JP2006319207A - Flow rate control device and method, and thin film deposition device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流量制御装置、薄膜堆積装置および流量制御方法に関し、例えば、半導体の製造などに用いられる流量制御装置、薄膜堆積装置および流量制御方法に関する。 The present invention relates to a flow rate control device, a thin film deposition device, and a flow rate control method, and, for example, relates to a flow rate control device, a thin film deposition device, and a flow rate control method used in semiconductor manufacturing.
図6は、化学気相成長法(CVD法:Chemical Vapour Deposition)によって半導体基板の表面に所定の薄膜を堆積させるために、従来から用いられている薄膜堆積装置90の構成を示す図である。図6において、91はチャンバ、91aはチャンバ91の本体、91bはチャンバの上部に設けられた上板、92はチャンバ91の内部下方に設けられた基板支持台、93は基板支持台92の上に載置された半導体基板、94は上板91bの下面側にチャンバ91の円周を均等に分割するように等間隔配置された複数のノズルである。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a thin
また、95は前記複数のノズル94にガスを供給するガス供給管、95a,95bはガス供給管95の下流側において分岐するガス供給管、95cはガス供給管95a,95bに接続された複数のガス管である。そして、前記ノズル94は供給管95cの下流端にそれぞれ接続されている。
Also, 95 is a gas supply pipe for supplying gas to the plurality of
96はガス供給管95に接続されたガス切換部、97a,97bはそれぞれ異なるガスを流すガス流路、98はガスボックスである。また、ガスボックス98は各ガス流路97a,97bに流すガスの流量を制御するマスフローコントローラ98a,98bを備えている。前記ガス切換部96はガス流路97a,97bをそれぞれ流れるガスを択一的に選択してガス供給管95に流すように構成されている。すなわち、上記構成の薄膜堆積装置90では、2種類のガスが択一的に選択されて複数のノズル94からチャンバ91内に供給されることにより、半導体基板93に薄膜を形成することができる。
上述のように、従来の薄膜堆積装置90ではガスボックス98とチャンバ91が別に形成されているので、ガスボックス98の設置位置からノズル94の設置位置までのガス流路97a,97b(ガス流路95,96a〜95cも含む)が例えば数m程度に長くならざるを得ず、マスフローコントローラ98a,98bによる流量制御の精度を十分なものとしたとしても、流量制御の精度がプロセスの精度に反映されないという問題があった。
As described above, since the
図7はマスフローコントローラ98a,98bを用いた薄膜堆積装置のガス導入プロセスの一例を説明する図である。図7において、ガス導入プロセスのレシピAはマスフローコントローラ98a,98bに入力される信号であり、これが矩形波で示されるようにガスボックス98の直下においてはほゞレシピA通りに歯切れのよいガスの流れが形成される。ところが、従来の薄膜堆積装置ではノズル94から供給されるガスの流量Bは、ガスボックス98の設置位置からからノズル94の設置位置までのガス流路95,95a〜95c,97a,97bの容積に応じて応答遅れが生じて流量制御の歯切れが悪くなる。そして、この歯切れの悪化はプロセス精度の低下の原因となることが懸念される。
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the gas introduction process of the thin film deposition apparatus using the
そこで、ノズル94の直上流部99にガスの流れを断続する開閉弁を形成し、この開閉弁をガス導入プロセスのレシピAにあわせて開閉制御することにより、少なくとも導入するガスの流量を歯切れよく制御することが考えられる。しかしながら、このような開閉弁を形成した場合であっても、マスフローコントローラ98a,98bから開閉弁までのガス流路95,95a〜95c,97a,97bの容積に応じて流量制御に応答遅れが生じるので、この応答遅れに伴う精度低下を防止することはできなかった。
Therefore, an on-off valve for intermittently flowing the gas is formed in the
つまり、各ノズル94の直上流部99に開閉弁を設けた場合には、この開閉弁より上流側のガスの圧力が例えば数Torr程度であるのに対し、開閉弁より下流側のチャンバ91内の圧力が例えば数十mTorr程度であるなどして、その圧力差が100倍程度になって、開閉弁を開いた瞬間に前記応答遅れに相当する時間だけ制御されない流量のガスが供給されることが考えられる。すなわち、図7において、前記開閉弁を設けた場合の供給ガス流量Cには、開閉弁の開放時に比較的大流量のガスが突入する流れCa(以下、突入流という)が発生し、これがチャンバ91内のパーティクルの舞い上がりの原因となって歩留りを悪くすることが考えられる。この突入流Caを緩和するためにはノズル94内の流路をベンチュリのように細く形成して流れるガスの流量を制限することが考えられるが、この場合にはノズル94によって流せるガスの流量が制限されてしまうことは避けられない。
That is, when an opening / closing valve is provided in the
さらに、各ノズル94の直上流部にそれぞれ開閉弁を形成する場合には、この開閉弁を閉じた状態で、全ての開閉弁に上述したように100倍程度の圧力差がかかっているもあり、開閉弁のリークによって予期できないガスの流れが発生することも懸念される。
Further, when the on / off valves are formed immediately upstream of the
本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであって、その目的は、圧力差が大きい環境であっても設定した流量となるようにガスの流れを的確に制御することができ、とりわけ、薄膜堆積のプロセスにおいてプロセス精度を飛躍的に向上できる流量制御装置、薄膜堆積装置および流量制御方法を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and its purpose is to accurately control the flow of gas so that the flow rate is set even in an environment where the pressure difference is large, In particular, it is to provide a flow rate control device, a thin film deposition device, and a flow rate control method capable of dramatically improving process accuracy in a thin film deposition process.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の流量制御装置は、ガスの流れを断続する開閉弁と、この開閉弁より上流側に配置されてガスの流量を調節する流量調節部と、前記開閉弁を閉じた状態で前記開閉弁の上流側における内部圧力が前記開閉弁より下流側の圧力と等しくなるように内部圧力を調節する内部圧力調節部とを備えてなることを特徴としている(請求項1)。前記内部圧力調節部は圧力調整弁であることが考えられるが、この圧力調整弁の代わりに内部圧力を測定する圧力センサの測定値に基づいて開閉弁より上流側のノズルの開度を調節するようにしてもよい。さらに、必要であれば前記内部圧力を排気によって下げるリリーフ弁を設けてもよい。なお、前記薄膜堆積装置は1つのパッケージに納めることが望ましい。
In order to achieve the above object, the flow rate control device according to
ガス供給の開始時には、先ず前記開閉弁を開いた後に流量調節部を用いてガスの流量調節を行なわせ、ガス供給の遮断時には、先ず流量調節部を用いてガスの流量を0にした後に前記開閉弁を閉じるように、開閉弁および流量調節部を制御する制御部を設けていてもよい(請求項2)。 At the start of gas supply, first, the flow rate of the gas is adjusted using the flow rate adjusting unit after opening the on-off valve, and at the time of shutting off the gas supply, first, the flow rate of the gas is set to 0 using the flow rate adjusting unit. A control unit for controlling the on-off valve and the flow rate adjusting unit may be provided so as to close the on-off valve.
請求項3に記載の薄膜堆積装置は、請求項1または2に記載の流量制御装置と、この流量制御装置に連通連結されるノズルとからなるガス供給ユニットをチャンバの内部上方に複数設けてなり、各ガス供給ユニットを用いて均一あるいはそれぞれが任意の値に流量調整されたガスをチャンバ内に吹き出させることにより、チャンバ内に設けた基板に所定の薄膜を堆積させるように構成してあることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, a thin film deposition apparatus includes a plurality of gas supply units each including a flow rate control apparatus according to the first or second aspect and a nozzle connected to the flow rate control apparatus in an upper part of the chamber. Each gas supply unit is configured to deposit a predetermined thin film on a substrate provided in the chamber by blowing a gas uniformly or arbitrarily adjusted to an arbitrary value into the chamber. It is characterized by.
請求項4に記載の流量制御方法は、任意に設定された流量のガスを流す状態と、ガスの流れを遮断する状態とを制御する方法であって、開閉弁を用いてガスの流れを断続制御すると共に、ガスの流れを止めている状態で開閉弁よりも上流側におけるガスの内部圧力を、開閉弁よりも下流側における外部圧力と等しくなるように調節することを特徴としている。 The flow rate control method according to claim 4 is a method for controlling a state in which a gas having an arbitrarily set flow rate is allowed to flow and a state in which the gas flow is interrupted, and the gas flow is interrupted using an on-off valve. In addition, the internal pressure of the gas upstream of the on-off valve is adjusted to be equal to the external pressure downstream of the on-off valve while the gas flow is stopped.
ガスを遮断している状態から設定流量のガスを流すときに、先ず前記開閉弁を開いた後にガスの流量調節を行い、設定流量のガスを流している状態からガスを遮断するときに、先ず供給するガスの流量を0として流量調節を行った後に前記開閉弁を閉じるようにしてもよい(請求項5)。 When flowing a gas with a set flow rate from a state where the gas is shut off, first, the gas flow rate is adjusted after opening the on-off valve, and when shutting off the gas from a state where the gas with the set flow rate is flowing, The on-off valve may be closed after adjusting the flow rate of the supplied gas to 0 (Claim 5).
請求項1に記載の流量制御装置は、開閉弁を閉じた状態では開閉弁の上流側のガス溜まり部分における内部圧力が下流側の圧力と等しくなるように内部圧力が調節されているので、一旦閉じられた開閉弁を次に開いて所定流量のガスを流し始めるときに、開閉弁の上流側と下流側との圧力差に応じて突入するようなガスの流れを生じさせることがない。また、開閉弁を閉じた状態では開閉弁の上流側における内部圧力が下流側の圧力と等しくなるように内部圧力が調節されているので、開閉弁の上流側と下流側との間に圧力差がなく、仮に開閉弁にリークの原因となるような問題が発生したとしてもガスの流れを確実に止めることができる。つまり、ガスの流量制御に高い信頼性を持たせることができる。
In the flow control device according to
前記内部圧力調節部は圧力調整弁とすることが考えられ、これによってより確実に内部圧力を調節することができる。しかしながら、この圧力調整弁の代わりに内部圧力を測定する圧力センサの測定値に基づいて開閉弁より上流側のノズルの開度を調節するようにして、流量制御装置の製造コストを削減してもよい。さらに、必要であれば前記内部圧力を排気によって下げるリリーフ弁を設けて前記圧力差を無くすこともできる。 It is conceivable that the internal pressure adjusting unit is a pressure adjusting valve, whereby the internal pressure can be adjusted more reliably. However, it is possible to reduce the manufacturing cost of the flow rate control device by adjusting the opening degree of the nozzle upstream of the on-off valve based on the measured value of the pressure sensor that measures the internal pressure instead of this pressure regulating valve. Good. Further, if necessary, a relief valve for lowering the internal pressure by exhaust can be provided to eliminate the pressure difference.
前記流量制御装置を1つのパッケージ内に納めることにより、流量調節弁から開閉弁までの体積を可及的に小さくすることができ、それだけ応答速度を上げることができる。しかしながら、前記流量調節部、内部圧力調節部、開閉弁を別体としてもよい。何れにしても流量調節部から開閉弁までの流路内の体積は必要最小限にして応答性を高く保つことが望ましい。 By housing the flow control device in one package, the volume from the flow control valve to the on-off valve can be made as small as possible, and the response speed can be increased accordingly. However, the flow rate adjusting unit, the internal pressure adjusting unit, and the on-off valve may be separated. In any case, it is desirable to keep the responsiveness high by minimizing the volume in the flow path from the flow rate controller to the on-off valve.
ガス供給の開始時には、先ず前記開閉弁を開いた後に流量調節部を用いてガスの流量調節を行なわせ、ガス供給の遮断時には、先ず流量調節部を用いてガスの流量を0にした後に前記開閉弁を閉じるように、開閉弁および流量調節部を制御する制御部を設けてなる場合(請求項2)には、所定流量のガスを流し始めるときにおいて突入するようなガスの流れを、確実に防止できるだけでなく、開閉弁を閉じた状態で、その上流側における圧力が不必要に高くならないようにすることができる。 At the start of gas supply, first, the flow rate of the gas is adjusted using the flow rate adjusting unit after opening the on-off valve, and at the time of shutting off the gas supply, first, the flow rate of the gas is set to 0 using the flow rate adjusting unit. In the case where a control unit for controlling the on-off valve and the flow rate adjusting unit is provided so as to close the on-off valve (Claim 2), the gas flow that enters when the gas of a predetermined flow rate starts to flow reliably It is possible to prevent the pressure on the upstream side from becoming unnecessarily high when the on-off valve is closed.
請求項3に記載の薄膜堆積装置は、請求項1または2に記載の流量制御装置を備えるので、チャンバ内へのガスの突入するような流れを生じさせることがなく、静かに所定流量になるように制御できるので、ガスの突入によるチャンバ内のパーティクルの舞い上がりを防止することができる。また、ガスのリーク発生を防止できるので、ガス導入プロセスのレシピ通りにガスを流すことができ、それだけガスの流量制御に高い信頼性を持たせることができる。 Since the thin film deposition apparatus according to the third aspect includes the flow rate control apparatus according to the first or second aspect, the thin film deposition apparatus does not generate a flow of gas into the chamber and gently reaches a predetermined flow rate. Therefore, it is possible to prevent the particles in the chamber from rising due to gas intrusion. In addition, since the occurrence of gas leakage can be prevented, the gas can be flowed according to the recipe of the gas introduction process, and the gas flow rate control can be highly reliable.
ノズルは各流量制御装置によって適切に流量制御されたガスをチャンバ内の所定方向に吹き出させるものであり、従来のように流路抵抗となるような絞りが不要であるから、流量制御装置によって制御された任意の流量のガスをチャンバ内に導入することができる。つまり、ガス導入プロセスのレシピを自在に設定することができ、チャンバ内の基板に所望の薄膜を堆積させることができる。 The nozzle blows out the gas whose flow rate is appropriately controlled by each flow rate control device in a predetermined direction in the chamber, and does not require a restriction that causes a flow path resistance as in the past, so it is controlled by the flow rate control device. Any given flow rate of gas can be introduced into the chamber. That is, a recipe for the gas introduction process can be freely set, and a desired thin film can be deposited on the substrate in the chamber.
請求項4に記載の流量制御方法は、ガスの流れを止めている状態で開閉弁よりも上流側におけるガスの内部圧力を、開閉弁よりも下流側における外部圧力と等しくなるように調節しているので、ガスの流れを止めている状態からガスを流し始めるときに開閉弁を開いても突入するようなガスの流れを生じさせることがない。また、ガスの流れを止めているときに、前記開閉弁にリークの原因となるような問題が発生したとしても、閉止中のガスが流れることを確実に防止できるので、ガスの流量制御に高い信頼性を持たせることができる。 The flow rate control method according to claim 4 adjusts the internal pressure of the gas upstream of the on-off valve to be equal to the external pressure downstream of the on-off valve in a state where the gas flow is stopped. Therefore, even if the on-off valve is opened when the gas flow is started from the state where the gas flow is stopped, the gas flow that rushes in is not generated. In addition, even when a problem that may cause a leak occurs in the on-off valve when the gas flow is stopped, it is possible to reliably prevent the closed gas from flowing, so that the gas flow rate control is high. Reliability can be given.
ガスを遮断している状態から設定流量のガスを流すときに、先ず前記開閉弁を開いた後にガスの流量調節を行い、設定流量のガスを流している状態からガスを遮断するときに、先ず供給するガスの流量を0として流量調節を行った後に前記開閉弁を閉じるようにする場合(請求項5)には、動作を確実なものとすることができる。 When flowing a gas with a set flow rate from a state where the gas is shut off, first, the gas flow rate is adjusted after opening the on-off valve, and when shutting off the gas from a state where the gas with the set flow rate is flowing, In the case where the on-off valve is closed after adjusting the flow rate with the flow rate of the supplied gas set to 0 (Claim 5), the operation can be ensured.
図1〜図4は、本発明の第1実施例を示しており、図1は第1実施例に係る流量制御装置1の要部の構成を示す図、図2は前記流量制御装置1の制御部の構成を示す図、図3は前記薄膜堆積装置1に設けた流量制御装置2の一例を示す図、図4はこの流量制御装置2を用いた流量制御方法の一例を示す図である。
1 to 4 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a
図1,2において、3は薄膜堆積装置1の要部を構成するチャンバであり、このチャンバ3はチャンバ本体3aと、この上部に水平に設けられる上板蓋体3bと、図2に示すチャンバ本体3aに形成された排気口3cと、真空ポンプ3dと、圧力センサ3eとを備えている。4はチャンバ本体3aの内部下方に設けられた基板支持台、5はこの基板支持台4の上に載置された対象物の一例としての半導体基板である。
In FIG. 1, 2, 3 is a chamber which comprises the principal part of the thin
本発明の流量制御装置2は、前記上板蓋体3bの下面側に例えば上下2段にして円周状に均等配置されており、この流量制御装置2の下流端部にチャンバ3内へのガスの供給をガイドするノズル6が形成されている。つまり、前記流量制御装置2とノズル6がガス供給ユニット1aを構成し、本実施例では、例えば24個のガス供給ユニット1aを上下2段に均等間隔をおいて千鳥状に取り付けてあり、かつ、各ガス供給ユニット1aのノズル6はガスをチャンバ3の中心部に向かって供給するように構成されている。なお、本実施例ではガス供給ユニット1aが上下2段形成されている例を示しているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。
The flow
7a,7bは2種類の異なるガスを供給するガス供給管、7c,7dは各ガス供給管7a,7bのそれぞれから分岐して各ガス供給ユニット1aに接続されるガス管、8はガス供給管7a,7bにそれぞれ供給するガスの流路を開閉することによりチャンバ3に供給するガスを切り換えるガス切換部、9a,9bはガス切換部8に接続される各ガスのガス流路、10a,10bは各ガス流路9a,9bに流されるガスのボンベなどからなる供給源である。
7a and 7b are gas supply pipes for supplying two different kinds of gases, 7c and 7d are gas pipes branched from the respective
図2において、1bは薄膜堆積装置1の薄膜堆積制御部である。この薄膜堆積装置1bは前記圧力センサ3eによって測定されたチャンバ3内の圧力の測定値Pcをモニタしながら、真空ポンプ3dに駆動信号Pdを出力することにより、チャンバ3内の圧力(つまり、流量制御装置2の下流側の圧力)Pcが薄膜堆積に適したものとなるように調整する。また、薄膜堆積装置1bは、前記ガス切換部8にガス選択信号Gsを出力してチャンバ3に供給するガスを選択し、前記各ガス供給ユニット1aに均一またはそれぞれ任意に設定された流量Fsを出力してチャンバ3内に供給するガスの流量を制御する機能も有する。
In FIG. 2, reference numeral 1 b denotes a thin film deposition control unit of the thin
