JP3847928B2 - 半導体製造装置及び半導体製造方法 - Google Patents
半導体製造装置及び半導体製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3847928B2 JP3847928B2 JP34829197A JP34829197A JP3847928B2 JP 3847928 B2 JP3847928 B2 JP 3847928B2 JP 34829197 A JP34829197 A JP 34829197A JP 34829197 A JP34829197 A JP 34829197A JP 3847928 B2 JP3847928 B2 JP 3847928B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction chamber
- air valve
- supply
- supplying
- semiconductor manufacturing
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置における気相成長を行う装置に関し、特に、真空排気時にパーティクルの発生や配管等への付着を低減化することができ、歩留まりの向上ならびに膜厚均一性、成長速度を安定化することのできる半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置における気相成長装置は、化学反応を利用してウェーハ上に、シリコン、化合物半導体等の結晶膜を成長させる装置であり、例えば、図１６に示すような半導体製造装置のようなものがある。図において、反応室１の排気側には、トラップ３及びポンプ２が順に接続配管されている。また、反応室１の反応材料供給側には、リアクタライン４が接続され、エアバルブＡＶ２、質量流量調整器ＭＦＣ及びエアバルブＡＶ１が順に接続配管されている。なお、エアバルブの黒丸は、開状態、白丸は閉状態を示す。
【０００３】
図１６（ａ）は、成膜プロセス時のバルブの状態であり、反応室１内で、気相成長を行う場合には、エアバルブＡＶ１及びＡＶ２を開状態として、反応ガスを反応室１に供給する。成膜終了後は、図１６（ｂ）に示すように、エアバルブＡＶ１及びＡＶ２を閉状態として、反応ガスの供給を停止し、反応室１内及びリアクタライン４の真空排気を行う。真空排気は、反応室１及びリアクタライン４に残留している反応ガスを除去するために行うものであり、ポンプ２により真空状態に減圧していわゆる真空引きを行うものである。ポンプ２としては、例えば、ドライポンプ等がある。
【０００４】
しかしながら、上述の半導体製造装置では、反応室１及びリアクタライン４が直結しているために、成膜時に副生成物が生じるようなプロセスでは、真空排気時に副生成物がリアクタライン４に逆拡散し、配管内に付着又は堆積してしまうことにより、パーティクル発生の原因となるという問題点がある。
パーティクル発生を実際の適用例により詳細に説明する。
【０００５】
図１７は、シリコン窒化膜を生成する半導体製造装置の概要構成図である。
反応室１の反応材料供給側には、異なる反応ガスを供給するリアクタライン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｆが接続されている。
詳細には、リアクタライン４ａは、窒素（pure Ｎ2 ）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１，質量流量調整器ＭＦＣ１と接続され、更に、エアバルブＡＶ２，エアバルブＡＶ３に分岐し、エアバルブＡＶ２はエアバルブＡＶ２０，ＡＶ２３を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ３は、エアバルブＡＶ２１，ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、反応ガスを供給する。また、リアクタライン４ａは、反応ガス供給側で、エアバルブＡＶ１より手前より、エアバルブＡＶ４を介して、リアクタライン４ｂに接続され、エアバルブＡＶ８を介して、リアクタライン４ｃに接続され、エアバルブＡＶ１２を介して、リアクタライン４ｄに接続されて反応ガスを供給する。
【０００６】
リアクタライン４ｂは、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）を供給するものであり、エアバルブＡＶ５，質量流量調整器ＭＦＣ２と接続され、更に、エアバルブＡＶ６，エアバルブＡＶ７に分岐し、エアバルブＡＶ７は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２０，ＡＶ２３を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ６は、排気側のメカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）の手前、すなわち反応室１側に接続される。
【０００７】
リアクタライン４ｃは、アンモニア（ＮＨ3）を供給するものであり、エアバルブＡＶ９，質量流量調整器ＭＦＣ３と接続され、更に、エアバルブＡＶ１０，エアバルブＡＶ１１に分岐し、エアバルブＡＶ１１は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２１，ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１０は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。
【０００８】
リアクタライン４ｄは、水素（Ｈ2）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１３，質量流量調整器ＭＦＣ４と接続され、更に、エアバルブＡＶ１４，エアバルブＡＶ１５に分岐し、エアバルブＡＶ１５は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２１、ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１４は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。
【０００９】
リアクタライン４ｅは、窒素（pure Ｎ2 ）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１６を介して、リアクタライン４ｆのエアバルブＡＶ１７と質量流量調整器ＭＦＣ５との間に接続される。
リアクタライン４ｆは、３フッ素化塩素（ＣｌＦ3）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１７，質量流量調整器ＭＦＣ５と接続され、更に、エアバルブＡＶ１８，エアバルブＡＶ１９に分岐し、エアバルブＡＶ１９は、エアバルブＡＶ２２，ＡＶ２５を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１８は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。また、反応室１の排気側は、エアバルブＡＶ３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４２，４３、自動圧力制御装置ＡＰＣを介して、メカニカルブースターポンプＭＢＰ及びドライポンプＤＰが接続され、更に、エアバルブＡＶ４４，４５，４６を介して各々排気管ＥＸＨ１，２，３が接続配管される。
【００１０】
そして、真空排気を行う場合には、反応室１と直接接続するエアバルブＡＶ２０，２１，２３，２４，を開状態のままで、ドライポンプＤＰ１及びメカニカルブースターポンプＭＢＰにより真空引きを行う。
ところで、シリコン窒化膜の生成では、主生成物のＳｉ3Ｎ4以外に、低温となると、排気配管等に副生成物としてＮＨ4Ｃｌが生じる。このＮＨ4Ｃｌは、常温で固体となるため、パーティクルの原因となり、ウエーハ上の素子の歩留まりを低下させる。このため、特に、反応室１からの供給配管であるリアクタライン４や反応室 (チャンバ) 内への逆拡散を防止する必要がある。
【００１１】
しかしながら、反応室１と直接接続するエアバルブＡＶ２０，２１，２３，２４が開状態となっているために、リアクタライン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに反応ガスが逆拡散し、パーティクルが発生するという問題点が生じる。
ところで、図１８に示すように、Ｔａ2Ｏ5，ＢＳＴ，ＰＺＴ等の液体ソースガスを供給するような場合には、リアクタライン４ｃにおいて、質量流量調整器ＭＦＣの替わりに流量制御ユニットがエアバルブ間に設けられている。
【００１２】
液体ソースは、高温気化されて反応ガスとして供給されるが、温度が下がると液化して配管内に付着しやすいという特性がある。特に、リアクタラインでは付着量によって、膜厚均一性、成長速度にばらつきが生じることから、付着物を取り除く必要があり、成膜時以外は、真空排気もしくは真空Ｎ2 パージを行うことが望まれる。なお、真空Ｎ2 パージとは、真空排気を行いながらＮ2 を供給し（約１〜３ l／min ）することをいう。
【００１３】
しかし、反応室１の処理シーケンスによっては、リアクタラインの真空排気ができないという問題点がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の従来技術の装置の問題点を解決し、気相成長装置において、反応室からリアクタラインへの副生成物の逆拡散による付着又は堆積を防止し、リアクタラインにおけるパーティクルの発生を防止するような半導体製造装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、上述の従来技術の装置の問題点を解決し、気相成長装置において、液体ソースガスを使用するものについては膜厚均一性、成長速度を安定化させるような半導体装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応室内を排気可能な排気配管と、反応室に接続され、反応室側より、第２の切り替え弁、反応材料の流量を調整する流量調整器及び第１の切り替え弁を順に配設し、ＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管を含む複数の供給配管と、上記複数の供給配管のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管の上記第２の切り替え弁と上記流量調整器との間にそれぞれ接続され、真空排気を行うポンプに接続された複数のベント配管を備えてなり、
上記第２の切り替え弁を閉状態として、上記反応室と上記反応室に接続された各供給配管との間を遮断し、上記各ベント配管より上記反応室に接続された各供給配管内のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管内の真空排気とＮＨ 3 を供給する供給配管内の真空排気をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする。
また、反応室内を排気可能な排気配管と、反応室に接続され、反応室側より、第２の切り替え弁、反応材料の流量を調整する流量調整器及び第１の切り替え弁を順に配設し、ＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管を含む複数の供給配管と、上記複数の供給配管のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管の上記第２の切り替え弁と上記流量調整器との間にそれぞれ接続され、真空排気を行うポンプに接続された複数のベント配管を備えた半導体製造装置により、基板を処理する半導体製造方法において、
上記反応室内で基板を処理した後、上記第２の切り替え弁を閉状態として、上記反応室と上記上記反応室に接続された供給配管との間を遮断し、上記各ベント配管より上記反応室に接続された各供給配管内のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管の真空排気をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする。
【００１７】
なお、上記の符号は、本実施の形態において説明する図面の符号に対応するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示す半導体製造装置の概要構成図であり、図１（ａ）は、成膜時の状態を示す図、図１（ｂ）は、真空排気時の状態を示す図である。
図に示すように、反応室１の排気側には、ポンプ２ｂが接続配管されている。また、反応室１の反応材料供給側には、リアクタライン４が接続され、反応室１側より、第２の切り替え弁であるエアバルブＡＶ２、質量流量調整器ＭＦＣ及び第１の切り替え弁であるエアバルブＡＶ１が順に接続配管されている。
【００１９】
更に、ベントライン５が、リアクタライン４のエアバルブＡＶ２と質量流量調整器ＭＦＣとの間に接続されている。ベントライン５には、リアクタライン４に接続した側よりエアバルブＡＶ３、ポンプ２ａが接続配管されている。
反応室１内において、リアクタライン４から供給された反応材料により、気相成長を行い、化学反応を利用してウェーハ上に、シリコン、化合物半導体等の単結晶膜を成長させる。
【００２０】
図１（ａ）は、成膜プロセスを示すエアバルブの状態を示したものであり、反応室１内で、気相成長を行う場合には、エアバルブＡＶ１及びＡＶ２は開状態として、反応ガスを反応室１に供給する。このとき、ベントライン５のエアバルブＡＶ３は閉状態とする。
次に、成膜終了後に真空排気を行う場合には、図１（ｂ）に示す状態とし、エアバルブＡＶ１及びＡＶ２は閉状態として、反応ガスの供給を停止し、エアバルブＡＶ３は開状態として真空排気を行う。
【００２１】
真空排気は、リアクタライン４に残留している反応ガスを除去するために行うものであり、ポンプ２ａにより真空状態に減圧していわゆる真空引きを行う。ポンプ２ａとしては、例えば、ドライポンプ（ＤＰ）、メカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）等がある。高真空を必要としない場合には、通常は、ドライポンプを使用するのが好適である。真空排気のときには、エアバルブＡＶ１及びＡＶ２が閉状態であるので、反応室１はリアクタライン４と遮断されている状態となり、リアクタライン４と接続されているベントライン５のエアバルブＡＶ３を開状態とすることにより、リアクタライン４に残留している反応ガスを真空引きすることが可能となる。このとき、反応室１は、リアクタライン４と遮断されているため、成膜時に副生成物が生じるプロセスにおいても、反応室１からリアクタライン４に副生成物が逆拡散することがなくなる。このように、本発明では、真空排気時に、逆拡散によるリアクタライン内への副生成物の付着、堆積がなくなり、パーティクルの発生を未然に防止することができる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図である。
図２に示すように、反応室１の反応材料供給側には、異なる反応ガスを供給するリアクタライン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｆが接続配管されている。
【００２３】
詳細には、リアクタライン４ａは、窒素（pure Ｎ2 ）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１，質量流量調整器ＭＦＣ１と接続され、更に、エアバルブＡＶ２，エアバルブＡＶ３に分岐し、エアバルブＡＶ２はエアバルブＡＶ２０，ＡＶ２３を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ３は、エアバルブＡＶ２１，ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、反応ガスを供給する。また、リアクタライン４ａは、反応ガス供給側で、エアバルブＡＶ１より手前より、エアバルブＡＶ４を介して、リアクタライン４ｂに接続され、エアバルブＡＶ８を介して、リアクタライン４ｃに接続され、エアバルブＡＶ１２を介して、リアクタライン４ｄに接続されて反応ガスを供給する。
【００２４】
リアクタライン４ｂは、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）を供給するものであり、エアバルブＡＶ５，質量流量調整器ＭＦＣ２と接続され、更に、エアバルブＡＶ６，エアバルブＡＶ７に分岐し、エアバルブＡＶ７は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２０，ＡＶ２３を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ６は、排気側のメカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）の手前、すなわち反応室１側に接続される。
【００２５】
リアクタライン４ｃは、アンモニア（ＮＨ3）を供給するものであり、エアバルブＡＶ９，質量流量調整器ＭＦＣ３と接続され、更に、エアバルブＡＶ１０，エアバルブＡＶ１１に分岐し、エアバルブＡＶ１１は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２１，ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１０は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。
【００２６】
リアクタライン４ｄは、水素（Ｈ2）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１３，質量流量調整器ＭＦＣ４と接続され、更に、エアバルブＡＶ１４，エアバルブＡＶ１５に分岐し、エアバルブＡＶ１５は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２１、ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１４は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。
【００２７】
リアクタライン４ｅは、窒素（pure Ｎ2 ）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１６を介して、リアクタライン４ｆのエアバルブＡＶ１７と質量流量調整器ＭＦＣ５との間に接続される。
リアクタライン４ｆは、３フッ素化塩素（ＣｌＦ3）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１７，質量流量調整器ＭＦＣ５と接続され、更に、エアバルブＡＶ１８，エアバルブＡＶ１９に分岐し、エアバルブＡＶ１９は、エアバルブＡＶ２２，ＡＶ２５を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１８は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。
【００２８】
また、反応室１の排気側には、エアバルブＡＶ３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４２，４３、自動圧力制御装置ＡＰＣを介して、メカニカルブースターポンプＭＢＰ及びドライポンプＤＰが接続され、更に、エアバルブＡＶ４４，４５，４６を介して排気管ＥＸＨ１，２，３が各々接続配管される。
ところで、本実施の形態では、エアバルブＡＶ２０，２３及びエアバルブＡＶ２、７との間に、ベントライン５ｂが接続され、また、エアバルブ２１，２４とエアバルブＡＶ３，１１，１５，１９との間にベントライン５ａが接続される。ベントライン５ａ、５ｂには、ドライポンプ２ｂが接続配管されて真空排気を行う。
【００２９】
ところで、反応室１内にシリコン窒化膜を生成する際、主生成物のＳｉ3Ｎ4以外に、低温となると、排気配管等に副生成物としてＮＨ4Ｃｌが生じる。このＮＨ4Ｃｌは、常温で固体となるため、パーティクルの原因となりウエーハ上の素子の歩留まりを低下させる。このため、反応室１からの供給配管であるリアクタライン４への逆拡散を防止する必要がある。本実施の形態では、反応室１側のエアバルブＡＶ２０，２１，２２，２３，２４，２５を閉状態として、ベントライン５ａ，５ｂにより、真空排気をすることにより、反応室１とリアクタラインとが遮断されるため、逆拡散を防止することができる。
【００３０】
次に、図２で示したシリコン窒化膜を生成する場合について、図４〜図１４により、成膜工程を順に説明する。
図４は、本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、処理前状態のエアバルブの状態を示すものである。 図に示すように、反応室１内を真空排気するために、エアバルブＡＶ２０，２１，２３，２４，３５，３７，３８，３９，４３，４４を開状態として、メカニカルブーススターポンプＭＢＰ及びドライポンプＤＰにより真空引きを行い、排気管ＥＸＨ１より排気を行う。なお、図中、黒丸は開状態、白丸は閉状態を示す。
【００３１】
図５は、パージ準備状態のエアバルブの状態を示し、反応室１の真空排気後は、図に示すように、反応材料供給側のエアバルブＡＶ１、２、３及びエアバルブＡＶ２０，２１、排気系側のエアバルブＡＶ３５，３８，４２，４３及び４４を開状態とし、リアクタライン４ａより、窒素を短時間流すパージ処理を行う。なお、パージとは、窒素を流して、配管内の他のガス等を押し出し窒素雰囲気とすることをいう。
【００３２】
図６乃至８は、本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、反応ガス供給準備段階のエアバルブの状態を示す図である。
そして、図６に示すように、更に、リアクタライン４ｃのエアバルブＡＶ９，１０を開状態として、アンモニア（ＮＨ3）を反応ガスとして流す準備として、反応ガスの流量を安定させるために、短時間、アンモニアを流して排気を行う。このとき、リアクタライン４ａの窒素を供給した状態としているのは、圧力変動をなくすためである。アンモニアの流量が一定化した後、図７に示すように、反応室１内をアンモニア雰囲気とするために、反応材料供給側は、リアクタライン４ｃのエアバルブＡＶ９、１１、２１を開状態としてパージを行い、リアクタライン４ａのエアバルブＡＶ１，２，３は閉状態として、窒素ガスの供給を停止する。
【００３３】
次に、図８に示すように、リアクタライン４ｂのエアバルブＡＶ５，６を開状態とし、ジクロルシランを反応ガスとして流す準備として、反応ガスの流量を安定させるために、ジクロルシランを短時間流して排気を行う。このとき、リアクタライン４ｃのアンモニアを供給した状態としているのは、同様に圧力変動をなくすためである。
【００３４】
図９乃至１１は、本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図である。
ジクロルシランの流量が一定化した後、図９に示すように、リアクタライン４ｂのエアバルブＡＶ６を閉状態とし、エアバルブＡＶ５，７，２０を開状態として、反応室１内において、デポジションを開始させる。デポジションは、反応室１内に、ジクロルシランを供給して、ジクロルシラン及びアンモニアの化学反応により、高温気相中でシリコン窒化膜を成長させるものである。
【００３５】
ところで、図１５の図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、デポジションの状態を示す概要図である。図９に示すように、反応室１の近傍のエアバルブＡＶ２０、２１、３５、３８を開状態としているのは、図１５（ａ）に示すように、反応ガスをウェーハの右側から供給して左側へ排気するためである。
その後、図１０に示すように、更に、エアバルブＡＶ２３，２４，３７，３９を開状態としているのは、図１５（ｂ）に示すように、反応ガスをウェーハの両側から供給して、ウェーハの両側より排気するためである。
【００３６】
更に、図１１に示すように、エアバルブＡＶ２３，２４，３７，３９を開状態とし、エアバルブＡＶ２０，２１，３５，３８を閉状態としているのは、図１５（ｃ）のように反応ガスをウェーハの左側から供給し右側へ排気するためである。このように、反応ガスの流れを図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）のように変更しているのは、反応ガスの排気よどみをなくして、ウェーハ上に均一にシリコン窒化膜を生成するためである。
【００３７】
図１２は、本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、反応ガスを供給し、デポジション後のエアバルブの状態を示す図、図１３は、本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、パージ状態のエアバルブの状態を示す図、図１４は本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、真空排気状態のエアバルブの状態を示す図である。
【００３８】
デポジション後は、図１２に示すように、リアクタライン４ａ及びリアクタライン４ｃより、エアバルブＡＶ１，２，２３及びＡＶ９，１１，２４を開状態として、窒素及びアンモニアを反応ガスとして、パージを行う。
その後、図１３のように、処理前と同様に、リアクタライン４ａから窒素ガスを供給して、反応室１のパージを行う。反応室１が窒素雰囲気になった後、真空排気を行う。
【００３９】
真空排気は、図１４に示すように、反応室１と直接接続するエアバルブＡＶ２０，２１，２２，２３，２４，２５を閉状態とし、ベントライン５ａ，５ｂの各エアバルブＡＶ５１，５２を開状態として、ドライポンプ２ｂにより真空引きを行う。このとき、反応室１と直接接続するエアバルブＡＶ２０，２１，２２，２３，２４，２５が閉状態となっているために、リアクタラインに反応ガスが逆拡散するようなことがなくなり、パーティクルが発生することを防止することができる。
【００４０】
