JP2002164320A - Substrate-treating apparatus and method - Google Patents

Substrate-treating apparatus and method

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JP2002164320A
JP2002164320A JP2000363135A JP2000363135A JP2002164320A JP 2002164320 A JP2002164320 A JP 2002164320A JP 2000363135 A JP2000363135 A JP 2000363135A JP 2000363135 A JP2000363135 A JP 2000363135A JP 2002164320 A JP2002164320 A JP 2002164320A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate-treating apparatus for treating a substrate by vapor containing acid in a stable composition, and to provide a substrate treatment method. SOLUTION: Fluoric acid vapor is generated by a fluoric acid generation container 10, and is supplied to a substrate treatment chamber 10 via a treatment gas supply path 40. The treatment gas supply path 40 includes a pressure adjustment valve 50. The opening of the pressure adjustment valve 50 is controlled by a controller 53 so that pressure at the upstream side turns into a pressure for satisfying azeotropic conditions in the fluoric acid generation container 10. Before the fluoric acid vapor is supplied to a substrate treatment chamber 20, valves 71 and 81 are closed, and a carrier gas is supplied to a substrate treatment chamber 20 via a bypass path 75 and a treatment gas supply path 40. The opening control of the pressure adjustment valve 50 is started from this point.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、塩酸、硝酸、硫
酸、ふっ酸(HFおよび無水HFを含む)、酢酸などの
ような酸を含む蒸気を基板の表面に導いて基板の処理
(とくに、いわゆる気相エッチング処理によって基板の
表面の膜を除去するための処理)を行うための基板処理
装置および基板処理方法に関する。処理対象の基板に
は、半導体ウエハ、液晶表示装置およびプラズマディス
プレイ用ガラス基板、ならびに光、磁気および光磁気デ
ィスク用基板などの各種の基板が含まれる。また、基板
の材質としては、シリコン、ガラス、樹脂およびセラミ
ックなどの材質が含まれる。なお、基板表面の膜の除去
は、所定の膜の一部または全部の選択的除去を目的とし
ていてもよく、また、基板表面の洗浄を目的としていて
もよい。
The present invention relates to a process for treating a substrate (in particular, by introducing a vapor containing an acid such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid (including HF and anhydrous HF), acetic acid, etc.) to the surface of the substrate. The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method for performing a process for removing a film on the surface of a substrate by a so-called vapor phase etching process. Substrates to be processed include various substrates such as semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystal displays and plasma displays, and substrates for optical, magnetic and magneto-optical disks. The material of the substrate includes materials such as silicon, glass, resin, and ceramic. The removal of the film on the substrate surface may be for the purpose of selectively removing a part or all of the predetermined film, or may be for the purpose of cleaning the substrate surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体メモリの製造工程においては、半
導体ウエハ(以下「ウエハ」という。)上にメモリキャ
パシタ膜を作製する際に、BSG(Boron-Silicate Gla
ss)、PSG(Phospho-Silicate Glass)、BPSG
(Boron-doped Phospho-SilicateGlass)などの不純物
を多く含んだ酸化膜が犠牲酸化膜として用いられる。こ
れらの犠牲酸化膜は、ふっ酸蒸気を用いたエッチングに
おける熱酸化膜またはCVD(化学的気相成長)酸化膜
に対する選択比を大きくとることができ、熱酸化膜また
はCVD酸化膜をエッチングストッパ膜として用いて選
択的に除去することができる。
2. Description of the Related Art In a semiconductor memory manufacturing process, when a memory capacitor film is formed on a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a "wafer"), BSG (Boron-Silicate Glacier) is used.
ss), PSG (Phospho-Silicate Glass), BPSG
(Boron-doped Phospho-SilicateGlass) or another oxide film containing a large amount of impurities is used as a sacrificial oxide film. These sacrificial oxide films can have a large selectivity with respect to a thermal oxide film or a CVD (chemical vapor deposition) oxide film in etching using hydrofluoric acid vapor, and the thermal oxide film or the CVD oxide film is used as an etching stopper film. And can be selectively removed.

【0003】ふっ酸蒸気を用いたエッチング処理におけ
るエッチング選択比は温度に依存する。たとえば、熱酸
化膜は、温度上昇に伴ってエッチングレートが急激に減
少するのに対して、BPSG膜は温度変化によらずに比
較的高いエッチングレートを維持する。そこで、ウエハ
の表面に形成された熱酸化膜上のBPSG膜を選択除去
するときには、ウエハの温度を50℃〜80℃に維持し
てふっ酸蒸気による気相エッチング処理が行われる。
The etching selectivity in the etching process using hydrofluoric acid vapor depends on the temperature. For example, the etching rate of a thermal oxide film sharply decreases with a rise in temperature, whereas the BPSG film maintains a relatively high etching rate regardless of a temperature change. Therefore, when the BPSG film on the thermal oxide film formed on the surface of the wafer is selectively removed, a gas phase etching process using hydrofluoric acid vapor is performed while maintaining the temperature of the wafer at 50 ° C. to 80 ° C.

【0004】この気相エッチング処理を行うための基板
処理装置は、ふっ酸蒸気を発生させるためのふっ酸蒸気
発生容器と、このふっ酸蒸気発生容器で発生したふっ酸
蒸気が導かれる処理室とを備えている。ふっ酸蒸気発生
容器で発生したふっ酸蒸気は、不活性ガス(一般には窒
素ガス)からなるキャリアガスによって、処理ガス供給
路を介して、処理室に導かれる。処理室には、ウエハを
一定温度に維持して保持するためのホットプレートが設
けられている。
[0004] A substrate processing apparatus for performing the gas phase etching process includes a hydrofluoric acid vapor generating vessel for generating hydrofluoric acid vapor, and a processing chamber into which the hydrofluoric acid vapor generated in the hydrofluoric acid vapor generating vessel is led. It has. The hydrofluoric acid vapor generated in the hydrofluoric acid vapor generating vessel is guided to a processing chamber via a processing gas supply path by a carrier gas composed of an inert gas (generally, nitrogen gas). The processing chamber is provided with a hot plate for maintaining the wafer at a constant temperature.

【0005】ふっ酸蒸気発生容器内に貯留されるふっ酸
水溶液は、いわゆる擬似共沸組成となる濃度(たとえ
ば、1気圧、室温(20℃)のもとで、約39.6%)
に調製されている。この擬似共沸組成のふっ酸水溶液
は、水とふっ化水素との蒸発速度が等しく、そのため、
処理ガス供給路を介して処理室にふっ酸蒸気が導かれる
ことによってふっ酸蒸気発生容器内のふっ酸水溶液が減
少したとしても、処理室に導かれるふっ酸蒸気の濃度は
不変に保持される。
The aqueous solution of hydrofluoric acid stored in the hydrofluoric acid vapor generating vessel has a concentration that gives a so-called pseudo-azeotropic composition (for example, about 39.6% at 1 atmosphere and room temperature (20 ° C.)).
Has been prepared. This pseudo-azeotropic hydrofluoric acid aqueous solution has the same evaporation rate of water and hydrogen fluoride,
Even when the hydrofluoric acid vapor in the hydrofluoric acid vapor generation vessel is reduced by the hydrofluoric acid vapor being led to the processing chamber via the processing gas supply path, the concentration of the hydrofluoric acid vapor guided to the processing chamber is kept unchanged. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ふっ酸蒸気による酸化
膜のエッチングプロセスは、極めて微妙なプロセスであ
る。このプロセスには、ウエハ上における水分の吸着が
関与している。そのため、ウエハの表面状態の影響を受
けやすく、ウエハの表面の汚染状態および水分の吸着状
態により、反応の進行速度が変化する。したがって、安
定したエッチングレートが得にくいという問題がある。
The process of etching an oxide film with hydrofluoric acid vapor is an extremely delicate process. This process involves the adsorption of moisture on the wafer. Therefore, the reaction speed is easily affected by the wafer surface condition, and the reaction progress speed changes depending on the contamination state of the wafer surface and the state of adsorption of moisture. Therefore, there is a problem that it is difficult to obtain a stable etching rate.

【0007】また、ウエハの表面状態がウエハ面内で異
なっていると、ウエハの面内で均一なエッチング処理を
行うことができない。さらに、複数枚のウエハの表面状
態は必ずしも等しくないから、ウエハに対するエッチン
グ処理に個体差がでてしまう。すなわち、再現性が必ず
しもよくない。そこで、処理の面内均一性および再現性
を向上するために、処理室内を減圧することによって、
ウエハに吸着される水分をコントロールすることが提案
されている。
Further, if the surface condition of the wafer is different on the wafer surface, it is impossible to perform uniform etching processing on the wafer surface. Further, since the surface states of a plurality of wafers are not always equal, individual differences occur in the etching process for the wafers. That is, reproducibility is not always good. Therefore, in order to improve the in-plane uniformity and reproducibility of the processing, the pressure in the processing chamber is reduced,
It has been proposed to control the moisture adsorbed on the wafer.

【0008】ところが、処理室を排気して減圧すると、
処理ガス供給路を介してふっ酸蒸気発生容器の内部も排
気されることになり、このふっ酸蒸気発生容器内の圧力
が減少する。これにより、ふっ酸蒸気発生容器における
共沸条件が崩れ、ふっ酸水溶液中のふっ酸および水の組
成と、ふっ酸蒸気中のふっ酸および水の組成が等しくな
くなってしまう。このことは、ふっ酸水溶液の減少に伴
って、処理室に供給されるふっ酸蒸気の組成が変動する
ことを意味する。したがって、ウエハに対して所期の処
理を達成することが極めて困難になる。
However, when the processing chamber is evacuated and decompressed,
The inside of the hydrofluoric acid vapor generation container is also exhausted through the processing gas supply path, and the pressure in the hydrofluoric acid vapor generation container decreases. As a result, the azeotropic conditions in the hydrofluoric acid vapor generation container are broken, and the compositions of hydrofluoric acid and water in the hydrofluoric acid aqueous solution are not equal to the compositions of hydrofluoric acid and water in the hydrofluoric acid vapor. This means that the composition of the hydrofluoric acid vapor supplied to the processing chamber fluctuates as the hydrofluoric acid aqueous solution decreases. Therefore, it is extremely difficult to achieve the desired processing on the wafer.

【0009】また、処理室のみならずふっ酸蒸気発生容
器についても、減圧に耐えうるだけの強固な構造とする
必要があるから、気相エッチング処理装置のコストが高
くなるという問題もある。さらには、ふっ酸蒸気発生容
器のメンテナンス時には、容器内の圧力を常圧に戻さな
ければならないから、メンテナンス作業が面倒になる。
一方、処理室には、処理前のウエハが搬入され、処理後
のウエハが搬出されることになるから、このウエハの搬
入/搬出時における処理室内の圧力の変化は避けられな
い。したがって、処理室を減圧するか否かにかかわら
ず、処理ガス供給路を介して処理室に連結されたふっ酸
蒸気発生容器内の圧力は、必ずしも安定していない。そ
のため、減圧を行わない構成の気相エッチング処理装置
においても、ウエハの表面に導かれるふっ酸蒸気中の組
成は、必ずしも安定していたわけではない。
Further, not only the processing chamber but also the hydrofluoric acid vapor generating vessel needs to have a strong structure capable of withstanding the reduced pressure, and thus there is a problem that the cost of the vapor phase etching apparatus increases. Furthermore, during maintenance of the hydrofluoric acid vapor generating container, the pressure in the container must be returned to normal pressure, which makes the maintenance work troublesome.
On the other hand, a wafer before processing is loaded into the processing chamber, and a wafer after processing is unloaded. Therefore, a change in the pressure in the processing chamber when loading / unloading the wafer is inevitable. Therefore, regardless of whether or not the pressure in the processing chamber is reduced, the pressure in the hydrofluoric acid vapor generation vessel connected to the processing chamber via the processing gas supply path is not always stable. Therefore, even in a vapor phase etching apparatus configured to perform no depressurization, the composition in the hydrofluoric acid vapor guided to the surface of the wafer is not always stable.

【0010】そこで、この発明の目的は、安定した組成
の酸を含む蒸気による基板処理が可能な基板処理装置お
よび基板処理方法を提供することである。また、この発
明の他の目的は、基板処理槽を減圧するか否かによらず
に、安定した組成の酸を含む蒸気を基板に供給すること
ができる基板処理装置および基板処理方法を提供するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of processing a substrate with a vapor containing an acid having a stable composition. Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method capable of supplying a vapor containing an acid having a stable composition to a substrate regardless of whether or not the pressure in the substrate processing tank is reduced. That is.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項1記載の発明は、酸を含む
溶液(11)を貯留し、酸を含む蒸気を発生させる酸蒸
気発生槽(10)と、この酸蒸気発生槽にキャリアガス
を供給するキャリアガス供給手段(30,31)と、処
理対象の基板が収容される基板処理槽(20)と、酸を
含む蒸気とキャリアガスとの混合ガスである処理ガス
を、上記酸蒸気発生槽から上記基板処理槽に導く処理ガ
ス供給路(40)と、この処理ガス供給路に介装され、
開度調整の可能な圧力調整バルブ(50)と、この圧力
調整バルブの開度を調整することによって上記酸蒸気発
生槽内の圧力を所定圧力に保持する圧力制御手段(5
3)とを含むことを特徴とする基板処理装置である。な
お、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構
成要素等を表す。以下、この項において同じ。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 stores an acid-containing solution (11) and generates an acid-containing vapor. A tank (10), carrier gas supply means (30, 31) for supplying a carrier gas to the acid vapor generation tank, a substrate processing tank (20) for accommodating a substrate to be processed, a vapor containing acid and a carrier A processing gas supply path (40) for introducing a processing gas, which is a mixed gas with the gas, from the acid vapor generation tank to the substrate processing tank; and a processing gas supply path interposed between the processing gas supply path and the processing gas supply path.
A pressure adjusting valve (50) capable of adjusting the opening degree; and a pressure control means (5) for adjusting the opening degree of the pressure adjusting valve to maintain the pressure in the acid vapor generation tank at a predetermined pressure.
3) A substrate processing apparatus comprising: It should be noted that the alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components and the like in the embodiments described later. Hereinafter, the same applies in this section.

【0012】この発明によれば、酸蒸気とキャリアガス
との混合ガスである処理ガスが導かれる処理ガス供給路
には、開度調整の可能な圧力調整バルブが介装されてい
る。この圧力調整バルブの開度調整が行われることによ
って、酸蒸気発生槽内の圧力が所定圧力に保持される。
これにより、酸蒸気発生槽内における酸を含む蒸気の発
生が、安定した条件下で行われるので、組成の安定した
処理ガスを基板処理槽に導くことができる。これによ
り、再現性の良い基板処理を行うことができる。
According to the present invention, the processing gas supply path through which the processing gas, which is a mixed gas of the acid vapor and the carrier gas, is introduced is provided with the pressure adjusting valve capable of adjusting the opening. By performing the opening adjustment of the pressure adjustment valve, the pressure in the acid vapor generation tank is maintained at a predetermined pressure.
Thereby, the generation of the vapor containing the acid in the acid vapor generation tank is performed under stable conditions, so that a processing gas having a stable composition can be guided to the substrate processing tank. Thereby, substrate processing with good reproducibility can be performed.

【0013】請求項2記載の発明は、基板処理中に、上
記基板処理槽を排気することによって、この基板処理槽
内を減圧する減圧手段(90,91)をさらに含むこと
を特徴とする請求項1記載の基板処理装置である。この
発明では、基板処理槽は、基板処理中に減圧されるの
で、基板表面に吸着される水分を良好にコントロールで
きる。したがって、処理ガスによる基板表面の処理を基
板面内で均一に行うことができ、かつ複数の基板に対し
て再現性の良い表面処理を施すことができる。
According to a second aspect of the present invention, the apparatus further comprises pressure reducing means (90, 91) for evacuating the substrate processing tank during substrate processing to reduce the pressure in the substrate processing tank. Item 2. A substrate processing apparatus according to Item 1. According to the present invention, the pressure in the substrate processing tank is reduced during the processing of the substrate, so that the moisture adsorbed on the substrate surface can be controlled well. Therefore, the processing of the substrate surface with the processing gas can be uniformly performed in the substrate surface, and the surface processing with good reproducibility can be performed on a plurality of substrates.

【0014】また、基板処理槽が減圧されている期間中
においても、酸蒸気発生槽内は減圧されないから、酸蒸
気発生槽は減圧に耐えうる強固な構造を有している必要
がない。これにより、基板処理装置のコストの削減を図
ることができる。さらに、酸蒸気発生槽内の圧力を、た
とえば常圧に保持することとすれば、酸蒸気発生槽のメ
ンテナンスの際に、内部圧力を常圧に戻す操作を行う必
要がない。これにより、酸蒸気発生槽のメンテナンス作
業を簡素化できる。
Further, even during the period when the pressure in the substrate processing tank is reduced, the pressure in the acid vapor generating tank is not reduced. Therefore, the acid vapor generating tank does not need to have a strong structure capable of withstanding the reduced pressure. Thus, the cost of the substrate processing apparatus can be reduced. Furthermore, if the pressure in the acid vapor generation tank is maintained at, for example, normal pressure, it is not necessary to perform an operation of returning the internal pressure to normal pressure during maintenance of the acid vapor generation tank. Thereby, the maintenance work of the acid vapor generation tank can be simplified.

【0015】なお、減圧手段には、真空ポンプ、排気ブ
ロワまたはエジェクタなどの強制排気機構を適用するこ
とができる。請求項3記載の発明は、上記所定圧力が、
上記酸蒸気発生槽に貯留された酸を含む溶液中の酸と溶
媒との共沸条件を満たす圧力に定められていることを特
徴とする請求項1または2記載の基板処理装置である。
この発明では、基板処理槽における圧力の変動によらず
に、酸蒸気発生槽において共沸条件を満足させることが
できる。これによって、酸蒸気発生槽内に貯留された酸
を含む溶液が蒸発により減少していっても、その蒸気中
における酸と溶媒との組成は一定に保持される。これに
よって、基板処理槽内において処理される基板に対する
処理の再現性を向上できる。
Incidentally, a forced exhaust mechanism such as a vacuum pump, an exhaust blower or an ejector can be applied to the pressure reducing means. In the invention according to claim 3, the predetermined pressure is:
3. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the pressure is set to satisfy an azeotropic condition between the acid and the solvent in the solution containing the acid stored in the acid vapor generation tank. 4.
According to the present invention, it is possible to satisfy the azeotropic condition in the acid vapor generation tank regardless of the fluctuation of the pressure in the substrate processing tank. Thereby, even if the solution containing the acid stored in the acid vapor generation tank is reduced by evaporation, the composition of the acid and the solvent in the vapor is kept constant. Thereby, the reproducibility of the processing for the substrate processed in the substrate processing tank can be improved.

【0016】請求項4記載の発明は、上記キャリアガス
供給手段からのキャリアガスを、上記酸蒸気発生槽を迂
回して上記処理ガス供給路の上記圧力調整バルブよりも
上流側に導くバイパス経路(75)と、上記酸蒸気発生
槽と上記処理ガス供給路との間を遮断するための酸蒸気
供給制御バルブ(81)と、上記酸蒸気供給制御バルブ
を閉じた状態で、上記圧力制御手段により、上記圧力調
整バルブよりも上流側の圧力が上記所定圧力になるよう
に上記圧力調整バルブの開度が調整された後に、上記酸
蒸気供給制御バルブを開くバルブ開閉制御手段(53)
とをさらに含むことを特徴とする請求項1ないし3のい
ずれかに記載の基板処理装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, the carrier gas from the carrier gas supply means bypasses the acid vapor generation tank and is introduced into the processing gas supply path upstream of the pressure regulating valve. 75), an acid vapor supply control valve (81) for shutting off between the acid vapor generation tank and the processing gas supply path, and the pressure control means with the acid vapor supply control valve closed. Valve opening / closing control means (53) for opening the acid vapor supply control valve after the opening of the pressure adjustment valve is adjusted so that the pressure upstream of the pressure adjustment valve becomes the predetermined pressure.
The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising:

【0017】この発明では、処理ガス供給路において圧
力調整バルブよりも上流側の圧力が所定圧力となった後
に、酸蒸気供給制御バルブが開かれて、酸蒸気発生槽と
処理ガス供給路とが連通する。したがって、酸蒸気の供
給が開始されると、圧力調整バルブの開度は、酸蒸気発
生槽内の圧力を上記所定圧力に保持することができる開
度へと速やかに導かれる。すなわち、バイパス経路を介
するキャリアガスの供給時において、圧力調整バルブの
開度を前もって調整するトレーニングを行うことによ
り、酸を含む蒸気の供給を開始した後における圧力調整
バルブの開度調整量を少なくすることができる。これに
よって、酸を含む蒸気が基板処理槽に供給されている期
間のほぼ全部において、酸蒸気発生槽内の圧力を上記所
定圧力に保持できる。したがって、基板処理槽に導かれ
る酸を含む蒸気の組成をさらに安定化することができ
る。
According to the present invention, after the pressure upstream of the pressure regulating valve in the processing gas supply path reaches a predetermined pressure, the acid vapor supply control valve is opened, and the acid vapor generation tank and the processing gas supply path are connected. Communicate. Therefore, when the supply of the acid vapor is started, the opening of the pressure regulating valve is promptly led to an opening that can maintain the pressure in the acid vapor generating tank at the predetermined pressure. That is, at the time of supply of the carrier gas through the bypass path, by performing training for adjusting the opening degree of the pressure adjustment valve in advance, the opening adjustment amount of the pressure adjustment valve after starting the supply of steam containing acid is reduced. can do. Thus, the pressure in the acid vapor generation tank can be maintained at the above-mentioned predetermined pressure during almost all the period in which the vapor containing the acid is supplied to the substrate processing tank. Therefore, it is possible to further stabilize the composition of the vapor containing the acid introduced into the substrate processing tank.

【0018】バルブ開閉制御手段および圧力制御手段の
機能は、共通のハードウエア(マイクロコンピュータな
ど)によって実行される異なるソフトウエア部分で実現
されてもよいし、異なるハードウエア構成によって実現
されてもよい。請求項5記載の発明は、酸を含む溶液を
貯留した酸蒸気発生槽内で酸蒸気を発生させる工程と、
上記酸蒸気発生槽から酸を含む蒸気を基板処理槽に導
き、この基板処理槽内の基板を処理するステップと、上
記基板処理槽に酸を含む蒸気が導かれて基板の処理が行
われている基板処理期間(T4)中において、上記酸蒸
気発生槽内の圧力を上記基板処理槽とは独立して所定圧
力に制御するステップとを含むことを特徴とする基板処
理方法である。
The functions of the valve opening / closing control means and the pressure control means may be realized by different software portions executed by common hardware (microcomputer or the like) or may be realized by different hardware configurations. . The invention according to claim 5 includes a step of generating an acid vapor in an acid vapor generation tank storing a solution containing an acid,
Guiding the acid-containing vapor from the acid vapor generation tank to the substrate processing tank and processing the substrate in the substrate processing tank; and performing the processing of the substrate by introducing the acid-containing vapor to the substrate processing tank. Controlling the pressure in the acid vapor generation tank to a predetermined pressure independently of the substrate processing tank during a substrate processing period (T4).

【0019】この方法によって、請求項1に関連した効
果を達成することができる。また、この方法は、具体的
には、請求項1に記載した構成によって実施することが
できる。さらに、この方法に関連して、請求項2〜4に
記載したような変形を施すことも可能である。
According to this method, the effect related to claim 1 can be achieved. Further, this method can be specifically implemented by the configuration described in claim 1. Further, in connection with this method, it is also possible to make modifications as described in claims 2 to 4.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、この
発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を説明する
ための図解的な断面図である。この装置は、半導体ウエ
ハ(以下、単に「ウエハ」という。)Wの表面に形成さ
れた酸化膜を除去するための気相エッチング処理装置と
しての基本構成を有している。より具体的には、たとえ
ば、ウエハW上に形成された熱酸化膜上にメモリキャパ
シタ形成のために使用される犠牲酸化膜(BPSG膜な
ど)が形成されている場合に、この犠牲酸化膜を選択的
に除去するための装置である。この処理のために、この
基板処理装置では、ふっ酸の蒸気をウエハWの表面に供
給することにより、ふっ酸の気相エッチング処理によっ
て膜除去工程が行われる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an illustrative sectional view for explaining a configuration of a substrate processing apparatus according to one embodiment of the present invention. This apparatus has a basic configuration as a vapor phase etching apparatus for removing an oxide film formed on the surface of a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as “wafer”) W. More specifically, for example, when a sacrificial oxide film (BPSG film or the like) used for forming a memory capacitor is formed on a thermal oxide film formed on wafer W, this sacrificial oxide film is It is a device for selective removal. For this process, in this substrate processing apparatus, a film removing step is performed by supplying a vapor of hydrofluoric acid to the surface of the wafer W, thereby performing a gas phase etching process of hydrofluoric acid.

【0021】この基板処理装置は、ふっ酸水溶液11を
貯留し、このふっ酸水溶液の蒸気を発生させる密閉構造
のふっ酸蒸気発生容器10と、ウエハWが収容される基
板処理室20と、ふっ酸蒸気発生容器10に不活性ガス
(一般的には窒素ガス)からなるキャリアガスを供給す
るキャリアガス供給路30と、ふっ酸蒸気発生容器10
からのふっ酸蒸気とキャリアガスとの混合気である処理
ガスを基板処理室20に導く処理ガス供給路40と、こ
の処理ガス供給路40において、基板処理室20とふっ
酸蒸気発生容器10との間に介装された圧力調整バルブ
50とを備えている。キャリアガス供給路30には、キ
ャリアガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供
給源31が結合されている。また、キャリアガス供給路
30の途中部には、流量制御装置(MFC)32が介装
されている。
This substrate processing apparatus stores a hydrofluoric acid aqueous solution 11 and a hydrofluoric acid vapor generating container 10 having a closed structure for generating a vapor of the hydrofluoric acid aqueous solution, a substrate processing chamber 20 for accommodating a wafer W, and a hydrofluoric acid solution. A carrier gas supply path 30 for supplying a carrier gas composed of an inert gas (generally, nitrogen gas) to the acid vapor generation vessel 10;
A processing gas supply path 40 for guiding a processing gas, which is a mixture of hydrofluoric acid vapor and carrier gas from the substrate processing chamber 20, to the substrate processing chamber 20, where the substrate processing chamber 20 and the hydrofluoric acid vapor generating vessel 10 And a pressure adjusting valve 50 interposed therebetween. An inert gas supply source 31 that supplies an inert gas as a carrier gas is connected to the carrier gas supply path 30. A flow control device (MFC) 32 is provided at an intermediate portion of the carrier gas supply path 30.

【0022】キャリアガス供給路30とふっ酸蒸気発生
容器10との間にはキャリアガス導入路61が形成され
ており、ふっ酸蒸気発生容器10と処理ガス供給路40
との間には、ふっ酸蒸気発生容器10からの処理ガスが
導出される処理ガス導出路62が形成されている。キャ
リアガス導入路61および処理ガス導出路62には、第
1キャリアガス供給制御バルブ71および第1処理ガス
供給制御バルブ81がそれぞれ介装されている。
A carrier gas introduction channel 61 is formed between the carrier gas supply channel 30 and the hydrofluoric acid vapor generation container 10, and the hydrofluoric acid vapor generation container 10 and the processing gas supply channel 40 are formed.
A processing gas lead-out passage 62 through which the processing gas from the hydrofluoric acid vapor generation container 10 is led is formed between the processing gas outlet path and the processing gas outlet path 62. A first carrier gas supply control valve 71 and a first processing gas supply control valve 81 are interposed in the carrier gas introduction path 61 and the processing gas outlet path 62, respectively.

【0023】キャリアガス導入路61において第1キャ
リアガス供給制御バルブ71よりもキャリアガスの供給
方向上流側の位置と、処理ガス導出路62において第1
処理ガス供給制御バルブ81よりも処理ガス供給方向下
流側の位置との間には、バイパス経路75が形成されて
いる。すなわち、バイパス経路75は、ふっ酸蒸気発生
容器10を迂回して、キャリアガス供給路30と処理ガ
ス供給路40とを結合している。このバイパス経路75
には、第2キャリアガス供給制御バルブ72が介装され
ている。
In the carrier gas introduction path 61, a position upstream of the first carrier gas supply control valve 71 in the carrier gas supply direction,
A bypass path 75 is formed between the processing gas supply control valve 81 and a position downstream of the processing gas supply control valve 81 in the processing gas supply direction. That is, the bypass path 75 bypasses the hydrofluoric acid vapor generation container 10 and connects the carrier gas supply path 30 and the processing gas supply path 40. This bypass path 75
Is provided with a second carrier gas supply control valve 72.

【0024】圧力調整バルブ50は、ふっ酸蒸気に対し
て耐久性を有するエアオペレートバルブで構成されてい
る。この圧力調整バルブ50は、電空レギュレータ51
から供給される圧力調整された圧縮空気によって作動さ
れ、その開度が調整されるようになっている。電空レギ
ュレータ51には圧縮空気供給源52からの圧縮空気が
供給されていて、この電空レギュレータ51には、たと
えばPID(比例積分微分)制御を行うコントローラ5
3からの制御信号が与えられている。
The pressure regulating valve 50 is an air operated valve having durability against hydrofluoric acid vapor. This pressure adjusting valve 50 is provided with an electropneumatic regulator 51.
It is actuated by pressure-adjusted compressed air supplied from the air conditioner, and its opening degree is adjusted. Compressed air from a compressed air supply source 52 is supplied to the electropneumatic regulator 51. The electropneumatic regulator 51 has a controller 5 that performs, for example, PID (proportional-integral-derivative) control.
3 is provided.

【0025】コントローラ53には、圧力調整バルブ5
0よりも処理ガス供給方向上流側において処理ガス供給
路40内の圧力を検出する圧力計54の出力信号が与え
られている。コントローラ53は、圧力計54によって
検出される圧力が所定圧力(たとえば、1気圧)となる
ように、電空レギュレータ51に制御信号を与える。こ
れによって、圧力調整バルブ50の開度は、圧力調整バ
ルブ50よりも処理ガス供給方向上流側の圧力が上記所
定圧力となる開度に制御されることになる。
The controller 53 includes a pressure adjusting valve 5
An output signal of a pressure gauge 54 for detecting the pressure in the processing gas supply path 40 is provided on the upstream side of the processing gas supply direction from 0. The controller 53 supplies a control signal to the electropneumatic regulator 51 so that the pressure detected by the pressure gauge 54 becomes a predetermined pressure (for example, 1 atm). As a result, the opening of the pressure adjusting valve 50 is controlled so that the pressure upstream of the pressure adjusting valve 50 in the processing gas supply direction becomes the predetermined pressure.

【0026】処理ガス供給路40において、圧力調整バ
ルブ50と基板処理室20との間には、基板処理室20
への処理ガスの供給を制御するための第2処理ガス供給
制御バルブ82が介装されている。なお、図示は省略し
ているが、ふっ酸蒸気発生容器10には、このふっ酸蒸
気発生容器10に対してふっ酸溶液11を供給するため
のふっ酸供給配管、ふっ酸蒸気発生容器10内のふっ酸
溶液11を排出するためのふっ酸排液配管、およびふっ
酸蒸気発生容器10内に過剰に貯留されたふっ酸溶液1
1をオーバーフローさせるオーバーフロー配管等が接続
されている。
In the processing gas supply path 40, between the pressure regulating valve 50 and the substrate processing chamber 20, a substrate processing chamber 20 is provided.
A second processing gas supply control valve 82 for controlling the supply of the processing gas to the second processing gas is provided. Although not shown, the hydrofluoric acid vapor generating vessel 10 has a hydrofluoric acid supply pipe for supplying the hydrofluoric acid solution 11 to the hydrofluoric acid vapor generating vessel 10, and a hydrofluoric acid vapor generating vessel 10. Drain pipe for discharging the hydrofluoric acid solution 11 and the hydrofluoric acid solution 1 excessively stored in the hydrofluoric acid vapor generating vessel 10
An overflow pipe or the like for overflowing 1 is connected.

【0027】基板処理室20内には、ウエハWが載置さ
れるホットプレート21が設けられている。このホット
プレート21は、ウエハWの温度を、たとえば40℃〜
80℃の範囲内の所定温度に制御し、ふっ酸蒸気による
酸化膜の選択エッチングに適した温度条件を与える。こ
のホットプレート21は、回転駆動機構22によって鉛
直軸線まわりに回転されるようになっていて、これによ
り、ウエハWの表面処理の面内均一性の向上が図られて
いる。
In the substrate processing chamber 20, a hot plate 21 on which the wafer W is placed is provided. The hot plate 21 raises the temperature of the wafer W, for example, from 40 ° C.
The temperature is controlled to a predetermined temperature in the range of 80 ° C. to provide a temperature condition suitable for the selective etching of the oxide film with hydrofluoric acid vapor. The hot plate 21 is rotated around a vertical axis by a rotation drive mechanism 22, thereby improving the in-plane uniformity of the surface treatment of the wafer W.

【0028】基板処理室20には、排気経路91を介し
て真空ポンプ90が結合されている。排気経路91には
排気制御バルブ92が介装されていて、この排気制御バ
ルブ92を開くことによって、基板処理室20内を排気
して減圧することができる。これによって、ウエハWの
表面における水分の吸着を良好に制御して、ふっ酸蒸気
による気相エッチング処理を良好な条件で進行させるこ
とができる。基板処理室20には、不活性ガス供給源3
1からの不活性ガス(キャリアガス)が、キャリアガス
供給路100を介して供給できるようになっている。こ
のキャリアガス供給路100は、キャリアガス供給路3
0および処理ガス供給路40などとは別系統のキャリア
ガス供給路を形成していて、その途中部にはキャリアガ
ス供給制御バルブ101が介装されている。このキャリ
アガス供給制御バルブ101は、基板処理室20から処
理後のウエハWを搬出する際に、基板処理室20内を不
活性ガスをパージするために開成される。
A vacuum pump 90 is connected to the substrate processing chamber 20 via an exhaust path 91. An exhaust control valve 92 is interposed in the exhaust path 91. By opening the exhaust control valve 92, the inside of the substrate processing chamber 20 can be exhausted to reduce the pressure. Thus, the adsorption of moisture on the surface of the wafer W can be controlled well, and the gas phase etching process using hydrofluoric acid vapor can proceed under favorable conditions. An inert gas supply source 3 is provided in the substrate processing chamber 20.
The inert gas (carrier gas) from 1 can be supplied via a carrier gas supply path 100. The carrier gas supply path 100 is a carrier gas supply path 3
A carrier gas supply path of a different system from that of the process gas supply path 40 and the processing gas supply path 40 is formed, and a carrier gas supply control valve 101 is interposed in the middle thereof. The carrier gas supply control valve 101 is opened to purge the inside of the substrate processing chamber 20 with an inert gas when unloading the processed wafer W from the substrate processing chamber 20.

【0029】コントローラ53は、たとえば、マイクロ
コンピュータからなっていて、この実施形態では、電空
レギュレータ51の制御のほか、バルブ71,72,8
1,82,92,101の開閉制御をも行うようになっ
ている。ふっ酸蒸気発生容器10内に貯留されるふっ酸
水溶液11は、いわゆる擬似共沸組成となる濃度(たと
えば、1気圧、室温(20℃)のもとで、約39.6
%)に調製されている。この擬似共沸組成のふっ酸水溶
液11は、ふっ酸蒸気発生容器10内の圧力が当該擬似
共沸組成における共沸条件を満たしている限りにおい
て、すなわち、たとえばふっ酸蒸気発生容器10内の圧
力が1気圧に保持される限りにおいて、水とふっ化水素
との蒸発速度が等しい。そのため、処理ガス導出路62
および処理ガス供給路40を介してふっ酸蒸気が基板処
理室20に導かれることによってふっ酸水溶液11が減
少したとしても、処理ガス供給路40から基板処理室2
0に導かれるふっ酸蒸気の組成は不変に保持される。
The controller 53 comprises, for example, a microcomputer. In this embodiment, in addition to the control of the electropneumatic regulator 51, the valves 71, 72, 8
1, 82, 92 and 101 are also controlled to open and close. The hydrofluoric acid aqueous solution 11 stored in the hydrofluoric acid vapor generating vessel 10 has a concentration of a so-called pseudo-azeotropic composition (for example, about 39.6 at 1 atmosphere and room temperature (20 ° C.)).
%). The hydrofluoric acid aqueous solution 11 having the pseudo-azeotropic composition can be used as long as the pressure in the hydrofluoric acid vapor generation container 10 satisfies the azeotropic condition in the pseudo-azeotropic composition, that is, for example, the pressure in the hydrofluoric acid vapor generation container 10 Is maintained at 1 atm, the evaporation rates of water and hydrogen fluoride are equal. Therefore, the processing gas outlet path 62
Even if the hydrofluoric acid aqueous solution 11 is reduced by the introduction of the hydrofluoric acid vapor into the substrate processing chamber 20 through the processing gas supply path 40, the processing gas supply path 40
The composition of the hydrofluoric acid vapor leading to zero is kept unchanged.

【0030】この実施形態では、コントローラ53は、
圧力計54がふっ酸蒸気発生容器10における共沸条件
が満たされる圧力、すなわちたとえば1気圧を検出する
ように、電空レギュレータ51を介して圧力調整バルブ
50の開度を制御する。これにより、ふっ酸蒸気発生容
器10における水およびふっ化水素の蒸発は、基板処理
室20の圧力変化に依らずに等しい速さで進行する。す
なわち、真空ポンプ90によって基板処理室20を排気
し、これにより基板処理室20の内部圧力が減圧される
条件下で処理ガスによる気相エッチング処理が進行する
にも関わらず、ふっ酸蒸気発生容器10における共沸条
件が保持される。これによって、ウエハWを所望の組成
のふっ酸蒸気によって気相エッチング処理することがで
きるとともに、複数枚のウエハWに対する処理の再現性
も向上される。
In this embodiment, the controller 53
The opening of the pressure regulating valve 50 is controlled via the electropneumatic regulator 51 so that the pressure gauge 54 detects a pressure at which the azeotropic condition in the hydrofluoric acid vapor generating vessel 10 is satisfied, that is, for example, 1 atm. As a result, the evaporation of water and hydrogen fluoride in the hydrofluoric acid vapor generating vessel 10 proceeds at the same speed regardless of the pressure change in the substrate processing chamber 20. In other words, the substrate processing chamber 20 is evacuated by the vacuum pump 90, whereby the gaseous phase etching process using the processing gas proceeds under the condition that the internal pressure of the substrate processing chamber 20 is reduced. The azeotropic conditions at 10 are maintained. Thereby, the wafer W can be subjected to the gas phase etching process with hydrofluoric acid vapor having a desired composition, and the reproducibility of the process for a plurality of wafers W is improved.

【0031】また、基板処理室20が減圧されている期
間中においても、ふっ酸蒸気発生容器10内は減圧され
ないから、ふっ酸蒸気発生容器10は、減圧に耐えうる
強固な構造を有している必要がない。したがって、基板
処理装置のコストの削減を図ることができる。また、ふ
っ酸蒸気発生容器10内の圧力は、たとえば常圧(1気
圧)に保持すればよいので、ふっ酸蒸気発生容器10の
メンテナンスの際に、内部圧力を常圧に戻す操作を行う
必要がない。したがって、メンテナンス作業を簡素化で
きる。
Since the pressure in the hydrofluoric acid vapor generating vessel 10 is not reduced even during the period in which the pressure in the substrate processing chamber 20 is reduced, the hydrofluoric acid vapor generating vessel 10 has a strong structure that can withstand the reduced pressure. You do not need to be. Therefore, the cost of the substrate processing apparatus can be reduced. Further, since the pressure in the hydrofluoric acid vapor generating container 10 may be maintained at, for example, normal pressure (1 atm), it is necessary to perform an operation of returning the internal pressure to normal pressure during maintenance of the hydrofluoric acid vapor generating container 10. There is no. Therefore, maintenance work can be simplified.

【0032】図2は、上記基板処理装置の動作を説明す
るためのタイムチャートであり、コントローラ53によ
るバルブ50,71,72,81,82,92,101
に対する制御動作が表されている。図2(a)は第1キャ
リアガス供給制御バルブ71の開閉動作を表わし、図2
(b)は第1処理ガス供給制御バルブ81の開閉動作を表
わし、図2(c)は第2キャリアガス供給制御バルブ72
の開閉動作を表わし、図2(d)は第2処理ガス供給制御
バルブ82の開閉動作を表わし、図2(e)は排気制御バ
ルブ92の開閉動作を表わす。さらに、図2(f)は圧力
調整バルブ50の制御状態を表わし、図2(g)はキャリ
アガス供給制御バルブ101の開閉状態を表わす。
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the above-mentioned substrate processing apparatus, and the valves 50, 71, 72, 81, 82, 92, 101 by the controller 53 are shown.
Is shown. FIG. 2A shows the opening / closing operation of the first carrier gas supply control valve 71, and FIG.
2 (b) shows the opening and closing operation of the first processing gas supply control valve 81, and FIG. 2 (c) shows the second carrier gas supply control valve 72.
2 (d) shows the opening and closing operation of the second processing gas supply control valve 82, and FIG. 2 (e) shows the opening and closing operation of the exhaust control valve 92. FIG. 2F shows the control state of the pressure regulating valve 50, and FIG. 2G shows the open / close state of the carrier gas supply control valve 101.

【0033】基板処理室20に図示しない基板搬送ロボ
ットによって未処理のウエハWを搬入するウエハ搬入期
間T1においては、バルブ71,72,81,82,9
2,101は、いずれも閉成状態にあって、圧力調整バ
ルブ50の開度の調整も行われていない。ウエハWの搬
入が終了すると、基板処理室20を減圧する処理室減圧
期間T2に入る。この期間T2には、排気制御バルブ9
2のみが開成状態へと切り換えられる。これによって、
基板処理室20内は真空ポンプ90によって排気され、
その内部圧力が減少することになる。
In a wafer loading period T1 in which an unprocessed wafer W is loaded into the substrate processing chamber 20 by a substrate transfer robot (not shown), the valves 71, 72, 81, 82, 9 are provided.
2 and 101 are in a closed state, and the opening of the pressure adjusting valve 50 is not adjusted. When the transfer of the wafer W is completed, the process enters a processing chamber decompression period T2 in which the pressure in the substrate processing chamber 20 is reduced. During this period T2, the exhaust control valve 9
Only 2 is switched to the open state. by this,
The inside of the substrate processing chamber 20 is evacuated by a vacuum pump 90,
The internal pressure will decrease.

【0034】こうして、基板処理室20が予め定める一
定の圧力まで減圧されると、基板処理室20内の雰囲気
を置換するためのプリパージ期間T3に入る。このプリ
パージ期間T3では、第2キャリアガス供給制御バルブ
72および第2処理ガス供給制御バルブ82が開成状態
に切り換えられる。このとき、排気制御バルブ92は開
成状態に保持されていて、引き続き基板処理室20の減
圧が行われている。このプリパージ期間T3には、流量
制御装置32によって目的の流量に制御されたキャリア
ガスがキャリアガス供給路30、バイパス経路75、お
よび処理ガス供給路40を介して基板処理室20に導か
れる。これによって、基板処理室20内の雰囲気が、不
活性ガス雰囲気に置換される。
When the pressure in the substrate processing chamber 20 is reduced to a predetermined constant pressure, a pre-purge period T3 for replacing the atmosphere in the substrate processing chamber 20 starts. In the pre-purge period T3, the second carrier gas supply control valve 72 and the second processing gas supply control valve 82 are switched to the open state. At this time, the exhaust control valve 92 is kept open, and the pressure in the substrate processing chamber 20 is continuously reduced. During the pre-purge period T3, the carrier gas controlled to the target flow rate by the flow rate control device 32 is guided to the substrate processing chamber 20 via the carrier gas supply path 30, the bypass path 75, and the processing gas supply path 40. Thereby, the atmosphere in the substrate processing chamber 20 is replaced with an inert gas atmosphere.

【0035】プリパージ期間T3においては、同時に、
圧力調整バルブ50の開度制御が開始される。すなわ
ち、コントローラ53は、処理ガス供給路40において
圧力調整バルブ50よりも処理ガス供給方向上流側の圧
力がふっ酸蒸気発生容器10における共沸条件を満たす
圧力となるように、圧力調整バルブ50の開度を制御す
る。このとき、第1キャリアガス供給制御バルブ71お
よび第1処理ガス供給制御バルブ81は閉成状態にある
から、ふっ酸蒸気発生容器10は処理ガス供給路40か
ら切り離された状態となっている。プリパージ期間T3
における圧力調整バルブ50の開度制御の目的は、バル
ブ71,81を開成してふっ酸蒸気の供給を開始した当
初における圧力調整バルブ50の開度調整幅を最小限に
抑えることである。すなわち、ふっ酸蒸気の供給を開始
する以前に、バイパス経路75を用いて圧力調整バルブ
50の開度制御のトレーニングが行われることになる。
In the pre-purge period T3,
The opening control of the pressure regulating valve 50 is started. That is, the controller 53 controls the pressure regulating valve 50 so that the pressure upstream of the pressure regulating valve 50 in the processing gas supply direction in the processing gas supply path 40 becomes a pressure satisfying the azeotropic condition in the hydrofluoric acid vapor generating vessel 10. Control the opening. At this time, the first carrier gas supply control valve 71 and the first processing gas supply control valve 81 are closed, so that the hydrofluoric acid vapor generation container 10 is disconnected from the processing gas supply path 40. Pre-purge period T3
The purpose of the opening control of the pressure adjusting valve 50 in the above is to minimize the opening adjusting width of the pressure adjusting valve 50 at the beginning when the valves 71 and 81 are opened to start supplying the hydrofluoric acid vapor. That is, the training of the opening control of the pressure regulating valve 50 is performed using the bypass path 75 before the supply of the hydrofluoric acid vapor is started.

【0036】プリパージ期間T3の後には、処理ガス供
給路40を介して基板処理室20にふっ酸蒸気を供給す
る蒸気供給期間T4が開始される。この蒸気供給期間T
4においては、バイパス経路75に介装された第2キャ
リアガス供給制御バルブ72が閉成されるとともに、第
1キャリアガス供給制御バルブ71および第1処理ガス
供給制御バルブ81が開成状態に切り換えられる。バル
ブ82,92は開成状態に保持され、圧力調整バルブ5
0の開度の制御は引き続き行われる。
After the pre-purge period T3, a vapor supply period T4 for supplying hydrofluoric acid vapor to the substrate processing chamber 20 via the processing gas supply path 40 is started. This steam supply period T
In 4, the second carrier gas supply control valve 72 interposed in the bypass path 75 is closed, and the first carrier gas supply control valve 71 and the first processing gas supply control valve 81 are switched to the open state. . The valves 82 and 92 are kept open and the pressure regulating valve 5
The control of the opening degree of 0 is continuously performed.

【0037】バルブ71,72,81の開閉状態の切り
換えが完了すると、流量制御装置32によって流量の制
御されたキャリアガスは、キャリアガス供給路30およ
びキャリアガス導入路61を介してふっ酸蒸気発生容器
10に導かれる。そして、キャリアガスとふっ酸蒸気と
の混合ガスが、処理ガス導出路62を介して処理ガス供
給路40に導かれ、この処理ガス供給路40から基板処
理室20へと導入される。
When the switching between the open and closed states of the valves 71, 72, 81 is completed, the carrier gas whose flow rate is controlled by the flow control device 32 generates hydrofluoric acid vapor through the carrier gas supply passage 30 and the carrier gas introduction passage 61. It is led to the container 10. Then, the mixed gas of the carrier gas and the hydrofluoric acid vapor is guided to the processing gas supply path 40 via the processing gas outlet path 62, and is introduced from the processing gas supply path 40 into the substrate processing chamber 20.

【0038】プリパージ期間T3における圧力調整バル
ブ50の開度制御のトレーニングにより、圧力調整バル
ブ50の開度は、微小な調整幅で、速やかにふっ酸蒸気
発生容器10の共沸条件を満たすことができる開度へと
導かれる。これにより、ふっ酸蒸気発生容器10におい
ては、ふっ化水素と水とが等しい蒸発速度で蒸発し、安
定した組成のふっ酸蒸気を含む処理ガスが基板処理室2
0のウエハWへと導かれることになる。
The training of the opening control of the pressure regulating valve 50 during the pre-purge period T3 allows the opening of the pressure regulating valve 50 to quickly satisfy the azeotropic condition of the hydrofluoric acid vapor generation vessel 10 with a small adjustment width. It leads to a possible opening. As a result, in the hydrofluoric acid vapor generation vessel 10, hydrogen fluoride and water evaporate at the same evaporation rate, and the processing gas containing hydrofluoric acid vapor having a stable composition is supplied to the substrate processing chamber 2
The wafer W is guided to the zero wafer W.

【0039】予め定める所定時間だけ処理ガスの供給が
行われると、ポストパージ期間T5に移り、基板処理室
20および処理ガス供給路40などの内部雰囲気を置換
するためのポストパージが行われる。すなわち、第1キ
ャリアガス供給制御バルブ71および第1処理ガス供給
制御バルブ81は閉成状態に切り換えられ、バイパス経
路75に介装された第2キャリアガス供給制御バルブ7
2が開成状態に切り換えられる。第2処理ガス供給制御
バルブ82および排気制御バルブ92は引き続き開成状
態に保持され、圧力調整バルブ50の開度制御は引き続
き行われる。
When the supply of the processing gas is performed for a predetermined period of time, the process proceeds to a post-purge period T5, where a post-purge for replacing the internal atmosphere of the substrate processing chamber 20, the processing gas supply path 40, and the like is performed. That is, the first carrier gas supply control valve 71 and the first processing gas supply control valve 81 are switched to the closed state, and the second carrier gas supply control valve 7
2 is switched to the open state. The second process gas supply control valve 82 and the exhaust control valve 92 are kept open, and the opening control of the pressure regulating valve 50 is continued.

【0040】このポストパージ期間には、したがって、
キャリアガス供給路30からのキャリアガスがバイパス
経路75および処理ガス供給路40を介して基板処理室
20へと導かれるとともに、基板処理室20内の雰囲気
が排気経路91を介して真空ポンプ90によって排気さ
れる。このようにして、ふっ酸蒸気を含む雰囲気が主に
処理ガス供給路40および基板処理室20から排除され
る。こうしてポストパージが終了すると、処理室減圧期
間T6において、第2キャリアガス供給制御バルブ72
および処理ガス供給制御バルブ82が閉成状態へと切り
換えられる。そして、排気制御バルブ92が引き続き開
成状態に保持され、これにより、基板処理室20の減圧
が行われる。この処理室減圧期間T6には、圧力調整バ
ルブ50の開度制御は行われない。
During this post-purge period,
The carrier gas from the carrier gas supply path 30 is guided to the substrate processing chamber 20 via the bypass path 75 and the processing gas supply path 40, and the atmosphere in the substrate processing chamber 20 is evacuated by the vacuum pump 90 via the exhaust path 91. Exhausted. In this way, the atmosphere containing the hydrofluoric acid vapor is mainly excluded from the processing gas supply path 40 and the substrate processing chamber 20. When the post-purging is completed, the second carrier gas supply control valve 72 during the process chamber decompression period T6.
And the processing gas supply control valve 82 is switched to the closed state. Then, the exhaust control valve 92 is kept in the open state, whereby the pressure in the substrate processing chamber 20 is reduced. During this processing chamber decompression period T6, the opening control of the pressure adjustment valve 50 is not performed.

【0041】このようにして、基板処理室20内の処理
雰囲気が排除された後に、不活性ガスリーク期間T7に
おいて、排気制御バルブ92が閉成状態へと切り換えら
れる。この期間T7には、キャリアガス供給路100に
介装されたキャリアガス供給制御バルブ101が開成さ
れる。これにより、処理ガス雰囲気が排除された後の基
板処理室20に不活性ガスが満たされることになる。こ
の後には、ウエハ搬出期間T8において、図示しない基
板搬出ロボットによって、処理済のウエハWが基板処理
室20から搬出される。このウエハ搬出期間T8には、
キャリアガス供給制御バルブ101を閉成状態として、
基板処理室20への不活性ガスの供給は行わない。
After the processing atmosphere in the substrate processing chamber 20 is eliminated in this way, the exhaust control valve 92 is switched to the closed state during the inert gas leak period T7. During this period T7, the carrier gas supply control valve 101 interposed in the carrier gas supply path 100 is opened. Thus, the substrate processing chamber 20 after the processing gas atmosphere is removed is filled with the inert gas. Thereafter, the processed wafer W is unloaded from the substrate processing chamber 20 by a substrate unloading robot (not shown) in the wafer unloading period T8. During this wafer unloading period T8,
With the carrier gas supply control valve 101 closed,
The supply of the inert gas to the substrate processing chamber 20 is not performed.

【0042】以上、この発明の一実施形態について説明
したが、この発明は他の形態で実施することもできる。
たとえば、上述の実施形態では基板表面をエッチングす
るための蒸気として、ふっ酸の蒸気を用いているが、塩
酸、硝酸、硫酸、ふっ酸(HFおよび無水HFを含
む)、酢酸などのような酸を含む蒸気であれば基板の気
相エッチング処理の目的のために適用することができ
る。たとえば、上記酸を含む水溶液の蒸気を用いてエッ
チング処理を行うことができる他、上記酸を含むガス
(気相状態のもの)を水蒸気中に混合した形態の蒸気に
よっても基板表面のエッチング処理を行うことができ
る。
While the embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be embodied in other forms.
For example, in the above-described embodiment, hydrofluoric acid vapor is used as vapor for etching the substrate surface, but acid such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid (including HF and anhydrous HF), acetic acid, and the like. Any vapor containing the same can be applied for the purpose of vapor-phase etching of a substrate. For example, the etching process can be performed using the vapor of the aqueous solution containing the acid, and the etching process on the substrate surface can also be performed using the vapor in a form in which the gas containing the acid (in a gaseous state) is mixed with the steam. It can be carried out.

【0043】また、上記の実施形態では、バイパス経路
75を設けて、ふっ酸蒸気を基板処理室20に供給する
前に、圧力調整バルブ50の開度制御のトレーニングを
行うこととしているが、このような開度制御のトレーニ
ングは省かれてもよい。また、上記の実施形態では、基
板処理室20内を減圧雰囲気としてウエハWの表面の気
相エッチング処理が行われる例について説明したが、基
板処理室20の減圧を行わない構成、すなわち基板処理
を常圧下で行う気相エッチング処理装置に対してもこの
発明を適用することができる。この場合でも、ふっ酸蒸
気発生容器内の圧力を共沸条件を満たす圧力に確実に維
持することができるので、とくに複数枚のウエハに対す
る処理の再現性を向上することができる。
In the above embodiment, the bypass path 75 is provided, and training of the opening control of the pressure regulating valve 50 is performed before the supply of hydrofluoric acid vapor to the substrate processing chamber 20. Training for such opening control may be omitted. Further, in the above-described embodiment, the example in which the inside of the substrate processing chamber 20 is subjected to the gaseous phase etching process by setting the inside of the substrate processing chamber 20 to the reduced pressure atmosphere has been described. The present invention can also be applied to a vapor phase etching apparatus performed under normal pressure. Even in this case, the pressure in the hydrofluoric acid vapor generation container can be reliably maintained at a pressure satisfying the azeotropic condition, so that the reproducibility of processing for a plurality of wafers can be particularly improved.

【0044】その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
In addition, various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構
成を説明するための図解的な断面図である。
FIG. 1 is an illustrative cross-sectional view for explaining a configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the apparatus of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ふっ酸蒸気発生容器 11 ふっ酸水溶液 20 基板処理室 30 キャリアガス供給路 31 不活性ガス供給源 40 処理ガス供給路 50 圧力調整バルブ 51 電空レギュレータ 52 圧縮空気供給源 53 コントローラ 54 圧力計 61 キャリアガス導入路 62 処理ガス導出路 71 第1キャリアガス供給制御バルブ 72 第2キャリアガス供給制御バルブ 75 バイパス経路 81 第1処理ガス供給制御バルブ 82 第2処理ガス供給制御バルブ 90 真空ポンプ 91 排気経路 92 排気制御バルブ 100 キャリアガス供給路 101 キャリアガス供給制御バルブ W ウエハ Reference Signs List 10 hydrofluoric acid vapor generating container 11 hydrofluoric acid aqueous solution 20 substrate processing chamber 30 carrier gas supply path 31 inert gas supply source 40 processing gas supply path 50 pressure regulating valve 51 electropneumatic regulator 52 compressed air supply source 53 controller 54 pressure gauge 61 carrier Gas introduction path 62 Processing gas outlet path 71 First carrier gas supply control valve 72 Second carrier gas supply control valve 75 Bypass path 81 First processing gas supply control valve 82 Second processing gas supply control valve 90 Vacuum pump 91 Exhaust path 92 Exhaust control valve 100 Carrier gas supply path 101 Carrier gas supply control valve W Wafer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 剛 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る4丁 目天神北町1番地の1 大日本スクリーン 製造株式会社内 Fターム(参考) 2H088 FA21 FA30 HA01 2H090 JB02 JC19 3B201 AA03 AB01 BB02 BB13 BB82 BB96 BB98 CB01 CD11 5F004 BA19 BC08 CA02 DA20 DA25 DB06  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Go Okumura 4-chome, Horikawa-dori-Teranouchi, Kamigyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto 1-1-1 Tenjinkitamachi Dai-Nihon Screen Manufacturing Co., Ltd. F-term (reference) 2H088 FA21 FA30 HA01 2H090 JB02 JC19 3B201 AA03 AB01 BB02 BB13 BB82 BB96 BB98 CB01 CD11 5F004 BA19 BC08 CA02 DA20 DA25 DB06

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸を含む溶液を貯留し、酸を含む蒸気を発
生させる酸蒸気発生槽と、 この酸蒸気発生槽にキャリアガスを供給するキャリアガ
ス供給手段と、 処理対象の基板が収容される基板処理槽と、 酸を含む蒸気とキャリアガスとの混合ガスである処理ガ
スを、上記酸蒸気発生槽から上記基板処理槽に導く処理
ガス供給路と、 この処理ガス供給路に介装され、開度調整の可能な圧力
調整バルブと、 この圧力調整バルブの開度を調整することによって上記
酸蒸気発生槽内の圧力を所定圧力に保持する圧力制御手
段とを含むことを特徴とする基板処理装置。
An acid vapor generating tank for storing a solution containing an acid and generating a vapor containing the acid, a carrier gas supply means for supplying a carrier gas to the acid vapor generating tank, and a substrate to be processed are housed therein. A processing gas supply path for guiding a processing gas, which is a mixed gas of a vapor containing an acid and a carrier gas, from the acid vapor generation tank to the substrate processing tank; and a processing gas supply path interposed in the processing gas supply path. A pressure adjusting valve capable of adjusting the opening degree, and a pressure control means for adjusting the opening degree of the pressure adjusting valve to maintain the pressure in the acid vapor generation tank at a predetermined pressure. Processing equipment.
【請求項2】基板処理中に、上記基板処理槽を排気する
ことによって、この基板処理槽内を減圧する減圧手段を
さらに含むことを特徴とする請求項1記載の基板処理装
置。
2. The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a decompression means for evacuating the substrate processing tank during the substrate processing to thereby reduce the pressure in the substrate processing tank.
【請求項3】上記所定圧力が、上記酸蒸気発生槽に貯留
された酸を含む溶液中の酸と溶媒との共沸条件を満たす
圧力に定められていることを特徴とする請求項1または
2記載の基板処理装置。
3. The method according to claim 1, wherein the predetermined pressure is set to a pressure satisfying an azeotropic condition of an acid and a solvent in a solution containing an acid stored in the acid vapor generation tank. 3. The substrate processing apparatus according to 2.
【請求項4】上記キャリアガス供給手段からのキャリア
ガスを、上記酸蒸気発生槽を迂回して上記処理ガス供給
路の上記圧力調整バルブよりも上流側に導くバイパス経
路と、 上記酸蒸気発生槽と上記処理ガス供給路との間を遮断す
るための酸蒸気供給制御バルブと、 上記酸蒸気供給制御バルブを閉じた状態で、上記圧力制
御手段により、上記圧力調整バルブよりも上流側の圧力
が上記所定圧力になるように上記圧力調整バルブの開度
が調整された後に、上記酸蒸気供給制御バルブを開くバ
ルブ開閉制御手段とをさらに含むことを特徴とする請求
項1ないし3のいずれかに記載の基板処理装置。
4. A bypass path for guiding a carrier gas from said carrier gas supply means to an upstream side of said pressure regulating valve of said processing gas supply path, bypassing said acid vapor generation tank, and said acid vapor generation tank. And an acid vapor supply control valve for shutting off between the processing gas supply path and the processing gas supply path. In a state where the acid vapor supply control valve is closed, the pressure on the upstream side of the pressure regulating valve is increased by the pressure control means. The valve according to any one of claims 1 to 3, further comprising valve opening / closing control means for opening the acid vapor supply control valve after the opening of the pressure adjustment valve is adjusted to the predetermined pressure. The substrate processing apparatus according to any one of the preceding claims.
【請求項5】酸を含む溶液を貯留した酸蒸気発生槽内で
酸蒸気を発生させる工程と、 上記酸蒸気発生槽から酸を含む蒸気を基板処理槽に導
き、この基板処理槽内の基板を処理するステップと、 上記基板処理槽に酸を含む蒸気が導かれて基板の処理が
行われている基板処理期間中において、上記酸蒸気発生
槽内の圧力を上記基板処理槽とは独立して所定圧力に制
御するステップとを含むことを特徴とする基板処理方
法。
5. A step of generating an acid vapor in an acid vapor generation tank storing a solution containing an acid, and guiding the acid-containing vapor from the acid vapor generation tank to a substrate processing tank. And during the substrate processing period in which a vapor containing an acid is guided to the substrate processing tank and the substrate is being processed, the pressure in the acid vapor generating tank is independent of the substrate processing tank. And controlling the pressure to a predetermined pressure.
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CN113529052A (en) * 2020-04-17 2021-10-22 东京毅力科创株式会社 Raw material supply device and film forming device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015012141A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 東京エレクトロン株式会社 Cleaning method and processing device
CN113529052A (en) * 2020-04-17 2021-10-22 东京毅力科创株式会社 Raw material supply device and film forming device
KR20210128914A (en) * 2020-04-17 2021-10-27 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Raw material supply apparatus and film forming apparatus
US11873556B2 (en) 2020-04-17 2024-01-16 Tokyo Electron Limited Raw material supply apparatus and film forming apparatus
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