次に、図3を用いて、前記ガス供給ユニット1a、特に、その流量制御装置2の構成を説明する。図3において、11はガス管7c(7d)から供給されるガス圧の上限を定めると共に流量制御装置2に流入するガスの断続切換えを行う入力圧力調整部、12は入力圧力調整部11の下流側に設けられたマスフローコントローラ(流量調節部)、13はマスフローコントローラ12の下流側に設けられた内部圧力調節部、14は内部圧力調節部13の下流側に設けられた開閉弁、15は流量の設定値Fsや開閉弁14より下流側の圧力の測定値Pcを入力可能とするインターフェース、16は制御部である。
Next, the configuration of the
前記入力圧力調整部11は、例えば圧力センサ20とピエゾ素子を用いたピエゾノズル21とを備える。つまり、ガス供給時にガス管7c(7d)から供給されるガスの圧力が異常に大きい場合には、制御部16がピエゾノズル21を絞るように制御信号V0 を出力することにより、このピエゾノズル21より下流側の圧力P0 をマスフローコントローラ12によって流量制御可能である程度に減圧する。また、ガスの供給を止めるときには、前記制御部16がピエゾノズル21を全閉状態にするための制御信号V0 を出力する。
The input
また、前記マスフローコントローラ12は、例えばピエゾ素子を用いたピエゾノズル22と、一次圧力センサ23と、オリフィス24と、二次圧力センサ25とをこの順に並べて有する。そして、前記制御部16はオリフィス24の一次側と二次側の圧力センサ23,25によって測定された圧力P1 ,P2 の関係からオリフィス24を流れるガスの流量Foを測定して、この流量Foが前記インターフェース15を介して入力された流量の設定値Fsとなるように、ピエゾノズル22の開度を調節するための制御信号V1 を出力する。
The
前記内部圧力調節部13は、例えば圧力センサ26とピエゾ素子を用いたピエゾノズル27と、排気流路28と、開閉弁29とを備える。制御部16は、ガスの供給を停止している状態で、開閉弁14の上流側のガスの内部圧力P3 が前記インターフェース15を介して入力された開閉弁14より下流側(つまり、チャンバ3内)の圧力Pcと同じになるように、ピエゾノズル27に制御信号V2 を出力する。また、排気流路28の下流側には図外の真空ポンプが設けられている。
The internal
なお、本例では内部圧力調節部13としてだけ機能する圧力センサ26とピエゾノズル27を別途形成することにより、より確実な動作をするようにした例を示しているが、内部圧力調節部13を構成する圧力センサ26の代わりに圧力センサ25(または圧力センサ23)を用い、ピエゾノズル27の代わりにピエゾノズル23(またはピエゾノズル21)を用いてもよい。
In this example, the
前記開閉弁14は本例では具体的にはピエゾノズルであって、ノズル6に可及的に近い部分に設けられている。そして、前記制御部16はガスの供給を止めるときに、開閉弁14を全閉状態にするための制御信号V3 を出力する。
The on-off
次に、図4を図3と共に用いて前記流量制御装置2を用いた流量制御方法の一例を説明する。図4に示す例では、設定流量Fsを示す信号は矩形波であり、時点t1 までガスの供給を停止し、時点t1 において流量F1 のガスを供給し、時点t2 において再びガスの供給を停止するように設定されたガス導入プロセスのレシピの一部を示している。
Next, an example of a flow rate control method using the flow
まず、時点t1 において、前記設定流量Fsの信号の立上りに伴って、制御部16はまず前記制御信号V3 を遮断レベルCLSから全開レベルOPNに切り換えて開閉弁14が開放される。しかしながら、この時点t1 まで開放弁14の上流側の圧力P3 がチャンバ3内の圧力と同じ圧力(例えば10mTorr)に調節されているので、開閉弁14が開放してもガスが流れることはない。また、これに続いて制御部16が制御信号V2 を遮断レベルCLSから全開レベルOPNに切り換え、次いで制御信号V0 を遮断状態から開放する。つまり、ピエゾノズル21が開放され、マスフローコントローラ12に所定の圧力P0 のガスが供給される。
First, at time t 1 , with the rise of the signal of the set flow rate Fs, the
さらに、制御部16は前記マスフローコントローラ12を用いてオリフィス24を流れるガスの流量Foが前記設定流量Fsになるようにピエゾノズル22を調節するための制御信号V1 を出力する。
Further, the
