JP2017076781A - 加熱部、基板処理装置、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ガス管の表面を覆い、加熱する加熱部であって、発熱体の外側に配置される断熱部と、前記断熱部および前記発熱体を包囲する包囲体と、前記包囲体の外側に設けられ、前記包囲体の一端側と他端側とが隣接した状態で前記一端側と前記他端側とを留める留め部と、前記包囲体よりも前記ガス管側であって、該ガス管の表面と対向する位置に配置され、前記ガス管側を主面として板状に形成された温度検知部と、を備える構成が提供される。
以下、実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
図1に示すように、加熱手段であるヒータ207の内側に、基板であるウエハ200を処理する処理容器として反応管203が設けられる。この反応管203の下端にはインレットフランジ210が設けられ、インレットフランジ210は蓋体であるシールキャップ219により気密部材であるOリング220を介して気密に閉塞されている。少なくとも、反応管203、インナーチューブ204、インレットフランジ210、シールキャップ219により処理室201を形成している。また、インレットフランジ210には、インナーチューブ204が載置されている。シールキャップ219には石英キャップ218を介して基板保持部であるボート217が設置されている。石英キャップ218、ボート217は処理室201内外に搬入出される。ボート217にはバッチ処理される複数のウエハ200が水平に多段に積載される。ヒータ207は処理室201に挿入されたウエハ200を所定の温度に加熱する。
コントローラについて図2を用いて説明する。
次に、半導体製造装置としての基板処理装置1を使用して、基板を処理する基板処理工程の概略について説明する。この基板処理工程は、例えば、半導体装置を製造するための一工程である。なお、以下の説明において、基板処理装置1を構成する各部の動作や処理は、コントローラ321により制御される。
ここでは、基板としてのウエハ200に対して、第1の処理ガス(原料ガス)と第2の処理ガス(反応ガス)とを交互に供給することで、ウエハ200上に膜を形成する例について説明する。以下、原料ガスとしてヘキサクロロジシラン(Si2Cl6、略称:HCDS)ガスを用い、反応ガスとしてNH3(アンモニア)ガスを用いてウエハ200上に薄膜としてSiN(シリコン窒化)膜を形成する例について説明する。なお、例えば、ウエハ200上には、予め所定の膜が形成されていてもよく、また、ウエハ200又は所定の膜には予め所定のパターンが形成されていてもよい。
(基板搬入工程S102)
まず、ウエハ200をボート217に装填し、処理室201内へ搬入し、基板搬入工程S102を行う。
次に、ウエハ200の表面上に薄膜を形成する成膜工程S104を行う。成膜工程は次の4つのステップを順次実行する。なお、ステップ1〜4の間は、ヒータ207により、ウエハ200を所定の温度に加熱しておく。また、ガス配管用ヒータ22は、ガス配管10を第1の指定温度に加熱する。第1の指定温度は、原料ガスに応じて適宜設定される。本実施の形態では、原料ガスとしてHCDSが用いられるので、後述する成膜工程S104の間、例えば、第1の指定温度として180℃以上に加熱される。尚、本実施形態においては、排気配管用ヒータ20についても、少なくとも後述する成膜工程S104の間、加熱する場合について説明する。
[ステップ1]
ステップ1では、HCDSガスを流す。まず、ガス配管10に設けたバルブ34と排気配管231に設けたAPCバルブ243を共に開けて、ガス供給器4からMFC41により流量調節されたHCDSガスをガス配管10に通し、ノズル234のガス供給孔から処理室201内に供給しつつ、排気配管231から排気する。この際、ガス配管用ヒータ22はガス配管10を加熱し、排気配管用ヒータ20は排気配管231を加熱する。また、この際、処理室201内の圧力を所定の圧力に保つ。
[ステップ2]
ステップ2では、ガス配管10のバルブ34を閉めてHCDSガスの供給を止める。排気配管231のAPCバルブ243は開いたままにし、真空ポンプ246により処理室201内を排気し、残留ガスを処理室201内から排除する。また、ガス配管40に設けられたバルブ39を開けて、ガス配管40からN2等の不活性ガスを処理室201内に供給し処理室201内のパージを行い、処理室201内の残留ガスを処理室201外に排出する。この際、ガス配管用ヒータ22はガス配管10を加熱し、排気配管用ヒータ20は排気配管231を加熱する。さらに、ガス配管6に設けられたバルブ36を開けて、MFC33により流量調節されたN2等の不活性ガスをガス配管6からも処理室201内に供給する。
[ステップ3]
ステップ3では、NH3ガスを流す。ガス配管11に設けられた、バルブ35と排気配管231に設けられたAPCバルブ243を共に開け、ガス供給器5からMFC32により流量調節されたNH3ガスをガス配管11に通し、ノズル233のガス供給孔から処理室201内に供給しつつ、排気配管231から排気する。この際、排気配管用ヒータ20は排気配管231を加熱する。また、処理室201内の圧力を所定の圧力に調整する。NH3ガスの供給により、ステップ1でウエハ200の表面に形成されたシリコン含有層とNH3ガスが反応して、ウエハ200上にSiN層が形成される。
[ステップ4]
ステップ4では、再び不活性ガスによる処理室201内のパージを行う。ガス配管11のバルブ35を閉めて、NH3ガスの供給を止める。排気配管231のAPCバルブ243は開いたままにし、真空ポンプ246により処理室201内を排気し、残留ガスを処理室201内から排除する。また、ガス配管6に設けられたバルブ36を開けて、MFC33により流量調節されたN2等の不活性ガスをガス配管6より処理室201内に供給して処理室201内のパージを行う。この際、排気配管用ヒータ20は排気配管231を加熱する。さらに、ガス配管40に設けられたバルブ39を開けて、ガス配管40からもN2等の不活性ガスを処理室201に供給する。この際、ガス配管用ヒータ22はガス配管10及びガス配管40を加熱する。
次に、SiN膜が形成されたウエハ200が載置されたボート217を、処理室201から搬出する。
図5(a)〜(c)に示す温度検知部555は、全て、板状に形成されており、ガス配管10側を主面として板状に形成されて構成されている。
本実施形態によれば、以下の(a)乃至(h)のうち、少なくとも一つ、又は複数の効果を奏する。
次に、他の実施形態について図9を用いて説明する。
22…ガス配管用ヒータ
310…加熱部
Claims (14)
- ガス管の表面を覆い、加熱する加熱部であって、
発熱体の外側に配置される断熱部と、
前記断熱部および前記発熱体を包囲する包囲体と、
前記包囲体の外側に設けられ、前記包囲体の一端側と他端側とが隣接した状態で前記一端側と前記他端側とを留める留め部と、
前記包囲体よりも前記ガス管側であって、該ガス管の表面と対向する位置に配置され、前記ガス管側を主面として板状に形成された温度検知部と、
を備える加熱部。 - 前記温度検知部は、前記ガス管の表面に沿って前記主面が湾曲するよう構成されている請求項1記載の加熱部。
- 前記ガス管は、蛇腹状に形成されたフレキシブル管を含み、
前記温度検知部は、前記フレキシブル管と非接触となるよう配置されている請求項1記載の加熱部。 - 前記発熱体と前記発熱体が取り付けられる断熱部材とを有する発熱部を設け、
前記温度検知部は、前記発熱体と同様に前記断熱部材に取り付けられるよう構成されている請求項1記載の加熱部。 - 前記フレキシブル管を覆う前記加熱部の前記発熱体は、前記フレキシブル管を基軸として前記フレキブル管の蛇腹部の山折部と谷折部とに一部が平行となるように形成されている請求項3記載の加熱部。
- 前記フレキシブル管を覆う前記加熱部の前記断熱部は複数の断熱層で構成され、
前記断熱層それぞれは、前記フレキシブル管内のガスの流れ方向に対して垂直方向に切り込まれ、複数に分割されている請求項3記載の加熱部。 - 前記断熱層それぞれは、前記フレキシブル管内のガスの流れ方向に対して垂直方向に延在するスリットが設けられている請求項6記載の加熱部。
- 隣接する前記断熱層それぞれのスリットの位置がずらされて配置されている請求項7記載の加熱部。
- 前記包囲体には、前記フレキシブル管内のガス流れ方向に対して垂直方向に延在する折り目が設けられている請求項3記載の加熱部。
- 前記ガス管は直線状に形成された複数の直管部と該直管部間を連接する屈曲された屈曲部とを有し、
前記直管部と前記屈曲部とを覆う前記加熱部の前記留め部は、前記直管部それぞれの前記一端側及び前記他端側を覆うカバーを有し、前記屈曲部には、該カバーに巻き込んで、前記屈曲部を覆う補助カバーが設けられる請求項1記載の加熱部。 - 前記カバーには、その内部に該カバーの強度を高めるシートが設けられている請求項10記載の加熱部。
- 前記補助カバーは、その内部に前記シートを設けない構成である請求項10または請求項11記載の加熱部。
- 基板を処理する処理室と、前記処理室内に原料ガスを供給するガス管を有するガス供給系と、前記ガス管の表面を覆い、加熱する加熱部と、を備え、
前記加熱部は、
前記ガス管を加熱する発熱体の外側に配置される断熱部と、
前記断熱部および前記発熱体を包囲する包囲体と、
前記包囲体の外側に設けられ、前記包囲体の一端側と他端側とが隣接した状態で前記一端側と前記他端側とを留める留め部と、
前記包囲体よりも前記ガス管側であって、該ガス管の表面と対向する位置に配置され、前記ガス管側を主面として板状に形成された温度検知部と、
を備えた基板処理装置。 - 発熱体の外側に配置される断熱部と、前記断熱部および前記発熱体を包囲する包囲体と、前記包囲体の外側に設けられ、前記包囲体の一端側と他端側とが隣接した状態で前記一端側と前記他端側とを留める留め部と、前記包囲体よりも前記ガス管側であって、該ガス管の表面と対向する位置に配置され、前記ガス管側を主面として板状に形成された温度検知部と、を備え、前記ガス管の表面を覆う加熱部により、前記ガス管を加熱しながら、前記ガス管を介して処理室内に原料ガスを供給して基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法。
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