[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20180090191A - 오존 가스 가온 기구, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

오존 가스 가온 기구, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180090191A
KR20180090191A KR1020180011191A KR20180011191A KR20180090191A KR 20180090191 A KR20180090191 A KR 20180090191A KR 1020180011191 A KR1020180011191 A KR 1020180011191A KR 20180011191 A KR20180011191 A KR 20180011191A KR 20180090191 A KR20180090191 A KR 20180090191A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
ozone gas
gas supply
ozone
heating
Prior art date
Application number
KR1020180011191A
Other languages
English (en)
Inventor
다카시 요시다
겐이치 사토
데츠야 야노
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20180090191A publication Critical patent/KR20180090191A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32522—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

오존 가스를 공급함으로써 발생하는 기판 온도의 변동을 저감시키는 것.
일 실시 형태의 오존 가스 가온 기구는, 기판 처리 장치의 처리 용기 내에 설치되고, 기판에 오존 가스를 공급 가능한 가스 공급 수단과, 상기 가스 공급 수단에 접속되고, 상기 가스 공급 수단에 상기 오존 가스를 공급 가능한 가스 공급 배관과, 상기 가스 공급 배관에 설치되고, 상기 가스 공급 배관 내의 상기 오존 가스를 가열하는 배관 가열 수단을 구비한다.

Description

오존 가스 가온 기구, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{HEATING MECHANISM OF OZONE GAS, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은 오존 가스 가온 기구, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 제조 프로세스에 있어서는, 기판 위에 산화막을 성막할 때, 프로세스 가스로서 오존(O3) 가스를 사용하는 경우가 있다. 오존 가스는 불안정한 기체이기 때문에, 분해하여 안정된 산소(O2) 가스가 되는 성질이 있다. 오존 가스는, 실온에서는 서서히 분해하는 것에 반해, 200℃를 초과하면 2초 내지 3초 정도에서 분해된다. 그로 인하여, 프로세스 가스로서 오존 가스를 사용하는 경우, 가열하지 않고 실온(상온)에서 처리 용기에 공급하는 것이 일반적이다.
그런데, 최근 들어, 대유량의 오존 가스를 처리 용기에 공급하여 처리를 행하는 경향이 있다. 그러나, 대유량의 오존 가스를 처리 용기에 공급하면, 기판 온도가 저하되고, 성막되는 산화막의 특성에 영향을 미치는 경우가 있다.
그래서, 기판 온도의 저하를 억제하기 위하여, 오존 가스를 미리 가열하여 처리 용기에 공급하는 것이 생각된다. 오존 가스를 미리 가열하여 처리 용기에 공급 가능한 장치로서는, 복수의 기판을 연직 방향으로 소정의 간격을 갖고 대략 수평으로 수용하는 처리 용기 내에, 예비 가열 히터를 구비하는 인젝터가 설치된 종형 열처리 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2007-081365호 공보
그러나, 상기한 장치에서는, 처리 용기 내의 상부 영역에는 기판 가열용 히터 및 예비 가열 히터에 의해 가열된 오존 가스가 공급되는 것에 반해, 처리 용기 내의 하부 영역에는 거의 가열되어 있지 않는 오존 가스가 공급된다. 그로 인하여, 처리 용기 내의 하부 영역에 배치되는 기판의 온도가 처리 용기 내의 상부 영역에 배치되는 기판의 온도보다 낮아진다. 이와 같이, 오존 가스의 공급에 의해, 기판 온도에 변동이 발생한다.
그래서, 상기 과제를 감안하여, 오존 가스를 공급함으로써 발생되는 기판 온도의 변동을 저감하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 관한 오존 가스 가온 기구는, 기판 처리 장치의 처리 용기 내에 설치되고, 기판에 오존 가스를 공급 가능한 가스 공급 수단과, 상기 가스 공급 수단에 접속되고, 상기 가스 공급 수단에 상기 오존 가스를 공급 가능한 가스 공급 배관과, 상기 가스 공급 배관에 설치되고, 상기 가스 공급 배관 내의 상기 오존 가스를 가열하는 배관 가열 수단을 구비한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 오존 가스를 공급함으로써 발생되는 기판 온도의 변동을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략 단면도.
