JP2003197613A - Substrate treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基板処理装置、特
に、液体原料が使用される基板処理装置に関し、例え
ば、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Depos
ition )装置に利用して有効な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly to a substrate processing apparatus in which a liquid material is used, and for example, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Depos
ition) technology effective for use in equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】DRAM(Dynamic Random Access Memo
rry )のキャパシタ(Capacitor )の静電容量部(絶縁
膜)の材料としての高誘電体薄膜を形成するのに、Ta
2 O5 (五酸化タンタル)が使用されて来ている。Ta
2 O5 は高い誘電率を持つため、微細面積で大きな静電
容量を得るのに適している。そして、生産性や膜質等の
観点からDRAMの製造方法においては、Ta2 O5 は
MOCVD装置によって成膜することが要望されてい
る。2. Description of the Related Art DRAM (Dynamic Random Access Memo)
In order to form a high dielectric thin film as a material of the electrostatic capacity portion (insulating film) of the capacitor (capacitor) of rry), Ta
2 O 5 (tantalum pentoxide) has been used. Ta
Since 2 O 5 has a high dielectric constant, it is suitable for obtaining a large capacitance in a fine area. From the viewpoint of productivity, film quality, etc., in the method of manufacturing a DRAM, it is required that Ta 2 O 5 be formed into a film by a MOCVD device.
【0003】Ta2 O5 の成膜に使用されるMOCVD
装置は、半導体集積回路の一例であるDRAMが作り込
まれる半導体ウエハ(以下、ウエハという。)を処理す
る処理室と、この処理室に一端が接続された原料ガス供
給配管と、この原料ガス供給配管の他端に接続されて液
体原料を気化させる気化器と、この気化器に液体原料を
供給する液体原料供給装置とを備えており、液体原料供
給装置から気化器に液体原料を供給し、この液体原料を
気化器において気化させ、気化させた原料ガスを処理室
に供給することにより処理室内のウエハにTa2 O5 膜
を形成するように構成されている。MOCVD used to deposit Ta 2 O 5
The apparatus includes a processing chamber for processing a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) in which a DRAM, which is an example of a semiconductor integrated circuit, is processed, a source gas supply pipe having one end connected to the processing chamber, and a source gas supply. A vaporizer connected to the other end of the pipe for vaporizing the liquid raw material, and a liquid raw material supply device for supplying the liquid raw material to the vaporizer are provided, and the liquid raw material is supplied from the liquid raw material supply device to the vaporizer, This liquid raw material is vaporized in a vaporizer, and the vaporized raw material gas is supplied to the processing chamber to form a Ta 2 O 5 film on the wafer in the processing chamber.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、液体原料を使
用するMOCVD装置には、気体原料を用いるCVD装
置に比べて膜厚の再現性を確保し難いという問題点があ
る。その要因の一つは、供給量の制御が気体よりも液体
の方が困難であるためと言われている。供給量の制御が
困難である原因としては、液体原料中に溶け込んでいる
と推測される不活性ガス(窒素ガスやヘリウムガス等)
の量を一定に制御することができないためと、考えられ
る。すなわち、液体原料が処理室(気化器)に近づくに
従って圧力が低くなり、溶け込んでいる不活性ガスが気
泡となって液体原料の内部に出て来るため、そのガスの
発生量によって液体原料の供給量が変動してしまうから
である。However, the MOCVD apparatus using the liquid raw material has a problem that it is difficult to secure the reproducibility of the film thickness as compared with the CVD apparatus using the gas raw material. One of the causes is said to be because it is more difficult to control the supply amount of liquid than gas. The reason why it is difficult to control the supply amount is the inert gas (nitrogen gas, helium gas, etc.) that is presumed to be dissolved in the liquid raw material.
It is considered that this is because it is not possible to control the amount of the constant. That is, the pressure of the liquid raw material becomes lower as the liquid raw material approaches the processing chamber (vaporizer), and the dissolved inert gas becomes bubbles to come out inside the liquid raw material. Therefore, the liquid raw material is supplied depending on the generated amount of the gas. This is because the amount changes.
【0005】本発明の目的は、ガスの混入による液体原
料の供給量の変動を防止することができる基板処理装置
を提供することにある。An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of preventing fluctuations in the supply amount of liquid raw material due to gas mixture.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】課題を解決するための第
一の手段は、液体原料を貯溜するタンクと、前記液体原
料を気化する気化器と、前記液体原料を前記タンクから
前記気化器へ供給する液体原料供給配管と、前記液体原
料を気化したガスを前記気化器から基板を処理する処理
室へ供給するガス供給配管とを備えている基板処理装置
であって、前記タンクが前記気化器よりも高い位置に配
置されており、前記液体原料供給配管は前記液体原料の
取入口が最も高い位置になるように構成されていること
を特徴とする。A first means for solving the problems is a tank for storing a liquid raw material, a vaporizer for vaporizing the liquid raw material, and the liquid raw material from the tank to the vaporizer. A substrate processing apparatus comprising: a liquid raw material supply pipe for supplying; and a gas supply pipe for supplying a gas obtained by vaporizing the liquid raw material from the vaporizer to a processing chamber for processing a substrate, wherein the tank is the vaporizer. It is characterized in that the liquid raw material supply pipe is arranged at a higher position than the above, and the liquid raw material supply pipe is configured so that the intake of the liquid raw material is at the highest position.
【0007】この第一の手段によれば、液体原料の取入
口が最も高い位置に設定されているため、液体原料供給
配管中において発生したガスは液体と気体との比重の関
係によって液体原料供給配管に充満した液体原料中を通
じて、取入口からタンクの内部へ放出されることにな
る。したがって、液体原料中のガスを常に排出させるこ
とができるため、ガスの混入による液体原料の供給量の
変動の発生を防止することができる。According to the first means, since the inlet of the liquid raw material is set at the highest position, the gas generated in the liquid raw material supply pipe is supplied by the liquid raw material due to the specific gravity relationship between the liquid and the gas. Through the liquid raw material filled in the pipe, the liquid raw material is discharged from the intake port to the inside of the tank. Therefore, since the gas in the liquid raw material can be constantly discharged, it is possible to prevent the supply amount of the liquid raw material from fluctuating due to mixing of the gas.
【0008】課題を解決するための第二の手段は、液体
原料を貯溜するタンクと、前記液体原料を気化する気化
器と、前記液体原料を前記タンクから前記気化器へ供給
する液体原料供給配管と、前記液体原料を気化したガス
を前記気化器から基板を処理する処理室へ供給するガス
供給配管とを備えている基板処理装置であって、前記液
体原料供給配管には前記液体原料で発生したガスを貯留
するバッファ部が設けられていることを特徴とする。A second means for solving the problem is a tank for storing a liquid raw material, a vaporizer for vaporizing the liquid raw material, and a liquid raw material supply pipe for supplying the liquid raw material from the tank to the vaporizer. And a gas supply pipe for supplying a gas obtained by vaporizing the liquid raw material from the vaporizer to a processing chamber for processing a substrate, wherein the liquid raw material is supplied to the liquid raw material supply pipe. It is characterized in that a buffer part for storing the gas is provided.
【0009】この第二の手段によれば、液体原料供給配
管中において発生したガスは液体と気体との比重の関係
によって液体原料供給配管に充満した液体原料中を通じ
て、バッファ部の内部へ放出されることになる。したが
って、液体原料中のガスを常に排出させることができる
ため、ガスの混入による液体原料の供給量の変動の発生
を防止することができる。According to the second means, the gas generated in the liquid raw material supply pipe is discharged into the buffer portion through the liquid raw material filled in the liquid raw material supply pipe due to the specific gravity relationship between the liquid and the gas. Will be. Therefore, since the gas in the liquid raw material can be constantly discharged, it is possible to prevent the supply amount of the liquid raw material from fluctuating due to mixing of the gas.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に即して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】本実施の形態において、図1に示されてい
るように、本発明に係る基板処理装置はMOCVD装置
として構成されており、このMOCVD装置はDRAM
の製造方法におけるキャパシタの静電容量部のTa2 O
5 膜を成膜する工程(以下、キャパシタ形成工程とい
う。)に使用される。In this embodiment, as shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus according to the present invention is configured as a MOCVD apparatus, and this MOCVD apparatus is a DRAM.
2 O of the capacitance part of the capacitor in the manufacturing method of
5 Used in the process of forming a film (hereinafter referred to as the capacitor forming process).
【0012】図1に示されているMOCVD装置10は
処理室11を形成した筐体12を備えており、筐体12
は枚葉式コールドウオール形減圧CVD装置として構成
されている。筐体12の下部には処理室11を排気する
ための排気管13が接続されており、筐体12の上部に
は処理室11に酸素(O2 )ガスを供給するための酸素
ガス供給管14が接続されている。筐体12の底壁には
支持軸15が回転自在かつ昇降自在に挿通されており、
支持軸15は図示しない駆動装置によって回転かつ昇降
駆動されるように構成されている。支持軸15の処理室
11における上面には被処理基板であるウエハ1を保持
するためのサセプタ16が配置されている。支持軸15
の上端部の内部にはヒータ17がサセプタ16に保持さ
れたウエハ1を均一に加熱するように装備されている。
筐体12の側壁の一部にはウエハ1を出し入れするため
のウエハ搬入搬出口18が開設されており、ウエハ搬入
搬出口18はゲート19によって開閉されるようになっ
ている。The MOCVD apparatus 10 shown in FIG. 1 includes a housing 12 in which a processing chamber 11 is formed.
Is configured as a single-wafer cold wall type low pressure CVD apparatus. An exhaust pipe 13 for exhausting the processing chamber 11 is connected to a lower portion of the housing 12, and an oxygen gas supply pipe for supplying oxygen (O 2 ) gas to the processing chamber 11 is connected to an upper portion of the housing 12. 14 is connected. A support shaft 15 is rotatably and vertically movable through the bottom wall of the housing 12,
The support shaft 15 is configured to be rotated and driven up and down by a driving device (not shown). A susceptor 16 for holding the wafer 1, which is a substrate to be processed, is disposed on the upper surface of the support shaft 15 in the processing chamber 11. Support shaft 15
A heater 17 is installed inside the upper end of the so as to uniformly heat the wafer 1 held by the susceptor 16.
A wafer loading / unloading port 18 for loading / unloading the wafer 1 is provided in a part of the side wall of the housing 12, and the wafer loading / unloading port 18 is opened and closed by a gate 19.
【0013】筐体12の天井壁には原料ガスを処理室1
1へ供給するための原料ガス供給配管20の一端部が挿
入されており、原料ガス供給配管20の他端には液体原
料を気化させる気化器21が接続されている。原料ガス
供給配管20の挿入端部には原料ガスをシャワー状に吹
き出す吹出ヘッド22が設置されている。気化器21と
後述する液体流量制御装置37との間には一端がキャリ
アガスを供給するキャリアガス供給源23に接続された
キャリアガス供給配管24の他端が接続されており、キ
ャリアガス供給配管24の途中には可変流量制御弁25
が介設されている。気化器21には液体原料供給装置3
0が接続されている。なお、図1では便宜上、液体流量
制御装置37と気化器21とは、配管により所定距離を
隔てて配置されているが、実際には、液体流量制御装置
37と気化器21とはきわめて接近して配置されてい
る。On the ceiling wall of the housing 12, the source gas is supplied to the processing chamber 1.
1, one end of a raw material gas supply pipe 20 is inserted, and the other end of the raw material gas supply pipe 20 is connected to a vaporizer 21 for vaporizing a liquid raw material. At the insertion end of the raw material gas supply pipe 20, a blowing head 22 that blows the raw material gas in a shower shape is installed. The other end of a carrier gas supply pipe 24, one end of which is connected to a carrier gas supply source 23 for supplying a carrier gas, is connected between the vaporizer 21 and a liquid flow rate control device 37 described later. In the middle of 24, a variable flow control valve 25
Is installed. The liquid raw material supply device 3 is provided in the vaporizer 21.
0 is connected. Note that, in FIG. 1, for convenience, the liquid flow rate control device 37 and the vaporizer 21 are arranged at a predetermined distance by a pipe, but in reality, the liquid flow rate control device 37 and the vaporizer 21 are extremely close to each other. Are arranged.
【0014】液体原料供給装置30は液体原料31を貯
溜するタンク32を備えており、タンク32は気化器2
1よりも重力的に高い位置に配置されている。タンク3
2の天井壁の中央部にはキャップ34によって閉塞され
た注入口33が開設されている。タンク32の底壁の中
央部には液体原料31を気化器21に供給する液体原料
供給配管35の一端部が接続されており、液体原料供給
配管35はその液体原料の取入口36であるタンク32
との接続口が液体原料供給配管35のうち最も高い位置
(頂上)すなわち重力に逆らう供給経路を持たないよう
に構成されている。液体原料供給配管35の他端部は気
化器21に接続されており、液体原料供給配管35の途
中には液体流量制御弁や液体流量計および開閉弁等によ
って構成された液体流量制御装置37が介設されてい
る。The liquid raw material supply device 30 is provided with a tank 32 for storing the liquid raw material 31, and the tank 32 is a carburetor 2.
It is arranged at a position higher than 1 in terms of gravity. Tank 3
An injection port 33 closed by a cap 34 is opened in the center of the ceiling wall of No. 2. One end of a liquid raw material supply pipe 35 for supplying the liquid raw material 31 to the vaporizer 21 is connected to the central portion of the bottom wall of the tank 32, and the liquid raw material supply pipe 35 is a tank serving as an inlet 36 for the liquid raw material. 32
The connection port to and is configured so as not to have the highest position (top) of the liquid raw material supply pipe 35, that is, the supply path against gravity. The other end of the liquid raw material supply pipe 35 is connected to the vaporizer 21, and a liquid flow rate control device 37 including a liquid flow rate control valve, a liquid flow meter, an on-off valve, etc. is provided in the middle of the liquid raw material supply pipe 35. It is installed.
【0015】タンク32の天井壁には液体原料を送り出
すための送出ガス42を供給する送出ガス供給配管43
の一端が接続されており、送出ガス供給配管43の他端
は窒素ガス等の不活性ガスを送出ガス42として供給す
る送出ガス供給源41に接続されている。送出ガス供給
配管43のタンク32への挿入端部はタンク32内にお
ける液体原料31の上方空間32aにおいて開口されて
いる。送出ガス供給配管43には止め弁44が介設され
ている。On the ceiling wall of the tank 32, a delivery gas supply pipe 43 for delivering a delivery gas 42 for delivering the liquid raw material.
Is connected to one end, and the other end of the delivery gas supply pipe 43 is connected to a delivery gas supply source 41 which supplies an inert gas such as nitrogen gas as the delivery gas 42. An end of the delivery gas supply pipe 43, which is inserted into the tank 32, is opened in an upper space 32 a of the liquid raw material 31 in the tank 32. A stop valve 44 is provided in the delivery gas supply pipe 43.
