JP2016216787A - Film deposition device, film deposition method and storage medium - Google Patents

Film deposition device, film deposition method and storage medium Download PDF

Info

Publication number
JP2016216787A
JP2016216787A JP2015104511A JP2015104511A JP2016216787A JP 2016216787 A JP2016216787 A JP 2016216787A JP 2015104511 A JP2015104511 A JP 2015104511A JP 2015104511 A JP2015104511 A JP 2015104511A JP 2016216787 A JP2016216787 A JP 2016216787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw material
film forming
exhaust
gas
capturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015104511A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6531487B2 (en
Inventor
政幸 諸井
Masayuki Moroi
政幸 諸井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2015104511A priority Critical patent/JP6531487B2/en
Publication of JP2016216787A publication Critical patent/JP2016216787A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6531487B2 publication Critical patent/JP6531487B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a consumption amount of WClin a film deposition process for a wafer 100 by a material obtained by sublimation of the WCl.SOLUTION: In the film deposition process by supplying carrier gas with WClin a sublimed state to a vacuum vessel 10, when one material capture part 41 is used as a material supply source, a material in exhaust gas exhausted from the vacuum vessel 10 is captured by the other material capture part 42. When the other material capture part 42 is used as the material supply source, the material in the exhaust gas exhausted from the vacuum vessel 10 is captured by one material capture part 41. As the captured material is sublimed and reused as process gas, the consumption amount of the material is reduced. When the wafer 100 is carried into and out of the vacuum vessel 10 for lowering pressure in the vacuum vessel 10, the gas is exhausted through an exhaust pass 13 without through the material capture part, and thereby, the material is captured in the material capture part in high purity.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、固体の原料を昇華して被処理体に供給し、成膜処理を行う技術に関する。   The present invention relates to a technique for performing a film forming process by sublimating a solid material and supplying it to an object to be processed.

半導体製造プロセスの一つである成膜処理としては、原料ガスと原料ガスを例えば酸化、窒化あるいは還元する反応ガスとを交互に供給するいわゆるALD(Atomic Layer Deposition)や、原料ガスを気相中で分解あるいは反応ガスと反応させるCVD(Chemical Vapor Deposition)などがある。このような成膜処理に用いられる原料ガスとしては、成膜後の結晶の緻密度を高めると共に基板に取り込まれる不純物の量を極力減らすために、例えば特許文献1に記載されているような固体原料を昇華させたガスを用いることがあり、例えば高誘電体膜を成膜するときに用いられる。   As a film forming process that is one of the semiconductor manufacturing processes, so-called ALD (Atomic Layer Deposition) in which a source gas and a reaction gas that oxidizes, nitrides, or reduces the source gas are alternately supplied, or the source gas is supplied in the gas phase. There is CVD (Chemical Vapor Deposition) etc. that decomposes or reacts with reaction gas. As a source gas used for such a film formation process, for example, a solid as described in Patent Document 1 is used in order to increase the density of crystals after film formation and reduce the amount of impurities taken into the substrate as much as possible. A gas obtained by sublimating the raw material may be used. For example, it is used when a high dielectric film is formed.

成膜装置においては、処理容器内に供給された処理ガスの反応生成物が基板の表面に堆積することにより成膜されるが、処理容器内に供給された処理ガスの内、基板の成膜に寄与するガスは、例えば10数%あるいは、それ以下の場合があり、処理ガスの大部分が排気されている。
近年では、基板の表面に複雑な3次元パターンを形成するために、基板の表面に形成される膜の多層化が進んでいる。このため基板上の被成膜領域の面積が増大しており、処理ガスの使用量が多くなっていることから、排気される処理ガスの量も多くなっている。こうしたことから原料のコスト高を招いていると共に、今後資源の消費を抑制する要請も強まっていくものと思われる。
In the film forming apparatus, a reaction gas product of the processing gas supplied into the processing container is deposited on the surface of the substrate, and the film is formed on the substrate out of the processing gas supplied into the processing container. For example, the gas that contributes to 10% or less may be 10% or less, and most of the processing gas is exhausted.
In recent years, in order to form a complicated three-dimensional pattern on the surface of the substrate, the number of layers of films formed on the surface of the substrate has been increasing. For this reason, the area of the film formation region on the substrate is increased and the amount of processing gas used is increased, so that the amount of processing gas exhausted is also increased. For these reasons, the cost of raw materials is incurred, and the demand for curbing resource consumption is expected to increase in the future.

特開2008−240119号公報JP 2008-240119 A

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、固体の原料を昇華して得られた原料により被処理体に対して成膜処理を行うにあたって、原料の消費量を抑えることのできる技術を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances. The purpose of the present invention is to reduce the amount of raw material consumed when a film is formed on an object to be processed using a raw material obtained by sublimating a solid raw material. It is to provide a technology that can be suppressed.

本発明の成膜装置は、原料供給源の固体の原料を昇華してキャリアガスと共に真空雰囲気である処理容器内に供給して被処理体に対して行われる成膜処理であって、副生成物の蒸気圧が前記原料の蒸気圧よりも高い成膜処理を行うための成膜装置において、
前記処理容器内を真空排気機構により真空排気するための第1の排気路と、
前記第1の排気路に設けられ、ガス中の原料を捕捉するための原料捕捉部と、
前記原料捕捉部を迂回して設けられ、前記処理容器内を真空排気機構により真空排気するための第2の排気路と
前記原料捕捉部にキャリアガスを供給し、当該原料捕捉部に捕捉された原料を昇華して原料供給路を介して前記処理容器内に供給するためのキャリアガス供給部と、
前記原料捕捉部の温度を、原料を捕捉するための温度と捕捉した原料を昇華させるための温度との間で調整するための温度調整部と、
前記原料捕捉部以外の原料供給源を用いて被処理体に対して成膜処理を行っているときには第1の排気路により真空排気を行い、当該原料捕捉部を原料供給源として用いるときには前記第2の排気路により真空排気を行うように排気路を切り替える切替え部と、を備えたことを特徴とする。
The film forming apparatus according to the present invention is a film forming process performed on an object to be processed by sublimating a solid raw material of a raw material supply source and supplying the solid raw material together with a carrier gas into a processing container in a vacuum atmosphere. In a film forming apparatus for performing a film forming process in which the vapor pressure of an object is higher than the vapor pressure of the raw material,
A first exhaust path for evacuating the inside of the processing container by an evacuation mechanism;
A raw material capturing portion provided in the first exhaust path for capturing the raw material in the gas;
Provided by bypassing the raw material trapping section, a carrier gas is supplied to the second exhaust path for evacuating the inside of the processing vessel by a vacuum exhaust mechanism and the raw material trapping section, and trapped by the raw material trapping section. A carrier gas supply unit for sublimating the raw material and supplying the raw material into the processing container via the raw material supply path;
A temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the raw material capturing unit between a temperature for capturing the raw material and a temperature for sublimating the captured raw material;
When a film forming process is performed on the object to be processed using a raw material supply source other than the raw material capturing unit, vacuum exhaust is performed by the first exhaust path, and when the raw material capturing unit is used as a raw material supply source, the first exhaust channel is used. And a switching unit that switches the exhaust path so that vacuum exhaust is performed by the two exhaust paths.

本発明の成膜方法は、原料供給源の固体の原料を昇華してキャリアガスと共に真空雰囲気である処理容器内に供給して被処理体に対して成膜処理を行う工程と、
前記工程を行っているときに、前記処理容器内を第1の排気路を介して真空排気すると共に、当該第1の排気路に設けられ、原料を捕捉するための温度に設定された原料捕捉部に排気ガス中の原料を捕捉する工程と、
その後、前記原料捕捉部の温度を原料を昇華するための温度に設定する工程と、
原料を昇華するための温度に設定された前記原料捕捉部にキャリアガスを供給し、当該原料捕捉部に捕捉された原料を昇華して原料供給路を介して前記処理容器内に供給して被処理体に対して成膜処理を行うと共に、前記処理容器内を、当該原料捕捉部を迂回する第2の排気路を介して真空排気する工程と、を含み、
成膜処理時の副生成物の蒸気圧が前記原料の蒸気圧よりも高いことを特徴とする。
The film forming method of the present invention includes a step of performing a film forming process on an object to be processed by sublimating a solid raw material of a raw material supply source and supplying the solid raw material together with a carrier gas into a processing container in a vacuum atmosphere;
While performing the step, the inside of the processing vessel is evacuated through the first exhaust passage, and the raw material capture provided at the first exhaust passage and set to a temperature for capturing the raw material Capturing the raw material in the exhaust gas in the part,
Thereafter, a step of setting the temperature of the raw material capturing unit to a temperature for sublimating the raw material,
A carrier gas is supplied to the raw material capturing unit set to a temperature for sublimating the raw material, and the raw material captured by the raw material capturing unit is sublimated and supplied into the processing container through the raw material supply path. Performing a film forming process on the processing body, and evacuating the inside of the processing container via a second exhaust path that bypasses the raw material capturing unit,
The vapor pressure of the by-product during the film forming process is higher than the vapor pressure of the raw material.

本発明の記憶媒体は、原料供給源の固体の原料を昇華してキャリアガスと共に真空雰囲気である処理容器内に供給して被処理体に対して成膜処理を行う成膜装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上述の成膜方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする。
The storage medium of the present invention is a computer used in a film forming apparatus that sublimates a solid raw material as a raw material supply source and supplies it to a processing container in a vacuum atmosphere together with a carrier gas to perform a film forming process on an object to be processed. A storage medium storing a program,
The computer program includes a group of steps so as to execute the film forming method described above.

本発明は、原料供給源の固体の原料を昇華してキャリアガスと共に真空雰囲気である処理容器内に供給して被処理体に対して成膜処理を行うにあたって、処理容器から排気された排気ガス中の原料を原料捕捉部により捕捉して再利用している。このため原料の消費量を抑えることができる効果がある。   The present invention provides an exhaust gas exhausted from a processing container when sublimating a solid material as a raw material supply source and supplying it into a processing container in a vacuum atmosphere together with a carrier gas to perform a film forming process on a target object. The raw material inside is captured and reused by the raw material capturing unit. For this reason, there exists an effect which can suppress the consumption of a raw material.

