JP2005129782A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の問題点である原料供給配管の洗浄時に液体ＰＥＴａおよび洗浄用液体等
の液体が流れる全ての配管内での残留を防ぐ基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板を処理する反応室１１と、液体原料を収容する液体原料タンク１４と
、前記液体原料を気化する気化器１２と、前記気化器１２と前記反応室１１をつなぐ原料
ガス供給配管１８と、前記液体原料タンク１４と前記気化器１２とをつなぐ液体原料供給
配管１９と、前記液体原料供給配管１９から分岐しポンプ１６に連通する分岐配管２０と
、前記液体原料供給配管１９と分岐配管２０との接続部よりも上流側に設けられたバルブ
２とを有し、前記液体原料供給配管１９のうち、前記バルブ２より下流側であって前記分
岐配管２０との接続部よりも上流側の部分については、前記バルブ２との接続部が最も高
い位置にあり、前記液体原料供給配管１９と分岐配管２０との接続部が最も低い位置にあ
るよう構成する。
【選択図】 図４
の液体が流れる全ての配管内での残留を防ぐ基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板を処理する反応室１１と、液体原料を収容する液体原料タンク１４と
、前記液体原料を気化する気化器１２と、前記気化器１２と前記反応室１１をつなぐ原料
ガス供給配管１８と、前記液体原料タンク１４と前記気化器１２とをつなぐ液体原料供給
配管１９と、前記液体原料供給配管１９から分岐しポンプ１６に連通する分岐配管２０と
、前記液体原料供給配管１９と分岐配管２０との接続部よりも上流側に設けられたバルブ
２とを有し、前記液体原料供給配管１９のうち、前記バルブ２より下流側であって前記分
岐配管２０との接続部よりも上流側の部分については、前記バルブ２との接続部が最も高
い位置にあり、前記液体原料供給配管１９と分岐配管２０との接続部が最も低い位置にあ
るよう構成する。
【選択図】 図４
Description
本発明は、液体原料を気化させて反応室に供給し、成膜等の基板の処理を行う基板処理
装置に関する。
装置に関する。
図１に酸化タンタル成膜装置の構成図を示す。基板上へ五酸化タンタル薄膜（Ｔａ２Ｏ
５膜）を成膜する場合、常温では液体のペンタエトキシタンタル（組成式 Ｔａ（ＯＣ２
Ｈ５）５ ）（以後、ＰＥＴａと称す。）を気化器によって気化させ、基板を設置した反
応室へ導入する。
５膜）を成膜する場合、常温では液体のペンタエトキシタンタル（組成式 Ｔａ（ＯＣ２
Ｈ５）５ ）（以後、ＰＥＴａと称す。）を気化器によって気化させ、基板を設置した反
応室へ導入する。
ここで液体ＰＥＴａを反応室１１に導入する方法について説明する。液体原料タンク１
４に充填されている液体ＰＥＴａは、圧送用ガス（Ｈｅ等の不活性ガス）でタンク１４内
のＰＥＴａ液面に圧力をかけることで液体原料供給配管１９、液体ＭＦＣ（マスフローコ
ントローラ）１３を通して気化器１２に導入される。液体ＭＦＣ１３では気化器１２に供
給するＰＥＴａ流量を制御する。液体ＭＦＣ１３と液体原料供給配管１９の温度は通常、
液体原料が固化しない程度の温度である３０℃〜４５℃に加熱されている。また、気化器
１２の温度は通常、気化器１２内でのＰＥＴａ分圧とＰＥＴａ蒸気圧を考慮して決定する
。例えば、ＰＥＴａ分圧を２０〜３０Ｐａとした場合は、１５０℃〜１８０℃に設定する
。気化器１２内で気化したＰＥＴａは気化器１２に導入されているキャリアガス（Ｎ２等
の不活性ガス）で押し出し、原料ガス供給配管１８を通して反応室へ導入される。
４に充填されている液体ＰＥＴａは、圧送用ガス（Ｈｅ等の不活性ガス）でタンク１４内
のＰＥＴａ液面に圧力をかけることで液体原料供給配管１９、液体ＭＦＣ（マスフローコ
ントローラ）１３を通して気化器１２に導入される。液体ＭＦＣ１３では気化器１２に供
給するＰＥＴａ流量を制御する。液体ＭＦＣ１３と液体原料供給配管１９の温度は通常、
液体原料が固化しない程度の温度である３０℃〜４５℃に加熱されている。また、気化器