ところで、図３は、本発明の第３の実施の形態を示す液体ソースを供給する場合の半導体製造装置の概要構成図である。図に示すように、Ｔａ2Ｏ5，ＢＳＴ，ＰＺＴ等の液体ソースガスを供給する場合には、リアクタライン４ｃには、質量流量調整器ＭＦＣの替わりに流量制御ユニットＦＣＵがエアバルブＡＶ５３とＡＶ５４との間に接続される。また、液体ソースの真空排気のために、ベントライン５ｃがエアバルブＡＶ２１，２４とエアバルブＡＶ５４との間に接続配管される。なお、図３に示したような液体ソースガスを反応ガスを供給する場合には、処理前の真空排気のときに、ベントライン５ｃのエアバルブＡＶ５０を開状態としておく点が、第２の実施の形態の場合と異なる。
【００４１】
液体ソースの場合には、高温気化して反応ガスとして供給されるが、温度が下がると液化して配管内に付着しやすいために、付着物を取り除く必要があり、特に、窒素（Ｎ2）等の不活性ガスを供給しながらの真空排気が望まれる。このため、本実施の形態では、ベントライン５ｃを設けて、反応室１とリアクタラインを遮断した状態で、真空排気するようにしたので、反応室１の状態に関係なく、付着物を除去することができる。
【００４２】
【発明の効果】
上述したように、本発明は、反応室より排気可能な排気配管と、反応室側より、第２の切り替え弁，反応材料の流量を調整する流量制御調整器及び第１の切り替え弁を順に配設し、反応材料の供給を行う供給配管とを備えてなる半導体製造装置において、上記供給配管の上記第２の切り替え弁と上記流量調整器との間に接続配管され、真空排気を行うポンプに接続されたベント配管を備えてなり、上記第２の切り替え弁を閉状態として、上記反応室と上記供給配管との間を遮断し、上記ベント配管より上記供給配管内の真空排気を行うようにしたので、反応室から供給配管に成膜時に副生成物が生じるプロセスにおいて、供給配管への逆拡散を防止することができ、供給配管内の副生成物の付着、堆積がなくなり、パーティクルの発生を未然に防止することができる。
【００４３】
また、反応材料が液体ソースの場合には、液体ソースは、高温気化して反応ガスとして供給されるが、温度が下がると液化して配管内に付着しやすいが、ベント配管を設けて、反応室とリアクタラインを遮断した状態で真空排気するようにしたので、反応室の状態に関係なく、付着物を除去できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す半導体製造装置の概要構成図であり、（ａ）は成膜時の状態を示す図、（ｂ）は真空排気時の状態を示す図である。
【図２】本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図である。
【図３】本発明の実際の適用例を示す液体ソースを供給する場合の半導体製造装置の概要構成図である。
【図４】本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、処理前状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図５】パージ準備状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図６】反応ガス供給準備段階のエアバルブの状態を示す図である。
【図７】同じく反応ガス供給準備段階のエアバルブの状態を示す図である。
【図８】同じく反応ガス供給準備段階のエアバルブの状態を示す図である。
【図９】反応ガスを供給し、デポジション状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１０】同じく反応ガスを供給し、デポジション状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１１】同じく反応ガスを供給し、デポジション状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１２】反応ガスを供給し、デポジション後のエアバルブの状態を示す図である。
【図１３】パージ状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１４】真空排気状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は本発明のデポジションの状態を示す概要図である。
【図１６】従来の半導体製造装置の概要構成図であり、（ａ）は成膜時の状態を示す図、（ｂ）は、真空排気時の状態を示す図である。
【図１７】従来の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、真空排気状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１８】従来の実際の適用例を示す液体ソースを供給する場合の半導体製造装置の概要構成図である。
【符号の説明】
１ 反応室
２ａ，２ｂ ポンプ
４ リアクタライン（供給配管）
５ ベントライン（ベント配管）
ＡＶ１，ＡＶ２，ＡＶ３ エアバルブ（切り替え弁）
ＭＦＣ 質量流量調整器（流量調整器）
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置における気相成長を行う装置に関し、特に、真空排気時にパーティクルの発生や配管等への付着を低減化することができ、歩留まりの向上ならびに膜厚均一性、成長速度を安定化することのできる半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置における気相成長装置は、化学反応を利用してウェーハ上に、シリコン、化合物半導体等の結晶膜を成長させる装置であり、例えば、図１６に示すような半導体製造装置のようなものがある。図において、反応室１の排気側には、トラップ３及びポンプ２が順に接続配管されている。また、反応室１の反応材料供給側には、リアクタライン４が接続され、エアバルブＡＶ２、質量流量調整器ＭＦＣ及びエアバルブＡＶ１が順に接続配管されている。なお、エアバルブの黒丸は、開状態、白丸は閉状態を示す。
【０００３】
図１６（ａ）は、成膜プロセス時のバルブの状態であり、反応室１内で、気相成長を行う場合には、エアバルブＡＶ１及びＡＶ２を開状態として、反応ガスを反応室１に供給する。成膜終了後は、図１６（ｂ）に示すように、エアバルブＡＶ１及びＡＶ２を閉状態として、反応ガスの供給を停止し、反応室１内及びリアクタライン４の真空排気を行う。真空排気は、反応室１及びリアクタライン４に残留している反応ガスを除去するために行うものであり、ポンプ２により真空状態に減圧していわゆる真空引きを行うものである。ポンプ２としては、例えば、ドライポンプ等がある。
【０００４】
しかしながら、上述の半導体製造装置では、反応室１及びリアクタライン４が直結しているために、成膜時に副生成物が生じるようなプロセスでは、真空排気時に副生成物がリアクタライン４に逆拡散し、配管内に付着又は堆積してしまうことにより、パーティクル発生の原因となるという問題点がある。
パーティクル発生を実際の適用例により詳細に説明する。
【０００５】
図１７は、シリコン窒化膜を生成する半導体製造装置の概要構成図である。
反応室１の反応材料供給側には、異なる反応ガスを供給するリアクタライン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｆが接続されている。
詳細には、リアクタライン４ａは、窒素（pure Ｎ2 ）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１，質量流量調整器ＭＦＣ１と接続され、更に、エアバルブＡＶ２，エアバルブＡＶ３に分岐し、エアバルブＡＶ２はエアバルブＡＶ２０，ＡＶ２３を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ３は、エアバルブＡＶ２１，ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、反応ガスを供給する。また、リアクタライン４ａは、反応ガス供給側で、エアバルブＡＶ１より手前より、エアバルブＡＶ４を介して、リアクタライン４ｂに接続され、エアバルブＡＶ８を介して、リアクタライン４ｃに接続され、エアバルブＡＶ１２を介して、リアクタライン４ｄに接続されて反応ガスを供給する。
【０００６】
リアクタライン４ｂは、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）を供給するものであり、エアバルブＡＶ５，質量流量調整器ＭＦＣ２と接続され、更に、エアバルブＡＶ６，エアバルブＡＶ７に分岐し、エアバルブＡＶ７は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２０，ＡＶ２３を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ６は、排気側のメカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）の手前、すなわち反応室１側に接続される。
【０００７】
リアクタライン４ｃは、アンモニア（ＮＨ3）を供給するものであり、エアバルブＡＶ９，質量流量調整器ＭＦＣ３と接続され、更に、エアバルブＡＶ１０，エアバルブＡＶ１１に分岐し、エアバルブＡＶ１１は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２１，ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１０は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。
【０００８】
リアクタライン４ｄは、水素（Ｈ2）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１３，質量流量調整器ＭＦＣ４と接続され、更に、エアバルブＡＶ１４，エアバルブＡＶ１５に分岐し、エアバルブＡＶ１５は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２１、ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１４は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。
【０００９】
リアクタライン４ｅは、窒素（pure Ｎ2 ）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１６を介して、リアクタライン４ｆのエアバルブＡＶ１７と質量流量調整器ＭＦＣ５との間に接続される。
リアクタライン４ｆは、３フッ素化塩素（ＣｌＦ3）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１７，質量流量調整器ＭＦＣ５と接続され、更に、エアバルブＡＶ１８，エアバルブＡＶ１９に分岐し、エアバルブＡＶ１９は、エアバルブＡＶ２２，ＡＶ２５を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１８は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。また、反応室１の排気側は、エアバルブＡＶ３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４２，４３、自動圧力制御装置ＡＰＣを介して、メカニカルブースターポンプＭＢＰ及びドライポンプＤＰが接続され、更に、エアバルブＡＶ４４，４５，４６を介して各々排気管ＥＸＨ１，２，３が接続配管される。
【００１０】
そして、真空排気を行う場合には、反応室１と直接接続するエアバルブＡＶ２０，２１，２３，２４，を開状態のままで、ドライポンプＤＰ１及びメカニカルブースターポンプＭＢＰにより真空引きを行う。
ところで、シリコン窒化膜の生成では、主生成物のＳｉ3Ｎ4以外に、低温となると、排気配管等に副生成物としてＮＨ4Ｃｌが生じる。このＮＨ4Ｃｌは、常温で固体となるため、パーティクルの原因となり、ウエーハ上の素子の歩留まりを低下させる。このため、特に、反応室１からの供給配管であるリアクタライン４や反応室 (チャンバ) 内への逆拡散を防止する必要がある。
【００１１】
しかしながら、反応室１と直接接続するエアバルブＡＶ２０，２１，２３，２４が開状態となっているために、リアクタライン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに反応ガスが逆拡散し、パーティクルが発生するという問題点が生じる。
ところで、図１８に示すように、Ｔａ2Ｏ5，ＢＳＴ，ＰＺＴ等の液体ソースガスを供給するような場合には、リアクタライン４ｃにおいて、質量流量調整器ＭＦＣの替わりに流量制御ユニットがエアバルブ間に設けられている。
【００１２】
液体ソースは、高温気化されて反応ガスとして供給されるが、温度が下がると液化して配管内に付着しやすいという特性がある。特に、リアクタラインでは付着量によって、膜厚均一性、成長速度にばらつきが生じることから、付着物を取り除く必要があり、成膜時以外は、真空排気もしくは真空Ｎ2 パージを行うことが望まれる。なお、真空Ｎ2 パージとは、真空排気を行いながらＮ2 を供給し（約１〜３ l／min ）することをいう。
【００１３】
しかし、反応室１の処理シーケンスによっては、リアクタラインの真空排気ができないという問題点がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の従来技術の装置の問題点を解決し、気相成長装置において、反応室からリアクタラインへの副生成物の逆拡散による付着又は堆積を防止し、リアクタラインにおけるパーティクルの発生を防止するような半導体製造装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、上述の従来技術の装置の問題点を解決し、気相成長装置において、液体ソースガスを使用するものについては膜厚均一性、成長速度を安定化させるような半導体装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応室内を排気可能な排気配管と、反応室に接続され、反応室側より、第２の切り替え弁、反応材料の流量を調整する流量調整器及び第１の切り替え弁を順に配設し、ＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管を含む複数の供給配管と、上記複数の供給配管のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管の上記第２の切り替え弁と上記流量調整器との間にそれぞれ接続され、真空排気を行うポンプに接続された複数のベント配管を備えてなり、
上記第２の切り替え弁を閉状態として、上記反応室と上記反応室に接続された各供給配管との間を遮断し、上記各ベント配管より上記反応室に接続された各供給配管内のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管内の真空排気とＮＨ 3 を供給する供給配管内の真空排気をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする。
また、反応室内を排気可能な排気配管と、反応室に接続され、反応室側より、第２の切り替え弁、反応材料の流量を調整する流量調整器及び第１の切り替え弁を順に配設し、ＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管を含む複数の供給配管と、上記複数の供給配管のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管の上記第２の切り替え弁と上記流量調整器との間にそれぞれ接続され、真空排気を行うポンプに接続された複数のベント配管を備えた半導体製造装置により、基板を処理する半導体製造方法において、
上記反応室内で基板を処理した後、上記第２の切り替え弁を閉状態として、上記反応室と上記上記反応室に接続された供給配管との間を遮断し、上記各ベント配管より上記反応室に接続された各供給配管内のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管の真空排気をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする。
【００１７】
なお、上記の符号は、本実施の形態において説明する図面の符号に対応するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示す半導体製造装置の概要構成図であり、図１（ａ）は、成膜時の状態を示す図、図１（ｂ）は、真空排気時の状態を示す図である。
図に示すように、反応室１の排気側には、ポンプ２ｂが接続配管されている。また、反応室１の反応材料供給側には、リアクタライン４が接続され、反応室１側より、第２の切り替え弁であるエアバルブＡＶ２、質量流量調整器ＭＦＣ及び第１の切り替え弁であるエアバルブＡＶ１が順に接続配管されている。
【００１９】
更に、ベントライン５が、リアクタライン４のエアバルブＡＶ２と質量流量調整器ＭＦＣとの間に接続されている。ベントライン５には、リアクタライン４に接続した側よりエアバルブＡＶ３、ポンプ２ａが接続配管されている。
反応室１内において、リアクタライン４から供給された反応材料により、気相成長を行い、化学反応を利用してウェーハ上に、シリコン、化合物半導体等の単結晶膜を成長させる。
【００２０】
図１（ａ）は、成膜プロセスを示すエアバルブの状態を示したものであり、反応室１内で、気相成長を行う場合には、エアバルブＡＶ１及びＡＶ２は開状態として、反応ガスを反応室１に供給する。このとき、ベントライン５のエアバルブＡＶ３は閉状態とする。
次に、成膜終了後に真空排気を行う場合には、図１（ｂ）に示す状態とし、エアバルブＡＶ１及びＡＶ２は閉状態として、反応ガスの供給を停止し、エアバルブＡＶ３は開状態として真空排気を行う。
【００２１】
真空排気は、リアクタライン４に残留している反応ガスを除去するために行うものであり、ポンプ２ａにより真空状態に減圧していわゆる真空引きを行う。ポンプ２ａとしては、例えば、ドライポンプ（ＤＰ）、メカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）等がある。高真空を必要としない場合には、通常は、ドライポンプを使用するのが好適である。真空排気のときには、エアバルブＡＶ１及びＡＶ２が閉状態であるので、反応室１はリアクタライン４と遮断されている状態となり、リアクタライン４と接続されているベントライン５のエアバルブＡＶ３を開状態とすることにより、リアクタライン４に残留している反応ガスを真空引きすることが可能となる。このとき、反応室１は、リアクタライン４と遮断されているため、成膜時に副生成物が生じるプロセスにおいても、反応室１からリアクタライン４に副生成物が逆拡散することがなくなる。このように、本発明では、真空排気時に、逆拡散によるリアクタライン内への副生成物の付着、堆積がなくなり、パーティクルの発生を未然に防止することができる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図である。
図２に示すように、反応室１の反応材料供給側には、異なる反応ガスを供給するリアクタライン４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｆが接続配管されている。
【００２３】
詳細には、リアクタライン４ａは、窒素（pure Ｎ2 ）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１，質量流量調整器ＭＦＣ１と接続され、更に、エアバルブＡＶ２，エアバルブＡＶ３に分岐し、エアバルブＡＶ２はエアバルブＡＶ２０，ＡＶ２３を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ３は、エアバルブＡＶ２１，ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、反応ガスを供給する。また、リアクタライン４ａは、反応ガス供給側で、エアバルブＡＶ１より手前より、エアバルブＡＶ４を介して、リアクタライン４ｂに接続され、エアバルブＡＶ８を介して、リアクタライン４ｃに接続され、エアバルブＡＶ１２を介して、リアクタライン４ｄに接続されて反応ガスを供給する。
【００２４】
リアクタライン４ｂは、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）を供給するものであり、エアバルブＡＶ５，質量流量調整器ＭＦＣ２と接続され、更に、エアバルブＡＶ６，エアバルブＡＶ７に分岐し、エアバルブＡＶ７は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２０，ＡＶ２３を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ６は、排気側のメカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）の手前、すなわち反応室１側に接続される。
【００２５】
リアクタライン４ｃは、アンモニア（ＮＨ3）を供給するものであり、エアバルブＡＶ９，質量流量調整器ＭＦＣ３と接続され、更に、エアバルブＡＶ１０，エアバルブＡＶ１１に分岐し、エアバルブＡＶ１１は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２１，ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１０は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。
【００２６】
リアクタライン４ｄは、水素（Ｈ2）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１３，質量流量調整器ＭＦＣ４と接続され、更に、エアバルブＡＶ１４，エアバルブＡＶ１５に分岐し、エアバルブＡＶ１５は、リアクタライン４ａと合流してエアバルブＡＶ２１、ＡＶ２４を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１４は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。
【００２７】
リアクタライン４ｅは、窒素（pure Ｎ2 ）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１６を介して、リアクタライン４ｆのエアバルブＡＶ１７と質量流量調整器ＭＦＣ５との間に接続される。
リアクタライン４ｆは、３フッ素化塩素（ＣｌＦ3）を供給するものであり、エアバルブＡＶ１７，質量流量調整器ＭＦＣ５と接続され、更に、エアバルブＡＶ１８，エアバルブＡＶ１９に分岐し、エアバルブＡＶ１９は、エアバルブＡＶ２２，ＡＶ２５を介して反応室１に接続され、エアバルブＡＶ１８は、排気側のメカニカルブースターポンプＭＢＰの手前、すなわち反応室１側に接続される。
【００２８】
また、反応室１の排気側には、エアバルブＡＶ３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４２，４３、自動圧力制御装置ＡＰＣを介して、メカニカルブースターポンプＭＢＰ及びドライポンプＤＰが接続され、更に、エアバルブＡＶ４４，４５，４６を介して排気管ＥＸＨ１，２，３が各々接続配管される。
ところで、本実施の形態では、エアバルブＡＶ２０，２３及びエアバルブＡＶ２、７との間に、ベントライン５ｂが接続され、また、エアバルブ２１，２４とエアバルブＡＶ３，１１，１５，１９との間にベントライン５ａが接続される。ベントライン５ａ、５ｂには、ドライポンプ２ｂが接続配管されて真空排気を行う。
【００２９】
ところで、反応室１内にシリコン窒化膜を生成する際、主生成物のＳｉ3Ｎ4以外に、低温となると、排気配管等に副生成物としてＮＨ4Ｃｌが生じる。このＮＨ4Ｃｌは、常温で固体となるため、パーティクルの原因となりウエーハ上の素子の歩留まりを低下させる。このため、反応室１からの供給配管であるリアクタライン４への逆拡散を防止する必要がある。本実施の形態では、反応室１側のエアバルブＡＶ２０，２１，２２，２３，２４，２５を閉状態として、ベントライン５ａ，５ｂにより、真空排気をすることにより、反応室１とリアクタラインとが遮断されるため、逆拡散を防止することができる。
【００３０】
次に、図２で示したシリコン窒化膜を生成する場合について、図４〜図１４により、成膜工程を順に説明する。
図４は、本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、処理前状態のエアバルブの状態を示すものである。 図に示すように、反応室１内を真空排気するために、エアバルブＡＶ２０，２１，２３，２４，３５，３７，３８，３９，４３，４４を開状態として、メカニカルブーススターポンプＭＢＰ及びドライポンプＤＰにより真空引きを行い、排気管ＥＸＨ１より排気を行う。なお、図中、黒丸は開状態、白丸は閉状態を示す。
【００３１】
図５は、パージ準備状態のエアバルブの状態を示し、反応室１の真空排気後は、図に示すように、反応材料供給側のエアバルブＡＶ１、２、３及びエアバルブＡＶ２０，２１、排気系側のエアバルブＡＶ３５，３８，４２，４３及び４４を開状態とし、リアクタライン４ａより、窒素を短時間流すパージ処理を行う。なお、パージとは、窒素を流して、配管内の他のガス等を押し出し窒素雰囲気とすることをいう。
【００３２】
図６乃至８は、本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、反応ガス供給準備段階のエアバルブの状態を示す図である。
そして、図６に示すように、更に、リアクタライン４ｃのエアバルブＡＶ９，１０を開状態として、アンモニア（ＮＨ3）を反応ガスとして流す準備として、反応ガスの流量を安定させるために、短時間、アンモニアを流して排気を行う。このとき、リアクタライン４ａの窒素を供給した状態としているのは、圧力変動をなくすためである。アンモニアの流量が一定化した後、図７に示すように、反応室１内をアンモニア雰囲気とするために、反応材料供給側は、リアクタライン４ｃのエアバルブＡＶ９、１１、２１を開状態としてパージを行い、リアクタライン４ａのエアバルブＡＶ１，２，３は閉状態として、窒素ガスの供給を停止する。
【００３３】
次に、図８に示すように、リアクタライン４ｂのエアバルブＡＶ５，６を開状態とし、ジクロルシランを反応ガスとして流す準備として、反応ガスの流量を安定させるために、ジクロルシランを短時間流して排気を行う。このとき、リアクタライン４ｃのアンモニアを供給した状態としているのは、同様に圧力変動をなくすためである。
【００３４】
