[发明专利]气体供给单元以及气体供给方法

说明书

本发明实现一种能缩短冷却时间、从而缩短半导体制造装置的工艺时间的气体供给单元。本发明的气体供给单元(1)中，在将控制在第1温度的第1气体经由上部设备(13)供给到腔室(5)之后要将开始化学反应的反应开始温度比第1温度低的第2气体经由上部设备(13)供给至腔室(5)的情况下，在将清洁气体经由上部设备(13)供给至腔室5之前从冷却板构件(3)对形成于基座板(10)与上部设备(13)之间的空间部(S)供给冷却空气，将上部设备(13)冷却至反应开始温度以下。

技术领域

本发明涉及气体供给单元以及气体供给方法。

背景技术

以往，使用半导体制造装置的半导体制造工序中包含大量在晶圆表面形成氧化硅膜或氮化硅膜等薄膜的工序。例如使用CVD装置来形成薄膜。在CVD装置中，向晶圆上供给由构成薄膜材料的元素构成的1种或几种工艺气体。为了在晶圆表面形成期望的薄膜，在CVD装置上装有供给气体的气体供给单元(例如参考专利文献1)。

工艺气体当中，有的在常温下会液化。为了保持工艺气体的气化状态，气体供给单元通过加热器将工艺气体所流动的流体设备加热至与工艺气体相同程度的温度。

当使用工艺气体来成膜时，不仅在晶圆表面，在腔室(反应容器)的内表面或者连接至腔室的管道内面也会出现沉积膜或副产物的沉积。这些沉积物会导致薄膜品质降低、在腔室内产生微粒。因此会进行如下清洁，即，将清洁气体适时供给至气体供给单元和腔室，由此使得沉积在腔室内表面和管道内面的沉积物与清洁气体发生化学反应而予以去除。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2008-234027号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

然而，上述现有技术存在以下问题。即，清洁气体当中，有的清洁气体若温度不低于工艺气体的温度便会在流至腔室之前与沉积物反应而腐蚀管道内面或者在管道内面生长沉积膜。在使用这种清洁气体的情况下，以往的气体供给单元是使流体设备自然冷却直至变成清洁气体的反应开始温度以下为止。在进行自然冷却的期间内，清洁作业便停滞下来。因此，半导体制造装置在工艺时间的缩短上有改善的余地。

本发明是为了解决上述问题而成，其目的在于提供一种能缩短冷却时间、从而缩短半导体制造装置的工艺时间的气体供给单元以及气体供给方法。

[解决问题的技术手段]

本发明的一形态具有如下构成。

(1)一种气体供给单元，其选择性地得到控制在第1温度的第1气体或者开始化学反应的反应开始温度比所述第1温度低的第2气体的供给，并将所述第1气体或所述第2气体供给至腔室，该气体供给单元的特征在于，具有：基座板；上部设备，其支承在所述基座板上，具有供所述第1气体和所述第2气体选择性地流动的流路；多个中间块，它们配设在所述基座板与所述上部设备之间，具有与所述上部设备的流路相连的流路，而且在所述基座板与所述上部设备之间形成空间部；第1加热器，其将所述上部设备加热至所述第1温度；以及冷却构件，其对所述空间部供给冷却空气，将所述上部设备冷却至所述反应开始温度以下。

在上述构成的气体供给单元中，在通过第1加热器加热上部设备而对腔室供给第1气体之后要对腔室供给第2气体来进行气体供给单元、腔室、管道的清洁的情况下，在供给第2气体之前对空间部供给冷却空气。供给到空间部的冷却空气与被第1加热器加热后的上部设备进行换热，从而冷却上部设备。因此，根据本形态的气体供给单元，与对上部设备进行自然冷却的情况相比，可以缩短上部设备的冷却时间，从而能缩短半导体制造装置的工艺时间。

(2)根据(1)所述的气体供给单元，优选为，所述第1加热器为面状加热器，所述冷却构件配置在所述第1加热器与所述上部设备之间，是分别与所述第1加热器和所述上部设备面接触的铝制冷却板构件。