１２の温度は通常、気化器１２内でのＰＥＴａ分圧とＰＥＴａ蒸気圧を考慮して決定する
。例えば、ＰＥＴａ分圧を２０〜３０Ｐａとした場合は、１５０℃〜１８０℃に設定する
。気化器１２内で気化したＰＥＴａは気化器１２に導入されているキャリアガス（Ｎ２等
の不活性ガス）で押し出し、原料ガス供給配管１８を通して反応室へ導入される。
液体ＰＥＴａは、水分と接触した場合、加水分解して固化し、加熱した場合、熱分解して
固化する。そのため、気化器１２および液体原料供給配管１９では液体ＰＥＴａが固化し
て詰まりやすい。また、その詰まりが原因と思われる液体ＭＦＣ１３の制御不能が起きる
。さらに液体原料供給配管１９のバルブ内部で固形物が発生した場合、シール部の密着性
が悪くなり、バルブが閉状態でもバルブ一次側、二次側で密閉でない（内部リーク）状態
になる。そこで、気化器１２と液体原料タンク１４間で詰まりが発生した場合、部品交換
を行うが、その前作業として液体原料供給配管１９の洗浄を行う。尚、気化器１２、液体
原料供給配管１９、液体ＭＦＣ１３は予め交換可能なように、つまり洗浄可能なように構
成されている。一般的な洗浄手順は、次の通りである。即ち（１）真空引きにより液体Ｐ
ＥＴａを除去し、（２）洗浄用ガス（Ｎ２等の不活性ガス）によるサイクルパージを行い
、（３）次に洗浄用液体（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）によるパージを行う。（４）その後、この洗浄
用液体（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）を真空引きにより除去する。（５）最後に、洗浄用ガス（Ｎ２等
の不活性ガス）によるサイクルパージを行う。
固化する。そのため、気化器１２および液体原料供給配管１９では液体ＰＥＴａが固化し
て詰まりやすい。また、その詰まりが原因と思われる液体ＭＦＣ１３の制御不能が起きる
。さらに液体原料供給配管１９のバルブ内部で固形物が発生した場合、シール部の密着性
が悪くなり、バルブが閉状態でもバルブ一次側、二次側で密閉でない（内部リーク）状態
になる。そこで、気化器１２と液体原料タンク１４間で詰まりが発生した場合、部品交換
を行うが、その前作業として液体原料供給配管１９の洗浄を行う。尚、気化器１２、液体
原料供給配管１９、液体ＭＦＣ１３は予め交換可能なように、つまり洗浄可能なように構
成されている。一般的な洗浄手順は、次の通りである。即ち（１）真空引きにより液体Ｐ
ＥＴａを除去し、（２）洗浄用ガス（Ｎ２等の不活性ガス）によるサイクルパージを行い
、（３）次に洗浄用液体（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）によるパージを行う。（４）その後、この洗浄
用液体（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）を真空引きにより除去する。（５）最後に、洗浄用ガス（Ｎ２等
の不活性ガス）によるサイクルパージを行う。
ところが上記の洗浄方法においては、ＰＥＴａまたは洗浄用液体の除去作業を行った場合
、液体溜まりが発生し、真空引きしても液体を除去するのに時間がかかる。図２に従来の
液体原料タンクと液体原料配管を示す。バルブ２直上の液体原料供給配管内の液体除去を
行う場合、重力に逆らう方向で真空引きを行うため、特に液体の除去に時間がかかる。ま
た、図３に従来の分岐配管を示す。このような構成では配管に液体溜まりが発生するので
、真空引きやＮ２サイクルパージを行なっても液体除去には更に時間がかかる。このよう
な問題は、液体洗浄作業時の真空引きやＮ２サイクルパージを行う全ての配管に起こり得
る。
、液体溜まりが発生し、真空引きしても液体を除去するのに時間がかかる。図２に従来の
液体原料タンクと液体原料配管を示す。バルブ２直上の液体原料供給配管内の液体除去を
行う場合、重力に逆らう方向で真空引きを行うため、特に液体の除去に時間がかかる。ま
た、図３に従来の分岐配管を示す。このような構成では配管に液体溜まりが発生するので
、真空引きやＮ２サイクルパージを行なっても液体除去には更に時間がかかる。このよう
な問題は、液体洗浄作業時の真空引きやＮ２サイクルパージを行う全ての配管に起こり得
る。
さらに、バルブ２直上から真空引き経路となる分岐配管までの距離が１０ｃｍ以上の場
合、液体除去は不可能であり、部品交換作業ができなかった。
合、液体除去は不可能であり、部品交換作業ができなかった。
本発明の目的は、液体原料を気化器内で気化させて反応室にガスを供給し、基板上へ成
膜を行う基板処理装置において、原料供給配管の洗浄時に液体ＰＥＴａおよび洗浄用液体
等の液体が流れるすべての配管内で残留するのを防ぐ基板処理装置を提供することを目的
としている。
膜を行う基板処理装置において、原料供給配管の洗浄時に液体ＰＥＴａおよび洗浄用液体
等の液体が流れるすべての配管内で残留するのを防ぐ基板処理装置を提供することを目的
としている。
本発明の第１の特徴とするところは、基板を処理する反応室と、液体原料を収容する液
体原料タンクと、前記液体原料を気化する気化器と、前記気化器と前記反応室をつなぐ原
料ガス供給配管と、前記液体原料タンクと前記気化器とをつなぐ液体原料供給配管と、前
記液体原料供給配管から分岐しポンプに連通する前記分岐配管と、前記液体原料供給配管
の分岐配管との接続部よりも上流側に設けられたバルブとを有し、前記液体原料供給配管
のうち、前記バルブより下流側であって前記分岐配管との接続部よりも上流側の部分につ
いては、前記バルブとの接続部が最も高い位置にあり、前記分岐配管との接続部が最も低
い位置にあることにある。
体原料タンクと、前記液体原料を気化する気化器と、前記気化器と前記反応室をつなぐ原
料ガス供給配管と、前記液体原料タンクと前記気化器とをつなぐ液体原料供給配管と、前
記液体原料供給配管から分岐しポンプに連通する前記分岐配管と、前記液体原料供給配管
の分岐配管との接続部よりも上流側に設けられたバルブとを有し、前記液体原料供給配管
のうち、前記バルブより下流側であって前記分岐配管との接続部よりも上流側の部分につ
いては、前記バルブとの接続部が最も高い位置にあり、前記分岐配管との接続部が最も低
い位置にあることにある。
本発明の第２の特徴とするところは、第１の特徴において、前記液体原料供給配管には
前記分岐配管により、前記液体原料供給配管内を真空引きする際、重力に逆らう向きに真
空引きする箇所が存在しないことにある。
前記分岐配管により、前記液体原料供給配管内を真空引きする際、重力に逆らう向きに真
空引きする箇所が存在しないことにある。
本発明の第３の特徴とするところは、第１の特徴において、前記液体原料タンクより下
流側であって前記気化器より上流側の部分のうち、真空引きを行うすべての配管において
、重力に逆らう向きに真空引きする箇所が存在しないことにある。
流側であって前記気化器より上流側の部分のうち、真空引きを行うすべての配管において
、重力に逆らう向きに真空引きする箇所が存在しないことにある。
本発明によれば、液体原料供給配管内の液体を真空引きにより除去する際に、重力に逆
らわない向きで真空引きできるように配管とバルブの構成を変更したので、これにより液
体溜まりがなくなり液体除去作業効率が向上させることができる。
らわない向きで真空引きできるように配管とバルブの構成を変更したので、これにより液
体溜まりがなくなり液体除去作業効率が向上させることができる。
図４に本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略構成図を示す。
図４の基板処理装置は基板を処理する反応室１１と、液体原料を収容する液体原料タンク
１４と、前記液体原料を気化する気化器１２と、前記気化器１２と前記反応室１１をつな
ぐ原料ガス供給配管１８と、前記液体原料タンク１４と前記気化器１２とをつなぐ液体原
料供給配管１９と、前記液体原料供給配管１９から分岐しポンプに連通する分岐配管２０
と、前記液体原料供給配管１９の前記分岐配管２０との接続部よりも上流側に設けられた
バルブ２から構成され、特に、前記液体原料供給配管１９のうち、前記バルブ２より下流
側であって前記分岐配管２０との接続部よりも上流側の部分については、前記バルブ２と
の接続部が最も高い位置にあり、前記分岐配管２０との接続部が最も低い位置にある。こ
のような装置構成にすることにより液体除去作業時にバルブ２付近における液体溜まりが
なくなるだけでなく、真空引きの際に重力に逆らわない向きで真空引きが可能である。
図４の基板処理装置は基板を処理する反応室１１と、液体原料を収容する液体原料タンク
１４と、前記液体原料を気化する気化器１２と、前記気化器１２と前記反応室１１をつな
ぐ原料ガス供給配管１８と、前記液体原料タンク１４と前記気化器１２とをつなぐ液体原
料供給配管１９と、前記液体原料供給配管１９から分岐しポンプに連通する分岐配管２０
と、前記液体原料供給配管１９の前記分岐配管２０との接続部よりも上流側に設けられた
バルブ２から構成され、特に、前記液体原料供給配管１９のうち、前記バルブ２より下流
側であって前記分岐配管２０との接続部よりも上流側の部分については、前記バルブ２と
の接続部が最も高い位置にあり、前記分岐配管２０との接続部が最も低い位置にある。こ
のような装置構成にすることにより液体除去作業時にバルブ２付近における液体溜まりが
なくなるだけでなく、真空引きの際に重力に逆らわない向きで真空引きが可能である。
次に、図４を用いて、基板を処理する方法について説明する。本実施の形態では、基板
上に五酸化タンタル薄膜（Ｔａ２Ｏ５膜）を成膜する場合を例に挙げて説明する。この場
合、液体ＰＥＴａを気化器１２によって気化させて原料ガスとし、基板を設置した反応室
１１へ導入し、成膜を行う。
上に五酸化タンタル薄膜（Ｔａ２Ｏ５膜）を成膜する場合を例に挙げて説明する。この場
合、液体ＰＥＴａを気化器１２によって気化させて原料ガスとし、基板を設置した反応室
１１へ導入し、成膜を行う。
本実施の形態の基板処理装置において、アイドリング時は、バルブ８、９を開いて、気
化器１２および供給配管１８（すなわち、気化器１２から反応室１１までの配管）にキャ
リアガス（不活性ガスのＮ２）を流し、ポンプ１６により排気し、気化器１２のＮ２パー
ジまたはサイクルパージ（Ｎ２パージと真空引きの繰り返し操作）を行う。
化器１２および供給配管１８（すなわち、気化器１２から反応室１１までの配管）にキャ
リアガス（不活性ガスのＮ２）を流し、ポンプ１６により排気し、気化器１２のＮ２パー
ジまたはサイクルパージ（Ｎ２パージと真空引きの繰り返し操作）を行う。
成膜前は、バルブ １、２、６、７を開いて、原料ガスであるＰＥＴａを気化器１２に
導入して気化を行う。
導入して気化を行う。
つぎに、バルブ９を閉じ、バルブ１０を開いて、ＰＥＴａガスを反応室１１へ導入し、
基板上へ成膜を行う。このときの排気は、排気配管を介してポンプ１７により行う。
基板上へ成膜を行う。このときの排気は、排気配管を介してポンプ１７により行う。
ここで、図４の基板処理装置を用いて液体原料供給配管(バルブ２−バルブ６間配管)の
洗浄作業について詳述する。尚、バルブ１〜１０はコントローラ２１により開閉制御され
ている。
洗浄作業について詳述する。尚、バルブ１〜１０はコントローラ２１により開閉制御され
ている。
アイドリング状態（バルブ１、２、３、４、５、６、７、１０は閉。バルブ８、９は開
。）から、コントローラ２１によりバルブ８、９が閉じられ、バルブ５が開かれる。そし
て、ポンプ１６により液体ＰＥＴａを除去するために液体原料供給配管１９、分岐配管２
０が真空引きされる。次に、バルブ４が開かれ不活性ガスを導入しサイクルパージを行う
。そして、バルブ４を閉じ、バルブ３を開き洗浄用液体（本実施例ではＣ２Ｈ５ＯＨだが
これに限られるものではない。）を導入し同様にパージを行う。バルブ３が閉じられ、洗
浄用液体を除去するための真空引きが行われる。最後に、またバルブ４が開かれ不活性ガ
スによりサイクルパージが行われて、洗浄作業が終了する。
。）から、コントローラ２１によりバルブ８、９が閉じられ、バルブ５が開かれる。そし
て、ポンプ１６により液体ＰＥＴａを除去するために液体原料供給配管１９、分岐配管２
０が真空引きされる。次に、バルブ４が開かれ不活性ガスを導入しサイクルパージを行う
。そして、バルブ４を閉じ、バルブ３を開き洗浄用液体（本実施例ではＣ２Ｈ５ＯＨだが
これに限られるものではない。）を導入し同様にパージを行う。バルブ３が閉じられ、洗
浄用液体を除去するための真空引きが行われる。最後に、またバルブ４が開かれ不活性ガ
スによりサイクルパージが行われて、洗浄作業が終了する。
本実施の形態における基板処理装置において液体原料供給配管１９において、バルブ２
より下流側であって、液体原料供給配管１９と分岐配管２０との接続部よりも上流部分で
は、バルブ２が最も高い位置にあり、前記液体原料供給配管１９と分岐配管２０との接続
部が最も低い位置にあるのでバルブ２付近に液体が溜まることがない。また、洗浄作業中
、液体原料供給配管１９が真空引きされる際に、液体原料供給配管１９だけでなく、液体
原料が流れる全ての配管に対して重力に逆らわない向きで行われるので従来問題となって
いた液体除去作業の時間が少なくても済み、効率的に液体除去作業が行える。
より下流側であって、液体原料供給配管１９と分岐配管２０との接続部よりも上流部分で
は、バルブ２が最も高い位置にあり、前記液体原料供給配管１９と分岐配管２０との接続
部が最も低い位置にあるのでバルブ２付近に液体が溜まることがない。また、洗浄作業中
、液体原料供給配管１９が真空引きされる際に、液体原料供給配管１９だけでなく、液体
原料が流れる全ての配管に対して重力に逆らわない向きで行われるので従来問題となって
いた液体除去作業の時間が少なくても済み、効率的に液体除去作業が行える。
図６は、本実施形態における別の実施例である。尚、図６では、液体原料供給配管１９
と分岐配管２０との接続部とバルブ２とバルブ５付近の拡大図である。図示しないその他
の構成については、図４と同じ構成である。この実施例においても、液体原料供給配管１
９と分岐配管２０との接続部よりも上流部分では、バルブ２が最も高い位置にあり、前記
液体原料供給配管１９と分岐配管２０との接続部が最も低い位置にある。従って、重力に
逆らう向きに真空引きされないので液体除去作業が速やかに行える。
と分岐配管２０との接続部とバルブ２とバルブ５付近の拡大図である。図示しないその他
の構成については、図４と同じ構成である。この実施例においても、液体原料供給配管１
９と分岐配管２０との接続部よりも上流部分では、バルブ２が最も高い位置にあり、前記
液体原料供給配管１９と分岐配管２０との接続部が最も低い位置にある。従って、重力に
逆らう向きに真空引きされないので液体除去作業が速やかに行える。
また、図５に本発明の実施形態における分岐配管の拡大図を示す。このように液溜まり
が生じにくく重力に逆らう方向に真空引きしない構成にすることにより更に効率よく液体
除去作業が行なわれる。尚、本実施の形態に付いては特に分岐配管だけに制限されず、液
体が流れる配管は全てにおいて適用できる。
が生じにくく重力に逆らう方向に真空引きしない構成にすることにより更に効率よく液体
除去作業が行なわれる。尚、本実施の形態に付いては特に分岐配管だけに制限されず、液
体が流れる配管は全てにおいて適用できる。
１〜１０ バルブ
１１ 反応室
１２ 気化器
１３ 液体ＭＦＣ
１４ 液体原料タンク
１５ ＭＦＣ
１６、１７ ポンプ
１８ 原料ガス供給配管
１９ 液体原料供給配管
２０ 分岐配管
２１ コントローラ
１１ 反応室
１２ 気化器
１３ 液体ＭＦＣ
１４ 液体原料タンク
１５ ＭＦＣ
１６、１７ ポンプ
１８ 原料ガス供給配管
１９ 液体原料供給配管
２０ 分岐配管
２１ コントローラ
Claims (3)
- 基板を処理する反応室と、液体原料を収容する液体原料タンクと、前記液体原料を気化す
る気化器と、前記気化器と前記反応室をつなぐ原料ガス供給配管と、前記液体原料タンク
と前記気化器とをつなぐ液体原料供給配管と、前記液体原料供給配管から分岐しポンプに
連通する分岐配管と、前記液体原料供給配管の前記分岐配管との接続部よりも上流側に設
けられたバルブと、を有し、
前記液体原料供給配管のうち、前記バルブより下流側であって前記分岐配管との接続部よ
りも上流側の部分については、前記バルブとの接続部が最も高い位置にあり、前記分岐配
管との接続部が最も低い位置にあることを特徴とする基板処理装置。 - 前記液体原料供給配管には前記分岐配管により、前記液体原料供給配管内を真空引きする
際、重力に逆らう向きに真空引きする箇所が存在しないことを特徴とする請求項１記載の
基板処理装置。 - 前記液体原料タンクより下流側であって前記気化器より上流側の部分のうち、真空引きを
行うすべての配管において、重力に逆らう向きに真空引きする箇所が存在しないことを特
徴とする請求項１記載の基板処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003364627A JP2005129782A (ja) | 2003-10-24 | 2003-10-24 | 基板処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003364627A JP2005129782A (ja) | 2003-10-24 | 2003-10-24 | 基板処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005129782A true JP2005129782A (ja) | 2005-05-19 |
Family
ID=34643553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003364627A Pending JP2005129782A (ja) | 2003-10-24 | 2003-10-24 | 基板処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005129782A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107239A1 (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | 株式会社日立国際電気 | 半導体製造装置及び半導体製造装置の配管パージ方法 |
| JP2012142380A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Tokyo Electron Ltd | 原料供給装置及び成膜装置 |
| JP2014179658A (ja) * | 2014-06-17 | 2014-09-25 | Tokyo Electron Ltd | 原料供給装置及び成膜装置 |
-
2003
- 2003-10-24 JP JP2003364627A patent/JP2005129782A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107239A1 (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | 株式会社日立国際電気 | 半導体製造装置及び半導体製造装置の配管パージ方法 |
| JP2012142380A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Tokyo Electron Ltd | 原料供給装置及び成膜装置 |
| KR101463295B1 (ko) * | 2010-12-28 | 2014-11-18 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 원료 공급 장치 및 성막 장치 |
| US9080238B2 (en) | 2010-12-28 | 2015-07-14 | Tokyo Electron Limited | Raw material supplying device and film forming apparatus |
| TWI506151B (zh) * | 2010-12-28 | 2015-11-01 | Tokyo Electron Ltd | 原料供應裝置及成膜裝置 |
| JP2014179658A (ja) * | 2014-06-17 | 2014-09-25 | Tokyo Electron Ltd | 原料供給装置及び成膜装置 |
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