本発明の実施の形態に係る成膜装置を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 成膜装置に設けられた原料供給系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the raw material supply system provided in the film-forming apparatus. 原料捕捉部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a raw material capture | acquisition part. 原料捕捉部を示す平面図である。It is a top view which shows a raw material capture | acquisition part. 第1の実施の形態に係る成膜装置の作用を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect | action of the film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る成膜装置の作用を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect | action of the film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る成膜装置の作用を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect | action of the film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る成膜装置の作用を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect | action of the film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係る成膜装置の作用を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect | action of the film-forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る成膜装置の作用を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect | action of the film-forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る成膜装置の作用を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect | action of the film-forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

[第1の実施の形態]
本発明の成膜装置に係る第1の実施の形態について図1〜図4を参照して説明する。図1に示すように成膜装置は、被処理体、例えば基板である半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)に対して、例えばいわゆるALD法による成膜処理を行なうための3つの成膜処理部1A〜1Cと、各成膜処理部1A〜1Cに原料ガスを供給する原料供給系2A〜2Cと、各原料供給系2A〜2Cに対して後述のように原料を補充するための共通の原料タンク3と、を備えている。この例ではALD法として、原料ガスであるWCl(六塩化タングステン)と、反応ガス(還元ガス)である水素(H)とを処理ガスとしてW(タングステン)膜を成膜する例を挙げている。
[First embodiment]
A first embodiment of the film forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the film forming apparatus includes three film forming processing units for performing a film forming process by, for example, a so-called ALD method on an object to be processed, such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”). 1A to 1C, a raw material supply system 2A to 2C for supplying a raw material gas to each of the film forming units 1A to 1C, and a common raw material for replenishing the raw material to each of the raw material supply systems 2A to 2C as described later And a tank 3. In this example, as an ALD method, an example of forming a W (tungsten) film using WCl 6 (tungsten hexachloride) as a source gas and hydrogen (H 2 ) as a reaction gas (reducing gas) as a processing gas is given. ing.

原料タンク3は例えばステンレスで構成され、原料となる常温では固体(粉体)のWClを固体の原料(固体原料)300として収容している。原料タンク3の天井部には、原料タンク3にキャリアガスとなる不活性ガス、例えばN(窒素)ガスが流入するキャリアガス供給路64の下流端部と、原料タンク3から原料ガスを各原料供給系2A〜2Cに供給して原料を補充する原料補充用の配管30の上流端部と、が接続されている。キャリアガス供給路64には、キャリアガスの流量を調整するためのマスフローコントローラ65と、バルブV64と、が介設されている。 The raw material tank 3 is made of, for example, stainless steel, and stores solid (powder) WCl 6 as a solid raw material (solid raw material) 300 at a normal temperature as a raw material. At the ceiling of the raw material tank 3, each of the raw material gas from the raw material tank 3 and the downstream end of the carrier gas supply path 64 into which an inert gas, for example, N 2 (nitrogen) gas, which becomes a carrier gas flows into the raw material tank 3 An upstream end portion of a raw material replenishing pipe 30 that supplies the raw material supply systems 2A to 2C to replenish the raw material is connected. The carrier gas supply path 64 is provided with a mass flow controller 65 for adjusting the flow rate of the carrier gas, and a valve V64.

原料タンク3の周囲はヒータ8、例えば抵抗発熱体を備えたジャケット状のマントルヒータで覆われている。原料タンク3のヒータ8は、図示しない電源から供給される電力の調整により、原料タンク3の温度を調節できるように構成されている。原料タンク3のヒータ8の設定温度は、固体原料300が昇華し、且つWClが分解しない範囲の温度、例えば150℃に設定される。 The periphery of the raw material tank 3 is covered with a heater 8, for example, a jacket-shaped mantle heater having a resistance heating element. The heater 8 of the raw material tank 3 is configured so that the temperature of the raw material tank 3 can be adjusted by adjusting electric power supplied from a power source (not shown). The set temperature of the heater 8 of the raw material tank 3 is set to a temperature in a range where the solid raw material 300 is sublimated and WCl 6 is not decomposed, for example, 150 ° C.

続いて成膜処理部1A〜1C、及び原料供給系2A〜2Cについて、成膜処理部1A及び成膜処理部1Aに接続された原料供給系2Aを例に挙げて説明する。図2に示すように成膜処理部1Aは、処理容器である真空容器10内に、ウエハ100を水平保持すると共に、不図示のヒータを備えた載置台12と、原料ガス等を真空容器10内に導入するガス導入部11(具体的にはガスシャワーヘッド)と、を備えている。真空容器10は、例えばアルミニウムで構成され、内面は例えばアルマイトによりコーティングがされている。また真空容器10には、内部の圧力を測定する圧力計110が設けられている。   Subsequently, the film forming units 1A to 1C and the raw material supply systems 2A to 2C will be described by taking the raw material supply system 2A connected to the film forming unit 1A and the film forming unit 1A as an example. As shown in FIG. 2, the film forming unit 1 </ b> A holds the wafer 100 horizontally in a vacuum container 10 that is a processing container, and supplies a mounting table 12 having a heater (not shown), source gas, and the like to the vacuum container 10. And a gas introduction part 11 (specifically, a gas shower head) to be introduced into the interior. The vacuum vessel 10 is made of, for example, aluminum, and the inner surface is coated with, for example, alumite. The vacuum vessel 10 is provided with a pressure gauge 110 for measuring the internal pressure.

さらに真空容器10には、ウエハ100を搬入出するための搬入出口19が設けられている。搬入出口19は、ゲートバルブ20を介して(図示しない)真空搬送室に接続されている。なお真空搬送室には、ロードロック室などが接続されており、例えば1torr(133Pa)以下の高真空下において、真空搬送室内に設けられた搬送アームにより、ウエハ100の受け渡しが行われる。また真空容器10の内壁には図示しないヒータが埋設されており、例えば真空容器10を160℃に加熱して原料の析出を抑制している。   Further, the vacuum vessel 10 is provided with a loading / unloading port 19 for loading / unloading the wafer 100. The loading / unloading port 19 is connected to a vacuum transfer chamber (not shown) via a gate valve 20. A load lock chamber or the like is connected to the vacuum transfer chamber, and the wafer 100 is transferred by a transfer arm provided in the vacuum transfer chamber under a high vacuum of, for example, 1 torr (133 Pa) or less. Further, a heater (not shown) is embedded in the inner wall of the vacuum vessel 10, and for example, the vacuum vessel 10 is heated to 160 ° C. to suppress the deposition of the raw material.

ガス導入部11にはガス供給管15が接続され、このガス供給管15には、原料供給系2AからWClを含む原料ガスを供給する供給用流路となる原料供給用の配管37、原料ガスと反応する反応ガスを供給する反応ガス供給管70が合流されている。また真空容器10側を下流とすると原料供給用の配管37と反応ガス供給管70との合流点の上流側には、置換ガスを供給する置換ガス供給管75が合流されている。反応ガス供給管70の他端側は、Hガスの供給源である反応ガスの供給源71に接続されたガス供給管73と、不活性ガス例えば窒素(N)ガスの供給源72に接続されたガス供給管74とに分岐されている。また置換ガス供給管75の他端側は置換ガス例えばNガスの供給源76に接続されている。また原料供給用の配管37には、マスフローメータ77が設けられている。図中のV73〜V75は、夫々ガス供給管73、ガス供給管74及び置換ガス供給管75に設けられたバルブである。 A gas supply pipe 15 is connected to the gas introduction section 11. A raw material supply pipe 37 serving as a supply flow path for supplying a raw material gas containing WCl 6 from the raw material supply system 2 A is connected to the gas supply pipe 15. A reaction gas supply pipe 70 for supplying a reaction gas that reacts with the gas is joined. Further, when the vacuum vessel 10 side is downstream, a replacement gas supply pipe 75 for supplying a replacement gas is joined upstream of the joining point of the raw material supply pipe 37 and the reaction gas supply pipe 70. The other end side of the reaction gas supply pipe 70 is connected to a gas supply pipe 73 connected to a reaction gas supply source 71 which is a supply source of H 2 gas, and a supply source 72 of an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas. It branches off to a connected gas supply pipe 74. The other end side of the replacement gas supply pipe 75 is connected to a supply source 76 of a replacement gas, for example, N 2 gas. A mass flow meter 77 is provided in the raw material supply pipe 37. V73 to V75 in the figure are valves provided in the gas supply pipe 73, the gas supply pipe 74, and the replacement gas supply pipe 75, respectively.

原料供給系2Aは、原料タンク3において昇華し、キャリアガスと共に供給された原料を再固化して捕捉し、成膜処理部1Aに対して原料供給源となる2個の原料捕捉部41、42を備えている。原料捕捉部41、42は、各々図3、4に示すように、例えばステンレスにより、上面側が開口した高さ130mm、幅130mm、長さ175mmの概略箱型に形成された下部ケース51と、下部ケース51の上面に溶接されて、下部ケース51の開口を塞ぐステンレス製の蓋部52と、から構成される角筒状のケース体40を備えている。以下明細書中においてはケース体40の長さ方向の一端側を前面40A、他端側を後面40Bとして説明する。   The raw material supply system 2A sublimates in the raw material tank 3, re-solidifies and captures the raw material supplied together with the carrier gas, and two raw material capturing units 41 and 42 that serve as raw material supply sources for the film forming unit 1A. It has. As shown in FIGS. 3 and 4, the raw material catching portions 41 and 42 are each formed of a lower case 51 formed of, for example, stainless steel in a schematic box shape having a height of 130 mm, a width of 130 mm, and a length of 175 mm opened on the upper surface side. A rectangular tube-like case body 40 is provided, which is composed of a stainless steel lid portion 52 that is welded to the upper surface of the case 51 and closes the opening of the lower case 51. In the following description, one end side in the length direction of the case body 40 will be described as a front surface 40A and the other end side as a rear surface 40B.

ケース体40の内周面に表面が固化面となる板状の捕捉部43が成形されている。捕捉部43は、下部ケース51を前方側から見て、右側の壁部から左側の壁部に向けて伸びる捕捉部43と、左側の壁部から右側の壁部に向けて伸びる捕捉部43と、が下部ケース51の長さ方向に交互に並べ合わせて複数枚設けられている。従ってケース体40内には迷路構造である屈曲した流路が形成される。   A plate-shaped capturing portion 43 whose surface is a solidified surface is formed on the inner peripheral surface of the case body 40. The capturing part 43 includes a capturing part 43 extending from the right wall part toward the left wall part as viewed from the front side, and a capturing part 43 extending from the left wall part toward the right wall part. , Are arranged alternately in the length direction of the lower case 51. Accordingly, a bent flow path having a labyrinth structure is formed in the case body 40.

