WO2024057590A1 - 排気構造、排気システム、処理装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

排気構造、排気システム、処理装置及び半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024057590A1
WO2024057590A1 PCT/JP2023/013202 JP2023013202W WO2024057590A1 WO 2024057590 A1 WO2024057590 A1 WO 2024057590A1 JP 2023013202 W JP2023013202 W JP 2023013202W WO 2024057590 A1 WO2024057590 A1 WO 2024057590A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exhaust
pipe
exhaust pipe
pressure
flow rate
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/013202
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅和 坂田
良輔 高橋
Original Assignee
株式会社Kokusai Electric
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Kokusai Electric filed Critical 株式会社Kokusai Electric
Publication of WO2024057590A1 publication Critical patent/WO2024057590A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers

Definitions

  • the present disclosure relates to an exhaust structure, an exhaust system, a processing device, and a method for manufacturing a semiconductor device.
  • Patent Document 1 In substrate processing equipment (hereinafter also referred to as semiconductor manufacturing equipment) used in the manufacturing process of semiconductor devices, for example, one equipment is equipped with several dozen flow controllers, and it is necessary to efficiently set up these flow controllers. is described in Patent Document 1 below.
  • the flow rate controller installed in the exhaust system it may be difficult to check the vacuum status if the downstream pump or valve is within the customer's range, so even if the valve is closed, Gas may be supplied to the exhaust system piping without realizing it, causing the exhaust piping to become overpressurized.
  • Patent Document 2 overpressure protection for exhaust piping has become necessary.
  • the present disclosure provides a configuration that protects the piping of the exhaust system from overpressurization.
  • an exhaust pipe for exhausting the atmosphere of the processing chamber; a pressure detection unit that is provided in the exhaust pipe and detects the pressure within the exhaust pipe;
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a processing furnace of a substrate processing apparatus that is preferably used in one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a control module of a substrate processing apparatus that is preferably used in one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of an exhaust system of a substrate processing apparatus that is preferably used in one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a sequence for adjusting components that constitute a substrate processing apparatus that is preferably used in one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the influence on the device due to an overpressurized state of the exhaust system.
  • FIG. 1 describes a processing furnace 42 of a substrate processing apparatus preferably used in this embodiment.
  • the substrate processing apparatus is configured as a vertical substrate processing apparatus (hereinafter referred to as a processing apparatus) that performs a substrate processing process such as heat treatment as one of the manufacturing steps in a method for manufacturing a semiconductor device (device). ing.
  • the processing furnace 42 includes a reaction tube 41.
  • the reaction tube 41 is made of a heat-resistant non-metallic material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and has a cylindrical shape with a closed upper end and an open lower end.
  • a processing chamber 34 is formed inside the reaction tube 41 .
  • a boat 30 as a substrate holder (substrate holder) is inserted into the processing chamber 34 from below, and wafers 14 as substrates held in a horizontal position by the boat 30 are accommodated in a state in which they are aligned in multiple stages in the vertical direction.
  • the boat 30 housed in the processing chamber 34 is configured to be rotatable with a plurality of wafers 14 mounted thereon while maintaining the airtightness of the processing chamber 34 by rotating a rotating shaft 44 by a rotation mechanism 43. .
  • a manifold 45 is arranged below the reaction tube 41 and concentrically therewith.
  • the manifold 45 is made of a metal material such as stainless steel, and has a cylindrical shape with open upper and lower ends. This manifold 45 supports the reaction tube 41 vertically from the lower end side. In other words, the reaction tube 41 forming the processing chamber 34 is vertically erected via the manifold 45, thereby forming the processing furnace 42.
  • the lower end of the manifold 45 is configured to be hermetically sealed by a seal cap 46 when a boat elevator (not shown) is raised.
  • a sealing member 46a such as an O-ring that hermetically seals the processing chamber 34 is provided between the lower end of the manifold 45 and the seal cap 46.
  • a gas introduction pipe 47 for introducing source gas, purge gas, etc. into the processing chamber 34 and an exhaust pipe 48 for exhausting gas (atmosphere) from the processing chamber 34 are connected to the manifold 45, respectively. There is.
  • a heater unit 49 as a heating means (heating mechanism) is arranged around the outer periphery of the reaction tube 41 concentrically with the reaction tube 41.
  • the heater unit 49 is configured to heat the processing chamber 34 so that the entire processing chamber 34 has a uniform or predetermined temperature distribution.
  • FIG. 2 shows a configuration example of a control system for a substrate processing apparatus including an input/output device 31 and a control section 32.
  • the controller 260 is configured to include at least an input/output device 31 and a control section 32.
  • the control unit 32 is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 260a, a RAM (Random Access Memory) 260b, a storage device 260c, and an I/O port 260d.
  • the RAM 260b, storage device 260c, and I/O port 260d are configured to be able to exchange data with the CPU 260a via an internal bus 260e.
  • the CPU 260a as a calculation unit is configured to read and execute a control program from the storage device 260c, and read files from the storage device 260c in response to input of operation commands from the input/output device 31. Further, it is configured to be able to calculate calculated data by comparing and calculating the setting values input from the receiving unit 285 and the files and control data stored in the storage device 260c. Further, the RAM 260b is configured as a memory area (work area) in which programs, calculation data, processing data, etc. read by the CPU 260a are temporarily held.
  • the storage device 260c is composed of, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), or the like.
  • the storage device 260c includes a control program for controlling the operation of the substrate processing apparatus, various files, data detected from each sensor, etc., and also includes processes up to setting the process recipe used for processing the wafer 14. Calculation data, processing data, etc. generated in the process are stored in a readable manner.
  • Various files include screen files such as the editing screen for recipe editing and the setting screen for setup, sequences for adjusting parts that are used by switching multiple switches depending on the gas type, and substrate processing. It includes a process recipe in which procedures, conditions, etc. are described, a recipe for transporting the wafer 14, and the like.
  • the operation screen of the input/output device 31 displays an editing screen for creating an adjustment sequence under the same conditions as those used for initialization, and a selection screen for selecting parts to be adjusted.
  • the input/output device 31 configured as a touch panel or the like is configured to be connectable to an external storage device 262.
  • the controller 260 is configured to be connectable to a network 263 through a receiving section 285. This means that the controller 260 can also be connected to a higher-level device such as a host computer existing on the network 263. Therefore, if the input/output device 31 exists on the network 263, it can be connected to the controller 260.
  • the input/output device 31 is not limited to the above embodiment, and may be located at a location away from the substrate processing apparatus.
  • each file including the process recipe, control program, etc. may be collectively referred to as simply a program.
  • the word program when used in this specification, it may include only a single process recipe, only a single control program, or both.
  • the controller 260 is not limited to being configured as a dedicated computer, but may be configured as a general-purpose computer.
  • the controller 260 according to the present embodiment can be configured by preparing an external storage device 262 that stores the above-described program and installing the program into a general-purpose computer using the external storage device 262.
  • the external storage device 262 is, for example, a magnetic tape, a magnetic disk such as a flexible disk or a hard disk, an optical disk such as a CD or DVD, a magneto-optical disk such as an MO, or a semiconductor memory such as a USB memory or a memory card.
  • the means for supplying the program to the computer is not limited to supplying the program via the external storage device 262.
  • the program may be supplied using communication means such as the network 263 (the Internet or a dedicated line) without going through the external storage device 262.
  • the storage device 260c and the external storage device 262 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these will be collectively referred to as simply recording media. Note that in this specification, when the term “recording medium” is used, it may include only the storage device 260c alone, only the external storage device 262 alone, or both.
  • pod conveyance process When processing wafers 14 in the substrate processing apparatus, first, a pod containing a plurality of wafers 14 is placed on a pod stage. Then, the pod is transferred from the pod stage to the rotating pod shelf by the pod transport device 20.
  • the pod conveyor 20 conveys the pods placed on the rotating pod shelf to the pod opener. Then, the lid of the pod is opened by the pod opener, and the number of wafers 14 accommodated in the pod is detected by the substrate number detector.
  • the substrate transfer machine 28 disposed within the transfer chamber then takes out the wafer 14 from the pod. Then, the unprocessed wafer 14 taken out from the pod is transferred to a boat 30 located in the transfer chamber like the substrate transfer device 28.
  • the substrate transfer device 28 performs a wafer charging operation in which the unprocessed wafers 14 are loaded onto the boat 30 before being carried into the processing chamber 34 in the transfer chamber.
  • the boat 30 holds a plurality of wafers 14 in a stacked state with the wafers 14 spaced apart from each other in the vertical direction.
  • the boat 30 holding a plurality of unprocessed wafers 14 is carried into the processing chamber 34 (boat loading) by raising and lowering the boat elevator. That is, the boat elevator is operated to transport the boat 30 holding the unprocessed wafers 14 from the transfer chamber to the processing chamber . Thereby, the seal cap 46 is in a state of sealing the lower end of the manifold 45 via the sealing member 46a.
  • the substrate transfer machine 28 disposed in the transfer chamber unloads the wafers 14 from the boat 30. Then, a wafer discharge operation is performed in which the processed wafers 14 unloaded from the boat 30 are transferred to and housed in an empty pod placed on the pod opener. Thereafter, the pod transport device 20 transports the pod containing the processed wafers 14 onto a rotating pod shelf or a pod stage. In this way, a series of processing operations in the substrate processing step by the substrate processing apparatus is completed.
  • a predetermined temperature for example, about room temperature
  • FIG. 3 shows an example of the configuration of the exhaust system of the substrate processing apparatus used in this embodiment. Note that the portion surrounded by the dashed line shown in FIG. 3 is referred to as an exhaust box 75.
  • the exhaust pipe 48 as the main exhaust line includes, in order from the upstream side, a pressure sensor 51 as a pressure detection section, a pressure switch 52 as a pressure detection section, and a gate valve 55 as a first opening/closing section.
  • a regulating valve 35, a pressure switch 53 as a pressure detection section, and a vacuum pump 36 as an exhaust device are provided via a bellows 36a.
  • the pressure switches 52 and 53 are sometimes written as "PS"
  • the vacuum pump 36 is sometimes written as "PUMP”.
  • a gate valve 56 as a second opening/closing section is provided on the secondary side (downstream side) of the vacuum pump 36.
  • the pressure sensor 51 is a pressure detector that detects the pressure in the processing chamber 34.
  • the pressure switch 52 is a first pressure switch that detects whether the pressure in the processing chamber 34 exceeds atmospheric pressure.
  • the gate valve 55 is a shutoff valve that shuts off the flow path in the exhaust pipe 48 .
  • the regulating valve 35 is an APC (Auto Pressure Controller) valve as a pressure regulator.
  • the pressure switch 53 is a second pressure switch that detects whether the pressure in the exhaust pipe 48 on the downstream side of the regulating valve 35 exceeds atmospheric pressure.
  • the bellows 36a is a bellows-shaped flexible pipe that can be expanded and contracted. A vacuum pump 36 reduces the pressure in the processing chamber 34 .
  • the gate valve 56 is a shutoff valve that stops exhaustion.
  • the gate valve 55 can evacuate the processing chamber 34 and stop evacuation by opening and closing the valve with the adjustment valve 35 and the gate valve 56 open and the vacuum pump 36 operating. . Further, the regulating valve 35 can evacuate the processing chamber 34 and stop evacuation by opening and closing the valve with the gate valve 55 and the gate valve 56 open and the vacuum pump 36 operating. It is configured so that it can be done. The regulating valve 35 further adjusts the valve opening degree based on pressure information detected by the pressure sensor 51 with the gate valve 55 and the gate valve 56 open and the vacuum pump 36 operating. , the pressure in the processing chamber 34 can be adjusted.
  • an atmospheric pressure release line (overpressure protection A vent pipe 61 as a line) is provided.
  • the vent pipe 61 is provided with a valve 52b that operates from a closed state to an open state in response to a signal from the pressure switch 52, and a check valve CV as a valve part for preventing backflow. It is communicated with the exhaust gas (denoted as "Exhaust" in FIG. 3).
  • a branch pipe 57 is provided as a slow exhaust line for slowly exhausting the processing chamber 34 so as to bypass the gate valve 55 and the regulating valve 35, and the branch pipe 57 is provided with an air valve 57a as a fourth on-off valve. It is provided.
  • a branch pipe 62 as a release line (overpressure protection line) is provided so as to branch from the exhaust pipe 48 on the downstream side of the regulating valve 35 that adjusts the pressure in the processing chamber 34.
  • the branch pipe 62 is provided with a valve 53b as a third opening/closing part that operates from a closed state to an open state in response to a signal from the pressure switch 53, and a check valve CV as a valve part for preventing backflow.
  • the branch pipe 62 is connected to the vent pipe 61.
  • the exhaust pipe 48 between the gate valve 55 and the gate valve 56 branches from the exhaust pipe 48 downstream of the regulating valve 35 that adjusts the pressure of the processing chamber 34 and upstream of the vacuum pump 36.
  • the above-mentioned branch pipe 62 and the purge pipe 58 as a purge gas line are provided so as to do so.
  • the purge pipe 58 is connected on the upstream side to a nitrogen (N 2 ) gas source (denoted as "N2" in FIG. 3) 33 as an inert gas source.
  • the purge pipe 58 is provided with an MFC (Mass Flow Controller) 1 as a flow rate controller from the upstream side, and the inert gas whose flow rate is controlled through the valve 2 is passed through the valve 53b, the gate valve 55, and the gate valve 56. It is designed so that it can be introduced regardless of the state of the system. Note that the purge pipe 58 may be provided with a heating section (not shown) that heats an inert gas.
  • MFC Mass Flow Controller
  • the present embodiment includes the exhaust pipe 48 for exhausting the atmosphere of the processing chamber 34, the pressure switch 53 provided in the exhaust pipe 48 to detect the pressure inside the exhaust pipe 48, and the branch pipe 62.
  • It has an exhaust pipe structure.
  • the branch pipe 62 includes a valve 53b configured to operate in response to a signal from the pressure switch 53, and a check valve CV that prevents backflow to the exhaust pipe 48.
  • This exhaust pipe structure can protect the exhaust pipe (exhaust system pipe) from overpressurization.
  • the valve 53b when the pressure switch 53 detects a preset pressure (for example, atmospheric pressure), the valve 53b is configured to change from the closed state to the open state in response to a signal from the pressure switch 53. Further, the branch pipe 62 is configured to be connected to the vent pipe 61. With this configuration, the atmosphere in the exhaust pipe 48 can be exhausted to the vent pipe 61 via the valve 53b, so that overpressurization of the exhaust pipe (exhaust system pipe) can be protected.
  • a preset pressure for example, atmospheric pressure
  • the above-described exhaust pipe structure including the branch pipe 62 and the pressure switch 53 is provided in the exhaust pipe 48 between the gate valve 55 (regulating valve 35) and the gate valve 56 (vacuum pump 36).
  • the valve 53b changes from the closed state to the open state in response to the signal from the pressure switch 53, so that the exhaust pipe 48 can be exhausted before the pressure in the exhaust pipe 48 becomes higher than atmospheric pressure (overpressurized).
  • the atmosphere in tube 48 can flow into branch tube 62 .
  • the atmosphere in the exhaust pipe 48 can be released to the branch pipe 62 without deforming the bellows 36a, and overpressurization of the exhaust pipe (exhaust system pipe) can be protected.
  • since there is no need to replace parts due to deformation of the bellows 36a it is possible to suppress a decrease in device operating rate due to maintenance such as parts replacement.
  • the branch pipe 62 drains the gas (or gaseous substance, e.g., gas) in the exhaust pipe 48 between the gate valve 55 (regulating valve 35) and the gate valve 56 (vacuum pump 36).
  • the gate valve 55 regulating valve 35
  • the gate valve 56 vacuum pump 36
  • the exhaust can be exhausted from the branch pipe 62 before the exhaust pipe 48 between the gate valve 55 (regulating valve 35) and the gate valve 56 (vacuum pump 36) becomes overpressurized. Therefore, the influence of excessive pressurization on the regulating valve 35 is reduced. For example, concerns about damage to the regulating valve 35 can be suppressed. In addition, the effect of reducing the influence of overpressurization can be expected not only in the bellows 36a but also in parts constituting the vacuum pump 36.
  • a purge pipe 58 is further provided, which is connected to the exhaust pipe 48 and configured to be able to supply a predetermined gas (for example, inert gas) to the exhaust pipe 48.
  • a predetermined gas for example, inert gas
  • Both the branch pipe 62 and the purge pipe 58 are connected to the exhaust pipe 48, but because they are separated from each other, a purge effect by the purge gas supplied from the purge pipe 58 to the exhaust pipe 48 can be expected. Further, it is preferable that the purge pipe 58 be provided downstream of the branch pipe 62, so that a better purge effect can be expected.
  • control unit 32 implements this adjustment sequence for each designated MFC.
  • the vacuum pump 36 is turned on, the gate valve 55 is closed, and the exhaust pipe 48 is evacuated. All of these are based on digital I/O instructions from the control unit 32.
  • the control unit 32 simultaneously issues an instruction to switch the switch of the MFC 1 to be adjusted to N 2 gas, and switches the switch of the MFC 1 to N 2 gas.
  • the switch means the registration number of one gas in the MFC that supports multiple gases. By switching this switch, the MFC can control the gas set to the designated number from among the gases registered in advance. Note that this step may be omitted if the MFC is originally dedicated to N 2 gas or if N 2 gas is specified.
  • the flow rate of the MFC 1 is subsequently adjusted to a predetermined flow rate as the first flow rate, and after a predetermined time has elapsed, the flow rate of the MFC to be diagnosed is further adjusted to the second flow rate (flow rate Adjust so that it is zero).
  • the N 2 gas source 33 is turned on and the valve 2 is opened based on instructions from the control unit 32 .
  • a flow rate of 20% is set for MFC1.
  • the MFC 1 controls the flow rate to 20% by adjusting the opening degree of the valve based on the value of the flow rate conversion pressure sensor in the MFC 1 using the inert gas coefficient.
  • the MFC 1 may be controlled to a predetermined flow rate in this manner, and the flow may be waited for a predetermined time such as 10 seconds at the predetermined flow rate, or the flow rate may be set to zero as soon as the flow rate converges to the predetermined flow rate.
  • the set flow rate may be set to 20%, 40%, 60%, 80%, and 100% multiple times.
  • the control unit 32 waits for a predetermined time and confirms that the initial diagnostic check as a parts check has ended (MFC flow rate is zero). Note that since the time when the flow rate reaches zero can be predicted in advance, the component check may be completed when the flow rate of the MFC 1 reaches a predetermined time from the second flow rate (flow rate zero). In this way, the control unit 32 closes the valve in the target MFC 1 (or adjusts it so that the set flow rate is 0%), and confirms the end of the component check (convergence time) at which the flow rate converges to zero.
  • the control unit 32 simultaneously acquires component check result information (for example, time) from the MFC 1.
  • the MFC 1 acquires check result information (diagnosis result information) using a predetermined flow rate (flow rate zero) as a trigger, and compares it with initialization information. Further, the MFC 1 may be configured to output check result information using a predetermined time as a trigger. Specifically, the control unit 32 determines whether the flow rate has converged to zero or after a predetermined period of time such as 3 seconds has elapsed, as check result information such as the pressure indicating the pressure change, the time when the flow rate reached zero or the time at which it converged, and the temperature. etc. to obtain.
  • the control unit 32 If the acquired component check result information, for example the arrival time, is not within a preset time range, the control unit 32 generates an alarm, performs predetermined error processing, and terminates the diagnostic flow. For example, if this component check error occurs, the MFC is replaced with a new one, and then the above-mentioned adjustments (initial diagnostic check) from S21 to S24 are similarly performed.
  • the switching of this switch is executed by the control unit 32, but it may be configured to be switched manually. According to this embodiment, it is possible to shorten the time required to identify initial defects in the component to be adjusted (MFC1) when starting up the apparatus.
  • the valve interlock is released in advance, so the purge pipe 58 supplies the inert gas with a controlled flow rate to the valve 53b, the gate valve 55, and the gate. It is provided so that it can be introduced regardless of the state of the valve 56. Therefore, the inert gas whose flow rate is controlled by the MFC 1 provided in the purge pipe 58 is introduced into the flow path in the exhaust pipe 48 via the valve 2 while the valve 53b, the gate valve 55, and the gate valve 56 are closed. Can be done.
  • the gate valve 56 is placed, for example, at a position away from the vacuum pump 36. Therefore, even if the gate valve 56 is closed, the flow rate of the inert gas used in the adjustment work (S21 to S24) of the MFC1 is not so large, so the adjustment work (S21 to S24) of the MFC1 is not affected. do not have.
  • the adjustment work takes time, for example, if the flow rate does not converge to a predetermined flow rate or zero within a preset time, a large amount of inert gas may flow unknowingly. At this time, the pressure within the exhaust pipe 48 downstream of the gate valve 55 and upstream of the gate valve 56 may become excessively pressurized.
  • the pressure switch 53 is activated to
  • the valve 53b is configured to change from a closed state to an open state when the pressure inside the pipe 48 is detected to be equal to or higher than atmospheric pressure.
  • the atmosphere inside the exhaust pipe 48 can be released from the branch pipe 62 to the vent pipe 61 by opening the valve 53b. Therefore, the influence on the bellows 36a due to overpressurization of the exhaust pipe 48 can be suppressed, so that it is possible to reduce wasted time in setup work due to maintenance for replacement.
  • the setup work in this embodiment includes, in addition to the initial diagnostic check of the parts constituting the exhaust line described above, the installation work of the casing of the substrate processing equipment, the wiring work of electrical equipment, the gas supply line and the exhaust Includes line connection work.
  • the setup work further includes operation check (parts check) work such as initial diagnosis check of the parts constituting the gas supply line, as well as work for transporting the wafers 14 stored in the substrate storage container (pod) to the processing chamber 34.
  • the above-mentioned transport check operation may also include loading the wafers 14 onto the boat 30.
  • a dry baking operation in which a recipe for annealing the reaction tube 41 constituting the processing chamber 34 is executed. configured to run at a higher temperature than the temperature being processed. Incidentally, in order to shorten the setup work time, these conveyance check work and dry firing work can be performed in parallel.
  • the bellows 36a expands when the exhaust side piping (exhaust pipe 48) becomes overpressurized, so that force is applied in the direction of the arrow. Therefore, an accident in which the vacuum pump 36 is pushed down can be prevented.
  • N2 gas is used as the inert gas
  • the invention is not limited to this, and rare gases such as Ar gas, He gas, Ne gas, and Xe gas may also be used. good. However, in this case, it is necessary to prepare a rare gas source.
  • the process performed by the substrate processing apparatus may be a film forming process, a process to form an oxide film or a nitride film, or a process to form a film containing metal.
  • the specific content of the substrate processing is not critical, and it can be suitably applied not only to the above-mentioned processing such as film formation processing, but also to other substrate processing such as annealing processing, oxidation processing, nitriding processing, diffusion processing, lithography processing, etc. .
  • the present disclosure is applicable to other substrate processing apparatuses such as annealing processing apparatuses, oxidation processing apparatuses, nitriding processing apparatuses, exposure apparatuses, coating apparatuses, drying apparatuses, heating apparatuses, processing apparatuses using plasma, etc. It can also be suitably applied. Further, in the present disclosure, these devices may be used together.
  • a semiconductor manufacturing process has been described, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the present disclosure can also be applied to substrate processing such as liquid crystal device manufacturing processes, solar cell manufacturing processes, light emitting device manufacturing processes, glass substrate processing processes, ceramic substrate processing processes, and conductive substrate processing processes. Applicable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

処理室の雰囲気を排気する排気管と、前記排気管に設けられ、前記排気管内の圧力を検知する圧力検知部と、前記圧力検知部からの信号を受けて動作するように構成されている開閉部と、前記排気管への逆流を防止する弁部と、を有し、前記排気管から分岐する分岐管と、を備える。

Description

排気構造、排気システム、処理装置及び半導体装置の製造方法
　本開示は排気構造、排気システム、処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
　半導体装置の製造工程において用いられる基板処理装置（以下、半導体製造装置とも称する）では、例えば、一台には数十台の流量制御器が設けられ、これらの流量制御器の効率的なセットアップ作業は、以下の特許文献１に記載されている。一方、排気系に設けられている流量制御器のセットアップ作業は、後段のポンプやバルブが顧客範囲の場合等、真空状態を確認することが困難な場合があるため、バルブが閉であるのに気づかず、排気系の配管にガスを供給し排気配管が過加圧になることがある。このように、一般的に反応容器内の過加圧保護は行われている（特許文献２）一方で、排気配管の過加圧保護が必要となってきている。
国際公開第２０１９－１８６６５４号 国際公開第２００５－０５０７２５号
　本開示は、排気系の配管の過加圧を保護する構成を提供する。
　本開示の一態様によれば、
　処理室の雰囲気を排気する排気管と、
　前記排気管に設けられ、前記排気管内の圧力を検知する圧力検知部と、
　前記圧力検知部からの信号を受けて動作するように構成されている開閉部と、前記排気管への逆流を防止する弁部と、を有し、前記排気管から分岐する分岐管と、を備えた構成が提供される。
　本開示によれば、排気系の配管の過加圧を保護することができる。
本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の一構成例を示す図である。 本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の制御モジュールの一構成例を示すブロック図である。 本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置の排気系の一構成例を示す図である。 本開示の一態様で好適に用いられる基板処理装置を構成する部品の調整用シーケンスを説明する図である。 排気系の過加圧状態による装置への影響の一例を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本開示の一態様について説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間において、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、各要素が最初に登場した図面において当該要素の説明を行い、以降の図面では特に必要がない限りその説明を省略する。明細書中に特段の断りが無い限り、各要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。
　（処理炉）
  図１に本実施形態における好適に用いられる基板処理装置の処理炉４２について説明する。本実施形態において、基板処理装置は、半導体装置（デバイス）の製造方法における製造工程の一工程として熱処理等の基板処理工程を実施する縦型基板処理装置（以下、処理装置と称する）として構成されている。