【0016】次に、以上の構成に係るMOCVD装置1
0が使用されるDRAMの製造方法におけるキャパシタ
形成工程を説明する。Next, the MOCVD apparatus 1 having the above configuration
The capacitor forming process in the method of manufacturing the DRAM in which 0 is used will be described.
【0017】本実施の形態において、キャパシタの静電
容量部はTa2 O5 膜によって形成される。したがっ
て、MOCVD装置10の処理室11に搬入されるウエ
ハ1には、キャパシタの静電容量部を形成する前の所定
のパターンが形成されている。そして、液体原料供給装
置30のタンク32にはTa(OC2 H5 )5 (ペンタ
・エトキシ・タンタル。以下、PETaという。)が液
体原料31として貯溜されている。In the present embodiment, the capacitance portion of the capacitor is formed of Ta 2 O 5 film. Therefore, the wafer 1 carried into the processing chamber 11 of the MOCVD apparatus 10 has a predetermined pattern formed before the formation of the capacitance portion of the capacitor. Then, Ta (OC 2 H 5 ) 5 (penta-ethoxy-tantalum; hereinafter referred to as PETa) is stored as a liquid raw material 31 in the tank 32 of the liquid raw material supply device 30.
【0018】所定のパターンが形成されたウエハ1は図
示しないハンドリング装置によって保持されて、ゲート
19が開放されたウエハ搬入搬出口18から処理室11
に搬入されるとともに、サセプタ16の上に受け渡され
る。サセプタ16に受け渡されたウエハ1はヒータ17
によって所定の温度(430〜480℃)に加熱され、
支持軸15によって上昇されて回転される。処理室11
は排気管13に接続された真空ポンプ(図示せず)によ
って、所定の圧力(20〜40Pa)に排気される。処
理室11が所定の圧力に安定すると、図1に二点鎖線矢
印で示されているように、酸素ガス供給管14から酸素
ガス50が供給される。The wafer 1 on which a predetermined pattern is formed is held by a handling device (not shown), and the processing chamber 11 is transferred from the wafer loading / unloading port 18 with the gate 19 opened.
And is delivered to the susceptor 16. The wafer 1 transferred to the susceptor 16 has a heater 17
Is heated to a predetermined temperature (430-480 ° C) by
The support shaft 15 raises and rotates. Processing room 11
Is exhausted to a predetermined pressure (20 to 40 Pa) by a vacuum pump (not shown) connected to the exhaust pipe 13. When the processing chamber 11 stabilizes at a predetermined pressure, oxygen gas 50 is supplied from the oxygen gas supply pipe 14 as indicated by the double-dashed line arrow in FIG.
【0019】液体原料供給装置30の送出ガス供給配管
43の止め弁44が開かれて、送出ガス供給源41から
送出ガス42がタンク32の上方空間32aに供給され
ると、送出ガス42がタンク32に貯溜された液体原料
31の液面を押し下げるため、液体原料31が液体原料
供給配管35に送り出される。そして、液体原料供給配
管35の液体流量制御装置37の制御により、液体原料
31としてのPETaが液体原料供給配管35を通じて
気化器21に供給される。When the stop valve 44 of the delivery gas supply pipe 43 of the liquid raw material supply device 30 is opened and the delivery gas 42 is supplied from the delivery gas supply source 41 to the upper space 32a of the tank 32, the delivery gas 42 is transferred to the tank. In order to push down the liquid surface of the liquid raw material 31 stored in 32, the liquid raw material 31 is sent out to the liquid raw material supply pipe 35. Then, under the control of the liquid flow rate control device 37 of the liquid raw material supply pipe 35, PETa as the liquid raw material 31 is supplied to the vaporizer 21 through the liquid raw material supply pipe 35.
【0020】ところで、液体原料31であるPETaの
液中には不純物として窒素ガスやヘリウムガス等が溶け
込んでおり、これらのガスは液体原料31が処理室11
(気化器21)に近づくに従って液体原料31の圧力が
低くなると、液中に溶け込んでいられなくなるため、図
1に示されているように、気泡53となって液体原料3
1の液中に出てきてしまう。この気泡53が液体流量制
御装置37に流れ込むと、液体流量制御装置37による
液体原料31の流量制御が気泡53の含有量によって影
響されるため、その気泡53の発生量によって液体原料
31の気化器21への供給量が変動してしまうことにな
る。By the way, nitrogen gas, helium gas, etc. are dissolved as impurities in the liquid of PETa which is the liquid raw material 31, and the liquid raw material 31 is the gas from these gases.
When the pressure of the liquid raw material 31 decreases as it gets closer to the (vaporizer 21), the liquid raw material 31 cannot be dissolved in the liquid, so that the liquid raw material 3 becomes bubbles 53 as shown in FIG.
It comes out in the liquid of 1. When the bubbles 53 flow into the liquid flow rate control device 37, the flow rate control of the liquid raw material 31 by the liquid flow rate control device 37 is affected by the content of the bubbles 53. Therefore, the vaporizer of the liquid raw material 31 depends on the generation amount of the bubbles 53. The supply amount to 21 will fluctuate.
【0021】しかし、本実施の形態においては、液体原
料供給配管35は液体原料31の取入口36が最も高い
位置に設定されているため、液体原料供給配管35の内
部において発生した比重が液体よりも遙に小さい気泡5
3は液体原料供給配管35に充満した液体原料31の液
中を上昇することにより、取入口36からタンク32の
上方空間32aへ放出されることになる。したがって、
気泡53が液体流量制御装置37に流れ込むのを防止す
ることができるため、液体流量制御装置37による液体
原料31の流量制御が気泡53の発生量によって影響さ
れることはなく、液体流量制御装置37は予め設定され
た流量の液体原料31を気化器21に供給することがで
きる。However, in the present embodiment, since the liquid raw material supply pipe 35 is set at the highest position of the intake port 36 of the liquid raw material 31, the specific gravity generated inside the liquid raw material supply pipe 35 is higher than that of the liquid. A much smaller bubble 5
3 rises in the liquid raw material 31 filled in the liquid raw material supply pipe 35, and is discharged from the intake port 36 to the upper space 32a of the tank 32. Therefore,
Since it is possible to prevent the bubbles 53 from flowing into the liquid flow rate control device 37, the flow rate control of the liquid raw material 31 by the liquid flow rate control device 37 is not affected by the generation amount of the bubbles 53, and the liquid flow rate control device 37. Can supply the liquid raw material 31 with a preset flow rate to the vaporizer 21.
【0022】以上のようにして液体流量制御装置37に
よって予め設定された流量に適正に制御された液体原料
31であるPETaは、気化器21に供給されて噴霧さ
れ微粒子化するとともに、気化器21に内蔵されたカー
トリッジヒータによって加熱されることにより効果的に
気化して、原料ガスになる。一方、気化器21にはキャ
リアガスとして、例えば、N2 (窒素)ガス等の不活性
ガスがキャリアガス供給源23からキャリアガス供給配
管24を通じて導入される。As described above, PETa, which is the liquid raw material 31 properly controlled to the preset flow rate by the liquid flow rate controller 37, is supplied to the vaporizer 21 and atomized into fine particles, and at the same time, the vaporizer 21. It is effectively vaporized by being heated by the cartridge heater built in the, and becomes a raw material gas. On the other hand, an inert gas such as N 2 (nitrogen) gas is introduced into the vaporizer 21 from a carrier gas supply source 23 through a carrier gas supply pipe 24 as a carrier gas.
【0023】図1に示されているように、気化器21に
おいてPETaが気化して構成された原料ガス51はキ
ャリアガス52と混合し、気化器21から原料ガス供給
配管20を流通して、処理室11に吹出ヘッド22から
シャワー状に吹き出す。処理室11に吹き出したPET
aの気化ガスである原料ガス51は充分に気化している
ため、ウエハ1の上でTa2 O5 となってサセプタ16
に保持されて加熱されたウエハ1の上に熱CVD反応に
よって堆積する。この堆積により、ウエハ1の表面には
Ta2 O5 膜が形成される。なお、Ta2 O5 膜の形成
処理条件は次の通りである。成膜温度は352〜520
℃、圧力は15〜300Pa、キャリアガスの流量は
0.1〜1SLM(スタンダード・リットル・毎分)、
圧送ガス圧力は0.05〜0.3MPa、原料ガスの流
量は0.01〜0.5ccm(立方センチメートル毎
分)。As shown in FIG. 1, the raw material gas 51 formed by vaporizing PETa in the vaporizer 21 is mixed with the carrier gas 52, flows from the vaporizer 21 through the raw material gas supply pipe 20, It blows out like a shower from the blowing head 22 to the processing chamber 11. PET blown into the processing chamber 11
Since the source gas 51, which is the vaporized gas of a, is sufficiently vaporized, it becomes Ta 2 O 5 on the wafer 1 and becomes susceptor 16 a.
Is deposited on the heated and held wafer 1 by a thermal CVD reaction. By this deposition, a Ta 2 O 5 film is formed on the surface of the wafer 1. The conditions for forming the Ta 2 O 5 film are as follows. Film formation temperature is 352 to 520
C, pressure 15-300 Pa, carrier gas flow rate 0.1-1 SLM (standard liters per minute),
The pumping gas pressure is 0.05 to 0.3 MPa, and the flow rate of the raw material gas is 0.01 to 0.5 ccm (cubic centimeter per minute).
【0024】Ta2 O5 膜の形成処理について予め設定
された時間が経過すると、気化器21の液体原料供給配
管35の液体流量制御装置37の開閉弁およびキャリア
ガス供給配管24の可変流量制御弁25が閉じられるこ
とにより、液体原料31としてのPETaおよびキャリ
アガス52の供給が停止される。After a preset time has elapsed for the Ta 2 O 5 film forming process, the on / off valve of the liquid flow rate control device 37 of the liquid raw material supply pipe 35 of the vaporizer 21 and the variable flow rate control valve of the carrier gas supply pipe 24. By closing 25, the supply of PETa as the liquid raw material 31 and the carrier gas 52 is stopped.