ケース体40の高さ方向中央よりも上方の位置には、ケース体40の前面40Aの右寄りの位置から、右側の壁部内を後方に伸び、更に後面側(背面側)の壁部及び左側の壁部を介して、ケース体40の前面40Aの左寄りの位置まで引き回される冷媒流路53が形成されている。図3中54は、冷媒流路53の入口、55は冷媒流路53の出口であり、入口54には、冷媒がチラー46から供給される供給管44が接続され、出口55には、冷媒をチラー46に排出する排出管45が接続されている。このように冷媒流路53は、ケース体40内を一周し、冷媒である例えば冷却水が通流する。冷却水の通流により原料ガスの主成分であるWClの凝固点以下であって、WClに含まれる不純物であるWCl(二塩化二酸化タングステン)やWClO(四塩化酸化タングステン)が凝固しない温度まで、一方及び他方の原料捕捉部41、42が強制的に冷却される。冷媒流路53、供給管44、排出管45及びチラー46は冷却部を構成する。 In the position above the center in the height direction of the case body 40, the right side wall portion extends rearward from the position on the right side of the front surface 40 </ b> A of the case body 40, and the rear side (back side) wall portion and left side wall A refrigerant flow path 53 is formed through the wall so as to be routed to the left side of the front surface 40A of the case body 40. In FIG. 3, 54 is an inlet of the refrigerant channel 53, 55 is an outlet of the refrigerant channel 53, the supply pipe 44 to which the refrigerant is supplied from the chiller 46 is connected to the inlet 54, and the outlet 55 is connected to the refrigerant Is connected to the chiller 46. In this way, the refrigerant flow path 53 goes around the inside of the case body 40, and for example, cooling water that is a refrigerant flows therethrough. WCl 2 O 2 (tungsten dichloride dioxide) and WCl 4 O (tungsten tetrachloride oxide) which are below the freezing point of WCl 6 which is the main component of the raw material gas by the flow of cooling water and are contained in WCl 6 The one and the other raw material traps 41 and 42 are forcibly cooled to a temperature at which the material does not solidify. The refrigerant flow path 53, the supply pipe 44, the discharge pipe 45, and the chiller 46 constitute a cooling unit.

またケース体40の左壁部の上方及び右壁部の下方には、ケース体40の前後方向に伸びる、例えば抵抗加熱体で構成された加熱部49が埋設されている。冷却部及び加熱部49は温度調整部を構成し、本発明の実施の形態においては、温度調整部は、冷却水を通流しながら、加熱部49の出力を変更することにより、一方及び他方の原料捕捉部41、42の温度を原料を捕捉するための温度と、原料を昇華させるための温度との間で調整する。   In addition, a heating unit 49 made of, for example, a resistance heating body that extends in the front-rear direction of the case body 40 is embedded above the left wall portion and below the right wall portion of the case body 40. The cooling unit and the heating unit 49 constitute a temperature adjusting unit, and in the embodiment of the present invention, the temperature adjusting unit changes the output of the heating unit 49 while flowing the cooling water, thereby changing one of the other and the other. The temperature of the raw material capturing parts 41 and 42 is adjusted between the temperature for capturing the raw material and the temperature for sublimating the raw material.

図2に戻って、一方の原料捕捉部41におけるケース体40には、長さ方向の一端側(上流側)に原料補充用の配管30から分岐した分岐管31、33の一方の分岐管31の下流端が接続され、他方の原料捕捉部42におけるケース体40には、長さ方向の一端側(上流側)に他方の分岐管33の下流端が接続されている。原料補充用の配管30及び分岐管31、33は、補充用流路に相当する。なお図中V0はバルブである。   Returning to FIG. 2, one branch pipe 31 of the branch pipes 31 and 33 branched from the pipe 30 for material replenishment to one end side (upstream side) in the length direction is provided in the case body 40 in one raw material capturing portion 41. The downstream end of the other branch pipe 33 is connected to one end side (upstream side) in the length direction of the case body 40 in the other raw material trap 42. The material replenishment pipe 30 and the branch pipes 31 and 33 correspond to a replenishment flow path. In the figure, V0 is a valve.

また一方の原料捕捉部41におけるケース体40には、長さ方向の他端側(下流側)に原料供給用の配管37から分岐した分岐管32、34の一方の分岐管32の上流端が接続され、他方の原料捕捉部42におけるケース体40には、長さ方向の他端側(下流側)に他方の分岐管34の上流端が接続されている。従って、一方の原料捕捉部41及び他方の原料捕捉部42は、原料タンク3と成膜処理部1Aとの間の流路に並列に接続されていることになる。一方及び他方の原料捕捉部41、42の上流側の分岐管31、33には、夫々バルブV1、V3が介設され、一方及び他方の原料捕捉部41、42の下流側の分岐管32、34には、夫々バルブV2、V4が介設されている。原料供給用の配管37及び分岐管32、34は供給用流路に相当する。   Further, the case body 40 in one raw material capturing portion 41 has an upstream end of one branch pipe 32 of the branch pipes 32 and 34 branched from the raw material supply pipe 37 on the other end side (downstream side) in the length direction. The upstream end of the other branch pipe 34 is connected to the other end side (downstream side) in the length direction of the case body 40 in the other raw material capturing portion 42. Therefore, one raw material capturing part 41 and the other raw material capturing part 42 are connected in parallel to the flow path between the raw material tank 3 and the film forming process part 1A. Valves V1 and V3 are provided in the upstream and downstream branch pipes 31 and 33 of the one and other raw material capturing parts 41 and 42, respectively, and the downstream branch pipes 32 and 32 of the one and other raw material capturing parts 41 and 42 are provided. 34 are provided with valves V2 and V4, respectively. The raw material supply pipe 37 and the branch pipes 32 and 34 correspond to supply flow paths.

また原料供給系2Aには一方及び他方の原料捕捉部41、42から成膜処理部1Aに原料ガスを供給するために、一方及び他方の原料捕捉部41、42に不活性ガス例えばNガスであるキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給管60が設けられている。キャリアガス供給管60は、配管61、62に分岐しており、配管61は、分岐管31におけるバルブV1の下流側に接続され、配管62は、分岐管33におけるバルブV3の下流側に接続されている。またキャリアガス供給管60にはキャリアガスの流量を調整するためのマスフローコントローラ63が設けられている。 Further, in order to supply the raw material supply system 2A with the raw material gas from the one and the other raw material traps 41 and 42 to the film forming unit 1A, an inert gas such as N 2 gas is supplied to the one and the other raw material traps 41 and 42. A carrier gas supply pipe 60 for supplying the carrier gas is provided. The carrier gas supply pipe 60 is branched into pipes 61 and 62. The pipe 61 is connected to the downstream side of the valve V 1 in the branch pipe 31, and the pipe 62 is connected to the downstream side of the valve V 3 in the branch pipe 33. ing. The carrier gas supply pipe 60 is provided with a mass flow controller 63 for adjusting the flow rate of the carrier gas.

続いて真空容器10から排気される原料ガスを含む排気ガスを一方及び他方の原料捕捉部41、42に供給する排気路について説明する。真空容器10には、主排気路13が設けられ、例えば真空ポンプからなる真空排気機構24により真空排気される。主排気路13には、真空容器10側から、バルブV13、及び真空容器10内の圧力を調整するための圧力調整部16が介設されている。
また主排気路13におけるバルブV13よりも真空容器10側には、例えばステンレスで構成された戻り管路80の一端が接続されている。戻り管路80の他端側は、戻り管路81、82に分岐されており、戻り管路81は分岐管31におけるバルブV1の下流側に接続され、戻り管路82は分岐管33におけるバルブV3の下流側に接続されている。戻り管路81、82には夫々バルブV9、V10が介設されている。
Next, an exhaust path for supplying an exhaust gas containing a source gas exhausted from the vacuum vessel 10 to one and the other source traps 41 and 42 will be described. The vacuum vessel 10 is provided with a main exhaust passage 13 and is evacuated by a vacuum evacuation mechanism 24 including, for example, a vacuum pump. The main exhaust path 13 is provided with a valve V13 and a pressure adjusting unit 16 for adjusting the pressure in the vacuum container 10 from the vacuum container 10 side.
Further, one end of a return pipe line 80 made of, for example, stainless steel is connected to the vacuum vessel 10 side of the main exhaust path 13 from the valve V13. The other end side of the return pipe 80 is branched into return pipes 81 and 82, the return pipe 81 is connected to the downstream side of the valve V <b> 1 in the branch pipe 31, and the return pipe 82 is a valve in the branch pipe 33. It is connected to the downstream side of V3. Valves V9 and V10 are interposed in the return pipes 81 and 82, respectively.

さらに原料供給系2Aには一方及び他方の原料捕捉部41、42の冷却時に一方及び他方の原料捕捉部41、42を通過したガスを排気するための合流管38が設けられる。合流管38は、その一端側が、主排気路13における、圧力調整部16よりも真空排気機構24側の位置に接続されている。合流管38の他端側は、排気管35、36に分岐されており、排気管35は分岐管32におけるバルブV2の上流側に接続され、排気管36は分岐管34におけるバルブV4の上流側に接続されている。排気管35、36、合流管38には夫々バルブV5、V6が介設されている。また排気管35、36には、夫々一方及び他方の原料捕捉部41、42内の圧力を調整する圧力調整部17、18が介設されている。また圧力調整部17は、真空容器10から、一方の原料捕捉部41を通過させて排気するときに真空容器10内の圧力を調整し、圧力調整部18は、真空容器10から、他方の原料捕捉部42を通過させて排気するときに真空容器10内の圧力を調整する。   Furthermore, the raw material supply system 2A is provided with a merging pipe 38 for exhausting the gas that has passed through the one and the other raw material traps 41 and 42 when the one and the other raw material traps 41 and 42 are cooled. One end side of the junction pipe 38 is connected to a position on the vacuum exhaust mechanism 24 side of the main exhaust path 13 with respect to the pressure adjusting unit 16. The other end of the junction pipe 38 is branched into exhaust pipes 35 and 36, the exhaust pipe 35 is connected to the upstream side of the valve V <b> 2 in the branch pipe 32, and the exhaust pipe 36 is upstream of the valve V <b> 4 in the branch pipe 34. It is connected to the. Valves V5 and V6 are interposed in the exhaust pipes 35 and 36 and the junction pipe 38, respectively. The exhaust pipes 35 and 36 are provided with pressure adjusting parts 17 and 18 for adjusting the pressure in the one and the other raw material capturing parts 41 and 42, respectively. Further, the pressure adjusting unit 17 adjusts the pressure in the vacuum container 10 when passing through the one raw material capturing unit 41 from the vacuum vessel 10 and exhausting, and the pressure adjusting unit 18 sends the other raw material from the vacuum vessel 10. The pressure in the vacuum vessel 10 is adjusted when the trap 42 is exhausted through the exhaust.

第1の実施の形態においては、真空容器10から、戻り管路80及び戻り管路81を介して、一方の原料捕捉部41を通過し、排気管35、合流管38、主排気路13を介して排気される排気経路が、一方の原料捕捉部41から見たときの第1の排気路に相当する。また真空容器10から戻り管路80及び戻り管路82を介して、他方の原料捕捉部42を通過し、排気管36、合流管38、主排気路13を介して排気される排気経路が一方の原料捕捉部41から見たときの第2の排気路に相当する。   In the first embodiment, the vacuum vessel 10 passes through one of the raw material capturing portions 41 via the return pipe 80 and the return pipe 81, and the exhaust pipe 35, the merge pipe 38, and the main exhaust path 13 are passed through. The exhaust path exhausted through the first exhaust line corresponds to the first exhaust path when viewed from one raw material capturing unit 41. One exhaust path passes from the vacuum vessel 10 via the return pipe 80 and the return pipe 82 to the other raw material trap 42 and is exhausted via the exhaust pipe 36, the junction pipe 38, and the main exhaust path 13. This corresponds to the second exhaust passage when viewed from the raw material capturing portion 41.

また真空容器10から、戻り管路80及び戻り管路82を介して、他方の原料捕捉部42を通過し、排気管36、合流管38、主排気路13を介して排気される排気経路が、他方の原料捕捉部42から見たときの第1の排気路に相当する。さらに真空容器10から戻り管路80及び戻り管路81を介して、一方の原料捕捉部41を通過し、排気管35、合流管38、主排気路13を介して排気される排気経路が他方の原料捕捉部42から見たときの第2の排気路に相当する。
従って真空排気を行う排気路を第1の排気路と第2の排気路との間で切り替えるバルブV5、V6、V9、V10及びV13は切替え部に相当する。
An exhaust path that passes from the vacuum vessel 10 through the other raw material trap 42 through the return pipe 80 and the return pipe 82 and is exhausted through the exhaust pipe 36, the merge pipe 38, and the main exhaust path 13 is provided. This corresponds to the first exhaust path when viewed from the other raw material trap 42. Further, the exhaust path that passes through the one raw material trap 41 through the return pipe 80 and the return pipe 81 from the vacuum vessel 10 and is exhausted through the exhaust pipe 35, the merge pipe 38, and the main exhaust path 13 is the other. This corresponds to the second exhaust passage when viewed from the raw material capturing portion 42.
Therefore, the valves V5, V6, V9, V10, and V13 for switching the exhaust path for performing vacuum exhaustion between the first exhaust path and the second exhaust path correspond to a switching unit.

また原料ガスを含むガスが通過する原料補充用の配管30、分岐管31、33、原料供給用の配管37、分岐管32、34、排気管35、36、合流管38、戻り管路80、81、82及び主排気路13は、例えば、図示しないテープヒータなどにより覆われており、テープヒータで覆われた領域は、原料ガスが析出しない温度、例えば160℃に加熱されている。   Also, a material replenishment pipe 30, branch pipes 31 and 33, a raw material supply pipe 37, branch pipes 32 and 34, exhaust pipes 35 and 36, a merge pipe 38, a return pipe 80, through which a gas containing a raw material gas passes, 81 and 82 and the main exhaust passage 13 are covered with, for example, a tape heater (not shown), and the region covered with the tape heater is heated to a temperature at which the source gas does not precipitate, for example, 160 ° C.

原料供給系2A〜2Cの各機器及び原料タンク3は、制御部9によりコントロールされるように構成されている。制御部9は、一方の原料捕捉部41の加熱部49、他方の原料捕捉部42の加熱部49及び原料タンク3のヒータ8の各々のオン、オフの制御や各バルブV0〜V10、V13の開閉制御及びマスフローコントローラ63、65による流量の制御、圧力調整部16〜18による圧力の制御等を実行するためのステップ(命令)群が組まれたプログラムを備えている。プログラムは、コンピュータ記憶媒体、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、光磁気ディスク等に格納され制御部9にインストールされる。   Each device of the raw material supply systems 2 </ b> A to 2 </ b> C and the raw material tank 3 are configured to be controlled by the control unit 9. The control unit 9 controls on / off of each of the heating unit 49 of one raw material capturing unit 41, the heating unit 49 of the other raw material capturing unit 42, and the heater 8 of the raw material tank 3, and controls each of the valves V0 to V10, V13. A program in which a group of steps (commands) for executing open / close control, flow rate control by the mass flow controllers 63 and 65, pressure control by the pressure adjusting units 16 to 18, and the like is provided. The program is stored in a computer storage medium such as a flexible disk, a compact disk, a hard disk, a magneto-optical disk, etc., and is installed in the control unit 9.

続いて上述の実施の形態の作用について、原料供給系2Aを例に図5〜図7を参照して説明する。なお図5〜図11において、開状態のバルブを白抜きで示し、閉状態のバルブはハッチングを付して示した。これから成膜処理を行うための装置の運転を開始するものとし、原料タンク3内の固体原料300は、未だ消費されておらず一方及び他方の原料捕捉部41、42には、固体原料300が未だ捕捉されていないものとして説明を進める。まず原料タンク3のヒータ8をオンにして、原料タンク3を例えば150℃に加熱し、固体原料300を気化(昇華)させて、原料タンク3内の原料の濃度を飽和濃度に近い濃度まで高める。また加熱部49をオンにして、一方の原料捕捉部41を例えば60℃に加熱する。   Next, the operation of the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7 by taking the raw material supply system 2A as an example. 5 to 11, the open valve is shown in white, and the closed valve is hatched. The operation of the apparatus for performing the film forming process is started, and the solid raw material 300 in the raw material tank 3 has not been consumed yet, and the solid raw material 300 is contained in one and the other raw material traps 41 and 42. The explanation will be made assuming that it has not been captured yet. First, the heater 8 of the raw material tank 3 is turned on, the raw material tank 3 is heated to, for example, 150 ° C., the solid raw material 300 is vaporized (sublimated), and the concentration of the raw material in the raw material tank 3 is increased to a concentration close to the saturation concentration. . Moreover, the heating part 49 is turned on, and one raw material capture | acquisition part 41 is heated to 60 degreeC, for example.

次いで図5に示すように原料タンク3に接続されたキャリアガス供給路64のバルブV64、原料タンク3と一方の原料捕捉部41との間を結ぶ配管30のバルブV0、V1及び一方の原料捕捉部41側の排気管35のバルブV5を開く。これにより原料タンク3にキャリアガスが供給され、原料タンク3内にて昇華し、飽和している原料がキャリアガスと共に原料補充用の配管30、分岐管31を介して、一方の原料捕捉部41のケース体40に供給される。ケース体40を通過したガスは、分岐管32から排出され、排気管35を介して主排気路13から排気される。   Next, as shown in FIG. 5, the valve V64 of the carrier gas supply path 64 connected to the raw material tank 3, the valves V0 and V1 of the pipe 30 connecting the raw material tank 3 and the one raw material capturing part 41, and one raw material capturing. The valve V5 of the exhaust pipe 35 on the part 41 side is opened. As a result, the carrier gas is supplied to the raw material tank 3, sublimated in the raw material tank 3, and the saturated raw material together with the carrier gas through the raw material replenishment pipe 30 and the branch pipe 31, one raw material capturing section 41. The case body 40 is supplied. The gas that has passed through the case body 40 is discharged from the branch pipe 32 and exhausted from the main exhaust path 13 through the exhaust pipe 35.

一方の原料捕捉部41のケース体40内の温度は、原料であるWClの凝固点よりも低い60℃に設定されている。このため多段の捕捉部43により形成された迷路である屈曲路を、ガスである原料が通過するときに捕捉部43及びケース体40の内面に捕捉されて析出し(再固化し)、捕捉部43の表面にWClが薄膜状に付着する。原料捕捉部41、42は、キャリアガスと原料とを含む原料ガスを原料捕捉部41、42を通過させたときに原料ガス中の原料がほぼすべて捕捉(再固化)されるようにケース体40の大きさや捕捉部43間の離間寸法、段数などが設定されている。 The temperature in the case body 40 of one raw material capturing part 41 is set to 60 ° C., which is lower than the freezing point of WCl 6 as the raw material. For this reason, the curved path, which is a maze formed by the multistage capturing section 43, is captured and deposited (re-solidified) on the inner surface of the capturing section 43 and the case body 40 when the raw material that is gas passes through, and the capturing section. WCl 6 adheres to the surface of 43 in the form of a thin film. The raw material traps 41 and 42 are case bodies 40 so that almost all of the raw material in the raw material gas is trapped (re-solidified) when the raw material gas containing the carrier gas and the raw material is passed through the raw material traps 41 and 42. , The distance between the capturing portions 43, the number of steps, and the like are set.

ここで市販のWClの固体原料には、通常WClと共に微量のWClやWClOが含まれている。WClは凝固点が60℃よりも高いので、60℃に冷却すると再固化をするが、WClやWClOは、凝固点が60℃よりも低いので、60℃では凝固しない。そのため、一方の原料捕捉部41の温度を0℃〜60℃例えば60℃に設定し、原料ガスを一方の原料捕捉部41を通過させて再固化させたときに、WClは、一方の原料捕捉部41に析出し、WClやWClOは一方の原料捕捉部41を通過してキャリアガスと共に排気される。 Here, the solid material commercially available WCl 6, contains WCl 2 O 2 or WCl 4 O traces with normal WCl 6. Since WCl 6 has a freezing point higher than 60 ° C., it resolidifies when cooled to 60 ° C. However, since WCl 2 O 2 and WCl 4 O have a freezing point lower than 60 ° C., they do not solidify at 60 ° C. Therefore, when the temperature of one raw material capturing part 41 is set to 0 ° C. to 60 ° C., for example, 60 ° C., and the raw material gas is re-solidified by passing through one raw material capturing part 41, WCl 6 The WCl 2 O 2 and WCl 4 O deposit on the trap 41 and pass through one raw material trap 41 to be exhausted together with the carrier gas.

一方の原料捕捉部41に析出した原料が、例えば400gとなったときにバルブV1を閉じる。設定量の原料が一方の原料捕捉部41に析出した時点については、例えば一方の原料捕捉部41内へのガスの通流時間により管理される。こうして一方の原料捕捉部41は成膜処理部1Aに対する原料供給源として準備が整ったことになる。   The valve V1 is closed when the amount of raw material deposited on one raw material capturing portion 41 becomes 400 g, for example. The point in time when the set amount of raw material is deposited in one raw material capturing unit 41 is managed, for example, by the flow time of the gas into one raw material capturing unit 41. Thus, one raw material capturing unit 41 is ready as a raw material supply source for the film forming processing unit 1A.

次いで成膜を開始する前に一方の原料捕捉部41の加熱部49をオンにして、ケース体40内を設定温度である150〜200℃、例えば160℃まで上昇し、既述のようにして一方の原料捕捉部41に析出した原料を昇華させる。そしてキャリアガス用の配管61のバルブV7を開いて、一方の原料捕捉部41にキャリアガスを供給し、昇華した原料とキャリアガスとの混合ガスである原料ガスを一方の原料捕捉部41から成膜処理部1Aを迂回させて排気管35及び合流管38を介して真空排気機構24により排気させ、原料ガスの流量を安定させる。また主排気路13から分岐した戻り管路81、82のバルブV9、V10を閉状態、主排気路13のバルブV13を開状態とし、真空容器10内の真空排気を行って、真空容器10内の圧力を例えば1Torr(133Pa)以下に設定する。その後ゲートバルブ20を開き、真空搬送室内の図示しない搬送アームにより、真空容器10内にウエハ100搬入し、載置台12に載置する。   Next, before starting the film formation, the heating unit 49 of the one raw material capturing unit 41 is turned on, and the inside of the case body 40 is raised to a set temperature of 150 to 200 ° C., for example, 160 ° C., as described above. The raw material deposited on one raw material trap 41 is sublimated. Then, the valve V7 of the carrier gas pipe 61 is opened, the carrier gas is supplied to one of the raw material capturing portions 41, and the raw material gas that is a mixed gas of the sublimated raw material and the carrier gas is formed from the one raw material capturing portion 41. The membrane processing unit 1A is bypassed and exhausted by the vacuum exhaust mechanism 24 through the exhaust pipe 35 and the junction pipe 38, and the flow rate of the source gas is stabilized. Further, the valves V9 and V10 of the return pipes 81 and 82 branched from the main exhaust passage 13 are closed, and the valve V13 of the main exhaust passage 13 is opened, and the vacuum vessel 10 is evacuated, and the inside of the vacuum vessel 10 Is set to 1 Torr (133 Pa) or less, for example. Thereafter, the gate valve 20 is opened, and the wafer 100 is loaded into the vacuum vessel 10 by the transfer arm (not shown) in the vacuum transfer chamber and mounted on the mounting table 12.

その後、ゲートバルブ20を閉じ、例えば図2に示すバルブV75を開いて真空容器10内にNガスを供給し、成膜処理時の圧力と同程度の圧力、例えば10〜50Torr(1.33KPa〜6.67KPa)程度の圧力に上昇させる。一方ウエハ100は載置台12に設けられた図示しないヒータにより例えば500℃に加熱される。 After that, the gate valve 20 is closed, for example, the valve V75 shown in FIG. 2 is opened to supply N 2 gas into the vacuum vessel 10, and a pressure similar to the pressure during the film forming process, for example, 10 to 50 Torr (1.33 KPa). The pressure is increased to about 6.67 KPa). On the other hand, the wafer 100 is heated to, for example, 500 ° C. by a heater (not shown) provided on the mounting table 12.

続いて圧力が10Torr(1.33KPa)以上に上昇し、ウエハ100が十分に加熱された後、図6に示すように分岐管32に設けられたバルブV2及びキャリアガス用の配管61のバルブV7を開くと共に、図2に示すバルブV75を閉じる(図2参照)。これにより一方の原料捕捉部41にキャリアガスが供給され、一方の原料捕捉部41からから真空容器10にキャリアガスと原料とを含む原料ガスが供給され、ウエハ100表面にWClが吸着する。 Subsequently, after the pressure rises to 10 Torr (1.33 KPa) or more and the wafer 100 is sufficiently heated, the valve V2 provided in the branch pipe 32 and the valve V7 of the carrier gas pipe 61 as shown in FIG. And close the valve V75 shown in FIG. 2 (see FIG. 2). As a result, the carrier gas is supplied to one raw material capturing unit 41, and the raw material gas containing the carrier gas and the raw material is supplied from one raw material capturing unit 41 to the vacuum vessel 10, and WCl 6 is adsorbed on the surface of the wafer 100.

そして他方の原料捕捉部42を60℃に設定すると共に、主排気路13のバルブV13を閉じ、他方の原料捕捉部42側の排気管36のバルブV6及び他方の原料捕捉部42側の戻り管路82のV10を開いておく。これにより真空容器10から排気された排気ガスが、主排気路13、戻り管路80、82を介して、他方の原料捕捉部42を通過し分岐管36、合流管38、主排気路13を介して排気される。   The other raw material trap 42 is set to 60 ° C., the valve V13 of the main exhaust passage 13 is closed, the valve V6 of the exhaust pipe 36 on the other raw material trap 42 side, and the return pipe on the other raw material trap 42 side. V10 of the road 82 is kept open. As a result, the exhaust gas exhausted from the vacuum vessel 10 passes through the other raw material trap 42 via the main exhaust path 13 and the return pipes 80 and 82, and passes through the branch pipe 36, the junction pipe 38, and the main exhaust path 13. Exhausted through.

この時排気ガスに含まれる原料であるWClは凝固点まで冷やされるため、他方の原料捕捉部42に析出する。続いてバルブV2を閉状態とし、図2に示すバルブV75を開状態とする。これにより真空容器10中に置換ガスであるNガスが供給される。なお置換ガス、及び続くH2ガスを真空容器10に供給するときにおいても排気経路は、図6に示す状態と同じである。即ち、置換ガスの供給時に真空容器10中に残されていた原料を含む排気ガスが他方の原料捕捉部42を通過して排気されるため、排気ガス中に含まれる原料が捕捉される。 At this time, the WCl 6 that is the raw material contained in the exhaust gas is cooled to the freezing point, and thus precipitates on the other raw material capturing portion 42. Subsequently, the valve V2 is closed and the valve V75 shown in FIG. 2 is opened. As a result, N 2 gas as a replacement gas is supplied into the vacuum vessel 10. Even when the replacement gas and the subsequent H 2 gas are supplied to the vacuum vessel 10, the exhaust path is the same as the state shown in FIG. That is, since the exhaust gas containing the raw material remaining in the vacuum vessel 10 at the time of supplying the replacement gas passes through the other raw material capturing portion 42 and is exhausted, the raw material contained in the exhaust gas is captured.

続いて図2に示すバルブV75を閉状態とし、バルブV73、V74を開状態とする。これにより反応ガスであるHガスが真空容器10に供給される。これによりウエハ100に吸着されているWClがHにより還元され、1原子層のW膜が成膜される。
この時Hと残留するWClとにより、例えばWCl、WCl、H,HCl、Clなどの副生成物が生成され、排気ガスとして、他方の原料捕捉部42を通過する。原料となるWClと比較して、分解生成物であるWCl、WCl、H、HCl、Clは、蒸気圧が高い。他方の原料捕捉部42は、真空容器10とおよそ同じ圧力である10〜50Torr(1.33KPa〜6.67KPa)となっており、更に0℃〜60℃、例えば60℃に設定されている。そのため、他方の原料捕捉部42には、WClのみが析出し、WCl、WCl、H、HCl、Clなどの分解生成物は、他方の原料捕捉部42を通過して、排気される。そして図2に示すバルブV73、V74を閉じた後、バルブV75を開き、置換ガスを真空容器10に供給して、真空容器10内の雰囲気を置換する。こうしてバルブV2、V73、V74、V75のオン、オフ制御によって真空容器10内に、WClを含む原料ガス→置換ガス→反応ガス→置換ガスを供給するサイクルを複数回繰り返すことにより、所定の厚さのW膜の成膜を行う。
Subsequently, the valve V75 shown in FIG. 2 is closed, and the valves V73 and V74 are opened. As a result, H 2 gas, which is a reactive gas, is supplied to the vacuum vessel 10. As a result, WCl 6 adsorbed on the wafer 100 is reduced by H 2 to form a monoatomic W film.
At this time, by-products such as WCl 4 , WCl 5 , H 2 , HCl, and Cl 2 are generated by H 2 and the remaining WCl 6, and pass through the other raw material trap 42 as exhaust gas. Compared with the raw material WCl 6 , the decomposition products WCl 4 , WCl 5 , H 2 , HCl, Cl 2 have a higher vapor pressure. The other raw material capturing part 42 is 10 to 50 Torr (1.33 KPa to 6.67 KPa) which is approximately the same pressure as the vacuum vessel 10, and is set to 0 ° C. to 60 ° C., for example, 60 ° C. Therefore, only WCl 6 is deposited on the other raw material capturing part 42, and decomposition products such as WCl 4 , WCl 5 , H 2 , HCl, Cl 2 pass through the other raw material capturing part 42 and are exhausted. Is done. Then, after the valves V73 and V74 shown in FIG. 2 are closed, the valve V75 is opened and the replacement gas is supplied to the vacuum vessel 10 to replace the atmosphere in the vacuum vessel 10. In this way, by repeating on / off control of the valves V2, V73, V74, and V75, the cycle of supplying the raw material gas containing WCl 6 → the replacement gas → the reaction gas → the replacement gas into the vacuum vessel 10 is repeated a plurality of times. The W film is formed.

1枚のウエハ100当たり30g程度のWCl6を真空容器10に供給すると、成膜には、例えばおよそ1.5gのWClが寄与する。また例えば1.0g程度のWClが分解し、1.5g程度のWClが真空容器10に付着してしまう。そして残りの26g及び1gの分解生成物、例えばWCl、WCl、H、HCl、Clなどが他方の原料捕捉部42を通過して排気される。従って他方の原料捕捉部42により、およそ94%の原料が回収される。 Supplying one wafer 100 per 30g about WCl6 the vacuum vessel 10, deposited, for example WCl 6 of about 1.5g contributes. Further, for example, about 1.0 g of WCl 6 is decomposed, and about 1.5 g of WCl 6 is attached to the vacuum vessel 10. The remaining 26 g and 1 g of decomposition products, for example, WCl 4 , WCl 5 , H 2 , HCl, Cl 2, etc. pass through the other raw material trap 42 and are exhausted. Therefore, approximately 94% of the raw material is recovered by the other raw material capturing unit 42.

また真空容器10に原料ガス及び反応ガスを供給している際には、真空容器10の温度が160℃程度となっており、真空容器10内の圧力が10〜50Torr(1.33KPa〜6.67KPa)に設定されている。そのため真空容器10内の金属の腐食は少なく、真空容器10の排気に金属はほとんど含まれない。また上述の実施の形態においては、真空容器10の内面をアルマイトにより覆っているため金属の腐食をより抑制することができる。   Further, when the raw material gas and the reaction gas are supplied to the vacuum vessel 10, the temperature of the vacuum vessel 10 is about 160 ° C., and the pressure in the vacuum vessel 10 is 10 to 50 Torr (1.33 KPa to 6.3). 67 KPa). Therefore, there is little corrosion of the metal in the vacuum vessel 10, and almost no metal is contained in the exhaust of the vacuum vessel 10. Moreover, in the above-mentioned embodiment, since the inner surface of the vacuum vessel 10 is covered with alumite, metal corrosion can be further suppressed.

また戻り管路80〜82は、ステンレスで構成され、プロセス中の温度は160℃に設定されている。そのため真空容器10から他方の原料捕捉部42に排気が通流される間に金属の混入するおそれが少ない。従って他方の原料捕捉部42には、主原料であるWClが高純度で析出することになる。 The return lines 80 to 82 are made of stainless steel, and the temperature during the process is set to 160 ° C. For this reason, there is little possibility that metal is mixed while exhaust gas flows from the vacuum vessel 10 to the other raw material trap 42. Therefore, the main raw material WCl 6 is precipitated with high purity in the other raw material trap 42.

ALD法による成膜処理が終了した後、図7に示すように他方の原料捕捉部42に接続されている戻り管路82のバルブV10を閉じると共に、主排気路13のバルブV13を開く。これにより真空容器10からの排気が他方の原料捕捉部42を通過せずに排気される。その後、圧力調整部16により、真空容器10内の圧力を1Torr(133Pa)以下まで下げた後、ゲートバルブ20を開きウエハ100を取り出す。後述のように他方の原料捕捉部42に対して原料タンク3から原料を補充する工程が行われるので、このバルブV10を閉じている間に、配管33のバルブV3を開き、当該工程の一部を行うようにしてもよい。   After the film forming process by the ALD method is completed, as shown in FIG. 7, the valve V10 of the return pipe 82 connected to the other raw material trap 42 is closed and the valve V13 of the main exhaust path 13 is opened. As a result, the exhaust from the vacuum vessel 10 is exhausted without passing through the other raw material trap 42. Thereafter, the pressure adjusting unit 16 lowers the pressure in the vacuum vessel 10 to 1 Torr (133 Pa) or less, and then the gate valve 20 is opened to take out the wafer 100. As will be described later, since the process of replenishing the raw material from the raw material tank 3 to the other raw material capturing part 42 is performed, the valve V3 of the pipe 33 is opened while this valve V10 is closed, and a part of the process is performed. May be performed.

またウエハ100の出し入れの際には、真空容器10内の圧力を1Torr(133Pa)以下の高真空にしている。1Torr(133Pa)以下の高真空にした場合には、真空容器10から成膜プロセス中には、昇華しない金属材料なども昇華するおそれがある。そのため真空容器10にウエハ100を搬入出させるにあたって、真空容器10内の圧力を例えば10Torr(1330Pa)以下の圧力にする前に、バルブV10を閉じ、V13開き、その後圧力を下げることで、他方の原料捕捉部42に金属が混入するおそれが低くなる。   When the wafer 100 is taken in and out, the pressure in the vacuum vessel 10 is set to a high vacuum of 1 Torr (133 Pa) or less. When a high vacuum of 1 Torr (133 Pa) or less is used, a metal material that does not sublime may be sublimated from the vacuum vessel 10 during the film forming process. Therefore, when loading / unloading the wafer 100 into / from the vacuum vessel 10, the valve V10 is closed and V13 is opened before the pressure in the vacuum vessel 10 is reduced to, for example, 10 Torr (1330 Pa) or less, and then the other pressure is reduced. The possibility that metal is mixed into the raw material trap 42 is reduced.

その後、例えば1ロットのウエハWの処理を終えた後、他方の原料捕捉部42に捕捉された原料の量を測定する。原料の量の測定には、例えば公知のビルドアップ法を用いればよい。
ここでビルドアップ法について説明する。密閉された容器内に原料が析出すると容器の気相の体積が析出した原料の体積分小さくなる。温度を一定にして真空の容器内に一定の流速でガスを供給したときの圧力は、ボイルの法則に従うため、体積に反比例する。そのため容器内に原料が析出していない状態において、容器内にNガスを供給したときのNガスの供給量と圧力の変化とにより容器の体積を求める。そして容器内に原料を析出させて、容器内にNガスを供給したときのNガスの供給量と圧力の変化とにより求まる容器内気相の体積を差し引くことにより、析出している原料の体積が求まる。更に原料の体積が求まることから、予め原料の密度を把握しておくことにより、析出した原料の重量が分かる。その後バルブV3を開き、不足分の原料を原料タンク3から他方の原料捕捉部42に補充する。
Thereafter, for example, after the processing of one lot of wafers W is completed, the amount of the raw material captured by the other raw material capturing unit 42 is measured. For example, a known build-up method may be used for measuring the amount of the raw material.
Here, the build-up method will be described. When the raw material is deposited in the sealed container, the volume of the vapor phase of the container is reduced. The pressure when gas is supplied at a constant flow rate in a vacuum container at a constant temperature follows the Boyle's law and is inversely proportional to the volume. In a state where the raw material is not deposited in the order container, obtaining the supply amount and the volume of the container by the change in pressure of the N 2 gas at the time of supplying the N 2 gas into the container. And by precipitating the raw material into the container, by subtracting the volume of supply amount and the container the gas phase which is obtained by a change in pressure of the N 2 gas at the time of supplying the N 2 gas into the container, it precipitated ingredients are The volume is determined. Further, since the volume of the raw material is obtained, the weight of the deposited raw material can be known by grasping the density of the raw material in advance. Thereafter, the valve V3 is opened, and the shortage of raw material is replenished from the raw material tank 3 to the other raw material capturing unit 42.

他方の原料捕捉部42に原料が補充された後、あるいは補充されている途中で、続くロットのウエハ100を真空容器10に搬入するにあたっては、既述のウエハ100の搬入時あるいは搬出時と同様にバルブV13を開いて主排気路13を介して真空容器10を真空排気しながら、ウエハ100を真空容器10に搬入する。そして他方の原料捕捉部42に原料の補充が完了し、他方の原料捕捉部を原料供給源として用いる準備が整った後、他方の原料捕捉部42を160℃に加熱して、他方の原料捕捉部42に捕捉された原料を昇華させる。その後他方の原料捕捉部42に接続されている配管61のバルブV8を開き、他方の原料捕捉部42にキャリアガスを供給すると共に、一方の原料捕捉部41を原料供給源としたときと同様にバルブV6を開いて原料ガスの流量を安定させた後、他方の原料捕捉部42に接続されている分岐管34のバルブV4を開き、バルブV6を閉じる。これにより他方の原料捕捉部42から真空容器10に原料が供給される。また一方の原料捕捉部41の温度を60℃に設定した後、バルブV13を閉じると共に排気管35のバルブV5、戻り管路81のバルブV9を開く。これにより真空容器10から排気される原料を含む排気ガスが、一方の原料捕捉部41を通過して排気され、排気ガスに含まれる原料が一方の原料捕捉部41に捕捉される。   When the wafer 100 of the subsequent lot is loaded into the vacuum container 10 after or while the other material capturing unit 42 is replenished with the material, it is the same as when the wafer 100 is loaded or unloaded. The wafer 100 is loaded into the vacuum container 10 while the valve V13 is opened and the vacuum container 10 is evacuated through the main exhaust passage 13. Then, after the replenishment of the raw material is completed in the other raw material capturing unit 42 and preparation for using the other raw material capturing unit as a raw material supply source is completed, the other raw material capturing unit 42 is heated to 160 ° C. The raw material captured by the part 42 is sublimated. Thereafter, the valve V8 of the pipe 61 connected to the other raw material capturing part 42 is opened to supply the carrier gas to the other raw material capturing part 42 and at the same time as when the one raw material capturing part 41 is used as the raw material supply source. After the valve V6 is opened to stabilize the flow rate of the raw material gas, the valve V4 of the branch pipe 34 connected to the other raw material trap 42 is opened and the valve V6 is closed. As a result, the raw material is supplied from the other raw material trap 42 to the vacuum vessel 10. In addition, after setting the temperature of one raw material trap 41 to 60 ° C., the valve V13 is closed and the valve V5 of the exhaust pipe 35 and the valve V9 of the return pipe 81 are opened. As a result, the exhaust gas containing the raw material exhausted from the vacuum container 10 is exhausted through the one raw material capturing unit 41, and the raw material contained in the exhaust gas is captured by the one raw material capturing unit 41.

このように一方の原料捕捉部41を成膜処理部1Aに対して、原料供給源として用いながら、他方の原料捕捉部42に排気ガスを通流させて原料を捕捉させる工程と、他方の原料捕捉部42を原料供給源として用いながら、一方の原料捕捉部41に排気ガスを通流させて原料を捕捉させる工程と、を交互に繰り返す。即ち原料供給源として一方の原料捕捉部41と他方の原料捕捉部42とを交互に使用する。そして図1に示す他の原料供給系2B、2Cにおいても、同様にして成膜処理部1B、1Cに原料ガスの供給を行う。   In this way, while using one of the raw material capturing units 41 as a raw material supply source for the film forming processing unit 1A, the other raw material capturing unit 42 captures the raw material by passing the exhaust gas through the other raw material capturing unit 42, and the other raw material While using the trap 42 as a raw material supply source, the process of trapping the raw material by passing the exhaust gas through one of the raw material traps 41 is alternately repeated. That is, one raw material capturing unit 41 and the other raw material capturing unit 42 are alternately used as a raw material supply source. In the other source supply systems 2B and 2C shown in FIG. 1, the source gas is supplied to the film forming units 1B and 1C in the same manner.

上述の実施の形態によれば、WClを昇華させて、キャリアガスと共に真空容器10に供給して成膜処理を行うにあたって、真空容器10から排気された排気ガス中の原料を一方の原料捕捉部41、または他方の原料捕捉部42にて、捕捉(再固化)させ、捕捉した原料を昇華させて処理ガスとして再利用している。従って、原料の消費量を減らすことができる。
既述のように半導体デバイスにおいて薄膜の多層化が進み、ウエハ100の表面積が大きくなって原料の使用量が増大しているなどの事情から本発明は極めて有効である。
また、一方及び他方の原料捕捉部41、42の一方を原料供給源として使用しているときに、他方に真空容器10からの排気ガスを通流させて排気ガス中の原料を捕捉して回収しているため、装置の稼働率の低下が抑えられる。
According to the above-described embodiment, when the WCl 6 is sublimated and supplied to the vacuum container 10 together with the carrier gas to perform the film forming process, the raw material in the exhaust gas exhausted from the vacuum container 10 is captured as one raw material. The part 41 or the other raw material capturing part 42 captures (resolidifies), sublimates the captured raw material, and reuses it as a processing gas. Therefore, the consumption of raw materials can be reduced.
As described above, the present invention is extremely effective from the circumstances that the thinning of the thin film has progressed in the semiconductor device, the surface area of the wafer 100 is increased, and the amount of the raw material used is increased.
Further, when one of the one and the other raw material traps 41 and 42 is used as a raw material supply source, the exhaust gas from the vacuum vessel 10 is passed to the other to capture and collect the raw material in the exhaust gas. As a result, a decrease in the operating rate of the apparatus can be suppressed.

本発明では、2個の原料捕捉部41、42に加えて、原料捕捉部41、42と同様に構成された原料捕捉部101を設けるようにしてもよい。このような例においては、例えば図9〜図11に示すように3個の原料捕捉部41、42、101が互いに並列に接続される。なお図9〜11中の102は配管30から分岐した分岐管、103は、原料供給用の配管37から分岐した分岐管、104は、合流管38の他端側にて分岐した排気管、105は、戻り管路80の他端側にて分岐した分岐路である。また原料捕捉部101には、原料捕捉部41、42と同様にキャリアガス供給管(図示しない)が接続されている。なおV102〜V105はバルブである。また明細書中においては、図9〜図11を正面に見て、左側の原料捕捉部41、中央の原料捕捉部42、右側の原料捕捉部101として示す。   In the present invention, in addition to the two raw material capturing units 41 and 42, a raw material capturing unit 101 configured similarly to the raw material capturing units 41 and 42 may be provided. In such an example, for example, as shown in FIGS. 9 to 11, three raw material traps 41, 42, and 101 are connected in parallel to each other. 9 to 11, reference numeral 102 denotes a branch pipe branched from the pipe 30; 103, a branch pipe branched from the raw material supply pipe 37; 104, an exhaust pipe branched from the other end side of the merge pipe 38; Is a branch path branched at the other end side of the return pipe 80. In addition, a carrier gas supply pipe (not shown) is connected to the raw material trap 101 in the same manner as the raw material traps 41 and 42. V102 to V105 are valves. In the specification, FIGS. 9 to 11 are shown as a raw material capturing part 41 on the left side, a raw material capturing part 42 on the center, and a raw material capturing part 101 on the right side when viewed from the front.

このような第2の実施の形態では、図9に示すように、まず原料タンク3から左側の原料捕捉部41及び中央の原料捕捉部42に原料を補充する。その後成膜処理部1Aに原料を供給するにあたって、まず図10に示すようにバルブV2、V7を開いて、左側の原料捕捉部41から真空容器10に原料を供給する。即ち左側の原料捕捉部41を原料供給源とする。そして、バルブV104、V105を開き、真空容器10からの排気ガスを右側の原料捕捉部101に通流させて、右側の原料捕捉部101に原料を析出させるようにする。   In the second embodiment, as shown in FIG. 9, first, the raw material is replenished from the raw material tank 3 to the left raw material capturing unit 41 and the central raw material capturing unit 42. Thereafter, when supplying the raw material to the film forming unit 1A, first, as shown in FIG. 10, the valves V2 and V7 are opened, and the raw material is supplied from the left-side raw material capturing unit 41 to the vacuum vessel 10. That is, the left-side raw material capturing unit 41 is used as a raw material supply source. Then, the valves V104 and V105 are opened, and the exhaust gas from the vacuum vessel 10 is caused to flow through the right-side material capturing unit 101 so that the material is deposited on the right-side material capturing unit 101.

このように左側の原料捕捉部41を原料供給源として用いて原料の供給を行った後、図11に示すように中央の原料捕捉部42から真空容器10に原料を供給して、真空容器10からの排気ガスを左側の原料捕捉部41を通流させて原料を析出させる。またこの間に右側の原料捕捉部101に不足分の原料を原料タンク3から補充する。その後、右側の原料捕捉部101から真空容器10に原料を供給して、真空容器10からの排気を中央の原料捕捉部42に通流させて排気すると共に、左側の原料捕捉部41に不足分の原料を捕捉する。このように構成することにより1ロットのウエハの処理を終えた時点で、続くロットのウエハ101を成膜処理するための原料捕捉部がスタンバイの状態(原料供給源として使用可能な状態)になっているため、原料捕捉部に原料の補充する待ち時間がない。従って成膜装置を連続運転することができ、稼働効率の点では有効である。   After supplying the raw material using the left raw material capturing part 41 as a raw material supply source in this way, the raw material is supplied from the central raw material capturing part 42 to the vacuum vessel 10 as shown in FIG. The exhaust gas from is allowed to flow through the left raw material capturing part 41 to deposit the raw material. During this time, the raw material catching unit 101 on the right side is replenished with a shortage of raw material from the raw material tank 3. Thereafter, the raw material is supplied from the right raw material capturing unit 101 to the vacuum container 10, and the exhaust from the vacuum container 10 is exhausted by passing through the central raw material capturing unit 42, and the left raw material capturing unit 41 is insufficient. Capture raw materials. With this configuration, when the processing of one lot of wafers is completed, the raw material capturing unit for forming a film on the wafer 101 of the subsequent lot is in a standby state (a state in which it can be used as a raw material supply source). Therefore, there is no waiting time for replenishing the raw material in the raw material capturing part. Therefore, the film forming apparatus can be operated continuously, which is effective in terms of operating efficiency.

また原料捕捉部は一つであってもよい。例えば図2に示した原料供給系2Aにおいて、一方の原料捕捉部41を設けずに分岐管31と、配管37とを接続した例が挙げられる。この場合には、原料タンク3から原料をキャリアガスと共に分岐管31と、配管37と、を介して成膜処理部1Aに供給して成膜処理を行い、真空容器10の排気ガスを他方の原料捕捉部42に通流させて、排気ガス中の原料を捕捉させる。その後原料供給源を原料タンク3から他方の原料捕捉部42に切り替えて成膜処理を行うようにすればよい。
このような例においては、真空容器10から、戻り管路80及び戻り管路82を介して、原料捕捉部42を通過し、排気管36、合流管38、主排気路13を介して排気される排気経路が第1の排気路に相当し、主排気路13から真空排気機構24により排気される排気経路が第2の排気路に相当する。
There may be only one raw material trap. For example, in the raw material supply system 2 </ b> A shown in FIG. 2, there is an example in which the branch pipe 31 and the pipe 37 are connected without providing one raw material capturing unit 41. In this case, the raw material is supplied from the raw material tank 3 together with the carrier gas through the branch pipe 31 and the pipe 37 to the film forming processing unit 1A to perform the film forming process, and the exhaust gas from the vacuum vessel 10 is supplied to the other side. The material is passed through the material capturing unit 42 to capture the material in the exhaust gas. Thereafter, the raw material supply source may be switched from the raw material tank 3 to the other raw material capturing unit 42 to perform the film forming process.
In such an example, the vacuum vessel 10 passes through the raw material trap 42 through the return pipe 80 and the return pipe 82, and is exhausted through the exhaust pipe 36, the junction pipe 38, and the main exhaust path 13. The exhaust path corresponding to the first exhaust path corresponds to the first exhaust path, and the exhaust path exhausted from the main exhaust path 13 by the vacuum exhaust mechanism 24 corresponds to the second exhaust path.

さらに本発明は、原料ガスと、反応ガスとを真空容器10に供給して成膜処理を行うCVD法に適用しても原料の消費量を抑制することができるが、ALD法においては、原料ガスと反応ガスとを置換ガスで、置換して成膜処理を行うため、真空容器10に供給した原料の成膜への寄与率が低く多くが排気される。そのため本発明はALD法に適用した場合により効果が大きいと言える。   Furthermore, the present invention can suppress the consumption of the raw material even when applied to the CVD method in which the raw material gas and the reaction gas are supplied to the vacuum vessel 10 to perform the film formation process. Since the film formation process is performed by replacing the gas and the reaction gas with a replacement gas, the contribution ratio of the raw material supplied to the vacuum vessel 10 to the film formation is low and a large amount is exhausted. Therefore, it can be said that the present invention is more effective when applied to the ALD method.

また固体原料は、主原料の蒸気圧が主たる副生成物の蒸気圧よりも低い原料であればよい。例えばWCl(五塩化タングステン)、MoCl(五塩化モリブデン)、ZrCl(塩化ジルコニウム(IV))、HfCl(塩化ハフニウム(IV))、AlCl(塩化アルミニウム)などであってもよい。 Moreover, the solid raw material should just be a raw material whose vapor pressure of a main raw material is lower than the vapor pressure of the main by-product. For example, WCl 5 (tungsten pentachloride), MoCl 5 (molybdenum pentachloride), ZrCl 4 (zirconium chloride (IV)), HfCl 4 (hafnium (IV) chloride), AlCl 3 (aluminum chloride), and the like may be used.

