JP2009094401A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】液体原料タンクの交換に際する液体原料供給ライン及び押出しガス供給ラインの大気開放部位を十分にパージする。
【解決手段】基板処理装置は、液体原料300を気化器255aに供給する液体原料供給ライン320,232aと、押出しガスを液体原料タンク310内に供給する押出しガス供給ライン420,455と、を備える。液体原料供給ライン320,232aが互いに分離される接続部350を有し、押出しガス供給ライン455,420が互いに分離される接続部450を有する。液体原料供給ライン320の接続部350より液体原料タンク310側と押出しガス供給ライン420の接続部450より液体原料タンク310側とには、液体原料供給ライン320と押出しガス供給ライン420とを連結する連結ライン500が架け渡されている。
【選択図】図5

Description

本発明は基板処理装置に関し、特に液体原料を使用して基板を処理する基板処理装置に関する。
この種の基板処理装置は例えば図8に示すような構成を有している。当該基板処理装置は、液体原料300を貯留した液体原料タンク310と、液体原料300をもとにして基板を処理する処理室201とを有している。液体原料タンク310と処理室201とには、液体原料供給ライン320,232aと原料ガス供給ライン232a’とが接続されている。液体原料供給ライン320,232aにはハンドバルブ330、バルブ30,370、液体流量コントローラ241a及び気化器255aが設けられており、原料ガス供給ライン232a’にはバルブ243aが設けられている。液体原料供給ライン320は先端部が液体原料300に浸漬しており、液体原料供給ライン320と液体原料供給ライン232aとは接続部350で互いに分離可能となっている。
液体原料タンク310には、液体原料300を液体原料供給ライン320に押し出すための押出しガスを液体原料タンク310に供給する押出しガス供給ライン(不活性ガス供給ライン)420,455が接続されている。押出しガス供給ライン420,455にはハンドバルブ430及びバルブ40が設けられている。押出しガス供給ライン420は先端部が液体原料タンク310の上部空間に連通しており、押出しガス供給ライン420と押出しガス供給ライン455とは接続部450で互いに分離可能となっている。
液体原料供給ライン232aと押出しガス供給ライン455との間にはこれらを連結する連結ライン520が架け渡されており、連結ライン520にはバルブ530が設けられている。液体原料供給ライン232aには洗浄液を液体原料供給ライン232a,320に供給する洗浄液供給ライン600と、当該洗浄液を排出する排出ライン620とが連結されている。洗浄液供給ライン600にはバルブ610が設けられており、排出ライン620にはバルブ630が設けられている。
液体原料300を処理室201に向けて供給する場合には、押出しガスを押出しガス供給ライン455,420から液体原料タンク310に供給することで、液体原料タンク310から液体原料300を液体原料供給ライン320に押し出し、液体原料300が液体流量コントローラ241aに流量調整されながら液体原料供給ライン320,232aを流通して気化器255aに至り、気化器255aで気化される。その後は、液体原料300の気化ガス(原料ガス)が原料ガス供給ライン232a’を流通して処理室201に供給され、基板の処理に供される。
なお、液体原料300を供給する際には、不活性ガス供給ライン420,455及び液体原料供給ライン320,232a上の全てのバルブを開いた状態とする。
基板の処理後において液体原料タンク310を交換する場合には、液体原料供給ライン320,232aを洗浄液で洗浄して(洗浄工程)、その後に当該洗浄液をパージし(洗浄液パージ工程)、最終的に液体原料供給ライン320,232aと押出しガス供給ライン455,420とを接続部350,450で分離し、液体原料タンク310を交換する(交換工程)。
詳しくは、洗浄工程では、バルブ30,610を開け、かつバルブ40,530,370及びハンドバルブ330,430を閉じ、バルブ630を開閉可能とした状態で、洗浄液供給ライン600から洗浄液を流入させかつ排出ライン620から真空引きする。これにより、洗浄液を図9中太線に示す通りに流通させ(又は充填し)、液体原料供給ライン232a,320を洗浄する。他方、洗浄液パージ工程では、バルブ40,30,530を開けかつバルブ370,610及びハンドバルブ330,430を閉じた状態で、押出しガス供給ライン455からパージガスを流入させかつ排出ライン620から真空引きする。これにより、パージガスを図10中太線に示す通りに流通させ、液体原料供給ライン232a,320等に付着して残った洗浄液をパージする。洗浄液パージ工程後は、少なくともバルブ30,40とハンドバルブ330,430とを閉じて、上記の通りに液体原料供給ライン320,232aと押出しガス供給ライン455,420とを接続部350,450で分離して液体原料タンク310を交換する。
この場合において、押出しガス供給ライン420,455のバルブ40とハンドバルブ430との間の大気開放部位Aや液体原料供給ライン232a,320のバルブ30とハンドバルブ330との間の大気開放部位B(図10中点線部参照)は、パージガスの流通経路に含まれないため、洗浄液パージ工程において十分にパージされない可能性があり、大気開放部位A,Bに液体原料300や洗浄液が残るときがある。特に、大気開放部位Bは洗浄工程で洗浄液の流通(又は充填)を直接的に受けているから、大気開放部位Bに液体原料300が残っていれば、液体原料300と大気とが反応して生成物を生成し、パーティクルを発生させる原因にもなり得る。
したがって、本発明の主な目的は、液体原料タンクの交換に際する原料供給ライン及びガス供給ラインの大気開放部位を十分にパージすることができる基板処理装置を提供することにある。
上記課題を解決するため本発明によれば、
基板処理用の液体原料を貯留する液体原料タンクと、
基板を処理する処理室と、
前記液体原料タンクに接続され、前記液体原料タンクにガスを供給するガス供給ラインと、
前記液体原料タンクと前記処理室とに接続された原料供給ラインと、
前記原料供給ラインに接続され、前記原料供給ラインを洗浄する洗浄液を前記原料供給ラインに供給する洗浄液供給ラインと、
前記原料供給ラインに接続され、前記原料供給ラインの洗浄液を前記原料供給ラインから排出する排出ラインと、
を備える基板処理装置であって、
前記ガス供給ラインが前記液体原料タンク側とガスの供給先側とに分離される第1の接続部を有し、
前記原料供給ラインが前記液体原料タンク側と前記処理室側とに分離される第2の接続部を有し、
前記ガス供給ラインの前記第1の接続部より前記液体原料タンク側と前記原料供給ラインの前記第2の接続部より前記液体原料タンク側とには、前記ガス供給ラインと前記原料供給ラインとを連結する連結ラインが架け渡されていることを特徴とする基板処理装置が提供される。
本発明によれば、ガス供給ライン及び原料供給ラインの各接続部より液体原料タンク側には連結ラインが架け渡されているから、ガス供給ラインからパージガスを流入させると、そのパージガスはガス供給ラインから連結ラインと原料供給ラインとを経て排出ラインに至る。この場合、当該パージガスはガス供給ライン及び原料供給ラインの各接続部を通過するように流通するから、液体原料タンクの交換に際するガス供給ライン及び原料供給ラインの各大気開放部位を十分にパージすることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を説明する。
図1に示す通り、処理容器202により形成される処理室201内には、基板200を支持する支持台206が設けられる。支持台206の上部には基板200を支持する支持板としてのサセプタ217が設けられる。支持台206の内部には加熱機構としてのヒータ207が設けられ、ヒータ207によってサセプタ217上に載置される基板200を加熱するようになっている。ヒータ207は基板200の温度が所定の温度となるように温度制御部としての温度コントローラ253により制御される。サセプタ217上に載置される基板200は、例えば半導体シリコンウエハ、ガラス基板等である。
処理室201の外部には、回転機構267が設けられ、回転機構267によって処理室201内の支持台206を回転して、サセプタ217上の基板200を回転できるようになっている。また、処理室201の外部には昇降機構266が設けられ、支持台206は昇降機構266によって、処理室201内において昇降可能となっている。
処理室201の上部には多数のガス噴出口としての孔240を有するシャワーヘッド236がサセプタ217と対向するように設けられる。シャワーヘッド236は、内部に供給されたガスを分散させる分散板236aと、分散板236aにより分散させたガスを処理室201内へシャワー状に噴出させるシャワー板236bとを有する。シャワーヘッド236の天井部と分散板236aとの間に第1バッファ空間236cが設けられ、分散板236aとシャワー板236bとの間に第2バッファ空間236dが設けられる。
処理室201の外部には、液体原料である原料を供給する原料供給源250aおよび250dが設けられ、原料供給源250aには液体原料供給ライン232aの一端が接続され、原料供給源250dには液体原料供給ライン232dの一端が接続されている。
図2に示す通り、原料供給源250aには液体原料300を貯留した液体原料タンク310が設けられている。液体原料タンク310には液体原料300を気化器255aに供給する液体原料供給ライン320が接続されている。液体原料供給ライン320は先端部が液体原料タンク310の内部に挿通され液体原料300中に浸漬している。液体原料供給ライン320には手動で開閉自在なハンドバルブ330とバルブ340とが設けられている。液体原料ライン320において、ハンドバルブ330は液体原料タンク310側に配置されており、バルブ340は処理室201側に配置されている。
液体原料供給ライン320は接続部350を介して液体原料供給ライン232aと接続されており、液体原料供給ライン320と液体原料供給ライン232aとが接続部350で互いに分離するようになっている。液体原料供給ライン232aには原料供給源250aにおいてハンドバルブ360とバルブ370とが設けられている。
更に、液体原料タンク310には、液体原料300を液体原料タンク310から液体原料供給ライン320に押し出すための押出しガスを液体原料タンク310に供給する押出しガス供給ライン420が接続されている。押出しガス供給ライン420は先端部が液体原料タンク310の内部に挿通され液体原料300の上部空間に連通している(液体原料300には浸漬していない。)。押出しガス供給ライン420には手動で開閉自在なハンドバルブ430とバルブ440とが設けられている。押出しガス供給ライン420において、ハンドバルブ430は液体原料タンク310側に配置されており、バルブ440は押出しガスの供給先側(上流側)に配置されている。
押出しガス供給ライン420は接続部450を介して押出しガス供給ライン455と接続されており、押出しガス供給ライン420と押出しガス供給ライン455とが接続部450で互いに分離するようになっている。押出しガス供給ライン455にはハンドバルブ460が設けられている。
液体原料供給ライン320と押出しガス供給ライン420との間にはこれらを連結する連結ライン500が架け渡されており、連結ライン500にはバルブ510が設けられている。連結ライン500は一端が押出しガス供給ライン420のハンドバルブ430とバルブ440との間の位置に連結しており、他端が液体原料供給ライン320のハンドバルブ330とバルブ340との間の位置に連結している。
液体原料供給ライン232aと押出しガス供給ライン455との間にもこれらを連結する連結ライン520が架け渡されており、連結ライン520にはバルブ530が設けられている。連結ライン520は一端が押出しガス供給ライン455のハンドバルブ460より図2中上方の位置に連結しており、他端が液体原料供給ライン232aのハンドバルブ360とバルブ370との間の位置に連結している。
液体原料供給ライン232aには、液体原料供給ライン232a,320を洗浄する洗浄液(液体原料300を除去する溶媒)を液体原料供給ライン232a,320に供給するための洗浄液供給ライン600と、当該洗浄液(又はパージガス)を液体原料供給ライン232a,320から排出する排出ライン620とが連結されている。洗浄液供給ライン600にはバルブ610が設けられており、排出ライン620にはバルブ630が設けられている。排出ライン620は真空ポンプ650に接続されており、排出ライン620から真空引きすることができるようになっている。
実施例1では、少なくとも液体原料タンク310(液体原料300を含む。)、液体原料供給ライン320、ハンドバルブ330,430、バルブ340,440,510、押出しガス供給ライン420、連結ライン500で1つのタンクユニット550(図2中二点鎖線で示す四角枠参照)が構成されており、押出しガス供給ライン420,455と液体原料供給ライン320,232aとを接続部350,450で分離することで、タンクユニット550を他のタンクユニット550と交換することができるようになっている(タンクユニット550が基板処理装置に対し着脱自在となっている。)。
原料供給源250dも原料供給源250aと同様の構成を有している。実施例1では、原料供給源250dにおいて原料供給源250aの各部材と対応する部材に対し、図2中括弧書きで示す符号を付してその説明を省略する。
図1に示す通り、液体原料供給ライン232a、232dの他端は、それぞれ原料の液体供給流量を制御する流量制御装置としての液体流量コントローラ(液体マスフローコントローラ)241a、241dを介して、原料を気化する気化器255a、255dに接続されている。気化器255a、255dには原料ガス供給ライン232a’、232d’が接続されており、原料ガス供給ライン232a’、232d’は、バルブ243a、243dを介してシャワーヘッド236に接続されている。原料としては、例えば、常温で液体の有機金属材料、すなわち有機金属液体原料を用いる。
なお、図2に示す通り、気化器255a,255dにはキャリアガス供給管280,290が接続されている。キャリアガス供給管280,290にはバルブ282,292及び熱交換器284,294が設けられている。このような構成から、加温されたキャリアガスが気化器255a,255dに供給され、気化器255a,255dで気化されたガス(原料ガス)が原料ガス供給ライン232a’、232d’を通じてシャワーヘッド236に供給される。この場合、気化器255a,255dには加温されたキャリアガスが供給されるから、原料ガスの温度が低下するのが防止され、原料ガスの再液化が防止される。
図1に示す通り、処理室201の外部には、非反応性ガスとしての不活性ガスを供給する不活性ガス供給源250cが設けられ、不活性ガス供給源250cには不活性ガス供給ライン232cが接続されている。不活性ガス供給ライン232cは、不活性ガスの供給流量を制御する流量制御装置としてのガス流量コントローラ(マスフローコントローラ)241c、バルブ243cを介して原料ガス供給ライン232a’に接続されるか、またはバルブ243eを介して原料ガス供給ライン232d’に接続される。不活性ガスとしては、例えば、アルゴン(Ar)ガス、ヘリウム(He)ガス、窒素(N)ガスなどを用いる。
原料ガス供給ライン232a’では、気化器255aにて気化した原料ガスと不活性ガスが混合され、原料ガス供給ライン232d’では、気化器255dにて気化した原料ガスと不活性ガスが混合されてシャワーヘッド236の第1バッファ空間236cにそれぞれ供給されるようなっている。また、原料ガス供給ライン232a’、232d’、不活性ガス供給ライン232cにそれぞれ設けられたバルブ243a、243d、243c、243eを開閉することにより、それぞれのガスの供給を制御することが可能となっている。
また、処理室201の外部には、酸素ガス(O)からオゾンガス(O)を生成するオゾナイザ222が設けられている。オゾナイザ222の上流側には、酸素ガス供給ライン232bが設けられる。酸素ガス供給ライン232bには、酸素ガス供給源250bが接続され、酸素ガスをオゾナイザ222に対して供給するようになっている。酸素ガス供給ライン232bには、酸素ガスの供給流量を制御するガス流量コントローラ241bとバルブ243bが設けられている。このバルブ243bを開閉することにより、酸素ガスの供給を制御することが可能となっている。
オゾナイザ222の下流側には、オゾンガス供給ライン232fが設けられる。オゾンガス供給ライン232fはバルブ243fを介してシャワーヘッド236に接続され、シャワーヘッド236の第1バッファ空間236cにオゾナイザ222にて生成されたオゾンガスを供給するようになっている。また、オゾンガス供給ライン232fに設けられたバルブ243fを開閉することにより、オゾンガスの供給を制御することが可能となっている。
処理容器202の下部側壁には排気口230が設けられ、排気口230には排気装置としての真空ポンプ246、除害装置(図示略)に連通する排気ライン231が接続されている。排気ライン231には、処理室201内の圧力を制御する圧力制御部としての圧力コントローラ254と、原料を回収するための原料回収トラップ251が設けられる。排気口230及び排気ライン231で排気系が構成される。
処理室201内の支持台206上には、シャワーヘッド236の第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介して供給されたガスの流れを調整する整流板としてのプレート205が設けられる。プレート205は円環(リング)形状であり、基板200の周囲に設けられる。シャワーヘッド236を介して基板200に供給されたガスは基板200の径方向外方に向かって流れ、プレート205上を通り、プレート205と処理容器202の側壁(内壁)との間を通り、排気口230より排気される。
なお、基板200の外周部等、基板200に膜を形成したくない箇所がある場合は、プレート205の内径を基板200の外形より小さくして、基板200の外周部を覆うようにしてもよい。この場合、基板200の搬送を可能とするために、プレート205を処理室201内の基板200の処理位置に固定したり、プレート205を昇降させる機構を設けたりするようにしてもよい。
原料ガス供給ライン232a’、232d’及びオゾンガス供給ライン232fには、排気ライン231に設けられた原料回収トラップ251に接続される原料ガスバイパスライン(ベントライン)252a、252c、及びオゾンガスバイパスライン(ベントライン)252bがそれぞれ設けられる。バイパスライン252a、252c、252bには、それぞれバルブ243g、243i、243hが設けられる。
処理容器202の排気口230と反対側の側壁には、仕切弁としてのゲートバルブ244によって開閉される基板搬入搬出口247が設けられ、基板200を処理室201内に搬入・搬出し得るように構成されている。
図3に示す通り、ヒータ207、バルブ243a〜243i、液体流量コントローラ241a,241d、ガス流量コントローラ241b,241c、温度コントローラ253、圧力コントローラ254、気化器255a、255d、オゾナイザ222、真空ポンプ246,650、回転機構267、昇降機構266、バルブ340,370,440,510,530,610,630,740,770,840,910,930,1010,1030等の基板処理装置を構成する各部材がメインコントローラ256に接続されており、メインコントローラ256がこれら部材の動作を制御するようになっている。
次に、上述した図1のような構成の処理炉を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として基板上に薄膜を形成(堆積)する方法について説明する。
基板上に薄膜を形成(堆積)する方法として、常温で液体である有機金属液体原料を用いて、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、特にMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、またはALD(Atomic Layer Deposition)法により基板上に金属膜や金属酸化膜等の薄膜を形成する場合について説明する。
なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はメインコントローラ256により制御される。
支持台206が基板搬送位置まで下降した状態で、ゲートバルブ244が開かれ、基板搬入搬出口247が開放されると、図示しない基板移載機により基板200が処理室201内に搬入される(基板搬入工程)。基板200が処理室201内に搬入され、図示しない突き上げピン上に載置された後、ゲートバルブ244が閉じられる。支持台206が基板搬送位置からそれよりも上方の基板処理位置まで上昇する。その間に基板200は突き上げピン上からサセプタ217上に載置される(基板載置工程)。
支持台206が基板処理位置に到達すると、基板200は回転機構267により回転される。また、ヒータ207に電力が供給され基板200は所定の処理温度となるように均一に加熱される(基板昇温工程)。同時に、処理室201内は真空ポンプ246により真空排気され、所定の処理圧力となるように制御され(圧力調整工程)、例えば下記シーケンス1又はシーケンス2の処理に従いながら基板200上に所定膜厚の薄膜が形成される。
なお、基板搬送時や基板昇温時や圧力調整時においては、不活性ガス供給ライン232cに設けられたバルブ243c、243eは常時開いた状態とされ、不活性ガス供給源250cより処理室201内に不活性ガスが常に流される。これにより、パーティクルや金属汚染物の基板200への付着を防ぐことができる。
<シーケンス1>
まず、第1のシーケンス(ALD法)について説明する。
基板200の温度、処理室201内の圧力が、それぞれ所定の処理温度、所定の処理圧力に到達して安定すると、処理室201内に第1の原料ガスが供給される。
詳しくは、原料供給源250aにおいて各ラインのハンドバルブ及びバルブが下記の通りに開閉される。
(1)押出しガス供給ライン455,420
ハンドバルブ460,430及びバルブ440…開ける
(2)液体原料供給ライン320,232a
ハンドバルブ330,360及びバルブ340,370…開ける
(3)連結ライン500,520
バルブ510,530…閉じる
(4)洗浄液供給ライン600
バルブ610…閉じる
(5)排出ライン620
バルブ630…閉じる
この状態において、押出しガス供給ライン455に対し押出しガスが流入され、その押出しガスが押出しガス供給ライン455,420を流通し、液体原料タンク310の上部空間に供給される。「押出しガス」としては、例えば窒素(N),アルゴン(Ar)等の不活性ガスが使用される。その結果、液体原料300が液体原料タンク310から押し出され、液体流量コントローラ241aで流量制御されながら液体原料供給ライン320,232aを流通し、気化器255aに供給・気化され、第1原料ガスとなる。「液体原料300」としては、例えばHf[OC(CH3)2CH2OCH3]4(以下「Hf(MMP)」という、MMP:メチルメトキシプロポキシ)が使用される。
バルブ243gが閉じられると共にバルブ243aが開かれ、気化された第1原料ガスが、原料ガス供給ライン232a’を通り、シャワーヘッド236の第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介して基板200上へ供給される。このときも、バルブ243cは開いたままの状態とされ、処理室201内には不活性ガスが常に流される。
第1原料ガスと不活性ガスとは原料ガス供給ライン232a’内で混合されてシャワーヘッド236に導かれ、第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介してサセプタ217上の基板200上へシャワー状に供給される(第1原料ガス供給工程)。処理室201に対して供給された第1原料ガスは、排気ライン231より排気される。なお、第1原料ガスは不活性ガスで希釈されることにより撹拌されやすくなる。
第1原料ガスの供給が所定時間行われた後、原料供給源250aにおいて各ラインのハンドバルブ及びバルブが下記の通りに閉じられるとともに、バルブ243aが閉じられ、第1原料ガスの基板200への供給が停止される。
(1)押出しガス供給ライン455,420
ハンドバルブ460,430及びバルブ440…閉じる
(2)液体原料供給ライン320,232a
ハンドバルブ330,360及びバルブ340,370…閉じる
