WO2016199193A1 - Gasification device, substrate processing device and semiconductor device production method - Google Patents
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
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- H10P14/60—
Definitions
- the present invention relates to a vaporizer, a substrate processing apparatus, and a method for manufacturing a semiconductor device.
- LSI element separation is performed by forming a gap such as a groove or a hole between elements to be separated in silicon (Si) serving as a substrate and depositing an insulator in the gap.
- a silicon oxide film SiO 2
- CVD chemical vapor deposition
- SOD insulating coating method
- the filling method by the CVD method is reaching the technical limit with respect to the filling of the fine structure, particularly the filling of the oxide into the void structure deep in the vertical direction or narrow in the horizontal direction.
- SOD for example, a coating insulating material containing an inorganic or organic component called SOG (Spin On Glass) is used.
- SOG Spin On Glass
- This material has been used in LSI manufacturing processes before the advent of CVD oxide films.
- the processing technique has a processing dimension of about 0.35 ⁇ m to 1 ⁇ m
- the modification method after coating was allowed to perform heat treatment at about 400 ° C. in a nitrogen atmosphere.
- the minimum processing dimension typified by DRAM (Dynamic Random Access Memory) and Flash Memory is smaller than 50 nm width, and polysilazane is being considered as a material to replace SOG.
- Polysilazane is, for example, a material obtained by a catalytic reaction of dichlorosilane or trichlorosilane and ammonia, and is applied onto a substrate using a spin coater when forming a thin film.
- the film thickness of the coating film is adjusted by the molecular weight, viscosity, and coater rotation speed of polysilazane.
- Polysilazane contains nitrogen derived from ammonia as an impurity from the manufacturing process. Therefore, in order to remove impurities from the coating film formed using polysilazane and obtain a dense oxide film, it is necessary to add water and perform heat treatment after coating.
- a method of adding moisture a method of generating moisture by reacting hydrogen and oxygen in a heat treatment furnace is known. The generated moisture is taken into the polysilazane film, and heat is applied to obtain a dense oxide film.
- the heat treatment performed at this time is STI (Shallow Trench Isolation) for element isolation, and the maximum temperature may reach about 1000 ° C. in some cases.
- An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the manufacturing quality of a semiconductor device and improving the manufacturing throughput.
- a reaction chamber that processes a substrate, a vaporizer that vaporizes a treatment liquid containing two or more substances having different boiling points, and generates a process gas, and the vaporizer generated in the vaporizer
- a vaporizing device having a processing gas introduction nozzle for introducing the processing gas into the reaction chamber and an exhaust system for exhausting the atmosphere in the reaction chamber; and the vaporizer having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends.
- a container a dropping nozzle configured to drop the treatment liquid into the vaporization container in the vaporization container, a position where the treatment liquid is dropped from the dropping nozzle in the vaporization container, and the vaporization
- a first vaporization surface having a horizontal or horizontal inclination along a direction from one end to the other end of the container, a heater for heating the first vaporization surface, and an inclination of the first vaporization surface And inclination angle adjusting mechanism for changing the degree, technology with the are provided.
- FIG. 1 A structural diagram of the vaporizer 114B according to an embodiment of the present invention, showing a second state. It is a side view which shows the shape of the vaporization pipe
- the substrate processing apparatus is an apparatus that processes a substrate using a processing gas generated by vaporizing a liquid containing oxygen.
- a substrate processing apparatus is an apparatus for processing a wafer 100 as a substrate made of silicon or the like.
- This substrate processing apparatus is suitable for use in processing a substrate (wafer 100) having a concavo-convex structure (void) that is a fine structure.
- a substrate having a fine structure refers to a substrate having a structure with a high aspect ratio, such as a laterally narrow groove (concave portion) having a width of about 10 nm to 50 nm.
- the substrate processing apparatus includes a gas supply unit (gas supply system), a reaction chamber 104, a boat 102 that holds a plurality of wafers 100, and a reaction chamber heating unit that heats the wafers 100.
- the chamber heater 103, an exhaust unit (exhaust system) for exhausting the atmosphere in the reaction chamber, and the controller 200 are configured.
- the gas supplied from the gas supply unit is introduced into the reaction chamber 104 through the gas introduction nozzle 101a.
- the gas supply unit includes a gas introduction nozzle 101 a that supplies a processing gas into the reaction chamber 104. As needed, you may comprise so that at least 1 or more of the process liquid supply unit 101b, the vaporization unit 101c as a vaporization part, and the drain 101d may be included.
- the processing liquid supply unit 101b includes a processing liquid tank 106a, a processing liquid spare tank 106b, a purge water supply section 107, a purge air supply section 108, a processing liquid pump 109, and manual valves 110a, 110b, 110c, 110d and automatic valves 111a, 111b, and 111c controlled by the controller 200.
- the purge water supply unit 107, the purge air supply unit 108, and the manual valves 110a and 110b are used during maintenance of the processing liquid supply unit 101b, that is, when cleaning the inside of the processing liquid supply unit 101b, and the manual valves 110a and 110b. Is normally closed.
- the treatment liquid tank 106a and the treatment liquid reserve tank 106b contain a liquid containing oxygen as a treatment liquid.
- the liquid containing oxygen is, for example, at least one of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ozone (O 3 ), nitrous oxide (NO), carbon dioxide (CO 2 ), and carbon monoxide (CO). Or a liquid containing any two or more.
- hydrogen peroxide H 2 O 2
- ozone ozone
- NO nitrous oxide
- CO 2 carbon dioxide
- CO carbon monoxide
- the vaporization unit 101c includes a liquid flow rate control device 113, a vaporization device 114, a reserve tank 115, manual valves 110e, 110f, and 110g for partitioning them, automatic valves 111d to n that are controlled by the controller 200, and a mass flow controller (MFC). 118, 120.
- MFC mass flow controller
- Purge gas (inert gas) is supplied from the purge gas supply source 112 to the reserve tank 115 via the automatic valve 111d.
- the purge gas supply source 112 is also connected to the automatic valve 111m and the MFC 119.
- the purge gas is an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas.
- the reserve tank 115 is used to adjust the supply pressure of the processing liquid to the liquid flow rate control device 113.
- the liquid supplied from the processing liquid pump 109 may not be a continuous flow. Accordingly, the processing liquid supplied from the processing liquid supply unit 101b is supplied to the reserve tank 115, and the processing liquid is pushed out to the liquid flow rate control device 113 by the pressure of the gas supplied from the purge gas supply source 112. . By using the gas pressure, the supply amount of the processing liquid can be made constant.
- the vaporizer 114 is continuously supplied with the treatment liquid whose flow rate is adjusted by the liquid flow controller 113, thereby vaporizing a constant amount of the treatment liquid and supplying the gas generated by the vaporization to the reaction chamber 104. It is like that.
- the oxygen-containing gas supply source 117 is connected to the automatic valve 111m and the MFC 120, and supplies the oxygen-containing gas to the vaporizer 114.
- the oxygen-containing gas supply source 117 is connected to the automatic valve 111o and the MFC 118.
- the pipe connected to the downstream side of the MFC 118 merges with the pipe connected to the downstream side of the MFC 119 for adjusting the flow rate of the purge gas. Further, the joined pipe joins with the pipe connected to the downstream side of the vaporizer 114 via the automatic valve 111L.
- the oxygen-containing gas is, for example, any of oxygen (O 2 ), water (H 2 O), O 3 , nitrous oxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), or a mixed gas thereof. .
- oxygen gas is particularly used as the oxygen-containing gas.
- a nitrogen-containing gas may be supplied in order to nitride the formed oxide film.
- the nitrogen-containing gas is, for example, N 2 , ammonia (NH 3 ), or a mixed gas thereof.
- the above hydrogen peroxide solution may react with a metal. Therefore, the gas introduction nozzle 101a, the vaporization unit 101c, and the treatment liquid supply unit 101b are configured by a member having a protective film.
- a member using aluminum uses alumite (Al 2 O 3 ), and a member using stainless steel uses a chromium oxide film.
- ceramics such as Al 2 O 3 , AlN, and SiC other than metals, or quartz members may be used.
- you may comprise with the material which does not react with process liquids, such as Teflon (trademark) and a plastics.
- the exhaust part is composed of an exhaust valve 105a.
- the exhaust pump 105b may be included as necessary.
- FIG. 2A is a structural diagram (sectional view) in one state of the vaporizer 114A.
- FIG. 2B is a structural diagram (sectional view) in another state of the same vaporizer 114A.
- the vaporizer 114A uses a dropping method in which the treatment liquid is vaporized by dropping the treatment liquid into a heated vaporization container.
- the vaporizer 114 ⁇ / b> A includes a dripping nozzle 300 as a processing liquid supply unit, a vaporization tube 302 that constitutes a vaporization container to be heated, a vaporization space 301 that is constituted by the vaporization tube 302, and a heating unit that heats the vaporization tube 302 ( A vaporizing heater 303 as a heater), a carrier gas introduction port 307 for introducing a carrier gas into the vaporizing pipe from one end of the vaporizing pipe 302, and a gas generated by vaporizing the carrier gas and the processing liquid from the other end of the vaporizing pipe 302.
- the treatment liquid supply pipe 309 for supplying the treatment liquid to the dropping nozzle 300, and the inclination angle of the vaporization pipe 302 are changed.
- a processing liquid is supplied from the liquid flow control device 113 to the processing liquid supply pipe 309.
- An oxygen gas, which is an oxygen-containing gas, is supplied from the MFC 120 to the carrier gas introduction port 307 as a carrier gas.
- the temperature of the vaporizing heater 303 is controlled by the temperature controller 400 controlling the output of the vaporizing heater power supply 304.
- the dropping treatment liquid is quickly vaporized on the surface of the vaporization tube 302, and therefore it is desirable to make the droplets dropped from the dropping nozzle 300 small.
- the size of a spherical droplet is 2 to 3 mm, and the flow rate is about 1.5 cc / min.
- the dropping nozzle 300 uses, for example, a resin tube having a diameter of 1/16 inch.
- the liquid flow rate control device 113 is used.
- a tube pump can also be used as the liquid flow rate control device.
- the vaporizing tube 302 is heated by the vaporizing heater 303 so that the dripped processing liquid quickly vaporizes when contacting the vaporizing tube 302. Further, a heat insulating material 306 is provided in order to improve the heating efficiency of the vaporization container 302 by the vaporization heater 303 and to insulate the vaporization device 114A from other units.
- the vaporization tube 302 is made of quartz (particularly anhydrous transparent quartz or synthetic quartz), silicon carbide, or the like in order to prevent reaction with the treatment liquid. Further, the temperature of the vaporizing tube 302 is lowered by the temperature of the dropped processing liquid and the heat of vaporization. Therefore, it is effective to use silicon carbide having high thermal conductivity in order to prevent a temperature drop.
- the vaporization heater 303 is configured by a heating wire or the like.
- a lamp heater radiation heater
- Examples of lamp heaters include Kanthal wire heaters, carbon heaters, SiC heaters, tungsten lamps, and halogen lamps.
- the hydrogen peroxide solution is vaporized as a liquid in which raw materials having different boiling points are mixed.
- hydrogen peroxide water contains H 2 O 2 gas in H 2 O, its boiling point varies depending on the concentration of dissolved hydrogen peroxide gas.
- the boiling point in atmospheric pressure is approximately 106 ° C.
- the boiling point of water is 100 ° C.
- hydrogen peroxide is concentrated by rapidly heating the entire hydrogen peroxide solution on the heating surface at a temperature higher than the boiling point of the hydrogen peroxide solution having a boiling point higher than that of water. To prevent.
- the vaporizing tube 302 when vaporizing and vaporizing 34% hydrogen peroxide solution at atmospheric pressure, the vaporizing tube 302 is heated to a temperature higher than 106 ° C., which is the boiling point of 34% hydrogen peroxide solution, By dropping the hydrogen peroxide solution on the heating surface of the vaporizing tube 302, the hydrogen peroxide solution droplets are heated quickly at 106 ° C. or more to vaporize the hydrogen peroxide solution. Further, in order to more reliably prevent the concentration of hydrogen peroxide, even when the vaporization tube 302 is heated to a temperature higher than 150 ° C., which is the boiling point of 100% concentration hydrogen peroxide, the hydrogen peroxide solution is vaporized. Good.
- the vaporization heater is used to heat the hydrogen peroxide solution at a temperature as low as possible that is higher than the boiling point of the predetermined concentration hydrogen peroxide solution that is the treatment liquid and that does not cause concentration of hydrogen peroxide.
- the temperature of 303 is controlled.
- the vaporization tube 302 in the present embodiment has, in particular, a first vaporization surface 302a that comes into contact with the treatment liquid dropped from the dropping nozzle 300.
- FIG. 2A shows a state in which the first vaporization surface 302a according to the present embodiment has an inclination (for example, 5 °) that decreases with respect to the horizontal.
- the first vaporization surface 302a is configured such that the inclination is adjusted by an inclination angle adjusting mechanism 310 described later.
- the thermocouple 305 measures the temperature of the first vaporization surface 302a (or the vicinity of the first vaporization surface of the vaporization heater 303), in particular, near the point where the treatment liquid is dripped from the dropping nozzle 300.
- the temperature controller 400 controls the temperature of the vaporization heater 303 based on the temperature of the first vaporization surface 302a, particularly the temperature near the point where the treatment liquid is dropped, and heats the first vaporization surface 302a. .
- the treatment liquid dropped from the dropping nozzle 300 first comes into contact with the first vaporization surface 302a.
- the treatment liquid that has come into contact with 302a is heated on the vaporization surface, and gradually flows through the vaporization surface by being pushed by the flow of the carrier gas introduced from the carrier gas introduction port 307.
- the processing liquid flows along the inclination direction.
- the vaporized gas generated by vaporizing the treatment liquid is discharged from the carrier gas discharge port 308 together with the carrier gas.
- a droplet of the treatment liquid may remain in the same portion on the vaporization surface, resulting in a liquid pool.
- the entire treatment liquid is less likely to be heated evenly, so that the concentration of the treatment liquid is further facilitated.
- the treatment liquid in the liquid pool state is heated, the treatment liquid may not be completely vaporized and may be discharged from the vaporizer 114A together with the carrier gas in a state where vaporization is incomplete.
- the state of incomplete vaporization means a state in which the treatment liquid is not completely in a gaseous state. For example, a cluster state in which some molecules of the treatment liquid are combined or a number of clusters are collected. It means that it is in a mist state.
- a vaporized gas of hydrogen peroxide which is a treatment liquid
- a reaction chamber to oxidize a substrate having a film coated with polysilazane
- vaporization of the treatment liquid is not required.
- a processing liquid a processing liquid in a cluster state or a mist state
- the vaporized gas used in the present embodiment is in a complete gas state. Therefore, it is desirable to prevent liquid accumulation from occurring on the vaporized surface.
- a gas containing a treatment liquid in a mist state may be used.
- thermocouple 305 used for temperature control of the vaporization heater 303 is configured to measure only the temperature of a specific point (or the vicinity thereof) in the first vaporization surface 302a. Therefore, when the temperature in the vicinity of the thermocouple 305 is locally decreased, control is performed to increase the output of the vaporization heater 303 in order to increase the temperature. As a result, the vaporization surface of the part other than the part where the temperature has locally decreased is overheated, and when the treatment liquid comes into contact with such an overheated part, hydrogen peroxide in the treatment liquid is reduced. There is a possibility of decomposing. In addition, when the temperature locally decreases in a portion other than the vicinity of the thermocouple 305, the temperature of the portion where the temperature has decreased is not compensated, and thus a local low temperature state is maintained.
- the treatment liquid may reach the carrier gas discharge port 308 without being vaporized on the first vaporization surface 302a. As a result, liquid leakage from the carrier gas discharge port 308 occurs, or liquid accumulation occurs in the vicinity thereof.
- thermocouples only one thermocouple is used, and the vaporization heater is configured to heat the entire first vaporization surface 302a with a single heater.
- a plurality of thermocouples and vaporization heaters are provided in the vaporization surface. It is also possible to provide each of the regions individually and control each region to be individually heated. By comprising in this way, the nonuniformity of the temperature distribution in a vaporization surface can be suppressed.
- thermocouples and vaporization heaters on the same vaporization surface, it is possible to suppress such uneven temperature distribution to a certain extent.However, the cost of the apparatus increases and temperature control by the temperature controller is difficult. is there.
- the inclination of the vaporization surface can be adjusted by providing the inclination angle adjusting mechanism 310.
- the unevenness of the temperature distribution in the vaporization plane can be easily suppressed without increasing the apparatus cost and making complicated temperature control unnecessary.
- the flow rate of the processing liquid can be adjusted so that the processing liquid does not reach the carrier gas discharge port 308.
- the vaporizer 114A is provided with an inclination angle adjustment mechanism 310 for changing the inclination angle of the vaporization tube 302 (more precisely, the first vaporization surface 302a).
- the inclination angle adjusting mechanism 310 is a direction in which the carrier gas introduced from the carrier gas introduction port 307 flows in a direction that is lowered with respect to the horizontal (hereinafter, positive inclination direction) or a direction that is raised with respect to the horizontal ( Hereinafter, the inclination of the first vaporization surface 302a can be changed in the negative inclination direction).
- FIG. 2 (b) shows a state where the inclination of the vaporizing tube 302 is changed in the negative inclination direction with respect to the state of FIG. 2 (a).
- the flow rate of the processing liquid is slow.
- the vaporizer 114A is provided with a level attachment plate 311 for attaching a level when measuring the level of the vaporization tube 302.
- the level attachment plate 311 is provided so as to be parallel to the first vaporization surface 302a. By attaching a level to this plate, the level of the vaporization surface is easily measured and the inclination angle is adjusted. be able to.
- tilt angle adjustment procedure The adjustment of the tilt angle by the tilt angle adjusting mechanism 310 is performed by the following procedure, for example.
- the treatment liquid is dropped from the dropping nozzle 300 onto the first vaporization surface 302a.
- the dropping speed, the temperature control parameter of the vaporizing heater 303 in the temperature controller 400, and the like are set in advance, and the vaporizing tube 302 is heated by the vaporizing heater 303.
- the inclination angle is positively inclined. Adjust (change) in the direction. As a result, the flow rate of the treatment liquid increases, so that local retention of the treatment liquid is eliminated, and the temperature distribution on the vaporization surface can be made closer to uniform.
- the dropped treatment liquid flows at a high speed on the first vaporization surface 302a, and the treatment liquid reaches the carrier gas discharge port 308 at the end of the vaporization pipe 302 before it is completely vaporized on the first vaporization surface 302a. If the state is reached, the tilt angle is adjusted (changed) in the negative tilt direction. This slows down the flow rate of the processing liquid, so that all the processing liquid can be vaporized before reaching the carrier gas discharge port 308.
- the temperature of the vaporizing heater 303 may be adjusted.
- the dropped treatment liquid may move on the vaporization surface by being pushed by the flow of the carrier gas introduced from the carrier gas introduction port 307 in addition to the case where the vaporization surface is inclined. Therefore, the inclination of the vaporization surface does not always have to be inclined in the positive inclination direction, and may be adjusted so as to be inclined in the horizontal or negative inclination direction with respect to the horizontal.
- the following advantageous effects can be obtained by generating the vaporized gas of the processing liquid using the vaporizer 114A according to the present embodiment.
- Advantageous Effects of Vaporizer 114A (A) By adjusting the inclination angle of the first vaporization surface 302a using the inclination angle adjustment mechanism 310, the temperature distribution of the vaporization surface can be made uniform as described above, so the thermocouple 305 and the vaporization heater Even in the case where 303 is provided with only one each, it is possible to prevent the vaporized surface from being excessively heated or the vaporized surface from becoming a low temperature state. Further, even when the thermocouple and the vaporization heater are individually provided for a plurality of regions on the vaporization surface, the temperature distribution in the vaporization surface is almost uniform, so that the temperature control in each region can be easily performed.
- (B) Particularly when hydrogen peroxide water is used as the treatment liquid, it is important to control the heating temperature to be within a predetermined temperature range because decomposition of hydrogen peroxide proceeds when heated excessively.
- concentration in the droplets of hydrogen peroxide water does not occur at any location on the vaporization surface.
- the temperature can be controlled to be equal to or higher than the temperature at which vaporization is sufficiently rapid, and lower than the temperature at which decomposition of hydrogen peroxide is practically acceptable. Therefore, the hydrogen peroxide solution can be stably vaporized at the optimum temperature.
- a liquid containing two or more substances having different boiling points such as hydrogen peroxide solution can be stably vaporized at an optimal temperature so as not to cause concentration in the droplets.
- the vaporized gas maintaining the liquid ratio can be supplied to the reaction chamber. Therefore, reproducibility for each processing batch can be improved in the processing of the substrate to be processed with the vaporized gas.
- the vaporized gas of hydrogen peroxide water in the present embodiment is suitable as a processing gas when oxidizing a substrate on which a polysilazane film is formed.
- the inclination of the vaporization surface can be adjusted to suppress the retention of liquid droplets of the processing liquid on the vaporization surface or the occurrence of liquid accumulation. Therefore, since the processing liquid is not heated in a state where the processing liquid is retained or in a liquid pool state, it is possible to prevent the processing liquid from being discharged together with the carrier gas in a state where vaporization is incomplete.
- the vaporizer may be installed in various places, and the place where it is installed is not always horizontal. Therefore, even if the control parameters of the temperature controller 400 and the dropping speed of the processing liquid are set to the optimum values in advance on the assumption that the installation location is horizontal, when it is installed at the actual installation location, Vaporization may not occur.
- the vaporizer since the vaporizer includes an inclination angle adjustment mechanism, the inclination angle of the vaporization surface can be adjusted in accordance with the inclination of the actual installation location, so that the setting of control parameters and the like is greatly changed. And can be installed quickly.
- the controller 200 includes the above-described automatic valves 111a to 111n, the heater 103, the liquid flow rate control device 113, the gas supply unit, the exhaust unit, the temperature controller 400, and the vaporizer to perform the substrate processing steps described later. Control. As shown in FIG. 3, the controller 200, which is a control unit (control means), is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) 200a, a RAM (Random Access Memory) 200b, a storage device 200c, and an I / O port 200d. Has been. The RAM 200b, the storage device 200c, and the I / O port 200d are configured to exchange data with the CPU 200a via the internal bus 200e. For example, an input / output device 201 configured as a touch panel or the like is connected to the controller 200.
- a control unit control means
- the RAM 200b, the storage device 200c, and the I / O port 200d are configured to exchange data with the CPU 200a via the internal bus 200e.
- the storage device 200c includes, for example, a flash memory, a HDD (Hard Disk Drive), and the like.
- a control program that controls the operation of the substrate processing apparatus, a process recipe that describes the procedure and conditions of the substrate processing described later, and the like are stored in a readable manner.
- the process recipe is a combination of functions so that a predetermined result can be obtained by causing the controller 200 to execute each procedure in a substrate processing step to be described later, and functions as a program.
- the process recipe, the control program, and the like are collectively referred to as simply a program.
- the RAM 200b is configured as a memory area (work area) in which programs, data, and the like read by the CPU 200a are temporarily stored.
- the I / O port 200d includes the heater 103, the exhaust valve 105a, the exhaust pump 105b, the purge water supply unit 107, the purge air supply unit 108, the processing liquid pump 109, the automatic valves 111a to 111n, the MFCs 118 to 120, and the liquid flow rate control device. 113, connected to the temperature controllers 306 and 400.
- the temperature controller 400 is connected to control the vaporization heater power supply 303 and acquire a temperature signal from the thermocouple 305.
- the CPU 200a is configured to read and execute a control program from the storage device 200c, and to read a process recipe from the storage device 200c in response to an operation command input from the input / output device 201 or the like. Then, the CPU 200a adjusts the flow rate of the processing liquid by the liquid flow rate control device 113, the flow rate adjustment operation of the purge water by the purge water supply unit 107, and the flow rate of the purge gas by the purge air supply unit 108 in accordance with the contents of the read process recipe.
- the adjusting operation, the opening / closing operation of the automatic valves 111a to 111n, the opening adjusting operation of the exhaust valve 105a, the temperature control operation by the temperature controllers 306 and 400, and the like are controlled.
- the controller 200 is an external storage device (for example, a magnetic tape, a magnetic disk such as a flexible disk or a hard disk, an optical disk such as a CD or a DVD, a magneto-optical disk such as an MO, a USB memory (USB Flash Drive), a memory card, or the like.
- the above-mentioned program stored in the (semiconductor memory) 123 can be configured by installing it in a computer.
- the storage device 200c and the external storage device 123 are configured as computer-readable recording media. Hereinafter, these are collectively referred to simply as a recording medium.
- recording medium When the term “recording medium” is used in this specification, it may include only the storage device 200c alone, may include only the external storage device 123 alone, or may include both.
- the program may be provided to the computer using communication means such as the Internet or a dedicated line without using the external storage device 123.
- FIG. 4 (a) and 4 (b) are diagrams showing the configuration of the vaporizer 114B, the state before and after the inclination angle of the vaporization tube 302 of the same vaporizer 114B is adjusted by the inclination angle adjustment mechanism 310.
- the same components as those of the vaporizer 114A are denoted by the same reference numerals.
- the vaporizer 114B is different from the vaporizer 114A in the following points. In other respects, the vaporizer 114B has the same configuration as the vaporizer 114A.
- the vaporizer 114B further includes a second vaporization surface 302b on the downstream side of the first vaporization surface 302a.
- the downstream side refers to the direction toward the carrier gas discharge port 308 as viewed from the carrier gas introduction port 307 (the direction in which the carrier gas introduced from the carrier gas introduction port 307 flows).
- the first vaporization surface 302a has an inclination that is lowered with respect to the horizontal (inclined in the positive inclination direction).
- the second vaporization surface 302b has an inclination that is lower than the horizontal or the inclination angle of the first vaporization surface 302a. ing. (Especially in the state shown in FIG. 4A, it is in a horizontal state.)
- the inclination angle adjusting mechanism 310 included in the vaporizer 114B has a mechanism that changes the inclination angles of the first vaporization surface 302a and the second vaporization surface 302b in the same direction. Therefore, when the inclination of the first vaporization surface 302a is changed in the negative inclination direction, the inclination of the second vaporization surface 302b is similarly changed in the negative inclination direction.
- the vaporizer 114B is provided with a level attachment plate 311 for attaching a level when measuring the level of the vaporizer tube 302, as with the vaporizer 114A.
- the level attachment plate 311 is provided so as to be parallel to the first vaporization surface 302a. By attaching a level to this plate, the level of the vaporization surface is easily measured and the inclination angle is adjusted. be able to.
- the level attachment plate 311 may be provided so as to be parallel to the second vaporization surface 302b so that the inclination angle of the second vaporization surface 302b can be measured.
- FIG. 4B shows a state in which the inclination of the vaporization tube 302 (that is, the first vaporization surface 302a and the second vaporization surface 302b) is changed in the negative inclination direction by using the inclination angle adjusting mechanism 310. Show. Here, the inclination of the first vaporization surface 302a is adjusted from the positive inclination state to the horizontal state, and the inclination of the second vaporization surface 302b is adjusted from the horizontal state to the negative inclination state.
- the vaporizer 114B is configured such that the inclination angles of the first vaporization surface 302a and the second vaporization surface 302b are different from each other.
- the inclination angle of the first vaporization surface 302a is configured to be smaller than the inclination angle of the second vaporization surface 302b in the negative inclination direction.
- the inclination angle of the first vaporization surface 302a is configured to be larger than the inclination angle of the second vaporization surface 302b in the positive inclination direction.
- the treatment liquid dropped from the dropping nozzle 300 is heated on the first vaporization surface 302a and gradually vaporized while being pushed by the flow of the carrier gas, so that the second It flows to the vaporization surface 302b. Since the inclination angle of the second vaporization surface 302b is smaller in the positive inclination direction than the first vaporization surface 302a, the flow rate of the processing liquid is relatively slow. Therefore, compared with the case where the first vaporization surface 302b is not provided, the possibility that the processing liquid reaches the carrier gas discharge port 308 is reduced. Further, in the state of FIG. 4B, the inclination angle of the second vaporization surface 302b is larger in the negative inclination direction than in the case of FIG. Therefore, it is possible to more reliably prevent the processing liquid from reaching the carrier gas discharge port 308.
- the inclination angle adjustment procedure by the inclination angle adjustment mechanism 310 is substantially the same as that of the vaporizer 114A. That is, since the dropped processing liquid flows slowly on the first vaporization surface 302a or does not flow, when the processing liquid is locally retained on the vaporization surface, the first vaporization surface 302a Adjust (change) the tilt angle in the positive tilt direction. Further, in the vaporizer 114B, there is a possibility that a liquid pool is generated at the boundary portion between the first vaporization surface 302a and the second vaporization surface 302b. Therefore, the inclination angle of the second vaporization surface 302b may be adjusted in the positive inclination direction so that no liquid pool occurs at the boundary portion.
- the inclination angle is changed to a negative inclination direction. Adjust (change).
- the processing liquid may flow into the second vaporization surface 302b while being hardly vaporized on the first vaporization surface 302a. . In that case, the processing liquid stays on the second vaporization surface 302b or a liquid pool is generated.
- the inclination angle of the first vaporization surface 302a is negatively set so as to extend the time for the treatment liquid to vaporize on the first vaporization surface 302a and reduce the amount of the treatment liquid flowing on the second vaporization surface 302b. Adjust (change) in the direction of the inclination.
- the vaporizer 114A in order to make the temperature distribution in the first vaporization surface 302a and the second vaporization surface 302b close to uniform, all of the dropped treatment liquid is vaporized immediately before the carrier gas discharge port 308. desirable. Therefore, in the adjustment procedure of the inclination angle of the vaporization surface, it is desirable to repeat the adjustment procedure so that the treatment liquid finally has an inclination angle that vaporizes immediately before the carrier gas discharge port 308.
- the vaporizer 114B is configured to heat both the first vaporization surface 302a and the second vaporization surface 302b with only one thermocouple and the vaporization heater with a single heater. Yes.
- the first vaporization surface 302a and the second vaporization surface 302b in the vaporizer 114B have different inclination angles, the temperature distributions of the two are more likely to be different than in the vaporizer 114B.
- the vaporization surfaces may be individually heated to control the temperature distribution of the two to be close to each other.
- the increase in the cost of the apparatus and the difficulty of temperature control by the controller are the same as in the vaporizer 114A.
- the second vaporization surface 302b is directly connected to the first vaporization surface 302a and continuously arranged.
- the arrangement is not limited to this, and the first vaporization surface 302a and the first vaporization surface 302b are arranged.
- Another vaporization surface (for example, third and fourth vaporization surfaces) may be provided between the two vaporization surfaces 302b.
- the vaporizer 114B is configured to adjust the inclination angles of both the first vaporization surface 302a and the second vaporization surface 302b by the same angle by the inclination angle adjustment mechanism 310.
- a tilt angle adjusting mechanism may be further provided so as to individually adjust the tilt angle of the first vaporization surface 302a and the tilt angle of the second vaporization surface 302b.
- FIG. 5 is a side view showing the shape of the vaporizing tube 502 used in the vaporizing apparatus of the first modification.
- the vaporizing tube 502 used in the vaporizing device according to the first modification corresponds to the vaporizing tube 302 in the vaporizing device 114A.
- the carrier gas introduction port 507 and the carrier gas discharge port 508 correspond to the carrier gas introduction port 307 and the carrier gas discharge port 308 in the vaporizer 114A, respectively.
- the treatment liquid introduction port 500 is an introduction port for supplying a treatment liquid into the vaporization tube 302 as a treatment liquid supply unit, similarly to the dropping nozzle 300 in the vaporizer 114A.
- the treatment liquid introduction port 500 does not have a nozzle shape, it is desirable to supply the treatment liquid so as to be dropped from the treatment liquid introduction port 500 to the vaporization tube 302 as in the case of the vaporizer 114A.
- the vaporizer of Modification 1 includes a vaporizer as a heating unit (heater) that heats the vaporizer tube 502, a thermocouple that is a sensor that measures the temperature of the vaporizer tube 502, Based on the temperature measured by the thermocouple, a temperature controller that controls the temperature of the vaporization heater, a treatment liquid supply pipe that supplies the treatment liquid to the treatment liquid introduction port 500, and an inclination that changes the inclination angle of the vaporization pipe 502 An angle adjustment mechanism and a level mounting plate for mounting a level when measuring the level of the vaporizing tube 502 are provided.
- the inclination angle adjustment mechanism provided in the vaporizer of the first modification is such that the side (port side) provided with the carrier gas introduction port 507 and the carrier gas discharge port 508 is raised with respect to the direction of gravity, and the opposite side (
- the inclination angle of the vaporizing tube 502 can be changed in a direction in which the tip side is lowered with respect to the direction of gravity (a positive inclination direction shown in FIG. 5).
- the tilt angle adjusting mechanism lowers the side on which the carrier gas introduction port 507 and the carrier gas discharge port 508 are provided with respect to the direction of gravity and raises the opposite side with respect to the direction of gravity (FIG. 5).
- the inclination angle can be changed in the negative inclination direction shown in FIG.
- the treatment liquid supplied from the treatment liquid introduction port 500 into the vaporization pipe 502 is supplied from the first straight portion 502a formed on the carrier gas introduction port side of the vaporization pipe 502, Vaporization occurs while flowing through the meandering portion 502b formed to meander in the horizontal direction to the second straight portion 502c formed on the carrier gas discharge port side.
- the example of the vaporizing tube 502 is particularly effective for reliably vaporizing the treatment liquid in the meandering portion 502b. That is, by providing the meandering portion 502 b and increasing the length of the vaporizing tube 502, the treatment liquid can be completely vaporized while flowing to the carrier gas discharge port 508.
- the inclination of the vaporizing tube 502 is changed by using the inclination angle adjusting mechanism to adjust the inclination of the vaporization surface of the first straight portion 502a, the meandering portion 502b, and the second straight portion 502c, thereby treating the processing liquid.
- the vaporization surface of the first straight part 502a is adjusted so as to incline in the positive inclination direction
- part of the vaporization surface in the meandering part 502b is inclined in the negative inclination direction.
- the flow rate of the processing liquid on the vaporization surface is increased and the vaporization of the processing liquid does not progress, the negative portion in the meandering portion 502b.
- the treatment liquid can be reliably vaporized on the vaporization surface having the inclination direction.
- FIG. 6A is a side view showing the shape of the vaporizing tube 602 used in the vaporizing apparatus of the second modification.
- FIG. 6B is a front view showing the shape of the vaporization pipe 602 viewed from the direction of a carrier gas introduction port 607 and a carrier gas discharge port 608 described later.
- the vaporizing tube 602 in the vaporizing device of Modification 2 has a configuration corresponding to the vaporizing tube 302 in the vaporizing device 114A.
- the carrier gas introduction port 607 and the carrier gas discharge port 608 correspond to the carrier gas introduction port 307 and the carrier gas discharge port 308 in the vaporizer 114A, respectively.
- the treatment liquid introduction port 600 is an introduction port for supplying a treatment liquid into the vaporization tube 302 as a treatment liquid supply unit, like the dropping nozzle 300 in the vaporizer 114A.
- the vaporizer of Modification 2 includes a vaporizer as a heating unit (heater) that heats the vaporizer tube 602, a thermocouple that is a sensor that measures the temperature of the vaporizer tube 602, Based on the temperature measured by the thermocouple, a temperature controller that controls the temperature of the vaporization heater, a treatment liquid supply pipe that supplies the treatment liquid to the treatment liquid introduction port 600, and an inclination that changes the inclination angle of the vaporization pipe 602 An angle adjustment mechanism and a level attachment plate for attaching a level when measuring the level of the vaporizing tube 602 are provided.
- the tilt angle adjusting mechanism provided in the vaporizer according to the second modified example is arranged such that the side (port side) provided with the carrier gas introduction port 607 and the carrier gas discharge port 608 is in the direction of gravity. It is possible to change the inclination angle of the vaporizing tube 602 in the direction in which the opposite side (front end side) is lowered with respect to the direction of gravity (the positive inclination direction shown in FIG. 6A). Similarly, in the tilt angle adjusting mechanism, the side where the carrier gas introduction port 607 and the carrier gas discharge port 608 are provided is lowered with respect to the direction of gravity and the opposite side is raised with respect to the direction of gravity (FIG. 6). The inclination angle can be changed in the negative inclination direction shown in (a).
- the vaporization pipe 602 includes a first straight line portion 602a formed on the carrier gas introduction port side, a second straight line portion 602c formed on the carrier gas discharge port side, a first straight line portion 602a, and a second straight line. It is a direction perpendicular to the horizontal direction with respect to the portion 602c, and is constituted by a third straight portion 602b provided so as to be inclined in the direction of gravity from the first straight portion 602a toward the second straight portion 602c. Is done.
- the treatment liquid supplied from the treatment liquid introduction port 600 into the vaporization tube 602 passes through the first straight part 602a, the third straight part 602b, and the second straight part 602c. Vaporized while flowing into.
- the third straight portion 602 b is provided to increase the length of the vaporizing tube 602, so that the processing liquid flows to the carrier gas discharge port 608.
- the treatment liquid can be completely vaporized.
- FIG. 7 is a side view showing the shape of the vaporizing tube 702 used in the vaporizing device of Modification 3.
- the vaporizing tube 702 used in the vaporizing device of Modification 3 has a configuration corresponding to the vaporizing tube 302 in the vaporizing device 114A.
- the carrier gas introduction port 707 and the carrier gas discharge port 708 are structures corresponding to the carrier gas introduction port 307 and the carrier gas discharge port 308 in the vaporizer 114A, respectively.
- the treatment liquid introduction port 700 is an introduction port for supplying a treatment liquid into the vaporization tube 302 as a treatment liquid supply unit, similarly to the dropping nozzle 300 in the vaporizer 114A.
- the vaporizer of Modification 3 includes a vaporizer as a heating unit (heater) that heats the vaporizer tube 702, a thermocouple that is a sensor that measures the temperature of the vaporizer tube 702, Based on the temperature measured by the thermocouple, a temperature controller that controls the temperature of the vaporization heater, a treatment liquid supply pipe that supplies the treatment liquid to the treatment liquid introduction port 700, and an inclination that changes the inclination angle of the vaporization pipe 702 An angle adjustment mechanism and a level attachment plate for attaching a level when measuring the level of the vaporization tube 702 are provided.
- the inclination angle adjusting mechanism provided in the vaporizer of Modification 3 is such that the side (port side) provided with the carrier gas introduction port 707 and the carrier gas discharge port 708 is raised with respect to the direction of gravity and the opposite side (
- the inclination angle of the vaporizing tube 702 can be changed in a direction in which the tip side is lowered with respect to the direction of gravity (positive inclination direction shown in FIG. 7).
- the side where the carrier gas introduction port 707 and the carrier gas discharge port 708 are provided is lowered with respect to the direction of gravity and the opposite side is raised with respect to the direction of gravity (FIG. 7).
- the inclination angle can be changed in the negative inclination direction shown in FIG.
- the treatment liquid supplied from the treatment liquid introduction port 700 into the vaporization pipe 702 is supplied from the first straight portion 702a formed on the carrier gas introduction port side of the vaporization pipe 702, Vaporization occurs while flowing through the spiral portion 702b formed in a spiral shape in the direction of gravity and into the second straight portion 702c formed on the carrier gas discharge port side.
- the spiral portion 702 b is provided to increase the length of the vaporizing tube 702, so that the processing liquid flows to the carrier gas discharge port 708.
- the treatment liquid can be completely vaporized.
- FIG. 8A is a side view showing the shape of the vaporization tube 802 used in the vaporization apparatus of the fourth modification.
- FIG. 8B is a perspective view showing the shape of the vaporizing tube 802.
- the vaporizing tube 802 used in the vaporizing device according to the modified example 4 has a configuration corresponding to the vaporizing tube 302 in the vaporizing device 114A.
- the carrier gas introduction port 807 and the carrier gas discharge port 808 correspond to the carrier gas introduction port 307 and the carrier gas discharge port 308 in the vaporizer 114A, respectively.
- the treatment liquid introduction port 800 is an introduction port for supplying a treatment liquid into the vaporization tube 302 as a treatment liquid supply unit, similarly to the dropping nozzle 300 in the vaporizer 114A.
- the vaporizer of Modification 4 is similar to the vaporizer 114A, a vaporization heater as a heating unit (heater) for heating the vaporization tube 802, a thermocouple that is a sensor for measuring the temperature of the vaporization tube 802, and Based on the temperature measured by the thermocouple, a temperature controller that controls the temperature of the vaporization heater, a treatment liquid supply pipe that supplies the treatment liquid to the treatment liquid introduction port 800, and an inclination that changes the inclination angle of the vaporization pipe 802 An angle adjustment mechanism and a level attachment plate for attaching a level when measuring the level of the vaporization tube 802 are provided.
- the inclination angle adjusting mechanism provided in the vaporizer of the modification 4 raises the side (port side) on which the carrier gas introduction port 807 and the carrier gas discharge port 808 are provided with respect to the direction of gravity, and the opposite side (
- the inclination angle of the vaporizing tube 802 can be changed in a direction (a positive inclination direction shown in FIG. 8) in which the distal end side is lowered with respect to the direction of gravity.
- the tilt angle adjusting mechanism lowers the side on which the carrier gas introduction port 807 and the carrier gas discharge port 808 are provided with respect to the direction of gravity and raises the opposite side with respect to the direction of gravity (FIG. 8).
- the inclination angle can be changed in the negative inclination direction shown in FIG.
- the vaporizing tube 802 is wound around the first straight portion 802a formed on the carrier gas introduction port side, the second straight portion 802c formed on the carrier gas discharge port side, and the second straight portion 802c.
- the spiral portion 802b is formed in a spiral shape in the horizontal direction.
- the treatment liquid supplied from the treatment liquid introduction port 800 into the vaporization tube 802 flows from the first straight portion 802a to the second straight portion 802c via the spiral portion 802b. Vaporized in between.
