JP2005197541A - Substrate processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置に関し、特に、Si半導体デバイスを製造する際に用いられる
、ALD(Atomic layer Deposition)法による成膜を行う半導体製造装置に関するもの
である。
The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly, to a semiconductor manufacturing apparatus for forming a film by an ALD (Atomic layer Deposition) method used when manufacturing a Si semiconductor device.
まず、CVD(Chemical Vapor Deposition)法の中の1つであるALD法を用いた成
膜処理について、簡単に説明する。
ALD法は、ある成膜条件(温度、時間等)の下で、成膜に用いる2種類(またはそれ
以上)の原料ガスを1種類ずつ交互に基板上に供給し、1原子層単位で吸着させ、表面反
応を利用して成膜を行う手法である。
即ち、例えばAl2O3(酸化アルミニウム)膜を形成する場合には、ALD法を用い
て、TMA(Al(CH3)3、トリメチルアルミニウム)とO3(オゾン)とを交互に
供給することにより250〜450℃の低温で高品質の成膜が可能である。このように、
ALD法では、複数種類の反応性ガスを1種類ずつ交互に供給することによって成膜を行
う。そして、膜厚制御は、反応性ガス供給のサイクル数で制御する。例えば、成膜速度が
1Å/サイクルとすると、20Åの膜を形成する場合、成膜処理を20サイクル行う。
First, a film forming process using an ALD method which is one of CVD (Chemical Vapor Deposition) methods will be briefly described.
In the ALD method, under a certain film formation condition (temperature, time, etc.), two types (or more) of source gases used for film formation are alternately supplied onto the substrate one by one and adsorbed in units of one atomic layer. This is a technique for performing film formation by utilizing surface reaction.
That is, for example, when an Al 2 O 3 (aluminum oxide) film is formed, TMA (Al (CH 3 ) 3 , trimethylaluminum) and O 3 (ozone) are alternately supplied using the ALD method. Enables high-quality film formation at a low temperature of 250 to 450 ° C. in this way,
In the ALD method, film formation is performed by alternately supplying a plurality of types of reactive gases one by one. And film thickness control is controlled by the cycle number of reactive gas supply. For example, assuming that the film formation rate is 1 mm / cycle, when a film of 20 mm is formed, the film forming process is performed 20 cycles.
従来、このようなCVD法を用いた成膜処理(基板処理処理)を行う基板処理装置として
、図3に示すような縦型の基板処理装置(縦型装置)が用いられている。
従来の縦型装置の処理炉202は、例えば石英などから構成される反応管203を備えて
いる。前記反応管203は上部が閉じ下部が開口し、前記反応管203の下部にはマニホ
ールド209が係合されている。前記マニホールド209には処理ガスを供給するガス供
給管302及びガス排気管231が設けられている。前記ガス供給管302は、反応管2
03内の上部まで延在され、処理ガスを上部から下部に向けて供給し、下部から排気され
るようになっている。また前記マニホールド209の下部開口(炉口部)は、ボート21
7の下部に設けられたシールキャップ219により密閉される。ボート217には多数枚
のウエハ200が載置され、反応雰囲気内でバッチ処理される。
Conventionally, a vertical substrate processing apparatus (vertical apparatus) as shown in FIG. 3 is used as a substrate processing apparatus for performing a film forming process (substrate processing process) using such a CVD method.
A conventional
It extends to the upper part in 03, supplies process gas from the upper part toward the lower part, and exhausts from the lower part. The lower opening (furnace port portion) of the
7 is sealed by a
ウエハ200を処理する際は、ウエハ200の処理条件の面内均一性を向上させるために
、ボート217を回転させながら行っている。前記ボート217は、ボート下部を支える
ボート回転軸218を磁性流体340などのシール手段を介して、ボート回転手段267
により回転させている。
When the
It is rotated by.
上述のように、この様な従来の縦型装置では、処理ガスが反応管203内の上部から供
給され、下部から排気される様になっているので、前記回転軸218やシール手段340
が処理ガスに晒され、反応副生成物の付着によるパーティクルの発生およびシール手段3
40のシール材(磁気シール)の変質、劣化等によりガスのリークといった問題が生じる
。
従って、本発明の主な目的は、回転軸218やシール手段340が処理ガスに晒される
のを防止できる基板処理装置を提供することである。
As described above, in such a conventional vertical apparatus, the processing gas is supplied from the upper part in the
Is exposed to the processing gas, generating particles due to adhesion of reaction by-products and sealing means 3
There is a problem of gas leakage due to alteration or deterioration of the 40 sealing material (magnetic seal).
Accordingly, a main object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can prevent the rotating
本発明は、基板を収容し処理する処理室と、前記処理室内で基板を保持する基板保持手
段と、前記処理室に開口した排気口とを有する基板処理装置であって、前記処理室が前記
基板を収容する基板収容空間であって、前記排気口を含む基板収容空間と、非基板収容空
間とを含み、前記基板収容空間と前記非基板収容空間との間に前記基板収容空間の雰囲気
が非基板収容空間へ流入するのを防止する拡散防止体と、前記非基板収容空間に不活性ガ
スを供給する不活性ガス供給手段とを有し、前記不活性ガスは前記排気口より排気される
ことを特徴とする基板処理装置に係わるものである。
The present invention is a substrate processing apparatus having a processing chamber for storing and processing a substrate, substrate holding means for holding the substrate in the processing chamber, and an exhaust port opened in the processing chamber, wherein the processing chamber is A substrate storage space for storing a substrate, including a substrate storage space including the exhaust port and a non-substrate storage space, wherein an atmosphere of the substrate storage space is between the substrate storage space and the non-substrate storage space. A diffusion preventer that prevents the gas from flowing into the non-substrate housing space; and an inert gas supply unit that supplies an inert gas to the non-substrate housing space, wherein the inert gas is exhausted from the exhaust port. The present invention relates to a substrate processing apparatus.
本発明は、基板を収容し処理する処理室と、前記処理室内で基板を保持する基板保持手
段と、前記処理室に開口した排気口とを有する基板処理装置であって、前記処理室が前記
基板を収容する基板収容空間であって、前記排気口を含む基板収容空間と、非基板収容空
間とを含み、前記基板収容空間と前記非基板収容空間との間に前記基板収容空間の雰囲気
が非基板収容空間へ流入するのを防止する拡散防止体と、前記非基板収容空間に不活性ガ
スを供給する不活性ガス供給手段とを有し、前記不活性ガスは前記排気口より排気される
ことを特徴とする基板処理装置としたので、回転軸やシール手段が処理ガスに晒されるの
を防止することができる。
The present invention is a substrate processing apparatus having a processing chamber for storing and processing a substrate, substrate holding means for holding the substrate in the processing chamber, and an exhaust port opened in the processing chamber, wherein the processing chamber is A substrate storage space for storing a substrate, including a substrate storage space including the exhaust port and a non-substrate storage space, wherein an atmosphere of the substrate storage space is between the substrate storage space and the non-substrate storage space. A diffusion preventer that prevents the gas from flowing into the non-substrate housing space; and an inert gas supply unit that supplies an inert gas to the non-substrate housing space, wherein the inert gas is exhausted from the exhaust port. Since the substrate processing apparatus is characterized in that the rotating shaft and the sealing means can be prevented from being exposed to the processing gas.
本発明の好ましい実施例のバッチ式処理装置においては、原料としてトリメチルアルミ
ニムウム(化学式 Al(CH3)3、TMA)と、オゾン(O3)とを用い、基板を複
数枚保持可能な基板保持治具と、その基板保持治具が挿入され基板の処理を実施する反応
管と、基板を加熱する加熱手段と、反応管内のガスを排気可能な真空排気装置と、基板に
対し基板面方向と平行にガスを噴出する一本のガスノズルとを備え、そのノズルにつなが
るTMAとO3のガス供給ラインが反応室内で合流しており、TMAとO3とを交互に基
板上に供給することでアルミ酸化膜(Al2O3膜)を形成する。なお、基板上にはTM
Aが吸着し、次に流されるO3ガスと吸着したTMAが反応し、1原子層のAl2O3膜
が生成される。
In a batch processing apparatus of a preferred embodiment of the present invention, a substrate capable of holding a plurality of substrates by using trimethylaluminum (chemical formula Al (CH 3 ) 3 , TMA) and ozone (O 3 ) as raw materials. A holding jig, a reaction tube in which the substrate holding jig is inserted to process the substrate, a heating means for heating the substrate, a vacuum exhaust device capable of exhausting the gas in the reaction tube, and a substrate surface direction with respect to the substrate A gas nozzle that jets gas in parallel with the gas, and TMA and O 3 gas supply lines connected to the nozzle merge in the reaction chamber to supply TMA and O 3 alternately onto the substrate. Then, an aluminum oxide film (Al 2 O 3 film) is formed. In addition, TM on the substrate
A is adsorbed, and the O 3 gas to be flowed next reacts with the adsorbed TMA to produce a monolayer Al 2 O 3 film.
TMAは、圧力、温度が共に高くなると、自己分解が起こり易くなり、Al膜が生成さ
れる。上記ガスノズルには、ガスを噴出するノズル孔が設けられているが、このノズル孔
は小さいため、ノズル内圧力は炉内圧力に比べ高くなる。例えば、炉内圧力が0.5To
rr(約67Pa)の時に、ノズル内圧力は10Torr(約1330Pa)になると予
想される。そのため、特に高温領域にあるノズル内においてTMAの自己分解が起こり易
くなる。これに対して、炉内では温度は高いが、圧力がノズル内ほど高くならないので、
TMAの自己分解は起こり辛い。そのために、ノズル内でのAl膜生成問題が顕著となる
。
In TMA, when both pressure and temperature are increased, self-decomposition is likely to occur, and an Al film is generated. The gas nozzle is provided with a nozzle hole for ejecting gas. Since the nozzle hole is small, the pressure in the nozzle is higher than the pressure in the furnace. For example, the furnace pressure is 0.5 To
At rr (about 67 Pa), the pressure inside the nozzle is expected to be 10 Torr (about 1330 Pa). For this reason, TMA self-decomposition tends to occur particularly in a nozzle in a high temperature region. In contrast, the temperature is high in the furnace, but the pressure is not as high as in the nozzle.
TMA self-degradation is difficult to occur. Therefore, the problem of Al film generation in the nozzle becomes significant.
なお、反応管内壁に付着したAl2O3膜を除去するため、ClF3ガスを流してクリ
ーニングを行うが、このクリーニングガスをノズルから供給すれば、ノズル内のAl2O
3膜も同時に除去でき、クリーニングの容易化、効率化も可能となる。
In order to remove the Al 2 O 3 film adhering to the inner wall of the reaction tube, cleaning is performed by flowing a ClF 3 gas. If this cleaning gas is supplied from the nozzle, the Al 2 O in the nozzle is removed.
The three films can be removed at the same time, and cleaning can be made easier and more efficient.
また、本発明は、Al2O3膜の生成のみならず、HfO2膜の生成にも好適に適用さ
れる。Hf原料もTMAと同様な問題が生じるからである。なお、この場合、気化させた
テトラキス(N−エチル−N−メチルアミノ)ハフニウム(常温で液体)のHf原料ガス
と、O3ガスとを交互に流してHfO2膜の成膜を行う。
さらに、本発明は以下の材料を用いたSiO2 膜の生成にも好適に適用される。
(1)O3とSi2Cl6(ヘキサクロロジシラン)とを交互に流してALD法によりS
iO2 膜の成膜を行う場合。
(2)O3とHSi(OC2H5)3(TRIES)とを交互に流してALD法によりS
iO2 膜の成膜を行う場合。
(3)O3とHSi[N(CH3)2]3(TrisDMAS)とを交互に流してALD
法によりSiO2 膜の成膜を行う場合。
Further, the present invention is suitably applied not only to the generation of an Al 2 O 3 film but also to the generation of an HfO 2 film. This is because the Hf raw material has the same problem as TMA. In this case, the HfO 2 film is formed by alternately flowing Hf source gas of vaporized tetrakis (N-ethyl-N-methylamino) hafnium (liquid at room temperature) and O 3 gas.
Furthermore, the present invention is also suitably applied to the generation of a SiO 2 film using the following materials.
(1) O 3 and Si 2 Cl 6 (hexachlorodisilane) are allowed to flow alternately to form S by the ALD method.
When forming an iO 2 film.
(2) O 3 and HSi (OC 2 H 5 ) 3 (TRIES) are allowed to flow alternately and ALD is used for S
When forming an iO 2 film.
(3) O 3 and HSi [N (CH 3) 2 ] 3 (TrisDMAS) and flowing alternately ALD
When the SiO 2 film is formed by the method.
図1は、本実施例にかかる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面
で示している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vertical substrate processing furnace according to the present embodiment, and shows a processing furnace part in a vertical cross section.
加熱手段であるヒータ207の内側に、基板であるウエハ200を処理する反応容器と
して反応管203が設けられ、この反応管203の下端には、例えばステンレス等よりな
るマニホールド209が係合され、さらにその下端開口(炉口部)は蓋体であるシールキ
ャップ219により気密部材であるOリング220を介して気密に閉塞される。少なくと
も、このヒータ207、反応管203、マニホールド209、及びシールキャップ219
により処理炉202を形成している。また、少なくとも反応管203、マニホールド20
9、シールキャップ219により基板を収容し処理する処理室201が形成される。この
マニホールド209は保持手段(以下ヒータベース251)に固定される。
A
Thus, the
9. A
反応管203の下端部およびマニホールド209の上部開口端部には、それぞれ環状の
フランジが設けられ、これらのフランジ間には気密部材(以下Oリング220)が配置さ
れ、両者の間は気密にシールされている。
An annular flange is provided at each of the lower end portion of the
シールキャップ219には回転軸218を介して基板保持手段であるボート217が立
設される。そして、ボート217は処理室201に挿入される。ボート217にはバッチ
処理される複数のウエハ200が水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。ヒータ207
は処理室201に挿入されたウエハ200を所定の温度に加熱する。
A
Heats the
処理室201内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段について説明する。処理ガス供
給手段は、ガス供給管232a、232b、232c、232d、バルブ243a、25
0、252、253、254、多孔ノズル233、マスフローメータ241a、241b
などを含む。 処理室201へは複数種類、ここでは2種類のガスを供給する供給管とし
ての2本のガス供給管232a、232bが設けられている。ガス供給管232a、23
2bは、マニホールド209の下部を貫通して設けられており、ガス供給管232bは、
処理室201内でガス供給管232aと合流して、2本のガス供給管232a、232b
が一本の多孔ノズル233に連通している。ノズル233は、処理室201内に設けられ
ており、ガス供給管232bから供給されるTMAの分解温度以上の領域にその上部が延
在している。しかし、ガス供給管232bが、処理室201内でガス供給管232aと合
流している箇所は、TMAの分解温度未満の領域であり、ウエハ200およびウエハ20
0付近の温度よりも低い温度の領域である。ここでは、第1のガス供給管232aからは
、流量制御手段である第1のマスフローコントローラ241a及び開閉弁である第1のバ
ルブ243aを介し、更に後述する処理室201内に設置された多孔ノズル233を通し
て、処理室201に処理ガスとして反応ガス(O3)が供給され、第2のガス供給管23
2bからは、流量制御手段である第2のマスフローコントローラ241b、開閉弁である
第2のバルブ252、TMA容器260、及び開閉弁である第3のバルブ250を介し、
先に述べた多孔ノズル233を介して処理室201に処理ガスとして反応ガス(TMA)
が供給される。TMA容器260からマニホールド209までのガス供給管232bには
、ヒータ300が設けられ、ガス供給管232bを50〜60℃に保っている。
A processing gas supply means for supplying a processing gas into the
0, 252, 253, 254,
Etc. Two
2b is provided through the lower portion of the manifold 209, and the
Two
Communicates with a single
This is a region where the temperature is lower than the temperature near zero. Here, from the first
From 2b, through a second
Reactive gas (TMA) as a processing gas in the
Is supplied. A
ガス供給管232bには、不活性ガスのライン232cが開閉バルブ253を介して第
3のバルブ250の下流側に接続されている。また、ガス供給管232aには、不活性ガ
スのライン232dが開閉バルブ254を介して第1のバルブ243aの下流側に接続さ
れている。
An
処理室201には、ガスを排気する排気管であるガス排気管231がマニホールド20
9に開口した排気管311、前記ガス排気管231、第4のバルブ243dを介して排気
手段である真空ポンプ246により真空排気されるようになっている。例えば、この真空
ポンプ246は、メカニカルブースターポンプ及びドライポンプから構成される。尚、こ
の第4のバルブ243dは弁を開閉して処理室201の真空排気・真空排気停止ができ、
更に弁開度を調節して圧力調整可能になっている開閉弁である。
In the
9 is evacuated by a
Further, the valve is an on-off valve that can adjust the pressure by adjusting the valve opening.
ノズル233が、反応管203の下部より上部にわたりウエハ200の積載方向に沿っ
て配設されている。そしてノズル233には複数のガスを供給する供給孔であるガス供給
孔248bが設けられている。
A
反応管203内の中央部には複数枚のウエハ200を多段に同一間隔で載置するボート
217が設けられており、このボート217は図中省略のボートエレベータ機構により反
応管203に出入りできるようになっている。前記ボート217の下部分には複数枚の断
熱板320が載置され、比較的低温な炉下部雰囲気との断熱を行っている。また処理の均
一性を向上する為にボート217を回転するための回転手段であるボート回転機構267
が設けられる。ボート217はボート回転軸218によって支えられ、磁気シール340
などのシール手段によって、処理室201内の気密性を維持した状態で回転されるように
なっている。
A
Is provided. The
Such a sealing means is rotated while maintaining the airtightness in the
マニホールド209の下部、例えば、マニホールド209に設けられた排気口311よ
り下の部分には、円環状の拡散防止体310が設けられ、処理室201内の空間を、少な
くとも前記排気口311及びウエハ200が含まれる空間(基板収容空間)と、回転軸2
18及び磁気シール340が含まれる空間(非基板収容空間)に分離している。尚、前記
拡散防止体310の外環部はマニホールド209の内壁に固着されているが、内環部はボ
ート217に固着されてなく、ボート217を反応管203内に出入りさせる際、接触し
ない程度の僅かな隙間330がある。従って、ここで云う「分離」とは、気体の出入りが
全くできない状態を指すのではなく、基板収容空間と非基板収容空間の圧力がほぼ同一の
時、気体の出入りが非常に困難な程度の隙間が開いていることを含む。
An annular
18 and the
また、不活性ガス供給手段より、前記非基板収容空間に不活性ガスが供給されるように
なっている。前記不活性ガス供給手段は、前記非基板収容空間を形成する部分のマニホー
ルド209を貫通して設けられるノズル301と、開閉弁である第5のバルブ243e、
流量制御手段である第3のマスフローコントローラ241c、ガス供給管232eを備え
ている。前記不活性ガス供給手段により、例えば、窒素(N2)やアルゴン(Ar)等の
不活性ガスを非基板収容空間に供給すると、前記不活性ガスは前記隙間330を介してガ
ス排気管231から排出される。従って、基板処理時、不活性ガス供給手段により非基板
収容空間に不活性ガスを供給し、前記不活性ガスが隙間330を介して排気管231から
排気されるような不活性ガスの流れを形成すれば、基板処理に使用するガス(処理ガス)
が非基板収容空間に侵入し、回転軸や磁性流体が処理ガスに晒されるのを防止できる。
An inert gas is supplied from the inert gas supply means to the non-substrate housing space. The inert gas supply means includes a
A third mass flow controller 241c, which is a flow rate control means, and a
Can enter the non-substrate housing space and prevent the rotating shaft and magnetic fluid from being exposed to the processing gas.
制御手段であるコントローラ121は、第1、第2、第3のマスフローコントローラ2
41a、241b、241c、第1〜第5のバルブ243a、252、250、243d
、243e、バルブ253、254、ヒータ207、真空ポンプ246、ボート回転機構
267、図中省略のボート昇降機構に接続されており、第1、第2、第3のマスフローコ
ントローラ241a、241b、241cの流量調整、第1、第2、第3、第5のバルブ
243a、252、250、243e、バルブ253、254の開閉動作、第4のバルブ
243dの開閉及び圧力調整動作、ヒータ207の温度調節、真空ポンプ246の起動・
停止、ボート回転機構267の回転速度調節、ボート昇降機構の昇降動作制御が行われる
。
The
41a, 241b, 241c, first to
243e,
The stop, the rotation speed adjustment of the
次にALD法による成膜例として、TMA及びO3ガスを用いてAl2O3膜を成膜す
る場合を説明する。
処理室201内の温度を成膜温度にて安定化させた後、成膜しようとする半導体シリコ
ンウエハ200が装填されたボート217を、処理室201に搬入(ロード)する。搬入
後、処理室201内を排気し、ボート217や反応管203、ウエハ200等に付着した
水分などを脱離させるため窒素(N2)パージを行う。その後、次の3つのステップを順
次実行する。
Next, as an example of film formation by the ALD method, a case where an Al 2 O 3 film is formed using TMA and O 3 gas will be described.
