JP2013161898A - Substrate processing device, method for manufacturing semiconductor device, and substrate processing method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deposition of a reaction by-product in a secondary-side exhaust pipe of exhaust means to efficiently suppress clogging of the exhaust pipe by the reaction by-product, and further to achieve resource saving and energy saving.SOLUTION: A substrate processing device comprises: a processing chamber for processing a substrate; a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber; a first exhaust pipe for exhausting the processing chamber; exhaust means for exhausting the processing chamber via the first exhaust pipe; a second exhaust pipe for exhausting the gas exhausted from the exhaust means; inactive gas supply means for supplying a high-temperature inactive gas to the second exhaust pipe; and a control device. The inactive gas supply means is controlled so that the amount of inactive gases when the control device does not execute a recipe for inactive gas supply becomes less than the amount of inactive gases when the control device executes the recipe.

Description

本発明は、処理室に反応性ガスを交互に供給しつつ排気管より排気して基板を処理する基板処理装置及び半導体装置の製造方法及び基板処理方法、特に前記排気管内に於ける反応副生成物の堆積を低減する基板処理装置及び半導体装置の製造方法及び基板処理方法に関するものである。   The present invention relates to a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method and a substrate processing method for processing a substrate by exhausting an exhaust pipe while alternately supplying a reactive gas to a processing chamber, particularly a reaction by-product in the exhaust pipe. The present invention relates to a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing method that reduce deposition of an object.

基板処理装置として、例えば半導体製造装置を構成する処理炉では、半導体ウェーハ等の基板に成膜する方法として、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が広く採用されている。ＣＶＤ法とはガス種Ａとガス種Ｂとを同時に処理室に供給し、処理室内の基板に成膜を行うものである。処理室の残留ガスは、真空ポンプにより、排気管を介して除害装置等の排ガス処理装置に流している。   As a substrate processing apparatus, for example, in a processing furnace constituting a semiconductor manufacturing apparatus, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method is widely adopted as a method for forming a film on a substrate such as a semiconductor wafer. In the CVD method, gas type A and gas type B are simultaneously supplied to a processing chamber, and a film is formed on a substrate in the processing chamber. Residual gas in the treatment chamber is caused to flow to an exhaust gas treatment device such as a detoxification device through an exhaust pipe by a vacuum pump.

図７は、上記したＣＶＤ装置を構成するＣＶＤ処理炉の、一般的な排ガス系統図を示している。   FIG. 7 shows a general exhaust gas system diagram of the CVD processing furnace constituting the above-described CVD apparatus.

シールキャップ１により気密に閉塞された石英製の反応管２内に、ガス種Ａ及びＢを導入して基板処理を行う。ガス種Ａ及びＢは、前記反応管２の下部に設けられたガス導入ポート３，４より、加熱された前記反応管２内に導入される。該反応管２内に導入されたガス種Ａ及びＢは、複数の基板上に供給され、基板上に成膜が行われる。基板上に成膜を行った後、残留ガスは、前記反応管２の下部に設けられた排気ポート５より、排気管６、トラップ７、排気管８、真空ポンプ９、排気管１１を経由して除害装置１２に送出され、処理される。   Gas species A and B are introduced into a quartz reaction tube 2 hermetically closed by a seal cap 1 to perform substrate processing. Gas species A and B are introduced into the heated reaction tube 2 from gas introduction ports 3 and 4 provided at the lower part of the reaction tube 2. The gas species A and B introduced into the reaction tube 2 are supplied onto a plurality of substrates, and film formation is performed on the substrates. After film formation on the substrate, the residual gas passes through an exhaust pipe 6, a trap 7, an exhaust pipe 8, a vacuum pump 9, and an exhaust pipe 11 from an exhaust port 5 provided at the lower part of the reaction tube 2. And sent to the abatement device 12 for processing.

上記したＣＶＤ処理炉の排ガス系内では、ガス種Ａ及びＢが反応し、生成される反応副生成物は、前記トラップ７、例えば水冷トラップによって強制的に低温化させ、固相に析出付着させて取除く方法が一般的である。前記排気ポート５と前記トラップ７とを連結する前記排気管６には、反応副生成物が固相に析出しない温度に加熱できる配管加熱ヒータ１３が装着され、該配管加熱ヒータ１３により、前記トラップ７よりも下流側の前記排気管８，１１等には反応副生成物が付着せず、反応副生成物により前記排気管８，１１の詰りが起らない様になっている。尚、前記トラップ７は定期的にメンテナンスが行われる。   In the exhaust gas system of the above-mentioned CVD processing furnace, the gas species A and B react, and the reaction by-products generated are forcibly lowered by the trap 7, for example, a water-cooled trap, and are deposited on the solid phase. It is common to remove them. The exhaust pipe 6 that connects the exhaust port 5 and the trap 7 is equipped with a pipe heater 13 that can be heated to a temperature at which reaction by-products do not precipitate in the solid phase. The reaction by-products do not adhere to the exhaust pipes 8 and 11 etc. on the downstream side of 7 so that the exhaust pipes 8 and 11 are not clogged by the reaction by-products. The trap 7 is regularly maintained.

近年、半導体装置の微細化が求められており、半導体装置の微細化を達成する為、基板上に生成される膜の薄膜化が望まれている。薄膜化を実現する為、２種の材料を交互に基板上に供給し、基板上で反応させて成膜する方法が提案されている。   In recent years, miniaturization of semiconductor devices has been demanded, and in order to achieve miniaturization of semiconductor devices, it is desired to reduce the thickness of a film generated on a substrate. In order to realize a thin film, a method has been proposed in which two materials are alternately supplied onto a substrate and reacted on the substrate to form a film.

図８は、上記方法を使用した際の排ガス系統図を示している。尚、図８中、図７中と同等のものには同符号を付している。   FIG. 8 shows an exhaust gas system diagram when the above method is used. In FIG. 8, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals.

この手法では、例えばガス種Ａをガス導入ポート３より、反応管２内部の複数枚の基板上に供給し、基板上に吸着させる。その後、一旦前記反応管２内部のガス種Ａを排気する。続いてガス種Ｂをガス導入ポート４より供給し、基板上に吸着したガス種Ａと反応させて基板上に成膜を行わせる。成膜を行わせた後、前記反応管２内部のガス種Ｂを排気し、再度該反応管２内部にガス種Ａを供給する。ガス種Ａとガス種Ｂの供給及び排気を繰返し行うことで、基板上に薄膜を生成する。   In this method, for example, the gas species A is supplied from the gas introduction port 3 onto a plurality of substrates in the reaction tube 2 and adsorbed onto the substrates. Thereafter, the gas type A inside the reaction tube 2 is once exhausted. Subsequently, the gas species B is supplied from the gas introduction port 4 and reacted with the gas species A adsorbed on the substrate to form a film on the substrate. After the film formation, the gas type B inside the reaction tube 2 is exhausted, and the gas type A is supplied again into the reaction tube 2. By repeatedly supplying and exhausting the gas type A and the gas type B, a thin film is generated on the substrate.

前述の方法では、前記排気ポート５と前記真空ポンプ９との間の排気管１４には、配管加熱ヒータ１３を設ける必要がある。その理由としては、ガス原料に液体有機原料を気化させて用いる場合、前記真空ポンプ９の１次側（上流側）で有機原料が冷却されると再液化し、前記排気管１４内に滞留し、次に供給されるガスと接触することで、前記排気管１４内に反応副生成物が付着する虞れがあるからである。従って、前記排気管１４への反応副生成物の付着を防止する為、前記配管加熱ヒータ１３を設ける必要がある。   In the above-described method, it is necessary to provide a pipe heater 13 in the exhaust pipe 14 between the exhaust port 5 and the vacuum pump 9. The reason for this is that when the liquid organic material is vaporized into the gas material, the organic material is re-liquefied when it is cooled on the primary side (upstream side) of the vacuum pump 9 and stays in the exhaust pipe 14. This is because there is a possibility that reaction by-products may adhere to the exhaust pipe 14 by coming into contact with the gas supplied next. Therefore, in order to prevent the reaction by-product from adhering to the exhaust pipe 14, the pipe heater 13 needs to be provided.

図７又は図８の排ガス系統に於いて、設備レイアウトによっては、前記真空ポンプ９と前記除害装置１２との間の排気管が極めて長くなることがある。これは、多数の半導体製造装置の排ガスを、１台の前記除害装置１２で共通に処理する場合、該除害装置１２に対して比較的近い距離に設置された半導体製造装置もあれば、比較的遠い距離に設置された半導体製造装置も出てくる為である。   In the exhaust gas system of FIG. 7 or FIG. 8, depending on the equipment layout, the exhaust pipe between the vacuum pump 9 and the abatement device 12 may be extremely long. This is because, when the exhaust gas of a large number of semiconductor manufacturing apparatuses is commonly processed by one of the abatement apparatuses 12, there is a semiconductor manufacturing apparatus installed at a relatively close distance to the abatement apparatus 12, This is because a semiconductor manufacturing apparatus installed at a relatively far distance comes out.

排気管６，８の配管長が長い場合でも、図７に示すＣＶＤ処理炉では、前記トラップ７により、前記排気管６，８等には反応副生成物が付着することはない。然し乍ら、図８に示す処理炉では、ガス種Ａとガス種Ｂとが前記真空ポンプ９の２次側（下流側）の前記排気管１１で反応する虞れがある。   Even in the case where the exhaust pipes 6 and 8 are long, reaction by-products do not adhere to the exhaust pipes 6 and 8 due to the trap 7 in the CVD processing furnace shown in FIG. However, in the processing furnace shown in FIG. 8, the gas type A and the gas type B may react in the exhaust pipe 11 on the secondary side (downstream side) of the vacuum pump 9.

又、前記排気管１４は、前記真空ポンプ９によってガスが抜取られて圧力が低くなるので、ガスが殆ど存在せず、複数のガス種が反応することはない。然し乍ら、前記真空ポンプ９の２次側の排気管１１は、内部の圧力が高く、抜取られたガスが比較的ゆっくりと流れ、而も配管長が長い場合には前記排気管１１内にガスが漂う為、相前後して抜取られた複数のガス種の内、前に抜取ったガス種に、後に抜取ったガス種が追いついて両者が反応する虞れがある。   In addition, since the exhaust pipe 14 is pulled out of the gas by the vacuum pump 9 and has a low pressure, there is almost no gas and a plurality of gas species do not react. However, the exhaust pipe 11 on the secondary side of the vacuum pump 9 has a high internal pressure, and the extracted gas flows relatively slowly, and if the pipe length is long, the gas is discharged into the exhaust pipe 11. Since there is a drift, there is a possibility that the gas type extracted before catches up with the gas type extracted before among the plurality of gas types extracted before and after, and both react.

上記問題を防止する為、排気管１１の全長に亘って加熱ヒータを設けることが望ましいが、配管が長くなると、その全長に亘って加熱ヒータを設けて加熱することは、経済的な面で難しく、加熱ヒータを設けていない前記排気管１１内で、複数のガス種の反応が起り、反応副生成物が冷却されて固化し、排気管１１壁に付着することとなる。   In order to prevent the above problem, it is desirable to provide a heater over the entire length of the exhaust pipe 11. However, when the piping becomes long, it is difficult in terms of economy to provide a heater over the entire length for heating. In the exhaust pipe 11 where no heater is provided, a reaction of a plurality of gas species occurs, the reaction by-products are cooled and solidified, and adhere to the wall of the exhaust pipe 11.