1A〜1C 成膜処理部
2A〜2C 原料供給系
3 原料タンク
8 ヒータ
9 制御部
13 主排気路
41 一方の原料捕捉部
42 他方の原料捕捉部
43 捕捉部
80、81、82 戻り管路
V1〜V10 バルブ
1A to 1C Film formation processing units 2A to 2C Raw material supply system 3 Raw material tank 8 Heater 9 Control unit 13 Main exhaust passage 41 One raw material capture portion 42 Other raw material capture portion 43 Capture portions 80, 81, 82 Return pipes V1 V10 valve

Claims (8)

原料供給源の固体の原料を昇華してキャリアガスと共に真空雰囲気である処理容器内に供給して被処理体に対して行われる成膜処理であって、副生成物の蒸気圧が前記原料の蒸気圧よりも高い成膜処理を行うための成膜装置において、
前記処理容器内を真空排気機構により真空排気するための第1の排気路と、
前記第1の排気路に設けられ、ガス中の原料を捕捉するための原料捕捉部と、
前記原料捕捉部を迂回して設けられ、前記処理容器内を真空排気機構により真空排気するための第2の排気路と
前記原料捕捉部にキャリアガスを供給し、当該原料捕捉部に捕捉された原料を昇華して原料供給路を介して前記処理容器内に供給するためのキャリアガス供給部と、
前記原料捕捉部の温度を、原料を捕捉するための温度と捕捉した原料を昇華させるための温度との間で調整するための温度調整部と、
前記原料捕捉部以外の原料供給源を用いて被処理体に対して成膜処理を行っているときには第1の排気路により真空排気を行い、当該原料捕捉部を原料供給源として用いるときには前記第2の排気路により真空排気を行うように排気路を切り替える切替え部と、を備えたことを特徴とする成膜装置。
A film forming process performed on a target object by sublimating a solid source of a source supply source and supplying it into a processing container in a vacuum atmosphere together with a carrier gas, wherein the vapor pressure of the by-product is In a film forming apparatus for performing a film forming process higher than the vapor pressure,
A first exhaust path for evacuating the inside of the processing container by an evacuation mechanism;
A raw material capturing portion provided in the first exhaust path for capturing the raw material in the gas;
Provided by bypassing the raw material trapping section, a carrier gas is supplied to the second exhaust path for evacuating the inside of the processing vessel by a vacuum exhaust mechanism and the raw material trapping section, and trapped by the raw material trapping section. A carrier gas supply unit for sublimating the raw material and supplying the raw material into the processing container via the raw material supply path;
A temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the raw material capturing unit between a temperature for capturing the raw material and a temperature for sublimating the captured raw material;
When a film forming process is performed on the object to be processed using a raw material supply source other than the raw material capturing unit, vacuum exhaust is performed by the first exhaust path, and when the raw material capturing unit is used as a raw material supply source, the first exhaust channel is used. A film forming apparatus comprising: a switching unit that switches an exhaust path so that vacuum exhaust is performed by two exhaust paths.
前記処理容器に対して被処理体を搬入または搬出するときには、当該処理容器内の圧力は成膜処理時の圧力よりも低く設定されると共に、前記第2の排気路により真空排気を行って、排気ガスが原料捕捉部を通らないように排気路が切り替えられることを特徴とする請求項1記載の成膜装置   When the object to be processed is carried into or out of the processing container, the pressure in the processing container is set lower than the pressure during the film forming process, and vacuum exhaust is performed by the second exhaust path, 2. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the exhaust path is switched so that the exhaust gas does not pass through the raw material capturing section. 前記原料捕捉部は複数設けられ、
複数の原料捕捉部の夫々に対応して第1の排気路が設けられ、
前記複数の原料捕捉部のうちの一つの原料捕捉部を原料供給源として用いるときに、他の原料捕捉部が設けられた第1の排気路が前記一つの原料捕捉部から見た第2の排気路に相当することを特徴とする請求項1または2記載の成膜装置。
A plurality of the raw material capturing parts are provided,
A first exhaust path is provided corresponding to each of the plurality of raw material capturing units,
When one raw material capturing part of the plurality of raw material capturing parts is used as a raw material supply source, the first exhaust path provided with the other raw material capturing part is the second viewed from the one raw material capturing part. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the film forming apparatus corresponds to an exhaust path.
前記原料捕捉部は3個以上設けられ、順次原料供給源として用いられることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein three or more of the raw material capturing units are provided and are sequentially used as a raw material supply source. 前記成膜処理は、前記固体原料を昇華して得られた原料と水素ガスとを反応させて行われる処理であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の成膜装置。   5. The film forming process according to claim 1, wherein the film forming process is a process performed by reacting a raw material obtained by sublimating the solid raw material with hydrogen gas. 6. apparatus. 原料供給源の固体の原料を昇華してキャリアガスと共に真空雰囲気である処理容器内に供給して被処理体に対して成膜処理を行う工程と、
前記工程を行っているときに、前記処理容器内を第1の排気路を介して真空排気すると共に、当該第1の排気路に設けられ、原料を捕捉するための温度に設定された原料捕捉部に排気ガス中の原料を捕捉する工程と、
その後、前記原料捕捉部の温度を原料を昇華するための温度に設定する工程と、
原料を昇華するための温度に設定された前記原料捕捉部にキャリアガスを供給し、当該原料捕捉部に捕捉された原料を昇華して原料供給路を介して前記処理容器内に供給して被処理体に対して成膜処理を行うと共に、前記処理容器内を、当該原料捕捉部を迂回する第2の排気路を介して真空排気する工程と、を含み、
成膜処理時の副生成物の蒸気圧が前記原料の蒸気圧よりも高いことを特徴とする成膜方法。
Sublimating a solid raw material of a raw material supply source and supplying it into a processing container in a vacuum atmosphere together with a carrier gas to perform a film forming process on the object to be processed;
While performing the step, the inside of the processing vessel is evacuated through the first exhaust passage, and the raw material capture provided at the first exhaust passage and set to a temperature for capturing the raw material Capturing the raw material in the exhaust gas in the part,
Thereafter, a step of setting the temperature of the raw material capturing unit to a temperature for sublimating the raw material,
A carrier gas is supplied to the raw material capturing unit set to a temperature for sublimating the raw material, and the raw material captured by the raw material capturing unit is sublimated and supplied into the processing container through the raw material supply path. Performing a film forming process on the processing body, and evacuating the inside of the processing container via a second exhaust path that bypasses the raw material capturing unit,
A film forming method, wherein a vapor pressure of a by-product during the film forming process is higher than a vapor pressure of the raw material.
前記処理容器に対して被処理体を搬入または搬出するときには、当該処理容器内の圧力は成膜処理時の圧力よりも低く設定されると共に、前記第2の排気路により真空排気を行って、排気ガスが原料捕捉部を通らないように排気路が切り替えられることを特徴とする請求項6記載の成膜方法。   When the object to be processed is carried into or out of the processing container, the pressure in the processing container is set lower than the pressure during the film forming process, and vacuum exhaust is performed by the second exhaust path, The film forming method according to claim 6, wherein the exhaust path is switched so that the exhaust gas does not pass through the raw material capturing section. 原料供給源の固体の原料を昇華してキャリアガスと共に真空雰囲気である処理容器内に供給して被処理体に対して成膜処理を行う成膜装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項6または7に記載の成膜方法を実行するようにステップ群が組まれていることを特徴とする記憶媒体。
A storage medium storing a computer program used in a film forming apparatus for sublimating a solid material of a raw material supply source and supplying it into a processing container in a vacuum atmosphere together with a carrier gas to perform a film forming process on an object to be processed There,
A storage medium, wherein the computer program includes a group of steps so as to execute the film forming method according to claim 6 or 7.
JP2015104511A 2015-05-22 2015-05-22 Deposition apparatus, deposition method, and storage medium Active JP6531487B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015104511A JP6531487B2 (en) 2015-05-22 2015-05-22 Deposition apparatus, deposition method, and storage medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015104511A JP6531487B2 (en) 2015-05-22 2015-05-22 Deposition apparatus, deposition method, and storage medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016216787A true JP2016216787A (en) 2016-12-22
JP6531487B2 JP6531487B2 (en) 2019-06-19

Family

ID=57579960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015104511A Active JP6531487B2 (en) 2015-05-22 2015-05-22 Deposition apparatus, deposition method, and storage medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6531487B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289668A (en) * 2001-03-27 2002-10-04 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate treating apparatus
JP2005197667A (en) * 2003-12-09 2005-07-21 Alcatel Apparatus for forming and controlling cleaning agent flow rate in process chamber
JP2010037631A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Tokyo Electron Ltd Raw material recovery method, trap mechanism, exhaust system and film deposition system using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289668A (en) * 2001-03-27 2002-10-04 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate treating apparatus
JP2005197667A (en) * 2003-12-09 2005-07-21 Alcatel Apparatus for forming and controlling cleaning agent flow rate in process chamber
JP2010037631A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Tokyo Electron Ltd Raw material recovery method, trap mechanism, exhaust system and film deposition system using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP6531487B2 (en) 2019-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5820731B2 (en) Substrate processing apparatus and solid material replenishment method
US10612143B2 (en) Raw material gas supply apparatus and film forming apparatus
CN105992836B (en) Improved plasma enhancing ALD system
KR101909336B1 (en) Raw material supply method, raw material supply apparatus, and storage medium
JP4174941B2 (en) Thin film manufacturing method and thin film manufacturing apparatus
US9725808B2 (en) Raw material gas supply apparatus
JP2019210550A (en) Vapor-phase chemical reactor and method for using the same
JP4113755B2 (en) Processing equipment
JP5692842B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus
JP2010251760A5 (en)
JP4393071B2 (en) Deposition method
US8562751B2 (en) Dry cleaning method of substrate processing apparatus
JP2002525430A (en) Gas supply system for CVD reactor and method of controlling the same
JP6559107B2 (en) Film forming method and film forming system
JP2015012243A (en) Processing method of workpiece
KR20050046617A (en) Atomic layer deposition process and apparatus
JP6477044B2 (en) Raw material gas supply apparatus, raw material gas supply method and film forming apparatus
US20110104896A1 (en) Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus
JP2016216787A (en) Film deposition device, film deposition method and storage medium
JP6693106B2 (en) Raw material supply device, raw material supply method, and storage medium
JP2015151564A (en) Atomic layer deposition film formation apparatus
JPWO2016120957A1 (en) Semiconductor device manufacturing method, substrate processing apparatus, and recording medium
JP4418056B2 (en) Chemical vapor deposition apparatus and chemical vapor deposition method
KR20220152274A (en) raw material supply system
KR101349423B1 (en) METHOD FOR FORMING Cu FILM

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20180112

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180925

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181016

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190506

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6531487

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250