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KR20210128914A - 원료 공급 장치 및 성막 장치 - Google Patents

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KR20210128914A
KR20210128914A KR1020210044493A KR20210044493A KR20210128914A KR 20210128914 A KR20210128914 A KR 20210128914A KR 1020210044493 A KR1020210044493 A KR 1020210044493A KR 20210044493 A KR20210044493 A KR 20210044493A KR 20210128914 A KR20210128914 A KR 20210128914A
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opening degree
valve
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도모히사 기모토
노리유키 와타나베
겐사쿠 나루시마
고우이치 세키도
다쿠야 가와구치
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 성막 개시 시의 원료 가스의 유량을 단시간에 안정화할 수 있는 기술을 제공한다. 본 개시의 일 양태에 의한 원료 공급 장치는, 처리 용기 내에 원료 가스를 공급하는 원료 공급로와, 상기 원료 공급로에 개재 설치된 밸브와, 상기 원료 공급로 내의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 원료 공급로에 접속되어, 상기 원료 공급로 내의 상기 원료 가스를 배기하는 원료 배기로와, 상기 원료 배기로에 개재 설치되어, 개방도가 조정됨으로써 상기 원료 공급로 내의 압력을 제어하는 개방도 조정 기구와, 상기 압력 센서의 검출값에 기초하여 상기 개방도 조정 기구의 상기 개방도를 조정하는 제어부를 갖는다.

Description

원료 공급 장치 및 성막 장치{RAW MATERIAL SUPPLY APPARATUS AND FILM FORMING APPARATUS}
본 개시는, 원료 공급 장치 및 성막 장치에 관한 것이다.
처리 용기 내에 원료 가스를 간헐적으로 공급해서 막을 성막할 때, 성막에 앞서 원료 가스를 처리 용기 내에 공급하지 않고 간헐적으로 배기하는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2019-52346호 공보
본 개시는, 성막 개시 시의 원료 가스의 유량을 단시간에 안정화할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 원료 공급 장치는, 처리 용기 내에 원료 가스를 공급하는 원료 공급로와, 상기 원료 공급로에 개재 설치된 밸브와, 상기 원료 공급로 내의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 원료 공급로에 접속되어, 상기 원료 공급로 내의 상기 원료 가스를 배기하는 원료 배기로와, 상기 원료 배기로에 개재 설치되어, 개방도가 조정됨으로써 상기 원료 공급로 내의 압력을 제어하는 개방도 조정 기구와, 상기 압력 센서의 검출값에 기초하여 상기 개방도 조정 기구의 상기 개방도를 조정하는 제어부를 갖는다.
본 개시에 의하면, 성막 개시 시의 원료 가스의 유량을 단시간에 안정화할 수 있다.
도 1은 실시 형태의 원료 공급 장치를 구비하는 성막 장치의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 2는 실시 형태의 성막 방법의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 초기 유량 안정화 공정 및 성막 공정에서의 탱크압의 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 성막 공정에서의 가스 공급 시퀀스의 일례를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 개시의 한정적이지 않은 예시의 실시 형태에 대해서 설명한다. 첨부의 전체 도면 중, 동일하거나 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일하거나 또는 대응하는 참조 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
〔성막 장치〕
도 1을 참조하여, 실시 형태의 원료 공급 장치를 구비하는 성막 장치에 대해서 설명한다. 도 1은, 실시 형태의 원료 공급 장치를 구비하는 성막 장치의 일례를 도시하는 개략도이다. 실시 형태의 성막 장치는, 원자층 퇴적(ALD: Atomic Layer Deposition)법에 의한 성막 및 화학적 기상 성장(CVD: Chemical Vapor Deposition)법에 의한 성막이 실시 가능한 장치로서 구성되어 있다.
성막 장치는, 처리 용기(1), 적재대(2), 샤워 헤드(3), 배기부(4), 가스 공급부(5), 제어부(6), 밸브 개방도 제어부(120) 등을 구비한다.
처리 용기(1)는, 알루미늄 등의 금속에 의해 구성되고, 대략 원통상을 갖는다. 처리 용기(1)는, 기판의 일례인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼(W)」라고 함)를 수용한다. 처리 용기(1)의 측벽에는, 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출하기 위한 반입출구(11)가 형성되어 있다. 반입출구(11)는 게이트 밸브(12)에 의해 개폐된다. 처리 용기(1)의 본체 상에는, 단면이 직사각 형상을 이루는 원환상의 배기 덕트(13)가 마련되어 있다. 배기 덕트(13)에는, 내주면을 따라 슬릿(13a)이 형성되어 있다. 배기 덕트(13)의 외벽에는, 배기구(13b)가 형성되어 있다. 배기 덕트(13)의 상면에는, 처리 용기(1)의 상부 개구를 막도록 천장벽(14)이 마련되어 있다. 배기 덕트(13)와 천장벽(14) 사이는, 시일 링(15)으로 기밀하게 밀봉되어 있다.
적재대(2)는 처리 용기(1) 내에서 웨이퍼(W)를 수평하게 지지한다. 적재대(2)는, 웨이퍼(W)보다도 큰 원판상을 갖고, 질화알루미늄(AlN) 등의 세라믹스 재료나, 알루미늄이나 니켈 합금 등의 금속 재료로 구성되어 있다. 적재대(2)의 내부에는, 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 히터(21)가 매립되어 있다. 히터(21)는, 히터 전원(도시하지 않음)으로부터 급전되어 발열한다. 그리고, 적재대(2)의 상면 근방에 마련된 열전쌍(도시하지 않음)의 온도 신호에 의해 히터(21)의 출력을 제어함으로써, 웨이퍼(W)가 소정의 온도로 제어된다. 적재대(2)에는, 상면의 외주 영역 및 측면을 덮도록 알루미나 등의 세라믹스에 의해 형성된 커버 부재(22)가 마련되어 있다.
적재대(2)는 지지 부재(23)에 지지되어 있다. 지지 부재(23)는, 적재대(2)의 저면 중앙으로부터 처리 용기(1)의 저벽에 형성된 구멍부를 관통해서 처리 용기(1)의 하방으로 연장되어, 그 하단이 승강 기구(24)에 접속되어 있다. 적재대(2)는, 승강 기구(24)에 의해, 도 1에서 도시하는 처리 위치와, 그 하방의 이점쇄선으로 나타내는 웨이퍼(W)의 반송이 가능한 반송 위치 사이에서 승강한다. 지지 부재(23)의 처리 용기(1)의 하방에는, 플랜지부(25)가 설치되어 있다. 처리 용기(1)의 저면과 플랜지부(25) 사이에는, 벨로우즈(26)가 마련되어 있다. 벨로우즈(26)는, 처리 용기(1) 내의 분위기를 외기와 구획하고, 적재대(2)의 승강 동작에 따라 신축한다.
처리 용기(1)의 저면 근방에는, 승강판(27a)으로부터 상방으로 돌출되도록 3개(2개만 도시)의 웨이퍼 지지 핀(27)이 마련되어 있다. 웨이퍼 지지 핀(27)은, 처리 용기(1)의 하방에 마련된 승강 기구(28)에 의해 승강판(27a)을 통해서 승강한다. 웨이퍼 지지 핀(27)은, 반송 위치에 있는 적재대(2)에 마련된 관통 구멍(2a)에 삽입 관통되어 적재대(2)의 상면에 대하여 돌출 함몰 가능하게 되어 있다. 웨이퍼 지지 핀(27)을 승강시킴으로써, 반송 로봇(도시하지 않음)과 적재대(2) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달이 행하여진다.
샤워 헤드(3)는, 처리 용기(1) 내에 처리 가스를 샤워 형상으로 공급한다. 샤워 헤드(3)는, 예를 들어 금속 재료에 의해 형성되고, 적재대(2)에 대향해서 배치되어 있다. 샤워 헤드(3)는 적재대(2)와 거의 동일한 직경을 갖는다. 샤워 헤드(3)는, 본체부(31) 및 샤워 플레이트(32)를 포함한다. 본체부(31)는 천장벽(14)의 하면에 고정되어 있다. 샤워 플레이트(32)는 본체부(31) 아래에 접속되어 있다. 본체부(31)와 샤워 플레이트(32) 사이에는, 가스 확산 공간(33)이 형성되어 있다. 가스 확산 공간(33)에는, 천장벽(14) 및 본체부(31)의 중앙을 관통하도록 가스 도입 구멍(36)이 마련되어 있다. 샤워 플레이트(32)의 주연부에는, 하방으로 돌출되는 환상 돌기부(34)가 형성되어 있다. 샤워 플레이트(32)에서의 환상 돌기부(34)의 내측의 평탄면에는, 다수의 가스 토출 구멍(35)이 형성되어 있다.
적재대(2)가 처리 위치로 이동한 상태에서는, 적재대(2)와 샤워 플레이트(32) 사이에 처리 공간(37)이 형성되고, 커버 부재(22)의 상면과 환상 돌기부(34)가 근접해서 환상 간극(38)이 형성된다.
배기부(4)는 처리 용기(1)의 내부를 배기한다. 배기부(4)는, 배기 배관(41) 및 배기 기구(42)를 포함한다. 배기 배관(41)은 배기구(13b)에 접속되어 있다. 배기 기구(42)는, 배기 배관(41)에 접속되어 있고, 진공 펌프, 압력 제어 밸브 등을 포함한다. 배기 기구(42)는, 배기 덕트(13) 및 배기 배관(41)을 통해서, 처리 용기(1) 내의 가스를 배기한다.
가스 공급부(5)는 샤워 헤드(3)에 각종 가스를 공급한다. 가스 공급부(5)는, 원료 가스 공급 기구(51), 제1 환원 가스 공급원(52), 제2 환원 가스 공급원(53), 제1 퍼지 가스 공급원(54), 제2 퍼지 가스 공급원(55) 및 제3 환원 가스 공급원(56)을 포함한다.
원료 가스 공급 기구(51)는, 처리 용기(1) 내에, 가스 공급 라인(61)을 통해서 원료 가스의 일례인 육염화텅스텐(WCl6) 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(61)은, 원료 가스 공급 기구(51)로부터 연장되는 원료 공급로이다.
가스 공급 라인(61)에는, 원료 가스 공급 기구(51)측으로부터 순서대로 밸브(96a), 밸브(96b), 유량계(97), 저류 탱크(80) 및 밸브(73)가 개재 설치되어 있다.
밸브(96a, 96b)는, 가스 공급 라인(61)에서의 성막 원료 탱크(91)의 근방에 마련되어 있다.
유량계(97)는, 가스 공급 라인(61)을 흐르는 WCl6 가스의 유량을 검출한다. 유량계(97)는 예를 들어 질량 유량계(MFM: Mass Flow Meter)이다.
저류 탱크(80)는 WCl6 가스를 일시적으로 저류한다. 저류 탱크(80)가 마련되어 있음으로써, 처리 용기(1) 내에 단시간에 대유량의 WCl6 가스를 공급할 수 있다. 저류 탱크(80)는 버퍼 탱크, 필 탱크라고도 불린다. 저류 탱크(80)에는, 내부의 압력을 검출하는 압력 센서(80a)가 마련되어 있다. 압력 센서(80a)는, 저류 탱크(80) 내의 압력을 검출하여, 검출값을 밸브 개방도 제어부(120)에 송신한다. 압력 센서(80a)는 예를 들어 캐패시턴스 마노미터이다.
밸브(73)는, ALD 시에 가스의 공급 및 정지를 전환하기 위한 밸브이다. 밸브(73)는, 예를 들어 고속으로 개폐 가능한 ALD 밸브이다. ALD 밸브는, 0.5초 이하의 간격으로 개폐 가능한 것이 바람직하고, 0.01초 이하의 간격으로 개폐 가능한 것이 보다 바람직하다.
원료 가스 공급 기구(51)는 성막 원료 탱크(91)를 포함한다. 성막 원료 탱크(91)는, 상온에서 고체의 고체 원료인 WCl6를 수용한다. 성막 원료 탱크(91)의 주위에는, 히터(91a)가 마련되어 있다. 히터(91a)는, 성막 원료 탱크(91) 내의 WCl6를 적당한 온도로 가열하여, WCl6를 승화시킨다. WCl6가 승화하면, WCl6 가스가 생성된다. 성막 원료 탱크(91) 내에는, 가스 공급 라인(61)이 상방으로부터 삽입되어 있다.
원료 가스 공급 기구(51)에는, 성막 원료 탱크(91) 내에 상방으로부터 캐리어 가스 배관(92)의 일단이 삽입되어 있다. 캐리어 가스 배관(92)의 타단은, 캐리어 가스 공급원(93)에 접속되어 있다. 캐리어 가스 공급원(93)은, 캐리어 가스 배관(92)에 캐리어 가스의 일례인 질소(N2) 가스를 공급한다.
캐리어 가스 배관(92)에는, 캐리어 가스 공급원(93)측으로부터 순서대로 유량 제어기(94), 밸브(95a) 및 밸브(95b)가 개재 설치되어 있다. 유량 제어기(94)는, 캐리어 가스 배관(92)을 흐르는 N2 가스의 유량을 제어한다. 유량 제어기(94)는, 예를 들어 질량 유량 제어기(MFC: Mass Flow Controller)이다.
캐리어 가스 배관(92)에서의 밸브(95a)와 밸브(95b) 사이의 위치와, 가스 공급 라인(61)에서의 밸브(96a)와 밸브(96b) 사이의 위치를 연결하도록, 바이패스 배관(98)이 마련되어 있다. 바이패스 배관(98)은, 캐리어 가스 공급원(93)으로부터 캐리어 가스 배관(92)에 공급되는 캐리어 N2 가스를, 성막 원료 탱크(91)를 경유하지 않고 가스 공급 라인(61)에 공급하는 배관이다. 바이패스 배관(98)에는, 밸브(99)가 개재 설치되어 있다. 밸브(95b, 96a)를 닫고 밸브(95a, 99, 96b)를 개방함으로써, 캐리어 가스 공급원(93)으로부터 공급되는 N2 가스가 캐리어 가스 배관(92) 및 바이패스 배관(98)을 거쳐서, 가스 공급 라인(61)에 공급된다. 이에 의해, 가스 공급 라인(61)을 퍼지할 수 있다.
가스 공급 라인(61)에서의 밸브(96b)와 유량계(97) 사이에는, 희석 가스의 일례인 N2 가스를 공급하는 희석 가스 공급 라인(100)의 일단이 합류하고 있다. 희석 가스 공급 라인(100)의 타단에는, N2 가스의 공급원인 희석 가스 공급원(101)이 마련되어 있다. 희석 가스 공급 라인(100)에는, 희석 가스 공급원(101)측으로부터 순서대로 유량 제어기(102) 및 밸브(103)가 개재 설치되어 있다. 유량 제어기(102)는, 희석 가스 공급 라인(100)을 흐르는 N2 가스의 유량을 제어한다. 유량 제어기(102)는 예를 들어 질량 유량 제어기(MFC)이다.
가스 공급 라인(61)에서의 저류 탱크(80)와 밸브(73) 사이에는, 원료 배기로(104)의 일단이 접속되어 있다. 원료 배기로(104)의 타단은, 배기 배관(41)에 접속되어 있다. 이에 의해, 배기 기구(42)에 의해, 원료 배기로(104)를 통해서 저류 탱크(80) 내를 배기할 수 있다. 원료 배기로(104)는 에벡 라인(Evacuation Line)이라고도 불린다.
원료 배기로(104)에는, 가스 공급 라인(61)측으로부터 순서대로 개방도 조정 기구(105) 및 밸브(106)가 개재 설치되어 있다.
개방도 조정 기구(105)는, 개방도가 조정됨으로써, 원료 배기로(104)의 컨덕턴스를 제어하여, 원료 배기로(104)를 흐르는 WCl6 가스의 유량을 제어한다. 이에 의해, 저류 탱크(80)를 포함하는 가스 공급 라인(61) 내의 압력이 제어된다. 개방도 조정 기구(105)의 개방도는, 밸브 개방도 제어부(120)에 의해 제어된다. 개방도 조정 기구(105)는, 에어 오퍼레이트 밸브 및 전공 레귤레이터를 포함한다. 에어 오퍼레이트 밸브는, 공기압에 의해 밸브체를 개폐함으로써, 원료 배기로(104)의 컨덕턴스를 제어한다. 에어 오퍼레이트 밸브는, 에어 오페 밸브, 에어 오퍼레이션 밸브라고도 불린다. 전공 레귤레이터는, 밸브 개방도 제어부(120)가 출력하는 전기 신호에 비례해서 에어 오퍼레이트 밸브에 도입하는 공기압을 제어한다. 이렇게 개방도 조정 기구(105)가 에어 오퍼레이트 밸브 및 전공 레귤레이터를 포함하는 경우, 밸브의 개폐를 단시간에 행할 수 있으므로, 밸브의 개폐에 수반하는 지연 시간(딜레이 타임)을 짧게 할 수 있다. 또한, 에어 오퍼레이트 밸브는, 해당 지연 시간을 특히 짧게 할 수 있다는 관점에서, 고속으로 개폐 가능한 ALD 밸브인 것이 바람직하다. ALD 밸브는, 0.5초 이하의 간격으로 개폐 가능한 것이 바람직하고, 0.01초 이하의 간격으로 개폐 가능한 것이 보다 바람직하다. 또한, 개방도 조정 기구(105)는, 핸들을 회전시킴으로써 밸브체를 개폐하는 매뉴얼 밸브와, 매뉴얼 밸브의 핸들을 회전시키는 모터를 포함하는 구성이어도 된다.
밸브(106)는 원료 배기로를 개폐하기 위한 밸브이다. 밸브(106)를 개방함으로써, 원료 배기로(104) 내가 배기 기구(42)에 의해 배기된다.
제1 환원 가스 공급원(52)은, 처리 용기(1) 내에, 가스 공급 라인(62)을 통해서 환원 가스의 일례인 수소(H2) 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(62)은, 제1 환원 가스 공급원(52)으로부터 연장되는 라인이다. 가스 공급 라인(61) 및 가스 공급 라인(62)은 합류 배관(72)에 합류하고 있고, 합류 배관(72)은 가스 도입 구멍(36)에 접속되어 있다. 가스 공급 라인(62)에는, 제1 환원 가스 공급원(52)측으로부터 순서대로 유량 제어기(82), 저류 탱크(81) 및 밸브(74)가 개재 설치되어 있다.
유량 제어기(82)는, 가스 공급 라인(62)을 흐르는 H2 가스의 유량을 제어한다. 유량 제어기(82)는 예를 들어 질량 유량 제어기(MFC)이다.
저류 탱크(81)는 H2 가스를 일시적으로 저류한다. 저류 탱크(81)가 마련되어 있음으로써, 처리 용기(1) 내에 단시간에 대유량의 H2 가스를 공급할 수 있다. 저류 탱크(81)는 버퍼 탱크, 필 탱크라고도 불린다.
밸브(74)는 ALD 시에 가스의 공급 및 정지를 전환하기 위한 밸브이다. 밸브(74)는 예를 들어 고속으로 개폐 가능한 ALD 밸브이다. ALD 밸브는, 0.01초 내지 1.0초의 간격으로 개폐 가능한 것이 바람직하다.
제2 환원 가스 공급원(53)은, 처리 용기(1) 내에, 가스 공급 라인(63)을 통해서 환원 가스의 일례인 H2 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(63)은 제2 환원 가스 공급원(53)으로부터 연장되는 라인이다. 가스 공급 라인(63)에는, 제2 환원 가스 공급원(53)측으로부터 순서대로 유량 제어기(83), 밸브(88) 및 밸브(75)가 개재 설치되어 있다. 유량 제어기(83)는, 가스 공급 라인(63)을 흐르는 H2 가스의 유량을 제어한다. 유량 제어기(83)는, 예를 들어 질량 유량 제어기(MFC)이다. 밸브(88) 및 밸브(74)는, ALD 시에 가스의 공급 및 정지를 전환하기 위한 밸브이다. 밸브(88) 및 밸브(74)는, 예를 들어 고속으로 개폐 가능한 ALD 밸브이다. ALD 밸브는, 0.01초 내지 1.0초의 간격으로 개폐 가능한 것이 바람직하다.
제1 퍼지 가스 공급원(54)은, 처리 용기(1) 내에, 가스 공급 라인(64)을 통해서 퍼지 가스의 일례인 N2 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(64)은, 제1 퍼지 가스 공급원(54)으로부터 연장되어, 가스 공급 라인(61)측에 N2 가스를 공급하는 라인이다. 가스 공급 라인(64)은, ALD법에 의한 성막 중에 항상 N2 가스를 공급하는 가스 공급 라인(66)과, 퍼지 스텝 시에만 N2 가스를 공급하는 가스 공급 라인(67)으로 분기하고 있다. 가스 공급 라인(66) 및 가스 공급 라인(67)은, 제1 접속 라인(70)에 접속되고, 제1 접속 라인(70)은 가스 공급 라인(61)에 접속되어 있다. 가스 공급 라인(66)에는, 제1 퍼지 가스 공급원(54)측으로부터 순서대로 유량 제어기(84) 및 밸브(76)가 개재 설치되어 있다. 가스 공급 라인(67)에는, 제1 퍼지 가스 공급원(54)측으로부터 순서대로 유량 제어기(85) 및 밸브(77)가 개재 설치되어 있다. 유량 제어기(84, 85)는, 가스 공급 라인(66, 67)을 흐르는 N2 가스의 유량을 제어한다. 유량 제어기(84, 85)는, 예를 들어 질량 유량 제어기(MFC)이다. 밸브(76, 77)는, ALD 시에 가스의 공급 및 정지를 전환하기 위한 밸브이다. 밸브(76, 77)는, 예를 들어 고속으로 개폐 가능한 ALD 밸브이다. ALD 밸브는, 0.01초 내지 1.0초의 간격으로 개폐 가능한 것이 바람직하다.
제2 퍼지 가스 공급원(55)은, 처리 용기(1) 내에, 가스 공급 라인(65)을 통해서 퍼지 가스의 일례인 N2 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(65)은, 제2 퍼지 가스 공급원(55)으로부터 연장되어, 가스 공급 라인(62)측에 N2 가스를 공급하는 라인이다. 가스 공급 라인(65)은, ALD법에 의한 성막 중에 항상 N2 가스를 공급하는 가스 공급 라인(68)과, 퍼지 스텝 시에만 N2 가스를 공급하는 가스 공급 라인(69)으로 분기하고 있다. 가스 공급 라인(68) 및 가스 공급 라인(69)은, 제2 접속 라인(71)에 접속되고, 제2 접속 라인(71)은 가스 공급 라인(62)에 접속되어 있다. 가스 공급 라인(68)에는, 제2 퍼지 가스 공급원(55)측으로부터 순서대로 유량 제어기(86) 및 밸브(78)가 개재 설치되어 있다. 가스 공급 라인(69)에는, 제2 퍼지 가스 공급원(55)측으로부터 순서대로 유량 제어기(87) 및 밸브(79)가 개재 설치되어 있다. 유량 제어기(86, 87)는, 가스 공급 라인(68, 69)을 흐르는 N2 가스의 유량을 제어한다. 유량 제어기(86, 87)는, 예를 들어 질량 유량 제어기(MFC)이다. 밸브(78, 79)는, ALD 시에 가스의 공급 및 정지를 전환하기 위한 밸브이다. 밸브(78, 79)는, 예를 들어 고속으로 개폐 가능한 ALD 밸브이다. ALD 밸브는, 0.01초 내지 1.0초의 간격으로 개폐 가능한 것이 바람직하다.
제3 환원 가스 공급원(56)은, 처리 용기(1) 내에, 가스 공급 라인(63a)을 통해서 환원 가스의 일례인 모노실란(SiH4) 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(63a)은, 제3 환원 가스 공급원(56)으로부터 연장되어, 가스 공급 라인(63)에 접속되어 있다. 가스 공급 라인(63a)에는, 제3 환원 가스 공급원(56)측으로부터 순서대로 유량 제어기(83a) 및 밸브(88a)가 개재 설치되어 있다. 유량 제어기(83a)는, 가스 공급 라인(63a)을 흐르는 SiH4 가스의 유량을 제어한다. 유량 제어기(83a)는, 예를 들어 질량 유량 제어기(MFC)이다.
제어부(6)는, 각 구성부, 구체적으로는 밸브, 전원, 히터, 펌프 등을 제어하는 마이크로프로세서(컴퓨터)를 구비한 프로세스 컨트롤러, 유저 인터페이스 및 기억부를 갖는다. 프로세스 컨트롤러에는, 성막 장치의 각 구성부가 전기적으로 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 유저 인터페이스는, 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있고, 오퍼레이터가 성막 장치의 각 구성부를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 성막 장치의 각 구성부의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어져 있다. 기억부도 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있다. 기억부에는, 성막 장치에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램이나, 처리 조건에 따라서 성막 장치의 각 구성부에 소정의 처리를 실행시키기 위한 제어 프로그램, 즉 처리 레시피나, 각종 데이터베이스 등이 저장되어 있다. 처리 레시피는, 기억부 중 기억 매체(도시하지 않음)에 기억되어 있다. 기억 매체는, 예를 들어 하드 디스크, CDROM, DVD, 반도체 메모리이어도 된다. 또한, 그 밖의 장치로부터, 예를 들어 전용 회선을 통해서 처리 레시피를 적절히 전송시키도록 해도 된다. 필요에 따라, 유저 인터페이스로부터의 지시 등으로 소정의 처리 레시피를 기억부로부터 호출해서 프로세스 컨트롤러에 실행시킴으로써, 프로세스 컨트롤러의 제어 하에, 성막 장치에서의 원하는 처리가 행하여진다.
밸브 개방도 제어부(120)는, 압력 센서(80a)의 검출값, 즉, 저류 탱크(80) 내의 압력(이하, 「탱크압」이라고도 함)에 기초하여, 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 조정한다. 예를 들어 밸브 개방도 제어부(120)는, 처리 용기(1) 내에 WCl6 가스를 공급하지 않고, 원료 배기로(104)를 통해서 WCl6 가스를 배기하면서 압력 센서(80a)의 검출값이 목표값에 도달해서 안정화되도록(정상 상태가 되도록) 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 조정한다. 목표값은, 예를 들어 처리 용기(1) 내에 WCl6 가스를 공급해서 처리 용기(1) 내에서 처리를 실행하고 있을 때의 압력 센서(80a)의 검출값에 기초하여 정해진다.
〔성막 방법〕
도 1 내지 도 4를 참조하여, 실시 형태의 성막 방법으로서, 도 1에 도시되는 성막 장치를 사용해서 ALD법에 의해 웨이퍼(W) 상에 텅스텐막을 성막하는 경우를 예로 들어 설명한다. 도 2는, 실시 형태의 성막 방법의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 실시 형태의 성막 방법은, 반입 공정, 초기 유량 안정화 공정, 성막 공정 및 반출 공정을 포함한다. 이하의 설명에서는, 반입 공정을 개시하기 전의 시점에서, 성막 장치의 밸브(73 내지 79, 88, 88a, 99)가 닫혀 있고, 밸브(95a, 95b, 96a, 96b, 103, 106)가 열려 있고, 개방도 조정 기구(105)가 「완전 폐쇄」인 것으로 한다.
반입 공정에서는, 처리 용기(1) 내에 웨이퍼(W)를 반입한다. 반입 공정에서는, 적재대(2)를 반송 위치로 하강시킨 상태에서 게이트 밸브(12)를 개방하여, 반송 로봇(도시하지 않음)에 의해 웨이퍼(W)를, 반입출구(11)를 통해서 처리 용기(1) 내에 반입하여, 히터(21)에 의해 소정 온도로 가열된 적재대(2) 상에 적재한다. 계속해서, 적재대(2)를 처리 위치까지 상승시키고, 처리 용기(1) 내를 소정 압력까지 감압한다.
초기 유량 안정화 공정은, 반입 공정이 종료된 후에 실행된다. 초기 유량 안정화 공정에서는, 적재대(2) 상의 웨이퍼(W)의 온도를 안정화시킨다. 예를 들어, 밸브(76, 78)를 개방함으로써, 제1 퍼지 가스 공급원(54) 및 제2 퍼지 가스 공급원(55)으로부터 처리 용기(1) 내에 N2 가스를 공급해서 압력을 상승시키고, 적재대(2) 상의 웨이퍼(W)의 온도를 안정시킨다.
또한, 초기 유량 안정화 공정에서는, 처리 용기(1) 내에 WCl6 가스를 공급하지 않고, 원료 배기로(104)를 통해서 WCl6 가스를 배기하면서, 저류 탱크(80) 내의 압력이 목표값에 도달해서 안정화되도록(정상 상태가 되도록) 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 조정한다. 저류 탱크(80) 내의 압력은, 압력 센서(80a)에 의해 검출된다.
도 3은, 초기 유량 안정화 공정 및 성막 공정에서의 탱크압의 변화의 일례를 도시하는 도면이다. 도 3 중, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 탱크압을 나타낸다. 초기 유량 안정화 공정에서는, 도 3의 시각 t1에서, 밸브 개방도 제어부(120)는, 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 「폐쇄」에서 「완전 개방」으로 제어한다. 이에 의해, 저류 탱크(80) 내의 WCl6 가스가 원료 배기로(104)를 통해서 배기 기구(42)에 의해 배기되어 탱크압이 저하된다.
계속해서, 탱크압이 목표값(Pt)보다도 낮아진 후, 예를 들어 도 3의 시각 t1로부터 소정 시간이 경과한 시각 t2에서, 밸브 개방도 제어부(120)는, 탱크압이 목표값(Pt)에 도달해서 안정화되도록 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 「폐쇄」와 「완전 개방」 사이에서 조정한다.
목표값(Pt)은, 예를 들어 처리 용기(1) 내에 WCl6 가스를 공급해서 처리 용기(1) 내에서 처리를 실행하고 있을 때의 탱크압에 기초하여 정해진다. 초기 유량 안정화 공정이 1회째인 경우에는, 목표값(Pt)은, 예를 들어 해당 초기 유량 안정화 공정에 앞서 실행되는 더미 공정에서의 탱크압에 기초하여 정해진다. 더미 공정은, 예를 들어 처리 용기(1) 내의 적재대(2) 상에 더미 웨이퍼를 적재한 상태에서, 후술하는 성막 공정과 동일한 가스 공급 시퀀스로 처리 용기(1) 내에 WCl6 가스를 공급하는 공정이다. 초기 유량 안정화 공정이 2회째 이후인 경우에는, 목표값(Pt)은, 예를 들어 전회의 성막 공정에서 설정된 목표값인 것이 바람직하다. 이에 의해, 웨이퍼(W)간 변동(W2W: wafer-to-wafer variation)을 저감할 수 있다.
목표값(Pt)은, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이, 처리 용기(1) 내에 WCl6 가스를 공급해서 처리 용기(1) 내에서 처리를 실행하고 있을 때의 최대 탱크압(Pmax)보다도 소정 압력만큼 작은 압력인 것이 바람직하다. 소정 압력은, 초기 유량 안정화 공정에서 성막 공정으로 전환할 때, 즉, WCl6 가스를 공급하는 공급처를 원료 배기로(104)에서 가스 공급 라인(61)으로 전환할 때 생기는 개방도 조정 기구(105) 및 밸브(73)의 개폐에 수반하는 지연 시간에 따라서 정해진다. 단, 밸브(73) 및 개방도 조정 기구(105)가 ALD 밸브이며, 해당 지연 시간이 거의 없을 경우에는, 목표값(Pt)은 처리 용기(1) 내에 WCl6 가스를 공급해서 처리 용기(1) 내에서 처리를 실행하고 있을 때의 최대 탱크압(Pmax)과 동일한 압력이면 된다.
이와 같이, 초기 유량 안정화 공정에서는, 적재대(2) 상의 웨이퍼(W)의 온도 안정화와 병행하여, 탱크압이 목표값(Pt)에 도달해서 안정화되도록 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 조정한다. 이에 의해, 탱크압을 목표값(Pt)으로 안정화시키는 처리의 추가에 수반하는 생산성의 저하를 피할 수 있다.
성막 공정은, 초기 유량 안정화 공정이 종료된 후에 실행된다. 성막 공정에서는, 웨이퍼(W)에 텅스텐막을 성막하는 성막 처리를 행한다. 초기 유량 안정화 공정에서 탱크압이 목표값(Pt)으로 안정화된 후, 예를 들어 도 3의 시각 t3에서, 밸브 개방도 제어부(120)는, 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 「완전 폐쇄」로 제어하고, 제어부(6)는 밸브(73)를 개방한다. 이에 의해, 저류 탱크(80) 내에 저류된 WCl6 가스는, 원료 배기로(104)를 통해서 배기되지 않고, 처리 용기(1) 내에 공급되어 탱크압이 저하된다. 이때, 개방도 조정 기구(105)와 밸브(73)의 개폐 타이밍을 동기시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 초기 유량 안정화 공정에서 성막 공정으로 전환할 때의 탱크압의 변동을 작게 할 수 있다. 예를 들어, 개방도 조정 기구(105) 및 밸브(73)로서 ALD 밸브를 사용함으로써, 개방도 조정 기구(105)와 밸브(73)의 개폐 타이밍을 동기시킬 수 있다. 밸브(73)가 개방되고 나서 소정 시간(Topen)이 경과한 시각 t4에서, 제어부(6)는 밸브(73)를 닫는다. 이에 의해, 처리 용기(1) 내에의 WCl6 가스의 공급이 정지되기 때문에, 저류 탱크(80) 내에 WCl6 가스가 저류되어 탱크압이 높아진다. 또한, 소정 시간(Topen)은, 처리 레시피 등에 의해 정해지는 시간이다.
계속해서, 밸브(73)가 폐쇄되고 나서 소정 시간(Tclose)이 경과한 시각 t5에서, 제어부(6)는 밸브(73)를 개방한다. 이에 의해, 저류 탱크(80) 내에 저류된 WCl6 가스가 처리 용기(1) 내에 공급되어 탱크압이 저하된다. 또한, 소정 시간(Tclose)은, 처리 레시피 등에 의해 정해지는 시간이다.
이후, 밸브(73)의 개폐를 반복함으로써, 처리 용기(1) 내에 WCl6 가스를 간헐적으로 공급한다. 또한, 도 3에서, 시각 t6, t8, t10은 밸브(73)를 닫는 타이밍을 나타내고, 시각 t7, t9는 밸브(73)를 개방하는 타이밍을 나타낸다.
그런데, 성막 공정은, 초기 유량 안정화 공정 후에 실행되므로, 성막 공정의 개시 시에 있어서 탱크압이 목표값(Pt)으로 안정화되어 있다. 이에 의해, 성막 개시 시(시각 t3)의 탱크압은, 성막 중(시각 t5, t7, t9)의 탱크압과 대략 동일한 값이 된다.
또한, 성막 공정에서는, 밸브(73)의 개폐를 반복하고 있을 때의 탱크압에 기초하여, 다음 번의 초기 유량 안정화 공정에서 사용하는 목표값을 설정한다. 예를 들어, 밸브(73)의 개폐를 반복하고 있을 때의 말기의 소정 횟수(예를 들어 10회)의 최대 탱크압(Pmax)의 평균값에 기초하여, 다음 번의 초기 유량 안정화 공정에서 사용하는 목표값을 설정한다.
도 4는, 성막 공정에서의 가스 공급 시퀀스의 일례를 도시하는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 성막 공정에서는, 원료 가스 공급 스텝, 제1 퍼지 스텝, 환원 가스 공급 스텝 및 제2 퍼지 스텝을 포함하는 일련의 동작을 1사이클로 하고, 사이클수를 제어함으로써 원하는 막 두께의 텅스텐막을 성막한다.
원료 가스 공급 스텝은, 원료 가스인 WCl6 가스를 처리 공간(37)에 공급하는 스텝이다. 원료 가스 공급 스텝에서는, 먼저, 밸브(76, 78)를 개방한 상태에서, 제1 퍼지 가스 공급원(54) 및 제2 퍼지 가스 공급원(55)으로부터, 가스 공급 라인(66) 및 가스 공급 라인(68)을 거쳐서 N2 가스를 계속해서 공급한다. 또한, 밸브(73)를 개방함으로써, 원료 가스 공급 기구(51)로부터 가스 공급 라인(61)을 거쳐서 WCl6 가스를 처리 공간(37)에 공급한다. 또한, 원료 가스 공급 스텝에서는, 제2 환원 가스 공급원(53)으로부터 연장되는 가스 공급 라인(63)을 거쳐서 환원 가스로서 H2 가스를 처리 용기(1) 내에 공급해도 된다. 원료 가스 공급 스텝에서 WCl6 가스와 동시에 환원 가스를 공급함으로써, 공급된 WCl6 가스가 활성화되어, 그 후의 환원 가스 공급 스텝 시의 성막 반응이 생기기 쉬워진다. 그 때문에, 높은 스텝 커버리지를 유지하고, 또한 1사이클당 퇴적 막 두께를 두껍게 해서 성막 속도를 크게 할 수 있다. 환원 가스의 유량으로서는, 원료 가스 공급 스텝에서 CVD 반응이 생기지 않을 정도의 유량으로 할 수 있다.
제1 퍼지 스텝은, 처리 공간(37)의 잉여의 WCl6 가스 등을 퍼지하는 스텝이다. 제1 퍼지 스텝에서는, 가스 공급 라인(66) 및 가스 공급 라인(68)을 통한 N2 가스의 공급을 계속한 상태에서, 밸브(73)를 닫아 WCl6 가스의 공급을 정지한다. 또한, 밸브(77, 79)를 개방함으로써, 가스 공급 라인(67) 및 가스 공급 라인(69)으로부터도 N2 가스(플래시 퍼지 N2 가스)를 공급하여, 대유량의 N2 가스에 의해, 처리 공간(37)의 잉여의 WCl6 가스 등을 퍼지한다. 단, 플래시 퍼지 N2 가스는 공급하지 않아도 된다.
환원 가스 공급 스텝은, 환원 가스인 H2 가스를 처리 공간(37)에 공급하는 스텝이다. 환원 가스 공급 스텝에서는, 밸브(77, 79)를 닫아 가스 공급 라인(67) 및 가스 공급 라인(69)으로부터의 N2 가스의 공급을 정지한다. 또한, 가스 공급 라인(66) 및 가스 공급 라인(68)을 통한 N2 가스의 공급을 계속한 상태에서, 밸브(74)를 개방한다. 이에 의해, 제1 환원 가스 공급원(52)으로부터 가스 공급 라인(62)을 거쳐서 환원 가스로서의 H2 가스를 처리 공간(37)에 공급한다. 이때, H2 가스는, 저류 탱크(81)에 일단 저류된 후에 처리 용기(1) 내에 공급된다. 환원 가스 공급 스텝에 의해, 웨이퍼(W) 상에 흡착된 WCl6 가스가 환원된다. 이때의 H2 가스의 유량은, 충분히 환원 반응이 생기는 양으로 할 수 있다.
제2 퍼지 스텝은, 처리 공간(37)의 잉여의 H2 가스를 퍼지하는 스텝이다. 제2 퍼지 스텝에서는, 가스 공급 라인(66) 및 가스 공급 라인(68)을 통한 N2 가스의 공급을 계속한 상태에서, 밸브(74)를 닫아 가스 공급 라인(62)으로부터의 H2 가스의 공급을 정지한다. 또한, 밸브(77, 79)를 개방하여, 가스 공급 라인(67) 및 가스 공급 라인(69)으로부터도 N2 가스(플래시 퍼지 N2 가스)를 공급하여, 대유량의 N2 가스에 의해, 처리 공간(37)의 잉여의 H2 가스를 퍼지한다. 단, 플래시 퍼지 N2 가스는 공급하지 않아도 된다.
이상으로 설명한 원료 가스 공급 스텝, 제1 퍼지 스텝, 환원 가스 공급 스텝 및 제2 퍼지 스텝을 포함하는 일련의 동작을 1사이클로 하고, 사이클수를 제어함으로써, 원하는 막 두께의 텅스텐막을 성막할 수 있다.
반출 공정은, 성막 공정이 종료된 후에 실행된다. 반출 공정에서는, 적재대(2)를 반송 위치까지 하강시킨 상태에서 게이트 밸브(12)를 개방하여, 반송 로봇(도시하지 않음)에 의해 웨이퍼(W)를, 반입출구(11)를 통해서 처리 용기(1) 밖으로 반출한다.
또한, 다음으로 처리하는 웨이퍼(W)가 있을 경우에는, 반출 공정 후, 다시 반입 공정으로 돌아가서, 초기 유량 안정화 공정, 성막 공정 및 반출 공정을 실행한다. 이에 의해, 다음의 웨이퍼(W)에 대하여 원하는 막 두께의 텅스텐막을 성막할 수 있다.
이상, 실시 형태에 따르면, 처리 용기(1) 내에 WCl6 가스를 공급해서 텅스텐막을 성막할 때, 성막에 앞서 원료 배기로(104)를 통해서 WCl6 가스를 배기하면서 탱크압이 목표값에 도달해서 안정화되도록 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 조정한다. 그리고, 목표값은, 처리 용기(1) 내에 WCl6 가스를 공급해서 처리 용기(1) 내에서 처리를 실행하고 있을 때의 탱크압에 기초하여 정해진다. 이에 의해, 성막 개시 시의 탱크압은, 성막 중의 탱크압과 대략 동일한 값이 된다. 바꾸어 말하면, 성막 개시 시의 탱크압을 성막 중의 탱크압에 맞출 수 있다. 그 때문에, 성막 개시 직후의 탱크압과 성막 중의 그 이후의 기간의 탱크압 사이의 차(변동)가 작아진다. 그 결과, 성막 개시 직후의 WCl6 가스의 유량과 성막 중의 그 이후의 기간의 WCl6 가스의 유량 사이의 차(변동)를 작게 할 수 있다. 이와 같이, 실시 형태에 따르면, 성막 개시 시의 WCl6 가스의 유량을 단시간에 안정화할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따르면, 텅스텐막의 성막을 복수의 웨이퍼(W)에 대하여 계속해서 행하는 경우, 예를 들어 초기 유량 안정화 공정이 2회째 이후인 경우에는, 목표값은 전회의 성막 공정에서 설정된 목표값으로 할 수 있다. 이에 의해, 성막 개시 시의 탱크압을 바로 근처의 성막 공정에 기초하는 탱크압에 맞출 수 있다. 그 결과, 성막 개시 시의 WCl6 가스의 유량을 바로 근처의 성막 공정에서의 WCl6 가스의 유량에 맞출 수 있으므로, 웨이퍼(W)간의 WCl6 가스의 유량의 변동을 저감할 수 있다. 특히, 바로 근처의 성막 공정에서의 말기의 소정 횟수의 탱크압의 평균값에 기초하여 초기 유량 안정화 공정에서 사용하는 목표값을 설정함으로써, 성막 개시 시의 탱크압을 바로 근처의 성막 공정의 종료 시의 탱크압에 맞출 수 있다. 그 결과, 웨이퍼(W)간의 WCl6 가스의 유량의 변동을 특히 저감할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따르면, 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 조정함으로써 원료 배기로(104)의 컨덕턴스를 제어해서 저류 탱크(80) 내의 압력을 제어한다. 이 때문에, 저류 탱크(80) 내의 압력의 조정 폭이 넓다. 또한, 외부로부터 원료 배기로(104) 내에 가스를 도입해서 압력을 조정하는 것이 아니기 때문에, 원료 배기로(104) 내의 가스류의 흐트러짐의 영향을 저감할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태에서 생략, 치환, 변경되어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 반입 공정이 종료된 후에 초기 유량 안정화 공정을 개시하는 경우를 예시했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 초기 유량 안정화 공정을 개시하는 타이밍은, 성막 공정을 개시하기 전이면 된다. 예를 들어, 초기 유량 안정화 공정은, 반입 공정을 개시하기 전부터 개시해도 되고, 반입 공정의 개시와 동시에 개시해도 되고, 반입 공정의 도중부터 개시해도 된다. 이와 같이, 반입 공정이 종료되기 전에 초기 유량 안정화 공정을 개시함으로써, 반입 공정과 초기 유량 안정화 공정을 동시 진행시킬 수 있으므로, 성막 공정을 개시할 때까지의 시간을 단축할 수 있어, 생산성이 향상된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 밸브 개방도 제어부(120)가 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 조정하는 경우를 예시해서 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 밸브 개방도 제어부(120) 대신에 제어부(6)가 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 조정하도록 해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 밸브 개방도 제어부(120)가 가스 공급 라인(61) 내의 압력으로서의 저류 탱크(80) 내의 압력에 기초하여 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 조정하는 경우를 예시해서 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 가스 공급 라인(61)에 저류 탱크(80)가 개재 설치되어 있지 않은 경우, 밸브 개방도 제어부(120)는, 가스 공급 라인(61)에 압력 센서를 마련하여, 해당 압력 센서의 검출값에 기초해서 개방도 조정 기구(105)의 개방도를 조정하도록 해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 원료 가스로서 WCl6 가스를 사용해서 텅스텐막을 성막하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, WCl5 가스 등의 다른 염화텅스텐 가스를 사용할 수 있고, WCl5 가스를 사용해도 WCl6 가스와 거의 동일한 거동을 나타낸다. WCl5 가스를 사용하는 경우, 성막 원료로서는 상온에서 고체인 WCl5를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어 염화몰리브덴 가스를 사용해서 몰리브덴막을 성막하는 경우나, 염화탄탈륨 가스를 사용해서 탄탈륨막을 성막하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이들의 경우, 성막 원료로서는 상온에서 고체인 염화몰리브덴이나 염화탄탈륨을 사용할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 고체 원료를 승화시켜서 원료 가스를 생성하고 있었지만, 액체 원료를 증발시켜서 원료 가스를 생성해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 환원 가스로서 H2 가스를 사용하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 환원 가스로서는, H2 가스 이외에, 예를 들어 SiH4 가스, B2H6 가스, NH3 가스 등을 사용할 수도 있다. H2 가스, SiH4 가스, B2H6 가스 및 NH3 가스 중 2개 이상을 공급할 수 있도록 해도 된다. 또한, 이들 이외의 기타 환원 가스, 예를 들어 PH3 가스, SiH2Cl2 가스를 사용해도 된다. 막 내의 불순물을 보다 저감해서 저저항값을 얻는 관점에서는, H2 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 퍼지 가스 및 캐리어 가스로서 N2 가스 대신에 Ar 가스 등의 다른 불활성 가스를 사용할 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 기판으로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명했지만, 반도체 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼이어도 되고, GaAs, SiC, GaN 등의 화합물 반도체 웨이퍼이어도 된다. 또한, 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 액정 표시 장치 등의 FPD(플랫 패널 디스플레이)에 사용하는 유리 기판이나, 세라믹 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 처리 용기 내에 원료 가스를 공급하는 원료 공급로와,
    상기 원료 공급로에 개재 설치된 밸브와,
    상기 원료 공급로 내의 압력을 검출하는 압력 센서와,
    상기 원료 공급로에 접속되어, 상기 원료 공급로 내의 상기 원료 가스를 배기하는 원료 배기로와,
    상기 원료 배기로에 개재 설치되어, 개방도가 조정됨으로써 상기 원료 공급로 내의 압력을 제어하는 개방도 조정 기구와,
    상기 압력 센서의 검출값에 기초하여 상기 개방도 조정 기구의 상기 개방도를 조정하는 제어부
    를 포함하는 원료 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원료 공급로에 개재 설치되어, 상기 원료 가스를 저류하는 저류 탱크를 더 포함하는, 원료 공급 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 원료 배기로를 통해서 상기 원료 가스를 배기하면서 상기 압력 센서의 검출값이 목표값에 도달해서 안정화되도록 상기 개방도 조정 기구의 개방도를 조정하도록 구성되는, 원료 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 목표값은, 상기 처리 용기 내에 상기 원료 가스를 공급해서 상기 처리 용기 내에서 처리를 실행하고 있을 때의 상기 압력 센서의 검출값에 기초해서 정해지는, 원료 공급 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 처리 용기 내에 기판을 수용한 상태에서, 상기 개방도 조정 기구의 개방도를 조정하도록 구성되는, 원료 공급 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개방도 조정 기구는,
    공기압에 의해 밸브체를 개폐하는 에어 오퍼레이트 밸브와,
    상기 에어 오퍼레이트 밸브에 도입되는 공기압을 조정하는 전공 레귤레이터
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 전공 레귤레이터를 제어해서 상기 에어 오퍼레이트 밸브의 개방도를 조정하도록 구성되는, 원료 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 에어 오퍼레이트 밸브는, ALD(Atomic Layer Deposition) 밸브인, 원료 공급 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브는, ALD 밸브인, 원료 공급 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원료 가스는, 고체 원료의 승화 또는 액체 원료의 증발에 의해 생성되는, 원료 공급 장치.
  10. 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 원료 가스를 공급하는 원료 공급 장치
    를 포함하고,
    상기 원료 공급 장치는,
    상기 처리 용기 내에 상기 원료 가스를 공급하는 원료 공급로와,
    상기 원료 공급로에 개재 설치된 밸브와,
    상기 원료 공급로 내의 압력을 검출하는 압력 센서와,
    상기 원료 공급로에 접속되어, 상기 원료 공급로 내의 상기 원료 가스를 배기하는 원료 배기로와,
    상기 원료 배기로에 개재 설치되어, 개방도가 조정됨으로써 상기 원료 공급로 내의 압력을 제어하는 개방도 조정 기구와,
    상기 압력 센서의 검출값에 기초하여 상기 개방도 조정 기구의 상기 개방도를 조정하는 제어부
    를 포함하는,
    성막 장치.
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