JPWO2019058969A1 - 貯留容器、気化器、基板処理装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1、図2は、本発明が実施される処理装置の一例である基板処理装置に用いられる縦型の処理炉29を示すものである。
続いて、図4及び図6を用いて貯留タンク200を有する気化器60の一部である貯留部51を説明する。図4は、貯留部51の製法改善を行った貯留タンク200の断面構造である。図11は、図4及び図6の貯留タンク200に設けられる蓋部203を上から視た図である。
貯留タンク200は液体または固体の原料を貯留する容器として用いられる。この貯留タンク200は、内部に液体又は固体の原料が貯留される貯留室210を構成する容器部221と、貯留室210で気化された原料を排出する流路224が設けられる蓋部203と、容器部221と蓋部203の間に貯留室210を密閉するように設けられるシール部(第1シール部)としてのシール部材222の外側に容器部221と蓋部203を接合する接合部223と、を有する。
図6は、原料を気化する気化器60の一部である貯留部51の製法改善を更に行った貯留タンク200の断面構造である。ここでは、第1実施形態と同じ要素は同じ番号を付し、説明を省略し、第1実施形態と異なる点について説明する。
第3実施形態は、第1実施形態又は第2実施形態に示す貯留部51に液面レベル(高さ)を検出するセンサLを設けた形態である。図7に第3実施形態を第2実施形態における貯留部51の貯留タンク200に適用した一例を示す。尚、実施形態2と同じ構成には同じ番号を付し、説明を省略する。
第4実施形態は、第1実施形態又は第2実施形態における貯留タンク200に接地を施した形態を示すものである。図8に第4実施形態を第2実施形態における貯留部51の貯留タンク200に適用した一例を示す。尚、実施形態2と同じ構成には同じ番号を付し、説明を省略する。
基板処理装置は、各部の動作を制御するコントローラ41を有している。
次に、基板を処理する例について説明する。ここでは、半導体デバイスの製造工程の一例として、ソース(原料)とリアクタント(反応ガス)を交互に処理室に供給することで膜処理を行うサイクル処理を説明する。本実施形態においては、ソースとしてのヘキサクロロジシラン(Si2Cl6、略称:HCDS)ガスを用い、リアクタントとしてアンモニア(NH3)ガスを用いて基板上でシリコン窒化膜(Si3N4膜、以下、SiN膜ともいう)を形成する例を記す。なお、HCDSは液体原料の一例である。
ステップ1では、ヒータ42とヒータ215を稼働させた状態で、HCDSガスとキャリアガス(N2ガス)を流す。まずバルブ52、バルブ55、バルブ67を開ける。HCDSガスは供給管47aから原料供給管204を介して貯留部51に供給される。HCDSガスは貯留室210に貯留されると共に、ヒータ215によって気化される。気化されたガス状のHCDSガスは、配管206を介して第一MFC49により流量調整されて供給管47bに供給される。供給管47bでは、第1キャリアガス供給管53から第二MFC54により流量調整されたキャリアガス(N2ガス)が混合される。この混合ガスを第1ノズル56の第1ガス供給孔57から処理室2内に供給しつつガス排気管66から排気する。第一MFC49で制御するHCDSガスの供給流量は0.1〜0.5g/minである。ウエハ31にHCDSガスを晒す時間は20〜180秒間である。この時のヒータ42の温度はウエハ31が550〜650℃になる様設定してある。又、処理室2内の圧力は30〜120Paである。これによりウエハ31上にSiを含む膜が形成される。
ステップ2では、第1ガス供給管47のバルブ52及び第1キャリア供給管53のバルブ55を閉めて、HCDSガスガスとキャリアガスの供給を止める。ガス排気管66のバルブ67は開いたままにし、真空ポンプ68により、処理炉29を20Pa以下に排気し、残留HCDSガスガスを処理室2内から排除する。又、この時には不活性ガス、例えばキャリアガスとして使ったN2ガスを処理炉29に供給すると、更に残留HCDSガスを排除する効果が高まる。
ステップ3では、NH3ガスとキャリアガス(N2ガス)を流す。まず第2ガス供給管48に設けたバルブ59、第2キャリアガス供給管61に設けたバルブ63を共に開けて、第2ガス供給管48から第三MFC58により流量調整されたNH3ガスと、第2キャリアガス供給管61から第四MFC62により流量調整されたキャリアガス(N2ガス)とを混合し、第2ノズル64の第2ガス供給孔65から処理室2内に供給しつつガス排気管66から排気する。ウエハ31にNH3ガスを晒す時間は10〜120秒間である。この時のウエハ31の温度はHCDSガスの供給時と同じく550〜650℃である。又、処理室2内の圧力はHCDSガスの供給時と異なり、900〜980Paである。NH3ガス
の供給により、ウエハ31の下地膜上のSiを含む膜とNH3ガスとが反応して、ウエハ31上にSiN膜が形成される。
ステップ4では、膜を形成後、バルブ59及びバルブ63を閉じ、真空ポンプ68により処理室2内を真空排気し、成膜に寄与した後に残留するNH3ガスを排除する。又、この時には不活性ガス、例えばキャリアガスとして使ったN2ガスを処理室2内に供給すると、更に残留するNH3ガスを処理室2から排除する効果が高まる。
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
Claims (12)
- 内部に液体又は固体の原料が貯留される貯留室を構成する容器部と、
前記貯留室内で気化された原料を排出する配管が設けられる蓋部と、を備え、
前記容器部と前記蓋部の間に前記貯留室を密閉するように設けられるシール部と、
該シール部の外側に設けられ、前記容器部と前記蓋部を接合する接合部と、
を有する貯留容器。 - 前記接合部は、前記原料及び前記気化された原料と前記シール部により非接触となるよう構成される請求項1に記載の貯留容器。
- 前記接合部は、固定部材を前記蓋部と前記容器部を貫通させるよう構成されている請求項2に記載の貯留容器。
- 前記容器部の底部は、擂鉢形状である請求項1から請求項3のうち、いずれか一項に記載の貯留容器。
- 前記貯留室の径は、前記底部に向かうほど小さくなるよう構成される請求項4に記載の貯留容器。
- 前記容器部の上部の径は、前記容器部の底部の径よりも小さく構成される請求項1から請求項3のうち、いずれか一項に記載の貯留容器。
- 前記蓋部に設けられる配管は、前記蓋部を刳り貫いて構成される流路にはめ込まれるように設けられる請求項1に記載の貯留容器。
- 前記貯留室に貯留される原料の液面レベルを測定するセンサは、駆動物を有さないように構成されている請求項1に記載の貯留容器。
- 更に、前記貯留室に貯留される原料を加熱する加熱機構を有し、
前記容器部は、前記加熱機構により前記貯留室内で対流が生じることで発生する静電気を外部に逃がすために電気的に接地されている請求項1に記載の貯留容器。 - 内部に液体又は固体の原料が貯留される貯留室を構成する容器部と、
前記貯留室内で気化された前記原料を排出する配管が設けられる蓋部と、を備え、
前記容器部と前記蓋部の間に前記貯留室を密閉するように設けられるシール部と、該シール部の外側に設けられ、前記容器部と前記蓋部を接合する接合部とを有する貯留容器と、
前記貯留室を加熱する加熱機構と、
を有する気化器。 - 内部に液体又は固体の原料が貯留される貯留室を構成する容器部と、
前記貯留室内で気化された前記原料を排出する配管が設けられる蓋部と、を備え、
前記容器部と前記蓋部の間に前記貯留室を密閉するように設けられるシール部と、該シール部の外側に設けられ、前記容器部と前記蓋部を接合する接合部とを有する貯留容器と、
前記貯留室を加熱する加熱機構と、を有する気化器と、
前記気化器に連通され、前記気化器で気化された前記原料により基板が処理される処理室と、
を有する基板処理装置。 - 内部に液体又は固体の原料が貯留される貯留室を構成する容器部と、
前記貯留室内で気化された前記原料を排出する配管が設けられる蓋部と、を備え、
前記容器部と前記蓋部の間に前記貯留室を密閉するように設けられるシール部と、該シール部の外側に設けられ、前記容器部と前記蓋部を接合する接合部とを有する貯留容器と、
前記貯留室を加熱する加熱機構と、
を有する気化器に前記原料を供給し、前記原料を気化する工程と、
前記気化器に連通された処理室内に気化された前記原料を供給し、基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
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