関係に係るグラフの傾き及び／又は接線の傾きを算出する工程と、
（ｂ）前記グラフの傾き及び／又は接線の傾きを用いた校正値の算出式から、前記流量制御器の各流量設定値に関する校正値を算出する工程と、を含む処理を実行する、基板処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、流量制御器の校正方法および基板処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、流量制御器からガス流路に出力されたガスの流量を、ガス供給に伴うガス流路内の圧力の上昇速度と、ガス流路内の温度と、既知のガス流路容積と、に基づいてビルドアップ（Ｂｕｉｌｄ Ｕｐ）手法を用いて算出する方法が開示されている。

【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制御器から出力されるガスの流量を適切に測定する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、基板処理システムにおける流量制御器の校正方法であって、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と、前記複数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流量測定装置と、制御部と、を備え、前記複数のガスボックスは、それぞれ複数の流量制御器を含み、前記流量制御器の校正は、（ａ）前記流量制御器における校正前の流量設定値と出力値との関係を導出し、その関係に係るグラフの傾き及び／又は接線の傾きを算出する工程と、（ｂ）前記グラフの傾き及び／又は接線の傾きを用いた校正値の算出式から、前記流量制御器の各流量設定値に関する校正値を算出する工程と、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制御器の校正を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施の形態にかかるウェハ処理システムの構成例を示す平面図である。

【図2】実施の形態にかかるガス供給機構の構成例を示す系統図である。

【図3】実施の形態にかかる流量制御器の構成例を示す模式図である。

【図4】従来実行されていた校正方法の説明図である。

【図5】本実施形態に係る構成方法の説明図である。

【図6】本実施形態に係る校正方法の作用効果を示す概略説明図である。

【図7】本実施形態に係る校正方法の作用効果を示す概略説明図である。

【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、チャンバの内部空間に配置された半導体基板（以下、「ウェハ」という。）に対して、所望のガス雰囲気下でエッチング処理、成膜処理、クリーニング処理等の各種ガス処理が行われる。これらガス処理においては、処理対象のウェハに対して所望のガス処理結果を得るため、チャンバの内部空間に供給されるガスの流量を精密に測定することが重要になる。

【0009】

特許文献１には、チャンバ本体の内部空間に供給されるガスの流量を測定する流量測定システムを備えた基板処理システムが開示されている。特許文献１に記載の流量測定方法によれば、ガス流量の測定手法の一つとしてビルドアップ手法が用いられる。当該手法では、一のガスボックスの一の流量制御器から、容積が既知のガス流路に対して任意の設定流量でガスを供給し所望の封入圧までガス流路内の圧力を上昇させ、当該ガス供給に伴うガス流路内の圧力上昇速度、ガス流路内の温度、及び当該ガス流路の容積に基づいて、ガス流量を測定する。その後、設定流量と測定結果の流量（測定流量）とを比較してずれがないか確認し、ずれがある場合は測定流量に基づき流量制御器を校正することができる。

【0010】

ところで、チャンバの内部空間に供給されるガスの流量を制御する流量制御器においては、各流量制御器の出荷時の個体差ばらつき等に起因し、流量制御器ごとに流量特性にずれが生じている場合がある。このような流量特性のずれを抑え、流量精度の向上のため、流量制御器においては種々の校正が必要とされる。流量制御器の校正は例えば流量制御器製品の出荷時や、装置運用時に実施されるのが一般的である。

【0011】

半導体デバイスの製造装置においては、各種ガス処理ごとにガス流量測定の信頼性の確認のため、装置側にて校正が実施されるが、その他に、流量制御器の出荷時や、製造装置起ち上げ時において流量制御器の校正が必要な場合がある。校正時間や手間の削減のため出荷時に校正を行わず、装置起ち上げ時に流量制御器の校正を行う場合、制御値と測定値のずれ量が非常に大きくなる恐れがあり、そのような場合に対応した校正手法を行う必要がある。

【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制御器の校正を効率的に行う。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の構成＞
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、例えばエッチング処理、成膜処理、クリーニング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２０ａ、２１ａを介して、大気部１０の後述するローダモジュール３０と接続されている。またロードロックモジュール２０、２１は、それぞれゲートバルブ２０ｂ、２１ｂを介して、減圧部１１の後述するトランスファモジュール５０と接続されている。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、大気圧雰囲気下でウェハＷを搬送するローダモジュール３０を有している。ローダモジュール３０には、複数のウェハＷを保管可能なフープ３１を載置する複数、例えば５つのロードポート３２と、前述のロードロックモジュール２０、２１が設けられている。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）などが設けられていてもよい。

【0017】

ローダモジュール３０の内部には、当該ローダモジュール３０の内部に延伸するガイドレール４１上を移動自在に構成されたウェハ搬送機構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４２を有している。搬送アーム４２は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動自在に構成されている。そしてウェハ搬送機構４０は、ロードポート３２のフープ３１、及びロードロックモジュール２０、２１に対してウェハＷを搬送可能に構成されている。

【0018】

減圧部１１は、減圧雰囲気下でウェハＷを搬送するトランスファモジュール５０を有している。トランスファモジュール５０には、目的に応じてウェハＷにエッチング処理、成膜処理、クリーニング処理等の所望のガス処理を行う複数、例えば６つのチャンバ６０と、前述のロードロックモジュール２０、２１が設けられている。チャンバ６０は、ゲートバルブ６１を介してトランスファモジュール５０に接続されている。なお、トランスファモジュール５０に接続されるチャンバ６０の数は図示の例に限定されるものではなく、任意に決定できる。

【0019】

トランスファモジュール５０の内部には、当該トランスファモジュール５０の内部に延伸するガイドレール７１上を移動自在に構成されたウェハ搬送機構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７２を有している。搬送アーム７２は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動自在に構成されている。そしてウェハ搬送機構７０は、任意のチャンバ６０、及びロードロックモジュール２０、２１に対してウェハＷを搬送可能に構成されている。

【0020】

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７２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７２が保持し、ロードロックモジュール２１に搬出する。

【0021】

また減圧部１１には、チャンバ６０のそれぞれに対してガスを供給するためのガス供給機構１００が設けられている。ガス供給機構１００は、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、複数、例えば各チャンバ６０に対応した６つのガスボックス１１０と、ガスボックス１１０（チャンバ６０）の一次側（上流側）に設けられた少なくとも１つのガスソースを備えるガス供給部としてのメインガスユニット１２０と、チャンバ６０に供給されるガスの流量を測定する流量測定ユニット１３０および測定配管１３１と、を備えている。

【0022】

以上のウェハ処理システム１には制御部２００が設けられている。制御部２００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、後述の流量制御器１１１の校正を行うプログラムが更に格納されてもよい。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２００にインストールされたものであってもよい。また、当該記憶媒体Ｈは一時的なものであってもよいし、非一時的なものであってもよい。

【0023】

＜ガス供給機構の構成＞
次に、上述したガス供給機構１００の詳細な構成の一例について説明する。図２はガス供給機構１００のガス流路を構成する配管系を示す模式図である。なお、以下の説明においては、上述したようにガスの通流方向におけるメインガスユニット１２０側を一次側（上流側）、通流方向における後述の排気ユニット１５０側を二次側（下流側）、とそれぞれ言う場合がある。また図２においては、図示が煩雑になることを抑制するため、ウェハ処理システム１に配置された６つのチャンバ６０、及びガスボックス１１０のうち、一部の図示を省略する。

【0024】

メインガスユニット１２０には、１又はそれ以上のガスをそれぞれのガスボックス１１０に供給するためのガスソース１２１及び流量制御器１２２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１２０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１２１からそれぞれに対応の流量制御器１２２を介してガスボックス１１０に供給するように構成される。各流量制御器１２２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。メインガスユニット１２０から供給されるガスとしては、例えばチャンバ６０でのウェハ処理に用いられる処理ガスや、例えば後述のバルブの開閉動作等に用いられるドライガス等が含まれる。

【0025】

メインガスユニット１２０の下流側には、接続配管１２３を介して複数、本実施形態においては上述したように各チャンバ６０に対応して６つのガスボックス１１０が接続されている。また、接続配管１２３にはそれぞれのガスボックス１１０に対応してバルブ１２３ａが配置され、かかるバルブ１２３ａの開閉により、メインガスユニット１２０からそれぞれのガスボックス１１０へのガス供給を任意に切り替え可能に構成されている。

【0026】

ガスボックス１１０には、対応するそれぞれのチャンバ６０に対する処理ガスの流量を制御するための流量制御器１１１が設けられている。流量制御器１１１は、例えばメインガスユニット１２０から供給されるガスの種類に応じて複数設けられていてもよい。また流量制御器１１１の一次側には流量制御器一次バルブ１１１ａが配置され、かかる流量制御器一次バルブ１１１ａの開閉によりメインガスユニット１２０からそれぞれの流量制御器１１１へのガス供給を任意に切り替え可能に構成されている。また、流量制御器１１１の二次側には流量制御器二次バルブ１１１ｂが配置され、流量制御器１１１から二次側へのガスの供給を任意に切り替え可能に構成されている。流量制御器１１１の構成の詳細については、後述する。

【0027】

ガスボックス１１０の下流側には、接続配管１１２を介して対応するチャンバ６０が接続されている。接続配管１１２には第１出力バルブ１１２ａが配置され、かかる第１出力バルブ１１２ａの開閉により、ガスボックス１１０からチャンバ６０へのガス供給を任意に切り替え可能に構成されている。

【0028】

また、ガスボックス１１０の下流側には、接続配管１１２とは分岐して、測定配管１３１を介して流量測定ユニット１３０が接続されている。測定配管１３１には第２出力バルブ１３１ａが配置され、かかる第２出力バルブ１３１ａの開閉により、ガスボックス１１０から流量測定ユニット１３０へのガス供給を任意に切り替え可能に構成されている。

【0029】

本実施形態にかかるガスボックス１１０においては、一つの流量制御器１１１からガスを供給する場合に、例えばウェハ処理を目的としてチャンバ６０に処理ガスを供給する場合は、第１出力バルブ１１２ａを開放するとともに第２出力バルブ１３１ａを閉止することで、処理ガスが接続配管１１２を通ってチャンバ６０に供給される。一方、例えばガス流量の測定を目的として流量測定ユニット１３０にガスを供給する場合は、第２出力バルブ１３１ａを開放するとともに第１出力バルブ１１２ａを閉止することで、ガスが測定配管１３１を通って流量測定ユニット１３０に供給される。

【0030】

チャンバ６０の内部には、上述したように接続配管１１２を介してウェハ処理の目的に応じた所望の処理ガスが供給される。そしてチャンバ６０においては、供給された処理ガスを用いて、ウェハＷに対してエッチング処理、成膜処理、クリーニング処理等の所望のガス処理が行われる。チャンバ６０の内部に供給された処理ガスは、排気配管６２を介して、後述の排気ユニット１５０に排出される。また、排気配管６２には排気バルブ６２ａが配置され、かかる排気バルブ６２ａの開閉により、チャンバ６０からの処理ガスの排気動作を制御可能に構成されている。

【0031】

流量測定ユニット１３０は、当該流量測定ユニット１３０の内部圧力を測定する複数、例えば本実施形態においては２つの圧力センサ１３２、１３３と、当該流量測定ユニット１３０の内部温度を測定する温度センサ１３４と、を含む。圧力センサ１３２、１３３による圧力測定レンジは任意に決定できるが、例えば流量測定ユニット１３０における圧力測定レンジを広くとるため、一方を高圧レンジ、他方を低圧レンジで測定可能なセンサとすることが好ましい。

【0032】

流量測定ユニット１３０の一次側は流量測定ユニット一次バルブ１３０ａを介して測定配管１３１に接続され、かかる流量測定ユニット一次バルブ１３０ａを開放することにより、ガスボックス１１０からのガスを流量測定ユニット１３０に導入可能に構成されている。また、流量測定ユニット１３０の二次側は流量測定ユニット二次バルブ１３０ｂを介して後述の校正システム１４０に接続されている。

