JPWO2020059722A1 - 基板温度センサ、基板保持具、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
基板が載置された状態で処理室に挿入される基板保持具と、基板保持具を回転させる回転機構と、基板保持具が回転する際に基板と同様に回転すると共に基板の温度を測定する基板温度センサと、基板温度センサと処理室の外側で接続され、基板と同様に回転するように構成される送信機と、送信機から出力される信号を受信する受信機と、該受信機に接続されるコントローラと、を備えた構成が提供される。
駆動コントローラ28により移載装置125及び移載装置エレベータを動作させて、ボート31の基板処理領域に複数枚の基板1が保持されて装填(ウエハチャージ)される。尚、ボート31の断熱板領域には、既に、複数枚の断熱板120が保持されて装填されている。
処理室14が所定の圧力(真空度)となるように、圧力コントローラ21によって排気装置19が制御される。この際、処理室14の圧力は、圧力センサ20で測定され、この測定された圧力情報に基づき排気装置19が、フィードバック制御される。排気装置19は、少なくとも基板1に対する処理が終了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。
処理室14内の温度が予め設定された処理温度に安定すると、次の4つのステップ、すなわち、ステップS3〜S6を順次実行する。
このステップでは、処理室14の基板1に対し、HCDSガスを供給する。
第1の層が形成された後、HCDSガスの供給を停止する。このとき、排気装置19により処理室14を真空排気し、処理室14に残留する未反応もしくは第1の層の形成に寄与した後のHCDSガスを処理室14から排出する。このとき、N2ガスの処理室14への供給を維持する。N2ガスはパージガスとして作用し、これにより、処理室14に残留するガスを処理室14から排出する効果を高めることができる。
ステップS4が終了した後、処理室14の基板1、すなわち、基板1上に形成された第1の層に対してNH3ガスを供給する。NH3ガスは熱で活性化されて基板1に対して供給されることとなる。
第2の層が形成された後、NH3ガスの供給を停止する。そして、ステップS4と同様の処理手順により、処理室14に残留する未反応もしくは第2の層の形成に寄与した後のNH3ガスや反応副生成物を処理室14から排出する。このとき、処理室14に残留するガス等を完全に排出しなくてもよい点は、ステップS4と同様である。
上述した4つのステップを非同時に、すなわち、同期させることなく行うサイクルを所定回数(n回)行うことにより、基板1上に、所定膜厚のSiN膜を形成することができる。なお、上述のサイクルを1回行う際に形成される第2の層(SiN層)の厚さを所定の膜厚よりも小さくし、第2の層(SiN層)を積層することで形成されるSiN膜の膜厚が所定の膜厚になるまで、上述のサイクルを複数回繰り返すのが好ましい。
成膜処理が完了した後、ガス導入管22からN2ガスを処理室14へ供給し、排気管18から排気する。N2ガスはパージガスとして作用する。これにより、処理室14がパージされ、残留するガスや反応副生成物が処理室14から除去される(パージ)。同時に、処理室14の温度を処理温度から効率よく低下させるために、冷却ガスとしての冷却エア90がチェックダンパ104を介してガス導入路107に供給される。供給された冷却エア90はバッファ部106内で一時的に溜められ、複数個の開口穴110からガス供給流路108を介して空間75に吹出され、プロセスチューブ11を冷却するように構成される。このとき、基板温度測定部211により検出される温度によって、冷却エアによる処理室14の冷却を温度コントローラ64に制御させるようにしてもよいし、冷却を停止させるか温度コントローラ64に判定させるようにしてもよい。その後、処理室14の雰囲気が不活性ガスに置換され(不活性ガス置換)、処理室14の圧力が常圧に復帰される(大気圧復帰)。ここで、基板温度測定部211により検出される温度に基づき、次のボートアンロードに移行するか温度コントローラ64に判定させるようにしてもよい。
駆動コントローラ28によりボートエレベータ26を下降させることによりCAP25が下降され、プロセスチューブ11の下端が開口される。そして、処理済の基板1が、ボート31に支持された状態で、プロセスチューブ11の下端からプロセスチューブ11の外部に搬出される(ボートアンロード)。処理済の基板1は、ボート31より取出される(ウエハディスチャージ)。
10 基板処理装置
14 処理室
30 回転軸
31 ボート(基板保持具)
40 ヒータユニット(加熱部)
64 温度コントローラ
211 基板温度測定部(基板温度センサ)
221 送信機
222 受信機
Claims (11)
- 基板が載置された状態で処理室に挿入される基板保持具と、
前記基板保持具を回転させる回転機構と、
前記基板保持具が回転する際に前記基板と同様に回転すると共に前記基板の温度を測定する基板温度センサと、
前記基板温度センサと前記処理室の外側で接続され、前記基板と同様に回転するように構成される送信機と、
前記送信機から出力される信号を受信する受信機と、
該受信機に接続されるコントローラと、
を備えた基板処理装置。 - 前記基板温度センサ、前記基板保持具、前記回転機構、前記送信機を含む回転部は一体となって回転するよう構成されている請求項1記載の基板処理装置。
- 前記基板温度センサのケーブルは前記基板保持具の支柱に沿わせるよう設けられている請求項1記載の基板処理装置。
- 前記基板温度センサのケーブルが前記基板保持具の支柱内を這わせるよう設けられている請求項1記載の基板処理装置。
- 前記基板保持具の下部まで引き出されたケーブルは、前記回転機構を通して前記送信機に接続され、
前記送信機は入力された電気信号をデジタル変換し、電波に乗せて無線伝送で前記受信機に送信するよう構成されている請求項4記載の基板処理装置。 - 前記処理室と隣接する搬送室に前記受信機が設けられ、
前記送信機が出したデジタル信号を受信し、受信した前記デジタル信号をアナログ信号に変換し出力するよう構成されている請求項5記載の基板処理装置。 - 更に、前記基板温度センサを内部に有する保護管を有し、
前記保護管は、前記基板保持具の支柱の近傍に設けられる請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の基板処理装置。 - 更に、前記基板温度センサを保護する保護管を有し、
前記保護管は、少なくとも前記基板保持具の天板及び底板に設けられる切り欠きに設置されるよう構成されている請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の基板処理装置。 - 前記基板保持具の下端部に引き出されたケーブルをガイドする筒部が設けられる請求項1記載の基板処理装置。
- 基板が載置された状態で処理室に挿入される基板保持具が回転する際に前記基板と回転すると共に前記基板の温度を測定する基板温度センサと、
前記基板温度センサと前記処理室の外側で接続され、前記基板と同様に回転するように構成される送信機と、
前記送信機から出力される信号を受信する受信機と、
前記受信機で受信した信号に基づいて前記処理室の温度を制御するコントローラと、を備えた温度制御システム。 - 複数枚の基板を保持した基板保持具を処理室に搬入する工程と、
前記基板保持具が回転する際に前記基板と回転すると共に前記基板の温度を測定する基板温度センサと、前記基板温度センサと前記処理室の外側で接続され、前記基板と同様に回転するように構成される送信機と、前記送信機から出力される信号を受信する受信機と、前記受信機で受信した信号に基づいて前記処理室の温度を制御するコントローラにより、前記処理室の温度を制御しつつ、前記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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