JP2008294138A - Substrate treatment device - Google Patents

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Tetsuo Yamamoto
哲夫 山本
Takashi Nakagawa
崇 中川
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate treatment device capable of suppressing harmful effects to substrate treatment by a back-streaming gas from an exhaust line to a treatment chamber to ensure satisfactory substrate treatment. <P>SOLUTION: The substrate treatment device 1 comprises the treatment chamber 201, an O<SB>3</SB>generation device 300 for generating the O<SB>3</SB>gas, a first gas supply pipe 232a used to supply the O<SB>3</SB>gas generated by the O<SB>3</SB>generation device 300, the exhaust line 302 branched from the first gas supply pipe 232a and used to exhaust the O<SB>3</SB>gas, a valve V2 provided to the first supply line 232a, a check valve 304 provided to the exhaust line 302, a pressure switch 306 for measuring the pressure at an upstream side in the exhaust direction than the check valve 304, a pressure gauge 310 at a downstream side in the exhaust direction than the check valve 304, and a controller 280 for interrupting or halting the substrate treatment when a differential pressure between the detected value of the pressure switch 306 and the detected value of the pressure gauge 310 exceeds the threshold value. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、半導体装置を製造するために、例えばシリコンウェーハ、ガラス基板等の基板を処理する基板処理装置に関するものである。   The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate such as a silicon wafer or a glass substrate in order to manufacture a semiconductor device, for example.

基板処理装置であって、基板を処理する処理室と、この処理室に処理ガスを供給する供給ラインと、供給ラインから分岐した排気ラインとを有するものが知られている。このような基板処理装置では、供給ラインからの処理室への処理ガスの供給と排気ラインからの処理ガスの排気とを切り換えて、基板処理室に所望のタイミングで処理ガスを供給しようとしている。   A substrate processing apparatus having a processing chamber for processing a substrate, a supply line for supplying a processing gas to the processing chamber, and an exhaust line branched from the supply line is known. In such a substrate processing apparatus, the processing gas is supplied to the substrate processing chamber at a desired timing by switching between the supply of the processing gas from the supply line to the processing chamber and the exhaust of the processing gas from the exhaust line.

しかしながら、背景技術に示す基板処理装置では、排気ラインから処理室へ、例えば汚染された処理ガスが基板処理室に逆流してしまうことがあり、基板処理室でなされる基板処理に悪影響を与えることがある等の問題点が生じることがあった。   However, in the substrate processing apparatus shown in the background art, for example, a contaminated processing gas may flow back to the substrate processing chamber from the exhaust line to the processing chamber, which adversely affects the substrate processing performed in the substrate processing chamber. There was a problem that there was a problem.

本発明の目的は、排気ラインから処理室へのガスの逆流による悪影響を抑制し、良好な基板処理を実現する基板処理装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that suppresses adverse effects due to the backflow of gas from an exhaust line to a processing chamber and realizes good substrate processing.

本発明の第1の特徴とするところは、基板を収容し、該基板を処理する処理室と、所望の処理ガスを生成する生成装置と、前記処理室内に前記生成装置で生成された処理ガスを供給するために用いられる供給ラインと、前記供給ラインから分岐し、処理ガスを排気するために用いられる排気ラインと、前記供給ラインに設けられた開閉弁と、前記排気ラインに設けられた逆止弁と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、処理ガスの流れる方向において、前記逆止弁よりも下流側の圧力を検出する第1圧力計と、処理ガスの流れる方向において、前記逆止弁よりも上流側の圧力を検出する第2圧力計と、少なくも前記処理室での基板処理を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第1圧力計の検出値と前記第2圧力計の検出値との差圧がしきい値を超えたときに、前記処理室内にて実行されている処理を中断又は中止させる基板処理装置にある。ここで、逆止弁よりも上流側とは、生成装置の下流側であって、逆止弁の下流側でない部分のことである。すなわち、生成装置の下流側の供給ラインから処理室および排気手段までをも含む部分のことである。   The first feature of the present invention is that a substrate is accommodated and a processing chamber for processing the substrate, a generation device for generating a desired processing gas, and a processing gas generated by the generation device in the processing chamber. A supply line used for supplying gas, an exhaust line branched from the supply line and used for exhausting process gas, an on-off valve provided in the supply line, and a reverse provided in the exhaust line A stop valve, an exhaust means for exhausting the atmosphere in the processing chamber, a first pressure gauge that detects a pressure downstream of the check valve in a direction in which the processing gas flows, and a direction in which the processing gas flows, A second pressure gauge that detects a pressure upstream of the check valve, and at least a control unit that controls substrate processing in the processing chamber, wherein the control unit detects the first pressure gauge. Value and detection value of the second pressure gauge When the pressure difference exceeds the threshold, there is a substrate processing apparatus for interrupting or abort the process being executed by the processing chamber. Here, the upstream side of the check valve is a portion downstream of the generation device and not downstream of the check valve. That is, it is a portion including the supply line on the downstream side of the generating apparatus to the processing chamber and the exhaust means.

また、本発明の第2の特徴とするところは、基板を収容し、該基板を処理する処理室と、所望の処理ガスを生成する生成装置と、前記処理室内に前記生成装置で生成された処理ガスを供給するために用いられる供給ラインと、前記供給ラインから分岐し、処理ガスを排気するために用いられる排気ラインと、前記供給ラインに設けられた第1開閉弁と、前記排気ラインに設けられた第2開閉弁と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、少なくも前記第1及び第2開閉弁を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、第1及び第2開閉弁を同時に閉められた状態とし、所定時間経過後に前記第1及び第2開閉弁のいずれか一方を開けて、前記供給ラインへの処理ガスの供給と前記排気ラインからの処理ガスの排気とを切り換える基板処理装置にある。   The second feature of the present invention is that a substrate is accommodated and a processing chamber for processing the substrate, a generation device for generating a desired processing gas, and the generation device in the processing chamber are generated by the generation device. A supply line used for supplying the processing gas; an exhaust line branched from the supply line and used for exhausting the processing gas; a first on-off valve provided in the supply line; and the exhaust line A second on-off valve provided; an exhaust means for exhausting the atmosphere in the processing chamber; and a control unit that controls at least the first and second on-off valves. The second on-off valve is closed at the same time, and after a predetermined time has elapsed, one of the first and second on-off valves is opened to supply the processing gas to the supply line and the processing gas from the exhaust line. Substrate processing to switch between exhaust Apparatus is in.

本発明によれば、排気ラインから処理室へのガスの逆流を抑制し、良好な基板処理を実現する基板処理装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the backflow of the gas from an exhaust line to a process chamber can be suppressed, and the substrate processing apparatus which implement | achieves favorable substrate processing can be provided.

(第1の実施形態)
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1及び2には、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置1が示されている。基板処理装置1は、半導体装置(IC)の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やCVD処理などを行なう縦型の装置(以下、単に処理装置という)を適用した場合について述べる。図1は、本発明に適用される処理装置の斜透視図として示されている。また、図2は図1に示す処理装置の側面透視図である。
(First embodiment)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a substrate processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 1 is configured as a semiconductor manufacturing apparatus that performs processing steps in a semiconductor device (IC) manufacturing method. In the following description, a case where a vertical apparatus (hereinafter simply referred to as a processing apparatus) that performs oxidation, diffusion processing, CVD processing, or the like is applied to the substrate as the substrate processing apparatus will be described. FIG. 1 is a perspective view of a processing apparatus applied to the present invention. FIG. 2 is a side perspective view of the processing apparatus shown in FIG.

筐体101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、該カセットステージ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、該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、前記カセットエレベータ115の後側には、前記カセット100の載置手段としてのカセット棚109が設けられるとともに、前記カセットステージ105の上方にも、予備カセット棚110が設けられている。前記予備カセット棚110の上方にはクリーンユニット118が設けられ、クリーンエアを前記筐体101の内部に流通させるように構成されている。   On the front side of the housing 101, a cassette stage 105 is provided as a holder transfer member for transferring the cassette 100 as a substrate storage container to and from an external transfer device (not shown). Is provided with a cassette elevator 115 as a lifting means, and a cassette transfer machine 114 as a conveying means is attached to the cassette elevator 115. Further, a cassette shelf 109 as a mounting means for the cassette 100 is provided on the rear side of the cassette elevator 115, and a spare cassette shelf 110 is also provided above the cassette stage 105. A clean unit 118 is provided above the spare cassette shelf 110 and is configured to distribute clean air inside the casing 101.

筐体101の後部上方には、処理炉202が設けられ、該処理炉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を該処理炉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、該ボートエレベータ121に取り付けられた昇降部材122の先端部には蓋体としてのシールキャップ219が取り付けられ、該ボート217を垂直に支持している。前記ボートエレベータ121と前記カセット棚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、該移載エレベータ113には基板搬送手段としてのウエハ移載機112が取り付けられている。また、前記ボートエレベータ121の横には、開閉機構を持ち前記処理炉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 processing furnace 202 is provided above the rear portion of the housing 101, and a boat 217 as a substrate holding unit that holds the wafers 200 as substrates in a horizontal posture in multiple stages is provided in the processing furnace 202 below the processing furnace 202. A boat elevator 121 is provided as an elevating means for raising and lowering, and a seal cap 219 as a lid is attached to the tip of an elevating member 122 attached to the boat elevator 121 to support the boat 217 vertically. . Between the boat elevator 121 and the cassette shelf 109, a transfer elevator 113 as an elevating means is provided, and a wafer transfer machine 112 as a substrate transfer means is attached to the transfer elevator 113. Next to the boat elevator 121, a furnace port shutter 116 is provided as a shielding member that has an opening / closing mechanism and closes the lower surface of the processing furnace 202.

前記ウエハ200が装填された前記カセット100は、図示しない外部搬送装置から前記カセットステージ105に該ウエハ200が上向きの姿勢で搬入され、該ウエハ200が水平の姿勢になるよう該カセットステージ105で90°回転させられる。更に、前記カセット100は、前記カセットエレベータ115の昇降動作、横行動作及び前記カセット移載機114の進退動作、回転動作の協働により前記カセットステージ105から前記カセット棚109又は前記予備カセット棚110に搬送される。   The cassette 100 loaded with the wafer 200 is loaded into the cassette stage 105 from an external transfer device (not shown) in an upward posture, and is moved 90 by the cassette stage 105 so that the wafer 200 is in a horizontal posture. ° Rotated. Further, the cassette 100 is moved from the cassette stage 105 to the cassette shelf 109 or the spare cassette shelf 110 by cooperation of the raising / lowering operation of the cassette elevator 115, the transverse operation, the advance / retreat operation of the cassette transfer machine 114, and the rotation operation. Be transported.

前記カセット棚109には前記ウエハ移載機112の搬送対象となる前記カセット100が収納される移載棚123があり、前記ウエハ200が移載に供される該カセット100は前記カセットエレベータ115、前記カセット移載機114により該移載棚123に移載される。   The cassette shelf 109 has a transfer shelf 123 in which the cassette 100 to be transferred by the wafer transfer device 112 is stored. The cassette 100 to which the wafer 200 is transferred is the cassette elevator 115, The cassette is transferred to the transfer shelf 123 by the cassette transfer device 114.

前記カセット100が前記移載棚123に移載されると、前記ウエハ移載機112の進退動作、回転動作及び前記移載エレベータ113の昇降動作の協働により該移載棚123から降下状態の前記ボート217に前記ウエハ200を移載する。   When the cassette 100 is transferred to the transfer shelf 123, the wafer 100 is lowered from the transfer shelf 123 by the cooperation of the forward / backward movement operation, the rotation operation, and the lifting / lowering operation of the transfer elevator 113. The wafer 200 is transferred to the boat 217.

前記ボート217に所定枚数の前記ウエハ200が移載されると、前記ボートエレベータ121により該ボート217が前記処理炉202に挿入され、前記シールキャップ219により前記処理炉202が気密に閉塞される。気密に閉塞された前記処理炉202内では前記ウエハ200が加熱されるとともに処理ガスが該処理炉202に供給され、前記ウエハ200に処理がなされる。   When a predetermined number of wafers 200 are transferred to the boat 217, the boat 121 is inserted into the processing furnace 202 by the boat elevator 121, and the processing furnace 202 is airtightly closed by the seal cap 219. In the processing furnace 202 that is airtightly closed, the wafer 200 is heated and a processing gas is supplied to the processing furnace 202 so that the wafer 200 is processed.

前記ウエハ200への処理が完了すると、該ウエハ200は上述した動作と逆の手順により、前記ボートから前記移載棚123の前記カセット100に移載され、該カセット100は前記カセット移載機114により該移載棚123から前記カセットステージ105に移載され、図示しない外部搬送装置により前記筐体101の外部に搬出される。尚、前記炉口シャッタ116は、前記ボート217が降下状態の際に前記処理炉202の下面を塞ぎ、外気が該処理炉202内に巻き込まれるのを防止している。   When the processing on the wafer 200 is completed, the wafer 200 is transferred from the boat to the cassette 100 of the transfer shelf 123 by a procedure reverse to the above-described operation, and the cassette 100 is transferred to the cassette transfer machine 114. As a result, the sample is transferred from the transfer shelf 123 to the cassette stage 105 and is carried out of the casing 101 by an external transfer device (not shown). The furnace port shutter 116 closes the lower surface of the processing furnace 202 when the boat 217 is in the lowered state, and prevents outside air from being caught in the processing furnace 202.

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。   The transport operation of the cassette transfer machine 114 and the like is controlled by the transport control means 124.

次に、上述した処理炉202について図3及び4に基づいて詳細に説明する。
図3は、本実施の形態で好適に用いられる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉202部分を縦断面で示し、図4は本実施の形態で好適に用いられる縦型の基板処理炉の概略構成図であり、処理炉202部分を図3のA−A線断面図で示す。
Next, the processing furnace 202 described above will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a vertical substrate processing furnace suitably used in the present embodiment, showing a processing furnace 202 portion in a vertical cross section, and FIG. 4 is a vertical type suitably used in the present embodiment. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the substrate processing furnace of FIG.

加熱装置(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の反応管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によりマニホールド209が気密部材であるOリング220を介して下端開口は蓋体であるシールキャップ219によりOリング220を介して気密に閉塞され、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。シールキャップ219にはボート支持台218を介して基板保持部材(基板保持手段)であるボート217が立設され、ボート支持台218はボートを保持する保持体となっている。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 reaction tube 203 as a reaction vessel for processing a wafer 200 as a substrate is provided inside a heater 207 as a heating device (heating means), and a manifold 209 is airtight at the lower end of the reaction tube 203 by, for example, stainless steel. The lower end opening is hermetically closed through the O-ring 220 by a seal cap 219 as a lid through an O-ring 220 that is a member, and at least a processing chamber 201 is formed by the reaction tube 203, the manifold 209, and the seal cap 219. ing. A boat 217 as a substrate holding member (substrate holding means) is erected on the seal cap 219 via a boat support base 218, and the boat support base 218 serves as a holding body for holding the boat. Then, the boat 217 is inserted into the processing chamber 201. A plurality of wafers 200 to be batch-processed are stacked on the boat 217 in a horizontal posture in multiple stages in the tube axis direction. The heater 207 heats the wafer 200 inserted into the processing chamber 201 to a predetermined temperature.

処理室201へは複数種類、ここでは2種類の処理ガスを供給する供給経路としての2本のガス供給管(第1ガス供給管232a、第2ガス供給管232b)が設けられている。第1ガス供給管232aには上流方向から順に流量制御装置(流量制御手段)である液体マスフローコントローラ240、気化器242、及び開閉弁であるバルブV1が設けられている。また、第1ガス供給管232aには、図示を省略するキャリアガス供給管が合流するように接続されていて、キャリアガス供給管を介して第1ガス供給管232aにキャリアガスが供給されるようになっている。   Two gas supply pipes (a first gas supply pipe 232a and a second gas supply pipe 232b) are provided as a supply path for supplying a plurality of types of processing gases, here two types of processing gases, to the processing chamber 201. The first gas supply pipe 232a is provided with a liquid mass flow controller 240 that is a flow rate control device (flow rate control means), a vaporizer 242, and a valve V1 that is an on-off valve in order from the upstream direction. Further, a carrier gas supply pipe (not shown) is connected to the first gas supply pipe 232a so that the carrier gas is supplied to the first gas supply pipe 232a via the carrier gas supply pipe. It has become.

また、第1ガス供給管232aの先端部には、処理室201を構成している反応管203の内壁とウエハ200との間における円弧状の空間に、反応管203の下部より上部の内壁にウエハ200の積載方向に沿って、第1ノズル233aが設けられ、第1ノズル233aの側面にはガスを供給する供給孔である第1ガス供給孔248aが設けられている。この第1ガス供給孔248aは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。   Further, at the tip of the first gas supply pipe 232a, an arc-shaped space between the inner wall of the reaction tube 203 constituting the processing chamber 201 and the wafer 200 is formed on the inner wall above the lower portion of the reaction tube 203. A first nozzle 233a is provided along the stacking direction of the wafer 200, and a first gas supply hole 248a, which is a supply hole for supplying gas, is provided on a side surface of the first nozzle 233a. The first gas supply holes 248a have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch.

第2ガス供給管232bには上流方向から順に、O発生装置300、流量制御装置(流量制御手段)であるマスフローコントローラMFC1、開閉弁であるバルブV2が設けられている。また、第2ガス供給管232bには、図示を省略するキャリアガス供給管が合流するように接続されていて、キャリアガス供給管を介して第2ガス供給管232bにキャリアガスが供給されるようになっている。 The second gas supply pipe 232b is provided with an O 3 generator 300, a mass flow controller MFC1 that is a flow rate control device (flow rate control means), and a valve V2 that is an on-off valve in order from the upstream direction. Further, a carrier gas supply pipe (not shown) is connected to the second gas supply pipe 232b so that the carrier gas is supplied to the second gas supply pipe 232b through the carrier gas supply pipe. It has become.

また、第2ガス供給管232bの先端部には、処理室201を構成している反応管203の内壁とウエハ200との間における円弧状の空間に、反応管203の下部より上部の内壁にウエハ200の積載方向に沿って、第2ノズル233bが設けられ、第2ノズル233bの側面にはガスを供給する供給孔である第2ガス供給孔248bが設けられている。この第2ガス供給孔248bは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。   In addition, at the tip of the second gas supply pipe 232 b, an arc-shaped space between the inner wall of the reaction tube 203 constituting the processing chamber 201 and the wafer 200 is formed on the inner wall above the lower portion of the reaction tube 203. A second nozzle 233b is provided along the loading direction of the wafer 200, and a second gas supply hole 248b, which is a supply hole for supplying gas, is provided on the side surface of the second nozzle 233b. The second gas supply holes 248b have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch.

例えば第1ガス供給管232aから供給される原料が液体の場合、第1ガス供給管232aからは、液体マスフローコントローラ240、気化器242、及びバルブV1を介し、更にノズル233aを介して、図示を省略するキャリアガス供給管から供給されるキャリアガスと混合された反応ガスが、処理室201内に供給される。例えば第1ガス供給管232aから供給される原料が気体の場合には、液体マスフローコントローラ240を気体用のマスフローコントローラに交換し、気化器242は不要となる。また、第2ガス供給管232bからはマスフローコントローラMFC1、バルブV2を介し、更に第2ノズル233bを介して、図示を省略するキャリアガス供給管から供給されたキャリアガスと混合された反応ガスが処理室201内に供給される。   For example, when the raw material supplied from the first gas supply pipe 232a is liquid, the first gas supply pipe 232a is illustrated via the liquid mass flow controller 240, the vaporizer 242, and the valve V1, and further via the nozzle 233a. A reaction gas mixed with a carrier gas supplied from a carrier gas supply pipe which is omitted is supplied into the processing chamber 201. For example, when the raw material supplied from the first gas supply pipe 232a is gas, the liquid mass flow controller 240 is replaced with a gas mass flow controller, and the vaporizer 242 becomes unnecessary. The reaction gas mixed with the carrier gas supplied from the carrier gas supply pipe (not shown) is processed from the second gas supply pipe 232b through the mass flow controller MFC1 and the valve V2, and further through the second nozzle 233b. It is supplied into the chamber 201.

第2ガス供給管232bのO発生装置とマスフローコントローラMFC1との間の位置には、第2ガス供給管232bから分岐するように排気ライン302が設けられている。排気ライン302は、O発生装置で生成されたOガスを排気するために用いられ、例えば、工場設備として備えられている負圧発生装置(不図示)に接続されていて、この負圧発生装置が発生させる負圧により排気ライン302を介してOガスの排気がなされる。また、排気ライン302には、Oガスの排気方向上流側から順に、チェックバルブと称されることがある逆止弁304と、第1圧力計として用いられる圧力SW306及び圧力計308が設けられている。 An exhaust line 302 is provided at a position between the O 3 generator of the second gas supply pipe 232b and the mass flow controller MFC1 so as to branch from the second gas supply pipe 232b. Exhaust line 302 is used to evacuate the O 3 gas generated in the O 3 generator, for example, the negative pressure generating is provided as a factory facility equipment be connected to a (not shown), the negative pressure O 3 gas is exhausted through the exhaust line 302 by the negative pressure generated by the generator. In addition, the exhaust line 302 is provided with a check valve 304 that may be referred to as a check valve, a pressure SW 306 and a pressure gauge 308 that are used as a first pressure gauge, in order from the upstream side of the O 3 gas in the exhaust direction. ing.

圧力SW306は、排気ライン302のOガス排気方向における逆止弁304よりも下流側の圧力を検出するために用いられ、後述するコントローラ280に接続されていて、検出した圧力をコントローラ280に出力する。圧力SW306は、例えば、基板処理装置1の環境設定や日常点検に用いられる。 The pressure SW 306 is used to detect the pressure downstream of the check valve 304 in the O 3 gas exhaust direction of the exhaust line 302, and is connected to a controller 280 described later, and outputs the detected pressure to the controller 280. To do. The pressure SW 306 is used, for example, for environment setting or daily inspection of the substrate processing apparatus 1.

また、処理室201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V3を介して、処理室201内の雰囲気を排気する排気手段として用いられる真空ポンプ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V3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となっている開閉弁である。また、排気管231には、排気管231内の圧力を検出する圧力計310が設けられている。圧力計310は、処理ガス(Oガス)の排気される方向において、バルブV1よりも下流側の圧力を検出する第2圧力計として用いられている。圧力計310は、後述するコントローラ280に接続されていて、検出した圧力をコントローラ280に出力する。 Further, the processing chamber 201 is connected to a vacuum pump 246 used as an exhaust means for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201 through a valve V3 by a gas exhaust pipe 231 which is an exhaust pipe for exhausting gas, and is evacuated. It has become so. The valve V3 is an open / close valve that can open and close the valve to stop evacuation / evacuation of the processing chamber 201, and further adjust the valve opening to adjust the pressure. The exhaust pipe 231 is provided with a pressure gauge 310 that detects the pressure in the exhaust pipe 231. The pressure gauge 310 is used as a second pressure gauge that detects the pressure downstream of the valve V1 in the exhaust direction of the processing gas (O 3 gas). The pressure gauge 310 is connected to a controller 280 described later, and outputs the detected pressure to the controller 280.

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、図示しない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ためにボート217を回転するためのボート回転機構267が設けてあり、ボート回転機構267を駆動することにより、ボート支持台218に支持されたボート217を回転するようになっている。   A boat 217 for mounting a plurality of wafers 200 in multiple stages at the same interval is provided at the center of the reaction tube 203. The boat 217 can enter and exit the reaction tube 203 by a boat elevator mechanism (not shown). It has become. Further, a boat rotation mechanism 267 for rotating the boat 217 is provided to improve the uniformity of processing, and the boat 217 supported by the boat support 218 is rotated by driving the boat rotation mechanism 267. It is like that.

制御部(制御手段)であるコントローラ280は、液体マスフローコントローラ240、マスフローコントローラMFC1、バルブV1、V2、V3、ヒータ207、真空ポンプ246、ボート回転機構267、図示しないボート昇降機構、及び圧力SW306に接続されており、圧力SW306で検出された圧力、及び圧力計310で検出した圧力が入力され、液体マスフローコントローラ240、及びマスフローコントローラMFC1の流量調整、バルブV1、V2、V3の開閉及び圧力調整動作、ヒータ207の温度調整、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を行う。   The controller 280 as a control unit (control means) includes a liquid mass flow controller 240, a mass flow controller MFC1, valves V1, V2, V3, a heater 207, a vacuum pump 246, a boat rotation mechanism 267, a boat lifting mechanism (not shown), and a pressure SW306. The pressure detected by the pressure SW 306 and the pressure detected by the pressure gauge 310 are input, the flow rate adjustment of the liquid mass flow controller 240 and the mass flow controller MFC1, the opening and closing of the valves V1, V2, and V3, and the pressure adjustment operation The temperature adjustment of the heater 207, the start / stop of the vacuum pump 246, the rotation speed adjustment of the boat rotation mechanism 267, and the raising / lowering operation control of the boat lifting mechanism are performed.

図5には、逆止弁304が示されている。
図5(a)に示されるように、逆止弁304は、例えば略球形で、排気ライン302内に移動可能に設けられた弁体314を有する。弁体314の処理ガス(Oガス)の排気方向下流側(圧力SW306及び圧力計308側)には、例えばコイルスプリング等の弾性体316の一端部が固定されている。弾性体316の他端部は一端部よりも排気方向下流側で、排気ライン302に固定されている。
FIG. 5 shows a check valve 304.
As shown in FIG. 5A, the check valve 304 has, for example, a substantially spherical shape and has a valve body 314 that is movably provided in the exhaust line 302. One end of an elastic body 316 such as a coil spring is fixed on the downstream side (pressure SW 306 and pressure gauge 308 side) of the processing gas (O 3 gas) in the valve body 314 in the exhaust direction. The other end of the elastic body 316 is fixed to the exhaust line 302 on the downstream side in the exhaust direction from the one end.

また、逆止弁304は、弁体314が着座する着座部材317を有する。着座部材317は、排気ライン302内における、弁体314よりも処理ガスの排気方向に上流側に配置されていて、処理ガスが通過することができる貫通孔が形成されているとともに、弁体314の側に弁体314が着座する着座面318が形成されている。着座面は、処理ガスが排気される方向における上流側がせまく、下流側、すなわち弁体314側が広いすり鉢形状をしていて、着座面318に弁体314が着座することで、排気ライン302内での処理ガスの流れが封止される。   The check valve 304 includes a seating member 317 on which the valve body 314 is seated. The seating member 317 is disposed upstream of the valve body 314 in the exhaust line 302 in the exhaust direction of the processing gas, has a through hole through which the processing gas can pass, and the valve body 314. A seating surface 318 on which the valve body 314 is seated is formed on the side of the seat. In the exhaust line 302, the seating surface is formed in a mortar shape in which the upstream side in the direction in which the processing gas is exhausted is formed, and the downstream side, that is, the valve body 314 side is wide. The process gas flow is sealed.

逆止弁304は、正常に処理ガスの排気が行われている際は、図5(a)に示すように弁体314と着座面318とが離間していて、弁体314と着座面318との間を通過するようにして、上流側から下流側に処理ガスが排気される。一方、処理ガスを排気するための真空引き弱くなり、排気ライン302の弁体314の下流側の圧力が高くなると、この圧力によって、弾性体316の弾性に抗して、弁体314が処理ガス排気方向上流側に移動する。そして図5(c)に示されるように、弁体314が着座面318に着座する。このため、弁体314の下流側から弁体314の上流側、すなわち処理室201(図3)側へと処理ガスが逆流することが防止される。   In the check valve 304, when the processing gas is normally exhausted, as shown in FIG. 5A, the valve body 314 and the seating surface 318 are separated from each other, and the valve body 314 and the seating surface 318 are separated. The processing gas is exhausted from the upstream side to the downstream side. On the other hand, when the vacuum for exhausting the processing gas is weakened and the pressure on the downstream side of the valve body 314 in the exhaust line 302 is increased, the pressure causes the valve body 314 to resist the elasticity of the elastic body 316. Move upstream in the exhaust direction. Then, as shown in FIG. 5C, the valve body 314 is seated on the seating surface 318. For this reason, it is possible to prevent the processing gas from flowing backward from the downstream side of the valve body 314 to the upstream side of the valve body 314, that is, the processing chamber 201 (FIG. 3) side.

処理ガスを排気するための真空引きが弱くなり、排気ライン302の弁体314よりも下流側の圧力が高くなった場合であっても、弁体の下流側の圧力と上流側の圧力との差が十分でないと、図5(b)に示すように、弁体314は着座面318に着座する位置までは移動しない。この場合、弁体314と着座面318との間を通過して、弁体314の下流側から弁体314の上流側、すなわち処理室201(図3)側へと処理ガスの逆流が生じてしまう。   Even when the evacuation for exhausting the processing gas is weakened and the pressure on the downstream side of the valve body 314 of the exhaust line 302 is increased, the pressure on the downstream side of the valve body and the pressure on the upstream side If the difference is not sufficient, the valve element 314 does not move to the position where it sits on the seating surface 318 as shown in FIG. In this case, a backflow of the processing gas occurs between the valve body 314 and the seating surface 318 and from the downstream side of the valve body 314 to the upstream side of the valve body 314, that is, the processing chamber 201 (FIG. 3) side. End up.

次に、本発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の動作を、ALD法を用いた成膜処理例について、半導体デバイスの製造工程の一つである、TEMAH及びOを用いてHfO膜を成膜する例を基に説明する。 Next, the operation of the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is performed using HfO using TEMAH and O 3 , which are one of semiconductor device manufacturing processes, for a film forming process example using the ALD method. A description will be given based on an example of forming two films.

CVD(Chemical Vapor Deposition)法の一つであるALD(Atomic Layer Deposition)法は、ある成膜条件(温度、時間等)の下で、成膜に用いる少なくとも2種類の原料となる反応性ガスを1種類ずつ交互に基板上に供給し、1原子単位で基板上に吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。このとき、膜厚の制御は、反応性ガスを供給するサイクル数で行う(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、20サイクル行う)。   ALD (Atomic Layer Deposition) method, which is one of CVD (Chemical Vapor Deposition) methods, uses reactive gases as at least two kinds of raw materials used for film formation under certain film formation conditions (temperature, time, etc.). This is a method in which one type is alternately supplied onto a substrate, adsorbed onto the substrate in units of one atom, and film formation is performed using a surface reaction. At this time, the film thickness is controlled by the number of cycles for supplying the reactive gas (for example, if the film forming speed is 1 kg / cycle, 20 cycles are performed when a 20 mm film is formed).

ALD法では、例えばHfO膜形成の場合、TEMAH(Hf[NCH、テトラキスメチルエチルアミノハフニウム)とO(オゾン)を用いて180〜250℃の低温で高品質の成膜が可能である。 In the ALD method, for example, in the case of HfO 2 film formation, high quality at a low temperature of 180 to 250 ° C. using TEMAH (Hf [NCH 3 C 2 H 5 ] 4 , tetrakismethylethylaminohafnium) and O 3 (ozone). Film formation is possible.

まず、上述したようにウエハ200をボート217に装填し、処理室201に搬入する。ボート217を処理室201に搬入後、後述する3つのステップを順次実行する。   First, as described above, the wafers 200 are loaded into the boat 217 and loaded into the processing chamber 201. After the boat 217 is carried into the processing chamber 201, the following three steps are sequentially executed.

(ステップ1)
第1ガス供給管232aにTEMAHを流すために、第1ガス供給管232aのバルブV1、及びガス排気管231のバルブV3をともに開ける。この際、図示を省略するキャリアガス供給管から第1ガス供給管232a内に、例えばNガス等のキャリアガスを供給して、キャリアガスとTEMAHとの混合ガスを流すようにしても良い。TEMAHは、第1ガス供給管232aの上流側から供給され、液体マスフローコントローラ240により流量調整され、気化器242により気化され、バルブV1を通過して、第1ノズル233aの第1ガス供給孔248aから処理室201内に供給されつつ、ガス排気管231から排気される。
(Step 1)
In order to flow TEMAH through the first gas supply pipe 232a, both the valve V1 of the first gas supply pipe 232a and the valve V3 of the gas exhaust pipe 231 are opened. At this time, a carrier gas such as N 2 gas may be supplied from a carrier gas supply pipe (not shown) into the first gas supply pipe 232a so that a mixed gas of carrier gas and TEMAH flows. TEMAH is supplied from the upstream side of the first gas supply pipe 232a, adjusted in flow rate by the liquid mass flow controller 240, vaporized by the vaporizer 242, passes through the valve V1, and passes through the first gas supply hole 248a of the first nozzle 233a. From the gas exhaust pipe 231 while being supplied into the processing chamber 201.

この時、バルブV3を適正に調整することで、処理室201内が予め定められた圧力の範囲に維持される。液体マスフローコントローラ240で制御するTEMAHの供給量は、例えば0.01〜0.1g/minである。TEMAHガスにウエハ200を晒す時間は、例えば、30〜180秒間である。このときヒータ207温度はウエハの温度が、例えば180〜250℃の範囲となるように設定してある。TEMAHを処理室201内に供給することで、ウエハ200上の下地膜などの表面部分と表面反応(化学吸着)する。   At this time, the inside of the processing chamber 201 is maintained within a predetermined pressure range by appropriately adjusting the valve V3. The supply amount of TEMAH controlled by the liquid mass flow controller 240 is, for example, 0.01 to 0.1 g / min. The time for exposing the wafer 200 to the TEMAH gas is, for example, 30 to 180 seconds. At this time, the temperature of the heater 207 is set so that the temperature of the wafer falls within a range of 180 to 250 ° C., for example. By supplying TEMAH into the processing chamber 201, surface reaction (chemical adsorption) with a surface portion such as a base film on the wafer 200 occurs.

(ステップ2)
第1ガス供給管232aのバルブV1を閉め、TEMAHの供給を停止する。このときガス排気管231のバルブV3は開いたままとし、真空ポンプ246により処理室201内を20Pa以下となるまで排気し、残留TEMAHガスを処理室201内から排除する。このとき、例えばN等の不活性ガスを処理室201内へ供給すると、更に残留TEMAHガスを排除する効果が高まる。
(Step 2)
The valve V1 of the first gas supply pipe 232a is closed, and the supply of TEMAH is stopped. At this time, the valve V3 of the gas exhaust pipe 231 is kept open, and the inside of the processing chamber 201 is exhausted to 20 Pa or less by the vacuum pump 246, and the residual TEMAH gas is removed from the processing chamber 201. At this time, for example, if an inert gas such as N 2 is supplied into the processing chamber 201, the effect of removing residual TEMAH gas is further enhanced.

(ステップ3)
第2ガス供給管232bにOを流すために第2ガス供給管232bのバルブV2を開ける。この際、図示を省略するキャリアガス供給管から第1ガス供給管232a内に、例えばNガス等のキャリアガスを供給して、キャリアガスとOガスとの混合ガスを流すようにしても良い。Oガスは、O発生装置300でOから生成され、マスフローコントローラMFC1によって流量の調整がなされ、バルブV2を介して、第2ノズル233bの第2ガス供給孔248bから処理室201内に供給されつつガス排気管231から排気される。
(Step 3)
In order to flow O 3 through the second gas supply pipe 232b, the valve V2 of the second gas supply pipe 232b is opened. At this time, a carrier gas such as N 2 gas is supplied from a carrier gas supply pipe (not shown) into the first gas supply pipe 232a so that a mixed gas of the carrier gas and the O 3 gas flows. good. O 3 gas is generated from O 2 by the O 3 generator 300, the flow rate is adjusted by the mass flow controller MFC1, and the valve V2 is passed through the second gas supply hole 248b of the second nozzle 233b into the processing chamber 201. The gas is exhausted from the gas exhaust pipe 231 while being supplied.

この時、バルブV3を適正に調整することで、処理室201内が予め定められた圧力の範囲に維持される。また、Oにウエハ200を晒す時間は、例えば、10〜120秒間である。このときのウエハの温度が、ステップ1のTEMAHガスの供給時と同じく、例えば、180〜250℃の範囲となるようヒータ207を設定する。Oの供給により、ウエハ200の表面に化学吸着したTEMAHとOとが表面反応して、ウエハ200上にHfO膜が成膜される。 At this time, the inside of the processing chamber 201 is maintained within a predetermined pressure range by appropriately adjusting the valve V3. The time for exposing the wafer 200 to O 3 is, for example, 10 to 120 seconds. The heater 207 is set so that the temperature of the wafer at this time is in the range of 180 to 250 ° C., for example, as in the case of supplying the TEMAH gas in Step 1. By supplying O 3 , TEMAH chemically adsorbed on the surface of the wafer 200 and O 3 react with each other, and an HfO 2 film is formed on the wafer 200.

成膜後、第2ガス供給管232bのバルブV2を閉じ、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、残留するガスを排除する。このとき、N等の不活性ガスを反応管203内に供給すると、更に残留するO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 valve V2 of the second gas supply pipe 232b is closed, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and the remaining gas is removed. At this time, when an inert gas such as N 2 is supplied into the reaction tube 203, the effect of removing the remaining gas after contributing to the film formation of O 3 from the processing chamber 201 is enhanced.

また、上述したステップ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上に所定の膜厚のHfO膜を成膜することができる。 Further, steps 1 to 3 described above are set as one cycle, and by repeating this cycle a plurality of times, an HfO 2 film having a predetermined thickness can be formed on the wafer 200.

上述のステップ1〜3を通じて、O発生装置300は稼働し続けていている。これより、O発生装置300から供給されるOの流量が安定させることができる。このため、ステップ1で、処理室201にTEMAHを供給しているタイミングでは、O発生装置300で生成されたOガスを、排気ライン302を用いて排気する。この際、Oの除去は、排気ライン302のOガス排気方向下流側に設けられた、例えば、工場設備として備えられている負圧発生装置(不図示)によりなされる。 Through the steps 1 to 3 described above, the O 3 generator 300 continues to operate. Thus, the flow rate of O 3 supplied from the O 3 generator 300 can be stabilized. For this reason, at the timing when TEMAH is supplied to the processing chamber 201 in step 1, the O 3 gas generated by the O 3 generator 300 is exhausted using the exhaust line 302. At this time, the removal of O 3 is performed by, for example, a negative pressure generator (not shown) provided as factory equipment provided downstream of the exhaust line 302 in the O 3 gas exhaust direction.

上述のステップ2で、第2ガス供給管232bのバルブV2を開けた状態では、第2の供給管232bを介して、排気ライン302、及び排気ライン302に接続された負圧発生装置は、処理室201と連通した状態にある。このため、排気ライン302や、排気ライン302に接続された負圧発生装置から処理室201内にOガス等が逆流して、処理室201内を汚染する虞がある。そして、処理室201内が汚染されると、処理されるウエハ200の品質が低下する。そこで、この実施形態では、排気ライン302に逆止弁304を設けて、排気ライン302側から処理室201へのガスの逆流を防止し、ウエハ200の品質低下を抑制している。 In the state where the valve V2 of the second gas supply pipe 232b is opened in Step 2 described above, the exhaust line 302 and the negative pressure generator connected to the exhaust line 302 are processed through the second supply pipe 232b. In communication with the chamber 201. For this reason, O 3 gas or the like may flow back into the processing chamber 201 from the exhaust line 302 or the negative pressure generator connected to the exhaust line 302 to contaminate the processing chamber 201. When the inside of the processing chamber 201 is contaminated, the quality of the wafer 200 to be processed is degraded. Therefore, in this embodiment, a check valve 304 is provided in the exhaust line 302 to prevent a back flow of gas from the exhaust line 302 side to the processing chamber 201 and to suppress deterioration of the quality of the wafer 200.

しかしながら、先述のように、処理ガスを排気するための真空引きが弱くなり、排気ライン302の弁体314よりも下流側の圧力が高くなった場合であっても、弁体の下流側の圧力と上流側の圧力との差が十分でないと、逆止弁304は、排気ライン302側から処理室201へのガスの逆流を防止できない(図5(b)参照)。そこで、この実施形態では、圧力SW306及び圧力計310の出力に基づく、コントローラ280による制御によって、処理されるウエハ200の品質低下を図っている。   However, as described above, even when the evacuation for exhausting the processing gas is weakened and the pressure on the downstream side of the valve body 314 of the exhaust line 302 becomes higher, the pressure on the downstream side of the valve body If the difference between the pressure and the upstream pressure is not sufficient, the check valve 304 cannot prevent the backflow of gas from the exhaust line 302 side to the processing chamber 201 (see FIG. 5B). Therefore, in this embodiment, the quality of the wafer 200 to be processed is reduced by the control by the controller 280 based on the outputs of the pressure SW 306 and the pressure gauge 310.

コントローラ280には、例えばウエハ200の処理前や、ウエハ200の処理中に、圧力SW306からの出力、すなわち、排気ライン302の逆止弁304よりも、Oガスの排気方向下流側の圧力値(以下、「下流側圧力値」)が入力される。また、コントローラ280には、圧力計310から、バルブV2よりも処理ガスの排気される方向において上流側、すなわち、処理室201側の入力値(以下、「上流側圧力値」)が入力される。そして、コントローラ280は、入力された上流側圧力値と下流側圧力値との差圧を演算し、この差圧が予め定められたしきい値を下回っている否かを判別する。判別に用いられるしきい値は、下流側圧力が上流側圧力よりも十分に低く、通常、処理室201内へガスの逆流が生じることがない値に予め定められている。 For example, before the processing of the wafer 200 or during the processing of the wafer 200, the controller 280 outputs the output from the pressure SW 306, that is, the pressure value downstream of the O 3 gas in the exhaust direction from the check valve 304 of the exhaust line 302. (Hereinafter, “downstream pressure value”) is input. In addition, an input value on the upstream side, that is, the processing chamber 201 side in the direction in which the processing gas is exhausted from the valve V2 (hereinafter, “upstream pressure value”) is input from the pressure gauge 310 to the controller 280. . Then, the controller 280 calculates a differential pressure between the input upstream pressure value and the downstream pressure value, and determines whether or not this differential pressure is below a predetermined threshold value. The threshold value used for the determination is set in advance to a value at which the downstream pressure is sufficiently lower than the upstream pressure, and normally no back flow of gas into the processing chamber 201 occurs.

判別の結果、上流側圧力値と下流側圧力値との差圧を演算し、この差圧が予め定められたしきい値を下回っているとの判別がなされた場合、コントローラ280は、基板処理装置1による基板処理中であれば、ウエハ200の処理を中断する。また、コントローラ280は、基板処理装置1が基板処理前であれば、新たな処理の開始を中止する。これにより、排気ライン302からガスが逆流した状態で、処理室201内でのウエハ200の処理をなされにくくすることができる。   As a result of the determination, if the differential pressure between the upstream pressure value and the downstream pressure value is calculated and it is determined that the differential pressure is below a predetermined threshold value, the controller 280 determines that the substrate processing is performed. If the substrate is being processed by the apparatus 1, the processing of the wafer 200 is interrupted. In addition, if the substrate processing apparatus 1 is before substrate processing, the controller 280 stops the start of new processing. Thereby, it is possible to make it difficult to process the wafer 200 in the processing chamber 201 in a state where the gas flows backward from the exhaust line 302.

図6には、第1の実施形態と比較される比較例に用いられる処理炉202の構成が示されている。先述の第1の実施形態においては、排気ライン302に逆止弁304、圧力SW306、圧力計308が設けられていた。これに対して、この比較例では、排気ライン302に逆止弁304は設けられているものの、逆止弁304及び圧力SW306は、設けられていない。このため、この比較例においては、第1の実施形態と同様に逆止弁304による排気ライン302から処理室201側へのガスの逆流は防止されるものの、圧力SW306等からの出力に基づきコントローラ280によってなされる、処理室201へのガスの逆流が生じやすい状態での基板処理装置1の処理の中止又は中断はされない。   FIG. 6 shows a configuration of a processing furnace 202 used in a comparative example compared with the first embodiment. In the first embodiment described above, the check valve 304, the pressure SW 306, and the pressure gauge 308 are provided in the exhaust line 302. On the other hand, in this comparative example, the check valve 304 is provided in the exhaust line 302, but the check valve 304 and the pressure SW 306 are not provided. For this reason, in this comparative example, the backflow of gas from the exhaust line 302 to the processing chamber 201 side by the check valve 304 is prevented as in the first embodiment, but the controller is based on the output from the pressure SW 306 or the like. The processing of the substrate processing apparatus 1 is not stopped or interrupted in a state in which the backflow of gas to the processing chamber 201 is likely to occur, which is performed by the H.280.

図7には、本発明の第2の実施形態に係る基板処理装置に用いられる処理炉202の概略構成が示されている。先述の第1の実施形態においては、排気ライン302に逆止弁304、圧力SW306、及び圧力計308が設けられていた。これに対して、この第2の実施形態においては、排気ライン302に第2開閉弁として用いられるバルブV4が設けられている。バルブV4は、コントローラ280に接続されていて、コントローラ280に制御され、開閉する。   FIG. 7 shows a schematic configuration of the processing furnace 202 used in the substrate processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, the check valve 304, the pressure SW 306, and the pressure gauge 308 are provided in the exhaust line 302. In contrast, in the second embodiment, the exhaust line 302 is provided with a valve V4 used as a second on-off valve. The valve V4 is connected to the controller 280 and is controlled by the controller 280 to open and close.

この第2の実施形態においても、先述の第1の実施形態と同様に、O発生装置300で生成されたOを処理室201へ供給するか、排気ライン302を介して排気するかの切り換えがなされる。Oを処理室201へ供給する場合には、第1の開閉弁として用いられるバルブV2は開いた状態にあり、バルブV4は閉じた状態にある。また、排気ライン302を用いてOガスを排気する場合には、バルブV2を閉じた状態とし、バルブV1を開いた状態とする。そして、O発生装置300で生成されたOを処理室201へ供給するか、排気ライン302を介して排気するかの切り換えは、コントローラ280が、バルブV2、V4の開閉を制御することでなされる、 In the second embodiment, as in the first embodiment previously described, or to supply the O 3 generated by the O 3 generator 300 to the processing chamber 201, if to exhaust through the exhaust line 302 A switch is made. When supplying O 3 to the processing chamber 201, the valve V2 used as the first on-off valve is in an open state and the valve V4 is in a closed state. When exhausting the O 3 gas using the exhaust line 302, the valve V2 is closed and the valve V1 is opened. The controller 280 controls the opening and closing of the valves V2 and V4 to switch between supplying the O 3 generated by the O 3 generator 300 to the processing chamber 201 or exhausting the O 3 through the exhaust line 302. Made,

この第2の実施形態では、コントローラ280は、Oの第2ガス供給管232bを介しての供給と、Oの排気ライン302を介しての排気とを切り換える際に、バルブV2とバルブV4とを同時に閉じられた状態とし、その所定時間経過後にバルブV2かバルブV4のいずれか一方を開けるように制御する。すなわち、第2ガス供給管232bを介してOが供給されていた状態から、排気ライン302を介してOを排気する状態に切り換えるには、バルブV2を閉じて、バルブV2及びバルブV4が同時に閉じられた状態とし、その後、所定時間経過後にバルブV4を開く。一方、排気ライン302を介してOが排気されていた状態から、第2ガス供給管232bを介してOが供給する状態に切り換えるには、バルブV4を閉じて、バルブV2及びバルブV4が同時に閉じられた状態とし、その後、所定時間経過後にバルブV2を開く。 In the second embodiment, the controller 280, when switching the supply through the second gas supply pipe 232b of O 3, and exhaust through the exhaust line 302 of the O 3, valves V2 and the valve V4 Are closed at the same time, and control is performed so that either one of the valve V2 or the valve V4 is opened after a predetermined time has elapsed. That is, in order to switch from the state in which O 3 is supplied through the second gas supply pipe 232b to the state in which O 3 is exhausted through the exhaust line 302, the valve V2 is closed and the valves V2 and V4 are At the same time, the valve V4 is closed, and then the valve V4 is opened after a predetermined time. On the other hand, in order to switch from the state in which O 3 is exhausted through the exhaust line 302 to the state in which O 3 is supplied through the second gas supply pipe 232b, the valve V4 is closed and the valves V2 and V4 are At the same time, the valve V2 is closed, and then the valve V2 is opened after a predetermined time.

このようなコントローラ280による制御により、バルブV4とバルブV2とが同時に開かれ、排気ライン302とバルブV4よりも下流側と、処理室201内とが連通した状態となるタイミングがなくなるため、排気ライン302から処理室201へのガスの逆流が生じなくなる。これに対して、バルブV4、又はバルブV2の一方を閉じると同時に、他方を開く制御する場合、バルブV4、及びバルブV2の開閉操作をするタイミングで、排気ライン302とバルブV4よりも下流側と、処理室201内とが連通した状態となることがあるため、排気ライン302から処理室201へのガスの逆流が生じやすい。   By such control by the controller 280, the valve V4 and the valve V2 are simultaneously opened, and there is no timing at which the exhaust line 302 and the downstream side of the valve V4 communicate with the inside of the processing chamber 201. A backflow of gas from 302 to the processing chamber 201 does not occur. On the other hand, when the valve V4 or the valve V2 is closed and at the same time the other is opened, the valve V4 and the valve V2 are opened and closed at the timing when the valve V4 and the valve V2 are opened and closed. Since the inside of the processing chamber 201 may be in a communication state, a backflow of gas from the exhaust line 302 to the processing chamber 201 is likely to occur.

尚、図7においては、パージガスであるNを供給するために用いられるパージガスライン324が示されている、パージガスライン324の上流側は、Nの発生源に接続されていて、開閉弁とし用いられるバルブV5を介して下流側が2つに分岐している。そして、分岐した一方は、MFC2及びバルブV6を介して第1ガス供給管232aに接続されている。また、分岐した他方は、MFC3及びバルブV7を介して、第2ガス供給管232bに接続されている。尚、第2の実施形態において、第1の実施形態と同じ部分については、同一番号を付して説明を省略する。 In FIG. 7, a purge gas line 324 used to supply N 2 that is a purge gas is shown. The upstream side of the purge gas line 324 is connected to a source of N 2 and serves as an on-off valve. The downstream side branches into two via the valve V5 used. One of the branches is connected to the first gas supply pipe 232a via the MFC 2 and the valve V6. The other branched part is connected to the second gas supply pipe 232b via the MFC 3 and the valve V7. Note that in the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本発明は、例えば、半導体装置を製造するために、例えばシリコンウェーハ、ガラス基板等の基板を処理する基板処理装置に適用することができる。   The present invention can be applied to, for example, a substrate processing apparatus that processes a substrate such as a silicon wafer or a glass substrate in order to manufacture a semiconductor device.

本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置全体を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an entire substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置全体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the whole substrate processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる反応炉を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the reaction furnace used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる反応炉の図3におけるA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 3 of the reactor used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に用いられる逆止弁の構成及び作用を示し、図5(a)は逆止弁を介してガスが流れる状態を説明する説明図であり、図5(b)は逆止弁をガスが逆流する状態を説明する説明図であり、図5(c)は逆止弁によりガスの逆流が防止される状態を説明する説明図である。FIG. 5A shows the configuration and operation of the check valve used in the first embodiment of the present invention, and FIG. 5A is an explanatory diagram illustrating a state in which gas flows through the check valve, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view for explaining a state in which gas flows back through the check valve, and FIG. 5C is an explanatory view for explaining a state in which the back flow of gas is prevented by the check valve. 本発明の比較例に係る基板処理装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the substrate processing apparatus which concerns on the comparative example of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る基板所装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the substrate place apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板処理装置
200 ウエハ
201 処理室
231 ガス排気管
232a 第1ガス供給管
232b 第2ガス供給管
280 コントローラ
300 O発生装置
302 排気ライン
304 逆止弁
306 圧力SW
310 圧力計
V2 バルブ
1 substrate processing apparatus 200 wafer 201 processing chamber 231 gas exhaust pipe 232a first gas supply pipe 232b second gas supply pipe 280 controller 300 O 3 generator 302 exhaust line 304 check valve 306 pressure SW
310 Pressure gauge V2 valve

Claims (1)

基板を収容し、該基板を処理する処理室と、
所望の処理ガスを生成する生成装置と、
前記処理室内に前記生成装置で生成された処理ガスを供給するために用いられる供給ラインと、
前記供給ラインから分岐し、処理ガスを排気するために用いられる排気ラインと、
前記供給ラインに設けられた開閉弁と、
前記排気ラインに設けられた逆止弁と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、
処理ガスの排気される方向において、前記逆止弁よりも下流側の圧力を検出する第1圧力計と、
処理ガスの排気される方向において、前記逆止弁よりも上流側の圧力を検出する第2圧力計と、
少なくも前記処理室での基板処理を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記第1圧力計の検出値と前記第2圧力計の検出値との差圧がしきい値を超えたときに、前記処理室内にて実行されている処理を中断又は中止させる基板処理装置。
A processing chamber for accommodating the substrate and processing the substrate;
A generating device for generating a desired processing gas;
A supply line used for supplying the processing gas generated by the generator into the processing chamber;
An exhaust line that branches off from the supply line and is used to exhaust process gas;
An on-off valve provided in the supply line;
A check valve provided in the exhaust line;
Exhaust means for exhausting the atmosphere in the processing chamber;
A first pressure gauge that detects a pressure downstream of the check valve in a direction in which the processing gas is exhausted;
A second pressure gauge for detecting a pressure upstream of the check valve in a direction in which the processing gas is exhausted;
At least a control unit for controlling the substrate processing in the processing chamber;
Have
The controller is
The substrate processing apparatus which interrupts or cancels the process currently performed in the said process chamber when the differential pressure | voltage of the detected value of a said 1st pressure gauge and the detected value of a said 2nd pressure gauge exceeds a threshold value.
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