도 2는 오존 가스 가온 기구의 작용·효과를 확인하기 위한 실험계를 설명하는 도면.
도 3은 도 2의 실험계에 의해 오존 가스를 가열했을 때의 농도 변화를 나타내는 도면(1).
도 4는 도 2의 실험계에 의해 오존 가스를 가열했을 때의 농도 변화를 나타내는 도면(2).
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략한다.
본 발명의 실시 형태에 관한 기판 처리 장치에 대해 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 개략 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는, 긴 쪽 방향이 연직 방향인 대략 원통형의 처리 용기(4)를 갖는다. 처리 용기(4)는, 천장을 갖는 외통(6)과, 외통(6)의 내측에 동심적으로 배치되어, 천장을 갖는 내통(8)을 구비하는 2중관 구조를 갖는다. 내통(8)의 하단부는 외측 방향으로 돌출되는 플랜지를 갖고, 외통(6)의 내벽에 용접 등에 의해 고정되어 있다. 외통(6)의 하단부는 외측 방향으로 돌출되는 플랜지를 갖고, 스테인리스강 등으로 형성되는 원환상의 보텀 플랜지(10)에 의해 외통(6)의 플랜지 하면이 지지되어 있다. 보텀 플랜지(10)는, 볼트 등의 고정 수단에 의해 베이스 플레이트에 고정되어 있다.
보텀 플랜지(10)의 하단부의 개구부에는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되는 원반상의 캡부(14)가, O링 등의 시일 부재(16)를 통해 기밀 밀봉 가능하게 설치되어 있다. 또한, 캡부(14)의 대략 중심부에는, 예를 들어 자성 유체 시일(18)에 의해 기밀 상태로 회전 가능한 회전축(20)이 삽입 관통되어 있다. 회전축(20)의 하단은, 회전 기구(22)에 접속되어 있다. 회전축(20)의 상단에는, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되는 테이블(24)이 고정되어 있다.
테이블(24) 위에는, 예를 들어 석영제의 보온통(26)이 설치되어 있다. 보온통(26) 위에는, 예를 들어 석영제의 웨이퍼 보트(28)가 적재되어 있다. 웨이퍼 보트(28)는, 복수의 웨이퍼 W를 처리 용기(4) 내에서 선반 형상으로 보유 지지하기 위한 기판 보유 지지구이다. 웨이퍼 보트(28)에는, 예를 들어 50매 내지 150매의 웨이퍼가 연직 방향으로 소정의 간격, 예를 들어 10㎜ 정도의 간격을 갖고 대략 수평으로 수용된다.
캡부(14), 테이블(24), 보온통(26) 및 웨이퍼 보트(28)는, 예를 들어 승강 기구(30)에 의해, 처리 용기(4) 내에 일체로 되어 로드, 언로드된다.
보텀 플랜지(10)의 측면에는, 처리 용기(4) 내에 오존 가스를 도입하기 위한 가스 공급 배관(82)이 설치되어 있다. 가스 공급 배관(82)은, 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성되어 있다. 가스 공급 배관(82)은, 조인트(83) 등의 고정 수단에 의해 가스 도입 포트(75)에 접속되어 있다.
외통(6)의 플랜지에는, 가스 도입 포트(75)에 대응하는 위치에 관통 구멍이 형성되어 있다. 관통 구멍에는, 인젝터(60)의 수평 부분이 처리 용기(4) 내로부터 삽입되는 동시에, 조인트(83)에 의해 가스 공급 배관(82)과 인젝터(60)가 접속 고정된다.
