气体供给装置、热处理装置、气体供给方法及热处理方法制造方法及图纸

一种气体供给装置、热处理装置、气体供给方法及热处理方法，该气体供给装置具有使用载气将原料积存槽内的原料气体向处理容器进行供给的原料气体供给系统，该气体供给装置具备：载气通路，其向原料积存槽内导入载气；原料气体通路，其连结原料积存槽与处理容器，并流通载气与原料气体；压力调整气体通路，其与原料气体通路连接，并供给压力调整气体；以及阀控制部，其按开始第1工序，之后进行第2工序的方式控制开闭阀，其中，在该第1工序中开始向处理容器供给压力调整气体，同时开始利用载气将原料气体从原料积存槽向处理容器内供给，在该第2工序中停止供给压力调整气体。

【技术实现步骤摘要】

本申请以2011年5月10日向日本专利局提出的日本专利申请编号第2011-105145号为基础主张优先权的权利，其公开的内容的全部作为参照包含在本说明书中。本专利技术涉及对半导体晶片等被处理体施以热处理的热处理装置、在该热处理装置中使用的气体供给装置、热处理方法以及气体供给方法。
技术介绍
通常，为了制造半导体集成电路，要对由硅基板等构成的半导体晶片进行成膜处理、蚀刻处理、氧化处理、扩散处理、改性处理、自然氧化膜的去除处理等各种处理。这些处 理由逐片处理晶片的单片式处理装置或一次性处理多片晶片的批量式处理装置进行。例如当由专利文献I等中公开的立式的、所谓的批量式处理装置进行这些处理时，首先，从可以收纳多片、例如25片左右半导体晶片的晶片盒向立式的晶舟转移半导体晶片，并使其多层地支持。该晶舟例如依据晶片尺寸可以载置30 150片左右的晶片。该晶舟从可以排气的处理容器的下方被搬入(载入)其内后，处理容器内被气密性地维持。然后，一边控制处理气体的流量、工艺压力、工艺温度等各种工艺条件，一边施以规定的热处理。然后，例如以成膜处理为例，最近，为了提高半导体集成电路的特性，有使用各种金属材料的倾向，例如要使用锆(Zr)、钌(Ru)等未在现有的半导体集成电路的制造方法中使用的金属。这样的金属通常与有机材料化合而作为液体、固体的有机金属材料原料使用，将该原料封闭在密闭容器内来对其进行加热等，从而产生原料气体，利用由稀有气体等构成的载气输送该原料气体来用于成膜处理等(专利文献2等)。专利文献I :日本特开平06 - 275608号公报专利文献2 日本特表2002 - 525430号公报然而，最近，半导体晶片的直径日益变大，例如预定从直径300mm的晶片将来变为直径450mm的晶片，此外随着器件的微细化需要阶梯覆盖良好地形成高纵横比构造的DRAM的电容器绝缘膜，需要提高成膜处理的生产率，从这些方面来考虑，正在谋求流入大量的原料气体。而且，为增加原料气体的流量，要增加原料的加热量，或者以大量流入载气的方式来增加流量。但是，当在为增加原料气体而增加载气的流量的工艺条件下进行成膜时，在成膜开始时，在处理容器内被抽真空的状态下，进行大量的载气以及原料气体的供给，因此在处理容器侧与载气供给系统侧之间瞬间产生大的压差，以该大的压差为原因，原料气体成为尘雾状而附着在气体流路的内壁，或者附着在晶片表面，从而成为颗粒。尤其是，当间断性地反复进行原料气体的供给与停止，进行所谓的ALD (AtomicLayer Deposition :原子层沉积)成膜时,每当开始原料气体的供给,就无疑会产生上述那样的颗粒，因此希望尽早解决。
技术实现思路
本专利技术着眼于以上那样的问题点，为了有效地解决上述问题而提出。本专利技术是可以通过在原料气体供给开始时减小载气的供给侧与处理容器侧的压差来抑制颗粒的产生的气体供给装置、热处理装置、气体供给方法以及热处理方法。根据本专利技术的一实施方式，提供一种气体供给装置，其具有使用载气将由原料积存槽内的原料产生的原料气体向对被处理体施以热处理的处理容器进行供给的原料气体供给系统，该气体供给装置的特征在于，具备载气通路，在中途插设有开闭阀，向所述原料积存槽内导入所述载气；原料气体通路，连结所述原料积存槽与所述处理容器，在中途有插设开闭阀，并流通所述载气与原料气体；压力调整气体通路，在中途插设有开闭阀，并且与所述原料气体通路连接来供给压力调整气体；以及阀控制部，按照开始第I工序，之后进行第2工序的方式控制各所述开闭阀，其中，在该第I工序中开始向所述处理容器供给所述压力调整气体，同时开始使用所述载气将所述原料气体从所述原料积存槽向所述处理容器内供给，在该第2工序中停止供给所述压力调整气体。这样，在具有使用载气将由原料积存槽内的原料产生的原料气体向对被处理体施 以热处理的处理容器供给的原料气体供给系统的气体供给装置中，开始第I工序，之后进行第2工序，其中在该第I工序中开始向处理容器供给压力调整气体，同时开始使用载气将原料气体从原料积存槽向处理容器内供给，在该第2工序中停止供给压力调整气体，因此在原料气体的供给开始时，可以减小载气的供给侧与处理容器侧的压差，能够抑制颗粒的产生。根据本专利技术的另一实施方式提供一种热处理装置，其用于对被处理体施以热处理，该热处理装置的特征在于，具备处理容器，其收纳所述被处理体；保持单元，其在所述处理容器内保持所述被处理体；加热单元，其加热所述被处理体；真空排气系统，其排出所述处理容器内的环境气体；以及所述气体供给装置。根据本专利技术的另一实施方式，提供一种气体供给方法，该气体供给方法是具备原料气体供给系统的气体供给装置中的气体供给方法，该原料气体供给系统具有积存原料的原料积存槽、向所述原料积存槽导入载气的载气通路、连结所述原料积存槽与对被处理体施以热处理的处理容器的原料气体通路、以及与所述原料气体通路连接来供给压力调整气体的压力调整气体通路，该气体供给方法的特征在于，具有第I工序，开始向所述处理容器供给所述压力调整气体，同时开始使用所述载气将原料气体从所述原料积存槽向所述处理容器内供给；以及第2工序，在所述第I工序之后执行，停止供给所述压力调整气体。根据本专利技术的另一实施方式提供一种热处理方法，该热处理方法的特征在于，使用所述气体供给方法来对被处理体施以热处理。本专利技术的其他的目的与优点会在下述的描述中阐述，通过描述会更加清楚，或者更易从本专利技术的实施方式中被理解。本专利技术的其他的目的与优点可以通过下述特别指出的方式和组合来实现、获得。附图说明图I是表示本专利技术的热处理装置的一个例子的纵截面构成图。图2是表示热处理装置(省略加热单元)的横截面构成图。图3是用于说明包含本专利技术的气体供给方法的第I实施例的热处理方法的流程图。图4A以及图4B是说明本专利技术的气体供给方法的第I实施例中的气体的流向的示意图。图5是用于说明包含本专利技术的气体供给方法的第2实施例的热处理方法的流程图。图6A 图6C是说明本专利技术的气体供给方法的第2实施例中的气体的流向的示意图。图7是说明本专利技术的气体供给方法的第3实施例中的前一道工序的气体的流向的示意图。具体实施例方式以下，参照附图来说明基于上述结果得到的本专利技术的一实施方式。在以下的说明中，对具有实质上相同的功能和构成的构成要素标注相同的参照附图标记，并且仅在需要时进行重复说明。以下，基于附图详述本专利技术的气体供给装置、热处理装置、气体供给方法以及热处理方法的一实施例。图I是表示本专利技术的热处理装置的一例的纵截面构成图，图2是表示热处理装置(省略加热单元)的横截面构成图。如图所示，该热处理装置2具有下端开口的有顶部的圆筒体状的处理容器4。该处理容器4整体例如由石英形成，该处理容器4内的顶部设置有石英制的顶板6而被密封。另外，该处理容器4的下端开口部借助0型密封圈等密封部件10连结有例如由不锈钢形成为圆筒体状的连通器8。此外，也存在不设置不锈钢制的连通器8，而用圆筒体状的石英制的处理容器构成整体的装置。上述处理容器4的下端被上述连通器8支承，作为保持单元的石英制的晶舟12按照可以升降的方式从该连通器8的下方插拔自如，其中，该保持单元将多片作为被处理体的半导体晶片(以下，也称为“晶片”)W多层地载置。在本实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体供给装置，其具有使用载气将由原料积存槽内的原料产生的原料气体向对被处理体施以热处理的处理容器进行供给的原料气体供给系统，该气体供给装置的特征在于，具备：载气通路，在中途插设有开闭阀，向所述原料积存槽内导入所述载气；原料气体通路，连结所述原料积存槽与所述处理容器，在中途插设有开闭阀，并流通所述载气与原料气体；压力调整气体通路，在中途插设有开闭阀并且与所述原料气体通路连接来供给压力调整气体；以及阀控制部，按照开始第1工序，之后进行第2工序的方式控制各所述开闭阀，其中，在该第1工序中开始向所述处理容器供给所述压力调整气体，同时开始使用所述载气将所述原料气体从所述原料积存槽向所述处理容器内供给，在该第2工序中停止供给所述压力调整气体。

【技术特征摘要】
2011.05.10 JP 2011-1051451.一种气体供给装置，其具有使用载气将由原料积存槽内的原料产生的原料气体向对被处理体施以热处理的处理容器进行供给的原料气体供给系统，该气体供给装置的特征在于，具备 载气通路，在中途插设有开闭阀，向所述原料积存槽内导入所述载气； 原料气体通路，连结所述原料积存槽与所述处理容器，在中途插设有开闭阀，并流通所述载气与原料气体； 压力调整气体通路，在中途插设有开闭阀并且与所述原料气体通路连接来供给压力调整气体；以及 阀控制部，按照开始第I工序，之后进行第2工序的方式控制各所述开闭阀，其中，在该 第I工序中开始向所述处理容器供给所述压力调整气体，同时开始使用所述载气将所述原料气体从所述原料积存槽向所述处理容器内供给，在该第2工序中停止供给所述压力调整气体。2.根据权利要求I所述的气体供给装置，其特征在于， 该气体供给装置具有旁通通路，其按照绕过所述原料积存槽的方式连结所述载气通路与所述原料气体通路，并且在中途插设有开闭阀；和排放通路，其与所述原料气体通路连接，在中途插设有开闭阀，并且内部被抽真空， 所述阀控制部按照在执行所述第I工序前执行前一道工序的方式控制各所述开闭阀，其中，在该前一道工序中经由所述旁通通路向所述排放通路侧流入所述载气，并且向所述处理容器内流入所述压力调整气体。3.根据权利要求I所述的气体供给装置，其特征在于， 所述阀控制部按照在执行所述第I工序前执行前一道工序的方式控制各所述开闭阀，其中，在该前一道工序中向所述处理容器内仅流入所述压力调整气体。4.根据权利要求2所述的气体供给装置，其特征在于， 所述前一道工序的压力调整气体的流量被设定成大于所述第I工序的压力调整气体的流量。5.根据权利要求I所述的气体供给装置，其特征在于， 该气体供给装置具有反应气体供给系统，该反应气体供给系统用于向所述处理容器供给与所述原料气体反应的反应气体，在中途插设了开闭阀， 所述阀控制部按照在所述第2工序之后进行反应气体供给工序的方式控制各所述开闭阀，其中，在该反应气体供给工序中向所述处理容器内供给所述反应气体。6.根据权利要求5所述的气体供给装置，其特征在于， 所述阀控制部按照在所述第2工序以及所述反应气体供给工序之中的至少任意一工序之后立即执行清除工序的方式控制各所述开闭阀，其中，在该清除工序中排除所述处理容器的残留环境气体。7.根据权利要求I所述的气体供给装置，其特征在于， ...

【专利技术属性】
技术研发人员：古屋治彦，岛裕巳，立野雄亮，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：