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JP2006186015A - Substrate processing equipment - Google Patents

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Publication number
JP2006186015A
JP2006186015A JP2004376132A JP2004376132A JP2006186015A JP 2006186015 A JP2006186015 A JP 2006186015A JP 2004376132 A JP2004376132 A JP 2004376132A JP 2004376132 A JP2004376132 A JP 2004376132A JP 2006186015 A JP2006186015 A JP 2006186015A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
gas supply
processing gas
supply nozzle
processing chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004376132A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Hiramatsu
宏朗 平松
Kazuhiro Morimitsu
和広 盛満
Tomohide Kato
智秀 加藤
Tenwa Yamaguchi
天和 山口
Takahiro Oguro
崇弘 大黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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 Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2004376132A priority Critical patent/JP2006186015A/en
Publication of JP2006186015A publication Critical patent/JP2006186015A/en
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

【課題】
処理ガス供給ノズル内での処理ガスの反応を抑制し、該処理ガス供給ノズルに反応生成物が付着することを防止し、パーティクルの発生を抑制し、製品品質の向上、歩留りの向上、更に前記処理ガス供給ノズルの洗浄の保守間隔を延長して歩留りの向上を図る。
【解決手段】
基板27を処理する処理室6と、該処理室を加熱する加熱手段5と、前記処理室内に配置され、処理ガスを前記処理室内に供給する処理ガス供給ノズル11とを備え、該処理ガス供給ノズルは、断熱構造を有している。
【選択図】 図1
【Task】
The reaction of the processing gas in the processing gas supply nozzle is suppressed, the reaction product is prevented from adhering to the processing gas supply nozzle, the generation of particles is suppressed, the product quality is improved, the yield is improved, The maintenance interval for cleaning the processing gas supply nozzle is extended to improve the yield.
[Solution]
A processing chamber 6 for processing the substrate 27; heating means 5 for heating the processing chamber; and a processing gas supply nozzle 11 disposed in the processing chamber for supplying a processing gas into the processing chamber. The nozzle has a heat insulating structure.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング等所要の処理を行う基板処理装置に関するものである。   The present invention relates to a substrate processing apparatus for performing required processing such as generation of a thin film, diffusion of impurities, and etching on a substrate such as a wafer or a glass substrate.

半導体装置を製造する工程の1つにウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング等所要の処理を行う基板処理工程がある。又、基板処理を行う基板処理装置には、基板を一枚ずつ処理する枚葉式基板処理装置と、所定枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置があり、更にバッチ式の基板処理装置としては縦型処理炉を具備し、縦型処理炉の処理室に基板保持具(ボート)により基板が水平姿勢で多段に保持され処理が行われる縦型の基板処理装置がある。   One of the processes for manufacturing a semiconductor device is a substrate processing process for performing necessary processes such as thin film formation, impurity diffusion, and etching on a substrate such as a wafer or a glass substrate. In addition, substrate processing apparatuses that perform substrate processing include a single-wafer type substrate processing apparatus that processes substrates one by one and a batch type substrate processing apparatus that processes a predetermined number of substrates at a time. As a processing apparatus, there is a vertical type substrate processing apparatus that includes a vertical processing furnace, and in which a substrate is held in multiple stages in a horizontal posture by a substrate holder (boat) in a processing chamber of the vertical processing furnace.

バッチ式の基板処理装置では、処理する基板、例えばウェーハ間での処理の均一性、或は歩留りの向上が要求される。又、処理の均一性を向上させる為には、各ウェーハに対して反応ガスの輸送速度を増大し、高速成膜を行うことが求められ、処理ガスの供給に際しては、ウェーハに供給する処理ガスの供給位置から排気迄の距離を短くすることが必要となる。この為、縦型の基板処理装置では処理ガスを供給する処理ガス供給ノズルがウェーハ近傍に設けられ、更に処理ガス供給位置がウェーハの近傍となる様に、即ち高い位置のウェーハに対しては高い位置から処理ガスが供給される様に、ノズルはウェーハが収納されている高さに対応する高さを有している。   In a batch type substrate processing apparatus, processing uniformity between substrates to be processed, for example, wafers, or improvement in yield is required. Further, in order to improve the uniformity of processing, it is required to increase the transport speed of the reaction gas to each wafer and perform high-speed film formation. When supplying the processing gas, the processing gas supplied to the wafer is required. It is necessary to shorten the distance from the supply position to the exhaust. For this reason, in the vertical substrate processing apparatus, a processing gas supply nozzle for supplying a processing gas is provided in the vicinity of the wafer, and the processing gas supply position is close to the wafer, that is, it is high for a wafer at a high position. The nozzle has a height corresponding to the height at which the wafer is accommodated so that the processing gas is supplied from the position.

例えば、特許文献1にはボートの上部に達する高さを有する1本の処理ガス供給ノズルが示され、該処理ガス供給ノズルには高さに応じて開口径、或は数が異なるガス導入孔が設けられ、均一に処理ガスが導入されることが示され、又他の例として複数の高さの異なる処理ガス供給ノズルが設けられ、複数の処理ガス供給ノズルから複数のウェーハ全体に均一に処理ガスが導入されることが示されている。   For example, Patent Document 1 shows one processing gas supply nozzle having a height that reaches the upper portion of a boat, and the processing gas supply nozzle has gas introduction holes having different opening diameters or numbers depending on the height. In other examples, a plurality of processing gas supply nozzles having different heights are provided, and the plurality of processing gas supply nozzles are uniformly distributed over a plurality of wafers. It is shown that process gas is introduced.

従来の処理ガス供給ノズルは石英製の単管ノズルであり、又ヒータにより加熱される処理室に設けられていることから、前記処理ガス供給ノズルが高温に加熱され、該処理ガス供給ノズルの高さが高くなると、該処理ガス供給ノズルを通過する過程で処理ガスが加熱され、該処理ガス供給ノズル内で処理ガスの反応が促進され、反応生成物が生成され、生成された反応物は前記処理ガス供給ノズルの内面に付着堆積する。   The conventional processing gas supply nozzle is a single tube nozzle made of quartz and is provided in a processing chamber heated by a heater. Therefore, the processing gas supply nozzle is heated to a high temperature, and the processing gas supply nozzle When the process gas is increased, the process gas is heated in the process of passing through the process gas supply nozzle, the reaction of the process gas is promoted in the process gas supply nozzle, and a reaction product is generated. Deposits and deposits on the inner surface of the processing gas supply nozzle.

付着堆積して形成される堆積膜は、ウェーハの成膜処理を繰返すことで厚みを増し、炉内の温度変化等によって亀裂が入易くなり、更に膜剥がれが起易くなる。膜剥がれはパーティクル発生の要因であり、発生したパーティクルは処理ガスと共に処理中の処理室内に流入し、ウェーハに付着し基板を汚染する虞れがある。   The deposited film formed by adhering deposition is increased in thickness by repeating the film forming process of the wafer, and is easily cracked due to a temperature change or the like in the furnace, and the film is more easily peeled off. Film peeling is a cause of generation of particles, and the generated particles may flow into the processing chamber being processed together with the processing gas, adhere to the wafer, and contaminate the substrate.

ウェーハにパーティクルが付着すると、処理品質の低下、或は歩留りの低下を招き、又パーティクルの発生を防止する為には、前記処理ガス供給ノズルの内面から堆積膜を除去する洗浄を定期的、或は処理回数に応じて実施しなければならず、洗浄中は基板処理装置を停止しなければならず、稼働率の低下を招いていた。   If particles adhere to the wafer, the quality of the process or yield decreases, and in order to prevent the generation of particles, cleaning to remove the deposited film from the inner surface of the process gas supply nozzle is performed periodically, or Must be carried out according to the number of processing times, and the substrate processing apparatus must be stopped during cleaning, resulting in a reduction in operating rate.

特開平7−45529号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-45529

本発明は斯かる実情に鑑み、処理ガス供給ノズル内での処理ガスの反応を抑制し、該処理ガス供給ノズルに反応生成物が付着することを防止し、パーティクルの発生を抑制し、製品品質の向上、歩留りの向上、更に前記処理ガス供給ノズルの洗浄の保守間隔を延長して歩留りの向上を図るものである。   In view of such circumstances, the present invention suppresses the reaction of the processing gas in the processing gas supply nozzle, prevents the reaction product from adhering to the processing gas supply nozzle, suppresses the generation of particles, and improves the product quality. The yield is improved by extending the maintenance interval for cleaning the process gas supply nozzle.

本発明は、基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室内に配置され、処理ガスを前記処理室内に供給する処理ガス供給ノズルとを備え、該処理ガス供給ノズルは、断熱構造を有している基板処理装置に係るものである。   The present invention includes a processing chamber for processing a substrate, heating means for heating the processing chamber, and a processing gas supply nozzle that is disposed in the processing chamber and supplies a processing gas into the processing chamber. The nozzle relates to a substrate processing apparatus having a heat insulating structure.

本発明によれば、基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室内に配置され、処理ガスを前記処理室内に供給する処理ガス供給ノズルとを備え、該処理ガス供給ノズルは、断熱構造を有しているので、処理ガスが前記処理ガス供給ノズル内を流通する際に加熱されることが抑制され、該処理ガス供給ノズルでの処理ガスの反応が抑制され、反応生成物が前記処理ガス供給ノズル内面に付着堆積されることが抑制され、付着堆積物の剥離に起因するパーティクルの発生が防止され、基板の処理品質が向上し、又保守の間隔が延長されて基板処理装置の稼働率が向上する等の優れた効果を発揮する。   According to the present invention, there is provided a processing chamber for processing a substrate, heating means for heating the processing chamber, and a processing gas supply nozzle that is disposed in the processing chamber and supplies a processing gas to the processing chamber. Since the gas supply nozzle has a heat insulating structure, it is suppressed that the processing gas is heated when it flows through the processing gas supply nozzle, and reaction of the processing gas at the processing gas supply nozzle is suppressed. The reaction product is prevented from adhering and depositing on the inner surface of the processing gas supply nozzle, the generation of particles due to the separation of the adhering deposit is prevented, the processing quality of the substrate is improved, and the maintenance interval is extended. As a result, excellent effects such as an improvement in the operating rate of the substrate processing apparatus are exhibited.

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1、図2に於いて、本基板処理装置が具備する処理炉1について説明する。   A processing furnace 1 provided in the substrate processing apparatus will be described with reference to FIGS.

該処理炉1は気密室であるロードロック室(図示せず)に気密に連設されている。   The processing furnace 1 is hermetically connected to a load lock chamber (not shown) which is an airtight chamber.

該ロードロック室等の減圧気密室(図示せず)の上部にステンレス等の材質からなる炉口フランジ2が気密に設けられ、該炉口フランジ2は炉口部を形成する。該炉口フランジ2の内面の所要位置にインナチューブ3が同心に支持され、前記炉口フランジ2の上端に前記インナチューブ3と同心にアウタチューブ4が設けられ、更に該アウタチューブ4の周囲を囲繞する様に処理炉の加熱手段である円筒状のヒータ5が前記アウタチューブ4と同心に設けられている。   A furnace port flange 2 made of a material such as stainless steel is provided in an airtight manner above a decompression hermetic chamber (not shown) such as the load lock chamber, and the furnace port flange 2 forms a furnace port part. An inner tube 3 is concentrically supported at a required position on the inner surface of the furnace port flange 2, and an outer tube 4 is provided at the upper end of the furnace port flange 2 concentrically with the inner tube 3, and further around the outer tube 4. A cylindrical heater 5 serving as a heating means of the processing furnace is provided concentrically with the outer tube 4 so as to surround the outer tube 4.

前記インナチューブ3は上端、下端が開放された円筒形状であり、耐熱性を有しウェーハを汚染しない材料である石英或は炭化珪素を材料としており、前記ヒータ5からの熱を蓄熱することで、ウェーハへの加熱が均一化する。前記アウタチューブ4は下端が開放され上端が閉塞された有天円筒形状であり、前記インナチューブ3と同様に、石英或は炭化珪素を材料としている。   The inner tube 3 has a cylindrical shape with an open upper end and a lower end, is made of quartz or silicon carbide, which is heat resistant and does not contaminate the wafer, and stores heat from the heater 5 by storing heat. , Heating to the wafer becomes uniform. The outer tube 4 has a cylindrical cylindrical shape with the lower end opened and the upper end closed, and is made of quartz or silicon carbide like the inner tube 3.

該インナチューブ3と前記アウタチューブ4により反応管が構成され、前記炉口フランジ2、前記インナチューブ3、前記アウタチューブ4、前記ヒータ5等により、縦型炉が構成され、前記インナチューブ3内部は後述するボート26を収納する処理室6となっており、前記インナチューブ3と前記アウタチューブ4との間には円筒状のガス排気路7が画成され、該ガス排気路7は上端で前記処理室6と連通している。   A reaction tube is constituted by the inner tube 3 and the outer tube 4, and a vertical furnace is constituted by the furnace port flange 2, the inner tube 3, the outer tube 4, the heater 5, and the like. Is a processing chamber 6 for storing a boat 26, which will be described later, and a cylindrical gas exhaust passage 7 is defined between the inner tube 3 and the outer tube 4, and the gas exhaust passage 7 is at the upper end. It communicates with the processing chamber 6.

前記炉口フランジ2を水平方向から気密に貫通し、前記インナチューブ3の内面に沿い、上方、好ましくは該インナチューブ3の軸心と平行に延出する複数本(図中では4本)の処理ガス供給ノズル8,9,10,11が設けられる。該処理ガス供給ノズル8,9,10,11は石英製であり、上端が開放され供給口となっている。該処理ガス供給ノズル8,9,10,11は長さ(高さ)が段階的に変更され、即ち該処理ガス供給ノズル8,9,10,11の供給口が段階的に変更されている。   A plurality (four in the drawing) of the furnace port flange 2 are airtightly penetrated from the horizontal direction, extend along the inner surface of the inner tube 3 and preferably parallel to the axis of the inner tube 3. Process gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 are provided. The processing gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 are made of quartz, and their upper ends are opened to serve as supply ports. The length (height) of the process gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 is changed in stages, that is, the supply ports of the process gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 are changed in stages. .

前記炉口フランジ2にはガス供給管12,13,14,15が気密に貫通し、該ガス供給管12,13,14,15はそれぞれ前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11に接続されている。   Gas supply pipes 12, 13, 14, 15 pass through the furnace flange 2 in an airtight manner, and the gas supply pipes 12, 13, 14, 15 are connected to the processing gas supply nozzles 8, 9, 10, 11, respectively. Has been.

該処理ガス供給ノズル8,9,10,11は2重管構造になっており、特に垂直部分を有する少なくとも処理ガス供給ノズル9,10,11については2重管構造になっている。   The processing gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 have a double-pipe structure, and at least the processing gas supply nozzles 9, 10, and 11 having a vertical portion have a double-pipe structure.

図3により、前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11の一例について説明する。尚、図3では処理ガス供給ノズル11を代表的に示している。   An example of the processing gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the processing gas supply nozzle 11 is representatively shown.

該処理ガス供給ノズル11は断熱構造を有しており、例えばウェーハを汚染しない材質の石英製の内管16及び外管17からなる2重管構造であり、前記内管16と前記外管17とが成す空間18は気密な空間となっており、又該空間18を真空とし、内部には断熱材19、例えばシリカ粉末(SiO2 )を封入する。特に、シリカ粉末(SiO2 )は、熱伝導率約0.001〜0.05W/m・Kであり、非常に効果的に断熱する。又、シリカ粉末(SiO2 )は、有機汚染等の汚染源となることもないので、その点からも有効である。更に、ガラスウール(SiO2 )(熱伝導率約0.036〜0.045W/m・K)等でも同様の効果が得られる。尚、前記空間18には断熱材を封入せず真空状態のままとしてもよい。真空状態にて封入する時は、600℃にて処理ガス供給ノズルをベーキングしつつ、空間18内を排気後、封入すれば、より0Paに近い真空を得られ、好ましくは、このような真空状態とすれば断熱効果は高まるが、少なくとも処理室内に処理ガス供給ノズルを入れ、処理ガス供給ノズルから処理ガスを供給する際の処理室内の温度状態にて、常圧より減圧状態であれば、同等の効果が得られる。   The processing gas supply nozzle 11 has a heat insulating structure, for example, a double tube structure including an inner tube 16 and an outer tube 17 made of quartz made of a material that does not contaminate the wafer, and the inner tube 16 and the outer tube 17. A space 18 formed by and is an airtight space, and the space 18 is evacuated, and a heat insulating material 19, for example, silica powder (SiO2) is enclosed inside. In particular, silica powder (SiO 2) has a thermal conductivity of about 0.001 to 0.05 W / m · K, and insulates it very effectively. Silica powder (SiO2) is also effective from this point of view because it does not become a contamination source such as organic contamination. Further, glass wool (SiO2) (thermal conductivity of about 0.036 to 0.045 W / m · K) or the like can provide the same effect. The space 18 may be kept in a vacuum state without sealing a heat insulating material. When sealing in a vacuum state, a vacuum close to 0 Pa can be obtained by sealing after exhausting the space 18 while baking the processing gas supply nozzle at 600 ° C., and preferably in such a vacuum state If this is the case, the heat insulation effect is enhanced, but at least the processing gas supply nozzle is inserted into the processing chamber and the processing chamber is supplied with the processing gas from the processing gas supply nozzle. The effect is obtained.

前記炉口フランジ2には前記ガス排気路7の下端部に連通する排気管21が設けられる。前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11から導入された処理ガスは前記処理室6を上昇し、該インナチューブ3の上端で折返し、前記ガス排気路7を降下し、処理済みガスは前記排気管21より排気される。   The furnace port flange 2 is provided with an exhaust pipe 21 communicating with the lower end portion of the gas exhaust path 7. The processing gas introduced from the processing gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 ascends the processing chamber 6, turns back at the upper end of the inner tube 3, descends the gas exhaust path 7, and the processed gas is It is exhausted from the exhaust pipe 21.

前記炉口フランジ2の下端開口(炉口)はシールキャップ22によって気密に閉塞される様になっており、該シールキャップ22はボートエレベータ23によって昇降可能に支持されている。該ボートエレベータ23は前記ボート26を昇降させ前記処理室6内に装入、引出しするボート装入出手段となっている。   A lower end opening (furnace port) of the furnace port flange 2 is hermetically closed by a seal cap 22, and the seal cap 22 is supported by a boat elevator 23 so as to be movable up and down. The boat elevator 23 serves as boat loading / unloading means for moving the boat 26 up and down and loading and unloading it into the processing chamber 6.

前記シールキャップ22にはボート回転装置24が設けられ、該ボート回転装置24によって回転されるボート受台25に基板保持具であるボート26が立設される様になっている。該ボート26はウェーハ27を水平姿勢で多段に保持するものであり、石英等の該ウェーハ27を汚染しない材質で構成されている。   The seal cap 22 is provided with a boat rotating device 24, and a boat 26, which is a substrate holder, is erected on a boat receiving table 25 rotated by the boat rotating device 24. The boat 26 holds the wafers 27 in a horizontal posture in multiple stages, and is made of a material such as quartz that does not contaminate the wafers 27.

前記ガス供給管12,13,14,15には流量制御器28,29,30,31が設けられ、前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11は前記流量制御器28,29,30,31を介してSiH4 等の処理ガスを供給する処理ガス供給源(図示せず)、或は窒素ガス等の不活性ガスを供給するパージガス供給源(図示せず)に接続されている。   The gas supply pipes 12, 13, 14, and 15 are provided with flow controllers 28, 29, 30, and 31, and the processing gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 are connected to the flow controllers 28, 29, 30, and 31, respectively. 31 is connected to a processing gas supply source (not shown) for supplying a processing gas such as SiH4 or a purge gas supply source (not shown) for supplying an inert gas such as nitrogen gas.

前記処理炉1で処理される前記ウェーハ27の処理状態は主制御部33によって制御される。該主制御部33は、前記処理炉1内の温度を制御する温度制御部34、処理ガスの流量を制御するガス流量制御部35、前記アウタチューブ4内の圧力を制御する圧力制御部36、前記ボート回転装置24、前記ボートエレベータ23等の駆動部を制御する駆動制御部37を備えている。   The processing state of the wafer 27 processed in the processing furnace 1 is controlled by the main control unit 33. The main control unit 33 includes a temperature control unit 34 for controlling the temperature in the processing furnace 1, a gas flow rate control unit 35 for controlling the flow rate of the processing gas, a pressure control unit 36 for controlling the pressure in the outer tube 4, A drive control unit 37 that controls drive units of the boat rotating device 24, the boat elevator 23, and the like is provided.

前記インナチューブ3と前記アウタチューブ4との間には1又は複数の温度検出器38が設けられ、該温度検出器38は前記アウタチューブ4内の温度を検出し、前記温度制御部34には前記温度検出器38より温度検出信号が入力され、前記温度制御部34は前記ヒータ5が炉内を均一に加熱する様制御している。   One or more temperature detectors 38 are provided between the inner tube 3 and the outer tube 4, and the temperature detector 38 detects the temperature in the outer tube 4. A temperature detection signal is input from the temperature detector 38, and the temperature control unit 34 controls the heater 5 to uniformly heat the inside of the furnace.

前記流量制御器28,29,30,31は、前記ガス流量制御部35により制御され、前記各処理ガス供給ノズル8,9,10,11から供給される処理ガスを所要のガス流量に制御する。前記排気管21には圧力検出器39が設けられ、前記排気管21は排気ライン41を介して排気装置42に接続され、前記排気ライン41には圧力制御弁43が設けられている。前記圧力検出器39により排気圧力が検出され、検出された圧力検出信号は前記圧力制御部36に入力され、該圧力制御部36は前記圧力制御弁43を制御して前記処理室6の圧力の制御を行う。   The flow rate controllers 28, 29, 30, and 31 are controlled by the gas flow rate control unit 35, and control the process gas supplied from the process gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 to a required gas flow rate. . The exhaust pipe 21 is provided with a pressure detector 39, the exhaust pipe 21 is connected to an exhaust device 42 via an exhaust line 41, and the exhaust line 41 is provided with a pressure control valve 43. The exhaust pressure is detected by the pressure detector 39, and the detected pressure detection signal is input to the pressure control unit 36, which controls the pressure control valve 43 to control the pressure in the processing chamber 6. Take control.

以下、作動について説明する。   Hereinafter, the operation will be described.

前記ボートエレベータ23により前記ボート26が降下され、降下状態の該ボート26に対して前記ウェーハ27が図示しない基板移載機により移載される。前記ウェーハ27が所定枚数装填された状態で、前記ボートエレベータ23が前記シールキャップ22を上昇させ、前記ボート26を前記処理室6に装入する。該処理室6は前記シールキャップ22により気密に閉塞され、前記排気管21を介して前記排気装置42により処理圧力迄減圧され、前記ヒータ5により前記処理室6が処理温度に加熱される。又、前記ボート回転装置24により前記ボート26が、鉛直軸心を中心に回転され、回転速度が所定の速度を保つ様に前記駆動制御部37によって制御される。   The boat 26 is lowered by the boat elevator 23, and the wafer 27 is transferred to the lowered boat 26 by a substrate transfer machine (not shown). With a predetermined number of wafers 27 loaded, the boat elevator 23 raises the seal cap 22 and loads the boat 26 into the processing chamber 6. The processing chamber 6 is hermetically closed by the seal cap 22, and is reduced to a processing pressure by the exhaust device 42 through the exhaust pipe 21, and the processing chamber 6 is heated to a processing temperature by the heater 5. Further, the boat rotating device 24 rotates the boat 26 around the vertical axis, and is controlled by the drive control unit 37 so that the rotational speed is maintained at a predetermined speed.

前記ガス流量制御部35からの指令により前記流量制御器28,29,30,31が処理ガス(SiH4 )の流量を制御し、処理ガスは前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11より前記処理室6に供給される。   The flow rate controllers 28, 29, 30, 31 control the flow rate of the processing gas (SiH 4) according to a command from the gas flow rate control unit 35, and the processing gas is supplied from the processing gas supply nozzles 8, 9, 10, 11. It is supplied to the processing chamber 6.

処理ガスは該処理室6内を上昇する過程で、熱反応により反応生成物が前記ウェーハ27に堆積し、成膜される。又、前記ボート26が回転されるので、処理ガスの前記ウェーハ27に対する偏流が防止され、処理の均一化が図られる。   In the process in which the processing gas rises in the processing chamber 6, reaction products are deposited on the wafer 27 by a thermal reaction, and a film is formed. Further, since the boat 26 is rotated, the drift of the processing gas to the wafer 27 is prevented, and the processing is made uniform.

又、成膜により処理ガスが消費されるが、前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11の上端位置(ガス導入位置)が上方に向って段階的に開口しているので、消費分を補う様に処理ガスが順次導入されることとなり、前記処理室6の下部から上部に至る迄、処理ガスは均等な濃度で導入される。従って、前記ウェーハ27面内の膜厚が均一化される。   Further, the processing gas is consumed by the film formation, but the upper end positions (gas introduction positions) of the processing gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 are opened upward stepwise, so that the consumption amount is reduced. The processing gas is sequentially introduced so as to supplement, and the processing gas is introduced at a uniform concentration from the lower part to the upper part of the processing chamber 6. Therefore, the film thickness in the wafer 27 surface is made uniform.

又、前記流量制御器28,29,30,31は処理ガスのガス濃度が一定となる様に、前記各処理ガス供給ノズル8,9,10,11からのガス供給量を制御している。   The flow rate controllers 28, 29, 30, and 31 control the gas supply amounts from the process gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 so that the gas concentration of the process gas becomes constant.

処理ガスは該処理ガス供給ノズル8,9,10,11を通過し、上昇する過程で、前記ヒータ5で加熱される。この為、前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11、特に垂直部分を有する処理ガス供給ノズル9,10,11を通過する過程で、加熱され易い。該処理ガス供給ノズル9,10,11は上記した様に断熱構造を有するので、処理ガスの反応が抑制される。従って、反応生成物が前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11内面に付着堆積されることが防止される。   The processing gas passes through the processing gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 and is heated by the heater 5 in the process of rising. For this reason, in the process which passes the said process gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11, especially the process gas supply nozzles 9, 10, and 11 which have a perpendicular | vertical part, it is easy to heat. Since the processing gas supply nozzles 9, 10, and 11 have the heat insulating structure as described above, the reaction of the processing gas is suppressed. Therefore, the reaction product is prevented from being deposited on the inner surfaces of the processing gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11.

従って、成膜処理を繰返し行った場合も、前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11への反応生成物の付着堆積量を軽減でき、該処理ガス供給ノズル8,9,10,11の内面に生成された堆積膜の剥離によるパーティクル発生を抑制でき、品質の高い基板処理を行うことができる。又、前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11の洗浄時期の間隔を長くでき、基板処理装置の稼働率の向上が図れる。   Therefore, even when the film forming process is repeated, the amount of reaction product deposited on the process gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 can be reduced, and the process gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 can be reduced. Particle generation due to peeling of the deposited film generated on the inner surface can be suppressed, and high-quality substrate processing can be performed. Further, the interval between the cleaning times of the process gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11 can be increased, and the operating rate of the substrate processing apparatus can be improved.

成膜処理が終了すると、前記処理室6が不活性ガスにより置換され、該処理室6が常圧、或は前記ロードロック室内と均圧にされ、前記ボートエレベータ23により前記ボート26が降下される。   When the film forming process is completed, the processing chamber 6 is replaced with an inert gas, the processing chamber 6 is brought to normal pressure or equalized with the load lock chamber, and the boat 26 is lowered by the boat elevator 23. The

該ボート26の処理済ウェーハ27は、図示しない基板移載機により未処理ウェーハと交換される。未処理ウェーハが装填された前記ボート26は前記ボートエレベータ23により前記処理室6に装入され、基板処理が繰返し行われる。   The processed wafer 27 of the boat 26 is replaced with an unprocessed wafer by a substrate transfer machine (not shown). The boat 26 loaded with unprocessed wafers is loaded into the processing chamber 6 by the boat elevator 23, and substrate processing is repeated.

尚、処理ガス供給ノズルに、処理ガスを流す前のヒータにより処理室が処理温度に加熱される際から、不活性ガスを供給し続ける様にし、処理時に不活性ガスを処理ガスに切替え、更に、処理終了後再び不活性ガスに切替えることにより、ヒータにより処理室を処理温度に加熱している間、処理ガス供給ノズル内にできるだけガスを流通させていることにより、少なくとも処理温度より低い温度で供給されるガスにより、処理ガス供給ノズル内は低温に保たれることになり、より一層処理ガス供給ノズル内でのパーティクルの発生を抑制できる。   The process chamber is heated to the process temperature by the heater before flowing the process gas to the process gas supply nozzle so that the inert gas is continuously supplied, and the inert gas is switched to the process gas during the process. When the processing chamber is heated to the processing temperature by the heater by switching to the inert gas again after the processing is completed, the gas is circulated in the processing gas supply nozzle as much as possible at least at a temperature lower than the processing temperature. The inside of the processing gas supply nozzle is kept at a low temperature by the supplied gas, and generation of particles in the processing gas supply nozzle can be further suppressed.

図4、図5は処理ガス供給ノズル8,9,10,11の他の例を示している。該処理ガス供給ノズル9,10,11では処理ガスの分散供給が更に促進される様に複数のガス供給口45a,45b,45c,45d,45e,45fを前記処理ガス供給ノズル9,10,11の側面に高さ方向に所要間隔で設けたものである。   4 and 5 show other examples of the processing gas supply nozzles 8, 9, 10, and 11. FIG. In the processing gas supply nozzles 9, 10, and 11, the plurality of gas supply ports 45a, 45b, 45c, 45d, 45e, and 45f are connected to the processing gas supply nozzles 9, 10, and 11 so that the distributed supply of the processing gas is further promoted. These are provided on the side surface of the plate at a required interval in the height direction.

該処理ガス供給ノズル9,10,11に於いても、内管16、外管17の2重管構造となっており、前記内管16と前記外管17との間には気密な空間18が形成され、該空間18には断熱材19が封入されている。   The processing gas supply nozzles 9, 10, 11 also have a double tube structure of an inner tube 16 and an outer tube 17, and an airtight space 18 is provided between the inner tube 16 and the outer tube 17. And a heat insulating material 19 is enclosed in the space 18.

図4、図5で示される処理ガス供給ノズル9,10,11では複数のガス供給口45a,45b,45c,45d,45e,45fから処理ガスが分散されて前記処理室6に供給されるので、ウェーハ間の処理の均一性が向上する。   In the processing gas supply nozzles 9, 10, and 11 shown in FIGS. 4 and 5, the processing gas is dispersed and supplied to the processing chamber 6 from a plurality of gas supply ports 45a, 45b, 45c, 45d, 45e, and 45f. , Process uniformity between wafers is improved.

尚、上記実施の形態では、垂直方向に延びる処理ガス供給ノズル9,10,11を断熱構造とした例を示したが、処理室6内等ヒータ5で加熱される部分に位置するノズル、処理ガス供給用の配管等に実施してもよいことは言う迄もない。   In the above embodiment, an example in which the processing gas supply nozzles 9, 10, and 11 extending in the vertical direction have a heat insulating structure is shown. Needless to say, it may be applied to piping for gas supply.

前記処理ガス供給ノズル8,9,10,11の空間18に封入する断熱材19をシリカ粉末(SiO2 )、成膜時の温度を530℃、処理ガスにSiH4 、PH3 (処理ガス流量1600(sccm)/200(sccm))を用い、処理圧力は300Paの条件でD−Polyでの高速成膜処理し、Depo.Rate50Å/minとした場合のパーティクルの発生状態を図6に示す。   The heat insulating material 19 enclosed in the space 18 of the processing gas supply nozzles 8, 9, 10, 11 is silica powder (SiO2), the temperature at the time of film formation is 530 ° C., the processing gas is SiH4, PH3 (processing gas flow rate 1600 (sccm ) / 200 (sccm)) at a processing pressure of 300 Pa, a high-speed film forming process using D-Poly, and Depo. FIG. 6 shows the state of generation of particles when the rate is 50 Å / min.

従来の構造の処理ガス供給ノズルを用いた場合、パーティクルの粒径が0.18μm以上で175個発生したのに対し、本発明に係る処理ガス供給ノズルを用いた場合では、14個に減少しており、断熱構造を有する処理ガス供給ノズルを用いることでパーティクルの発生が抑制できる。   When the processing gas supply nozzle having the conventional structure is used, 175 particles are generated when the particle diameter is 0.18 μm or more, whereas when the processing gas supply nozzle according to the present invention is used, the number is reduced to 14. The generation of particles can be suppressed by using the processing gas supply nozzle having a heat insulating structure.

その他の処理としては、Si3 N4 を処理する場合等に適用可能であり、例えば、ウェーハ温度740℃、処理ガスはDCS、NH3 、ガス流量は30/150(sccm)、処理圧力は30Paの条件で実施される。   As other processing, it is applicable to processing Si3 N4, for example, under the conditions of a wafer temperature of 740 ° C., a processing gas of DCS, NH3, a gas flow rate of 30/150 (sccm), and a processing pressure of 30 Pa. To be implemented.

(付記)
尚、本発明は以下の実施の形態を含む
(Appendix)
The present invention includes the following embodiments.

(付記1)基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室内に配置され、処理ガスを前記処理室内に供給する処理ガス供給ノズルとを備え、該処理ガス供給ノズルは、断熱構造を有していることを特徴とする基板処理装置。   (Supplementary Note 1) A processing chamber for processing a substrate, a heating means for heating the processing chamber, and a processing gas supply nozzle that is disposed in the processing chamber and supplies a processing gas into the processing chamber. The nozzle has a heat insulating structure.

(付記2)前記処理ガス供給ノズルは、内管、外管から構成される2重管構造であり、内管と外管との間が真空となっている付記1の基板処理装置。   (Supplementary note 2) The substrate processing apparatus according to supplementary note 1, wherein the processing gas supply nozzle has a double tube structure including an inner tube and an outer tube, and a vacuum is formed between the inner tube and the outer tube.

(付記3)前記処理ガス供給ノズルは、内管、外管から構成される2重管構造であり、内管と外管との間に断熱材が封入されている付記1の基板処理装置。   (Supplementary note 3) The substrate processing apparatus according to supplementary note 1, wherein the processing gas supply nozzle has a double tube structure including an inner tube and an outer tube, and a heat insulating material is sealed between the inner tube and the outer tube.

(付記4)基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室内に配置され、処理ガスを前記処理室内に供給する処理ガス供給ノズルとを備え、該処理ガス供給ノズルは断熱構造を有している基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記処理室を加熱手段により加熱する工程と、前記処理室に前記処理ガス供給ノズルを介して処理ガスを供給する工程と、前記処理室にて前記基板を処理する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。   (Supplementary Note 4) A processing chamber for processing a substrate, a heating unit for heating the processing chamber, and a processing gas supply nozzle that is disposed in the processing chamber and supplies a processing gas into the processing chamber. The nozzle is a method of manufacturing a semiconductor device using a substrate processing apparatus having a heat insulation structure, the step of heating the processing chamber by a heating means, and a processing gas to the processing chamber via the processing gas supply nozzle And a process for processing the substrate in the processing chamber.

本発明の実施の形態を示す概略正断面図である。It is a general | schematic front sectional view which shows embodiment of this invention. 本発明の実施の形態を示す概略側断面図である。It is a schematic sectional side view which shows embodiment of this invention. 該実施の形態に使用される処理ガス供給ノズルの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the process gas supply nozzle used for this embodiment. 該実施の形態に使用される他の処理ガス供給ノズルの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the other process gas supply nozzle used for this embodiment. 該他の処理ガス供給ノズルの上端部部分拡大図である。It is an upper end part enlarged view of this other process gas supply nozzle. 本発明に於けるパーティクル発生状態と従来例に於けるパーティクル発生状態とを示すグラフである。It is a graph which shows the particle generation state in this invention, and the particle generation state in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 処理炉
5 ヒータ
6 処理室
7 ガス排気路
8,9,10,11 処理ガス供給ノズル
16 内管
17 外管
18 空間
19 断熱材
23 ボートエレベータ
24 ボート回転装置
26 ボート
27 ウェーハ
28,29,30,31 流量制御器
33 主制御部
38 温度検出器
39 圧力検出器
41 排気ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing furnace 5 Heater 6 Processing chamber 7 Gas exhaust path 8, 9, 10, 11 Processing gas supply nozzle 16 Inner pipe 17 Outer pipe 18 Space 19 Heat insulating material 23 Boat elevator 24 Boat rotation apparatus 26 Boat 27 Wafer 28, 29, 30 , 31 Flow rate controller 33 Main controller 38 Temperature detector 39 Pressure detector 41 Exhaust line

Claims (1)

基板を処理する処理室と、該処理室を加熱する加熱手段と、前記処理室内に配置され、処理ガスを前記処理室内に供給する処理ガス供給ノズルとを備え、該処理ガス供給ノズルは、断熱構造を有していることを特徴とする基板処理装置。   A processing chamber for processing the substrate; heating means for heating the processing chamber; and a processing gas supply nozzle that is disposed in the processing chamber and supplies a processing gas to the processing chamber. A substrate processing apparatus having a structure.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008244443A (en) * 2007-02-28 2008-10-09 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
WO2009011015A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-22 Shimadzu Corporation High-frequency induction heating apparatus and plasma cvd apparatus
JP2009111216A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Shin Etsu Handotai Co Ltd Heat treatment equipment
US8304328B2 (en) 2006-03-20 2012-11-06 Hitachi Kokusai Electric Inc. Manufacturing method of semiconductor device and substrate processing apparatus
JP2019110269A (en) * 2017-12-20 2019-07-04 東京エレクトロン株式会社 Vertical thermal treatment apparatus
CN113161267A (en) * 2021-04-23 2021-07-23 青岛赛瑞达电子科技有限公司 Double-layer air inlet pipe with vacuum heat insulation function in process pipe

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8304328B2 (en) 2006-03-20 2012-11-06 Hitachi Kokusai Electric Inc. Manufacturing method of semiconductor device and substrate processing apparatus
JP2008244443A (en) * 2007-02-28 2008-10-09 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
WO2009011015A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-22 Shimadzu Corporation High-frequency induction heating apparatus and plasma cvd apparatus
JPWO2009011015A1 (en) * 2007-07-13 2010-09-09 株式会社島津製作所 High frequency induction heating apparatus and plasma CVD apparatus
JP2009111216A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Shin Etsu Handotai Co Ltd Heat treatment equipment
JP2019110269A (en) * 2017-12-20 2019-07-04 東京エレクトロン株式会社 Vertical thermal treatment apparatus
CN113161267A (en) * 2021-04-23 2021-07-23 青岛赛瑞达电子科技有限公司 Double-layer air inlet pipe with vacuum heat insulation function in process pipe

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