【0033】

本実施形態において流量測定ユニット１３０は、内部に流路を形成しガスボックス１１０からの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１３２、１３３および温度センサ１３４が設けられる流量測定ユニット１３０の内部とは、流量測定ユニット一次バルブ１３０ａと流量測定ユニット二次バルブ１３０ｂとの間の領域であって、ガス流路を形成する流量測定ユニット１３０自身の内部空間を指す。

【0034】

また、本実施形態において測定配管１３１は、内部に流路を形成しガスボックス１１０からのガスを通流しうるように構成されている。そして、本実施形態にかかる後述のガス流量の測定方法においては、ガスボックス１１０からのガスを、測定配管１３１を介して流量測定ユニット１３０に封入することで、当該測定配管１３１及び流量測定ユニット１３０の内部圧力の上昇速度を計測し、かかる上昇速度を用いてガス流量を測定する。

【0035】

校正システム１４０は、流量測定ユニット１３０の容積を確認し、および／または、流量測定ユニット１３０内に設けられた圧力センサ１３２、１３３または温度センサの校正を行う。校正システム１４０は、基準器配管１４１及び基準器１４２を含む。また基準器配管１４１には基準器バルブ１４１ａが配置され、当該基準器バルブ１４１ａの開閉により、基準器１４２に対するガスの供給を任意に制御可能に構成されている。

【0036】

基準器配管１４１の上流側は、上述したように流量測定ユニット二次バルブ１３０ｂを介して流量測定ユニット１３０に接続されている。また、基準器配管１４１の下流側は、校正バルブ１４０ａ及び排気配管１４３を介して、前述の排気配管６２、すなわち後述の排気ユニット１５０に接続されている。また、排気配管１４３には排気バルブ１４３ａが配置され、かかる排気バルブ１４３ａの開閉により、排気配管１４３と排気配管６２の連通を任意に切り替え可能に構成されている。

【0037】

排気ユニット１５０は、排気配管６２の下流においてガスを排気するよう構成されている。排気ユニット１５０は、ウェハ処理システム１に配置された複数のチャンバ６０のそれぞれに対応して設けられる複数の排気機構１５１と、排気機構１５１の下流側において、排気ガスの除害処理を行うための少なくとも１つの除害装置１５２と、を含む。排気機構１５１としては、例えばターボ分子ポンプやドライポンプ等の真空ポンプ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

【0038】

＜流量制御器の構成＞
ここで、図３を用いて本実施形態にかかる流量制御器１１１の構成について説明する。流量制御器１１１は、流路１６０、オリフィス１６２、コントロールバルブ１６４、圧力センサ１６６、温度センサ１６８、圧力センサ１７０、を有している。流路１６０の一端は流量制御器一次バルブ１１１ａに接続される。流路１６０の他端は流量制御器二次バルブ１１１ｂに接続される。オリフィス１６２は、流路１６０の上記一端と上記他端との間において、流路１６０の断面積を部分的に縮小させている。オリフィス１６２より上流側の流路１６０をオリフィス一次側流路１６０ａ、下流側の流路１６０をオリフィス二次側流路１６０ｂと称する。

【0039】

オリフィス一次側流路１６０ａにはコントロールバルブ１６４が設けられている。また、圧力センサ１６６および温度センサ１６８はそれぞれ、コントロールバルブ１６４とオリフィス１６２との間のオリフィス一次側流路１６２ａの圧力および温度を測定するように構成されている。また、圧力センサ１７０は、オリフィス１６２と流量制御器二次バルブ１１１ｂとの間で、オリフィス二次側流路１６０ｂの圧力を測定するように構成されている。

【0040】

流量制御器１１１では、オリフィス一次側流路１６０ａにおける圧力がオリフィス二次側流路１６０ｂにおける圧力の２倍以上である場合には、圧力センサ１６６によって取得された圧力の測定値から求められる流量と設定流量との差を減少させるよう、図示しない制御部によってコントロールバルブ１６４の開度が制御される。一方、オリフィス一次側流路１６２ａにおける圧力がオリフィス二次側流路１６０ｂにおける圧力の２倍よりも小さい場合には、圧力センサ１６６によって取得された圧力の測定値と圧力センサ１７０によって取得された圧力の測定値との差から求められる流量と設定流量との差を減少させるよう、図示しない制御部によってコントロールバルブ１６４の開度が制御される。