인젝터(60)는, 가스 공급 배관(82)을 거쳐서 가스 도입 포트(75)에 공급된 오존 가스를, 웨이퍼 W에 공급하기 위한 가스 공급 수단이다. 인젝터(60)는, 예를 들어 석영에 의해 형성되어 있어도 되며, SiC 등의 세라믹스에 의해 형성되어 있어도 된다. 또한, 인젝터(60)는, 석영, 세라믹스 외에도, 처리 용기(4)의 내부가 오염되기 어려운 다양한 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
인젝터(60)의 상방 선단부는 밀봉되어 있고, 인젝터(60)의 측면에는, 처리 용기(4) 내에 수용되는 복수의 웨이퍼 W의 피처리면에 대해 평행하게 오존 가스를 공급하기 위한 가스 공급 구멍(61)이 복수 마련되어 있다. 즉, 연직 방향으로 소정의 간격을 갖고 가스 공급 구멍(61)이 마련되고, 가스 공급 구멍(61)으로부터 오존 가스를 공급하면서 웨이퍼 W를 열처리하고, 웨이퍼 W에 성막을 행한다. 따라서, 가스 공급 구멍(61)은, 웨이퍼 W에 근접한 측에 마련되어 있다.
가스 공급 배관(82)에는, 유량 제어 밸브(81), 배관 가열 수단(84) 및 온도 센서(85)가 설치되어 있다.
유량 제어 밸브(81)는, 가스 공급원(80)으로부터 공급되는 오존 가스의 유량을 제어하는 밸브이다.
배관 가열 수단(84)은, 가스 공급원(80)으로부터 공급되어, 가스 공급 배관(82)을 흐르는 오존 가스를 가열하는 배관 가열 히터이다. 배관 가열 수단(84)은, 예를 들어 가스 공급 배관(82)의 가스 공급원(80)과 유량 제어 밸브(81) 사이에 설치되어 있다. 즉, 배관 가열 수단(84)은, 처리 용기(4)의 외부에 설치되어 있다. 이로 인해, 프로세스의 관점에서는, 예비 가열 히터를 구비하는 인젝터를 추가하는 데 비교하여, 가스의 유로 변경이 없기 때문에, 프로세스에 대한 영향이 적다. 또한, 장치 개조 시의 공정수의 관점에서는, 가스의 유로를 개방할 필요가 없기 때문에, 유로의 개방에 수반되는 누설 체크 등이 불필요해서, 장치 개조 시의 공정수를 삭감할 수 있다. 이와 같이, 기존 장치 등에의 배관 가열 수단(84)의 추가가 용이하다.
또한, 배관 가열 수단(84)은, 가스 공급 배관(82)을 가열하는 것이 가능하면 다른 위치에 설치되어 있어도 되며, 예를 들어 가스 공급 배관(82)의 유량 제어 밸브(81)와 조인트(83) 사이에 설치되어 있어도 된다. 또한, 예를 들어 유량 제어 밸브(81)를 걸치도록 가스 공급원(80)과 조인트(83) 사이에 설치되어 있어도 된다.
또한, 배관 가열 수단(84)은, 가스 공급 배관(82)을 가열하는 것이 가능한 히터라면 특별히 한정되지 않지만, 저비용이라는 관점에서, 테이프 히터인 것이 바람직하다.
또한, 배관 가열 수단(84)은, 가스 공급원(80)으로부터 공급되는 오존 가스를 50℃ 이상의 온도로 가열하는 것이 바람직하고, 100℃ 이상의 온도로 가열하는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 오존 가스를 처리 용기(4) 내에 도입하는 것에 의한 웨이퍼 W의 온도 저하를 특히 억제할 수 있다. 또한, 배관 가열 수단(84)은, 가스 공급원(80)으로부터 공급되는 오존 가스를 200℃ 이하의 온도로 가열하는 것이 바람직하고, 100℃ 이하의 온도로 가열하는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 오존 가스의 열 분해를 억제하여 효율적으로 처리 용기(4) 내에 도입할 수 있다. 이러한 점에서, 배관 가열 수단(84)에 의한 오존 가스의 가열 온도는, 100℃인 것이 특히 바람직하다.
그런데, 오존의 반감기는, 예를 들어 250℃의 경우, 1.5초 정도이다. 이로 인해, 배관 가열 수단(84)에 의해 오존 가스를 가열하는 시간은 1.5초 이하인 것이 바람직하고, 1초 이하인 것이 보다 바람직하다.
그래서, 배관 가열 수단(84)에 의한 오존 가스의 가열 시간을 1초 이하로 하기 위하여, 가스 공급 배관(82)에 설치하는 배관 가열 수단(84)의 길이 L(m)은, 하기의 수식(1)에 의해 산출되는 길이인 것이 바람직하다.
L≤M/A (1)
또한, M은 오존 가스의 유량(slm), A는 가스 공급 배관(82)의 단면적(㎡)이다.
구체적으로는, 예를 들어 가스 공급 배관(102)의 내경이 4.35㎜인 경우, 소정의 길이 L은, 하기의 수식(2)에 의해 산출되는 길이인 것이 바람직하다.
L≤1.12×M (2)
또한, 예를 들어 가스 공급 배관(102)의 내경이 7.52㎜인 경우, 소정의 길이 L은, 하기의 수식(3)에 의해 산출되는 길이인 것이 바람직하다.
L≤0.375×M (3)
즉, 가스 공급 배관(82)에 설치하는 배관 가열 수단(84)의 길이 L(m)은, 오존 가스의 유량(slm) 및 가스 공급 배관(82)의 단면적(㎡)에 따라 정하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 기판 처리 장치(1)에서는, 오존 가스는, 가스 공급원(80)으로부터 공급되어, 배관 가열 수단(84)에 의해 가열되고, 유량 제어 밸브(81)에 의해 유량 제어되어서, 인젝터(60)의 가스 공급 구멍(61)으로부터 처리 용기(4) 내에 도입된다.
온도 센서(85)는, 가열된 오존 가스의 온도를 검출하는 센서이다. 온도 센서(85)는, 예를 들어 유량 제어 밸브(81)와 조인트(83) 사이에 설치되어 있다. 온도 센서(85)는, 가스 공급 배관(82) 내를 흐르는 가열된 오존 가스의 온도를 검출하고, 검출값을 후술하는 제어부(1A)에 송신한다. 온도 센서(85)를 설치함으로써, 외란 등에 의해 오존 가스의 분해 반응이 진행되고, 이상 발열이 발생한 경우에, 이상 발열을 검출할 수 있다. 온도 센서(85)는, 예를 들어 열전대이면 된다. 또한, 온도 센서(85)는, 가열된 오존 가스의 온도를 검출 가능하면 다른 위치에 설치되어 있어도 되며, 예를 들어 배관 가열 수단(84)과 유량 제어 밸브(81) 사이에 설치되어 있어도 된다.
외통(6)의 하부에는, 가스 출구(36)가 마련되어 있고, 가스 출구(36)에는 배기계(38)가 연결된다. 배기계(38)는, 가스 출구(36)에 접속된 배기 통로(40)와, 배기 통로(40)의 도중에 순차 접속된 압력 조정 밸브(42) 및 진공 펌프(44)를 포함한다. 배기계(38)에 의해, 처리 용기(4) 내의 압력을 조정하면서 가스를 배기할 수 있다.
처리 용기(4)의 외주측에는, 처리 용기(4)를 둘러싸도록 하여 웨이퍼 W를 가열하는 히터 장치(48)가 설치된다.
또한, 웨이퍼 보트(28)를 통해 인젝터(60)에 대향하는 측의 내통(8)의 측벽에는, 연직 방향을 따라 슬릿(91)이 형성되어 있고, 내통(8) 내의 가스를 배기할 수 있게 되어 있다. 즉, 인젝터(60)의 가스 공급 구멍(61)으로부터 웨이퍼 W를 향해 공급된 오존 가스는, 슬릿(91)을 통해서 내통(8)으로부터 내통(8)과 외통(6)과의 사이의 공간에 흘러, 가스 출구(36)로부터 처리 용기(4) 밖으로 배기된다.
슬릿(91)은, 상단의 위치가 웨이퍼 보트(28)에 보유 지지되어 있는 웨이퍼 W 중 최상단으로 보유 지지되어 있는 웨이퍼 W의 위치보다도 상방이 되도록 형성되어 있다. 또한, 슬릿(91)은, 하단의 위치가 웨이퍼 보트(28)로 보유 지지되어 있는 웨이퍼 W 중 최하단으로 보유 지지되어 있는 웨이퍼 W의 위치보다도 하방으로 되도록 형성되어 있다.
또한, 기판 처리 장치(1)에는, 기판 처리 장치(1)의 각 부의 동작을 제어하는 컴퓨터 등의 제어부(1A)가 설치되어 있다. 제어부(1A)는 프로그램, 메모리, CPU 등의 데이터 처리부 등을 구비하고 있고, 프로그램에는, 제어부(1A)로부터 기판 처리 장치(1)의 각 부에 제어 신호를 보내고, 각종 처리를 실행시키도록 명령(각 스텝)이 내장되어 있다. 프로그램은, 컴퓨터 기억 매체, 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크 MO(광자기 디스크) 및 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되어 제어부(1A)에 인스톨된다.
또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 가스 공급 배관(82)이, 오존 가스가 공급 가능한 가스 공급원(80)에 접속되어 있는 경우를 예로 들어 설명했지만, 가스 공급 배관(82)은 가스 공급원(80) 외에도, 다른 가스가 공급 가능한 가스 공급원에 접속되어 있어도 된다. 또한, 기판 처리 장치(1)에는, 사용하는 가스의 종류에 따라, 복수의 가스 공급 배관(82)이 설치되어 있어도 된다.
또한, 기판 처리 장치(1)에는, 가스 공급 구멍(61)으로부터 공급되는 오존 가스를 고주파 전력에 의해 발생된 플라스마에 의해 활성화하는 활성화 수단이 설치되어 있어도 된다.
(실시예)
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 관한 오존 가스 가온 기구의 작용·효과에 대해 설명한다. 도 2는, 오존 가스 가온 기구의 작용·효과를 확인하기 위한 실험계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예에서는, 오존 발생기(101)와, 가스 공급 배관(102)과, 개폐 밸브(103)와, 배관 가열 히터(104)와, 농도계(105)를 포함하는 실험계를 사용하여, 가열한 오존 가스의 농도 변화를 확인했다.
오존 발생기(101)는, 소정의 농도(예를 들어, 9.3vol％, 14vol％)의 오존 가스를 포함하는 가스를 발생시키는 기기이다.
가스 공급 배관(102)은, 오존 발생기(101)에 접속되어 있는 배관이다.
개폐 밸브(103)는, 가스 공급 배관(102)에 설치되어 있는 밸브이다. 개폐 밸브(103)를 개방함으로써, 오존 발생기(101)가 생성되는 오존 가스를 포함하는 가스가 배관 가열 히터(104)에 의해 덮인 가스 공급 배관(102)을 통해 농도계(105)에 공급된다.
배관 가열 히터(104)는, 가스 공급 배관(102)의 개폐 밸브(103)가 설치되어 있는 위치보다도 가스의 흐름 하류측에 설치되어 있고, 가스 공급 배관(102) 내를 흐르는 오존 가스를 포함하는 가스를, 소정의 온도(예를 들어 실온 내지 200℃)에 가열하는 히터이다. 배관 가열 히터(104)에 의해 가스 공급 배관(102)을 가열하는 길이(가온 길이)는, 2.5m이다.
농도계(105)는, 가스 공급 배관(102)의 배관 가열 히터(104)가 설치되어 있는 위치보다도 가스의 흐름의 하류측에 설치되어 있고, 가스 공급 배관(102) 내를 흐르는 오존 가스의 농도를 검출하는 센서이다.
먼저, 도 2의 실험계에 있어서, 오존 발생기(101)에 의해 생성된 9.3vol％의 오존 가스를 포함하는 가스를 20slm의 유량으로 공급하고, 배관 가열 히터(104)에 의해 소정의 온도로 가열한 후의 오존 가스의 농도를 측정했다. 소정의 온도는, 50℃, 75℃, 100℃, 125℃, 150℃, 175℃, 200℃이다. 또한, 비교를 위해, 배관 가열 히터(104)에 의해 가열을 행하지 않았을 때(23℃)의 오존 가스의 농도를 측정했다.
도 3은, 도 2의 실험계에 있어서 오존 가스를 가열한 후의 농도 변화를 나타내는 도면이다. 도 3 중, 횡축은 오존 가스를 포함하는 가스의 가열 온도(℃)를 나타내고, 종축은 가열한 후의 오존 가스의 농도(vol％)를 나타낸다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 오존 가스를 포함하는 가스의 온도가 23℃, 50℃, 75℃, 100℃, 125℃, 150℃, 175℃, 200℃의 때의 오존 가스의 농도는, 각각 9.2vol％, 9.2vol％, 9.2vol％, 9.1vol％, 9.0vol％, 8.6vol％, 7.9vol％, 6.6vol％였다. 즉, 오존 가스를 포함하는 가스의 가열 온도가 200℃ 이하인 경우, 오존 가스의 농도의 저하 비율은 30％ 이하이다. 이러한 점에서, 오존 가스를 포함하는 가스의 가열 온도는 200℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 오존 가스를 포함하는 가스의 가열 온도가 100℃ 이하인 경우, 오존 가스의 농도의 저하는 거의 보이지 않는다. 이러한 점에서, 오존 가스를 포함하는 가스의 가열 온도는 100℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.
이어서, 도 2의 실험계에 있어서, 오존 발생기(101)에 의해 생성된 14vol％의 오존 가스를 포함하는 가스를 20slm의 유량으로 공급하고, 배관 가열 히터(104)에 의해 소정의 온도로 가열한 후의 오존 가스의 농도를 측정했다. 소정의 온도는, 100℃, 125℃, 150℃이다. 또한, 비교를 위해, 배관 가열 히터(104)에 의해 가열을 행하지 않았을 때(23℃)의 오존 가스의 농도를 측정했다.
도 4는, 도 2의 실험계에 있어서 오존 가스를 가열한 후의 농도 변화를 나타내는 도면이다. 도 4 중, 횡축은 오존 가스를 포함하는 가스의 가열 온도(℃)를 나타내고, 종축은 가열한 후의 오존 가스의 농도(vol％)를 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 오존 가스를 포함하는 가스가 23℃, 100℃, 125℃, 150℃일 때의 오존 가스의 농도는, 각각 13.8vol％, 13.8vol％, 13.7vol％, 13.4vol％였다. 즉, 오존 가스를 포함하는 가스의 가열 온도가 150℃ 이하인 경우, 오존 가스의 농도의 저하 비율은 5％ 이하이다. 이러한 점에서, 오존 가스를 포함하는 가스의 가열 온도는 150℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 오존 가스를 포함하는 가스의 가열 온도가 100℃인 경우, 오존 가스의 농도의 저하는 보이지 않는다. 이러한 점에서, 오존 가스를 포함하는 가스의 가열 온도는 100℃인 것이 보다 바람직하다.
이어서, 지르코늄(Zr)을 포함하는 유기 재료의 원료 가스와, 실시 형태에 관한 오존 가스 가온 기구에 의해 100℃로 가열한 오존 가스를 교대로 공급함으로써, 산화지르코늄막(ZrO2막)을 성막했을 때의 막 중에 포함되는 금속 불순물에 대해 설명한다.
표 1은, 원료 가스와, 100℃로 가열한 오존 가스를 교대로 공급함으로써 성막되는 ZrO2막의 단위 면적당 금속 원소(Cr, Fe, Ni)의 원자수의 측정 결과이다. 표 1 중, 「N.D.」는 검출 한계 이하인 것을 나타낸다. 또한, 「TOP1」, 「TOP2」, 「BTM1」 및 「BTM2」은, 각각 웨이퍼 보트(28)의 연직 방향에 있어서의 위치를 나타내고, 이 순서대로 상방으로부터 하방의 위치를 나타내고 있다.
Figure pat00001
표 1에 도시된 바와 같이, 스테인리스강에 의해 형성된 가스 공급 배관(82)의 구성 재료의 금속 원소인 Cr 및 Ni의 ZrO2막의 단위 면적당 원자수는, 어느 위치에 있어서도 검출 한계 이하였다. 또한, 스테인리스강에 의해 형성된 가스 공급 배관(82)의 구성 재료의 금속 원소인 Fe의 ZrO2막의 단위 면적당 원자수는, 검출 한계 이하이거나, 또는 허용 범위 이하였다. 이러한 점에서, 가열된 오존 가스에 의해, 가스 공급 배관(82)이 부식되지 않고 있다고 생각된다.
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 설명했지만, 상기 내용은, 발명의 내용을 한정하는 것이 아니라, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능하다.
상기 한 실시 형태에서는, 복수의 웨이퍼 W에 일괄하여 처리를 행하는 뱃치식의 기판 처리 장치를 예로 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 1매씩 처리를 행하는 매엽식의 기판 처리 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
1: 기판 처리 장치
4: 처리 용기
60: 인젝터
61: 가스 공급 구멍
82: 가스 공급 배관
84: 배관 가열 수단
85: 온도 센서
W: 웨이퍼

Claims (10)

  1. 기판 처리 장치의 처리 용기 내에 설치되고, 기판에 오존 가스를 공급 가능한 가스 공급 수단과,
    상기 가스 공급 수단에 접속되고, 상기 가스 공급 수단에 상기 오존 가스를 공급 가능한 가스 공급 배관과,
    상기 가스 공급 배관에 설치되고, 상기 가스 공급 배관 내의 상기 오존 가스를 가열하는 배관 가열 수단을
    구비하는,
    오존 가스 가온 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배관 가열 수단은, 상기 오존 가스를 50℃ 이상 200℃ 이하의 온도로 가열하는,
    오존 가스 가온 기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가스 공급 배관에 설치되는 상기 배관 가열 수단의 길이를 L(m), 상기 가스 공급 배관을 흐르는 상기 오존 가스의 유량을 M(slm), 상기 가스 공급 배관의 단면적을 A(㎡)로 했을 때, L≤M/A를 만족시키는,
    오존 가스 가온 기구.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배관 가열 수단은, 테이프 히터인, 오존 가스 가온 기구.
  5. 복수의 기판을 연직 방향으로 소정의 간격을 갖고 대략 수평으로 수용하는 처리 용기와,
    제1항 또는 제2항에 기재된 오존 가스 가온 기구를
    구비하는, 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가스 공급 수단은, 연직 방향으로 소정의 간격을 갖고 마련되는 복수의 가스 공급 구멍을 포함하는,
    기판 처리 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 오존 가스의 온도를 검출하는 온도 센서를 구비하는, 기판 처리 장치.
  8. 기판 처리 장치의 처리 용기의 외부에 있어서 오존 가스를 소정의 온도로 가열하고,
    가열한 상기 오존 가스를 상기 처리 용기 내에 공급하는,
    기판 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 소정의 온도는, 50℃ 이상 200℃ 이하의 온도인,
    기판 처리 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 오존 가스는, 가스 공급 배관을 흐를 때에 가열되고,
    상기 가스 공급 배관에 있어서 상기 오존 가스가 가열되는 길이를 L(m), 상기 가스 공급 배관을 흐르는 상기 오존 가스의 유량을 M(slm), 상기 가스 공급 배관의 단면적을 A(㎡)로 했을 때, L≤M/A를 만족시키는,
    기판 처리 방법.
KR1020180011191A 2017-02-02 2018-01-30 오존 가스 가온 기구, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 KR20180090191A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-017943 2017-02-02
JP2017017943A JP2018125466A (ja) 2017-02-02 2017-02-02 オゾンガス加温機構、基板処理装置及び基板処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180090191A true KR20180090191A (ko) 2018-08-10

Family

ID=63074839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180011191A KR20180090191A (ko) 2017-02-02 2018-01-30 오존 가스 가온 기구, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2018125466A (ko)
KR (1) KR20180090191A (ko)
CN (1) CN108389770B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111430268B (zh) * 2019-01-10 2024-04-09 东京毅力科创株式会社 处理装置
CN113066904A (zh) * 2021-03-31 2021-07-02 上海钧乾智造科技有限公司 臭氧氧化工艺及臭氧氧化系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081365A (ja) 2005-08-17 2007-03-29 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置及び熱処理方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3277987B2 (ja) * 1997-06-05 2002-04-22 日本電気株式会社 オゾン流量制御装置
JP4563113B2 (ja) * 2004-08-26 2010-10-13 株式会社日立国際電気 シリコン酸化膜の形成方法、半導体デバイスの製造方法および基板処理装置
JP4933789B2 (ja) * 2006-02-13 2012-05-16 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法及び記憶媒体
US9297072B2 (en) * 2008-12-01 2016-03-29 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus
JP5088331B2 (ja) * 2009-01-26 2012-12-05 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置用の構成部品及び熱処理装置
JP2010265501A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Sharp Corp Ｃｖｄ装置
JP5724645B2 (ja) * 2011-06-03 2015-05-27 株式会社明電舎 オゾン濃度制御方法及びプロセス装置
JP6476371B2 (ja) * 2015-03-25 2019-03-06 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、加熱部、部材、半導体装置の製造方法および配管の加熱方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007081365A (ja) 2005-08-17 2007-03-29 Tokyo Electron Ltd 熱処理装置及び熱処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108389770A (zh) 2018-08-10
JP2018125466A (ja) 2018-08-09
CN108389770B (zh) 2021-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI437655B (zh) 基板處理裝置、基板處理裝置的溫度控制方法及基板處理裝置的加熱方法
JP4950153B2 (ja) 処理装置
KR20200004399A (ko) 보론 카바이드 하드마스크의 건식 스트리핑
JP6764514B2 (ja) 基板処理装置、反応容器および半導体装置の製造方法
KR102076643B1 (ko) 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
KR102626685B1 (ko) 열처리 장치, 열처리 방법 및 성막 방법
JPWO2007111351A1 (ja) 半導体装置の製造方法
KR20200121771A (ko) 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
KR20180090191A (ko) 오존 가스 가온 기구, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
TWI837369B (zh) 具有驅淨功能的用於腐蝕性氣體的蒸氣存儲器
JP2012054393A (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法
CN111850512A (zh) 成膜方法和成膜装置
JP2021150472A (ja) 気化装置、基板処理装置、クリーニング方法および半導体装置の製造方法
US20220411933A1 (en) Film forming apparatus
JP2010016086A (ja) 基板処理装置
CN110419095A (zh) 基板处理装置、加热单元以及半导体装置的制造方法
JP2006097080A (ja) 基板処理装置
JP2010056124A (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法
KR102452021B1 (ko) 온도 감시 장치, 열처리 장치 및 온도 감시 방법
JP6561148B2 (ja) 基板処理装置、継手部および半導体装置の製造方法
JP7281519B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法および処理容器
JP2014096453A (ja) 熱処理装置
JP2002025995A (ja) 縦型熱処理装置
KR20230042552A (ko) 노구부 구조, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
JP2011171657A (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application