　処理炉４２は、反応管４１を備えている。反応管４１は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端部が閉塞され、下端部が開放された円筒形状となっている。
　反応管４１の筒内には、処理室３４が形成されている。処理室３４には、基板保持体（基板保持具）としてのボート３０が下方から挿入されて、ボート３０によって水平姿勢に保持された基板としてのウエハ１４が鉛直方向に多段に整列した状態で収容されるように構成されている。処理室３４に収容されるボート３０は、回転機構４３によって回転軸４４を回転させることで、処理室３４の気密を保持したまま、複数のウエハ１４を搭載した状態で回転可能に構成されている。
　反応管４１の下方には、この反応管４１と同心円状にマニホールド４５が配設されている。マニホールド４５は、例えばステンレス鋼等の金属材料から構成され、上端部および下端部が開放された円筒形状となっている。このマニホールド４５により、反応管４１は、下端部側から縦向きに支持される。つまり、処理室３４を形成する反応管４１がマニホールド４５を介して鉛直方向に立脚されて、処理炉４２が構成されることになる。マニホールド４５の下端部は、図示せぬボートエレベータが上昇した際に、シールキャップ４６により気密に封止されるように構成されている。マニホールド４５の下端部とシールキャップ４６との間には、処理室３４を気密に封止するＯリング等の封止部材４６ａが設けられている。
　また、マニホールド４５には、処理室３４に原料ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管４７と、処理室３４のガス（雰囲気）を排気するための排気管４８とが、それぞれ接続されている。
　反応管４１の外周には、反応管４１と同心円状に加熱手段（加熱機構）としてのヒータユニット４９が配されている。ヒータユニット４９は、処理室３４が全体にわたって均一または所定の温度分布となるように、処理室３４に対する加熱を行うように構成されている。
　図２に、入出力装置３１及び制御部３２を含む基板処理装置の制御システムの一構成例を示す。コントローラ２６０は、入出力装置３１と、制御部３２とを少なくとも含む構成となっている。
　制御部３２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）２６０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄは、内部バス２６０ｅを介して、ＣＰＵ２６０ａとデータ交換可能なように構成されている。
　演算部としてのＣＰＵ２６０ａは、記憶装置２６０ｃからの制御プログラムを読み出して実行するとともに、入出力装置３１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２６０ｃからファイルを読み出すように構成されている。また、受信部２８５から入力された設定値と、記憶装置２６０ｃに記憶されたファイルや制御データとを比較・演算して、演算データを算出可能に構成されている。また、ＲＡＭ２６０ｂは、ＣＰＵ２６０ａによって読み出されたプログラム、演算データ、処理データ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
　記憶装置２６０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２６０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや各種のファイル、各センサから検出されるデータなどを含み、また、ウエハ１４への処理に用いるプロセスレシピを設定するまでの過程で生じる演算データや処理データ等が、読み出し可能に格納されている。各種のファイルは、レシピ編集用の編集画面やセットアップ用の設定画面等の画面ファイル、ガス種に応じて複数のスイッチを切替えて使用される調整対象である部品の調整用のシーケンス、基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ、ウエハ１４を搬送するためのレシピ等を含む。
　入出力装置３１の操作画面には、初期化に使用された条件と同じ条件で調整用シーケンスを作成する編集画面と、調整対象の部品を選択する選択画面がそれぞれ表示される。例えば、タッチパネル等として構成された入出力装置３１は、外部記憶装置２６２が接続可能に構成されている。さらに、コントローラ２６０には、受信部２８５を通じてネットワーク２６３が接続可能に構成されている。このことは、コントローラ２６０がネットワーク２６３上に存在するホストコンピュータ等の上位装置とも接続可能であることを意味する。よって、入出力装置３１がネットワーク２６３上に存在すればコントローラ２６０と接続可能である。つまり、入出力装置３１は、上記実施形態に限らず基板処理装置から離れた場所にあってもよい。
　以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を含む各ファイルを総称して、単にプログラムともいうことがある。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
　なお、コントローラ２６０は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置２６２を用意し、かかる外部記憶装置２６２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２６０を構成することができる。外部記憶装置２６２は、例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、または、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリである。
　コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２６２を介して供給する場合に限らない。例えば、ネットワーク２６３（インターネットや専用回線）等の通信手段を用い、外部記憶装置２６２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。
　また、記憶装置２６０ｃや外部記憶装置２６２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２６０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２６２単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。
　次に、本実施形態にかかる基板処理装置を用いて、半導体デバイス製造の一工程として、ウエハ１４に対する処理を行う場合の動作手順について、図１および図２を参照して説明する。
　（ポッド搬送工程）
　基板処理装置にてウエハ１４に対する処理を行う場合は、先ず、ポッドステージに複数枚のウエハ１４を収容したポッドを載置する。そして、ポッド搬送装置２０によりポッドをポッドステージから回転ポッド棚に移載する。
　（ウエハ供給工程）
　その後、ポッド搬送装置２０により、回転ポッド棚に載置されたポッドをポッドオープナに搬送する。そして、ポッドオープナによりポッドの蓋を開き、ポッドに収容されているウエハ１４の枚数を基板枚数検知器により検知する。
　（搬入前移載工程）
　ポッドの蓋を開いたら、次いで、移載室内に配置された基板移載機２８が、ポッドからウエハ１４を取り出す。そして、ポッドから取り出した未処理状態のウエハ１４を、基板移載機２８と同じく移載室内に位置するボート３０に移載する。つまり、基板移載機２８は、移載室内にて、処理室３４へ搬入する前のボート３０に未処理状態のウエハ１４を装填するウエハチャージ動作を行う。これにより、ボート３０は、複数枚のウエハ１４を鉛直方向にそれぞれが間隔を成す積層状態で保持することになる。
　（搬入工程）
　ウエハチャージ動作後は、ボートエレベータの昇降動作により、未処理状態のウエハ１４を複数枚保持したボート３０を処理室３４へ搬入（ボートローディング）する。つまり、ボートエレベータを動作させて、未処理状態のウエハ１４を保持したボート３０を、移載室から処理室３４へ搬入する。これにより、シールキャップ４６は、封止部材４６ａを介してマニホールド４５の下端をシールした状態となる。
　（処理工程）
　ボートローディング後は、処理室３４に搬入されたボート３０が保持する未処理状態のウエハ１４に対して、所定の処理を行う。具体的には、排気管４８を用いて排気を行い、処理室３４が所望の圧力（真空度）となるようにする。そして、ヒータユニット４９を用いて処理室３４に対する加熱を行うとともに、回転機構４３を動作させてボート３０を回転させ、これに伴いウエハ１４も回転させる。さらには、ガス導入管４７により処理室３４内へ原料ガスやパージガス等を供給する。これにより、ボート３０に保持された未処理状態のウエハ１４の表面には、例えば、熱による分解反応や化学反応等を利用した薄膜形成が行われる。
　ウエハ１４の表面への薄膜形成の完了後は、ヒータユニット４９による加熱を停止して、処理済状態のウエハ１４の温度を所定温度まで降温させる。そして、予め設定された時間が経過したら、処理室３４へのガス供給を停止するとともに、当該処理室３４への不活性ガスの供給を開始する。これにより、処理室３４内を不活性ガスで置換するとともに、処理室３４の圧力を常圧に復帰させる。また、処理室３４の常圧復帰中もしくは常圧復帰後に、回転機構４３によるボート３０の回転も停止させる。
　（搬出工程）
　その後は、ボートエレベータの昇降動作により、シールキャップ４６を下降させてマニホールド４５の下端を開口させるとともに、処理済状態のウエハ１４を保持したボート３０をマニホールド４５の下端から処理室３４外へ搬出（ボートアンローディング）する。
　（搬出後移載工程）
　待機させたボート３０のウエハ１４が所定温度（例えば室温程度）まで冷えた後は、移載室内に配置された基板移載機２８が、ボート３０からのウエハ１４の脱装を行う。そして、ボート３０から脱装した処理済状態のウエハ１４を、ポッドオープナに載置されている空のポッドに搬送して収容するウエハディスチャージ動作を行う。その後は、ポッド搬送装置２０により、処理済状態のウエハ１４を収容したポッドを、回転ポッド棚またはポッドステージ上へ搬送する。このようにして、基板処理装置による基板処理工程の一連の処理動作が完了する。
　図３に本実施形態において使用される基板処理装置の排気系の一構成例を示す。なお、図３に示す一点鎖線内に囲まれている部分を排気ボックス７５という。
　図３に示すように、メイン排気ラインとしての排気管４８には、上流側から順に、圧力検出部としての圧力センサ５１、圧力検知部としての圧力スイッチ５２、第１開閉部としてのゲートバルブ５５、調整弁３５、圧力検知部としての圧力スイッチ５３、ベローズ３６ａを介して排気装置としての真空ポンプ３６が設けられている。図面において、圧力スイッチ５２，５３は「ＰＳ」、真空ポンプ３６は「ＰＵＭＰ」と記載されることもある。更に、真空ポンプ３６の二次側（下流側）には、第２開閉部としてのゲートバルブ５６が設けられている。圧力センサ５１は処理室３４の圧力を検出する圧力検出器である。圧力スイッチ５２は処理室３４の圧力が大気圧を超えているか検出する第１圧力スイッチである。ゲートバルブ５５は排気管４８内の流路を遮断する遮断弁である。調整弁３５は圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブである。圧力スイッチ５３は調整弁３５の下流側の排気管４８内の圧力が大気圧を超えているか検出する第２圧力スイッチである。ベローズ３６ａは蛇腹形状で伸縮可能なフレキシブル配管である。真空ポンプ３６は処理室３４を減圧する。ゲートバルブ５６は排気を停止する遮断弁である。
　ゲートバルブ５５は、調整弁３５およびゲートバルブ５６の弁を開状態で且つ真空ポンプ３６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室３４の真空排気および真空排気停止を行うことができる。また、調整弁３５は、ゲートバルブ５５およびゲートバルブ５６を開状態で、且つ真空ポンプ３６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室３４の真空排気および真空排気停止を行うことができるように構成されている。調整弁３５は、更に、ゲートバルブ５５およびゲートバルブ５６を開状態で、且つ真空ポンプ３６を作動させた状態で、圧力センサ５１により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室３４の圧力を調整することができるように構成されている。
　また、処理室３４の圧力を調整する調整弁３５（ゲートバルブ５５）より上流側の排気管４８から分岐するように、処理室３４の過加圧を保護する大気圧開放ライン(過加圧保護ライン)としてのベント管６１が設けられる。ベント管６１には、圧力スイッチ５２からの信号を受けて、閉状態から開状態へ動作するバルブ５２ｂと、逆流防止のための弁部としてのチェック弁ＣＶが設けられ、ベント管６１は、外部排気（図３において「Ｅｘｈａｕｓｔ」と記載）まで連通される。
　また、ゲートバルブ５５と調整弁３５を迂回するように、処理室３４をゆっくり排気するためのスロー排気ラインとしての枝管５７が設けられ、枝管５７には第４開閉弁としてのエアバルブ５７ａが設けられている。
　そして、処理室３４の圧力を調整する調整弁３５より下流側の排気管４８から分岐するようにリリースライン(過加圧保護ライン)としての分岐管６２が設けられる。分岐管６２には、圧力スイッチ５３からの信号を受けて、閉状態から開状態へ動作する、第３開閉部としてのバルブ５３ｂと、逆流防止のための弁部としてのチェック弁ＣＶが設けられ、分岐管６２は、ベント管６１と接続されている。
　また、ゲートバルブ５５とゲートバルブ５６との間の排気管４８、具体的には、処理室３４の圧力を調整する調整弁３５より下流側で真空ポンプ３６よりも上流側の排気管４８から分岐するように、上述の分岐管６２と、パージガスラインとしてのパージ管５８と、が設けられている。パージ管５８は上流側では、不活性ガス源としての窒素（Ｎ２）ガス源（図３において「Ｎ２」と記載）３３に接続されている。そして、パージ管５８は、上流側から流量制御器としてのＭＦＣ（Ｍａｓｓ　Ｆｌｏｗ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１が設けられ、バルブ２を介して流量制御された不活性ガスを、バルブ５３ｂ、ゲートバルブ５５およびゲートバルブ５６の状態に関係なく導入可能なように設けられている。なお、パージ管５８には、図示しない不活性ガスを加熱する加熱部を設けるようにしてもよい。
　このように、本実施形態では、処理室３４の雰囲気を排気する排気管４８と、排気管４８に設けられ、排気管４８内の圧力を検知する圧力スイッチ５３と、分岐管６２と、を備えた排気管構造を有する。ここで、分岐管６２は、圧力スイッチ５３からの信号を受けて動作するように構成されているバルブ５３ｂと、排気管４８への逆流を防止するチェック弁ＣＶと、を有する。この排気管構造により、排気配管（排気系の配管）の過加圧を保護することができる。
　本実施形態では、圧力スイッチ５３が予め設定された圧力（例えば、大気圧）を検出すると、圧力スイッチ５３からの信号を受けてバルブ５３ｂが閉状態から開状態になるように構成されている。更に、分岐管６２は、ベント管６１と接続されるよう構成されている。この構成により、排気管４８の雰囲気を、バルブ５３ｂを介してベント管６１へ排気することができるので、排気配管（排気系の配管）の過加圧を保護することができる。
　本実施形態では、分岐管６２および圧力スイッチ５３を含む上述の排気管構造が、ゲートバルブ５５（調整弁３５）とゲートバルブ５６（真空ポンプ３６）との間の排気管４８に設けられている。この場合、圧力スイッチ５３からの信号を受けてバルブ５３ｂが閉状態から開状態になるので、排気管４８内の圧力が、大気圧より圧力が高くなる(過加圧になる)前に、排気管４８の雰囲気を分岐管６２に流すことができる。これにより、ベローズ３６ａを変形させることなく、排気管４８の雰囲気を分岐管６２にリリースすることができ、排気配管（排気系の配管）の過加圧を保護することができる。更に、ベローズ３６ａを変形による部品交換の必要が無いため、部品交換等のメンテナンスによる装置稼働率の低下を抑制できる。
　従来、ベローズ３６ａで過加圧を吸収したとしても、結局、メンテナンス（例えば、ベローズ３６ａの交換）が必要なため、装置稼働率の低下が懸念されていた。しかしながら、本実施形態では、分岐管６２でゲートバルブ５５（調整弁３５）とゲートバルブ５６（真空ポンプ３６）との間の排気管４８内の気体(もしくは気体状のもの、例えば、ガス)を分岐管６２に逃がすことにより、排気管４８内の過加圧を保護することができる。これにより、排気管４８内が過加圧になる前に分岐管６２から排気することにより、ベローズ３６ａを変形させることがない。よって、軽微な理由（例えば、ゲートバルブ５６が閉）であれば、排気管４８の過加圧に起因するエラーが解除されると、メンテナンス不要で処理を継続させることができる。従い、装置稼働率の低下を抑制することができる。
　また、本実施形態では、ゲートバルブ５５（調整弁３５）とゲートバルブ５６（真空ポンプ３６）との間の排気管４８内の過加圧になる前に分岐管６２から排気することができる。このため、調整弁３５への過加圧による影響が低減される。例えば、調整弁３５の破損の懸念が抑制され得る。また、、ベローズ３６ａに限らず真空ポンプ３６を構成する部品についても同様に過加圧による影響の低減効果が期待できる。
　また、本実施形態では、更に、排気管４８と接続され、該排気管４８に所定ガス（例えば、不活性ガス）を供給可能に構成されているパージ管５８を設けられている。分岐管６２とパージ管５８は、ともに排気管４８と接続されているが、離間しているのでパージ管５８から排気管４８に供給されるパージガスによるパージ効果が期待できる。また、パージ管５８は、分岐管６２より下流側に設けられる方が好ましく、よりパージ効果が期待できる。
　次に、図４に対応する制御部３２と各ＭＦＣ１との間の診断シーケンスの一例を示す。ＭＦＣが複数ある場合、制御部３２は、各々指定されたＭＦＣに対して、この調整シーケンスを実施する。
　調整開始時、真空ポンプ３６をオンにし、ゲートバルブ５５を閉にして排気管４８内の真空引きを行う。これらは全て、制御部３２からのデジタルＩ／Ｏ指示による。
　（Ｓ２１）本ステップにおいて、制御部３２は、調整対象のＭＦＣ１のスイッチをＮ２ガスに切替え指示を同時に発行し、ＭＦＣ１のスイッチをＮ２ガスに切替える。これは、Ｎ２ガスにて初期診断チェックの基準となる初期化を行っているためである。ここで、スイッチは、複数ガス対応のＭＦＣの１つのガスの登録番号を意味する。このスイッチの切替えにより、ＭＦＣは、予め複数登録したガスの中から指定された番号に設定されたガスを制御可能となる。なお、もともとＮ２ガス専用のＭＦＣであったり、Ｎ２ガスが指定されたりしている場合は、このステップは省略してもよい。
　（Ｓ２２）（Ｓ２１）終了後、引き続きＭＦＣ１の流量を第１流量として予め決定されている所定流量になるように調整し、所定時間経過後、更に診断対象のＭＦＣの流量を第２流量（流量ゼロ）になるように調整する。具体的には、制御部３２からの指示で、Ｎ２ガス源３３をオン、バルブ２を開とする。例えば、ＭＦＣ１に流量２０％を設定する。ＭＦＣ１は、不活性ガスの係数を用い、ＭＦＣ１内の流量換算用圧力センサの値をもとに、弁の開度を調整して流量制御することにより、流量２０％になるよう制御する。なお、このように所定流量にＭＦＣ１を制御し、所定流量で例えば１０秒等の所定時間待つ様にしてもよく、また、所定流量に収束すると直ぐに流量ゼロに設定するようにしてもよい。例えば、設定流量２０％、４０％、６０％、８０％、１００％と複数回行うようにしてもよい。
　（Ｓ２３）制御部３２は、所定時間待機して部品チェックとしての初期診断チェックの終了（ＭＦＣの流量がゼロ）を確認する。尚、予め流量ゼロになる時間が予測できるので、ＭＦＣ１の流量を第２流量（流量ゼロ）から所定時間したら部品チェック終了とするようにしてもよい。このように、制御部３２は、対象ＭＦＣ１内の弁を閉にし（若しくは設定流量０％になるように調整し）、流量ゼロに収束する部品チェック終了時（収束時間）を確認する。
　（Ｓ２４）制御部３２は、ＭＦＣ１から同時に部品チェック結果情報（例えば、時間）を取得する。ＭＦＣ１は所定の流量（流量ゼロ）をトリガにチェック結果情報（診断結果情報）を取得し、初期化情報と比較する。また、ＭＦＣ１は所定の時間をトリガにチェック結果情報を出力するようにしてもよい。具体的には、制御部３２は、ゼロ流量で収束するか、あるいは３秒等の所定の時間経過後にチェック結果情報として、圧力変化を示す圧力、流量ゼロに到達した時間若しくは収束した時間、温度等を取得する。
　制御部３２は、取得した部品チェック結果情報、例えば、到達時間が予め設定された時間範囲に収まっていない場合、アラームを発生し、所定のエラー処理を行うと共に診断フローを終了させる。例えば、この部品チェックエラーが発生した場合、新しいＭＦＣと交換された後、同様に上述したＳ２１からＳ２４の調整（初期診断チェック）が行われる。
　なお、図４において、このスイッチの切り替えを、制御部３２により実行されているが、手動（マニュアル）で切り替えるように構成してもよい。本実施形態によれば、装置立ち上げ時に、調整対象部品（ＭＦＣ１）の初期不良の把握にかかる時間の短縮が可能となる。
　ここで、ＭＦＣ１の調整作業（Ｓ２１～Ｓ２４）を行うために、予めバルブインターロックを解除しているため、パージ管５８は、流量制御された不活性ガスを、バルブ５３ｂ、ゲートバルブ５５およびゲートバルブ５６の状態に関係なく導入可能なように設けられている。従い、パージ管５８に設けられるＭＦＣ１により流量制御される不活性ガスが、バルブ５３ｂ、ゲートバルブ５５およびゲートバルブ５６を閉状態で、バルブ２を介して排気管４８内の流路に導入することができる。
　ゲートバルブ５６は、例えば、真空ポンプ３６から離れた位置に配置されている。よって、仮に、ゲートバルブ５６が閉状態であっても、ＭＦＣ１の調整作業（Ｓ２１～Ｓ２４）で使用される不活性ガス流量はさほど多くないのでＭＦＣ１の調整作業（Ｓ２１～Ｓ２４）には影響がない。
　調整作業に時間がかかる場合、例えば、予め設定された時間で所定流量や流量ゼロに収束しない場合、知らず知らずのうちに不活性ガスを大量に流してしまうことがある。このとき、ゲートバルブ５５より下流側であって、ゲートバルブ５６より上流側の排気管４８内の圧力が過加圧になってしまうことがある。
　このように、上述のＭＦＣ１の調整作業（Ｓ２１～Ｓ２４）により、ゲートバルブ５５よりも下流側の排気管４８が過加圧状態になっても、本実施形態によれば、圧力スイッチ５３が排気管４８内の圧力が大気圧以上を検知して、バルブ５３ｂを閉状態から開状態になるように構成されている。これにより、バルブ５３ｂが開となることで排気管４８内の雰囲気を分岐管６２からベント管６１に逃がすことができる。従い、この排気管４８の過加圧によるベローズ３６ａへの影響を抑制することができるため、交換のためにメンテナンスを行うことによるセットアップ作業の時間浪費を低減できる。
　ここで、本実施形態におけるセットアップ作業は、上述の排気ラインを構成する部品の初期診断チェックの他、基板処理装置の筐体等の設置作業と、電気設備の配線作業と、ガス供給ライン及び排気ラインの接続作業と、を含んでいる。セットアップ作業は、さらに、ガス供給ラインを構成する部品の初期診断チェックなどの動作チェック（部品チェック）作業の他、基板収納容器（ポッド）に収納されたウエハ１４を処理室３４に搬送するためのレシピを実行する搬送チェック作業と、処理室３４を所定の圧力まで減圧するリークチェックレシピを実行するリークチェック作業と、を含んでいる。そして、上記の搬送チェック作業は、ボート３０にウエハ１４を装填する作業を有してもよい。更に、処理室３４を構成する反応管４１をアニールするレシピを実行する空焼き作業を含み、この空焼き作業は、ウエハ１４だけでなくボート３０を処理室３４に装填しないで、処理室３４で処理される温度よりも高い温度で実行されるよう構成される。尚、セットアップ作業時間を短縮するため、これらの搬送チェック作業と空焼き作業を並行して実行することができる。
　このように、上述の実施形態によれば、図５に示すように、排気側の配管(排気管４８)が過加圧になることでベローズ３６ａが膨張することにより、矢印の方向に力が働き、真空ポンプ３６を押し倒してしまう事故を未然に防止することができる。
（他の実施形態）
　以上、本開示の実施形態を具体的に説明したが、本開示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。
　また、上述の実施形態では、不活性ガスとして、Ｎ２ガスを用いる例について説明しているが、これに限らず、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ｘｅガス等の希ガスを用いてもよい。但し、この場合、希ガス源の準備が必要である。
　また、例えば、基板処理装置が行う処理として、成膜処理、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理であってもよい。更に、基板処理の具体的内容は不問であり、成膜処理等の上記処理だけでなく、アニール処理、酸化処理、窒化処理、拡散処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理にも好適に適用できる。
さらに、本開示は、他の基板処理装置、例えばアニール処理装置、酸化処理装置、窒化処理装置、露光装置、塗布装置、乾燥装置、加熱装置、プラズマを利用した処理装置等の他の基板処理装置にも好適に適用できる。また、本開示は、これらの装置が混在していてもよい。
　また、本実施形態では、半導体製造プロセスについて説明したが、本開示は、これに限定されるものではない。例えば、液晶デバイスの製造工程、太陽電池の製造工程、発光デバイスの製造工程、ガラス基板の処理工程、セラミック基板の処理工程、導電性基板の処理工程、などの基板処理に対しても本開示を適用できる。
　また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
　４８　排気管
　５３　圧力スイッチ（圧力検知部）
　５３ｂ　バルブ（開閉部）
　６２　分岐管
　ＣＶ　チェック弁（弁部）

Claims (18)

  1. 　処理室の雰囲気を排気する排気管と、
    　前記排気管に設けられ、前記排気管内の圧力を検知する圧力検知部と、
    　前記圧力検知部からの信号を受けて動作するように構成されている開閉部と、前記排気管への逆流を防止する弁部と、を有し、前記排気管から分岐する分岐管と、
    を備えた排気構造。
  2. 　前記圧力検知部が予め設定された圧力を検出すると、前記開閉部が閉状態から開状態になるように構成されている請求項１記載の排気構造。
  3. 　前記圧力検知部は、大気圧を検出するように構成されている請求項１記載の排気構造。
  4. 　前記排気管と接続され、前記排気管にガスを供給可能に構成されているパージ管を設け、
    　前記分岐管は、前記パージ管と接続される排気管の部位から離れた位置に接続されるように構成されている請求項１記載の排気構造。
  5. 　前記パージ管は、前記分岐管より下流側に設けられるように構成されている請求項４記載の排気構造。
  6. 　更に、前記パージ管と接続される排気管の部位より上流側の前記排気管に設けられ、前記処理室との連通を遮断することが可能なように構成されている第１開閉部を有する請求項４記載の排気構造。
  7. 　更に、前記パージ管と接続される排気管の部位より下流側の前記排気管に設けられ、前記排気管内の排気を停止することが可能なように構成されている第２開閉部を有する請求項４記載の排気構造。
  8. 　更に、前記第１開閉部より上流側の前記排気管から分岐するように設けられるベント管を有し、
    　前記分岐管は、前記ベント管と接続されるよう構成されている請求項６記載の排気構造。
  9. 　更に、前記排気管には、前記処理室の圧力を調整する調整弁が設けられ、
    　前記圧力検知部は、前記調整弁より下流側の前記排気管に接続されている請求項１記載の排気構造。
  10. 　更に、前記分岐管が接続される排気管の部位の下流側に、前記処理室を減圧することが可能に構成される排気装置が設けられる請求項１記載の排気構造。
  11. 　更に、前記処理室を減圧することが可能に構成される排気装置が設けられ、
    　前記第２開閉部は、前記排気装置の下流側に設けられている請求項７記載の排気構造。
  12. 　前記パージ管は、前記ガスを加熱することが可能なように構成されている加熱部を有する請求項４記載の排気構造。
  13. 　更に、前記ガスの流量を制御する流量制御器を備え、
    　前記パージ管は、前記第１開閉部と前記開閉部がそれぞれ閉状態で、前記流量制御器により流量制御された前記ガスを前記排気管に供給するように構成されている請求項６記載の排気構造。
  14. 　更に、前記ガスの流量を制御する流量制御器を備え、
    　前記パージ管は、前記第２開閉部と前記開閉部がそれぞれ閉状態で、前記流量制御器により流量制御された前記ガスを前記排気管に供給するように構成されている請求項７記載の排気構造。
  15. 　前記流量制御器を流れる前記ガスの流量は、予め設定された所定流量から所定時間内にゼロに収束するよう構成されている請求項１３または請求項１４記載の排気構造。
  16. 　請求項１記載の排気構造と、
    　前記排気管内の圧力が大気圧を超えると前記開閉部を開放するように、前記圧力検知部と前記開閉部を制御することが可能なように構成されている制御部と、
    を有する排気システム。
  17. 　処理室の雰囲気を排気する排気管と、
    　前記排気管に設けられ、前記排気管内の圧力を検知する圧力検知部と、
    　前記圧力検知部からの信号を受けて動作するように構成されている開閉部と、前記排気管への逆流を防止する弁部と、を有し、前記排気管から分岐する分岐管と、
    を備えた排気構造を有する処理装置。
  18. 　処理室の雰囲気を排気する排気管と、
    　前記排気管に設けられ、前記排気管内の圧力を検知する圧力検知部と、
    　前記圧力検知部からの信号を受けて動作するように構成されている開閉部と、前記排気管への逆流を防止する弁部と、を有し、前記排気管から分岐する分岐管と、
    を備えた排気構造を用いて、前記処理室を排気しつつ、基板を処理する基板処理工程を有する半導体装置の製造方法。
PCT/JP2023/013202 2022-09-16 2023-03-30 排気構造、排気システム、処理装置及び半導体装置の製造方法 WO2024057590A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-148369 2022-09-16
JP2022148369A JP2024043273A (ja) 2022-09-16 2022-09-16 排気システム、基板処理装置及び半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024057590A1 true WO2024057590A1 (ja) 2024-03-21

Family

ID=90274805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/013202 WO2024057590A1 (ja) 2022-09-16 2023-03-30 排気構造、排気システム、処理装置及び半導体装置の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024043273A (ja)
WO (1) WO2024057590A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0714773A (ja) * 1993-06-28 1995-01-17 Kokusai Electric Co Ltd 減圧ｃｖｄ装置
JPH08195332A (ja) * 1995-01-18 1996-07-30 Kokusai Electric Co Ltd 半導体製造装置用排気装置
JPH08279471A (ja) * 1996-04-22 1996-10-22 Hitachi Ltd 半導体製造方法
JP2006059938A (ja) * 2004-08-19 2006-03-02 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2009259894A (ja) * 2008-04-14 2009-11-05 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置および半導体装置の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0714773A (ja) * 1993-06-28 1995-01-17 Kokusai Electric Co Ltd 減圧ｃｖｄ装置
JPH08195332A (ja) * 1995-01-18 1996-07-30 Kokusai Electric Co Ltd 半導体製造装置用排気装置
JPH08279471A (ja) * 1996-04-22 1996-10-22 Hitachi Ltd 半導体製造方法
JP2006059938A (ja) * 2004-08-19 2006-03-02 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP2009259894A (ja) * 2008-04-14 2009-11-05 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置および半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024043273A (ja) 2024-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9695509B2 (en) Substrate processing apparatus, purging apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium
US20150371914A1 (en) Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
KR102225741B1 (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 프로그램
JP2018206847A (ja) 半導体装置の製造方法、プログラムおよび基板処理装置
TWI761758B (zh) 半導體裝置的製造方法、基板處理裝置及記錄媒體
JP2007073746A (ja) 基板処理装置
JP7138238B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
WO2024057590A1 (ja) 排気構造、排気システム、処理装置及び半導体装置の製造方法
US11289351B2 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium
US10763137B2 (en) Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
JP4880408B2 (ja) 基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法、メインコントローラおよびプログラム
TW202413704A (zh) 排氣構造、排氣系統、處理裝置及半導體裝置的製造方法
JP4451653B2 (ja) 基板処理装置および半導体の製造方法
JP6990297B2 (ja) 部品の診断方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置、及びプログラム
KR20210024141A (ko) 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램
US20240047233A1 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and non-transitory computer-readable recording medium
JP7352667B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP2019062191A (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
JP7170692B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
WO2023127054A1 (ja) 漏洩検知装置、半導体装置の製造方法、基板処理方法およびプログラム
WO2023170945A1 (ja) シールアセンブリ、半導体装置の製造方法、基板処理方法およびプログラム
US20210134683A1 (en) Method of Manufacturing Semiconductor Device, Non-transitory Computer-readable Recording Medium and Substrate Processing Apparatus
JP6262020B2 (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法並びにプログラム
JP2010183068A (ja) 基板処理装置
JP2012074507A (ja) 基板処理装置及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23864956

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1