JP2004260204A - Substrate processing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、Siなどの基板上に半導体デバイスを製造する際に用いられる半導体デバイスの製造装置である基板処理装置に関するもので、特に反応室内のクリーニング技術に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, which is an apparatus for manufacturing a semiconductor device used when manufacturing a semiconductor device on a substrate such as Si, and particularly to a technology for cleaning a reaction chamber.
この種の基板処理装置において、反応室にクリーニングガスを供給、排気してクリーニングを実行することが知られている(特許文献1参照)。
図7により従来の半導体デバイスの製造装置を説明する。図7の反応炉の概念を示す断面図である。
所望の成膜処理により反応管1の内壁等に付着した反応副生成物の除去を目的とするセルフクリーニング工程においては、クリーニングガスとしてのエッチングガス4を、一定流量に制御して、連続的にガス導入管2からガスノズル7を経て複数の孔8から反応管1内へ供給していた。
また、その反応管1内を、ガス排気管3に接続された圧力調整バブル5の開度調整により、所望量のガスの排気を行なうことによって、反応管1内を一定の圧力に保っていた。
In this type of substrate processing apparatus, it is known that cleaning is performed by supplying and exhausting a cleaning gas to a reaction chamber (see Patent Document 1).
A conventional semiconductor device manufacturing apparatus will be described with reference to FIG. It is sectional drawing which shows the concept of the reaction furnace of FIG.
In a self-cleaning step for removing a reaction by-product adhered to the inner wall of the
Further, the inside of the
しかしながら、従来のシステム、方法では、不均一なエッチング、エッチング残りが起こるという問題があった。 However, the conventional systems and methods have a problem that uneven etching and etching residue occur.
この原因は、従来においては、排気を行ないながらエッチングガスを供給しているので、次の事象が生じているためと考えられる。
(a)反応管1の形状、もしくは、ガスの供給位置と排気位置の位置関係により、ガス導入管2からガス排気管3へ向かう「流れ」が生じ、「流れ」の上流部分でエッチングガスが多く消費され、下流部分にエッチングガスが届きにくい。
(b)反応管1から見て圧力が低い場所(つまりガス排気管付近)におけるガス拡散の度合いが大きいのに対し、反応管から見て圧力が高い場所(つまり反応管1上端部など)におけるガス拡散の度合いが小さく、反応管1内から見て圧力の高い場所にエッチングガスが届きにくい。
即ち、ガス導入管2からガス排気管3へ向かう「流れ」が生じ、「流れ」に沿っていない部分にエッチングガスが届きにくい。
具体的には、図7の矢印で示すように、反応管1のほぼ中間部位置からガス排気管3側には、ガスの流れに沿った強い流れ部分11が生じる一方、反応管1の上部側は、ガスの流れに逆らった弱い流れ部分12が生じ、ガス流量、分圧が反応管1内で一定ではなかったのである。
なお、この明細書において、「流れ」とは、排気作用から生じる意図的なガスの気流をいい、ガスの拡散によるものを除く。
This is considered to be because the following events have occurred since the etching gas is supplied while exhausting gas.
(A) Depending on the shape of the
(B) While the degree of gas diffusion is high in a place where the pressure is low as viewed from the reaction tube 1 (that is, in the vicinity of the gas exhaust pipe), in a place where the pressure is high as viewed from the reaction tube 1 (that is, in the upper end portion of the reaction tube 1). The degree of gas diffusion is small, and it is difficult for the etching gas to reach a location where the pressure is high when viewed from inside the
That is, a “flow” from the gas introduction pipe 2 to the
Specifically, as shown by the arrow in FIG. 7, a
In this specification, the term “flow” refers to an intentional gas flow generated by an exhaust action, and excludes a gas flow caused by gas diffusion.
本発明は、NF3などのエッチングガスを用いるセルフクリーニングを行なう半導体デバイス製造装置(基板処理装置)において、従来のエッチングガス供給の問題を解決し、均一なエッチング、延いては均一な反応管内のクリーニングを行なうことを目的とする。 The present invention solves the problem of conventional etching gas supply in a semiconductor device manufacturing apparatus (substrate processing apparatus) that performs self-cleaning using an etching gas such as NF3, and achieves uniform etching and, consequently, uniform cleaning in a reaction tube. The purpose is to do.
上記課題を解決するため、本発明の第1の特徴とするところは、 反応管に連通するガス導入管と閉塞部材を有したガス排気管とを備えた基板処理装置において、前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給している間、前記ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させるように前記閉塞部材の開度を制御する制御部を有し、前記制御部の制御により前記反応管内をクリーニングガスで充満させる基板処理装置にある。ここで、実質的に停止するとは、ガスの排気を完全に停止するばかりではなく、反応管内にクリーニングガスがほぼ均一に拡散する限りは、若干の排気量の排気を許容することをいう。したがって、反応管内でのクリーニングガスの流れを実質的に停止させ、クリーニングガスを拡散によって反応管内を充満させることができ、反応管内においてエッチングガスの分圧が均一になるばかりか、エッチングガスの圧力が上昇するのでエッチング速度(クリーニング速度)の向上もできるものである。 In order to solve the above problems, a first feature of the present invention is a substrate processing apparatus including a gas introduction pipe communicating with a reaction pipe and a gas exhaust pipe having a closing member. Before supplying the cleaning gas from the gas introduction pipe to the inside of the reaction tube, so that the exhaust from the gas exhaust pipe is stopped while supplying the cleaning gas into the reaction pipe. From a predetermined point in time to a point in time when several seconds have elapsed from the start of supplying the cleaning gas into the reaction tube, a control unit that controls the opening degree of the closing member so as to substantially stop the exhaust, and is controlled by the control unit. The substrate processing apparatus fills the inside of the reaction tube with a cleaning gas. Here, “substantially stop” means not only completely stopping the exhaust of the gas but also allowing a small amount of exhaust as long as the cleaning gas diffuses substantially uniformly in the reaction tube. Therefore, the flow of the cleaning gas in the reaction tube can be substantially stopped, and the inside of the reaction tube can be filled with the cleaning gas by diffusion, so that not only the partial pressure of the etching gas becomes uniform in the reaction tube, but also the pressure of the etching gas. , The etching rate (cleaning rate) can be improved.
ガス排気管からの排気は、前記ガス導入管からのクリーニングガス供給開始と同時又はクリーニングガス供給開始前に実質的に停止してもよく、クリーニングガスが供給されてから数秒経過するまでのいる間にガス排気管からの排気を実質的に停止すればよい。前記ガス導入管からのクリーニングガス供給開始後に排気を停止する場合、排気停止のタイミングは、排気管を閉じるのに要する時間と反応管内にクリーニングガスが反応管内ほぼ全体に容易に拡散するのに要する時間とが考慮される。例えば排気管を閉じるのに要する時間を2秒とし、クリーニングガスが反応管内ほぼ全体に容易に拡散するのに5秒かかるとすれば、合計7秒後となり、この7秒以内に排気を停止することが好ましい。5秒のマージンを取る理由は、反応管内にガスの流れが生成された後に排気を停止するので、ガスの供給ポートと排気ポートとの間の距離が長く、経路が複雑な場合、クリーニングガスを早く全体に到達させることができるためである。 The exhaust from the gas exhaust pipe may be stopped substantially simultaneously with the start of the supply of the cleaning gas from the gas introduction pipe or before the start of the supply of the cleaning gas. The exhaust from the gas exhaust pipe may be substantially stopped. When the exhaust is stopped after the start of the supply of the cleaning gas from the gas introduction pipe, the timing of the exhaust stop is determined by the time required to close the exhaust pipe and the time required for the cleaning gas to be easily diffused into the entirety of the reaction tube. Time is taken into account. For example, if the time required to close the exhaust pipe is 2 seconds and it takes 5 seconds for the cleaning gas to easily diffuse almost entirely in the reaction tube, it takes 7 seconds in total, and the exhaust is stopped within 7 seconds. Is preferred. The reason for taking a 5 second margin is that the exhaust is stopped after the gas flow is generated in the reaction tube. Therefore, when the distance between the gas supply port and the exhaust port is long and the path is complicated, the cleaning gas is used. This is because it can reach the whole quickly.
本発明の第2の特徴とするところは、反応管に連通するガス導入管と閉塞部材を有したガス排気管とを備えた基板処理装置において、前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給している間、前記ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させるように前記閉塞部材の開度を制御する制御部を有し、前記制御部の制御により前記反応管内をクリーニングガスで充満させる第1段階と、この第1段階の後、前記反応室内を排気する第2段階とを設け、前記第1段階と第2段階とを少なくとも1サイクル以上繰り返す基板処理装置にある。第2段階は、洗浄反応後の反応物質がその後の洗浄反応を邪魔するので、一旦排気することにより、クリーニング効率を上げることができる。なお、第1段階と第2段階との繰り返し回数は、付膜している膜厚等により左右されるものである。
(発明の実施の形態)
According to a second feature of the present invention, in a substrate processing apparatus including a gas introduction pipe communicating with a reaction pipe and a gas exhaust pipe having a closing member, a cleaning gas is supplied from the gas introduction pipe into the reaction pipe. During the supply, in order to have a state in which the exhaust from the gas exhaust pipe is stopped, a predetermined point in time before the cleaning gas is supplied from the gas introduction pipe into the reaction pipe into the reaction pipe. By the time when several seconds have elapsed from the start of the supply of the cleaning gas, the control unit controls the opening degree of the closing member so as to substantially stop the exhaust, and the control unit controls the inside of the reaction tube with the cleaning gas. A first stage of filling and, after the first stage, a second stage of evacuating the reaction chamber, wherein the substrate processing is performed by repeating the first and second stages at least one cycle or more. Apparatus is in. In the second stage, since the reactant after the cleaning reaction disturbs the subsequent cleaning reaction, the cleaning efficiency can be improved by once evacuating. The number of repetitions of the first step and the second step depends on the thickness of the applied film and the like.
(Embodiment of the invention)
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る基板処理装置20が示されている。この基板処理装置20は、例えば縦型であり、主要部が配置された筺体22を有する。この筺体22には、ポッドステージ24が接続されており、このポッドステージ24にポッド26が搬送される。ポッド26は、例えば25枚の基板が収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ24にセットされる。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
筺体22内において、ポッドステージ24に対向する位置には、ポッド搬送装置28が配置されている。また、このポッド搬送装置28の近傍には、ポッド棚30、ポッドオープナ32及び基板枚数検知器34が配置されている。ポッド搬送装置28は、ポッドステージ24とポッド棚30とポッドオープナ32との間でポッド26を搬送する。ポッドオープナ32は、ポッド26の蓋を開けるものであり、この蓋が開けられたポッド26内の基板枚数が基板枚数検知器34により検知される。
In the
さらに、筺体22内には、基板移載機36、ノッチアライナ38及び基板支持体40(ボート)が配置されている。基板移載機36は、例えば5枚の基板を取り出すことができるアーム42を有し、このアーム42を動かすことにより、ポッドオープナ32の位置に置かれたポッド26、ノッチアライナ38及び基板支持体40間で基板を搬送する。ノッチアライナ38は、基板に形成されたノッチまたはオリフラを検出して基板を揃えるものである。
Further, a
図2において、反応炉50が示されている。この反応炉50は、反応管52を有し、この反応管52内に前述した基板支持体が挿入される。反応管52の下方は、基板支持体を挿入するために開放され、この開放部分はシールキャップ54(図1にも示す)により密閉されるようにしてある。また、反応管52の周囲には、ヒータ56(図3に示す)が配置されている。そして、反応管52には、反応ガスやクリーニングガスを供給するガス導入管58と、反応ガスやクリーニングガスを排気するガス排気管60とが接続されている。ガス導入管58から供給されたガスは、反応管52内に形成されたガスノズル62の多数の孔64から反応管52内へ供給される。また、ガス排気管60には、例えば圧力調整バルブからなる閉塞部材66が設けられており、この閉塞部材66は、シャットオフの機能を有する。
In FIG. 2, a
次に上述したように構成された基板処理装置20による基板処理工程について説明する。
まず、ポッドステージ24に複数枚の基板を収容したポッド26がセットされると、ポッド搬送装置28によりポッド26をポッドステージ24からポッド棚30へ搬送し、このポッド棚30にストックする。次に、ポッド搬送装置28により、このポッド棚30にストックされたポッド26をポッドオープナ32に搬送してセットし、このポッドオープナ32によりポッド26の蓋を開き、基板枚数検知器34によりポッド26に収容されている基板の枚数を検知する。
Next, a substrate processing process by the
First, when the
次に、基板移載機36により、ポッドオープナ32の位置にあるポッド26から基板を取り出し、ノッチアライナ38に移載する。このノッチアライナ38においては、基板を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数の基板を同じ位置に整列させる。次に、基板移載機36により、ノッチアライナ38から基板を取り出し、基板支持体40に移載する。
Next, the substrate is taken out from the
このようにして、1バッチ分の基板を基板支持体40に移載すると、所定の温度に設定された反応炉50内に複数枚の基板を装填した基板支持体40を装入し、シールキャップ54により反応管52内を密閉する。次に、ガス導入管58から反応ガスを供給する。そして、反応管52内の温度をモニタしながら、予め設定された昇温、降温プログラムに従って基板処理を実施する。
In this way, when a batch of substrates is transferred to the
基板処理が終了すると、所定の温度に降温した後、基板支持体40を反応炉50からアンロードし、基板支持体40に支持された全ての基板が冷えるまで、基板支持体40を所定位置で待機させる。次に、待機させた基板支持体40の基板が所定温度まで冷却されると、基板移載機36により、基板支持体40から基板を取り出し、ポッドオープナ32にセットされている空のポッド26に搬送して収容する。次に、ポッド搬送装置28により、基板が収容されたポッド26をポッド棚30に搬送し、さらにポッドステージ24に搬送して完了する。
When the substrate processing is completed, after the temperature is lowered to a predetermined temperature, the
図3において、上記基板処理装置のガスシステムが示されている。
パージ用のN2ガスが貯蔵された第1の貯蔵タンク68は、第1の手動バルブ70、第1の開閉バルブ72、第1の流量制御バルブ74、第2の開閉バルブ76及び前述したガス導入管58を介して反応管52に接続されている。クリーニングガスが貯蔵された第2の貯蔵タンク78は、第2の手動バルブ80、第3の開閉バルブ82、第2の流量制御バルブ84、第4の開閉バルブ86及び前述したガス導入管58を介して反応管52に接続されている。第1の反応ガスが貯蔵された第3の貯蔵タンク88は、第3の手動バルブ90、第5の開閉バルブ92、第3の流量制御バルブ94、第6の開閉バルブ96及び前述したガス導入管58を介して反応管52に接続されている。第2の反応ガスが貯蔵された第3の貯蔵タンク98は、第4の手動バルブ100、第7の開閉バルブ102、第4の流量制御バルブ104、第8の開閉バルブ106及び前述したガス導入管58を介して反応管52に接続されている。
FIG. 3 shows a gas system of the substrate processing apparatus.
The
前述した閉塞部材66を有するガス排気管60は、ドライポンプ108に接続され、このドライポンプ108の作動により反応管52内が減圧される。
The
制御装置(制御部)110は、例えばコンピュータから構成され、開閉バルブ72,76,82,86,92,96,102,106の開閉、流量制御バルブ74,84,94,104の流量、ヒータ56への通電電力、閉塞部材66の開度、ドライポンプ108の駆動等を制御する。
The control device (control unit) 110 is composed of, for example, a computer, and opens and closes the on-off
次にクリーニング処理について説明する。
前述したように、基板処理を数バッチ繰り返すと、反応空間、例えば反応管52の内壁に反応生成物が堆積し、時間とともにこの堆積した副生成物が剥れてしまい、パーティクルとなり、これが基板上に付着して歩留まりを低下させてしまうという問題がある。
Next, the cleaning process will be described.
As described above, when the substrate processing is repeated for several batches, the reaction product accumulates in the reaction space, for example, the inner wall of the
そこで、定期的に反応空間内のクリーニングを行なう必要があり、この実施形態においては、クリーニングガスとしてエッチングガス(例えばNF3ガス)を供給することで反応空間内のセルフクリーニングを行なっている。なお、クリーニング処理は、図2に示されていないが、基板支持体を反応管52に挿入した状態で行い、前記基板支持体に堆積した副生成物の除去も行う。
Therefore, it is necessary to periodically clean the reaction space. In this embodiment, the reaction space is self-cleaned by supplying an etching gas (for example, NF3 gas) as a cleaning gas. Although not shown in FIG. 2, the cleaning process is performed with the substrate support inserted into the
図4において、前述した制御装置110のクリーニング工程における制御作動例がフローチャートとして示されている。また、図5において、上記制御作動例におけるタイムチャートが示されている。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a control operation in the cleaning process of the
まず、ステップS10において、反応管52内がベース圧力に設定された状態で閉塞部材66を閉じる。次にステップS12において、第4の開閉バルブ86を開く。次のステップS14において、第2の流量制御バルブ84の流量を第1の設定値に設定する。この第1の設定値は、例えば1.5slmである。次のステップS16において、第3の開閉バルブ82を開き、エッチングガスの供給を開始する(図5t0)。これにより反応管52内の圧力が徐々に上昇する。このままの状態をt1時間維持し、この時間t1経過した時点での反応管52内の圧力はp1に達する。t1は例えば25秒であり、p1は例えば10Torrである。時間t1が経過すると、次のステップS18において、第2の流量制御バルブ84の流量を第2の設定値に設定する。第2の設定値は、例えば0.25slmである。これにより反応管52内の圧力はp1からp2へ上昇又はp1のまま維持される。この実施形態においては、p2は例えば10Torrであり、p1と等しくなっている。このままの状態をt2時間維持する。t2は例えば65秒である。
なお、第2の流量制御バルブ84の流量を第1の設定値(例えば1.5slm)から第2の設定値(例えば0.25slm)に減少させることにより、次の効果が得られる。
(a)第2の設定値より高い第1の設定値で、エッチングガスを供給することで、有効なエッチング速度を得られる圧力まで、早く上げることができる。
(b)第1の設定値より低い第2の設定値でエッチングガスを供給することで、ガスノズル62の孔64付近のエッチングガスの濃度を下げ、反応管内のエッチングガスの均一性をより上げることができる。
(c)第1の設定値より低い第2の設定値でエッチングガスを供給することで、エッチングによって消費されたエッチングガスを補充し、エッチングによるエッチングガス分圧の低下を防ぐことができる。
また、反応管52内の圧力がp2になった状態でt4時間維持してもよい。t4は例えば45秒である。
First, in step S10, the closing
The following effects can be obtained by reducing the flow rate of the second
(A) By supplying the etching gas at the first set value higher than the second set value, the pressure can be quickly increased to a pressure at which an effective etching rate can be obtained.
(B) By supplying the etching gas at a second set value lower than the first set value, the concentration of the etching gas in the vicinity of the
(C) By supplying the etching gas at the second set value lower than the first set value, the etching gas consumed by the etching can be replenished and the partial pressure of the etching gas due to the etching can be prevented from lowering.
Alternatively, the pressure in the
ここまでが第1段階であり、エッチングガスをガス導入管58から反応管52の長手方向に延在するガスノズル62を経て、多数の孔64から反応管52内に流しながら、ガス排気管60の閉塞部材66を閉じることによって、反応管52内にガスを充満させて、封じ込める。
これにより、エッチングガス112のガス排気管60に向かう偏った流れが緩和され、反応管52内の全体にエッチングガスが拡散していき、反応管52内においてエッチングガス112の分圧も均一となる。
This is the first stage, in which the etching gas is supplied from the
Thereby, the biased flow of the
なお、図2において、符号114は、エッチングガス112が反応管52内に供給された後、拡散していく状態を示し、符号116は反応管52内全体にエッチングガス112が拡散し、ガスが均一な状態であることを示した仮想領域を示す。
In FIG. 2,
また、エッチングガス112の消費、および、エッチングによる生成ガスによる、ガスの上下流におけるエッチングガス分圧の変化に関しても、エッチングガス、および、エッチングガスによる生成ガスの拡散により、エッチングガス分圧は均一となる。
Also, regarding the consumption of the
即ち、反応管52の内壁に堆積している反応生成物の除去は、次のような原理から表せる。反応生成物(固体状)であるSi3N4とエッチングガスである4NF3とが反応し、3SiF4と4N2の生成ガスが生成されることにより、反応生成物が除去されるものである。
なお、この間、ヒータ56による反応管52内の温度は、例えば630°Cに保たれている。
従来のように反応管内にガスの流れがある場合、ガス流れの上流側ではNF3が消費される一方、SiF4とN2が多く存在する状態になり、エッチングガスの分圧が上流、下流で異なってしまう。
しかし、上記本発明の実施形態のようにガスの流れを作らずに封じ込めることで、NF3、SiF4、N2のそれぞれのガスが拡散し易くなるので、それぞれのガスのガス分圧が等しくなり、反応管52内に均一なエッチングガスを供給することができる。これにより均一なクリーニングが可能となる。
That is, the removal of the reaction products deposited on the inner wall of the
During this time, the temperature inside the
If a gas flow is present in the reaction tube as in the conventional case, NF3 is consumed on the upstream side of the gas flow, while SiF4 and N2 are present in a large amount, and the partial pressure of the etching gas differs between the upstream and downstream sides. I will.
However, since the gas of NF3, SiF4, and N2 is easily diffused by containing the gas without forming the gas flow as in the embodiment of the present invention, the gas partial pressure of each gas becomes equal, and A uniform etching gas can be supplied into the
また、第1段階において、エッチングガスを供給している間、ガスの排気を行なっていないため、反応管52内の圧力が上昇するが、この圧力上昇により、エッチング速度の上昇も期待できる。
In the first stage, while the gas is not exhausted while the etching gas is being supplied, the pressure in the
前述したようにステップS18で第2の流量制御バルブ84を第2の設定値に設定してからt2時間経過すると、次のステップS20へ進む。このステップS20において、第3の開閉バルブ82を閉じ、次のステップS22において、第4の開閉バルブ86を閉じ、次のステップS24において、閉塞部材66を開く。これにより反応管52のエッチングガスはガス排気管60を介して排気され、反応管52内の圧力は急激にベース圧力まで下がる。
As described above, when the time t2 has elapsed since the second
ここまでが第2段階であり、反応管52内からエッチングガスと生成ガスとを排気する。
This is the second stage, in which the etching gas and the generated gas are exhausted from the
次のステップS26においては、上記第1段階と第2の段階との処理が所望の回数繰り返したか否かを判定する。このステップS26により所望の回数が繰り返されたと判断されると、次の処理(基板処理)へと進む。一方、このステップS26により所望の回数が繰り返されていないと判定されると、ステップS10に戻り、第1段階と第2段階との処理を繰り返して実行する。ステップS22において閉塞部材66が開かれてからt3時間待って反応管52内のエッチングガスと生成ガスとの排気を十分行い、次のサイクルにおけるステップS10の閉塞部材66を閉じる。この時間t3は例えば4秒である。
In the next step S26, it is determined whether or not the processing of the first and second steps has been repeated a desired number of times. If it is determined in step S26 that the desired number of times has been repeated, the process proceeds to the next process (substrate process). On the other hand, if it is determined in step S26 that the desired number of times has not been repeated, the process returns to step S10, and the processes in the first and second stages are repeatedly executed. After the closing
以上述べたように、反応管52内のクリーニング工程を第1段階と第2段階に分けて行なうことにより、均一なクリーニングを実施することができるが、よりクリーニング効率を上げたい場合は、これら、第1段階及び第2段階のサイクルを少なくとも1サイクル以上繰り返し行なうことにより、エッチング残りのない、均一なエッチングを行なうことができる。
As described above, by performing the cleaning step in the
このように本発明の実施形態により提供されたクリーニング方法によれば、反応管内の均一なクリーニングが可能となる。 Thus, according to the cleaning method provided by the embodiment of the present invention, uniform cleaning of the inside of the reaction tube becomes possible.
また、上述したクリーニング工程にて反応管内をセルフクリーニングした基板処理装置を用いれば、品質の高い半導体デバイスの生産が可能となるものである。 In addition, if a substrate processing apparatus in which the inside of the reaction tube is self-cleaned in the above-described cleaning step is used, high-quality semiconductor devices can be produced.
なお、本発明は上述した形態に限らず、種々の変更が可能である。
即ち、第1段階においては、ガスの排気は完全に止めなくとも、反応管内に供給されたエッチングガスの流れが不均一にならない、また、ガスの均一な拡散に影響がない程度の排気量であれば、排気は行ないつつエッチングガスを供給しても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made.
That is, in the first stage, even if the exhaust of the gas is not completely stopped, the flow of the etching gas supplied into the reaction tube does not become non-uniform, and the exhaust amount does not affect the uniform diffusion of the gas. If so, the etching gas may be supplied while exhausting gas.
また、第2段階の際、第2段階後、再度第1段階を行なう場合であれば、エッチングガスの供給を完全に止めなくとも、多少供給していても良い。なお、第2段階後、再度第1段階を行なわないのであれば、完全にエッチングガスを止めて排気するのが次の処理の際、残留ガス(エッチングガス)を残さないためにも好ましい。 In the case of performing the first step again after the second step in the second step, the supply of the etching gas may be somewhat stopped without completely stopping the supply. If the first step is not performed again after the second step, it is preferable to completely stop and exhaust the etching gas in order to prevent a residual gas (etching gas) from being left in the next processing.
以上のように、第1段階の際、クリーニングガスが反応管内にわたり均一に拡散する方法であれば、種々の変更は可能である。 As described above, in the first stage, various changes are possible as long as the cleaning gas is uniformly diffused in the reaction tube.
図6において、他の実施形態が示されている。この他の実施形態は、前述した実施形態と比較すると、前述した実施形態においては、クリーニングガス供給開始前に閉塞部材を閉じて排気を停止したのに対し、クリーニングガス供給開始後に閉塞部材を閉じて排気を停止するようにした点が異なる。 FIG. 6 shows another embodiment. In this other embodiment, as compared with the above-described embodiment, in the above-described embodiment, the closing member was closed and the exhaust was stopped before the cleaning gas supply was started, whereas the closing member was closed after the cleaning gas supply was started. The difference is that the exhaust is stopped.
即ち、この実施形態においては、まずステップS12、ステップS14、ステップS16の処理を実行してクリーニングガスを反応管へ供給する。その後、所定時間経過後にステップS10の処理を実行して排気を停止する。ここでの所定時間は、閉塞部材を閉じるのに要する時間と反応管内にクリーニングガスが反応管内ほぼ全体に容易に拡散するのに要する時間とが考慮される。例えばガス排気管を閉じるのに要する時間を2秒とし、クリーニングガスが反応管内ほぼ全体に容易に拡散するのに5秒かかるとすれば、合計7秒後となり、この7秒以内に排気を停止することが好ましい。5秒のマージンを取る理由は、反応管内にガスの流れが生成された後に排気を停止するので、ガスの供給ポート(例えば第4の開閉バルブ86の出口)と排気ポート(ガス排気管60の入口)との間の距離が長く、経路が複雑な場合、クリーニングガスを早く全体に到達させることができるためである。 That is, in this embodiment, first, the processing of steps S12, S14, and S16 is executed to supply the cleaning gas to the reaction tube. Thereafter, after a predetermined time has elapsed, the processing of step S10 is executed to stop the exhaust. Here, the predetermined time takes into account the time required to close the closing member and the time required for the cleaning gas to diffuse easily into almost the entire reaction tube in the reaction tube. For example, if the time required to close the gas exhaust pipe is 2 seconds and it takes 5 seconds for the cleaning gas to easily diffuse into almost the entirety of the reaction tube, it takes 7 seconds in total, and the exhaust is stopped within 7 seconds. Is preferred. The reason for setting a margin of 5 seconds is that the exhaust is stopped after the gas flow is generated in the reaction tube, so that the gas supply port (for example, the outlet of the fourth on-off valve 86) and the exhaust port (for the gas exhaust pipe 60) are used. This is because when the distance between the cleaning gas and the inlet is long and the path is complicated, the cleaning gas can reach the whole quickly.
なお、上記実施形態及び実施例の説明にあっては、基板処理装置として、複数の基板を処理するバッチ式のものを用いたが、これに限定するものではなく、枚葉式のものであってもよい。 In the description of the above embodiments and examples, a batch processing apparatus for processing a plurality of substrates is used as the substrate processing apparatus. However, the present invention is not limited to this, and may be a single wafer processing apparatus. You may.
以上のように、本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次のような実施形態が含まれる。
(1)反応管と、この反応管に連通するガス導入管と、前記反応管に連通し、開閉部材を有するガス排気管と、このガス排気管に設けられた排気停止手段と、前記ガス導入菅にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給手段と、このクリーニングガス供給手段により前記ガス導入管を介して前記反応管内にクリーニングガスを供給している間、前記ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させるように前記閉塞部材の開度を制御する制御手段とを具備することを特徴とする基板処理装置。
(2)ガス導入管から反応管内にクリーニングガスを供給している間、前記ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させ、前記制御部の制御により前記反応管内をクリーニングガスで充満させる基板処理工程を有する半導体デバイスの製造方法。
As described above, the present invention is characterized by the matters described in the claims, and further includes the following embodiments.
(1) a reaction tube, a gas introduction tube communicating with the reaction tube, a gas exhaust tube communicating with the reaction tube and having an opening / closing member, an exhaust stop means provided in the gas exhaust tube, and the gas introduction Cleaning gas supply means for supplying a cleaning gas to the tube; and exhausting from the gas exhaust pipe is stopped while the cleaning gas supply means supplies the cleaning gas into the reaction tube via the gas introduction pipe. In order to ensure that there is no exhaust gas, exhaust gas is substantially exhausted from a predetermined point in time before the supply of the cleaning gas from the gas introduction pipe into the reaction tube to a point in time when several seconds have elapsed from the start of the supply of the cleaning gas into the reaction tube. And a control means for controlling an opening degree of the closing member so as to stop the operation.
(2) The cleaning from the gas introduction pipe into the reaction tube is performed so that the exhaust from the gas exhaust pipe is stopped while the cleaning gas is supplied from the gas introduction pipe into the reaction tube. A substrate for substantially stopping the exhaust from a predetermined point in time before supplying the gas to a point in time when several seconds have elapsed from the start of supplying the cleaning gas into the reaction tube, and filling the inside of the reaction tube with the cleaning gas under the control of the control unit. A method for manufacturing a semiconductor device having a processing step.
以上述べたように、本発明によれば、ガス導入管から反応管内にクリーニングガスを供給している間、ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、ガス導入管から反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、排気を実質的に停止させ、、反応管内をクリーニングガスで充満させるようにしたので、反応管内にクリーニングガスを均一に拡散させることができ、均一な反応管内のクリーニングを行なうことができるものである。 As described above, according to the present invention, while the cleaning gas is being supplied from the gas introduction pipe into the reaction tube, the gas introduction is performed so that the exhaust from the gas exhaust pipe is stopped. From a predetermined point in time before the supply of the cleaning gas into the reaction tube from the tube to a point in time when several seconds have elapsed from the start of the supply of the cleaning gas into the reaction tube, the exhaust is substantially stopped, and the inside of the reaction tube is filled with the cleaning gas. Therefore, the cleaning gas can be uniformly diffused in the reaction tube, and the inside of the reaction tube can be uniformly cleaned.
20 基板処理装置
52 反応管
58 ガス導入管
60 ガス排気管
66 閉塞部材
110 制御装置
Claims (1)
前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給している間、前記ガス排気管からの排気が停止されている状態があるようにするために、
前記ガス導入管から前記反応管内にクリーニングガスを供給する前の所定時点から前記反応管内にクリーニングガスを供給開始から数秒経過する時点までに、
排気を実質的に停止させるように前記閉塞部材の開度を制御する制御部を有し、
前記制御部の制御により前記反応管内をクリーニングガスで充満させることを特徴とする基板処理装置。 In a substrate processing apparatus including a gas introduction pipe communicating with the reaction pipe and a gas exhaust pipe having a closing member,
While supplying the cleaning gas from the gas introduction pipe into the reaction tube, in order that there is a state in which the exhaust from the gas exhaust pipe is stopped,
From a predetermined point in time before the supply of the cleaning gas into the reaction tube from the gas introduction pipe to a point in time when several seconds have elapsed from the start of supply of the cleaning gas into the reaction tube,
A control unit that controls an opening degree of the closing member so as to substantially stop the exhaust,
A substrate processing apparatus, wherein the inside of the reaction tube is filled with a cleaning gas under the control of the control unit.
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