JP4903619B2

JP4903619B2 - Substrate processing equipment

Info

Publication number: JP4903619B2
Application number: JP2007099300A
Authority: JP
Inventors: 賢杉原
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2027-04-05
Also published as: JP2008255423A

Description

本発明は基板処理装置に関し、特に液体原料の気化ガスを用いて基板を処理する基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly to a substrate processing apparatus that processes a substrate using a vaporized gas of a liquid material.

この種の基板処理装置においては、例えば、基板を処理する処理室と液体原料を気化させる気化器との間をガス供給管で連結し、気化器で気化した液体原料の気化ガスをガス供給管で処理室に供給している。このような構成において、気化器で気化能力が不足したり、液体原料が熱により変質したりすると、気化器の内部やガス供給管の内部で副生成物が発生する。当該副生成物は気化器の内部やガス供給管の内部で熱を奪うため、気化器の気化能力を更に低下させたり、気化器やガス供給管での長期的な滞在によって液体原料に対し変質を促したりする。その結果、副生成物はもとの副生成物を核にして次第に堆積量が拡大していき、処理室まで流出するとパーティクルとなる。そこで、ガス供給管にフィルタを設けて副生成物をそのフィルタで除去するような構成を採用している。 In this type of substrate processing apparatus, for example, a gas supply pipe connects between a processing chamber for processing a substrate and a vaporizer that vaporizes a liquid raw material, and a gas supply pipe supplies vaporized gas of the liquid raw material vaporized by the vaporizer. Is supplied to the processing chamber. In such a configuration, when the vaporizer has insufficient vaporization capability or the liquid raw material is altered by heat, a by-product is generated inside the vaporizer or inside the gas supply pipe. Since the by-product takes heat inside the vaporizer and the gas supply pipe, the vaporization capacity of the vaporizer is further reduced, or the liquid raw material is altered by long-term stay in the vaporizer and the gas supply pipe. Or prompt. As a result, the by-product gradually increases in deposition amount with the original by-product as a nucleus, and becomes a particle when it flows out to the processing chamber. Therefore, a configuration is adopted in which a filter is provided in the gas supply pipe and a by-product is removed by the filter.

しかしながら、フィルタで副生成物を除去するような構成を採用すると、副生成物がフィルタの隙間に付着し、液体原料の気化ガスの流量が次第に低下していく。液体原料の気化ガスの流量は、気化器への液体原料の流量を調整する流量調整装置（マスフローコントローラ等）でおこなわれるため、液体原料の気化ガスの流量が低下したとしても、流量調整装置ではなんらこれが検出されず、液体原料の気化ガスの正確な流量を検出することはできない。そのため、気化器、ガス供給管、フィルタ等の部材にどれくらいの副生成物が付着しているかを推測することができず、これら部材を交換するにしてもその適切な交換時期を判断することができない。 However, when a configuration in which a by-product is removed with a filter is adopted, the by-product adheres to the gap between the filters, and the flow rate of the vaporized gas of the liquid raw material gradually decreases. The flow rate of the vaporized gas of the liquid material is performed by a flow rate adjusting device (such as a mass flow controller) that adjusts the flow rate of the liquid material to the vaporizer. This is not detected at all, and the exact flow rate of the vaporized gas of the liquid source cannot be detected. For this reason, it is impossible to estimate how much by-products are attached to members such as the vaporizer, gas supply pipe, and filter, and even when these members are replaced, it is possible to determine the appropriate replacement time. Can not.

したがって、本発明の主な目的は、気化器、ガス供給管、フィルタ等の部材の適切な交換時期を判断することができる基板処理装置を提供することにある。 Accordingly, a main object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of determining an appropriate replacement time for members such as a vaporizer, a gas supply pipe, and a filter.

本発明によれば、
基板を処理する処理室と、
基板処理用の液体原料を気化させる気化器と、
前記気化器と前記処理室とに接続され、前記液体原料の気化ガスを前記気化器から前記処理室に供給する第１のガス供給管と、
前記第１のガス供給管に設けられたフィルタと、
一端部が前記第１のガス供給管の前記フィルタより上流側に接続された連結管と、
前記連結管の他端部に接続された圧力計と、
前記連結管に設けられた開閉弁と、
前記連結管の他端部と前記開閉弁との間に接続され、前記連結管にガスを供給する第２のガス供給管と、
前記第１のガス供給管の前記フィルタより上流側に接続され、前記連結管に供給されるガスを排気する排気管と、
を備えることを特徴とする基板処理装置が提供される。 According to the present invention,
A processing chamber for processing the substrate;
A vaporizer for vaporizing a liquid raw material for substrate processing;
A first gas supply pipe connected to the vaporizer and the processing chamber and configured to supply vaporized gas of the liquid source from the vaporizer to the processing chamber;
A filter provided in the first gas supply pipe;
A connecting pipe having one end connected to the upstream side of the filter of the first gas supply pipe;
A pressure gauge connected to the other end of the connecting pipe;
An on-off valve provided in the connecting pipe;
A second gas supply pipe connected between the other end of the connection pipe and the on-off valve, for supplying gas to the connection pipe;
An exhaust pipe connected to the upstream side of the filter of the first gas supply pipe and exhausting the gas supplied to the connecting pipe;
A substrate processing apparatus is provided.

本発明によれば、連結管と圧力計とを備えるから、液体原料の気化ガスに代えて圧力測定用のガス（例えば不活性ガス）を気化器を介して第１のガス供給管に流通させれば、第１のガス供給管でのその圧力測定用のガスの圧力を測定することができ、気化器、ガス供給管、フィルタ等の部材への副生成物の付着量を推測することができる。すなわち、気化器、ガス供給管、フィルタ等の部材への副生成物の付着量が増えると、それを受けて圧力計の測定結果（圧力値）が増大するから、その圧力計の測定結果により、これら部材にどれくらいの副生成物が付着しているかを推測することができる。 According to the present invention, since the connecting pipe and the pressure gauge are provided, a gas for pressure measurement (for example, an inert gas) is circulated to the first gas supply pipe through the vaporizer instead of the vaporized gas of the liquid raw material. Then, the pressure of the gas for measuring the pressure in the first gas supply pipe can be measured, and the amount of by-products attached to members such as the vaporizer, the gas supply pipe, and the filter can be estimated. it can. In other words, if the amount of by-product attached to a member such as a vaporizer, gas supply pipe, or filter increases, the measurement result (pressure value) of the pressure gauge increases accordingly. It can be estimated how much by-products are attached to these members.

また、第２のガス供給管と排気管とを備えるから、液体原料の気化ガスや圧力測定用のガスを第１のガス供給管に流通させているときに、連結管や開閉弁に副生成物が発生したり流入したりしたとしても、第２のガス供給管から排気管にパージ用のガスを流通させれば、連結管や開閉弁に存在するその副生成物を排除することができ、連結管や開閉弁を清浄に保つことができる。その結果、圧力計に流入する可能性のある圧力測定用のガスには副生成物は含まれず（仮に含まれても非常に少なく）、圧力計の測定結果の信頼性を高めることができ、気化器、ガス供給管、フィルタ等の部材にどれくらいの副生成物が付着しているかを正確に推測することができる。以上から、本発明によれば、気化器、ガス供給管、フィルタ等の部材の適切な交換時期を判断することができる。 In addition, since the second gas supply pipe and the exhaust pipe are provided, when the vaporized gas of the liquid raw material or the gas for pressure measurement is circulated through the first gas supply pipe, the by-product is generated in the connection pipe and the on-off valve. Even if a product is generated or flows in, if the purge gas is circulated from the second gas supply pipe to the exhaust pipe, the by-products present in the connection pipe and the on-off valve can be eliminated. The connecting pipe and the on-off valve can be kept clean. As a result, the gas for pressure measurement that may flow into the pressure gauge does not contain by-products (very little if included), and can improve the reliability of the pressure gauge measurement results, It is possible to accurately estimate how much by-product is attached to members such as a vaporizer, a gas supply pipe, and a filter. As described above, according to the present invention, it is possible to determine an appropriate replacement time for members such as a vaporizer, a gas supply pipe, and a filter.