- the example of the vaporizing tube 802 is similar to the example of the vaporizing tube 802, by providing the spiral portion 802 b to increase the length of the vaporizing tube 802, so that the processing liquid flows while flowing to the carrier gas discharge port 808.
- the flow rate of the carrier gas introduced from the carrier gas introduction port 807 is adjusted so that the processing liquid is moved from upstream to downstream in the spiral portion 802b. It is desirable.
- FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the vaporizer 114C.
- the vaporizer 114C is a vaporizer comprising a plurality of vaporizers 114A, more specifically vaporizers 114A-1 to A-8.
- the carrier gas introduction ports 307 included in the vaporizers 114A-1 to A-8 are all connected to the MFC 120, and are configured to introduce carrier gas into each of them.
- the carrier gas discharge ports 308 included in the vaporizers 114A-1 to A-8 are all connected by piping so as to join together, and the discharged carrier gas and the vaporized gas of the processing liquid pass through the gas introduction nozzle 101a. Via the reaction chamber 104.
- the dropping nozzles 300 included in the vaporizers 114A-1 to A-8 are all configured to be supplied with the processing liquid from the liquid flow rate controller 113. In order to individually control the dropping amount, the liquid flow rate control device 113 may be individually provided in each of the vaporization devices 114A-1 to A-8.
- the vaporizers 114A-1 to A-8 are each provided with an inclination angle adjusting mechanism 310. Therefore, each vaporizer is configured to be able to adjust the inclination angle individually.
- each vaporizer When a plurality of vaporizers are connected in parallel, each vaporizer has a considerable difference in vaporization characteristics.
- the vaporizer since the vaporizer includes the inclination angle adjustment mechanism, the inclination angle of each vaporizer can be adjusted individually and easily, so that the plurality of vaporizers have equivalent vaporization characteristics. Easy to adjust.
- the amount of vaporized gas generated can be increased.
- FIG. 9 shows a configuration including a plurality of vaporizers 114A
- a configuration including a plurality of other vaporizers according to the present invention for example, the vaporizer 114B, and variations 1 to 4 of the vaporizer 114A or B may be used.
- Substrate loading step S10 First, the wafer 100 coated with a film containing silicon element, nitrogen element, and hydrogen element is loaded on the boat 102, and the boat 102 is loaded into the reaction chamber 104. After the carry-in, the inside of the reaction chamber 104 is exhausted by the exhaust part (the exhaust valve 105a and the exhaust pump 105b), and the inert gas supplied from the purge gas supply source 112 is used to replace the gas in the reaction chamber 104. Density reduction is performed.
- the film containing silicon element, nitrogen element, and hydrogen element include a film having a silazane bond such as polysilazane and a plasma polymerization film of tetrasilylamine and ammonia.
- the wafer 100 loaded into the reaction chamber 104 is heated to a desired temperature by a preheated heater 103.
- the desired temperature is, for example, room temperature (RT) to 200 ° C. when hydrogen peroxide is used as the treatment liquid.
- the temperature is preferably 40 to 100 ° C., for example, heated to 100 ° C.
- the processing liquid is supplied from the processing liquid supply unit 101b to the vaporization unit 101c, and the vaporization unit 101c performs a vaporization process of hydrogen peroxide solution as the processing liquid.
- the treatment liquid pump 109 sends hydrogen peroxide solution from the treatment liquid tank 106a or the treatment liquid reserve tank 106b to the reserve tank 115.
- the reserve tank 115 is in a state where the surface of the hydrogen peroxide solution accumulated in the reserve tank 115 is pressurized by supplying an inert gas from the purge gas supply source 112.
- the hydrogen peroxide solution is supplied to the liquid flow rate control device 113 from the liquid delivery unit 116 provided below the liquid level by the pressure.
- the liquid flow rate control device 113 adjusts the flow rate of the hydrogen peroxide solution sent from the reserve tank 115 and sends it to the vaporizer 114.
- An oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply source 117 to the vaporizer 114 via the automatic valve 111n and the MFC 120.
- the oxygen-containing gas is introduced into the vaporizer 114 as a carrier gas and supplied to the reaction chamber 104 together with the vaporized gas of the generated hydrogen peroxide solution.
- O 2 gas is used as the oxygen-containing gas that is the carrier gas.
- the hydrogen peroxide solution is dropped from the treatment liquid lower nozzle 300 to the vaporization tube 302 that is a heated vaporization container via the treatment liquid supply pipe 309. It has become.
- the dropped hydrogen peroxide solution reaches the heated vaporizing tube 302, it is heated and evaporated to become a vaporized gas.
- the hydrogen peroxide that has become the vaporized gas flows from the carrier gas exhaust port 308 to the reaction chamber 104 together with the carrier gas introduced from the carrier gas introduction port 307.
- the hydrogen peroxide solution vaporization step may be performed before the wafer 100 loading step.
- Step S40 After the wafer 100 is heated to a desired temperature, the automatic valve 111k is opened and a gas containing hydrogen peroxide vaporized is supplied from the vaporization unit 101c to the reaction chamber 104 to fill the reaction chamber 104.
- the film of polysilazane or the like applied on the wafer 100 is hydrolyzed by the supplied hydrogen peroxide.
- silicon generated by hydrolysis is oxidized by hydrogen peroxide to form a silicon oxide film.
- the pressure in the reaction chamber 104 in the oxidation step may be a reduced pressure state or a pressure increased to atmospheric pressure or higher. A pressure of 50 kPa to 300 kPa (0.5 atm to 3 atm) is preferable.
- an exhaust stop process S50 for stopping exhaust by closing the exhaust valve 105a is performed.
- OH * hydroxy radical
- the polysilazane film formed on the substrate can be oxidized at a low temperature in a short time.
- Annealing step S60 After the oxidation process of the polysilazane coating film using hydrogen peroxide, an annealing process is performed as necessary in order to improve the quality of the silicon oxide film formed on the wafer 100.
- the inert gas is supplied into the reaction chamber 104 by the purge gas supply source 112, and the reaction chamber 104 is The temperature is raised to a desired temperature in the range of 400 ° C. to 1100 ° C., and the temperature is maintained. Thereafter, an oxygen-containing gas is supplied from an oxygen-containing gas supply source 117 as necessary, and the silicon oxide film is annealed.
- an oxygen gas is used as the oxygen-containing gas used for the annealing treatment, similar to the hydrogen peroxide carrier gas.
- the oxygen-containing gas used for the annealing treatment and the oxygen-containing gas used as the hydrogen peroxide carrier gas may be different.
- a nitrogen-containing gas may be supplied in order to nitride the formed oxide film.
- the heated wafer 100 is cooled to a temperature at which it can be transferred.
- the cooling step is performed with a gas inert to the film formed on the wafer 100 in the reaction chamber 104 (for example, an inert gas supplied from the purge gas supply source 112) so that oxygen is not adsorbed / reacted on the substrate. It may be performed after replacement. If the annealing step S60 is not performed, the cooling step S70 may not be performed.
- Substrate unloading step S80 After the temperature of the reaction chamber 104 and the wafer 100 is lowered and the wafer 100 can be unloaded, the unloading process of the wafer 100 is performed. Note that hydrogen peroxide may remain in the reaction chamber 104 when the annealing process is not performed. In this case, the wafer 100 is unloaded after the processing liquid removal step described below is performed.
- the hydrogen peroxide remaining in the reaction chamber 104 may become a gas or a liquid and adhere to members in the reaction chamber 104. This residual gas or liquid may form a water spot on the wafer 100 or corrode a member containing metal that exists outside the reaction chamber 104. Therefore, in this removal step, the inside of the reaction chamber 104 is evacuated to a vacuum by the exhaust part (particularly, the exhaust pump 105b). By evacuating, the hydrogen peroxide that has become liquid is also discharged as a gas. Further, by supplying an inert gas at an arbitrary timing, discharge of hydrogen peroxide may be promoted. For example, by alternately performing vacuum evacuation and inert gas supply, the hydrogen peroxide discharge efficiency is improved.
- a maintenance process for cleaning and parts replacement is performed on the processing liquid supply unit 101b as necessary. Since the hydrogen peroxide solution may react with a metal or the like, it is necessary to clean the piping for supplying the treatment liquid before and after maintenance.
- the maintenance process first, the automatic valves 111a and 111b are closed, and the supply of hydrogen peroxide water is stopped. Thereafter, by opening the manual valves 110a and 110b, water containing no impurities such as distilled water is supplied to the pipe from the purge water supply unit 107, and the hydrogen peroxide solution in the treatment liquid supply unit 101b and the vaporization unit 101c is removed. Is done.
- the water and hydrogen peroxide sent to each part are stored in the drain 101d. Thereafter, purge gas is supplied from the purge air supply unit 108 or the purge gas supply source 112, and water in the processing liquid supply unit 101b and the vaporization unit 101c is removed. The water pushed out by this purge is also stored in the drain 101d. In this manner, parts replacement or the like is performed in a state where the processing liquid in the pipe for supplying the processing liquid is removed. By performing this process, maintenance work can be performed safely.
- the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be variously changed without departing from the gist thereof.
- the present invention is not limited to such a form, and a wafer or glass substrate with minute irregularities formed on the surface, a minute substrate Wafers coated with polysilazane on unevenness, carbon-containing wafers, and glass substrates can be similarly processed.
- a substrate having minute irregularities formed on the surface the irregular surface can be uniformly oxidized.
- the polysilazane in a recessed part can be uniformly oxidized by processing the wafer by which the polysilazane was apply
- the processing temperature is equal to or lower than the softening temperature of the glass, the same processing can be performed.
- the present invention is not limited to such a form, and a plurality of dropping nozzles may be provided to increase the dropping amount. good.
- the amount of hydrogen peroxide vapor can be increased.
- the droplets by making the droplets small, it is possible to suppress the temperature drop of the vaporization container for each dropping and to generate steam more stably.
- the droplet of the liquid to be dropped may be further reduced by using the dropping nozzle as a spray nozzle.
- the amount of steam can be adjusted to an appropriate amount by reducing the number of nozzles.
- the manufacturing process of the semiconductor device has been described.
- the invention according to the above-described embodiment can be applied to processes other than the manufacturing process of the semiconductor device.
- the present invention can be applied to a sealing process of a substrate having liquid crystal in a manufacturing process of a liquid crystal device and a coating process to a glass substrate, a ceramic substrate, or a plastic substrate used in various devices.
- it can be applied to a water-repellent coating treatment on a mirror or the like.
- the coating film to be processed is not limited to this, and a coating film made of a material having a silazane bond (Si—N bond) is used. I just need it.
- HMDS hexamethyldisilazane
- HMCTS hexamethylcyclotrisilazane
- polycarbosilazane polycarbosilazane
- polyorganosilazane hexamethyldisilazane
- a substrate on which a silicon-containing film is formed by a CVD method using a silicon raw material such as monosilane (SiH 4 ) gas or trisilylamine (TSA) gas may be used.
- a flowable CVD (F-CVD) method can be used as a method for forming a silicon-containing film by a CVD method.
- F-CVD flowable CVD
- a gap having a large aspect ratio is filled with a silicon-containing film, and the filled silicon-containing film can be subjected to oxidation treatment or annealing treatment in the present invention.
- a vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port;
- a dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
- a first vaporization surface provided at a position where the liquid is dropped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a horizontal or inclined with respect to the horizontal;
- a vaporization device comprising: a heater that heats the first vaporization surface; and an inclination angle adjustment mechanism that changes an inclination angle of the first vaporization surface.
- a vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
- a dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
- a first vaporization surface provided at a position where the liquid is dripped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a horizontal or horizontal inclination along a direction from one end to the other end of the vaporization container;
- a vaporizing device having an inclination angle adjusting mechanism for changing an inclination angle of the first vaporization surface.
- a vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
- a dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
- a first vaporization provided in a position where the liquid is dropped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a slope that is lowered horizontally or horizontally with respect to a direction in which the carrier gas flows from the introduction port to the discharge port.
- Surface A heater for heating the first vaporization surface;
- There is provided a vaporizing device having an inclination angle adjusting mechanism for changing an inclination angle of the first vaporization surface.
- ⁇ Appendix 4> The vaporizer according to any one of appendices 1 to 3, A second vaporization surface having an inclination angle different from the inclination angle of the first vaporization surface;
- the heater is configured to heat the second vaporized surface;
- the inclination angle adjusting mechanism is configured to change an inclination angle of the second vaporization surface.
- ⁇ Appendix 5> The vaporizer according to any one of appendices 1 to 3, An inclination angle that is provided on the downstream side of the first vaporization surface in a direction in which the liquid dropped from the dropping nozzle flows on the first vaporization surface and is different from the inclination angle of the first vaporization surface
- a second vaporization surface having The heater is configured to heat the second vaporized surface;
- the inclination angle adjusting mechanism is configured to change an inclination angle of the second vaporization surface.
- a vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
- a dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
- a first vaporization surface provided at a position where the liquid is dripped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a horizontal or horizontal inclination along a direction from one end to the other end of the vaporization container; ,
- a second vaporization surface having an inclination angle different from an inclination angle of the first vaporization surface;
- There is provided a vaporizing device having an inclination angle adjusting mechanism that changes an inclination angle of at least one of the first vaporization surface and the second vaporization surface.
- a vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
- a dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
- a first vaporization provided in a position where the liquid is dropped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a slope that is lowered horizontally or horizontally with respect to a direction in which the carrier gas flows from the introduction port to the discharge port.
- the liquid is provided at a position where the liquid flows through the first vaporization surface, and has an inclination different from an inclination angle of the first vaporization surface in a direction in which the carrier gas flows from the introduction port to the discharge port.
- a second vaporization surface having an angle; and a heater for heating the first vaporization surface and the second vaporization surface;
- a vaporizing device having an inclination angle adjusting mechanism that changes an inclination angle of at least one of the first vaporization surface and the second vaporization surface.
- the second vaporization surface has an inclination angle that is lower than the horizontal angle smaller than the inclination angle of the first vaporization surface, or is horizontal. Alternatively, it has an inclination that rises relative to the horizontal.
- the tilt angle adjusting mechanism is configured to change the tilt angles of both the first vaporization surface and the second vaporization surface.
- the tilt angle adjusting mechanism is configured to change the tilt angle of the entire vaporization container.
- the inclination angle adjusting mechanism is configured to individually change the inclination angle of the first vaporization surface and the inclination angle of the second vaporization surface.
- ⁇ Appendix 12> The vaporizer according to any one of appendices 1 to 11, A first sensor which is provided at a position where the liquid is dropped from the dropping nozzle and measures the temperature of the first vaporization surface; A control unit configured to control the output of the heater based on temperature information input from the first sensor.
- the vaporizer according to any one of appendices 6 to 8,
- the heater is a single heater that heats the first vaporization surface and the second vaporization surface.
- the vaporizer according to any one of appendices 6 to 8,
- the heater includes a first heater that individually heats the first vaporization surface and a second heater that individually heats the second vaporization surface.
- ⁇ Appendix 15> The vaporizer according to any one of appendices 6 to 8, Based on temperature information input from the first sensor, a heater provided on the first vaporization surface and a controller configured to control an output of the heater provided on the second vaporization surface. .
- a control unit configured.
- the vaporizer according to any one of appendices 12, 15 or 16,
- the controller is configured such that the temperature of the first vaporization surface is lower than the boiling point of the substance having the highest boiling point among two or more substances having different boiling points contained in the liquid, and the liquid
- the heater is controlled so as to be within a temperature range higher than the boiling point.
- ⁇ Appendix 19> The vaporizer according to appendix 18, wherein Of the two or more substances having different boiling points contained in the liquid, the substance having the highest boiling point is hydrogen peroxide, and the substance having the lowest boiling point is water.
- ⁇ Appendix 20> The vaporizer according to appendix 18, wherein The control unit is configured to control the heater so that the temperature of the first vaporization surface is 150 ° C. or lower.
- ⁇ Appendix 21> The vaporizer according to any one of appendices 1 to 20, A surface parallel to the first vaporization surface, to which a spirit level is attached, is provided outside the vaporization container.
- ⁇ Appendix 22> A plurality of vaporizers according to any one of appendices 1 to 21, There is provided a vaporizer including a single gas discharge port through which gases discharged from the exhaust ports included in each of the plurality of vaporizers merge and are discharged.
- the carrier gas is an oxygen-containing gas.
- a reaction chamber for processing the substrate A vaporizer that vaporizes a treatment liquid containing two or more substances having different boiling points to generate a treatment gas; A processing gas introduction nozzle for introducing the processing gas generated by the vaporizer into the reaction chamber; An exhaust system for exhausting the atmosphere in the reaction chamber,
- the vaporizer is A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends; A dropping nozzle configured to drop the treatment liquid into the vaporization container in the vaporization container; A first vaporization surface that is provided in a position where the treatment liquid is dripped from the dropping nozzle in the vaporization vessel and has a horizontal or horizontal inclination along a direction from one end to the other end of the vaporization vessel.
- a heater for heating the first vaporization surface A substrate processing apparatus comprising: an inclination angle adjusting mechanism that changes an inclination angle of the first vaporization surface;
- Appendix 25 The substrate processing apparatus according to appendix 24, wherein A treatment liquid supply system for delivering the treatment liquid to the dropping nozzle; A carrier gas supply system for supplying a carrier gas to the introduction port.
- Appendix 26 The substrate processing apparatus according to appendix 24 or 25, A film having a silazane bond is formed on the surface of the substrate to be processed in the reaction chamber.
- ⁇ Appendix 27> The substrate processing apparatus according to appendix 26, wherein The film having a silazane bond is a polysilazane film.
- ⁇ Appendix 28> The substrate processing apparatus according to any one of appendices 24 to 26, A valve provided between a discharge port of the vaporizer and the processing gas introduction nozzle; The process gas generated by the vaporizer is controlled to be opened to supply the process gas introduction nozzle, and the exhaust system is controlled to stop the exhaust of the atmosphere in the reaction chamber. And a control unit.
- ⁇ Appendix 29> Carrying the substrate into a reaction chamber for processing the substrate; A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends; a dropping nozzle configured to drop a treatment liquid containing two or more substances having different boiling points into the vaporization container; and A first vaporization surface which is provided at a position where the treatment liquid is dripped from the dripping nozzle and has an inclination with respect to a horizontal or horizontal plane along a direction from one end to the other end of the vaporization vessel; and the first The liquid is dripped from a second vaporization surface having an inclination angle different from the inclination angle of the vaporization surface, a heater for heating the first vaporization surface and the second vaporization surface, and the dropping nozzle.
- a first sensor that measures a temperature of the first vaporization surface, and an inclination angle that changes an inclination angle of at least one of the first vaporization surface and the second vaporization surface.
- Adjustment mechanism and In vaporizer comprising, Heating the first vaporization surface and the second vaporization surface by the heater; The treatment liquid is dropped from the dropping nozzle onto the first vaporization surface, and the temperatures of the first vaporization surface and the second vaporization surface are predetermined based on the temperature acquired from the first sensor.
- a process of vaporizing the processing liquid by controlling to maintain the temperature and generating a processing gas comprising the step of introducing the processing gas generated in the step of generating the processing gas into the reaction chamber.
- a procedure for carrying the substrate into a reaction chamber for processing the substrate A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends; a dropping nozzle configured to drop a treatment liquid containing two or more substances having different boiling points into the vaporization container; and A first vaporization surface which is provided at a position where the treatment liquid is dripped from the dripping nozzle and has an inclination with respect to a horizontal or horizontal plane along a direction from one end to the other end of the vaporization vessel; and the first The liquid is dripped from a second vaporization surface having an inclination angle different from the inclination angle of the vaporization surface, a heater for heating the first vaporization surface and the second vaporization surface, and the dropping nozzle.
- a first sensor that measures a temperature of the first vaporization surface, and an inclination angle that changes an inclination angle of at least one of the first vaporization surface and the second vaporization surface.
- Adjustment mechanism and In vaporizer comprising, Heating the first vaporization surface and the second vaporization surface by the heater; The treatment liquid is dropped from the dropping nozzle onto the first vaporization surface, and the temperatures of the first vaporization surface and the second vaporization surface are predetermined based on the temperature acquired from the first sensor.
- a program for causing a computer to execute a procedure for introducing the processing gas generated in the step of generating the processing gas into the reaction chamber, or a computer-readable recording medium storing the program is provided.
- DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Wafer (substrate) 101b ... Processing-liquid supply unit 101c ; Evaporation unit 104 ... Reaction chamber 113 ... Liquid flow control device 114 ... Evaporation device 200 ... Controller 300 ... ⁇ Processing droplet lower nozzle 302... Evaporation tube 303... Evaporation heater 305... Thermocouple 310.
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Abstract
Description
本発明は、気化装置、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a vaporizer, a substrate processing apparatus, and a method for manufacturing a semiconductor device.
大規模集積回路(Large Scale Integrated Circuit:以下LSI)の微細化に伴って、トランジスタ素子間の漏れ電流干渉を制御する加工技術は、技術的な困難を増している。LSIの素子間分離では、基板となるシリコン(Si)に、分離したい素子間に溝もしくは孔等の空隙を形成し、その空隙に絶縁物を堆積する方法によってなされている。絶縁物として、シリコン酸化膜(SiO2)が用いられることが多く、シリコン基板自体の酸化や、化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition:以下CVD)、絶縁物塗布法(Spin On Dielectric:以下SOD)によって形成されている。 With the miniaturization of a large scale integrated circuit (hereinafter referred to as LSI), a processing technique for controlling leakage current interference between transistor elements has increased technical difficulties. LSI element separation is performed by forming a gap such as a groove or a hole between elements to be separated in silicon (Si) serving as a substrate and depositing an insulator in the gap. As an insulator, a silicon oxide film (SiO 2 ) is often used, and oxidation of the silicon substrate itself, chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD), insulating coating method (Spin On Dielectric: hereinafter referred to as SOD). ).
近年の微細化により、微細構造の埋め込み、特に縦方向に深い、あるいは横方向に狭い空隙構造への酸化物の埋め込みに対して、CVD法による埋め込み方法が技術限界に達しつつある。この様な背景を受けて、流動性を有する酸化物を用いた埋め込み方法、すなわちSODの採用が検討されている。SODでは、例えばSOG(Spin On Glass)と呼ばれる無機もしくは有機成分を含む塗布絶縁材料が用いられている。この材料は、CVD酸化膜の登場以前よりLSIの製造工程に採用されていた。加工技術が0.35μm~1μm程度の加工寸法である場合、塗布後の改質方法は窒素雰囲気にて400℃程度の熱処理をおこなうことが許容されていた。しかし近年のLSIにおいては、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やFlash Memoryに代表される最小加工寸法が、50nm幅より小さくなっており、SOGに変わる材料として、ポリシラザンを用いることが検討されている。 Due to the recent miniaturization, the filling method by the CVD method is reaching the technical limit with respect to the filling of the fine structure, particularly the filling of the oxide into the void structure deep in the vertical direction or narrow in the horizontal direction. In view of such a background, the embedding method using an oxide having fluidity, that is, the adoption of SOD has been studied. In SOD, for example, a coating insulating material containing an inorganic or organic component called SOG (Spin On Glass) is used. This material has been used in LSI manufacturing processes before the advent of CVD oxide films. When the processing technique has a processing dimension of about 0.35 μm to 1 μm, the modification method after coating was allowed to perform heat treatment at about 400 ° C. in a nitrogen atmosphere. However, in recent LSIs, the minimum processing dimension typified by DRAM (Dynamic Random Access Memory) and Flash Memory is smaller than 50 nm width, and polysilazane is being considered as a material to replace SOG.
ポリシラザンは、例えば、ジクロロシランやトリクロロシランとアンモニアの触媒反応によって得られる材料であり、薄膜を形成する際に、スピンコーターを用いて基板上に塗布される。塗布膜の膜厚は、ポリシラザンの分子量、粘度やコーターの回転数によって調節する。 Polysilazane is, for example, a material obtained by a catalytic reaction of dichlorosilane or trichlorosilane and ammonia, and is applied onto a substrate using a spin coater when forming a thin film. The film thickness of the coating film is adjusted by the molecular weight, viscosity, and coater rotation speed of polysilazane.
ポリシラザンは、製造時の過程から、アンモニアに起因する窒素を不純物として含む。そのため、ポリシラザンを用いて形成された塗布膜から不純物を取り除いて、緻密な酸化膜を得る為には、塗布後に水分の添加と熱処理をおこなうことが必要である。水分の添加方法として、熱処理炉体中に、水素と酸素を反応させて水分を発生させる手法が知られている。発生させた水分がポリシラザン膜中に取り込まれ、熱が付与されることによって緻密な酸化膜が得られる。このときに行う熱処理は、素子間分離用のSTI(Shallow Trench Isolation)の場合で、最高温度が1000℃程度に達する場合がある。 Polysilazane contains nitrogen derived from ammonia as an impurity from the manufacturing process. Therefore, in order to remove impurities from the coating film formed using polysilazane and obtain a dense oxide film, it is necessary to add water and perform heat treatment after coating. As a method of adding moisture, a method of generating moisture by reacting hydrogen and oxygen in a heat treatment furnace is known. The generated moisture is taken into the polysilazane film, and heat is applied to obtain a dense oxide film. The heat treatment performed at this time is STI (Shallow Trench Isolation) for element isolation, and the maximum temperature may reach about 1000 ° C. in some cases.
ポリシラザンがLSI工程で広く用いられる一方で、トランジスタの熱負荷に対する低減要求も高まっている。熱負荷を低減したい理由として、トランジスタの動作用に打ち込んだ、ボロンや砒素、燐などの不純物の過剰な拡散を防止することや、電極用の金属シリサイドの凝集防止、ゲート用仕事関数金属材料の性能変動防止、メモリー素子の書き込み、読み込み繰り返し寿命の確保、などがある。従って、水分を付与する工程において、効率良く水分を付与できることは、その後におこなう熱処理における熱負荷の低減に直結する。 While polysilazane is widely used in LSI processes, there is an increasing demand for reducing the thermal load of transistors. The reason for reducing the thermal load is to prevent excessive diffusion of impurities such as boron, arsenic, and phosphorus implanted for transistor operation, prevent aggregation of metal silicide for electrodes, and work function metal materials for gates. There are performance fluctuation prevention, memory element writing and reading, ensuring repeated life. Therefore, the ability to efficiently apply moisture in the process of applying moisture directly leads to a reduction in heat load in the heat treatment performed thereafter.
本発明の目的は、半導体装置の製造品質を向上させると共に、製造スループットを向上させることが可能な技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the manufacturing quality of a semiconductor device and improving the manufacturing throughput.
本発明の一態様によれば、基板を処理する反応室と、沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる処理液を気化させて処理ガスを生成する気化装置と、当該気化装置で生成された前記処理ガスを前記反応室内に導入する処理ガス導入ノズルと、前記反応室内の雰囲気を排気する排気系と、を有し、前記気化装置は、キャリアガスの導入ポートと排出ポートを両端に有する気化容器と、前記気化容器内において前記処理液を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記処理液が滴下される位置に設けられ、前記気化容器の一端から他端に向かう方向に沿って、水平若しくは水平に対して傾斜を有する第1の気化面と、前記第1の気化面を加熱するヒータと、前記第1の気化面の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を備える技術が提供される。 According to one aspect of the present invention, a reaction chamber that processes a substrate, a vaporizer that vaporizes a treatment liquid containing two or more substances having different boiling points, and generates a process gas, and the vaporizer generated in the vaporizer A vaporizing device having a processing gas introduction nozzle for introducing the processing gas into the reaction chamber and an exhaust system for exhausting the atmosphere in the reaction chamber; and the vaporizer having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends. A container, a dropping nozzle configured to drop the treatment liquid into the vaporization container in the vaporization container, a position where the treatment liquid is dropped from the dropping nozzle in the vaporization container, and the vaporization A first vaporization surface having a horizontal or horizontal inclination along a direction from one end to the other end of the container, a heater for heating the first vaporization surface, and an inclination of the first vaporization surface And inclination angle adjusting mechanism for changing the degree, technology with the are provided.
本発明によれば、半導体装置の製造品質を向上させると共に、製造スループットを向上させることができる技術が提供される。 According to the present invention, there is provided a technique capable of improving the manufacturing quality of a semiconductor device and improving the manufacturing throughput.
<本発明の第1の実施形態>
以下に、本発明の一実施形態について説明する。
<First Embodiment of the Present Invention>
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
(1)基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる半導体装置の製造方法を実施する基板処理装置の構成例について、図1を用いて説明する。本基板処理装置は、酸素を含有する液体を気化させて生成される処理ガス用いて基板を処理する装置である。例えばシリコン等からなる基板としてのウエハ100を処理する装置である。本基板処理装置は、微細構造である凹凸構造(空隙)を有する基板(ウエハ100)に対する処理に用いる場合に好適である。微細構造を有する基板とは、例えば、10nm~50nm程度の幅の横方向に狭い溝(凹部)など、アスペクト比の高い構造を有する基板をいう。
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus First, a configuration example of a substrate processing apparatus that implements the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The substrate processing apparatus is an apparatus that processes a substrate using a processing gas generated by vaporizing a liquid containing oxygen. For example, it is an apparatus for processing a
図1に示すように、基板処理装置は、ガス供給部(ガス供給系)と、反応室104と、複数のウエハ100を保持するボート102と、ウエハ100を加熱する反応室加熱部としての反応室ヒータ103と、反応室内の雰囲気を排気する排気部(排気系)と、コントローラ200で構成されている。ガス供給部から供給されるガスは、ガス導入ノズル101aを介して反応室104内に導入される。
As illustrated in FIG. 1, the substrate processing apparatus includes a gas supply unit (gas supply system), a
<ガス供給部>
次にガス供給部(ガス供給系)について説明する。ガス供給部は、反応室104内に処理ガスを供給するガス導入ノズル101aで構成されている。必要に応じて、処理液供給ユニット101bと、気化部としての気化ユニット101cと、ドレイン101dの少なくとも1つ以上を含むように構成しても良い。
<Gas supply unit>
Next, the gas supply unit (gas supply system) will be described. The gas supply unit includes a
処理液供給ユニット101bは、処理液タンク106aと処理液予備タンク106bと、パージ水供給部107とパージエア供給部108と、処理液ポンプ109と、これらをそれぞれ仕切る、手動バルブ110a、110b、110c、110dと、コントローラ200によって制御される自動バルブ111a、111b、111cとで構成される。
The processing
パージ水供給部107とパージエア供給部108と手動バルブ110a、110bは、処理液供給ユニット101bのメンテナンス時、即ち、処理液供給ユニット101b内をクリーニングする際になどに用いられ、手動バルブ110aや110bは通常、閉状態となっている。
The purge
処理液タンク106aと処理液予備タンク106bには、処理液である酸素を含む液体が入っている。酸素を含む液体とは、例えば、過酸化水素(H2O2)、オゾン(O3)、亜酸化窒素(NO)、二酸化炭素(CO2)、一酸化炭素(CO)の少なくとも何れか1つ、若しくは何れか2つ以上を含む液体である。以下の例では、過酸化水素水、すなわちH2O2を含む水溶液を用いた例を記す。
The
気化ユニット101cは、液体流量制御装置113、気化装置114、リザーブタンク115、これらを仕切る手動バルブ110e、110f、110gと、コントローラ200により開閉を制御される自動バルブ111d~n、マスフローコントローラ(MFC)118,120で構成されている。
The
パージガス供給源112からは、自動バルブ111dを介してリザーブタンク115にパージガス(不活性ガス)が供給される。また、パージガス供給源112は、自動バルブ111m及びMFC119とも接続される。ここで、パージガスは窒素(N2)ガスなどの不活性ガスである。
Purge gas (inert gas) is supplied from the purge
リザーブタンク115は、液体流量制御装置113への処理液の供給圧を調整するために用いられる。処理液ポンプ109から供給される液体は連続性のある流れにならないことがある。従って、処理液供給ユニット101bから供給される処理液をリザーブタンク115に供給し、パージガス供給源112から供給されるガスの圧力により、液体流量制御装置113へ処理液を押し出すように構成されている。ガス圧力を用いることにより、処理液の供給量を一定にすることができる。気化装置114は、液体流量制御装置113で流量が調整された処理液が供給されることにより、連続的に一定量の処理液を気化し、気化により生成されたガスを反応室104に供給するようになっている。
The
酸素含有ガス供給源117は、自動バルブ111m及びMFC120と接続され、酸素含有ガスを気化装置114へ供給する。また、酸素含有ガス供給源117は、自動バルブ111o及びMFC118と接続される。MFC118の下流側に接続された配管は、パージガスの流量を調整するMFC119の下流側に接続された配管と合流する。さらにこの合流した配管は、自動バルブ111Lを介して、気化装置114の下流側に接続される配管と合流する。ここで、酸素含有ガスとは、例えば酸素(O2)、水(H2O)、O3、亜酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)の何れか若しくは、これらの混合ガスである。本実施形態では、酸素含有ガスとして特に酸素ガスを用いる。また、形成された酸化膜を窒化するために、窒素含有ガスを供給する場合もある。窒素含有ガスとは、例えばN2、アンモニア(NH3)の何れか若しくはこれらの混合ガスである。
The oxygen-containing
上述の過酸化水素水は、金属と反応する事がある。よって、上記のガス導入ノズル101a、気化ユニット101c、処理液供給ユニット101bには、保護膜を有する部材で構成される。例えば、アルミニウムを用いた部材は、アルマイト(Al2O3)、ステンレス鋼を用いた部材は、クロム酸化膜が用いられる。また、金属以外のAl2O3,AlN,SiCなどのセラミックスや、石英の部材を用いても良い。また、加熱されない器具については、テフロン(登録商標)やプラスチックなどの処理液と反応しない材質で構成しても良い。
The above hydrogen peroxide solution may react with a metal. Therefore, the
排気部は、排気バルブ105aで構成されている。必要に応じて、排気ポンプ105bを含めるように構成しても良い。
The exhaust part is composed of an
<気化装置114Aの構成>
ここで、第1の実施形態に係る気化装置114の詳細な構造について、図2の気化装置114Aを用いて説明する。図2(a)は、気化装置114Aの一状態における構造図(断面図)である。図2(b)は、同一の気化装置114Aの他の状態における構造図(断面図)である。
<Configuration of
Here, the detailed structure of the
気化装置114Aは、加熱された気化容器に処理液を滴下することで処理液を気化する滴下法を用いている。気化装置114Aは、処理液供給部としての滴下ノズル300と、加熱される気化容器を構成する気化管302と、気化管302で構成される気化空間301と、気化管302を加熱する加熱部(ヒータ)としての気化ヒータ303と、気化管302の一端からキャリアガスを気化管内に導入するキャリアガス導入ポート307と、気化管302の他端からキャリアガス及び処理液が気化されて生じたガスを気化管より排出するキャリアガス排出ポート308と、気化管302の温度を測定するセンサである熱電対305と、熱電対305により測定された温度に基づいて、気化ヒータ303の温度を制御する温度コントローラ400と、滴下ノズル300に処理液を供給する処理液供給配管309と、気化管302の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構310、とで構成されている。処理液供給配管309へは液体流量制御装置113から処理液が供給される。キャリアガス導入ポート307へはMFC120から酸素含有ガスである酸素ガスが、キャリアガスとして供給される。気化ヒータ303の温度は、温度コントローラ400が気化ヒータ電源304の出力を制御することによって制御される。
The
本実施形態における気化装置114Aでは、滴下される処理液が気化管302の表面で速やかに気化される必要があるため、滴下ノズル300から滴下される液滴は小さくすることが望ましい。具体的には、例えば球形となる液滴の大きさは2~3mm、流量としては1.5cc/min程度である。さらに、液滴の大きさを小さくするため、滴下ノズル300は、例えば口径が1/16インチの樹脂製チューブを用いる。また滴下ノズル300へ供給する処理液の流量を、微小な流量において制御する必要があるため、液体流量制御装置113が用いられる。また、液体流量制御装置としてチューブポンプを用いることもできる。
In the
気化管302は、滴下された処理液が気化管302に接触すると速やかに気化するように気化ヒータ303により加熱されている。また、気化ヒータ303による気化容器302の加熱効率を向上させることや、気化装置114Aと他のユニットとの間の断熱を行うために、断熱材306が設けられている。気化管302は、処理液との反応を防止するために、石英(特に無水透明石英、若しくは合成石英)や炭化シリコンなどで構成されている。また、気化管302は、滴下された処理液の温度や、気化熱により温度が低下する。よって、温度低下を防止するために、熱伝導が高い炭化シリコンを用いることが有効である。また、本実施形態では、気化ヒータ303は発熱線等により構成されているが、これに限らず、ランプヒータ(放射型ヒータ)を用いることもできる。ランプヒータとしては、例えば、カンタル線ヒータ、カーボンヒータ、SiCヒータ、タングステンランプ、ハロゲンランプ、などがある。
The vaporizing
ここで、処理液として、沸点の異なる2つ以上の原料が混合した液体を加熱して気化させる場合、当該処理液の沸点より高い温度で液体を加熱しても、液体全体が均一に加熱されないことにより、当該処理液中に含まれる沸点の低い特定の1つの原料の気化のみが先に進み、他の原料の気化が進まないことがある。その結果、加熱されている処理液中において他の原料の濃縮が発生し、最終的に気化されたガスの濃度比率にむらが生じる可能性がある。 Here, when a liquid in which two or more raw materials having different boiling points are heated and vaporized as the treatment liquid, even if the liquid is heated at a temperature higher than the boiling point of the treatment liquid, the entire liquid is not heated uniformly. As a result, only the vaporization of one specific raw material having a low boiling point contained in the treatment liquid proceeds first, and the vaporization of other raw materials may not proceed. As a result, the concentration of other raw materials may occur in the heated treatment liquid, and there may be unevenness in the concentration ratio of the finally vaporized gas.
より具体的には、本実施形態では、沸点の異なる原料が混合した液体として過酸化水素水を気化するものである。過酸化水素水はH2O中にH2O2のガスを含有する為、その沸点は、過酸化水素のガスの溶けている濃度によって異なる。例えば、34%濃度の過酸化水素水の場合、大気圧中の沸点はおよそ106℃である。ところが、100%濃度の過酸化水素の場合は、沸点がおよそ150℃であり、水の沸点は100℃である。そのため、例えば容器に溜めた過酸化水素水を沸騰法で蒸発気化させようとすると、上述の通り、容器中の過酸化水素水が均一に加熱されないことにより、水のみが優先して蒸発し、処理液である過酸化水素水の液体中で過酸化水素の濃縮が生じてしまう。
従って、本実施形態では、水よりも高い沸点を有する過酸化水素水の沸点よりも高い温度により、加熱面上の過酸化水素水全体を速やかに加熱することにより、過酸化水素の濃縮が生じるのを防止する。より具体的には、例えば34%濃度の過酸化水素水を大気圧中で蒸発気化させる場合、34%濃度の過酸化水素水の沸点である106℃より高い温度まで気化管302を加熱し、気化管302の加熱面に当該過酸化水素水を滴下することにより、過酸化水素水の液滴を106℃以上で速やかに加熱して過酸化水素水の気化を行う。また、過酸化水素の濃縮をより確実に防止するため、100%濃度の過酸化水素の沸点である150℃より高い温度まで気化管302を加熱することで過酸化水素水の気化を行ってもよい。
More specifically, in this embodiment, the hydrogen peroxide solution is vaporized as a liquid in which raw materials having different boiling points are mixed. Since hydrogen peroxide water contains H 2 O 2 gas in H 2 O, its boiling point varies depending on the concentration of dissolved hydrogen peroxide gas. For example, in the case of 34% hydrogen peroxide, the boiling point in atmospheric pressure is approximately 106 ° C. However, in the case of 100% concentration hydrogen peroxide, the boiling point is about 150 ° C., and the boiling point of water is 100 ° C. Therefore, for example, when trying to evaporate the hydrogen peroxide solution stored in the container by the boiling method, as described above, the hydrogen peroxide solution in the container is not uniformly heated, so that only water preferentially evaporates, Concentration of hydrogen peroxide occurs in the hydrogen peroxide solution as the treatment liquid.
Therefore, in the present embodiment, hydrogen peroxide is concentrated by rapidly heating the entire hydrogen peroxide solution on the heating surface at a temperature higher than the boiling point of the hydrogen peroxide solution having a boiling point higher than that of water. To prevent. More specifically, for example, when vaporizing and vaporizing 34% hydrogen peroxide solution at atmospheric pressure, the vaporizing
しかしながら、過酸化水素は加熱する温度が高くなるほど分解が促進される性質を有しているため、過酸化水素水の加熱は過酸化水素の濃縮を抑制しながらも、可能な限り低温で行う必要がある。特に過酸化水素は150℃を超えると急速に分解が促進される。従って、本実施形態では、処理液である所定濃度の過酸化水素水の沸点より高く、且つ過酸化水素の濃縮が起こらない可能な限り低い温度で過酸化水素水を加熱するように、気化ヒータ303の温度が制御される。 However, since hydrogen peroxide has the property that decomposition is accelerated as the heating temperature increases, it is necessary to heat the hydrogen peroxide solution at the lowest possible temperature while suppressing the concentration of hydrogen peroxide. There is. In particular, decomposition of hydrogen peroxide is rapidly accelerated when the temperature exceeds 150 ° C. Therefore, in the present embodiment, the vaporization heater is used to heat the hydrogen peroxide solution at a temperature as low as possible that is higher than the boiling point of the predetermined concentration hydrogen peroxide solution that is the treatment liquid and that does not cause concentration of hydrogen peroxide. The temperature of 303 is controlled.
本実施形態における気化管302は特に、滴下ノズル300から処理液が滴下されて接触する第1の気化面302aを有する。図2(a)は、本実施形態に係る第1の気化面302aが水平に対して下がっていく傾斜(例えば5°)を有する状態を示している。なお、第1の気化面302aは、後述する傾斜角調整機構310により傾斜が調整されるように構成されている。
The
また、本実施形態では、熱電対305は第1の気化面302a(もしくは気化ヒータ303の第1の気化面の近傍)、特に滴下ノズル300から処理液が滴下される点の近傍の温度を測定するように設けられる。従って、温度コントローラ400は、第1の気化面302aの温度、特に処理液が滴下される点の近傍の温度に基づいて、気化ヒータ303の温度を制御し、第1の気化面302aを加熱する。
In the present embodiment, the
上述の通り構成された気化管302を用いて処理液の気化を行う場合、まず滴下ノズル300から滴下された処理液は第1の気化面302aに接触する。302aに接触した処理液は気化面で加熱され、次第に気化しながら、キャリアガス導入ポート307から導入されたキャリアガスの流れに押されて気化面上を流れていく。また、第1の気化面302aが下っていく方向に傾斜を有している場合には、傾斜方向に沿って処理液が流れていく。処理液が気化したことにより生成される気化ガスは、キャリアガスと共に、キャリアガス排出ポート308から排出される。
When vaporizing the treatment liquid using the
しかしながら、処理液を気化管302内で気化しようとする場合、以下のような望ましくない状態が生じることがある。
(i) 第1の気化面302a上で処理液が気化する過程において、滴下された処理液が気化面を流れる速度が遅い、若しくは流れない場合、気化面上の同じ部分に処理液の液滴が滞留する時間が長くなる。すると、処理液に奪われる単位時間当たりの熱量がその部分で多くなるため、気化面内で局所的に温度低下が生じ、気化面内で温度分布にむらが発生してしまうことになる。加熱温度が低下すると、上述の通り、処理液(過酸化水素水)の中のH2Oの気化のみが進み易くなり、処理液の液滴内で濃縮が生じてしまうことがある。
However, when the processing liquid is to be vaporized in the vaporizing
(I) In the process of vaporizing the treatment liquid on the
(ii) 更に、気化面上の同じ部分に処理液の液滴が留まり、液溜りが生じる場合がある。そして液溜り状態の処理液が加熱される場合、処理液全体がより均等に加熱されにくくなるため、処理液の濃縮が更に進み易い。また、液溜り状態の処理液が加熱される場合、処理液が完全に気化されることなく、気化が不完全な状態でキャリアガスと共に気化装置114Aから排出される可能性がある。ここで気化が不完全な状態とは、処理液が完全な気体状態となっていない状態のことであり、例えばいくつかの処理液の分子が結合したクラスタ状態や、クラスタがいくつか集まってできたミスト(霧)状態であることをいう。
(Ii) Further, a droplet of the treatment liquid may remain in the same portion on the vaporization surface, resulting in a liquid pool. When the treatment liquid in the liquid pool state is heated, the entire treatment liquid is less likely to be heated evenly, so that the concentration of the treatment liquid is further facilitated. Further, when the treatment liquid in the liquid pool state is heated, the treatment liquid may not be completely vaporized and may be discharged from the
後述するように、本実施形態において、処理液である過酸化水素水の気化ガスを反応室内に導入して、ポリシラザンが塗布された膜を有する基板を酸化処理する場合、処理液の気化が不完全な状態で反応室内に供給されると、気化が不完全な状態である処理液(クラスタ状態やミスト状態の処理液)がパーティクルになる可能性がある。従って、本実施形態で用いられる気化ガスは、完全な気体状態であることが望ましい。従って、気化面上には液溜りが発生しないようにすることが望ましい。
但し、必ずしも完全な気体状態の気化ガスのみが用いられる必要はなく、本実施形態以外の他の用途に用いられる場合や、求められる処理品質やパーティクルの発生量の許容範囲によっては、クラスタ状態やミスト状態の処理液を含むガスであってもよい。
As will be described later, in the present embodiment, when a vaporized gas of hydrogen peroxide, which is a treatment liquid, is introduced into a reaction chamber to oxidize a substrate having a film coated with polysilazane, vaporization of the treatment liquid is not required. When supplied into the reaction chamber in a complete state, there is a possibility that a processing liquid (a processing liquid in a cluster state or a mist state) in an incomplete vaporization state becomes particles. Therefore, it is desirable that the vaporized gas used in the present embodiment is in a complete gas state. Therefore, it is desirable to prevent liquid accumulation from occurring on the vaporized surface.
However, it is not always necessary to use only the vaporized gas in a complete gas state, depending on the case where it is used for other purposes other than the present embodiment, or depending on the required processing quality and the allowable range of the generation amount of particles, A gas containing a treatment liquid in a mist state may be used.
(iii) また、気化ヒータ303の温度制御に用いられる熱電対305は、第1の気化面302a内の特定の点(もしくはその近傍)の温度のみを測定するよう構成されている。従って、熱電対305近傍の温度が局所的に低下した場合、温度を上げるために気化ヒータ303の出力を上げるように制御が行われる。その結果、局所的に温度低下を起こした部分以外の部分の気化面では逆に過加熱状態になり、そのような過加熱状態の部分に処理液が接触すると、処理液中の過酸化水素が分解してしまう可能性がある。また、熱電対305近傍以外の部分で温度が局所的に低下した場合は、温度が低下した部分の温度は補償されないため、局所的な低温状態が保持されてしまうことになる。
(Iii) Moreover, the
(iv) 処理液の流れる速度や気化する速度によっては、第1の気化面302aで気化されないまま、キャリアガス排出ポート308まで処理液が到達してしまう可能性がある。その結果、キャリアガス排出ポート308からの液漏れが発生したり、その付近で液溜りが発生したりすることになる。
(Iv) Depending on the flow speed of the treatment liquid and the vaporization speed, the treatment liquid may reach the carrier
ここで、気化面の局所的な温度低下を避けるため、気化ヒータ303の温度を予め高く設定することが考えられる。しかし、上述のように過酸化水素は加熱する温度が高くなるほど分解が促進される性質を有しているため、過度に加熱することは望ましくない。
Here, in order to avoid a local temperature drop on the vaporization surface, it is conceivable to set the temperature of the
また、本実施形態では熱電対を1つのみとし、気化ヒータについても単一のヒータで第1の気化面302aの全面を加熱する構成としているが、熱電対と気化ヒータを気化面内の複数の領域に対してそれぞれ個別に設けて、それぞれの領域を個別に加熱するように制御することもできる。このように構成することにより、気化面内での温度分布のむらを抑制することができる。しかし、同一気化面内に熱電対及び気化ヒータを複数設けることにより、こうした温度分布のむらを一定程度抑制することは可能であるが、装置のコストが増大するうえ、温度コントローラによる温度制御も困難である。
In the present embodiment, only one thermocouple is used, and the vaporization heater is configured to heat the entire
そこで本実施形態では、傾斜角調整機構310を設けることにより、気化面の傾斜を調整することを可能とする。これにより、装置コストを増大させず、複雑な温度制御も不要としながら、簡易に気化面内の温度分布のむらを抑制することができる。また、キャリアガス排出ポート308まで処理液が到達しないように、処理液の流れる速度を調整することができる。 以下、傾斜角調整機構310の構成とそれを用いた傾斜角の調整手順について説明する。
Therefore, in this embodiment, the inclination of the vaporization surface can be adjusted by providing the inclination
図2(a)及び(b)に示す通り、気化装置114Aには、気化管302(より厳密には第1の気化面302a)の傾斜角を変更するための傾斜角調整機構310が設けられている。傾斜角調整機構310は、キャリアガス導入ポート307から導入されるキャリアガスの流れる方向において、水平に対して下がっていく方向(以下、正の傾斜方向)か、水平に対して上がっていく方向(以下、負の傾斜方向)に、第1の気化面302aの傾斜を変化させることができるように構成されている。 図2(b)は、図2(a)の状態に対して、気化管302の傾斜を負の傾斜方向に変化させた状態を示している。図2(b)の状態においては、図2(a)の状態に比べて傾斜角が浅くなっているため、処理液の流れる速度が遅くなる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
また、気化装置114Aには、気化管302の水平度を測定する際に水準器を取り付けるための、水準器取り付けプレート311が設けられている。水準器取り付けプレート311は、第1の気化面302aと平行となるように設けられており、このプレートに水準器を取り付けることにより、容易に気化面の水平度を測定し、傾斜角を調整することができる。
Further, the
[傾斜角の調整手順]
傾斜角調整機構310による傾斜角の調整は、例えば以下の手順にて行う。 まず、処理液を滴下ノズル300から第1の気化面302aに滴下する。この時、滴下速度や温度コントローラ400における気化ヒータ303の温度制御パラメータなどは予め設定されており、気化ヒータ303による気化管302の加熱が行われている。ここで、滴下された処理液が第1の気化面302a上を流れる速度が遅い、若しくは流れないために、気化面上で局所的に処理液が滞留している場合、傾斜角を正の傾斜方向へと調整する(変化させる)。これにより、処理液が流れる速度が大きくなるため、処理液の局所的な滞留が解消され、気化面の温度分布を均一に近づけることができる。
[Tilt angle adjustment procedure]
The adjustment of the tilt angle by the tilt
一方、滴下された処理液が第1の気化面302a上を流れる速度が速く、第1の気化面302a上で気化しきる前に処理液が気化管302の端部であるキャリアガス排出ポート308まで到達する状態である場合、傾斜角を負の傾斜方向へと調整する(変化させる)。これにより、処理液の流れる速度が遅くなるため、キャリアガス排出ポート308に至る前に処理液を全て気化させることができる。
On the other hand, the dropped treatment liquid flows at a high speed on the
第1の気化面302a内の温度分布を均一に近づけるため、滴下された処理液はキャリアガス排出ポート308の直前で全て気化することが望ましい。従って、気化面の傾斜角の調整手順では、最終的に、処理液がキャリアガス排出ポート308の直前で全て気化するような傾斜角となるように、上記の調整手順を繰り返すことが望ましい。また、傾斜角の調整のみでは上述の望ましい状態を実現することが困難である場合、気化ヒータ303の温度を調整してもよい。
In order to make the temperature distribution in the
なお、滴下された処理液は、気化面の傾斜による場合のほかに、キャリアガス導入ポート307から導入されたキャリアガスの流れに押されて気化面上を移動する場合もある。従って、気化面の傾斜は常に正の傾斜方向に傾斜する必要はなく、水平、若しくは水平に対して負の傾斜方向に傾斜しているように調整されても良い。
Note that the dropped treatment liquid may move on the vaporization surface by being pushed by the flow of the carrier gas introduced from the carrier
本実施形態に係る気化装置114Aを用いて処理液の気化ガスを生成することにより、例えば以下の有利な効果を得ることができる。
[気化装置114Aの有利な効果]
(a) 傾斜角調整機構310を用いて第1の気化面302aの傾斜角を調整することにより、上述の通り、気化面の温度分布を均一に近づけることができるので、熱電対305及び気化ヒータ303がそれぞれ1つずつのみ備えている場合であっても、過度に気化面が加熱されたり、気化面が低温状態になったりすることを抑制することができる。また、熱電対と気化ヒータを気化面の複数の領域に対してそれぞれ個別に設ける場合でも、気化面の温度分布が均一に近いため、それぞれの領域内の温度制御を容易に行うことができる。
For example, the following advantageous effects can be obtained by generating the vaporized gas of the processing liquid using the
[Advantageous Effects of
(A) By adjusting the inclination angle of the
(b) 特に処理液として過酸化水素水を用いる場合、過度に加熱すると過酸化水素の分解が進んでしまうため、加熱温度を所定の温度範囲となるように制御することは重要である。本実施形態では、気化面の温度分布を均一に近い状態となるように調整することが可能となるので、気化面のいずれの場所においても、過酸化水素水の液滴中の濃縮が起こらない程度に十分速やかに気化される温度以上であって、過酸化水素の分解が実用上許容される程度に少なくなる温度以下となるように制御できる。従って、過酸化水素水を最適な温度で安定的に気化させることができる。 (B) Particularly when hydrogen peroxide water is used as the treatment liquid, it is important to control the heating temperature to be within a predetermined temperature range because decomposition of hydrogen peroxide proceeds when heated excessively. In this embodiment, since it is possible to adjust the temperature distribution on the vaporization surface so that the temperature distribution is nearly uniform, concentration in the droplets of hydrogen peroxide water does not occur at any location on the vaporization surface. The temperature can be controlled to be equal to or higher than the temperature at which vaporization is sufficiently rapid, and lower than the temperature at which decomposition of hydrogen peroxide is practically acceptable. Therefore, the hydrogen peroxide solution can be stably vaporized at the optimum temperature.
(c) 更に、過酸化水素水のような沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる液体を、最適な温度で、液滴中の濃縮が起こらないように安定的に気化させることができるので、液体時の比率をそのまま保った気化ガスを反応室に供給することができる。従って、気化ガスによる被処理基板の処理において、処理バッチ毎の再現性を向上させることができる。後述の通り、本実施形態における過酸化水素水の気化ガスは、ポリシラザン膜が形成された基板の酸化処理の際に、処理ガスとして好適である。 (C) Furthermore, a liquid containing two or more substances having different boiling points such as hydrogen peroxide solution can be stably vaporized at an optimal temperature so as not to cause concentration in the droplets. The vaporized gas maintaining the liquid ratio can be supplied to the reaction chamber. Therefore, reproducibility for each processing batch can be improved in the processing of the substrate to be processed with the vaporized gas. As will be described later, the vaporized gas of hydrogen peroxide water in the present embodiment is suitable as a processing gas when oxidizing a substrate on which a polysilazane film is formed.
(d) また、気化面の傾斜を調整して、気化面上の処理液の液滴の滞留、若しくは液溜りの発生を抑制することができる。従って、処理液が滞留した状態若しくは液溜り状態で処理液が加熱されることがないので、気化が不完全な状態で処理液がキャリアガスと共に排出されることを防ぐことができる。 (D) Moreover, the inclination of the vaporization surface can be adjusted to suppress the retention of liquid droplets of the processing liquid on the vaporization surface or the occurrence of liquid accumulation. Therefore, since the processing liquid is not heated in a state where the processing liquid is retained or in a liquid pool state, it is possible to prevent the processing liquid from being discharged together with the carrier gas in a state where vaporization is incomplete.
(e) 気化装置は様々な場所に設置される可能性があり、設置される場所が常に水平であるとは限らない。そのため、水平な設置場所であることを前提として、温度コントローラ400の制御パラメータや処理液の滴下速度等を予め最適値に設定していたとしても、実際の設置場所に設置した際には、適切に気化が行われない場合がある。本実施形態のように、気化装置が傾斜角調整機構を備えることにより、実際の設置場所の傾斜に合わせて気化面の傾斜角を調整することができるので、制御パラメータ等の設定を大きく変更することなく、速やかに設置することができる。
(E) The vaporizer may be installed in various places, and the place where it is installed is not always horizontal. Therefore, even if the control parameters of the
(f) 気化面の傾斜角を調整することで処理液が気化面上を流れる速度を制御するので、キャリアガスの流れによって処理液が気化管内を移動する場合にも、キャリアガスの流れ(流速や流量)に応じて、処理液の流れる速度を最適化することができる。 (F) Since the flow rate of the treatment liquid on the vaporization surface is controlled by adjusting the inclination angle of the vaporization surface, the carrier gas flow (flow velocity) even when the treatment liquid moves in the vaporization tube due to the flow of the carrier gas. Or the flow rate), the flow rate of the processing liquid can be optimized.