このとき、流量制御装置2から供給されるガスの流量Fは、その内部における流路内の僅かな容積による遅れやピエゾノズル21,22,27の僅かな応答速度に起因する遅れが生じるものの極めて速やかに立上り、ほゞ設定流量Fs通りとなる。また、従来のように突入流Ca(図7参照)が生じることもなく、静的にガス供給が開始されるので、チャンバ3内のパーティクルの舞い上がりなどを防止することができる。
At this time, the flow rate F of the gas supplied from the flow
加えて、流量制御装置2が設定流量Fsどおりの流量Fのガスを静的に供給開始できるので、ノズル6内の流路6aにはベンチュリのような流路抵抗が不要であり、その内径を大きくすることができる。したがって、ガス供給ユニット1aは少流量から大流量まで任意の設定流量Fsのガスをチャンバ3内に供給することができる。
In addition, since the flow
なお、開閉弁14を開く制御信号V3 と、ピエゾノズル21,22を開く制御信号V0 ,V1 とは同じタイミングで切り換えられても、開閉弁14が開いた後にガスの流量調節を行なうことが可能である。しかしながら、ガス供給開始時における制御信号V3 ,V0 ,V1 に、この順序で僅かな時間差を設けてもよい。
Even if the control signal V 3 for opening the on-off
次に、時点t2 において設定流量Fsの信号が立ち下がり、制御部16はまずピエゾノズル21にこれを全閉するための遮断レベルCLSの制御信号V0 を出力して、マスフローメータ12へのガスの供給を遮断する。また、制御部16は開閉弁14にこれを全閉するための制御信号V3 を出力し、ガス供給を完全に停止させる。
Next, at the time t 2 , the signal of the set flow rate Fs falls, and the
さらに、制御部16は開閉弁14が閉じられた状態において前記開閉弁29にこれを開放させる開放レベルOPNの制御信号Dを出力してこの流路内の圧力を下限まで下げた後に、再び開閉弁29を閉じる遮断レベルCLSの制御信号Dを出力する。
Further, the
ここで、制御部16は再びピエゾノズル21への制御信号V0 を遮断レベルCLSから開放すると共に、ピエゾノズル27に適宜の制御信号V2 を出力して、内部圧力P3 を調節する。つまり、内部圧力調節部13を用いて内部圧力P3 をチャンバ3内の圧力Pcと同じに調節する。次いで、ピエゾノズル22,27を全閉するように閉鎖レベルCLSの制御信号V1 ,V2 を出力する。
Here, the
したがって、内部圧力P3 は開閉弁14が閉じた状態において、開閉弁14より下流側の圧力Pcと同圧なるように制御されているので、仮に開閉弁14にリークの原因となる問題が発生したとしても、内部圧力P3 が開閉弁14より下流側の圧力Pcと同圧であれば、開閉弁14を介してガスがリークすることはなく、流量制御装置2の信頼性を高めることができる。
Therefore, since the internal pressure P 3 is controlled so as to be the same pressure as the pressure Pc downstream of the on / off
なお、上述した例では、入力圧力調整部11とマスフローコントローラ12と内部圧力調節部13と開閉弁14とを同じ制御部16によって制御することにより、流量制御装置2の内部構成を簡略化しているが、本発明はこの点に限定されるものではなく、それぞれを独立して制御するようにしてもよい。また、電気的な制御のみならず機械的な制御を行ってもよい。
In the above-described example, the internal configuration of the
また、上述の例では内部圧力調節部13が排気流路28と開閉弁29とを備えているので、前記設定信号Fsの立ち下がりに応じて即座に開閉弁14を閉じることにより、応答速度を可及的に引き上げ、かつ、開閉弁14を閉じた後で開閉弁14より上流側の内部圧力P3 を下流側の圧力Pcと同じになるように制御することが可能である。
In the above example, the internal
しかしながら、本発明は内部圧力調節部13が排気流路28と開閉弁29とを備えていることに限定されるものではない。すなわち、ピエゾノズル21を閉じるための制御信号V0 に対して、開閉弁14を閉じるための制御信号V3 を幾らか遅らせることにより、開閉弁14の上流側において排気することなくその圧力P3 を引き下げるようにしてもよい。
However, the present invention is not limited to the internal
図5は第2実施例の流量制御装置30の構成を示す図である。図5において、図1〜3と同じ符号を付した部分は同一または同等の部分であるから、その詳細な説明を省略する。図5において、31は内部圧力調節部であり、この内部圧力調節部31はリリーフ弁32と排気流路33とを備えてなる。なお、排気流路33には図外の真空ポンプが接続されている。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the
前記リリーフ弁32は開閉弁14より上流側の内部圧力P2 が排気流路33内の圧力P4 よりも例えば差圧ΔPだけ高くなると、ガスを排気管33側に流すものであり、排気流路33はその圧力P4 がチャンバ3内の圧力Pcと同圧になるように吸引するものである。したがって、開閉弁14より上流側の内部圧力P2 が開閉弁14より下流側の圧力Pcよりも差圧ΔPだけ高いときに、この圧力P2 を下げる。ここで、差圧ΔPは開閉弁14を全開としたときにノズル6からのガスの突入流Caが生じない程度にする。
The
また、本実施例においてマスフローコントローラ12は流量制御装置2がガスの供給を止めている状態では、内部圧力調節部31として機能する例を示している。つまり、制御部16は圧力センサ25によって測定した内部圧力P2 が前記開閉弁14より下流側の圧力Pcと同程度になるように、ピエゾノズル22に制御信号V1 を出力する。
In the present embodiment, the
すなわち、本発明の流量制御装置2,30は、開閉弁14より上流側の内部圧力P3 ,P2 …を開閉弁14より下流側の圧力Pcと同程度に調整することにより、ガス供給開始時における突入流を確実に防止するものであるから、前記内部圧力調節部31は内部圧力P3 ,P2 …の調整を行うことができればよい。つまり、前記内部圧力調節部2,31の構成には種々の変形が考えられる。
That is, the
1 薄膜堆積装置
2,30 流量制御装置
3 チャンバ
6 ノズル
12 流量調節部
13 内部圧力調節部
14 開閉弁
P2 ,P3 内部圧力
Pc 開閉弁の下流側の圧力
t1 ガス供給開始時
t2 ガス供給遮断時
1 thin
Claims (5)
この開閉弁より上流側に配置されてガスの流量を調節する流量調節部と、
前記開閉弁を閉じた状態で前記開閉弁の上流側における内部圧力が前記開閉弁より下流側の圧力と等しくなるように内部圧力を調節する内部圧力調節部とを備えてなることを特徴としている流量制御装置。 An on-off valve that interrupts the flow of gas,
A flow rate adjusting unit arranged upstream of the on-off valve to adjust the flow rate of gas;
And an internal pressure adjusting unit that adjusts the internal pressure so that the internal pressure on the upstream side of the on-off valve becomes equal to the pressure on the downstream side of the on-off valve with the on-off valve closed. Flow control device.
When flowing a gas with a set flow rate from a state where the gas is shut off, first, the gas flow rate is adjusted after opening the on-off valve, and when shutting off the gas from a state where the gas with the set flow rate is flowing, The flow rate control method according to claim 4, wherein the on-off valve is closed after the flow rate of the gas to be supplied is adjusted to 0 and the flow rate is adjusted.
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