After the temperature in the
[ステップ1]
ステップ1では、O3ガスを流す。まず第1のガス供給管232aに設けた第1のバル
ブ243a、及びガス排気管231に設けた第4のバルブ243dを共に開けて、第1の
ガス供給管232aから第1のマスフローコントローラ243aにより流量調整されたO
3ガスをノズル233のガス供給孔248bから処理室201に供給しつつガス排気管2
31から排気する。O3ガスを流すときは、第4のバルブ243dを適正に調節して処理
室201内圧力を10〜100Paとする。第1のマスフローコントローラ241aで制
御するO3の供給流量は1000〜10000sccmである。O3にウエハ200を晒
す時間は2〜120秒間である。このときのヒータ207温度はウエハの温度が250〜
450℃になるよう設定してある。
[Step 1]
In step 1, O 3 gas is flowed. First, the first valve 243a provided in the first
3 gas exhaust pipe 2 while supplying gas from the gas supply hole 248b of the
31 is exhausted. When the O 3 gas is allowed to flow, the pressure in the
It is set to 450 ° C.
同時にガス供給管232bの途中につながっている不活性ガスのライン232cから開
閉バルブ253を開けて不活性ガスを流すとTMA側にO3ガスが回り込むことを防ぐこ
とができる。
At the same time, when the opening /
このとき、処理室201に内に流しているガスは、O3とN2、Ar等の不活性ガスの
みであり、TMAは存在しない。したがって、O3は気相反応を起こすことはなく、ウエ
ハ200上の下地膜と表面反応する。
At this time, the gases flowing into the
[ステップ2]
ステップ2では、第1のガス供給管232aの第1のバルブ243aを閉めて、O3の
供給を止める。また、ガス排気管231の第4のバルブ243dは開いたままにし真空ポ
ンプ246により、処理室201を20Pa以下に排気し、残留O3を処理室201から
排除する。また、この時には、N2等の不活性ガスを、O3供給ラインである第1のガス
供給管232aおよびTMA供給ラインである第2のガス供給管232bからそれぞれ処
理室201に供給すると、残留O3を排除する効果が更に高まる。
[Step 2]
In step 2, the first valve 243a of the first
[ステップ3]
ステップ3では、TMAガスを流す。TMAは常温で液体であり、処理室201に供給
するには、加熱して気化させてから供給する方法、キャリアガスと呼ばれる窒素や希ガス
などの不活性ガスをTMA容器260の中に通し、気化している分をそのキャリアガスと
共に処理室へと供給する方法などがあるが、例として後者のケースで説明する。まずキャ
リアガス供給管232bに設けたバルブ252、TMA容器260と処理室201の間に
設けられたバルブ250、及びガス排気管231に設けた第4のバルブ243dを共に開
けて、キャリアガス供給管232bから第2のマスフローコントローラ241bにより流
量調節されたキャリアガスがTMA容器260の中を通り、TMAとキャリアガスの混合
ガスとして、ノズル233のガス供給孔248bから処理室201に供給しつつガス排気
管231から排気する。TMAガスを流すときは、第4のバルブ243dを適正に調整し
て処理室201内圧力を10〜900Paとする。第2のマスフローコントローラ241
aで制御するキャリアガスの供給流量は10000sccm以下である。TMAを供給す
るための時間は1〜4秒設定する。その後さらに吸着させるため上昇した圧力雰囲気中に
晒す時間を0〜4秒に設定しても良い。このときのウエハ温度はO3の供給時と同じく、
250〜450℃である。TMAの供給により、下地膜上のO3とTMAとが表面反応し
て、ウエハ200上にAl2O3膜が成膜される。
[Step 3]
In step 3, TMA gas is flowed. TMA is a liquid at normal temperature, and in order to supply it to the
The supply flow rate of the carrier gas controlled by a is 10,000 sccm or less. The time for supplying TMA is set to 1 to 4 seconds. Thereafter, the time for exposure to an elevated pressure atmosphere for further adsorption may be set to 0 to 4 seconds. At this time, the wafer temperature is the same as when O 3 is supplied.
250-450 ° C. By supplying TMA, O 3 on the base film and TMA react with each other to form an Al 2 O 3 film on the
同時にガス供給管232aの途中につながっている不活性ガスのライン232dから開
閉バルブ254を開けて不活性ガスを流すとO3側にTMAガスが回り込むことを防ぐこ
とができる。
At the same time, when the opening /
成膜後、バルブ250を閉じ、第4のバルブ243dを開けて処理室201を真空排気
し、残留するTMAの成膜に寄与した後のガスを排除する。また、この時にはN2等の不
活性ガスを、O3供給ラインである第1のガス供給管232aおよびTMA供給ラインで
ある第2のガス供給管232bからそれぞれ処理室201に供給すると、さらに残留する
TMAの成膜に寄与した後のガスを処理室201から排除する効果が高まる。
After the film formation, the
上記ステップ1〜3を1サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことによりウエ
ハ200上に所定膜厚のAl2O3膜を成膜する。
Steps 1 to 3 are defined as one cycle, and this cycle is repeated a plurality of times to form an Al 2 O 3 film having a predetermined thickness on the
処理室201内を排気してO3ガスを除去しているからTMAを流すので、両者はウエ
ハ200に向かう途中で反応しない。供給されたTMAは、ウエハ200に吸着している
O3とのみ有効に反応させることができる。
Since the inside of the
また、O3供給ラインである第1のガス供給管232aおよびTMA供給ラインである
第2のガス供給管232bを処理室201内で合流させることにより、TMAとO3をノ
ズル233内でも交互に吸着、反応させて堆積膜をAl2O3とすることができ、TMA
とO3を別々のノズルで供給する場合にTMAノズル内で異物発生源になる可能性がある
Al膜が生成するという問題をなくすることができる。Al2O3膜は、Al膜よりも密
着性が良く、剥がれにくいので、異物発生源になりにくい。
Further, the first
It is possible to eliminate the problem of the Al film that can be a foreign substance source within TMA nozzle when supplying O 3 at different nozzles to produce a. Since the Al 2 O 3 film has better adhesion than the Al film and is less likely to peel off, it is less likely to become a foreign matter generation source.
また、少なくとも、処理室201内に処理ガスが供給されている時は、不活性ガス供給
手段から不活性ガスを非基板収容空間に供給し、隙間330を介してガス排気管231か
ら排気される不活性ガスの流れを形成しているので、基板収容空間内の処理ガスを含む雰
囲気が非基板収容空間に侵入するのを防止している。
Further, at least when the processing gas is supplied into the
ウエハ200への成膜処理が終了した後、処理室201内を窒素でサイクルパージして
、窒素で大気圧に復帰させた後、ボート217を降下させ、ウエハ200の搬出作業を行
う。
After the film forming process on the
次に、図2を参照して、本発明が好適に適用される基板処理装置の一例である半導体製
造装置についての概略を説明する。
Next, with reference to FIG. 2, the outline about the semiconductor manufacturing apparatus which is an example of the substrate processing apparatus to which this invention is applied suitably is demonstrated.
筐体101内部の前面側には、図示しない外部搬送装置との間で基板収納容器としての
カセット100の授受を行う保持具授受部材としてのカセットステージ105が設けられ
、カセットステージ105の後側には昇降手段としてのカセットエレベータ115が設け
られ、カセットエレベータ115には搬送手段としてのカセット移載機114が取り付け
られている。また、カセットエレベータ115の後側には、カセット100の載置手段と
してのカセット棚109が設けられると共にカセットステージ105の上方にも予備カセ
ット棚110が設けられている。予備カセット棚110の上方にはクリーンユニット11
8が設けられクリーンエアを筐体101の内部を流通させるように構成されている。
A
8 is provided so that clean air is circulated through the inside of the
筐体101の後部上方には、処理炉202が設けられ、処理炉202内に処理室が設け
られている。処理炉202の下方には基板としてのウエハ200を水平姿勢で多段に保持
する基板保持手段としてのボート217を処理室201に昇降させる昇降手段としてのボ
ートエレベータ121が設けられ、ボートエレベータ121に取りつけられた昇降部材1
22の先端部には蓋体としてのシールキャップ219が取りつけられボート217を垂直
に支持している。ボートエレベータ121とカセット棚109との間には昇降手段として
の移載エレベータ113が設けられ、移載エレベータ113には搬送手段としてのウエハ
移載機112が取りつけられている。又、ボートエレベータ121の横には、開閉機構を
持ち処理室201の下面を塞ぐ遮蔽部材としての炉口シャッタ116が設けられている。
A
A
ウエハ200が装填されたカセット100は、図示しない外部搬送装置からカセットス
テージ105にウエハ200が上向き姿勢で搬入され、ウエハ200が水平姿勢となるよ
うカセットステージ105で90℃回転させられる。更に、カセット100は、カセット
エレベータ115の昇降動作、横行動作及びカセット移載機114の進退動作、回転動作
の協働によりカセットステージ105からカセット棚109又は予備カセット棚110に
搬送される。
The
カセット棚109にはウエハ移載機112の搬送対象となるカセット100が収納され
る移載棚123があり、ウエハ200が移載に供されるカセット100はカセットエレベ
ータ115、カセット移載機114により移載棚123に移載される。
The
カセット100が移載棚123に移載されると、ウエハ移載機112の進退動作、回転
動作及び移載エレベータ113の昇降動作の協働により移載棚123から降下状態のボー
ト217にウエハ200を移載する。
When the
ボート217に所定枚数のウエハ200が移載されるとボートエレベータ121により
ボート217が処理室201に挿入され、シールキャップ219により処理室201が気
密に閉塞される。気密に閉塞された処理室201内ではウエハ200が加熱されると共に
処理ガスが処理室201内に供給され、ウエハ200に処理がなされる。
When a predetermined number of
ウエハ200への処理が完了すると、ウエハ200は上記した作動の逆の手順により、
ボート217から移載棚123のカセット100に移載され、カセット100はカセット
移載機114により移載棚123からカセットステージ105に移載され、図示しない外
部搬送装置により筐体101の外部に搬出される。尚、炉口シャッタ116は、ボート2
17が降下状態の際に処理室201の下面を塞ぎ、外気が処理室201内に巻き込まれる
のを防止している。
前記カセット移載機114等の搬送動作は、搬送制御手段124により制御される。
When the processing on the
It is transferred from the
When 17 is in the lowered state, the lower surface of the
The transport operation of the
121…コントローラ
200…ウエハ
202…処理炉
203…反応管
207…ヒータ
209…マニホールド
217…ボート
218…回転軸
219…シールキャップ
220…Oリング
231…ガス排気管
232a…第1のガス供給管
232b…第2のガス供給管
232c…不活性ガスライン
232d…不活性ガスライン
232e…第5のガス供給管
233…ノズル
241a…第1のマスフローコントローラ
241b…第2のマスフローコントローラ
241c…第3のマスフローコントローラ
243a…第1のバルブ
243d…第4のバルブ
243e…第5のバルブ
246…真空ポンプ
248b…ガス供給孔
250…第3のバルブ
251…ヒータベース
252…第2のバルブ
253…バルブ
254…バルブ
260…TMA容器
267…ボート回転機構
300…ヒータ
301…ノズル
310…拡散防止体
311…排気口
320…断熱板
330…隙間
121 ...
Claims (1)
前記処理室内で基板を保持する基板保持手段と、
前記処理室に開口した排気口と
を有する基板処理装置であって、
前記処理室が前記基板を収容する基板収容空間であって、前記排気口を含む基板収容空間
と、非基板収容空間とを含み、
前記基板収容空間と前記非基板収容空間との間に前記基板収容空間の雰囲気が非基板収容
空間へ流入するのを防止する拡散防止体と、
前記非基板収容空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と
を有し、
前記不活性ガスは前記排気口より排気されること
を特徴とする基板処理装置。
A processing chamber for receiving and processing substrates;
Substrate holding means for holding the substrate in the processing chamber;
A substrate processing apparatus having an exhaust port opened in the processing chamber,
The processing chamber is a substrate storage space for storing the substrate, and includes a substrate storage space including the exhaust port, and a non-substrate storage space;
A diffusion preventing body for preventing an atmosphere of the substrate accommodation space from flowing into the non-substrate accommodation space between the substrate accommodation space and the non-substrate accommodation space;
An inert gas supply means for supplying an inert gas to the non-substrate housing space;
The substrate processing apparatus, wherein the inert gas is exhausted from the exhaust port.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004003594A JP2005197541A (en) | 2004-01-09 | 2004-01-09 | Substrate processor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004003594A JP2005197541A (en) | 2004-01-09 | 2004-01-09 | Substrate processor |
Publications (1)
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---|---|
JP2005197541A true JP2005197541A (en) | 2005-07-21 |
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Family Applications (1)
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JP2004003594A Pending JP2005197541A (en) | 2004-01-09 | 2004-01-09 | Substrate processor |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2005197541A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007299776A (en) * | 2006-04-05 | 2007-11-15 | Tokyo Electron Ltd | Plasma processing apparatus, and plasma processing method |
JP2010171343A (en) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Tokyo Electron Ltd | Component for heat treatment device, and heat treatment device |
-
2004
- 2004-01-09 JP JP2004003594A patent/JP2005197541A/en active Pending
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