<制御部>
コントローラ200は、上述の自動バルブ111a~111nや、ヒータ103、液体流量制御装置113、ガス供給部、排気部、温度コントローラ400、気化装置を後述の基板処理工程を行うように、上述の各部を制御する。図3に示すように、制御部(制御手段)であるコントローラ200は、CPU(Central Processing Unit)200a、RAM(Random Access Memory)200b、記憶装置200c、I/Oポート200dを備えたコンピュータとして構成されている。RAM200b、記憶装置200c、I/Oポート200dは、内部バス200eを介して、CPU200aとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ200には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置201が接続されている。
<Control unit>
The
記憶装置200cは、例えばフラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等で構成されている。記憶装置200c内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ200に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、RAM200bは、CPU200aによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域(ワークエリア)として構成されている。
The
I/Oポート200dは、上述のヒータ103、排気バルブ105a、排気ポンプ105b、パージ水供給部107、パージエア供給部108、処理液ポンプ109、自動バルブ111a~111n、MFC118~120、液体流量制御装置113、温度コントローラ306,400に接続されている。また、温度コントローラ400は気化ヒータ電源303を制御し、熱電対305から温度信号を取得するように接続されている。
The I /
CPU200aは、記憶装置200cから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置201からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置200cからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、CPU200aは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、液体流量制御装置113による処理液の流量調整動作、パージ水供給部107によるパージ水の流量調整動作、パージエア供給部108によるパージガスの流量調整動作、自動バルブ111a~111nの開閉動作、排気バルブ105aの開度調整動作、温度コントローラ306、400による温度制御動作、等を制御するように構成されている。
The
なお、コントローラ200は、外部記憶装置(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、CDやDVD等の光ディスク、MO等の光磁気ディスク、USBメモリ(USB Flash Drive)やメモリカード等の半導体メモリ)123に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置200cや外部記憶装置123は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置200c単体のみを含む場合、外部記憶装置123単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置123を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
The
<気化装置114Bの構成>
続いて、本実施形態に係る気化装置の他の例として、気化装置114Bの構成を説明する。図4(a)及び図4(b)は、気化装置114Bの構成を示す図であり、同一の気化装置114Bの気化管302の傾斜角が、傾斜角調整機構310により調整された前後の状態を示している。気化装置114Aと同じ構成部位には同じ符号を付している。
<Configuration of
Subsequently, as another example of the vaporizer according to the present embodiment, the configuration of the
気化装置114Bは、気化装置114Aに対して以下の点で異なっている。その他の点については、気化装置114Bは気化装置114Aと同様の構成を有している。
The
図4(a)に示す通り、気化装置114Bは、第1の気化面302aの下流側に、更に第2の気化面302bを備えている。ここで、下流側とはキャリアガス導入ポート307から見てキャリアガス排出ポート308に向かう方向(キャリアガス導入ポート307から導入されるキャリアガスの流れる方向)のことである。図4(a)に示す状態では、第1の気化面302aは、水平に対して下がっていく傾斜を有している(正の傾斜方向に傾斜している)。一方、第2の気化面302bは第1の気化面302aとは異なり、水平、若しくは水平に対して下がっていく傾斜の角度が第1の気化面302aの傾斜の角度よりも小さい傾斜を有している。(特に図4(a)に示す状態では水平状態になっている。)
4 (a), the
ここで、気化装置114Bが備える傾斜角調整機構310は、第1の気化面302aと第2の気化面302bの傾斜の角度を同じ方向に変化させる機構を有している。従って、第1の気化面302aの傾斜を負の傾斜方向に変化させると、第2の気化面302bの傾斜も同様に負の傾斜方向に変化することになる。
Here, the inclination
また、気化装置114Bには、気化装置114Aと同様、気化管302の水平度を測定する際に水準器を取り付けるための、水準器取り付けプレート311が設けられている。水準器取り付けプレート311は、第1の気化面302aと平行となるように設けられており、このプレートに水準器を取り付けることにより、容易に気化面の水平度を測定し、傾斜角を調整することができる。なお、水準器取り付けプレート311は、第2の気化面302bと平行になるように設けられ、第2の気化面302bの傾斜角を測定できるようにしてもよい。
Also, the
図4(b)は、傾斜角調整機構310を用いて、気化管302(即ち、第1の気化面302aと第2の気化面302b)の傾斜を、負の傾斜方向に変化させた状態を示している。ここで第1の気化面302aの傾斜は、正の傾斜状態から水平状態へと調整され、第2の気化面302bの傾斜は、水平状態から負の傾斜状態へと調整されている。
FIG. 4B shows a state in which the inclination of the vaporization tube 302 (that is, the
気化装置114Bにおいては、第1の気化面302aと第2の気化面302bの有する傾斜の角度は互いに異なるように構成されている。また、第1の気化面302aの傾斜の角度は、負の傾斜方向において第2の気化面302bの傾斜の角度よりも小さくなるように構成されている。(第1の気化面302aの傾斜の角度は、正の傾斜方向において第2の気化面302bの傾斜の角度よりも大きくなるように構成されている。)即ち、滴下された処理液の流れる速度は、第1の気化面302a上より、第2の気化面302b上の方が小さい。
The
例えば図4(a)の状態の場合、滴下ノズル300から滴下された処理液は、第1の気化面302a上で加熱され次第に気化しながら、キャリアガスの流れにも押されて、第2の気化面302bへと流れていく。第2の気化面302bの傾斜角度は、第1の気化面302aよりも正の傾斜方向において小さいため、処理液の流れる速度は相対的に遅くなる。従って、第1の気化面302bを備えない場合と比較して、処理液がキャリアガス排出ポート308まで到達する可能性が低くなる。更に、図4(b)の状態の場合、第2の気化面302bの傾斜角度は、負の傾斜方向において、図4(a)の場合に比べて更に大きい。従って、処理液がキャリアガス排出ポート308へ到達することをより確実に防止することができる。
For example, in the case of the state of FIG. 4A, the treatment liquid dropped from the dropping
傾斜角調整機構310による傾斜角の調整手順は、気化装置114Aの場合とほぼ同様である。即ち、滴下された処理液が第1の気化面302a上を流れる速度が遅い、若しくは流れないために、気化面上で局所的に処理液が滞留している場合、第1の気化面302aの傾斜角を正の傾斜方向へと調整する(変化させる)。更に気化装置114Bでは、第1の気化面302aと第2の気化面302bの境界部分に液溜りが発生する可能性がある。そこで、境界部分に液溜りが発生しないように、第2の気化面302bの傾斜角を正の傾斜方向へと調整してもよい。
The inclination angle adjustment procedure by the inclination
同様に、滴下された処理液が第2の気化面302b上を流れる速度が速く、気化しきる前に処理液がキャリアガス排出ポート308まで到達してしまう場合、傾斜角を負の傾斜方向へと調整する(変化させる)。また、処理液が第1の気化面302a上を流れる速度が速過ぎるために第1の気化面302a上ではほとんど気化が行われないまま、処理液が第2の気化面302bに流れ込む場合もある。その場合、第2の気化面302b上に処理液が滞留する、若しくは液溜りが生じる。そこで、処理液が第1の気化面302a上で気化される時間を延ばして、第2の気化面302b上に流れる処理液の量を減らすように、第1の気化面302aの傾斜角を負の傾斜方向へと調整する(変化させる)。
Similarly, when the dropped treatment liquid flows at a high speed on the
また、気化装置114Aと同様、第1の気化面302a及び第2の気化面302b内の温度分布を均一に近づけるため、滴下された処理液はキャリアガス排出ポート308の直前で全て気化することが望ましい。従って、気化面の傾斜角の調整手順では、最終的に、処理液がキャリアガス排出ポート308の直前で全て気化するような傾斜角となるように、上記の調整手順を繰り返すことが望ましい。
Similarly to the
また、気化装置114Bは、気化装置114Aと同様に、熱電対を1つのみ、気化ヒータについても単一のヒータで第1の気化面302a及び第2の気化面302bの両方を加熱する構成としている。しかし、気化装置114Bにおける第1の気化面302aと第2の気化面302bは、異なる傾斜角を有しているため、気化装置114Bの場合と比較すると両者の温度分布には差が出やすい。そのため、熱電対及び気化ヒータをそれぞれの気化面に個別に設けることにより、それぞれの気化面を個別に加熱して、両者の温度分布を近づけるように制御してもよい。但し、装置のコスト増大や、コントローラによる温度制御の困難さについては、気化装置114Aにおける場合と同様である。
Similarly to the
気化装置114Bを用いる本実施形態では、気化装置114Aを用いる場合に比べて、例えば更に以下の有利な効果を得ることができる。
[気化装置114Bの有利な効果]
(g) 第2の気化面302bの傾斜角度は、第1の気化面302aよりも正の傾斜方向において小さいため、処理液の流れる速度は相対的に遅くなる。従って、第1の気化面302bを備えない場合と比較して、処理液がキャリアガス排出ポート308まで到達することをより確実に防止することができる。
In the present embodiment using the
[Advantageous Effects of
(G) Since the inclination angle of the
なお、気化装置114Bでは、第2の気化面302bは第1の気化面302aに直接接続されて連続的に配置されているが、このような配置に限らず、第1の気化面302aと第2の気化面302bの間に、他の気化面(例えば第3、第4の気化面)が備えられる構成であっても良い。
In the
また、気化装置114Bは、傾斜角調整機構310により、第1の気化面302a及び第2の気化面302bの両者の傾斜角を同じ角度だけ調整するように構成されている。ここで、傾斜角調整機構を更に設けて、第1の気化面302aの傾斜角と第2の気化面302bの傾斜角をそれぞれ個別に調整するように構成されてもよい。
Moreover, the
<気化装置114A又はBの変形例1の構成>
続いて、本実施形態に係る気化装置の他の例として、上述の気化装置114A又は114Bの変形例1の構成を説明する。図5は、変形例1の気化装置に用いられる気化管502の形状を示す側面図である。
<Configuration of
Subsequently, as another example of the vaporizer according to the present embodiment, the configuration of
変形例1の気化装置に用いられる気化管502は、気化装置114Aにおける気化管302に対応する構成である。キャリアガス導入ポート507及びキャリアガス排出ポート508は、それぞれ気化装置114Aにおけるキャリアガス導入ポート307及びキャリアガス排出ポート308に対応する構成である。
The vaporizing
処理液導入ポート500は、気化装置114Aにおける滴下ノズル300と同様に、処理液供給部として、気化管302内に処理液が供給されるための導入ポートである。処理液導入ポート500はノズル形状を有していないが、気化装置114Aの場合と同様に、処理液は処理液導入ポート500から気化管302に滴下されるように供給されることが望ましい。
The treatment
また、変形例1の気化装置は、気化装置114Aと同様に、気化管502を加熱する加熱部(ヒータ)としての気化ヒータと、気化管502の温度を測定するセンサである熱電対と、当該熱電対により測定された温度に基づいて、気化ヒータの温度を制御する温度コントローラと、処理液導入ポート500に処理液を供給する処理液供給配管と、気化管502の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、気化管502の水平度を測定する際に水準器を取り付けるための水準器取り付けプレートを備えている。
Similarly to the
ここで、変形例1の気化装置が備える傾斜角調整機構は、キャリアガス導入ポート507及びキャリアガス排出ポート508が設けられた側(ポート側)を重力方向に対して上げて、その反対側(先端側)を重力方向に対して下げる方向(図5に示す正の傾斜方向)に、気化管502の傾斜角を変化させることができる。また同様に、当該傾斜角調整機構は、キャリアガス導入ポート507及びキャリアガス排出ポート508が設けられた側を重力方向に対して下げて、その反対側を重力方向に対して上げる方向(図5に示す負の傾斜方向)に傾斜角を変化させることができる。
Here, the inclination angle adjustment mechanism provided in the vaporizer of the first modification is such that the side (port side) provided with the carrier
変形例1の気化装置においては、処理液導入ポート500から気化管502内に供給された処理液は、気化管502のうち、キャリアガス導入ポート側に形成された第1の直線部502aから、水平方向に蛇行するように形成された蛇行部502bを経て、キャリアガス排出ポート側に形成された第2の直線部502cへと流れる間に気化される。ここで気化管502の例は、特に、蛇行部502bにおいて処理液を確実に気化させるために有効である。 すなわち、蛇行部502bを設けて気化管502の長さを長くすることにより、処理液がキャリアガス排出ポート508まで流れる間に完全に気化させることができる。
In the vaporizer of
また、傾斜角調整機構を用いて、気化管502の傾斜を変化させて、第1の直線部502a、蛇行部502b、第2の直線部502cの気化面の傾斜を調整することにより、処理液がキャリアガス排出ポート508まで流れる間に完全に気化させることができる。 例えば、第1の直線部502aの気化面が正の傾斜方向に傾斜するよう調整された場合、蛇行部502bにおいては逆に一部の気化面は負の傾斜方向に傾斜する。従って、第1の直線部502aが正の傾斜方向に傾斜することにより、その気化面上での処理液の流速が速くなり処理液の気化が進まない場合であっても、蛇行部502bにおける負の傾斜方向を有する気化面において確実に処理液を気化させることができる。
Further, the inclination of the vaporizing
<気化装置114A又はBの変形例2の構成>
続いて、本実施形態に係る気化装置の他の例として、上述の気化装置114A又は114Bの変形例2の構成を説明する。図6(a)は、変形例2の気化装置に用いられる気化管602の形状を示す側面図である。図6(b)は、後述するキャリアガス導入ポート607及びキャリアガス排出ポート608の方向から見た気化管602の形状を示す正面図である。
<Configuration of
Subsequently, as another example of the vaporizer according to the present embodiment, a configuration of
変形例2の気化装置における気化管602は、気化装置114Aにおける気化管302に対応する構成である。キャリアガス導入ポート607及びキャリアガス排出ポート608は、それぞれ気化装置114Aにおけるキャリアガス導入ポート307及びキャリアガス排出ポート308に対応する構成である。処理液導入ポート600は、気化装置114Aにおける滴下ノズル300と同様に、処理液供給部として、気化管302内に処理液が供給されるための導入ポートである。
The vaporizing
また、変形例2の気化装置は、気化装置114Aと同様に、気化管602を加熱する加熱部(ヒータ)としての気化ヒータと、気化管602の温度を測定するセンサである熱電対と、当該熱電対により測定された温度に基づいて、気化ヒータの温度を制御する温度コントローラと、処理液導入ポート600に処理液を供給する処理液供給配管と、気化管602の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、気化管602の水平度を測定する際に水準器を取り付けるための水準器取り付けプレートを備えている。
Similarly to the
ここで、変形例2の気化装置が備える傾斜角調整機構は、図6(a)に示すように、キャリアガス導入ポート607及びキャリアガス排出ポート608が設けられた側(ポート側)を重力方向に対して上げて、その反対側(先端側)を重力方向に対して下げる方向(図6(a)に示す正の傾斜方向)に、気化管602の傾斜角を変化させることができる。また同様に、当該傾斜角調整機構は、キャリアガス導入ポート607及びキャリアガス排出ポート608が設けられた側を重力方向に対して下げて、その反対側を重力方向に対して上げる方向(図6(a)に示す負の傾斜方向)に傾斜角を変化させることができる。
Here, as shown in FIG. 6 (a), the tilt angle adjusting mechanism provided in the vaporizer according to the second modified example is arranged such that the side (port side) provided with the carrier
気化管602は、キャリアガス導入ポート側に形成された第1の直線部602aと、キャリアガス排出ポート側に形成された第2の直線部602cと、第1の直線部602aと第2の直線部602cに対して水平方向に直角となる方向であって、第1の直線部602aから第2の直線部602cに向かって重力方向に傾斜するように設けられた第3の直線部602bにより構成される。変形例2の気化装置においては、処理液導入ポート600から気化管602内に供給された処理液は、第1の直線部602aから、第3の直線部602bを経て、第2の直線部602cへと流れる間に気化される。ここで気化管602の例は、気化管502の例と同様に、第3の直線部602bを設けて気化管602の長さを長くすることにより、処理液がキャリアガス排出ポート608まで流れる間に処理液を完全に気化させることができる。
The
<気化装置114A又はBの変形例3の構成>
続いて、本実施形態に係る気化装置の他の例として、上述の気化装置114A又は114Bの変形例3の構成を説明する。図7は、変形例3の気化装置に用いられる気化管702の形状を示す側面図である。
<Configuration of
Subsequently, as another example of the vaporizer according to the present embodiment, a configuration of
変形例3の気化装置に用いられる気化管702は、気化装置114Aにおける気化管302に対応する構成である。キャリアガス導入ポート707及びキャリアガス排出ポート708は、それぞれ気化装置114Aにおけるキャリアガス導入ポート307及びキャリアガス排出ポート308に対応する構成である。処理液導入ポート700は、気化装置114Aにおける滴下ノズル300と同様に、処理液供給部として、気化管302内に処理液が供給されるための導入ポートである。
The vaporizing
また、変形例3の気化装置は、気化装置114Aと同様に、気化管702を加熱する加熱部(ヒータ)としての気化ヒータと、気化管702の温度を測定するセンサである熱電対と、当該熱電対により測定された温度に基づいて、気化ヒータの温度を制御する温度コントローラと、処理液導入ポート700に処理液を供給する処理液供給配管と、気化管702の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、気化管702の水平度を測定する際に水準器を取り付けるための水準器取り付けプレートを備えている。
Similarly to the
ここで、変形例3の気化装置が備える傾斜角調整機構は、キャリアガス導入ポート707及びキャリアガス排出ポート708が設けられた側(ポート側)を重力方向に対して上げて、その反対側(先端側)を重力方向に対して下げる方向(図7に示す正の傾斜方向)に、気化管702の傾斜角を変化させることができる。また同様に、当該傾斜角調整機構は、キャリアガス導入ポート707及びキャリアガス排出ポート708が設けられた側を重力方向に対して下げて、その反対側を重力方向に対して上げる方向(図7に示す負の傾斜方向)に傾斜角を変化させることができる。
Here, the inclination angle adjusting mechanism provided in the vaporizer of
変形例3の気化装置においては、処理液導入ポート700から気化管702内に供給された処理液は、気化管702のうち、キャリアガス導入ポート側に形成された第1の直線部702aから、重力方向に向かってらせん状に形成されたらせん部702bを経て、キャリアガス排出ポート側に形成された第2の直線部702cへと流れる間に気化される。ここで気化管702の例は、変形例1の気化管502と同様に、らせん部702bを設けて気化管702の長さを長くすることにより、処理液がキャリアガス排出ポート708まで流れる間に処理液を完全に気化させることができる。
In the vaporizer of
<気化装置114A又はBの変形例4の構成>
続いて、本実施形態に係る気化装置の他の例として、上述の気化装置114A又は114Bの変形例4の構成を説明する。図8(a)は、変形例4の気化装置に用いられる気化管802の形状を示す側面図である。図8(b)は、気化管802の形状を示す斜視図である。
<Configuration of
Then, the structure of the
変形例4の気化装置に用いられる気化管802は、気化装置114Aにおける気化管302に対応する構成である。キャリアガス導入ポート807及びキャリアガス排出ポート808は、それぞれ気化装置114Aにおけるキャリアガス導入ポート307及びキャリアガス排出ポート308に対応する構成である。処理液導入ポート800は、気化装置114Aにおける滴下ノズル300と同様に、処理液供給部として、気化管302内に処理液が供給されるための導入ポートである。
The vaporizing
また、変形例4の気化装置は、気化装置114Aと同様に、気化管802を加熱する加熱部(ヒータ)としての気化ヒータと、気化管802の温度を測定するセンサである熱電対と、当該熱電対により測定された温度に基づいて、気化ヒータの温度を制御する温度コントローラと、処理液導入ポート800に処理液を供給する処理液供給配管と、気化管802の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、気化管802の水平度を測定する際に水準器を取り付けるための水準器取り付けプレートを備えている。
Further, the vaporizer of
ここで、変形例4の気化装置が備える傾斜角調整機構は、キャリアガス導入ポート807及びキャリアガス排出ポート808が設けられた側(ポート側)を重力方向に対して上げて、その反対側(先端側)を重力方向に対して下げる方向(図8に示す正の傾斜方向)に、気化管802の傾斜角を変化させることができる。また同様に、当該傾斜角調整機構は、キャリアガス導入ポート807及びキャリアガス排出ポート808が設けられた側を重力方向に対して下げて、その反対側を重力方向に対して上げる方向(図8に示す負の傾斜方向)に傾斜角を変化させることができる。
Here, the inclination angle adjusting mechanism provided in the vaporizer of the
気化管802は、キャリアガス導入ポート側に形成された第1の直線部802aと、キャリアガス排出ポート側に形成された第2の直線部802cと、第2の直線部802cに巻き付くように、水平方向に向かってらせん状に形成されたらせん部802bにより構成される。変形例4の気化装置においては、処理液導入ポート800から気化管802内に供給された処理液は、第1の直線部802aから、らせん部802bを経て、第2の直線部802cへと流れる間に気化される。ここで気化管802の例は、気化管802の例と同様に、らせん部802bを設けて気化管802の長さを長くすることにより、処理液がキャリアガス排出ポート808まで流れる間に処理液を完全に気化させることができる。なお、気化管802を用いる変形例4の気化装置の場合、らせん部802b内において処理液を上流から下流へと移動させるように、キャリアガス導入ポート807から導入されるキャリアガスの流量を調整することが望ましい。
The vaporizing
<気化装置114Cの構成>
図9は、気化装置114Cの構成を示す図である。図9で示す通り、気化装置114Cは、複数の気化装置114A、より具体的には気化装置114A-1~A-8を備えて成る気化装置である。
<Configuration of
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the
気化装置114A-1~A-8がそれぞれ有するキャリアガス導入ポート307は全てMFC120に接続されており、それぞれにキャリアガスが導入されるよう構成されている。また同様に、気化装置114A-1~A-8がそれぞれ有するキャリアガス排出ポート308は全て合流するように配管で接続され、排出されたキャリアガス及び処理液の気化ガスが、ガス導入ノズル101aを介して反応室104内に導入されるよう構成されている。また、気化装置114A-1~A-8がそれぞれ有する滴下ノズル300は全て液体流量制御装置113から処理液が供給されるように構成されている。個別に滴下量を制御するため、液体流量制御装置113は気化装置114A-1~A-8それぞれに個別に備えられてもよい。
The carrier
気化装置114A-1~A-8は、それぞれに傾斜角調整機構310が備えられている。従って、それぞれの気化装置は、個別に傾斜角を調整することができるように構成されている。
The
複数の気化装置を並列に連結して用いる場合、それぞれの気化装置は少なからず気化特性の差を有している。本実施形態のように、気化装置が傾斜角調整機構を備えることにより、それぞれの気化装置の傾斜角を個別かつ簡易に調整することができるので、複数の気化装置が同等の気化特性を有するように調整することが容易になる。 When a plurality of vaporizers are connected in parallel, each vaporizer has a considerable difference in vaporization characteristics. As in this embodiment, since the vaporizer includes the inclination angle adjustment mechanism, the inclination angle of each vaporizer can be adjusted individually and easily, so that the plurality of vaporizers have equivalent vaporization characteristics. Easy to adjust.
このように、気化装置114A-1~A-8を並列に設けることにより、気化ガスの生成量を増やすことができる。
Thus, by providing the
なお、図9では、気化装置114Aを複数備える構成としているが、本願発明に係る他の気化装置、例えば気化装置114Bや、気化装置114A又はBの変形例1~4を複数備える構成としてもよい。また、異なる気化装置を組み合わせて成る構成としても良い。(例えば気化装置114Aと114Bを組み合わせた構成とする、など。)
Although FIG. 9 shows a configuration including a plurality of
(2)基板処理工程
続いて、図10を用いて、本実施形態にかかる半導体装置の製造工程において、一工程として実施される基板処理工程について説明する。かかる工程は、上述の基板処理装置により実施される。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、コントローラ200により制御される。
(2) Substrate Processing Step Next, with reference to FIG. 10, a substrate processing step that is performed as one step in the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment will be described. Such a process is performed by the above-described substrate processing apparatus. In the following description, the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus is controlled by the
ここでは、半導体装置を構成する各素子を絶縁する、シリコン酸化膜の形成例について説明する。 Here, an example of forming a silicon oxide film that insulates each element constituting the semiconductor device will be described.
(基板の搬入工程S10)
まず、シリコン元素と窒素元素と水素元素とを含む膜が塗布されたウエハ100をボート102に積載し、ボート102を反応室104へ搬入する。搬入後、排気部(排気バルブ105a及び排気ポンプ105b)により反応室104内が排気されると共に、パージガス供給源112から供給される不活性ガスにより、反応室内104内のガス置換が行われ、酸素濃度の低減が行われる。上記のシリコン元素と窒素元素と水素元素を含む膜としては、例えばポリシラザンなどのシラザン結合を有する膜や、テトラシリルアミンとアンモニアのプラズマ重合膜などがある。
(Substrate loading step S10)
First, the
(基板の加熱工程S20)
反応室104に搬入されたウエハ100は、予め加熱されたヒータ103により所望の温度に加熱される。所望の温度とは、例えば、処理液に過酸化水素水を用いる場合は室温(RT)~200℃である。好ましくは40℃~100℃であり、例えば100℃に加熱される。
(Substrate heating step S20)
The
(気化工程S30)
ウエハ100が反応室104に搬入された後、処理液供給ユニット101bから気化ユニット101cへ処理液が供給され、気化ユニット101cで処理液である過酸化水素水の気化工程が行われる。気化工程では、処理液ポンプ109が、処理液タンク106a又は処理液予備タンク106bから過酸化水素水をリザーブタンク115へ送る。リザーブタンク115は、パージガス供給源112から不活性ガスが供給されることにより、リザーブタンク115内に溜まった過酸化水素水の液面が加圧された状態となっている。圧力によって、液面より下に設けられた液送出部116から、過酸化水素水が液体流量制御装置113へ供給されるようになっている。液体流量制御装置113は、リザーブタンク115から送られた過酸化水素水の流量を調整し、気化装置114に送る。また、酸素含有ガス供給源117から、自動バルブ111n、MFC120を介して、気化装置114へ酸素含有ガスが供給される。酸素含有ガスはキャリアガスとして気化装置114内に導入され、生成される過酸化水素水の気化ガスと共に反応室104へ供給される。ここで本実施形態では、キャリアガスである酸素含有ガスとしてO2ガスを用いる。
(Vaporization step S30)
After the
気化装置114では、例えば図2に示すように、処理液供給配管309を介して、処理液滴下ノズル300から、加熱された気化容器である気化管302へ過酸化水素水が滴下されるようになっている。滴下された過酸化水素水は、加熱された気化管302に到達すると加熱され蒸発し、気化ガスとなる。気化ガスとなった過酸化水素は、キャリアガス導入ポート307から導入されたキャリアガスと共に、キャリアガス排気ポート308から反応室104へ流れるようになっている。尚、過酸化水素水の気化工程は、ウエハ100の搬入工程前から行われていても良い。
In the
(酸化工程S40)
ウエハ100が所望の温度に加熱された後、自動バルブ111kを開け、気化ユニット101cから反応室104へ気化した過酸化水素を含むガスを供給し、反応室104内を満たす。ウエハ100上に塗布されたポリシラザン等の膜は、供給された過酸化水素により加水分解される。また、加水分解により生じたシリコンが過酸化水素により酸化され、シリコン酸化膜が形成される。なお、酸化工程での反応室104内の圧力は、減圧状態であっても、大気圧以上に加圧された状態であっても良い。好ましくは、50kPa~300kPa(0.5気圧~3気圧)の圧力が良い。加圧することにより、気化状態の過酸化水素とウエハ100との接触確率を増加させることができ、処理均一性や処理速度を向上させることができる。大気圧以上にするには、排気バルブ105aを閉めて排気を止める排気停止工程S50を行う。
(Oxidation step S40)
After the
また、過酸化水素を用いることにより、反応室104内に活性種の一つである、ヒドロオキシラジカル(OH*)を発生させることできる。この活性種によりポリシラザンを酸化することが可能となる。OH*は、酸素と水素が結合した中性ラジカルであり、酸素分子に水素が結合した単純構造であることから、低密度媒体に対して浸透しやすい特徴がある。
In addition, by using hydrogen peroxide, one of the active species, hydroxy radical (OH *), can be generated in the
また、発明者の鋭意研究により、過酸化水素は、気体状態のH2Oより、浸透性が高いことが判明した。この性質を用いることで、膜厚の大きいポリシラザン塗布膜の内部や、微小空間に形成されたポリシラザン塗布膜の内部まで酸化することができる。従って、形成されるシリコン酸化膜の深さ(厚さ)方向での誘電率特性や、膜の密度特性などの膜特性を均一にすることができる。 Further, the inventors' diligent research has revealed that hydrogen peroxide has higher permeability than H 2 O in a gaseous state. By using this property, the inside of the polysilazane coating film having a large film thickness or the inside of the polysilazane coating film formed in a minute space can be oxidized. Therefore, film characteristics such as dielectric constant characteristics in the depth (thickness) direction of the formed silicon oxide film and density characteristics of the film can be made uniform.
また、処理液に過酸化水素水を用いることで、基板に形成されたポリシラザン膜を低温且つ短時間で酸化することができる。 Further, by using hydrogen peroxide water as the treatment liquid, the polysilazane film formed on the substrate can be oxidized at a low temperature in a short time.
(アニール工程S60)
過酸化水素を用いたポリシラザン塗布膜の酸化工程の後、ウエハ100上に形成したシリコン酸化膜の質を向上させるために、必要に応じてアニール処理が行われる。自動バルブ111kを閉じて、気化装置114から供給される過酸化水素を含むガスの供給を止めた後、反応室104内に、パージガス供給源112により不活性ガスを供給しつつ、反応室104を400℃~1100℃の範囲で所望の温度に昇温し、温度を保持する。その後、必要に応じて酸素含有ガス供給源117から、酸素含有ガスを供給し、シリコン酸化膜のアニール処理を行う。本実施形態では、アニール処理に用いる酸素含有ガスとして、過酸化水素のキャリアガスと同じく酸素ガスを用いる。しかし、アニール処理に用いる酸素含有ガスと、過酸化水素のキャリアガスとして用いる酸素含有ガスは別のものを用いても良い。また、形成された酸化膜を窒化するために、窒素含有ガスを供給しても良い。
(Annealing step S60)
After the oxidation process of the polysilazane coating film using hydrogen peroxide, an annealing process is performed as necessary in order to improve the quality of the silicon oxide film formed on the
(冷却工程S70)
アニール工程の後、加熱されたウエハ100を搬送可能な温度まで冷却を行う。また、冷却工程は、基板に酸素が吸着・反応しない様、反応室104内をウエハ100に形成された膜に対して不活性なガス(例えばパージガス供給源112から供給される不活性ガス)で置換した後に行っても良い。なお、アニール工程S60を行っていない場合は、冷却工程S70を行わなくても良い。
(Cooling step S70)
After the annealing step, the
(基板の搬出工程S80)
反応室104内やウエハ100の温度が低下し、ウエハ100が搬出可能な状態となった後、ウエハ100の搬出処理が行われる。 なお、アニール工程を行ってない場合は、反応室104内に過酸化水素が残留している場合がある。この場合には、以下に述べる処理液の除去工程を行った後に、ウエハ100の搬出が行われる。
(Substrate unloading step S80)
After the temperature of the
(処理液の除去工程S90)
反応室104内に残留した過酸化水素は、気体、若しくは液体となって反応室104内の部材に付着している可能性がある。この残留した気体や液体は、ウエハ100へウォータースポットを形成することや、反応室104の外部に存在する、金属が含まれる部材を腐蝕することがある。そこで本除去工程では、排気部(特に排気ポンプ105b)により反応室104内を真空に排気する。真空排気することにより、液体状態となった過酸化水素も気体となり排出される。また任意のタイミングで不活性ガスを供給することにより、過酸化水素の排出を促すようにしても良い。例えば、真空排気と不活性ガス供給を交互に行うことによって、過酸化水素の排出効率が向上する。
(Processing liquid removal step S90)
The hydrogen peroxide remaining in the
(メンテナンス工程S100)
また、必要に応じて、処理液供給ユニット101bにクリーニングや部品交換のメンテナンス工程が行われる。過酸化水素水は、金属等と反応する可能性があるので、メンテナンス前後で処理液を供給する配管のクリーニングが必要となる。 メンテナンス工程では、まず、自動バルブ111aと111bが閉じられ、過酸化水素水の供給が停止される。その後、手動バルブ110aと110bを開くことで、パージ水供給部107から蒸留水などの不純物を含まない水が配管に供給され、処理液供給ユニット101bと気化ユニット101c内の過酸化水素水が除去される。各部に送られた水と過酸化水素は、ドレイン101dに貯められる。その後、パージエア供給部108やパージガス供給源112からパージガスが供給され、処理液供給ユニット101bと気化ユニット101c内の水が除去される。このパージで押し出される水もドレイン101dに貯められる。このようにして処理液を供給する配管内の処理液が除去された状態で部品交換等が行われる。この工程を行うことにより、安全にメンテナンス作業を行うことができる。
(Maintenance process S100)
In addition, a maintenance process for cleaning and parts replacement is performed on the processing
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention was described concretely, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be variously changed without departing from the gist thereof.
<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
<Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change variously in the range which does not deviate from the summary.
例えば、上述の実施形態では、ポリシラザンが塗布されたウエハ100を処理する場合について説明したが、本発明は係る形態に限定されず、表面に微小な凹凸が形成されたウエハやガラス基板、微小な凹凸の上にポリシラザンが塗布されたウエハ、炭素を含有するウエハやガラス基板も同様に処理することが可能である。表面に微小な凹凸が形成された基板を処理することによって、凹凸の表面を均一に酸化することができる。また、微小な凹凸上にポリシラザンが塗布されたウエハを処理することにより、凹部内のポリシラザンを均一に酸化することができる。ガラス基板の場合であっても、処理温度がガラスの軟化温度以下であるので、同様に処理することができる。
For example, in the above-described embodiment, the case where the
また例えば、上述の実施形態では、滴下ノズルを一つ設けた場合について説明したが、本発明は係る形態に限定されず、滴下ノズルを複数個設けて、滴下量を増やすように構成しても良い。ノズルを複数個設けることにより、過酸化水素の蒸気量を増やすことができる。また、滴粒を小さくすることで、滴下ごとの気化容器の温度低下を抑えて、蒸気をより安定的に生成することができる。更に、滴下ノズルを噴霧ノズルにすることにより、滴下される液体の粒をさらに小さくしてもよい。また、逆に、蒸気量が多すぎる場合や、加熱される気化容器の温度低下が激しい場合は、ノズル数を減らしたりすることで、蒸気量を適正な量に調整することができる。 Further, for example, in the above-described embodiment, the case where one dropping nozzle is provided has been described, but the present invention is not limited to such a form, and a plurality of dropping nozzles may be provided to increase the dropping amount. good. By providing a plurality of nozzles, the amount of hydrogen peroxide vapor can be increased. Moreover, by making the droplets small, it is possible to suppress the temperature drop of the vaporization container for each dropping and to generate steam more stably. Furthermore, the droplet of the liquid to be dropped may be further reduced by using the dropping nozzle as a spray nozzle. On the contrary, when the amount of steam is too large or when the temperature of the vaporization container to be heated is drastically reduced, the amount of steam can be adjusted to an appropriate amount by reducing the number of nozzles.
また、上述では、半導体装置の製造工程について記したが、上述の実施形態にかかる発明は、半導体装置の製造工程以外にも適用可能である。例えば、液晶デバイスの製造工程での液晶を有する基板の封止処理や、各種デバイスに使われるガラス基板やセラミック基板、プラスチック基板へのコーティング処理にも適用可能である。更には、鏡などへの撥水コーティング処理などにも適用可能である。 In the above description, the manufacturing process of the semiconductor device has been described. However, the invention according to the above-described embodiment can be applied to processes other than the manufacturing process of the semiconductor device. For example, the present invention can be applied to a sealing process of a substrate having liquid crystal in a manufacturing process of a liquid crystal device and a coating process to a glass substrate, a ceramic substrate, or a plastic substrate used in various devices. Furthermore, it can be applied to a water-repellent coating treatment on a mirror or the like.
また、上述では、ポリシラザンが塗布された基板を処理する例を示したが、処理される塗布膜はこれに限定されるものではなく、シラザン結合(Si-N結合)を有する材料の塗布膜であれば良い。例えば、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ヘキサメチルシクロトリシラザン(HMCTS)、ポリカルボシラザン、ポリオルガノシラザンを用いた塗布膜に対する処理に適用することができる。 In the above description, an example of processing a substrate coated with polysilazane has been described. However, the coating film to be processed is not limited to this, and a coating film made of a material having a silazane bond (Si—N bond) is used. I just need it. For example, it can be applied to a treatment for a coating film using hexamethyldisilazane (HMDS), hexamethylcyclotrisilazane (HMCTS), polycarbosilazane, or polyorganosilazane.
また、この他、例えば、モノシラン(SiH4)ガス又は、トリシリルアミン(TSA)ガスなどのシリコン原料を用いたCVD法によってシリコン含有膜が形成された基板を用いても良い。 In addition, for example, a substrate on which a silicon-containing film is formed by a CVD method using a silicon raw material such as monosilane (SiH 4 ) gas or trisilylamine (TSA) gas may be used.
CVD法によるシリコン含有膜の形成方法としては、特にFlowable CVD(F-CVD)法を用いることができる。F-CVD法により、例えばアスペクト比の大きいギャップをシリコン含有膜で充填し、充填されたシリコン含有膜に対して本発明における酸化処理やアニール処理を行うことができる。 As a method for forming a silicon-containing film by a CVD method, in particular, a flowable CVD (F-CVD) method can be used. By the F-CVD method, for example, a gap having a large aspect ratio is filled with a silicon-containing film, and the filled silicon-containing film can be subjected to oxidation treatment or annealing treatment in the present invention.
<本発明の好ましい態様>
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
<付記1>
本発明の一態様によれば、
キャリアガスの導入ポートと排出ポートを有する気化容器と、
前記気化容器内において沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる液体を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、
前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、水平若しくは水平に対して傾斜を有する第1の気化面と、
前記第1の気化面を加熱するヒータと、 前記第1の気化面の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を有する気化装置、が提供される。
<
According to one aspect of the invention,
A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port;
A dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
A first vaporization surface provided at a position where the liquid is dropped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a horizontal or inclined with respect to the horizontal;
There is provided a vaporization device comprising: a heater that heats the first vaporization surface; and an inclination angle adjustment mechanism that changes an inclination angle of the first vaporization surface.
<付記2>
本発明の他の態様によれば、
キャリアガスの導入ポートと排出ポートを両端に有する気化容器と、
前記気化容器内において沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる液体を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、
前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記気化容器の一端から他端に向かう方向に沿って、水平若しくは水平に対して傾斜を有する第1の気化面と、
前記第1の気化面を加熱するヒータと、
前記第1の気化面の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を有する気化装置、が提供される。
<
According to another aspect of the invention,
A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
A dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
A first vaporization surface provided at a position where the liquid is dripped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a horizontal or horizontal inclination along a direction from one end to the other end of the vaporization container; ,
A heater for heating the first vaporization surface;
There is provided a vaporizing device having an inclination angle adjusting mechanism for changing an inclination angle of the first vaporization surface.
<付記3>
本発明の他の態様によれば、
キャリアガスの導入ポートと排出ポートを両端に有する気化容器と、
前記気化容器内において沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる液体を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、
前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記導入ポートから前記排出ポートへ前記キャリアガスが流れる方向において、水平若しくは水平に対して下がる傾斜を有する第1の気化面と、
前記第1の気化面を加熱するヒータと、
前記第1の気化面の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を有する気化装置、が提供される。
<
According to another aspect of the invention,
A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
A dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
A first vaporization provided in a position where the liquid is dropped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a slope that is lowered horizontally or horizontally with respect to a direction in which the carrier gas flows from the introduction port to the discharge port. Surface,
A heater for heating the first vaporization surface;
There is provided a vaporizing device having an inclination angle adjusting mechanism for changing an inclination angle of the first vaporization surface.
<付記4>
付記1乃至3いずれか記載の気化装置であって、
前記第1の気化面の傾斜の角度とは異なる傾斜の角度を有する第2の気化面を有し、
前記ヒータは前記第2の気化面を加熱するように構成され、
前記傾斜角調整機構は前記第2の気化面の傾斜の角度を変化させるように構成される。
<
The vaporizer according to any one of
A second vaporization surface having an inclination angle different from the inclination angle of the first vaporization surface;
The heater is configured to heat the second vaporized surface;
The inclination angle adjusting mechanism is configured to change an inclination angle of the second vaporization surface.
<付記5>
付記1乃至3いずれか記載の気化装置であって、
前記滴下ノズルから滴下された前記液体が前記第1の気化面上を流れる方向において前記第1の気化面の下流側に設けられ、前記第1の気化面の傾斜の角度とは異なる傾斜の角度を有する第2の気化面を有し、
前記ヒータは前記第2の気化面を加熱するように構成され、
前記傾斜角調整機構は前記第2の気化面の傾斜の角度を変化させるように構成される。
<
The vaporizer according to any one of
An inclination angle that is provided on the downstream side of the first vaporization surface in a direction in which the liquid dropped from the dropping nozzle flows on the first vaporization surface and is different from the inclination angle of the first vaporization surface A second vaporization surface having
The heater is configured to heat the second vaporized surface;
The inclination angle adjusting mechanism is configured to change an inclination angle of the second vaporization surface.
<付記6>
本発明の他の態様によれば、
キャリアガスの導入ポートと排出ポートを両端に有する気化容器と、
前記気化容器内において沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる液体を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、
前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記気化容器の一端から他端に向かう方向に沿って、水平若しくは水平に対して傾斜を有する第1の気化面と、
前記第1の気化面の傾斜の角度とは異なる傾斜の角度を有する第2の気化面と、
前記第1の気化面及び前記第2の気化面を加熱するヒータと、
前記第1の気化面及び前記第2の気化面のうち、少なくとも一方の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を有する気化装置、が提供される。
<
According to another aspect of the invention,
A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
A dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
A first vaporization surface provided at a position where the liquid is dripped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a horizontal or horizontal inclination along a direction from one end to the other end of the vaporization container; ,
A second vaporization surface having an inclination angle different from an inclination angle of the first vaporization surface;
A heater for heating the first vaporization surface and the second vaporization surface;
There is provided a vaporizing device having an inclination angle adjusting mechanism that changes an inclination angle of at least one of the first vaporization surface and the second vaporization surface.
<付記7>
本発明の他の態様によれば、
キャリアガスの導入ポートと排出ポートを両端に有する気化容器と、
前記気化容器内において沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる液体を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、
前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記導入ポートから前記排出ポートへ前記キャリアガスが流れる方向において、水平若しくは水平に対して下がる傾斜を有する第1の気化面と、
前記液体が前記第1の気化面を経て流れていく位置に設けられ、前記導入ポートから前記排出ポートへ前記キャリアガスが流れる方向において、前記第1の気化面の傾斜の角度とは異なる傾斜の角度を有する第2の気化面と、 前記第1の気化面及び前記第2の気化面を加熱するヒータと、
前記第1の気化面及び前記第2の気化面のうち、少なくとも一方の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を有する気化装置、が提供される。
<
According to another aspect of the invention,
A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
A dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
A first vaporization provided in a position where the liquid is dropped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a slope that is lowered horizontally or horizontally with respect to a direction in which the carrier gas flows from the introduction port to the discharge port. Surface,
The liquid is provided at a position where the liquid flows through the first vaporization surface, and has an inclination different from an inclination angle of the first vaporization surface in a direction in which the carrier gas flows from the introduction port to the discharge port. A second vaporization surface having an angle; and a heater for heating the first vaporization surface and the second vaporization surface;
There is provided a vaporizing device having an inclination angle adjusting mechanism that changes an inclination angle of at least one of the first vaporization surface and the second vaporization surface.
<付記8>
付記6又は7いずれか記載の気化装置であって、
前記第2の気化面は、前記導入ポートから前記排出ポートへ前記キャリアガスが流れる方向において、水平に対して下がる傾斜の角度が前記第1の気化面の傾斜の角度よりも小さい、若しくは水平、若しくは水平に対して上がる傾斜を有する。
<
The vaporizer according to any one of
In the direction in which the carrier gas flows from the introduction port to the discharge port, the second vaporization surface has an inclination angle that is lower than the horizontal angle smaller than the inclination angle of the first vaporization surface, or is horizontal. Alternatively, it has an inclination that rises relative to the horizontal.
<付記9>
付記6乃至8いずれか記載の気化装置であって、
前記傾斜角調整機構は、前記第1の気化面及び前記第2の気化面の両方の傾斜の角度を変化させるよう構成される。
<Appendix 9>
The vaporizer according to any one of
The tilt angle adjusting mechanism is configured to change the tilt angles of both the first vaporization surface and the second vaporization surface.
<付記10>
付記6乃至8いずれか記載の気化装置であって、
前記傾斜角調整機構は、前記気化容器全体の傾斜の角度を変化させるよう構成される。
<Appendix 10>
The vaporizer according to any one of
The tilt angle adjusting mechanism is configured to change the tilt angle of the entire vaporization container.
<付記11>
付記6乃至8いずれか記載の気化装置であって、
前記傾斜角調整機構は、前記第1の気化面の傾斜の角度と前記第2の気化面の傾斜の角度をそれぞれ個別に変化させるよう構成される。
<Appendix 11>
The vaporizer according to any one of
The inclination angle adjusting mechanism is configured to individually change the inclination angle of the first vaporization surface and the inclination angle of the second vaporization surface.
<付記12>
付記1乃至11いずれか記載の気化装置であって、
前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記第1の気化面の温度を測定する第1のセンサと、
前記第1のセンサから入力された温度情報に基づいて前記ヒータの出力を制御するよう構成される制御部、とを有する。
<Appendix 12>
The vaporizer according to any one of
A first sensor which is provided at a position where the liquid is dropped from the dropping nozzle and measures the temperature of the first vaporization surface;
A control unit configured to control the output of the heater based on temperature information input from the first sensor.
<付記13>
付記6乃至8いずれか記載の気化装置であって、
前記ヒータは、前記第1の気化面と前記第2の気化面を加熱する単一のヒータである。
<Appendix 13>
The vaporizer according to any one of
The heater is a single heater that heats the first vaporization surface and the second vaporization surface.
<付記14>
付記6乃至8いずれか記載の気化装置であって、
前記ヒータは、前記第1の気化面を個別に加熱する第1のヒータと、前記第2の気化面を個別に加熱する第2のヒータを有する。
<Appendix 14>
The vaporizer according to any one of
The heater includes a first heater that individually heats the first vaporization surface and a second heater that individually heats the second vaporization surface.
<付記15>
付記6乃至8いずれか記載の気化装置であって、
前記第1のセンサから入力された温度情報に基づいて、前記第1の気化面に設けられるヒータと、前記第2の気化面に設けられるヒータの出力を制御するよう構成される制御部を有する。
<Appendix 15>
The vaporizer according to any one of
Based on temperature information input from the first sensor, a heater provided on the first vaporization surface and a controller configured to control an output of the heater provided on the second vaporization surface. .
<付記16>
付記14記載の気化装置であって、
前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記第1の気化面の温度を測定する第1のセンサと、前記第2の気化面に設けられ、前記第2の気化面の温度を測定する第2のセンサと、
前記第1のセンサから入力された温度情報に基づいて前記第1のヒータの出力を制御し、前記第2のセンサから入力された温度情報に基づいて前記第2のヒータの出力を制御するよう構成される制御部と、を有する。
<Appendix 16>
The vaporizer according to appendix 14, wherein
A first sensor for measuring the temperature of the first vaporization surface provided at a position where the liquid is dripped from the dropping nozzle; and a temperature of the second vaporization surface provided on the second vaporization surface. A second sensor for measuring
The output of the first heater is controlled based on the temperature information input from the first sensor, and the output of the second heater is controlled based on the temperature information input from the second sensor. A control unit configured.
<付記17>
付記12、15又は16いずれか記載の気化装置であって、
前記制御部は、前記第1の気化面の温度が、前記液体に含まれる沸点が異なる2つ以上の物質のうち、最も沸点の高い物質の沸点より低い温度であって、且つ、前記液体の沸点より高い温度の範囲内となるように、前記ヒータを制御するよう構成される。
<Appendix 17>
The vaporizer according to any one of appendices 12, 15 or 16,
The controller is configured such that the temperature of the first vaporization surface is lower than the boiling point of the substance having the highest boiling point among two or more substances having different boiling points contained in the liquid, and the liquid The heater is controlled so as to be within a temperature range higher than the boiling point.
<付記18>
付記17記載の気化装置であって、
前記液体は過酸化水素水である。
<Appendix 18>
The vaporizer according to appendix 17,
The liquid is hydrogen peroxide solution.
<付記19>
付記18記載の気化装置であって、
前記液体に含まれる沸点が異なる2つ以上の物質のうち、最も沸点の高い物質は過酸化水素であり、最も沸点の低い物質は水である。
<Appendix 19>
The vaporizer according to appendix 18, wherein
Of the two or more substances having different boiling points contained in the liquid, the substance having the highest boiling point is hydrogen peroxide, and the substance having the lowest boiling point is water.
<付記20>
付記18記載の気化装置であって、
前記制御部は、前記第1の気化面の温度が150℃以下となるように前記ヒータを制御するよう構成される。
<Appendix 20>
The vaporizer according to appendix 18, wherein
The control unit is configured to control the heater so that the temperature of the first vaporization surface is 150 ° C. or lower.
<付記21>
付記1乃至20いずれか記載の気化装置であって、
前記気化容器の外側に、前記第1の気化面と平行な面であって、水準器が取り付けられる面を有する。
<Appendix 21>
The vaporizer according to any one of
A surface parallel to the first vaporization surface, to which a spirit level is attached, is provided outside the vaporization container.
<付記22>
付記1乃至21いずれか記載の気化装置を複数備え、
前記複数の気化装置のそれぞれが備える前記排気ポートから排出されるガスが合流して排出される単一のガス排出口を備える気化装置、が提供される。
<Appendix 22>
A plurality of vaporizers according to any one of
There is provided a vaporizer including a single gas discharge port through which gases discharged from the exhaust ports included in each of the plurality of vaporizers merge and are discharged.
<付記23>
付記1乃至22いずれか記載の気化装置であって、
前記キャリアガスは酸素含有ガスである。
<Appendix 23>
The vaporizer according to any one of
The carrier gas is an oxygen-containing gas.
<付記24>
また、本発明の他の態様によれば、
基板を処理する反応室と、
沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる処理液を気化させて処理ガスを生成する気化装置と、
当該気化装置で生成された前記処理ガスを前記反応室内に導入する処理ガス導入ノズルと、
前記反応室内の雰囲気を排気する排気系と、を有し、
前記気化装置は、
キャリアガスの導入ポートと排出ポートを両端に有する気化容器と、
前記気化容器内において前記処理液を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、
前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記処理液が滴下される位置に設けられ、前記気化容器の一端から他端に向かう方向に沿って、水平若しくは水平に対して傾斜を有する第1の気化面と、
前記第1の気化面を加熱するヒータと、
前記第1の気化面の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を備える、基板処理装置、が提供される、
<Appendix 24>
According to another aspect of the invention,
A reaction chamber for processing the substrate;
A vaporizer that vaporizes a treatment liquid containing two or more substances having different boiling points to generate a treatment gas;
A processing gas introduction nozzle for introducing the processing gas generated by the vaporizer into the reaction chamber;
An exhaust system for exhausting the atmosphere in the reaction chamber,
The vaporizer is
A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
A dropping nozzle configured to drop the treatment liquid into the vaporization container in the vaporization container;
A first vaporization surface that is provided in a position where the treatment liquid is dripped from the dropping nozzle in the vaporization vessel and has a horizontal or horizontal inclination along a direction from one end to the other end of the vaporization vessel. When,
A heater for heating the first vaporization surface;
A substrate processing apparatus comprising: an inclination angle adjusting mechanism that changes an inclination angle of the first vaporization surface;
<付記25>
付記24記載の基板処理装置であって、
前記滴下ノズルへ前記処理液を送出する処理液供給系と、
前記導入ポートへキャリアガスを供給するキャリアガス供給系と、を有する。
<Appendix 25>
The substrate processing apparatus according to appendix 24, wherein
A treatment liquid supply system for delivering the treatment liquid to the dropping nozzle;
A carrier gas supply system for supplying a carrier gas to the introduction port.
<付記26>
付記24又は25記載の基板処理装置であって、
前記反応室内で処理される前記基板の表面にはシラザン結合を有する膜が形成されている。
<Appendix 26>
The substrate processing apparatus according to appendix 24 or 25,
A film having a silazane bond is formed on the surface of the substrate to be processed in the reaction chamber.
<付記27>
付記26記載の基板処理装置であって、
前記シラザン結合を有する膜は、ポリシラザン膜である。
<Appendix 27>
The substrate processing apparatus according to appendix 26, wherein
The film having a silazane bond is a polysilazane film.
<付記28>
付記24乃至26のいずれか記載の基板処理装置であって、
前記気化装置の排出ポートと前記処理ガス導入ノズルとの間に設けられたバルブと、
前記バルブを開放するよう制御して前記気化装置で生成された処理ガスを前記処理ガス導入ノズルへ供給すると共に、前記排気系を制御して前記反応室内の雰囲気の排気を止めるように構成される制御部と、を有する。
<Appendix 28>
The substrate processing apparatus according to any one of appendices 24 to 26,
A valve provided between a discharge port of the vaporizer and the processing gas introduction nozzle;
The process gas generated by the vaporizer is controlled to be opened to supply the process gas introduction nozzle, and the exhaust system is controlled to stop the exhaust of the atmosphere in the reaction chamber. And a control unit.
<付記29>
また、本発明の他の態様によれば、
基板を処理する反応室へ前記基板を搬入する工程と、
キャリアガスの導入ポートと排出ポートを両端に有する気化容器と、沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる処理液を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記処理液が滴下される位置に設けられ、前記気化容器の一端から他端に向かう方向に沿って、水平若しくは水平面に対して傾斜を有する第1の気化面と、前記第1の気化面の傾斜の角度とは異なる傾斜の角度を有する第2の気化面と、前記第1の気化面及び前記第2の気化面を加熱するヒータと、前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記第1の気化面の温度を測定する第1のセンサと、前記第1の気化面及び前記第2の気化面のうち、少なくとも一方の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を備える気化装置において、
前記第1の気化面及び前記第2の気化面を前記ヒータにより加熱する工程と、
前記滴下ノズルから前記処理液を前記第1の気化面に滴下すると共に、前記第1のセンサから取得した温度に基づいて、前記第1の気化面及び前記第2の気化面の温度が所定の温度を維持するよう制御して前記処理液を気化し、処理ガスを生成する工程と、
前記処理ガスを生成する工程において生成された処理ガスを前記反応室内に導入する工程と、を有する半導体装置の製造方法又は基板処理方法、が提供される。
<Appendix 29>
According to another aspect of the invention,
Carrying the substrate into a reaction chamber for processing the substrate;
A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends; a dropping nozzle configured to drop a treatment liquid containing two or more substances having different boiling points into the vaporization container; and A first vaporization surface which is provided at a position where the treatment liquid is dripped from the dripping nozzle and has an inclination with respect to a horizontal or horizontal plane along a direction from one end to the other end of the vaporization vessel; and the first The liquid is dripped from a second vaporization surface having an inclination angle different from the inclination angle of the vaporization surface, a heater for heating the first vaporization surface and the second vaporization surface, and the dropping nozzle. A first sensor that measures a temperature of the first vaporization surface, and an inclination angle that changes an inclination angle of at least one of the first vaporization surface and the second vaporization surface. Adjustment mechanism and In vaporizer comprising,
Heating the first vaporization surface and the second vaporization surface by the heater;
The treatment liquid is dropped from the dropping nozzle onto the first vaporization surface, and the temperatures of the first vaporization surface and the second vaporization surface are predetermined based on the temperature acquired from the first sensor. A process of vaporizing the processing liquid by controlling to maintain the temperature and generating a processing gas;
There is provided a method for manufacturing a semiconductor device or a substrate processing method, comprising the step of introducing the processing gas generated in the step of generating the processing gas into the reaction chamber.
<付記30>
また、本発明の他の態様によれば、
基板を処理する反応室へ前記基板を搬入する手順と、
キャリアガスの導入ポートと排出ポートを両端に有する気化容器と、沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる処理液を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記処理液が滴下される位置に設けられ、前記気化容器の一端から他端に向かう方向に沿って、水平若しくは水平面に対して傾斜を有する第1の気化面と、前記第1の気化面の傾斜の角度とは異なる傾斜の角度を有する第2の気化面と、前記第1の気化面及び前記第2の気化面を加熱するヒータと、前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記第1の気化面の温度を測定する第1のセンサと、前記第1の気化面及び前記第2の気化面のうち、少なくとも一方の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を備える気化装置において、
前記第1の気化面及び前記第2の気化面を前記ヒータにより加熱する手順と、
前記滴下ノズルから前記処理液を前記第1の気化面に滴下すると共に、前記第1のセンサから取得した温度に基づいて、前記第1の気化面及び前記第2の気化面の温度が所定の温度を維持するよう制御して前記処理液を気化し、処理ガスを生成する手順と、
前記処理ガスを生成する工程において生成された処理ガスを前記反応室内に導入する手順と、をコンピュータに実行させるプログラム、又は当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、が提供される。
<Appendix 30>
According to another aspect of the invention,
A procedure for carrying the substrate into a reaction chamber for processing the substrate;
A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends; a dropping nozzle configured to drop a treatment liquid containing two or more substances having different boiling points into the vaporization container; and A first vaporization surface which is provided at a position where the treatment liquid is dripped from the dripping nozzle and has an inclination with respect to a horizontal or horizontal plane along a direction from one end to the other end of the vaporization vessel; and the first The liquid is dripped from a second vaporization surface having an inclination angle different from the inclination angle of the vaporization surface, a heater for heating the first vaporization surface and the second vaporization surface, and the dropping nozzle. A first sensor that measures a temperature of the first vaporization surface, and an inclination angle that changes an inclination angle of at least one of the first vaporization surface and the second vaporization surface. Adjustment mechanism and In vaporizer comprising,
Heating the first vaporization surface and the second vaporization surface by the heater;
The treatment liquid is dropped from the dropping nozzle onto the first vaporization surface, and the temperatures of the first vaporization surface and the second vaporization surface are predetermined based on the temperature acquired from the first sensor. A procedure of generating a processing gas by controlling the temperature so as to vaporize the processing liquid and maintaining the temperature;
A program for causing a computer to execute a procedure for introducing the processing gas generated in the step of generating the processing gas into the reaction chamber, or a computer-readable recording medium storing the program is provided.
本発明によれば、半導体装置の製造品質を向上させると共に、製造スループットを向上させることができる技術が提供される。 According to the present invention, there is provided a technique capable of improving the manufacturing quality of a semiconductor device and improving the manufacturing throughput.
100・・・ウエハ(基板) 101b・・・処理液供給ユニット 101c・・・気化ユニット 104・・・反応室 113・・・液体流量制御装置 114・・・気化装置 200・・・コントローラ 300・・・処理液滴下ノズル 302・・・気化管 303・・・気化ヒータ 305・・・熱電対 310・・・傾斜角調整機構 400・・・温度コントローラ
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記気化容器内において沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる液体を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、
前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記導入ポートから前記排出ポートへ前記キャリアガスが流れる方向において、水平若しくは水平に対して下がる傾斜を有する第1の気化面と、
前記第1の気化面を加熱するヒータと、
前記第1の気化面の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を有する気化装置。 A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
A dropping nozzle configured to drop a liquid containing two or more substances having different boiling points in the vaporizing vessel into the vaporizing vessel;
A first vaporization provided in a position where the liquid is dropped from the dropping nozzle in the vaporization container, and having a slope that is lowered horizontally or horizontally with respect to a direction in which the carrier gas flows from the introduction port to the discharge port. Surface,
A heater for heating the first vaporization surface;
A vaporization apparatus comprising: an inclination angle adjustment mechanism that changes an inclination angle of the first vaporization surface.
前記第1の気化面の傾斜の角度とは異なる傾斜の角度を有する第2の気化面を有し、
前記ヒータは前記第2の気化面を加熱するように構成され、
前記傾斜角調整機構は前記第2の気化面の傾斜の角度を変化させるように構成される気化装置。 The vaporizer according to claim 1,
A second vaporization surface having an inclination angle different from the inclination angle of the first vaporization surface;
The heater is configured to heat the second vaporized surface;
The vaporization apparatus configured to change the inclination angle of the second vaporization surface.
前記滴下ノズルから滴下された前記液体が前記第1の気化面上を流れる方向において前記第1の気化面の下流側に設けられ、前記第1の気化面の傾斜の角度とは異なる傾斜の角度を有する第2の気化面を有し、
前記ヒータは前記第2の気化面を加熱するように構成され、
前記傾斜角調整機構は前記第2の気化面の傾斜の角度を変化させるように構成される気化装置。 The vaporizer according to claim 1,
An inclination angle that is provided on the downstream side of the first vaporization surface in a direction in which the liquid dropped from the dropping nozzle flows on the first vaporization surface and is different from the inclination angle of the first vaporization surface A second vaporization surface having
The heater is configured to heat the second vaporized surface;
The vaporization apparatus configured to change the inclination angle of the second vaporization surface.
前記傾斜角調整機構は、前記第1の気化面及び前記第2の気化面の両方の傾斜の角度を変化させるよう構成される気化装置。 A vaporizing device according to claim 3, wherein
The said inclination angle adjustment mechanism is a vaporization apparatus comprised so that the angle of inclination of both the said 1st vaporization surface and the said 2nd vaporization surface may be changed.
前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記第1の気化面の温度を測定する第1のセンサと、
前記第1のセンサから入力された温度情報に基づいて前記ヒータの出力を制御するよう構成される制御部、とを有する気化装置。 A vaporizing device according to claim 3, wherein
A first sensor which is provided at a position where the liquid is dropped from the dropping nozzle and measures the temperature of the first vaporization surface;
And a control unit configured to control an output of the heater based on temperature information input from the first sensor.
前記ヒータは、前記第1の気化面と前記第2の気化面を加熱する単一のヒータである気化装置。 The vaporizer according to claim 6,
The vaporizer is a single heater that heats the first vaporization surface and the second vaporization surface.
前記制御部は、前記第1の気化面及び前記第2の気化面の温度が、前記液体に含まれる沸点が異なる2つ以上の物質のうち、最も沸点の高い物質の沸点より低い温度であって、且つ、前記液体の沸点より高い温度の範囲内となるように、前記ヒータを制御するよう構成される気化装置。 The vaporizer according to claim 6,
The control unit is configured such that the temperature of the first vaporization surface and the second vaporization surface is lower than the boiling point of the substance having the highest boiling point among two or more substances having different boiling points contained in the liquid. And a vaporizer configured to control the heater so as to be within a temperature range higher than a boiling point of the liquid.
前記液体は過酸化水素水である気化装置。 A vaporizing device according to claim 8, wherein
The vaporizer wherein the liquid is hydrogen peroxide.
前記制御部は、前記第1の気化面の温度が150℃以下となるように前記ヒータを制御するよう構成される気化装置。 The vaporizer according to claim 9, wherein
The said control part is a vaporization apparatus comprised so that the temperature of a said 1st vaporization surface might be controlled to be 150 degrees C or less.
前記気化容器の外側に、前記第1の気化面と平行な面であって、水準器が取り付けられる面を有する気化装置。 The vaporizer according to claim 1,
A vaporization device having a surface parallel to the first vaporization surface on the outside of the vaporization container, to which a level is attached.
前記複数の気化装置のそれぞれが備える前記排気ポートからそれぞれ排出されるガスが合流して排出される、単一のガス排出口を備える気化装置。 A plurality of vaporizers according to claim 1,
A vaporizer including a single gas discharge port through which gases discharged from the exhaust ports included in each of the plurality of vaporizers merge and are discharged.
沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる処理液を気化させて処理ガスを生成する気化装置と、
前記気化装置で生成された前記処理ガスを前記反応室内に導入する処理ガス導入ノズルと、
前記反応室内の雰囲気を排気する排気系と、を有し、
前記気化装置は、
キャリアガスの導入ポートと排出ポートを両端に有する気化容器と、
前記気化容器内において前記処理液を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、
前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記処理液が滴下される位置に設けられ、前記気化容器の一端から他端に向かう方向に沿って、水平若しくは水平に対して傾斜を有する第1の気化面と、
前記第1の気化面を加熱するヒータと、
前記第1の気化面の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を備える基板処理装置。 A reaction chamber for processing the substrate;
A vaporizer that vaporizes a treatment liquid containing two or more substances having different boiling points to generate a treatment gas;
A processing gas introduction nozzle for introducing the processing gas generated by the vaporizer into the reaction chamber;
An exhaust system for exhausting the atmosphere in the reaction chamber,
The vaporizer is
A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends;
A dropping nozzle configured to drop the treatment liquid into the vaporization container in the vaporization container;
A first vaporization surface that is provided in a position where the treatment liquid is dripped from the dropping nozzle in the vaporization vessel and has a horizontal or horizontal inclination along a direction from one end to the other end of the vaporization vessel. When,
A heater for heating the first vaporization surface;
A substrate processing apparatus comprising: an inclination angle adjusting mechanism that changes an inclination angle of the first vaporization surface.
前記滴下ノズルへ前記処理液として過酸化水素水を送出する処理液供給系と、
前記導入ポートへキャリアガスとして酸素含有ガスを供給するキャリアガス供給系と、を有する基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 13,
A treatment liquid supply system for sending hydrogen peroxide water as the treatment liquid to the dropping nozzle;
And a carrier gas supply system for supplying an oxygen-containing gas as a carrier gas to the introduction port.
キャリアガスの導入ポートと排出ポートを両端に有する気化容器と、沸点が異なる2つ以上の物質が含まれる処理液を前記気化容器内に滴下するよう構成される滴下ノズルと、前記気化容器内において前記滴下ノズルから前記処理液が滴下される位置に設けられ、前記気化容器の一端から他端に向かう方向に沿って、水平若しくは水平面に対して傾斜を有する第1の気化面と、前記第1の気化面の傾斜の角度とは異なる傾斜の角度を有する第2の気化面と、前記第1の気化面及び前記第2の気化面を加熱するヒータと、前記滴下ノズルから前記液体が滴下される位置に設けられ、前記第1の気化面の温度を測定する第1のセンサと、前記第1の気化面及び前記第2の気化面のうち、少なくとも一方の傾斜の角度を変化させる傾斜角調整機構と、を備える気化装置において、
前記第1の気化面及び前記第2の気化面を前記ヒータにより加熱する工程と、
前記滴下ノズルから前記処理液を前記第1の気化面に滴下すると共に、前記第1のセンサから取得した温度に基づいて、前記第1の気化面及び前記第2の気化面の温度が所定の温度を維持するよう制御して前記処理液を気化し、処理ガスを生成する工程と、
前記処理ガスを生成する工程において生成された処理ガスを前記反応室内に導入する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
Carrying the substrate into a reaction chamber for processing the substrate;
A vaporization container having a carrier gas introduction port and a discharge port at both ends; a dropping nozzle configured to drop a treatment liquid containing two or more substances having different boiling points into the vaporization container; and A first vaporization surface which is provided at a position where the treatment liquid is dripped from the dripping nozzle and has an inclination with respect to a horizontal or horizontal plane along a direction from one end to the other end of the vaporization vessel; and the first The liquid is dripped from a second vaporization surface having an inclination angle different from the inclination angle of the vaporization surface, a heater for heating the first vaporization surface and the second vaporization surface, and the dropping nozzle. A first sensor that measures a temperature of the first vaporization surface, and an inclination angle that changes an inclination angle of at least one of the first vaporization surface and the second vaporization surface. Adjustment mechanism and In vaporizer comprising,
Heating the first vaporization surface and the second vaporization surface by the heater;
The treatment liquid is dropped from the dropping nozzle onto the first vaporization surface, and the temperatures of the first vaporization surface and the second vaporization surface are predetermined based on the temperature acquired from the first sensor. A process of vaporizing the processing liquid by controlling to maintain the temperature and generating a processing gas;
Introducing the processing gas generated in the step of generating the processing gas into the reaction chamber;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/066488 WO2016199193A1 (en) | 2015-06-08 | 2015-06-08 | Gasification device, substrate processing device and semiconductor device production method |
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| JPH11335845A (en) * | 1998-05-20 | 1999-12-07 | Ebara Corp | Liquid raw material vaporizer |
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-
2015
- 2015-06-08 WO PCT/JP2015/066488 patent/WO2016199193A1/en not_active Ceased
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