WO2005004219A1 - 減圧処理装置及び減圧処理方法並びに圧力調整バルブ - Google Patents

減圧処理装置及び減圧処理方法並びに圧力調整バルブ Download PDF

Info

Publication number
WO2005004219A1
WO2005004219A1 PCT/JP2004/009440 JP2004009440W WO2005004219A1 WO 2005004219 A1 WO2005004219 A1 WO 2005004219A1 JP 2004009440 W JP2004009440 W JP 2004009440W WO 2005004219 A1 WO2005004219 A1 WO 2005004219A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
purge gas
gas supply
valve seat
reaction vessel
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/009440
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroyuki Matsuura
Original Assignee
Tokyo Electron Limited
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 Tokyo Electron Limited filed Critical Tokyo Electron Limited
Priority to KR1020057008327A priority Critical patent/KR101108379B1/ko
Priority to US10/563,208 priority patent/US8051870B2/en
Publication of WO2005004219A1 publication Critical patent/WO2005004219A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K25/00—Details relating to contact between valve members and seats
    • F16K25/02—Arrangements using fluid issuing from valve members or seats
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4408—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber by purging residual gases from the reaction chamber or gas lines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K51/00—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus
    • F16K51/02—Other details not peculiar to particular types of valves or cut-off apparatus specially adapted for high-vacuum installations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y10T137/0402—Cleaning, repairing, or assembling
    • Y10T137/0419—Fluid cleaning or flushing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/4238—With cleaner, lubrication added to fluid or liquid sealing at valve interface
    • Y10T137/4245—Cleaning or steam sterilizing
    • Y10T137/4259—With separate material addition

Definitions

  • Decompression processing apparatus decompression processing method, and pressure regulating valve
  • the present invention relates to a decompression processing apparatus and method for performing a process under reduced pressure on a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer) and a pressure adjustment valve.
  • a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a wafer) and a pressure adjustment valve.
  • a processing gas is supplied into a reaction vessel to perform processing on a substrate under reduced pressure.
  • a thin film is formed on a substrate by a reaction of a film forming gas.
  • CVD chemical vapor d mark osition
  • a trap is provided in the exhaust pipe to collect these products upstream of the valve.
  • certain types of reaction products and reaction by-products can be prevented from adhering to them by heating the gate valve and the exhaust pipe.
  • a silicon oxide film (SiO 2) is formed using TEOS (tetraethyl orthosilicate: Si ( ⁇ C H)).
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • SiN silicon nitride
  • a silicon oxide film is formed using TEOS in a low-pressure CVD apparatus, and then dichlorosilane (SiH C1) gas is used in the same low-pressure CVD apparatus.
  • the process pressure of the silicon nitride film is a low pressure of 133 Pa (lTorr) or less, if a trap is provided in the exhaust path, the pressure cannot be reduced to the target process pressure in the reaction vessel. I can't do that.
  • a trap is set up while In this case, unreacted TEOS decomposition products, which are discharged from the reaction vessel when the silicon oxide film is formed, tend to adhere to the valve in the exhaust passage. If this valve is a gate vanoleb with a pressure adjustment function, when the opening of the valve is small, a pressure rise inevitably occurs between the valve body and the valve seat. Decomposition products are likely to adhere and solidify.
  • FIG. 6 is a diagram showing a state in which solid matter derived from TEOS has adhered to the vicinity of the o-ring 90 in the valve 9 and the vicinity of the valve seat 92 on which the valve element 91 is seated. If such solid matter adheres to the valve 9, the valve element 91 cannot contact the valve seat 92 airtightly when the valve 9 is closed. If this happens, it will be difficult to perform a leak check of the reaction vessel before the process, for example. For this reason, maintenance (particularly, tallying) of the valve 9 must be performed frequently, and there is a problem that the burden on the operator is large.
  • JP11-195649A discloses that immediately before closing an on-off valve installed in a source gas flow path, a purge gas such as Ar gas flows into the valve from a branch path orthogonal to the source gas flow path, and a valve seat and It is described that solid matter attached to a valve body is blown off. According to this, it is possible to prevent leakage and damage to the valve seat that may occur when the valve is closed in a state where the solid matter is sandwiched between the valve seat and the valve body.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to prevent a leak from a valve provided in an exhaust passage when the valve is closed, and to reduce a burden of maintenance work. It is an object of the present invention to provide a decompression device, a decompression method, and a pressure regulating valve.
  • the present invention includes an exhaust passage connected to the reaction vessel, and a gate vanoleb provided in the exhaust passage and closing the exhaust passage air-tightly by pressing a valve body against a valve seat. Process gas while maintaining the inside of the reaction vessel in a reduced pressure atmosphere.
  • a reduced-pressure processing apparatus for supplying a predetermined process to a substrate in a reaction vessel and supplying the purge gas to the reaction vessel, at least one purge gas supply port opening in a gap between the valve body and a valve seat; And a purge gas supply path for supplying a purge gas to a port.
  • reaction product as used herein means that the same product and reaction by-product as the reaction product formed on the substrate are included and shifted.
  • the decompression processing device is provided in the purge gas supply path, and opens and closes the purge gas valve for supplying and stopping the purge gas when the process gas is supplied into the reaction vessel. It is preferable to provide a configuration including a control unit that controls the supply of the purge gas. In this way, since the purge gas is blown while the processing gas is flowing, the adhesion of the reaction product in the vicinity of the gap can be reliably prevented.
  • the valve seat has a ring shape, and a plurality of purge gas supply ports are provided along the circumferential direction as the at least one purge gas supply port.
  • the present invention provides a method for producing a reaction with a small valve opening when the gate valve adjusts the pressure in the reaction vessel by adjusting a gap between the valve body and the valve seat. This is extremely effective in preventing the reaction product from adhering under conditions where the substance easily adheres.
  • the processing gas power used in the decompression process is such that even if the inside of the exhaust passage is heated, the reaction products of the processing gas are unavoidable to adhere to the inner wall.For example, the processing gas vaporizes an organic source. In this case, the present invention is particularly effective.
  • the gate valve that constitutes the decompression processing apparatus is useful alone as a pressure regulating valve.
  • the present invention further provides a decompression system comprising: an exhaust passage connected to the reaction vessel; and a gate valve provided in the exhaust passage and closing the exhaust passage air-tightly by pressing a valve body against a valve seat.
  • a method for performing decompression treatment using a treatment device reduces the pressure through the exhaust path.
  • the step of supplying the purge gas to the gap includes supplying the purge gas from the first purge gas supply port along the surface of the valve body that comes into contact with the valve seat, and supplying the purge gas from the second purge gas supply port. This is the step of supplying purge gas along the surface of the valve seat that comes into contact with the valve element.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing a configuration of a low pressure CVD apparatus according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the gate vanoleb according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a closed state of the gate valve shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a gate valve according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view showing details of a main part of a gate valve according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state in which a reaction product has adhered to a conventional gate valve.
  • FIG. 1 denotes a reaction tube having a double tube structure composed of an inner tube la and an outer tube lb made of quartz.Below the reaction tube 1 is a metal-made, for example, stainless steel cylinder. A hold 11 is provided.
  • the inner tube la has an open upper end and a lower end supported by a support member provided on the inner peripheral surface of the manifold 11.
  • the outer tube lb has an upper end closed and a lower end hermetically joined to the upper end of the manifold 11.
  • the reaction vessel is formed by the reaction tube 1 and the manifold 11. It is configured.
  • FIG. 1 shows a state where a film formation process is being performed on the wafer W loaded into the reaction tube 1, ie, the substrate to be processed.
  • a quartz wafer boat 12 that is, a substrate holder, in a shelf-like manner at an interval vertically above and below each other in a horizontal state.
  • the wafer boat 12 is held above the lid 13, and a quartz thermal insulation unit 14 is installed between the wafer boat 12 and the lid 13.
  • the heat retaining unit 14 has a heat insulating structure composed of a plurality of quartz fins.
  • a rotating shaft 15 penetrates the center of the heat retaining unit 14, and the rotating shaft 15 is rotated by a driving unit 17 provided in a boat elevator 16, thereby rotating the wafer boat 12.
  • the lid 13 is mounted on a boat elevator 16 for loading and unloading the wafer boat 12 into and from the reaction tube 1, and closes a lower end opening of the manifold 11 when the lid 13 is at the upper limit position.
  • a heater 2 which is a resistance heating element, surrounding the reaction tube 1, that is, a heating means is provided.
  • a furnace body (not shown) is provided.
  • a 14th film-forming gas supply tube 20-24 for supplying a film-forming gas, that is, a processing gas, into the inner tube la is provided.
  • the first deposition gas supply pipe 20 is for supplying TEOS, and has a vaporizer 20a for vaporizing TEOS as a liquid source.
  • the second film-forming gas supply pipe 21 is for supplying oxygen (0) gas.
  • the third film-forming gas supply pipe 22 and the fourth film-forming gas supply pipe 23 are for supplying dichlorosilane (SiH C1) gas and ammonia (NH 2) gas, respectively.
  • the supply pipes 20 to 23 are connected to respective gas supply sources (not shown).
  • Symbols V0-V3 indicate valves for supplying and stopping gas supply, and symbols 23-26 indicate a mass flow controller for adjusting the gas flow rate.
  • the manifold 11 is connected to a metal, for example, stainless steel exhaust pipe 3 forming an exhaust path for exhausting the atmosphere in the reaction vessel from between the inner pipe la and the outer pipe lb.
  • the exhaust pipe 3 is connected to a vacuum pump 31 as a vacuum exhaust means.
  • the exhaust pipe 3 is provided with a heater 32 as a heating means for heating the exhaust pipe 3.
  • heater 32 comprises a tape heater wound on exhaust pipe 3.
  • the exhaust pipe 3 is provided with a gate valve 4 having a pressure adjustment function, and can open and close the gate vanoleb 4. Thereby, the inside of the outer tube lb and the vacuum pump 31 can be connected and disconnected. Further, the pressure in the reaction vessel can be controlled by adjusting the opening of the gate vanoleb 4.
  • Reference numeral 100 denotes a control unit that controls the entire low-pressure CVD apparatus.
  • the control unit 100 can also control the introduction of a purge gas, which will be described later, by controlling the opening and closing of the valve (purge gas valve) 60.
  • the gate valve 4 mainly includes a substantially cylindrical main body (valve casing) 40 and a substantially cylindrical valve body 41 housed in the main body 40.
  • a substantially cylindrical main body (valve casing) 40 By moving the valve body 41 in the axial direction (vertical direction in the figure) with respect to the main body 40, the flow of gas flowing into the gate vanoleb 4 from the reaction vessel side is controlled, thereby adjusting the pressure in the reaction vessel. can do.
  • a hollow cylindrical cover body 4a is mounted on the main body 40, and a gas cylinder 4b is housed inside the cover body 4a.
  • a shaft 4d is provided at a lower portion of the gas cylinder 4b. An upper portion of the shaft 4d is inserted into the gas cylinder 4b, and a lower portion of the shaft 4d is fixed to the valve body 41 inside the valve body 41. By operating the gas cylinder 4b, the shaft 4d moves up and down, and a force can be applied to move the valve element 41 upward and downward.
  • a gas port 4c for injecting nitrogen gas as a purge gas from the outside of the gate valve 4 is provided below the gate vanoleb 4. Nitrogen gas, which is an inert gas injected from the gas port 4c, is supplied into the valve body 41.
  • FIG. 2 shows a state in which the valve element 41 is raised, that is, a state in which the gate valve 4 is open
  • FIG. 3 shows a state in which the valve element 41 is lowered and the gate valve 4 is closed.
  • FIG. 2 and FIG. 3 show partial cross-sectional views of the gate valve 4 according to the first embodiment.
  • a valve seat 42 is formed in the main body 40 so as to be in contact with the lower surface of the peripheral portion of the valve body 41.
  • the main body 40 is provided with a gas supply passage 43a for supplying a purge gas, for example, a nitrogen gas.
  • the main body 40 is provided with an annular member having a vertical wall 44 rising from the peripheral portion of the valve seat 42 so as to surround the valve body 41, and an annular ventilation chamber 45a is provided inside the annular member. I have.
  • the gas supply path 43c is connected to the ventilation chamber 45a.
  • a plurality of injection ports 46 that is, first purge gas supply ports, are formed in the wall 44 along the entire circumference at intervals in the circumferential direction. That is, the plurality of injection ports 46 are opened toward the gap between the valve seat 42 and the valve body 41, so that the purge gas always spreads over the surface of the valve seat 42 while the purge gas is being injected. It has become.
  • an inflow-side exhaust passage 47 into which the exhaust gas discharged from the reaction vessel flows into is formed in a lower portion of the main body 40.
  • an exhaust port 48 for discharging exhaust gas flowing from an inflow-side exhaust passage 47 below the gate valve 4 is provided in a rightward direction in the figure. It is open. As a result, the exhaust gas flows into the gate valve 4 from the inflow-side exhaust passage 47 on the lower side in the figure, and flows out from the exhaust port 48 rightward.
  • a gas introduction path 49 for supplying a purge gas to the gas supply path 43a is provided upstream of the gas supply path 43a.
  • a first purge gas supply path is configured by the gas introduction path 49, the gas supply path 43a, and the air chamber 45a.
  • An annular concave portion 54 is formed in the valve seat 42, and an O-ring 53 having a circular cross section is accommodated in the concave portion 54 with its upper part exposed outside the concave portion 54.
  • the O-ring 53 seals between the main body 40 and the valve element 41 by being in close contact with the lower surface of the peripheral portion of the valve element 41.
  • the purge gas injected from the injection port 46 surely reaches the portion of the O-ring 53 exposed outside the concave portion 54.
  • the valve body 41 has a valve cover 51 at a lower portion thereof, and the valve cover 51 is formed with a flange 50 having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the main body 40.
  • a bellows 52 is mounted on the valve cover 51 so that the valve cover 51 can move up and down.
  • a shaft 4d is attached to the upper center of the valve cover 51, and when the air cylinder 4b operates, the shaft 4d moves in the vertical direction, whereby the valve cover 51 also moves up and down.
  • the bellows 52 provided above expands and contracts. Further, since the end of the bellows 52 is in close contact with the valve lid 51 without any gap, the exhaust gas flowing into the gate vane lobe 4 does not flow into the bellows 52.
  • the valve cover 51 is provided with a gas supply path 43b separately from the gas supply path 43a of the main body 40 described above.
  • the distal end of the gas supply passage 43b is connected to an annular ventilation chamber provided inside the valve lid 51.
  • the valve lid 51 is provided with a plurality of injection ports 56, that is, a second purge gas supply locator, at intervals around the entire circumference of the valve lid 51, whereby the purge gas injected from the injection ports 56 is provided.
  • a gas introduction path 57 for supplying a purge gas to the gas supply path 43b is provided spirally inside the inflow-side exhaust path 47. Since the gas introduction path 57 has a spiral shape, the gas introduction path 57 can expand and contract in the vertical direction according to the vertical movement of the valve element 41.
  • the gas introduction path 57 is connected to the gas port 4c, and nitrogen flows into the gas introduction path 57 from the gas port 4c.
  • a second purge gas supply path is constituted by the gas introduction path 57, the gas supply path 43b, and the ventilation chamber 45b.
  • the gas introduction path 49 is provided with a valve 60.
  • the valve 60 is opened by the control unit 100, and the gate vane-valve is opened. Nitrogen gas, which is a purge gas, is introduced into 4.
  • a predetermined number of wafers are held on the wafer boat 12 in a shelf shape. Then, by raising the boat elevator 17, the wafer boat 12 on which the wafer is placed is carried into the reaction vessel formed by the reaction tube 1 and the manifold 11, and the lower end of the manifold 11 is The opening (furnace opening) is closed by the lid 13. Next, the gate valve 4 is opened, and the inside of the reaction vessel is evacuated by the vacuum pump 5. When the pressure inside the reaction vessel reaches a predetermined pressure, for example, about 0.1 Pa, the gate vanoleb 4 is closed, and a leak check is performed by confirming whether the pressure inside the reaction vessel has risen. At this time, if a pressure increase is confirmed, it means that the inside of the reaction vessel is not a closed space. If the film is formed in this state, the atmosphere is entrained in the reaction vessel during the film formation, and a desired thin film cannot be obtained.
  • a predetermined pressure for example, about 0.1 Pa
  • TEOS and oxygen are respectively supplied from the first film-forming gas supply pipe 20 and the second gas supply pipe 21.
  • Gas is supplied into the reaction vessel, and the reaction volume is adjusted by adjusting the opening of the gate valve 4. Adjust the chamber to, for example, lOOPa. Under such process conditions, TEOS and oxygen gas react to form a silicon oxide film on the wafer W.
  • the gate valve 4 When the inside of the reaction vessel is open or when a leak check is performed, the gate valve 4 is closed, that is, as shown in FIG. 3, the valve lid 51 is pressed against the valve seat 42 and the O-ring 53 is pressed. As a result, the gap between the two is hermetically sealed. At this time, the valve 60 is closed at this time, and no purge gas is supplied into the gate valve 4.
  • the gate valve 4 When performing the film forming process, the gate valve 4 is opened at a predetermined opening as shown in FIG. 2, and a purge gas (nitrogen gas in this example) is supplied into the gate valve 4. That is, the valve element 41 moves upward according to an instruction from the control unit 100, and the valve cover 51 is separated from the O-ring 53 provided on the valve seat 42 of the main body 40.
  • the gas discharged from the reaction vessel flows into the gate valve 4 from the inflow-side exhaust passage 47 located at the lower side in FIG.
  • the gap between the valve seat 42 and the valve cover 51 is narrow, for example, about 0.2 mm.
  • the vanoleb 60 is opened, the purge gas is supplied from the above-described injection port (first purge gas supply port) 46 along the surface of the valve seat 42 (the surface that comes into contact with the valve element 41), and the injection port is opened. (Second purge gas supply port)
  • the purge gas is injected from 56 along the surface of the valve body 41 that comes into contact with the valve seat 42. Since the outlet 48 on the outflow side is evacuated by the vacuum pump 31, the purge gas is injected at a high speed close to the sonic speed toward the gap between the valve cover 51 of the valve body 41 and the valve seat 42.
  • nitrogen gas is supplied into the reaction vessel from a gas supply pipe (not shown) to purge the reaction vessel, and the reaction vessel is cut off by the vacuum pump 31.
  • a nitride film is formed.
  • the inside of the reaction vessel is heated to 500 ° C-800 ° C by heater 2.
  • the second deposition gas supply pipe 22 and the third component gas are controlled by controlling the pressure in the reaction vessel to 133 Pa (lTorr or less) or less, for example, 66.5 Pa by the gate vanoleb 4.
  • Dichlorosilane and ammonia are respectively supplied into the reaction vessel from the film gas supply pipe 23 to form a silicon nitride film on the wafer W.
  • a reaction by-product ammonium chloride
  • ammonium chloride Since the inside of the exhaust pipe 3 is heated to a temperature equal to or higher than the sublimation temperature of the ammonium chloride by the heater 32, the salted ammonium is supplied to the exhaust pipe 3. Is exhausted without adhering. Also, during the process of forming the silicon nitride film, a purge gas is similarly supplied into the gate valve 4 to prevent reaction by-products from being attached to the contact surface between the valve lid 51 and the valve seat 42. .
  • N gas flowing through a gas supply pipe (not shown) is supplied into the reaction vessel to purge the reaction vessel, and then the boat elevator 17 is lowered.
  • the first gas flows along the contact surface of the valve seat 42 with the valve element 41.
  • the purge gas is blown out from the purge gas supply path 1 and the purge gas is blown out from the second purge gas supply path along the contact surface of the valve body 41 with the valve seat 42.
  • the gap between the valve element 41 and the valve seat 42 can be reliably sealed, and there is no possibility of leakage.
  • frequent maintenance especially cleaning
  • the burden of maintenance work can be reduced.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
  • the gas supply passage 57 on the valve body 41 side is provided inside the bellows 52 of the valve body 41.
  • FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
  • a gas introduction path 49 and a gas supply path 43a are formed in the main body 40.
  • An O-ring 53 is provided on the valve lid 51.
  • the valve seat 42 and the valve body 41 are each provided.
  • a purge gas supply path is provided.
  • the purge gas supply port is provided only in one of the valve seat 42 and the valve body 41. It is preferable that the opening is provided in such a manner that the purge gas can flow along the contact surface with the seat 42.
  • the application of the present invention is not limited to the reduced pressure film forming process, but can be applied to, for example, a case where etching is performed with an etching gas under reduced pressure.
  • the position at which the pressure adjusting valve according to the present invention is provided is not limited to the inside of the exhaust passage as in the illustrated gate vane lobe 4 but may be the inside of a gas supply passage for supplying gas to the reaction vessel.
  • the ring 53 for improving the sealing performance of the gate valve 4 is provided on the main body 40 in the first and second embodiments of the present invention, and on the valve element 41 in the third embodiment. Although it is provided in any one of the main body 40 and the valve body 41, it may be provided in any one of them.
  • the purge gas may be supplied in the entire time period during which the processing gas is supplied to the reaction vessel, may be supplied in a part of the time period, or may be supplied as the processing gas. You can supply it immediately after you stop supplying it.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)

Abstract

　本発明は、排気路に設けられたバルブを閉じたときにそこでリークが発生するおそれがなく、またメンテナンス作業の負担を軽減できる減圧処理装置を提供することを目的としている。反応管１に接続された排気管３には排気管を気密に閉じるゲートバルブ４が設けられている。ゲートバルブ内の弁座および弁体にそれぞれ周方向に沿って設けられている噴射口から、弁座と弁体の隙間にパージガスを噴射する。これにより、弁座と弁体の隙間に面した弁座および弁体表面に処理ガス由来の異物の付着が阻止されて、ゲートバルブのシール性が向上する。

Description

明 細 書
減圧処理装置及び減圧処理方法並びに圧力調整バルブ
技術分野
[0001] 本発明は、半導体ウェハ（以下ウェハという）などの基板に対して減圧下で処理を 行う減圧処理装置及び減圧処理方法、並びに圧力調整バルブに関する。
背景技術
[0002] 半導体製造プロセスの中には、反応容器内に処理ガスを供給して減圧下で基板に 対して処理を行うプロセスがあり、その一例として成膜ガスの反応により基板上に薄 膜を堆積させる減圧 CVD (chemical vapor d印 osition)がある。減圧 CVDプロセスの 実行中に、薄膜を生じさせる反応生成物、および反応副生成物が排気管内に取り込 まれて排気管に設けられているゲートバノレブ (メインバルブ）に付着すると、該バルブ の遮断時に該バルブでリークが生じる。これを防止するため、該バルブの上流側に おいてこれら生成物を捕集するために、排気管にはトラップが設けられる。ただし、あ る特定の種類の反応生成物および反応副生成物は、ゲートバルブや排気管を加熱 しておくことにより、それらへの付着を防止することも可能である。
[0003] TEOS (テトラェチルオルトシリケート： Si (〇C H ) )を用いてシリコン酸化膜（SiO
2 5 4 2 膜)を成膜する場合、たとえ排気路が加熱されていたとしても、反応容器から排出さ れた未反応の TEOSの分解生成物が排気路内に付着する。これを防止するため、ゲ 一トバノレブの上流側にトラップが設けられる。
[0004] CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)では、ゲート絶縁膜をなすシ リコン酸化膜の上に、保護膜としてシリコン窒化 (シリコンナイトライド： Si N )膜が積
X Y
層される。これら 2つの膜の成膜に際しては、まず減圧 CVD装置で TEOSを用いて シリコン酸化膜を成膜し、続けて同じ減圧 CVD装置にてジクロロシラン (SiH C1 )ガ
2 2 ス及びアンモニアガスを用いてシリコン窒化膜を成膜することが検討されている。
[0005] シリコン窒化膜のプロセス圧力は 133Pa (lTorr)以下の低い圧力であるため、排気 路にトラップが設けられていると反応容器内を目的とするプロセス圧力まで減圧でき なくなるため、トラップを設けることはできなレ、。し力 ながらトラップが設けられてレ、な いと、シリコン酸化膜の成膜時に反応容器力 排出される未反応の TEOSの分解生 成物が排気路内のバルブに付着しやすくなる。このバルブが圧力調整機能を持った ゲートバノレブである場合、バルブの開度が小さいときには弁体と弁座との間で圧力上 昇が不可避的に発生するため、弁体および弁座の表面に TEOSの分解生成物が付 着して固化しやすレ、。図 6は、バルブ 9内の〇リング 90の周辺および弁体 91が着座 する弁座 92周辺に、 TEOS由来の固形物が付着した様子を示す図である。バルブ 9 内にこのような固形物が付着すると、バルブ 9の閉止時に弁体 91が弁座 92に気密に 接触することができない。そうなると、プロセス前に行われる反応容器のリークチェック が不可能となる等の支障をきたす。このため、バルブ 9のメンテナンス（特にタリーニン グ)を頻繁に行わなければならなず、作業者の負担が大きいという問題がある。
[0006] JP11-195649Aは、原料ガス流路内に設置された開閉弁を閉じる直前に、前記 原料ガス流路と直交する分岐路から Arガスなどのパージガスを弁内に流入させ、弁 座と弁体との間に付着した固形物を吹き飛ばすことが記載されている。これによれば 、固形物が弁座と弁体との間に挟み込まれた状態で弁が閉じられることにより生じうる リークおよび弁座の傷の発生を防止することができる。
[0007] しかし、原料ガス流路に設けられたバルブに対して当該バルブが閉じる直前に分 岐路からパージガスを吹き付けたのでは、弁座と弁体との接触面の一部の領域にし か固形物を十分に除去することができる程度の勢いでパージガスが当たらないし、ま た、特に密着性が高い固形物が付着した場合には高い除去効果を得ることができな レ、。
発明の開示
[0008] 本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、排気路に設けられたバルブを閉じ たときの該バルブでのリークを防止することができ、またメンテナンス作業の負担を軽 減できる減圧処理装置及び減圧処理方法、並びに圧力調整バルブを提供すること を目的としている。
[0009] 本発明は、反応容器に接続された排気路と、この排気路に設けられ、弁体を弁座 に圧接することにより排気路を気密に閉じるゲートバノレブと、を備え、前記排気路を 介して減圧排気することにより反応容器内を減圧雰囲気に維持しながら処理ガスを 反応容器内に供給し、反応容器内の基板に対して所定の処理を行う減圧処理装置 において、前記弁体と弁座との間の隙間に開口する少なくとも 1つのパージガス供給 口と、前記パージガス供給口にパージガスを供給するパージガス供給路と、を備えた ことを特徴とする減圧処理装置を提供する。
[0010] この発明によれば、弁体と弁座との間の隙間にパージガスが吹き付けられるので、 この隙間に面した弁体および弁座の表面に処理ガスの反応生成物が付着することを 防止できる。ここでいう反応生成物とは、基板上に成膜される反応生成物と同じ生成 物及び反応副生成物のレ、ずれをも含む意味である。
[0011] 減圧処理装置は、前記パージガス供給路に設けられ、パージガスの供給および停 止を行うためのパージガスバルブと、前記反応容器内に処理ガスを供給しているとき には前記バルブを開いてパージガスを供給するように制御する制御部と、を備えた 構成とすることが好ましい。このようにすれば、処理ガスが流れている間はパージガス が吹き付けられているので、前記隙間近傍における反応生成物の付着が確実に防 止できる。
[0012] 本発明の一実施形態においては、前記弁座は環形状を有し、前記少なくとも 1つの パージガス供給口として複数のパージガス供給口が周方向に沿って設けられる。ま た、本発明は、前記ゲートバルブが前記弁体及び前記弁座の隙間を調整することに より前記反応容器内の圧力調整を行うようなものである場合、弁開度が小さく反応生 成物が付着しやすい条件下において反応生成物が付着することを防止する上で極 めて有効である。また減圧処理に用いられる処理ガス力 たとえ排気路内を加熱した としても処理ガスの反応生成物が内壁に付着することが避けられないようものである 場合、例えば処理ガスが有機ソースを気化したものである場合には、本発明は特に 有効である。
[0013] なお、前記減圧処理装置を構成する前記ゲートバルブは、圧力調整バルブとして それ単独でも有益なものであることに注意すべきである。
[0014] 本発明は、更に、反応容器に接続された排気路と、この排気路に設けられ、弁体を 弁座に圧接することにより排気路を気密に閉じるゲートバルブと、を備えた減圧処理 装置を用いて減圧処理を行う方法を提供する。この方法は、前記排気路を介して減 圧排気することにより反応容器内を減圧雰囲気に維持しながら処理ガスを反応容器 内に供給し、反応容器内の基板に対して所定の処理を行う工程と、前記所定の処理 を行っているときに、前記ゲートバノレブの弁体と弁座との間の隙間に臨む位置に開 口するパージガス供給口から当該隙間にパージガスを供給する工程と、を備えたこと を特徴とする。好適な一実施形態において、前記隙間にパージガスを供給する工程 は、第 1のパージガス供給口から弁体の弁座と接触する面に沿ってパージガスを供 給すると共に、第 2のパージガス供給口から弁座の弁体と接触する面に沿ってパー ジガスを供給する工程である。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明の一実施形態に係る減圧 CVD装置の構成を概略的に示す部分断面図 である。
[図 2]本発明の第 1の実施形態に係るゲートバノレブを示す縦断面図である。
[図 3]図 2に示すゲートバルブの閉状態を示す縦断面図である。
[図 4]本発明の第 2の実施の形態に係るゲートバルブを示す縦断面図である。
[図 5]本発明の第 3の実施の形態に係るゲートバルブの要部の詳細を示す断面図で ある。
[図 6]従来のゲートバルブにおいて反応生成物が付着した状態を示す縦断面図であ る。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明による減圧処理装置の一実施形態としての減圧 CVD装置について 図面を参照して説明する。この実施の形態の要部は排気路に設けられた圧力調整 バルブであるゲートバルブにあるが、先ず基板に対して処理を行う反応容器に関連 する部位について図 1を参照しながら簡単に述べておく。図 1中の 1は、石英で作ら れた内管 la及び外管 lbよりなる二重管構造の反応管であり、反応管 1の下方には金 属製例えばステンレス製の筒状のマ二ホールド 11が設けられている。内管 laは、上 端が開口されており、下端がマ二ホールド 11の内周面に設けられた支持部材により 支持されている。外管 lbは、上端が塞がれており、下端がマ二ホールド 11の上端に 気密に接合されている。この例では、反応管 1とマ二ホールド 11とにより反応容器が 構成されている。
[0017] 図 1は、反応管 1内に搬入されたウェハ Wすなわち被処理基板に成膜処理を行つ ている状態を示している。前記反応管 1内には、複数枚のウェハ Wが各々水平な状 態で上下に間隔をおいて石英製のウェハボート 12すなわち基板保持具に棚状に載 置されている。ウェハボート 12は蓋体 13の上方に保持されており、ウェハボート 12と 蓋体 13との間には石英製の保温ユニット 14が設置されている。保温ユニット 14は、 複数の石英フィンからなる断熱構造を有する。保温ユニット 14の中央には回転軸 15 が貫通しており、回転軸 15はボートエレベータ 16に設けられた駆動部 17により回転 し、これによりウェハボート 12が回転する。蓋体 13は、ウェハボート 12を反応管 1内 に搬入および搬出するためのボートエレベータ 16の上に搭載されており、上限位置 にあるときにマ二ホールド 11の下端開口部を閉塞する。
[0018] 反応管 1の周囲には、反応管 1を取り囲んで抵抗発熱体からなるるヒータ 2すなわち 加熱手段が設けられ、ヒータ 2の周囲には図示しない炉本体が設けられている。反応 管 1の周囲には、内管 laの中に成膜ガスすなわち処理ガスを供給するための第 1一 4の成膜ガス供給管 20— 24が設けられている。第 1の成膜ガス供給管 20は TEOS を供給するためのものであり、液体ソースである TEOSを気化するための気化器 20a が介設されている。第 2の成膜ガス供給管 21は酸素（0 )ガスを供給するためのもの
2
である。また第 3の成膜ガス供給管 22及び第 4の成膜ガス供給管 23は、夫々ジクロ ロシラン（SiH C1 )ガス及びアンモニア（NH )ガスを供給するためのものである。上
2 2 3
記供給管 20— 23は図示しない各々のガス供給源に接続されている。符号 V0— V3 はガスの供給および供給停止を行うためのバルブを示し、符号 23— 26はガス流量 を調整するためのマスフローコントローラを示している。
[0019] マ二ホールド 11には、内管 laと外管 lbとの間から反応容器内の雰囲気を排気する ための排気路を成す金属製例えばステンレス製の排気管 3が接続されている。排気 管 3には、真空排気手段である真空ポンプ 31が接続されている。排気管 3には、排 気管 3を加熱する加熱手段としてヒータ 32が設けられている。例示された実施形態に おいては、ヒータ 32は、排気管 3に卷装されたテープヒータからなる。排気管 3には圧 力調整機能を備えたゲートバルブ 4が設けられており、ゲートバノレブ 4を開閉すること により、外管 lbの内部と真空ポンプ 31とを接続及び遮断できるようになっている。ま たゲートバノレブ 4の開度を調整することにより、反応容器内の圧力を制御することが できる。
[0020] 符号 100は、減圧 CVD装置全体の制御を行う制御部を示している。制御部 100は 、バルブ（パージガスバルブ） 60の開閉制御を行うことにより、後述するパージガスの 導入の制御を行うこともできる。
[0021] 次に、ゲートバルブ 4について図 2及び図 3を参照して説明する。ゲートバルブ 4は 、略円筒状の本体 (バルブケーシング) 40と、本体 40内に収容された略円筒状の弁 体 41とから主に構成されている。本体 40に対し弁体 41が軸方向（図中上下方向）に 移動することにより、このゲートバノレブ 4に反応容器側から流入してくるガスの流れが 制御され、これにより反応容器内の圧力を調整することができる。本体 40の上には、 中空円筒状のカバー体 4aが載置されており、カバー体 4aの内部にはガスシリンダ 4b が収容されている。
[0022] ガスシリンダ 4bの下部にはシャフト 4dが設けられており、シャフト 4dの上部はガスシ リンダ 4b内に挿通され、シャフト 4dの下部は弁体 41に弁体 41内部で固定されている 。ガスシリンダ 4bが動作することによりシャフト 4dが上下移動して、弁体 41を上下方 向に移動させること力できる。ゲートバノレブ 4の下部には、パージガスとしての窒素ガ スをゲートバルブ 4外部より注入するためのガスポート 4cが設けられている。ガスポー ト 4cから注入された不活性ガスである窒素ガスは、弁体 41内に供給されるようになつ ている。図 2は、弁体 41が上方に上がった状態すなわちゲートバルブ 4が開いた状 態を示し、図 3は弁体 41が下がりゲートバルブ 4が閉じられている状態を示している。
[0023] 図 2および図 3には、第 1の実施の形態のゲートバルブ 4の一部断面図が示されて いる。本体 40には、その内部に弁体 41の周縁部の下面が接する弁座 42が形成され ている。また、本体 40には、パージガス、例えば窒素ガスを供給するガス供給路 43a が配置されている。本体 40には、弁座 42の周縁部分から立ち上がる垂直壁 44を有 する環状部材が弁体 41を取り囲むように設けられており、この環状部材の内部には 環状の通気室 45aが設けられている。ガス供給路 43cは、通気室 45aに接続されて いる。通気室 45aから半径方向内側に向かってパージガスを噴射するために、垂直 壁 44にはその全周にわたって複数の噴射口 46すなわち第 1のパージガス供給口が 周方向に間隔をおいて形成されている。すなわち、複数の噴射口 46が弁座 42と弁 体 41との間の隙間に向けて開口しており、これによりパージガスを噴射している間に は常に弁座 42の表面にパージガスが行き渡るようになつている。また、本体 40の下 側部分には、反応容器力 排出された排出ガスが流入してくる流入側排気路 47が形 成されている。
[0024] ゲートバルブ 4の上下方向に関しておよそ中央の位置には、ゲートバルブ 4下部の 流入側排気路 47から流入してくる排出ガスが排出される排出口 48が、図中右方向 に向かって開口している。これにより、排出ガスは、図中下側の流入側排気路 47より ゲートバルブ 4内に流入し、排出口 48から右方向に向かって流出する。
[0025] また、ガス供給路 43aの上流側には、ガス供給路 43aにパージガスを供給するガス 導入路 49が設けられている。この例では、ガス導入路 49、ガス供給路 43aおよび通 気室 45aにより第 1のパージガス供給路が構成される。
[0026] また、弁座 42には環状の凹部 54が形成されており、凹部 54の中には円形断面の Oリング 53がその上部を凹部 54外に露出させた状態で収容されている。 Oリング 53 は、弁体 41の周縁部の下面に密接することにより、本体 40と弁体 41との間をシール する。噴射口 46から噴射されるパージガスは、凹部 54外に露出している Oリング 53 の部分にも確実に行き渡るようになつている。
[0027] 弁体 41は、その下部に弁蓋 51を備えており、この弁蓋 51には前記本体 40の内径 よりもやや小さい外径を持つフランジ 50が形成されている。弁蓋 51の上には、弁蓋 5 1が上下方向に移動可能となるようにべローズ 52が取り付けられている。弁蓋 51上 部中央にはシャフト 4dが取り付けられていて、エアシリンダ 4bが動作することにより、 シャフト 4dが上下方向に動作して、これに伴い弁蓋 51も上下移動し、弁蓋 51の上に 設けられているべローズ 52が伸縮するようになっている。また、ベローズ 52の端部は 、弁蓋 51上に隙間なく密着しているため、ゲートバノレブ 4内に流入する排出ガスがベ ローズ 52内に流入することはない。
[0028] 弁蓋 51には、前記した本体 40のガス供給路 43aとは別個に、ガス供給路 43bが設 けられている。ガス供給路 43bの先端は、弁蓋 51の内部に設けられた環状の通気室 45bに接続されている。弁蓋 51には、複数の噴射口 56すなわち第 2のパージガス供 給ロカ 弁蓋 51の全周にわたって周方向に間隔をおいて設けられており、これによ り噴射口 56から噴射されたパージガス力 フランジ 50の下方空間、特に弁蓋 51の弁 座 42との接触面に行き渡るようになつている。
[0029] ゲートバルブ 4の下部において、パージガスをガス供給路 43bに供給するためのガ ス導入路 57が流入側排気路 47内部に螺旋状に設けられている。ガス導入路 57は 螺旋状の形状となっているために、弁体 41の上下移動に応じて上下方向に伸縮で きる。ガス導入路 57はガスポート 4cに接続されており、窒素がこのガスポート 4cよりガ ス導入路 57に流入するようになっている。この例ではガス導入路 57、ガス供給路 43 bおよび通気室 45bにより第 2のパージガス供給路が構成される。
[0030] 図 1に示すように、ガス導入路 49にはバルブ 60が設けられている。成膜ガスが反応 容器内に供給されるとき、この例では TEOSおよび酸素ガスが供給されるとき並びに ジクロルシランガスおよびアンモニアが供給されるときに、制御部 100によってバルブ 60が開かれて、ゲートバノレブ 4内にパージガスである窒素ガスが流入されるようにな つている。
[0031] 次に上述の減圧 CVD装置の作用について説明する。先ず、ウェハ（基板）を所定 枚数ウェハボート 12上に棚状に保持させる。そして、ボートエレベータ 17を上昇させ ることにより、ウェハが載置されたウェハボート 12が反応管 1及びマ二ホールド 11に より形成される反応容器内に搬入されるとともに、マ二ホールド 11の下端開口部（炉 口）が蓋体 13により塞がれる。次いで、ゲートバルブ 4を開いて、真空ポンプ 5により 反応容器内を真空排気する。反応容器内が所定の圧力例えば約 0. lPaになった時 点においてゲートバノレブ 4を閉じ、反応容器内の圧力上昇の有無を確認することによ りリークチェックを行う。このときにもし圧力上昇が確認されたならば、反応容器内部が 密閉空間となっていないことを意味する。もしこの状態で成膜を行うと、成膜中に反応 容器内に大気が巻き込まれ、所望の薄膜を得ることができない。
[0032] 続いて、ヒータ 2により反応容器内を所定のプロセス温度例えば 650°Cまで昇温し た後、第 1の成膜ガス供給管 20及び第 2のガス供給管 21から夫々 TEOS及び酸素 ガスを反応容器内に供給し、更にゲートバルブ 4の開度を調節することにより反応容 器内を例えば lOOPaに調整する。このようなプロセス条件下で TEOS及び酸素ガス が反応してウェハ W上にシリコン酸化膜が成膜される。
[0033] ここで、ゲートバルブ 4の作用について述べる。反応容器内が開放されているときや 、リークチェックを行うときなどにおいては、ゲートバルブ 4が閉じた状態、すなわち図 3に示すように、弁座 42に弁蓋 51が圧接されて Oリング 53により両者の隙間が気密 にシールされた状態とされる。このとき、このときバルブ 60は閉じられていて、ゲート バルブ 4内にパージガスは供給されない。
[0034] 成膜プロセスを行うときには、図 2に示すようにゲートバルブ 4が所定の開度で開か れ、パージガス（この例では窒素ガス）がゲートバルブ 4内に供給される。すなわち、 制御部 100からの指示により弁体 41が上方に移動して、弁蓋 51が本体 40の弁座 4 2に設けられている Oリング 53から離間する。反応容器から排出されたガスは、図 2下 側に位置する流入側排気路 47からゲートバルブ 4内に流入して、排出口 48に向か つて流れる。ゲートバルブ 4の開度調節により反応容器内の圧力調整を行っている状 態では、弁座 42と弁蓋 51との隙間が例えば 0. 2mm程度と狭い。排出ガスの通路が 狭くなる前記本体 40の弁座 42の Oリング 53周辺の部位や弁体 41周辺の部位では、 排出ガスの圧力が上昇するため、ゲートバルブ 4内部の他の部位よりも排出ガス成分 の反応副生成物が付着しやすレ、。
[0035] そこで、バノレブ 60を開き、前述した噴射口（第 1のパージガス供給口） 46から弁座 4 2の表面 (弁体 41と接触する面）に沿ってパージガスを供給するとともに、噴射口（第 2のパージガス供給口） 56から弁体 41の弁座 42と接触する面に沿ってパージガスを 噴射する。流出側の排出口 48は真空ポンプ 31により真空引きされているので、弁体 41の弁蓋 51と弁座 42との間の隙間に向かってパージガスが音速に近い高速度で 噴射される。この結果、本体 40の弁座 42の Oリング 53の周辺部位や弁体 41の周辺 部位に、反応副生成物などが付着することが阻止される。これにより、ゲートバルブ 4 の弁座 42と弁蓋 51が Oリング 53を介して密着することが保証される。
[0036] シリコン酸化膜の成膜が終了すると、反応容器内に図示しないガス供給管から窒素 ガスを供給してパージし、更に真空ポンプ 31により反応容器の引き切りを行レ、、その 後シリコン窒化膜の成膜を行う。先ずヒータ 2により反応容器内を 500°C— 800°Cの 範囲の所定のプロセス温度まで昇温した後、ゲートバノレブ 4により反応容器内の圧力 を 133Pa (lTorr以下）以下例えば 66. 5Paに制御しながら、第 2の成膜ガス供給管 22及び第 3の成膜ガス供給管 23から夫々ジクロロシラン及びアンモニアを反応容器 内に供給し、ウェハ W上にシリコン窒化膜を成膜する。このとき反応副生成物である 塩化アンモニゥムが生成されて排気される力、排気管 3内はヒータ 32により塩化アン モニゥムの昇華温度以上に加熱されているので、塩ィ匕アンモニゥムは排気管 3には 付着せずに排気される。また、シリコン窒化膜の成膜プロセス中においてもゲートバ ルブ 4内にパージガスが同様に供給され、弁蓋 51と弁座 42との接触面に反応副生 成物が付着されることが阻止される。
[0037] こうして一連の成膜プロセスが終了した後、反応容器内に図示しないガス供給管を 通じて流した Nガスを供給してパージし、その後ボートエレベータ 17を降下させてゥ
2
ェハボート 12を搬出する。
[0038] 上述した本発明の実施の形態では、処理ガスが反応容器内に供給されて成膜プロ セスが行われている間中、弁座 42における弁体 41との接触面に沿って第 1のパージ ガス供給路からパージガスを吹き出すようにし、また弁体 41における弁座 42との接 触面に沿って第 2のパージガス供給路からパージガスを吹き出すようにしている。こ のため、弁体 41および弁座 42が互いに接触する面および弁体 41と弁座 42との間に 介在する〇リング 53表面に反応副生成物が付着することがなぐ従ってゲートバノレブ 4を閉じたときに弁体 41と弁座 42との間を確実にシールすることができ、リークするお それがない。また、ゲートバノレブ 4に対して頻繁にメンテナンス（特にクリーニング）を 行わなくてすむので、メンテナンス作業の負担を軽減できる。また、ゲートバルブ 4の 上流側にトラップを設ける必要がなレ、。トラップを設けなければ、例えばプロセス圧力 力 SlTorr以下の低圧プロセス（この例ではシリコン窒化膜の成膜プロセス）を実施す る場合でも、反応容器内を所定のプロセス圧力まで真空排気することができる。
[0039] 次に、図 4には、本発明の第 2の実施の形態が示されている。第 2の実施の形態で は、弁体 41側のガス供給路 57が、弁体 41のべローズ 52の内部に設けられている。 このようにすることで、ガス供給路 57に排出ガスが直接接触しないため、排出ガス成 分や反応副生成物がガス供給路 57の周囲に付着することがなくなり、これによりグー トバルブ 4のメンテナンス作業の負担が軽減できる。
[0040] 次いで、図 5には、本発明の第 3の実施の形態が示されている。第 3の実施の形態 では、ガス導入路 49およびガス供給路 43aが、本体 40内に穿設されている。また Oリ ング 53が、弁蓋 51に設けられている。ガス導入路 49およびガス供給路 43aを本体 4 0に穿設することにより、ガス導入路 49およびガス供給路 43aを本体 40内に設けるこ とができ、ガス流路 49および 43aにおいてパージガスの漏れが生じることがなくなり、 確実にパージガスをゲートバノレブ 4内に噴射することができる。
[0041] 上述の本発明の第 1一第 3の各実施の形態では、弁座 42と弁体 41との間の隙間 にパージガスを供給するために、弁座 42及び弁体 41の夫々にパージガス供給路を 設けている。し力、しながら、弁座 42及び弁体 41のいずれか一方にのみパージガス供 給口を設けてもぐこの場合パージガス供給口は、弁座 42の弁体 41に対する接触面 および弁体 41の弁座 42に対する接触面に沿ってパージガスを流すことができるよう な態様で開口していることが好ましい。また、本発明の適用は、減圧成膜プロセスに 限られるものではなぐ例えば減圧下でエッチングガスによりエッチングを行う場合に おいても適用できる。本発明による圧力調整バルブを設ける位置は、例示されたゲ 一トバノレブ 4のように排気路内には限定されず、反応容器にガスを供給するガス供給 路内であってもよい。
[0042] なお、ゲートバルブ 4のシール性を向上させるための〇リング 53は、本発明の第 1お よび第 2の実施の形態では本体 40に、また第 3の実施の形態では弁体 41に設けら れているが、本体 40および弁体 41のいずれか一方に設けられていればどちらに設 けられていてもよい。
[0043] またパージガスは、反応容器に処理ガスが供給されている時間帯全てにおいて供 給してもよいし、その時間帯の一部において供給するようにしてもよいし、あるいは処 理ガスの供給を止めた直後から供給するようにしてもょレ、。

Claims

請求の範囲
[1] 反応容器に接続された排気路と、この排気路に設けられ、弁体を弁座に圧接するこ とにより排気路を気密に閉じるゲートバルブと、を備え、前記排気路を介して減圧排 気することにより反応容器内を減圧雰囲気に維持しながら処理ガスを反応容器内に 供給し、反応容器内の基板に対して所定の処理を行う減圧処理装置において、 前記弁体と弁座との間の隙間に開口する少なくとも 1つのパージガス供給口と、 前記パージガス供給口にパージガスを供給するパージガス供給路と、を備えたこと を特徴とする減圧処理装置。
[2] 前記少なくとも 1つのパージガス供給口として、弁体の弁座と接触する面の側方に 開口する第 1のパージガス供給口と、弁座の弁体と接触する面の側方に開口する第 2のパージガス供給口と、を備えたことを特徴とする請求項 1記載の減圧処理装置。
[3] 前記弁座は環形状を有し、前記少なくとも 1つのパージガス供給口として複数のパ ージガス供給口が周方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項 1に記載の 減圧処理装置。
[4] 前記パージガス供給路に設けられ、パージガスの供給および停止を行うためのパ ージガスバノレブと、
前記反応容器内に処理ガスが供給されているときには前記バルブを開いてパージ ガスを供給するように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項 1乃至 3の いずれか一項に記載の減圧処理装置。
[5] 前記ゲートバルブは、前記反応容器内の圧力調整を行うことができるように、前記 弁体と前記弁座との間の隙間を調整することができるように構成されていることを特徴 とする請求項 1乃至 3ののいずれか一項に記載の減圧処理装置。
[6] 前記処理ガスは、前記排気路を加熱してたとしても処理ガスの反応生成物が排気 路の内壁に付着することが避けられないようなものであることを特徴とする請求項 1乃 至 3のレ、ずれか一項に記載の減圧処理装置。
[7] 反応容器に接続された排気路と、この排気路に設けられ、弁体を弁座に圧接するこ とにより排気路を気密に閉じるゲートバルブと、を備えた減圧処理装置を用いて減圧 処理を行う方法において、 前記排気路を介して減圧排気することにより反応容器内を減圧雰囲気に維持しな がら処理ガスを反応容器内に供給し、反応容器内の基板に対して所定の処理を行う 工程と、
前記所定の処理を行っているときに、前記ゲートバルブの弁体と弁座との間の隙間 に開口する少なくとも 1つのパージガス供給ロカ 当該隙間にパージガスを供給する 工程と、を備えたことを特徴とする減圧処理方法。
[8] 前記隙間にパージガスを供給する工程は、第 1のパージガス供給口から弁体にお ける弁座と接触する面に沿ってパージガスを供給すると共に、第 2のパージガス供給 口から弁座における弁体と接触する面に沿ってパージガスを供給する工程であること を特徴とする請求項 7に記載の減圧処理方法。
[9] 固形物が付着する可能性のあるガス流路に設けられ、弁体と弁座との隙間を調整 することにより圧力調整を行う圧力調整バルブにおいて、
前記弁体と弁座との間の隙間に開口する少なくとも 1つのパージガス供給口と、 前記パージガス供給口にパージガスを供給するパージガス供給路と、を備えたこと を特徴とする圧力調整バルブ。
[10] 前記少なくとも 1つのパージガス供給口として、弁体の弁座と接触する面の側方に 開口する第 1のパージガス供給口と、弁座の弁体と接触する面の側方に開口する第 2のパージガス供給口と、を備えたことを特徴とする請求項 9記載の圧力調整バルブ
[11] 前記弁座は環形状を有し、前記少なくとも 1つのパージガス供給口として複数のパ ージガス供給口が周方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項 9または 1 0に記載の圧力調整バルブ。
PCT/JP2004/009440 2003-07-03 2004-07-02 減圧処理装置及び減圧処理方法並びに圧力調整バルブ WO2005004219A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020057008327A KR101108379B1 (ko) 2003-07-03 2004-07-02 감압 처리 장치 및 감압 처리 방법 및 압력 조정 밸브
US10/563,208 US8051870B2 (en) 2003-07-03 2004-07-02 Pressure reduction process device, pressure reduction process method, and pressure regulation valve

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003-191225 2003-07-03
JP2003191225A JP4187599B2 (ja) 2003-07-03 2003-07-03 減圧処理装置及び減圧処理方法並びに圧力調整バルブ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005004219A1 true WO2005004219A1 (ja) 2005-01-13

Family

ID=33562352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2004/009440 WO2005004219A1 (ja) 2003-07-03 2004-07-02 減圧処理装置及び減圧処理方法並びに圧力調整バルブ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8051870B2 (ja)
JP (1) JP4187599B2 (ja)
KR (1) KR101108379B1 (ja)
TW (1) TW200504875A (ja)
WO (1) WO2005004219A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116732495A (zh) * 2023-07-17 2023-09-12 赛瑞达智能电子装备(无锡)有限公司 一种lpcvd双层炉管及其操控方法
CN116732495B (zh) * 2023-07-17 2024-06-04 赛瑞达智能电子装备(无锡)有限公司 一种lpcvd双层炉管及其操控方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4517924B2 (ja) * 2005-04-04 2010-08-04 Ｓｍｃ株式会社 真空調圧バルブ
US8122903B2 (en) 2007-07-26 2012-02-28 Parker-Hannifin Corporation Close-coupled purgeable vaporizer valve
DE102007050086A1 (de) * 2007-10-19 2009-04-23 Alfa Laval Kolding A/S Verfahren zum Betrieb eines Ventils
JP4961381B2 (ja) * 2008-04-14 2012-06-27 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法
JP4924676B2 (ja) * 2009-08-13 2012-04-25 東京エレクトロン株式会社 ガスポート構造及び処理装置
US9091371B2 (en) * 2010-12-27 2015-07-28 Kenneth K L Lee Single axis gate valve for vacuum applications
KR101528458B1 (ko) * 2013-01-18 2015-06-18 (주) 유앤아이솔루션 슬라이딩 역압 차단 밸브
US20170162366A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-08 Asm Ip Holding B.V. Film forming apparatus, recording medium, and film forming method
KR101828427B1 (ko) * 2017-11-22 2018-03-29 주식회사 보야 파우더 프로텍팅 3웨이 밸브
CN111334774A (zh) * 2018-12-18 2020-06-26 夏泰鑫半导体(青岛)有限公司 气体反应装置
JP2023108407A (ja) 2022-01-25 2023-08-04 東京エレクトロン株式会社 圧力調整弁、および半導体製造装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56105183A (en) * 1980-01-23 1981-08-21 Kubota Ltd Valve for metal vapor-contained high temperature gas
JPH08285132A (ja) * 1995-04-11 1996-11-01 Ckd Corp ヒーティング機能付真空弁
JPH08285133A (ja) * 1995-04-17 1996-11-01 Nec Kansai Ltd 真空プロセス装置用ゲートバルブ
JPH0989139A (ja) * 1995-09-25 1997-03-31 Ckd Corp 真空用開閉弁
JPH11195649A (ja) * 1998-01-05 1999-07-21 Ebara Corp 弁装置
JPH11214317A (ja) * 1998-01-27 1999-08-06 Kokusai Electric Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法
JPH11325313A (ja) * 1996-01-31 1999-11-26 Benkan Corp 半導体製造装置用無摺動ゲートバルブ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2254472A (en) * 1939-04-28 1941-09-02 Mason Neilan Regulator Company Combination control and quench valve
US3133554A (en) * 1961-12-08 1964-05-19 Ladish Co Valve having a seat cleaning feature
US4174728A (en) * 1977-11-14 1979-11-20 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Sliding-gate valve
US4383546A (en) * 1980-12-01 1983-05-17 Ecolaire Incorporated High temperature, high pressure valve
US4554942A (en) * 1983-09-06 1985-11-26 Advanced Micro Devices, Inc. Process gas controller
EP0780615B1 (en) * 1995-12-21 1999-08-18 Benkan Corporation Vacuum exhaust valve
US5755255A (en) 1996-10-29 1998-05-26 Benkan Corporation Gate valve for regulating gas flow in semiconductor manufacturing
TW471031B (en) 1997-01-08 2002-01-01 Ebara Corp Vapor feed supply system
JPH1183309A (ja) 1997-09-04 1999-03-26 Nippon Air Rikiide Kk アルゴン精製方法及び装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56105183A (en) * 1980-01-23 1981-08-21 Kubota Ltd Valve for metal vapor-contained high temperature gas
JPH08285132A (ja) * 1995-04-11 1996-11-01 Ckd Corp ヒーティング機能付真空弁
JPH08285133A (ja) * 1995-04-17 1996-11-01 Nec Kansai Ltd 真空プロセス装置用ゲートバルブ
JPH0989139A (ja) * 1995-09-25 1997-03-31 Ckd Corp 真空用開閉弁
JPH11325313A (ja) * 1996-01-31 1999-11-26 Benkan Corp 半導体製造装置用無摺動ゲートバルブ
JPH11195649A (ja) * 1998-01-05 1999-07-21 Ebara Corp 弁装置
JPH11214317A (ja) * 1998-01-27 1999-08-06 Kokusai Electric Co Ltd 基板処理装置および基板処理方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116732495A (zh) * 2023-07-17 2023-09-12 赛瑞达智能电子装备(无锡)有限公司 一种lpcvd双层炉管及其操控方法
CN116732495B (zh) * 2023-07-17 2024-06-04 赛瑞达智能电子装备(无锡)有限公司 一种lpcvd双层炉管及其操控方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI366874B (ja) 2012-06-21
KR20060035576A (ko) 2006-04-26
JP4187599B2 (ja) 2008-11-26
KR101108379B1 (ko) 2012-01-30
US8051870B2 (en) 2011-11-08
TW200504875A (en) 2005-02-01
JP2005026516A (ja) 2005-01-27
US20060162780A1 (en) 2006-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5720406B2 (ja) ガス供給装置、熱処理装置、ガス供給方法及び熱処理方法
JP4245012B2 (ja) 処理装置及びこのクリーニング方法
KR102029538B1 (ko) 성막 장치 및 성막 방법
JP3403181B2 (ja) 熱処理装置及び熱処理方法
JP2008010685A (ja) 成膜方法及び成膜装置並びに記憶媒体
US20080014351A1 (en) Film forming system, method of operating the same, and storage medium for executing the method
WO2005004219A1 (ja) 減圧処理装置及び減圧処理方法並びに圧力調整バルブ
JP4717495B2 (ja) 基板処理システム
US20180312967A1 (en) Substrate processing apparatus, method of removing particles in injector, and substrate processing method
US11674224B2 (en) Film forming method and film forming apparatus
KR20210128914A (ko) 원료 공급 장치 및 성막 장치
JP4971954B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、および加熱装置
JP2006032610A (ja) 成膜装置
JP3267766B2 (ja) 熱処理装置及びその運転方法
JP4675388B2 (ja) 被処理体の処理装置
JP3729578B2 (ja) 半導体製造方法
JP2009088308A (ja) 基板処理装置
JP4108670B2 (ja) 被処理体の処理方法
JP2002305190A (ja) 熱処理装置及びその清浄方法
JP3309910B2 (ja) 半導体製造装置
WO2020235596A1 (ja) 成膜方法および成膜装置、ならびに処理容器のクリーニング方法
JP3594079B2 (ja) 弁装置および熱処理装置
WO2001033616A1 (fr) Procede et appareil de depot de couches minces
JP2006041200A (ja) 成膜方法及び成膜装置
JP2006108595A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020057008327

Country of ref document: KR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006162780

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10563208

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020057008327

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10563208

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase