JPH0786172A - Processing gas supplying method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、処理用ガスの供給方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for supplying a processing gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近半導体集積回路素子は益々高集積化
されて来ており、その集積度が６４ＭＤＲＡＭから２５
６ＭＤＲＡＭの世代に入りつつある。そのため配線構造
の多層化及び微細化が一層顕著になって来ている。この
ように配線構造が多層化するに従って配線工程のステッ
プが増加し、配線工程の効率化及び防塵対策が従来以上
に問題になって来ている。また、配線構造の微細化が進
むに従って、従来のアルミニウム（Ａｌ）配線ではマイ
グレーション断線などが問題となり、Ａｌに代わる材料
としてタングステン（Ｗ）などのマイグレーション耐性
に優れた金属が配線材料として種々検討されている。ま
た、配線構造の多層化が進むに従ってコンタクトホー
ル、ビアホールなどの埋め込み、あるいは配線層間を絶
縁する層間絶縁膜についても材料面など種々検討されて
いる。しかもこれらの材料は無機系材料及び有機系材料
と多岐に亘っている。2. Description of the Related Art Recently, semiconductor integrated circuit devices have been highly integrated, and the degree of integration is from 64 MDRAM to 25.
It is entering the 6MDRAM generation. Therefore, multilayering and miniaturization of the wiring structure have become more remarkable. As the wiring structure becomes multi-layered in this way, the number of steps in the wiring process increases, and the efficiency of the wiring process and dust-proof measures are becoming more problematic than before. Further, as the wiring structure becomes finer, migration disconnection and the like become a problem in the conventional aluminum (Al) wiring, and various metals such as tungsten (W) having excellent migration resistance have been studied as a wiring material instead of Al as a material. ing. Further, as the number of wiring structures has been increased, various studies have been conducted on the material such as embedding of contact holes, via holes and the like, or an interlayer insulating film for insulating between wiring layers. Moreover, these materials are widely used as inorganic materials and organic materials.
【０００３】そして、これらの配線材料、絶縁材料とし
て従来から無機系化合物、有機系化合物が用いられてい
る。有機系化合物は金属カルボニル化合物などのように
室温で気体のものもあるが、アルキル金属化合物などの
ように室温では液体のものも多い。ところが、無機系化
合物は室温以下の温度で気体のものが多く、例えば六フ
ッ化タングステン（ＷＦ6：ｂ.ｐ.１７.２℃）、ジクロ
ロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2：ｂ.ｐ.８.２℃）、三フッ化
塩素（ＣｌＦ3：ｂ.ｐ.１１.７５℃）などは無機系化合
物の中でも沸点が比較的高く、０℃〜室温の範囲で液体
であるが、これらの無機系化合物は成膜処理あるいはエ
ッチング処理などによく用いられている。このような無
機系化合物を成膜処理に用いる場合、従来はこれらの無
機系化合物を加熱して成膜処理などの処理用ガスとして
完全にガス化した後、このガスをマスフローコントロー
ラで所定の流量に調整しながら処理室内へ供給するよう
にしている。加熱による従来の処理用ガスの供給方法
は、貯留容器、及びこれと所定の処理室を結ぶ配管など
を加熱用テープなどで被覆し、この加熱用テープにより
容器及び配管などを介して内部の無機系化合物を加熱す
る方法である。そして、その加熱に際し、例えば容器で
は無機系化合物をその沸点前後の温度に加熱し、この容
器から処理室に至る配管では容器側から処理室側に向か
って温度を徐々に上げ、処理室近傍で最も温度が高くな
るように配管を加熱している。このように加熱され、更
に流量調整された処理用ガスは配管内で液化することな
く処理室内へ供給することができ、供給された処理用ガ
スは処理室内で熱ＣＶＤ処理、プラズマＣＶＤ処理など
により被処理体の表面に所定の配線膜、層間絶縁膜など
の成膜に供される。Inorganic compounds and organic compounds have been conventionally used as these wiring materials and insulating materials. Some organic compounds are gaseous at room temperature, such as metal carbonyl compounds, but many are liquid at room temperature, such as alkyl metal compounds. However, inorganic compounds are often those of a gas at a temperature below room temperature, for example, tungsten hexafluoride (WF 6: b.p.17.2 ℃), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2: b.p.8. 2 ° C.), chlorine trifluoride (ClF 3 : bp 11.75 ° C.) and the like have relatively high boiling points among inorganic compounds and are liquid in the range of 0 ° C. to room temperature. Compounds are often used for film formation processing or etching processing. When such an inorganic compound is used in the film forming process, conventionally, these inorganic compounds are heated to be completely gasified as a process gas for the film forming process and the like, and then this gas is flown at a predetermined flow rate by a mass flow controller. It is supplied to the processing chamber while being adjusted. In the conventional method of supplying the processing gas by heating, the storage container and the pipe connecting the predetermined processing chamber and the storage container are covered with a heating tape or the like, and the inorganic tape inside the container and the piping is covered by the heating tape. It is a method of heating a system compound. Then, at the time of heating, for example, in the container, the inorganic compound is heated to a temperature around its boiling point, and in the pipe from this container to the processing chamber, the temperature is gradually increased from the container side toward the processing chamber side, and in the vicinity of the processing chamber. The piping is heated so that the temperature becomes the highest. The processing gas thus heated and further adjusted in flow rate can be supplied into the processing chamber without being liquefied in the pipe, and the supplied processing gas is subjected to thermal CVD processing, plasma CVD processing or the like in the processing chamber. It is used for forming a predetermined wiring film, an interlayer insulating film, etc. on the surface of the object to be processed.
【０００４】一方、上述のように無機系化合物を加熱し
ながら処理用ガスとして処理室へ供給しながら所定の成
膜処理を何度か繰り返すと、処理室内にも被処理体と同
様にそれぞれの被膜が形成され、これらの被膜がいずれ
は処理室内から剥離してパーティクルなどの原因になっ
て製品の歩留りを低下させることになる。そのため、従
来から所定回数の成膜処理を終了すれば、処理室をクリ
ーニングして被膜などの汚染源を除去するようにしてい
る。このクリーニング方法としては、処理室を解体して
内部に形成された被膜を完全に除去するクリーニング方
法、あるいはＮＦ3ガスなどのプラズマを利用したクリ
ーニング方法が知られている。しかし、前者のクリーニ
ング方法の場合には、装置の解体、組立、及びその立ち
上げに多大な時間を要するという課題があった。これに
対して後者のクリーニング方法の場合には、装置を解体
する必要がなく、前者の場合と比較して格段にクリーニ
ング時間を短縮することができるという大きな利点があ
る。On the other hand, when the predetermined film forming process is repeated several times while supplying the processing gas as the processing gas while heating the inorganic compound as described above, each of the processing chambers is treated in the same manner as the object to be processed. A coating film is formed, and these coating films eventually peel off from the processing chamber to cause particles and the like, which reduces the yield of products. Therefore, conventionally, when the film forming process is completed a predetermined number of times, the processing chamber is cleaned to remove a contamination source such as a film. As this cleaning method, there is known a cleaning method in which the processing chamber is disassembled to completely remove the coating film formed therein, or a cleaning method using plasma such as NF 3 gas. However, in the case of the former cleaning method, there is a problem that it takes a lot of time to disassemble and assemble the apparatus and start it up. On the other hand, the latter cleaning method has a great advantage that it is not necessary to disassemble the apparatus and the cleaning time can be significantly shortened as compared with the former case.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加熱による処理用ガスの供給方法の場合には、貯留容器
及び配管などを加熱して処理用液体を処理用ガスとして
ガス化するようにしているが、このような加熱では配管
に取り付けられたマスフローコントローラやバルブなど
ではそれぞれの内部まで十分に加熱することが難しく、
例えば０℃〜室温の範囲で液体である無機系化合物の場
合にはマスフローコントローラやバルブなどで処理用ガ
スとして気化したものが再液化し、これらの部分で無機
系化合物が詰まるなどして処理用ガスの流量が減少した
り、処理用ガスに脈流を生じるなどしてマスフローコン
トローラによる流量制御が難しくなるという課題があっ
た。However, in the case of the conventional method of supplying the processing gas by heating, the storage container and the piping are heated to gasify the processing liquid as the processing gas. However, with such heating, it is difficult to sufficiently heat the inside of each with a mass flow controller or valve attached to the pipe,
For example, in the case of an inorganic compound that is liquid in the range of 0 ° C to room temperature, the gas that has been vaporized as a processing gas by a mass flow controller or a valve is reliquefied and the inorganic compound is clogged in these parts for processing. There is a problem in that the flow rate of the gas is reduced or a pulsating flow is generated in the processing gas, which makes it difficult to control the flow rate by the mass flow controller.
【０００６】また、従来の処理用ガスの供給方法により
処理用ガスを供給した場合には上述のようにマスフロー
コントローラやバルブなどで処理用ガスが液化して残留
していることがあるため、例えばＮＦ3ガスのプラズマ
を利用したクリーニングを行なう際には、プラズマ源と
なる化学的に極めて活性なＮＦ3ガスが残留する無機系
化合物と激しく反応する虞があるため、この無機系化合
物を完全に除去する必要がある。そこで、系内を真空排
気して液状の無機系化合物をこれらの部分から除去する
ようにしているが、真空排気の際に無機系化合物から気
化熱が奪われ、真空排気が進むに従って無機系化合物が
一層冷却され、その蒸発が益々遅延し、無機系化合物の
除去に多大な時間を要するという課題があった。When the processing gas is supplied by the conventional method of supplying the processing gas, the processing gas may be liquefied and left by the mass flow controller or the valve as described above. When cleaning using the plasma of NF 3 gas, chemically extremely active NF 3 gas, which is the plasma source, may react violently with the residual inorganic compound. Need to be removed. Therefore, the system is evacuated to remove the liquid inorganic compound from these parts.However, the heat of vaporization is removed from the inorganic compound during vacuum evacuation, and the inorganic compound is removed as the vacuum evacuation proceeds. However, there is a problem in that it is further cooled, its evaporation is delayed more and more, and it takes a lot of time to remove the inorganic compound.
【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、ガス化した処理用液体処理用ガスとして液
化させることなく常に安定した状態で処理室へ供給する
ことができる処理用ガスの供給方法を提供することを目
的としている。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a processing gas that can always be supplied to the processing chamber in a stable state without being liquefied as a gasified processing liquid is provided. The purpose is to provide a supply method.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の処理用ガスの供給方法は、処理用ガスをその供給源よ
り配管を経由して処理室内に供給する処理用ガスの供給
方法において、上記配管内を大気圧よりも減圧状態に
し、この減圧状態の配管を介して上記処理用ガスを上記
処理室内へ供給するようにしたものである。A method for supplying a processing gas according to claim 1 of the present invention is a method for supplying a processing gas from a supply source thereof into a processing chamber via a pipe. In the above, the inside of the pipe is depressurized from the atmospheric pressure, and the processing gas is supplied into the processing chamber through the depressurized pipe.
【０００９】また、本発明の請求項２に記載の処理用ガ
スの供給方法は、請求項１に記載の発明において、上記
処理用ガスとして上記処理室内をクリーニングするＣｌ
Ｆ3を供給するようにしたものである。The method of supplying a processing gas according to a second aspect of the present invention is the method of the first aspect, wherein Cl is used as the processing gas for cleaning the inside of the processing chamber.
F 3 is obtained so as to supply.
【００１０】[0010]
【作用】本発明の請求項１に記載の発明によれば、処理
用ガスをその供給源より配管を経由して処理室内に供給
する際に、配管内を大気圧よりも減圧状態にし、この減
圧状態の配管を介して処理用ガスを処理室内へ供給する
ことにより、処理用ガスは安定したガス状を維持するこ
とができ、処理用ガスを配管内で結露させることなく安
定した状態で処理室へ供給することができ、もって処理
室内では安定した処理を行なうことができ、また、この
処理後他の処理を行なうために処理用ガスを除去する際
にはバルブ等で処理用ガスが結露していないため処理用
ガスを容易に排気、除去することができる。According to the first aspect of the present invention, when the processing gas is supplied from the supply source into the processing chamber through the piping, the inside of the piping is depressurized below atmospheric pressure. By supplying the processing gas into the processing chamber through the depressurized pipe, the processing gas can maintain a stable gaseous state, and the processing gas is treated in a stable state without dew condensation in the pipe. Can be supplied to the chamber, so that stable processing can be performed in the processing chamber, and when the processing gas is removed to perform other processing after this processing, the processing gas is condensed by a valve or the like. Since this is not done, the processing gas can be easily exhausted and removed.
【００１１】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、上記処理用ガス
として処理室内をクリーニングするＣｌＦ3を供給する
ことにより、クリーニング用ガスとしてのＣｌＦ3をガ
ス状態のまま安定的に処理室内へ供給し、このＣｌＦ3
ガスにより処理室内を隅々までクリーニングすることが
できる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, ClF 3 for cleaning the inside of the processing chamber is supplied as the processing gas to provide a cleaning gas. ClF 3 of the above is stably supplied into the processing chamber in a gas state, and the ClF 3
It is possible to clean every corner of the processing chamber with the gas.
【００１２】[0012]
【実施例】まず、本実施例の処理用ガスの供給方法を説
明する前に、この方法を適用するバッチ式コールドウォ
ール処理装置について説明する。このバッチ式コールド
ウォール処理装置は、図１に示すように、半導体ウエハ
１を１枚ずつ処理する処理室２を有している。この処理
室２は、図１に示すように、アルミニウムなどから円筒
状として形成されている。また、この処理室２の外面に
は冷却ジャケット３が配設され、この冷却ジャケット３
により処理室２の壁面を水冷し、その温度を０〜５０℃
の温度範囲に制御できるように構成されている。この処
理室２内の底面２Ａには円環状に形成された回転体４が
回転可能に配設されている。そして、この円環状の回転
体４には半導体ウエハ１を１枚ずつ水平に支持する支持
体としてのサセプタ５が周方向等間隔に例えば図２に示
すように８箇所に装着されている。これらのサセプタ５
は回転体４から多少突出した円盤状に形成されている。
そして、これらのサセプタ５の下方には例えば発熱抵抗
体からなる加熱体６が回転体４内に埋設され、これらの
加熱体６により各サセプタ５を個別に加熱できるように
構成されている。また、これらのサセプタ５及び加熱体
６を有する回転体４の中心部にはその表面から処理室２
の底面を下方へ貫通した中空状の回転軸７が連結されて
いる。この回転軸７の下方には例えば歯車８が取り付け
られ、更にこの歯車８には駆動モータ９の回転軸８Ａに
取り付けられた歯車９Ｂが噛合している。従って、回転
体４は、駆動モータ９の回転軸９Ｂ、歯車９Ａ、歯車９
及び回転軸７を介して伝達される回転力により図１、図
２の矢印方向へ回転するように構成されている。First, before describing the method of supplying a processing gas according to this example, a batch type cold wall processing apparatus to which this method is applied will be described. As shown in FIG. 1, this batch type cold wall processing apparatus has a processing chamber 2 for processing semiconductor wafers 1 one by one. As shown in FIG. 1, the processing chamber 2 is formed of aluminum or the like into a cylindrical shape. A cooling jacket 3 is disposed on the outer surface of the processing chamber 2, and the cooling jacket 3
The wall surface of the processing chamber 2 is water-cooled by the
It is configured so that it can be controlled within the temperature range. An annular rotor 4 is rotatably disposed on the bottom surface 2A of the processing chamber 2. Then, susceptors 5 as supports for horizontally supporting the semiconductor wafers 1 one by one are mounted on the annular rotating body 4 at eight positions at equal intervals in the circumferential direction, as shown in FIG. These susceptors 5
Is formed in a disk shape slightly protruding from the rotating body 4.
Below the susceptors 5, a heating body 6 made of, for example, a heating resistor is embedded in the rotating body 4, and the susceptors 5 can be individually heated by the heating bodies 6. Further, from the surface of the rotating body 4 having the susceptor 5 and the heating body 6, the processing chamber 2
A hollow rotary shaft 7 penetrating the bottom surface of the shaft is connected. A gear 8 is attached below the rotary shaft 7, and a gear 9B attached to a rotary shaft 8A of a drive motor 9 is meshed with the gear 8. Therefore, the rotating body 4 includes the rotating shaft 9B of the drive motor 9, the gear 9A, and the gear 9
1 and 2 is rotated by the rotational force transmitted through the rotary shaft 7.
【００１３】一方、各サセプタ５の上方にはガス分散供
給部１０が各サセプタ５に対向して配設され、これらの
ガス分散供給部１０から後述のようにプロセスガスまた
はクリーニングガスを処理室２内へ供給するように構成
されている。これらのガス分散供給部１０はそれぞれ中
空の円盤状に形成され、それぞれの上面中央にガス供給
配管１０Ａが接続され、それぞれの下面には多数のガス
供給孔１０Ｂが形成されている。これらのガス分散供給
部１０のガス供給配管１０Ａにはそれぞれ図１に示すよ
うにプロセスガスを供給するプロセスガス供給系１１が
配管１２を介して接続され、この配管１２に取り付けら
れたバルブ１３を開放することにより所定のプロセスガ
スをガス分散供給部１０を介して処理室２内に供給する
ように構成されている。On the other hand, a gas dispersion supply unit 10 is arranged above each susceptor 5 so as to face each susceptor 5, and a process gas or a cleaning gas is supplied from these gas dispersion supply units 10 as described later. Is configured to feed into. Each of these gas dispersion supply units 10 is formed in a hollow disk shape, a gas supply pipe 10A is connected to the center of the upper surface of each, and a large number of gas supply holes 10B are formed on the lower surface of each. As shown in FIG. 1, a process gas supply system 11 for supplying a process gas is connected to each of the gas supply pipes 10A of the gas dispersion supply unit 10 via a pipe 12, and a valve 13 attached to the pipe 12 is installed. When opened, a predetermined process gas is supplied into the processing chamber 2 via the gas dispersion supply unit 10.
【００１４】そして、この処理室２内で例えばブランケ
ットＷ処理を行なう場合にはプロセスガス供給系１１か
らガス分散供給部１０へ例えば六フッ化タングステン
（ＷＦ6）及び水素をプロセスガスとして供給し、ガス
分散供給部１０の下面に多数分散させて形成されガス供
給孔１０Ｂから処理室２内のサセプタ５上の半導体ウエ
ハ１へプロセスガスを均等に供給して熱ＣＶＤにより半
導体ウエハ１の表面を成膜するように構成されている。
このプロセスガス供給系１１は、プロセスガスであるＷ
Ｆ6ガスを貯留する、ガス供給源としてのＷＦ6ガスボン
ベ１１Ａと、このＷＦ6ガスを還元する水素ガスを貯留
する、ガス供給源としての水素ガスボンベ１１Ｂを備
え、これら両者１１Ａ、１１Ｂはそれぞれ配管１２から
分岐する配管１２Ａ、１２Ｂの端部にそれぞれ接続され
ている。ＷＦ6ガスボンベ１１Ｂが接続された配管１２
Ａには上流側から下流側へ減圧バルブ１１Ｃ、マスフロ
ーコントローラ１１Ｄ、バルブ１１Ｅが順次配設され、
また、水素ガスボンベ１１Ｂが接続された配管１２Ｂに
は上流側から下流側へバルブ１１Ｆ、マスフローコント
ローラ１１Ｇ、バルブ１１Ｈが順次配設され、これら両
者１１Ａ、１１Ｂからのガスが配管１２で合流し、バル
ブ１３を開放することにより配管１２、１０Ａを介して
処理室２内へプロセスガスを供給できるように構成され
ている。つまり、ＷＦ6ガスボンベ１１Ｂ内の液状のＷ
Ｆ6は減圧バルブ１１Ｃにより一旦減圧され、減圧下で
気化したＷＦ6ガスがマスフローコントローラ１１Ｄに
より流量調整されて同様に流量調整された水素ガスと所
定比で混合するようにしている。When performing, for example, blanket W treatment in the processing chamber 2, tungsten hexafluoride (WF 6 ) and hydrogen, for example, are supplied as process gas from the process gas supply system 11 to the gas dispersion supply unit 10. The process gas is evenly supplied to the semiconductor wafer 1 on the susceptor 5 in the processing chamber 2 through the gas supply holes 10B, which are formed by being dispersed on the lower surface of the gas dispersion supply unit 10, and the surface of the semiconductor wafer 1 is formed by thermal CVD. It is configured to membrane.
The process gas supply system 11 uses W which is a process gas.
A WF 6 gas cylinder 11A as a gas supply source that stores F 6 gas and a hydrogen gas cylinder 11B as a gas supply source that stores hydrogen gas that reduces this WF 6 gas are provided, and both 11A and 11B are pipes. The pipes 12A and 12B branching from 12 are respectively connected to the ends thereof. Piping 12 to which WF 6 gas cylinder 11B is connected
At A, a pressure reducing valve 11C, a mass flow controller 11D, and a valve 11E are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side,
A valve 11F, a mass flow controller 11G, and a valve 11H are sequentially arranged from upstream to downstream in a pipe 12B to which the hydrogen gas cylinder 11B is connected. Opening 13 allows the process gas to be supplied into the processing chamber 2 through the pipes 12 and 10A. That is, liquid W in the WF 6 gas cylinder 11B
F 6 is once decompressed by the decompression valve 11C, and the WF 6 gas vaporized under the decompression is adjusted in flow rate by the mass flow controller 11D to be mixed with the hydrogen gas similarly adjusted in flow rate at a predetermined ratio.
【００１５】また、配管１２には図１に示すようにクリ
ーニングガスを供給するクリーニングガス供給系１４が
配管１５を介して接続され、クリーニング時にはこのク
リーニングガス供給系１４から配管１５、配管１２、各
ガス分散供給部１０を介して処理室２内の各サセプタ５
上へクリーニングガスを供給するように構成されてい
る。即ち、これらのガス分散供給部１０は処理室２のク
リーニングガスの供給部としての役割も果たしている。
このクリーニングガス供給系１４は、クリーニングガス
であるＣｌＦ3ガスを貯留する、ガス供給源としてのＣ
ｌＦ3ガスボンベ１６と、このＣｌＦ3ガスを希釈する希
釈用ガス、例えば窒素ガスを貯留する、ガス供給源とし
ての窒素ガスボンベ１７を備え、これら両者１６、１７
はそれぞれ配管１５から分岐する配管１５Ａ、１５Ｂの
端部にそれぞれ接続されている。ＣｌＦ3ガスボンベ１
６が接続された配管１５Ａには上流側から下流側へ減圧
バルブ１８、マスフローコントローラ１９、バルブ２０
が順次配設され、また、窒素ガスボンベ１７が接続され
た配管１５Ｂには上流側から下流側へバルブ２１、マス
フローコントローラ２２、バルブ２３が順次配設され、
これら両者１６、１７からのガスが配管１５で合流し、
バルブ２４を開放することにより配管１５、１２、１０
Ａを介して処理室２内へクリーニングガスを供給できる
ように構成されている。つまり、ＣｌＦ3ガスボンベ１
６内の液状のＣｌＦ3は減圧バルブ１８により一旦減圧
され、減圧下で気化したＣｌＦ3ガスがマスフローコン
トローラ１９により流量調整されて同様に流量調整され
た窒素ガスと所定比で混合するようにしている。Further, as shown in FIG. 1, a cleaning gas supply system 14 for supplying a cleaning gas is connected to the pipe 12 via a pipe 15, and during cleaning, the cleaning gas supply system 14 is connected to the pipe 15, the pipe 12, and the like. Each susceptor 5 in the processing chamber 2 through the gas dispersion supply unit 10.
It is configured to supply a cleaning gas upward. That is, the gas dispersion supply unit 10 also serves as a cleaning gas supply unit for the processing chamber 2.
The cleaning gas supply system 14 stores CF 3 gas, which is a cleaning gas, as a gas supply source.
An 1F 3 gas cylinder 16 and a nitrogen gas cylinder 17 as a gas supply source for storing a diluting gas for diluting the ClF 3 gas, for example, nitrogen gas are provided.
Are respectively connected to the ends of the pipes 15A and 15B branched from the pipe 15. ClF 3 gas cylinder 1
In the pipe 15A to which 6 is connected, a pressure reducing valve 18, a mass flow controller 19, a valve 20 from the upstream side to the downstream side.
Are sequentially arranged, and in the pipe 15B to which the nitrogen gas cylinder 17 is connected, a valve 21, a mass flow controller 22, and a valve 23 are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side.
The gas from both of these 16, 17 merges in the pipe 15,
By opening the valve 24, the pipes 15, 12, 10
The cleaning gas can be supplied into the processing chamber 2 via A. In other words, ClF 3 gas cylinder 1
The liquid ClF 3 in 6 is once decompressed by the decompression valve 18, and the ClF 3 gas vaporized under the decompression is adjusted in flow rate by the mass flow controller 19 to be mixed with the nitrogen gas similarly adjusted in flow rate at a predetermined ratio. There is.
【００１６】また、これらのガス分散供給部１０から処
理室２内へ供給されたガスは、回転体４の回転軸７内に
挿着された排気管２５を介して外部へ排出するように構
成されている。この排気管２５の下流側には真空ポンプ
２６が取り付けられ、、この真空ポンプ２６により処理
室２内を排気して所定の真空度を維持するように構成さ
れている。従って、この排気管２５は処理室２のクリー
ニングガスの排気部としての役割も果たしている。この
真空ポンプ２６としては排気されるガスの影響を受けな
いようにオイルフリーのドライポンプを用いることが好
ましい。更に、この真空ポンプ２６の下流側には真空ポ
ンプ２６から排気されたプロセスガス、クリーニングガ
スなどの有害なガスを捕捉して排気ガスからこれらの有
害ガスを除去する除害装置２７が配設され、この除害装
置２７としてはＣｌＦ3を良く溶解する溶剤、例えばア
ルカリ溶液などを満たしたものが用いられる。Further, the gas supplied from the gas dispersion supply unit 10 into the processing chamber 2 is exhausted to the outside through an exhaust pipe 25 inserted in the rotary shaft 7 of the rotating body 4. Has been done. A vacuum pump 26 is attached on the downstream side of the exhaust pipe 25, and the vacuum pump 26 is configured to exhaust the inside of the processing chamber 2 to maintain a predetermined degree of vacuum. Therefore, the exhaust pipe 25 also serves as an exhaust unit for the cleaning gas in the processing chamber 2. As the vacuum pump 26, it is preferable to use an oil-free dry pump so as not to be affected by the exhaust gas. Further, on the downstream side of the vacuum pump 26, a detoxification device 27 is provided which captures harmful gases such as process gas and cleaning gas exhausted from the vacuum pump 26 and removes these harmful gases from the exhaust gas. As the abatement device 27, a solvent filled with a solvent in which ClF 3 is well dissolved, for example, an alkaline solution is used.
【００１７】更にまた、上記バッチ式コールドウォール
処理装置では、そのサセプタ５はグランド電位に保持す
るように構成されており、また、このサセプタ５に対向
するガス分散供給部１０には高周波電源２８に接続され
ている。そして、各ガス分散供給部１０に高周波電源２
８により高周波電圧を印加しすれば、ガス分散供給部１
０とサセプタ５間で電位差を生じるように構成されてい
る。従って、真空ポンプ２６により処理室２内を排気
し、処理室２内を所定の真空度に保持しながら各ガス分
散供給部１０から処理室２内へプロセスガスを導入した
状態で、各ガス分散供給部１０に高周波電源２８により
高周波電圧を印加すれば、電極対をなすサセプタ５とガ
ス分散供給部１０との間で真空放電し、これら両者４、
１０間でプロセスガスがプラズマ化し、このプラズマに
よりサセプタ５上で加熱体６により加熱された半導体ウ
エハ１の表面に所定の成膜をできるように構成されてい
る。つまり、このバッチ式コールドウォール処理装置は
熱ＣＶＤ処理装置としても、プラズマＣＶＤ処理装置と
しても使用できるように構成されている。尚、図１にお
いて、２９は処理室２の搬入、搬出口に取り付けられた
ゲートバルブで、このゲートバルブ２９を介して半導体
ウエハ１を処理室２内へ搬入、搬出する搬送室３０に処
理室２を接続することができる。Furthermore, in the batch type cold wall processing apparatus, the susceptor 5 is configured to be held at the ground potential, and the gas dispersion supply unit 10 facing the susceptor 5 is connected to the high frequency power supply 28. It is connected. Then, the high frequency power source 2 is provided to each gas dispersion supply unit 10.
If a high frequency voltage is applied by 8, the gas dispersion supply unit 1
0 and the susceptor 5 are configured to generate a potential difference. Therefore, the process chamber 2 is evacuated by the vacuum pump 26, and the process gas is introduced into the process chamber 2 from each gas dispersion supply unit 10 while maintaining the process chamber 2 at a predetermined vacuum degree. When a high-frequency voltage is applied to the supply unit 10 by the high-frequency power source 28, a vacuum discharge is generated between the susceptor 5 forming the electrode pair and the gas dispersion supply unit 10, and both of them 4,
The process gas is turned into plasma between 10 and the plasma is formed so that a predetermined film can be formed on the surface of the semiconductor wafer 1 heated by the heating body 6 on the susceptor 5. That is, this batch type cold wall processing apparatus can be used as both a thermal CVD processing apparatus and a plasma CVD processing apparatus. In FIG. 1, reference numeral 29 is a gate valve attached to the loading / unloading port of the processing chamber 2, and a transfer chamber 30 for loading / unloading the semiconductor wafer 1 into / from the processing chamber 2 via the gate valve 29. Two can be connected.
【００１８】次に、上記バッチ式コールドウォール処理
装置を用いた熱ＣＶＤによるブランケットＷによる成膜
処理の一例について説明する。まず、処理室２内が所定
の真空度になるように処理室２内を真空ポンプ２６によ
り真空排気した後、プロセスガス供給系１１からＷＦ6
ガス及び水素をプロセスガスとして供給するが、この
時、本実施例ではプロセスガス供給系１１の配管１２Ａ
の内部を大気圧よりも減圧状態、例えば６００Torr以下
の圧力にしてＷＦ6ガスとして気化した後、このＷＦ6ガ
スを減圧下の配管１２Ａを介して処理室２内へ供給する
ようにしているため、プロセスガス供給系１１内でＷＦ
6ガスが液化することがない。プロセスガス供給系１１
内で所定比で混合されたＷＦ6ガス及び水素を各ガス分
散供給部１０へプロセスガスとして供給すると、各ガス
分散供給部１０下面の分散孔１０Ａからプロセスガスが
室内の各サセプタ５上の半導体ウエハ１へ均等に供給さ
れる。この際、加熱体６の加熱作用によりサセプタ５上
で支持された半導体ウエハ１が所定温度まで加熱されい
る。そのため、プロセスガスが加熱された半導体ウエハ
１に接触し、その熱エネルギーを得て、水素でＷＦ6を
還元して半導体ウエハ１の表面にタングステンの被膜を
形成する。この処理でサセプタ５などその他の部分にも
タングステンの被膜を形成することになる。Next, an example of a film forming process by the blanket W by thermal CVD using the batch type cold wall processing apparatus will be described. First, the inside of the processing chamber 2 is evacuated by the vacuum pump 26 so that the inside of the processing chamber 2 has a predetermined degree of vacuum, and then WF 6 is supplied from the process gas supply system 11.
Gas and hydrogen are supplied as process gas. At this time, in this embodiment, the pipe 12A of the process gas supply system 11 is used.
Internal vacuum than the atmospheric pressure of, for example, by vaporizing as WF 6 gas in the pressure below 600 Torr, since the WF 6 gas is to be supplied through the pipe 12A under reduced pressure into the processing chamber 2 , WF in the process gas supply system 11
6 Gas does not liquefy. Process gas supply system 11
When the WF 6 gas and hydrogen mixed in a predetermined ratio inside are supplied as process gas to each gas dispersion supply unit 10, the process gas is supplied from the dispersion holes 10A on the lower surface of each gas dispersion supply unit 10 to the semiconductor on each susceptor 5 in the room. It is evenly supplied to the wafer 1. At this time, the semiconductor wafer 1 supported on the susceptor 5 is heated to a predetermined temperature by the heating action of the heating body 6. Therefore, the process gas comes into contact with the heated semiconductor wafer 1, obtains its thermal energy, and reduces WF 6 with hydrogen to form a tungsten film on the surface of the semiconductor wafer 1. By this treatment, a tungsten film is formed also on other portions such as the susceptor 5.
【００１９】また、上記バッチ式コールドウォール処理
装置を用いたプラズマＣＶＤによりブランケットＷ処理
を行なう場合には、真空ポンプ２６により所定の真空度
に保たれた処理室２内のサセプタ５上で半導体ウエハ１
を支持し、加熱体６によりサセプタ５上の半導体ウエハ
１を３００〜４００℃に加熱する。これと並行してプロ
セスガス供給系１１のバルブ１３を開き、ここから配管
１２、ガス分散供給部１０を介して所定比のＷＦ6ガス
と水素ガスの混合ガスを本実施例のガス供給方法により
処理室２内へ供給する。この際、高周波電源２８により
ガス分散供給部１０に高周波電圧を印加していると、サ
セプタ５とガス分散供給部１０間で真空放電が発生し、
この真空放電によりサセプタ５とガス分散供給部１０と
の間でＷＦ6ガスと水素ガスのプラズマを生成し、ＷＦ6
が還元されて半導体ウエハ１の表面にタングステン膜を
成膜する。この処理でサセプタ５などその他の部分にも
タングステンの被膜を形成することになる。When the blanket W process is performed by plasma CVD using the batch type cold wall processing apparatus, a semiconductor wafer is placed on the susceptor 5 in the process chamber 2 kept at a predetermined vacuum degree by the vacuum pump 26. 1
The semiconductor wafer 1 on the susceptor 5 is heated to 300 to 400 ° C. by the heating body 6. In parallel with this, the valve 13 of the process gas supply system 11 is opened, and a mixed gas of WF 6 gas and hydrogen gas having a predetermined ratio is supplied from here through the pipe 12 and the gas dispersion supply unit 10 by the gas supply method of this embodiment. Supply into the processing chamber 2. At this time, when a high frequency voltage is applied to the gas dispersion supply unit 10 by the high frequency power supply 28, vacuum discharge occurs between the susceptor 5 and the gas dispersion supply unit 10,
To generate plasma of the WF 6 gas and hydrogen gas between the susceptor 5 and the gas dispersion supply unit 10 by the vacuum discharge, WF 6
Are reduced to form a tungsten film on the surface of the semiconductor wafer 1. By this treatment, a tungsten film is formed also on other portions such as the susceptor 5.
【００２０】このような成膜処理により処理室２の内面
及びサセプタ５、処理室２のその他の部分にも被膜が形
成され、成膜処理を所定回繰り返す間に、その被膜が積
層されていずれはこれらが剥離してパーティクルとして
室内を浮遊し清浄な半導体ウエハ１を汚染するようにな
ることは前述の通りである。これらが徐々に処理室２の
底面などに蓄積し、これらが半導体ウエハ１の搬入、搬
出時に舞い上がり半導体ウエハ１を汚染する虞がある。
そこで、所定回数の成膜処理後、その処理を一旦中断し
これらのパーティクル等の塵埃をクリーニングにより除
去する。それにはまず、処理室２の加熱体６などの電源
を切った後、半導体ウエハ１が処理室２にない状態にす
る。次いで、ゲートバルブ２９を閉じて処理室２を外部
から遮断した後、クリーニングガス供給系１４からから
配管１５、１２、各ガス分散供給部１０を介して処理室
２内へ希釈用ガスを含むことがあるＣｌＦ3ガスをクリ
ーニングガスとして図１の矢印で示すように処理室２内
のサセプタ５に向けて供給することによりクリーニング
を実施する。このクリーニングに際して系内を例えば窒
素置換するが、本実施例の処理用ガスの供給方法では、
系内が常に減圧状態でＷＦ6が液化しないようにしてい
るため、系内のＷＦ6ガスを容易に真空排気することが
でき、特にプロセスガス供給系１１の配管１１Ａ、マス
フローコントローラ１１Ｃ、バルブ１１Ｅ内でも減圧下
でＷＦ6ガスが液化するとがないため、極めて短時間で
窒素置換することができる。A film is formed on the inner surface of the processing chamber 2, the susceptor 5, and other parts of the processing chamber 2 by such a film forming process, and the film is laminated by repeating the film forming process a predetermined number of times. As described above, these are separated and float in the chamber as particles to contaminate the clean semiconductor wafer 1. These may gradually accumulate on the bottom surface of the processing chamber 2 or the like, and may fly up when the semiconductor wafer 1 is loaded or unloaded to contaminate the semiconductor wafer 1.
Therefore, after the film forming process is performed a predetermined number of times, the process is once interrupted and dust such as particles is removed by cleaning. For that purpose, first, after turning off the power source such as the heating body 6 in the processing chamber 2, the semiconductor wafer 1 is not in the processing chamber 2. Next, the gate valve 29 is closed to shut off the processing chamber 2 from the outside, and then the processing gas is supplied from the cleaning gas supply system 14 to the processing chamber 2 through the pipes 15 and 12 and each gas dispersion supply unit 10. Cleaning is performed by supplying a certain ClF 3 gas as a cleaning gas toward the susceptor 5 in the processing chamber 2 as shown by the arrow in FIG. During this cleaning, the inside of the system is replaced with, for example, nitrogen, but in the method of supplying the processing gas according to this embodiment,
Since the inside of the system is constantly depressurized so that WF 6 is not liquefied, the WF 6 gas in the system can be easily evacuated, and in particular, the pipe 11A of the process gas supply system 11, the mass flow controller 11C, and the valve 11E. Even inside, the WF 6 gas does not liquefy under reduced pressure, so that nitrogen replacement can be performed in an extremely short time.
【００２１】次いで、クリーニングガスを処理室２内へ
供給する場合には、そのゲートバルブ２９を閉じて処理
室２を搬送室３０から遮断した後、クリーニングガス供
給系１４からガス分散供給部１０を介して処理室２に対
して希釈用ガス例えば窒素ガスを含むことがあるＣｌＦ
3ガスをクリーニングガスとして供給し、処理室２の排
気管２５を介して真空ポンプ２６により外部へ排気し、
この間にクリーニングガスにより処理室２の内部に付着
した被膜等の付着物をクリーニングする。クリーニング
ガスはＣｌＦ3ガスあるいは窒素ガスなどの希釈用ガス
を含むガスとして構成されている。このＣｌＦ3は化学
的に活性で、特に金属系、非金属系の被膜と良く反応
し、これらの付着物を効果的に除去することができる。Next, when supplying the cleaning gas into the processing chamber 2, the gate valve 29 is closed to shut off the processing chamber 2 from the transfer chamber 30, and then the cleaning gas supply system 14 is connected to the gas dispersion supply unit 10. ClF which may contain a diluting gas such as nitrogen gas into the processing chamber 2 through
3 gas is supplied as a cleaning gas and is evacuated to the outside by a vacuum pump 26 through the exhaust pipe 25 of the processing chamber 2,
During this period, a cleaning gas is used to clean the adhered substances such as a coating film that has adhered to the inside of the processing chamber 2. The cleaning gas is configured as a gas containing a diluting gas such as ClF 3 gas or nitrogen gas. This ClF 3 is chemically active and reacts particularly well with metallic and non-metallic coatings, and can effectively remove these deposits.
【００２２】このクリーニングガスを構成するＣｌＦ3
ガスを供給する場合にも本発明の処理用ガスの供給方法
を適用することができる。この際、ＣｌＦ3の沸点より
高い温度、例えば常温下で真空ポンプ２６を駆動し、処
理室２内から水素ガスを排気して処理室２内の真空度を
所定値に維持する。そして、この排気状態下でクリーニ
ングガス供給系１４の減圧バルブ１８によりＣｌＦ3を
ガス化し、バルブ２０を所定の開度で開放すると共にマ
スフローコントローラ１９により処理室２におけるＣｌ
Ｆ3ガスを所定の流量、例えば５リットル／分以下の流
量で配管１５を介して供給する。このクリーニングガス
を配管１５に接続された各ガス分散供給部１０から処理
室２内へ導入し、処理室２でのＣｌＦ3ガスの圧力を０.
１〜１００Torrに維持する。この状態でクリーニングガ
スは処理室２内に隅々まで行き渡り、処理室２内を隅々
までクリーニングし、消費されたクリーニングガスは処
理室２の排気管２５から真空ポンプ２６などの排気系を
介して常時排気して更新しているため、クリーニング中
は処理室２内のクリーニングガスの圧力が０.１〜１０
０Torrで常に新鮮なクリーニングガスを補充しているた
め、処理室１内を隅々まで効率良くクリーニングするこ
とができる。ClF 3 constituting this cleaning gas
The method of supplying the processing gas according to the present invention can be applied to the case of supplying the gas. At this time, the vacuum pump 26 is driven at a temperature higher than the boiling point of ClF 3 , for example, at room temperature, and hydrogen gas is exhausted from the processing chamber 2 to maintain the degree of vacuum in the processing chamber 2 at a predetermined value. Then, under this exhaust condition, ClF 3 is gasified by the decompression valve 18 of the cleaning gas supply system 14, the valve 20 is opened at a predetermined opening, and the mass flow controller 19 causes ClF 3 in the processing chamber 2 to be discharged.
F 3 gas is supplied through the pipe 15 at a predetermined flow rate, for example, 5 liter / min or less. This cleaning gas is introduced into the processing chamber 2 from each gas dispersion supply unit 10 connected to the pipe 15, and the pressure of ClF 3 gas in the processing chamber 2 is set to 0.
Keep at 1-100 Torr. In this state, the cleaning gas spreads all over the processing chamber 2 to clean the inside of the processing chamber 2, and the consumed cleaning gas is exhausted from the exhaust pipe 25 of the processing chamber 2 through an exhaust system such as a vacuum pump 26. Since it is constantly exhausted and updated, the pressure of the cleaning gas in the processing chamber 2 is 0.1 to 10 during cleaning.
Since the fresh cleaning gas is constantly replenished at 0 Torr, the inside of the processing chamber 1 can be efficiently cleaned in every corner.
【００２３】また、上述のクリーニングではクリーニン
グガスを排気管２５を介して外部へ排出するようにして
いるため、反応生成物の被膜を形成し易い排気管２５に
ついても、処理室２内部と同様にクリーニングガスによ
り除去することができる。また、排気系から排出される
有毒ガスを除害装置２７により除去できるため、クリー
ンな排気を行なうことができる。Further, in the above-mentioned cleaning, since the cleaning gas is exhausted to the outside through the exhaust pipe 25, the exhaust pipe 25 which easily forms the film of the reaction product is similar to the inside of the processing chamber 2. It can be removed with a cleaning gas. Further, since the poisoning gas discharged from the exhaust system can be removed by the abatement device 27, clean exhaust can be performed.
【００２４】処理室２内に供給されたＣｌＦ3ガスは化
学的に活性なガスであるため、処理室２に形成された金
属系、シリコン系の被膜などの付着物と反応して付着物
を処理室２内で除去して処理室２内を清浄にクリーニン
グすることができる。処理室２内に金属系、シリコン系
のパーティクルが堆積しても、その室内でＣｌＦ3ガス
が隅々まで行き渡り、処理室２の内面は勿論のこと、そ
の室内のサセプタ５に付着したパーティクル等もＣｌＦ
3ガスにより完全に除去することができる。また、Ｃｌ
Ｆ3ガスの被膜等との反応が発熱反応であるため、この
発熱によりＣｌＦ3ガスの反応は益々促進されてより被
膜等の付着物を除去することができる。このようにクリ
ーニングガスとしてＣｌＦ3ガスを供給する場合にも本
発明の処理用ガスの供給方法を適用することにより、Ｃ
ｌＦ3ガスをクリーニングガス供給１４系内で液化させ
るとなく処理室２内へ供給することができ、その後の成
膜処理に際して短時間でＣｌＦ3ガスを置換することが
できる。Since the ClF 3 gas supplied into the processing chamber 2 is a chemically active gas, the ClF 3 gas reacts with the deposits such as metal-based and silicon-based coatings formed in the processing chamber 2 to remove the deposits. It is possible to clean the inside of the processing chamber 2 by removing it inside the processing chamber 2. Even if metal-based or silicon-based particles are deposited in the processing chamber 2, ClF 3 gas spreads to every corner of the processing chamber 2 and particles adhering to the susceptor 5 inside the processing chamber 2 as well as on the inner surface of the processing chamber 2. Also ClF
It can be completely removed by 3 gases. Also, Cl
Since the reaction of the F 3 gas with the coating film or the like is an exothermic reaction, the reaction of the ClF 3 gas is further promoted by this heat generation, and the deposit such as the coating film can be further removed. Even when the ClF 3 gas is supplied as the cleaning gas in this way, by applying the processing gas supply method of the present invention, C
The 1F 3 gas can be supplied into the processing chamber 2 without being liquefied in the cleaning gas supply system 14, and the ClF 3 gas can be replaced in a short time in the subsequent film forming process.
【００２５】処理室２内におけるクリーニングガス、例
えばＣｌＦ3ガスのみを供給する場合には、処理室２内
でのＣｌＦ3ガスの流量が５リットル／分以下で、その
温度がＣｌＦ3の沸点〜７００℃、内部の圧力が０.１〜
１００Torrの条件でクリーニングすることが好ましい。
ＣｌＦ3ガスの流量が５リットル／分を超えると、各チ
ャンバーの構成部材を損ねる虞がある。ＣｌＦ3ガスの
温度が沸点未満ではＣｌＦ3が構成部材に結露してその
構成部材を損ねる虞があり、７００℃を超えてもＣｌＦ
3ガスの活性化されてやはり構成部材を損ねる虞があ
る。ＣｌＦ3ガスの圧力が０.１Torr未満ではクリーニン
グ効果が期待できなくなる虞があり、１００Torrを超え
ると構成部材を損ねる虞がある。また、ＣｌＦ3ガスを
主成分とするクリーニングガスは、不活性ガス例えば水
素ガスでＣｌＦ3を希釈したものである。When only the cleaning gas in the processing chamber 2, for example, ClF 3 gas is supplied, the flow rate of the ClF 3 gas in the processing chamber 2 is 5 liters / minute or less, and the temperature is from the boiling point of ClF 3 to 700 ℃, the internal pressure is 0.1 ~
It is preferable to perform cleaning under the condition of 100 Torr.
If the flow rate of ClF 3 gas exceeds 5 liters / minute, the components of each chamber may be damaged. If the temperature of the ClF 3 gas is lower than the boiling point, ClF 3 may condense on the constituent members and damage the constituent members.
3 Gas may be activated and damage components. If the pressure of ClF 3 gas is less than 0.1 Torr, the cleaning effect may not be expected, and if it exceeds 100 Torr, the constituent members may be damaged. Further, the cleaning gas containing ClF 3 gas as a main component is obtained by diluting ClF 3 with an inert gas such as hydrogen gas.
【００２６】以上説明したように本実施例によれば、ブ
ランケットＷ処理を行なう際には、ＷＦ6の液体をプロ
セスガス供給系１１のＷＦ6ガスボンベ１１Ａから配管
１２Ａを介して処理室２へＷＦ6ガスとして供給する際
に、配管１２Ａの内部を減圧バルブ１１Ｃにより大気圧
よりも減圧状態にしてＷＦ6をガス化した後、このＷＦ6
ガスを減圧下の配管１２Ａを介して処理室２内へ供給す
るようにしたため、ＷＦ6ガスをマスフローコントロー
ラ１１Ｄやバルブ１１Ｅの内部で液化させることなく安
定供給するとができ、安定した処理を行なうことができ
る。また、ＷＦ6ガスをマスフローコントローラ１１Ｄ
やバルブ１１Ｅの内部で液化することがないため、処理
室２を解体しないでＣｌＦ3ガスによりその内部をクリ
ーニングする際には、極めて短時間でＷＦ6ガスをガス
置換することができ、延いてはクリーニング時間を格段
に短縮することができる。しかも、本実施例によれば、
ＣｌＦ3ガスによるクリーニングを終了した後、その後
の処理を開始する際にもＣｌＦ3ガスを極めて短時間で
ガス置換することができ、次に処理短時間で立ち上げる
ことができる。As described above, according to this embodiment, when the blanket W process is performed, the WF 6 liquid is transferred from the WF 6 gas cylinder 11A of the process gas supply system 11 to the process chamber 2 via the pipe 12A. When supplying 6 gas, the inside of the pipe 12A is depressurized to a pressure lower than atmospheric pressure by the pressure reducing valve 11C to gasify WF 6, and then the WF 6
Since the gas is supplied into the processing chamber 2 through the pipe 12A under reduced pressure, the WF 6 gas can be stably supplied without being liquefied inside the mass flow controller 11D or the valve 11E, and stable processing can be performed. You can Also, the WF 6 gas is used for the mass flow controller 11D.
Since it does not liquefy inside the valve 11E or the valve 11E, when cleaning the inside of the processing chamber 2 with ClF 3 gas without disassembling it, the WF 6 gas can be replaced with gas in an extremely short time. Can significantly reduce cleaning time. Moreover, according to this embodiment,
After the cleaning with ClF 3 gas is completed, the ClF 3 gas can be replaced with gas in an extremely short time even when the subsequent processing is started, and then the processing can be started up in a short time.
【００２７】また、本発明の処理用ガスの供給方法は図
３に示すマルチチャンバー処理装置に対しても適用する
ことができる。このマルチチャンバー処理装置には例え
ば上述したバッチ式コールドウォール処理装置などの成
膜装置が組み込まれ、同一真空系内で他の処理と連続的
に成膜処理することができる。このマルチチャンバー処
理装置は、図３に示すように、３つの処理室３１、３
２、３３を備え、これらの処理室のうち少なくとも一つ
はバッチ式コールドウォール処理装置によって構成され
ている。そして、これらの処理室３１、３２、３３は、
図１に示すように、略矩形状に形成された第１搬送室３
４の３箇所の側面にゲートバルブ３５、３６、３７を介
して接続され、これらのゲートバルブ３５、３６、３７
を開放することにより第１搬送室３４と連通し、これら
を閉じることにより第１搬送室３４から遮断できるよう
に構成されている。また、この第１搬送室３４内には各
処理室３１、３２、３３へ被処理体、例えば半導体ウエ
ハ３８を搬送する搬送装置３９を備え、処理室３１、３
２、３３と同程度の真空度を保持できるように構成され
ている。この搬送装置３９は、第１搬送室３４の略中央
に配設されており、屈伸可能に構成されたアーム３９Ａ
を有し、このアーム３９Ａに半導体ウエハ３８を載せて
半導体ウエハ３８を搬送するように構成されている。更
に、この第１搬送室３４の底面には例えば図１に示すよ
うにガス供給部としてガス供給口３４Ａが形成され、こ
のガス供給口３４Ａはクリーニングガスを供給するクリ
ーニングガス供給系１４へ接続されている。また、この
ガス供給口３４Ａから供給されたクリーニングガスは第
１搬送室３４の底面にガス排気部として形成されたガス
排気口３４Ｂから排気するように構成されている。更
に、第１搬送室４の残りの一側面にはゲートバルブ４
０、４１を介して２つの後述する真空予備室４２、４３
がそれぞれ連通可能に並設され、これらの真空予備室４
２、４３はゲートバルブ４０、４１を開放することによ
り第１搬送室３４に連通し、これらのゲートバルブ４
０、４１を閉じることにより第１搬送室３４から遮断で
きるように構成されている。従って、所定の真空雰囲気
下で第１搬送装置３９により半導体ウエハ３８を例えば
真空予備室４２から所定の処理室へ移載し、この処理室
内で所定の成膜処理などを行なった後、その処理室から
第１搬送装置３９を介して順次他の処理室へ移載してそ
れぞれの処理室で所定の処理を終了した後、再び他の真
空予備室４３へ移載するように構成されている。The processing gas supply method of the present invention can also be applied to the multi-chamber processing apparatus shown in FIG. A film forming apparatus such as the batch type cold wall processing apparatus described above is incorporated in this multi-chamber processing apparatus, and film forming processing can be continuously performed with other processing in the same vacuum system. This multi-chamber processing apparatus has three processing chambers 31, 3 as shown in FIG.
2, 33, and at least one of these processing chambers is constituted by a batch type cold wall processing apparatus. Then, these processing chambers 31, 32, 33 are
As shown in FIG. 1, the first transfer chamber 3 formed in a substantially rectangular shape.
4 are connected to the three side surfaces through gate valves 35, 36, 37, and these gate valves 35, 36, 37 are connected.
Is opened to communicate with the first transfer chamber 34, and closed to shut off the first transfer chamber 34. Further, in the first transfer chamber 34, a transfer device 39 for transferring an object to be processed, for example, a semiconductor wafer 38 to each of the processing chambers 31, 32 and 33 is provided, and the processing chambers 31 and 3 are provided.
It is configured so as to maintain the same degree of vacuum as 2, 33. The transfer device 39 is arranged substantially in the center of the first transfer chamber 34 and has an arm 39A configured to be bendable and extendable.
And is configured to carry the semiconductor wafer 38 by mounting the semiconductor wafer 38 on the arm 39A. Further, on the bottom surface of the first transfer chamber 34, for example, as shown in FIG. 1, a gas supply port 34A is formed as a gas supply part, and this gas supply port 34A is connected to a cleaning gas supply system 14 for supplying a cleaning gas. ing. Further, the cleaning gas supplied from the gas supply port 34A is configured to be exhausted from a gas exhaust port 34B formed as a gas exhaust unit on the bottom surface of the first transfer chamber 34. Further, the gate valve 4 is provided on the remaining one side surface of the first transfer chamber 4.
Two vacuum preparatory chambers 42 and 43, which will be described later, are connected via 0 and 41.
Are arranged side by side so that they can communicate with each other.
2 and 43 communicate with the first transfer chamber 34 by opening the gate valves 40 and 41.
The first transfer chamber 34 can be shut off by closing 0 and 41. Therefore, the semiconductor wafer 38 is transferred from, for example, the vacuum preliminary chamber 42 to a predetermined processing chamber by the first transfer device 39 in a predetermined vacuum atmosphere, a predetermined film forming process is performed in the processing chamber, and then the processing is performed. It is configured such that the chambers are sequentially transferred to other processing chambers via the first transfer device 39, the predetermined processing is completed in the respective processing chambers, and then transferred to the other vacuum preliminary chambers 43 again. .
【００２８】これらの各真空予備室４２、４３は、ゲー
トバルブ４０、４１に対向する側で、ゲートバルブ４
４、４５を介して第２搬送室４６に連通可能に接続さ
れ、これらのゲートバルブ４４、４５を開放することに
より第２搬送室４６と連通し、これらを閉じることによ
り第２搬送室４６から遮断できるように構成されてい
る。また、この第２搬送室４６の左右両側面にはゲート
バルブ４７、４８を介してカセット４９を収納するカセ
ット室５０、５１が連通可能に接続され、これらのカセ
ット室５０、５１は、ゲートバルブ４７、４８を開放す
ることにより第２搬送室４６と連通し、これらを閉じる
ことにより第２搬送室４６から遮断できるように構成さ
れている。また、第２搬送室４６内には左右のカセット
室５０、５１間の中央に位置させた第２搬送装置５３が
配設され、この第２搬送装置５３により真空予備室４
２、４３とカセット室５０、５１間で半導体ウエハ３８
を移載するように構成されている。更に、この第２搬送
装置５３と真空予備室４２、４３の間には半導体ウエハ
３８のオリエンテーションフラットにより半導体ウエハ
３８の位置決めをする位置決め装置５４が配設され、こ
の位置決め装置５４により一旦位置決めした後、第２搬
送装置５３により真空予備室４２へ半導体ウエハ３８を
移載するように構成されている。Each of the vacuum preparatory chambers 42 and 43 is on the side facing the gate valves 40 and 41, and
The second transfer chamber 46 is connected to the second transfer chamber 46 through 4, 45 so as to communicate with the second transfer chamber 46 by opening these gate valves 44, 45 and from the second transfer chamber 46 by closing them. It is configured so that it can be shut off. Further, cassette chambers 50 and 51 for accommodating a cassette 49 are communicatively connected to the left and right side surfaces of the second transfer chamber 46 via gate valves 47 and 48, respectively. By opening 47 and 48, they communicate with the second transfer chamber 46, and by closing them, they can be shut off from the second transfer chamber 46. Further, in the second transfer chamber 46, a second transfer device 53 located at the center between the left and right cassette chambers 50 and 51 is disposed, and the second transfer device 53 allows the vacuum preliminary chamber 4 to be provided.
The semiconductor wafer 38 between the second and the third chamber 43 and the cassette chamber 50, 51.
Is configured to be transferred. Further, a positioning device 54 for positioning the semiconductor wafer 38 by the orientation flat of the semiconductor wafer 38 is disposed between the second transfer device 53 and the preliminary vacuum chambers 42 and 43. The semiconductor wafer 38 is transferred to the vacuum preliminary chamber 42 by the second transfer device 53.
【００２９】また、第２搬送室４６は室内に窒素ガス等
の不活性ガスを供給し、そのガス圧を大気圧に調整して
保持する気圧調整装置（図示せず）とを備え、この気圧
調整装置によって大気圧に調整された窒素ガス中で、第
２搬送装置５３を用いてカセット室５０、５１内のカセ
ット４９と真空予備室４２、４３の間での半導体ウエハ
３８を搬送するように構成されている。また、この第２
搬送室４６はクリーニング時に所定の真空度を保持でき
るように構成されている。Further, the second transfer chamber 46 is provided with an atmospheric pressure adjusting device (not shown) for supplying an inert gas such as nitrogen gas into the chamber and adjusting the gas pressure to the atmospheric pressure to maintain the atmospheric pressure. In the nitrogen gas adjusted to the atmospheric pressure by the adjusting device, the second transfer device 53 is used to transfer the semiconductor wafer 38 between the cassettes 49 in the cassette chambers 50 and 51 and the vacuum preliminary chambers 42 and 43. It is configured. Also, this second
The transfer chamber 46 is configured to maintain a predetermined degree of vacuum during cleaning.
【００３０】また、この第２搬送室４６の底面にはガス
供給口５５Ａが形成され、このガス供給口５５Ａは配管
（図示せず）を介してクリーニングガスを供給するクリ
ーニングガス供給系１２へ接続されている。そして、こ
のガス供給口５５Ａから供給されたクリーニングガスは
第２搬送室４６の底面にガス排気部として形成されたガ
ス排気口５５Ｂから排気するように構成されている。こ
のガス排気口５５Ｂは例えば真空予備室４２、４３の排
気系にバルブ（図示せず）を介して接続され、この排気
系を利用してクリーニング時の真空排気するように構成
され、その他の時はバルブを閉じて真空予備室４２、４
３のみを真空排気するように構成されている。尚、５
６、５７はカセット室５０、５１の正面に取り付けられ
たゲートバルブである。A gas supply port 55A is formed on the bottom surface of the second transfer chamber 46, and the gas supply port 55A is connected to a cleaning gas supply system 12 for supplying a cleaning gas through a pipe (not shown). Has been done. The cleaning gas supplied from the gas supply port 55A is configured to be exhausted from a gas exhaust port 55B formed as a gas exhaust unit on the bottom surface of the second transfer chamber 46. The gas exhaust port 55B is connected to the exhaust system of the vacuum preparatory chambers 42 and 43 through a valve (not shown), and is configured to use this exhaust system for vacuum exhaust at the time of cleaning. Closes the valve and reserves the vacuum chamber 42, 4
Only 3 is evacuated. 5
Reference numerals 6 and 57 are gate valves attached to the front surfaces of the cassette chambers 50 and 51.
【００３１】このようなマルチチャンバー処理装置の各
処理室３１、３２、３３内へプロセスガスを供給する場
合にも本発明の処理用ガスの供給方法を適用することに
より各処理室３１、３２、３３へプロセスガスを安定供
給することができ、一連の処理を正確に行なうことがで
き、製品の歩留りを向上させることができる。Even when the process gas is supplied into the processing chambers 31, 32, 33 of such a multi-chamber processing apparatus, by applying the processing gas supply method of the present invention, the processing chambers 31, 32, The process gas can be stably supplied to 33, a series of processes can be accurately performed, and the product yield can be improved.
【００３２】尚、上記実施例では処理用ガスとしてＷＦ
6ガス及びＣｌＦ3ガスを用いたものについて説明した
が、本発明では、その他の成膜処理用ガス、クリーニン
グ処理用ガスについても適用することができる。また、
上記実施例では減圧バルブ１１Ｃ、１８を用いてＷＦ6
ガスあるいはＣｌＦ3ガスを減圧してガス化する方法に
ついて説明したが、本発明は上記実施例に制限されるも
のではない。例えば、バルブの使用態様については単に
模式的な図に基づいて説明したに過ぎず、その使用態様
は必要に応じて種々の使用態様を採用することができ
る。また、上記実施例では本発明をバッチ式コールドウ
ォール処理装置に適用したものについて説明したが、本
発明は処理用ガスを供給して被処理体を処理する装置全
てに適用することができる。In the above embodiment, WF is used as the processing gas.
Although the case where 6 gas and ClF 3 gas are used has been described, the present invention can be applied to other film forming process gas and cleaning process gas. Also,
In the above embodiment, the pressure reducing valves 11C and 18 are used to make the WF 6
Although the method of depressurizing the gas or ClF 3 gas to gasify has been described, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. For example, the usage mode of the valve is merely described based on the schematic drawings, and various usage modes can be adopted as the usage mode. Further, although the present invention has been described in the above embodiment in which the present invention is applied to a batch type cold wall processing apparatus, the present invention can be applied to all apparatuses that supply a processing gas and process an object to be processed.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明の請求項１に記載の発明によれ
ば、処理用ガスをその供給源より配管を経由して処理室
内に供給する際に、配管内を大気圧よりも減圧状態に
し、減圧状態で処理用ガスを処理室内へ供給するように
したため、処理用ガスを液化させることなく常に安定し
た状態で処理室へ供給する処理用ガスの供給方法を提供
することができる。According to the first aspect of the present invention, when the processing gas is supplied from the supply source into the processing chamber through the piping, the inside of the piping is depressurized below atmospheric pressure. Since the processing gas is supplied into the processing chamber in a reduced pressure state, it is possible to provide a method of supplying the processing gas that is always supplied in a stable state without liquefying the processing gas.
【００３４】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、上記処理用ガス
として処理室内をクリーニングするＣｌＦ3を供給する
ようにしたため、ＣｌＦ3を処理用ガスとして液化させ
ることなく常に安定した状態で処理室へ供給する処理用
ガスの供給方法を提供することができる。According to the second aspect of the present invention, since ClF 3 for cleaning the processing chamber is supplied as the processing gas in the first aspect of the invention, ClF 3 is added. It is possible to provide a method of supplying a processing gas that is always supplied to the processing chamber in a stable state without being liquefied as the processing gas.
【図１】本発明の処理用ガスの供給方法を実施すること
ができる処理装置の一例としてのバッチ式コールドウォ
ール処理装置の要部を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part of a batch type cold wall processing apparatus as an example of a processing apparatus capable of implementing a processing gas supply method of the present invention.
【図２】図１に示す処理室をＩＩ−ＩＩ線方向の断面を
示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line II-II of the processing chamber shown in FIG.
【図３】図１に示すバッチ式コールドウォール処理装置
を組み込んだマルチチャンバー処理装置の全体を示す平
面図である。FIG. 3 is a plan view showing an entire multi-chamber processing apparatus incorporating the batch-type cold wall processing apparatus shown in FIG.
２ 処理室 １１ プロセスガス供給系 １１Ａ ＷＦ6ガスボンベ（ガス供給源） １１Ｂ 水素ガスボンベ（ガス供給源） １１Ｃ、１８ 減圧バルブ １２Ａ、１２Ｂ 配管 １５Ａ、１５Ｂ 配管 １４ クリーニングガス供給系 １５ 配管 １６ ＣｌＦ3ガスボンベ（ガス供給源） １７ 窒素ガスボンベ（ガス供給源）2 processing chamber 11 process gas supply system 11A WF 6 gas cylinder (gas supply source) 11B hydrogen gas cylinder (gas supply source) 11C, 18 pressure reducing valve 12A, 12B piping 15A, 15B piping 14 cleaning gas supply system 15 piping 16 ClF 3 gas cylinder ( Gas supply source) 17 Nitrogen gas cylinder (gas supply source)
Claims (2)
して処理室内に供給する処理用ガスの供給方法におい
て、上記配管内を大気圧よりも減圧状態にし、この減圧
状態の配管を介して上記処理用ガスを上記処理室内へ供
給することを特徴とする処理用ガスの供給方法。1. A method of supplying a processing gas from a supply source thereof into a processing chamber through a pipe, wherein the inside of the pipe is depressurized to a pressure lower than atmospheric pressure, and the depressurized pipe is used. And supplying the processing gas into the processing chamber.
リーニングするＣｌＦ3を供給することを特徴とする請
求項１に記載の処理用ガスの供給方法。2. The process gas supply method according to claim 1, wherein ClF 3 for cleaning the inside of the process chamber is supplied as the process gas.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25468693A JP3144665B2 (en) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | Supply method of processing gas |
| US08/255,924 US5647945A (en) | 1993-08-25 | 1994-06-07 | Vacuum processing apparatus |
| TW83105445A TW302305B (en) | 1993-08-25 | 1994-06-16 | |
| US08/803,008 US5951772A (en) | 1993-08-25 | 1997-02-21 | Vacuum processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3144665B2 (en) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| EP0788137A3 (en) * | 1996-02-01 | 2000-09-27 | Canon Sales Co., Inc. | Plasma processing equipment |
| US6576062B2 (en) | 2000-01-06 | 2003-06-10 | Tokyo Electron Limited | Film forming apparatus and film forming method |
| JP2012184454A (en) * | 2011-03-03 | 2012-09-27 | Tokyo Electron Ltd | Vacuum gas feeder and cylinder cabinet, valve box and substrate processing apparatus equipped with the same |
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1993
- 1993-09-17 JP JP25468693A patent/JP3144665B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JP3144665B2 (en) | 2001-03-12 |
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