專利名稱：流量控制裝置以及處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在處理半導(dǎo)體晶圓等被處理體時所供給的氣體的流量控制裝置以及使用了該流量控制裝置的處理裝置。
背景技術(shù)：
一般而言，在制造半導(dǎo)體器件時，通過對硅基板等的半導(dǎo)體晶圓反復(fù)實(shí)施成膜處理、蝕刻處理、退火處理、氧化擴(kuò)散處理等各種處理，來制造所希望的器件。為了進(jìn)行上述那樣的各種處理而需要使用處理所需的各種處理氣體，該情況下，為了進(jìn)行穩(wěn)定的處理，除了高精度地控制工藝溫度、工藝壓力以外，還正在尋求高精度地控制上述處理氣體的流量的技術(shù)。作為高精度地控制這樣的處理氣體的流量的裝置，一般而言，大多使用例如質(zhì)量流程控制器那樣的流量控制裝置(專利文獻(xiàn)1、2等)。該流量控制裝置捕捉通過氣體在傳感器管內(nèi)流動而產(chǎn)生的熱移動量作為電阻值根據(jù)溫度而變化的電阻絲的電阻變化，從而求得流量(質(zhì)量流量)。該情況下，在該流量控制裝置中預(yù)先存儲有表示操作人員輸入的流量設(shè)定值所對應(yīng)的流量指示信號與目標(biāo)流量的關(guān)系的換算數(shù)據(jù)，該流量控制裝置本身通過反饋控制自動進(jìn)行流量控制，以實(shí)現(xiàn)與上述流量指示信號對應(yīng)的目標(biāo)流量。專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-222173號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :國際公開W02008-016189

發(fā)明內(nèi)容
然而，上述流量控制裝置是基于伴隨氣體的流動而產(chǎn)生的熱移動量對流量進(jìn)行控制的，因此若所使用的氣體種類的比熱不同，則氣體流量也相應(yīng)地發(fā)生變化。因此，在以往的流量控制裝置中預(yù)先規(guī)定了基于成為某基準(zhǔn)的氣體種類，例如N2氣體的其他各種氣體種類的修正值，即、換算系數(shù)(以下也稱為“CF值”)。而且，在流量控制裝置的購入時，已購入了存儲有基于利用者的下訂單時指定的氣體種類的CF值來求得的換算數(shù)據(jù)的流量控制裝置。然后，在實(shí)際的處理裝置中，現(xiàn)狀為使用多種多用的氣體，在這樣的情況下，為了降低設(shè)備成本而存在采用如下面那樣的方式的情況，即在一臺流量控制裝置中，除了購入時預(yù)定的氣體種類以外，還對該氣體種類以外的其他I個或者多個氣體種類進(jìn)行流量控制的使用方式。在這樣的情況下，處理裝置的操作人員根據(jù)新要進(jìn)行流量控制的氣體種類所對應(yīng)的上述CF值，另外通過人工計(jì)算來求出修正流量，輸出并存儲該修正流量。然而，該CF值根據(jù)流量控制裝置的廠家、模式的不同而不同，因而，存在不只輸入時計(jì)算繁瑣、還導(dǎo)致計(jì)算錯誤這樣的問題。
本發(fā)明是著眼于以上那樣的問題點(diǎn)，為了有效解決上述問題而做出。本發(fā)明提供一種不進(jìn)行繁瑣的操作就能夠?qū)Χ鄠€氣體種類進(jìn)行流量控制的流量控制裝置以及使用了該流量控制的處理裝置。本發(fā)明的一實(shí)施方式為，在控制流向氣體通路的氣體流量的流量控制裝置中，具備與上述氣體通路連接的主氣體管；檢測流向上述主氣體管的氣體的流量，輸出流量信號的流量檢測單元；設(shè)置于上述主氣體管，通過改變閥開度來控制流量的流量控制閥機(jī)構(gòu)；存儲用于表示從外部輸入的流量指示信號與目標(biāo)流量的關(guān)系的、與多個氣體種類對應(yīng)的多個換算數(shù)據(jù)的換算數(shù)據(jù)存儲部；根據(jù)從外部輸入的氣體種類選擇信號，從上述多個換算數(shù)據(jù)中選擇對應(yīng)的換算數(shù)據(jù)，并且根據(jù)上述流量指示信號求出上述目標(biāo)流量，并根據(jù)該目標(biāo)流量與上述流量信號控制上述流量控制閥機(jī)構(gòu)的流量控制主體。發(fā)明本另一實(shí)施方式為在對被處理體實(shí)施處理的處理裝置中，具備具有收容上述被處理體的處理容器，對上述被處理體實(shí)施處理的處理裝置主體；對上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣系統(tǒng)；中途設(shè)置有上述流量控制裝置，在該流量控制裝置的上游側(cè)形成了設(shè)置有用于排放不同的氣體種類的開閉閥的多個分支氣體路，下游側(cè)具有與上述處理容器連接的氣體通路的氣體供給系統(tǒng)；具有輸入輸出包含至少與氣體種類相關(guān)的信息與設(shè)定流量的處理信息的輸入輸出部，并進(jìn)行裝置整體的控制。以下，將對本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明，他們或是出現(xiàn)在下述說明中或者是可以通過下述實(shí)施方式被容易想到，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過下述說明獲得，或者通過組合下述特征而得到。


附圖是組成或構(gòu)成本發(fā)明的一部分，通過下述結(jié)合附圖的說明更用助于理解本發(fā)明。圖1是表示使用了本發(fā)明的流量控制裝置的處理裝置的概略構(gòu)成圖。圖2是表示本發(fā)明的流量控制裝置的構(gòu)成框圖。圖3是表示存儲在流量控制裝置的換算數(shù)據(jù)存儲部中的換算數(shù)據(jù)的一個例子的圖。圖4是表示形成SiN膜時的各氣體的供給形態(tài)的一個例子的時序圖。
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)

本發(fā)明的一個實(shí)施例。在下面的說明，對于相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，僅在必要是進(jìn)行重復(fù)說明。以下，基于附圖對本發(fā)明的流量控制裝置以及處理裝置的一個實(shí)施例進(jìn)行詳述。圖1是表示使用了本發(fā)明的流量控制裝置的處理裝置的概略構(gòu)成圖，圖2是表示本發(fā)明的流量控制裝置的構(gòu)成框圖，圖3是表示存儲在流量控制裝置的換算數(shù)據(jù)存儲部中的換算數(shù)據(jù)的一個例子的圖。如圖1所示，本發(fā)明的處理裝置2具有對作為被處理體的例如由硅基板構(gòu)成的半導(dǎo)體晶圓W實(shí)施處理的處理裝置主體4。該處理裝置主體4具有處理容器6，該處理容器6例如由石英等耐熱部件成型為有頂棚的圓筒體狀。在該處理容器6內(nèi)設(shè)置有例如晶舟(waferboat) 8作為保持單元,多枚上述半導(dǎo)體晶圓W被多段地支承于該晶舟8。該處理容器6的下端的開口部被支撐上述晶舟8的蓋部10氣密性地密封。該蓋部10能夠通過未圖示的舟升降裝置(boat elevator)而升降,從而使晶舟8與上述蓋部10一起一體升降，能夠向處理容器6內(nèi)裝載以及卸載晶舟8。在上述處理容器6的周邊部設(shè)置有圓筒體狀的加熱單元12，其將內(nèi)側(cè)的半導(dǎo)體晶圓W加熱至規(guī)定的溫度并維持。另外，在處理容器6的下部側(cè)壁設(shè)置有向處理容器6內(nèi)導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入口 14和氣體排氣口 16。針對上述氣體排氣口 16設(shè)置有排出處理容器6內(nèi)的氣體的排氣系統(tǒng)18。具體而言，上述排氣系統(tǒng)18具有與上述氣體排氣口 16連接的排氣通路20，在該排氣通路20中依次設(shè)置有壓力控制閥22以及排氣泵24。該情況下，根據(jù)處理的方式，使處理容器6內(nèi)成為大氣壓前后的壓力或者成為真空環(huán)境。另外，針對上述氣體導(dǎo)入口 14設(shè)置有將處理所需的氣體向上述處理容器6內(nèi)供給的氣體供給系統(tǒng)26。在圖示例中，雖然僅記載了一個氣體供給系統(tǒng)26，但還可以與實(shí)際使用的多個氣體種類對應(yīng)而設(shè)置多個氣體供給系統(tǒng)26。上述氣體供給系統(tǒng)26具有與上述氣體導(dǎo)入口 14連接的氣體通路28，在該氣體通路28的中途設(shè)置有本發(fā)明的流量控制裝置30，如后述那樣控制多個氣體種類的流量。關(guān)于該流量控制裝置30的構(gòu)成，將在后面說明。在比該流量控制裝置30靠下游側(cè)的氣體通路28中，設(shè)置有開閉該氣體通路28的第I開閉閥VI。另外，該氣體通路28的上游側(cè)形成有多條、在此為2條分支氣體路32、34，在各分支氣體路32、34的中途分別設(shè)置有用于開閉該分支氣體路32、34的第2以及第3開閉閥V2、V3。而且，在上述分支氣體路32、34中分別使不同氣體種類、例如使A氣體和B氣體流動。因此，能夠通過切換上述開閉閥V2、V3來選擇性地使A氣體和B氣體流動。在圖示例中，使A氣體在一方分支氣體路32中流動，使B氣體在另一方的分支氣體路34中流動。其中，上述分支氣體路并不局限于2條，還可以設(shè)置更多的分支氣體路，來使更多不同的氣體種類流動。另外，將上述流量控制裝置30與第I開閉閥Vl之間的氣體通路28、和排氣系統(tǒng)18的壓力控制閥22與排氣泵24之間的排氣通路20連結(jié)并與通氣管36連接，從而能夠不經(jīng)由處理容器6而使氣體流向排氣系統(tǒng)18。另外，在該通氣管36的中途設(shè)置有開閉該通氣管36的第4開閉閥V4。另外，該處理裝置2具有控制該裝置整體的裝置控制部40。該裝置控制部40例如由計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，進(jìn)行該動作的計(jì)算機(jī)的程序被存儲在存儲介質(zhì)42中。該存儲介質(zhì)42例如包括軟盤、⑶(Compact Disc)，硬盤、閃存或者DVD等。具體而言，按照來自該裝置控制部40的指令，進(jìn)行各氣體的供給的開始、停止、流量控制、工藝溫度、工藝壓力的控制等。并且，上述裝置控制部40具有輸入輸出部44，該輸入輸出部44用于輸入控制所需的各種處理信息，例如與氣體種類相關(guān)的信息、設(shè)定流量、各開閉閥的開閉的動作的時刻等、或者從裝置側(cè)對操作人員側(cè)輸出必要的處理信息。另外，針對該輸入輸出部44，設(shè)置有用于視覺觀看必要的信息的顯示部46。例如能夠在該顯示部46可切換地顯示在流量控制裝置30中流動的各種氣體的最大流量(全刻度(full scale))。上述入輸出部44具有例如數(shù)字鍵等，從而還能夠輸入各種數(shù)值，能夠輸入或修正與工藝配方相關(guān)的各種處理信息。這樣的輸入輸出部44還可以由例如觸摸面板傳感器構(gòu)成。在上述裝置控制部40的存儲器中，所使用的氣體種類與上述開閉閥的關(guān)系被預(yù)先建立關(guān)聯(lián)，作為與氣體種類相關(guān)的信息，例如通過指定開閉閥，能夠確定所使用的氣體種類。例如在工藝配方中，如果對第2開閉閥V2輸入“打開”指令，則意味著使“A氣體”流動，如果對第3開閉閥V3輸入“打開”指令，則意味著使“B氣體”流動。另外，在該裝置控制部40中，若上述氣體種類被確定，則能夠?qū)⒈硎敬_定出的氣體種類的氣體種類選擇信號Sa以及表示該氣體種類的流量的流量指示信號Sb經(jīng)由通信線48向上述流量控制裝置30發(fā)送。上述裝置控制部40為了進(jìn)行上述那樣的通信而具有通信端口 40A。這里，該通信端口 40A能夠進(jìn)行例如數(shù)字通信。該數(shù)字通信的標(biāo)準(zhǔn)例如使用“RS485”等。[<流量控制裝置的構(gòu)成>接下來，關(guān)于上述流量控制裝置30的構(gòu)成，參照圖2以及圖3進(jìn)行說明。該流量控制裝置30具有主氣體管50，該主氣體管50被設(shè)置在上述氣體通路28的中途，其兩端與上述氣體通路28的上游側(cè)和下游側(cè)連接，通過其兩端的凸緣50A與上述氣體通路28連接。在該流量控制裝置30內(nèi)，還具有流量檢測單元52，其檢測流向上述主氣體管50的氣體的流量并輸出流量信號SI ;流量控制閥機(jī)構(gòu)54，其設(shè)置于上述主氣體管50，控制氣體的流量；作為本發(fā)明的特征的換算數(shù)據(jù)存儲部56，其存儲用于表示從外部輸入的流量指示信號Sb與目標(biāo)流量的關(guān)系的、與多個氣體種類對應(yīng)的多個換算數(shù)據(jù)；流量控制主體58，其根據(jù)從外部輸入的氣體種類選擇信號Sa，從上述多個換算數(shù)據(jù)中選擇對應(yīng)的換算數(shù)據(jù)，還根據(jù)流量指示信號Sb求出目標(biāo)流量，并根據(jù)該目標(biāo)流量與上述流量信號SI來控制上述流量控制閥機(jī)構(gòu)54。并且，上述流量控制主體58連接有進(jìn)行與外部的通信的通信部60，如前述那樣，與裝置控制部40側(cè)進(jìn)行雙向通信(數(shù)字通信)。上述流量檢測單元52具有設(shè)置在主氣體管50的中途的旁通管62、按照繞過該旁通管62的方式連接于該旁通管62的兩側(cè)的傳感器管64，在主氣體管50內(nèi)流動的氣體流量在上述兩管62、64中按恒定比率分配。電阻值根據(jù)溫度而變化的電阻絲66沿著上述傳感器管64長度方向卷繞，該電阻絲66與傳感器電路68連接。另外，在上述傳感器電路68中，設(shè)置有電橋電路(未圖示)，通過上述電橋電路檢測在上述電阻絲66中流過恒流的狀態(tài)下，氣體在傳感器管64內(nèi)流動而產(chǎn)生的熱移動量作為上述電阻絲66的電阻變化，并據(jù)此檢測實(shí)際流動的氣體流量。然后，該傳感器電路68將上述檢測出的氣體流量作為流量信號SI向上述流量控制主體58輸出。另外，上述流量控制閥機(jī)構(gòu)54具有設(shè)置在上述主氣體管50的中途的流量控制閥70。該流量控制閥70例如通過使閥口與由薄金屬板構(gòu)成的隔膜(未圖示)接近以及分離，來調(diào)整閥開度，上述隔膜例如通過由壓力(Piezo)元件等壓電元件構(gòu)成的致動器72來調(diào)整上述閥開度。上述致動器72通過從閥驅(qū)動電路74輸出的驅(qū)動電流而動作。在上述換算數(shù)據(jù)存儲部56中預(yù)先存儲有用于表示例如圖3所示那樣的流量指示信號與目標(biāo)流量的關(guān)系的換算數(shù)據(jù)。這里，存儲有多個氣體種類，即、A氣體與B氣體這兩種氣體種類的直線性的換算數(shù)據(jù)。在此，為了使本發(fā)明容易理解，將換算數(shù)據(jù)表示為圖表，將橫軸設(shè)為從外部輸入的流量指示信號Sb，將縱軸設(shè)為目標(biāo)流量。在模擬信號的情況下，該流量指示信號Sb被設(shè)定成,在O 5伏的范圍內(nèi)表示,成為與電壓的大小對應(yīng)的目標(biāo)流量。5伏時的流量為全刻度(full scale)，成為能夠使該氣體種類流動的最大流量。因此，這里，在A氣體的情況下，能夠以全刻度lOOOsccm的流量流動，在B氣體的情況下，能夠以全刻度2000SCCm的流量流動。在上述流量指示信號Sb為數(shù)字信號的情況下，上述圖的橫軸成為與模擬信號的O 5伏對應(yīng)的值。順便說明，A氣體例如對應(yīng)于甲硅烷氣體，B氣體對應(yīng)于N2氣體。該直線狀的換算數(shù)據(jù)根據(jù)氣體種類的不同其斜率也不同。另外，這里為了使發(fā)明容易理解，使用直線狀的圖表作為多個換算數(shù)據(jù)，但并不局限于此，還可以利用表示上述圖表的數(shù)值的表、函數(shù)等，另外，還能夠使用所有能夠表示上述數(shù)值的方式作為換算數(shù)據(jù)。而且，上述流量控制主體58例如由計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，根據(jù)從外部輸入的氣體種類選擇信號Sa來選擇是使用圖3中的A氣體的換算數(shù)據(jù)，還是使用B氣體的換算數(shù)據(jù)。進(jìn)而，根據(jù)圖3中所選擇的換算數(shù)據(jù)與從外部輸入的流量指示信號Sb求出目標(biāo)流量。此外，向閥驅(qū)動電路74輸出閥驅(qū)動信號S2，根據(jù)反饋對氣體流量例如進(jìn)行PID控制，以實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)流量。<動作的說明>接下來，對如以上那樣構(gòu)成的處理裝置2的動作進(jìn)行說明。首先，操作人員從輸入輸出部44輸入表示應(yīng)對半導(dǎo)體晶圓W進(jìn)行的處理的順序的工藝配方作為計(jì)算機(jī)能夠讀取的程序，使其預(yù)先存儲在例如存儲介質(zhì)42中。也包括通過通信從外部輸入該工藝配方的情況。在該工藝配方中，預(yù)先規(guī)定了該處理裝置2的整體的各構(gòu)成元件的動作順序，即、各步驟的順序被預(yù)先規(guī)定。另外，在工藝配方的輸入時，也能夠通過輸入輸出部44輸入處理時的工藝壓力、工藝溫度、工藝時間、所使用的氣體種類(與氣體種類相關(guān)的信息)、各氣體種類的流量(設(shè)定流量)、各開閉閥的開閉動作等工藝條件等。另外，預(yù)先規(guī)定了動作的順序的工藝配方中的各步驟與所使用的氣體種類被預(yù)先建立關(guān)聯(lián)，上述裝置控制部40通過確定上述工藝配方的步驟，能夠確定氣體種類作為與上述氣體種類相關(guān)的信息。即、每個步驟所使用的氣體種類被預(yù)先決定。另外，各氣體種類的流量被記載在存儲介質(zhì)42所包含的可改寫的表格、工藝配方中，通過參照它們來決定氣體流量。這里，對通過輸入輸出部44設(shè)定所使用的氣體種類及其流量的情況進(jìn)行說明。例如，以設(shè)定使A氣體以規(guī)定的流量例如為400sccm,流動規(guī)定的時間,然后,使B氣體以規(guī)定的流量例如為lOOOsccm，流動規(guī)定的時間的情況為例進(jìn)行說明。首先，若在輸入輸出部44中，輸入使“第2開閉閥” V2成為“開狀態(tài)”的指示作為與氣體種類相關(guān)的信息，輸入設(shè)為“400sCCm”的指示作為設(shè)定流量，則在該裝置控制部40中，由于“第2開閉閥V2 = A氣體”以及“第3開閉閥V3 = B氣體”被預(yù)先建立關(guān)聯(lián)，所以相當(dāng)于輸入了 “使A氣體流動400sCCm”這一指示。并且同樣地，若輸入使“第3開閉閥” V3成為“開狀態(tài)”的指示作為與氣體種類相關(guān)的信息，輸入設(shè)為“l(fā)OOOsccm”的指示作為設(shè)定流量，則在該裝置控制部40中，相當(dāng)于輸入了 “使B氣體流動lOOOsccm”這一指示。在輸入上述信息的操作時，由于若輸入“使第2開閉閥V2成為開狀態(tài)”的指示，則在裝置控制部40中確定地識別為“A氣體”，所以使作為能夠流動A氣體的最大流量，即、全刻度的值“l(fā)OOOsccm”顯示于顯示部46。因此，操作人員通過參照所顯示的該全刻度的值，不會輸入比其更大的值，能夠防止輸入錯誤的發(fā)生。另外同樣地，由于若輸入“使第3開閉閥V3成為開狀態(tài)”的指示，則在裝置控制部40中識別為“使B氣體流動”，所以顯示“2000sCCm”作為能夠流動B氣體的最大值，即、全刻度的值。因此，操作人員通過參照所顯示的該全刻度的值，不會輸入比其更大的值，能夠防止輸入錯誤的發(fā)生。包含以上那樣的指示內(nèi)容的工藝配方被存儲在上述存儲介質(zhì)42中。并且，在實(shí)際進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓W的處理時，按照在該存儲介質(zhì)42中記載的工藝配方進(jìn)行處理。下面，說明實(shí)際對半導(dǎo)體晶圓W執(zhí)行處理，使各氣體流動的步驟的情況。首先，在基于工藝配方從裝置控制部40輸出“使A氣體流動400sCCm”的指示的情況下，從裝置控制部40的通信端口 40A經(jīng)由通信線48向流量控制裝置30輸出氣體種類選擇信號Sa和流量指示信號Sb。在該情況下，氣體種類選擇信號Sa為選擇“A氣體”的內(nèi)容。此外，流量指示信號Sb為指示“400sCCm”的內(nèi)容。此外，此時，分支氣體路32的第2開閉閥V2成為開狀態(tài)，做好了使A氣體流動的準(zhǔn)備。上述兩信號被流量控制裝置30的通信部60接收而被傳遞給流量控制主體58。在該流量控制主體58中，根據(jù)上述氣體種類選擇信號Sa和流量指示信號Sb，從存儲在上述換算數(shù)據(jù)存儲部56中的圖3所示的換算數(shù)據(jù)中選擇A氣體用的換算數(shù)據(jù)，求出此時的目標(biāo)流量。在此，上述通信為數(shù)字通信，因此流量指示信號Sb為相當(dāng)于模擬信號情況下的“2伏”的內(nèi)容。作為圖3中A氣體的換算數(shù)據(jù)的直線與相當(dāng)于模擬信號的情況下的“2伏”的部分的交點(diǎn)可求得目標(biāo)流量“400sccm”。然后,流量控制主體58通過向流量控制機(jī)構(gòu)54的閥驅(qū)動電路74輸出閥驅(qū)動信號S2，驅(qū)動致動器72而打開流量控制閥70來使A氣體流動的同時，將從流量檢測單元52的傳感器電路68輸出的流量信號SI作為反饋信號進(jìn)行PID控制，使A氣體穩(wěn)定地流動目標(biāo)流量、即400sccm。此時，通過傳感器電路68檢測出的流量信號SI不僅被用于上述控制，還為了進(jìn)行確認(rèn)而被通信部60向裝置控制部40發(fā)送。在此，如以下那樣，對上述流程的主要部分簡單地進(jìn)行說明。[與氣體種類相關(guān)的信息(確定開閉閥)/修正流量的輸入(氣體種類的確定)]—[氣體種類選擇信號Sa /流量支持信號Sb的發(fā)送]—[確定的氣體種類的目標(biāo)流量的確定]—[基于反饋的PID以使得成為控制目標(biāo)流量]此外，使B氣體流動的情況也如同上述那樣被進(jìn)行。即、還在基于工藝配方從裝置控制部40輸出“使B氣體流動lOOOsccm”的指示的情況下，從裝置控制部40的通信端口40A經(jīng)由通信線48向流量控制裝置30輸出氣體種類選擇信號Sa和流量指示信號Sb。在該情況下，氣體種類選擇信號Sa為選擇“B氣體”的內(nèi)容。此外，流量指示信號Sb為指示“l(fā)OOOsccm”的內(nèi)容。另外，此時，分支氣體路34的第3開閉閥V3成為開狀態(tài)，做好了使B氣體流動的準(zhǔn)備。上述兩信號由流量控制裝置30的通信部60接收而被傳遞給流量控制主體58。在該流量控制主體58中，根據(jù)上述氣體種類選擇信號Sa與流量指示信號Sb，從存儲在上述換算數(shù)據(jù)存儲部56中的圖3所示的換算數(shù)據(jù)選擇B氣體用的換算數(shù)據(jù)，求出此時的目標(biāo)流量。在此，由于上述通信為數(shù)字通信，所以流量指示信號Sb為相當(dāng)于模擬信號情況下的“2. 5伏”的內(nèi)容。
作為圖3中B氣體的換算數(shù)據(jù)的直線與相當(dāng)于模擬信號情況下的“2. 5伏”的部分的交點(diǎn)可求出目標(biāo)流量“l(fā)OOOsccm”。然后,通過流量控制主體58向流量控制機(jī)構(gòu)54的閥驅(qū)動電路74輸出閥驅(qū)動信號S2，驅(qū)動致動器72來打開流量控制閥70而使B氣體流動的同時，將從流量檢測單元52的傳感器電路68輸出的流量信號SI作為反饋信號進(jìn)行PID控制，使B氣體穩(wěn)定地流動目標(biāo)流量、即lOOOsccm。此時，通過傳感器電路68檢測出的流量信號SI不僅被用于上述的控制，還為了進(jìn)行確認(rèn)而被通信部60向裝置控制部40發(fā)送。如上述那樣，B氣體的流動也與A氣體情況相同。在以往的流量控制裝置中，作為換算數(shù)據(jù)，僅設(shè)定I個換算數(shù)據(jù)，例如僅設(shè)定A氣體用的換算數(shù)據(jù)，因此在使B氣體流動的情況下，操作人員必須使用轉(zhuǎn)換系數(shù)的值對想要流動的B氣體的流量、即lOOOsccm進(jìn)行修正來求出修正流量，輸入該修正流量，因此對于操作人員而言，非常繁瑣，在求修正流量時有產(chǎn)生錯誤的可能性。然而，在本發(fā)明中，由于在例如使B氣體流動的情況下，不需要通過轉(zhuǎn)換系數(shù)的值來求修正流量，所以對于操作人員而言能夠消除繁瑣。這樣，在本發(fā)明中，在控制流向氣體通路28的氣體的流量的流量控制裝置30中，在表示被處理體W的具體處理方式的工藝配方的制作時，能夠無需進(jìn)行以往進(jìn)行的使用轉(zhuǎn)換系數(shù)值的繁瑣的人工計(jì)算等，因此，無需進(jìn)行繁瑣的操作就能夠?qū)Χ鄠€氣體種類進(jìn)行流量控制。另外，在上述實(shí)施例中，雖然通過將第2以及第3開閉閥V2、V3與氣體種類，即A氣體以及B氣體預(yù)先建立相關(guān)，作為與氣體種類相關(guān)的信息，通過確定應(yīng)成為開狀態(tài)的開閉閥，能夠確定出所使用的氣體種類，但并不局限于此，還可以直接輸入所使用的氣體種類作為與氣體種類相關(guān)的信息。此時，例如也對第2以及第3開閉閥V2、V3分別指示開閉動作。這樣，向輸入輸出部44輸入的輸入方式不被特殊限定。另外，在上述實(shí)施例中以使用兩種氣體種類的情況為例進(jìn)行了說明，但并不局限于此，對于3種類以上的氣體種類也能夠應(yīng)用本發(fā)明。此時，在換算數(shù)據(jù)存儲部56中預(yù)先存儲有與3種類以上的氣體種類對應(yīng)的換算數(shù)據(jù)。另外，在上述實(shí)施例中，對流量控制裝置30與裝置控制部40而言，說明了進(jìn)行數(shù)字通信的情況，但并不局限于此，當(dāng)然還可以進(jìn)行模擬通信。另外，雖然在此以一次處理多枚半導(dǎo)體晶圓的批處理式的處理裝置為例進(jìn)行了說明，但并不局限于此，以一枚為單位地處理半導(dǎo)體晶圓的單張?zhí)幚硎降奶幚硌b置也能夠應(yīng)用本發(fā)明。<實(shí)際成膜時的動作的一個例子>在此說明實(shí)際成膜時的動作的一個例子。在此，以形成氮化硅膜(SiN膜)的情況為例進(jìn)行說明。圖4是表示形成SiN膜時的各氣體的供給方式的一個例子的時序圖。在此，作為氣體種類的一個例子，使用氨氣[NH3](圖4 (A))，使用二氯硅烷[DCS](圖4 (B))，使用氮?dú)鈁N2](圖4 (C))。因此，作為圖1所示那樣的氣體供給系統(tǒng)26，設(shè)置有上述3種類的氣體種類所對應(yīng)的氣體供給系統(tǒng)，其中任意一個氣體供給系統(tǒng)均如之前說明那樣，設(shè)置有與氣體種類對應(yīng)的流量控制裝置30。另外，處理裝置整體的動作由一個裝置控制部40進(jìn)行。如前述那樣，例如預(yù)先使計(jì)算機(jī)讀入規(guī)定該成膜處理的各步驟的順序的工藝配方。并且，對于每一步驟所使用的氣體種類而言，通過根據(jù)工藝配方而確定步驟，從而被預(yù)先規(guī)定。并且，每一步驟的氣體流量也被預(yù)先規(guī)定。圖4中，“開”表示打開用于將對應(yīng)的氣體種類向處理容器6內(nèi)導(dǎo)入的開閉閥，“閉”表示關(guān)閉該開閉閥。根據(jù)工藝配方，按每一步驟發(fā)送各氣體種類選擇信號Sa以及流量指示信號Sb，如前述那樣，通過參照圖3所示的換算數(shù)據(jù)的圖表，求出實(shí)際的目標(biāo)流量而進(jìn)行控制。首先，將未處理的半導(dǎo)體晶圓W移置到被卸載的晶舟8，使該晶舟8上升，向處理容器6內(nèi)裝載，用蓋部10對處理容器6內(nèi)進(jìn)行封閉。在該晶舟8中保持有例如50 150枚左右的半導(dǎo)體晶圓W。然后，進(jìn)行泄露檢查等后，進(jìn)行實(shí)際的成膜處理。首先，通過加熱單元12使半導(dǎo)體晶圓W升溫至工藝溫度，并維持該溫度。然后，通過氨氣的預(yù)清洗步驟，打開氨氣和氮?dú)鈿怏w的各開閉閥使上述兩氣體分別流動規(guī)定的流量來進(jìn)行預(yù)清洗步驟。該預(yù)清洗步驟后，還繼續(xù)使兩氣體流動來進(jìn)行氨氣的正式清洗步驟。然后，接下來除上述兩氣體以外，打開DCS氣體的開閉閥使DCS氣體流動規(guī)定的流量來進(jìn)行預(yù)成膜步驟。進(jìn)一步繼續(xù)使上述3種氣體流動來進(jìn)行正式成膜步驟。由此，在半導(dǎo)體晶圓W的表面形成氮化硅膜。在上述各步驟中，如前述那樣，按每一步驟分別設(shè)定了氣體流量。并且，若上述成膜步驟結(jié)束，則關(guān)閉DCS氣體的開閉閥，使該氣體的供給停止，繼續(xù)保持原樣地使另兩種、即氨氣與氮?dú)鈿怏w流動來進(jìn)行氨氣的清洗步驟。然后，若該清洗步驟完成，將氨氣的開閉閥與氮?dú)鈿怏w的開閉閥一起關(guān)閉來停止兩氣體的供給。在該狀態(tài)下進(jìn)行真空排氣步驟，在真空排氣步驟中，僅使排氣系統(tǒng)18持續(xù)動作來進(jìn)行真空排氣，使處理容器6內(nèi)的環(huán)境降至低壓。然后，通過再次打開氮?dú)鈿怏w的開閉閥將氮?dú)鈿怏w向處理容器6內(nèi)導(dǎo)入,使處理容器6內(nèi)恢復(fù)大氣壓,使晶舟8下降,從而將處理完成的半導(dǎo)體晶圓W從處理容器6內(nèi)卸載而完成了一批次的成膜處理。上述成膜處理只不過示出處理的一個方式的例子，毋庸置疑，本發(fā)明還能夠全般應(yīng)用于其他處理方式。另外，在此作為被處理體以半導(dǎo)體晶圓為例進(jìn)行了說明，但該半導(dǎo)體晶圓可以包括硅基板、GaAs, SiC, GaN等化合物半導(dǎo)體基板，另外，并不局限于這些基板，液晶顯示裝置所使用得玻璃基板、陶瓷基板等也能給個應(yīng)用本發(fā)明。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的流量控制裝置以及處理裝置，能夠起到下述那樣卓越的作用效果。在控制流向氣體通路的氣體的流量的流量控制裝置中，在表示被處理體的具體的處理方式的工藝配方的制作時，能夠不需要以往進(jìn)行的使用轉(zhuǎn)換系數(shù)值的繁瑣的人工計(jì)算等，因此，無需進(jìn)行繁瑣的操作就能夠?qū)Χ鄠€氣體種類進(jìn)行流量控制。
權(quán)利要求
1.一種流量控制裝置，其控制流向氣體通路的氣體流量，該流量控制裝置的特征在于，具備 主氣體管，其與所述氣體通路連接； 流量檢測單元，其檢測流向所述主氣體管的氣體的流量并輸出流量信號； 流量控制閥機(jī)構(gòu)，其設(shè)置于所述主氣體管，通過改變閥開度來控制流量； 換算數(shù)據(jù)存儲部，其存儲用于表示從外部輸入的流量指示信號與目標(biāo)流量的關(guān)系的、與多個氣體種類對應(yīng)的多個換算數(shù)據(jù)；和 流量控制主體，其基于從外部輸入的氣體種類選擇信號，從所述多個換算數(shù)據(jù)中選擇對應(yīng)的換算數(shù)據(jù)，并且基于所述流量指示信號求出所述目標(biāo)流量，基于該目標(biāo)流量和所述流量信號，對所述流量控制閥機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量控制裝置，其特征在于， 具有通信部，該通信部針對所述流量指示信號和所述氣體種類選擇信號與外部進(jìn)行通信。
3.一種處理裝置，其是對被處理體實(shí)施處理的處理裝置，該處理裝置的特征在于，具備 處理裝置主體，其具有收容所述被處理體的處理容器，并對所述被處理體實(shí)施處理； 排氣系統(tǒng)，其對所述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣； 氣體供給系統(tǒng)，其中途設(shè)置有權(quán)利要求1所述的流量控制裝置，在該流量控制裝置的上游側(cè)形成了設(shè)置有用于排放不同的氣體種類的開閉閥的多個分支氣體路，該流量控制裝置的下游側(cè)具有與所述處理容器連接的氣體通路；和 裝置控制部，其具有輸入輸出包含至少與氣體種類相關(guān)的信息和設(shè)定流量的處理信息的輸入輸出部，并進(jìn)行裝置整體的控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理裝置，其特征在于， 所述裝置控制部基于與所述氣體種類相關(guān)的信息，形成氣體種類選擇信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理裝置，其特征在于， 所述裝置控制部被配置成，氣體種類與所述開閉閥被預(yù)先建立關(guān)聯(lián)，通過確定所述開閉閥作為與所述氣體種類相關(guān)的信息，能夠確定氣體種類。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理裝置，其特征在于， 所述裝置控制部被配置成，具有顯示部，該顯示部根據(jù)氣體種類來顯示能夠流動的最大流量的全刻度流量。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理裝置，其特征在于， 所述裝置控制部被配置成，預(yù)先規(guī)定了動作的順序的工藝配方中的各步驟與所使用的氣體種類被預(yù)先建立關(guān)聯(lián)，通過確定所述工藝配方的步驟作為與所述氣體種類相關(guān)的信息，能夠確定氣體種類。
全文摘要
本發(fā)明提供一種流量控制裝置以及處理裝置。在控制流向氣體通路的氣體流量的流量控制裝置中，具備主氣體管；檢測流向該主氣體管的氣體的流量，輸出流量信號的流量檢測單元；控制流量的流量控制閥機(jī)構(gòu)；存儲用于表示從外部輸入的流量指示信號與目標(biāo)流量的關(guān)系的、與多個氣體種類對應(yīng)的多個換算數(shù)據(jù)的換算數(shù)據(jù)存儲部；基于從外部輸入的氣體種類選擇信號，從多個換算數(shù)據(jù)中選擇對應(yīng)的換算數(shù)據(jù)，并且基于流量指示信號求出上述目標(biāo)流量，并基于目標(biāo)流量與流量信號控制流量控制閥機(jī)構(gòu)的流量控制主體。
文檔編號G05D7/06GK103049008SQ20121038439
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者岡部庸之, 守谷修司, 松野一成 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社