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
本実施形態に係る基板処理装置は、半導体装置集積回路（ＩＣ（Integrated Circuits））の製造に使用される半導体製造装置の一例として構成されているものである。下記の説明では、基板処理装置の一例として、基板に対し熱処理等をおこなう縦型の装置を使用した場合について述べる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The substrate processing apparatus according to the present embodiment is configured as an example of a semiconductor manufacturing apparatus used for manufacturing a semiconductor device integrated circuit (IC (Integrated Circuits)). In the following description, a case where a vertical apparatus that performs heat treatment or the like on a substrate is used as an example of the substrate processing apparatus will be described.

図１に示す通り、基板処理装置１０１では、基板の一例となるウエハ２００を収納したカセット１１０が使用されており、ウエハ２００はシリコン等の材料から構成されている。基板処理装置１０１は筐体１１１を備えており、筐体１１１の内部にはカセットステージ１１４が設置されている。カセット１１０はカセットステージ１１４上に工場内搬送装置（図示略）によって搬入されたり、カセットステージ１１４上から搬出されるようになっている。 As shown in FIG. 1, in the substrate processing apparatus 101, a cassette 110 containing a wafer 200 as an example of a substrate is used, and the wafer 200 is made of a material such as silicon. The substrate processing apparatus 101 includes a housing 111, and a cassette stage 114 is installed inside the housing 111. The cassette 110 is carried in or out of the cassette stage 114 by an in-factory transfer device (not shown).

カセットステージ１１４は、工場内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢を保持しかつカセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。カセットステージ１１４は、カセット１１０を筐体１１１の後方に右回り縦方向９０°回転し、カセット１１０内のウエハ２００が水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が筐体１１１の後方を向くように動作可能となるよう構成されている。 The cassette stage 114 is placed by the in-factory transfer device so that the wafer 200 in the cassette 110 maintains a vertical posture and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces upward. The cassette stage 114 rotates the cassette 110 clockwise 90 degrees rearward of the casing 111 so that the wafer 200 in the cassette 110 is in a horizontal posture, and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces the rear of the casing 111. It is configured to be operable.

筐体１１１内の前後方向の略中央部にはカセット棚１０５が設置されており、カセット棚１０５は複数段複数列にて複数個のカセット１１０を保管するように構成されている。カセット棚１０５にはウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。 A cassette shelf 105 is installed in a substantially central portion of the casing 111 in the front-rear direction, and the cassette shelf 105 is configured to store a plurality of cassettes 110 in a plurality of rows and a plurality of rows. The cassette shelf 105 is provided with a transfer shelf 123 in which the cassette 110 to be transferred by the wafer transfer mechanism 125 is stored.

カセットステージ１１４の上方には予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセット１１０を保管するように構成されている。 A reserve cassette shelf 107 is provided above the cassette stage 114, and is configured to store the cassette 110 in a preliminary manner.

カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置１１８が設置されている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ１１８ａと、搬送機構としてのカセット搬送機構１１８ｂとで構成されている。カセット搬送装置１１８はカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連続動作により、カセットステージ１１４とカセット棚１０５と予備カセット棚１０７との間で、カセット１１０を搬送するように構成されている。 A cassette carrying device 118 is installed between the cassette stage 114 and the cassette shelf 105. The cassette carrying device 118 includes a cassette elevator 118a that can move up and down while holding the cassette 110, and a cassette carrying mechanism 118b as a carrying mechanism. The cassette carrying device 118 is configured to carry the cassette 110 among the cassette stage 114, the cassette shelf 105, and the spare cassette shelf 107 by continuous operation of the cassette elevator 118a and the cassette carrying mechanism 118b.

カセット棚１０５の後方には、ウエハ移載機構１２５が設置されている。ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとで構成されている。ウエハ移載装置１２５ａにはウエハ２００をピックアップするためのツイーザ１２５ｃが設けられている。ウエハ移載装置１２５はウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連続動作により、ツイーザ１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ウエハ２００をボート２１７に対して装填（チャージング）したり、ボート２１７から脱装（ディスチャージング）するように構成されている。 A wafer transfer mechanism 125 is installed behind the cassette shelf 105. The wafer transfer mechanism 125 includes a wafer transfer device 125a that can rotate or linearly move the wafer 200 in the horizontal direction, and a wafer transfer device elevator 125b that moves the wafer transfer device 125a up and down. The wafer transfer device 125 a is provided with a tweezer 125 c for picking up the wafer 200. The wafer transfer device 125 loads (charges) the wafer 200 to the boat 217 by using the tweezers 125c as a placement portion of the wafer 200 by continuous operation of the wafer transfer device 125a and the wafer transfer device elevator 125b. The boat 217 is configured to be detached (discharged).

筐体１１１の後部上方には、ウエハ２００を熱処理する処理炉２０２が設けられており、処理炉２０２の下端部が炉口シャッタ１４７により開閉されるように構成されている。 A processing furnace 202 for heat-treating the wafer 200 is provided above the rear portion of the casing 111, and a lower end portion of the processing furnace 202 is configured to be opened and closed by a furnace port shutter 147.

処理炉２０２の下方には処理炉２０２に対しボート２１７を昇降させるボートエレベータ１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５の昇降台にはアーム１２８が連結されており、アーム１２８にはシールキャップ２１９が水平に据え付けられている。シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持するとともに、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。 Below the processing furnace 202, a boat elevator 115 that raises and lowers the boat 217 with respect to the processing furnace 202 is provided. An arm 128 is connected to the lifting platform of the boat elevator 115, and a seal cap 219 is horizontally installed on the arm 128. The seal cap 219 is configured to support the boat 217 vertically and to close the lower end portion of the processing furnace 202.

ボート２１７は複数の保持部材を備えており、複数枚（例えば５０〜１５０枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。 The boat 217 includes a plurality of holding members, and is configured to hold a plurality of (for example, about 50 to 150) wafers 200 horizontally with the centers thereof aligned in the vertical direction. Yes.

カセット棚１０５の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するクリーンユニット１３４ａが設置されている。クリーンユニット１３４ａは供給ファン及び防塵フィルタで構成されており、クリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。 Above the cassette shelf 105, a clean unit 134a for supplying clean air that is a cleaned atmosphere is installed. The clean unit 134a includes a supply fan and a dustproof filter, and is configured to distribute clean air inside the casing 111.

筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するクリーンユニット１３４ｂが設置されている。クリーンユニット１３４ｂも供給ファン及び防塵フィルタで構成されており、クリーンエアをウエハ移載装置１２５ａやボート２１７等の近傍を流通させるように構成されている。当該クリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａやボート２１７等の近傍を流通した後に、筐体１１１の外部に排気されるようになっている。 A clean unit 134 b that supplies clean air is installed at the left end of the housing 111. The clean unit 134b also includes a supply fan and a dustproof filter, and is configured to distribute clean air in the vicinity of the wafer transfer device 125a, the boat 217, and the like. The clean air is exhausted to the outside of the casing 111 after circulating in the vicinity of the wafer transfer device 125a, the boat 217, and the like.

次に、基板処理装置１０１の主な動作について説明する。 Next, main operations of the substrate processing apparatus 101 will be described.

工場内搬送装置（図示略）によってカセット１１０がカセットステージ１１４上に搬入されると、カセット１１０は、ウエハ２００がカセットステージ１１４の上で垂直姿勢を保持し、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。その後、カセット１１０は、カセットステージ１１４によって、カセット１１０内のウエハ２００が水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が筐体１１１の後方を向くように、筐体１１１の後方に右周り縦方向９０°回転させられる。 When the cassette 110 is loaded onto the cassette stage 114 by an in-factory transfer apparatus (not shown), the cassette 110 holds the wafer 200 in a vertical posture on the cassette stage 114, and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 is directed upward. It is placed so that it faces. Thereafter, the cassette 110 is placed in a clockwise direction 90 in the clockwise direction behind the housing 111 so that the wafer 200 in the cassette 110 is placed in a horizontal posture by the cassette stage 114 and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces the rear of the housing 111. ° Rotated.

その後、カセット１１０は、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定された棚位置へカセット搬送装置１１８によって自動的に搬送され受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７からカセット搬送装置１１８によって移載棚１２３に移載されるか、もしくは直接移載棚１２３に搬送される。 Thereafter, the cassette 110 is automatically transported and delivered by the cassette transport device 118 to the designated shelf position of the cassette shelf 105 or the spare cassette shelf 107 and temporarily stored, and then the cassette shelf 105 or the spare cassette shelf. It is transferred from 107 to the transfer shelf 123 by the cassette transfer device 118 or directly transferred to the transfer shelf 123.

カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００はカセット１１０からウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはカセット１１０に戻り、後続のウエハ１１０をボート２１７に装填する。 When the cassette 110 is transferred to the transfer shelf 123, the wafer 200 is picked up from the cassette 110 by the tweezer 125c of the wafer transfer device 125a through the wafer loading / unloading port and loaded (charged) into the boat 217. The wafer transfer device 125 a that has delivered the wafer 200 to the boat 217 returns to the cassette 110 and loads the subsequent wafer 110 into the boat 217.

予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、処理炉２０２の下端部を閉じていた炉口シャッタが開き、処理炉２０２の下端部が開放される。その後、ウエハ２００群を保持したボート２１７がボートエレベータ１１５の上昇動作により処理炉２０２内に搬入（ローディング）され、処理炉２０２の下部がシールキャップ２１９により閉塞される。 When a predetermined number of wafers 200 are loaded into the boat 217, the furnace port shutter that closed the lower end of the processing furnace 202 is opened, and the lower end of the processing furnace 202 is opened. Thereafter, the boat 217 holding the wafer group 200 is loaded into the processing furnace 202 by the ascending operation of the boat elevator 115, and the lower part of the processing furnace 202 is closed by the seal cap 219.

ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に対し任意の熱処理が実施される。その熱処理後は、上述の逆の手順で、ウエハ２００およびカセット１１０が筐体１１１の外部に搬出される。 After loading, arbitrary heat treatment is performed on the wafer 200 in the processing furnace 202. After the heat treatment, the wafer 200 and the cassette 110 are carried out of the casing 111 in the reverse procedure described above.

図２に示す通り、処理炉２０２には加熱装置であるヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７の内側には、基板の一例であるウエハ２００を収容可能な反応管２０３が設けられている。反応管２０３の下方には、例えばステンレス等よりなるマニホールド２０９が設けられている。マニホールド２０９はヒータベース２５１に固定されている。反応管２０３の下部およびマニホールド２０９の上部には、それぞれ環状のフランジが形成されている。反応管２０３とマニホールド２０９との各フランジ間にはＯリング２２０が設けられており、反応管２０３とマニホールド２０９との間が気密にシールされている。マニホールド２０９の下部は、Ｏリング２２０を介して蓋体であるシールキャップ２１９により気密に閉塞されている。処理炉２０２では、少なくとも、反応管２０３、マニホールド２０９及びシールキャップ２１９によりウエハ２００を処理する処理室２０１が形成されている。 As shown in FIG. 2, the processing furnace 202 is provided with a heater 207 which is a heating device. Inside the heater 207, a reaction tube 203 capable of accommodating a wafer 200, which is an example of a substrate, is provided. A manifold 209 made of, for example, stainless steel is provided below the reaction tube 203. The manifold 209 is fixed to the heater base 251. Annular flanges are formed at the lower part of the reaction tube 203 and the upper part of the manifold 209, respectively. An O-ring 220 is provided between the flanges of the reaction tube 203 and the manifold 209 so that the space between the reaction tube 203 and the manifold 209 is hermetically sealed. A lower portion of the manifold 209 is airtightly closed by a seal cap 219 that is a lid through an O-ring 220. In the processing furnace 202, a processing chamber 201 for processing the wafer 200 is formed by at least the reaction tube 203, the manifold 209, and the seal cap 219.

シールキャップ２１９には、ボート支持台２１８を介して基板保持部材であるボート２１７が立設されている。ボート支持台２１８はボート２１７を保持する保持体となっている。ボート２１７はボート支持台２１８に支持された状態で反応管２０３のほぼ中央部に配置されている。ボート２１７にはバッチ処理される複数のウエハ２００が水平姿勢を保持しながら図２中上下方向に多段に積載されている。処理室２０１に収容されたウエハ２００はヒータ２０７により所定の温度に加熱されるようになっている。 A boat 217, which is a substrate holding member, is erected on the seal cap 219 via a boat support base 218. The boat support 218 is a holding body that holds the boat 217. The boat 217 is disposed at the substantially central portion of the reaction tube 203 while being supported by the boat support 218. A plurality of wafers 200 to be batch-processed are stacked on the boat 217 in multiple stages in the vertical direction in FIG. 2 while maintaining a horizontal posture. The wafer 200 accommodated in the processing chamber 201 is heated to a predetermined temperature by a heater 207.

ボート２１７はボートエレベータ１１５（図１参照）により図２中上下方向に昇降自在となっており、反応管２０３に出入り（昇降）することができるようになっている。ボート２１７の下方には処理の均一性を向上する為にボート２１７を回転させるためのボート回転機構２６７が設けられており、ボート回転機構２６７により、ボート支持台２１８に保持されたボート２１７を回転させることができるようになっている。 The boat 217 can be raised and lowered in the vertical direction in FIG. 2 by a boat elevator 115 (see FIG. 1), and can enter and exit (up and down) the reaction tube 203. Below the boat 217, a boat rotation mechanism 267 for rotating the boat 217 is provided to improve processing uniformity, and the boat 217 held on the boat support 218 is rotated by the boat rotation mechanism 267. It can be made to.

処理室２０１には、２種類のガスを供給する２本のガス供給管２３２ａ，３００が接続されている。ガス供給管２３２ａ，３００は、マニホールド２０９の下部を貫通しており、図３に示す通り、処理室２０１内で互いに連結して１本のノズル２３３に接続されている。ノズル２３３は、処理室２０１内において反応管２０３の内壁に沿って延在している。図４に示す通り、ノズル２３３には複数のガス供給孔２４８ｂが形成されている。 Two gas supply pipes 232 a and 300 for supplying two kinds of gases are connected to the processing chamber 201. The gas supply pipes 232a and 300 pass through the lower part of the manifold 209, and are connected to each other in the processing chamber 201 and connected to one nozzle 233 as shown in FIG. The nozzle 233 extends along the inner wall of the reaction tube 203 in the processing chamber 201. As shown in FIG. 4, the nozzle 233 has a plurality of gas supply holes 248b.

図２に示す通り、ガス供給管２３２ａには、ガス用のマスフローコントローラ２４１ａ及びバルブ２４３ａが設けられている。ガス供給管２３２ａには原料ガスを流入させるようになっており、その原料ガスはマスフローコントローラ２４１ａに流量調整されながらガス供給管２３２ａとノズル２３３とを流通し、ガス供給孔２４８ｂから処理室２０１に供給されるようになっている。 As shown in FIG. 2, the gas supply pipe 232a is provided with a gas mass flow controller 241a and a valve 243a. The source gas is allowed to flow into the gas supply pipe 232a. The source gas flows through the gas supply pipe 232a and the nozzle 233 while the flow rate of the source gas is adjusted by the mass flow controller 241a, and passes from the gas supply hole 248b to the processing chamber 201. It comes to be supplied.

ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａより下流側にはガス供給管２３２ｄが接続されている。ガス供給管２３２ｄにはバルブ２５４が設けられている。 A gas supply pipe 232d is connected downstream of the valve 243a of the gas supply pipe 232a. A valve 254 is provided in the gas supply pipe 232d.

ガス供給管３００には液体用のマフフローコントローラ３１０、液体原料を気化させる気化器３２０、バルブ３３０及びフィルタ３４０が設けられている。ガス供給管３００には液体原料を流入させるようになっており、その液体原料はマスフローコントローラ３１０で流量調整されながら気化器３２０に至り、気化器３２０で気化される。その気化ガス（原料ガス）はフィルタ３４０を通過しながらガス供給管３００とノズル２３３とを流通し、ガス供給孔２４８ｂから処理室２０１に供給されるようになっている。 The gas supply pipe 300 is provided with a muff flow controller 310 for liquid, a vaporizer 320 for vaporizing a liquid raw material, a valve 330 and a filter 340. A liquid material is allowed to flow into the gas supply pipe 300, and the liquid material reaches the vaporizer 320 while being adjusted in flow rate by the mass flow controller 310, and is vaporized by the vaporizer 320. The vaporized gas (source gas) flows through the gas supply pipe 300 and the nozzle 233 while passing through the filter 340, and is supplied to the processing chamber 201 from the gas supply hole 248b.

ガス供給管３００の気化器３２０からマニホールド２０９までの領域にはヒータ２８１が設けられており、ガス供給管３００は最適な温度（例えば５０〜６０℃程度）に保温されるようになっている。気化器３２０にはガス供給管３５０が接続されている。ガス供給管３５０にはガス用のマスフローコントローラ３５５及びバルブ３６０が設けられている。 A heater 281 is provided in a region from the vaporizer 320 to the manifold 209 of the gas supply pipe 300 so that the gas supply pipe 300 is kept at an optimum temperature (for example, about 50 to 60 ° C.). A gas supply pipe 350 is connected to the vaporizer 320. The gas supply pipe 350 is provided with a gas mass flow controller 355 and a valve 360.

ガス供給管３００の気化器３２０とバルブ３３０との間には連結管４００の一端部が接続されており、連結管４００の他端部が圧力計４２０に接続されている。連結管４００はガス供給管３００と圧力計４２０とを連結している。圧力計４２０はガス供給管３００のガスの圧力を測定する装置である。連結管４００の中途部にはバルブ４１０が設けられている。連結管４００のバルブ４１０と圧力計４２０との間にはガス供給管５００が接続されている。ガス供給管５００にはガス用のマスフローコントローラ５０５及びバルブ５１０が設けられている。 One end of the connecting pipe 400 is connected between the vaporizer 320 and the valve 330 of the gas supply pipe 300, and the other end of the connecting pipe 400 is connected to the pressure gauge 420. The connecting pipe 400 connects the gas supply pipe 300 and the pressure gauge 420. The pressure gauge 420 is a device that measures the pressure of the gas in the gas supply pipe 300. A valve 410 is provided in the middle of the connecting pipe 400. A gas supply pipe 500 is connected between the valve 410 of the connection pipe 400 and the pressure gauge 420. The gas supply pipe 500 is provided with a gas mass flow controller 505 and a valve 510.

更に、ガス供給管３００の気化器３２０とバルブ３３０との間にはガス排気管６００が接続されている。ガス排気管６００にはバルブ６１０が設けられている。連結管４００とガス排気管６００とはガス供給管３００に対し交差するように配置されている。連結管４００とガス排気管６００とはその交差部においてほぼ同一直線上に配置されており、連結管４００からガス排気管６００に向けてガスが円滑に流通するようになっている。 Further, a gas exhaust pipe 600 is connected between the vaporizer 320 of the gas supply pipe 300 and the valve 330. The gas exhaust pipe 600 is provided with a valve 610. The connecting pipe 400 and the gas exhaust pipe 600 are arranged so as to intersect the gas supply pipe 300. The connecting pipe 400 and the gas exhaust pipe 600 are arranged on substantially the same straight line at the intersection thereof, so that gas smoothly flows from the connecting pipe 400 toward the gas exhaust pipe 600.

なお、バルブ３３０とバルブ６１０との開閉は互いに反対に切り替わるようになっている。すなわち、バルブ３３０が開状態から閉状態（又は閉状態から開状態）に切り替わると、バルブ６１０はその逆の閉状態から開状態（又は開状態から閉状態）となる。 The opening and closing of the valve 330 and the valve 610 are switched in the opposite directions. That is, when the valve 330 is switched from the open state to the closed state (or from the closed state to the open state), the valve 610 changes from the opposite closed state to the open state (or from the open state to the closed state).

処理室２０１にはガスを排気するガス排気管２３１の一端部が接続されている。ガス排気管２３１の他端部は真空ポンプ２４６に接続されており、処理室２０１の内部を真空排気することができるようになっている。ガス排気管２３１にはバルブ２４３ｄが設けられている。バルブ２４３ｄは、弁を開閉して処理室２０１の真空排気・真空排気停止ができるとともに、弁開度を調節して圧力調整可能になっている開閉弁である。ガス排気管２３１のバルブ２４３ｄより上流側にはガス排気管６００が接続されている。 One end of a gas exhaust pipe 231 for exhausting gas is connected to the processing chamber 201. The other end of the gas exhaust pipe 231 is connected to a vacuum pump 246 so that the inside of the processing chamber 201 can be evacuated. The gas exhaust pipe 231 is provided with a valve 243d. The valve 243d is an open / close valve that can open and close the valve to evacuate / stop the evacuation of the processing chamber 201 and adjust the valve opening to adjust the pressure. A gas exhaust pipe 600 is connected to the gas exhaust pipe 231 upstream of the valve 243d.

以上のマスフローコントローラ２４１ａ，３１０，３５５，５０５、バルブ２４３ａ，２５４，３３０，３６０，４１０，５１０，６１０、バルブ２４３ｄ、ヒータ２０７，２８１、真空ポンプ２４６、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等の各部材は、制御部であるコントローラ２８０に接続されている。 Each of the mass flow controllers 241a, 310, 355, 505, valves 243a, 254, 330, 360, 410, 510, 610, valves 243d, heaters 207, 281, vacuum pump 246, boat rotation mechanism 267, boat elevator 115, etc. The member is connected to a controller 280 that is a control unit.

コントローラ２８０は、マスフローコントローラ２４１ａ，３１０，３５５，５０５の流量調整、バルブ２４３ａ，２５４，３３０，３６０，４１０，５１０，６１０の開閉動作、バルブ２４３ｄの開閉及び圧力調整動作、ヒータ２０７，２８１の温度調節、真空ポンプ２４６の起動・停止、ボート回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ１１５の昇降動作等を制御するようになっている。 The controller 280 adjusts the flow rate of the mass flow controllers 241a, 310, 355, and 505, opens and closes the valves 243a, 254, 330, 360, 410, 510, and 610, opens and closes the valve 243d and adjusts the pressure, and heats the heaters 207 and 281. Adjustment, start / stop of the vacuum pump 246, adjustment of the rotation speed of the boat rotation mechanism 267, raising / lowering operation of the boat elevator 115, and the like are controlled.

また、コントローラ２８０にはディスプレイ２８５が設けられているとともに、圧力計４２０が接続されている。コントローラ２８０は圧力計４２０の測定結果を受けてガス供給管３００のガスの圧力を認識し、その認識した結果をディスプレイ２８５に表示することができるようになっている。 The controller 280 is provided with a display 285 and a pressure gauge 420 is connected thereto. The controller 280 receives the measurement result of the pressure gauge 420, recognizes the gas pressure in the gas supply pipe 300, and can display the recognized result on the display 285.

次に、ＡＬＤ法による成膜例として、半導体デバイスの製造工程の一つである、ＴＭＡ（Ａｌ（ＣＨ_３）_３、トリメチルアルミニウム）及びＯ_３（オゾン）ガスを用いてＡｌ_２Ｏ_３（酸化アルミニウム）膜を成膜する場合を説明する。 Next, as an example of film formation by the ALD method, Al ₂ O ₃ (oxidation) using TMA (Al (CH ₃ ) ₃ , trimethylaluminum) and O ₃ (ozone) gas, which is one of semiconductor device manufacturing processes. The case of forming an (aluminum) film will be described.

ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法の中の１つであるＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法は、ある成膜条件（温度、時間等）の下で、成膜に用いる２種類（またはそれ以上）の原料ガスを１種類ずつ交互に基板上に供給し、１原子層単位で吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。 ALD (Atomic Layer Deposition), one of the CVD (Chemical Vapor Deposition) methods, uses two (or more) raw materials for film formation under certain film formation conditions (temperature, time, etc.). In this method, gases are alternately supplied onto a substrate one by one, adsorbed in units of one atomic layer, and a film is formed using a surface reaction.

即ち、例えばＡｌ_２Ｏ_３膜を形成する場合には、ＡＬＤ法を用いて、ＴＭＡとＯ_３とを交互に供給することにより２５０〜４５０℃の低温で高品質の成膜が可能である。このように、ＡＬＤ法では、複数種類の原料ガスを１種類ずつ交互に供給することによって成膜を行う。そして、膜厚制御は、原料ガス供給のサイクル数で制御する。例えば、成膜速度が１Å／サイクルとすると、２０Åの膜を形成する場合、成膜処理を２０サイクル行う。 That is, for example, when an Al ₂ O ₃ film is formed, high quality film formation is possible at a low temperature of 250 to 450 ° C. by alternately supplying TMA and O ₃ using the ALD method. Thus, in the ALD method, film formation is performed by alternately supplying a plurality of types of source gases one by one. The film thickness is controlled by the number of source gas supply cycles. For example, assuming that the film formation rate is 1 mm / cycle, when a film of 20 mm is formed, the film forming process is performed 20 cycles.

まず、成膜しようとするウエハ２００をボート２１７に装填し、処理室２０１に搬入する。搬入後、次の４つのステップを順次実行する。 First, the wafer 200 to be formed is loaded into the boat 217 and loaded into the processing chamber 201. After carrying in, the following four steps are sequentially executed.

（ステップ１）
ガス供給管２３２ａにＯ_３ガスを流入させかつ真空ポンプ２４６を作動させた状態において（以後、真空ポンプ２４６は作動させ続ける。）、バルブ２４３ａ，２４３ｄを開ける。 (Step 1)
In a state where O ₃ gas is introduced into the gas supply pipe 232a and the vacuum pump 246 is operated (hereinafter, the vacuum pump 246 is continuously operated), the valves 243a and 243d are opened.

すると、Ｏ_３ガスがマスフローコントローラ２４３ａにより流量調整されながらガス供給管２３２ａとノズル２３３とを流通し、ガス供給孔２４８ｂから処理室２０１に供給され、その後ガス排気管２３１から排気される。 Then, the O ₃ gas flows through the gas supply pipe 232a and the nozzle 233 while the flow rate is adjusted by the mass flow controller 243a, is supplied to the processing chamber 201 from the gas supply hole 248b, and is then exhausted from the gas exhaust pipe 231.

ステップ１では、バルブ２４３ｄやマスフローコントローラ２４１ａ、ヒータ２０７等を適正に調節して、処理室２０１内圧力を１０〜１００Ｐａの最適な範囲の値に維持し、Ｏ_３ガスの供給流量を１〜１０ｓｌｍの範囲の値とし、Ｏ_３ガスをウエハ２００に晒す時間を２〜１２０秒間とし、ウエハ２００の温度を２５０〜４５０℃の範囲の値とする。 In Step 1, the valve 243d, the mass flow controller 241a, the heater 207, and the like are appropriately adjusted to maintain the pressure in the processing chamber 201 at a value in an optimal range of 10 to 100 Pa, and the supply flow rate of the O ₃ gas is 1 to 10 slm. The time during which the O ₃ gas is exposed to the wafer 200 is 2 to 120 seconds, and the temperature of the wafer 200 is a value in the range of 250 to 450 ° C.

ステップ１では、バルブ２５４，３６０，３３０を開けてＮ_２（窒素）やＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスをガス供給管２３２ｄやガス供給管３５０，３００から処理室２０１に供給してもよい。特に、バルブ３６０，３３０を開けて不活性ガスをガス供給管３５０，３００から供給すれば、ガス供給管３００にＯ_３ガスが回り込むのを防止することができる。 In step 1, valves 254, 360, and 330 may be opened to supply an inert gas such as N ₂ (nitrogen) or Ar (argon) from the gas supply pipe 232 d or the gas supply pipes 350 and 300 to the processing chamber 201. . In particular, if the inert gas is supplied from the gas supply pipes 350 and 300 by opening the valves 360 and 330, the O ₃ gas can be prevented from flowing into the gas supply pipe 300.

以上のステップ１では、Ｏ_３ガスが処理室２０１に供給され、Ｏ_３がウエハ２００上の下地膜などの表面部分と表面反応（化学吸着）するようになっている。 In Step 1 described above, O ₃ gas is supplied to the processing chamber 201, and O ₃ undergoes surface reaction (chemical adsorption) with a surface portion such as a base film on the wafer 200.

（ステップ２）
ステップ２では、バルブ２４３ａを閉めてＯ_３ガスの供給を停止する。また、ガス排気管２３１のバルブ２４３ｄは開いたままとし真空ポンプ２４６により、処理室２０１を２０Ｐａ以下に排気し、処理室２０１に残留しているＯ_３ガスを処理室２０１から排除する。 (Step 2)
In step 2, the valve 243a is closed and the supply of O ₃ gas is stopped. Further, the valve 243 d of the gas exhaust pipe 231 is kept open, and the processing chamber 201 is exhausted to 20 Pa or less by the vacuum pump 246, and O ₃ gas remaining in the processing chamber 201 is removed from the processing chamber 201.

ステップ２では、バルブ２５４，３６０，３３０を開けてＮ_２（窒素）やＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスをガス供給管２３２ｄやガス供給管３５０，３００から処理室２０１に供給してもよく、この場合処理室２０１に残留しているＯ_３ガスを排除する効果が更に高まる。 In step 2, the valves 254, 360, 330 may be opened to supply an inert gas such as N ₂ (nitrogen) or Ar (argon) to the processing chamber 201 from the gas supply pipe 232d or the gas supply pipes 350, 300. In this case, the effect of eliminating the O ₃ gas remaining in the processing chamber 201 is further enhanced.

（ステップ３）
ステップ３では、常温で液体のＴＭＡをガス供給管３００に流入させかつＮ_２（窒素）やＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスをガス供給管３５０に流入させた状態において、バルブ３６０，３３０，２４３ｄを開ける。 (Step 3)
In Step 3, in a state where TMA that is liquid at room temperature is flown into the gas supply pipe 300 and an inert gas such as N ₂ (nitrogen) or Ar (argon) is flowed into the gas supply pipe 350, the valves 360, 330, Open 243d.

すると、液体のＴＭＡがマスフローコントローラ３１０に流量調整されながら気化器３２０に至り、気化器３２０で気化されるとともに、不活性ガスがマスフローコントローラ３５５に流量調整されながら気化器３２０に至る。その後、ＴＭＡの気化ガス（ＴＭＡガス）が不活性ガスと混合された状態でフィルタ３４０を通過しながらガス供給管３００とノズル２３３とを流通し、ガス供給孔２４８ｂから処理室２０１に供給され、その後ガス排気管２３１から排気される。 Then, the liquid TMA reaches the vaporizer 320 while the flow rate is adjusted by the mass flow controller 310, and is vaporized by the vaporizer 320, and the inert gas reaches the vaporizer 320 while the flow rate is adjusted by the mass flow controller 355. Thereafter, the vaporized gas of TMA (TMA gas) is passed through the filter 340 while being mixed with the inert gas, and flows through the gas supply pipe 300 and the nozzle 233, and is supplied to the processing chamber 201 from the gas supply hole 248b. Thereafter, the gas is exhausted from the gas exhaust pipe 231.

ステップ３では、バルブ２４３ｄやマスフローコントローラ３１０、ヒータ２０７等を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を１０〜９００Ｐａの最適な範囲の値に維持し、ＴＭＡガスの供給時間を１〜４秒とし、ウエハ２００の温度をＯ_３ガスの供給時と同じく、２５０〜４５０℃の範囲の所望の温度とする。 In Step 3, the valve 243d, the mass flow controller 310, the heater 207, and the like are appropriately adjusted to maintain the pressure in the processing chamber 201 at a value in the optimal range of 10 to 900 Pa, and the TMA gas supply time is set to 1 to 4. Seconds, and the temperature of the wafer 200 is set to a desired temperature in the range of 250 to 450 ° C. as in the case of supplying the O ₃ gas.

ステップ３では、バルブ２５４を開けてＮ_２（窒素）やＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスをガス供給管２３２ｄから処理室２０１に供給してもよく、この場合ガス供給管２３２ａにＴＭＡガスが回り込むのを防止することができる。 In Step 3, the valve 254 may be opened to supply an inert gas such as N ₂ (nitrogen) or Ar (argon) from the gas supply pipe 232d to the processing chamber 201. In this case, TMA gas is supplied to the gas supply pipe 232a. It is possible to prevent wraparound.

以上のステップ３では、ＴＭＡガスが処理室２０１に供給され、そのＴＭＡがすでにウエハ２００の表面に吸着しているＯ_３と反応して、ウエハ２００上にＡｌ_２Ｏ_３膜が形成される。 In the above step 3, TMA gas is supplied to the processing chamber 201, and the TMA reacts with O ₃ already adsorbed on the surface of the wafer 200, thereby forming an Al ₂ O ₃ film on the wafer 200.

（ステップ４）
ステップ４では、液体のＴＭＡのガス供給管３００への流入を停止するとともにバルブ３６０，３３０を閉じて、ＴＭＡガスの処理室２０１への供給を停止する。また、ガス排気管２３１のバルブ２４３ｄは開いたままとし真空ポンプ２４６により、処理室２０１を真空排気し、処理室２０１に残留しているＴＭＡガスであって成膜に寄与した後のガスを処理室２０１から排除する。 (Step 4)
In step 4, the flow of liquid TMA into the gas supply pipe 300 is stopped and the valves 360 and 330 are closed to stop the supply of TMA gas to the processing chamber 201. Further, the valve 243d of the gas exhaust pipe 231 is kept open, and the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246 to process the TMA gas remaining in the processing chamber 201 and contributing to film formation. Exclude from chamber 201.

バルブ２５４，３６０，３３０を開けてＮ_２（窒素）やＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスをガス供給管２３２ｄやガス供給管３５０，３００から処理室２０１に供給してもよく、この場合処理室２０１に残留しているＴＭＡガスであって成膜に寄与した後のガスを処理室２０１から排除する効果が高まる。 The valves 254, 360, 330 may be opened to supply an inert gas such as N ₂ (nitrogen) or Ar (argon) from the gas supply pipe 232d or the gas supply pipes 350, 300 to the processing chamber 201. The effect of removing the TMA gas remaining in the chamber 201 after contributing to film formation from the processing chamber 201 is enhanced.

以上のステップ１〜４を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウエハ２００上に所定膜厚のＡｌ_２Ｏ_３膜を形成することができる。 The above steps 1 to 4 are defined as one cycle, and by repeating this cycle a plurality of times, an Al ₂ O ₃ film having a predetermined thickness can be formed on the wafer 200.

そしてＡｌ_２Ｏ_３膜の成膜が終了したら、ガス供給管３５０にＮ_２（窒素）やＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスを流入させた状態で、バルブ３６０，３３０，２５４ｄを開け、不活性ガスのみをガス供給管３５０，３００に流通させ、最終的に処理室２０１から排気する。当該不活性ガスの供給量は、例えば０．５〜５．０ＳＬＭ程度とする。 After the formation of the Al ₂ O ₃ film, the valves 360, 330, and 254 d are opened with an inert gas such as N ₂ (nitrogen) or Ar (argon) flowing into the gas supply pipe 350. Only the active gas is circulated through the gas supply pipes 350 and 300 and finally exhausted from the processing chamber 201. The supply amount of the inert gas is, for example, about 0.5 to 5.0 SLM.

この状態において、バルブ４１０を開けて（バルブ５１０は閉じておく。）、ガス供給管３００の不活性ガスの圧力を圧力計４２０で測定する。圧力計４２０の測定結果はコントローラ２８０に送信され、コントローラ２８０はその測定結果が初期圧力値より大きいか否かを判断する。「初期圧力値」とは、ＴＭＡガスを処理室２０１に供給する前に（Ａｌ_２Ｏ_３膜を成膜する前に）不活性ガスのみをガス供給管３００，３５０に流通させ、そのときの不活性ガスの圧力を圧力計４２０で測定した結果に基づく値である。当該初期圧力値は誤差範囲内の一定幅を有した値であり、その値そのものや誤差範囲の幅は適宜変更可能である。本実施形態では、コントローラ２８０に対し当該初期圧力値を上記成膜処理前に記憶させている。 In this state, the valve 410 is opened (the valve 510 is closed), and the pressure of the inert gas in the gas supply pipe 300 is measured with the pressure gauge 420. The measurement result of the pressure gauge 420 is transmitted to the controller 280, and the controller 280 determines whether or not the measurement result is larger than the initial pressure value. “Initial pressure value” means that only inert gas is allowed to flow through the gas supply pipes 300 and 350 before supplying the TMA gas to the processing chamber 201 (before forming the Al ₂ O ₃ film). This value is based on the result of measuring the pressure of the inert gas with the pressure gauge 420. The initial pressure value has a certain width within the error range, and the value itself or the width of the error range can be changed as appropriate. In the present embodiment, the initial pressure value is stored in the controller 280 before the film forming process.

その結果、コントローラ２８０が「圧力計４２０の測定結果は初期圧力値と同等である」と判断したら、コントローラ２８０は、ガス供給管３００を流通するＴＭＡガスの流量は低下していないと認識し、その旨をディスプレイ２８５に表示する。 As a result, if the controller 280 determines that “the measurement result of the pressure gauge 420 is equal to the initial pressure value”, the controller 280 recognizes that the flow rate of the TMA gas flowing through the gas supply pipe 300 has not decreased, A message to that effect is displayed on the display 285.

逆に、コントローラ２８０が「圧力計４２０の測定結果は初期圧力値より大きい」と判断したら、コントローラ２８０は、ガス供給管３００を流通するＴＭＡガスの流量は低下していると認識し、その旨をディスプレイ２８５に表示する。 Conversely, if the controller 280 determines that “the measurement result of the pressure gauge 420 is greater than the initial pressure value”, the controller 280 recognizes that the flow rate of the TMA gas flowing through the gas supply pipe 300 has decreased, and accordingly. Is displayed on the display 285.

すなわち、気化器３２０、ガス供給管３００、バルブ３３０、フィルタ３４０等の部材に副生成物が付着してその付着量が増大する（これら部材で副生成物による詰まりが発生する）と、不活性ガスはこれら部材を通過しにくくなり、ガス供給管３００の不活性ガスの圧力が増大する。その結果、圧力計４２０の測定値（圧力値）が増加し、コントローラ２８０がその結果を受けてＴＭＡガスの流量は低下していると認識する。 That is, when a by-product adheres to the members such as the vaporizer 320, the gas supply pipe 300, the valve 330, the filter 340, and the amount of adhesion increases (the clogging by the by-product occurs in these members), the inertness is generated. The gas becomes difficult to pass through these members, and the pressure of the inert gas in the gas supply pipe 300 increases. As a result, the measurement value (pressure value) of the pressure gauge 420 increases, and the controller 280 receives the result and recognizes that the flow rate of the TMA gas is decreasing.

圧力計４２０による不活性ガスの圧力測定が終了したら、パージ用のガスをガス供給管５００に流入させた状態で、バルブ３３０を閉じかつバルブ５１０，６１０を開け（バルブ４１０，２４３ｄは開けたままとしておく。）、パージ用のガスをガス供給管５００からガス排気管６００に流通させ、連結管４００やバルブ４１０をパージする。「パージ用のガス」としては、例えば窒素（Ｎ_２），アルゴン（Ａｒ），ヘリウム（Ｈｅ）等の不活性ガスを使用する。パージ用のガスの供給量は、圧力測定用に使用した不活性ガスの供給量よりも多くし、例えば２〜５ｓｌｍ程度とする。 When the pressure measurement of the inert gas by the pressure gauge 420 is completed, the valve 330 is closed and the valves 510 and 610 are opened with the purge gas flowing into the gas supply pipe 500 (the valves 410 and 243d remain open). The purge gas is circulated from the gas supply pipe 500 to the gas exhaust pipe 600, and the connection pipe 400 and the valve 410 are purged. As the “purging gas”, for example, an inert gas such as nitrogen (N ₂ ), argon (Ar), helium (He), or the like is used. The supply amount of the purge gas is larger than the supply amount of the inert gas used for pressure measurement, for example, about 2 to 5 slm.

なお、パージ用のガスで連結管４００やバルブ４１０をパージするのは、副生成物が連結管４００やバルブ４１０に付着している場合に、その副生成物がＡｌ_２Ｏ_３膜の成膜処理中にこれら部材から剥離してパーティクルとなり、フィルタ３４０の隙間に付着してＴＭＡガスの流量の低下を招く可能性があるからであり、当該パージ処理によりこれを未然に防止している。 The purge pipe 400 and the valve 410 are purged with the purge gas when the by-product adheres to the pipeline 400 and the valve 410 and the by-product forms an Al ₂ O ₃ film. This is because particles may be peeled off from these members during processing and may adhere to the gaps in the filter 340, leading to a decrease in the flow rate of TMA gas, and this is prevented in advance by the purge processing.

パージ用のガスによる連結管４００やバルブ４１０のパージが終了したら、上記で説明したＡｌ_２Ｏ_３膜の成膜処理を再度実行する。そして当該成膜処理を実行するごとに、圧力計４２０による不活性ガスの圧力測定と、パージ用のガスによる連結管４００やバルブ４１０のパージとをおこなう。 When purging of the connection pipe 400 and the valve 410 with the purge gas is completed, the Al ₂ O ₃ film forming process described above is executed again. Each time the film forming process is executed, the pressure of the inert gas is measured by the pressure gauge 420 and the connection pipe 400 and the valve 410 are purged by the purge gas.

以上の本実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３膜の成膜後において、不活性ガスをガス供給管３５０，３００に流通させ、その不活性ガスの圧力を圧力計４２０で測定し、それに基づく内容がコントローラ２８０のディスプレイ２８５に表示されるから、ユーザは気化器３２０、ガス供給管３００、バルブ３３０、フィルタ３４０等の部材にどれくらいの副生成物が付着しているかを把握することができる。 In the above embodiment, after the formation of the Al ₂ O ₃ film, the inert gas is circulated through the gas supply pipes 350 and 300, the pressure of the inert gas is measured with the pressure gauge 420, and the contents based on the inert gas are as follows. Since it is displayed on the display 285 of the controller 280, the user can grasp how much by-products are attached to the members such as the vaporizer 320, the gas supply pipe 300, the valve 330, and the filter 340.

そして圧力計４２０での不活性ガスの圧力測定後においては、パージ用のガスをガス供給管５００からガス排気管６００に流通させ、連結管４００やバルブ４１０をパージするから、ＴＭＡガスや圧力測定用の不活性ガスをガス供給管３００に流通させているときに、連結管４００やバルブ４１０に副生成物が発生したり流入したりしたとしても、その副生成物を排除することができ、連結管４００やバルブ４１０を清浄に保つことができる。 After measuring the pressure of the inert gas with the pressure gauge 420, the purge gas is circulated from the gas supply pipe 500 to the gas exhaust pipe 600 and the connecting pipe 400 and the valve 410 are purged. Even when a by-product is generated or flows into the connecting pipe 400 or the valve 410 when the inert gas for use is circulated through the gas supply pipe 300, the by-product can be eliminated, The connecting pipe 400 and the valve 410 can be kept clean.

その結果、圧力計４２０に流入する可能性のある不活性ガスには副生成物は含まれず（仮に含まれても非常に少なく）、圧力計４２０の測定結果の信頼性を高めることができ、気化器３２０、ガス供給管３００、バルブ３３０、フィルタ３４０等の部材にどれくらいの副生成物が付着しているかを正確に把握することができる。以上から、気化器３２０、ガス供給管３００、バルブ３３０、フィルタ３４０等の部材の適切な交換時期を判断することができる。 As a result, the inert gas that may flow into the pressure gauge 420 does not include by-products (very little if included), and can improve the reliability of the measurement result of the pressure gauge 420, It is possible to accurately grasp how many by-products are attached to members such as the vaporizer 320, the gas supply pipe 300, the valve 330, and the filter 340. From the above, it is possible to determine an appropriate replacement time for members such as the vaporizer 320, the gas supply pipe 300, the valve 330, and the filter 340.

更に、本実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３膜の成膜後において、気化器３２０等の部材への副生成物の付着量を把握してから、その次のＡｌ_２Ｏ_３膜の成膜をおこなうため、ＴＭＡガスの供給量が低下した状態でＡｌ_２Ｏ_３膜の成膜がおこなわれるのを未然に防止することができる。すなわち、気化器３２０等の部材への副生成物の付着量を把握せずに、その次のＡｌ_２Ｏ_３膜の成膜をおこなえば、ＴＭＡガスの供給量が低下した状態でＡｌ_２Ｏ_３膜の成膜がおこなわれる可能性があり、この場合にはその膜の膜厚が不均一となり（その成膜処理に供したウエハ２００が不良品となり）、ロスコストの増大につながる。これに対し、本実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３膜の成膜ごとに気化器３２０等の部材への副生成物の付着量を把握するから、気化器３２０等を適切な時期に交換することができ、上記ロスコストの増大を未然に防止することができる。 Further, in the present embodiment, after the formation of the Al ₂ O ₃ film, the amount of by-product attached to the member such as the vaporizer 320 is grasped, and then the next Al ₂ O ₃ film is formed. Therefore, it is possible to prevent the Al ₂ O ₃ film from being formed in a state where the supply amount of the TMA gas is reduced. In other words, without knowing the attachment of by-products into the member such as the carburetor 320, by performing the deposition of the next of the Al ₂ O ₃ film, in a state where the supply amount of the TMA gas is lowered Al ₂ O There is a possibility that _three films are formed. In this case, the film thickness becomes non-uniform (the wafer 200 subjected to the film forming process becomes a defective product), leading to an increase in loss cost. On the other hand, in this embodiment, since the amount of by-products attached to the member such as the vaporizer 320 is grasped every time the Al ₂ O ₃ film is formed, the vaporizer 320 and the like are replaced at an appropriate time. And increase of the loss cost can be prevented in advance.

また、上記実施形態の比較例として、バルブ４１０を設けずに、ＴＭＡガスを処理室２０１に供給している期間中にそのＴＭＡガスの圧力を圧力計４２０で測定し、気化器３２０等の部材への副生成物の付着量を把握するという構成を想定することができるが、このような構成では、ＴＭＡガスが直接的に圧力計４２０に流入して副生成物が圧力計４２０に付着し、圧力計４２０の信頼性が損なわれる。これに対し、本実施形態では、連結管４００にバルブ４１０を設けてＴＭＡガスの供給中はバルブ４１０を閉じているため、ＴＭＡガスが圧力計４２０に流入することは考え難く、圧力計４２０の信頼性を高く維持することができる。 Further, as a comparative example of the above-described embodiment, the pressure of the TMA gas is measured with the pressure gauge 420 during the period in which the TMA gas is supplied to the processing chamber 201 without providing the valve 410, and the members such as the vaporizer 320. In this configuration, the TMA gas directly flows into the pressure gauge 420 and the by-product adheres to the pressure gauge 420. The reliability of the pressure gauge 420 is impaired. On the other hand, in this embodiment, since the valve 410 is provided in the connecting pipe 400 and the valve 410 is closed during the supply of the TMA gas, it is unlikely that the TMA gas flows into the pressure gauge 420. High reliability can be maintained.

なお、上記実施形態では、ＴＭＡ及びＯ_３ガスを用いてＡｌ_２Ｏ_３膜を成膜する場合の例を説明したが、これ以外の他の膜種を成膜する場合（例えば、液体原料としてＴＭＡに代えてＴＥＭＡＨ（テトラキスエチルメチルアミノハフニウム）を使用すれば、ウエハ２００上にＨｆＯ_２膜を形成することができる。）にも、上記実施形態は好ましく対応することができる。 In the above embodiment, an example in which an Al ₂ O ₃ film is formed using TMA and O ₃ gas has been described. However, in the case where other film types are formed (for example, as a liquid source) If TEMAH (tetrakisethylmethylaminohafnium) is used instead of TMA, an HfO ₂ film can be formed on the wafer 200.

本発明の好ましい実施形態に係る基板処理装置の概略的な構成を示す斜透視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 本発明の好ましい実施形態で使用される縦型の処理炉とそれに付随する部材との概略構成図であり、特に処理炉部分を縦方向に切断した縦断面である。It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace used in preferable embodiment of this invention, and the member which accompanies it, and is the longitudinal cross-section which cut | disconnected the processing furnace part in the vertical direction especially. 本発明の好ましい実施形態で使用される縦型の処理炉の概略構成図であり、特に処理炉部分を横方向に切断した横断面である。It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace used by preferable embodiment of this invention, and is the cross section which cut | disconnected the processing furnace part especially in the horizontal direction. （Ａ）本発明の好ましい実施形態で使用されるノズルを説明するための概略図であり、（Ｂ）図４（Ａ）中Ａ部分の拡大図である。(A) It is the schematic for demonstrating the nozzle used by preferable embodiment of this invention, (B) It is an enlarged view of A part in FIG. 4 (A).

Explanation of symbols

１０１基板処理装置
１０５カセット棚
１０７予備カセット棚
１１０カセット
１１１筐体
１１４カセットステージ
１１５ボートエレベータ
１１８カセット搬送装置
１１８ａカセットエレベータ
１１８ｂカセット搬送機構
１２３移載棚
１２５ウエハ移載機構
１２５ａウエハ移載装置
１２５ｂウエハ移載装置エレベータ
１２５ｃツイーザ
１２８アーム
１３４ａ，１３４ｂクリーンユニット
１４７炉口シャッタ
２００ウエハ
２０１処理室
２０２処理炉
２０３反応管
２０７，２８１ヒータ
２０９マニホールド
２１７ボート
２１８ボート支持台
２１９シールキャップ
２２０Ｏリング
２３１，６００ガス排気管
２３２ａ，２３２ｄガス供給管
２３３ノズル
２４１ａ（ガス用）マスフローコントローラ
２４３ａ，２４３ｄバルブ
２４６真空ポンプ
２４８ｂガス供給孔
２５１ヒータベース
２６７ボート回転機構
２８０コントローラ
２８５ディスプレイ
３００，３５０，５００ガス供給管
３１０（液体用）マスフローコントローラ
３２０気化器
３３０，３６０，４１０，５１０，６１０バルブ
３４０フィルタ
４００連結管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Substrate processing apparatus 105 Cassette shelf 107 Reserve cassette shelf 110 Cassette 111 Case 114 Cassette stage 115 Boat elevator 118 Cassette transfer device 118a Cassette elevator 118b Cassette transfer mechanism 123 Transfer shelf 125 Wafer transfer mechanism 125a Wafer transfer device 125b Wafer transfer Loading device elevator 125c tweezer 128 arm 134a, 134b clean unit 147 furnace port shutter 200 wafer 201 processing chamber 202 processing furnace 203 reaction tube 207,281 heater 209 manifold 217 boat 218 boat support 219 seal cap 220 O-ring 231 600 gas exhaust Pipe 232a, 232d Gas supply pipe 233 Nozzle 241a (for gas) Mass flow controller 243a, 243d valve 246 vacuum pump 248b gas supply hole 251 heater base 267 boat rotation mechanism 280 controller 285 display 300, 350, 500 gas supply pipe 310 (for liquid) mass flow controller 320 vaporizer 330, 360, 410, 510, 610 valve 340 filter 400 connecting pipe

Claims

A processing chamber for processing the substrate;
A vaporizer for vaporizing a liquid raw material for substrate processing;
A first gas supply pipe connected to the vaporizer and the processing chamber and configured to supply vaporized gas of the liquid source from the vaporizer to the processing chamber;
A filter provided in the first gas supply pipe;
A connecting pipe having one end connected to the upstream side of the filter of the first gas supply pipe;
A pressure gauge connected to the other end of the connecting pipe;
An on-off valve provided in the connecting pipe;
A second gas supply pipe connected between the other end of the connection pipe and the on-off valve, for supplying gas to the connection pipe;
An exhaust pipe connected to the upstream side of the filter of the first gas supply pipe and exhausting the gas supplied to the connecting pipe;
A substrate processing apparatus comprising: