(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対して所定のガス処理を施すための処理部と、液体原料を前記処理部に向けて送出する原料供給源と、前記原料供給源と前記処理部との間に設けられた原料配管と、前記液体原料の供給途中で前記液体原料を気化させ処理部にガスを供給する気化器と、前記気化器の上流側の配管に設けられ、前記原料配管を開閉するための開閉バルブと、前記開閉バルブが閉じられた際に、前記原料配管の前記気化器と前記開閉バルブとの間の部分に、その部分の液体原料をパージするパージガスを供給するパージガス配管と、パージガス配管を開閉するパージガスバルブとを備え、
前記開閉バルブと前記パージガスバルブとは互いに隣接して設けられ、前記開閉バルブから前記気化器までの配管と、前記パージガスバルブから気化器までの配管は共有されていることを特徴とするガス処理装置。
【請求項２】
液体原料供給源から原料配管を介して送出された液体原料を、気化器により気化した後、処理部へ導入する原料供給系に設けられ、前記液体原料をパージするパージ機構であって、
前記原料配管の気化器の上流側に設けられ、前記原料配管を開閉するための開閉バルブと、前記開閉バルブが閉じられた際に、前記原料配管の前記気化器と前記開閉バルブとの間の部分に、その部分の液体原料をパージするパージガスを供給するパージガス配管と、パージガス配管を開閉するパージガスバルブとを備え、
前記開閉バルブと前記パージガスバルブとは互いに隣接して設けられ、前記開閉バルブから前記気化器までの配管と、前記パージガスバルブから気化器までの配管は共有されていることを特徴とする原料供給系のパージ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体原料を気化してチャンバー内に供給し、ＣＶＤ成膜等の処理を行うガス処理装置およびそれに用いられる原料供給系のパージ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩの製造においては、シリコン等の半導体ウエハ上に配線を形成するが、このようなＬＳＩの配線としては、ＡｌやＣｕが用いられており、従来これらは主にスパッタリング法により成膜することにより形成されている。
【０００３】
しかしながら、配線の微細化が進んでいる現在、スパッタリングでは要求される微細化レベルの配線を得ることが困難となりつつある。このため、微細化に対応可能なＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて配線を形成することが求められている。
【０００４】
Ｃｕ配線をＣＶＤで成膜する場合には、例えばＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳやＣｕ（ｈｆａｃ）ＡＴＭＳ等の有機金属化合物が成膜原料として用いられるが、これらは常温では液体であり、分解温度以下では蒸気圧が比較的低いため、これらを気化器により気化させてチャンバー内に導入している。
【０００５】
そして、反応ガスの供給を停止する場合には、原料供給配管の気化器の上流側に設けられた開閉バルブを閉じ、開閉バルブと気化器の間をパージガスでパージするようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この場合に、液体原料のパージ効率が高いことが要求される。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、パージ効率を高くすることができる原料供給系のパージ機構およびそのようなパージ機構を備えたガス処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、被処理体に対して所定のガス処理を施すための処理部と、液体原料を前記処理部に向けて送出する原料供給源と、前記原料供給源と前記処理部との間に設けられた原料配管と、前記液体原料の供給途中で前記液体原料を気化させ処理部にガスを供給する気化器と、前記気化器の上流側の配管に設けられ、前記原料配管を開閉するための開閉バルブと、前記開閉バルブが閉じられた際に、前記原料配管の前記気化器と前記開閉バルブとの間の部分に、その部分の液体原料をパージするパージガスを供給するパージガス配管と、パージガス配管を開閉するパージガスバルブとを備え、
前記開閉バルブと前記パージガスバルブとは互いに隣接して設けられ、前記開閉バルブから前記気化器までの配管と、前記パージガスバルブから気化器までの配管は共有されていることを特徴とするガス処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２の観点によれば、液体原料供給源から原料配管を介して送出された液体原料を、気化器により気化した後、処理部へ導入する原料供給系に設けられ、前記液体原料をパージするパージ機構であって、
前記原料配管の気化器の上流側に設けられ、前記原料配管を開閉するための開閉バルブと、前記開閉バルブが閉じられた際に、前記原料配管の前記気化器と前記開閉バルブとの間の部分に、その部分の液体原料をパージするパージガスを供給するパージガス配管と、パージガス配管を開閉するパージガスバルブとを備え、
前記開閉バルブと前記パージガスバルブとは互いに隣接して設けられ、前記開閉バルブから前記気化器までの配管と、前記パージガスバルブから気化器までの配管は共有されていることを特徴とする原料供給系のパージ機構が提供される。
【００１５】
上記本発明においては、前記開閉バルブと前記パージガスバルブとは互いに隣接して設けられ、前記開閉バルブから前記気化器までの配管と、前記パージガスバルブから気化器までの配管は共有されているので、開閉バルブを閉じて開閉バルブと気化器との間の原料配管をパージする際に、その大部分にパージガスを供給することができ、高いパージ効率を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係るＣＶＤ成膜装置を示す断面図である。この成膜装置は、ＣＶＤによりＣｕを成膜するものであり、処理部を構成するチャンバー１と、Ｃｕを含む液体原料を供給する液体原料供給源２と、液体原料供給源２からチャンバー１に原料を供給する原料配管３と、液体原料供給源２から原料配管３を介して液体原料が供給され、液体原料を気化する気化器４とを備えている。
【００１９】
チャンバー１は略円筒状をなし、真空排気可能に構成されており、その中には被処理体である半導体ウエハＷを水平に支持するためのサセプター１１が円筒状の支持部材１２により支持された状態で配置されている。また、サセプター１１にはヒーター１４が埋め込まれており、このヒーター１４は電源１５から給電されることにより被処理体である半導体ウエハＷを所定の温度に加熱する。電源１５にはコントローラー１６が接続されており、これにより図示しない温度センサーの信号に応じてヒーター１４の出力が制御される。
【００２０】
チャンバー１の底壁１ｂには、排気ポート１７が形成されており、この排気ポート１７には排気系１８が接続されている。そして排気系１８によりチャンバー１内を所定の真空度まで減圧することができる。
【００２１】
チャンバー１の天壁１ａには、シャワーヘッド２０が取り付けられている。このシャワーヘッド２０の上壁２１上には気化器４が配置されており、上記液体原料供給源２から送出され、気化器４で気化されて形成された原料としての反応ガスが、シャワーヘッド２０内に導入される。シャワーヘッド２０は内部に空間２２を有しており、下壁２３に多数のガス吐出孔２４を有している。したがって、原料配管３を介してシャワーヘッド２０の内部空間２２に導入された反応ガスがガス吐出孔２４から半導体ウエハＷに向けて吐出される。気化器４の側壁にはキャリアガスを導入するキャリアガス導入配管３８とその中を排気する排気管４０とが設けられており、排気管４０の接続部分にはバルブ３９が設けられている。また、排気管４０は排気系１８に接続されている。なお、気化器４の周囲には気化器ヒーター４１が設けられている。
【００２２】
液体原料供給源２は、Ｃｕを含む液体原料、例えば有機銅化合物であるＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳまたはＣｕ（ｈｆａｃ）ＡＴＭＳを貯留しており、適宜の手段で液体原料を原料配管３を通ってチャンバー１に向けて送出する。
【００２３】
これらの有機銅化合物は常温では液体であり、分解温度以下では蒸気圧が比較的低いため、これら原料を気化器４により気化する。この際に、例えば原料がＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳまたはＣｕ（ｈｆａｃ）ＡＴＭＳの場合には６０℃程度に加熱して気化させ、反応ガスを生成する。
【００２４】
原料配管３の気化器４の上流側には、上流側より順に液体マスフローコントローラ３１、原料配管３を開閉する開閉バルブ３２が設けられている。この開閉バルブ３２は、原料供給時は開けられており、原料停止時は閉じられるようになっている。
【００２５】
開閉バルブ３２と気化器４との間には、開閉バルブ３２と気化器４とを熱的に遮断するために断熱壁３４が配置されている。断熱壁３４としては通常断熱のために用いられている種々の材料を選択することができる。また、開閉バルブ３２から断熱壁３４に至る配管の周囲には冷却媒体ジャケット３３が設けられており、その中に冷却水等の冷却媒体を通流させることにより、その部分が所定温度に制御される。なお、気化器４とチャンバー１との間にもバルブ３７が設けられている。
【００２６】
原料配管３の開閉バルブ３２近傍にはパージガス配管３５が接続されており、パージガス配管３５と原料配管３との接合部にはパージガス配管３４を開閉するパージガスバルブ３６が開閉バルブ３２に隣接して設けられている。
【００２７】
その部分の具体的な構造を図２に示す。この図に示すように、パージガス配管３５は、パージガスバルブ３６を介して開閉バルブ３２に極近接した位置で原料配管３に接続されている。そして、具体的には、（ｂ）のように、パージガス配管３５は、開閉バルブ３２が閉じられ、パージガスバルブ３６が開けられた際に、パージガスが原料配管３の開閉バルブ３２直下部分に流入するように原料配管３に接続されている。液体原料を供給している際には、（ａ）に示すように、開閉バルブ３２は開けられ、パージガスバルブ３６は閉じられている。図２に示すように、原料配管３の開閉バルブ３２から気化器４までの部分は、パージガスバルブ３６から気化器４までパージガスを供給する配管としても機能する。なお、パージガスとしては、例えば、ＨｅガスやＨ２ガスが用いられる。
【００２８】
このように構成される成膜装置においては、まず、チャンバー１内に半導体ウエハＷを搬入し、サセプタ１１の上に載置する。そして、排気系１８により減圧しつつ、後述するようにして生成した反応ガスをＨｅ等のキャリアガスとともにシャワーヘッド２０の多数のガス吐出孔２４からチャンバー１内へ導入する。
【００２９】
この際に、半導体ウエハＷはサセプタ１１内に埋設されたヒーター１４により、反応ガスの分解温度以上に加熱されているため、半導体ウエハＷの表面において反応ガスが分解され、半導体ウエハＷ上にＣｕ膜が成膜される。
【００３０】
上述の反応ガスを生成するには、まず、液体原料供給源２から配管３を通って液体原料、例えばＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳまたはＣｕ（ｈｆａｃ）ＡＴＭＳを気化器４に供給する。次いで、気化器４において液体原料を加熱して気化させ、反応ガスを得る。
【００３１】
このようにして成膜処理を続けている間は、液体原料供給源２から配管を通って連続的に気化器４に液体原料が供給される。そして、その際には開閉バルブ３２が開かれたままの状態となっている。
【００３２】
成膜処理が終了した時点では、液体原料の気化器４への供給を停止するために、開閉バルブ３２が閉じられる。その際に、気化器４と開閉バルブ３２との間の原料配管３の長さが長いとその中に多量の原料が残存してしまい、また、パージ効率も低くならざるを得ないが、ここでは、気化器４と開閉バルブ３２との間に、これらを熱的に遮断する断熱壁３４を設けたので、開閉バルブ３２への気化器４からの熱の影響が抑制され、気化器４と開閉バルブ３２とを近接させることができ、原料配管３に残存する原料を減少させることができる。また、このように気化器４と開閉バルブ３２とが近接していることにより、その間の原料を高効率でパージすることができる。
【００３３】
この場合に、パージガス配管３５が開閉バルブ３２の下流側に開閉バルブ３２に近接した位置にパージガスバルブ３６を介して接続され、開閉バルブ３２とパージガスバルブ３６が隣接して設けられており、開閉バルブ３２が閉じられ、パージガスバルブ３６が開けられた際に、パージガスが原料配管３の開閉バルブ３２直下部分に流入するようにパージガス配管３５が設けられているので、原料配管３の開閉バルブ３２から気化器４までの部分は、パージガスバルブ３６から気化器４までパージガスを供給する配管としても機能する。このため、原料配管３の開閉バルブ３２と気化器４との間の部分のほぼ全域に亘ってパージガスで残存している原料を追い出すことができ、極めて高効率でその部分をパージすることができる。
【００３４】
さらに、開閉バルブ３２から断熱壁３４に至る配管の周囲に冷却媒体ジャケット３３を設け、その中に冷却媒体を通流させることにより、その部分を所定温度に制御するので、気化器４からの熱を一層効果的に排除することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、Ｃｕ原料としてＣｕ（ｈｆａｃ）ＴＭＶＳまたはＣｕ（ｈｆａｃ）ＡＴＭＳを用いたが、これに限るものではない。
【００３６】
また、本発明をＣｕのＣＶＤ成膜に適用した場合について示したが、成膜対象は必ずしもＣｕに限らず、Ａｌ等、液体原料を気化してＣＶＤに供するものであれば適用可能であるし、また、液体原料を気化して生成したガスにより処理するものであればＣＶＤに限らず他の処理であってもよい。
【００３７】
さらに、断熱手段として断熱壁を用いたが、これに限らず、例えば、低温エアーカーテンを形成する等、有効に断熱することができるものであればよい。温度制御手段も冷却媒体ジャケットを用いるものに限らず適用することができる。ただし、断熱手段による断熱が十分であれば、温度制御手段はなくてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、前記開閉バルブと前記パージガスバルブとは互いに隣接して設けられ、前記開閉バルブから前記気化器までの配管と、前記パージガスバルブから気化器までの配管は共有されているので、開閉バルブを閉じて開閉バルブと気化器との間の原料配管をパージする際に、その大部分にパージガスを供給することができ、高いパージ効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＣＶＤ成膜装置を示す断面図。
【図２】図１に示した装置の原料配管におけるパージ機構を示す図。
【符号の説明】
１……チャンバー
２……液体原料供給源
３……原料配管
４……気化器
１１……サセプター
２０……シャワーヘッド
３２……開閉バルブ
３３……水冷ジャケット（温度制御手段）
３４……断熱壁（断熱手段）
３５……パージガス配管
３６……パージガスバルブ
Ｗ……半導体ウエハ
【図１】
0004252142.tif 000002
【図２】
0004252142.tif 000003