【0025】以上のようにしてTa2 O5 膜を形成され
たウエハ1はハンドリング装置によって処理室11から
搬出される。以降、前述した作業が繰り返されることに
より、ウエハ1にTa2 O5 膜が形成処理されて行く。The wafer 1 on which the Ta 2 O 5 film is formed as described above is unloaded from the processing chamber 11 by the handling device. After that, the Ta 2 O 5 film is formed on the wafer 1 by repeating the above-described work.
【0026】前記実施の形態によれば、次の効果が得ら
れる。According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
【0027】1) 液体原料供給配管の液体原料の取入口
を最も高い位置に設定することにより、液体原料供給配
管の内部において発生した気泡(ガス)を取入口からタ
ンクの上方空間へ放出させることができるため、気泡が
液体流量制御装置に流れ込むのを防止することができ
る。1) The bubbles (gas) generated inside the liquid raw material supply pipe are discharged from the inlet to the space above the tank by setting the inlet of the liquid raw material supply pipe to the highest position. Therefore, it is possible to prevent bubbles from flowing into the liquid flow rate control device.
【0028】2) 液体原料供給配管の液体原料中に発生
した気泡が液体流量制御装置に流れ込むのを防止するこ
とにより、液体流量制御装置による液体原料の流量制御
が気泡の発生量によって影響されるのを防止することが
できるため、液体流量制御装置は予め設定された流量の
液体原料を気化器に適正に供給することができる。2) By preventing the bubbles generated in the liquid raw material of the liquid raw material supply pipe from flowing into the liquid flow rate control device, the flow rate control of the liquid raw material by the liquid flow rate control device is influenced by the amount of bubbles generated. Since this can be prevented, the liquid flow rate control device can appropriately supply the liquid raw material at a preset flow rate to the vaporizer.
【0029】3) 予め設定された流量の液体原料を気化
器に適正に供給することにより、気化器は予め設定され
た量の原料ガスを処理室に供給することができるため、
MOCVD装置において膜厚の再現性の良好な成膜を確
保することができる。3) By properly supplying a preset flow rate of liquid raw material to the vaporizer, the vaporizer can supply a preset amount of raw material gas to the processing chamber,
It is possible to secure film formation with good reproducibility of film thickness in the MOCVD apparatus.
【0030】図2は本発明の第二の実施の形態であるM
OCVD装置を示す模式図である。FIG. 2 shows a second embodiment M of the present invention.
It is a schematic diagram which shows an OCVD apparatus.
【0031】本実施の形態が前記実施の形態と異なる点
は、タンク32Aは任意の高さに配置されており、液体
原料供給配管35Aの一端がタンク32Aの天井壁に挿
入されて取入口36Aが液体原料31の液中で開口さ
れ、かつ、液体原料31の液中において発生した気泡
(ガス)を一時的に貯留するバッファ部としてのバッフ
ァ管38が液体原料供給配管35Aの途中に接続されて
いる点、である。The present embodiment differs from the above-mentioned embodiments in that the tank 32A is arranged at an arbitrary height, and one end of the liquid raw material supply pipe 35A is inserted into the ceiling wall of the tank 32A so that the intake port 36A is provided. Is opened in the liquid of the liquid raw material 31, and a buffer pipe 38 as a buffer portion for temporarily storing bubbles (gas) generated in the liquid of the liquid raw material 31 is connected in the middle of the liquid raw material supply pipe 35A. That is the point.
【0032】本実施の形態によれば、液体原料31の液
中において発生した気泡53を液体原料供給配管35A
の途中に接続されたバッファ管38によって捕集するこ
とができるため、気泡53が液体流量制御装置37に流
れ込むのを防止することができ、前記実施の形態と同様
の効果を奏することができる。そして、本実施の形態に
よれば、タンク32Aを任意の高さに配置することがで
きるため、MOCVD装置10のレイアウトの自由度を
高めることができる。なお、処理室11に近いほど圧力
が低くなり気泡が発生しやすくなることから、バッファ
管38の設置位置はできるだけ処理室11に近い方が好
ましい。すなわち、気化器21の近傍が好ましい。ま
た、バッファ管38は複数箇所に設けても構わない。例
えば、タンク32Aと液体流量制御装置37との間の複
数箇所に設けるようにしてもよい。また、バッファ管3
8には捕集した気泡を抜くための排出管を設けるように
しても構わない。According to the present embodiment, the bubbles 53 generated in the liquid of the liquid raw material 31 are removed from the liquid raw material supply pipe 35A.
Since it can be collected by the buffer pipe 38 connected midway, it is possible to prevent the bubbles 53 from flowing into the liquid flow rate control device 37, and it is possible to obtain the same effect as that of the above-described embodiment. Further, according to the present embodiment, the tank 32A can be arranged at an arbitrary height, so that the degree of freedom in the layout of the MOCVD device 10 can be increased. Since the pressure becomes lower and the bubbles are more likely to be generated as the position is closer to the processing chamber 11, the installation position of the buffer pipe 38 is preferably as close to the processing chamber 11 as possible. That is, the vicinity of the vaporizer 21 is preferable. Further, the buffer pipe 38 may be provided at a plurality of places. For example, it may be provided at a plurality of locations between the tank 32A and the liquid flow rate control device 37. Also, the buffer tube 3
A drain pipe for removing the collected air bubbles may be provided at 8.
【0033】図3は膜厚の再現性向上効果を示すグラフ
であり、縦軸には膜厚が取られ、横軸にはウエハの処理
枚数が取られている。折れ線Aは従来例の場合を示し、
折れ線Bは本発明の第一の実施の形態の場合を示し、折
れ線Cは本発明の第二の実施の形態の場合を示してい
る。FIG. 3 is a graph showing the effect of improving the reproducibility of the film thickness, in which the vertical axis represents the film thickness and the horizontal axis represents the number of processed wafers. Line A shows the case of the conventional example,
A polygonal line B shows the case of the first embodiment of the present invention, and a polygonal line C shows the case of the second embodiment of the present invention.
【0034】図3によれば、従来例を示す折れ線Aがき
わめて膜厚の再現性が劣るのに対して、第一の実施の形
態を示す折れ線Bおよび第二の実施の形態を示す折れ線
Cにおいては、膜厚の再現性がきわめて良好に改善され
ているのが、理解される。According to FIG. 3, the polygonal line A showing the conventional example has extremely poor reproducibility of the film thickness, whereas the polygonal line B showing the first embodiment and the polygonal line C showing the second embodiment. It is understood that in (1), the reproducibility of the film thickness is improved very well.
【0035】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもな
い。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
【0036】例えば、液体原料としては、PETaを使
用するに限らず、Nb2 O5 (五酸化ニオブ)を成膜す
るためのNb(OC2 H5 )5 (ペンタ・エトキシ・ニ
オブ)、TiOx(チタンオキサイド)を成膜するため
のTi(OC3 H7 )4 (テトラ・イソプロピル・チタ
ン)、ZrO2 (二酸化ジルコニウム)を成膜するため
のZr(OC4 H9 )4 (テトラ・ブトキシ・ジルコニ
ウム)、HfO2 (二酸化ハウフニウム)を成膜するた
めのHf(OC4 H9 )4 (テトラ・ブトキシ・ハウフ
ニウム)等を使用してもよい。For example, not only PETa is used as the liquid raw material, but also Nb (OC 2 H 5 ) 5 (pentaethoxyniobium) for forming a film of Nb 2 O 5 (niobium pentoxide), TiOx Ti (OC 3 H 7 ) 4 (tetra isopropyl titanium) for forming (titanium oxide) and Zr (OC 4 H 9 ) 4 (tetra butoxy for forming ZrO 2 (zirconium dioxide). Zirconium), Hf (OC 4 H 9 ) 4 (tetra-butoxy-hafnium) for forming HfO 2 (hafnium dioxide) may be used.
【0037】また、DRAMの製造方法におけるキャパ
シタ形成工程に適用した場合について説明したが、それ
に限定されるものではなく、FRAM(ferro electric
RAM)のキャパシタ形成のためのPZT(PbZrT
iO3 )あるいはイリジウム、ルテニウム、銅等の金属
膜およびそれらの金属酸化膜の成膜技術にも適用するこ
とができる。Further, the case where the present invention is applied to the capacitor forming step in the DRAM manufacturing method has been described, but the present invention is not limited to this, and an FRAM (ferro electric
PZT (PbZrT) for forming a capacitor of RAM)
iO 3 ) or a metal film of iridium, ruthenium, copper or the like, and a film forming technique of those metal oxide films can also be applied.
【0038】基板処理装置は枚葉式コールドウオール形
CVD装置に構成するに限らず、枚葉式ホットウオール
形CVD装置や枚葉式ウオーム(Warm)ウオール形CV
D装置等に構成してもよい。The substrate processing apparatus is not limited to the single-wafer cold wall type CVD apparatus, but may be a single-wafer hot wall type CVD apparatus or a single-wafer wall CV.
It may be configured as a D device or the like.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガスの混入による液体原料の供給量の変動を防止するこ
とができるため、処理の品質を安定化することができ
る。As described above, according to the present invention,
Since it is possible to prevent the supply amount of the liquid raw material from fluctuating due to the gas mixture, it is possible to stabilize the quality of the treatment.
【図1】本発明の第一の実施の形態であるMOCVD装
置を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a MOCVD apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第二の実施の形態であるMOCVD装
置を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a MOCVD device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】膜厚再現性向上効果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the effect of improving film thickness reproducibility.
1…ウエハ(基板)、10…MOCVD装置(基板処理
装置)、11…処理室、12…筐体、13…排気管、1
4…酸素ガス供給管、15…支持軸、16…サセプタ、
17…ヒータ、18…ウエハ搬入搬出口、19…ゲー
ト、20…原料ガス供給配管、21…気化器、22…吹
出ヘッド、23…キャリアガス供給源、24…キャリア
ガス供給配管、25…可変流量制御弁、30…液体原料
供給装置、31…液体原料、32、32A…タンク、3
2a…上方空間、33…注入口、34…キャップ、3
5、35A…液体原料供給配管、36、36A…取入
口、37…液体流量制御装置、38…バッファ管(バッ
ファ部)、41…送出ガス供給源、42…送出ガス、4
3…送出ガス供給配管、44…止め弁、50…酸素ガ
ス、51…原料ガス、52…キャリアガス、53…気
泡。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer (substrate), 10 ... MOCVD apparatus (substrate processing apparatus), 11 ... Processing chamber, 12 ... Housing, 13 ... Exhaust pipe, 1
4 ... Oxygen gas supply pipe, 15 ... Support shaft, 16 ... Susceptor,
17 ... Heater, 18 ... Wafer loading / unloading port, 19 ... Gate, 20 ... Raw material gas supply pipe, 21 ... Vaporizer, 22 ... Blowing head, 23 ... Carrier gas supply source, 24 ... Carrier gas supply pipe, 25 ... Variable flow rate Control valve, 30 ... Liquid raw material supply device, 31 ... Liquid raw material, 32, 32A ... Tank, 3
2a ... upper space, 33 ... injection port, 34 ... cap, 3
5, 35A ... Liquid raw material supply pipe, 36, 36A ... Intake port, 37 ... Liquid flow rate control device, 38 ... Buffer pipe (buffer section), 41 ... Delivery gas supply source, 42 ... Delivery gas, 4
3 ... Delivery gas supply piping, 44 ... Stop valve, 50 ... Oxygen gas, 51 ... Raw material gas, 52 ... Carrier gas, 53 ... Bubbles.
フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA11 BA17 BA42 CA04 CA12 EA01 EA03 5F045 AA04 AB31 AC07 AD07 AD08 AD09 AE19 AE21 BB01 DC63 DP03 EC08 EE02 EE03 EE04 EF05 Continued front page F-term (reference) 4K030 AA11 BA17 BA42 CA04 CA12 EA01 EA03 5F045 AA04 AB31 AC07 AD07 AD08 AD09 AE19 AE21 BB01 DC63 DP03 EC08 EE02 EE03 EE04 EF05
Claims (2)
原料を気化する気化器と、前記液体原料を前記タンクか
ら前記気化器へ供給する液体原料供給配管と、前記液体
原料を気化したガスを前記気化器から基板を処理する処
理室へ供給するガス供給配管とを備えている基板処理装
置であって、前記タンクが前記気化器よりも高い位置に
配置されており、前記液体原料供給配管は前記液体原料
の取入口が最も高い位置になるように構成されているこ
とを特徴とする基板処理装置。1. A tank for storing a liquid raw material, a vaporizer for vaporizing the liquid raw material, a liquid raw material supply pipe for supplying the liquid raw material from the tank to the vaporizer, and a gas for vaporizing the liquid raw material. A substrate processing apparatus comprising: a gas supply pipe for supplying a processing chamber for processing a substrate from the vaporizer, wherein the tank is arranged at a position higher than the vaporizer, and the liquid raw material supply pipe is A substrate processing apparatus, characterized in that the inlet of the liquid raw material is arranged at the highest position.
原料を気化する気化器と、前記液体原料を前記タンクか
ら前記気化器へ供給する液体原料供給配管と、前記液体
原料を気化したガスを前記気化器から基板を処理する処
理室へ供給するガス供給配管とを備えている基板処理装
置であって、前記液体原料供給配管には前記液体原料中
に発生したガスを貯留するバッファ部が設けられている
ことを特徴とする基板処理装置。2. A tank for storing a liquid raw material, a vaporizer for vaporizing the liquid raw material, a liquid raw material supply pipe for supplying the liquid raw material from the tank to the vaporizer, and a gas for vaporizing the liquid raw material. A substrate processing apparatus comprising: a gas supply pipe for supplying a gas from the vaporizer to a processing chamber for processing a substrate, wherein the liquid raw material supply pipe is provided with a buffer section for storing gas generated in the liquid raw material. A substrate processing apparatus characterized by being provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001397066A JP2003197613A (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Substrate treatment apparatus |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004019399A1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-03-04 | Tokyo Electron Limited | Gas supply system and treatment system |
JP2008274430A (en) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | Tera Semicon Corp | Source gas feeding device and method |
JP2009044106A (en) * | 2007-08-11 | 2009-02-26 | Tokyo Electron Ltd | Buffer tank, material gas supply system, and film forming device using the system |
JP2009239297A (en) * | 2002-08-23 | 2009-10-15 | Tokyo Electron Ltd | Processing system |
US7640946B2 (en) | 2003-02-06 | 2010-01-05 | Tokyo Electron Limited | Vacuum treating device with lidded treatment container |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001397066A patent/JP2003197613A/en active Pending
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