【0041】

流量制御器１１１において、処理ガスの流量を制御する際には上述したようなコントロールバルブ１６４の開度により制御が実施される。一方、各種ガス処理の切り替え時や、装置起ち上げ時等においては、Ｎ_２などの校正用ガスを用い流量制御器１１１の精度を確認し、その校正が行われる場合がある。また、流量制御器１１１のような流量制御器を複数用いる場合には、それぞれの個体差を把握し管理するための校正が行われる場合もある。以下、従来の校正方法や本実施形態に係る構成方法について説明する。

【0042】

＜流量制御器における従来の校正方法＞
図４は、従来実行されていた校正方法の説明図であり、流量設定値（ＳＥＴ％）と出力値（ＯＵＴ％）との関係をグラフで示したものである。グラフ中の破線は理論値、実線は校正前の実測値である。なお、図４では、一例として流量設定値が５０％である場合について説明するため、グラフ中の一部を拡大して図示している。

【0043】

図４に示すように、例えば、流量設定値を５０％とした場合に、構成前の実測値での出力値は４３．０７％であることが計測される。そこで、流量設定値が実測値の１．１６倍（＝５０／４３．０７）であることが算出されるため、実際の流量値を設定値通りの５０％にするためには、５８．０５％（＝５０×１．１６）が校正値とされる。このような差分比率計算を用いた校正を多点校正で行うことで従来の校正方法は行われていた。

【0044】

本開示者らの検討によれば、この校正方法は、流量設定値と校正前のガス流量の実測値（図４中の実線）との関係が線形であり、その関係式のグラフの傾きが一定であり、理論値の傾きと同じであることを前提としている。例えば、流量制御器１１１において、流量設定値と実測値のずれが小さい場合には、上記の校正方法でも十分な精度が得られる場合がある。また、１点校正でも校正を行うことが可能なため、校正時間や手間が抑えられるといった利点がある。

【0045】

しかしながら、流量設定値と校正前のガス流量の実測値との関係は厳密には線形ではなく、また、グラフの傾きは理論値の傾きと同じではない。そのため、流量設定値と実測値のずれが大きい場合や、流量設定値（ＳＥＴ％）が例えば１０％以下のような小さい範囲においては、校正の精度が十分でない場合がある。

【0046】

そこで、本開示者らは、より高精度でもって校正を行うべく鋭意検討を行い、以下に説明するような校正方法を創案した。

【0047】

＜流量制御器における本実施形態に係る校正方法＞
図５は、本実施形態に係る校正方法の説明図であり、流量設定値（ＳＥＴ％）と出力値（ＯＵＴ％）との関係をグラフで示したものである。グラフ中の破線は理論値、実線は校正前の実測値である。なお、図５では、一例として流量設定値が５０％である場合について説明するため、グラフ中の一部を拡大して図示している。

【0048】

本実施形態に係る校正方法では、先ず、（ａ）流量制御器１１１における校正前の流量設定値と出力値との関係を導出し、その関係に係るグラフの傾き及び／又は接線の傾きを算出する工程が行われる。即ち、図５に示す実測値での校正前の流量設定値と出力値の関係において、その関係を示すグラフ（図５中の実線）上の所定の区間におけるグラフの傾き及び／又は接線の傾きを算出する。ここでの所定の区間は任意に設定でき、例えば多点校正に用いる複数の流量設定値での隣り合う２点の間の区間としても良い。例えば、流量設定値が５０％であり、校正前の流量の出力値が５０％を下回る場合には、流量設定値が５０％～８０％の間の区間としても良い。また、例えば、流量設定値が５０％であり、校正前の流量の出力値が５０％を上回る場合には、流量設定値が２０％～５０％の間の区間としても良い。

【0049】

次いで、（ｂ）上記（ａ）で算出されたグラフの傾き及び／又は接線の傾きを用いた校正値の算出式から、流量制御器１１１の各流量設定値に関する校正値を算出する工程が行われる。具体的には、以下の式（１）により流量制御器１１１の各流量設定値に関する校正値Ｘの算出が行われる。
Ｑ１＝α（Ｘ－Ｑ１）＋Ｑ２ ・・・（１）
ここで、Ｑ１：流量設定値、Ｘ：校正値、Ｑ２：校正前の出力値、α：（ａ）で算出されたグラフの傾き及び／又は接線の傾き、である。

【0050】

図５に示すように、例えば、流量設定値を５０％（＝Ｑ１）とした場合に、構成前の実測値での出力値は４３．０７％（＝Ｑ２）であることが計測される。そして、流量設定値５０％と８０％の間の区間での流量設定値と出力値との関係を示すグラフからは、そのグラフの傾き（あるいは接線の傾き）が０．９３（＝α）であると算出される。これらの値を上記式（１）に入れると以下の式（１ａ）となる。
５０＝０．９３（Ｘ－５０）＋４３．０７ ・・・（１ａ）
この式（１ａ）から、校正値Ｘは５７．４８％と算出される。

【0051】

ここで、本実施形態に係る校正方法においては、多点校正として流量設定値を１％、２％、３％、５％、８％、１０％、２０％、５０％、８０％、１００％とした場合のそれぞれに対し校正値を算出しても良い。多点校正で用いる流量設定値やその点数は任意であり、点数が多い程、流量校正の精度は向上するが、一方で計算の手間や時間の増加が懸念される。本実施形態にかかるウェハ処理システム１においてウェハＷに対して行われるガス処理のガス種、処理条件、校正精度等に応じて定めれば良い。

【0052】

＜本開示の技術の作用効果＞
以上説明した本実施形態に係る校正方法を流量制御器１１１に適用することで、基板処理システムにおいて流量制御器１１１の校正が効率的に行われ、流量精度の向上が図られる。例えば、流量制御器１１１の出荷時の個体差ばらつき等に起因し、流量制御器１１１ごとに流量特性にずれが生じている場合に、出荷時の校正を行うことなく、基板処理システムでの流量制御器の校正を行うだけで十分な流量精度が担保される。

【0053】

流量制御器製品の出荷時の校正には多点校正が用いられ、その点数は例えば２０点～３０点となり、校正には時間や手間がかかることが懸念される。本実施形態に係る校正方法によれば、校正時間の短縮や校正の手間を削減することができ、流量制御器１１１の校正を効率的に行うことが可能となる。

【0054】

図６及び図７は本実施形態に係る校正方法の作用効果を示す概略説明図であり、Ｎ２ガスを流す際の流量制御器１１１の特性を計測した概略図である。図６は校正前、図７は校正後を示し、図中の破線は流量制御器１１１の理論値上の性能を示し、各プロットが流量ごとの精度を示す。なお、縦軸において中央に近い程、校正の精度が高いことを示す。図６と図７を比較して分かるように、流量制御器１１１の特性が理論上の性能に比べ大きくずれている場合に、本実施形態に係る校正方法を適用することで、流量の校正が高精度で行われる。このような校正方法は、流量制御器製品の出荷時の校正が行われず、装置起ち上げ時において流量制御器１１１の校正が必要な場合に特に有用である。

【0055】

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。例えば、上記実施形態の構成要件は任意に組み合わせることができる。当該任意の組み合せからは、組み合わせにかかるそれぞれの構成要件についての作用及び効果が当然に得られるとともに、本明細書の記載から当業者には明らかな他の作用及び他の効果が得られる。

【0056】

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

【0057】

例えば、上記実施形態においては、図４を参照して従来の校正方法について説明し、図５を参照して実施形態に係る校正方法について説明したが、これらの手法は必ずしもいずれか一方のみを用いなくても良い。即ち、ウェハ処理システム１においてウェハＷに対して行われるガス処理のガス種、処理条件や、流量制御器１１１における流量設定値に応じて各手法を使い分けても良い。

【符号の説明】

【0058】

１ ウェハ処理システム
６０ チャンバ
１１０ ガスボックス
１１１ 流量制御器
２００ 制御部
Ｗ ウェハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】