上述した様に、処理室に反応性ガスを交互に供給しつつ排気して基板を処理する従来の基板処理装置に於いては、前記真空ポンプ９の２次側の排気管１１の配管長が長くなり、又配管長が長くなることで低温部が生じると、前記排気管１１の途中で複数のガス種が反応し、更に該排気管１１の低温部で反応したガスが固相に析出して反応副生成物が堆積し、前記排気管１１が詰ってしまう虞れがあった。又、該排気管１１が詰ると、基板処理装置を停止し、前記排気管１１を洗浄する等のメンテナンスを頻繁に行う必要があった。   As described above, in the conventional substrate processing apparatus for processing the substrate by alternately supplying the reactive gas to the processing chamber, the piping length of the exhaust pipe 11 on the secondary side of the vacuum pump 9 is as follows. When a low temperature portion is generated due to an increase in the length of the pipe, a plurality of gas species react in the middle of the exhaust pipe 11, and further, a gas reacted in the low temperature portion of the exhaust pipe 11 is deposited on the solid phase. As a result, reaction by-products may accumulate and the exhaust pipe 11 may be clogged. Further, when the exhaust pipe 11 is clogged, it is necessary to frequently perform maintenance such as stopping the substrate processing apparatus and cleaning the exhaust pipe 11.

尚、前記真空ポンプ９と前記除害装置１２との間にトラップ７を設け、反応したガスを該トラップ７により強制的に低温化させ、固相に析出付着させて取除くことも考えられる。然し乍ら、前記真空ポンプ９の２次側は、処理装置が設置される工場側の排出装置による排出作用しか作用していない為、圧力が高くなり、前記トラップ７の上流側でガスが滞留してしまい、反応副生成物の堆積を助長してしまう虞れがある。又、特に複数の反応性ガスを交互に供給する方式では、複数の反応性ガスを同時に供給する方式とは異なり、常時全域にて反応するわけではないので、前記トラップ７によっては反応副生成物を有効に取除くのが困難であった。   It is also conceivable that a trap 7 is provided between the vacuum pump 9 and the abatement device 12, and the reacted gas is forcibly lowered in temperature by the trap 7 and deposited and deposited on the solid phase. However, since the secondary side of the vacuum pump 9 is only operated by the discharging device on the factory side where the processing device is installed, the pressure becomes high, and the gas stays on the upstream side of the trap 7. Therefore, there is a possibility that the deposition of reaction by-products may be promoted. In particular, in the method of alternately supplying a plurality of reactive gases, unlike the method of supplying a plurality of reactive gases at the same time, the reaction does not always occur in the entire region. Was difficult to remove effectively.

特開２００６−１９０７８９号公報JP 2006-190789 A

本発明は斯かる実情に鑑み、排気手段の２次側の排気管内に於ける反応副生成物の析出を防止し、反応副生成物による前記排気管の詰りを有効に抑制し、更に省資源化、省エネルギ化を図る基板処理装置及び半導体装置の製造方法及び基板処理方法を提供するものである。   In view of such circumstances, the present invention prevents precipitation of reaction by-products in the exhaust pipe on the secondary side of the exhaust means, effectively suppresses clogging of the exhaust pipe by reaction by-products, and further saves resources. The present invention provides a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing method that are designed to reduce the energy consumption and energy consumption.

本発明は、基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記不活性ガス供給手段は、前記制御装置により反応性ガスを供給するレシピを実行しない場合の不活性ガスの供給量を、レシピを実行する場合の不活性ガスの供給量よりも少ない量とする様制御される基板処理装置に係るものである。   The present invention provides a processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, a first exhaust pipe for exhausting the processing chamber, An exhaust means for exhausting the processing chamber through one exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting the gas exhausted from the exhaust means, and a high-temperature inert gas in the second exhaust pipe A substrate processing apparatus having an inert gas supply means for supplying and a control device, wherein the inert gas supply means supplies inert gas when a recipe for supplying reactive gas by the control device is not executed. The present invention relates to a substrate processing apparatus that is controlled so that the amount is smaller than the supply amount of the inert gas when the recipe is executed.

又本発明は、基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記制御装置は、前記処理室に基板がある状態では反応性ガスを供給するレシピを実行し基板を処理すると共に、前記不活性ガス供給手段は前記第２の排気管に不活性ガスを供給する第１の工程と、前記処理室に基板がない状態では、前記レシピを実行せずに、前記不活性ガス供給手段は、前記第２の排気管に前記第１の工程の際に供給する不活性ガスの供給量より少ない量の不活性ガスを供給する第２の工程とを有する半導体装置の製造方法に係るものである。   The present invention also provides a processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, a first exhaust pipe for exhausting the processing chamber, An exhaust means for exhausting the processing chamber through the first exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting gas exhausted from the exhaust means, and a high-temperature inert gas in the second exhaust pipe A substrate processing apparatus having an inert gas supply means for supplying a substrate and a control device, wherein the control device processes a substrate by executing a recipe for supplying a reactive gas when the substrate is in the processing chamber. In addition, the inert gas supply means includes a first step of supplying an inert gas to the second exhaust pipe, and the inert gas without executing the recipe without a substrate in the processing chamber. The supply means is an inactive supply to the second exhaust pipe during the first step. In which the method of manufacturing a semiconductor device and a second step of supplying a lower amount of the inert gas supply amount of the gas.

更に又本発明は、基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記制御装置は、前記処理室に基板がある状態では反応性ガスを供給するレシピを実行し基板を処理すると共に、前記不活性ガス供給手段は前記第２の排気管に不活性ガスを供給する第１の工程と、前記処理室に基板がない状態では、前記レシピを実行せずに、前記不活性ガス供給手段は、前記第２の排気管に前記第１の工程の際に供給する不活性ガスの供給量より少ない量の不活性ガスを供給する第２の工程とを有する基板処理方法に係るものである。   Furthermore, the present invention provides a processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, a first exhaust pipe for exhausting the processing chamber, An exhaust means for exhausting the processing chamber through the first exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting a gas exhausted from the exhaust means, and a high-temperature inertness in the second exhaust pipe A substrate processing apparatus having an inert gas supply means for supplying a gas and a control device, wherein the control device processes a substrate by executing a recipe for supplying a reactive gas when the substrate is in the processing chamber. In addition, the inert gas supply means is configured to supply the inert gas to the second exhaust pipe, and in the state where there is no substrate in the processing chamber, the inert gas supply unit does not execute the recipe. The gas supply means supplies the second exhaust pipe during the first step. Small amount of inert gas than the supply amount of the inert gas is intended according to the substrate processing method and a second step of supplying a.

本発明によれば、基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記不活性ガス供給手段は、前記制御装置により反応性ガスを供給するレシピを実行しない場合の不活性ガスの供給量を、レシピを実行する場合の不活性ガスの供給量よりも少ない量とする様制御されるので、不活性ガスの省ガス化を図ると共に、不活性ガスを常時供給することで前記第２の排気管内を積極的に排気でき、該第２の排気管の酸化及び酸化に伴う該第２の排気管の腐食を防止することができる。   According to the present invention, a processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, a first exhaust pipe for exhausting the processing chamber, An exhaust means for exhausting the processing chamber through the first exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting a gas exhausted from the exhaust means, and a high-temperature inertness in the second exhaust pipe A substrate processing apparatus having an inert gas supply means for supplying a gas and a control device, wherein the inert gas supply means does not execute a recipe for supplying a reactive gas by the control device. Is controlled so as to be smaller than the supply amount of the inert gas when the recipe is executed, so that the inert gas can be saved and the inert gas is always supplied. The inside of the second exhaust pipe can be actively exhausted, and the second exhaust pipe Reduction and it is possible to prevent corrosion of the second exhaust pipe due to oxidation.

又本発明によれば、基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記制御装置は、前記処理室に基板がある状態では反応性ガスを供給するレシピを実行し基板を処理すると共に、前記不活性ガス供給手段は前記第２の排気管に不活性ガスを供給する第１の工程と、前記処理室に基板がない状態では、前記レシピを実行せずに、前記不活性ガス供給手段は、前記第２の排気管に前記第１の工程の際に供給する不活性ガスの供給量より少ない量の不活性ガスを供給する第２の工程とを有するので、必要以上の不活性ガスが消費されるのを防止し、省ガス化を図ると共に、不活性ガスを常時供給することで前記第２の排気管内を積極的に排気でき、該第２の排気管の酸化及び酸化に伴う該第２の排気管の腐食を防止することができるという優れた効果を発揮する。   According to the invention, a processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, and a first exhaust pipe for exhausting the processing chamber, An exhaust means for exhausting the processing chamber through the first exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting a gas exhausted from the exhaust means, and a high temperature non-existence in the second exhaust pipe. A substrate processing apparatus having an inert gas supply means for supplying an active gas and a control device, wherein the control device executes a recipe for supplying a reactive gas in a state where the substrate is in the processing chamber, In addition to the first step of supplying the inert gas to the second exhaust pipe and the process chamber without a substrate, the inert gas supply means performs the recipe without executing the recipe. The active gas supply means supplies the second exhaust pipe to the second exhaust pipe during the first step. And a second step of supplying an inert gas in an amount smaller than the supply amount of the inert gas, thereby preventing consumption of unnecessary inert gas, saving gas, and reducing the inert gas. Can be positively exhausted in the second exhaust pipe, and the second exhaust pipe can be oxidized and corrosion of the second exhaust pipe accompanying oxidation can be prevented. Demonstrate.

本発明の実施例に係る基板処理装置を構成するガス排気系統を備えた処理炉の概略図である。It is the schematic of the processing furnace provided with the gas exhaust system which comprises the substrate processing apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る加熱ガス供給ユニットの構成図である。It is a block diagram of the heating gas supply unit which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る基板処理装置の斜視図である。1 is a perspective view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 該基板処理装置の側面図である。It is a side view of this substrate processing apparatus. 本発明の実施例に係る基板処理装置の処理炉の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the processing furnace of the substrate processing apparatus which concerns on the Example of this invention. 該処理炉の横断面図である。It is a cross-sectional view of the processing furnace. 従来のＣＶＤ法を用いた一般的な排ガス系統図である。It is a general exhaust gas system diagram using a conventional CVD method. 従来の複数の反応性ガスを交互に供給する基板処理方法を用いた一般的な排ガス系統図である。It is a general exhaust gas system diagram using a conventional substrate processing method for alternately supplying a plurality of reactive gases.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず図３、図４に於いて、本発明の実施例に係る基板処理装置の概略について説明する。尚、以下の説明では、基板処理装置として、複数枚の基板を一括して処理する縦型の装置（以下、単に処理装置と称す）に適用した場合について説明する。   First, referring to FIG. 3 and FIG. 4, an outline of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. In the following description, a case where the substrate processing apparatus is applied to a vertical apparatus (hereinafter simply referred to as a processing apparatus) that collectively processes a plurality of substrates will be described.

本実施例の処理装置２１は筐体２２を有している。該筐体２２の前面には、シリコン等からなるウェーハ（基板）２３が収納されたポッド（基板収納容器）２４を外部から前記筐体２２内に挿入し、又該筐体２２から外部に払出す為のＩ／Ｏステージ（保持具授受部材）２５が付設され、前記筐体２２内にはポッド２４を保管する為のポッド棚（載置手段）２６が敷設されている。又、前記筐体２２内には、ウェーハ２３の搬送エリアであり、後述のボート（基板保持手段）２７のローディング、アンローディング空間となる窒素（Ｎ2 ）パージ室（気密室）２８が設けられている。該Ｎ2 パージ室２８は、ウェーハ２３の自然酸化膜を防止する様、内部にＮ2 等の不活性ガスが充満された密閉容器となっている。   The processing apparatus 21 of this embodiment has a housing 22. A pod (substrate storage container) 24 storing a wafer (substrate) 23 made of silicon or the like is inserted into the casing 22 from the outside on the front surface of the casing 22, and the casing 22 is An I / O stage (holder holding member) 25 is provided for taking out, and a pod shelf (mounting means) 26 for storing the pod 24 is laid in the housing 22. Further, a nitrogen (N2) purge chamber (airtight chamber) 28 serving as a loading / unloading space for a boat (substrate holding means) 27, which will be described later, is provided in the housing 22 and is a transfer area for the wafer 23. Yes. The N2 purge chamber 28 is a sealed container filled with an inert gas such as N2 so as to prevent a natural oxide film on the wafer 23.

ポッド２４としては、現在、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ−Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ Ｐｏｄ）というタイプが主に使用されており、該ポッド２４の一側面に設けられた開口部を蓋体（図示せず）で塞ぐことで、大気からウェーハ２３を隔離して搬送でき、前記蓋体を取去ることで前記ポッド２４に対してウェーハ２３を出入れさせることができる。ポッド２４の蓋体を取外し、該ポッド２４内の雰囲気と前記Ｎ2 パージ室２８の雰囲気とを連通させる為、該Ｎ2 パージ室２８の前面側には、ポッドオープナ（開閉手段）２９が設けられている。該ポッドオープナ２９、前記ポッド棚２６、及び前記Ｉ／Ｏステージ２５間のポッド２４の搬送は、ポッド移載機３１によって行われる。該ポッド移載機３１によるポッド２４の搬送空間には、前記筐体２２に設けられたクリーンユニット（図示せず）によって清浄化された空気がフローされる様になっている。   As the pod 24, the type of FOUP (Front-Opening Unit Pod) is mainly used at present, and the opening provided on one side of the pod 24 is closed with a lid (not shown). The wafer 23 can be transported while being isolated from the atmosphere, and the wafer 23 can be taken in and out of the pod 24 by removing the lid. A pod opener (opening / closing means) 29 is provided on the front side of the N2 purge chamber 28 so that the lid of the pod 24 is removed and the atmosphere in the pod 24 and the atmosphere of the N2 purge chamber 28 communicate with each other. Yes. The pod 24 is transported between the pod opener 29, the pod shelf 26, and the I / O stage 25 by a pod transfer machine 31. Air that has been cleaned by a clean unit (not shown) provided in the housing 22 is allowed to flow into the transport space of the pod 24 by the pod transfer machine 31.

前記Ｎ2 パージ室２８の内部には、複数枚のウェーハ２３を多段に積載する前記ボート２７と、ウェーハ２３のノッチ（又はオリエンテーションフラット）の位置を任意の位置に合わせる基板位置合せ装置３２が設けられると共に、前記ポッドオープナ２９上のポッド２４と前記基板位置合せ装置３２と前記ボート２７との間でウェーハ２３の搬送を行うウェーハ移載機（搬送手段）３３が設けられている。又、前記Ｎ2 パージ室２８の上部にはウェーハ２３を処理する為の処理炉３４が設けられており、該処理炉３４の内部には処理室３６が画成される。前記ボート２７はボートエレベータ（昇降手段）３５によって前記処理炉３４へローディング、又は該処理炉３４からアンローディングすることができる。   Inside the N2 purge chamber 28, there are provided a boat 27 for loading a plurality of wafers 23 in multiple stages, and a substrate alignment device 32 for adjusting the position of the notch (or orientation flat) of the wafer 23 to an arbitrary position. In addition, a wafer transfer device (transfer means) 33 for transferring the wafer 23 between the pod 24 on the pod opener 29, the substrate alignment device 32, and the boat 27 is provided. A processing furnace 34 for processing the wafer 23 is provided above the N2 purge chamber 28, and a processing chamber 36 is defined in the processing furnace 34. The boat 27 can be loaded into or unloaded from the processing furnace 34 by a boat elevator (elevating means) 35.

次に、前記処理装置２１の動作について説明する。   Next, the operation of the processing device 21 will be described.

先ず、ＡＧＶ（自走型搬送車）やＯＨＴ（天井吊下式搬送装置）等により、前記筐体２２の外部から搬送されたポッド２４は、前記Ｉ／Ｏステージ２５に載置される。該Ｉ／Ｏステージ２５に載置されたポッド２４は、前記ポッド移載機３１によって直接ポッドオープナ２９上に搬送されるか、又は一旦前記ポッド棚２６にストックされた後、前記ポッドオープナ２９上に搬送される。該ポッドオープナ２９上に搬送されたポッド２４は、前記ポッドオープナ２９によって蓋体を取外され、ポッド２４の内部雰囲気が前記Ｎ2 パージ室２８の雰囲気と連通される。   First, the pod 24 transported from the outside of the housing 22 by an AGV (self-propelled transport vehicle), an OHT (ceiling suspended transport device), or the like is placed on the I / O stage 25. The pod 24 placed on the I / O stage 25 is directly conveyed onto the pod opener 29 by the pod transfer machine 31 or once stocked on the pod shelf 26, and then on the pod opener 29. It is conveyed to. The lid of the pod 24 transported onto the pod opener 29 is removed by the pod opener 29, and the internal atmosphere of the pod 24 is communicated with the atmosphere of the N2 purge chamber 28.

次に、前記ウェーハ移載機３３によって、前記Ｎ2 パージ室２８の雰囲気と連通した状態のポッド２４内からウェーハ２３を取出す。取出されたウェーハ２３は、前記基板位置合せ装置３２によって任意の位置にノッチが定まる様に位置合せが行われ、位置合せ後、前記ボート２７へチャージされる（ウェーハチャージ）。   Next, the wafer transfer machine 33 takes out the wafer 23 from the pod 24 in communication with the atmosphere of the N2 purge chamber 28. The taken-out wafer 23 is aligned so that a notch is determined at an arbitrary position by the substrate alignment device 32, and after the alignment, the boat 27 is charged (wafer charge).

前記ボート２７へのウェーハ２３のチャージ完了後、前記処理室３６を気密に閉塞する炉口シャッタ３７を開放し、前記ボートエレベータ３５によりウェーハ２３を搭載した前記ボート２７をローディングする（ボートアップ）。   After the charging of the wafer 23 to the boat 27 is completed, the furnace port shutter 37 that hermetically closes the processing chamber 36 is opened, and the boat 27 loaded with the wafer 23 is loaded by the boat elevator 35 (boat up).

ローディング後は、前記処理炉３４にてウェーハ２３に任意の処理が実施され（プロセス）、処理後は上述とは逆の手順でボートダウンし、ウェーハディスチャージをして、ウェーハ２３及びポッド２４は前記筐体２２の外部へと払出される。   After loading, arbitrary processing is performed on the wafer 23 in the processing furnace 34 (process), and after processing, the boat 23 is down in the reverse procedure to the above, and the wafer is discharged. It is paid out to the outside of the housing 22.

次に、本実施例にて行われる成膜処理について説明する。   Next, the film forming process performed in this embodiment will be described.

本実施例では、例えばＳｉＯ（酸化珪素）膜を形成する場合を考える。ガス種ＡとしてＴＤＭＡＳ（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ3 ）2 ）3 、トリスジメチルアミノシラン）と、ガス種Ｂとして酸素（Ｏ2 ）とを用いて成膜処理を行う。又、ガス供給は、複数種類の反応性ガスを１種類ずつ交互に供給する。そして、膜厚制御は、反応性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、処理を２０サイクル行う）。   In this embodiment, for example, a case where an SiO (silicon oxide) film is formed is considered. A film forming process is performed using TDMAS (SiH (N (CH3) 2) 3, trisdimethylaminosilane) as the gas type A and oxygen (O2) as the gas type B. The gas supply alternately supplies a plurality of types of reactive gases one by one. The film thickness control is controlled by the number of cycles of the reactive gas supply (for example, if the film forming speed is 1 kg / cycle, the process is performed 20 cycles when a 20 mm film is formed).

次に、図５、図６を用い、前記処理装置２１の前記処理炉３４について説明する。加熱手段であるヒータ３８の内側に、ウェーハ２３を処理する反応容器として反応管３９が設けられ、該反応管３９の下端開口は蓋体であるシールキャップ４１により、気密部材であるＯリング４２を介して気密に閉塞される。又、少なくとも前記ヒータ３８、前記反応管３９、前記シールキャップ４１により前記処理炉３４が形成される。前記シールキャップ４１には石英キャップ４３を介して前記ボート２７が立設され、前記石英キャップ４３は前記ボート２７を保持する保持体となっており、該ボート２７が前記処理炉３４内に装入される様になっている。前記ボート２７にはバッチ処理される複数のウェーハ２３が水平姿勢で管軸方向に多段に積載され、前記ヒータ３８は前記処理炉３４内に装入されたウェーハ２３を所定の温度に加熱する。   Next, the processing furnace 34 of the processing apparatus 21 will be described with reference to FIGS. A reaction tube 39 is provided as a reaction vessel for processing the wafer 23 inside a heater 38 that is a heating means, and a lower end opening of the reaction tube 39 is sealed with an O-ring 42 that is an airtight member by a seal cap 41 that is a lid. Airtightly closed. The processing furnace 34 is formed by at least the heater 38, the reaction tube 39, and the seal cap 41. The boat 27 is erected on the seal cap 41 through a quartz cap 43, and the quartz cap 43 serves as a holding body for holding the boat 27, and the boat 27 is loaded into the processing furnace 34. It is supposed to be done. A plurality of wafers 23 to be batch-processed are stacked in a multi-stage in the tube axis direction on the boat 27 in a horizontal posture, and the heater 38 heats the wafers 23 loaded in the processing furnace 34 to a predetermined temperature.

又、前記処理炉３４には複数種類、本実施例に於いては２種類のガスを前記処理炉３４へ供給する供給管としてのガス供給管４４，４５が接続される。第１のガス供給管４４からは、流量制御手段である第１のマスフローコントローラ４６及び開閉弁である第１のバルブ４７を介し、更に前記処理炉３４内に形成された後述するバッファ室４８を介して前記処理炉３４内に反応性ガスが供給される。第２のガス供給管４５からは、流量制御手段である第２のマスフローコントローラ４９、開閉弁である第２のバルブ５１、ガス溜め５２、及び開閉弁である第３のバルブ５３を介し、後述するガス供給部５４を介して前記処理炉３４に反応性ガスが供給されている。   The process furnace 34 is connected to gas supply pipes 44 and 45 serving as supply pipes for supplying a plurality of types of gas, in the present embodiment, two types of gases to the process furnace 34. From the first gas supply pipe 44, a buffer chamber 48 (described later) formed in the processing furnace 34 is further passed through a first mass flow controller 46 which is a flow rate control means and a first valve 47 which is an on-off valve. Then, a reactive gas is supplied into the processing furnace 34. From the second gas supply pipe 45, a second mass flow controller 49, which is a flow control means, a second valve 51, which is an on-off valve, a gas reservoir 52, and a third valve 53, which is an on-off valve, will be described later. A reactive gas is supplied to the processing furnace 34 through a gas supply unit 54.

該処理炉３４は、排気ポート５５にガスを排気する排気管である第１の排気管５６が設けられる。該第１の排気管５６により第４のバルブ５７を介して前記処理炉３４が排気手段である真空ポンプ５８に接続され、真空排気される様になっている。尚、前記第４のバルブ５７は弁を開閉して前記処理炉３４の真空排気・真空排気停止ができると共に、更に弁開度を調節して前記処理炉３４内の圧力を調整可能な開閉弁である。又、前記真空ポンプ５８の２次側に第２の排気管５９が設けられ、前記真空ポンプ５８から排出されるガスを直接大気中へ、又は必要に応じて除害装置６１を経て大気中へ排気する様になっている。   The processing furnace 34 is provided with a first exhaust pipe 56 that is an exhaust pipe for exhausting gas to an exhaust port 55. The processing furnace 34 is connected to a vacuum pump 58, which is an exhaust means, through the fourth valve 57 by the first exhaust pipe 56, and is evacuated. The fourth valve 57 is an open / close valve that can open and close the valve to stop evacuation / evacuation of the processing furnace 34 and further adjust the valve opening to adjust the pressure in the processing furnace 34. It is. In addition, a second exhaust pipe 59 is provided on the secondary side of the vacuum pump 58, and the gas discharged from the vacuum pump 58 is directly into the atmosphere or, if necessary, into the atmosphere through a detoxifying device 61. It is designed to exhaust.

前記処理炉３４を構成する前記反応管３９の内壁と、ウェーハ２３との間の断面円弧状の空間には、前記反応管３９の下部より上部の内壁にウェーハ２３の積載方向に沿って、ガス分散空間である前記バッファ室４８が設けられ、該バッファ室４８のウェーハ２３と隣接する壁の端部には、ガスを供給する供給口である複数の第１のガス供給孔６２が設けられている。該第１のガス供給孔６２は、前記反応管３９の中心へ向けて開口しており、前記第１のガス供給孔６２は、下部から上部に亘ってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同一の開口ピッチで設けられている。   In a space having an arcuate cross section between the inner wall of the reaction tube 39 constituting the processing furnace 34 and the wafer 23, gas is provided along the loading direction of the wafer 23 on the inner wall above the lower part of the reaction tube 39. The buffer chamber 48 that is a dispersion space is provided, and a plurality of first gas supply holes 62 that are gas supply ports are provided at the end of the wall adjacent to the wafer 23 of the buffer chamber 48. Yes. The first gas supply hole 62 opens toward the center of the reaction tube 39, and the first gas supply hole 62 has the same opening area from the lower part to the upper part. They are provided with the same opening pitch.

又、前記バッファ室４８の前記第１のガス供給孔６２が設けられた端部と反対側の端部には、ノズル６３が前記反応管３９の下部より上部に亘りウェーハ２３の積載方向に沿って配設されている。前記ノズル６３には、ガスを供給する供給孔である複数の第２のガス供給孔６４が設けられている。該第２のガス供給孔６４の開口面積は、前記バッファ室４８と前記処理炉３４の差圧が小さい場合には、上流側から下流側迄同一の開口面積で同一の開口ピッチとするのがよいが、差圧が大きい場合には、上流側から下流側に向って開口面積を大きくするか、開口ピッチを小さくするとよい。   A nozzle 63 extends from the bottom of the reaction tube 39 to the top of the buffer chamber 48 at the end opposite to the end where the first gas supply hole 62 is provided. Arranged. The nozzle 63 is provided with a plurality of second gas supply holes 64 that are gas supply holes. When the differential pressure between the buffer chamber 48 and the processing furnace 34 is small, the opening area of the second gas supply hole 64 should be the same opening area and the same opening pitch from the upstream side to the downstream side. However, when the differential pressure is large, the opening area may be increased from the upstream side toward the downstream side, or the opening pitch may be reduced.

本実施例に於いて、前記第２のガス供給孔６４の開口面積や開口ピッチを上流側から下流側にかけて調節することで、該第２のガス供給孔６４より噴出させるガスの流速の差はあるが、流量を略同量としている。又、各第２のガス供給孔６４から前記バッファ室４８に一旦ガスを噴出させて導入し、ガスの流速差を均一化させることとした。   In this embodiment, by adjusting the opening area and the opening pitch of the second gas supply hole 64 from the upstream side to the downstream side, the difference in the flow velocity of the gas ejected from the second gas supply hole 64 is as follows. Although the flow rate is almost the same. Further, the gas is once ejected from the second gas supply holes 64 into the buffer chamber 48 and introduced, so that the difference in gas flow velocity is made uniform.

即ち、前記バッファ室４８に於いて、各第２のガス供給孔６４より噴出されたガスは、前記バッファ室４８で各ガスの粒子速度が緩和された後、前記第１のガス供給孔６２より前記処理炉３４内に噴出される。この間に、各第２のガス供給孔６４より噴出されたガスは流速が均一化され、各第１のガス供給孔６２から噴出される際には、均一な流速と流量とを有するガスとすることができる。   That is, the gas ejected from each second gas supply hole 64 in the buffer chamber 48 is relaxed from the first gas supply hole 62 after the particle velocity of each gas is relaxed in the buffer chamber 48. It is ejected into the processing furnace 34. During this time, the gas ejected from each second gas supply hole 64 has a uniform flow velocity. When the gas is ejected from each first gas supply hole 62, the gas has a uniform flow velocity and flow rate. be able to.

更に、前記バッファ室４８に、細長い構造を有する第１の電極である第１の棒状電極６５及び第２の電極である第２の棒状電極６６が配設され、前記第１の棒状電極６５及び前記第２の棒状電極６６は、上部より下部に亘って電極を保護する保護管である電極保護管６７に保護されている。前記第１の棒状電極６５と前記第２の棒状電極６６のいずれか一方は整合器６８を介して高周波電源６９に接続され、いずれか他方は基準電位であるアースに接続されている。この結果、前記第１の棒状電極６５及び前記第２の棒状電極６６間のプラズマ生成領域７１にプラズマが生成される。   Further, the buffer chamber 48 is provided with a first rod-shaped electrode 65 that is a first electrode having an elongated structure and a second rod-shaped electrode 66 that is a second electrode, and the first rod-shaped electrode 65 and The second rod-shaped electrode 66 is protected by an electrode protection tube 67 that is a protection tube that protects the electrode from the upper part to the lower part. One of the first rod-shaped electrode 65 and the second rod-shaped electrode 66 is connected to a high-frequency power source 69 via a matching unit 68, and the other is connected to a ground that is a reference potential. As a result, plasma is generated in the plasma generation region 71 between the first rod-shaped electrode 65 and the second rod-shaped electrode 66.

前記電極保護管６７は、前記第１の棒状電極６５及び前記第２の棒状電極６６のそれぞれを、前記バッファ室４８の雰囲気と隔離した状態で該バッファ室４８に挿入できる構造となっている。ここで、前記電極保護管６７の内部は外気（大気）と同一雰囲気であると、該電極保護管６７にそれぞれ挿入された前記第１の棒状電極６５及び前記第２の棒状電極６６は、前記ヒータ３８の加熱で酸化されてしまう。そこで、前記電極保護管６７の内部には、窒素等の不活性ガスを充填或はパージし、酸素濃度を充分低く抑えて前記第１の棒状電極６５及び前記第２の棒状電極６６の酸化を防止する為の不活性ガスパージ機構（図示せず）が設けられる。   The electrode protection tube 67 has a structure in which each of the first rod-like electrode 65 and the second rod-like electrode 66 can be inserted into the buffer chamber 48 while being isolated from the atmosphere of the buffer chamber 48. Here, if the inside of the electrode protection tube 67 has the same atmosphere as the outside air (atmosphere), the first rod-shaped electrode 65 and the second rod-shaped electrode 66 respectively inserted into the electrode protection tube 67 It is oxidized by the heating of the heater 38. Therefore, the inside of the electrode protection tube 67 is filled or purged with an inert gas such as nitrogen, and the oxygen concentration is kept sufficiently low to oxidize the first rod-shaped electrode 65 and the second rod-shaped electrode 66. An inert gas purge mechanism (not shown) is provided for prevention.

更に、前記第１のガス供給孔６２の位置より、前記反応管３９の内周を反時計回りに１２０°程度回転した位置の内壁に、前記ガス供給部５４が設けられている。該ガス供給部５４は、本実施例の成膜に於いては、ウェーハ２３へ複数種類のガスを１種類ずつ交互に供給する際、前記バッファ室４８とガス供給種を分担する様になっている。   Further, the gas supply unit 54 is provided on the inner wall at a position obtained by rotating the inner periphery of the reaction tube 39 counterclockwise by about 120 ° from the position of the first gas supply hole 62. In the film formation of this embodiment, the gas supply unit 54 shares the gas supply species with the buffer chamber 48 when supplying a plurality of types of gases alternately to the wafer 23 one by one. Yes.

前記ガス供給部５４も、前記バッファ室４８と同様にウェーハ２３と隣接する位置に、同一ピッチでガスを供給する供給孔である第３のガス供給孔７２を有し、下部では前記第２のガス供給管４５が接続されている。   Similarly to the buffer chamber 48, the gas supply unit 54 has third gas supply holes 72, which are supply holes for supplying gas at the same pitch, at a position adjacent to the wafer 23. A gas supply pipe 45 is connected.

前記第３のガス供給孔７２の開口面積は、前記バッファ室４８と前記処理炉３４の差圧が小さい場合には、上流側から下流側迄同一の開口面積、同一の開口ピッチとするとよいが、差圧が大きい場合には、上流側から下流側に向って開口面積を大きくするか、開口ピッチを小さくするとよい。   The opening area of the third gas supply hole 72 may be the same opening area and the same opening pitch from the upstream side to the downstream side when the differential pressure between the buffer chamber 48 and the processing furnace 34 is small. When the differential pressure is large, the opening area may be increased from the upstream side toward the downstream side, or the opening pitch may be decreased.

前記反応管３９の中央部には、複数枚のウェーハ２３を多段に同一間隔で積載する前記ボート２７が設けられており、該ボート２７は前記ボートエレベータ３５により、前記反応管３９に対して装入、装脱ができる様になっている。又、処理の均一性を向上させる為、前記ボート２７を回転させる回転手段であるボート回転機構７３が設けられており、該ボート回転機構７３を回転させることにより、前記石英キャップ４３に保持された前記ボート２７が回転する様になっている。   At the center of the reaction tube 39, the boat 27 for loading a plurality of wafers 23 in multiple stages at the same interval is provided. The boat 27 is mounted on the reaction tube 39 by the boat elevator 35. It can be turned on and off. Further, in order to improve the uniformity of processing, a boat rotation mechanism 73 that is a rotation means for rotating the boat 27 is provided, and the boat rotation mechanism 73 is rotated so that the quartz cap 43 holds the rotation. The boat 27 rotates.

又、前記処理装置２１は制御部であるコントローラ７４を有し、該コントローラ７４は前記第１、第２のマスフローコントローラ４６，４９、前記第１〜第４のバルブ４７，５１，５３，５７、前記ボートエレベータ３５、前記ヒータ３８、前記真空ポンプ５８、前記整合器６８、前記高周波電源６９、前記ボート回転機構７３に接続されている。前記コントローラ７４によって、前記第１、第２のマスフローコントローラ４６，４９の流量調整、前記第１〜第３のバルブ４７，５１，５３の開閉動作及び前記第４のバルブ５７の開閉及び圧力調整動作、前記ボートエレベータ３５の昇降動作制御、前記ヒータ３８の温度調節、前記真空ポンプ５８の起動及び停止、前記整合器６８のインピーダンス制御、前記高周波電源６９の電力供給制御、前記ボート回転機構７３の回転速度調節が行われる。   The processing device 21 has a controller 74 as a control unit, and the controller 74 includes the first and second mass flow controllers 46 and 49, the first to fourth valves 47, 51, 53, 57, The boat elevator 35, the heater 38, the vacuum pump 58, the matching unit 68, the high-frequency power source 69, and the boat rotation mechanism 73 are connected. The controller 74 adjusts the flow rate of the first and second mass flow controllers 46, 49, opens / closes the first to third valves 47, 51, 53, and opens / closes the fourth valve 57 and adjusts the pressure. Control of raising / lowering operation of the boat elevator 35, temperature adjustment of the heater 38, starting and stopping of the vacuum pump 58, impedance control of the matching unit 68, power supply control of the high frequency power source 69, rotation of the boat rotating mechanism 73 Speed adjustment is performed.

次に、半導体製造方法の一工程として、本実施例に於ける成膜例について、ＴＤＭＡＳガス及びＯ2 ガスを用いてＳｉＯ膜を成膜する場合について説明する。   Next, as a process of the semiconductor manufacturing method, a film forming example in this embodiment will be described in the case where a SiO film is formed using a TDMAS gas and an O2 gas.

先ず、成膜しようとするウェーハ２３を前記ボート２７にチャージし、該ボート２７をアップして前記処理炉３４に装入する。装入後、次の３つのステップを順次実行する。これらのステップは、予めプロセスレシピとして制御部に記憶されているものであり、基板処理時はそのプロセスレシピを実行することで、各構成の動作を制御している。この３つのステップをまとめて第１の工程と呼ぶ。   First, the wafer 27 to be deposited is charged in the boat 27, and the boat 27 is raised and loaded into the processing furnace 34. After charging, the following three steps are executed sequentially. These steps are stored in advance as a process recipe in the control unit, and the operation of each component is controlled by executing the process recipe during substrate processing. These three steps are collectively referred to as the first step.

［ステップ１］
ステップ１では、プラズマ励起に必要なＯ2 ガスと、プラズマ励起の必要のないＴＤＭＡＳガスとを並行して流す。先ず前記第１のガス供給管４４に設けた前記第１のバルブ４７及び前記第１の排気管５６に設けた前記第４のバルブ５７を共に開放し、前記第１のガス供給管４４から前記第１のマスフローコントローラ４６により流量調整されたＯ2 ガスを、前記ノズル６３の前記第２のガス供給孔６４から前記バッファ室４８に噴出させる。又、前記第１の棒状電極６５及び前記第２の棒状電極６６間に前記高周波電源６９から前記整合器６８を介して高周波電力を印加してＯ2 ガスをプラズマ励起し、活性種として前記処理炉３４内に供給しつつ、前記第１の排気管５６を介して排気する。 [Step 1]
In step 1, an O2 gas necessary for plasma excitation and a TDMAS gas not necessary for plasma excitation are flowed in parallel. First, the first valve 47 provided in the first gas supply pipe 44 and the fourth valve 57 provided in the first exhaust pipe 56 are both opened, and the first gas supply pipe 44 O 2 gas whose flow rate is adjusted by the first mass flow controller 46 is ejected from the second gas supply hole 64 of the nozzle 63 into the buffer chamber 48. Further, high-frequency power is applied between the first rod-shaped electrode 65 and the second rod-shaped electrode 66 from the high-frequency power source 69 through the matching unit 68 to excite plasma of O 2, and as the active species, the processing furnace The exhaust gas is exhausted through the first exhaust pipe 56 while being supplied into the interior 34.

Ｏ2 ガスは反応温度が高く、上記ウェーハ温度では反応しないので、プラズマ励起することにより活性種としてから流す様にしており、この為ウェーハ温度は設定した低い温度範囲のままで行える。   Since the O2 gas has a high reaction temperature and does not react at the wafer temperature, it is made to flow after being activated as an active species by plasma excitation. For this reason, the wafer temperature can be maintained in the set low temperature range.

Ｏ2 ガスをプラズマ励起することにより活性種として供給している時、前記第２のガス供給管４５の上流側の前記第２のバルブ５１を開放し、下流側の前記第３のバルブ５３を閉め、ＴＤＭＡＳガスも流す様にする。これにより、前記第２、第３のバルブ５１，５３間に設けた前記ガス溜め５２にＴＤＭＡＳガスを溜める。この時、前記処理炉３４内に流されているガスは、Ｏ2 ガスをプラズマ励起することにより得られた活性種であり、ＴＤＭＡＳガスは存在しない。従って、Ｏ2 ガスは気相反応を起すことはなく、プラズマにより励起され活性種となったＯ2 ガスは、ウェーハ２３上の下地膜と表面反応する。   When the O2 gas is supplied as an active species by plasma excitation, the second valve 51 on the upstream side of the second gas supply pipe 45 is opened, and the third valve 53 on the downstream side is closed. Also, TDMAS gas is allowed to flow. As a result, the TDMAS gas is stored in the gas reservoir 52 provided between the second and third valves 51 and 53. At this time, the gas flowing in the processing furnace 34 is an active species obtained by plasma-exciting O2 gas, and there is no TDMAS gas. Therefore, the O2 gas does not cause a gas phase reaction, and the O2 gas excited by the plasma to become active species reacts with the underlying film on the wafer 23.

［ステップ２］
ステップ２では、前記第１のガス供給管４４の前記第１のバルブ４７を閉め、Ｏ2 ガスの供給を停止するが、ＴＤＭＡＳガスは引続き前記ガス溜め５２に供給を継続する。該ガス溜め５２に所定圧、所定量のＴＤＭＡＳガスを溜ると、上流側の前記第２のバルブ５１を閉塞し、前記ガス溜め５２にＴＤＭＡＳガスを閉込めておく。 [Step 2]
In step 2, the first valve 47 of the first gas supply pipe 44 is closed and the supply of O2 gas is stopped. However, the TDMAS gas continues to be supplied to the gas reservoir 52. When a predetermined pressure and a predetermined amount of TDMAS gas are stored in the gas reservoir 52, the second valve 51 on the upstream side is closed, and the TDMAS gas is confined in the gas reservoir 52.

［ステップ３］
ステップ３では、前記処理炉３４の排気が終了すると、前記第４のバルブ５７を閉じて排気を停止し、次に前記第３のバルブ５３を開放する。該第３のバルブ５３の開放により、前記ガス溜め５２に溜められていたＴＤＭＡＳガスが前記処理炉３４内に一気に供給される。ＴＤＭＡＳガスの供給により、ウェーハ２３の下膜上のＯ2 とＴＤＭＡＳガスとが表面反応し、ウェーハ２３上にＳｉＯ膜が成膜される。 [Step 3]
In step 3, when the exhaust of the processing furnace 34 is completed, the fourth valve 57 is closed to stop the exhaust, and then the third valve 53 is opened. By opening the third valve 53, the TDMAS gas stored in the gas reservoir 52 is supplied into the processing furnace 34 at once. By supplying the TDMAS gas, O2 on the lower film of the wafer 23 and the TDMAS gas react with each other, and a SiO film is formed on the wafer 23.

成膜後、前記第３のバルブ５３を閉じ、前記第４のバルブ５７を開放して前記処理炉３４を真空排気し、残留するＴＤＭＡＳガスの成膜に寄与した後のガスを排除する。又、この時にＮ2 ガス等の不活性ガスを前記処理炉３４に供給すると、残留するＴＤＭＡＳガスの成膜に寄与した後のガスを該処理炉３４から排除する効果を更に向上させることができる。   After the film formation, the third valve 53 is closed, the fourth valve 57 is opened, and the processing furnace 34 is evacuated to remove the gas after contributing to the film formation of the remaining TDMAS gas. If an inert gas such as N2 gas is supplied to the processing furnace 34 at this time, the effect of removing the gas after contributing to the film formation of the remaining TDMAS gas from the processing furnace 34 can be further improved.

又、該処理炉３４内の雰囲気を排気した後、再度前記第２のバルブ５１を開放し、前記ガス溜め５２にＴＤＭＡＳガスの供給を開始する。   Further, after the atmosphere in the processing furnace 34 is evacuated, the second valve 51 is opened again, and the supply of the TDMAS gas to the gas reservoir 52 is started.

上記ステップ１〜ステップ３を１サイクルとし、該サイクルを複数回繰返すことにより、ウェーハ２３上に所定膜厚のＳｉＯ膜を成膜する。   Steps 1 to 3 are defined as one cycle, and the cycle is repeated a plurality of times to form a SiO film having a predetermined thickness on the wafer 23.

前記処理装置２１では、ガスは下地膜表面に吸着する。該ガスの吸着量は、ガスの圧力及び暴露時間に比例する。よって、希望する一定量のガスを、短時間で吸着させる為には、ガスの圧力を短時間で大きくする必要がある。この点で、本実施例では、前記第４のバルブ５７を閉塞したうえで、前記ガス溜め５２内に溜めたＴＤＭＡＳガスを瞬間的に供給しているので、前記処理炉３４内の圧力を急激に上げることができ、希望する一定量のガスを瞬間的に吸着させることができる。   In the processing apparatus 21, the gas is adsorbed on the surface of the base film. The adsorption amount of the gas is proportional to the gas pressure and the exposure time. Therefore, in order to adsorb the desired amount of gas in a short time, it is necessary to increase the gas pressure in a short time. In this respect, in the present embodiment, the fourth valve 57 is closed and the TDMA gas stored in the gas reservoir 52 is instantaneously supplied, so that the pressure in the processing furnace 34 is rapidly increased. The desired amount of gas can be adsorbed instantaneously.

又、本実施例では、前記ガス溜め５２にＴＤＭＡＳガスを溜めている間に、Ｏ2 ガスをプラズマ励起することにより活性種として供給、及び前記処理炉３４の排気をしているので、ＴＤＭＡＳガスを溜める為の特別なステップを必要としない。又、前記処理炉３４内を排気してＯ2 ガスを除去した後にＴＤＭＡＳガスを供給しているので、両者がウェーハ２３に向う途中で反応することはなく、供給されたＴＤＭＡＳガスは、ウェーハ２３に吸着しているＯ2 と有効に反応させることができる。   Further, in this embodiment, while the TDMAS gas is being stored in the gas reservoir 52, O2 gas is supplied as an active species by plasma excitation, and the processing furnace 34 is exhausted. Does not require special steps to accumulate. Further, since the TDMAS gas is supplied after exhausting the inside of the processing furnace 34 and removing the O2 gas, the two do not react on the way to the wafer 23, and the supplied TDMAS gas is applied to the wafer 23. It can react effectively with the adsorbed O2.

ウェーハ２３への成膜終了後は、前記ボート２７をダウンして前記処理炉３４より装脱し、前記ボート２７からウェーハ２３をディスチャージする。   After the film formation on the wafer 23 is completed, the boat 27 is lowered and removed from the processing furnace 34, and the wafer 23 is discharged from the boat 27.

ところで、前述した様に、前記処理室３６にガス種Ａ、Ｂを交互に供給しつつ排気してウェーハを処理する処理炉３４に於いては、前記真空ポンプ５８の２次側の前記第２の排気管５９内では、複数のガス種が反応し、該第２の排気管５９の低温部で固相に析出し、反応副生成物が堆積し、該反応副生成物によって前記第２の排気管５９が詰ってしまう虞れがある。この為、前記処理装置２１を停止して前記第２の排気管５９を洗浄する等のメンテナンスを頻繁に行う必要があった。この傾向は、特に前記真空ポンプ５８の２次側の前記第２の排気管５９が長くなる場合に顕著であった。   Incidentally, as described above, in the processing furnace 34 for processing the wafer by exhausting while supplying the gas types A and B to the processing chamber 36 alternately, the second side on the secondary side of the vacuum pump 58 is used. In the exhaust pipe 59, a plurality of gas species react, precipitate in a solid phase at a low temperature portion of the second exhaust pipe 59, deposit a reaction by-product, and the second reaction pipe produces the second gas. There is a possibility that the exhaust pipe 59 is clogged. For this reason, it is necessary to frequently perform maintenance such as cleaning the second exhaust pipe 59 by stopping the processing device 21. This tendency is particularly remarkable when the second exhaust pipe 59 on the secondary side of the vacuum pump 58 becomes long.

そこで、本実施例では、上記問題を回避する為、前記真空ポンプ５８の２次側に設けられた前記第２の排気管５９に、高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を設け、前記第２の排気管５９内に高温の不活性ガスを供給し、該第２の排気管５９内部で反応副生成物が形成されない様にした。以下、これを詳細に説明する。   Therefore, in this embodiment, in order to avoid the above problem, an inert gas supply means for supplying a high-temperature inert gas to the second exhaust pipe 59 provided on the secondary side of the vacuum pump 58 is provided. A high-temperature inert gas is supplied into the second exhaust pipe 59 so that no reaction by-product is formed in the second exhaust pipe 59. This will be described in detail below.

図１は、前記処理炉３４に設けられたガス排気系統を示している。   FIG. 1 shows a gas exhaust system provided in the processing furnace 34.

該処理炉３４は、ウェーハ２３を処理する前記処理室３６を内部に形成する前記反応管３９と、該反応管３９の外周に設けられウェーハ２３を加熱する前記ヒータ３８とを備えている。又、前記処理室３６にガス種Ａ、Ｂを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段としての第１のガス供給ポート７６、第２のガス供給ポート７７と、前記処理室３６を排気する為の前記排気ポート５５、該排気ポート５５に接続された前記第１の排気管５６と、該第１の排気管５６を介して前記処理室３６を排気する前記真空ポンプ５８と、該真空ポンプ５８の２次側から排出されるガスを排気する為の前記第２の排気管５９と、該第２の排気管５９を介して排気ガスの有害成分を取除く前記除害装置６１とを備えている。   The processing furnace 34 includes the reaction tube 39 that forms the processing chamber 36 for processing the wafer 23 inside, and the heater 38 that is provided on the outer periphery of the reaction tube 39 and heats the wafer 23. Further, the first gas supply port 76 and the second gas supply port 77 as a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying the gas types A and B to the processing chamber 36 and the processing chamber 36 are exhausted. And the first exhaust pipe 56 connected to the exhaust port 55, the vacuum pump 58 for exhausting the processing chamber 36 through the first exhaust pipe 56, and the vacuum pump 58, the second exhaust pipe 59 for exhausting the gas exhausted from the secondary side of the 58, and the abatement device 61 for removing harmful components of the exhaust gas through the second exhaust pipe 59. ing.

前記真空ポンプ５８の１次側の前記第１の排気管５６には、配管加熱ヒータ７８が装着されている。具体的には、前記排気ポート５５と前記真空ポンプ５８との間には、前記第４のバルブ５７が設けられており、前記配管加熱ヒータ７８は前記排気ポート５５から前記第４のバルブ５７迄の配管を加熱する様になっている。   A pipe heater 78 is attached to the first exhaust pipe 56 on the primary side of the vacuum pump 58. Specifically, the fourth valve 57 is provided between the exhaust port 55 and the vacuum pump 58, and the pipe heater 78 extends from the exhaust port 55 to the fourth valve 57. The pipes are heated.

又、前記真空ポンプ５８の２次側の前記第２の排気管５９に、高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段としての加熱ガス供給ユニット７９が設けられている。該加熱ガス供給ユニット７９は、加熱ガス供給管８１を介して加熱した不活性ガスを前記第２の排気管５９に供給し、該第２の排気管５９内部に反応副生成物が析出しない様にしている。前記加熱ガス供給ユニット７９は、例えばＮ2 ガスを前記真空ポンプ５８の近傍の１箇所より前記第２の排気管５９内に供給する様になっている。Ｎ2 ガスを前記真空ポンプ５８の近傍の１箇所より供給するのは、最も簡便で加熱効率がよいからである。   The second exhaust pipe 59 on the secondary side of the vacuum pump 58 is provided with a heating gas supply unit 79 as an inert gas supply means for supplying a high-temperature inert gas. The heated gas supply unit 79 supplies the inert gas heated through the heated gas supply pipe 81 to the second exhaust pipe 59 so that no reaction by-product is deposited inside the second exhaust pipe 59. I have to. The heated gas supply unit 79 supplies, for example, N2 gas into the second exhaust pipe 59 from one location near the vacuum pump 58. The reason why the N2 gas is supplied from one place near the vacuum pump 58 is that it is the simplest and the heating efficiency is good.

又、前記加熱ガス供給ユニット７９は、前記処理装置２１の交流電源（図示せず）を投入すると、前記加熱ガス供給ユニット７９から、高温に加熱されたＮ2 ガスが前記第２の排気管５９に流れる様になっている。   Further, when the heating gas supply unit 79 turns on the AC power supply (not shown) of the processing apparatus 21, N 2 gas heated to a high temperature is supplied from the heating gas supply unit 79 to the second exhaust pipe 59. It seems to flow.

更に、本実施例では、第１の工程である反応性ガスを供給するレシピを実行する場合に、前記第２の排気管５９に大量の高温のＮ2 ガスを供給する。一方、第２の工程である反応性ガスを供給するレシピを実行しない場合の工程、即ちアイドル、スタンバイモード時等であって、レシピを実行し、ウェーハ２３に対して成膜処理を行った後の状態に於いては、反応性ガスを供給せずに、前記第２の排気管５９に供給される高温のＮ2 ガスの供給量を第１の工程より低減させる様にした。従って、必要以上のＮ2 ガスが消費されるのを防止でき、又Ｎ2 ガスの低減によりＮ2 ガスを加熱する為の電力を低減でき、資源の有効利用を図ることができる。更には、アイドル、スタンバイモード時等に於いてもＮ2 ガスを供給し続けることで、前記第２の排気管５９内の酸化及びそれに伴う該第２の排気管５９の腐食を防ぐことができる。   Furthermore, in this embodiment, when executing the recipe for supplying the reactive gas, which is the first step, a large amount of high-temperature N2 gas is supplied to the second exhaust pipe 59. On the other hand, in the second step, when the recipe for supplying the reactive gas is not executed, that is, in the idle mode, the standby mode, etc., after the recipe is executed and the film formation process is performed on the wafer 23 In this state, the supply amount of the high-temperature N2 gas supplied to the second exhaust pipe 59 is reduced from the first step without supplying the reactive gas. Therefore, it is possible to prevent consumption of N2 gas more than necessary, and it is possible to reduce the electric power for heating the N2 gas by reducing the N2 gas, and to effectively use resources. Further, by continuing to supply the N2 gas even in the idling or standby mode, oxidation in the second exhaust pipe 59 and accompanying corrosion of the second exhaust pipe 59 can be prevented.

上記した実施例によれば、次の様な効果がある。   According to the above-described embodiment, there are the following effects.

（１）反応副生成物による前記第２の排気管５９の詰りを有効に抑制することができる。
前記加熱ガス供給ユニット７９を設け、加熱された不活性ガスを前記真空ポンプ５８の２次側の前記第２の排気管５９に供給する様にしたので、該第２の排気管５９内に低温部が生じない様になる。従って、該第２の排気管５９の排気配管長が長くなっても低温部が生じないので、該第２の排気管５９に反応副生成物が付着する虞れがなくなり、反応副生成物による前記第２の排気管５９の詰りを有効に抑制することができる。 (1) The clogging of the second exhaust pipe 59 due to reaction by-products can be effectively suppressed.
Since the heated gas supply unit 79 is provided and the heated inert gas is supplied to the second exhaust pipe 59 on the secondary side of the vacuum pump 58, a low temperature is introduced into the second exhaust pipe 59. The part does not occur. Therefore, even if the length of the exhaust pipe of the second exhaust pipe 59 is increased, a low temperature portion does not occur, so that there is no possibility that reaction by-products adhere to the second exhaust pipe 59, and the reaction by-products are not generated. The clogging of the second exhaust pipe 59 can be effectively suppressed.

（２）前記真空ポンプ５８の排気能力が低下しない。
不活性ガスを、前記真空ポンプ５８の１次側に設けた前記第１の排気管５６に供給すると、前記真空ポンプ５８の排気能力が低下し、前記処理室３６内の速やかな排気ができずスループットが著しく低下するが、前記真空ポンプ５８の１次側の前記第１の排気管５６には不活性ガスを供給せず、前記真空ポンプ５８の２次側の前記第２の排気管５９に不活性ガスを供給しているので、前記真空ポンプ５８の排気能力が低下しない。 (2) The exhaust capacity of the vacuum pump 58 does not decrease.
If an inert gas is supplied to the first exhaust pipe 56 provided on the primary side of the vacuum pump 58, the exhaust capacity of the vacuum pump 58 is reduced, and the process chamber 36 cannot be quickly exhausted. Although the throughput is significantly reduced, an inert gas is not supplied to the first exhaust pipe 56 on the primary side of the vacuum pump 58 and the second exhaust pipe 59 on the secondary side of the vacuum pump 58 is not supplied. Since the inert gas is supplied, the exhaust capacity of the vacuum pump 58 does not decrease.

（３）不活性ガス資源の有効利用が図れる。
本実施例では、比較的圧力が高く、排気ガスへの熱伝導度が高い、前記真空ポンプ５８の２次側に高温のＮ2 をガス供給するので、比較的少量のＮ2 ガスを供給すれば足り、不活性ガス資源の有効利用が図れる。 (3) Effective use of inert gas resources can be achieved.
In this embodiment, since a high temperature N2 is supplied to the secondary side of the vacuum pump 58, which has a relatively high pressure and a high thermal conductivity to the exhaust gas, it is sufficient to supply a relatively small amount of N2 gas. Effective use of inert gas resources can be achieved.

又、本実施例では、レシピ実行時に大流量のＮ2 ガスを供給し、アイドル、スタンバイモード時等のレシピを実行していない場合にも少量のＮ2 ガスを供給し続けることで、酸素成分を含有したガスを用いて処理を行った後、前記第２の排気管５９内に酸素成分が残留し、該第２の排気管５９が酸化されるのを防止できると共に、必要以上のＮ2 ガスを必要とせず、不活性ガス資源の有効利用を図ることができる。   In this embodiment, a large amount of N2 gas is supplied at the time of executing the recipe, and a small amount of N2 gas is continuously supplied even when the recipe is not executed at the time of idling or standby mode. After the treatment using the gas, the oxygen component remains in the second exhaust pipe 59, and the second exhaust pipe 59 can be prevented from being oxidized, and more than necessary N2 gas is required. Instead, it is possible to effectively use the inert gas resource.

図２は、上記効果を実現する為の前記加熱ガス供給ユニット７９の具体的な構成図を示している。   FIG. 2 shows a specific configuration diagram of the heating gas supply unit 79 for realizing the above effect.

該加熱ガス供給ユニット７９は、熱排気口８２を設けたハウジング８３を備えている。該ハウジング８３には、前記処理装置２１の電源となるＡＣ電源に接続されるＡＣ電源端子８４、Ｎ2 ガスが供給されるＮ2 ガス供給口８５、Ｎ2 ガスが排出されるＮ2 ガス排出口８６が設けられている。   The heated gas supply unit 79 includes a housing 83 provided with a thermal exhaust port 82. The housing 83 is provided with an AC power terminal 84 connected to an AC power source serving as a power source for the processing apparatus 21, an N2 gas supply port 85 for supplying N2 gas, and an N2 gas discharge port 86 for discharging N2 gas. It has been.

又、前記ハウジング８３内には、前記Ｎ2 ガス供給口８５と前記Ｎ2 ガス排出口８６とを結ぶＮ2 ガスライン８７が設けられる。該Ｎ2 ガスライン８７には、前記Ｎ2 ガス供給口８５から前記Ｎ2 ガス排出口８６に向って順次、手動バルブ８８、圧力を調整するレギュレータ８９、流量を調整する流量調整器９１、及び熱交換器９２が設けられる。   An N2 gas line 87 connecting the N2 gas supply port 85 and the N2 gas discharge port 86 is provided in the housing 83. The N2 gas line 87 has a manual valve 88, a regulator 89 for adjusting the pressure, a flow regulator 91 for adjusting the flow rate, and a heat exchanger in order from the N2 gas supply port 85 to the N2 gas discharge port 86. 92 is provided.

該熱交換器９２は、Ｎ2 加熱用のランプ９３から受ける熱によりＮ2 ガスを加熱する様になっている。該ランプ９３は電力調整器９６に接続され、該電力調整器９６は、リレー接点９７を介して前記ＡＣ電源端子８４と接続されている。前記ランプ９３は、温度センサ９４に基づく温度調節計９５からの出力値に応じた電力を、電力調整器９６から供給され、前記熱交換器９２を介してＮ2 ガスが設定温度となる様に制御される。   The heat exchanger 92 heats N2 gas by heat received from a lamp 93 for N2 heating. The lamp 93 is connected to a power regulator 96, and the power regulator 96 is connected to the AC power terminal 84 via a relay contact 97. The lamp 93 is supplied with electric power according to the output value from the temperature controller 95 based on the temperature sensor 94 from the electric power regulator 96, and is controlled so that the N2 gas reaches a set temperature via the heat exchanger 92. Is done.

又、前記流量調整器９１と前記リレー接点９７は、前記処理装置２１の前記コントローラ７４が有する作動ユニット９８と電気的に接続され、該作動ユニット９８からの信号により前記リレー接点９７のオン／オフが行われると共に、前記作動ユニット９８から送られる２パターンの信号により、前記流量調整器９１が所定の２パターンの開度となる様制御される。   The flow regulator 91 and the relay contact 97 are electrically connected to an operation unit 98 included in the controller 74 of the processing device 21, and the relay contact 97 is turned on / off by a signal from the operation unit 98. And the flow rate adjuster 91 is controlled so as to have predetermined two patterns of opening by two patterns of signals sent from the operation unit 98.

前記作動ユニット９８からの信号により、前記リレー接点９７が閉じると、前記電力調整器９６に電流が流れ、前記ランプ９３が点灯して前記熱交換器９２が作動する。これにより、該熱交換器９２内を流れるＮ2 ガスが所定温度（約１５０〜１６０℃）に加熱される。   When the relay contact 97 is closed by a signal from the operation unit 98, a current flows through the power regulator 96, the lamp 93 is turned on, and the heat exchanger 92 is operated. As a result, the N2 gas flowing in the heat exchanger 92 is heated to a predetermined temperature (about 150 to 160 [deg.] C.).

又、前記作動ユニット９８から２パターンの信号のいずれか一方が送られると、前記流量調整器９１は、例えば全開となり、前記Ｎ2 ガスライン８７にＮ2 ガスが流れ、大流量の高温のＮ2 ガスが前記Ｎ2 ガス排出口８６から排出される。前記作動ユニット９８から２パターンの信号のいずれか他方が送られると、前記流量調整器９１は、例えば僅かに開いた状態となり、前記Ｎ2 ガスライン８７にＮ2 ガスが流れ、小流量の高温のＮ2 ガスが前記Ｎ2 ガス排出口８６から排出される。   When one of the two patterns of signals is sent from the operation unit 98, the flow rate adjuster 91 is fully opened, for example, N2 gas flows into the N2 gas line 87, and a high flow rate of high-temperature N2 gas is generated. The gas is discharged from the N2 gas outlet 86. When one of the two patterns of signals is sent from the operation unit 98, the flow rate adjuster 91 is, for example, slightly opened, N2 gas flows through the N2 gas line 87, and a small flow rate of high-temperature N2 Gas is discharged from the N2 gas outlet 86.

上述した前記加熱ガス供給ユニット７９は、前記作動ユニット９８により作動が制御される。該作動ユニット９８は、例えば２４Ｖの直流電源９９と、前記リレー接点９７の制御信号及び前記流量調整器９１の制御信号とを送信可能な信号送信手段１００とを備える。   The operation of the heating gas supply unit 79 described above is controlled by the operation unit 98. The operation unit 98 includes, for example, a 24V DC power source 99 and a signal transmission unit 100 capable of transmitting a control signal of the relay contact 97 and a control signal of the flow rate regulator 91.

前記処理装置２１側では、前記コントローラ７４により予め組込まれた各種プロセスレシピにより順を追って前記処理装置２１を動作させる様になっている。各プロセスレシピ毎に、前記作動ユニット９８より前記流量調整器９１に対して２パターンの制御信号のいずれか一方を出力するソフトを組む様にする。これにより、反応性ガスを流すレシピを実行する場合、前記作動ユニット９８より前記流量調整器９１が全開となる様制御信号が出力され、該流量調整器９１の開度が全開となり、前記加熱ガス供給ユニット７９より高温のＮ2 ガスを大量に流す様にする。又、反応性ガスを流すレシピを実行していない場合、前記作動ユニット９８より前記流量調整器９１が僅かに開放される様制御信号が出力され、該流量調整器９１の開度を僅かに開とし、前記加熱ガス供給ユニット７９より流す高温のＮ2 ガスの量を低減させる様にする。   On the processing device 21 side, the processing device 21 is operated in order according to various process recipes incorporated in advance by the controller 74. For each process recipe, software that outputs one of two patterns of control signals from the operation unit 98 to the flow rate adjuster 91 is assembled. Thereby, when executing the recipe which flows reactive gas, the control signal is output from the said operation unit 98 so that the said flow regulator 91 will be fully opened, the opening degree of this flow regulator 91 will be fully opened, and the said heating gas A large amount of hot N2 gas is supplied from the supply unit 79. Further, when the recipe for flowing the reactive gas is not executed, a control signal is output from the operation unit 98 so that the flow regulator 91 is slightly opened, and the opening degree of the flow regulator 91 is slightly opened. The amount of hot N2 gas flowing from the heated gas supply unit 79 is reduced.

ここで、反応性ガスを流すレシピとは、例えば、ウェーハチャージ、ボートアップ、成膜、ボートダウン、ウェーハディスチャージ迄の一連の作業を行うレシピをいい、この一連の作業の期間がレシピの実行中となる。このレシピの実行中は、継続して高温のＮ2 ガスを大量に流す様にする。その理由は、前記加熱ガス供給ユニット７９の前記ランプ９３をオンにしてから、Ｎ2 ガスの温度が目標の温度（約１５０〜１６０℃）に安定する迄時間が掛り（３０〜４０分）、その時間を確保する為である。   Here, the recipe for flowing a reactive gas refers to a recipe for performing a series of operations from wafer charge, boat up, film formation, boat down, and wafer discharge, for example. It becomes. During execution of this recipe, a large amount of hot N2 gas is continuously flowed. The reason is that after the lamp 93 of the heated gas supply unit 79 is turned on, it takes time (30 to 40 minutes) until the temperature of the N2 gas is stabilized at the target temperature (about 150 to 160 ° C.). This is to secure time.

上述した様に、本実施例に於ける前記加熱ガス供給ユニット７９は、前記処理装置２１内から前述したソフトにより信号が出力された際に、前記ランプ９３を点灯させる。又、高温のＮ2 ガスを必要とするプロセスレシピを実行する際には、前記流量調整器９１を全開とすることで高温且つ大量のＮ2 ガスを流す様にし、アイドル、スタンバイモード時等レシピを実行していない際には、前記流量調整器９１を僅かに開とし、流すＮ2 ガスの流量を低減させている。更に、Ｎ2 ガス流量の低減に伴い、Ｎ2 ガスを加熱する前記ランプ９３に供給される電力も低減される。   As described above, the heating gas supply unit 79 in this embodiment turns on the lamp 93 when a signal is output from the processing apparatus 21 by the software described above. When a process recipe that requires high-temperature N2 gas is executed, the flow controller 91 is fully opened so that a large amount of high-temperature N2 gas flows, and the recipe is executed in idle and standby modes. If not, the flow rate regulator 91 is slightly opened to reduce the flow rate of the N2 gas to flow. Further, as the N2 gas flow rate is reduced, the power supplied to the lamp 93 for heating the N2 gas is also reduced.

従って、ＡＣ電源供給時点で、直ちに前記ランプ９３が点灯し、エアバルブが全開となり、電源投入時には常時高温のＮ2 ガスが供給される従来の加熱ガス供給ユニットと比べて、Ｎ2 ガスの低減による省資源化、Ｎ2 ガス低減に伴う前記ランプ９３に供給される電力の省電力化を図ることができる。   Therefore, when the AC power is supplied, the lamp 93 is immediately turned on, the air valve is fully opened, and resource saving is achieved by reducing N2 gas as compared with the conventional heating gas supply unit in which high-temperature N2 gas is always supplied when the power is turned on. As a result, the power supplied to the lamp 93 can be saved as the N2 gas is reduced.

又、前記第２の排気管５９には、前記加熱ガス供給ユニット７９より常時高熱のＮ2 ガスが供給されているので、前記第２の排気管５９内の酸素成分を積極的に排気することができ、該第２の排気管５９内に残留した酸素成分により該第２の排気管５９が酸化されるのを防止することができる。   Further, since the N2 gas, which is always hotter than the heated gas supply unit 79, is supplied to the second exhaust pipe 59, the oxygen component in the second exhaust pipe 59 can be positively exhausted. In addition, the second exhaust pipe 59 can be prevented from being oxidized by the oxygen component remaining in the second exhaust pipe 59.

尚、上述した実施例では、前記加熱ガス供給ユニット７９は、前記真空ポンプ５８の近傍の前記第２の排気管５９に接続し、加熱された不活性ガス、例えばＮ2 ガスを前記真空ポンプ５８の近傍の１箇所より、前記第２の排気管５９内に供給する様になっている。然し乍ら、本発明はこれに限定されない。該第２の排気管５９内の複数箇所から高温の不活性ガスを供給する様にしてもよい。これによれば、１箇所から供給する場合の様に、前記第２の排気管５９の配管長が長くなった場合でも、該第２の排気管５９の全長に亘って該第２の排気管５９内を有効に加熱することができる。従って、加熱ガス供給箇所より離れるに従って、配管内部の温度が低下するということがなくなり、反応副生成物が固相に堆積し、配管内部に析出するのを防止することができる。特に、この様に複数箇所から高温の不活性ガスを供給する様な場合に於いては、Ｎ2 ガス流量及び前記ランプ９３の消費電力が増加するので、上述した前記加熱ガス供給ユニット７９を用いることにより、Ｎ2 ガスの消費量及び電力消費の抑制の利点は大きい。   In the above-described embodiment, the heating gas supply unit 79 is connected to the second exhaust pipe 59 in the vicinity of the vacuum pump 58, and heated inert gas, for example, N2 gas is supplied to the vacuum pump 58. The gas is supplied into the second exhaust pipe 59 from one location in the vicinity. However, the present invention is not limited to this. High temperature inert gas may be supplied from a plurality of locations in the second exhaust pipe 59. According to this, even when the piping length of the second exhaust pipe 59 becomes longer as in the case of supplying from one place, the second exhaust pipe 59 extends over the entire length of the second exhaust pipe 59. 59 can be heated effectively. Accordingly, the temperature inside the pipe does not decrease as the distance from the heated gas supply portion is reduced, and it is possible to prevent the reaction by-product from being deposited in the solid phase and deposited inside the pipe. In particular, in such a case where a high temperature inert gas is supplied from a plurality of locations, the N2 gas flow rate and the power consumption of the lamp 93 increase, so the heating gas supply unit 79 described above is used. Therefore, the advantage of suppressing the consumption of N2 gas and the power consumption is great.

（付記）
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。 (Appendix)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.

本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記不活性ガス供給手段は、前記制御装置により反応性ガスを供給するレシピを実行しない場合の不活性ガスの供給量を、レシピを実行する場合の不活性ガスの供給量よりも少ない量とする様制御されることを特徴とする基板処理装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, a processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, and a first exhaust for exhausting the processing chamber. A pipe, an exhaust means for exhausting the processing chamber via the first exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting a gas exhausted from the exhaust means, and a high temperature in the second exhaust pipe. A substrate processing apparatus having an inert gas supply means for supplying an inert gas and a control apparatus, wherein the inert gas supply means does not execute a recipe for supplying a reactive gas by the control apparatus. There is provided a substrate processing apparatus characterized in that the supply amount of the inert gas is controlled to be smaller than the supply amount of the inert gas when the recipe is executed.

又、本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記制御装置は、前記処理室に基板がある状態では反応性ガスを供給するレシピを実行し基板を処理すると共に、前記不活性ガス供給手段は前記第２の排気管に不活性ガスを供給する第１の工程と、前記処理室に基板がない状態では、前記レシピを実行せずに、前記不活性ガス供給手段は、前記第２の排気管に前記第１の工程の際に供給する不活性ガスの供給量より少ない量の不活性ガスを供給する第２の工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, a processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, and a first for exhausting the processing chamber. An exhaust pipe, an exhaust means for exhausting the processing chamber via the first exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting a gas exhausted from the exhaust means, and the second exhaust pipe A substrate processing apparatus having an inert gas supply means for supplying a high-temperature inert gas to the substrate and a control device, wherein the control device prepares a recipe for supplying a reactive gas when the substrate is in the processing chamber. In the first step of supplying the inert gas to the second exhaust pipe and the substrate without the substrate in the processing chamber, the recipe is not executed while the substrate is processed and processed. Further, the inert gas supply means is connected to the second exhaust pipe in the first step. The method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that it comprises a second step of supplying a lower amount of the inert gas supply amount of the inert gas is provided to supply the.

又、本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記制御装置は、前記処理室に基板がある状態では反応性ガスを供給するレシピを実行し基板を処理すると共に、前記不活性ガス供給手段は前記第２の排気管に不活性ガスを供給する第１の工程と、前記処理室に基板がない状態では、前記レシピを実行せずに、前記不活性ガス供給手段は、前記第２の排気管に前記第１の工程の際に供給する不活性ガスの供給量より少ない量の不活性ガスを供給する第２の工程とを有することを特徴とする基板処理方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, a processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, and a first for exhausting the processing chamber. An exhaust pipe, an exhaust means for exhausting the processing chamber via the first exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting a gas exhausted from the exhaust means, and the second exhaust pipe A substrate processing apparatus having an inert gas supply means for supplying a high-temperature inert gas to the substrate and a control device, wherein the control device prepares a recipe for supplying a reactive gas when the substrate is in the processing chamber. In the first step of supplying the inert gas to the second exhaust pipe and the substrate without the substrate in the processing chamber, the recipe is not executed while the substrate is processed and processed. Further, the inert gas supply means is connected to the second exhaust pipe in the first step. The substrate processing method characterized in that it comprises a second step of supplying a small amount of inert gas than the supply amount of the inert gas is provided to supply the.

更に、本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記不活性ガス供給手段は、前記制御手段により反応性ガスを供給するレシピを実行しない場合の不活性ガスの供給量を、レシピを実行する場合の不活性ガスの供給量よりも少ない量とする様制御されることを特徴とする半導体製造装置が提供される。   Furthermore, according to one aspect of the present invention, a processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, and a first for exhausting the processing chamber. An exhaust pipe, an exhaust means for exhausting the processing chamber via the first exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting a gas exhausted from the exhaust means, and the second exhaust pipe A substrate processing apparatus having an inert gas supply means for supplying a high-temperature inert gas to the substrate and a control device, wherein the inert gas supply means does not execute a recipe for supplying a reactive gas by the control means There is provided a semiconductor manufacturing apparatus characterized in that the supply amount of the inert gas in this case is controlled to be smaller than the supply amount of the inert gas when the recipe is executed.

２１ 処理装置
２３ ウェーハ
３４ 処理炉
３６ 処理室
４４ 第１のガス供給管
４５ 第２のガス供給管
５４ ガス供給部
５５ 排気ポート
５６ 第１の排気管
５８ 真空ポンプ
５９ 第２の排気管
６１ 除害装置
７４ コントローラ
７９ 加熱ガス供給ユニット
８１ 加熱ガス供給管
９８ 作動ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Processing apparatus 23 Wafer 34 Processing furnace 36 Processing chamber 44 1st gas supply pipe 45 2nd gas supply pipe 54 Gas supply part 55 Exhaust port 56 1st exhaust pipe 58 Vacuum pump 59 2nd exhaust pipe 61 Detoxification Device 74 Controller 79 Heating gas supply unit 81 Heating gas supply pipe 98 Operating unit

Claims (3)

基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記不活性ガス供給手段は、前記制御装置により反応性ガスを供給するレシピを実行しない場合の不活性ガスの供給量を、レシピを実行する場合の不活性ガスの供給量よりも少ない量とする様制御されることを特徴とする基板処理装置。   A processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, a first exhaust pipe for exhausting the processing chamber, and the first exhaust pipe An exhaust means for exhausting the processing chamber via the second exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting the gas exhausted from the exhaust means, and an inert gas for supplying a high-temperature inert gas to the second exhaust pipe A substrate processing apparatus having a gas supply means and a control device, wherein the inert gas supply means sets the amount of inert gas supplied when the recipe for supplying reactive gas by the control device is not executed. The substrate processing apparatus is controlled so as to have an amount smaller than a supply amount of the inert gas when performing the above. 基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記制御装置は、前記処理室に基板がある状態では反応性ガスを供給するレシピを実行し基板を処理すると共に、前記不活性ガス供給手段は前記第２の排気管に不活性ガスを供給する第１の工程と、前記処理室に基板がない状態では、前記レシピを実行せずに、前記不活性ガス供給手段は、前記第２の排気管に前記第１の工程の際に供給する不活性ガスの供給量より少ない量の不活性ガスを供給する第２の工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。   A processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, a first exhaust pipe for exhausting the processing chamber, and the first exhaust pipe An exhaust means for exhausting the processing chamber via the second exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting the gas exhausted from the exhaust means, and an inert gas for supplying a high-temperature inert gas to the second exhaust pipe A substrate processing apparatus having a gas supply means and a control device, wherein the control device executes a recipe for supplying a reactive gas in a state where a substrate is present in the processing chamber to process the substrate, and the inertness In the first step of supplying an inert gas to the second exhaust pipe and in the state where there is no substrate in the processing chamber, the gas supply means does not execute the recipe, and the inert gas supply means Supply of inert gas supplied to the second exhaust pipe during the first step The method of manufacturing a semiconductor device characterized by a second step of supplying a smaller amount of inert gas. 基板を処理する処理室と、該処理室に反応性ガスを交互に供給する複数の反応性ガス供給手段と、前記処理室を排気する為の第１の排気管と、該第１の排気管を介して前記処理室を排気する排気手段と、該排気手段から排気されるガスを排気する為の第２の排気管と、該第２の排気管に高温の不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、制御装置とを有する基板処理装置であって、前記制御装置は、前記処理室に基板がある状態では反応性ガスを供給するレシピを実行し基板を処理すると共に、前記不活性ガス供給手段は前記第２の排気管に不活性ガスを供給する第１の工程と、前記処理室に基板がない状態では、前記レシピを実行せずに、前記不活性ガス供給手段は、前記第２の排気管に前記第１の工程の際に供給する不活性ガスの供給量より少ない量の不活性ガスを供給する第２の工程とを有することを特徴とする基板処理方法。   A processing chamber for processing a substrate, a plurality of reactive gas supply means for alternately supplying a reactive gas to the processing chamber, a first exhaust pipe for exhausting the processing chamber, and the first exhaust pipe An exhaust means for exhausting the processing chamber via the second exhaust pipe, a second exhaust pipe for exhausting the gas exhausted from the exhaust means, and an inert gas for supplying a high-temperature inert gas to the second exhaust pipe A substrate processing apparatus having a gas supply means and a control device, wherein the control device executes a recipe for supplying a reactive gas in a state where a substrate is present in the processing chamber to process the substrate, and the inertness In the first step of supplying an inert gas to the second exhaust pipe and in the state where there is no substrate in the processing chamber, the gas supply means does not execute the recipe, and the inert gas supply means Supply of inert gas supplied to the second exhaust pipe during the first step The substrate processing method characterized in that it comprises a second step of supplying a smaller amount of inert gas.

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