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JP2011151081A - Substrate processing apparatus - Google Patents

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JP2011151081A
JP2011151081A JP2010009367A JP2010009367A JP2011151081A JP 2011151081 A JP2011151081 A JP 2011151081A JP 2010009367 A JP2010009367 A JP 2010009367A JP 2010009367 A JP2010009367 A JP 2010009367A JP 2011151081 A JP2011151081 A JP 2011151081A
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JP
Japan
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gas
heater
processing chamber
gas supply
plasma
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010009367A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Konya
忠司 紺谷
Nobuo Ishimaru
信雄 石丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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 JP2010009367A priority Critical patent/JP2011151081A/en
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Abstract

【課題】高周波ノイズによる影響を防止することができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】ヒータ207に電力を供給するヒータ用電源線208に高周波ノイズを除去するノイズ除去フィルタ212を接続し、ヒータ用電源線208の導電性配線209を被覆した絶縁性の配線被覆部材210の内部には、高周波ノイズをシールドするシールド部材211をヒータ207とノイズ除去フィルタ212との間に組み込む。熱電対263の補償導線264に高周波ノイズを除去するノイズ除去フィルタ262を接続し、補償導線264の導電性配線265を被覆した絶縁性の配線被覆部材266の内部には、高周波ノイズをシールドするシールド部材268を熱電対263とノイズ除去フィルタ262との間に組み込む。
【選択図】図4
A substrate processing apparatus capable of preventing the influence of high-frequency noise is provided.
An insulating wiring covering member 210 in which a noise removing filter 212 for removing high frequency noise is connected to a heater power supply line 208 that supplies power to a heater 207 and a conductive wiring 209 of the heater power supply line 208 is covered. , A shield member 211 that shields high-frequency noise is incorporated between the heater 207 and the noise removal filter 212. A noise removing filter 262 that removes high-frequency noise is connected to the compensation lead 264 of the thermocouple 263, and a shield that shields high-frequency noise is provided inside the insulating wiring covering member 266 that covers the conductive wiring 265 of the compensation lead 264. A member 268 is incorporated between the thermocouple 263 and the noise removal filter 262.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、基板処理装置に関し、例えば、半導体素子を含む半導体集積回路装置(以下、ICという)の製造方法において、ICを作り込む半導体ウエハ(以下、ウエハという)にプラズマ処理を施すのに利用して有効なものに関する。   The present invention relates to a substrate processing apparatus, for example, in a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC) including a semiconductor element, and is used to perform plasma processing on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) in which an IC is formed. And what is effective.

ICの製造方法において、ウエハにプラズマ処理を施す基板処理装置として、複数枚のウエハが搬入される処理室を形成するプロセスチューブと、処理室内にガスを供給するガス供給管と、処理室におけるウエハ群搬入領域から離れた位置に互いに近接して配置された細長い一対の電極と、一対の電極間に高周波電力を印加する電源と、を備えており、一対の電極間の空間に処理ガスが供給されるように構成されているバッチ式プラズマ処理装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このバッチ式プラズマ処理装置においては、一対の電極の全長にわたってプラズマを生成することができるので、ウエハ群の全長にわたってプラズマ処理を均一に施すことができる。
In an IC manufacturing method, as a substrate processing apparatus for performing plasma processing on a wafer, a process tube forming a processing chamber into which a plurality of wafers are carried, a gas supply pipe for supplying gas into the processing chamber, and a wafer in the processing chamber A pair of elongated electrodes disposed close to each other at a position away from the group carrying-in region, and a power source that applies high-frequency power between the pair of electrodes, and a processing gas is supplied to the space between the pair of electrodes A batch-type plasma processing apparatus configured as described above has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In this batch type plasma processing apparatus, plasma can be generated over the entire length of the pair of electrodes, so that the plasma processing can be performed uniformly over the entire length of the wafer group.

特開2004−289166号公報JP 2004-289166 A

バッチ式プラズマ処理装置においては、プラズマ生成によって発生する高周波ノイズが電装機器の誤動作を引き起こすことがある。高周波ノイズは電磁波として周囲に漏洩したり、板金や導線を伝わって漏洩したりする。ヒータによって加熱された処理室内でプラズマが生成された場合には、ヒータ線や制御用温度センサの配線を伝わって高周波ノイズが漏洩することがある。
高周波ノイズ対策としては、次のようなものが考えられる。
(1)板金や金網によって高周波ノイズを遮蔽する。
(2)電装機器の信号線が高周波ノイズの影響を受けないようにシールド線を使用する。(3)ケーブルにシールド材を巻き付ける。
(4)シールドをアースに落とす。
(5)回路中にノイズフィルタを設け、高周波ノイズを除去する。
In a batch type plasma processing apparatus, high frequency noise generated by plasma generation may cause malfunction of electrical equipment. High-frequency noise leaks to the surroundings as electromagnetic waves, or leaks through sheet metal or conductors. When plasma is generated in the processing chamber heated by the heater, high-frequency noise may leak through the heater wire and the control temperature sensor wiring.
The following can be considered as measures against high frequency noise.
(1) High frequency noise is shielded by sheet metal or wire mesh.
(2) Use shielded wires so that signal lines of electrical equipment are not affected by high-frequency noise. (3) Wrap a shield material around the cable.
(4) Drop the shield to ground.
(5) A noise filter is provided in the circuit to remove high frequency noise.

しかしながら、板金等によって遮蔽した場合には、パネルの隙間(スリット)から高周波ノイズが漏洩するために、高い密閉性が要求される。その結果、多量のねじ類を使用して隙間なく固定したり、または、導電性パッキンを使用したりする必要が生じてしまう。
シールド材で覆ったり巻き付けたりする対策においても、端部に隙間が発生したり、嵩張ったりする。
配線を伝わる高周波ノイズはノイズフィルタによって除去することができるが、ヒータ線や制御用温度センサの配線については、耐熱の観点からノイズフィルタをヒータに隣接して設置することができないので、この部分、すなわちヒータとノイズフィルタとの間の部分からの高周波ノイズの漏洩は防止することができない。
However, when shielded by sheet metal or the like, high-frequency noise leaks from the gaps (slits) between the panels, and thus high sealing performance is required. As a result, it becomes necessary to use a large amount of screws and fix them without gaps, or to use conductive packing.
Also in the measures to cover or wrap with the shielding material, a gap is generated at the end portion or becomes bulky.
High-frequency noise transmitted through the wiring can be removed by the noise filter, but for the heater wire and control temperature sensor wiring, the noise filter cannot be installed adjacent to the heater from the viewpoint of heat resistance. That is, leakage of high frequency noise from a portion between the heater and the noise filter cannot be prevented.

本発明の目的は、高周波ノイズによる影響を防止することができる基板処理装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of preventing the influence of high frequency noise.

本発明の一態様によれば、次の基板処理装置が提供される。
基板を処理する処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給系と、
前記ガス供給系より供給されるガスをプラズマで活性化させるプラズマ源と、
前記処理室内の基板を加熱するヒータと、
前記処理室内の温度を測定する温度センサと、
前記ヒータに接続されたヒータ用電源線と、
前記温度センサに接続された温度センサ用補償導線と、を有し、
前記ヒータ用電源線および前記温度センサ用補償導線は、導電性の配線を絶縁性の配線被覆部材で被覆した構成を有しており、前記ヒータ用電源線および/または前記温度センサ用補償導線の前記配線被覆部材には、前記プラズマによって発生する高周波ノイズをシールドするシールド部材が組み込まれていることを特徴とする基板処理装置。
According to one aspect of the present invention, the following substrate processing apparatus is provided.
A processing chamber for processing the substrate;
A gas supply system for supplying gas into the processing chamber;
A plasma source for activating the gas supplied from the gas supply system with plasma;
A heater for heating the substrate in the processing chamber;
A temperature sensor for measuring the temperature in the processing chamber;
A heater power line connected to the heater;
A temperature sensor compensating lead wire connected to the temperature sensor;
The heater power line and the temperature sensor compensation conductor have a configuration in which conductive wiring is covered with an insulating wiring covering member, and the heater power line and / or the temperature sensor compensation conductor A substrate processing apparatus, wherein a shield member that shields high-frequency noise generated by the plasma is incorporated in the wiring covering member.

この基板処理装置によれば、高周波ノイズによる影響を防止することができる。   According to this substrate processing apparatus, it is possible to prevent the influence of high frequency noise.

本実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面で示す図である。It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace of the substrate processing apparatus used suitably by this embodiment, and is a figure which shows a processing furnace part with a vertical cross section. 本実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図1のA−A線断面図で示す図である。It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace of the substrate processing apparatus used suitably by this embodiment, and is a figure which shows a processing furnace part with the sectional view on the AA line of FIG. 本実施形態の処理シーケンスにおけるガス供給およびプラズマパワー供給のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of the gas supply and plasma power supply in the process sequence of this embodiment. 本実施形態のヒータおよび温度センサの電気回路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electric circuit of the heater and temperature sensor of this embodiment. (a)および(b)はヒータ用電源線を示す斜視図および縦断面図であり、(c)は補償導線を示す縦断面図である。(A) And (b) is the perspective view and longitudinal cross-sectional view which show the power supply line for heaters, (c) is a longitudinal cross-sectional view which shows a compensation conducting wire.

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に示されているように、処理炉202は加熱手段(加熱機構)としてのヒータ207を有する。ヒータ207は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース(図示せず)に支持されることにより垂直に据え付けられている。なお、ヒータ207は、後述するようにガスを熱で活性化させる活性化機構としても機能する。   As shown in FIG. 1, the processing furnace 202 includes a heater 207 as a heating means (heating mechanism). The heater 207 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a heater base (not shown) as a holding plate. The heater 207 also functions as an activation mechanism that activates gas with heat, as will be described later.

ヒータ207の内側には、ヒータ207と同心円状に反応容器(処理容器)を構成する反応管203が配設されている。反応管203は、例えば石英(SiO2 )または炭化シリコン(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。反応管203の筒中空部には処理室201が形成されており、基板としてのウエハ200を後述するボート217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 207, a reaction tube 203 constituting a reaction vessel (processing vessel) concentrically with the heater 207 is disposed. The reaction tube 203 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 201 is formed in a hollow cylindrical portion of the reaction tube 203, and is configured to be able to accommodate wafers 200 as substrates in a state of being aligned in multiple stages in a horizontal posture and in a vertical direction by a boat 217 described later.

処理室201内における反応管203の下部には、第1ノズル249a、第2ノズル249dが反応管203を貫通するように設けられている。第1ノズル249a、第2ノズル249dには、第1ガス供給管232a、第2ガス供給管232dがそれぞれ接続されている。このように、反応管203には2本のノズル249a、249dと、2本のガス供給管232a、232dが設けられており、処理室201内へ複数種類、ここでは2種類のガスを供給することができるように構成されている。   A first nozzle 249 a and a second nozzle 249 d are provided below the reaction tube 203 in the processing chamber 201 so as to penetrate the reaction tube 203. A first gas supply pipe 232a and a second gas supply pipe 232d are connected to the first nozzle 249a and the second nozzle 249d, respectively. As described above, the reaction tube 203 is provided with the two nozzles 249a and 249d and the two gas supply tubes 232a and 232d, and supplies a plurality of types of gases into the processing chamber 201, here two types of gases. It is configured to be able to.

第1ガス供給管232aには上流方向から順に流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)241a、及び開閉弁であるバルブ243aが設けられている。また、第1ガス供給管232aのバルブ243aよりも下流側には、第1不活性ガス供給管232eが接続されている。この第1不活性ガス供給管232eには、上流方向から順に、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ241e、及び開閉弁であるバルブ243eが設けられている。また、第1ガス供給管232aの先端部には、上述の第1ノズル249aが接続されている。第1ノズル249aは、反応管203の内壁とウエハ200との間における円弧状の空間に、反応管203の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ200の積載方向上方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249aはL字型のロングノズルとして構成されている。第1ノズル249aの側面にはガスを供給するガス供給孔250aが設けられている。ガス供給孔250aは反応管203の中心を向くように開口している。このガス供給孔250aは、反応管203の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが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。主に、第1ガス供給管232a、マスフローコントローラ241a、バルブ243a、第1ノズル249aにより第1ガス供給系が構成される。また、主に、第1不活性ガス供給管232e、マスフローコントローラ241e、バルブ243eにより、第1不活性ガス供給系が構成される。   The first gas supply pipe 232a is provided with a mass flow controller (MFC) 241a that is a flow rate controller (flow rate control unit) and a valve 243a that is an on-off valve in order from the upstream direction. A first inert gas supply pipe 232e is connected to the downstream side of the valve 243a of the first gas supply pipe 232a. The first inert gas supply pipe 232e is provided with a mass flow controller 241e that is a flow rate controller (flow rate control unit) and a valve 243e that is an on-off valve in order from the upstream direction. The first nozzle 249a described above is connected to the tip of the first gas supply pipe 232a. The first nozzle 249a is provided in an arc-shaped space between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200 so as to rise upward from the lower portion of the inner wall of the reaction tube 203 in the stacking direction of the wafer 200. It has been. The first nozzle 249a is configured as an L-shaped long nozzle. A gas supply hole 250a for supplying gas is provided on the side surface of the first nozzle 249a. The gas supply hole 250 a is opened to face the center of the reaction tube 203. A plurality of gas supply holes 250a are provided from the bottom to the top of the reaction tube 203, each having the same opening area, and further provided at the same opening pitch. A first gas supply system is mainly configured by the first gas supply pipe 232a, the mass flow controller 241a, the valve 243a, and the first nozzle 249a. Further, a first inert gas supply system is mainly configured by the first inert gas supply pipe 232e, the mass flow controller 241e, and the valve 243e.

第2ガス供給管232dには上流方向から順に流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)241d、及び開閉弁であるバルブ243dが設けられている。また、第2ガス供給管232dのバルブ243dよりも下流側には、第2不活性ガス供給管232hが接続されている。この第2不活性ガス供給管232hには、上流方向から順に、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ241h、及び開閉弁であるバルブ243hが設けられている。また、第2ガス供給管232dの先端部には、上述の第2ノズル249dが接続されている。第2ノズル249dは、ガス分散空間であるバッファ室237内に設けられている。   The second gas supply pipe 232d is provided with a mass flow controller (MFC) 241d that is a flow rate controller (flow rate control unit) and a valve 243d that is an on-off valve in order from the upstream direction. A second inert gas supply pipe 232h is connected to the downstream side of the valve 243d of the second gas supply pipe 232d. The second inert gas supply pipe 232h is provided with a mass flow controller 241h that is a flow rate controller (flow rate control unit) and a valve 243h that is an on-off valve in order from the upstream direction. The second nozzle 249d is connected to the tip of the second gas supply pipe 232d. The second nozzle 249d is provided in a buffer chamber 237 that is a gas dispersion space.

バッファ室237は反応管203の内壁とウエハ200との間における円弧状の空間に、反応管203内壁の下部より上部にわたる部分に、ウエハ200の積載方向に沿って設けられている。バッファ室237のウエハ200と隣接する壁の端部にはガスを供給するガス供給孔250eが設けられている。ガス供給孔250eは反応管203の中心を向くように開口している。このガス供給孔250eは、反応管203の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれが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。   The buffer chamber 237 is provided in a circular arc space between the inner wall of the reaction tube 203 and the wafer 200 in a portion extending from the lower part to the upper part of the inner wall of the reaction tube 203 along the loading direction of the wafer 200. A gas supply hole 250e for supplying gas is provided at the end of the wall of the buffer chamber 237 adjacent to the wafer 200. The gas supply hole 250e is opened to face the center of the reaction tube 203. A plurality of the gas supply holes 250e are provided from the lower part to the upper part of the reaction tube 203, each having the same opening area, and further provided at the same opening pitch.

第2ノズル249dは、バッファ室237のガス供給孔250eが設けられた端部と反対側の端部に、反応管203の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ200の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。第2ノズル249dはL字型のロングノズルとして構成されている。第2ノズル249dの側面にはガスを供給するガス供給孔250dが設けられている。ガス供給孔250dはバッファ室237の中心を向くように開口している。このガス供給孔250dは、バッファ室237のガス供給孔250eと同様に、反応管203の下部から上部にわたって複数設けられている。この複数のガス供給孔250dのそれぞれの開口面積は、バッファ室237内と処理室201内の差圧が小さい場合には、上流側(下部)から下流側(上部)まで、それぞれ同一の開口面積で同一の開口ピッチとするとよいが、差圧が大きい場合には上流側から下流側に向かって、それぞれ開口面積を大きくするか、開口ピッチを小さくするとよい。   The second nozzle 249d is located at the end of the buffer chamber 237 opposite to the end where the gas supply hole 250e is provided, and extends upward from the lower portion of the inner wall of the reaction tube 203 in the stacking direction of the wafer 200. It is provided to stand up. The second nozzle 249d is configured as an L-shaped long nozzle. A gas supply hole 250d for supplying a gas is provided on a side surface of the second nozzle 249d. The gas supply hole 250d is opened to face the center of the buffer chamber 237. A plurality of gas supply holes 250 d are provided from the lower part to the upper part of the reaction tube 203, similarly to the gas supply holes 250 e of the buffer chamber 237. Each of the gas supply holes 250d has the same opening area from the upstream side (lower part) to the downstream side (upper part) when the differential pressure between the buffer chamber 237 and the processing chamber 201 is small. However, when the differential pressure is large, the opening area is increased or the opening pitch is decreased from the upstream side toward the downstream side.

本実施形態においては、第2ノズル249dのガス供給孔250dのそれぞれの開口面積や開口ピッチを、上流側から下流側にかけて上述のように調節することで、まず、ガス供給孔250dのそれぞれから、流速の差はあるものの、流量がほぼ同量であるガスを噴出させる。そしてこのガス供給孔250dのそれぞれから噴出するガスを、一旦、バッファ室237内に導入し、バッファ室237内においてガスの流速差の均一化を行うこととした。   In the present embodiment, by adjusting the opening area and opening pitch of the gas supply holes 250d of the second nozzle 249d from the upstream side to the downstream side as described above, first, from each of the gas supply holes 250d, Although there is a difference in flow velocity, gas with the same flow rate is ejected. Then, the gas ejected from each of the gas supply holes 250d is once introduced into the buffer chamber 237, and the flow velocity difference of the gas is made uniform in the buffer chamber 237.

すなわち、第2ノズル249dのガス供給孔250dのそれぞれよりバッファ室237内に噴出したガスはバッファ室237内で各ガスの粒子速度が緩和された後、バッファ室237のガス供給孔250eより処理室201内に噴出する。これにより、第2ノズル249dのガス供給孔250dのそれぞれよりバッファ室237内に噴出したガスは、バッファ室237のガス供給孔250eのそれぞれより処理室201内に噴出する際には、均一な流量と流速とを有するガスとなる。   That is, the gas ejected into the buffer chamber 237 from each of the gas supply holes 250d of the second nozzle 249d has its particle velocity reduced in the buffer chamber 237, and then the processing chamber from the gas supply holes 250e of the buffer chamber 237. It spouts into 201. Accordingly, when the gas ejected into the buffer chamber 237 from each of the gas supply holes 250d of the second nozzle 249d is ejected into the processing chamber 201 from each of the gas supply holes 250e of the buffer chamber 237, a uniform flow rate is obtained. And a gas having a flow rate.

主に、第2ガス供給管232d、マスフローコントローラ241d、バルブ243d、第2ノズル249d、バッファ室237により第2ガス供給系が構成される。また、主に、第2不活性ガス供給管232h、マスフローコントローラ241h、バルブ243hにより第2不活性ガス供給系が構成される。   A second gas supply system is mainly configured by the second gas supply pipe 232d, the mass flow controller 241d, the valve 243d, the second nozzle 249d, and the buffer chamber 237. Further, a second inert gas supply system is mainly configured by the second inert gas supply pipe 232h, the mass flow controller 241h, and the valve 243h.

第1ガス供給管232aからは、例えば、シリコン原料ガス、すなわちシリコン(Si)を含むガス(シリコン含有ガス)が、マスフローコントローラ241a、バルブ243a、第1ノズル249aを介して処理室201内に供給される。シリコン含有ガスとしては、例えばジクロロシラン(SiH2 Cl2 、略称:DCS)ガスを用いることができる。 From the first gas supply pipe 232a, for example, a silicon source gas, that is, a gas containing silicon (Si) (silicon-containing gas) is supplied into the processing chamber 201 through the mass flow controller 241a, the valve 243a, and the first nozzle 249a. Is done. As the silicon-containing gas, for example, dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 , abbreviation: DCS) gas can be used.

第2ガス供給管232dからは、例えば窒素(N)を含むガス(窒素含有ガス)が、マスフローコントローラ241d、バルブ243d、第2ノズル249d、バッファ室237を介して処理室201内に供給される。窒素含有ガスとしては、例えばアンモニア(NH3 )ガスを用いることができる。 From the second gas supply pipe 232d, for example, a gas (nitrogen-containing gas) containing nitrogen (N) is supplied into the processing chamber 201 through the mass flow controller 241d, the valve 243d, the second nozzle 249d, and the buffer chamber 237. . As the nitrogen-containing gas, for example, ammonia (NH 3 ) gas can be used.

不活性ガス供給管232e、232hからは、例えば窒素(N2 )ガスが、それぞれマスフローコントローラ241e、241h、バルブ243e、243h、ガス供給管232a、232d、ガスノズル249a、249d、バッファ室237を介して処理室201内に供給される。 For example, nitrogen (N 2 ) gas is supplied from the inert gas supply pipes 232e and 232h through mass flow controllers 241e and 241h, valves 243e and 243h, gas supply pipes 232a and 232d, gas nozzles 249a and 249d, and a buffer chamber 237, respectively. It is supplied into the processing chamber 201.

なお、例えば各ガス供給管から上述のようなガスをそれぞれ流す場合、第1ガス供給系により原料ガス供給系、すなわちシリコン含有ガス供給系(シラン系ガス供給系)が構成される。また、第2ガス供給系により窒素含有ガス供給系が構成される。   Note that, for example, when the above-described gases are supplied from the respective gas supply pipes, the first gas supply system constitutes a source gas supply system, that is, a silicon-containing gas supply system (silane-based gas supply system). Further, a nitrogen-containing gas supply system is configured by the second gas supply system.

バッファ室237内には、図2に示すように、細長い構造を有する第1の電極である第1の棒状電極269及び第2の電極である第2の棒状電極270が、反応管203の下部より上部にわたりウエハ200の積層方向に沿って配設されている。第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270のそれぞれは、第2ノズル249dと平行に設けられている。第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270のそれぞれは、上部より下部にわたって各電極を保護する保護管である電極保護管275により覆われることで保護されている。この第1の棒状電極269又は第2の棒状電極270のいずれか一方は整合器272を介して高周波電源273に接続され、他方は基準電位であるアースに接続されている。この結果、第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270間のプラズマ生成領域224にプラズマが生成される。主に、第1の棒状電極269、第2の棒状電極270、電極保護管275、整合器272、高周波電源273によりプラズマ発生器(プラズマ発生部)としてのプラズマ源が構成される。なお、プラズマ源は、後述するようにガスをプラズマで活性化させる活性化機構として機能する。   In the buffer chamber 237, as shown in FIG. 2, a first rod-shaped electrode 269 that is a first electrode having an elongated structure and a second rod-shaped electrode 270 that is a second electrode are provided at the bottom of the reaction tube 203. The upper part is disposed along the stacking direction of the wafers 200. Each of the first rod-shaped electrode 269 and the second rod-shaped electrode 270 is provided in parallel with the second nozzle 249d. Each of the first rod-shaped electrode 269 and the second rod-shaped electrode 270 is protected by being covered with an electrode protection tube 275 that is a protection tube that protects each electrode from the top to the bottom. Either the first rod-shaped electrode 269 or the second rod-shaped electrode 270 is connected to the high-frequency power source 273 via the matching unit 272, and the other is connected to the ground as the reference potential. As a result, plasma is generated in the plasma generation region 224 between the first rod-shaped electrode 269 and the second rod-shaped electrode 270. The first rod-shaped electrode 269, the second rod-shaped electrode 270, the electrode protection tube 275, the matching unit 272, and the high-frequency power source 273 mainly constitute a plasma source as a plasma generator (plasma generating unit). The plasma source functions as an activation mechanism that activates a gas with plasma as will be described later.

電極保護管275は、第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270のそれぞれをバッファ室237の雰囲気と隔離した状態でバッファ室237内に挿入できる構造となっている。ここで、電極保護管275の内部は外気(大気)と同一雰囲気であると、電極保護管275にそれぞれ挿入された第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270はヒータ207による熱で酸化されてしまう。そこで、電極保護管275の内部には窒素などの不活性ガスを充填あるいはパージし、酸素濃度を充分低く抑えて第1の棒状電極269又は第2の棒状電極270の酸化を防止するための不活性ガスパージ機構が設けられている。   The electrode protection tube 275 has a structure in which each of the first rod-shaped electrode 269 and the second rod-shaped electrode 270 can be inserted into the buffer chamber 237 while being isolated from the atmosphere of the buffer chamber 237. Here, if the inside of the electrode protection tube 275 has the same atmosphere as the outside air (atmosphere), the first rod-shaped electrode 269 and the second rod-shaped electrode 270 inserted into the electrode protection tube 275 are oxidized by heat from the heater 207. It will be. Therefore, the inside of the electrode protection tube 275 is filled or purged with an inert gas such as nitrogen to suppress the oxygen concentration sufficiently low to prevent oxidation of the first rod-shaped electrode 269 or the second rod-shaped electrode 270. An active gas purge mechanism is provided.

反応管203には、処理室201内の雰囲気を排気する排気管231が設けられている。排気管231には処理室201内の圧力を検出する圧力検出器(圧力検出部)としての圧力センサ245および圧力調整器(圧力調整部)としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ244を介して真空排気装置としての真空ポンプ246が接続されており、処理室201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244は弁を開閉して処理室201内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。主に、排気管231、APCバルブ244、真空ポンプ246、圧力センサ245により排気系が構成される。   The reaction tube 203 is provided with an exhaust pipe 231 for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201. The exhaust pipe 231 is evacuated via a pressure sensor 245 as a pressure detector (pressure detection unit) for detecting the pressure in the processing chamber 201 and an APC (Auto Pressure Controller) valve 244 as a pressure regulator (pressure adjustment unit). A vacuum pump 246 serving as an exhaust device is connected, and the processing chamber 201 can be evacuated so that the pressure in the processing chamber 201 becomes a predetermined pressure (degree of vacuum). Note that the APC valve 244 is an open / close valve that can open and close the valve to evacuate / stop the evacuation in the processing chamber 201 and further adjust the valve opening to adjust the pressure. An exhaust system is mainly configured by the exhaust pipe 231, the APC valve 244, the vacuum pump 246, and the pressure sensor 245.

反応管203の下方には、反応管203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219が設けられている。シールキャップ219は反応管203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219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219の上面には反応管203の下端と当接するシール部材としてのOリング220が設けられている。シールキャップ219の処理室201と反対側には、ボートを回転させる回転機構267が設置されている。回転機構267の回転軸255はシールキャップ219を貫通して、後述するボート217に接続されており、ボート217を回転させることでウエハ200を回転させるように構成されている。シールキャップ219は反応管203の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ115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217を処理室201内に対し搬入搬出することが可能となっている。   Below the reaction tube 203, a seal cap 219 is provided as a furnace opening lid capable of airtightly closing the lower end opening of the reaction tube 203. The seal cap 219 is brought into contact with the lower end of the reaction tube 203 from the lower side in the vertical direction. The seal cap 219 is made of a metal such as stainless steel and has a disk shape. An O-ring 220 is provided on the upper surface of the seal cap 219 as a seal member that contacts the lower end of the reaction tube 203. A rotation mechanism 267 for rotating the boat is installed on the side of the seal cap 219 opposite to the processing chamber 201. A rotation shaft 255 of the rotation mechanism 267 passes through the seal cap 219 and is connected to a boat 217 described later, and is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 217. The seal cap 219 is configured to be lifted vertically by a boat elevator 115 as a lifting mechanism vertically installed outside the reaction tube 203, and thereby the boat 217 is carried into and out of the processing chamber 201. It is possible.

基板支持具としてのボート217は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ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支持するように構成されている。なおボート217の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる断熱部材218が設けられており、ヒータ207からの熱がシールキャップ219側に伝わりにくくなるよう構成されている。なお、断熱部材218は、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる複数枚の断熱板と、これらを水平姿勢で多段に支持する断熱板ホルダとにより構成してもよい。   The boat 217 as a substrate support is made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide, and is configured to support a plurality of wafers 200 in a horizontal posture and aligned in a state where the centers are aligned with each other in multiple stages. ing. A heat insulating member 218 made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide is provided at the lower part of the boat 217 so that heat from the heater 207 is not easily transmitted to the seal cap 219 side. The heat insulating member 218 may be constituted by a plurality of heat insulating plates made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide, and a heat insulating plate holder that supports them in a horizontal posture in multiple stages.

反応管203内には温度検出器としての温度センサ263が設置されており、温度センサ263により検出された温度情報に基づきヒータ207への通電具合を調整することで、処理室201内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ263は、ノズル249a、249dと同様にL字型に構成されており、反応管203の内壁に沿って設けられている。   A temperature sensor 263 as a temperature detector is installed in the reaction tube 203, and the temperature in the processing chamber 201 is adjusted by adjusting the power supply to the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor 263. It is configured to have a desired temperature distribution. The temperature sensor 263 is configured in an L shape similarly to the nozzles 249a and 249d, and is provided along the inner wall of the reaction tube 203.

制御部(制御手段)であるコントローラ121は、マスフローコントローラ241a、241d、241e、241h、バルブ243a、243d、243e、243h、圧力センサ245、APCバルブ244、真空ポンプ246、ヒータ207、温度センサ263、ボート回転機構267、ボートエレベータ115、高周波電源273、整合器272等に接続されている。コントローラ121により、マスフローコントローラ241a、241d、241e、241hによる各種ガスの流量調整動作、バルブ243a、243d、243e、243hの開閉動作、APCバルブ244の開閉及び圧力センサ245に基づく圧力調整動作、温度センサ263に基づくヒータ207の温度調整動作、真空ポンプ246の起動・停止、ボート回転機構267の回転速度調節動作、ボートエレベータ115の昇降動作等の制御や、高周波電源273の電力供給制御、整合器272によるインピーダンス制御が行われる。   The controller 121 which is a control unit (control means) includes mass flow controllers 241a, 241d, 241e, 241h, valves 243a, 243d, 243e, 243h, pressure sensor 245, APC valve 244, vacuum pump 246, heater 207, temperature sensor 263, The boat rotation mechanism 267, the boat elevator 115, the high frequency power supply 273, the matching unit 272, and the like are connected. The controller 121 controls the flow rate of various gases by the mass flow controllers 241a, 241d, 241e, 241h, the opening / closing operation of the valves 243a, 243d, 243e, 243h, the opening / closing of the APC valve 244, and the pressure adjusting operation based on the pressure sensor 245, the temperature sensor. Control of heater 207 temperature adjustment operation based on H.263, start / stop of vacuum pump 246, rotation speed adjustment operation of boat rotation mechanism 267, raising / lowering operation of boat elevator 115, power supply control of high frequency power supply 273, matching unit 272 Impedance control is performed.

次に、上述の基板処理装置の処理炉を用いて半導体装置(デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に絶縁膜を成膜する処理シーケンス例について説明する。
尚、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121により制御される。
Next, an example of a processing sequence for forming an insulating film on a substrate will be described as one step of a semiconductor device (device) manufacturing process using the processing furnace of the substrate processing apparatus described above.
In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 121.

図3は、本実施形態の処理シーケンスにおけるガス供給およびプラズマパワー供給のタイミング図である。   FIG. 3 is a timing diagram of gas supply and plasma power supply in the processing sequence of the present embodiment.

本実施形態の処理シーケンスでは、ウエハ200を収容した処理容器内に第1元素を含むガス(第1元素含有ガス)を供給することで、ウエハ200上に第1元素を含む第1の層を形成する工程と、
処理容器内に第2元素を含むガス(第2元素含有ガス)を供給することで、第1の層を改質して第1元素および第2元素を含む第2の層を形成する工程と、
を1サイクルとして、このサイクルを少なくとも1回以上行うことで、所定膜厚の第1元素および第2元素を含む薄膜を形成する。
In the processing sequence of the present embodiment, the first layer containing the first element is formed on the wafer 200 by supplying the gas containing the first element (first element-containing gas) into the processing container containing the wafer 200. Forming, and
Supplying a gas containing a second element (second element-containing gas) into the processing container to modify the first layer to form a second layer containing the first element and the second element; ,
Is performed at least once, thereby forming a thin film containing the first element and the second element having a predetermined film thickness.

第1の層を形成する工程は、CVD反応が生じる条件下で行う。このときウエハ200上に1原子層未満から数原子層程度の第1元素を含む第1の層として第1元素層を形成する。第1の層は第1元素含有ガスの吸着層であってもよい。なお、第1元素としては、それ単独で固体となる元素を用いるのがよい。ここで、第1元素層とは、第1元素により構成される連続的な層の他、不連続な層や、これらが重なってできる薄膜をも含む総称である。なお、第1元素により構成される連続的な層を薄膜という場合もある。また、第1元素含有ガスの吸着層とは第1元素含有ガスのガス分子の連続的な化学吸着層の他、不連続な化学吸着層をも含む。なお、1原子層未満の層とは不連続に形成される原子層のことを意味している。第1元素含有ガスが自己分解する条件下ではウエハ200上に第1元素が堆積することで第1元素層が形成される。第1元素含有ガスが自己分解しない条件下では、ウエハ200上に第1元素含有ガスが吸着することで第1元素含有ガスの吸着層が形成される。なお、ウエハ200上に第1元素含有ガスの吸着層を形成するよりも、ウエハ200上に第1元素層を形成する方が、成膜レートを高くすることができ好ましい。   The step of forming the first layer is performed under conditions that cause a CVD reaction. At this time, the first element layer is formed on the wafer 200 as a first layer containing the first element of less than one atomic layer to several atomic layers. The first layer may be an adsorption layer for the first element-containing gas. As the first element, it is preferable to use an element that becomes a solid alone. Here, the first element layer is a generic name including a continuous layer composed of the first element, a discontinuous layer, and a thin film formed by overlapping these layers. The continuous layer composed of the first element may be referred to as a thin film. The first element-containing gas adsorption layer includes a discontinuous chemical adsorption layer as well as a continuous chemical adsorption layer of gas molecules of the first element-containing gas. In addition, the layer less than 1 atomic layer means the atomic layer formed discontinuously. Under conditions where the first element-containing gas is self-decomposing, the first element is deposited on the wafer 200 to form a first element layer. Under conditions where the first element-containing gas does not self-decompose, the first element-containing gas is adsorbed on the wafer 200 to form an adsorption layer of the first element-containing gas. In addition, it is preferable to form the first element layer on the wafer 200 because the deposition rate can be increased, rather than forming the adsorption layer of the first element-containing gas on the wafer 200.

第2の層を形成する工程では、第2元素含有ガスをプラズマまたは熱で活性化させて供給することで、第1の層の一部と第2元素含有ガスとを反応させて、第1の層を改質して第1元素および第2元素を含む第2の層を形成する。例えば第1の層を形成する工程で数原子層の第1元素を含む第1の層を形成した場合は、その表面層の一部と第2元素含有ガスとを反応させてもよいし、その表面層全体と第2元素含有ガスとを反応させてもよい。また、数原子層の第1元素を含む第1の層の表面層から下の数層と第2元素含有ガスとを反応させてもよい。なお、第2元素としては、それ単独では固体とはならない元素を用いるのがよい。第2元素含有ガスはプラズマで活性化させて供給してもよいし、熱で活性化させて供給してもよい。図3は第2元素含有ガスをプラズマで活性化させて供給する例を示している。なお、第2元素含有ガスは熱で活性化させて供給した方が、ソフトな反応を生じさせることができ、改質をソフトに行うことができる。   In the step of forming the second layer, the second element-containing gas is activated by plasma or heat to be supplied, thereby causing a part of the first layer to react with the second element-containing gas. This layer is modified to form a second layer containing the first element and the second element. For example, when the first layer containing the first element of several atomic layers is formed in the step of forming the first layer, a part of the surface layer may react with the second element-containing gas, The entire surface layer may react with the second element-containing gas. Alternatively, the second element-containing gas may react with several layers below the surface layer of the first layer containing the first element including several atomic layers. As the second element, it is preferable to use an element that does not become a solid by itself. The second element-containing gas may be supplied after being activated by plasma, or may be supplied after being activated by heat. FIG. 3 shows an example in which the second element-containing gas is activated by plasma and supplied. Note that the second element-containing gas is activated by heat and supplied, so that a soft reaction can be caused and the reforming can be performed softly.

以下、本実施形態の処理シーケンスを具体的に説明する。なお、ここでは、第1元素をシリコン(Si)、第2元素を窒素(N)とし、第1元素含有ガスとしてシリコン含有ガスであるDCSガスを、第2元素含有ガスとして窒素含有ガスであるNH3 ガスを用い、図3のシーケンスにより、基板上に絶縁膜としてシリコン窒化膜(SiN膜)を形成する例について説明する。なお、この例では、第1ガス供給系によりシリコン含有ガス供給系(第1元素含有ガス供給系)が構成され、第2ガス供給系により窒素含有ガス供給系(第2元素含有ガス供給系)が構成される。 Hereinafter, the processing sequence of this embodiment will be specifically described. Here, the first element is silicon (Si), the second element is nitrogen (N), the first element-containing gas is a DCS gas that is a silicon-containing gas, and the second element-containing gas is a nitrogen-containing gas. An example of forming a silicon nitride film (SiN film) as an insulating film on a substrate using NH 3 gas and the sequence of FIG. 3 will be described. In this example, the first gas supply system constitutes a silicon-containing gas supply system (first element-containing gas supply system), and the second gas supply system constitutes a nitrogen-containing gas supply system (second element-containing gas supply system). Is configured.

複数枚のウエハ200がボート217に装填(ウエハチャージ)されると、図1に示されているように、複数枚のウエハ200を支持したボート217は、ボートエレベータ115によって持ち上げられて処理室201内に搬入(ボートロード)される。この状態で、シールキャップ219はOリング220を介して反応管203の下端をシールした状態となる。   When a plurality of wafers 200 are loaded into the boat 217 (wafer charge), as shown in FIG. 1, the boat 217 supporting the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 115 and processed in the processing chamber 201. It is carried in (boat loading). In this state, the seal cap 219 seals the lower end of the reaction tube 203 via the O-ring 220.

処理室201内が所望の圧力(真空度)となるように真空ポンプ246によって真空排気される。この際、処理室201内の圧力は、圧力センサ245で測定され、この測定された圧力に基づきAPCバルブ244が、フィードバック制御される(圧力調整)。また、処理室201内が所望の温度となるようにヒータ207によって加熱される。この際、処理室201内が所望の温度分布となるように、温度センサ263が検出した温度情報に基づきヒータ207への通電具合がフィードバック制御される(温度調整)。続いて、回転機構267により、ボート217が回転されることで、ウエハ200が回転される(ウエハ回転)。その後、後述する2つのステップを順次実行する。   The processing chamber 201 is evacuated by a vacuum pump 246 so that a desired pressure (degree of vacuum) is obtained. At this time, the pressure in the processing chamber 201 is measured by the pressure sensor 245, and the APC valve 244 is feedback-controlled based on the measured pressure (pressure adjustment). Further, the processing chamber 201 is heated by the heater 207 so as to have a desired temperature. At this time, the power supply to the heater 207 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 263 so that the inside of the processing chamber 201 has a desired temperature distribution (temperature adjustment). Subsequently, the boat 217 is rotated by the rotation mechanism 267, whereby the wafer 200 is rotated (wafer rotation). Thereafter, two steps to be described later are sequentially executed.

[ステップ1]
第1ガス供給管232aのバルブ243a開き、第1ガス供給管232a内にDCSガスを流す。第1ガス供給管232a内を流れたDCSガスは、マスフローコントローラ241aにより流量調整される。流量調整されたDCSガスは第1ノズル249aのガス供給孔250aから処理室201内に供給されつつガス排気管231から排気される。このとき、同時にバルブ243eを開き、不活性ガス供給管232e内にN2 ガス等の不活性ガスを流す。不活性ガス供給管232e内を流れたN2 ガスは、マスフローコントローラ241eにより流量調整される。流量調整されたN2 ガスはDCSガスと一緒に処理室201内に供給されつつガス排気管231から排気される。
[Step 1]
The valve 243a of the first gas supply pipe 232a is opened, and DCS gas is caused to flow into the first gas supply pipe 232a. The flow rate of the DCS gas that has flowed through the first gas supply pipe 232a is adjusted by the mass flow controller 241a. The flow-adjusted DCS gas is exhausted from the gas exhaust pipe 231 while being supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 250a of the first nozzle 249a. At this time, the valve 243e is opened at the same time, and an inert gas such as N 2 gas is allowed to flow into the inert gas supply pipe 232e. The flow rate of the N 2 gas flowing through the inert gas supply pipe 232e is adjusted by the mass flow controller 241e. The N 2 gas whose flow rate has been adjusted is exhausted from the gas exhaust pipe 231 while being supplied into the processing chamber 201 together with the DCS gas.

このとき、APCバルブ244を適正に調整して処理室201内の圧力を、例えば10〜1000Paの範囲内の圧力とする。マスフローコントローラ241aで制御するDCSガスの供給流量は、例えば10〜1000sccmの範囲内の流量とする。DCSガスをウエハ200に晒す時間、すなわちガス供給時間(照射時間)は、例えば2〜120秒間の範囲内の時間とする。このときヒータ207の温度は、処理室201内でCVD反応が生じる程度の温度、すなわちウエハ200の温度が、例えば300〜650℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。なお、ウエハ200の温度が300℃未満となるとウエハ200上にDCSが吸着しにくくなる。また、ウエハ200の温度が650℃を超えるとCVD反応が強くなり、均一性が悪化しやすくなる。よって、ウエハ200の温度は300〜650℃の範囲内の温度とするのが好ましい。   At this time, the APC valve 244 is appropriately adjusted so that the pressure in the processing chamber 201 is, for example, in the range of 10 to 1000 Pa. The supply flow rate of the DCS gas controlled by the mass flow controller 241a is, for example, a flow rate in the range of 10 to 1000 sccm. The time during which the DCS gas is exposed to the wafer 200, that is, the gas supply time (irradiation time) is, for example, a time within the range of 2 to 120 seconds. At this time, the temperature of the heater 207 is set to such a temperature that the CVD reaction occurs in the processing chamber 201, that is, the temperature of the wafer 200 is, for example, a temperature in the range of 300 to 650 ° C. Note that when the temperature of the wafer 200 is less than 300 ° C., DCS is hardly adsorbed on the wafer 200. Further, when the temperature of the wafer 200 exceeds 650 ° C., the CVD reaction becomes strong, and the uniformity tends to deteriorate. Therefore, the temperature of the wafer 200 is preferably set to a temperature within the range of 300 to 650 ° C.

DCSガスの供給により、ウエハ200表面の下地膜上に、第1元素としてのシリコンを含む第1の層が形成される。すなわち、ウエハ200上(下地膜上)に1原子層未満から数原子層のシリコン含有層としてのシリコン層(Si層)が形成される。シリコン含有層はDCSの化学吸着層であってもよい。なお、シリコンは、それ単独で固体となる元素である。ここでシリコン層とはシリコンにより構成される連続的な層の他、不連続な層やこれらが重なってできる薄膜をも含む。なお、シリコンにより構成される連続的な層を薄膜という場合もある。また、DCSの化学吸着層とはDCS分子の連続的な化学吸着層の他、不連続な化学吸着層をも含む。なお、ウエハ200上に形成されるシリコン含有層の厚さが数原子層を超えると、後述するステップ2での窒化の作用がシリコン含有層の全体に届かなくなる。また、ウエハ200上に形成可能なシリコン含有層の最小値は1原子層未満である。よって、シリコン含有層の厚さは1原子層未満から数原子層とするのが好ましい。なお、DCSガスが自己分解する条件下では、ウエハ200上にシリコンが堆積することでシリコン層が形成され、DCSガスが自己分解しない条件下では、ウエハ200上にDCSが化学吸着することでDCSの化学吸着層が形成される。なお、ウエハ200上にDCSの化学吸着層を形成するよりも、ウエハ200上にシリコン層を形成する方が、成膜レートを高くすることができ好ましい。   By supplying the DCS gas, a first layer containing silicon as the first element is formed on the base film on the surface of the wafer 200. That is, a silicon layer (Si layer) as a silicon-containing layer of less than one atomic layer to several atomic layers is formed on the wafer 200 (on the base film). The silicon-containing layer may be a chemical adsorption layer of DCS. Silicon is an element that becomes a solid by itself. Here, the silicon layer includes a continuous layer made of silicon, a discontinuous layer, and a thin film formed by overlapping these layers. A continuous layer made of silicon may be referred to as a thin film. The DCS chemical adsorption layer includes a continuous chemical adsorption layer of DCS molecules and a discontinuous chemical adsorption layer. When the thickness of the silicon-containing layer formed on the wafer 200 exceeds several atomic layers, the nitriding action in Step 2 described later does not reach the entire silicon-containing layer. The minimum value of the silicon-containing layer that can be formed on the wafer 200 is less than one atomic layer. Therefore, the thickness of the silicon-containing layer is preferably less than one atomic layer to several atomic layers. Note that, under the condition that the DCS gas self-decomposes, silicon is deposited on the wafer 200 to form a silicon layer. Under the condition that the DCS gas does not self-decompose, the DCS is chemically adsorbed on the wafer 200 to cause DCS. A chemisorbed layer is formed. In addition, it is preferable to form a silicon layer on the wafer 200 in order to increase the film formation rate, rather than to form a DCS chemical adsorption layer on the wafer 200.

シリコン含有層が形成された後、バルブ243aを閉じ、DCSガスの供給を停止する。このとき、ガス排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくはシリコン含有層形成に寄与した後のDCSガスを処理室201内から排除する。なお、この時バルブ243eは開いたままとして、N2 ガスの処理室201内への供給を維持する。これにより、処理室201内に残留する未反応もしくはシリコン含有層形成に寄与した後のDCSガスを処理室201内から排除する効果を高める。 After the silicon-containing layer is formed, the valve 243a is closed and the supply of DCS gas is stopped. At this time, the DCS after the APC valve 244 of the gas exhaust pipe 231 is kept open and the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246 to contribute to the formation of unreacted or silicon-containing layer remaining in the processing chamber 201. The gas is removed from the processing chamber 201. At this time, the valve 243e is kept open and the supply of N 2 gas into the processing chamber 201 is maintained. This enhances the effect of removing unreacted or residual DCS gas remaining in the processing chamber 201 from the processing chamber 201.

シリコン含有ガスとしては、DCSガスの他、テトラクロロシラン(SiCl4 、略称:TCS)ガス、ヘキサクロロジシラン(Si2 Cl6 、略称:HCD)ガス、モノシラン(SiH4 )ガス等の無機原料だけでなく、アミノシラン系のテトラキスジメチルアミノシラン(Si(N(CH3 2 ) 4 、略称:4DMAS)ガス、トリスジメチルアミノシラン(Si(N(CH3 2 3 H、略称:3DMAS)ガス、ビスジエチルアミノシラン(Si(N(C2 5 2 2 2 、略称:2DEAS)ガス、ビスターシャリーブチルアミノシラン(SiH2 (NH(C4 9 ))2 、略称:BTBAS)ガスなどの有機原料を用いてもよい。不活性ガスとしては、N2 ガスの他、Arガス、Heガス、Neガス、Xeガス等の希ガスを用いてもよい。 As the silicon-containing gas, not only DCS gas but also inorganic raw materials such as tetrachlorosilane (SiCl 4 , abbreviation: TCS) gas, hexachlorodisilane (Si 2 Cl 6 , abbreviation: HCD) gas, monosilane (SiH 4 ) gas, etc. Aminosilane-based tetrakisdimethylaminosilane (Si (N (CH 3 ) 2 ) 4 , abbreviation: 4DMAS) gas, trisdimethylaminosilane (Si (N (CH 3 ) 2 ) 3 H, abbreviation: 3DMAS) gas, bisdiethylaminosilane Organic raw materials such as (Si (N (C 2 H 5 ) 2 ) 2 H 2 , abbreviation: 2DEAS) gas, bistally butylaminosilane (SiH 2 (NH (C 4 H 9 )) 2 , abbreviation: BTBAS) gas It may be used. As the inert gas, a rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, or Xe gas may be used in addition to N 2 gas.

[ステップ2]
処理室201内の残留ガスを除去した後、第2ガス供給管232dのバルブ243dを開き、第2ガス供給管232d内にNH3 ガスを流す。第2ガス供給管232d内を流れたNH3 ガスは、マスフローコントローラ241dにより流量調整される。流量調整されたNH3 ガスは第2ノズル249dのガス供給孔250dからバッファ室237内に供給される。このとき、第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270間に高周波電源273から整合器272を介して高周波電力を印加することで、バッファ室237内に供給されたNH3 ガスはプラズマ励起され、活性種としてガス供給孔250eから処理室201内に供給されつつガス排気管231から排気される。この時同時にバルブ243hを開き、不活性ガス供給管232h内にN2 ガスを流す。N2 ガスはNH3 ガスと一緒に処理室201内に供給されつつガス排気管231から排気される。
[Step 2]
After the residual gas in the processing chamber 201 is removed, the valve 243d of the second gas supply pipe 232d is opened, and NH 3 gas is caused to flow into the second gas supply pipe 232d. The flow rate of the NH 3 gas flowing through the second gas supply pipe 232d is adjusted by the mass flow controller 241d. The NH 3 gas whose flow rate has been adjusted is supplied into the buffer chamber 237 from the gas supply hole 250d of the second nozzle 249d. At this time, NH 3 gas supplied into the buffer chamber 237 is plasma-excited by applying high-frequency power from the high-frequency power source 273 via the matching unit 272 between the first rod-shaped electrode 269 and the second rod-shaped electrode 270. Then, the active species is exhausted from the gas exhaust pipe 231 while being supplied into the processing chamber 201 from the gas supply hole 250e. At the same time, the valve 243h is opened and N 2 gas is allowed to flow into the inert gas supply pipe 232h. The N 2 gas is exhausted from the gas exhaust pipe 231 while being supplied into the processing chamber 201 together with the NH 3 gas.

NH3 ガスをプラズマ励起することにより活性種として流すときは、APCバルブ244を適正に調整して処理室201内の圧力を、例えば10〜100Paの範囲内の圧力とする。マスフローコントローラ241dで制御するNH3 ガスの供給流量は、例えば100〜10000sccmの範囲内の流量とする。NH3 ガスをプラズマ励起することにより得られた活性種にウエハ200を晒す時間、すなわちガス供給時間(照射時間)は、例えば2〜120秒間の範囲内の時間とする。このときのヒータ207の温度は、ステップ1と同様、ウエハ200の温度が300〜650℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。なお、高周波電源273から第1の棒状電極269及び第2の棒状電極270間に印加する高周波電力は、例えば50〜1000Wの範囲内の電力となるように設定する。NH3 ガスは反応温度が高く、上記のようなウエハ温度、処理室内圧力では反応しづらいので、プラズマ励起することにより活性種としてから流すようにしており、このためウエハ200の温度は上述のように設定した低い温度範囲のままでよい。また、NH3 ガスを供給する際にプラズマ励起せず、APCバルブ244を適正に調整して処理室201内の圧力を例えば50〜3000Paの範囲内の圧力とすることで、NH3 ガスをノンプラズマで熱的に活性化することも可能である。なお、NH3 ガスは熱で活性化させて供給した方が、ソフトな反応を生じさせることができ、後述する窒化をソフトに行うことができる。 When flowing NH 3 gas as active species by plasma excitation, the APC valve 244 is appropriately adjusted to set the pressure in the processing chamber 201 to a pressure in the range of 10 to 100 Pa, for example. The supply flow rate of NH 3 gas controlled by the mass flow controller 241d is, for example, a flow rate in the range of 100 to 10,000 sccm. The time during which the wafer 200 is exposed to the active species obtained by plasma excitation of NH 3 gas, that is, the gas supply time (irradiation time) is, for example, a time within the range of 2 to 120 seconds. The temperature of the heater 207 at this time is set to a temperature at which the temperature of the wafer 200 becomes a temperature within the range of 300 to 650 ° C. as in Step 1. In addition, the high frequency power applied between the 1st rod-shaped electrode 269 and the 2nd rod-shaped electrode 270 from the high frequency power supply 273 is set so that it may become the electric power within the range of 50-1000W, for example. NH 3 gas has a high reaction temperature, and it is difficult to react at the wafer temperature and the processing chamber pressure as described above. Therefore, the NH 3 gas is made to flow after being activated by plasma excitation. Therefore, the temperature of the wafer 200 is as described above. The low temperature range set in (2) may be maintained. Also, without plasma excitation in supplying NH 3 gas, by a pressure in the range of pressures, for example 50~3000Pa in the APC valve 244 is appropriately adjusted to the process chamber 201, non NH 3 gas Thermal activation with plasma is also possible. Note that the NH 3 gas activated by heat and supplied can cause a soft reaction, and nitriding described later can be performed softly.

このとき、処理室201内に流しているガスはNH3 ガスをプラズマ励起することにより得られた活性種、もしくは処理室201内圧力を高くすることで熱的に活性化されたNH3 ガスであり、処理室201内にはDCSガスは流していない。したがって、NH3 ガスは気相反応を起こすことはなく、活性種となった、もしくは活性化されたNH3 ガスは、ステップ1でウエハ200上に形成された第1の層としてのシリコン含有層と反応する。これによりシリコン含有層は窒化されて、シリコン(第1元素)および窒素(第2元素)を含む第2の層、すなわち、シリコン窒化層(SiN層)へと改質される。 At this time, the gas flowing in the processing chamber 201 is activated species obtained by plasma-exciting NH 3 gas, or NH 3 gas that is thermally activated by increasing the pressure in the processing chamber 201. There is no DCS gas flowing in the processing chamber 201. Therefore, NH 3 gas does not cause a gas phase reaction became active species, or activated NH 3 gas, the silicon-containing layer as a first layer formed on the wafer 200 in Step 1 React with. As a result, the silicon-containing layer is nitrided and modified into a second layer containing silicon (first element) and nitrogen (second element), that is, a silicon nitride layer (SiN layer).

その後、第2ガス供給管232dのバルブ243dを閉じて、NH3 ガスの供給を停止する。このとき、ガス排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくは窒化に寄与した後のNH3 ガスを処理室201内から排除する。なお、この時バルブ243hは開いたままとして、N2 ガスの処理室201内への供給を維持する。これにより、処理室201内に残留する未反応もしくは窒化に寄与した後のNH3 ガスを処理室201内から排除する効果を高める。 Thereafter, the valve 243d of the second gas supply pipe 232d is closed to stop the supply of NH 3 gas. At this time, the APC valve 244 of the gas exhaust pipe 231 is kept open, the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and the NH 3 gas remaining in the processing chamber 201 and contributing to nitridation is removed. Excluded from the processing chamber 201. At this time, the valve 243h is kept open and the supply of N 2 gas into the processing chamber 201 is maintained. This enhances the effect of removing NH 3 gas remaining in the processing chamber 201 and remaining unreacted or contributed to nitridation from the processing chamber 201.

窒素含有ガスとしては、NH3 ガスをプラズマや熱で励起したガス以外に、N2 ガス、NF3 ガス、N3 8 ガス等をプラズマや熱で励起したガスを用いてもよく、これらのガスをArガス、Heガス、Neガス、Xeガス等の希ガスで希釈したガスをプラズマや熱で励起して用いてもよい。 As the nitrogen-containing gas, in addition to a gas in which NH 3 gas is excited by plasma or heat, a gas in which N 2 gas, NF 3 gas, N 3 H 8 gas or the like is excited by plasma or heat may be used. A gas obtained by diluting a gas with a rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, or Xe gas may be excited with plasma or heat.

上述したステップ1〜2を1サイクルとして、このサイクルを少なくとも1回以上行うことにより、ウエハ200上に所定膜厚のシリコン(第1元素)および窒素(第2元素)を含む薄膜、すなわち、シリコン窒化膜(SiN膜)を成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。   By performing steps 1 and 2 described above as one cycle and performing this cycle at least once, a thin film containing silicon (first element) and nitrogen (second element) with a predetermined thickness on the wafer 200, that is, silicon A nitride film (SiN film) can be formed. The above cycle is preferably repeated a plurality of times.

所定膜厚のシリコン窒化膜を形成する成膜処理がなされると、N2 等の不活性ガスが処理室201内へ供給されつつ排気されることで処理室201内が不活性ガスでパージされる(ガスパージ)。その後、処理室201内の雰囲気が不活性ガスに置換され(不活性ガス置換)、処理室201内の圧力が常圧に復帰される(大気圧復帰)。 When a film forming process for forming a silicon nitride film having a predetermined thickness is performed, an inert gas such as N 2 is exhausted while being supplied into the process chamber 201, whereby the inside of the process chamber 201 is purged with the inert gas. (Gas purge). Thereafter, the atmosphere in the processing chamber 201 is replaced with an inert gas (inert gas replacement), and the pressure in the processing chamber 201 is returned to normal pressure (return to atmospheric pressure).

その後、ボートエレベータ115によりシールキャップ219が下降されて、反応管203の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ200がボート217に支持された状態で反応管203の下端から反応管203の外部に搬出(ボートアンロード)される。その後、処理済ウエハ200はボート217より取出される(ウエハディスチャージ)。   Thereafter, the seal cap 219 is lowered by the boat elevator 115, the lower end of the reaction tube 203 is opened, and the processed wafer 200 is supported by the boat 217 from the lower end of the reaction tube 203 to the outside of the reaction tube 203. Unload (boat unload). Thereafter, the processed wafer 200 is taken out from the boat 217 (wafer discharge).

なお、ここでは本実施形態の処理シーケンスの具体例として、第1元素含有ガス、第2元素含有ガスとしてシリコン含有ガス、窒素含有ガスをそれぞれ用い、SiN膜を形成する例について説明したが、本発明は上述の具体例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。   Here, as a specific example of the processing sequence of this embodiment, an example in which a SiN film is formed using a silicon-containing gas and a nitrogen-containing gas as the first element-containing gas and the second element-containing gas has been described. The invention is not limited to the specific examples described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、第1元素含有ガス、第2元素含有ガスとしてアルミニウム含有ガス、窒素含有ガスをそれぞれ用い、アルミニウム窒化膜(AlN膜)を形成する場合や、第1元素含有ガス、第2元素含有ガスとしてチタン含有ガス、窒素含有ガスをそれぞれ用い、チタン窒化膜(TiN膜)を形成する場合や、第1元素含有ガス、第2元素含有ガスとしてボロン含有ガス、窒素含有ガスをそれぞれ用い、ボロン窒化膜(BN膜)を形成する場合等にも適用することができる。また、例えば、第1元素含有ガス、第2元素含有ガスとしてシリコン含有ガス、酸素含有ガスをそれぞれ用い、シリコン酸化膜(SiO膜)を形成する場合や、第1元素含有ガス、第2元素含有ガスとしてアルミニウム含有ガス、酸素含有ガスをそれぞれ用い、アルミニウム酸化膜(AlO膜)を形成する場合や、第1元素含有ガス、第2元素含有ガスとしてチタン含有ガス、酸素含有ガスをそれぞれ用い、チタン酸化膜(TiO膜)を形成する場合等にも適用することができる。また、例えば、第1元素含有ガス、第2元素含有ガスとしてシリコン含有ガス、炭素含有ガスをそれぞれ用い、シリコン炭化膜(SiC膜)を形成する場合等にも適用することができる。   For example, when an aluminum nitride film (AlN film) is formed using an aluminum-containing gas and a nitrogen-containing gas as the first element-containing gas and the second element-containing gas, respectively, or as the first element-containing gas and the second element-containing gas When a titanium nitride film (TiN film) is formed using a titanium-containing gas and a nitrogen-containing gas, respectively, or a boron-containing gas and a nitrogen-containing gas are used as the first element-containing gas and the second element-containing gas, respectively. The present invention can also be applied to the case where a (BN film) is formed. Further, for example, when a silicon oxide film (SiO film) is formed using a silicon-containing gas and an oxygen-containing gas as the first element-containing gas and the second element-containing gas, respectively, or when the first element-containing gas and the second element-containing gas are formed. When using an aluminum-containing gas and an oxygen-containing gas as the gas to form an aluminum oxide film (AlO film), a titanium-containing gas and an oxygen-containing gas are used as the first element-containing gas and the second element-containing gas, respectively. The present invention can also be applied when an oxide film (TiO film) is formed. Further, for example, the present invention can be applied to the case where a silicon carbide film (SiC film) is formed by using a silicon-containing gas and a carbon-containing gas as the first element-containing gas and the second element-containing gas, respectively.

なお、アルミニウム含有ガスとしては、例えばトリメチルアルミニウム(Al(CH3 3 、略称:TMA)ガスを用いることができる。チタン含有ガスとしては、例えば四塩化チタン(TiCl4 )ガスやテトラキスジメチルアミノチタン(Ti[N(CH3 2 4 、略称:TDMAT)ガスを用いることができる。硼素含有ガスとしては、例えば三塩化硼素(BCl3 )ガスやジボラン(B2 6 )ガスを用いることができる。炭素含有ガスとしては、例えばプロピレン(C3 6 )ガスやエチレン(C2 4 )ガスを用いることができる。酸素含有ガスとしては、例えば酸素(O2 )ガス、オゾン(O3 )ガス、一酸化窒素(NO)ガス、亜酸化窒素(N2 O)ガス、水蒸気(H2 O)を用いることができる。 As the aluminum-containing gas, for example, trimethylaluminum (Al (CH 3 ) 3 , abbreviation: TMA) gas can be used. As the titanium-containing gas, for example, titanium tetrachloride (TiCl 4 ) gas or tetrakisdimethylamino titanium (Ti [N (CH 3 ) 2 ] 4 , abbreviation: TDMAT) gas can be used. As the boron-containing gas, for example, boron trichloride (BCl 3 ) gas or diborane (B 2 H 6 ) gas can be used. As the carbon-containing gas, for example, propylene (C 3 H 6 ) gas or ethylene (C 2 H 4 ) gas can be used. As the oxygen-containing gas, for example, oxygen (O 2 ) gas, ozone (O 3 ) gas, nitrogen monoxide (NO) gas, nitrous oxide (N 2 O) gas, and water vapor (H 2 O) can be used. .

以上のように、本実施形態の処理シーケンスでは、第1元素としては、例えばシリコン(Si)や硼素(B)等の半導体元素や、アルミニウム(Al)やチタン(Ti)等の金属元素を用いることができ、第2元素としては、窒素(N)や炭素(C)や酸素(O)等の元素を用いることができる。   As described above, in the processing sequence of this embodiment, as the first element, for example, a semiconductor element such as silicon (Si) or boron (B) or a metal element such as aluminum (Al) or titanium (Ti) is used. As the second element, elements such as nitrogen (N), carbon (C), and oxygen (O) can be used.

ところで、以上の縦型処理炉においては、プラズマ生成によって高周波ノイズが発生し、発生した高周波ノイズが電装機器の誤動作を引き起こすことがある。
そこで、本実施形態においては、高周波ノイズがヒータや温度センサの配線を伝わって漏洩するのを、図4および図5に示された構成によって防止する。
By the way, in the above vertical processing furnace, high frequency noise is generated by plasma generation, and the generated high frequency noise may cause malfunction of the electrical equipment.
Therefore, in the present embodiment, the configuration shown in FIGS. 4 and 5 prevents high-frequency noise from leaking through the wiring of the heater and the temperature sensor.

図4に示されているように、ヒータ207には電力を供給するヒータ用電源線208が接続されている。ヒータ用電源線208にはプラズマによって発生する高周波ノイズ213を除去するノイズ除去フィルタ212が接続されている。なお、ノイズ除去フィルタ212は耐熱性の制限により、ヒータ207から離れた位置に設置されている。
図5(a)(b)に示されているように、ヒータ用電源線208は導電性配線209を絶縁性の配線被覆部材210で被覆した構成を有しており、配線被覆部材210にはプラズマによって発生する高周波ノイズをシールドするシールド部材211が組み込まれている。シールド部材211は導電性配線209を全体的に覆うように設けられているとともに、配線被覆部材210の内部に設けられている。シールド部材211はヒータ207とノイズ除去フィルタ212との間に設けられた配線被覆部材210に組み込まれている。シールド部材211にはアース線214が接続されている。
As shown in FIG. 4, a heater power supply line 208 that supplies electric power is connected to the heater 207. A noise removal filter 212 for removing high frequency noise 213 generated by plasma is connected to the heater power line 208. The noise removal filter 212 is installed at a position away from the heater 207 due to heat resistance limitations.
As shown in FIGS. 5A and 5B, the heater power line 208 has a configuration in which the conductive wiring 209 is covered with an insulating wiring covering member 210. A shield member 211 that shields high-frequency noise generated by plasma is incorporated. The shield member 211 is provided so as to entirely cover the conductive wiring 209 and is provided inside the wiring covering member 210. The shield member 211 is incorporated in a wiring covering member 210 provided between the heater 207 and the noise removal filter 212. A ground wire 214 is connected to the shield member 211.

図4に示されているように、温度センサとして熱電対263が使用されており、熱電対263には補償導線264が接続されており、補償導線264にはプラズマによって発生する高周波ノイズ213を除去するノイズ除去フィルタ262が接続されている。なお、ノイズ除去フィルタ262は耐熱性の制限により、ヒータ207から離れた位置に設置されている。
図5(c)に示されているように、補償導線264は導電性配線265を絶縁性の配線被覆部材266で被覆した構成を有しており、配線被覆部材266にはプラズマによって発生する高周波ノイズをシールドするシールド部材268が組み込まれている。シールド部材268は導電性配線265を全体的に覆うように設けられているとともに、配線被覆部材266の内部に設けられている。シールド部材268は熱電対263とノイズ除去フィルタ262との間の配線被覆部材266に組み込まれている。シールド部材268にはアース線261が接続されている。
As shown in FIG. 4, a thermocouple 263 is used as a temperature sensor, a compensation lead 264 is connected to the thermocouple 263, and high frequency noise 213 generated by plasma is removed from the compensation lead 264. A noise removal filter 262 is connected. Note that the noise removal filter 262 is installed at a position away from the heater 207 due to heat resistance limitations.
As shown in FIG. 5C, the compensation conductor 264 has a configuration in which a conductive wiring 265 is covered with an insulating wiring covering member 266, and the wiring covering member 266 has a high frequency generated by plasma. A shield member 268 that shields noise is incorporated. The shield member 268 is provided so as to entirely cover the conductive wiring 265 and is provided inside the wiring covering member 266. The shield member 268 is incorporated in the wiring covering member 266 between the thermocouple 263 and the noise removal filter 262. A ground wire 261 is connected to the shield member 268.

本実施形態によれば、次の作用および効果が奏される。   According to this embodiment, the following operations and effects are achieved.

(1)ヒータ用電源線の配線被覆部材にシールド部材を組み込むことにより、高周波ノイズがヒータ用電源線から電磁波として周囲に漏洩するのを防止することができるので、電装機器等の誤動作を防止することができる。 (1) By incorporating a shield member into the wiring covering member of the heater power supply line, high frequency noise can be prevented from leaking out as electromagnetic waves from the heater power supply line, thereby preventing malfunction of electrical equipment. be able to.

(2)シールド部材をヒータ用電源線の内部に組み込むことにより、シールド材を覆ったり巻き付けたりする場合のように、端部に隙間が発生したり嵩張ったりすることがない。 (2) By incorporating the shield member into the heater power line, there is no gap or bulkiness at the end, unlike when the shield material is covered or wound.

(3)ヒータ用電源線にノイズ除去フィルタを接続することにより、プラズマ生成によって発生した高周波ノイズがヒータ用電源線に接続された電装機器に伝わるのを防止することができるので、電装機器の誤動作を防止することができる。 (3) By connecting a noise removal filter to the heater power supply line, it is possible to prevent high-frequency noise generated by plasma generation from being transmitted to the electrical equipment connected to the heater power supply line. Can be prevented.

(4)ノイズ除去フィルタは耐熱性の制約によりヒータから離れた位置に設置する必要があり、ヒータ用電源線のヒータとノイズ除去フィルタとの間の区間から高周波ノイズが漏洩することがあったが、本実施形態においては、ヒータとノイズ除去フィルタとの間に設けられたヒータ用電源線の配線被覆部材の内部にシールド部材を組み込むことにより、その区間から高周波ノイズが漏洩するのを防止することができる。 (4) The noise removal filter must be installed at a position away from the heater due to heat resistance restrictions, and high-frequency noise may have leaked from the section between the heater power supply line and the noise removal filter. In this embodiment, by incorporating a shield member in the wiring covering member of the heater power supply line provided between the heater and the noise removal filter, it is possible to prevent high frequency noise from leaking from the section. Can do.

(5)補償導線の配線被覆部材にシールド部材を組み込むことにより、高周波ノイズが補償導線から電磁波として周囲に漏洩するのを防止することができるので、電装機器等の誤動作を防止することができる。 (5) Since the shield member is incorporated in the wiring covering member of the compensation lead wire, high frequency noise can be prevented from leaking to the surroundings as electromagnetic waves from the compensation lead wire, so that malfunction of electrical equipment can be prevented.

(6)シールド部材を補償導線の内部に組み込むことにより、シールド材を覆ったり巻き付けたりする場合のように、端部に隙間が発生したり嵩張ったりすることがない。 (6) By incorporating the shield member inside the compensating conductor, there is no gap or bulkiness at the end, unlike when the shield material is covered or wrapped.

(7)補償導線にノイズ除去フィルタを接続することにより、プラズマ生成によって発生した高周波ノイズが補償導線に接続された電装機器に伝わるのを防止することができるので、電装機器の誤動作を防止することができる。 (7) By connecting a noise removal filter to the compensation lead, it is possible to prevent high-frequency noise generated by plasma generation from being transmitted to the electrical equipment connected to the compensation lead, thus preventing malfunction of the electrical equipment. Can do.

(8)シールド部材をヒータとノイズ除去フィルタとの間に設けられた補償導線の配線被覆部材の内部に組み込むことにより、補償導線のヒータとノイズ除去フィルタとの間の区間から高周波ノイズが漏洩するのを防止することができる。 (8) By incorporating the shield member into the wiring covering member of the compensation conductor provided between the heater and the noise removal filter, high frequency noise leaks from the section between the heater of the compensation conductor and the noise removal filter. Can be prevented.

(9)板金や金網によって高周波ノイズを遮蔽したり、配線にシールド材を巻き付けたりせずに済むので、高い密閉性を確保するための多量のねじ類や導電性パッキンの使用等を省略することができる。 (9) Since it is not necessary to shield high-frequency noise by sheet metal or wire mesh, or to wrap a shield material around the wiring, omit the use of a large amount of screws and conductive packing to ensure high sealing performance. Can do.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、温度センサとしては熱電対を使用するに限らない。   For example, the temperature sensor is not limited to using a thermocouple.

温度センサ補償導線のシールド部材は省略してもよいし、ヒータ用電源線のシールド部材は省略してもよい。   The shield member for the temperature sensor compensating conductor may be omitted, or the shield member for the heater power supply line may be omitted.

温度センサ補償導線のノイズ除去フィルタは省略してもよいし、ヒータ用電源線のノイズ除去フィルタは省略してもよい。   The noise removal filter for the temperature sensor compensating conductor may be omitted, or the noise removal filter for the heater power supply line may be omitted.

前記実施形態ではバッチ式縦形ホットウオール形プラズマ装置について説明したが、本発明は、電子ビーム励起プラズマを用いたプラズマ処理装置等にも適用することができるし、枚葉式プラズマ処理装置にも適用することができる。   Although the batch type vertical hot wall type plasma apparatus has been described in the above embodiment, the present invention can be applied to a plasma processing apparatus using electron beam excited plasma, and also to a single wafer type plasma processing apparatus. can do.

前記実施形態ではウエハに処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。   In the above embodiment, the case where the wafer is processed has been described. However, the processing target may be a photomask, a printed wiring board, a liquid crystal panel, a compact disk, a magnetic disk, or the like.

以下に、本発明の好ましい態様を付記する。
本発明の一態様によれば、次の基板処理装置が提供される。
基板を処理する処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給系と、
前記ガス供給系より供給されるガスをプラズマで活性化させるプラズマ源と、
前記処理室内の基板を加熱するヒータと、
前記処理室内の温度を測定する温度センサと、
前記ヒータに接続されたヒータ用電源線と、
前記温度センサに接続された温度センサ用補償導線と、を有し、
前記ヒータ用電源線および前記温度センサ用補償導線は、導電性の配線を絶縁性の配線被覆部材で被覆した構成を有しており、前記ヒータ用電源線および/または前記温度センサ用補償導線の前記配線被覆部材には、前記プラズマによって発生する高周波ノイズをシールドするシールド部材が組み込まれていることを特徴とする基板処理装置。
好ましくは、前記シールド部材は、前記配線を全体的に覆うように設けられている。
また好ましくは、前記シールド部材は、前記配線を全体的に覆うように前記配線被覆部材の内部に設けられている。
また好ましくは、前記ヒータ用電源線には、前記プラズマによって発生する高周波ノイズを除去するノイズ除去フィルタが接続されており、前記シールド部材は、前記ヒータと前記ノイズ除去フィルタとの間に設けられた前記ヒータ用電源線の前記配線被覆部材に組み込まれている。
また好ましくは、前記温度センサ用補償導線には、前記プラズマによって発生する高周波ノイズを除去するノイズ除去フィルタが接続されており、前記シールド部材は、前記温度センサと前記ノイズ除去フィルタとの間に設けられた前記温度センサ用補償導線の前記配線被覆部材に組み込まれている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
According to one aspect of the present invention, the following substrate processing apparatus is provided.
A processing chamber for processing the substrate;
A gas supply system for supplying gas into the processing chamber;
A plasma source for activating the gas supplied from the gas supply system with plasma;
A heater for heating the substrate in the processing chamber;
A temperature sensor for measuring the temperature in the processing chamber;
A heater power line connected to the heater;
A temperature sensor compensating lead wire connected to the temperature sensor;
The heater power line and the temperature sensor compensation conductor have a configuration in which conductive wiring is covered with an insulating wiring covering member, and the heater power line and / or the temperature sensor compensation conductor A substrate processing apparatus, wherein a shield member that shields high-frequency noise generated by the plasma is incorporated in the wiring covering member.
Preferably, the shield member is provided so as to entirely cover the wiring.
Preferably, the shield member is provided inside the wiring covering member so as to entirely cover the wiring.
Preferably, a noise removal filter for removing high frequency noise generated by the plasma is connected to the heater power line, and the shield member is provided between the heater and the noise removal filter. The heater power supply line is incorporated in the wiring covering member.
Preferably, a noise removal filter for removing high-frequency noise generated by the plasma is connected to the temperature sensor compensation lead wire, and the shield member is provided between the temperature sensor and the noise removal filter. The temperature sensor compensation lead wire is incorporated in the wiring covering member.

201…処理室、
232a…第1ガス供給管、241a…マスフローコントローラ、243a…バルブ、249a…第1ノズル(第1ガス供給系)、232e…第1不活性ガス供給管、241e…マスフローコントローラ、243e…バルブ(第1不活性ガス供給系)、
232d…第2ガス供給管、241d…マスフローコントローラ、243d…バルブ、249d…第2ノズル、237…バッファ室(第2ガス供給系)、232h…第2不活性ガス供給管、241h…マスフローコントローラ、243h…バルブ(第2不活性ガス供給系)、
269…第1の棒状電極、270…第2の棒状電極、275…電極保護管、272…整合器、273…高周波電源(プラズマ源)、
207…ヒータ、208…ヒータ用電源線、209…導電性配線、210…配線被覆部材、211…シールド部材、212…ノイズ除去フィルタ、213…高周波ノイズ、214…アース線、
261…アース線、262…ノイズ除去フィルタ、263…熱電対(温度センサ)、264…温度センサ用補償導線、265…導電性配線、266…配線被覆部材、268…シールド部材。
201 ... processing chamber,
232a ... first gas supply pipe, 241a ... mass flow controller, 243a ... valve, 249a ... first nozzle (first gas supply system), 232e ... first inert gas supply pipe, 241e ... mass flow controller, 243e ... valve (first) 1 inert gas supply system),
232d ... second gas supply pipe, 241d ... mass flow controller, 243d ... valve, 249d ... second nozzle, 237 ... buffer chamber (second gas supply system), 232h ... second inert gas supply pipe, 241h ... mass flow controller, 243h ... valve (second inert gas supply system),
269 ... 1st rod-shaped electrode, 270 ... 2nd rod-shaped electrode, 275 ... Electrode protective tube, 272 ... Matching device, 273 ... High frequency power supply (plasma source),
207 ... heater, 208 ... heater power line, 209 ... conductive wiring, 210 ... wiring covering member, 211 ... shield member, 212 ... noise removal filter, 213 ... high frequency noise, 214 ... ground wire,
261 ... Ground wire, 262 ... Noise removal filter, 263 ... Thermocouple (temperature sensor), 264 ... Compensation lead for temperature sensor, 265 ... Conductive wiring, 266 ... Wiring covering member, 268 ... Shield member.

Claims (1)

基板を処理する処理室と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給系と、
前記ガス供給系より供給されるガスをプラズマで活性化させるプラズマ源と、
前記処理室内の基板を加熱するヒータと、
前記処理室内の温度を測定する温度センサと、
前記ヒータに接続されたヒータ用電源線と、
前記温度センサに接続された温度センサ用補償導線と、を有し、
前記ヒータ用電源線および前記温度センサ用補償導線は、導電性配線を絶縁性の配線被覆部材で被覆した構成を有しており、前記ヒータ用電源線および/または前記温度センサ用補償導線の前記配線被覆部材には、前記プラズマによって発生する高周波ノイズをシールドするシールド部材が組み込まれていることを特徴とする基板処理装置。
A processing chamber for processing the substrate;
A gas supply system for supplying gas into the processing chamber;
A plasma source for activating the gas supplied from the gas supply system with plasma;
A heater for heating the substrate in the processing chamber;
A temperature sensor for measuring the temperature in the processing chamber;
A heater power line connected to the heater;
A temperature sensor compensating lead wire connected to the temperature sensor;
The heater power line and the temperature sensor compensating lead have a configuration in which conductive wiring is covered with an insulating wiring covering member, and the heater power line and / or the temperature sensor compensating lead A substrate processing apparatus, wherein a shield member that shields high-frequency noise generated by the plasma is incorporated in the wiring covering member.
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