JP2006222265A - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は基板処理装置に関し、特に半導体基板上に成膜する基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly to a substrate processing apparatus for forming a film on a semiconductor substrate.
半導体基板に成膜する方法としてALD(Atomic Layer Deposition)という方式がある。これは、ある成膜条件(温度、時間等)の下で、成膜に用いる2種(またはそれ以上)の原料ガスを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。 As a method for forming a film on a semiconductor substrate, there is a method called ALD (Atomic Layer Deposition). This is because, under certain film formation conditions (temperature, time, etc.), two (or more) source gases used for film formation are alternately supplied onto the substrate and adsorbed in units of one atomic layer to cause surface reaction. This is a technique for forming a film by using the film.
気相反応物の交互表面反応に基板を曝すことによって基板上に膜を成長させる場合、各原料の基板表面への吸着が速いほど成膜にかかる時間が少なくて済み、生産性が向上する。一般的に吸着量は圧力×時間に比例している。圧力×時間に当たる量をLとすると、圧力が高ければ時間が短くても、Lが等しければ同じ量吸着させることが可能である。すなわち、反応炉内の圧力を急速に上げれば、原料を短時間で吸着させることが可能になる。反応炉内の圧力を上げる方法として、原料を急速に供給することが考えられる。 When a film is grown on the substrate by exposing the substrate to an alternating surface reaction of gas phase reactants, the faster the adsorption of each raw material to the substrate surface, the less time it takes to form the film, and the productivity is improved. In general, the amount of adsorption is proportional to pressure × time. Assuming that the amount corresponding to pressure × time is L, even if the pressure is high, even if the time is short, the same amount can be adsorbed if L is equal. That is, if the pressure in the reaction furnace is rapidly increased, the raw material can be adsorbed in a short time. As a method for increasing the pressure in the reaction furnace, it is conceivable to rapidly supply the raw material.
原料を急速に供給するために、処理室に原料を供給する供給配管の途中にバッファタンクを取り付け、処理室に供給する前に原料をバッファタンクに充填し、いっきに反応室の供給する方法が提案されている(特開2004−6801号公報参照)。
2種の原料A、Bを用い、一方のガスの供給配管の途中にバッファタンクを用いたALD法による成膜についての一例を説明する。 An example of film formation by the ALD method using two raw materials A and B and using a buffer tank in the middle of one gas supply pipe will be described.
ガスAを処理室に供給する為のガスA供給配管の途中にバッファタンクを設け、バッファタンクの前後には開閉バルブをそれぞれ設ける。ガスB供給配管の途中にも開閉バルブを設ける。ALD成膜の手順例を以下に示す。
1)ガスBの供給
ガスB供給配管の途中の開閉バルブを開けてガスBを処理室に供給する。その間、バッファタンクの上流側の開閉バルブを開けてバッファタンクにガスAを充填する。
2)処理室の真空引き
ガスB供給配管の途中の開閉バルブを閉めて処理室内をポンプで真空引きにする。また、バッファタンクの上流側の開閉バルブを閉める。
3)ガスAの供給
バッファタンクの下流側の開閉バルブを開けて処理室にガスAを供給する。
4)処理室の真空引き
バッファタンクの下流側の開閉バルブを閉めて処理室内をポンプで真空引きする。
A buffer tank is provided in the middle of the gas A supply pipe for supplying gas A to the processing chamber, and opening / closing valves are provided before and after the buffer tank. An open / close valve is also provided in the middle of the gas B supply pipe. A procedure example of ALD film formation is shown below.
1) Supply of gas B The gas B is supplied to the processing chamber by opening an on-off valve in the middle of the gas B supply pipe. Meanwhile, the opening / closing valve on the upstream side of the buffer tank is opened to fill the buffer tank with gas A.
2) Vacuuming the processing chamber Close the open / close valve in the middle of the gas B supply pipe and evacuate the processing chamber with a pump. Also close the open / close valve on the upstream side of the buffer tank.
3) Supply of gas A Gas A is supplied to the processing chamber by opening an opening / closing valve on the downstream side of the buffer tank.
4) Vacuuming the processing chamber Close the open / close valve on the downstream side of the buffer tank and vacuum the processing chamber with a pump.
ALD法では、上記1)〜4)までを必要な回数繰り返して、基板上に膜を形成する。バッファタンクを設けることで、バッファタンクに充填されたガスAは一気に反応室に供給され、ガスAの供給時間を短く出来、ひいては総処理時間の短縮を図ることができる。 In the ALD method, steps 1) to 4) are repeated as many times as necessary to form a film on the substrate. By providing the buffer tank, the gas A filled in the buffer tank is supplied to the reaction chamber all at once, so that the supply time of the gas A can be shortened and thus the total processing time can be shortened.
一方、昨今の半導体デバイスの原料としては、常温で液体である液体原料が良く使われている。たとえば、Hi−K(高誘電率ゲート絶縁膜)として有望なHfO(酸化ハフニウム)膜原料の一つに、TEMAH[Hf(N(CH3)(C2H5)}4:テトラキス・ジメチルアミノ・アフニウム]がある。他にもAlO(酸化アルミニウム)膜の原料にはTMA[Al(CH3)3:トリメチルアルミニウム]がよく用いられる。 On the other hand, liquid raw materials that are liquid at room temperature are often used as raw materials for semiconductor devices these days. For example, TEMAH [Hf (N (CH 3 ) (C 2 H 5 )} 4 : tetrakis dimethylamino is one of HfO (hafnium oxide) film materials that are promising as Hi-K (high dielectric constant gate insulating film). In addition, TMA [Al (CH 3 ) 3 : trimethylaluminum] is often used as a raw material for the AlO (aluminum oxide) film.
例えば、上記TEMAHの蒸気圧は常温25℃で0.5Pa程度であり、液体を気化させて必要量の濃度を得るには、例えばバブラーの様な加熱機構を設けて液体を加熱して気化させる等の手段を採る必要がある。 For example, the vapor pressure of the TEMAH is about 0.5 Pa at a room temperature of 25 ° C. In order to vaporize the liquid and obtain a necessary amount of concentration, for example, a heating mechanism such as a bubbler is provided to heat and vaporize the liquid. It is necessary to take measures such as.
このような液体材料の供給配管の途中にバッファタンクを設けた場合には、バッファタンク内の液体材料の分圧がその平衡蒸気圧より高くなった場合、バッファタンク内に再液化する可能性がある。 When a buffer tank is provided in the middle of such a liquid material supply pipe, if the partial pressure of the liquid material in the buffer tank becomes higher than the equilibrium vapor pressure, there is a possibility of re-liquefaction in the buffer tank. is there.
液体材料が再液化した場合、まず、パーティクル源となる可能性がある。液体原料の多くは水分と加水分解反応を起こし、固化する物が多い。バッファタンク内に液化した原料が大気中の水分等と反応する可能性があり、基板上のパーティクルの原因となる。 When the liquid material is reliquefied, it may first become a particle source. Many liquid raw materials undergo a hydrolysis reaction with moisture, and many are solidified. There is a possibility that the raw material liquefied in the buffer tank reacts with moisture in the atmosphere, which causes particles on the substrate.
また、再液化は流量の不安定性を増加させる。平衡蒸気圧より分圧が高くなることでバッファタンク内に液化したものは、例えばバッファタンクと反応室との間のバルブを開けた時は、バッファタンク内の圧力が下がるため、再気化する。そのため、毎回の原料供給量が一定にならず、膜厚の変動の原因となる。液体の再液化は半導体デバイスの作成において、歩留まりの低下となる。 Reliquefaction also increases flow rate instability. What is liquefied in the buffer tank due to the partial pressure being higher than the equilibrium vapor pressure is re-vaporized when the valve between the buffer tank and the reaction chamber is opened, for example, because the pressure in the buffer tank decreases. For this reason, the raw material supply amount is not constant every time, which causes fluctuations in film thickness. Liquid liquefaction reduces yield in the production of semiconductor devices.
このように、従来のようにバッファタンクを設けるだけでは、液体原料を使用する場合には問題が生じる可能性があり、対策が必要である。 As described above, simply providing a buffer tank as in the prior art may cause a problem when a liquid material is used, and countermeasures are required.
従って、本発明の主な目的は、バッファタンクを液体原料供給機構に取り付けた場合に、液体原料の再液化を防止できる基板処理装置を提供することにある。 Accordingly, a main object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can prevent re-liquefaction of a liquid source when a buffer tank is attached to the liquid source supply mechanism.
本発明によれば、
処理室と、
少なくとも1枚の基板を前記処理室内に搬入出する搬入出機構と、
少なくとも一つ以上の原料を前記処理室に供給する原料供給機構と、
前記少なくとも一つ以上の原料のうち、少なくとも一つの原料が常温常圧で液体または固体であって、前記常温常圧で液体または固体である原料を気体に気化または昇華する気体化機構と、
前記気体化機構と前記処理室との間の前記原料供給機構の途中に設けられ、前記気体化された原料を一時的に溜めておくバッファタンクと、
前記バッファタンクを加熱する加熱機構と、を有することを特徴とする基板処理装置が提供される。
According to the present invention,
A processing chamber;
A loading / unloading mechanism for loading / unloading at least one substrate into / from the processing chamber;
A raw material supply mechanism for supplying at least one raw material to the processing chamber;
Among the at least one raw material, at least one raw material is liquid or solid at normal temperature and normal pressure, and a gasification mechanism that vaporizes or sublimates the raw material that is liquid or solid at normal temperature and normal pressure,
A buffer tank that is provided in the middle of the raw material supply mechanism between the gasification mechanism and the processing chamber, and temporarily stores the gasified raw material;
There is provided a substrate processing apparatus comprising a heating mechanism for heating the buffer tank.
本発明によれば、バッファタンクを液体原料供給機構に取り付けた場合に、液体原料の再液化を防止できる基板処理装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a buffer tank is attached to a liquid raw material supply mechanism, the substrate processing apparatus which can prevent reliquefaction of a liquid raw material is provided.
本発明の好ましい実施例では、バッファタンクに常温以上に加熱できる加熱機構を取り付けることで、バッファタンクを液体原料の再液化温度よりも高くすることができる。そのため、バッファタンク内で液体原料が再液化しないので、半導体デバイスの生産性を損なうことがない。 In a preferred embodiment of the present invention, the buffer tank can be made higher than the reliquefaction temperature of the liquid raw material by attaching a heating mechanism that can be heated to room temperature or higher to the buffer tank. For this reason, the liquid raw material is not reliquefied in the buffer tank, so that the productivity of the semiconductor device is not impaired.
次に、図面を参照して本発明の好ましい実施例をさらに詳細に説明する。 Next, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1の基板処理装置を説明するための概略縦断面図である。液体材料と気体の2種類の原料を用いて、ALD法で成膜を行う半導体デバイスの製造装置の例である。本例では、液体材料の加熱にはバブリング方式を用いているが、気化器や恒温槽を用いた方法でも差異はない。 FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. This is an example of a semiconductor device manufacturing apparatus that performs film formation by an ALD method using two types of raw materials, liquid material and gas. In this example, the bubbling method is used for heating the liquid material, but there is no difference in the method using a vaporizer or a thermostatic bath.
液体原料41は、液体原料タンク40に入れられ、図示しないタンク加熱機構によって、十分蒸気圧が高くなるまで加熱される。通常は蒸気圧が1Torr程度以上となる温度まで加熱される。加熱することにより、液体原料はガスとして供給される。
The liquid
液体原料タンク40から処理室1までの原料供給配管42は、原料が再度液化して配管内に付着しないように配管加熱ヒータ30により加熱される。
The raw
原料供給配管42の途中にバッファタンク10を設け、バッファタンク10の前後には開閉バルブ21、22を設ける。ガスB供給配管12の途中にも開閉バルブ23を設ける。
A
バッファタンク10にはバッファタンク加熱機構50が取り付けられている。バッファタンク加熱機構50の設定温度は、通常は液体原料の蒸気圧が1Torr程度以上となる温度であって液体原料タンク40の温度よりも高い温度とする。
A buffer
手順例を以下に示す。
1)ガスBの供給
開閉バルブ23を開けてガスBを処理室1に供給する。その間、開閉バルブ25、24、21を開けてバッファタンク10に原料を充填する。
2)処理室1の真空引き
開閉バルブ23を閉めて処理室1内をポンプ2で真空引きする。また、開閉バルブ21、24、25を閉める。
3)原料Aの供給
開閉バルブ22を開けて処理室1に原料Aを供給する。
4)処理室1の真空引き
開閉バルブ22を閉めて処理室1内をポンプ2で真空引きする。
An example procedure is shown below.
1) Supply of gas B Open /
2) Vacuuming the
3) Supply of raw material A The open /
4) Vacuuming the
本実施例のように、常温以上に加熱できるバッファタンク加熱機構50を設けることで、バッファタンク10を液体原料の再液化温度よりも高くすることができる。そのため、バッファタンク10内に液体原料が再液化しないようにすることができ、液体原料でもバッファタンクを原料配管に設置することができるようになった。それにより、成膜時間の短縮、総処理時間の短縮を図ることができ、生産性を上げることができる。
By providing the buffer
図2は、比較のための基板処理装置を説明するための概略縦断面図である。
この比較例は、バッファタンク加熱機構50が取り付けられていな点で図1に示した実施例1と異なるが、他の点は同じである。成膜手順もバッファタンク加熱機構50でバッファタンク10を加熱しない点を除いて同じである。
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view for explaining a substrate processing apparatus for comparison.
This comparative example is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the buffer
この比較例では、液体材料は、バッファタンク10内の液体材料の分圧が液体材料の平衡蒸気圧より高くなった場合、バッファタンク10内に再液化する可能性がある。
In this comparative example, the liquid material may be reliquefied in the
液体材料が再液化した場合、まず、パーティクル源となる可能性がある。液体原料の多くは水分と加水分解反応を起こし、固化する物が多い。バッファタンク10内に液化した原料が大気中の水分等と反応する可能性があり、基板上のパーティクルの原因となる。
When the liquid material is reliquefied, it may first become a particle source. Many liquid raw materials undergo a hydrolysis reaction with moisture, and many are solidified. There is a possibility that the raw material liquefied in the
また、再液化は流量の不安定性を増加させる。平衡蒸気圧より分圧が高くなることでバッファタンク10内に液化したものは、例えばバッファタンク10と反応室1との間のバルブ22を開けた時は、バッファタンク10内の圧力が下がるため、再気化する。そのため、毎回の原料供給量が一定にならず、膜圧の変動の原因となる。液体の再液化は半導体デバイスの作成において、歩留まりの低下となる。
Reliquefaction also increases flow rate instability. What has been liquefied in the
図3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、図4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、処理炉部分を横断面で示す。図5は、本実施例の基板処理装置における縦型基板処理炉のノズル233を説明するための図であり、図5Aは概略図であり、図5Bは図3AのA部の部分拡大図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a vertical substrate processing furnace according to the present embodiment, showing a processing furnace portion in a longitudinal section, and FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a vertical substrate processing furnace according to the present embodiment. Yes, the processing furnace part is shown in cross section. FIG. 5 is a view for explaining the
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、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、少なくとも、反応管203、マニホールド209、及びシールキャップ219により処理室201を形成している。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
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には石英キャップ218を介して基板保持手段であるボート217が立設され、石英キャップ218はボート217を保持する保持体となっている。そして、ボート217は処理炉202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は処理炉202に挿入されたウエハ200を所定の温度に加熱する。
A
処理炉202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、232b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、処理炉202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、処理炉202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、処理炉202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200付近の温度よりも低い温度の領域である。
The
液体原料261であるTMAは、液体原料タンクであるTMA容器40に入れられ、十分蒸気圧が高くなるまで加熱される。通常はTMAの蒸気圧が10Torr程度以上となる20℃まで加熱される。加熱することにより、TMAはガスとして供給される。
The TMA that is the liquid
TMA容器260から処理室201までのガス供給管232bは、TMA原料が再度液化して配管内に付着しないようにヒータ300により50〜60℃に加熱される。
The
ガス供給管232bの途中にバッファタンク310を設け、バッファタンク310の前後にはバルブ255、256を設ける。
A
バッファタンク310にはバッファタンク加熱機構301が取り付けられている。バッファタンク加熱機構301の設定温度は、通常はTMAの蒸気圧が10Torr程度以上となる温度である20℃以上とする。
A buffer
ガス供給管232aからは、流量制御手段であるマスフローコントローラ241a及び開閉弁であるバルブ243aを介し、更に後述する処理炉202内に設置された多孔ノズル233を通して、処理炉202に反応ガス(O3)が供給される。
A reaction gas (O 3) is supplied from the
ガス供給管232bからは、流量制御手段であるマスフローコントローラ241b、開閉弁であるバルブ252、TMA容器260、開閉弁であるバルブ255、バッファタンク310、開閉弁であるバルブ256を介し、先に述べた多孔ノズル233をさらに介して処理炉202に反応ガス(TMA)が供給される。
From the
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を介してバッファタンク310とバルブ255との間に接続されている。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を介してバルブ243aの下流側に接続されている。
An
処理炉202はガスを排気する排気管であるガス排気管231によりバルブ243dを介して排気手段である真空ポンプ246に接続され、真空排気されるようになっている。尚、このバルブ243dは弁を開閉して処理炉202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。
The
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。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が設けてあり、ボート回転機構267を回転することにより、石英キャップ218に保持されたボート217を回転するようになっている。
A
制御手段であるコントローラ321は、マスフローコントローラ241a、241b、バルブ243a、252、250、243d、253、254、255、256、ヒータ207、ヒータ300、バッファタンク加熱機構301、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、マスフローコントローラ241a、241bの流量調整、バルブ243a、252、250、253、254、255、256の開閉動作、バルブ243dの開閉及び圧力調整動作、ヒータ207、ヒータ300、バッファタンク加熱機構301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
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。 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.
まず成膜しようとする半導体シリコンウエハ200をボート217に装填し、処理炉202に搬入する。搬入後、次の3つのステップを順次実行する。
First, a
[ステップ1]
ステップ1では、O3ガスを流す。まずガス供給管232aに設けたバルブ243a、及びガス排気管231に設けたバルブ243dを共に開けて、ガス供給管232aからマスフローコントローラ243aにより流量調整されたO3ガスをノズル233のガス供給孔248bから処理炉202に供給しつつガス排気管231から排気する。O3ガスを流すときは、バルブ243dを適正に調節して処理炉202内圧力を10〜100Paとする。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
また、このステップでは、O3ガスを処理炉202に供給している間に、バルブ252、255を開けてTMAガスをバッファタンク10に充填する。
TMAは常温で液体であり、処理炉202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炉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と処理炉202の間に設けられたバルブ252を共に開けて、キャリアガス供給管232bから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、バッファタンク10に充填される。
In this step, while the O 3 gas is being supplied to the
TMA is a liquid at room temperature, and in order to supply it to the
このとき、処理炉202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、ガス供給管232a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のバルブ243dは開いたままにし真空ポンプ246により、処理炉202を20Pa以下に排気し、残留O3を処理炉202から排除する。またバルブ252、255を閉める。なお、この時には、N2等の不活性ガスを、O3供給ラインであるガス供給管232aから処理炉202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
[ステップ3]
ステップ3では、ガス供給管232bに設けたバルブ256を開けてTMAガスを一気に処理炉202内に供給する。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, the
成膜後、バルブ243dを開けて処理炉202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供給ラインであるガス供給管232aおよびTMA供給ラインであるガス供給管232bからそれぞれ処理炉202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炉202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。
本実施例のように、常温以上に加熱できるバッファタンク加熱機構301を設けることで、バッファタンク310を液体原料であるTMAの再液化温度よりも高くすることができる。そのため、バッファタンク310内にTMAが再液化しないようにすることができ、液体原料であるTMAを使用する場合でもバッファタンクを原料配管に設置することができるようになった。それにより、成膜時間の短縮、総処理時間の短縮を図ることができ、生産性を上げることができる。
By providing the buffer
また、処理炉202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。
In addition, since the inside of the
また、O3供給ラインであるガス供給管232aおよびTMA供給ラインであるガス供給管232bを処理炉202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
次に、図6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, an outline of a semiconductor manufacturing apparatus which is an example of a substrate processing apparatus to which the present invention is suitably applied will be described with reference to FIG.
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118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
筐体101の後部上方には、処理炉202が設けられ、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を処理炉202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122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炉202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
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が処理炉202に挿入され、シールキャップ219により処理炉202が気密に閉塞される。気密に閉塞された処理炉202内ではウエハ200が加熱されると共に処理ガスが処理炉202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217が降下状態の際に処理炉202の下面を塞ぎ、外気が処理炉202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
The transport operation of the
1…処理室
2…ポンプ
10…バッファタンク
12…ガスB供給配管
13…排気配管
14…バブリング・ガス供給配管
21、22、23、24、25…開閉バルブ
30…配管加熱ヒータ
40…液体原料タンク
41…液体原料
42…原料供給配管
50…バッファタンク加熱機構
200…ウエハ
201…処理室
202…処理炉
203…反応管
207…ヒータ
209…マニホールド
217…ボート
218…石英キャップ
219…シールキャップ
220…Oリング
231…ガス排気管
232a…ガス供給管
232b…ガス供給管
232c…不活性ガスライン
232d…不活性ガスライン
233…ノズル
241a…マスフローコントローラ
241b…マスフローコントローラ
243a…バルブ
243d…バルブ
246…真空ポンプ
248b…ガス供給孔
251…ヒータベース
252…バルブ
253…バルブ
254…バルブ
255…バルブ
256…バルブ
260…TMA容器
261…液体原料(TMA)
267…ボート回転機構
300…ヒータ
301…バッファタンク加熱機構
310…バッファタンク
321…コントローラ
DESCRIPTION OF
267 ...
Claims (1)
少なくとも1枚の基板を前記処理室内に搬入出する搬入出機構と、
少なくとも一つ以上の原料を前記処理室に供給する原料供給機構と、
前記少なくとも一つ以上の原料のうち、少なくとも一つの原料が常温常圧で液体または固体であって、前記常温常圧で液体または固体である原料を気体に気化または昇華する気体化機構と、
前記気体化機構と前記処理室との間の前記原料供給機構の途中に設けられ、前記気体化された原料を一時的に溜めておくバッファタンクと、
前記バッファタンクを加熱する加熱機構と、を有することを特徴とする基板処理装置。 A processing chamber;
A loading / unloading mechanism for loading / unloading at least one substrate into / from the processing chamber;
A raw material supply mechanism for supplying at least one raw material to the processing chamber;
Among the at least one raw material, at least one raw material is liquid or solid at normal temperature and normal pressure, and a gasification mechanism that vaporizes or sublimates the raw material that is liquid or solid at normal temperature and normal pressure,
A buffer tank that is provided in the middle of the raw material supply mechanism between the gasification mechanism and the processing chamber, and temporarily stores the gasified raw material;
And a heating mechanism for heating the buffer tank.
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