図９乃至１１は、本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図である。
ジクロルシランの流量が一定化した後、図９に示すように、リアクタライン４ｂのエアバルブＡＶ６を閉状態とし、エアバルブＡＶ５，７，２０を開状態として、反応室１内において、デポジションを開始させる。デポジションは、反応室１内に、ジクロルシランを供給して、ジクロルシラン及びアンモニアの化学反応により、高温気相中でシリコン窒化膜を成長させるものである。
【００３５】
ところで、図１５の図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、デポジションの状態を示す概要図である。図９に示すように、反応室１の近傍のエアバルブＡＶ２０、２１、３５、３８を開状態としているのは、図１５（ａ）に示すように、反応ガスをウェーハの右側から供給して左側へ排気するためである。
その後、図１０に示すように、更に、エアバルブＡＶ２３，２４，３７，３９を開状態としているのは、図１５（ｂ）に示すように、反応ガスをウェーハの両側から供給して、ウェーハの両側より排気するためである。
【００３６】
更に、図１１に示すように、エアバルブＡＶ２３，２４，３７，３９を開状態とし、エアバルブＡＶ２０，２１，３５，３８を閉状態としているのは、図１５（ｃ）のように反応ガスをウェーハの左側から供給し右側へ排気するためである。このように、反応ガスの流れを図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）のように変更しているのは、反応ガスの排気よどみをなくして、ウェーハ上に均一にシリコン窒化膜を生成するためである。
【００３７】
図１２は、本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、反応ガスを供給し、デポジション後のエアバルブの状態を示す図、図１３は、本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、パージ状態のエアバルブの状態を示す図、図１４は本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、真空排気状態のエアバルブの状態を示す図である。
【００３８】
デポジション後は、図１２に示すように、リアクタライン４ａ及びリアクタライン４ｃより、エアバルブＡＶ１，２，２３及びＡＶ９，１１，２４を開状態として、窒素及びアンモニアを反応ガスとして、パージを行う。
その後、図１３のように、処理前と同様に、リアクタライン４ａから窒素ガスを供給して、反応室１のパージを行う。反応室１が窒素雰囲気になった後、真空排気を行う。
【００３９】
真空排気は、図１４に示すように、反応室１と直接接続するエアバルブＡＶ２０，２１，２２，２３，２４，２５を閉状態とし、ベントライン５ａ，５ｂの各エアバルブＡＶ５１，５２を開状態として、ドライポンプ２ｂにより真空引きを行う。このとき、反応室１と直接接続するエアバルブＡＶ２０，２１，２２，２３，２４，２５が閉状態となっているために、リアクタラインに反応ガスが逆拡散するようなことがなくなり、パーティクルが発生することを防止することができる。
【００４０】
ところで、図３は、本発明の第３の実施の形態を示す液体ソースを供給する場合の半導体製造装置の概要構成図である。図に示すように、Ｔａ2Ｏ5，ＢＳＴ，ＰＺＴ等の液体ソースガスを供給する場合には、リアクタライン４ｃには、質量流量調整器ＭＦＣの替わりに流量制御ユニットＦＣＵがエアバルブＡＶ５３とＡＶ５４との間に接続される。また、液体ソースの真空排気のために、ベントライン５ｃがエアバルブＡＶ２１，２４とエアバルブＡＶ５４との間に接続配管される。なお、図３に示したような液体ソースガスを反応ガスを供給する場合には、処理前の真空排気のときに、ベントライン５ｃのエアバルブＡＶ５０を開状態としておく点が、第２の実施の形態の場合と異なる。
【００４１】
液体ソースの場合には、高温気化して反応ガスとして供給されるが、温度が下がると液化して配管内に付着しやすいために、付着物を取り除く必要があり、特に、窒素（Ｎ2）等の不活性ガスを供給しながらの真空排気が望まれる。このため、本実施の形態では、ベントライン５ｃを設けて、反応室１とリアクタラインを遮断した状態で、真空排気するようにしたので、反応室１の状態に関係なく、付着物を除去することができる。
【００４２】
【発明の効果】
上述したように、本発明は、反応室より排気可能な排気配管と、反応室側より、第２の切り替え弁，反応材料の流量を調整する流量制御調整器及び第１の切り替え弁を順に配設し、反応材料の供給を行う供給配管とを備えてなる半導体製造装置において、上記供給配管の上記第２の切り替え弁と上記流量調整器との間に接続配管され、真空排気を行うポンプに接続されたベント配管を備えてなり、上記第２の切り替え弁を閉状態として、上記反応室と上記供給配管との間を遮断し、上記ベント配管より上記供給配管内の真空排気を行うようにしたので、反応室から供給配管に成膜時に副生成物が生じるプロセスにおいて、供給配管への逆拡散を防止することができ、供給配管内の副生成物の付着、堆積がなくなり、パーティクルの発生を未然に防止することができる。
【００４３】
また、反応材料が液体ソースの場合には、液体ソースは、高温気化して反応ガスとして供給されるが、温度が下がると液化して配管内に付着しやすいが、ベント配管を設けて、反応室とリアクタラインを遮断した状態で真空排気するようにしたので、反応室の状態に関係なく、付着物を除去できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す半導体製造装置の概要構成図であり、（ａ）は成膜時の状態を示す図、（ｂ）は真空排気時の状態を示す図である。
【図２】本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図である。
【図３】本発明の実際の適用例を示す液体ソースを供給する場合の半導体製造装置の概要構成図である。
【図４】本発明の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、処理前状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図５】パージ準備状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図６】反応ガス供給準備段階のエアバルブの状態を示す図である。
【図７】同じく反応ガス供給準備段階のエアバルブの状態を示す図である。
【図８】同じく反応ガス供給準備段階のエアバルブの状態を示す図である。
【図９】反応ガスを供給し、デポジション状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１０】同じく反応ガスを供給し、デポジション状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１１】同じく反応ガスを供給し、デポジション状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１２】反応ガスを供給し、デポジション後のエアバルブの状態を示す図である。
【図１３】パージ状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１４】真空排気状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は本発明のデポジションの状態を示す概要図である。
【図１６】従来の半導体製造装置の概要構成図であり、（ａ）は成膜時の状態を示す図、（ｂ）は、真空排気時の状態を示す図である。
【図１７】従来の実際の適用例を示すシリコン窒化膜を生成するための半導体製造装置の概要構成図であり、真空排気状態のエアバルブの状態を示す図である。
【図１８】従来の実際の適用例を示す液体ソースを供給する場合の半導体製造装置の概要構成図である。
【符号の説明】
１ 反応室
２ａ，２ｂ ポンプ
４ リアクタライン（供給配管）
５ ベントライン（ベント配管）
ＡＶ１，ＡＶ２，ＡＶ３ エアバルブ（切り替え弁）
ＭＦＣ 質量流量調整器（流量調整器）
Claims (2)
- 反応室内を排気可能な排気配管と、反応室に接続され、反応室側より、第２の切り替え弁、反応材料の流量を調整する流量調整器及び第１の切り替え弁を順に配設し、ＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管を含む複数の供給配管と、上記複数の供給配管のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管の上記第２の切り替え弁と上記流量調整器との間にそれぞれ接続され、真空排気を行うポンプに接続された複数のベント配管を備えてなり、
上記第２の切り替え弁を閉状態として、上記反応室と上記反応室に接続された各供給配管との間を遮断し、上記各ベント配管より上記反応室に接続された各供給配管内のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管内の真空排気とＮＨ 3 を供給する供給配管内の真空排気をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする半導体製造装置。 - 反応室内を排気可能な排気配管と、反応室に接続され、反応室側より、第２の切り替え弁、反応材料の流量を調整する流量調整器及び第１の切り替え弁を順に配設し、ＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管を含む複数の供給配管と、上記複数の供給配管のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管の上記第２の切り替え弁と上記流量調整器との間にそれぞれ接続され、真空排気を行うポンプに接続された複数のベント配管を備えた半導体製造装置により、基板を処理する半導体製造方法において、
上記反応室内で基板を処理した後、上記第２の切り替え弁を閉状態として、上記反応室と上記上記反応室に接続された供給配管との間を遮断し、上記各ベント配管より上記反応室に接続された各供給配管内のうちＳｉＨ 2 Ｃｌ 2 を供給する供給配管とＮＨ 3 を供給する供給配管の真空排気をそれぞれ行うようにしたことを特徴とする半導体製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34829197A JP3847928B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 半導体製造装置及び半導体製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34829197A JP3847928B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 半導体製造装置及び半導体製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11186167A JPH11186167A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3847928B2 true JP3847928B2 (ja) | 2006-11-22 |
Family
ID=18396056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34829197A Expired - Lifetime JP3847928B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 半導体製造装置及び半導体製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3847928B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5226438B2 (ja) * | 2008-09-10 | 2013-07-03 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法 |
-
1997
- 1997-12-17 JP JP34829197A patent/JP3847928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11186167A (ja) | 1999-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5283673B2 (ja) | 半導体装置の製造方法、成膜方法および基板処理装置 | |
| US7156923B2 (en) | Silicon nitride film forming method, silicon nitride film forming system and silicon nitride film forming system precleaning method | |
| US8598047B2 (en) | Substrate processing apparatus and producing method of semiconductor device | |
| US7022298B2 (en) | Exhaust apparatus for process apparatus and method of removing impurity gas | |
| US7482283B2 (en) | Thin film forming method and thin film forming device | |
| JP3947126B2 (ja) | 半導体製造装置 | |
| US7635502B2 (en) | ALD apparatus and method | |
| US6074202A (en) | Apparatus for manufacturing a semiconductor material | |
| US20070160757A1 (en) | Processing method | |
| US20060121211A1 (en) | Chemical vapor deposition apparatus and chemical vapor deposition method using the same | |
| JP4204840B2 (ja) | 基板処埋装置 | |
| WO2004007795A1 (ja) | 半導体処理用の成膜方法 | |
| JP4356943B2 (ja) | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 | |
| US20060185593A1 (en) | Chemical vapor deposition system and method of exhausting gas from the system | |
| JP3847928B2 (ja) | 半導体製造装置及び半導体製造方法 | |
| JP2006302946A (ja) | 基板処理システム | |
| JP4695343B2 (ja) | 縦型半導体製造装置 | |
| JPH10154702A (ja) | 半導体製造方法および装置 | |
| JP4434807B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3309910B2 (ja) | 半導体製造装置 | |
| KR20020037130A (ko) | 실리사이드막 증착 설비 및 파티클 형성 방지 방법 | |
| JP3006776B2 (ja) | 気相成長方法 | |
| TW202315966A (zh) | 化學氣相沉積爐、及沉積氮化矽層之方法 | |
| KR0124563B1 (ko) | 3-존 저압화학 증착 반응로에서의 비정질 실리콘 증착방법 | |
| JPH03206618A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040929 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050617 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050725 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050802 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051003 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060411 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060609 |
|
| 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: 20060822 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060824 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130901 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140901 Year of fee payment: 8 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |