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JP2011035113A - Method of manufacturing semiconductor device, and substrate processing device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device, and substrate processing device Download PDF

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JP2011035113A
JP2011035113A JP2009178980A JP2009178980A JP2011035113A JP 2011035113 A JP2011035113 A JP 2011035113A JP 2009178980 A JP2009178980 A JP 2009178980A JP 2009178980 A JP2009178980 A JP 2009178980A JP 2011035113 A JP2011035113 A JP 2011035113A
Authority
JP
Japan
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processing
processing container
substrate
gas
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009178980A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadayoshi Horii
貞義 堀井
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Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2009178980A priority Critical patent/JP2011035113A/en
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Abstract

【課題】 ニッケルを含む膜を形成する処理容器内をクリーニングすることが可能な半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供する。
【解決手段】 処理容器内に基板を搬入する工程と、処理容器内にニッケルを含む原料を供給し排気して基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行う工程と、処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、処理容器内に基板がない状態で、処理容器内に一酸化炭素を供給し排気して処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物を除去する工程と、を有する。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device and a substrate processing apparatus capable of cleaning the inside of a processing container for forming a film containing nickel.
A process of carrying a substrate into a processing container, a process of supplying a raw material containing nickel into the processing container and exhausting it to form a film containing nickel on the substrate, and a process from within the processing container A step of unloading the finished substrate, and a step of removing deposits containing nickel adhering to the processing container by supplying and exhausting carbon monoxide into the processing container in a state where there is no substrate in the processing container. .
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、処理容器内で基板を処理する工程と、処理容器内をクリーニングする工程と、を有する半導体装置の製造方法及びその方法に好適に用いられる基板処理装置に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a step of processing a substrate in a processing container and a step of cleaning the inside of the processing container, and a substrate processing apparatus suitably used for the method.

基板上に金属を含有する膜を形成する成膜装置における処理容器などの接ガス部に付着した堆積物をクリーニングする際には、NF3、ClF3ガスなどのハロゲン系ガスを処理容器内へ導入し、接ガス部に付着した堆積物との間で熱化学反応を起こさせて反応物を生成させ、この反応物を揮発させることによりエッチングする方法が採られている(例えば特許文献1参照)。 When cleaning deposits adhering to a gas contact portion such as a processing container in a film forming apparatus for forming a film containing a metal on a substrate, a halogen-based gas such as NF 3 or ClF 3 gas is introduced into the processing container. A method of etching by introducing a thermochemical reaction with the deposit that has been introduced and adhering to the gas contact part to generate a reaction product and volatilizing the reaction product is employed (see, for example, Patent Document 1). ).

特開2002−180250号公報JP 2002-180250 A

以下の(1)式、(2)式に、金属をMで表した場合に、金属がハロゲン系ガスによりエッチングされる場合の化学反応式を示す。
M + 4ClF3 → MCl4↑ + 6F2↑ ・・・(1)
3M + 4NF3 → 3MF4↑ + 2N2↑ ・・・(2)
The following formulas (1) and (2) show chemical reaction formulas when the metal is represented by M and the metal is etched with a halogen-based gas.
M + 4ClF 3 → MCl 4 ↑ + 6F 2 ↑ (1)
3M + 4NF 3 → 3MF 4 ↑ + 2N 2 ↑ (2)

しかしながら、金属の中でもニッケル(Ni)においては、ハロゲン系ガスを供給した場合、以下の(3)式、(4)式のような反応が生じる。この場合、ニッケルとハロゲン系ガスとの反応により生成されるハロゲン化物の蒸気圧が低いため、ニッケルにおいてはハロゲン系ガスを用いたエッチングによる処理容器内のクリーニングが困難であった。
Ni + 4ClF3 → NiCl4 + 3F2↑ ・・・(3)
3Ni + 4NF3 → 3NiF4 + 2N2↑ ・・・(4)
However, in the case of nickel (Ni) among metals, when a halogen-based gas is supplied, reactions such as the following formulas (3) and (4) occur. In this case, since the vapor pressure of the halide generated by the reaction between nickel and the halogen-based gas is low, it is difficult to clean the inside of the processing container by etching using the halogen-based gas.
Ni + 4ClF 3 → NiCl 4 + 3F 2 ↑ (3)
3Ni + 4NF 3 → 3NiF 4 + 2N 2 ↑ (4)

本発明は、基板上にニッケルを含む膜を形成する処理容器内をクリーニングすることが可能な半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a substrate processing apparatus capable of cleaning the inside of a processing container in which a film containing nickel is formed on a substrate.

本発明の一態様によれば、処理容器内に基板を搬入する工程と、前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給し排気して基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行う工程と、前記処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、前記処理容器内に基板がない状態で、前記処理容器内に一酸化炭素を供給し排気して前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物を除去する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, a step of carrying a substrate into a processing container, a step of supplying a raw material containing nickel into the processing container and exhausting it to form a film containing nickel on the substrate, A step of unloading the processed substrate from within the processing container, and supplying nickel in the processing container by supplying and exhausting carbon monoxide in the absence of the substrate in the processing container. And a method of manufacturing a semiconductor device.

本発明の他の態様によれば、 基板を処理する処理容器と、前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給する原料供給系と、前記処理容器内に一酸化炭素を供給する一酸化炭素供給系と、前記処理容器内を排気する排気系と、前記処理容器内に前記原料を供給し排気して基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行った後、前記処理容器内に基板がない状態で、前記処理容器内に一酸化炭素を供給し排気して前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物を除去するように、前記原料供給系、前記一酸化炭素供給系、および、前記排気系を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a processing container for processing a substrate, a raw material supply system for supplying a raw material containing nickel into the processing container, and a carbon monoxide supply for supplying carbon monoxide into the processing container. A substrate, an exhaust system for exhausting the inside of the processing container, and a process for supplying and exhausting the raw material into the processing container to form a film containing nickel on the substrate. In such a state, the raw material supply system, the carbon monoxide supply system, and the carbon monoxide supply system, the carbon monoxide supply system, There is provided a substrate processing apparatus having a control unit for controlling the exhaust system.

本発明によれば、基板上にニッケルを含む膜を形成する処理容器内をクリーニングすることが可能な半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the manufacturing method of a semiconductor device which can clean the inside of the processing container which forms the film | membrane containing nickel on a board | substrate, and a substrate processing apparatus.

本発明の実施形態にかかるクリーニング工程のフロー図である。It is a flowchart of the cleaning process concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系および排気系の構成図である。It is a block diagram of the gas supply system and exhaust system which the substrate processing apparatus concerning embodiment of this invention has. 本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図である。It is a section lineblock diagram at the time of wafer processing of a substrate processing device concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図である。It is a section lineblock diagram at the time of wafer conveyance of a substrate processing device concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。It is a flowchart of the substrate processing process concerning embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態で好適に用いられる縦型CVD装置の縦型処理炉の概略構成図であり、(a)は、処理炉302部分を縦断面で示し、(b)は、処理炉302部分を図15(a)のA−A線断面図で示す。It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace of the vertical CVD apparatus used suitably by other embodiment of this invention, (a) shows the processing furnace 302 part in a longitudinal cross section, (b) is a processing furnace. A portion 302 is shown in the cross-sectional view along the line AA in FIG.

(1)基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図3,4を参照しながら説明する。図3は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図であり、図4は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図である。
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus First, the configuration of the substrate processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of the substrate processing apparatus according to one embodiment of the present invention during wafer processing, and FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of the substrate processing apparatus according to one embodiment of the present invention during wafer transfer. is there.

<処理室>
図3,4に示すとおり、本実施形態にかかる基板処理装置は処理容器202を備えている。処理容器202は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器202は、例えばアルミニウム(Al)やステンレス(SUS)などの金属材料により構成されている。処理容器202内には、基板としてのシリコンウェハ等のウェハ200を処理する処理室201が形成されている。
<Processing chamber>
As shown in FIGS. 3 and 4, the substrate processing apparatus according to this embodiment includes a processing container 202. The processing container 202 is configured as a flat sealed container having a circular cross section, for example. Moreover, the processing container 202 is comprised, for example with metal materials, such as aluminum (Al) and stainless steel (SUS). A processing chamber 201 for processing a wafer 200 such as a silicon wafer as a substrate is formed in the processing container 202.

<支持台>
処理室201内には、ウェハ200を支持する支持台203が設けられている。ウェハ200が直接触れる支持台203の上面には、例えば、石英(SiO2)、カーボン、セラミックス、炭化ケイ素(SiC)、酸化アルミニウム(Al2O3)、又は窒化アルミニウム(AlN)などから構成された支持板としてのサセプタ217が設けられている。また、支持台203には、ウェハ200を加熱する加熱手段(加熱源)としてのヒータ206が内蔵されている。なお、支持台203の下端部は、処理容器202の底部を貫通している。
<Support stand>
A support table 203 that supports the wafer 200 is provided in the processing chamber 201. On the upper surface of the support table 203 that the wafer 200 is in direct contact with, for example, a support plate made of quartz (SiO 2), carbon, ceramics, silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al 2 O 3), aluminum nitride (AlN), or the like. Susceptor 217 is provided. In addition, the support base 203 incorporates a heater 206 as a heating means (heating source) for heating the wafer 200. Note that the lower end portion of the support base 203 passes through the bottom portion of the processing container 202.

<昇降機構>
処理室201の外部には、支持台203を昇降させる昇降機構207bが設けられている。この昇降機構207bを作動させて支持台203を昇降させることにより、サセプタ217上に支持されるウェハ200を昇降させることが可能となっている。支持台203は、ウェハ200の搬送時には図4で示される位置(ウェハ搬送位置)まで下降し、ウェハ200の処理時には図3で示される位置(ウェハ処理位置)まで上昇する。なお、支持台203下端部の周囲は、ベローズ203aにより覆われており、処理室201内は気密に保持されている。
<Elevating mechanism>
Outside the processing chamber 201, an elevating mechanism 207b for elevating the support base 203 is provided. The wafer 200 supported on the susceptor 217 can be moved up and down by operating the lifting mechanism 207 b to raise and lower the support base 203. The support table 203 is lowered to the position shown in FIG. 4 (wafer transfer position) when the wafer 200 is transferred, and is raised to the position shown in FIG. 3 (wafer processing position) when the wafer 200 is processed. The periphery of the lower end portion of the support base 203 is covered with a bellows 203a, and the inside of the processing chamber 201 is kept airtight.

<リフトピン>
また、処理室201の底面(床面)には、例えば3本のリフトピン208bが鉛直方向に立ち上がるように設けられている。また、支持台203(サセプタ217も含む)には、かかるリフトピン208bを貫通させるための貫通孔208aが、リフトピン208bに対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、支持台203をウェハ搬送位置まで下降させた時には、図4に示すように、リフトピン208bの上端部がサセプタ217の上面から突出して、リフトピン208bがウェハ200を下方から支持するようになっている。また、支持台203をウェハ処理位置まで上昇させたときには、図3に示すようにリフトピン208bはサセプタ217の上面から埋没して、サセプタ217がウェハ200を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン208bは、ウェハ200と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
<Lift pin>
In addition, on the bottom surface (floor surface) of the processing chamber 201, for example, three lift pins 208b are provided so as to rise in the vertical direction. Further, the support base 203 (including the susceptor 217) is provided with through holes 208a through which the lift pins 208b pass, at positions corresponding to the lift pins 208b. When the support table 203 is lowered to the wafer transfer position, as shown in FIG. 4, the upper ends of the lift pins 208b protrude from the upper surface of the susceptor 217, and the lift pins 208b support the wafer 200 from below. Yes. When the support table 203 is raised to the wafer processing position, as shown in FIG. 3, the lift pins 208b are buried from the upper surface of the susceptor 217, and the susceptor 217 supports the wafer 200 from below. In addition, since the lift pins 208b are in direct contact with the wafer 200, it is desirable to form the lift pins 208b with a material such as quartz or alumina.

<ウェハ搬送口>
処理室201(処理容器202)の内壁側面には、処理室201の内外にウェハ200を搬送するためのウェハ搬送口250が設けられている。ウェハ搬送口250にはゲートバルブ251が設けられており、ゲートバルブ251を開くことにより、処理室201内と搬送室(予備室)271内とが連通するようになっている。搬送室271は搬送容器(密閉容器)272内に形成されており、搬送室271内にはウェハ200を搬送する搬送ロボット273が設けられている。搬送ロボット273には、ウェハ200を搬送する際にウェハ200を支持する搬送アーム273aが備えられている。支持台203をウェハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ251を開くことにより、搬送ロボット273により処理室201内と搬送室271内との間でウェハ200を搬送することが可能となっている。処理室201内に搬送されたウェハ200は、上述したようにリフトピン208b上に一時的に載置される。なお、搬送室271のウェハ搬送口250が設けられた側と反対側には、図示しないロードロック室が設けられており、搬送ロボット273によりロードロック室内と搬送室271内との間でウェハ200を搬送することが可能となっている。なお、ロードロック室は、未処理もしくは処理済のウェハ200を一時的に収容する予備室として機能する。
<Wafer transfer port>
On the inner wall side surface of the processing chamber 201 (processing container 202), a wafer transfer port 250 for transferring the wafer 200 into and out of the processing chamber 201 is provided. The wafer transfer port 250 is provided with a gate valve 251. By opening the gate valve 251, the processing chamber 201 and the transfer chamber (preliminary chamber) 271 communicate with each other. The transfer chamber 271 is formed in a transfer container (sealed container) 272, and a transfer robot 273 that transfers the wafer 200 is provided in the transfer chamber 271. The transfer robot 273 includes a transfer arm 273 a that supports the wafer 200 when the wafer 200 is transferred. By opening the gate valve 251 while the support table 203 is lowered to the wafer transfer position, the transfer robot 273 can transfer the wafer 200 between the processing chamber 201 and the transfer chamber 271. Yes. The wafer 200 transferred into the processing chamber 201 is temporarily placed on the lift pins 208b as described above. Note that a load lock chamber (not shown) is provided on the opposite side of the transfer chamber 271 from the side where the wafer transfer port 250 is provided, and the transfer robot 273 moves the wafer 200 between the load lock chamber and the transfer chamber 271. Can be transported. The load lock chamber functions as a spare chamber for temporarily storing unprocessed or processed wafers 200.

<排気系>
処理室201(処理容器202)の内壁側面であって、ウェハ搬送口250の反対側には、処理室201内の雰囲気を排気する排気口260が設けられている。排気口260には排気チャンバ260aを介して排気管261が接続されており、排気管261には、処理室201内を所定の圧力に制御するAPC(Auto Pressure Controller)等の圧力調整器262、原料回収トラップ263、及び真空ポンプ264が順に直列に接続されている。なお、図2に示すように原料回収トラップ263には、サブヒータ206bが設けられている。サブヒータ206bは、後述するクリーニング工程において処理容器202内から排気される排気ガスを、クリーニング工程における処理容器202内の温度(室温〜150℃)よりも高い温度(200℃以上)に加熱することで、排気ガスに含まれるNi(CO)4
をNiとCOに分解するように構成されている。また、原料回収トラップ263には、回収部263aが設けられており、回収部263aは、サブヒータ206bによる加熱により分解したNiを回収するように構成されている。主に、排気口260、排気チャンバ260a、排気管261、圧力調整器262、原料回収トラップ263、真空ポンプ264により排気系(排気ライン)が構成される。
<Exhaust system>
An exhaust port 260 for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201 is provided on the inner wall side surface of the processing chamber 201 (processing container 202) on the opposite side of the wafer transfer port 250. An exhaust pipe 261 is connected to the exhaust port 260 via an exhaust chamber 260a. The exhaust pipe 261 has a pressure regulator 262 such as an APC (Auto Pressure Controller) that controls the inside of the processing chamber 201 at a predetermined pressure. A raw material recovery trap 263 and a vacuum pump 264 are connected in series in this order. As shown in FIG. 2, the raw material recovery trap 263 is provided with a sub-heater 206b. The sub-heater 206b heats the exhaust gas exhausted from the processing container 202 in a cleaning process described later to a temperature (200 ° C. or higher) higher than the temperature (room temperature to 150 ° C.) in the processing container 202 in the cleaning process. Ni (CO) 4 contained in exhaust gas
Is decomposed into Ni and CO. Further, the raw material recovery trap 263 is provided with a recovery unit 263a, and the recovery unit 263a is configured to recover Ni decomposed by heating by the sub-heater 206b. An exhaust system (exhaust line) is mainly configured by the exhaust port 260, the exhaust chamber 260a, the exhaust pipe 261, the pressure regulator 262, the raw material recovery trap 263, and the vacuum pump 264.

<ガス導入口>
処理室201の上部に設けられる後述のシャワーヘッド240の上面(天井壁)には、処理室201内に各種ガスを供給するためのガス導入口210が設けられている。なお、ガス導入口210に接続されるガス供給系の構成については後述する。
<Gas inlet>
A gas inlet 210 for supplying various gases into the processing chamber 201 is provided on the upper surface (ceiling wall) of a shower head 240 described later provided in the upper portion of the processing chamber 201. The configuration of the gas supply system connected to the gas inlet 210 will be described later.

<シャワーヘッド>
ガス導入口210と処理室201との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド240が設けられている。シャワーヘッド240は、ガス導入口210から導入されるガスを分散させるための分散板240aと、分散板240aを通過したガスをさらに均一に分散させて支持台203上のウェハ200の表面に供給するためのシャワー板240bと、を備えている。分散板240aおよびシャワー板240bには、複数の通気孔が設けられている。分散板240aは、シャワーヘッド240の上面及びシャワー板240bと対向するように配置されており、シャワー板240bは、支持台203上のウェハ200と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド240の上面と分散板240aとの間、および分散板240aとシャワー板240bとの間には、それぞれ空間が設けられており、かかる空間は、ガス導入口210から供給されるガスを分散させるための第1バッファ空間(分散室)240c、および分散板240aを通過したガスを拡散させるための第2バッファ空間240dとしてそれぞれ機能する。
<Shower head>
A shower head 240 as a gas dispersion mechanism is provided between the gas inlet 210 and the processing chamber 201. The shower head 240 disperses the gas introduced from the gas introduction port 210 and the gas that has passed through the dispersion plate 240 a are more uniformly dispersed and supplied to the surface of the wafer 200 on the support table 203. A shower plate 240b. The dispersion plate 240a and the shower plate 240b are provided with a plurality of vent holes. The dispersion plate 240 a is disposed so as to face the upper surface of the shower head 240 and the shower plate 240 b, and the shower plate 240 b is disposed so as to face the wafer 200 on the support table 203. Note that spaces are provided between the upper surface of the shower head 240 and the dispersion plate 240a, and between the dispersion plate 240a and the shower plate 240b, respectively, and the spaces are supplied from the gas inlet 210. Function as a first buffer space (dispersion chamber) 240c for dispersing the gas and a second buffer space 240d for diffusing the gas that has passed through the dispersion plate 240a.

<排気ダクト>
処理室201(処理容器202)の内壁側面には、段差部201aが設けられている。そして、この段差部201aは、コンダクタンスプレート204をウェハ処理位置近傍に保持するように構成されている。コンダクタンスプレート204は、内周部にウェハ200を収容する穴が設けられた1枚のドーナツ状(リング状)をした円板として構成されている。コンダクタンスプレート204の外周部には、所定間隔を開けて周方向に配列された複数の排出口204aが設けられている。排出口204aは、コンダクタンスプレート204の外周部がコンダクタンスプレート204の内周部を支えることができるよう、不連続に形成されている。
<Exhaust duct>
A step portion 201a is provided on the side surface of the inner wall of the processing chamber 201 (processing vessel 202). The step portion 201a is configured to hold the conductance plate 204 in the vicinity of the wafer processing position. The conductance plate 204 is configured as a single donut-shaped (ring-shaped) disk in which a hole for accommodating the wafer 200 is provided in the inner periphery. A plurality of discharge ports 204 a arranged in the circumferential direction with a predetermined interval are provided on the outer periphery of the conductance plate 204. The discharge port 204 a is formed discontinuously so that the outer periphery of the conductance plate 204 can support the inner periphery of the conductance plate 204.

一方、支持台203の外周部には、ロワープレート205が係止している。ロワープレート205は、リング状の凹部205bと、凹部205bの内側上部に一体的に設けられたフランジ部205aとを備えている。凹部205bは、支持台203の外周部と、処理室201の内壁側面との隙間を塞ぐように設けられている。凹部205bの底部のうち排気口260付近の一部には、凹部205b内から排気口260側へガスを排出(流通)させるためのプレート排気口205cが設けられている。フランジ部205aは、支持台203の上部外周縁上に係止する係止部として機能する。フランジ部205aが支持台203の上部外周縁上に係止することにより、ロワープレート205が、支持台203の昇降に伴い、支持台203と共に昇降されるようになっている。   On the other hand, a lower plate 205 is locked to the outer peripheral portion of the support base 203. The lower plate 205 includes a ring-shaped concave portion 205b and a flange portion 205a provided integrally on the inner upper portion of the concave portion 205b. The recess 205 b is provided so as to close a gap between the outer peripheral portion of the support base 203 and the inner wall side surface of the processing chamber 201. A part of the bottom of the recess 205b near the exhaust port 260 is provided with a plate exhaust port 205c for discharging (circulating) gas from the recess 205b to the exhaust port 260 side. The flange portion 205 a functions as a locking portion that locks on the upper outer periphery of the support base 203. When the flange portion 205 a is locked on the upper outer periphery of the support base 203, the lower plate 205 is moved up and down together with the support base 203 as the support base 203 is moved up and down.

支持台203がウェハ処理位置まで上昇したとき、ロワープレート205もウェハ処理位置まで上昇する。その結果、ウェハ処理位置近傍に保持されているコンダクタンスプレート204が、ロワープレート205の凹部205bの上面部分を塞ぎ、凹部205bの内部をガス流路領域とする排気ダクト259が形成されることとなる。なお、このとき、排気ダクト259(コンダクタンスプレート204及びロワープレート205)及び支持台203によって、処理室201内が、排気ダクト259よりも上方の処理室上部と、排気ダクト259よりも下方の処理室下部と、に仕切られることとなる。なお、コンダクタンスプレート204およびロワープレート205は、排気ダクト259の内壁に堆積する反応生成物をエッチングする場合(セルフクリーニングする場合)を考慮して、高温保持が可能な材料、例えば、耐高温高負荷用石英で構成することが好ましい。   When the support table 203 is raised to the wafer processing position, the lower plate 205 is also raised to the wafer processing position. As a result, the conductance plate 204 held in the vicinity of the wafer processing position closes the upper surface portion of the recess 205b of the lower plate 205, and the exhaust duct 259 having the gas passage region inside the recess 205b is formed. . At this time, due to the exhaust duct 259 (the conductance plate 204 and the lower plate 205) and the support base 203, the inside of the processing chamber 201 is above the processing chamber above the exhaust duct 259 and the processing chamber below the exhaust duct 259. It will be partitioned into a lower part. The conductance plate 204 and the lower plate 205 are made of materials that can be kept at a high temperature, for example, high temperature and high load resistance, in consideration of etching reaction products deposited on the inner wall of the exhaust duct 259 (self cleaning). Preferably, it is made of quartz for use.

ここで、ウェハ処理時における処理室201内のガスの流れについて説明する。まず、ガス導入口210からシャワーヘッド240の上部へと供給されたガスは、第1バッファ空間(分散室)240cを経て分散板240aの多数の孔から第2バッファ空間240dへと入り、さらにシャワー板240bの多数の孔を通過して処理室201内に供給され、ウェハ200上に均一に供給される。そして、ウェハ200上に供給されたガスは、ウェハ200の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウェハ200に接触した後の余剰なガスは、ウェハ200外周部に位置する排気ダクト259上、すなわち、コンダクタンスプレート204上を、ウェハ200の径方向外側に向かって放射状に流れ、コンダクタンスプレート204に設けられた排出口204aから、排気ダクト259内のガス流路領域内(凹部205b内)へと排出される。その後、ガスは排気ダクト259内を流れ、プレート排気口205cを経由して排気口260へと排気される。このようにガスを流すことで、処理室下部、すなわち、支持台203の裏面や処理室201の底面側へのガスの回り込みが抑制される。   Here, the flow of gas in the processing chamber 201 during wafer processing will be described. First, the gas supplied from the gas inlet 210 to the upper portion of the shower head 240 enters the second buffer space 240d through the first buffer space (dispersion chamber) 240c through a large number of holes in the dispersion plate 240a, and further into the shower. It passes through a large number of holes in the plate 240 b and is supplied into the processing chamber 201, and is uniformly supplied onto the wafer 200. The gas supplied onto the wafer 200 flows radially outward of the wafer 200 in the radial direction. Then, surplus gas after contacting the wafer 200 flows radially on the exhaust duct 259 located on the outer peripheral portion of the wafer 200, that is, on the conductance plate 204 toward the radially outer side of the wafer 200. Is discharged into the gas flow path region (in the recess 205b) in the exhaust duct 259. Thereafter, the gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260 via the plate exhaust port 205c. By flowing the gas in this way, gas wraparound to the lower part of the processing chamber, that is, the back surface of the support base 203 or the bottom surface side of the processing chamber 201 is suppressed.

<ガス供給系>
続いて、上述したガス導入口210に接続されるガス供給系の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系および排気系の構成図である。
<Gas supply system>
Next, the configuration of the gas supply system connected to the gas inlet 210 described above will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of a gas supply system and an exhaust system included in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.

本発明の実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系は、常温で液体状態であるニッケル(Ni)を含む液体原料を気化する気化部としてのバブラと、バブラにて液体原料を気化させて得た原料ガスを処理室201内に供給する原料ガス供給系と、クリーニングガス(エッチングガス)を処理室201内に供給するクリーニングガス供給系と、パージガスを処理室201内に供給するパージガス供給系と、を有している。さらに、本発明の実施形態にかかる基板処理装置は、バブラからの原料ガスを処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスするよう排気するベント(バイパス)系を有している。以下に、各部の構成について説明する。   A gas supply system of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a bubbler as a vaporizing unit that vaporizes a liquid material containing nickel (Ni) that is in a liquid state at room temperature, and vaporizes the liquid material using the bubbler. A raw material gas supply system that supplies the obtained raw material gas into the processing chamber 201, a cleaning gas supply system that supplies a cleaning gas (etching gas) into the processing chamber 201, and a purge gas supply system that supplies a purge gas into the processing chamber 201 And have. Furthermore, the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention has a vent (bypass) system that exhausts the processing gas to bypass the processing chamber 201 without supplying the raw material gas from the bubbler into the processing chamber 201. Below, the structure of each part is demonstrated.

<バブラ>
処理室201の外部には、液体原料を収容する原料容器としてのバブラ220aが設けられている。バブラ220aは、内部に液体原料を収容(充填)可能なタンク(密閉容器)として構成されており、また、液体原料をバブリングにより気化させて原料ガスを生成させる気化部としても構成されている。なお、バブラ220aの周りには、バブラ220aおよび内部の液体原料を加熱するサブヒータ206aが設けられている。原料としては、例えば、ニッケル(Ni)元素を含む金属液体原料であるNi(PF34が用いられる。
<Bubbler>
Outside the processing chamber 201, a bubbler 220a is provided as a raw material container for storing a liquid raw material. The bubbler 220a is configured as a tank (sealed container) capable of containing (filling) a liquid source therein, and is also configured as a vaporizing unit that generates a source gas by vaporizing the liquid source by bubbling. A sub-heater 206a for heating the bubbler 220a and the liquid material inside is provided around the bubbler 220a. As the raw material, for example, Ni (PF 3 ) 4 which is a metal liquid raw material containing a nickel (Ni) element is used.

バブラ220aには、キャリアガス供給管237aが接続されている。キャリアガス供給管237aの上流側端部には、図示しないキャリアガス供給源が接続されている。また、キャリアガス供給管237aの下流側端部はバブラ220a内に収容した液体原料内に浸されている。キャリアガス供給管237aには、キャリアガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222aと、キャリアガスの供給を制御するバルブva1,va2が設けられている。なお、キャリアガスとしては、液体原料とは反応しないガスを用いることが好ましく、例えばNガスやArガスやHeガス等の不活性ガスが好適に用いられる。主に、キャリアガス供給管237a、MFC222a、バルブva1,va2により、キャリアガス供給系(キャリアガス供給ライン)が構成される。 A carrier gas supply pipe 237a is connected to the bubbler 220a. A carrier gas supply source (not shown) is connected to the upstream end of the carrier gas supply pipe 237a. Further, the downstream end of the carrier gas supply pipe 237a is immersed in the liquid raw material accommodated in the bubbler 220a. The carrier gas supply pipe 237a is provided with a mass flow controller (MFC) 222a as a flow rate controller for controlling the supply flow rate of the carrier gas, and valves va1 and va2 for controlling the supply of the carrier gas. As the carrier gas, a gas that does not react with the liquid raw material is preferably used. For example, an inert gas such as N 2 gas, Ar gas, or He gas is preferably used. A carrier gas supply system (carrier gas supply line) is mainly configured by the carrier gas supply pipe 237a, the MFC 222a, and the valves va1 and va2.

上記構成により、バルブva1,va2を開き、キャリアガス供給管237aからMFC222aで流量制御されたキャリアガスをバブラ220a内に供給することにより、バブラ220a内部に収容された液体原料をバブリングにより気化させて原料ガスを生成させることが可能となる。   With the above configuration, by opening the valves va1 and va2 and supplying the carrier gas whose flow rate is controlled by the MFC 222a from the carrier gas supply pipe 237a into the bubbler 220a, the liquid raw material stored in the bubbler 220a is vaporized by bubbling. Source gas can be generated.

<原料ガス供給系>
バブラ220aには、バブラ220a内で生成された原料ガスを処理室201内に供給する原料ガス供給管213aが接続されている。原料ガス供給管213aの上流側端部は、バブラ220aの上部に存在する空間に連通している。原料ガス供給管213aの下流側端部は、ガス導入口210に接続されている。原料ガス供給管213aには上流側から順にバルブva5,va3が設けられている。バルブva5はバブラ220aから原料ガス供給管213a内への原料ガスの供給を制御するバルブであり、バブラ220aの近傍に設けられている。バルブva3は、原料ガス供給管213aから処理室201内への原料ガスの供給を制御するバルブであり、ガス導入口210の近傍に設けられている。バルブva3と後述するバルブve3は高耐久高速ガスバルブとして構成されている。高耐久高速ガスバルブは、短時間で素早くガス供給の切り替えおよびガス排気ができるように構成された集積バルブである。なお、バルブve3は、原料ガス供給管213aのバルブva3とガス導入口210との間の空間を高速にパージしたのち、処理室201内をパージするためのパージガスの導入を制御するバルブである。
<Raw gas supply system>
A raw material gas supply pipe 213a for supplying the raw material gas generated in the bubbler 220a into the processing chamber 201 is connected to the bubbler 220a. The upstream end of the source gas supply pipe 213a communicates with the space existing above the bubbler 220a. The downstream end of the source gas supply pipe 213a is connected to the gas inlet 210. The source gas supply pipe 213a is provided with valves va5 and va3 in order from the upstream side. The valve va5 is a valve for controlling the supply of the source gas from the bubbler 220a into the source gas supply pipe 213a, and is provided in the vicinity of the bubbler 220a. The valve va3 is a valve that controls the supply of the source gas from the source gas supply pipe 213a into the processing chamber 201, and is provided in the vicinity of the gas inlet 210. The valve va3 and a valve ve3 described later are configured as a highly durable high-speed gas valve. The high durability high-speed gas valve is an integrated valve configured so that gas supply can be switched and gas exhausted quickly in a short time. The valve ve3 is a valve that controls the introduction of a purge gas for purging the inside of the processing chamber 201 after purging the space between the valve va3 of the source gas supply pipe 213a and the gas inlet 210 at high speed.

上記構成により、バブラ220aにて液体原料を気化させて原料ガスを発生させるとともに、バルブva5,va3を開くことにより、原料ガス供給管213aから処理室201内へ原料ガスを供給することが可能となる。主に、原料ガス供給管213a、バルブva5,va3により原料ガス供給系(原料ガス供給ライン)が構成される。   With the above configuration, it is possible to supply the source gas from the source gas supply pipe 213a into the processing chamber 201 by opening the valves va5 and va3 while vaporizing the liquid source in the bubbler 220a. Become. A source gas supply system (source gas supply line) is mainly configured by the source gas supply pipe 213a and the valves va5 and va3.

また、主に、キャリアガス供給系、バブラ220a、原料ガス供給系により、原料供給系(原料供給ライン)が構成される。   Further, a raw material supply system (raw material supply line) is mainly configured by the carrier gas supply system, the bubbler 220a, and the raw material gas supply system.

<クリーニングガス供給系>
また、処理室201の外部には、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給源220bが設けられている。クリーニングガス供給源220bには、クリーニングガス供給管213bの上流側端部が接続されている。クリーニングガス供給管213bの下流側端部はバルブvb3を介してガス導入口210に接続されている。クリーニングガス供給管213bには、クリーニングガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222bと、クリーニングガスの供給を制御するバルブvb1,vb2が設けられている。クリーニングガスとしては、一酸化炭素(CO)ガスが用いられる。主に、クリーニングガス供給源220b、クリーニングガス供給管213b、MFC222b、バルブvb1,vb2,vb3により、クリーニングガス供給系(クリーニングガス供給ライン)、すなわち一酸化炭素供給系(一酸化炭素供給ライン)が構成される。
<Cleaning gas supply system>
In addition, a cleaning gas supply source 220b for supplying a cleaning gas is provided outside the processing chamber 201. The upstream end of the cleaning gas supply pipe 213b is connected to the cleaning gas supply source 220b. The downstream end of the cleaning gas supply pipe 213b is connected to the gas inlet 210 through a valve vb3. The cleaning gas supply pipe 213b is provided with a mass flow controller (MFC) 222b as a flow rate controller for controlling the supply flow rate of the cleaning gas, and valves vb1 and vb2 for controlling the supply of the cleaning gas. Carbon monoxide (CO) gas is used as the cleaning gas. A cleaning gas supply system (cleaning gas supply line), that is, a carbon monoxide supply system (carbon monoxide supply line) is mainly constituted by the cleaning gas supply source 220b, the cleaning gas supply pipe 213b, the MFC 222b, and the valves vb1, vb2, and vb3. Composed.

<パージガス供給系>
また、処理室201の外部には、パージガスを供給するためのパージガス供給源220c,220eが設けられている。パージガス供給源220c,220eには、パージガス供給管213c,213eの上流側端部がそれぞれ接続されている。パージガス供給管213cの下流側端部はクリーニングガス供給管213bに合流してバルブvb3を介してガス導入口210に接続されている。パージガス供給管213eの下流側端部はバルブve3を介して、原料ガス供給管213aのバルブva3とガス導入口210との間の部分に合流して、ガス導入口210に接続されている。パージガス供給管213c,213eには、パージガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222c,222eと、パージガスの供給を制御するバルブvc1,vc2,ve1,ve2がそれぞれ設けられている。さらに、メンテナンス用として、クリーニングガス供給管213bのクリーニングガス供給源220bとバルブvb1との間に、パージガス供給管213dがバルブvc3を介して接続されている。パージガス供給管213dはパージガス供給管213cのマスフローコントローラ222cとバルブvc2との間の部分から分岐して設けられている。パージガスとしては、例えばNガスやArガスやHeガス等の不活性ガスが用いられる。主に、パージガス供給源220c,220e、パージガス供給管213c,213d,213e、MFC222c,222e、バルブvc1,vc2,vc3,ve1,ve2,ve3により、パージガス供給系(パージガス供給ライン)が構成される。
<Purge gas supply system>
In addition, purge gas supply sources 220 c and 220 e for supplying purge gas are provided outside the processing chamber 201. The upstream ends of the purge gas supply pipes 213c and 213e are connected to the purge gas supply sources 220c and 220e, respectively. The downstream end of the purge gas supply pipe 213c joins the cleaning gas supply pipe 213b and is connected to the gas inlet 210 through the valve vb3. The downstream end of the purge gas supply pipe 213e joins a portion between the valve va3 and the gas inlet 210 of the source gas supply pipe 213a via the valve ve3 and is connected to the gas inlet 210. The purge gas supply pipes 213c and 213e are provided with mass flow controllers (MFC) 222c and 222e as flow rate controllers for controlling the supply flow rate of the purge gas, and valves vc1, vc2, ve1 and ve2 for controlling the supply of the purge gas, respectively. Yes. Further, for maintenance, a purge gas supply pipe 213d is connected through a valve vc3 between the cleaning gas supply source 220b of the cleaning gas supply pipe 213b and the valve vb1. The purge gas supply pipe 213d is branched from a portion between the mass flow controller 222c and the valve vc2 of the purge gas supply pipe 213c. As the purge gas, for example, an inert gas such as N 2 gas, Ar gas, or He gas is used. A purge gas supply system (purge gas supply line) is mainly configured by the purge gas supply sources 220c and 220e, the purge gas supply pipes 213c, 213d, and 213e, the MFCs 222c and 222e, and the valves vc1, vc2, vc3, ve1, ve2, and ve3.

<ベント(バイパス)系>
また、原料ガス供給管213aのバルブva3よりも上流側には、ベント管215aの上流側端部が接続されている。また、ベント管215a下流側端部は排気管261の圧力調整器262よりも下流側であって原料回収トラップ263よりも上流側に接続されている。ベント管215aには、ガスの流通を制御するためのバルブva4が設けられている。
<Vent (bypass) system>
The upstream end of the vent pipe 215a is connected to the upstream side of the valve va3 of the source gas supply pipe 213a. Further, the downstream end of the vent pipe 215 a is connected to the downstream side of the pressure regulator 262 of the exhaust pipe 261 and to the upstream side of the raw material recovery trap 263. The vent pipe 215a is provided with a valve va4 for controlling the gas flow.

上記構成により、バルブva3を閉じ、バルブva4を開くことで、原料ガス供給管213a内を流れるガスを、処理室201内に供給することなく、ベント管215aを介して処理室201をバイパスさせ、排気管261より処理室201外へと排気することが可能となる。主に、ベント管215a、バルブva4によりベント系(ベントライン)が構成される。   With the above configuration, by closing the valve va3 and opening the valve va4, the process chamber 201 is bypassed through the vent pipe 215a without supplying the gas flowing in the source gas supply pipe 213a into the process chamber 201, The exhaust pipe 261 can be exhausted out of the processing chamber 201. A vent system (vent line) is mainly configured by the vent pipe 215a and the valve va4.

なお、バブラ220aの周りには、サブヒータ206aが設けられることは上述した通りだが、この他、キャリアガス供給管237a、原料ガス供給管213a、パージガス供給管213e、ベント管215a、排気管261、処理容器202、シャワーヘッド240等の周囲にもサブヒータ206aが設けられている。サブヒータ206aはこれらの部材を、例えば100℃以下の温度に加熱することで、これらの部材内部での原料ガスの再液化を防止するように構成されている。   Although the sub-heater 206a is provided around the bubbler 220a as described above, the carrier gas supply pipe 237a, the source gas supply pipe 213a, the purge gas supply pipe 213e, the vent pipe 215a, the exhaust pipe 261, the processing A sub-heater 206a is also provided around the container 202, the shower head 240, and the like. The sub-heater 206a is configured to prevent re-liquefaction of the source gas inside these members by heating these members to a temperature of, for example, 100 ° C. or less.

<制御部>
なお、本実施形態にかかる基板処理装置は、基板処理装置の各部の動作を制御する制御部としてのコントローラ280を有している。コントローラ280は、ゲートバルブ251、昇降機構207b、搬送ロボット273、ヒータ206、サブヒータ206a,206b、圧力調整器(APC)262、真空ポンプ264、バルブva1〜va5,vb1〜vb3,vc1〜vc3,ve1〜ve3、流量コントローラ222a,222b,222c,222e等の動作を制御する。
<Control unit>
The substrate processing apparatus according to the present embodiment includes a controller 280 as a control unit that controls the operation of each unit of the substrate processing apparatus. The controller 280 includes a gate valve 251, an elevating mechanism 207b, a transfer robot 273, a heater 206, sub heaters 206a and 206b, a pressure regulator (APC) 262, a vacuum pump 264, valves va1 to va5, vb1 to vb3, vc1 to vc3, and ve1. ˜ve3, controls the operations of the flow rate controllers 222a, 222b, 222c, 222e and the like.

(2)基板処理工程
続いて、本発明の実施形態にかかる半導体装置の製造工程の一工程として、上述の基板処理装置を用いて処理容器内でウェハ上に金属膜を形成する基板処理工程と、処理容器内をクリーニングするクリーニング工程と、について、図1及び図5を参照しながら説明する。図5は、本発明の実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。図1は、本発明の実施形態にかかるクリーニング工程のフロー図である。まず、基板処理工程について図5を参照しつつ説明する。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280により制御される。
(2) Substrate Processing Step Subsequently, as one step of the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, a substrate processing step of forming a metal film on the wafer in the processing container using the above-described substrate processing apparatus; The cleaning process for cleaning the inside of the processing container will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart of the substrate processing process according to the embodiment of the present invention. FIG. 1 is a flowchart of a cleaning process according to an embodiment of the present invention. First, the substrate processing process will be described with reference to FIG. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 280.

なお、ここでは、基板を収容した処理容器内にニッケル(Ni)を含む原料としてNi(PF34を供給して基板上にニッケルを含む金属膜としてニッケル膜(Ni膜)を形成する工程と、処理容器内にパージガスを供給して処理容器内をパージする工程と、を1サイクルとしてこのサイクルを所定回数行うことで、CVD法により基板上にニッケル膜を形成する例について説明する。 Here, the step of supplying Ni (PF 3 ) 4 as a raw material containing nickel (Ni) into a processing container containing the substrate and forming a nickel film (Ni film) as a metal film containing nickel on the substrate. An example in which a nickel film is formed on a substrate by a CVD method will be described in which a purge gas is supplied into the processing container and the inside of the processing container is purged as one cycle.

なお、本明細書では、金属膜という用語は金属原子を含む導電性の物質を意味しており、これには、金属単体で構成される膜の他、導電性の金属窒化膜、導電性の金属酸化膜、導電性の金属複合膜、導電性の金属合金膜等も含まれる。なお、Ni膜は導電性の金属膜である。以下、これを詳細に説明する。   Note that in this specification, the term metal film means a conductive substance containing a metal atom. In addition to a film made of a single metal, a conductive metal nitride film, a conductive metal Also included are metal oxide films, conductive metal composite films, conductive metal alloy films, and the like. The Ni film is a conductive metal film. This will be described in detail below.

<基板搬入工程(S1)、基板載置工程(S2)>
まず、昇降機構207bを作動させ、支持台203を、図4に示すウェハ搬送位置まで下降させる。そして、ゲートバルブ251を開き、処理室201と搬送室271とを連通させる。そして、搬送ロボット273により搬送室271内から処理室201内へ処理対象のウェハ200を搬送アーム273aで支持した状態で搬入する(S1)。処理室201内に搬入したウェハ200は、支持台203の上面から突出しているリフトピン208b上に一時的に載置される。搬送ロボット273の搬送アーム273aが処理室201内から搬送室271内へ戻ると、ゲートバルブ251が閉じられる。
<Substrate Loading Step (S1), Substrate Placement Step (S2)>
First, the elevating mechanism 207b is operated to lower the support table 203 to the wafer transfer position shown in FIG. Then, the gate valve 251 is opened to allow the processing chamber 201 and the transfer chamber 271 to communicate with each other. Then, the wafer 200 to be processed is loaded from the transfer chamber 271 into the processing chamber 201 by the transfer robot 273 while being supported by the transfer arm 273a (S1). The wafer 200 carried into the processing chamber 201 is temporarily placed on the lift pins 208 b protruding from the upper surface of the support table 203. When the transfer arm 273a of the transfer robot 273 returns from the processing chamber 201 to the transfer chamber 271, the gate valve 251 is closed.

続いて、昇降機構207bを作動させ、支持台203を、図3に示すウェハ処理位置まで上昇させる。その結果、リフトピン208bは支持台203の上面から埋没し、ウェハ200は、支持台203上面のサセプタ217上に載置される(S2)。   Subsequently, the elevating mechanism 207b is operated to raise the support table 203 to the wafer processing position shown in FIG. As a result, the lift pins 208b are buried from the upper surface of the support table 203, and the wafer 200 is placed on the susceptor 217 on the upper surface of the support table 203 (S2).

<圧力調整工程(S3)、温度調整工程(S4)>
続いて、圧力調整器(APC)262により、処理室201内の圧力が所定の処理圧力となるように制御する(S3)。また、ヒータ206に供給する電力を調整し、ウェハ200の表面温度が所定の処理温度となるように制御する(S4)。なお、温度調整工程(S4)は、圧力調整工程(S3)と並行して行うようにしてもよいし、圧力調整工程(S3)よりも先行して行うようにしてもよい。ここで、所定の処理温度、処理圧力とは、後述する原料供給工程において、CVD法によりNi膜を形成可能な処理温度、処理圧力である。すなわち、原料供給工程で用いる原料が自己分解する程度の処理温度、処理圧力である。
<Pressure adjustment step (S3), temperature adjustment step (S4)>
Subsequently, the pressure regulator (APC) 262 controls the pressure in the processing chamber 201 to be a predetermined processing pressure (S3). Further, the power supplied to the heater 206 is adjusted to control the surface temperature of the wafer 200 to a predetermined processing temperature (S4). The temperature adjustment step (S4) may be performed in parallel with the pressure adjustment step (S3), or may be performed prior to the pressure adjustment step (S3). Here, the predetermined processing temperature and processing pressure are processing temperature and processing pressure at which a Ni film can be formed by a CVD method in a raw material supply step described later. That is, the processing temperature and the processing pressure are such that the raw material used in the raw material supply process is self-decomposed.

なお、基板搬入工程(S1)、基板載置工程(S2)、圧力調整工程(S3)、及び温度調整工程(S4)においては、真空ポンプ264を作動させつつ、バルブva3,vb1,vb2を閉じ、バルブvc1,vc2,vb3,ve1,ve2,ve3を開くことで、処理室201内にNガスを常に流しておく。これにより、ウェハ200上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。 In the substrate loading step (S1), the substrate placement step (S2), the pressure adjustment step (S3), and the temperature adjustment step (S4), the valves va3, vb1, and vb2 are closed while the vacuum pump 264 is operated. The valves vc 1, vc 2, vb 3, ve 1, ve 2, ve 3 are opened so that the N 2 gas always flows into the processing chamber 201. Thereby, adhesion of particles on the wafer 200 can be suppressed.

工程S1〜S4と並行して、原料(Ni(PF34)を気化させて原料ガスを生成(予備気化)させておく。すなわち、バルブva1,va2,va5を開き、キャリアガス供給管237aからMFC222aで流量制御されたキャリアガスをバブラ220a内に供給することにより、バブラ220a内部に収容された原料をバブリングにより気化させて原料ガスを生成させておく(予備気化工程)。この予備気化工程では、真空ポンプ264を作動させつつ、バルブva3を閉じたまま、バルブva4を開くことにより、原料ガスを処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスして排気しておく。バブラにて原料ガスを安定して生成させるには所定の時間を要する。このため、本実施形態では、原料ガスを予め生成させておき、バルブva3,va4の開閉を切り替えることにより、原料ガスの流路を切り替える。その結果、バルブの切り替えにより、処理室201内への原料ガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。 In parallel with the steps S1 to S4, the raw material (Ni (PF 3 ) 4 ) is vaporized to generate a raw material gas (preliminary vaporization). That is, by opening the valves va1, va2, va5 and supplying the carrier gas whose flow rate is controlled by the MFC 222a from the carrier gas supply pipe 237a into the bubbler 220a, the raw material stored in the bubbler 220a is vaporized by bubbling. A gas is generated (preliminary vaporization step). In this preliminary vaporization step, while the vacuum pump 264 is operated, the valve va4 is opened while the valve va3 is closed, thereby bypassing and exhausting the processing chamber 201 without supplying the source gas into the processing chamber 201. deep. A predetermined time is required to stably generate the source gas in the bubbler. For this reason, in this embodiment, the raw material gas is generated in advance, and the flow path of the raw material gas is switched by switching the opening and closing of the valves va3 and va4. As a result, it is preferable that the stable supply of the source gas into the processing chamber 201 can be started or stopped quickly by switching the valve.

<Ni膜形成工程(S5)>
〔原料供給工程(S5a)〕
続いて、真空ポンプ264を作動させたまま、バルブva4を閉じ、バルブva3を開いて、処理室201内への原料ガス(Ni原料)の供給を開始する。原料ガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のウェハ200上に均一に供給される。余剰な原料ガスは、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。このとき処理温度、処理圧力は原料ガスが自己分解する程度の処理温度、処理圧力とされるので、ウェハ200上に供給された原料ガスが熱分解することでCVD反応が生じ、これによりウェハ200上にNi膜が形成される。
<Ni film forming step (S5)>
[Raw material supply step (S5a)]
Subsequently, the valve va4 is closed and the valve va3 is opened while the vacuum pump 264 is operated, and supply of the source gas (Ni source) into the processing chamber 201 is started. The source gas is dispersed by the shower head 240 and is uniformly supplied onto the wafer 200 in the processing chamber 201. Excess source gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261. At this time, since the processing temperature and the processing pressure are set to a processing temperature and processing pressure at which the source gas is self-decomposed, the source gas supplied onto the wafer 200 is thermally decomposed to cause a CVD reaction. A Ni film is formed thereon.

なお、処理室201内への原料ガスの供給時には、クリーニングガス供給管213b内への原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室201内における原料ガスの拡散を促すように、バルブvc1,vc2,vb3は開いたままとし、処理室201内にNガスを常に流しておくことが好ましい。 Note that when the source gas is supplied into the processing chamber 201, the valve vc1 is used to prevent the source gas from entering the cleaning gas supply pipe 213b and to promote the diffusion of the source gas in the processing chamber 201. , Vc2 and vb3 are preferably kept open, and N 2 gas is always allowed to flow into the processing chamber 201.

バルブva3を開き原料ガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、バルブva3を閉じ、バルブva4を開いて、処理室201内への原料ガスの供給を停止する。   When a predetermined time has elapsed after opening the valve va3 and starting the supply of the raw material gas, the valve va3 is closed and the valve va4 is opened to stop the supply of the raw material gas into the processing chamber 201.

〔パージ工程(S5b)〕
バルブva3を閉じ、原料ガスの供給を停止した後は、バルブvc1,vc2,vb3,ve1,ve2,ve3を開き、処理室201内にNガスを供給する。Nガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。これにより、処理室201内に残留している原料ガスを除去し、処理室201内をNガスによりパージする。
[Purge process (S5b)]
After the valve va3 is closed and the supply of the raw material gas is stopped, the valves vc1, vc2, vb3, ve1, ve2, ve3 are opened, and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201. The N 2 gas is dispersed by the shower head 240 and supplied into the processing chamber 201, flows through the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261. Thereby, the source gas remaining in the processing chamber 201 is removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with N 2 gas.

〔所定回数実施工程(S5c)〕
以上の原料ガス供給工程、パージ工程、を1サイクルとして、このサイクルを所定回数実施することにより、ウェハ200上に、所定膜厚のニッケル膜(Ni膜)を形成する。
[Predetermined number of steps (S5c)]
A nickel film (Ni film) having a predetermined film thickness is formed on the wafer 200 by performing the above-described source gas supply process and purge process as one cycle and performing this cycle a predetermined number of times.

〔残留ガス除去工程(S6)〕
ウェハ200上に、所定膜厚のNi膜が形成された後、処理室201内の真空引きを行い、バルブvc1,vc2,vb3,ve1,ve2,ve3を開き、処理室201内にNガスを供給する。Nガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。これにより、処理室201内に残留しているガスや反応副生成物を除去し、処理室201内をNガスによりパージする。
[Residual gas removal step (S6)]
After a Ni film having a predetermined thickness is formed on the wafer 200, the processing chamber 201 is evacuated, the valves vc1, vc2, vb3, ve1, ve2, and ve3 are opened, and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201. Supply. The N 2 gas is dispersed by the shower head 240 and supplied into the processing chamber 201, flows through the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261. As a result, gas and reaction byproducts remaining in the processing chamber 201 are removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with N 2 gas.

<基板搬出工程(S7)>
その後、上述した基板搬入工程(S1)、基板載置工程(S2)に示した手順とは逆の手順により、所定膜厚のNi膜を形成した後のウェハ200を処理室201内から搬送室271内へ搬出して、本実施形態にかかる基板処理工程を完了する。
<Substrate unloading step (S7)>
Thereafter, the wafer 200 after the Ni film having a predetermined film thickness is formed from the inside of the processing chamber 201 by a procedure opposite to the procedure shown in the substrate loading step (S1) and the substrate placing step (S2). Then, the substrate processing step according to the present embodiment is completed.

なお、本実施形態におけるNi膜形成工程(S6)でのウェハ200の処理条件としては、
処理温度:150〜250℃、
処理圧力:50〜5000Pa、
バブリング用キャリアガス供給流量:10〜1000sccm、
1サイクルあたりの原料(Ni(PF34)供給時間:0.1〜600秒、
1サイクルあたりのパージガス(N)供給流量:10〜10000sccm、
1サイクルあたりのパージ時間:0.1〜600秒、
サイクル数:400〜1回、
Ni膜厚:20〜30nm
が例示される。
The processing conditions for the wafer 200 in the Ni film forming step (S6) in the present embodiment are as follows:
Process temperature: 150-250 degreeC,
Processing pressure: 50 to 5000 Pa,
Bubbling carrier gas supply flow rate: 10 to 1000 sccm,
Raw material (Ni (PF 3 ) 4 ) supply time per cycle: 0.1 to 600 seconds,
Purge gas (N 2 ) supply flow rate per cycle: 10 to 10,000 sccm,
Purge time per cycle: 0.1 to 600 seconds,
Number of cycles: 400-1 times
Ni film thickness: 20-30 nm
Is exemplified.

なお、処理温度を150℃未満とすると、原料供給工程(S5a)において、原料(Ni(PF34)が自己分解せず、CVDによる成膜反応が生じなくなる。また、処理温度が250℃を超えると、成膜レートが上昇し過ぎ、膜厚を制御するのが難しくなる。よって、原料供給工程(S5a)において、CVDによる成膜反応を生じさせ、膜厚を制御可能とするためには、処理温度を150℃以上、250℃以下とする必要がある。 If the processing temperature is less than 150 ° C., the raw material (Ni (PF 3 ) 4 ) does not self-decompose in the raw material supply step (S5a), and the film formation reaction by CVD does not occur. On the other hand, when the processing temperature exceeds 250 ° C., the film formation rate increases excessively, making it difficult to control the film thickness. Therefore, in the raw material supply step (S5a), in order to cause a film formation reaction by CVD and to control the film thickness, the processing temperature needs to be 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.

(3)クリーニング工程
上述の基板処理工程を繰り返すと、処理容器202の内壁や、シャワー板240b、サセプタ217、コンダクタンスプレート204等の処理室201内の部材にNiが累積する。すなわち、Niを含む堆積物が処理容器202の内壁等に付着する。この内壁等に付着した堆積物の厚さが、堆積物に剥離・落下が生じる前の所定の厚さに達した時点で、処理容器202内のクリーニングが行われる。以下、クリーニング工程について図1を参照しつつ説明する。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280により制御される。
(3) Cleaning Step When the above-described substrate processing step is repeated, Ni accumulates on the inner wall of the processing container 202 and members in the processing chamber 201 such as the shower plate 240b, the susceptor 217, and the conductance plate 204. That is, the deposit containing Ni adheres to the inner wall of the processing container 202 or the like. When the thickness of the deposit adhering to the inner wall or the like reaches a predetermined thickness before the deposit is peeled or dropped, the inside of the processing container 202 is cleaned. Hereinafter, the cleaning process will be described with reference to FIG. In the following description, the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 280.

なお、ここでは、処理容器内に基板がない状態で、処理容器内にクリーニングガスとして一酸化炭素(CO)ガスを供給して処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物をサーマルエッチングにより除去する例について説明する。   Here, in the state where there is no substrate in the processing container, carbon monoxide (CO) gas is supplied into the processing container as a cleaning gas, and deposits containing nickel adhering to the processing container are removed by thermal etching. An example will be described.

<降温工程(S101)>
まず、処理容器202内に基板がない状態で、処理容器202内の温度を降温させる。すなわち、ヒータ206に供給する電力を調整し、処理容器202内の温度が基板処理工程における処理容器202内の温度よりも低い所定の処理温度となるように制御する。なお、本実施形態では、室温下で処理容器202内のクリーニングを行うこともでき、この場合は、ヒータ206に供給する電力をオフとして、処理容器202内を非加熱状態としてクリーニングを行うこととなる。また、このとき原料回収トラップ263に設けられたサブヒータ206bに供給する電力を調整し、原料回収トラップ263内を、処理容器202内の温度よりも高い温度に加熱するように制御する。
<Temperature lowering step (S101)>
First, the temperature in the processing container 202 is lowered with no substrate in the processing container 202. That is, the electric power supplied to the heater 206 is adjusted so that the temperature in the processing container 202 becomes a predetermined processing temperature lower than the temperature in the processing container 202 in the substrate processing step. In this embodiment, the inside of the processing container 202 can also be cleaned at room temperature. In this case, the power supplied to the heater 206 is turned off, and the inside of the processing container 202 is not heated. Become. At this time, the power supplied to the sub-heater 206b provided in the raw material recovery trap 263 is adjusted, and the inside of the raw material recovery trap 263 is controlled to be heated to a temperature higher than the temperature in the processing container 202.

<圧力調整工程(S102)>
続いて、圧力調整器(APC)262により、処理室201内の圧力が所定の処理圧力となるように制御する。なお、圧力調整工程(S102)は、降温工程(S101)と並行して行うようにしてもよい。
<Pressure adjustment step (S102)>
Subsequently, the pressure regulator (APC) 262 controls the pressure in the processing chamber 201 to be a predetermined processing pressure. In addition, you may make it perform a pressure adjustment process (S102) in parallel with a temperature fall process (S101).

ここで、所定の処理温度、処理圧力とは、後述するクリーニング工程において、処理容器202内に付着したNiを含む堆積物とクリーニングガスとを反応させて揮発性の高い化合物を生成させることが可能な処理温度、処理圧力である。   Here, the predetermined processing temperature and processing pressure can generate a highly volatile compound by reacting a deposit containing Ni adhering in the processing container 202 and the cleaning gas in a cleaning process described later. Processing temperature and processing pressure.

なお、降温工程(S101)、圧力調整工程(S102)においては、真空ポンプ264を作動させつつ、バルブva3,vb1,vb2を閉じ、バルブvc1,vc2,vb3,ve1,ve2,ve3を開くことで、処理室201内にNガスを常に流しておく。 In the temperature lowering step (S101) and the pressure adjusting step (S102), the valves va3, vb1, vb2 are closed and the valves vc1, vc2, vb3, ve1, ve2, ve3 are opened while operating the vacuum pump 264. The N 2 gas is always allowed to flow into the processing chamber 201.

<クリーニング工程(S103)>
続いて、真空ポンプ264を作動させたまま、バルブvb1,vb2,vb3を開いて、処理室201内へのクリーニングガスとしての一酸化炭素(CO)ガスの供給を開始する。クリーニングガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のサセプタ217、コンダクタンスプレート204上に均一に供給される。余剰なクリーニングガスは、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。
<Cleaning step (S103)>
Subsequently, while the vacuum pump 264 is operated, the valves vb1, vb2, and vb3 are opened, and supply of carbon monoxide (CO) gas as a cleaning gas into the processing chamber 201 is started. The cleaning gas is dispersed by the shower head 240 and is uniformly supplied onto the susceptor 217 and the conductance plate 204 in the processing chamber 201. Excess cleaning gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261.

このとき処理容器202内、すなわち、処理容器202の内壁や、シャワー板240b、サセプタ217、コンダクタンスプレート204等の処理室201内の部材に付着したNiを含む堆積物は一酸化炭素と反応して、テトラカルボニル錯体であるテトラカルボニルニッケル(Ni(CO)4)が生成される。この化合物は揮発性が高いので、処理容器202内から容易に排出できる。すなわち、生成されたNi(CO)4は揮発し、余剰なクリーニングガスと一緒に排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。このようにして、Niを含む堆積物のエッチングが行われる。 At this time, the deposit containing Ni adhering to the inside of the processing container 202, that is, the inner wall of the processing container 202, the members in the processing chamber 201 such as the shower plate 240b, the susceptor 217, and the conductance plate 204 reacts with carbon monoxide. Then, tetracarbonyl nickel (Ni (CO) 4 ), which is a tetracarbonyl complex, is produced. Since this compound has high volatility, it can be easily discharged from the processing vessel 202. That is, the produced Ni (CO) 4 volatilizes, flows along with the excess cleaning gas in the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261. In this way, etching of the deposit containing Ni is performed.

このとき原料回収トラップ263内は、処理容器202内の温度よりも高い所定の温度に加熱されているので、排気ガスに含まれるNi(CO)4はNiとCOに分解され、資源として回収される。すなわち、Ni金属として原料回収トラップ263の回収部263aに回収される。 At this time, since the inside of the raw material recovery trap 263 is heated to a predetermined temperature higher than the temperature in the processing vessel 202, Ni (CO) 4 contained in the exhaust gas is decomposed into Ni and CO and recovered as resources. The That is, it is recovered as Ni metal by the recovery unit 263a of the raw material recovery trap 263.

なお、処理室201内へのクリーニングガスの供給時には、原料ガス供給管213a内へのクリーニングガスの侵入を防止するように、また、処理室201内におけるクリーニングガスの拡散を促すように、バルブve1,ve2,ve3は開いたままとし、処理室201内にNガスを常に流しておくことが好ましい。 Note that when the cleaning gas is supplied into the processing chamber 201, the valve ve1 is used to prevent the cleaning gas from entering the raw material gas supply pipe 213a and to promote the diffusion of the cleaning gas in the processing chamber 201. , Ve2 and ve3 are preferably kept open, and N 2 gas is always allowed to flow into the processing chamber 201.

バルブvb1,vb2,vb3を開きクリーニングガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、バルブvb1,vb2を閉じ、処理室201内へのクリーニングガスの供給を停止する。その後、クリーニングガス供給源220bに設けられた図示しないバルブを閉じた状態で、バルブvc1,vc3,vb1,vb2,vb3を開き、クリーニングガス供給管213b内にNガスを供給して、クリーニングガス供給管213b内をパージする。 When a predetermined time elapses after the valves vb1, vb2, and vb3 are opened and the supply of the cleaning gas is started, the valves vb1 and vb2 are closed and the supply of the cleaning gas into the processing chamber 201 is stopped. Thereafter, with the valves (not shown) provided in the cleaning gas supply source 220b closed, the valves vc1, vc3, vb1, vb2, and vb3 are opened to supply N 2 gas into the cleaning gas supply pipe 213b, and the cleaning gas The supply pipe 213b is purged.

<パージ工程(S104)>
その後、処理室201内の真空引きを行い、バルブvc1,vc2,vb3,ve1,ve2,ve3を開き、処理室201内にNガスを供給する。Nガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。これにより、処理室201内に残留しているクリーニングガスや反応副生成物を除去し、処理室201内をNガスによりパージする。
<Purge process (S104)>
Thereafter, the processing chamber 201 is evacuated, the valves vc 1, vc 2, vb 3, ve 1, ve 2 and ve 3 are opened, and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201. The N 2 gas is dispersed by the shower head 240 and supplied into the processing chamber 201, flows through the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261. As a result, the cleaning gas and reaction byproducts remaining in the processing chamber 201 are removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with N 2 gas.

<昇温工程(S105)>
パージ工程(S104)後、処理容器202内の温度を昇温させる。すなわち、ヒータ206に供給する電力を調整し、処理容器202内の温度が基板処理工程における処理容器202内の温度となるように制御する。また、このとき原料回収トラップ263に設けられたサブヒータ206bに供給する電力オフとする。
<Temperature raising step (S105)>
After the purge process (S104), the temperature in the processing container 202 is raised. That is, the electric power supplied to the heater 206 is adjusted and controlled so that the temperature in the processing container 202 becomes the temperature in the processing container 202 in the substrate processing step. At this time, the power supplied to the sub heater 206b provided in the raw material recovery trap 263 is turned off.

なお、本実施形態におけるクリーニング工程(S103)でのクリーニング条件としては、
処理室内温度:室温〜150℃、
処理室内圧力:500〜50000Pa、
クリーニングガス(CO)供給流量:200〜5000sccm、
希釈ガス(N)供給流量:0〜1000sccm、
パージガス(N)供給流量:10〜10000sccm、
原料回収部内温度:200℃以上、
原料回収部内圧力:大気圧以下の圧力
が例示される。
The cleaning conditions in the cleaning step (S103) in this embodiment are as follows:
Processing room temperature: room temperature to 150 ° C.
Processing chamber pressure: 500-50000 Pa,
Cleaning gas (CO) supply flow rate: 200 to 5000 sccm,
Dilution gas (N 2 ) supply flow rate: 0 to 1000 sccm,
Purge gas (N 2 ) supply flow rate: 10 to 10,000 sccm,
Raw material recovery unit temperature: 200 ° C. or higher,
Raw material recovery section internal pressure: pressures below atmospheric pressure are exemplified.

なお、処理室内温度を150℃を超える温度とすると、Niを含む堆積物と一酸化炭素との反応が生じにくい。処理室内温度を室温以上150℃以下の温度、例えば室温とすれば、処理室内に付着したNiを含む堆積物と一酸化炭素との反応が生じ、Ni(CO)4が生成され、処理容器202内から容易に排出できることとなる。また、原料回収部内温度を200℃未満の温度とすると、Ni(CO)4は分解されにくい。原料回収部内温度を200℃以上とすれば、Ni(CO)4はNiとCOに分解され、資源として回収することが可能となる。 Note that when the temperature in the processing chamber is higher than 150 ° C., a reaction between the deposit containing Ni and carbon monoxide hardly occurs. When the temperature in the processing chamber is set to room temperature or higher and 150 ° C. or lower, for example, room temperature, a reaction between deposits containing Ni adhering to the processing chamber and carbon monoxide occurs, and Ni (CO) 4 is generated. It can be easily discharged from the inside. Further, when the temperature in the raw material recovery part is set to a temperature lower than 200 ° C., Ni (CO) 4 is not easily decomposed. If the temperature in the raw material recovery unit is set to 200 ° C. or higher, Ni (CO) 4 is decomposed into Ni and CO and can be recovered as resources.

<本発明の他の実施形態>
上述の実施形態では、基板処理装置(成膜装置)として1度に1枚の基板を処理する枚葉式のCVD装置を用いて成膜する例について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、基板処理装置として1度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型CVD装置を用いて成膜するようにしてもよい。以下、この縦型CVD装置について説明する。
<Other Embodiments of the Present Invention>
In the above-described embodiment, an example of forming a film using a single-wafer type CVD apparatus that processes one substrate at a time as a substrate processing apparatus (film forming apparatus) has been described. It is not limited to. For example, the film may be formed using a batch type vertical CVD apparatus that processes a plurality of substrates at a time as a substrate processing apparatus. Hereinafter, this vertical CVD apparatus will be described.

図6は、本実施形態で好適に用いられる縦型CVD装置の縦型処理炉の概略構成図であり、(a)は、処理炉302部分を縦断面で示し、(b)は、処理炉302部分を図15(a)のA−A線断面図で示す。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a vertical CVD apparatus preferably used in the present embodiment. FIG. 6A shows a processing furnace 302 portion in a vertical cross section, and FIG. 6B shows a processing furnace. A portion 302 is shown in the cross-sectional view along the line AA in FIG.

図6(a)に示されるように、処理炉302は加熱手段(加熱機構)としてのヒータ307を有する。ヒータ307は円筒形状であり、保持板としてのヒータベースに支持されることにより垂直に据え付けられている。   As shown in FIG. 6A, the processing furnace 302 has a heater 307 as a heating means (heating mechanism). The heater 307 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a heater base as a holding plate.

ヒータ307の内側には、ヒータ307と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ303が配設されている。プロセスチューブ303は、例えば石英(SiO)や炭化シリコン(SiC)等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。プロセスチューブ303の筒中空部には処理室301が形成されており、基板としてのウェハ200を、後述するボート317によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。 Inside the heater 307, a process tube 303 as a reaction tube is disposed concentrically with the heater 307. The process tube 303 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and has a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. A processing chamber 301 is formed in a cylindrical hollow portion of the process tube 303 so that wafers 200 as substrates can be accommodated in a state of being aligned in multiple stages in a vertical posture in a horizontal posture by a boat 317 described later.

プロセスチューブ303の下方には、プロセスチューブ303と同心円状にマニホールド309が配設されている。マニホールド309は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド309は、プロセスチューブ303に係合しており、プロセスチューブ303を支持するように設けられている。なお、マニホールド309とプロセスチューブ303との間には、シール部材としてのOリング320aが設けられている。マニホールド309がヒータベースに支持されることにより、プロセスチューブ303は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ303とマニホールド309とにより反応容器が形成される。   A manifold 309 is disposed below the process tube 303 concentrically with the process tube 303. The manifold 309 is made of, for example, stainless steel and is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The manifold 309 is engaged with the process tube 303 and is provided to support the process tube 303. An O-ring 320a as a seal member is provided between the manifold 309 and the process tube 303. Since the manifold 309 is supported by the heater base, the process tube 303 is vertically installed. A reaction vessel is formed by the process tube 303 and the manifold 309.

マニホールド309には、第1ガス導入部としての第1ノズル333aと、第2ガス導入部としての第2ノズル333bとが、マニホールド309の側壁を貫通するように接続されている。第1ノズル333aと第2ノズル333bは、それぞれ水平部と垂直部とを有するL字形状であり、水平部がマニホールド309に接続され、垂直部がプロセスチューブ303の内壁とウェハ200との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ303の下部より上部の内壁に沿って、ウェハ200の積載方向に向かって立ち上がるように設けられている。第1ノズル333a、第2ノズル333bの垂直部の側面には、ガスを供給する供給孔である第1ガス供給孔348a、第2ガス供給孔348bがそれぞれ設けられている。この第1ガス供給孔348a、第2ガス供給孔348bは、それぞれ下部から上部にわたって同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。   A first nozzle 333 a as a first gas introduction part and a second nozzle 333 b as a second gas introduction part are connected to the manifold 309 so as to penetrate the side wall of the manifold 309. Each of the first nozzle 333a and the second nozzle 333b has an L shape having a horizontal portion and a vertical portion, the horizontal portion is connected to the manifold 309, and the vertical portion is between the inner wall of the process tube 303 and the wafer 200. It is provided in an arc-shaped space so as to rise in the stacking direction of the wafer 200 along the inner wall above the lower part of the process tube 303. A first gas supply hole 348a and a second gas supply hole 348b, which are supply holes for supplying gas, are provided on the side surfaces of the vertical portions of the first nozzle 333a and the second nozzle 333b, respectively. The first gas supply hole 348a and the second gas supply hole 348b have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch.

第1ノズル333a、第2ノズル333bに接続されるガス供給系は、上述の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、第1ノズル333aに原料ガス供給系が接続され、第2ノズル333bにクリーニングガス供給系が接続される点が、上述の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、原料ガスと、クリーニングガスとを、別々のノズルにより供給する。なお、原料ガスとクリーニングガスは同一のノズルにより供給するようにしてもよい。   The gas supply system connected to the first nozzle 333a and the second nozzle 333b is the same as in the above-described embodiment. However, the present embodiment is different from the above-described embodiment in that the source gas supply system is connected to the first nozzle 333a and the cleaning gas supply system is connected to the second nozzle 333b. That is, in this embodiment, the source gas and the cleaning gas are supplied by separate nozzles. The source gas and the cleaning gas may be supplied from the same nozzle.

マニホールド309には、処理室301内の雰囲気を排気する排気管331が設けられている。排気管331には、圧力検出器としての圧力センサ345及び圧力調整器としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ342を介して、真空排気装置としての真空ポンプ346が接続されており、圧力センサ345により検出された圧力情報に基づきAPCバルブ342を調整することで、処理室301内の圧力が所定の圧力(真空度)となるよう真空排気し得るように構成されている。なお、APCバルブ342は弁を開閉して処理室301内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調整して処理室301内の圧力を調整することができるよう構成されている開閉弁である。   The manifold 309 is provided with an exhaust pipe 331 that exhausts the atmosphere in the processing chamber 301. A vacuum pump 346 as an evacuation device is connected to the exhaust pipe 331 through a pressure sensor 345 as a pressure detector and an APC (Auto Pressure Controller) valve 342 as a pressure regulator. By adjusting the APC valve 342 based on the detected pressure information, the processing chamber 301 is configured to be evacuated so that the pressure in the processing chamber 301 becomes a predetermined pressure (degree of vacuum). Note that the APC valve 342 is configured to open and close the valve to evacuate / stop evacuation in the processing chamber 301, and to adjust the valve opening to adjust the pressure in the processing chamber 301. Open / close valve.

マニホールド309の下方には、マニホールド309の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ319が設けられている。シールキャップ319は、マニホールド309の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ319は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ319の上面には、マニホールド309の下端と当接するシール部材としてのOリング320bが設けられている。シールキャップ319の処理室301と反対側には、後述するボート317を回転させる回転機構367が設置されている。回転機構367の回転軸355は、シールキャップ319を貫通して、ボート317に接続されており、ボート317を回転させることでウェハ200を回転させるように構成されている。シールキャップ319は、プロセスチューブ303の外部に配置された昇降機構としてのボートエレベータ315によって、垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート317を処理室301内に対し搬入搬出することが可能となっている。   Below the manifold 309, a seal cap 319 is provided as a furnace port lid that can airtightly close the lower end opening of the manifold 309. The seal cap 319 is brought into contact with the lower end of the manifold 309 from the lower side in the vertical direction. The seal cap 319 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a disk shape. On the upper surface of the seal cap 319, an O-ring 320b is provided as a seal member that contacts the lower end of the manifold 309. On the opposite side of the seal cap 319 from the processing chamber 301, a rotation mechanism 367 for rotating a boat 317 described later is installed. A rotation shaft 355 of the rotation mechanism 367 passes through the seal cap 319 and is connected to the boat 317, and is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 317. The seal cap 319 is configured to be moved up and down in a vertical direction by a boat elevator 315 as an elevating mechanism disposed outside the process tube 303, and thereby the boat 317 is carried into and out of the processing chamber 301. It is possible.

基板保持具としてのボート317は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱材料からなり、複数枚のウェハ200を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。なお、ボート317の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱材料からなる断熱部材318が設けられており、ヒータ307からの熱がシールキャップ319側に伝わりにくくなるように構成されている。プロセスチューブ303内には、温度検出器としての温度センサ363が設置されており、温度センサ363により検出された温度情報に基づきヒータ307への通電具合を調整することにより、処理室301内の温度が所定の温度分布となるように構成されている。温度センサ363は、第1ノズル333a及び第2ノズル333bと同様に、プロセスチューブ303の内壁に沿って設けられている。   The boat 317 as a substrate holder is made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide, and is configured to hold a plurality of wafers 200 in a horizontal posture and in a state where the centers are aligned with each other and held in multiple stages. Yes. A heat insulating member 318 made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide is provided at the lower part of the boat 317 so that heat from the heater 307 is not easily transmitted to the seal cap 319 side. A temperature sensor 363 as a temperature detector is installed in the process tube 303, and the temperature in the processing chamber 301 is adjusted by adjusting the power supply to the heater 307 based on the temperature information detected by the temperature sensor 363. Is configured to have a predetermined temperature distribution. The temperature sensor 363 is provided along the inner wall of the process tube 303, similarly to the first nozzle 333a and the second nozzle 333b.

制御部(制御手段)であるコントローラ380は、APCバルブ342、ヒータ307、温度センサ363、真空ポンプ346、回転機構367、ボートエレベータ315、バルブva1〜va5,vb1〜vb3,vc1〜vc3,ve1〜ve3、流量コントローラ222a,222b,222c,222e等の動作を制御する。   The controller 380 as a control unit (control means) includes an APC valve 342, a heater 307, a temperature sensor 363, a vacuum pump 346, a rotation mechanism 367, a boat elevator 315, valves va1 to va5, vb1 to vb3, vc1 to vc3, ve1. The operation of ve3, flow rate controllers 222a, 222b, 222c, 222e and the like is controlled.

次に、上記構成にかかる縦型CVD装置の処理炉302を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として、CVD法によりウェハ200上に金属膜を形成する基板処理工程と、処理容器内をクリーニングするクリーニング工程と、について説明する。なお、以下の説明において、縦型CVD装置を構成する各部の動作は、コントローラ380により制御される。   Next, using the processing furnace 302 of the vertical CVD apparatus according to the above configuration, as a process of a semiconductor device manufacturing process, a substrate processing process for forming a metal film on the wafer 200 by a CVD method, The cleaning process for cleaning will be described. In the following description, the operation of each unit constituting the vertical CVD apparatus is controlled by the controller 380.

まず、基板処理工程について説明する。
複数枚のウェハ200をボート317に装填(ウェハチャージ)する。そして、図6(a)に示すように、複数枚のウェハ200を保持したボート317を、ボートエレベータ315によって持ち上げて処理室301内に搬入(ボートロード)する。この状態で、シールキャップ319はOリング320bを介してマニホールド309の下端をシールした状態となる。
First, the substrate processing process will be described.
A plurality of wafers 200 are loaded into the boat 317 (wafer charge). Then, as shown in FIG. 6A, the boat 317 holding the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 315 and loaded into the processing chamber 301 (boat loading). In this state, the seal cap 319 is in a state of sealing the lower end of the manifold 309 via the O-ring 320b.

処理室301内が所望の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ346によって処理室301内を真空排気する。この際、処理室301内の圧力を圧力センサ345で測定して、この測定された圧力に基づき、APCバルブ342をフィードバック制御する。また、処理室301内が所望の温度となるように、ヒータ307によって加熱する。この際、処理室301内が所望の温度分布となるように、温度センサ363が検出した温度情報に基づきヒータ307への通電具合をフィードバック制御する。続いて、回転機構367によりボート317を回転させることで、ウェハ200を回転させる。   The inside of the processing chamber 301 is evacuated by a vacuum pump 346 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the processing chamber 301 is measured by the pressure sensor 345, and the APC valve 342 is feedback-controlled based on the measured pressure. In addition, heating is performed by the heater 307 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature. At this time, feedback control of the power supply to the heater 307 is performed based on the temperature information detected by the temperature sensor 363 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature distribution. Then, the wafer 200 is rotated by rotating the boat 317 by the rotation mechanism 367.

その後、上述の実施形態におけるNi膜形成工程(S5)と同様な手順でNi膜形成工程を行う。ウェハ200上に、所定膜厚のNi膜が形成された後、上述の実施形態における残留ガス除去工程(S6)と同様な手順で残留ガス除去工程を行う。   Thereafter, the Ni film forming step is performed in the same procedure as the Ni film forming step (S5) in the above-described embodiment. After the Ni film having a predetermined thickness is formed on the wafer 200, the residual gas removal step is performed in the same procedure as the residual gas removal step (S6) in the above-described embodiment.

その後、ボートエレベータ315によりシールキャップ319を下降させて、マニホールド309の下端を開口させるとともに、所定膜厚のNi膜が形成された後のウェハ200を、ボート317に保持させた状態でマニホールド309の下端からプロセスチューブ303の外部に搬出(ボートアンロード)する。その後、処理済のウェハ200をボート317より取り出す(ウェハディスチャージ)。   Thereafter, the seal cap 319 is lowered by the boat elevator 315 to open the lower end of the manifold 309, and the wafer 200 after the Ni film having a predetermined film thickness is formed on the manifold 309 while being held by the boat 317. Unload from the lower end of the process tube 303 (boat unload). Thereafter, the processed wafer 200 is taken out from the boat 317 (wafer discharge).

上述の基板処理工程を繰り返し、プロセスチューブ303の内壁やボート317等に付着した堆積物の厚さが、堆積物に剥離・落下が生じる前の所定の厚さに達した時点で、プロセスチューブ303内のクリーニングが行われる。以下、クリーニング工程について説明する。   The above-described substrate processing step is repeated, and when the thickness of the deposit attached to the inner wall of the process tube 303, the boat 317, etc. reaches a predetermined thickness before the deposit is peeled off or dropped, the process tube 303 is reached. Inside cleaning is performed. Hereinafter, the cleaning process will be described.

ウェハ200を装填(ウェハチャージ)していない空のボート317を、ボートエレベータ315によって持ち上げて処理室301内に搬入(ボートロード)する。この状態で、シールキャップ319はOリング320bを介してマニホールド309の下端をシールした状態となる。   An empty boat 317 not loaded with a wafer 200 (wafer charge) is lifted by the boat elevator 315 and loaded into the processing chamber 301 (boat loading). In this state, the seal cap 319 is in a state of sealing the lower end of the manifold 309 via the O-ring 320b.

処理室301内が所望の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ346によって処理室301内を真空排気する。この際、処理室301内の圧力を圧力センサ345で測定して、この測定された圧力に基づき、APCバルブ342をフィードバック制御する。また、処理室301内がNi膜形成工程における処理室301内温度よりも低い所望の温度となるように、処理室301内の温度を降温させる。この際、処理室301内が所望の温度分布となるように、温度センサ363が検出した温度情報に基づきヒータ307への通電具合をフィードバック制御する。なお、処理室301内の温度の降温は、空のボート317を処理室301内に搬入する前に行ってもよい。続いて、回転機構367によりボート317を回転させることで、ウェハ200を回転させる。   The inside of the processing chamber 301 is evacuated by a vacuum pump 346 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the processing chamber 301 is measured by the pressure sensor 345, and the APC valve 342 is feedback-controlled based on the measured pressure. Further, the temperature in the processing chamber 301 is lowered so that the processing chamber 301 has a desired temperature lower than the temperature in the processing chamber 301 in the Ni film forming step. At this time, feedback control of the power supply to the heater 307 is performed based on the temperature information detected by the temperature sensor 363 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature distribution. Note that the temperature in the processing chamber 301 may be lowered before the empty boat 317 is carried into the processing chamber 301. Then, the wafer 200 is rotated by rotating the boat 317 by the rotation mechanism 367.

その後、上述の実施形態におけるクリーニング工程(S103)と同様な手順でクリーニング工程を行う。クリーニングが終了した後、上述の実施形態におけるパージ工程(S104)と同様な手順でパージ工程を行う。   Thereafter, the cleaning process is performed in the same procedure as the cleaning process (S103) in the above-described embodiment. After the cleaning is completed, the purge process is performed in the same procedure as the purge process (S104) in the above-described embodiment.

クリーニング工程が終了した後、ボートエレベータ315によりシールキャップ319を下降させて、マニホールド309の下端を開口させるとともに、空のボート317をマニホールド309の下端からプロセスチューブ303の外部に搬出(ボートアンロード)する。その後、処理室301内がNi膜形成工程における処理室301内温度となるように、処理室301内の温度を昇温させる。この際、処理室301内が所望の温度分布となるように、温度センサ363が検出した温度情報に基づきヒータ307への通電具合をフィードバック制御する。   After the cleaning process is completed, the seal cap 319 is lowered by the boat elevator 315 to open the lower end of the manifold 309 and the empty boat 317 is carried out of the process tube 303 from the lower end of the manifold 309 (boat unloading). To do. Thereafter, the temperature in the processing chamber 301 is raised so that the temperature in the processing chamber 301 becomes the temperature in the processing chamber 301 in the Ni film forming step. At this time, feedback control of the power supply to the heater 307 is performed based on the temperature information detected by the temperature sensor 363 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature distribution.

<本発明の好ましい態様>
以下、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.

本発明の一態様によれば、
処理容器内に基板を搬入する工程と、
前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給し排気して基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行う工程と、
前記処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、
前記処理容器内に基板がない状態で、前記処理容器内に一酸化炭素を供給し排気して前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物を除去する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
According to one aspect of the invention,
A step of carrying the substrate into the processing container;
Supplying a raw material containing nickel into the processing vessel and exhausting to form a film containing nickel on the substrate; and
Unloading the processed substrate from the processing container;
In a state where there is no substrate in the processing container, supplying carbon monoxide into the processing container and exhausting it to remove deposits containing nickel adhering to the processing container;
A method of manufacturing a semiconductor device having the above is provided.

好ましくは、前記堆積物を除去する工程は、前記処理容器内の温度を室温以上150℃以下として行う。
また好ましくは、前記堆積物を除去する工程は、前記処理容器内の温度を室温として行う。
また好ましくは、前記堆積物を除去する工程は、前記処理容器内を非加熱状態として行う。
また好ましくは、前記堆積物を除去する工程では、前記処理容器内から排気される排気ガスを前記処理容器外で、前記処理容器内の温度よりも高い温度に加熱する。
また好ましくは、前記堆積物を除去する工程では、前記処理容器内から排気される排気ガスを前記処理容器外で、前記処理容器内の温度よりも高い温度に加熱することにより、前記排気ガスをニッケルと一酸化炭素に分解してニッケルを回収する。
Preferably, the step of removing the deposit is performed at a temperature in the processing container of room temperature to 150 ° C.
Preferably, the step of removing the deposit is performed at a room temperature of the processing container.
Preferably, the step of removing the deposit is performed in a non-heated state in the processing container.
Preferably, in the step of removing the deposit, the exhaust gas exhausted from the inside of the processing container is heated outside the processing container to a temperature higher than the temperature inside the processing container.
Further preferably, in the step of removing the deposit, the exhaust gas exhausted from the inside of the processing container is heated outside the processing container to a temperature higher than the temperature inside the processing container, thereby reducing the exhaust gas. It decomposes into nickel and carbon monoxide and recovers nickel.

本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理容器と、
前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給する原料供給系と、
前記処理容器内に一酸化炭素を供給する一酸化炭素供給系と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
前記処理容器内に前記原料を供給し排気して基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行った後、前記処理容器内に基板がない状態で、前記処理容器内に一酸化炭素を供給し排気して前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物を除去するように、前記原料供給系、前記一酸化炭素供給系、および、前記排気系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
A processing vessel for processing a substrate;
A raw material supply system for supplying a raw material containing nickel into the processing vessel;
A carbon monoxide supply system for supplying carbon monoxide into the processing vessel;
An exhaust system for exhausting the inside of the processing vessel;
After supplying the raw material into the processing container and exhausting to form a film containing nickel on the substrate, carbon monoxide is supplied into the processing container without the substrate in the processing container. A control unit that controls the raw material supply system, the carbon monoxide supply system, and the exhaust system so as to remove deposits containing nickel adhering to the processing container by exhausting the exhaust gas;
A substrate processing apparatus is provided.

好ましくは、前記処理容器内を加熱するヒータをさらに有し、前記制御部は、さらに前記堆積物を除去する際の前記処理容器内の温度を室温以上150℃以下とするよう前記ヒータを制御するように構成される。
また好ましくは、前記排気系には、前記処理容器内から排気される排気ガスを、前記堆積物を除去する際の前記処理容器内の温度よりも高い温度に加熱するサブヒータが設けられている。
また好ましくは、前記排気系には、前記処理容器内から排気される排気ガスを、前記堆積物を除去する際の前記処理容器内の温度よりも高い温度に加熱することにより、前記排気ガスをニッケルと一酸化炭素に分解するサブヒータと、前記分解されたニッケルを回収する回収部と、が設けられている。
Preferably, the apparatus further includes a heater that heats the inside of the processing container, and the control unit controls the heater so that a temperature in the processing container when the deposit is removed is set to a room temperature to 150 ° C. Configured as follows.
Preferably, the exhaust system is provided with a sub-heater that heats the exhaust gas exhausted from the processing container to a temperature higher than the temperature in the processing container when the deposit is removed.
Preferably, in the exhaust system, the exhaust gas is exhausted from the processing container by heating the exhaust gas to a temperature higher than the temperature in the processing container when the deposit is removed. A sub-heater that decomposes into nickel and carbon monoxide and a recovery unit that recovers the decomposed nickel are provided.

200 ウェハ(基板)
201 処理室
202 処理容器
203 支持台
206 ヒータ
213a 原料ガス供給管
213b クリーニングガス供給管
213c パージガス供給管
213e パージガス供給管
237a キャリアガス供給管
220a バブラ
280 コントローラ
200 wafer (substrate)
201 processing chamber 202 processing container 203 support stand 206 heater 213a source gas supply pipe 213b cleaning gas supply pipe 213c purge gas supply pipe
213e Purge gas supply pipe 237a Carrier gas supply pipe 220a Bubbler 280 Controller

Claims (10)

処理容器内に基板を搬入する工程と、
前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給し排気して基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行う工程と、
前記処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、
前記処理容器内に基板がない状態で、前記処理容器内に一酸化炭素を供給し排気して前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物を除去する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of carrying the substrate into the processing container;
Supplying a raw material containing nickel into the processing vessel and exhausting to form a film containing nickel on the substrate; and
Unloading the processed substrate from the processing container;
In a state where there is no substrate in the processing container, supplying carbon monoxide into the processing container and exhausting it to remove deposits containing nickel adhering to the processing container;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記堆積物を除去する工程は、前記処理容器内の温度を室温以上150℃以下として行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of removing the deposit is performed at a temperature in the processing container of room temperature or higher and 150 ° C. or lower. 前記堆積物を除去する工程は、前記処理容器内の温度を室温として行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of removing the deposit is performed by setting the temperature in the processing container to room temperature. 前記堆積物を除去する工程は、前記処理容器内を非加熱状態として行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of removing the deposit is performed in a non-heated state in the processing container. 前記堆積物を除去する工程では、前記処理容器内から排気される排気ガスを前記処理容器外で、前記処理容器内の温度よりも高い温度に加熱することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The exhaust gas exhausted from the inside of the processing container is heated to a temperature higher than the temperature in the processing container outside the processing container in the step of removing the deposit. A method for manufacturing a semiconductor device. 前記堆積物を除去する工程では、前記処理容器内から排気される排気ガスを前記処理容器外で、前記処理容器内の温度よりも高い温度に加熱することにより、前記排気ガスをニッケルと一酸化炭素に分解してニッケルを回収することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   In the step of removing the deposit, the exhaust gas exhausted from the inside of the processing container is heated outside the processing container to a temperature higher than the temperature inside the processing container, so that the exhaust gas is oxidized with nickel. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein nickel is recovered by decomposition into carbon. 基板を処理する処理容器と、
前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給する原料供給系と、
前記処理容器内に一酸化炭素を供給する一酸化炭素供給系と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
前記処理容器内に前記原料を供給し排気して基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行った後、前記処理容器内に基板がない状態で、前記処理容器内に一酸化炭素を供給し排気して前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物を除去するように、前記原料供給系、前記一酸化炭素供給系、および、前記排気系を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
A processing vessel for processing a substrate;
A raw material supply system for supplying a raw material containing nickel into the processing vessel;
A carbon monoxide supply system for supplying carbon monoxide into the processing vessel;
An exhaust system for exhausting the inside of the processing vessel;
After supplying the raw material into the processing container and exhausting to form a film containing nickel on the substrate, carbon monoxide is supplied into the processing container without the substrate in the processing container. A control unit that controls the raw material supply system, the carbon monoxide supply system, and the exhaust system so as to remove deposits containing nickel adhering to the processing container by exhausting the exhaust gas;
A substrate processing apparatus comprising:
前記処理容器内を加熱するヒータをさらに有し、
前記制御部は、さらに前記堆積物を除去する際の前記処理容器内の温度を室温以上150℃以下とするよう前記ヒータを制御するように構成されることを特徴とする請求項7に記載の基板処理装置。
A heater for heating the inside of the processing container;
The said control part is further comprised so that the temperature in the said processing container at the time of removing the said deposit may be set to room temperature or more and 150 degrees C or less, It is comprised. Substrate processing equipment.
前記排気系には、前記処理容器内から排気される排気ガスを、前記堆積物を除去する際の前記処理容器内の温度よりも高い温度に加熱するサブヒータが設けられていることを特徴とする請求項7に記載の基板処理装置。   The exhaust system is provided with a sub-heater that heats the exhaust gas exhausted from the processing container to a temperature higher than the temperature in the processing container when the deposit is removed. The substrate processing apparatus according to claim 7. 前記排気系には、前記処理容器内から排気される排気ガスを、前記堆積物を除去する際の前記処理容器内の温度よりも高い温度に加熱することにより、前記排気ガスをニッケルと一酸化炭素に分解するサブヒータと、前記分解されたニッケルを回収する回収部と、が設けられていることを特徴とする請求項7に記載の基板処理装置。
In the exhaust system, the exhaust gas exhausted from the processing container is heated to a temperature higher than the temperature in the processing container when the deposit is removed, so that the exhaust gas is oxidized with nickel. The substrate processing apparatus according to claim 7, further comprising: a sub-heater that decomposes into carbon; and a recovery unit that recovers the decomposed nickel.
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