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TWI404115B - Semiconductor manufacturing apparatus, flow correction method for semiconductor manufacturing apparatus, program - Google Patents

Semiconductor manufacturing apparatus, flow correction method for semiconductor manufacturing apparatus, program Download PDF

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TWI404115B
TWI404115B TW095131186A TW95131186A TWI404115B TW I404115 B TWI404115 B TW I404115B TW 095131186 A TW095131186 A TW 095131186A TW 95131186 A TW95131186 A TW 95131186A TW I404115 B TWI404115 B TW I404115B
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岡部庸之
衣斐寬之
清水哲夫
北川均
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東京威力科創股份有限公司
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Description

半導體製造裝置、半導體製造裝置之流量補正方法、程式
本發明關於藉由質量流量控制器等之流量控制器控制氣體或液體之流量而對基板進行特定處理的半導體製造裝置、半導體製造裝置之流量補正方法、程式。
習知製造半導體裝置等之工程，例如在使用成膜(膜形成)氣體的成膜工程，使用蝕刻氣體的蝕刻工程，將各種氣體或液體供給至半導體製造裝置時於彼等之供給流路設置流量控制器之例如質量流量控制器(MFC)，據以控制流量。
該質量流量控制器(MFC)通常使供給流路分支構成為：側流路及與其並行之本流路，該側流路設有作為流量感測器而由發熱電阻線構成之上流側感測器與下流側感測器。於上流側感測器當流體流過時熱被消耗使溫度下降，反之於下流側感測器被供給熱而使溫度上升。結果，於上流側感測器與下流側感測器產生溫差，藉由該溫差之檢測可以檢測出供給流路之流量。質量流量控制器(MFC)依據該流量感測器之輸出而控制流量調整閥之開放度而將供給流路之流量調整為設定流量。
但是，使用此種質量流量控制器(MFC)時，會因為流量感測器被捲設之管路污染(腐蝕或生成物附著等)而導致實流量(實際通過質量流量控制器之氣體流量)偏離 設定流量之問題存在。例如實流量為零(0)時，和流量感測器檢測出之流量相當之檢測電壓值並非為零(0)，大多會產生稍微偏離之誤差(參照例如專利文獻1)。此種零點之偏離(零點偏移)存在，例如隨使用時間而漸漸變大之傾向，及相對於流量之輸出電壓之變化比例(斜率)會變動(跨距偏移)之問題。本說明書中稱此種零點偏移為使用上引起之零點偏移(第1零點偏移)。
另外，此種質量流量控制器(MFC)亦會產生，因為其設置姿勢而導致對應於氣體分子量或壓力等之零點偏離(零點偏移)。隨半導體製造裝置之小型化或配管系統構成上或設置空間等之關係，質量流量控制器(MFC)之流量感測器被捲設之側流部(和本流路平行之部分)需要設為垂直狀態(垂直姿勢)。
但是，設為垂直姿勢時，即使在流體未流入供給流路情況下，於質量流量控制器(MFC)內例如因為側流部與本流路間之溫差而有可能產生對應於對應於氣體分子量或壓力等之流動，而產生零點偏離(零點偏移)。此現象通稱為熱虹吸(thermal syphon)現象(例如專利文獻2之參照)。本說明書中稱此種零點偏移為設置姿勢引起之零點偏移(第2零點偏移)，以別於使用上引起之零點偏移(第1零點偏移)。該第2零點偏移產生時，於該第2零點偏移量加上第1零點偏移量而橫為實際產生之零點偏移量。如上述說明，質量流量控制器(MFC)之零點偏移不僅包含第1零點偏移，亦包含第2零點偏移。
專利文獻1：特開2005-38058號公報。
專利文獻2：特開平11-64060號公報。
關於上述質量流量控制器(MFC)，產生上述第1零點偏移、第2零點偏移等之零點偏移時，供給流路中之氣體或液體之流量在設定流量與實流量上會有誤差(偏移)，該零點偏移量越大，氣體或液體等之供給流量控制之精確度越低，對晶圓W之處理影響變為無法忽視的問題。
特別是近年來，半導體裝置等之圖案愈發微細化，各膜之膜厚益形變薄，成膜工程、蝕刻工程等半導體製造工程被要求以更高精確度控制氣體或液體等之供給流量。因此，上述零點偏移之對策之重要性益形增大。
關於此點，專利文獻1揭示，在關閉設於質量流量控制器(MFC)之上流側與下流側的切斷閥狀態下，亦即在實氣體(實際通過質量流量控制器之氣體)未流動狀態下，檢測質量流量控制器(MFC)之輸出電壓(MFC輸出電壓)，對其施予補正而以更高精確度控制氣體供給流量之技術。依此則，例如質量流量控制器(MFC)設為水平姿勢等未產生熱虹吸現象引起之第2零點偏移時，可以正確檢測出第1零點偏移量，但是，例如質量流量控制器(MFC)設為垂直姿勢等之條件而產生熱虹吸現象引起之 第2零點偏移時，會有無法正確進行零點補正之情況。
亦即，專利文獻1在檢測零點偏移時，係將設於質量流量控制器(MFC)之上流側與下流側的切斷閥設為關閉狀態，但是即使如此設為實氣體未流動狀態下，在熱虹吸現象存在時會產生第2零點偏移。而且該第2零點偏移量會依質量流量控制器(MFC)內殘留流體之有無、殘留流體之種類(分子量)或壓力而不同。因此，僅單純將切斷閥設為關閉狀態下檢測出零點偏移時，例如和基板處理時使用之氣體為不同之氣體殘留狀態下檢測零點偏移時，包含於該零點偏移量的第2零點偏移量，會成為和基板處理時實際產生之第2零點偏移量不同，而導致無法正確檢測出基板處理時實際產生之零點偏移，無法正確進行零點補正。
專利文獻2揭示，除於質量流量控制器(MFC)之側流部與本流路以外，亦設置和側流部平行之平行流路，藉由加熱器加熱該平行流路，而防止熱虹吸現象引起之質量流量控制器(MFC)內部之流動的技術。但是，質量流量控制器(MFC)有各種不同品牌製造販賣，適用某一特定品牌之質量流量控制器(MFC)而構成生產線時，在交換使用其他品牌之質量流量控制器(MFC)時，變為無法進行調整，此為其缺點。另外，設置和質量流量控制器(MFC)之側流部平行之平行流路，設置加熱器意味著內部構成複雜化之同時，因應質量流量控制器(MFC)之設置環境或使用狀況需要進行對應其之加熱器溫度控制，此 舉有可能導致質量流量控制器(MFC)本身之控制變為複雜化。
本發明有鑑於上述問題，目的在於提供一種半導體製造裝置、半導體製造裝置之流量補正方法、程式，其藉由正確檢測出基板處理時實際產生之熱虹吸現象引起之零點偏移量，正確進行補正，而可以不受流量控制器設置姿勢之影響，能更提升流量控制之精確度。
為解決上述問題，本發明之一觀點提供之半導體製造裝置，係具備：處理部，對基板實施半導體裝置之製造用之處理；氣體供給路，對上述處理部內供給運用氣體；流路，連接於上述氣體供給路，且捲設有檢測上述氣體供給路之氣體流量的流量感測器，對來自上述流量感測器之輸出電壓、與預先設定之設定流量對應之設定電壓進行比較，使上述氣體供給路之氣體流量成為設定流量而予以控制之控制電路；流量控制器，將捲設有上述流量感測器之流路以由水平傾斜的姿勢設置，切斷閥，分別設於上述流量控制器之上流側與下流側；控制部，將上述氣體供給路供給之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓設定於上述流量控制器；上述控制部，在實施基板處理前預先，在上述流量控制器之輸出電壓下不產生熱虹吸現象引起之第2零點偏移之狀態關閉上述各切斷閥，在該狀態將上述流量控制器之輸出電壓作為第1零點偏移量來進行檢測之第1 零點偏移檢測工程，僅在該第1零點偏移量之電壓分量進行補正上述流量控制器之輸出電壓的零點之第1零點偏移補正工程，上述流量控制器內以運用壓力將來對上述基板處理時使用之運用氣體封入之狀態下關閉上述各切斷閥，在該狀態檢測來自上述流量控制器之輸出電壓，將該輸出電壓作為第2零點偏移量進行記憶於記憶手段之第2零點偏移檢測工程，實施基板處理時，對上述流量控制器進行上述第1零點偏移檢測工程以及上述第1零點偏移補正工程，將上述記憶手段記憶之該運用氣體所對應之僅在上述第2零點偏移量之電壓分量，來對基板處理時使用之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓進行補正，進行將補正後之氣體流量之設定電壓設定於上述流量控制器之第2零點偏移補正工程。
為解決上述問題，本發明之另一觀點提供之半導體製造裝置之流量補正方法，係對基板供給運用氣體，且在進行半導體裝置之製造用之處理的半導體裝置中，補正上述運用氣體流量之方法，其特徵，上述半導體製造裝置具備：處理部，對基板實施半導體裝置之製造用之處理；氣體供給路，對上述處理部內供給運用氣體；流量控制器，設於上述氣體供給路，對來自檢測上述氣體供給路之氣體流量的流量感測器之輸出電壓、與預先設定之設定流量對應之設定電壓進行比較，使上述氣體供給路之氣體流量成為設定流量而予以控制；切斷閥，分別設於上述流量控制器之上流側與下流側；控制部，將上述氣體供給路供給之 運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓設定於上述流量控制器；在實施基板處理前預先，在上述流量控制器之輸出電壓下不產生熱虹吸現象引起之第2零點偏移之狀態關閉上述各切斷閥，在該狀態將上述流量控制器之輸出電壓作為第1零點偏移量檢測之第1零點偏移檢測工程，及僅在該第1零點偏移量之電壓分量進行補正上述流量控制器之輸出電壓的零點之第1零點偏移補正工程，上述流量控制器內以運用壓力將來對上述基板處理時使用之運用氣體封入之狀態下關閉上述各切斷閥，在該狀態檢測來自上述流量控制器之輸出電壓，將該輸出電壓作為第2零點偏移量記憶於記憶手段之第2零點偏移檢測工程，及實施基板處理時，對上述流量控制器進行上述第1零點偏移檢測工程以及上述第1零點偏移補正工程，將上述記憶手段記憶之該運用氣體所對應之僅在上述第2零點偏移量之電壓分量，來對基板處理時使用之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓進行補正，將補正後之氣體流量之設定電壓設定於上述流量控制器之第2零點偏移補正工程。
為解決上述問題，本發明之另一觀點提供之程式，對基板供給運用氣體，且在進行半導體裝置之製造用之處理的半導體裝置中，在電腦上實施補正上述運用氣體流量之方法，其特徵，上述半導體製造裝置具備：處理部，對基板實施半導體裝置之製造用之處理；氣體供給路，對上述處理部內供給運用氣體；流量控制器，設於上述氣體供給路，對來自檢測上述氣體供給路之氣體流量的流量感測器 之輸出電壓、與預先設定之設定流量對應之設定電壓進行比較，使上述氣體供給路之氣體流量成為設定流量而予以控制；切斷閥，分別設於上述流量控制器之上流側與下流側；及控制部，將上述氣體供給路供給之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓設定於上述流量控制器；上述運用氣體流量補正方法係具有，在實施基板處理前預先，在上述流量控制器之輸出電壓下不產生熱虹吸現象引起之第2零點偏移之狀態關閉上述各切斷閥，在該狀態將上述流量控制器之輸出電壓作為第1零點偏移量檢測之第1零點偏移檢測工程，及僅在該第1零點偏移量之電壓分量進行補正上述流量控制器之輸出電壓的零點之第1零點偏移補正工程，上述流量控制器內以運用壓力將來對上述基板處理時使用之運用氣體封入之狀態下關閉上述各切斷閥，在該狀態檢測來自上述流量控制器之輸出電壓，將該輸出電壓作為第2零點偏移量記憶於記憶手段之第2零點偏移檢測工程，及實施基板處理時，對上述流量控制器進行上述第1零點偏移檢測工程以及上述第1零點偏移補正工程，將上述記憶手段記憶之該運用氣體所對應之僅在上述第2零點偏移量之電壓分量，來對基板處理時使用之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓進行補正，將補正後之氣體流量之設定電壓設定於上述流量控制器之第2零點偏移補正工程。
依據該本發明，可以正確檢測出基板處理時實際產生之熱虹吸現象引起之第2零點偏移量。亦即，第2零點偏 移量之大小依氣體種(氣體之分子量)及壓力而不同，因此藉由使用基板處理時使用之運用氣體及運用壓力，檢測第2零點偏移量，即可正確檢測出實際之基板處理時產生之第2零點偏移量。又，檢測出第1零點偏移量時，由於在上述流量控制器之輸出電壓下不產生熱虹吸現象引起之第2零點偏移之狀態關閉上述各切斷閥，因此可以正確檢測出第1零點偏移量而施予補正。另外，進行其第1零點偏移量的補正後，由於檢測或補正第2零點偏移量，因此在不受第1零點偏移之影響情況下，可以正確檢測出或補正第2零點偏移量。又，在實施基板處理前預先，將檢測出之上述第2零點偏移量予以記憶，執行基板處理時，藉由將記憶手段記憶之其運用氣體所對應之僅在上述第2零點偏移量之電壓分量進行修正，可以正確補正第2零點偏移量。依此則，不受流量控制器之設置姿勢影響，更能提升流量控制之精確度。
又，在上述半導體製造裝置中，設置可對流量控制器內進行真空排氣之真空排氣手段，在上述第1零點偏移檢測工程，藉由透過上述真空排氣手段對上述流量控制器內進行真空排氣，亦可在上述不產生熱虹吸現象引起之上述第2零點偏移之狀態下關閉上述各切斷閥，將上述流量控制器之輸出電壓作為第1零點偏移量來檢測。藉此，檢測出第1零點偏移量時，對上述流量控制器內進行真空排氣關閉上述各切斷閥。由於流量控制器內處於不存在會產生氣流之流體本身的真空狀態，因此本身也不會產生熱虹吸 現象。藉由在該狀態下檢測出第1零點偏移量，可以正確檢測出第1零點偏移量。
又，上述流量控制器具有接收來自上述控制部之零點指令集，來將那時的狀態設定為流量零之功能，在實施上述基板處理時的上述第1零點補正工程中，亦可藉由在檢測上述第1零點偏移量之時點下輸出上述零點指令集來對上述流量控制器的輸出電壓之零點進行補正。藉此，可以檢測出第1零點偏移量而立即進行補正，並且亦可對第2零點偏移量進行檢測或補正。
對此，在實施上述基板處理時的上述第1零點補正工程中，若檢測上述第1零點偏移量，不進行根據其偏移量引起之零點補正，將其檢測之第1零點偏移量記憶於上述記憶手段；在補正上述第2零點偏移量之電壓分量時，亦可將記憶於上述記憶手段之上述第1零點偏移量之電壓分量也相加於其第2零點偏移量之電壓分量來補正上述設定電壓，將補正後之設定電壓設定至上述流量控制器。藉此，對第2零點偏移量進行補正時，可同時對上述第1零點偏移量進行檢測或補正。
又，上述記憶部係記憶累積上述第1零點偏移量之電壓分量之累積值，在上述第1零點檢測工程中，檢測出上述第1零點偏移量時，亦可將其電壓分量相加於上述累積值使作為新累積值來更新，而更新後之累積值超出預定之臨限值時，進行報知處理。藉此，可通知流量控制器之故障或交換時期等。
依據此種程式，能執行在不受第2零點偏移之影響情況下，可以正確檢測出流量控制器之使用引起之第1零點偏移量予以補正之同時，在不受第1零點偏移之影響情況下，可以正確檢測出熱虹吸現象引起之第2零點偏移量予以補正之流量控制處理。
依下依圖面說明本發明之較佳實施形態。又，說明書及圖面中實質上具有同一機能構成之構成要素附加同一符號並省略重複說明。
(第1實施形態之半導體製造裝置之構成例)
首先，說明本發明第1實施形態之半導體製造裝置。其中，作為半導體製造裝置，以對基板例如半導體晶圓(以下單稱為晶圓)進行特定之熱處理的熱處理裝置為例予以說明。圖1為第1實施形態之熱處理裝置之構成例圖。熱處理裝置100，具備熱處理部110作為對晶圓進行處理(例如熱處理)的處理部。熱處理部110，例如圖1所示，由構成反應容器(處理容器)或反應室(處理室)的縱型反應管112構成。於反應管112內，可搬入搭載有多數片晶圓W的保持具114。於熱處理部110具備：進行反應管112內之排氣的排氣系120，對反應管112內供給特定氣體之氣體供給系200，及配設於反應管112外側的加熱手段(例如加熱器)(未圖示)。
熱處理部110，係於反應管112內搬入搭載有多數片晶圓W的保持具114之狀態下，藉由氣體供給系200對反應管112內供給特定氣體之同時，藉由排氣系120進行反應管112內之排氣，藉由加熱手段由反應管112外側進行加熱而對晶圓W進行特定之熱處理。
排氣系120，係使例如真空泵等構成之真空排氣手段124介由排氣管122連接於反應管112之天井而構成。氣體供給系200，係將例如對氣體供給管202分別供給多數種氣體的各氣體供給路210A~210D連接而構成。氣體供給管202介由主閥204連接於反應管112之下方側面。
又，排氣系120之排氣管122，係介由旁路線130迂迴連接於氣體供給系200之氣體供給管202。旁路線130，係於氣體供給管202之各氣體供給路210A~210D之連接部之更下流側、在主閥204之更上流側部位連接旁路管132而構成。在旁路管132之排氣系120側連接排氣側切斷閥134，於旁路管132之氣體供給系200側連接供給側切斷閥136。
以下說明氣體供給系200的各氣體供給路210A~210D。如圖1所示熱處理裝置100，以對反應管112可供給4種氣體(SiH4 氣體、Si2 H6 氣體、SiH2 Cl2 氣體、N2 氣體)之構成為例。彼等氣體之中SiH4 氣體、Si2 H6 氣體、SiH2 Cl2 氣體主要作為反應氣體使用，N2 氣體主要作為各氣體供給路210A~210D或反應管110之淨化(purge)用的淨化氣體使用。
作為反應氣體使用之SiH4 氣體、Si2 H6 氣體、SiH2 Cl2 氣體之氣體供給路210A~210C為同樣之構成，亦即，各氣體供給路210A~210C分別具備SiH4 氣體、Si2 H6 氣體、SiH2 Cl2 氣體之氣體供給源220A~220C，各氣體供給源220A~220C分別介由氣體供給管212A~212C合流於氣體供給管202。
於各氣體供給路210A~210C之氣體供給管212A~212C，設有流量控制器之一例之質量流量控制器(MFC)240A~240C用於調整來自氣體供給源220A~220C之氣體流量。其中，質量流量控制器(MFC)240A~240C可分別使用不同容量者。例如質量流量控制器(MFC)240A~240C分別使用500cc、3000cc、2000cc之容量者。
於各質量流量控制器(MFC)240A~240C之上流側及下流側，分別設有第1切斷閥(上流側切斷閥)230A~230C、第2切斷閥(下流側切斷閥)250A~250C。藉由關閉第1切斷閥230A~230C、第2切斷閥250A~250C雙方可切斷各質量流量控制器(MFC)240A~240C之流體氣體(本具體例為氣體流量)。亦即，實際通過各質量流量控制器(MFC)240A~240C之氣體流量可設為0。
又，如圖1所示，於氣體供給源220A~220C與第1切斷閥(上流側切斷閥)230A~230C之間，可設置調整器222A~222C與壓力計(PT)224A~224C。
作為淨化氣體用的N2 氣體之氣體供給路210D具備N2 氣體之氣體供給源210D，可將來自該氣體供給源210D 之氣體供給至其他之各氣體供給路210A~210C之質量流量控制器(MFC)240A~240C，介由第2切斷閥(下流側切斷閥)250A~250C可供給至反應管112。依此則，N2 氣體可利用質量流量控制器(MFC)240A~240C，因此不必個別設置質量流量控制器(MFC)。
具體言之為，N2 氣體之氣體供給源220D，係藉由氣體供給管212D介由逆流防止閥260A~260C，切斷閥262A~262C連接於各氣體供給路210A~210C之第1切斷閥230A~230C與質量流量控制器(MFC)240A~240C之間，又，於氣體供給路210D之氣體供給管212D，和其他氣體供給路210A~210C同樣，連接調整器222D與壓力計(PT)224D、第1切斷閥(上流側切斷閥)230D。以質量流量控制器(MFC)240A~240C控制N2 氣體時，以上述切斷閥262A~262C作為設於質量流量控制器(MFC)240A~240C之上流側之第1切斷閥(上流側切斷閥)予以控制亦可。
參照圖面說明質量流量控制器(MFC)。圖2為本實施形態之質量流量控制器(MFC)之構成例之圖。質量流量控制器(MFC)240A~240C為同樣之構成，因此由表示各構成要素之符號省略A~C而以代表說明。因此，例如質量流量控制器(MFC)240之情況下表示質量流量控制器(MFC)240A~240C。
如圖2所示，質量流量控制器(MFC)240具備以其內部分流氣體供給管212的本流路241與側流路242。具 體言之為，於質量流量控制器(MFC)240內部，由氣體導入口被導入之來自氣體供給管212之氣體經由本流路241與側流路242分流之後，再度合流而介由流量調整部之控制閥(流量調整閥)246由氣體導出口被導出至氣體供給管212。
於側流路242設有流量感測器用於計測氣體供給管212內之流量。流量感測器由設於側流路242上流側的上流側感測器243與設於側流路242下流側的下流側感測器244構成。上流側感測器243與下流側感測器244例如由發熱電阻線構成。
於本流路241設有旁通路245。旁通路245構成為使本流路241之流量、溫度、壓力等成為和側流路242同樣之特性。依此則，可防止流量感測器(上流側感測器243與下流側感測器244)之測定誤差。
質量流量控制器(MFC)240之流量檢測原理如下。亦即，於上流側感測器243流通流體時熱被消耗溫度下降，反之於下流側感測器244被供給熱時溫度上升。結果，於上流側感測器243與下流側感測器244產生溫差，藉由檢測該溫差對應之輸出電壓(MFC輸出電壓)，可檢測出流量。
於質量流量控制器(MFC)240設有MFC控制電路247，可依據流量感測器(上流側感測器243與下流側感測器244)之輸出控制控制閥(流量調整閥)246之開放度，將氣體供給管212之流量調整為設定流量。雖未圖 示，MFC控制電路247除例如以上流側感測器243與下流側感測器244之電阻值之差為電壓信號予以檢測之橋式電路及放大該信號的放大電路構成之流量檢測部以外，具備比較部等，可比較作為設定流量被受信的設定信號(設定電壓)與放大電路37之電壓，依該比較結果(偏差)對控制閥246輸出用於調整控制閥246之開放度的操作信號。
MFC控制電路247例如介由信號轉換部(未圖示)連接於熱處理裝置100之控制部300。該信號轉換部為，將質量流量控制器(MFC)240之類比信號轉換為數位信號，將控制部300之數位信號轉換為類比信號者。
藉由質量流量控制器(MFC)240進行流量控制時，熱處理裝置100之控制部300，係以設定流量(設定電壓)作為流量設定指令傳送至MFC控制電路247。如此則，MFC控制電路247控制氣體供給管212之流量以使成為上述設定信號(設定電壓)。MFC控制電路247，由熱處理裝置100之控制部300接收零點設定指令時，將現在狀態設定為流量0。另外，MFC控制電路247，由熱處理裝置100之控制部300接收流量檢測指令時，進行流量檢測以該結果作為對應於流量的MFC輸出電壓(例如以5V設為全額(full scale(FS)之電壓檢測值)傳送至控制部300。例如熱處理裝置100之控制部300依據MFC控制電路247之MFC輸出電壓檢測第1零點偏移與第2零點偏移。
MFC控制電路247與熱處理裝置100之控制部300之間之資料處理介由例如GHOST網路進行，GHOST網路為，藉由設於控制部300之稱為GHOST(General High-Speed Optimum Transceiver)的LSI予以實現的網路。稱為GHOST的LSI，具體言之為，例如搭載於作為後述的各部控制器360構成之MC(模組控制部器)之MC基板。於GHOST網路可連接多數之I/O模組，於該I/O模組之I/O部連接各MFC控制電路而構成GHOST網路。
但是通常，如上述說明，質量流量控制器(MFC)於使用中，實流量會有偏離設定流量之情況。例如實流量為0之情況下，和藉由流量感測器(上流側感測器243與下流側感測器244)檢測出之流量相當之檢測電壓值並非零(0)，大多會產生稍許誤差。此種零點之偏離(零點偏移)具有，例如隨使用時間而漸漸變大之傾向，及相對於流量之輸出電壓之變化比例(斜率)會變動(跨距偏移)之問題。其中稱此種零點偏移為使用上引起之零點偏移(第1零點偏移)。
第1零點偏移之產生之原因可考慮為，例如廠商出廠時環境溫度與使用者側之環境溫度間產生誤差，及橋式電路之要素之線圈形狀發熱電阻線(感測器)之塗敷材料之經時劣化或剝離、發熱電阻線之線圈之緩和、電路部分之不良情況、電源電壓變動、及感測器被捲設之管路污染(腐蝕或生成物附著等)。
第1零點偏移產生時，氣體流量之於設定流量與實流 量會產生誤差，第1零點偏移量越大，對晶圓W之處理影響越大，因此，本實施形態中，定期檢測此種第1零點偏移而進行補正處理。
另外，質量流量控制器(MFC)通常會因其設置姿勢而產生對應於氣體分子量或壓力等之零點誤差(零點偏移)。此情況下之零點偏移並未產生於水平姿勢(設置)(例如橫向設置)時，但是，水平以外之姿勢、例如垂直設置(例如縱向設置、L字型設置)時有可能產生。本說明書中稱此種零點偏移為設置姿勢引起之零點偏移(第2零點偏移)，以別於使用上引起之零點偏移(第1零點偏移)。
隨半導體製造裝置之小型化或配管系統構成上或設置空間等之關係，例如圖2所示，質量流量控制器(MFC)240之上流側感測器243、下流側感測器244被捲設之側流部242(和本流路241平行之部分)需要設為垂直狀態(垂直姿勢)。但是，設為垂直姿勢時，對應於氣體分子量或壓力有可能產生第2零點偏移。此現象通稱為熱虹吸現象。
參照圖2說明熱虹吸現象產生之原因。通過質量流量控制器(MFC)240之側流部242之氣體，因為上流側感測器243、下流側感測器244被溫熱時，溫熱之氣體於側流部242內上升，之後，於本流路241之旁通路245被冷卻而下降，再度回至側流部242。因而，於側流部242與本流路241之間產生氣體之循環流。因而，例如圖2所 示，質量流量控制器(MFC)240使起氣體導入口朝下設置時，在上流側感測器243、下流側感測器244被捲設之側流部242內，氣體朝順向流動而產生正之輸出，反之，氣體導入口朝上設置時，產生負之輸出。於此，以質量流量控制器(MFC)240縱向設置時產生之熱虹吸現象為例，但是，質量流量控制器(MFC)240橫向設置時，例如因為安裝誤差等導致水平傾斜設置時，亦可能產生熱虹吸現象。
質量流量控制器(MFC)240之設置姿勢產生之零點偏移(第2零點偏移)，係和上述質量流量控制器(MFC)之使用引起之零點偏移(第1零點偏移)不同，其偏移量不因使用而變動，例如圖3所示，主要為由設置姿勢、氣體種(氣體之分子量)、壓力而決定之固有之值。
圖3為例如圖2所示，縱向設置之質量流量控制器(MFC)之第2零點偏移量與氣體種之關係圖。其中，藉由以下實驗獲得圖3所示分布之實驗結果。首先，設為質量流量控制器(MFC)內產生氣流之流體本身不存在的真空狀態，亦即熱虹吸現象引起之第2零點偏移未產生的狀態，確認零點位置之輸出電壓。之後，於質量流量控制器(MFC)內分別供給分子量不同之氣體(例如SF6 氣體、SiH2 Cl2 氣體、F2 氣體、NH3 氣體)後，測定輸出電壓之增加量作為第2零點偏移。圖3為以百分率表示相對於全額(FS：5V)之輸出電壓之比例。因此，棒狀圖之棒越 長表示第2零點偏移量越大。
依圖3可知，依NH3 氣體、F2 氣體、SiH2 Cl2 氣體、SF6 氣體順序，亦即隨分子量之變大，設置姿勢引起之零點偏移(第2零點偏移)變為越大。而且彼等之設置姿勢引起之零點偏移(第2零點偏移)不隨質量流量控制器(MFC)之使用而變動。
如上述說明，設置姿勢引起之零點偏移(第2零點偏移)依氣體種(氣體之分子量)或壓力被決定，因此，例如熱處理裝置100最初設置於工廠時或改變壓力條件等時檢測出偏移量之後，熱處理裝置100稼動時考慮該偏移量而決定氣體之流量即可。
如上述說明，質量流量控制器(MFC)240之設置姿勢引起第2零點偏移，因此即使於適切之時刻進行第1零點偏移之補正時，亦有可能因第2零點偏移而使氣體流量產生設定流量與實流量之誤差，而且檢測出零點偏移時，即使在關閉質量流量控制器(MFC)240之上流側及下流側設置之切斷閥230、250狀態下，亦即設為實氣體未流動狀態下，質量流量控制器(MFC)240內未進行真空排氣時，亦有可能產生熱虹吸現象。
此情況下，如上述說明，第2零點偏移會因質量流量控制器(MFC)240內殘留之流體種類(分子量)或壓力而不同，因此即使單純關閉切斷閥230、250狀態下檢測零點偏移，例如和晶圓處理時使用之氣體不同之氣體殘留狀態下檢測出零點偏移時，亦無法正確檢測出晶圓處理時 實際產生之零點偏移，無法進行正確之零點補正。
因此，本發明中，藉由後述之流量補正處理，正確檢測出晶圓處理時實際產生之熱虹吸現象引起之零點偏移量(第2零點偏移量)進行正確之補正，而可以不受流量控制器之設置姿勢影響，能更提升流量控制之精確度。
本實施形態之熱處理裝置100係執行包含上述第1零點偏移及第2零點偏移之檢測處理及補正處理的流量補正處理。上述流量補正處理藉由例如控制熱處理裝置100之各部的控制部300依據特定之程式而執行。
(控制部之構成例)
圖4為進行流量補正處理之控制部300之構成例。圖4為控制部300之具體構成例方塊圖。如圖4所示，控制部300具備：構成控制部本體的CPU(中央處理裝置)310，設有CPU310進行各種資料處理使用之記憶體區域的RAM(隨機存取記憶體)320，顯示操作畫面或選擇畫面的液晶顯示器等構成之顯示手段330，可以進行操作者之程式輸入或編輯等各種資料輸入及對特定記憶媒體之程式或製程日誌之輸出等各種資料輸出的輸出入手段340，發生異常時對熱處理裝置100報知的警報器(例如蜂鳴器等)之報知手段350，依據CPU310之指令控制熱處理裝置100之各部的各部控制部360。各部控制部360具備流量控制器，可依據例如CPU310之指令對各質量流量控制器(MFC)240等之流量控制器，傳送例如設定流量之設 定指令、零點設定指令等之控制信號。設定流量，例如可藉由0~5V(FS：全額)之設定電壓設定質量流量控制器(MFC)240之流量於0%~100%。
控制部300具備：程式資料記憶手段370，用於記憶執行熱處理裝置100之各種處理之處理程式；及處理資料記憶手段380，用於記憶執行處理程式必要之資訊(資料)。程式資料記憶手段370、處理資料記憶手段380，由例如硬碟等之記憶區域構築。CPU310必要時可由程式資料記憶手段370、處理資料記憶手段380讀出必要之程式、資料等，執行各種程式處理。
程式資料記憶手段370具備：製程處理程式371，用於執行例如對晶圓W之製程處理；及流量補正處理程式372，用於執行例如導入反應管112內之氣體流量之補正處理。製程處理程式371，依據例如後述作為製程處理資訊381被記憶的氣體流量、壓力等之製程處理副程序控制各不之同時，將氣體導入反應管112內對晶圓W執行例如作為製程處理之熱處理。
流量補正處理程式372主要具有：第1零點偏移檢測處理程式373，第1零點偏移補正處理程式374，第2零點偏移檢測處理程式375，第2零點偏移補正處理程式376。第1零點偏移檢測處理程式373為，檢測、記憶各質量流量控制器(MFC)240之使用引起的零點偏移量(第1零點偏移量)之程式。第1零點偏移補正處理程式374為，依第1零點偏移量進行第1零點偏移之補正的程 式。第2零點偏移檢測處理程式375為，檢測、記憶各質量流量控制器(MFC)240之設置姿勢引起的零點偏移量(第2零點偏移量)之程式。第2零點偏移補正處理程式376為，依第2零點偏移量進行第2零點偏移之補正的程式。
彼等第1零點偏移檢測處理程式373，第1零點偏移補正處理程式374，第2零點偏移檢測處理程式375，第2零點偏移補正處理程式376，可構成為流量補正處理程式之副程式，或構成為單獨之程式。另外，第1零點偏移檢測處理程式373，第1零點偏移補正處理程式374，第2零點偏移補正處理程式376，可於製程處理程式371對質量流量控制器(MFC)240設定氣體流量時執行。
處理資料記憶手段380具備：製程處理資訊381，用於記憶例如對晶圓W執行製程處理必要之資訊；及流量補正資訊382，用於記憶例如導入反應管112內之氣體流量之補正處理之執行必要之資訊。製程處理資訊381記憶對晶圓W執行製程處理之製程處理副程序(例如氣體流量、壓力等)。
流量補正資訊382具備：第1零點偏移資訊383，其記憶質量流量控制器(MFC)240之使用引起的第1零點偏移之偏移量，及第2零點偏移資訊384，其記憶質量流量控制器(MFC)240之設置姿勢引起的零點偏移之偏移量。
(第1零點偏移資訊之具體例)
首先參照圖5說明第1零點偏移資訊383之具體例。圖5為第1零點偏移資訊383之資料表格之具體例之圖。第1零點偏移資訊383具有例如MFC(k)、第1零點偏移量(Ek)之項目。
於MFC(k)之項目記憶進行第1零點偏移之檢測及補正的質量流量控制器(MFC)之種別。記號k為界定質量流量控制器(MFC)者。於第1零點偏移量(Ek)之項目記憶例如藉由後述第1零點偏移檢測處理檢測出之第1零點偏移量被累積而成的第1零點偏移量Ek。
又，進行第1零點偏移之檢測及補正的質量流量控制器(MFC)有多數時，於第1零點偏移資訊383記憶各質量流量控制器(MFC)的第1零點偏移量Ek。例如圖1所示熱處理裝置100時，具備第1~第3質量流量控制器(MFC)240A~240C，於第1零點偏移資訊383亦分別記憶各質量流量控制器(MFC)240A~240C的第1零點偏移量E1~E3。又，第1零點偏移資訊383的項目不限定於圖5所示者。
如上述說明，第1零點偏移量隨質量流量控制器(MFC)240的使用時間變大，因此例如於第1零點偏移量Ek之項目記憶第1零點偏移量之累積值。亦即，依第1零點偏移量之每一檢測以該第1零點偏移量相加於前次為止之第1零點偏移量之累積值而成之值更新作為新的累積值予以記憶。此種第1零點偏移量之累積值使用於例如 各質量流量控制器(MFC)240A~240C之異常判斷。例如第1偏移量之累積值偏離預設之臨限值時執行異常之報知處理。
(第2零點偏移資訊之具體例)
參照圖6說明第2零點偏移資訊384之具體例。圖6為第2零點偏移資訊384之資料表格之具體例之圖。第2零點偏移資訊384具有例如MFC(k)、氣體種(Gk)、壓力(Pk)、第2零點偏移量(Vk)之項目。
於MFC(k)之項目記憶進行第2零點偏移之檢測及補正的質量流量控制器(MFC)之種別。記號k為界定質量流量控制器(MFC)者。於氣體種(Gk)之項目記憶藉由質量流量控制器(MFC)進行流量控制的運用氣體(晶圓處理時使用之氣體)。於壓力(Pk)之項目記憶藉由質量流量控制器(MFC)進行流量控制的運用氣體之運用壓力(晶圓處理時之壓力)。於第2零點偏移量(Vk)之項目記憶例如藉由後述第2零點偏移檢測處理檢測出之第2零點偏移量。
又，進行第2零點偏移之檢測及補正的質量流量控制器(MFC)有多數時，於第2零點偏移資訊384記憶各質量流量控制器(MFC)的氣體種(Gk)、壓力(Pk)、第2零點偏移量(Vk)。例如圖1所示熱處理裝置100時，具備第1~第3質量流量控制器(MFC)240A~240C，於第2零點偏移資訊384亦和第1零點偏移資訊383同樣分 別記憶各質量流量控制器(MFC)240A~240C的第2零點偏移量V1~V3。又，第2零點偏移資訊384的項目不限定於圖6所示者。
如上述說明，第2零點偏移量為依據質量流量控制器(MFC)240之設置姿勢、運用氣體種(氣體之分子量)、運用壓力而決定之固有值。因此，於第2零點偏移量(Vk)之項目，記憶例如熱處理裝置100最初設置於工廠時之初期導入時藉由第2零點偏移檢測處理檢測出之值，之後，例如運用氣體種、運用壓力變更時執行第2零點偏移檢測處理而記憶檢測出之值較好。該第2零點偏移量之固有值，使用於例如氣體導入反應管112內，對第1~第3質量流量控制器(MFC)240A~240C進行設定流量之設定指令時，亦即以製程處理資訊381之製程副程序被記憶的設定流量施予第2零點偏移量分之補正後之流量，作為設定流量予以設定。
(流量補正處理之具體例)
以下說明使用質量流量控制器(MFC)進行流量控制之流量補正處理之具體例。圖7為本實施形態之流量補正處理之主要流程之流程圖。於本實施形態之流量補正處理，對質量流量控制器(MFC)之使用引起的第1零點偏移及設置姿勢引起的第2零點偏移雙方產生之設定流量與實流量間之偏移(誤差)進行補正。該流量補正處理依流量補正處理程式372而於各質量流量控制器(MFC)240A ~240C被執行。以下由表示如圖1所示氣體供給系200之各構成要素的符號省略A~C而已代表說明。因此，例如稱質量流量控制器(MFC)240時表示各質量流量控制器(MFC)240A~240C。
如圖7所示，本實施形態之流量補正處理，在熱處理裝置100被稼動時，首先於步驟S110，判斷是否熱處理裝置100為最初設置於工廠之初期導入時。於步驟S110判斷熱處理裝置100之初期導入時，執行零點偏移檢測處理、亦即執行第1零點偏移檢測處理(步驟S200)、第1零點偏移補正處理(步驟S300)、第2零點偏移檢測處理(步驟S400)。
之所以於第2零點偏移檢測處理(步驟S400)之前先執行第1零點偏移檢測處理(步驟S200)、第1零點偏移補正處理(步驟S300)之理由為，僅欲檢測出第2零點偏移量。亦即即使第1零點偏移產生時，亦在其被補正為流量0之狀態下檢測出第2零點偏移，因此可以正確檢測出第2零點偏移。
於步驟S110判斷非為熱處理裝置100之初期導入時，於步驟S120判斷是否MFC運用條件變更否，所謂MFC運用條件之變更為，第2零點偏移資訊384已經記憶之第2零點偏移量於第2零點偏移補正處理無法直接利用之條件有變更之情況，例如運用氣體種之變更、運用壓力之變更、質量流量控制器(MFC)本身之交換等。於步驟S120判斷MFC運用條件有變更時，執行步驟S200~ 步驟S400之處理，依變更之MFC運用條件重新檢測第2零點偏移，記憶於第2零點偏移資訊384。
於步驟S120判斷MFC運用條件無變更時，於步驟S130判斷是否執行晶圓處理，可於進行晶圓處理之每一次在該晶圓處理之前補正第1零點偏移及第2零點偏移，於步驟S130判斷執行晶圓處理時，執行零點偏移補正處理、亦即執行第1零點偏移檢測處理(步驟S200)、第1零點偏移補正處理(步驟S300)、第2零點偏移補正處理(步驟S500)。
之所以於第2零點偏移補正處理(步驟S500)之前先執行第1零點偏移檢測處理(步驟S200)、第1零點偏移補正處理(步驟S300)之理由為，僅欲補正第2零點偏移量。亦即即使第1零點偏移產生時，亦在其被補正為流量0之狀態下補正第2零點偏移，因此可於不受第1零點偏移影響下補正第2零點偏移，因此可以正確進行第2零點偏移之補正。
於步驟S130判斷不執行晶圓處理時，於步驟S140判斷是否熱處理裝置100之稼動停止，判斷為熱處理裝置100之稼動停止時回至步驟S120之處理，判斷為非熱處理裝置100之稼動停止時結束一連串之流量補正處理。
圖7所示第1零點偏移檢測處理(步驟S200)、第1零點偏移補正處理(步驟S300)、第2零點偏移檢測處理(步驟S400)、第2零點偏移補正處理(步驟S500)係分別依據第1零點偏移檢測處理程式373、第1零點偏 移補正處理程式374、第2零點偏移檢測處理程式375、第2零點偏移補正處理程式376被執行。
又，第1零點偏移檢測處理(步驟S200)、第1零點偏移補正處理(步驟S300)相當於第2零點偏移檢測處理(步驟S400)之事前處理，因此可將彼等第1零點偏移檢測處理(步驟S200)、第1零點偏移補正處理(步驟S300)、第2零點偏移檢測處理(步驟S400)視為一連串之第2零點偏移檢測處理。同樣，第1零點偏移檢測處理(步驟S200)、第1零點偏移補正處理(步驟S300)相當於第2零點偏移補正處理(步驟S500)之事前處理，因此可將彼等第1零點偏移檢測處理(步驟S200)、第1零點偏移補正處理(步驟S300)、第2零點偏移補正處理(步驟S500)視為一連串之第2零點偏移補正處理。
又，執行第2零點偏移檢測處理(步驟S400)或第2零點偏移補正處理(步驟S500)時，若第1零點偏移以其他方法等被補償時，則未必一定要執行作為事前處理之第1零點偏移檢測處理(步驟S200)及第1零點偏移補正處理(步驟S300)。
於圖7所示流量補正處理之具體例，針對第1零點偏移檢測處理(步驟S200)、第1零點偏移補正處理(步驟S300)、第2零點偏移補正處理(步驟S500)，係說明於每一次晶圓處理時被執行之情況，但並未特別限定於此，於每一特定時間經過時被執行亦可。以下詳細說明圖 7所示步驟S300~步驟S500之處理。
(第1零點偏移檢測處理之具體例)
首先參照圖8所示副程式說明第1零點偏移檢測處理(步驟S200)之具體例，如圖8所示，控制部300首先於步驟S210~步驟S240設定質量流量控制器(MFC)240內為真空狀態。亦即，於步驟S210關閉第1切斷閥(上流側切斷閥)230，於步驟S220強制開放質量流量控制器(MFC)240之控制閥246。此狀態下，藉由步驟S230進行質量流量控制器(MFC)240內之真空吸引處理。例如藉由開放排氣側切斷閥134及供給側切斷閥136、介由旁路線130，藉由真空排氣手段124進行真空吸引處理。之後，於步驟S240關閉第2切斷閥(下流側切斷閥)250。
藉由步驟S210~步驟S240，使質量流量控制器(MFC)240內成為產生流動之流體本身不存在的真空狀態，因此不會產生熱虹吸現象引起之第2零點偏移。
此情況下，假設對質量流量控制器(MFC)240內不進行真空吸引處理時，即使關閉第1切斷閥(上流側切斷閥)230及第2切斷閥(下流側切斷閥)250時，只要質量流量控制器(MFC)240內流體存在的情況下，熱虹吸現象將產生流體之流動。因此，於此狀態下即使檢測出MFC輸出電壓，該輸出電壓為包含第1零點偏移量及第2零點偏移量者。因此無法正確檢測出第1零點偏移。
關於此點，本實施形態中，將質量流量控制器(MFC)240內設為不產生第2零點偏移的真空狀態下，於步驟S250以後檢測出MFC輸出電壓，因此可於不包含第2零點偏移量狀態下檢測出第1零點偏移量。依此則，可以正確檢測出第1零點偏移量。
於此狀態下在MFC輸出電壓之輸出穩定前等待，MFC輸出電壓之輸出穩定後，於步驟S250檢測出MFC輸出電壓作為第1零點偏移量E0。具體言之為，對MFC控制電路247傳送流量檢測指令，接收MFC輸出電壓。此情況下，若未產生第1零點偏移，則MFC輸出電壓為零，若產生第1零點偏移則MFC輸出電壓不為零。
於步驟S260將前次為止累積之第1零點偏移量Ek更新為Ek=Ek+E0並記憶之。亦即，於第1零點偏移資訊383之第1零點偏移量Ek之項目記憶之前次為止累積之第1零點偏移量Ek，加上此次之第1零點偏移量E0後作為新的第1零點偏移量Ek並記憶之。例如於圖5所示第1零點偏移資訊383，第1質量流量控制器(MFC)240A之前次為止累積之第1零點偏移量為E1時，將第1零點偏移量E1更新為E1=E1+E0並記憶之。
於步驟S270判斷是否上述更新之第1零點偏移量Ek大於預設之臨限值，判斷大於預設之臨限值時進行步驟S280之報知處理，報知處理，可藉由例如警報器等報知手段350產生警報聲音，或於液晶面板等顯示手段330進行警告顯示。如此則，可通知質量流量控制器(MFC) 240之故障或交換時期等。上述臨限值可以例如基準值電壓之電壓值之±0.3V(300mV)作為臨限值，在第1零點偏移量之累積值Ek偏離該臨限值時執行報知處理。此情況下，可考慮為質量流量控制器(MFC)240之不良情況。於步驟S270判斷第1零點偏移量之累積值Ek未大於預設之臨限值時，結束第1零點偏移檢測處理。
又，進行第1零點偏移檢測處理時，最初進行事前確認處理以使質量流量控制器(MFC)240之第1零點偏移能被正確檢測出。事前確認處理，可為例如半導體製造裝置電源投入後特定時間(例如4小時以上)之軟暖氣運轉、配設氣體供給系200之容器(氣體盒)內之通常排氣(例如2小時以上)、藉由加熱器進行溫調時等待該溫度之穩定、第1切斷閥(上流側切斷閥)230與第2切斷閥(下流側切斷閥)250等之漏電確認等。判斷上述事前確認未產生異常時進行第1零點偏移檢測處理較好。
(第1零點偏移補正處理之具體例)
參照圖9所示副程式說明第1零點偏移補正處理(步驟S300)之具體例，如圖9所示，控制部300首先於步驟S310對質量流量控制器(MFC)240進行零點設定指令。具體言之為，控制部300對質量流量控制器(MFC)240傳送零點設定指令，將現在狀態設為流量0。例如於步驟S200於質量流量控制器(MFC)240內無流體之真空狀態下檢測出之第1零點偏移量之累積值Ek非0時， 該狀態被設為流量0。
之後，於步驟S320檢測出MFC輸出電壓確認被進行零點設定。亦即，確認MFC輸出電壓為零。第1零點偏移補正處理結束後回至如圖7所示零點偏移檢測處理，之後，執行第2零點偏移檢測處理(步驟S400)結束第1零點偏移補正處理。
(第2零點偏移檢測處理之具體例)
參照圖10所示副程式說明第2零點偏移檢測處理(步驟S400)之具體例，如圖10所示，控制部300首先於步驟S410將質量流量控制器(MFC)240內置換為運用氣體(例如質量流量控制器(MFC)240A為SiH4 氣體)。具體言之為，開放第1切斷閥(上流側切斷閥)230與第2切斷閥(下流側切斷閥)250，將運用氣體導入質量流量控制器(MFC)240之同時，藉由開放排氣側切斷閥134及供給側切斷閥136、介由旁路線130，藉由真空排氣手段124進行真空吸引處理。此時，藉由運用氣體導入與真空吸引之交互重複進行週期淨化而將質量流量控制器(MFC)240內置換為運用氣體亦可。
之後，於步驟S420~步驟S440以運用壓力將運用氣體封入質量流量控制器(MFC)240內。亦即，於步驟S420關閉第2切斷閥(下流側切斷閥)250，於步驟S430強制開放質量流量控制器(MFC)240之控制閥246，於步驟S440將質量流量控制器(MFC)240內設為運用壓 力。具體言之為，關閉第2切斷閥(下流側切斷閥)250狀態下，導入運用氣體直至質量流量控制器(MFC)240成為運用壓力為止。質量流量控制器(MFC)240成為運用壓力後，於步驟S420關閉第1切斷閥(上流側切斷閥)230，停止運用氣體導入。如此則可以運用壓力將運用氣體封入質量流量控制器(MFC)240內。
於此狀態下在MFC輸出電壓之輸出穩定前等待，MFC輸出電壓之輸出穩定後，於步驟S460檢測出MFC輸出電壓V。具體言之為，對MFC控制電路247傳送流量檢測指令，接收MFC輸出電壓作為第2零點偏移量。此情況下，若未產生第2零點偏移，則MFC輸出電壓為零，若產生第2零點偏移則MFC輸出電壓不為零。本實施形態中，已經執行執行第1零點偏移檢測(步驟S200)及補正處理(步驟S300)，因此可於不包含第1零點偏移量狀態下檢測出第2零點偏移量。如此則可以正確檢測出第2零點偏移量。
之後，於步驟S470將第2零點偏移量V記憶之。亦即，於第2零點偏移資訊384之第2零點偏移量Vk之項目直接記憶第2零點偏移量V。例如於圖6所示第2零點偏移資訊384，針對第1質量流量控制器(MFC)240A之SiH4 氣體，以檢測出之第2零點偏移量V作為V1SiH4 予以記憶之。
於步驟S480判斷是否全部運用壓力及運用氣體之確認結束。如上述說明，第2零點偏移量因氣體種(氣體之 分子量)及壓力而不同，對於1個質量流量控制器(MFC)具有多數運用壓力及運用氣體時，需要針對各運用氣體分別以各運用壓力檢測第2零點偏移。
例如於圖1所示構成例，質量流量控制器(MFC)240A之運用氣體為SiH4 氣體與N2 氣體，因此依各運用氣體檢測第2零點偏移。此時1種類氣體有多數運用壓力時依各運用氣體檢測第2零點偏移。
於步驟S480判斷全部運用壓力及運用氣體之確認未結束時回至S410之處理。判斷全部運用壓力及運用氣體之確認結束時，結束第2零點偏移之檢測處理。
又，進行第2零點偏移檢測處理時，亦和上述第1零點偏移檢測處理同樣，最初進行事前確認處理以使質量流量控制器(MFC)240之第2零點偏移能被正確檢測出。事前確認處理之具體例亦和上述第1零點偏移檢測處理之事前確認處理同樣。
(第2零點偏移補正處理之具體例)
參照圖11所示副程式說明第2零點偏移補正處理(步驟S500)之具體例，如圖11所示，控制部300首先於步驟S510由例如處理資料記憶手段380之製程處理資訊381取得進行晶圓處理之運用氣體、運用壓力及運用氣體流量V，又，運用氣體、運用壓力及運用氣體流量V，亦可由操作員由觸控面板等輸出入手段340之操作而輸入。
之後，步驟S520依據處理資料記憶手段380之第2零點偏移資訊394取得上述取得之運用氣體、運用壓力之第2零點偏移量。此情況下，進行晶圓處理時藉由多數質量流量控制器(MFC)240控制氣體流量時，依各質量流量控制器(MFC)240取得第2零點偏移資訊394。
之後，於步驟S530以所取得之運用氣體流量V加上第2零點偏移量Vk而成之流量(V=V+Vk)作為補正後之設定流量V設定於質量流量控制器(MFC)240。具體言之為，控制部300對質量流量控制器(MFC)240之MFC控制電路247傳送設定流量V之設定指令，如此則，MFC控制電路247以進行第2零點偏移補正後之流量V進行流量之設定。
依此則，進行晶圓處理時，可藉由第1零點偏移與第2零點偏移雙方被補正後之流量V進行流量之控制。因此，可於不受質量流量控制器(MFC)240之第1零點偏移與第2零點偏移雙方之影響下，進行更高精確度之流量控制。
又，於圖7所示流量補正處理之例說明，進行晶圓處理時，係於步驟S200檢測第1零點偏移量，於步驟S300補正第1零點偏移量，之後於步驟S500補正第2零點偏移量，但並不限定於此，同時補正第1零點偏移量與第2零點偏移量亦可。
亦即，使晶圓處理時使用之氣體之氣體流量對應之設定電壓，依據第2零點偏移資訊384記憶之第2零點偏移 量及執行晶圓處理時檢測出之第1零點偏移量施予補正，將補正後之氣體流量之設定電壓，設定於質量流量控制器(MFC)240亦可。具體言之為，省略第1零點偏移補正處理(步驟S300)，亦即，不進行零點設定指令，於第2零點偏移補正處理(步驟S500)進行納入第1零點偏移量考量之補正亦可。例如，於圖11所示步驟S530以所取得之運用氣體流量V加上第2零點偏移量Vk及之前檢測出之第1零點偏移量E而成之流量(V=V+Vk+E)作為補正後之設定流量V設定於質量流量控制器(MFC)240亦可。如此則，可以同時進行第1零點偏移量與第2零點偏移量之補正。
於上述構成之第1實施形態之熱處理裝置100，可以正確檢測出晶圓處理時實際產生之熱虹吸現象引起之零點偏移量(第2零點偏移量)。亦即，熱虹吸現象引起之零點偏移量之大小依氣體種(氣體之分子量)而不同，因此藉由使用晶圓處理時使用之氣體，檢測出熱虹吸現象引起之零點偏移量(第2零點偏移量)，即可正確檢測出實際之晶圓處理時產生之零點偏移量。
又，將檢測出之熱虹吸現象引起之零點偏移量(第2零點偏移量)予以記憶，執行晶圓處理時，藉由補正晶圓處理時使用之氣體流量對應之設定電壓，則可以正確進行第2零點偏移量之補正。依此則，不受質量流量控制器(MFC)240之設置姿勢影響，更能提升流量控制之精確度。另外，不受質量流量控制器(MFC)240之構成影 響，能正確檢測出熱虹吸現象引起之零點偏移量而施予補正。
又，第1實施形態之熱處理裝置100具備之各質量流量控制器(MFC)240A~240C執行上述流量補正處理，因此，不受各質量流量控制器(MFC)240A~240C之設置姿勢影響，更能提升流量控制之精確度。
又，在檢測熱虹吸現象引起之第2零點偏移量之前，檢測出質量流量控制器(MFC)240之使用引起之第1零點偏移量予以補正，因此，在不受第1零點偏移之影響情況下，可以正確檢測出熱虹吸現象引起之第2零點偏移量。而且，檢測第1零點偏移量時，不僅關閉質量流量控制器(MFC)240之各切斷閥230、250、設為實氣體未流動之狀態，亦對質量流量控制器(MFC)240內施予真空排氣，使質量流量控制器(MFC)240內處於不存在會產生氣流之流體本身的真空狀態。亦即未產生熱虹吸現象，因此可於該熱虹吸現象引起之第2零點偏移不存在狀態下檢測出第1零點偏移量。依此則，可以正確檢測出第1零點偏移量。
又，執行晶圓處理時，在補正熱虹吸現象引起之第2零點偏移量之前，檢測出質量流量控制器(MFC)240之使用引起之第1零點偏移量予以補正，因此，在不受第1零點偏移之影響情況下，可以正確補正熱虹吸現象引起之第2零點偏移量。依此則，不受質量流量控制器(MFC)240之設置姿勢影響，更能提升流量控制之精確度。
(第2實施形態之半導體製造裝置之構成例)
以下參照圖面說明本發明第2實施形態之半導體製造裝置之構成例。於此，和第1實施形態同樣，作為半導體製造裝置，以對晶圓進行特定之熱處理的熱處理裝置為例予以說明。圖12為第2實施形態之熱處理裝置之構成例圖。第2實施形態之熱處理裝置100，和第1實施形態之熱處理裝置100不同者為氣體供給系200之構成。亦即，第1實施形態之熱處理裝置100構成為，分別藉由第1~第3質量流量控制器(MFC)240A~240C對運用氣體之SiH4 氣體、Si2 H6 氣體、SiH2 Cl2 氣體進行流量控制，相對於此，第2實施形態之熱處理裝置100構成為，藉由共通之1個第1質量流量控制器(MFC)240A對運用氣體之SiH4 氣體、Si2 H6 氣體、SiH2 Cl2 氣體進行流量控制。
具體言之為，SiH4 氣體、Si2 H6 氣體、SiH2 Cl2 氣體之氣體供給路210A~210C分別於第1切斷閥(上流側切斷閥)230A~230C之下流側合流，連接於質量流量控制器(MFC)240A之氣體導入口。又，例如作為淨化氣體用的N2 氣體之氣體供給路210D，係介由逆流防止閥260D、第1切斷閥(上流側切斷閥)230D，而於第1切斷閥(上流側切斷閥)230A~230C之下流側合流，連接於質量流量控制器(MFC)240A之氣體導入口。
如圖13所示，第2實施形態之第1零點偏移資訊383，僅記憶共通之質量流量控制器(MFC)240A之第1 零點偏移量Ek即可。如圖14所示，第2實施形態之第2零點偏移資訊384，僅記憶共通之質量流量控制器(MFC)240A之氣體種(Gk)、壓力(Pk)、第2零點偏移量(Vk)。
第2實施形態之熱處理裝置100，和第1實施形態之熱處理裝置100同樣適用圖7~圖11所示流量補正處理。例如於圖12所示熱處理裝置100，係藉由1個共通之質量流量控制器(MFC)240A控制多數運用氣體(SiH4 氣體、Si2 H6 氣體、SiH2 Cl2 氣體、N2 氣體)之流量。因此，於第2實施形態之第2零點偏移檢測處理(步驟S400)，係依各運用氣體檢測第2零點偏移量，將各運用氣體之第2零點偏移量記憶於圖14所示第2零點偏移資訊384。
晶圓處理時，執行第1零點偏移檢測處理(步驟S200)及第1零點偏移補正處理(步驟S300)之後，藉由第2零點偏移補正處理(步驟S500)，依第2零點偏移資訊384對各運用氣體補正其之設定流量。如此則，晶圓處理時，可藉由第1零點偏移與第2零點偏移雙方被補正後的流量進行流量控制。
依第2實施形態之熱處理裝置100，使用共通之質量流量控制器(MFC)240A對熱處理部110分別供給多數氣體種而進行晶圓處理。此情況下，藉由進行和第1實施形態同樣之流量補正處理，可以正確檢測出晶圓處理時各氣體使用時實際產生之熱虹吸現象引起之零點偏移量予以 正確補正。依此則，不受質量流量控制器(MFC)240之設置姿勢影響，更能提升流量控制之精確度。
又，上述實施形態說明知本發明，可適用多數機器構成之系統，或1個機器構成之裝置。將記憶用於實現上述實施形態之機能的軟體程式之記憶媒體等之媒體供給至系統或裝置，藉由該系統或裝置之電腦(或CPU或MPU)讀出記憶媒體等之媒體上儲存之程式予以執行，即可達成本發明。
此情況下，由記憶媒體等之媒體讀出之程式本身可實現上述實施形態之機能，記憶該程式之記憶媒體等之媒體即構成本發明。作為供給程式之記憶媒體等之媒體可使用例如軟碟、硬碟、光碟、光磁碟、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW、磁帶、非揮發性記憶卡、RQM、或介由網路下載等。
不僅藉由執行電腦讀出之程式使上述實施形態之機能被實現，就連依該程式之指示使電腦上稼動之OS等進行實際處理之一部分或全部，藉由該處理而使上述實施形態之機能被實現之情況亦包含於本發明。
又，由記憶媒體等之媒體讀出之程式，被寫入電腦上插入之機能擴張板或電腦上連接之機能擴張單元具備之記憶體之後，依該程式之指示，使電腦上插入之機能擴張板或電腦上連接之機能擴張單元具備之CPU等進行實際處理之一部分或全部，藉由該處理而使上述實施形態之機能被實現之情況亦包含於本發明。
以上依圖面說明本發明較佳實施形態，但本發明不限定於上述實施形態，在本發明申請專利範圍內可做各種變更實施，該變更實施亦包含於本發明。
例如上述第1、第2實施形態中，半導體製造裝置以熱處理裝置為例說明，但不限定於此，只要是藉由質量流量控制器等流量控制器控制氣體或液體之流量對基板進行特定處理的半導體製造裝置均可，可以適用各種半導體製造裝置。例如作為半導體製造裝置，除熱處理裝置以外，可適用蝕刻裝置、或成膜裝置。
本發明適用藉由質量流量控制器等流量控制器控制氣體或液體之流量對基板進行特定處理的半導體製造裝置、半導體製造裝置之電流量補正方法、程式。
(發明效果)
依本發明，可以正確檢測出實際之基板處理時產生之熱虹吸現象引起之零點偏移量予以補正。依此則，不受流量控制器之設置姿勢影響，更能提升流量控制之精確度。另外，不受流量控制器之構成影響，能正確檢測出熱虹吸現象引起之零點偏移量而施予補正。
100‧‧‧熱處理裝置
110‧‧‧熱處理部
112‧‧‧反應管
114‧‧‧保持具
120‧‧‧排氣系
122‧‧‧排氣管
124‧‧‧真空排氣手段
130‧‧‧旁路線
132‧‧‧旁路管
134‧‧‧排氣側切斷閥
136‧‧‧供給側切斷閥
200‧‧‧氣體供給系
202‧‧‧氣體供給管
204‧‧‧主閥
210(210A~210D)‧‧‧氣體供給路
212(212A~212D)‧‧‧氣體供給管
220(220A~220D)‧‧‧氣體供給源
222(222A~222D)‧‧‧調整器
224(224A~224D)‧‧‧壓力計
230(230A~230D)‧‧‧第1切斷閥(上流側切斷閥)
240(240A~240C)‧‧‧質量流量控制器(MFC)
241‧‧‧本流路
242‧‧‧側流路
243‧‧‧上流側感測器
244‧‧‧下流側感測器
245‧‧‧旁通路
246‧‧‧控制閥
247‧‧‧MFC控制電路
250(250A~250C)‧‧‧第2切斷閥(下流側切斷閥)
260(260A~260D)‧‧‧逆流防止閥
262(262A~262C)‧‧‧切斷閥
300‧‧‧控制部
310‧‧‧CPU
320‧‧‧RAM
330‧‧‧顯示手段
340‧‧‧輸出入手段
350‧‧‧報知手段
360‧‧‧各部控制器
370‧‧‧程式資料記憶手段
371‧‧‧製程處理程式
372‧‧‧流量補正處理程式
373‧‧‧第1零點偏移檢測處理程式
374‧‧‧第1零點偏移補正處理程式
375‧‧‧第2零點偏移檢測處理程式
376‧‧‧第2零點偏移補正處理程式
380‧‧‧處理資料記憶手段
381‧‧‧製程處理資訊
382‧‧‧流量補正資訊
W‧‧‧晶圓
圖1為本發明第1實施形態之半導體製造裝置之構成例方塊圖。
圖2為圖1之質量流量控制器之構成例之圖。
圖3為第2零點偏移量與氣體種之關係圖。
圖4為圖1之控制部之構成例方塊圖。
圖5為第1實施形態之第1零點偏移資訊之具體例之圖。
圖6為第1實施形態之第2零點偏移資訊之具體例之圖。
圖7為流量補正處理之流程圖。
圖8為第1零點偏移檢測處理之流程圖。
圖9為第1零點偏移補正處理之流程圖。
圖10為第2零點偏移檢測處理之流程圖。
圖11為第2零點偏移補正處理之流程圖。
圖12為本發明第2實施形態之半導體製造裝置之構成例方塊圖。
圖13為第2實施形態之第1零點偏移資訊之具體例之圖。
圖14為第2實施形態之第2零點偏移資訊之具體例之圖。
100‧‧‧熱處理裝置
110‧‧‧熱處理部
112‧‧‧反應管
114‧‧‧保持具
120‧‧‧排氣系
122‧‧‧排氣管
124‧‧‧真空排氣手段
130‧‧‧旁路線
132‧‧‧旁路管
134‧‧‧排氣側切斷閥
136‧‧‧供給側切斷閥
200‧‧‧氣體供給系
202‧‧‧氣體供給管
204‧‧‧主閥
210(210A~210D)‧‧‧氣體供給路
212(212A~212D)‧‧‧氣體供給管
220(220A~220D)‧‧‧氣體供給源
222(222A~222D)‧‧‧調整器
224(224A~224D)‧‧‧壓力計
230(230A~230D)‧‧‧第1切斷閥(上流側切斷閥)
240(240A~240C)‧‧‧質量流量控制器(MFC)
250(250A~250C)‧‧‧第2切斷閥(下流側切斷閥)
260(260A~260D)‧‧‧逆流防止閥
262(262A~262C)‧‧‧切斷閥
300‧‧‧控制部

Claims (8)

  1. 一種半導體製造裝置，係具備：處理部，對基板實施半導體裝置之製造用之處理；氣體供給路，對上述處理部內供給運用氣體；流路，連接於上述氣體供給路，且捲設有檢測上述氣體供給路之氣體流量的流量感測器，對來自上述流量感測器之輸出電壓、與預先設定之設定流量對應之設定電壓進行比較，使上述氣體供給路之氣體流量成為設定流量而予以控制之控制電路；流量控制器，將捲設有上述流量感測器之流路以由水平傾斜的姿勢設置，切斷閥，分別設於上述流量控制器之上流側與下流側；及真空排氣手段，可對上述流量控制器內進行真空排氣；控制部，將上述氣體供給路供給之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓設定於上述流量控制器；上述控制部，在實施基板處理前預先，藉由透過上述真空排氣手段對上述流量控制器內進行真空排氣，在上述流量控制器之輸出電壓下不產生熱虹吸現象引起之第2零點偏移之狀態關閉上述各切斷閥，在該狀態將上述流量控制器之輸出電壓作為第1零點偏移量來進行檢測之第1零點偏移檢測工程，僅在該第1零點偏移量之電壓分量進行補正上述流量控制器之輸出電壓的零點之第1零點偏移補 正工程，上述流量控制器內以運用壓力將來對上述基板處理時使用之運用氣體封入之狀態下關閉上述各切斷閥，在該狀態檢測來自上述流量控制器之輸出電壓，將該輸出電壓作為第2零點偏移量進行記憶於記憶手段之第2零點偏移檢測工程，實施基板處理時，對上述流量控制器進行上述第1零點偏移檢測工程以及上述第1零點偏移補正工程，將上述記憶手段記憶之該運用氣體所對應之僅在上述第2零點偏移量之電壓分量，來對基板處理時使用之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓進行補正，進行將補正後之氣體流量之設定電壓設定於上述流量控制器之第2零點偏移補正工程。
  2. 如申請專利範圍第1項之一種半導體製造裝置，其中：上述流量控制器具有接收來自上述控制部之零點指令集，來將那時的狀態設定為流量零之功能，上述控制部在實施基板處理時的上述第1零點補正工程中，藉由在檢測上述第1零點偏移量之時點下輸出上述零點指令集來對上述流量控制器的輸出電壓之零點進行補正。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體製造裝置，其中：上述控制部在實施基板處理時的第1零點補正工程中，若檢測上述第1零點偏移量，不進行根據其偏移量引 起之零點補正，將其檢測之第1零點偏移量記憶於上述記憶手段；在補正上述第2零點偏移量之電壓分量時，更將記憶於上述記憶手段之上述第1零點偏移量之電壓分量也相加於其第2零點偏移量之電壓分量來補正上述設定電壓，將補正後之設定電壓設定至上述流量控制器。
  4. 一種半導體製造裝置之流量補正方法，係具有：對基板供給運用氣體，且在進行半導體裝置之製造用之處理的半導體裝置中，補正上述運用氣體流量之方法，其特徵，上述半導體製造裝置具備：處理部，對基板實施半導體裝置之製造用之處理；氣體供給路，對上述處理部內供給運用氣體；流量控制器，設於上述氣體供給路，對來自檢測上述氣體供給路之氣體流量的流量感測器之輸出電壓、與預先設定之設定流量對應之設定電壓進行比較，使上述氣體供給路之氣體流量成為設定流量而予以控制；切斷閥，分別設於上述流量控制器之上流側與下流側；及真空排氣手段，可對上述流量控制器內進行真空排氣；控制部，將上述氣體供給路供給之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓設定於上述流量控制器；在實施基板處理前預先，藉由透過上述真空排氣手段 對上述流量控制器內進行真空排氣，在上述流量控制器之輸出電壓下不產生熱虹吸現象引起之第2零點偏移之狀態關閉上述各切斷閥，在該狀態將上述流量控制器之輸出電壓作為第1零點偏移量檢測之第1零點偏移檢測工程，及僅在該第1零點偏移量之電壓分量進行補正上述流量控制器之輸出電壓的零點之第1零點偏移補正工程，上述流量控制器內以運用壓力將來對上述基板處理時使用之運用氣體封入之狀態下關閉上述各切斷閥，在該狀態檢測來自上述流量控制器之輸出電壓，將該輸出電壓作為第2零點偏移量記憶於記憶手段之第2零點偏移檢測工程，及實施基板處理時，對上述流量控制器進行上述第1零點偏移檢測工程以及上述第1零點偏移補正工程，將上述記憶手段記憶之該運用氣體所對應之僅在上述第2零點偏移量之電壓分量，來對基板處理時使用之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓進行補正，將補正後之氣體流量之設定電壓設定於上述流量控制器之第2零點偏移補正工程。
  5. 如申請專利範圍第4項之半導體製造裝置之流量補正方法，其中：上述流量控制器具有接收來自上述控制部之零點指令集，來將那時的狀態設定為流量零之功能，在實施基板處理時的上述第1零點補正工程中，藉由在檢測上述第1零點偏移量之時點下輸出上述零點指令集來對上述流量控制器的輸出電壓之零點進行補正。
  6. 如申請專利範圍第4項之半導體製造裝置，其中：上述控制部在實施基板處理時的上述第1零點補正工程中，若檢測上述第1零點偏移量，不進行根據其偏移量引起之零點補正，將其檢測之第1零點偏移量記憶於上述記憶手段；在補正上述第2零點偏移量之電壓分量時，更將記憶於上述記憶手段之上述第1零點偏移量之電壓分量也相加於其第2零點偏移量之電壓分量來補正上述設定電壓，將補正後之設定電壓設定至上述流量控制器。
  7. 如申請專利範圍第4~6項任一項之半導體製造裝置之流量補正方法，其中：上述記憶部係記憶累積上述第1零點偏移量之電壓分量之累積值，在上述第1零點檢測工程中，檢測上述第1零點偏移量，將其電壓分量相加於上述累積值使作為新累積值來更新，而更新後之累積值超出預定之臨限值時，進行報知處理。
  8. 一種程式，係具有：對基板供給運用氣體，且在進行半導體裝置之製造用之處理的半導體裝置中，在電腦上實施補正上述運用氣體流量之方法，其特徵，上述半導體製造裝置具備：處理部，對基板實施半導體裝置之製造用之處理；氣體供給路，對上述處理部內供給運用氣體； 流量控制器，設於上述氣體供給路，對來自檢測上述氣體供給路之氣體流量的流量感測器之輸出電壓、與預先設定之設定流量對應之設定電壓進行比較，使上述氣體供給路之氣體流量成為設定流量而予以控制；切斷閥，分別設於上述流量控制器之上流側與下流側；真空排氣手段，可對上述流量控制器內進行真空排氣；控制部，將上述氣體供給路供給之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓設定於上述流量控制器；上述運用氣體流量補正方法係具有，在實施基板處理前預先，藉由透過上述真空排氣手段對上述流量控制器內進行真空排氣，在上述流量控制器之輸出電壓下不產生熱虹吸現象引起之第2零點偏移之狀態關閉上述各切斷閥，在該狀態將上述流量控制器之輸出電壓作為第1零點偏移量檢測之第1零點偏移檢測工程，及僅在該第1零點偏移量之電壓分量進行補正上述流量控制器之輸出電壓的零點之第1零點偏移補正工程，上述流量控制器內以運用壓力將來對上述基板處理時使用之運用氣體封入之狀態下關閉上述各切斷閥，在該狀態檢測來自上述流量控制器之輸出電壓，將該輸出電壓作為第2零點偏移量記憶於記憶手段之第2零點偏移檢測工程，及實施基板處理時，對上述流量控制器進行上述第1零點偏移檢測工程以及上述第1零點偏移補正工程，將上述 記憶手段記憶之該運用氣體所對應之僅在上述第2零點偏移量之電壓分量，來對基板處理時使用之運用氣體之氣體流量所對應之設定電壓進行補正，將補正後之氣體流量之設定電壓設定於上述流量控制器之第2零點偏移補正工程。
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