このときも、バルブ243cは開いたままの状態なので、処理室201内への不活性ガスの供給は維持される。なお、処理室201へ供給された不活性ガスは排気ライン231より排気される。これにより、処理室201内が不活性ガスによりパージされ、処理室201内の残留ガスが除去される(パージ工程)。
なお、この際、バルブ243gを開き、第1原料ガスをバイパスライン252aより排気して、気化器255aからの第1原料ガスの供給を停止しないようにするのが好ましい。液体原料300を気化して、気化した第1原料ガスを安定供給するまでには時間がかかるので、気化器255aからの第1原料ガスの供給を停止することなく、処理室201をバイパスするように流しておくと、次の第1原料ガス供給工程では、流れを切換えるだけで、直ちに第1原料ガスを基板200へ供給できる。
基板200の温度、処理室201内の圧力が、それぞれ所定の処理温度、所定の処理圧力に到達して安定すると、処理室201内に第2の原料ガスが供給される。
詳しくは、原料供給源250dにおいて各ラインのハンドバルブ及びバルブが下記の通りに開閉される。
(1)押出しガス供給ライン855,820
ハンドバルブ860,830及びバルブ840…開ける
(2)液体原料供給ライン720,232d
ハンドバルブ730,760及びバルブ740,770…開ける
(3)連結ライン900,920
バルブ910,930…閉じる
(4)洗浄液供給ライン1000
バルブ1010…閉じる
(5)排出ライン1020
バルブ1030…閉じる
この状態において、押出しガス供給ライン855に対し押出しガスが流入され、その押出しガスが押出しガス供給ライン855,820を流通し、液体原料タンク710の上部空間に供給される。「押出しガス」としては、例えば窒素(N),アルゴン(Ar)等の不活性ガスが使用される。その結果、液体原料700が液体原料タンク710から押し出され、液体流量コントローラ241dで流量制御されながら液体原料供給ライン720,232dを流通し、気化器255dに供給・気化され、第2原料ガスとなる。「液体原料700」としては、例えばSi[OC(CH3)2CH2OCH3]4(以下「Si(MMP)」という、MMP:メチルメトキシプロポキシ)が使用される。
バルブ243iが閉じられると共にバルブ243dが開かれ、気化された第2原料ガスが、原料ガス供給ライン232d’を通り、シャワーヘッド236の第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介して基板200上へ供給される。このときも、バルブ243eは開いたままの状態とされ、処理室201内には不活性ガスが常に流される。
第2原料ガスと不活性ガスとは原料ガス供給ライン232d’内で混合されてシャワーヘッド236に導かれ、第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介してサセプタ217上の基板200上へシャワー状に供給される(第2原料ガス供給工程)。処理室201に対して供給された第2原料ガスは、排気ライン231より排気される。なお、第2原料ガスは不活性ガスで希釈されることにより撹拌されやすくなる。
第2原料ガスの供給が所定時間行われた後、原料供給源250dにおいて各ラインのハンドバルブ及びバルブが下記の通りに閉じられるとともに、バルブ243dが閉じられ、第2原料ガスの基板200への供給が停止される。
(1)押出しガス供給ライン855,820
ハンドバルブ860,830及びバルブ840…閉じる
(2)液体原料供給ライン720,232d
ハンドバルブ730,760及びバルブ740,770…閉じる
このときも、バルブ243eは開いたままの状態なので、処理室201内への不活性ガスの供給は維持される。なお、処理室201へ供給された不活性ガスは排気ライン231より排気される。これにより、処理室201内が不活性ガスによりパージされ、処理室201内の残留ガスが除去される(パージ工程)。
なお、この際、バルブ243iを開き、第2原料ガスをバイパスライン252cより排気して、気化器255dからの第2原料ガスの供給を停止しないようにするのが好ましい。液体原料700を気化して、気化した第2原料ガスを安定供給するまでには時間がかかるので、気化器255dからの第2原料ガスの供給を停止することなく、処理室201をバイパスするように流しておくと、次の第2原料ガス供給工程では、流れを切換えるだけで、直ちに第2原料ガスを基板200へ供給できる。
処理室201内のパージが所定時間行われた後、処理室201内に酸化剤としてのオゾンガス(O)が供給される。すなわち、バルブ243bが開かれ、酸素ガス供給源250bから供給された酸素ガス(O)が酸素ガス供給ライン232bを通り、ガス流量コントローラ241bで流量制御されてオゾナイザ222へ供給されて、オゾンガスが生成される。
オゾンガスが生成された後、バルブ243hが閉じられると共にバルブ243fが開かれ、オゾナイザ222から生成されたオゾンガスがオゾンガス供給ライン232fを通り、シャワーヘッド236の第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介して基板200上へシャワー状に供給される(酸化剤供給工程)。処理室201に対して供給されたオゾンガスは、排気ライン231より排気される。なお、このときも、バルブ243c、243eは開いたままの状態とされ、処理室201内には不活性ガスが常に供給される。
オゾンガスの供給が所定時間行われた後、バルブ243fが閉じられ、オゾンガスの基板200への供給が停止される。このときも、バルブ243c、243eは開いたままの状態なので、処理室201内への不活性ガスの供給は維持される。なお、処理室201へ供給された不活性ガスは排気ライン231より排気される。これにより、処理室201内が不活性ガスによりパージされ、処理室201内の残留ガスが除去される(パージ工程)。
なお、この際、バルブ243hを開き、オゾンガスをバイパスライン252bより排気して、オゾナイザ222からのオゾンガスの供給を停止しないようにするのが好ましい。オゾンガスを安定供給するまでには時間がかかるので、オゾナイザ222からのオゾンガスの供給を停止することなく、処理室201をバイパスするように流しておくと、次の酸化剤供給工程では、流れを切換えるだけで、直ちにオゾンガスを基板200へ供給できる。
処理室201内のパージが所定時間行われた後、再び、バルブ243gが閉じられると共にバルブ243aが開かれ、気化した第1原料ガスが不活性ガスと共にシャワーヘッド236の第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介して基板200上へ供給され、第1原料ガス供給工程が行われる。
以上のような、第1原料ガス供給工程、パージ工程、第2原料ガス供給工程、パージ工程、酸化剤供給工程、パージ工程を、1サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すサイクル処理を行うことにより、基板200上に所定膜厚の薄膜を形成することができる(薄膜形成工程)。
<シーケンス2>
次に、第2のシーケンス(CVD法)について説明する。
基板200の温度、処理室201内の圧力が、それぞれ所定の処理温度、所定の処理圧力に到達して安定すると、処理室201内に第1原料ガスおよび第2原料ガスが供給される。
詳しくは、原料供給源250aにおいては各ラインのハンドバルブ及びバルブが下記の通りに開閉される。
(1)押出しガス供給ライン455,420
ハンドバルブ460,430及びバルブ440…開ける
(2)液体原料供給ライン320,232a
ハンドバルブ330,360及びバルブ340,370…開ける
(3)連結ライン500,520
バルブ510,530…閉じる
(4)洗浄液供給ライン600
バルブ610…閉じる
(5)排出ライン620
バルブ630…閉じる
他方、原料供給源250dにおいては各ラインのハンドバルブ及びバルブが下記の通りに開閉される。
(1)押出しガス供給ライン855,820
ハンドバルブ860,830及びバルブ840…開ける
(2)液体原料供給ライン720,232d
ハンドバルブ730,760及びバルブ740,770…開ける
(3)連結ライン900,920
バルブ910,930…閉じる
(4)洗浄液供給ライン1000
バルブ1010…閉じる
(5)排出ライン1020
バルブ1030…閉じる
この場合、シーケンス1の第1原料ガス供給工程で説明したのと同様に、液体原料300が液体原料タンク310から液体原料供給ライン320に流入し、その後液体原料供給ライン232aを通り、液体流量コントローラ241aで流量制御され、気化器255aへ供給されて気化される。バルブ243gが閉じられると共にバルブ243aが開かれ、気化された第1原料ガスが、原料ガス供給ライン232a’を通り、シャワーヘッド236の第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介して基板200上へ供給される。
同時に、シーケンス1の第2原料ガス供給工程で説明したのと同様に、液体原料700が液体原料タンク710から液体原料供給ライン720に流入し、その後液体原料供給ライン232dを通り、液体流量コントローラ241dで流量制御され、気化器255dへ供給されて気化される。バルブ243iが閉じられると共にバルブ243dが開かれ、気化された第2原料ガスが、原料ガス供給ライン232d’を通り、シャワーヘッド236の第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介して基板200上へ供給される。
このときも、バルブ243c、243eは開いたままの状態とされ、処理室201内には不活性ガスが常に流される。第1原料ガスと不活性ガスは原料供給ライン232a’内で混合され、第2原料ガスと不活性ガスは原料供給ライン232d’内で混合されてシャワーヘッド236に導かれ、第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介してサセプタ217上の基板200上へシャワー状に供給される(複数原料ガス供給工程)。処理室201に対して供給された第1原料ガスおよび第2原料ガスは、排気ライン231より排気される。なお、第1原料ガスおよび第2原料ガスは不活性ガスで希釈されることにより撹拌されやすくなる。
第1原料ガスおよび第2原料ガスの供給が所定時間行われた後、バルブ243a、243dが閉じられ、各原料ガスの基板200への供給が停止される。
詳しくは、第1原料ガスの供給が停止される場合は、原料供給源250aにおいて各ラインのハンドバルブ及びバルブが下記の通りに閉じられるとともに、バルブ243aが閉じられ、第1原料ガスの基板200への供給が停止される。
(1)押出しガス供給ライン455,420
ハンドバルブ460,430及びバルブ440…閉じる
(2)液体原料供給ライン320,232a
ハンドバルブ330,360及びバルブ340,370…閉じる
他方、第2原料ガスの供給が停止される場合は、原料供給源250dにおいて各ラインのハンドバルブ及びバルブが下記の通りに閉じられるとともに、バルブ243dが閉じられ、第2原料ガスの基板200への供給が停止される。
(1)押出しガス供給ライン855,820
ハンドバルブ860,830及びバルブ840…閉じる
(2)液体原料供給ライン720,232d
ハンドバルブ730,760及びバルブ740,770…閉じる
第1原料ガスおよび第2原料ガスの供給が停止されたとき、バルブ243c、243eは開いたままの状態なので、処理室201内への不活性ガスの供給は維持される。なお、処理室201へ供給された不活性ガスは排気ライン231より排気される。これにより、処理室201内が不活性ガスによりパージされ、処理室201内の残留ガスが除去される(パージ工程)。
なお、この際、バルブ243gおよび243iを開き、第1原料ガスおよび第2原料ガスをバイパスライン252aおよび252cより排気して、気化器255aおよび255dからの第1原料ガスおよび第2原料ガスの供給を停止しないようにするのが好ましい。液体原料300,700を気化して、気化した第1原料ガスおよび第2原料ガスを安定供給するまでには時間がかかるので、気化器255aおよび255dからの第1原料ガスおよび第2原料ガスの供給を停止することなく、処理室201をバイパスするように流しておくと、次の原料ガス供給工程では、流れを切換えるだけで、直ちに第1原料ガスおよび第2原料ガスを基板200へ供給できる。
処理室201内のパージが所定時間行われた後、処理室201内に酸化剤としてのオゾンガス(O)が供給される。すなわち、バルブ243bが開かれ、酸素ガス供給源250bから供給された酸素ガス(O)が酸素ガス供給ライン232bを通り、ガス流量コントローラ241bで流量制御されてオゾナイザ222へ供給されて、オゾンガスが生成される。
オゾンガスが生成された後、バルブ243hが閉じられると共にバルブ243fが開かれ、オゾナイザ222から生成されたオゾンガスがオゾンガス供給ライン232fを通り、シャワーヘッド236の第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介して基板200上へシャワー状に供給される(酸化剤供給工程)。処理室201に対して供給されたオゾンガスは、排気ライン231より排気される。なお、このときも、バルブ243c、243eは開いたままの状態とされ、処理室201内には不活性ガスが常に供給される。
オゾンガスの供給が所定時間行われた後、バルブ243fが閉じられ、オゾンガスの基板200への供給が停止される。このときも、バルブ243c、243eは開いたままの状態なので、処理室201内への不活性ガスの供給は維持される。なお、処理室201へ供給された不活性ガスは排気ライン231より排気される。これにより、処理室201内が不活性ガスによりパージされ、処理室201内の残留ガスが除去される(パージ工程)。
なお、この際、バルブ243hを開き、オゾンガスをバイパスライン252bより排気して、オゾナイザ222からのオゾンガスの供給を停止しないようにするのが好ましい。オゾンガスを安定供給するまでには時間がかかるので、オゾナイザ222からのオゾンガスの供給を停止することなく、処理室201をバイパスするように流しておくと、次の酸化剤供給工程では、流れを切換えるだけで、直ちにオゾンガスを基板200へ供給できる。
処理室201内のパージが所定時間行われた後、再び、バルブ243gが閉じられると共にバルブ243aが開かれ、同時にバルブ243iが閉じられると共にバルブ243dが開かれ、気化した第1原料ガスおよび第2原料ガスが不活性ガスと共にシャワーヘッド236の第1バッファ空間236c、分散板236a、第2バッファ空間236d、シャワー板236bを介して基板200上へ供給され、複数原料ガス供給工程が行われる。
以上のような、複数原料ガス供給工程、パージ工程、酸化剤供給工程、パージ工程を、1サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すサイクル処理を行うことにより、基板200上に所定膜厚の薄膜を形成することができる(薄膜形成工程)。
なお、シーケンス2で例示したように、薄膜形成工程をCVD法により行う場合には、処理温度を原料ガスが自己分解する程度の温度帯となるように制御する。この場合、原料ガス供給工程においては、原料ガスが熱分解し、基板200上に数〜数十原子層程度の薄膜が形成される。この間、基板200は回転しながら所定温度に保たれているので、基板面内にわたり均一な膜を形成できる。酸化剤供給工程においては、オゾンガス(O)により基板200上に形成された数〜数十原子層程度の薄膜よりC、H等の不純物が除去される。この間も、基板200は回転しながら所定温度に保たれているので、薄膜より不純物を素早く均一に除去できる。
他方、シーケンス1で例示したように、薄膜形成工程をALD法により行う場合には、処理温度を原料ガスが自己分解しない程度の温度帯となるように制御する。この場合、原料ガス供給工程においては、原料ガスは熱分解することなく基板200上に吸着する。この間、基板200は回転しながら所定温度に保たれているので、基板面内にわたり均一に原料を吸着させることができる。酸化剤供給工程においては、基板200上に吸着した原料とオゾンガスとが反応することにより基板200上に1〜数原子層程度の薄膜が形成される。この間も、基板200は回転しながら所定温度に保たれているので、基板面内にわたり均一な膜を形成できる。なお、このとき、オゾンガスにより薄膜中に混入するC、H等の不純物を脱離させることができる。
基板200への薄膜形成工程終了後、回転機構267による基板200の回転が停止され、処理済の基板200は基板搬入工程と逆の手順で処理室201外へ搬出される(基板搬出工程)。
また、基板200への薄膜形成工程終了後(又は薄膜形成工程からその次の薄膜形成工程との間でもよい。)において、液体原料タンク310,710を他の液体原料タンク310,710と交換する際には、下記の手順で液体原料供給ライン320,232a,720,232dを洗浄・パージし、その後に液体原料タンク310,710を交換する。
詳しくは、液体原料タンク310の交換の際には、原料供給源250aにおける各ラインのハンドバルブ及びバルブを下記の通りに開閉させる。
(1)押出しガス供給ライン455,420
ハンドバルブ460,430及びバルブ440…閉じる
(2)液体原料供給ライン320,232a
ハンドバルブ330及びバルブ370…閉じる
ハンドバルブ360及びバルブ340…開ける
(3)連結ライン500,520
バルブ510,530…閉じる
(4)洗浄液供給ライン600
バルブ610…開ける
(5)排出ライン620
バルブ630…開ける
この状態において、洗浄液供給ライン600に対し洗浄液を流入させ、かつ、排出ライン620から真空引きする。すると、当該洗浄液が図4中太線に示す通りに、洗浄液供給ライン600、液体原料供給ライン232aの一部(洗浄液供給ライン600との連結部から接続部350に至る部位)、液体原料供給ライン320の一部(接続部350からハンドバルブ330に至る部位)、連結ライン510の一部(液体原料供給ライン320との連結部からバルブ510に至る部位)及び連結ライン520の一部(液体原料供給ライン232aとの連結部からバルブ530に至る部位)に流入して液体原料供給ライン232a,320等に付着して残った液体原料300を洗浄し、最終的に排出ライン620から排出される。その結果、液体原料供給ライン232a,320を洗浄することができる(洗浄工程)。
洗浄工程では、排出ライン620のバルブ630を開けた状態のまま真空引きし続けるのではなく、バルブ630の開閉をメインコントローラ256により制御する。例えば、当該制御方法としては、バルブ630を繰り返し開閉したり、バルブ630を開けた状態で洗浄液を液体原料供給ライン232a,320に充填させて一定時間経過後にバルブ630を閉じたりする等の方法がある。
洗浄工程の処理を終えたら、洗浄液供給ライン600への洗浄液の供給を停止し、原料供給源250aにおける各ラインのハンドバルブ及びバルブの開閉を下記の通りに切り替える。
(1)押出しガス供給ライン455,420
ハンドバルブ460及びバルブ440…開ける
ハンドバルブ430…閉じる
(2)液体原料供給ライン320,232a
ハンドバルブ330及びバルブ370…閉じる
ハンドバルブ360及びバルブ340…開ける
(3)連結ライン500,520
バルブ510…開ける
バルブ530…閉じる
(4)洗浄液供給ライン600
バルブ610…閉じる
(5)排出ライン620
バルブ630…開ける
この状態において、押出しガス供給ライン455に対しパージガスを流入させ、かつ、排出ライン620から引き続き真空引きする。すると、当該パージガスが図5中太線に示す通りに、押出しガス供給ライン455から押出しガス供給ライン420、連結ライン500及び液体原料供給ライン320,232aを経て排出ライン620に至り、最終的に排出ライン620から排気される。その結果、洗浄工程で用いた洗浄液を液体原料供給ライン232a,320等からパージすることができる(洗浄液パージ工程)。
洗浄液パージ工程でも、排出ライン620のバルブ630を開けた状態のまま真空引きし続けるのではなく、洗浄液が液体原料供給ライン232a,320等から適切にパージ(除去)することができるように、メインコントローラ256によりバルブ630を制御して規則的に(又は不規則的に)開閉させる。
また、洗浄液パージ工程では、連結ライン500のバルブ510を開けた状態で一定時間経過したら、バルブ510を閉じるとともに、連結ライン520のバルブ530を開けて連結ライン520に対しパージをおこなってもよい。この場合、薄膜形成工程や洗浄工程において連結ライン520の一部(液体原料供給ライン232aとの連結部からバルブ530に至る部位)に流入した液体原料300や洗浄液までをもパージすることができる。
更に、洗浄液パージ工程では、パージガスを排出ライン620から排出するのではなく、バルブ630を閉じ、かつ、バルブ370,243gを開け(バルブ243aは閉じておく。)、パージガスを原料ガスバイパスライン252aから排気してもよい(図5中太点線部参照)。
洗浄液パージ工程の処理を終えたら、押出しガス供給ライン455へのパージガスの供給を停止するとともに、押出しガス供給ライン455,420のハンドバルブ460,430及びバルブ440と、連結ライン510のバルブ510と、液体原料供給ライン232a,320のハンドバルブ360,330及びバルブ340とを閉じる。その後、押出しガス供給ライン455,420と液体原料供給ライン232a,320とを接続部450,350で分離し、タンクユニット550を基板処理装置から取り外す。その結果、液体原料タンク310を他の液体原料タンク310と交換することができる(交換工程)。
他方、液体原料タンク710の交換の際には、液体原料タンク310の交換の際の動作と同様に、原料供給源250dの各部材(原料供給源250aの各部材に対応する部材)の動作や洗浄液及びパージガスの供給等を制御して、液体原料供給ライン232d,720の洗浄・パージをおこなう。その後は、押出しガス供給ライン855,820と液体原料供給ライン232d,720とを接続部850,750で分離してタンクユニット950を基板処理装置から取り外し、液体原料タンク710を他の液体原料タンク710と交換すればよい。
なお、液体原料タンク310,710の交換に際する洗浄工程や洗浄液パージ工程では、液体原料300,700の種類に応じて適宜洗浄液やパージガスの種類を選択する。例えば、液体原料300,700としてHf(MMP)やSi(MMP)が使用される場合には、洗浄液としてヘキサン(C14)やテトラヒドロフラン(CO)等を使用し、パージガスとして窒素(N)やアルゴン(Ar)等の不活性ガスを使用する。好ましくは、洗浄液・パージガスとして、ヘキサンと窒素とを組み合わせたり、テトラヒドロフランとアルゴンとを組み合わせたりする。
以上の実施例1(原料供給源250a)では、液体原料供給ライン320と押出しガス供給ライン420との間には連結ライン500が架け渡されており、しかも連結ライン500が押出しガス供給ライン420のバルブ440より液体原料タンク310側でかつ液体原料供給ライン320のバルブ340より液体原料タンク310側で架け渡されている(この際、バルブ340及びバルブ440は、大気開放部位A,B(図5中点線部参照)が出来るだけ少なくなるように設置するのが好ましい。また、連結ライン500のバルブ510は大気開放されない位置にある。)。
そのため、洗浄液パージ工程においてパージガスを押出しガス供給ライン455に流入させると、そのパージガスは押出しガス供給ライン455,420のハンドバルブ460とバルブ440との間の大気開放部位A(図5中点線部参照)と、液体原料供給ライン320,232aのバルブ340とハンドバルブ360との間の大気開放部位B(図5中点線部参照)とを通過するように流通し(図5中太線部参照)、液体原料タンク310の交換に際して大気開放部位Aと大気開放部位Bとを十分にパージすることができる。
また、これに伴い、洗浄液パージ工程におけるパージ効率が向上してそのパージ時間を短縮することもできるし、パージガスの使用量も節約することができ、更には大気開放部位A,Bに液体原料300や洗浄液が残るといった現象も未然に防ぐことができる。
また、特に、液体原料供給ライン320,232aの大気開放部位Bは洗浄工程で直接的に洗浄液の流通(又は充填)を受けるから、上記の通りに、大気開放部位Bを十分にパージすることができれば、液体原料供給ライン320,232aに残留した液体原料300と大気との反応で生成物が生成されるということも防ぐことができ、パーティクルの発生も未然に防ぐことができる。以上、原料供給源250aについて言及したが、原料供給源250dにおいても上記と同様と考えることができる。
本発明は実施例1に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び変更をおこなってもよい。
一の改良・変更事項として、実施例1では液体原料300,700としてHf原料やSi原料を例示しているが、これ以外の液体原料も使用することができる。他の改良・変更事項として、実施例1では液体原料300,700を気化器255a,255dで気化させる方式を採用しているが、液体原料300,700の原料ガスをバブリング方式で処理室201に供給するような構成としてもよい。この場合には、例えば押出しガス供給ライン420,820の先端部を液体原料300,700に浸漬させるとともに、液体原料供給ライン320,720の先端部を液体原料タンク310,710の上部空間に連通させる。そして押出しガス供給ライン455,855からバブリング用のガスを流入させ、液体原料タンク310,710で充満させた液体原料300,700の原料ガスを液体原料供給ライン320,720に供給する(この場合は気化器255a,255dが不要である。)。
実施例2は主には下記の点で実施例1と異なっており、それ以外は実施例1と同様となっている。
実施例1では、タンクユニット550中の一部の部材(ハンドバルブ330,430、バルブ340,440,510等)が互いに別体として(単体で)構成されている。これに対し、実施例2では、これら部材が図6及び図7に示す通りに互いに集積されて集積ブロック1100を構成している。集積ブロック1100は1つのブロックに対し孔を形成して(孔の加工を施して)各孔に対しハンドバルブ330,430とバルブ340,440,510とを埋設した構成を有しており、ハンドバルブ330,430とバルブ340,440,510とが一体となっている。
集積ブロック1100の内部には図6及び図7中上部の液体原料供給ライン320と下部の液体原料供給ライン320とを連通する流路が形成されており、ハンドバルブ330とバルブ340とを介して液体原料供給ライン320が連通している。これと同様に、集積ブロックの内部には図6及び図7中上部の押出しガス供給ライン420と下部の押出しガス供給ライン420とを連通する流路も形成されており、ハンドバルブ430とバルブ440とを介して押出しガス供給ライン420も連通している。集積ブロック1100中において液体原料供給ライン320を連通する流路と押出しガス供給ライン420を連通する流路との間にも、バルブ510を介して流路(実施例1の連結ライン500に相当する。)が形成されており、液体原料供給ライン320を連通する流路と押出しガス供給ライン420を連通する流路とが互いに連通している。
集積ブロック1100から液体原料タンク310に向けて突出する液体原料供給ライン320と押出しガス供給ライン420とにはナット1110,1120が1つずつ設けられており、ナット1110,1120の締め具合を調整することで、集積ブロック1100を液体原料タンク310から分離したり液体原料タンク310に固定したりすることができるようになっている。
タンクユニット950中の一部の部材(ハンドバルブ730,830、バルブ740,840,910等)も互いに別体として(単体で)構成されており、これら部材も図6及び図7に示す通りに互いに集積されて集積ブロック1200を構成している。集積ブロック1200も集積ブロック1100と同様の構成を有しており、実施例2では、集積ブロック1200において集積ブロック1100の各部材と対応する部材に対し、図6及び図7中括弧書きで示す符号を付してその説明を省略する。
以上の実施例2では下記のような作用・効果を奏する。
一の作用・効果として、タンクユニット550の一部の部材が集積ブロック1100としてコンパクトにまとまっており、これら部材を液体原料タンク310から容易に分離することが可能であるから、タンクユニット550を集積ブロック1100と液体原料タンク310とに分離した状態で持ち運ぶことができ、携帯性に優れたタンクユニット550を提供することができる。
他の作用・効果として、タンクユニット550の一部が集積ブロック1100として構成されているから、タンクユニット550に占めるラインの内部容積が小さく洗浄液で洗浄する部分が少なくなり、洗浄工程における洗浄液の排出量を抑制することができ(洗浄液の使用量を節約することができ)、ひいては洗浄液の使用に係る経済性を高めることができる。
他の作用・効果として、タンクユニット550の一部が集積ブロック1100として構成されているから、タンクユニット550中でデッドスペース(有効利用されない空間)が少なくなり、洗浄液パージ工程におけるパージの効率が向上し、パーティクルの発生を抑制することができる。
他の作用・効果として、タンクユニット550の一部が集積ブロック1100として構成されているから、タンクユニット550を加熱する必要がある場合において、実施例2に係るタンクユニット550は、ハンドバルブ730,830とバルブ740,840,910とを互いに別体で構成してこれらをラインで連結する構成(実施例1で例示したような構成)に比べ、集積ブロック1100に相当する部分の外形が1単位としてまとまった態様を有しているから、この部分を単にヒータ等で覆うといった簡易な構成で加熱することができ、加熱し易く(バルブごとに加熱する必要がなく)、均熱性に優れたタンクユニット550を提供することができる(以上の作用・効果事項はタンクユニット950においても同様である。)。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の好ましい一実施形態によれば、
基板処理用の液体原料を貯留する液体原料タンクと、
基板を処理する処理室と、
前記液体原料タンクに接続され、前記液体原料タンクにガスを供給するガス供給ラインと、
前記液体原料タンクと前記処理室とに接続された原料供給ラインと、
前記原料供給ラインに接続され、前記原料供給ラインを洗浄する洗浄液を前記原料供給ラインに供給する洗浄液供給ラインと、
前記原料供給ラインに接続され、前記原料供給ラインの洗浄液を前記原料供給ラインから排出する排出ラインと、
を備える基板処理装置であって、
前記ガス供給ラインが前記液体原料タンク側とガスの供給先側とに分離される第1の接続部を有し、
前記原料供給ラインが前記液体原料タンク側と前記処理室側とに分離される第2の接続部を有し、
前記ガス供給ラインの前記第1の接続部より前記液体原料タンク側と前記原料供給ラインの前記第2の接続部より前記液体原料タンク側とには、前記ガス供給ラインと前記原料供給ラインとを連結する連結ラインが架け渡されている第1の基板処理装置が提供される。
好ましくは、第1の基板処理装置において、前記連結ラインが少なくとも1つのバルブを有する第2の基板処理装置が提供される。
好ましくは、第1の基板処理装置において、
前記連結ラインが少なくとも1つのバルブを有し、
前記ガス供給ラインが前記第1の接続部より前記液体原料タンク側に少なくとも1つのバルブを有し、
前記原料供給ラインが前記第2の接続部より前記液体原料タンク側に少なくとも1つのバルブを有し、
前記連結ラインが前記ガス供給ラインのバルブより前記液体原料タンク側と前記原料供給ラインのバルブより前記液体原料タンク側とに架け渡されている第3の基板処理装置が提供される。
好ましくは、第1の基板処理装置において、
前記連結ラインが少なくとも1つのバルブを有し、
前記ガス供給ラインが前記第1の接続部より前記液体原料タンク側に少なくとも2つのバルブを有し、
前記原料供給ラインが前記第2の接続部より前記液体原料タンク側に少なくとも2つのバルブを有し、
前記連結ラインが前記ガス供給ラインの各バルブ間と前記原料供給ラインの各バルブ間とに架け渡されている第4の基板処理装置が提供される。
好ましくは、第4の基板処理装置において、
前記連結ラインのバルブと、前記ガス供給ラインのバルブと、前記原料供給ラインのバルブとが、1つのブロックに集積されて集積ブロックを構成している第5の基板処理装置が提供される。
なお、第1〜第5の基板処理装置は、液体原料の供給に関して「気化方式」と「バブリング方式」とのいずれの方式も採用しうるものである。
「気化方式」とは、ガス供給ラインの先端部を液体原料タンクの上部空間に連通させかつ原料供給ラインの先端部を液体原料タンクの液体原料に浸漬させて、ガス供給ラインから液体原料タンクにガス(液体原料を押出すためのガス)を供給し、液体原料を液体原料タンクから液体原料供給ラインに流入させ、その液体原料を原料供給ラインの中途部で気化させる(液体原料の原料ガスを生成する)方式である。
「バブリング方式」とは、ガス供給ラインの先端部を液体原料タンクの液体原料に浸漬させかつ原料供給ラインの先端部を液体原料タンクの上部空間に連通させて、ガス供給ラインから液体原料タンク(の液体原料中)にガスを供給し、液体原料タンクに充満した液体原料の原料ガスを液体原料タンクから原料ガス供給ラインに流入させる方式である。
気化方式とバブリング方式とでは、気化方式が原料供給ラインの中途部に気化器を必要とするのに対し、バブリング方式は原料供給ラインの中途部に気化器を必要としない。
本発明の好ましい他の実施形態によれば、
基板を処理する処理室と、
基板処理用の液体原料を貯留する液体原料タンクと、
前記液体原料を気化する気化器と、
前記液体原料タンクに貯留された前記液体原料内に先端部が浸漬し、前記液体原料タンクから前記気化器に前記液体原料を供給するための液体原料供給ラインと、
前記液体原料タンクの上部空間に先端部が連通し、前記液体原料タンクから前記液体原料供給ラインに前記液体原料を押し出すためのガスを前記液体原料タンク内に供給する押出しガス供給ラインと、
前記液体原料供給ラインに接続され、前記液体原料供給ラインを洗浄する洗浄液を前記液体原料供給ラインに供給する洗浄液供給ラインと、
を備える基板処理装置であって、
前記液体原料供給ラインと前記押出しガス供給ラインとには、前記液体原料タンクの交換を行う際に分離される分離部がそれぞれ設けられ、
前記液体原料供給ラインと前記押出しガス供給ラインとには、前記各分離部より前記液体原料タンク側に第1のバルブが2つずつ設けられ、
前記液体原料供給ラインの前記第1のバルブ間と前記押出しガス供給ラインの前記第1のバルブ間とには、前記液体原料供給ラインと前記押出しガス供給ラインとを連結する連結ラインが設けられ、
前記連結ラインには第2のバルブが設けられている第6の基板処理装置が提供される。
第6の基板処理装置によれば、液体原料供給ラインと押出しガス供給ラインとの各分離部より液体原料タンク側には連結ラインが架け渡されているから、押出しガス供給ラインからパージガスを流入させると、そのパージガスは押出しガス供給ラインから連結ラインを経て液体原料供給ラインを流通する。この場合、当該パージガスは押出しガス供給ライン及び液体原料供給ラインの各分離部を通過するように流通するから、液体原料タンクの交換に際する押出しガス供給ライン及び液体原料供給ラインの各大気開放部位を十分にパージすることができる。
本発明の好ましい他の実施形態によれば、第1の基板処理装置を用いて基板を処理する工程を備える半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の好ましい他の実施形態によれば、
第1の基板処理装置であって、
前記連結ラインが少なくとも1つのバルブを有し、
前記ガス供給ラインが前記第1の接続部より前記液体原料タンク側に少なくとも2つのバルブを有し、
前記原料供給ラインが前記第2の接続部より前記液体原料タンク側に少なくとも2つのバルブを有し、
前記連結ラインが前記ガス供給ラインの各バルブ間と前記原料供給ラインの各バルブ間とに架け渡されている基板処理装置において、
前記原料供給ラインの前記連結ラインとの連結部より前記第2の接続部側のバルブを開け、かつ、その他のバルブを閉じた状態で、前記洗浄液供給ラインから前記原料供給ラインに洗浄液を供給して前記原料供給ラインを洗浄する工程と、
前記原料供給ラインの洗浄の後に、前記ガス供給ラインの前記連結ラインとの連結部より前記第1の接続部側のバルブと、前記連結ラインのバルブと、前記原料供給ラインの前記連結ラインとの連結部より前記第2の接続部側のバルブとを開け、かつ、その他のバルブを閉めた状態で、前記ガス供給ラインからパージガスを供給して前記原料供給ラインをパージする工程と、
を備える第1の基板処理装置の洗浄方法が提供される。
好ましくは、第1の基板処理装置の洗浄方法において、
前記原料供給ラインのパージの後に、すべてのバルブを閉じて、前記ガス供給ラインと前記原料供給ラインとを第1の接続部と第2の接続部とで分離し、前記液体原料タンクを交換する工程を備える第2の基板処理装置の洗浄方法が提供される。
本発明の好ましい実施例(実施例1)に係る基板処理装置の概略図であって、特に枚葉式基板処理装置の処理炉の一例を示す概略図である。 本発明の好ましい実施例(実施例1)に係る原料供給源とそれに付随する部材との構成を示す概略図である。 本発明の好ましい実施例(実施例1)に係る基板処理装置の概略的な制御構成を示すブロック図である。 本発明の好ましい実施例(実施例1)に係る原料供給ラインを洗浄する際の洗浄液の流通経路を示す概略図である。 本発明の好ましい実施例(実施例1)に係る原料供給ラインの洗浄液をパージする際のパージガスの流通経路を示す概略図である。 本発明の好ましい実施例(実施例2)に係る液体原料タンクを含むタンクユニットの概略的な構成を示す正面図である。 本発明の好ましい実施例(実施例2)に係る液体原料タンクを含むタンクユニットの概略的な構成を示す側面図である。 従来の基板処理装置に使用される液体原料の供給源の構成を示す概略図である。 従来の原料供給ラインを洗浄する際の洗浄液の流通経路を示す概略図である。 従来の原料供給ラインの洗浄液をパージする際のパージガスの流通経路を示す概略図である。
符号の説明
200 基板
201 処理室
202 処理容器
205 プレート
206 支持台
207 ヒータ
217 サセプタ
222 オゾナイザ
230 排気口
231 排気ライン
232a,232d 液体原料供給ライン
232a’,232d’ 原料ガス供給ライン
232b 酸素ガス供給ライン
232c 不活性ガス供給ライン
232f オゾンガス供給ライン
236 シャワーヘッド
236a 分散板
236b シャワー板
236c 第1バッファ空間
236d 第2バッファ空間
240 孔
241a,241d 液体流量コントローラ
241b,241c ガス流量コントローラ
243a〜243i バルブ
244 ゲートバルブ
246 真空ポンプ
247 基板搬入搬出口
250a,250d 原料供給源
250b 酸素ガス供給源
250c 不活性ガス供給源
251 原料回収トラップ
252a、252c 原料ガスバイパスライン
252b オゾンガスバイパスライン
253 温度コントローラ
254 圧力コントローラ
255a,255d 気化器
256 メインコントローラ
266 昇降機構
267 回転機構
280,290 キャリアガス供給管
282,292 バルブ
284,294 熱交換器
300,700 液体原料
310,710 液体原料タンク
320,720 液体原料供給ライン
330,360,430,460,730,760,830,860 ハンドバルブ
340,370,440,510,530,610,630,740,770,840,910,930,1010,1030 バルブ
350,450,750,850 接続部
420,455,820,855 押出しガス供給ライン
500,520,900,920 連結ライン
550,950 タンクユニット
600,1000 洗浄液供給ライン
620,1020 排出ライン
650 真空ポンプ
1100,1200 集積ブロック
1110,1120,1210,1220 ナット

Claims (1)

  1. 基板処理用の液体原料を貯留する液体原料タンクと、
    基板を処理する処理室と、
    前記液体原料タンクに接続され、前記液体原料タンクにガスを供給するガス供給ラインと、
    前記液体原料タンクと前記処理室とに接続された原料供給ラインと、
    前記原料供給ラインに接続され、前記原料供給ラインを洗浄する洗浄液を前記原料供給ラインに供給する洗浄液供給ラインと、
    前記原料供給ラインに接続され、前記原料供給ラインの洗浄液を前記原料供給ラインから排出する排出ラインと、
    を備える基板処理装置であって、
    前記ガス供給ラインが前記液体原料タンク側とガスの供給先側とに分離される第1の接続部を有し、
    前記原料供給ラインが前記液体原料タンク側と前記処理室側とに分離される第2の接続部を有し、
    前記ガス供給ラインの前記第1の接続部より前記液体原料タンク側と前記原料供給ラインの前記第2の接続部より前記液体原料タンク側とには、前記ガス供給ラインと前記原料供給ラインとを連結する連結ラインが架け渡されていることを特徴とする基板処理装置。
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