WO2013141159A1 - Substrate processing device, method for manufacturing semiconductor device, and method for processing substrate - Google Patents
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- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
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- H10P72/7618—
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- H10P72/7621—
Definitions
- the present invention relates to a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing method.
- a substrate processing step of forming a thin film on a substrate may be performed as one step of a manufacturing process of a semiconductor device such as a flash memory or DRAM (Dynamic Random Access Memory).
- a substrate processing apparatus that performs such a substrate processing step, a thin film deposition apparatus including a reaction vessel that simultaneously forms a thin film on a plurality of substrates mounted on a substrate mounting table is known (see, for example, Patent Document 1). ).
- particles such as by-products may be generated in the reaction vessel, and may adhere to and accumulate on the substrate mounting table or the inner wall of the reaction vessel.
- the particles may adhere to the substrate and the quality of the substrate may deteriorate. Therefore, after the substrate processing is performed a predetermined number of times, cleaning gas is supplied into the reaction vessel by the cleaning gas supply unit, particles deposited and deposited in the reaction vessel, by-products generated in the reaction vessel, etc. Cleaning for removing the object to be cleaned is performed. In the cleaning, it is required to reliably remove particles so as not to affect the next substrate processing.
- an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing method capable of removing a cleaning object more reliably and performing high-quality substrate processing. To do.
- a reaction vessel for processing the substrate A substrate mounting table provided in the reaction vessel, in which a plurality of substrate mounting units are formed and configured to be rotatable;
- a cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas into the reaction vessel;
- a plurality of exhaust parts for exhausting a space below the substrate mounting table in the reaction container;
- a control unit for controlling at least the substrate mounting table, the cleaning gas supply unit, and the exhaust unit;
- the controller is When supplying the cleaning gas into the reaction vessel, there is provided a substrate processing apparatus that forms a flow of the cleaning gas by adjusting the exhaust gas flow rates of the plurality of the exhaust portions.
- a cleaning gas is supplied by a cleaning gas supply unit, and the inside of the reaction vessel is cleaned.
- a cleaning gas is supplied by a cleaning gas supply unit, and the inside of the reaction vessel is cleaned.
- Each adjustment provides a substrate processing method for forming a flow of cleaning gas.
- the substrate processing apparatus According to the substrate processing apparatus, the semiconductor device manufacturing method, and the substrate processing method according to the present invention, it is possible to more reliably remove the object to be cleaned and perform high-quality substrate processing.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a cluster type substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a longitudinal section schematic diagram of a cluster type substrate processing apparatus concerning one embodiment of the present invention. It is a schematic perspective view of the reaction container which concerns on one Embodiment of this invention. It is a longitudinal section schematic diagram of a processing furnace concerning one embodiment of the present invention. It is a schematic explanatory drawing of the gas supply part which concerns on one Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the substrate processing process which concerns on one Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the film-forming process which concerns on one Embodiment of this invention.
- FIG. 2 is a schematic top view schematically showing the flow of the cleaning gas flowing in the reaction container according to the embodiment of the present invention, wherein (a) shows the case where the cleaning gas is supplied from the center of the reaction container, (b) Indicates a case where the cleaning gas is supplied from an area where the number of objects to be cleaned in the reaction container is small. It is a schematic diagram which shows the flow of the cleaning gas which flows through the inside of the reaction container which concerns on other embodiment of this invention. It is the longitudinal cross-sectional schematic of the processing furnace with which the conventional substrate processing apparatus is provided.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a cluster type substrate processing apparatus according to the present embodiment.
- FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the cluster type substrate processing apparatus according to the present embodiment.
- a FOUP Front Opening Unified Pod, hereinafter referred to as a pod
- the transfer device of the cluster type substrate processing apparatus according to the present embodiment is divided into a vacuum side and an atmosphere side.
- vacuum means an industrial vacuum.
- front, rear, left and right are based on FIG. That is, with respect to the paper surface shown in FIG. 1, the front is below the paper surface, the back is above the paper surface, and the left and right are the left and right of the paper surface.
- the cluster type substrate processing apparatus 100 includes a vacuum transfer chamber 103 as a first transfer chamber that can be decompressed to a pressure lower than atmospheric pressure (for example, 100 Pa) such as a vacuum state.
- the housing 101 of the vacuum transfer chamber 103 is formed in, for example, a box shape with a hexagonal shape in a plan view and closed at both upper and lower ends.
- the load lock chambers 122 and 123 are connected to the vacuum transfer chamber 103 and the two side walls located on the front side via gate valves 126 and 127, respectively. Each is provided so that it can communicate.
- two chambers are provided with process chambers 202a and 202b through the gate valves 244a and 244b, respectively, so as to be able to communicate with the vacuum transfer chamber 103.
- the process chambers 202a and 202b are provided with a gas supply unit and an exhaust unit, which will be described later.
- the process chambers 202a and 202b have a plurality of processing regions formed in one reaction vessel 203, and a plurality of wafers 200 serving as substrates are rotated by rotating a susceptor 217 as a substrate support.
- the raw material gas or the like is sequentially supplied to the wafer 200, a process of forming a thin film on the wafer 200, a process of oxidizing, nitriding, carbonizing, etc. the surface of the wafer 200, Various substrate processes such as a process of etching the surface of the wafer 200 are performed.
- Cooling chambers 202c and 202d are provided on the remaining two side walls of the vacuum transfer chamber 103 through the gate valves 244c and 244d so as to be able to communicate with the vacuum transfer chamber 103, respectively.
- a vacuum transfer robot 112 as a first transfer mechanism is provided.
- the vacuum transfer robot 112 can transfer, for example, two wafers 200 (shown by dotted lines in FIG. 1) between the load lock chambers 122 and 123, the process chambers 202a and 202b, and the cooling chambers 202c and 202d. It is configured.
- the vacuum transfer robot 112 is configured to be moved up and down by an elevator 115 while maintaining the airtightness of the vacuum transfer chamber 103.
- the presence or absence of the wafer 200 is detected in the vicinity of the gate valves 126 and 127 of the load lock chambers 122 and 123, the gate valves 244a and 244b of the process chambers 202a and 202b, and the gate valves 244c and 244d of the cooling chambers 202c and 202d.
- a wafer presence sensor (not shown) is provided as the substrate detection unit.
- the load lock chambers 122 and 123 are configured to have a load lock chamber structure that can be depressurized to a pressure (decompression) that is less than atmospheric pressure such as a vacuum state. That is, an atmospheric transfer chamber 121 as a second transfer chamber, which will be described later, is provided on the front side of the load lock chambers 122 and 123 via the gate valves 128 and 129. Therefore, after the gate valves 126 to 129 are closed and the inside of the load lock chambers 122 and 123 is evacuated, the gate valves 126 and 127 are opened, thereby maintaining the vacuum state of the vacuum transfer chamber 103 and the load lock chamber 122. , 123 and the vacuum transfer chamber 103 can be transferred.
- the load lock chambers 122 and 123 function as spare chambers for temporarily storing the wafers 200 to be loaded into the vacuum transfer chamber 103.
- the wafer 200 is placed on the substrate platform 140 in the load lock chamber 122 and on the substrate platform 141 in the load lock chamber 123.
- the load lock chambers 122 and 123 may be provided with partition plates (intermediate plates) 142 (see FIG. 2). Thereby, it is possible to prevent the cooling of the wafer 200 being cooled from being hindered by thermal interference. Specifically, for example, when a plurality of processed wafers 200 are loaded into the load lock chambers 122 and 123, the cooling of the previously loaded wafers 200 due to the heat of the processed wafers 200 loaded later. It is possible to prevent the temperature drop of the processed wafer 200 from slowing down.
- an atmosphere transfer chamber 121 is provided as a second transfer chamber that is used at substantially atmospheric pressure. That is, the atmospheric transfer chamber 121 is provided on the front side of the load lock chambers 122 and 123 via the gate valves 128 and 129. The atmospheric transfer chamber 121 is provided so as to communicate with the load lock chambers 122 and 123.
- an atmospheric transfer robot 124 as a second transfer mechanism for transferring the wafer 200 is provided.
- the atmospheric transfer robot 124 is configured to be moved up and down by an elevator 131 (see FIG. 2) provided in the atmospheric transfer chamber 121, and is moved in the left-right direction (left-right direction in FIG. 1) by a linear actuator 132 (see FIG. 2). And in the front-rear direction in FIG. 2).
- a wafer presence sensor is provided as a substrate detection unit for detecting the presence or absence of the wafer 200 in the vicinity of the gate valves 128 and 129 of the atmospheric transfer chamber 121.
- a notch aligning device 106 is provided as a correcting device for correcting the position of the wafer 200, using the notch of the wafer 200 for crystal orientation and alignment of the wafer 200.
- an orientation flat aligning device may be provided.
- a clean unit 118 (see FIG. 2) for supplying clean air is provided in the upper part of the atmospheric transfer chamber 121.
- a substrate transfer port 134 for transferring the wafer 200 into and out of the atmospheric transfer chamber 121 and a pod opener 108 are provided on the front side of the casing 125 of the atmospheric transfer chamber 121.
- a load port (I / O stage) 105 as a pod mounting table (pod mounting unit) is provided on the opposite side of the pod opener 108 with respect to the substrate transfer port 134, that is, on the outside of the housing 125.
- a pod 109 for storing a plurality of wafers 200 is placed on the load port 105.
- a lid 135 that opens and closes the substrate transfer port 134, an opening and closing mechanism 143 that opens and closes the cap 109 a of the pod 109, and an opening and closing mechanism driving unit 136 that drives the opening and closing mechanism 143 are provided.
- the pod opener 108 opens and closes the cap 109 a of the pod 109 placed on the load port 105, thereby enabling the wafer 200 to be taken in and out of the pod 109.
- the pod 109 is carried in (supplied) and carried out (discharged) with respect to the load port 105 by a not-shown transfer device (RGV).
- the vacuum transfer chamber 103, the load lock chambers 122 and 123, the atmospheric transfer chamber 121, and the gate valves 126 to 129 constitute the transfer apparatus of the substrate processing apparatus 100 according to this embodiment.
- a control unit 221 to be described later is electrically connected to each component of the transfer device of the substrate processing apparatus 100. And it is comprised so that operation
- a pod 109 storing 25 unprocessed wafers 200 is carried into the substrate processing apparatus 100 by a transfer device.
- the pod 109 that has been carried in is placed on the load port 105.
- the opening / closing mechanism 143 removes the lid 135 and the cap 109a of the pod 109, and opens the substrate transfer port 134 and the wafer entrance / exit of the pod 109.
- the atmospheric transfer robot 124 installed in the atmospheric transfer chamber 121 picks up one wafer 200 from the pod 109 and places it on the notch aligner 106.
- the notch aligning device 106 moves the mounted wafer 200 in the horizontal vertical and horizontal directions (X direction, Y direction) and the circumferential direction, and adjusts the notch position and the like of the wafer 200. While the position adjustment of the first wafer 200 is being performed by the notch alignment device 106, the atmospheric transfer robot 124 picks up the second wafer 200 from the pod 109 and loads it into the atmospheric transfer chamber 121. Wait in 121.
- the atmospheric transfer robot 124 picks up the first wafer 200 on the notch aligner 106.
- the atmospheric transfer robot 124 places the second wafer 200 held by the atmospheric transfer robot 124 on the notch alignment device 106 at that time.
- the notch alignment device 106 adjusts the notch position and the like of the second wafer 200 placed thereon.
- the gate valve 128 is opened, and the atmospheric transfer robot 124 loads the first wafer 200 into the load lock chamber 122 and places it on the substrate platform 140.
- the gate valve 126 on the vacuum transfer chamber 103 side is closed, and the reduced pressure atmosphere in the vacuum transfer chamber 103 is maintained.
- the gate valve 128 is closed and the load lock chamber 122 is evacuated to a negative pressure by the exhaust device.
- the atmospheric transfer robot 124 repeats the above-described operation. However, when the load lock chamber 122 is in a negative pressure state, the atmospheric transfer robot 124 does not carry the wafer 200 into the load lock chamber 122 but stops at a position immediately before the load lock chamber 122 and stands by.
- the gate valve 126 is opened, and the load lock chamber 122 and the vacuum transfer chamber 103 are communicated with each other. Subsequently, the vacuum transfer robot 112 disposed in the vacuum transfer chamber 103 picks up the first wafer 200 from the substrate platform 140 and loads it into the vacuum transfer chamber 103.
- a preset pressure value for example, 100 Pa
- the gate valve 126 is closed, the load lock chamber 122 is returned to atmospheric pressure, and the next load lock chamber 122 is placed in the load lock chamber 122. Preparations for loading the wafer 200 are performed.
- the gate valve 244a of the process chamber 202a at a predetermined pressure for example, 100 Pa
- the vacuum transfer robot 112 carries the first wafer 200 into the process chamber 202a. This operation is repeated until an arbitrary number (for example, five) of wafers 200 is loaded into the process chamber 202a.
- the gate valve 244a is closed. Thereafter, a raw material gas or the like is supplied into the process chamber 202a from a gas supply unit described later, and the wafer 200 is subjected to predetermined processing.
- the gate valve 244a When predetermined processing is completed in the process chamber 202a, the gate valve 244a is opened, and the wafer 200 is unloaded from the process chamber 202a to the vacuum transfer chamber 103 by the vacuum transfer robot 112. After unloading, the gate valve 244a is closed.
- the gate valve 127 is opened, and the wafer 200 unloaded from the process chamber 202 a is loaded into the load lock chamber 123 and mounted on the substrate platform 141.
- the load lock chamber 123 is decompressed to a preset pressure value by the exhaust device.
- the gate valve 127 is closed, and cooling of the processed wafer 200 in the load lock chamber 123 is started.
- an inert gas is introduced from an inert gas supply unit connected to the load lock chamber 123, and the pressure in the load lock chamber 123 is returned to atmospheric pressure.
- the gate valve 129 is opened. Subsequently, after the atmospheric transfer robot 124 picks up the processed wafer 200 from the substrate platform 141 and unloads it into the atmospheric transfer chamber 121, the gate valve 129 is closed. Thereafter, the atmospheric transfer robot 124 stores the processed wafer 200 in the empty pod 109 through the substrate transfer port 134 of the atmospheric transfer chamber 121.
- the cap 109a of the pod 109 may be kept open until a maximum of 25 wafers 200 are returned, or may be returned to the original pod 109 from which the wafer was unloaded without being stored in the empty pod 109. Good.
- the cap 109a of the pod 109 and the substrate transfer are performed.
- the lid 135 of the mouth 134 is closed by the opening / closing mechanism 143.
- the pod 109 is transferred from the load port 105 to the next step by the transfer device.
- FIG. 3 is a schematic perspective view of the reaction vessel according to the present embodiment.
- FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of the processing furnace according to the present embodiment.
- FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of a gas supply unit according to the present embodiment.
- the process chamber 202b is configured in the same manner as the process chamber 202a, and thus the description thereof is omitted.
- a process chamber 202a as a processing furnace includes a reaction vessel 203 that is a cylindrical airtight vessel.
- a processing space for the wafer 200 is formed in the reaction vessel 203.
- a partition plate 205 extending radially from the center is provided above the processing space in the reaction vessel 203, that is, on the ceiling side.
- the partition plate 205 is configured to partition the processing space in the reaction vessel 203 into a plurality of processing regions.
- the reaction vessel 203 is configured to be partitioned into a first processing region 201a, a first purge region 204a, a second processing region 201b, and a second purge region 204b. Yes.
- first processing region 201a and the second processing region 201b are disposed at positions facing each other when viewed from the center of the reaction vessel 203.
- the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b are arranged in this order along the rotation direction of a susceptor 217 described later. Has been.
- the wafer 200 placed on the susceptor 217 has a first processing region 201a, a first purge region 204a, a second processing region 201b, and a second purge. It moves in the order of the area 204b.
- a source gas is supplied as a first processing gas into the first processing region 201a
- a reaction gas is supplied as a second processing gas into the second processing region 201b
- An inert gas is supplied into the first purge region 204a and the second purge region 204b.
- the source gas is a gas that can form a film by itself
- the reaction gas is a gas that cannot form a film by itself.
- a gap having a predetermined width is provided between the end of the partition plate 205 and the side wall of the reaction vessel 203, and the gas can pass through the gap.
- An opening 209 that penetrates the intersection of the partition plates 205 in the vertical direction is provided at the intersection (center) of each partition plate 205.
- the opening 209 is formed in a shape capable of passing the downstream side of a second cleaning gas supply pipe 232j described later.
- a downstream side of a second cleaning gas supply pipe 232j described later is disposed.
- the angle between the partition plates 205 is 90 degrees, but the present invention is not limited to this. That is, in consideration of the supply time of various gases to the wafer 200, the angle may be changed as appropriate, for example, by increasing the angle between the two partition plates 205 forming the second processing region 201b. .
- a plasma generation unit 206 is provided above the second processing region 201b for bringing the supplied reaction gas into a plasma state.
- the plasma generation unit 206 includes, for example, comb electrodes in which anode electrodes and cathode electrodes are alternately arranged in a comb shape.
- plasma generation unit 206 is not limited to being provided above the second processing region 201b, and may be a remote plasma mechanism provided in the middle of a gas supply unit, which will be described later, for example.
- a susceptor 217 as a substrate mounting table is provided below the partition plate 205, that is, at the bottom center in the reaction vessel 203. Yes.
- the susceptor 217 is configured to support a plurality of (for example, five in this embodiment) wafers 200 side by side on the same surface and on the same circumference in the reaction vessel 203.
- “on the same surface” is not limited to the completely same surface, and it is only necessary that the plurality of wafers 200 are arranged so as not to overlap each other when the susceptor 217 is viewed from above.
- a circular recess 216 as a substrate mounting portion may be provided at the mounting position of the wafer 200 on the surface of the susceptor 217.
- the recess 216 is preferably configured such that its diameter is slightly larger than the diameter of the wafer 200.
- the susceptor 217 is provided with a lifting mechanism 268 that lifts and lowers the susceptor 217.
- the susceptor 217 is provided with a plurality of through holes (not shown). At the position corresponding to the through hole provided in the susceptor 217 on the bottom surface of the reaction container 203, the wafer 200 is pushed up and supported on the back surface of the wafer 200 when the wafer 200 is loaded into or unloaded from the reaction container 203.
- a plurality of non-wafer pushing pins are provided.
- the wafer push-up pin and the wafer push-up pin are pushed through the through-hole in a non-contact state with the susceptor 217.
- the wafer push-up pin and the wafer push-up pin are pushed through the through-hole in a non-contact state with the susceptor 217.
- the elevating mechanism 268 is provided with a rotating mechanism 267 that rotates the susceptor 217.
- a rotation shaft (not shown) of the rotation mechanism 267 is connected to the susceptor 217, and the susceptor 217 can be rotated by operating the rotation mechanism 267.
- a control unit 221 to be described later is connected to the rotation mechanism 267 via a coupling unit 266.
- the coupling portion 266 is configured as a slip ring mechanism that electrically connects the rotating side and the fixed side with a metal brush or the like. Thereby, it is comprised so that rotation of the susceptor 217 may not be prevented.
- the control unit 221 is configured to control the state of energization to the rotation mechanism 267 so that the susceptor 217 is rotated at a predetermined speed for a predetermined time. As described above, by rotating the susceptor 217, the wafer 200 placed on the susceptor 217 has the first processing region 201 a, the first purge region 204 a, the second processing region 201 b, and the second purge. The region 204b is moved in this order.
- a heater 218 as a heating unit is integrally embedded in the susceptor 217 so that the wafer 200 can be heated.
- the surface of the wafer 200 is heated to a predetermined temperature (eg, room temperature to about 1000 ° C.).
- a plurality (for example, five) of heaters 218 may be provided on the same surface so as to individually heat the respective wafers 200 placed on the susceptor 217.
- the susceptor 217 is provided with a temperature sensor 274.
- a temperature regulator 223, a power regulator 224, and a heater power source 225 are electrically connected to the heater 218 and the temperature sensor 274 via a power supply line 222. Based on the temperature information detected by the temperature sensor 274, the power supply to the heater 218 is controlled.
- a gas supply unit 250 including a source gas supply unit 251, a reaction gas supply unit 252, a first inert gas supply unit 255, and a second inert gas supply unit 256.
- the source gas supply unit 251 and the reaction gas supply unit 252 are airtightly connected to openings 251 a and 252 a opened on the upper side of the reaction vessel 203, respectively.
- the first inert gas supply unit 255 and the second inert gas supply unit 256 are similarly connected to the upper side of the reaction vessel 203 in an airtight manner.
- the source gas is supplied from the source gas supply unit 251 into the first processing region 201a
- the reaction gas is supplied from the reaction gas supply unit 252 into the second processing region 201b
- the first inert gas supply unit An inert gas is supplied from 255 into the first purge region 204a, and an inert gas is supplied from the second inert gas supply unit 256 into the second purge region 204b.
- the source gas supply unit 251 includes a source gas supply pipe 232a.
- an opening (hereinafter also referred to as a source gas supply port) 251a is opened on the upper side of the reaction vessel 203, and the downstream end of the source gas supply pipe 232a is airtightly connected to the source gas supply port 251a.
- a source gas supply source 233a, a mass flow controller (MFC) 234a that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 235a that is an on-off valve are provided on the upstream side of the source gas supply pipe 232a in order from the upstream direction. Yes.
- MFC mass flow controller
- a silicon-containing gas is supplied as the source gas into the first processing region 201a via the mass flow controller 234a, the valve 235a, and the source gas supply port 251a.
- the silicon-containing gas for example, trisilylamine ((SiH3) 3N, abbreviation: TSA) gas, hexamethyldisilazane (C6H19NSi2, abbreviation: HMDS), or the like can be used. Since TSA does not contain an organic component in the molecule, it is considered that an oxide film excellent in electrical insulation can be formed.
- the source gas may be any of solid, liquid, and gas at normal temperature and pressure, but will be described as a gas here.
- a vaporizer may be provided between the source gas supply source 233a and the mass flow controller 234a.
- the reactive gas supply unit 252 includes a gas supply pipe 232b (also referred to as a reactive gas supply pipe).
- An opening (hereinafter also referred to as a reaction gas supply port) 252a is opened on the upper side of the reaction vessel 203, and the downstream end of the gas supply pipe 232b is airtightly connected to the reaction gas supply port 252a.
- a reactive gas supply source 233b, a mass flow controller (MFC) 234b that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 235b that is an on-off valve are provided in order from the upstream direction. .
- MFC mass flow controller
- oxygen (O2) gas which is an oxygen (O) -containing gas
- O2 gas which is an oxygen (O) -containing gas
- the oxygen gas is brought into a plasma state by the above-described plasma generation unit 206 and supplied to the wafer 200.
- the oxygen gas may be activated by heat by adjusting the temperature of the heater 218 and the pressure in the reaction vessel 203 to a predetermined range.
- oxygen-containing gas ozone (O3) gas or water vapor (H2O) may be used.
- a source gas supply unit (also referred to as a silicon-containing gas supply unit) 251 is mainly configured by the source gas supply pipe 232a, the mass flow controller 234a, and the valve 235a.
- the source gas supply source 233a and the source gas supply port 251a may be included in the source gas supply unit 251.
- a reaction gas supply unit (also referred to as an oxygen-containing gas supply unit) 252 is mainly configured by the gas supply pipe 232b, the mass flow controller 234b, and the valve 235b.
- the reactive gas supply source 233b and the reactive gas supply port 252a may be included in the reactive gas supply unit 252.
- the processing gas supply unit according to this embodiment is mainly configured by the source gas supply unit 251 and the reactive gas supply unit 252.
- a downstream end of the first cleaning gas supply pipe 232c included in the first cleaning gas supply unit 253 is connected to the downstream side of the valve 235b of the gas supply pipe 232b.
- a first cleaning gas supply source 233c On the upstream side of the first cleaning gas supply pipe 232c, in order from the upstream direction, there are a first cleaning gas supply source 233c, a mass flow controller (MFC) 234c that is a flow rate controller (flow rate control unit), and an on-off valve.
- MFC mass flow controller
- a valve 235c is provided.
- a cleaning gas for example, nitrogen trifluoride (NF3) gas, which is a fluorine-containing gas, passes through the mass flow controller 234c, the valve 235c, the gas supply pipe 232b, and the opening 252a. It is supplied into the second processing area 201b.
- NF3 gas nitrogen trifluoride
- the NF 3 gas supplied from the first cleaning gas supply pipe 232 c into the second processing region 201 b is brought into a plasma state by the plasma generation unit 206 described above.
- the NF3 gas may be activated by heat by adjusting the temperature of the heater 218 and the pressure in the reaction vessel 203 to a predetermined range.
- fluorine (F2) gas, chlorine trifluoride (ClF3) gas, or the like may be used as the fluorine-containing gas.
- the second cleaning gas supply unit 254 is airtightly provided in an opening that is opened substantially at the upper center of the reaction vessel 203.
- the second cleaning gas supply unit 254 includes a second cleaning gas supply pipe 232d.
- a cleaning gas supply source 233d On the upstream side of the second cleaning gas supply pipe 232d, in order from the upstream direction, a cleaning gas supply source 233d, a mass flow controller (MFC) 234d as a flow rate controller (flow rate controller), and a valve 235d as an on-off valve, A remote plasma mechanism 236 is provided.
- the downstream side of the second cleaning gas supply pipe 232d is disposed in an opening 209 provided at the intersection of the partition plate 205 described above.
- a cleaning gas for example, nitrogen trifluoride (NF3) gas, which is a fluorine-containing gas, passes through the mass flow controller 234d, the valve 235d, and the lower end of the opening 209, and the reaction container. 203 is supplied. That is, the cleaning gas is supplied from the central portion of the reaction vessel 203 into the processing regions 201a and 201b and the purge regions 204a and 204b.
- NF3 gas nitrogen trifluoride
- the NF 3 gas supplied into the reaction vessel 203 from the second cleaning gas supply unit 254 is brought into a plasma state by, for example, a remote plasma mechanism 236 provided between the valve 235d and the outer wall of the reaction vessel 203, and the reaction vessel 203 is supplied.
- the NF 3 gas supplied from the second cleaning gas supply unit 254 may be in a plasma state by the above-described plasma generation unit 206, and, for example, the temperature of the heater 218 and the pressure in the reaction vessel 203 are changed. It may be adjusted to a predetermined range and activated by heat.
- fluorine (F2) gas, chlorine trifluoride (ClF3) gas, or the like may be used as the fluorine-containing gas.
- the cleaning gas may be supplied into the reaction vessel 203 from at least one of the first cleaning gas supply unit 253 and the second cleaning gas supply unit 254.
- the first cleaning gas supply unit 253 is mainly configured by the first cleaning gas supply pipe 232c, the mass flow controller 234c, and the valve 235c.
- the first cleaning gas supply source 233c, the gas supply pipe 232b, and the reactive gas supply port 252a may be included in the first cleaning gas supply unit 253.
- the second cleaning gas supply unit 254 is mainly configured by the second cleaning gas supply pipe 232d, the mass flow controller 234d, and the valve 235d. Note that the second cleaning gas supply source 233d may be included in the second cleaning gas supply unit 254.
- the cleaning gas supply unit according to this embodiment is mainly configured by the first cleaning gas supply unit 253 and the second cleaning gas supply unit 254.
- the first inert gas supply unit 255 includes a first inert gas supply pipe 232e. On the upstream side of the first inert gas supply pipe 232e, in order from the upstream direction, an inert gas supply source 233e, a mass flow controller (MFC) 234e that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve that is an on-off valve 235e is provided.
- MFC mass flow controller
- the second inert gas supply unit 256 includes a second inert gas supply pipe 232f. On the upstream side of the second inert gas supply pipe 232f, in order from the upstream direction, an inert gas supply source 233f, a mass flow controller (MFC) 234f that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve that is an on-off valve 235f is provided.
- MFC mass flow controller
- nitrogen (N2) gas is supplied as an inert gas through the mass flow controller 234e, the valve 235e, and the first inert gas supply port (not shown).
- N2 gas nitrogen (N2) gas is supplied as an inert gas through the mass flow controller 234e, the valve 235e, and the first inert gas supply port (not shown).
- the inert gas supplied into the first purge region 204a acts as, for example, a purge gas in a film forming process (S30) and a cleaning process (S50) described later.
- a rare gas such as helium (He) gas, neon (Ne) gas, or argon (Ar) gas can be used as the inert gas.
- nitrogen (N2) gas is supplied as an inert gas via the mass flow controller 234f, the valve 235f, and the second inert gas supply port (not shown). 2 in the purge region 204b.
- the inert gas supplied into the second purge region 204b acts as, for example, a purge gas in a film forming process (S30) and a cleaning process (S50) described later.
- a rare gas such as He gas, Ne gas, Ar gas, or the like can be used as the inert gas.
- the downstream end of the third inert gas supply pipe 232g provided in the third inert gas supply unit 257 is connected to the downstream side of the valve 235a of the raw material gas supply pipe 232a.
- an inert gas supply source 233g, a mass flow controller (MFC) 234g as a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve as an on-off valve 235g is provided.
- N2 gas passes through the mass flow controller 234g, the valve 235g, the source gas supply pipe 232a, and the source gas supply port 251a in the first processing region. It is supplied into 201a.
- an inert gas for example, N2 gas
- the downstream end of the fourth inert gas supply pipe 232h provided in the fourth inert gas supply unit 258 is connected to the downstream side of the valve 235b of the gas supply pipe 232b.
- an inert gas supply source 233h On the upstream side of the fourth inert gas supply pipe 232h, in order from the upstream direction, a mass flow controller (MFC) 234h that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve that is an on-off valve 235h is provided.
- MFC mass flow controller
- N 2 gas is supplied to the second processing region 201b via the mass flow controller 234h, the valve 235h, the gas supply pipe 232b, and the reactive gas supply port 252a. Supplied in.
- the inert gas supplied into the first processing region 201a and the second processing region 201b acts as, for example, a carrier gas or a dilution gas in a film forming step (S30) and a cleaning step (S50) described later. .
- the downstream end of the fifth inert gas supply pipe 232i included in the fifth inert gas supply unit 259 is connected to the downstream side of the valve 235d of the second cleaning gas supply pipe 232d.
- an inert gas supply source 233i On the upstream side of the fifth inert gas supply pipe 232i, in order from the upstream direction, a mass flow controller (MFC) 234i that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve that is an on-off valve 235i is provided.
- MFC mass flow controller
- N 2 gas is supplied as an inert gas through the mass flow controller 234 i, the valve 235 i, the second cleaning gas supply pipe 232 d, and the lower end of the opening 209. 203 is supplied.
- the first inert gas supply unit 255 is mainly configured by the first inert gas supply pipe 232e, the mass flow controller 234e, and the valve 235e.
- the inert gas supply source 233e and the first inert gas supply port may be included in the first inert gas supply unit 255.
- a second inert gas supply unit 256 is mainly configured by the second inert gas supply pipe 232f, the mass flow controller 234f, and the valve 235f. Note that the inert gas supply source 233f and the second inert gas supply port (not shown) may be included in the second inert gas supply unit 256.
- a third inert gas supply unit 257 is mainly configured by the third inert gas supply pipe 232e, the mass flow controller 234g, and the valve 235g.
- the inert gas supply source 233g, the source gas supply pipe 232a, and the source gas supply port 251a may be included in the third inert gas supply unit 257.
- a fourth inert gas supply unit 258 is mainly configured by the fourth inert gas supply pipe 232h, the mass flow controller 234h, and the valve 235h. Note that the inert gas supply source 233h, the gas supply pipe 232b, and the reactive gas supply port 252a may be included in the fourth inert gas supply unit 258.
- a fifth inert gas supply unit 258 is mainly configured by the fifth inert gas supply pipe 232i, the mass flow controller 234i, and the valve 235i.
- the second cleaning gas supply pipe 232d, the inert gas supply source 233i, and the opening 209 (the lower end of the opening 209) may be included in the fifth inert gas supply unit.
- the inert gas supply unit of the gas supply unit according to the present embodiment is mainly configured by the first to fifth inert gas supply units 255 to 259.
- the reaction vessel 203 is provided with a plurality of exhaust portions that exhaust the space below the susceptor 217 in the reaction vessel 203.
- two exhaust parts the first exhaust part 207 and the second exhaust part 208, are provided.
- the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208 are provided at positions that are symmetric (line symmetric or point symmetric) with respect to the center of the susceptor 217.
- the first exhaust unit 207 is disposed adjacent to the first processing region 201a
- the second exhaust unit 208 is disposed adjacent to the second processing region 201b.
- the flow of the cleaning gas can be formed by adjusting the exhaust gas flow rates of the first exhaust part 207 and the second exhaust part 208, respectively.
- cleaning objects deposits and by-products
- the cleaning object in the reaction vessel 203 can be removed reliably.
- occurrence of over-etching in the reaction vessel 203 can be reduced, and generation of particles due to cleaning can be suppressed.
- the first exhaust unit 207 includes a first exhaust pipe 210.
- the first exhaust pipe 210 includes, in order from the upstream side, a pressure sensor as a pressure detector (pressure detector) that detects the pressure in the reaction vessel 203 (particularly in the first processing region 201a), the first exhaust.
- An APC (Auto Pressure Controller) valve 211 as a flow rate adjusting unit that adjusts an exhaust flow rate of the cleaning gas from the unit 207, and a valve 212 as an on-off valve that adjusts the exhaust time of the cleaning gas from the first exhaust unit 207.
- the APC valve 211 opens and closes the valve and can exhaust and stop exhaust gas such as cleaning gas from the first exhaust pipe 210. Further, the APC valve 211 adjusts the valve opening to This is an on-off valve capable of adjusting the exhaust flow rate of exhaust gas such as cleaning gas.
- An opening (first exhaust inert gas supply port) 260 a is opened upstream of the APC valve 211 of the first exhaust pipe 210.
- a first exhaust inert gas supply unit 260 that adjusts the exhaust load of the cleaning gas of the first exhaust unit 207 by supplying an inert gas into the first exhaust pipe 210.
- the first exhaust inert gas supply section 260 includes a first exhaust inert gas supply pipe 232j, and the first exhaust inert gas supply pipe 232j. Is hermetically connected to the first exhaust inert gas supply port 260a.
- the first exhaust inert gas supply pipe 232j On the upstream side of the first exhaust inert gas supply pipe 232j, in order from the upstream direction, there are a raw material gas supply source 233j, a mass flow controller (MFC) 234j which is a flow rate controller (flow rate control unit), and an on-off valve.
- MFC mass flow controller
- a valve 235j is provided. From the first exhaust inert gas supply pipe 232j, as the inert gas, for example, N2 gas is supplied via the mass flow controller 234j, the valve 235j, and the first exhaust inert gas supply port 260a. It is supplied into the exhaust pipe 210.
- the second exhaust part 208 includes a second exhaust pipe 213.
- a pressure sensor as a pressure detector (pressure detection unit) for detecting the pressure in the reaction vessel 203 (particularly in the second processing region 201 b), the second exhaust, in order from the upstream side.
- An APC (Auto Pressure Controller) valve 214 as a flow rate adjusting unit that adjusts the exhaust gas flow rate of the cleaning gas from the unit 208, and a valve 215 as an on-off valve that adjusts the exhaust time of the cleaning gas from the second exhaust unit 208 Is provided.
- the APC valve 214 opens and closes the valve, and can exhaust and stop exhaust gas such as cleaning gas from the second exhaust pipe 213, and further adjust the valve opening to This is an on-off valve capable of adjusting the exhaust flow rate of exhaust gas such as cleaning gas.
- An opening (second inert gas supply port for exhaust) 261a is opened upstream of the APC valve 214 of the second exhaust pipe 213.
- a second exhaust inert gas supply unit 261 that adjusts the exhaust load of the cleaning gas of the second exhaust unit 208 by supplying an inert gas into the second exhaust pipe 213.
- the second exhaust inert gas supply unit 261 includes a second exhaust inert gas supply pipe 232k, and the second exhaust inert gas supply pipe 232k. Is hermetically connected to the second exhaust inert gas supply port 261a.
- the second exhaust inert gas supply pipe 232k On the upstream side of the second exhaust inert gas supply pipe 232k, in order from the upstream direction, there are a raw material gas supply source 233k, a mass flow controller (MFC) 234k which is a flow rate controller (flow rate control unit), and an on-off valve.
- MFC mass flow controller
- a valve 235k is provided. From the second exhaust inert gas supply pipe 232k, as the inert gas, for example, N2 gas is supplied via the mass flow controller 234k, the valve 235k, and the second exhaust inert gas supply port 261a. It is supplied into the exhaust pipe 213.
- the first exhaust inert gas supply unit 260 is mainly configured by the first exhaust inert gas supply pipe 232j, the mass flow controller 234j, and the valve 235j.
- the inert gas supply source 233j and the first inert gas supply port 260a may be included in the first exhaust inert gas supply unit 260.
- the second exhaust inert gas supply unit 261 is mainly configured by the second exhaust inert gas supply pipe 232k, the mass flow controller 234k, and the valve 235k.
- the inert gas supply source 233k and the second exhaust inert gas supply port 261a may be included in the second exhaust inert gas supply unit 261.
- the first exhaust pipe 210, the pressure sensor, the APC valve 211, the valve 212, and the first exhaust inert gas supply section 260 constitute the first exhaust section 207.
- the second exhaust part 208 is mainly configured by the second exhaust pipe 213, the pressure sensor, the APC valve 214, the valve 215, and the second exhaust inert gas supply part 261.
- the downstream end of the first exhaust pipe 210 is connected to the downstream side of the valve 215 of the second exhaust pipe 213.
- An APC (Auto Pressure Controller) valve 243 serving as a pressure regulator (pressure adjusting unit) and a valve 245 serving as an on-off valve are provided downstream of the connection point of the second exhaust pipe 213 with the first exhaust pipe 210.
- a vacuum pump 246 serving as an evacuation device is connected to the evacuation device 203 so that the pressure in the reaction vessel 203 can be evacuated to a predetermined pressure (degree of vacuum).
- the APC valve 243 is an open / close valve that can open and close the valve to stop evacuation and evacuation in the reaction vessel 203, and further adjust the valve opening to adjust the pressure.
- the exhaust part is mainly configured by the first exhaust part 207, the second exhaust part 208, and the APC valve 243.
- the vacuum pump 246 may be included in the exhaust part.
- the controller 221 serving as a control unit (control means) includes mass flow controllers 234a to 234k, valves 212, 215, 235a to 235k, pressure sensors, APC valves 211, 214, 243, vacuum pump 246, heater 218, temperature sensor 274, and rotation. It is connected to a mechanism 267, an elevating mechanism 268, a heater power source 225, and the like.
- the controller 221 adjusts the flow rates of various gases by the mass flow controllers 234a to 234k, opens and closes the valves 212, 215, and 235a to 235k, adjusts the opening of the APC valves 211, 214, and 243, and adjusts the pressure based on the pressure sensor.
- the temperature adjustment operation of the heater 218 based on the temperature sensor 274, the start / stop of the vacuum pump 246, the rotation speed adjustment operation of the rotation mechanism 267, the control of the elevating operation of the elevating mechanism 268, and the power supply control by the heater power source 225 are performed. .
- FIG. 6 is a flowchart showing a substrate processing process according to the present embodiment
- FIG. 7 is a flowchart showing a process on the substrate in the film forming process in the substrate processing process according to the present embodiment
- FIG. 8 is a flowchart showing a cleaning process in the substrate processing process according to the present embodiment
- FIG. 9 is a schematic top view schematically showing the flow of the cleaning gas flowing in the reaction vessel 203 according to the embodiment of the present invention.
- TSA trisilylamine
- oxygen gas which is an oxygen-containing gas
- SiO film is formed as an insulating film on the wafer 200.
- the wafer push-up pin is raised to the transfer position of the wafer 200, and the wafer push-up pin is passed through the through hole of the susceptor 217.
- the wafer push-up pins are protruded by a predetermined height from the surface of the susceptor 217.
- the gate valve 244 a is opened, and a predetermined number (for example, five) of wafers 200 are loaded into the reaction container 203 using the vacuum transfer robot 112.
- the wafer 200 is placed in each of a plurality of (five in the present embodiment) concave portions 216 serving as substrate placement portions provided in the susceptor 217. Thereby, the wafer 200 is supported in a horizontal posture on the wafer push-up pins protruding from the surface of the susceptor 217.
- the vacuum transfer robot 112 When the wafer 200 is loaded into the reaction vessel 203, the vacuum transfer robot 112 is retracted out of the reaction vessel 203, the gate valve 244a is closed, and the reaction vessel 203 is sealed. Thereafter, the wafer push-up pins are lowered to place a predetermined number of wafers 200 on the susceptor 217.
- the first to fifth non-removal portions are exhausted while the reaction vessel 203 is exhausted by at least one of the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208.
- N 2 gas as a purge gas into the reaction vessel 203 from at least one of the active gas supply units 255 to 259. That is, the vacuum pump 246 is activated and the APC valve 243 is opened to evacuate the inside of the reaction vessel 203.
- the valve 235e of the first inert gas supply unit 255 is opened to supply N2 gas into the reaction vessel 203. It is preferable to do. Thereby, it is possible to suppress intrusion of particles into the processing region 201 and adhesion of particles onto the wafer 200.
- the surface temperature is heated to 750 ° C. or higher, impurity diffusion occurs in the source region and drain region formed on the surface of the wafer 200, and the circuit characteristics deteriorate.
- the performance of the semiconductor device may be degraded. Therefore, by limiting the temperature of the wafer 200 as described above, it is possible to suppress the diffusion of impurities in the source region and the drain region formed on the surface of the wafer 200, the deterioration of circuit characteristics, and the deterioration of the performance of the semiconductor device.
- the inside of the reaction vessel 203 is evacuated by a vacuum pump 246 so that the inside of the reaction vessel 203 has a desired pressure (for example, 0.1 Pa to 300 Pa, preferably 20 Pa to 40 Pa).
- a desired pressure for example, 0.1 Pa to 300 Pa, preferably 20 Pa to 40 Pa.
- the pressure in the reaction vessel 203 is measured by a pressure sensor, and the opening degree of the APC valve 243 is feedback-controlled based on the measured pressure information.
- the rotation mechanism 267 is operated to start the rotation of the susceptor 217.
- the rotation speed of the susceptor 217 is controlled by the controller 221.
- the rotation speed of the susceptor 217 is, for example, 1 rotation / second. Note that the susceptor 217 is always rotated until a film forming step (S30) described later is completed.
- the wafer 200 starts moving in the order of the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b, and each region is moved to the wafer. 200 will pass.
- a TSA gas as a source gas is supplied into the first processing region 201a, and an oxygen gas as a reactive gas is supplied into the second processing region 201b, thereby forming a SiO film on the wafer 200. Perform the process.
- the TSA gas supply, the oxygen gas supply, and the inert gas supply are performed in parallel.
- valves 235a, 235b, 235e, and 235f are opened, and the processing region 201 of the source gas, the reactive gas, and the inert gas is opened. And supply to the purge region 204 is started.
- valve 235a is opened to start the supply of TSA gas into the first processing region 201a
- valve 235b is opened to start the supply of oxygen gas into the second processing region 201b
- the valves 235e and 235f are further turned on. Opening and the supply of N 2 gas which is an inert gas into the first purge region 204a and the second purge region 204b is started.
- at least the APC valve 243 is appropriately adjusted so that the pressure in the reaction vessel 203 is, for example, a pressure in the range of 10 Pa to 1000 Pa.
- the temperature of the heater 218 is set to such a temperature that the temperature of the wafer 200 becomes a temperature in the range of 200 ° C. to 400 ° C., for example.
- the valve 235a is opened and the TSA gas is supplied from the source gas supply pipe 232a to the first processing region 201a through the source gas supply port 251a, while the first exhaust pipe 210 or the second exhaust pipe 213 is connected. Exhaust from at least one of them.
- the mass flow controller 234a is adjusted so that the flow rate of the TSA gas becomes a predetermined flow rate.
- the TSA gas supply flow rate controlled by the mass flow controller 234a is, for example, a flow rate in the range of 100 sccm to 5000 sccm.
- the valve 235g When supplying the TSA gas into the first processing region 201a, the valve 235g is opened, and N2 gas as a carrier gas or dilution gas is supplied into the first processing region 201a from the third inert gas supply pipe 232g. It is preferable to supply.
- valve 235a and the valve 235b are opened, and the first exhaust pipe 210 or the second exhaust pipe is supplied while oxygen gas is supplied from the gas supply pipe 232b to the second processing region 201b through the reaction gas supply port 252a.
- the gas is exhausted from at least one of 213.
- the mass flow controller 234b is adjusted so that the flow rate of the oxygen gas becomes a predetermined flow rate.
- the supply flow rate of oxygen gas controlled by the mass flow controller 234b is, for example, a flow rate in the range of 1000 sccm to 10,000 sccm.
- the valve 235h When supplying oxygen gas into the second processing region 201b, the valve 235h is opened, and N2 gas as a carrier gas or dilution gas is supplied into the second processing region 201b from the fourth inert gas supply pipe 232h. It is preferable to supply.
- valves 235a and 235b are opened, and the valves 235e and 235f are further opened. That is, N 2 gas, which is an inert gas as a purge gas, is supplied from the first inert gas supply pipe 232e and the second inert gas supply pipe 232f to the first inert gas supply port and the second inert gas. The gas is exhausted while being supplied to the first purge region 204a and the second purge region 204b through the supply port. At this time, the mass flow controllers 234e and 234f are respectively adjusted so that the flow rate of the N2 gas becomes a predetermined flow rate. In addition, a gap is provided between the end of the partition plate 205 and the side wall of the reaction vessel 203.
- N 2 gas which is an inert gas as a purge gas
- An inert gas may be ejected into the first processing region 201a and the second processing region 201b from the first purge region 204a, the second purge region 204b, and the gaps described above. Thereby, intrusion of the source gas into the first purge region 204a and the second purge region 204b can be suppressed.
- the supply of the reaction gas into the reaction vessel 203 the supply of high-frequency power from the high-frequency power source 219 to the plasma generation unit 206 provided in the second processing region 201b is started.
- the oxygen gas supplied into the second processing region 201b and having passed through the plasma generation unit 206 becomes a plasma state in the second processing region 201b, and the active species contained therein are supplied to the wafer 200.
- Oxygen gas has a high reaction temperature and hardly reacts at the processing temperature of the wafer 200 and the pressure in the reaction vessel 203 as described above, but the oxygen gas is brought into a plasma state as in the present embodiment, and the active species contained therein are changed.
- the film forming process can be performed even in a temperature range of 400 ° C. or less, for example.
- the heater 218 is controlled in accordance with the temperature of the source gas having the lower processing temperature, and the other source gas that requires a higher processing temperature is selected.
- the plasma state may be supplied. By using plasma in this way, the wafer 200 can be processed at a low temperature.
- the wafer 200 having heat-sensitive wiring such as aluminum it becomes possible to process the wafer 200 having heat-sensitive wiring such as aluminum.
- generation of foreign substances such as products due to incomplete reaction of the raw material gas can be suppressed, and the uniformity and withstand voltage characteristics of the thin film formed on the wafer 200 can be improved.
- productivity of substrate processing can be improved, for example, the oxidation processing time can be shortened by the high oxidizing power of oxygen gas in a plasma state.
- the wafer 200 is repeatedly moved in the order of the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b. Therefore, supply of TSA gas (S31), supply of N2 gas (purge) (S32), supply of oxygen gas in a plasma state (S33), and supply of N2 gas (purge) (S34) are performed on the wafer 200. As one cycle, this cycle is performed a predetermined number of times (see FIG. 7).
- TSA gas is supplied to the surface of the wafer 200 that has passed through the first processing region 201 a, and a silicon-containing layer is formed on the wafer 200.
- one rotation of the susceptor 217 is defined as one cycle, that is, one cycle passes through the wafer 200 through the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b.
- this cycle at least once, a SiO film having a predetermined thickness can be formed on the wafer 200.
- the valve 234a and the valve 235b are closed, and the supply of the TSA gas and the oxygen gas to the first processing region 201a and the second processing region 201b is stopped. To do. At this time, power supply to the plasma generation unit 206 is also stopped.
- Substrate unloading step (S40) Then, the wafer push-up pins are raised, and the wafer 200 is supported on the wafer push-up pins protruded from the surface of the susceptor 217. At this time, the wafer 200 is supported at a height that is not affected by the heater 218. Thereafter, the gate valve 244 a is opened, and the wafer 200 is unloaded from the reaction vessel 203 using the vacuum transfer robot 112.
- substrate carry-in process (S10) to film formation process (S30) conditions such as the temperature of the wafer 200, the pressure in the reaction vessel 203, the flow rate of each gas, the power applied to the plasma generation unit 206, and the processing time. And the like can be arbitrarily adjusted depending on the material and film thickness of the film to be modified.
- Step (S50) After the above-described film formation step (S30) is repeated a predetermined number of times, particles generated in the above-described film formation step (S30) and attached (deposited) in the reaction vessel 203, or by-products generated in the reaction vessel 203 A cleaning step (S50) for removing a cleaning object such as an object is performed (see FIG. 8).
- the dummy wafer 300 is placed on the susceptor 217 in the same procedure as in the above-described substrate carry-in / placement step (S10).
- the cleaning object is not normally deposited on the place where the wafer 200 is placed on the susceptor 217. Therefore, when the cleaning step (S50) is performed, by placing the dummy wafer 300 in the recess 216 that is the place where the wafer 200 is placed on the susceptor 217, it is possible to prevent the recess 216 from being etched by the cleaning gas. Thereby, generation
- the inside of the reaction vessel 203 is evacuated by a vacuum pump 246 so that the inside of the reaction vessel 203 has a desired pressure (for example, 0.1 Pa to 300 Pa, preferably 20 Pa to 40 Pa).
- a desired pressure for example, 0.1 Pa to 300 Pa, preferably 20 Pa to 40 Pa.
- the pressure in the reaction vessel 203 is measured by a pressure sensor, and the opening degree of the APC valve 243 is feedback-controlled based on the measured pressure information.
- the rotation mechanism 267 is operated to start the rotation of the susceptor 217.
- the rotation speed of the susceptor 217 is controlled by the controller 221.
- the rotation speed of the susceptor 217 is, for example, 1 rotation / second.
- the susceptor 217 is preferably rotated until the cleaning gas supply step (S53) described later is completed.
- the valve 235c When supplying the cleaning gas from the first cleaning gas supply unit 253, the valve 235c is opened, and the second process is performed from the first cleaning gas supply pipe 232c through the gas supply pipe 232b and the reactive gas supply port 252a.
- a cleaning gas is supplied into the region 201b (reaction vessel 203).
- the cleaning gas supplied into the second processing region 201b passes through the plasma generation unit 206 and enters a plasma state.
- the mass flow controller 234c is adjusted so that the flow rate of the cleaning gas becomes a predetermined flow rate.
- the valve 235d When supplying the cleaning gas from the second cleaning gas supply unit 254, the valve 235d is opened, and the cleaning gas is supplied into the reaction vessel 203 from the second cleaning gas supply pipe 232d through the opening 209.
- the cleaning gas supplied from the second cleaning gas supply unit 254 is brought into a plasma state in advance by the remote plasma mechanism 236, for example.
- the mass flow controller 235d is adjusted so that the flow rate of the cleaning gas becomes a predetermined flow rate.
- the supply flow rate of the cleaning gas controlled by the mass flow controllers 234c and 234d is, for example, a flow rate in the range of 100 sccm to 5000 sccm.
- the valves 235e to 235i are opened and the first to fifth inert gas supply pipes are opened.
- a dilution gas, a carrier gas, or an N 2 gas as a purge gas may be supplied into the reaction vessel 203 from each of 232e to 232i.
- the mass flow controllers 234e to 234i are adjusted so that the flow rate of the N2 gas becomes a predetermined flow rate. Thereby, for example, the supply of the cleaning gas into the reaction vessel 203 can be promoted.
- the amount of the cleaning object varies depending on the distance from the source gas supply position, that is, the distance from the source gas supply port 251a. That is, the closer to the source gas supply port 251a, the larger the amount of the cleaning object compared to the region farther from the source gas supply port 251a.
- TSA gas which is a silicon-containing gas
- TSA gas is supplied as a source gas into the first processing region 201a. Therefore, when the above-described film forming step (S30) is repeated, particles (such as a film formed of a silicon-containing gas) are formed on the inner wall of the reaction vessel 203, the partition plate 205, and the like in the first processing region 201a.
- the object to be cleaned adheres and accumulates.
- the source gas supply port 251a which is the source gas supply position of the source gas supply unit 2511
- the amount of deposition (deposition amount) of the cleaning object increases.
- the source gas also adheres to a portion on the susceptor 217 that passes through the first processing region 201a where the wafer 200 is not placed.
- oxygen gas which is an oxygen-containing gas
- oxygen gas is supplied as a reactive gas into the second processing region 201b.
- the cleaning object is less likely to adhere to the vicinity of the reaction gas supply port 252a that is the reaction gas supply position of the reaction gas supply unit 252.
- the source gas silicon-containing gas
- the source gas silicon-containing gas
- the source gas Sicon-containing gas
- it may react with a reactive gas (oxygen-containing gas). That is, in the second processing region 201b, the by-product that is the cleaning target is formed by the reaction of the source gas and the reactive gas at a place other than on the wafer 200 in the above-described film forming step (S30). May be generated.
- This by-product may be deposited on the inner wall of the reaction vessel 203 or the partition plate 205 in the second processing region 201b, for example.
- the amount of the cleaning object in the first processing region 201a is larger than the amount of the cleaning object in the second processing region 201b. That is, the amount of the cleaning object is smaller in the second processing region 201b away from the source gas supply port 251a than in the first processing region 201a close to the source gas supply port 251a.
- N 2 gas which is an inert gas
- An inert gas is a gas that cannot form a film.
- the source gas and the reaction gas hardly react. Accordingly, there are fewer cleaning objects in the first purge region 204a and the second purge region 204b than in the first processing region 201a and the second processing region 201b.
- the cleaning gas supply step (S53) when supplying the cleaning gas into the reaction vessel 203, the exhaust gas flow rates of the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208 are adjusted. As a result, a flow of the cleaning gas is formed.
- the cleaning gas supplied into the reaction vessel 203 is exhausted from the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208.
- the exhaust gas flow rates of the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208 are made different from each other, a larger amount of cleaning gas is exhausted from the exhaust unit having a large exhaust gas flow rate. .
- more cleaning gas can flow in the region 220 with a large amount of cleaning object in the reaction vessel 203 than in other regions (regions with a small amount of cleaning object).
- the object to be cleaned such as deposits and by-products in the reaction container 203 can be removed, and the occurrence of over-etching in the reaction container 203 can be reduced and the generation of particles can be suppressed during cleaning.
- the first exhaust unit is an exhaust unit close to the source gas supply port 251a of the source gas supply unit 251.
- the first exhaust unit 207 and the first exhaust unit 207 are arranged so that the exhaust gas flow rate of the cleaning gas in the exhaust unit 207 is larger than the exhaust gas flow rate of the cleaning gas in the second exhaust unit 208 that is an exhaust unit away from the source gas supply port 251a.
- the two exhaust parts 208 may be controlled respectively.
- the exhaust flow rate of the cleaning gas in the first exhaust unit 207 near the source gas supply port 251a is the second that is separated from the source gas supply port 251a.
- the opening degree of the APC valves 211 and 214 may be controlled so as to be larger than the exhaust gas flow rate of the cleaning gas in the exhaust part 208.
- the exhaust time of the cleaning gas of the first exhaust unit 207 near the source gas supply port 251a is the second time away from the source gas supply port 251a.
- the opening times of the valves 212 and 215 may be controlled so as to be longer than the exhaust time of the cleaning gas in the second exhaust unit 208.
- the valves 212 and 215 are opened and closed so that the opening time of the valve 212 provided in the first exhaust part is longer than the opening time of the valve 215 provided in the second exhaust part. It is good to control.
- the exhaust load of the cleaning gas in the first exhaust unit 207 near the source gas supply port 251a is separated from the source gas supply position 251a.
- the exhaust gas is supplied from the first and second exhaust inert gas supply units 260 and 261 into the first and second exhaust units 207 and 208 so as to be smaller than the exhaust load of the cleaning gas in the second exhaust unit 208.
- the flow rate of the inert gas may be adjusted respectively. Specifically, the flow rate of the inert gas supplied from the first exhaust inert gas supply unit 260 into the first exhaust pipe 210 is changed from the second exhaust inert gas supply unit 261 to the second exhaust.
- the mass flow controllers 234j and 234k may be adjusted so as to be less than the flow rate of the inert gas supplied into the pipe 213.
- the large exhaust load of the cleaning gas means that the resistance applied to the cleaning gas introduced from the reaction vessel 203 to the exhaust part is large and the cleaning gas is difficult to be introduced into the exhaust part.
- the small exhaust load of the cleaning gas means that the resistance to the cleaning gas introduced from the reaction vessel 203 to the exhaust part is small and the cleaning gas is easily introduced into the exhaust part.
- the exhaust gas flow rates of the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208 are adjusted so that a large amount of the cleaning gas flows in the region 220 where the cleaning object in the reaction vessel 203 is large. it can. That is, the APC 211, the valve 212, and the mass flow controller 234j of the first exhaust unit 207 are set so that the cleaning gas exhaust flow rate of the first exhaust unit 207 is larger than the exhaust gas flow rate of the cleaning gas of the second exhaust unit 208.
- FIG. 9A as an example, the state in which the inert gas supplied into the reaction vessel 203 flows is schematically shown by arrows.
- the partition plate 205 and the like are omitted for easy understanding.
- the cleaning gas can be flowed more into the region 220 where there are many cleaning objects. Therefore, the cleaning object can be reliably removed in the region 220 where the cleaning object is large, and the etching of the inner wall of the reaction vessel 203, the partition plate 205, and the like by the cleaning gas can be reduced in the region where the cleaning object is small.
- the flow of the cleaning gas is adjusted by adjusting the exhaust gas flow rates of the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208 so that a large amount of the cleaning gas flows in the region 220 having a large amount of cleaning objects in the 203.
- the flow of the cleaning gas can be formed so that more cleaning gas flows in the large area 220.
- FIG.9 (b) the mode that the inert gas supplied in the reaction container 203 flows as an example is typically shown by the arrow.
- the partition plate 205 and the like are omitted for easy understanding.
- the cleaning gas can flow more into the region 220 where the cleaning target is high. Accordingly, the cleaning object can be reliably removed in the region 220 with a large amount of cleaning object, and the inner wall of the reaction vessel 203, the partition plate 205, and the like can be further reduced by the cleaning gas in the region with a small amount of cleaning object. .
- the first processing region 201a to which the silicon-containing gas is supplied has been described as an example of the substrate processing with many cleaning objects, but the present invention is not limited thereto.
- the cleaning gas is caused to flow from the first processing region 201a having a small number of cleaning objects to the second processing region having a large number of cleaning objects.
- the dummy wafer 300 is unloaded in the reverse procedure of loading the dummy wafer 300. That is, the wafer push-up pins are raised, and the dummy wafer 300 is supported on the wafer push-up pins protruded from the surface of the susceptor 217. Thereafter, the gate valve 244a is opened, the dummy wafer 300 is carried out of the reaction vessel 203 using the vacuum transfer robot 112, and the substrate processing process according to the present embodiment is completed.
- conditions such as the pressure in the reaction vessel 203, the flow rate of the cleaning gas, the power applied to the plasma generator 206, the cleaning time, and the like are the objects to be cleaned deposited in the reaction vessel 203. It can be arbitrarily adjusted according to the amount of.
- (A) According to the present embodiment, two exhaust parts, the first exhaust part 207 and the second exhaust part, for exhausting the space below the susceptor 217 are provided in the reaction vessel 203. Further, when supplying the cleaning gas into the reaction vessel 203, the flow of the cleaning gas is formed by adjusting the exhaust gas flow rates of the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208, respectively. Yes. As a result, it is possible to remove objects to be cleaned such as deposits and by-products in the reaction vessel 203, and when performing cleaning, it is possible to reduce the occurrence of over-etching in the reaction vessel 203 and suppress the generation of particles. As a result, the quality of substrate processing can be improved. In addition, the amount of cleaning gas used can be reduced.
- the first exhaust part 207 and the second exhaust part 208 are provided with APC valves 211 and 214 for adjusting the exhaust flow rate, respectively.
- the cleaning gas exhaust flow rate of the first exhaust unit 207 close to the source gas supply port 251 a of the source gas supply unit 251 is the source gas supply of the source gas supply unit 251.
- the APC valves 211 and 214 are respectively controlled so as to be larger than the exhaust gas flow rate of the cleaning gas of the second exhaust unit 208 away from the port 251a.
- the first exhaust part 207 and the second exhaust part 208 are provided with valves 212 and 215 for adjusting the exhaust time, respectively.
- the exhaust time of the cleaning gas of the first exhaust unit 207 near the source gas supply port 251 a of the source gas supply unit 251 is the source gas supply of the source gas supply unit 251.
- the opening times of the valves 212 and 215 are controlled so as to be longer than the exhaust time of the cleaning gas of the second exhaust unit 208 away from the port 251a.
- the first exhaust unit 207 is supplied with an inert gas into the first exhaust pipe 210 provided in the first exhaust unit 207, thereby cleaning the first exhaust unit 207.
- a first exhaust inert gas supply unit 260 for adjusting a gas exhaust load is connected.
- the second exhaust unit 208 is supplied with an inert gas into a second exhaust pipe 213 included in the second exhaust unit 208, thereby adjusting the exhaust load of the cleaning gas in the second exhaust unit 208.
- a second exhaust inert gas supply unit 261 is connected.
- the exhaust load of the cleaning gas of the first exhaust unit 207 near the source gas supply port 251 a of the source gas supply unit 251 is the source gas supply of the source gas supply unit 251.
- 208 is adjusted to the flow rate of the inert gas.
- the reaction vessel 203 is provided with a partition plate 205 that partitions the reaction vessel 203 into at least a first processing region 201a and a second processing region 201b.
- a first exhaust unit 207 is provided below the susceptor 217 in the first processing region 201a
- a second exhaust unit 208 is provided below the susceptor 217 in the second processing region 201b. Is provided. Accordingly, the first exhaust unit 207 mainly exhausts the space below the susceptor 217 in the first processing region 201a, and the second exhaust unit 208 mainly performs the susceptor in the second processing region 201b.
- the space below 217 is configured to be exhausted.
- the reaction vessel 203 provided in the conventional processing furnace 202a will be described with reference to FIGS. 11 and 12 for reference.
- the reaction vessel 203 provided in the conventional processing furnace 202 a is provided with one exhaust part 271 that exhausts the space below the susceptor 217.
- the amount of the cleaning object varies depending on the distance from the source gas supply position, that is, the distance from the source gas supply port 251a. That is, the closer to the source gas supply port 251a, the larger the amount of the cleaning object compared to the region farther from the source gas supply port 251a.
- the flow rate of the cleaning gas is adjusted according to the location where the amount of the cleaning object is the largest. For this reason, in a location where the amount of the cleaning gas target is small, overetching may occur, and the inner wall of the reaction vessel 203 may be etched by the cleaning gas, thereby generating particles.
- the cleaning gas supply unit 273 and one exhaust unit 271 as shown in FIG. 12A are provided in a region where the amount of the cleaning object in the reaction vessel 203 is small, the cleaning gas supply unit 273 Most of the cleaning gas supplied into the reaction container 203 is exhausted from the exhaust part 271 to the outside of the reaction container 203 before being supplied to the region 220 where the amount of the cleaning object is large. That is, it is difficult for the cleaning gas to be supplied to the region 220 where the amount of the cleaning object is large. For this reason, a large amount of cleaning gas is required to reliably remove the cleaning object in the region 220 where the amount of the cleaning object is large. Therefore, in the region where the amount of the cleaning object in the reaction vessel 203 is small, the amount etched by the cleaning gas increases, and overetching occurs. As a result, the amount of particles generated by cleaning increases.
- one exhaust part 271 is provided in a region where the amount of the cleaning object in the reaction container 203 is small, and the cleaning gas supply part 273 is provided in the central part in the reaction container 203.
- the supply amount of the cleaning gas is adjusted according to the cleaning object in the region 220 where the amount of the cleaning object is large, and is uniformly supplied into the reaction vessel 203. Therefore, overetching occurs due to the cleaning gas in the region where the amount of the cleaning object in the reaction vessel 203 is small. As a result, the inner wall and the like of the reaction vessel 203 are etched, and particles are generated in the reaction vessel 203.
- a plurality of exhaust parts (first exhaust part 207 and second exhaust part 208) are provided in the reaction vessel 203. Then, when supplying the cleaning gas into the reaction vessel 203, the flow of the cleaning gas is formed by adjusting the exhaust gas flow rates of the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208, respectively. For this reason, this subject can be solved effectively.
- the two exhaust parts of the first exhaust part 207 and the second exhaust part 208 for exhausting the space below the susceptor 217 are provided in the reaction vessel 203.
- the present invention is not limited to this. is not. That is, for example, as shown in FIG. 10, a first exhaust part 207, a second exhaust part 208, and a third exhaust part 226 for exhausting the space below the susceptor 217 into the reaction vessel 203.
- the flow of the cleaning gas may be formed by controlling the exhaust gas flow rates of the first to third exhaust parts 207, 208, and 226, respectively.
- four or more exhaust parts may be provided in the reaction vessel 203. This also has the same effect as the above-described embodiment.
- the APC valves 211 and 214 as the flow rate adjusting units for adjusting the exhaust flow rate are provided in the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208, respectively, but the present invention is not limited thereto. It is not a thing. That is, for example, an APC valve that adjusts the exhaust flow rate to at least the second exhaust unit 208 that is distant from the source gas supply port 251a of the source gas supply unit 251 among the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208. 214 may be provided.
- valves 212 and 215 as the on-off valves for adjusting the exhaust time are provided in the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208, respectively.
- the present invention is not limited to this. Absent. That is, for example, the valve 215 for adjusting the exhaust time to at least the second exhaust unit 208 of the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208 away from the source gas supply port 251a of the source gas supply unit 251. Should just be provided.
- the first exhaust inert gas supply unit 260 that adjusts the exhaust load of the cleaning gas and the second exhaust unit are respectively provided in the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208.
- the inert gas supply unit 261 is provided, the present invention is not limited to this. That is, for example, in the first exhaust unit 207 and the second exhaust unit 208, at least the second exhaust unit 208 separated from the source gas supply port 251 a of the source gas supply unit 251 has the inside of the second exhaust unit 208. It is only necessary to provide an exhaust inert gas supply unit for adjusting the exhaust load of the cleaning gas.
- the APC valve 211, the valve 212, and the first exhaust inert gas supply unit 260 are provided in the first exhaust unit 207.
- the present invention is not limited to this. That is, for example, at least one of the APC valve 211, the valve 212, or the first exhaust inert gas supply unit 260 may be provided in the first exhaust unit 207.
- the APC valve 214, the valve 215, and the second exhaust inert gas supply unit 261 are provided in the second exhaust unit 208, but the present invention is not limited to this. That is, for example, at least one of the APC valve 214, the valve 215, or the second exhaust inert gas supply unit 261 may be provided in the second exhaust unit 208.
- the APC valve 243, the valve 245, and the vacuum pump 246 are provided on the downstream side of the second exhaust pipe 213 provided in the second exhaust unit 208.
- the present invention is not limited to this. That is, for example, the downstream end of the second exhaust pipe 213 provided with the APC valve 214, the valve 215, and the second exhaust inert gas supply unit 261 is connected to the APC valve 211, the valve 212, and the first exhaust inert gas.
- APC is connected downstream of the valve 212 of the first exhaust pipe 212 provided with the active gas supply unit 260, and is connected to the downstream side of the connection point of the first exhaust pipe 212 with the second exhaust pipe 213.
- a valve 243, a valve 245, and a vacuum pump 246 may be provided.
- the source gas supply port 251a and the reaction gas supply port 252a are provided in the upper part of the reaction vessel 203.
- the present invention is not limited to this. That is, for example, the source gas supply port 251a and the reaction gas supply port 252a may be provided on the side (side wall) of the reaction vessel 203.
- the partition plate that partitions the processing space in the reaction vessel 203 into a plurality of processing regions is provided, but the present invention is not limited to this. That is, for example, the processing space in the reaction container 203 may be divided into a plurality of processing regions by providing a ceiling member in the upper part in the reaction container 203.
- the processing space in the reaction vessel 203 is divided into the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b.
- the present invention is not limited to this. That is, for example, the processing space in the reaction vessel 203 may be divided into three processing regions, a first processing region 201a, a second processing region 201b, and a third processing region.
- the processing space in the reaction vessel 203 may not be divided into a plurality of processing regions.
- an exhaust part may be provided for each processing region.
- the source gas supply unit 251 is provided above the first processing region 201a and the reaction gas supply unit 252 is provided above the second processing region 201b.
- the present invention is not limited to this. is not. That is, for example, the source gas, the reaction gas, and the inert gas may be ejected from the central portion of the reaction vessel 203 toward each processing region or the purge region and supplied.
- the silicon film and the oxygen-containing gas are used as the processing gas and the SiO film is formed on the wafer 200.
- the present invention is not limited to this. That is, for example, a hafnium oxide film (HfO film) using a hafnium (Hf) -containing gas and an oxygen-containing gas, a zirconium (Zr) -containing gas and an oxygen-containing gas, a titanium (Ti) -containing gas, and an oxygen-containing gas as the processing gas.
- a high-k film such as zirconium oxide (ZrO film) or titanium oxide film (TiO film) may be formed on the wafer 200.
- ammonia (NH3) gas which is a nitrogen (N) -containing gas, or the like may be used as the processing gas to be in a plasma state.
- the carry-in port and the carry-out port for the wafer 200 are individually provided, but the carry-in / out port for the wafer 200 may be used in common.
- the wafer push-up pins 266 are moved up and down to move the wafer 200 to the processing position and the transfer position.
- the wafer 200 is processed by moving the susceptor 217 up and down using the lifting mechanism 268. You may move to a position or a conveyance position.
- a reaction vessel for processing the substrate A substrate mounting table provided in the reaction vessel, in which a plurality of substrate mounting units are formed and configured to be rotatable;
- a cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas into the reaction vessel;
- a plurality of exhaust parts for exhausting a space below the substrate mounting table in the reaction container;
- a control unit for controlling at least the substrate mounting table, the cleaning gas supply unit, and the exhaust unit;
- the controller is When supplying the cleaning gas into the reaction vessel, there is provided a substrate processing apparatus that forms a flow of the cleaning gas by adjusting the exhaust gas flow rates of the plurality of the exhaust portions.
- a source gas supply unit for supplying source gas into the reaction vessel The controller is When supplying the cleaning gas into the reaction container, the exhaust gas flow rate of the exhaust gas near the source gas supply position of the source gas supply unit among the plurality of exhaust units is the raw material of the source gas supply unit.
- Each of the plurality of exhaust units is controlled so as to be larger than the exhaust gas flow rate of the cleaning gas in the exhaust unit that is away from the gas supply position.
- the exhaust unit that is separated from the source gas supply position of the source gas supply unit is provided with a flow rate adjusting unit that adjusts an exhaust flow rate
- the controller is When supplying the cleaning gas into the reaction container, the exhaust flow rate of the cleaning gas in the exhaust unit close to the source gas supply position of the source gas supply unit is separated from the source gas supply position of the source gas supply unit. To be larger than the exhaust gas flow rate of the cleaning gas The flow rate adjusting unit is controlled.
- the controller is When supplying the cleaning gas into the reaction vessel, the exhaust time of the cleaning gas in the exhaust unit close to the source gas supply position of the source gas supply unit is away from the source gas supply position of the source gas supply unit The opening time of the on-off valve is controlled so as to be longer than the exhaust time of the cleaning gas of the part.
- the exhaust part remote from the source gas supply position of the source gas supply part is connected to an exhaust inert gas supply part that supplies an inert gas into the exhaust part
- the controller is When supplying the cleaning gas into the reaction container, the exhaust load of the cleaning gas in the exhaust unit close to the source gas supply position of the source gas supply unit is separated from the source gas supply position of the source gas supply unit.
- An inert gas is supplied into the exhaust part from the exhaust inert gas supply part so as to be smaller than the exhaust load of the cleaning gas of the part.
- the plurality of exhaust parts are provided so as to equally divide a space below the substrate mounting table.
- a partition plate for partitioning the inside of the reaction vessel into a plurality of processing regions is provided in the reaction vessel.
- a cleaning gas is supplied by a cleaning gas supply unit, and the inside of the reaction vessel is cleaned.
- a source gas is supplied by a source gas supply unit, and the substrate in the reaction vessel is processed.
- the cleaning step Among the plurality of exhaust units, the exhaust gas flow rate of the exhaust unit close to the source gas supply position of the source gas supply unit is set to the cleaning gas of the exhaust unit separated from the source gas supply position of the source gas supply unit.
- Each of the plurality of exhaust units is controlled so as to be larger than the exhaust flow rate.
- a cleaning gas is supplied by a cleaning gas supply unit, and the inside of the reaction vessel is cleaned.
- Each adjustment provides a substrate processing method for forming a flow of cleaning gas.
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Abstract
Description
本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing method.
例えばフラッシュメモリやDRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に薄膜を形成する基板処理工程が実施されることがある。係る基板処理工程を実施する基板処理装置として、基板載置台上に載置された複数の基板上に同時に薄膜を形成する反応容器を備えた薄膜蒸着装置が知られている(例えば特許文献1参照)。 For example, a substrate processing step of forming a thin film on a substrate may be performed as one step of a manufacturing process of a semiconductor device such as a flash memory or DRAM (Dynamic Random Access Memory). As a substrate processing apparatus that performs such a substrate processing step, a thin film deposition apparatus including a reaction vessel that simultaneously forms a thin film on a plurality of substrates mounted on a substrate mounting table is known (see, for example, Patent Document 1). ).
しかしながら、上述の基板処理装置は、基板処理を行う際、副生成物等のパーティクル等が反応容器内で生成され、基板載置台や反応容器の内壁等に付着し、堆積する場合があった。例えば、パーティクル等が反応容器の内壁等に付着した状態で、次バッチの基板処理が行われると、基板にパーティクルが付着し、基板の品質が低下してしまう場合がある。従って、基板処理が所定回数行われた後、クリーニングガス供給部によりクリーニングガスが反応容器内に供給され、反応容器内に付着して堆積したパーティクルや、反応容器内で生成した副生成物等のクリーニング対象物を除去するクリーニングが行われる。クリーニングでは、次に行われる基板処理に影響が無いよう、確実にパーティクルを除去することが求められている。 However, when the above-described substrate processing apparatus performs the substrate processing, particles such as by-products may be generated in the reaction vessel, and may adhere to and accumulate on the substrate mounting table or the inner wall of the reaction vessel. For example, when the next batch of substrate processing is performed in a state where particles or the like are attached to the inner wall or the like of the reaction vessel, the particles may adhere to the substrate and the quality of the substrate may deteriorate. Therefore, after the substrate processing is performed a predetermined number of times, cleaning gas is supplied into the reaction vessel by the cleaning gas supply unit, particles deposited and deposited in the reaction vessel, by-products generated in the reaction vessel, etc. Cleaning for removing the object to be cleaned is performed. In the cleaning, it is required to reliably remove particles so as not to affect the next substrate processing.
本発明は、上記課題を解決するために、クリーニング対象物をより確実に除去し、高品質な基板処理が可能な基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法を提供することを目的とする。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing method capable of removing a cleaning object more reliably and performing high-quality substrate processing. To do.
本発明の一態様によれば、
基板を処理する反応容器と、
前記反応容器内に設けられ、複数の基板載置部が形成され、回転自在に構成された基板載置台と、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、
前記反応容器内の前記基板載置台より下方の空間を排気する複数の排気部と、
少なくとも前記基板載置台、前記クリーニングガス供給部、及び前記排気部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給する際、複数の前記排気部のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成する基板処理装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A reaction vessel for processing the substrate;
A substrate mounting table provided in the reaction vessel, in which a plurality of substrate mounting units are formed and configured to be rotatable;
A cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas into the reaction vessel;
A plurality of exhaust parts for exhausting a space below the substrate mounting table in the reaction container;
A control unit for controlling at least the substrate mounting table, the cleaning gas supply unit, and the exhaust unit;
The controller is
When supplying the cleaning gas into the reaction vessel, there is provided a substrate processing apparatus that forms a flow of the cleaning gas by adjusting the exhaust gas flow rates of the plurality of the exhaust portions.
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する反応容器内に、クリーニングガス供給部によりクリーニングガスを供給し、前記反応容器内をクリーニングする工程を有し、
前記クリーニングする工程では、
前記反応容器内に設けられた複数の基板載置部が形成されて回転自在に構成された基板載置台より下方の前記反応容器内の空間を排気する複数の排気部のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成する半導体装置の製造方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
In the reaction vessel for processing the substrate, a cleaning gas is supplied by a cleaning gas supply unit, and the inside of the reaction vessel is cleaned.
In the cleaning step,
The exhaust gas flow rates of the cleaning gas in the plurality of exhaust units for exhausting the space in the reaction container below the substrate mounting table that is configured to be rotatable by forming a plurality of substrate mounting parts provided in the reaction container. By adjusting each, a method of manufacturing a semiconductor device that forms a flow of a cleaning gas is provided.
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理する反応容器内に、クリーニングガス供給部によりクリーニングガスを供給し、前記反応容器内をクリーニングする工程を有し、
前記クリーニングする工程では、
前記反応容器内に設けられた複数の基板載置部が形成されて回転自在に構成された基板載置台より下方の前記反応容器内の空間を排気する複数の排気部のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成する基板処理方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
In the reaction vessel for processing the substrate, a cleaning gas is supplied by a cleaning gas supply unit, and the inside of the reaction vessel is cleaned.
In the cleaning step,
The exhaust gas flow rates of the cleaning gas in the plurality of exhaust units for exhausting the space in the reaction container below the substrate mounting table that is configured to be rotatable by forming a plurality of substrate mounting parts provided in the reaction container. Each adjustment provides a substrate processing method for forming a flow of cleaning gas.
本発明に係る基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法によれば、クリーニング対象物をより確実に除去し、高品質な基板処理が可能となる。 According to the substrate processing apparatus, the semiconductor device manufacturing method, and the substrate processing method according to the present invention, it is possible to more reliably remove the object to be cleaned and perform high-quality substrate processing.
<本発明の一実施形態>
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
<One Embodiment of the Present Invention>
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(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、主に図1及び図2を用いて説明する。図1は、本実施形態にかかるクラスタ型の基板処理装置の横断面概略図である。図2は、本実施形態にかかるクラスタ型の基板処理装置の縦断面概略図である。なお、本発明が適用される基板処理装置では、基板としてのウエハ200を搬送するキャリヤとして、FOUP(Front Opening Unified Pod。以下、ポッドという。)が使用されている。本実施形態にかかるクラスタ型の基板処理装置の搬送装置は、真空側と大気側とに分かれている。本明細書中における「真空」とは工業的真空を意味する。なお、以下の説明において、前後左右は図1を基準とする。すなわち、図1が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後ろは紙面の上、左右は紙面の左右とする。
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus First, the configuration of the substrate processing apparatus according to the present embodiment will be described mainly with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a cluster type substrate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the cluster type substrate processing apparatus according to the present embodiment. In the substrate processing apparatus to which the present invention is applied, a FOUP (Front Opening Unified Pod, hereinafter referred to as a pod) is used as a carrier for transporting a
(真空側の構成)
クラスタ型の基板処理装置100は、内部を真空状態などの大気圧未満の圧力(例えば100Pa)に減圧可能な第1搬送室としての真空搬送室103を備えている。真空搬送室103の筐体101は、平面視が例えば六角形で、上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。
(Vacuum side configuration)
The cluster type
真空搬送室103の筐体101を構成する六枚の側壁のうち、前側に位置する二枚の側壁には、ゲートバルブ126,127を介して、ロードロック室122,123が真空搬送室103と連通可能にそれぞれ設けられている。
Among the six side walls constituting the
真空搬送室103の他の四枚の側壁のうち、二枚の側壁には、ゲートバルブ244a,244bを介して、プロセスチャンバ202a,202bが真空搬送室103と連通可能にそれぞれ設けられている。プロセスチャンバ202a,202bは、後述するガス供給部、排気部等が設けられている。プロセスチャンバ202a,202bは、後述するように、1つの反応容器203内に複数の処理領域等が形成されており、基板支持部としてのサセプタ217を回転させて、基板であるウエハ200が複数の処理領域等を順番に通過することにより、ウエハ200への原料ガス等の供給を順番に行い、ウエハ200上へ薄膜を形成する処理や、ウエハ200表面を酸化、窒化、炭化等する処理や、ウエハ200表面をエッチングする処理等の各種基板処理を実施するように構成されている。
Among the other four side walls of the
真空搬送室103の残りの二枚の側壁には、ゲートバルブ244c,244dを介して、冷却室202c,202dが真空搬送室103と連通可能にそれぞれ設けられている。
真空搬送室103内には、第1搬送機構としての真空搬送ロボット112が設けられている。真空搬送ロボット112は、ロードロック室122,123と、プロセスチャンバ202a,202bと、冷却室202c,202dとの間で、例えば2枚のウエハ200(図1中、点線で示す)を搬送可能に構成されている。真空搬送ロボット112は、エレベータ115によって、真空搬送室103の気密性を維持しつつ昇降可能に構成されている。ロードロック室122,123のゲートバルブ126,127、プロセスチャンバ202a,202bのゲートバルブ244a,244b、冷却室202c,202dのゲートバルブ244c,244dのそれぞれの近傍には、ウエハ200の有無を検知する基板検知部として図示しないウエハ有無センサが設けられている。
In the
ロードロック室122,123は、内部が真空状態などの大気圧未満の圧力(減圧)に減圧可能なロードロックチャンバ構造に構成されている。すなわち、ロードロック室122,123の前側には、ゲートバルブ128,129を介して、後述する第2搬送室としての大気搬送室121が設けられている。このため、ゲートバルブ126~129を閉じてロードロック室122,123内部を真空排気した後、ゲートバルブ126,127を開けることで、真空搬送室103の真空状態を保持しつつ、ロードロック室122,123と真空搬送室103との間でウエハ200を搬送可能に構成されている。
The
また、ロードロック室122,123は、真空搬送室103内へ搬入するウエハ200を一時的に収納する予備室として機能する。この際、ロードロック室122内では基板載置部140上に、ロードロック室123内では基板載置部141上にそれぞれウエハ200が載置されるように構成されている。ロードロック室122,123には隔壁板(中間プレート)142(図2参照)が設けられていてもよい。これにより、冷却途中のウエハ200の冷却が、熱干渉により妨げられることを防止することができる。具体的には、例えば、複数枚の処理済みウエハ200がロードロック室122,123内に搬入される場合、後に搬入された処理済みのウエハ200の熱の影響で、先に搬入された冷却途中の処理済みのウエハ200の温度の下がり具合が遅くなることを防止することができる。
Further, the
(大気側の構成)
基板処理装置100の大気側には、略大気圧下で用いられる、第2搬送室としての大気搬送室121が設けられている。すなわち、ロードロック室122,123の前側には、ゲートバルブ128,129を介して、大気搬送室121が設けられている。なお、大気搬送室121は、ロードロック室122,123と連通可能に設けられている。
(Composition on the atmosphere side)
On the atmosphere side of the
大気搬送室121には、ウエハ200を移載する第2搬送機構としての大気搬送ロボット124が設けられている。大気搬送ロボット124は、大気搬送室121に設けられたエレベータ131(図2参照)によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ132(図2参照)によって左右方向(図1における左右方向であり、図2では前後方向になる。)に往復移動されるように構成されている。また、大気搬送室121のゲートバルブ128,129の近傍には、ウエハ200の有無を検知する基板検知部としてウエハ有無センサが設けられている。
In the
また、大気搬送室121内には、ウエハ200の位置補正を行う補正装置として、ウエハ200の結晶方向や位置合わせ等をウエハ200のノッチを用いて行うノッチ合わせ装置106が設けられている。なお、ノッチ合わせ装置106の代わりに、オリフラ(Orientation Flat)合わせ装置が設けられてもよい。大気搬送室121の上部には、クリーンエアを供給するクリーンユニット118(図2参照)が設けられている。
Also, in the
大気搬送室121の筐体125の前側には、ウエハ200を大気搬送室121内外に搬送する基板搬送口134と、ポッドオープナ108とが設けられている。基板搬送口134を挟んで、ポッドオープナ108と反対側、すなわち筐体125の外側には、ポッド載置台(ポッド載置部)としてのロードポート(I/Oステージ)105が設けられている。ロードポート105上には、複数枚のウエハ200を収納するポッド109が載置されている。大気搬送室121内には、基板搬送口134を開閉する蓋135や、ポッド109のキャップ109a等を開閉させる開閉機構143と、開閉機構143を駆動する開閉機構駆動部136とが設けられている(図2参照)。ポッドオープナ108は、ロードポート105に載置されたポッド109のキャップ109aを開閉することにより、ポッド109に対するウエハ200の出し入れを可能にする。ポッド109は図示しない搬送装置(RGV)によって、ロードポート105に対して、搬入(供給)および搬出(排出)されるようになっている。
On the front side of the
主に、真空搬送室103、ロードロック室122,123、大気搬送室121、及びゲートバルブ126~129により、本実施形態に係る基板処理装置100の搬送装置が構成される。
Mainly, the
基板処理装置100の搬送装置の各構成には、後述する制御部221が電気的に接続されている。そして、上述した各構成の動作を、それぞれ制御するように構成されている。
A
(ウエハ搬送動作)
次に、本実施形態に係る基板処理装置100内におけるウエハ200の搬送動作を説明する。なお、基板処理装置100の搬送装置の各構成の動作は、後述する制御部221によって制御される。
(Wafer transfer operation)
Next, the transfer operation of the
まず、例えば25枚の未処理のウエハ200を収納したポッド109が、搬送装置によって基板処理装置100に搬入されてくる。搬入されてきたポッド109は、ロードポート105上に載置される。開閉機構143は、蓋135及びポッド109のキャップ109aを取り外し、基板搬送口134及びポッド109のウエハ出入口を開放する。
First, for example, a
ポッド109のウエハ出入口を開放すると、大気搬送室121内に設置されている大気搬送ロボット124は、ポッド109からウエハ200を1枚ピックアップして、ノッチ合わせ装置106上へ載置する。
When the wafer entrance / exit of the
ノッチ合わせ装置106は、載置されたウエハ200を、水平の縦横方向(X方向,Y方向)及び円周方向に動かして、ウエハ200のノッチ位置等を調整する。ノッチ合わせ装置106で1枚目のウエハ200の位置調整を実施中に、大気搬送ロボット124は、2枚目のウエハ200をポッド109からピックアップして大気搬送室121内に搬入し、大気搬送室121内で待機する。
The
ノッチ合わせ装置106により1枚目のウエハ200の位置調整が終了した後、大気搬送ロボット124は、ノッチ合わせ装置106上の1枚目のウエハ200をピックアップする。大気搬送ロボット124は、そのとき大気搬送ロボット124が保持している2枚目のウエハ200を、ノッチ合わせ装置106上へ載置する。その後、ノッチ合わせ装置106は、載置された2枚目のウエハ200のノッチ位置等を調整する。
After the position adjustment of the
次に、ゲートバルブ128が開けられ、大気搬送ロボット124は、1枚目のウエハ200をロードロック室122内に搬入し、基板載置部140上に載置する。この移載作業中には、真空搬送室103側のゲートバルブ126は閉じられており、真空搬送室103内の減圧雰囲気は維持されている。1枚目のウエハ200の基板載置部140上への移載が完了すると、ゲートバルブ128が閉じられ、ロードロック室122内が排気装置によって負圧になるよう排気される。
Next, the
以降、大気搬送ロボット124は、上述の動作を繰り返す。但し、ロードロック室122が負圧状態の場合、大気搬送ロボット124は、ロードロック室122内へのウエハ200の搬入を実行せず、ロードロック室122の直前位置で停止して待機する。
Thereafter, the
ロードロック室122内が予め設定された圧力値(例えば100Pa)に減圧されると、ゲートバルブ126が開けられて、ロードロック室122と真空搬送室103とが連通される。続いて、真空搬送室103内に配置された真空搬送ロボット112は、基板載置部140から1枚目のウエハ200をピックアップして、真空搬送室103内に搬入する。
When the pressure in the
真空搬送ロボット112が基板載置部140から1枚目のウエハ200をピックアップした後、ゲートバルブ126が閉じられ、ロードロック室122内が大気圧に復帰させられ、ロードロック室122内に次のウエハ200を搬入するための準備が行われる。それと並行して、所定の圧力(例えば100Pa)にあるプロセスチャンバ202aのゲートバルブ244aが開けられ、真空搬送ロボット112が1枚目のウエハ200をプロセスチャンバ202a内に搬入する。この動作をプロセスチャンバ202a内にウエハ200が任意の枚数(例えば5枚)搬入されるまで繰り返す。プロセスチャンバ202a内への任意の枚数(例えば5枚)のウエハ200の搬入が完了したら、ゲートバルブ244aが閉じられる。その後、プロセスチャンバ202a内に後述するガス供給部から原料ガス等が供給され、ウエハ200に所定の処理が施される。
After the
プロセスチャンバ202aにおいて所定の処理が終了すると、ゲートバルブ244aが開けられ、真空搬送ロボット112によって、ウエハ200がプロセスチャンバ202a内から真空搬送室103へ搬出される。搬出された後、ゲートバルブ244aが閉じられる。
When predetermined processing is completed in the
続いて、ゲートバルブ127が開けられ、プロセスチャンバ202aから搬出したウエハ200は、ロードロック室123内へ搬入されて、基板載置部141上に載置される。なお、ロードロック室123は、排気装置によって、予め設定された圧力値に減圧されている。そして、ゲートバルブ127が閉じられ、ロードロック室123内で処理済みのウエハ200の冷却を開始する。また、ロードロック室123に接続された不活性ガス供給部から不活性ガスが導入され、ロードロック室123内の圧力が大気圧に復帰させられる。
Subsequently, the
ロードロック室123において、予め設定された冷却時間が経過し、ロードロック室123内の圧力が大気圧に復帰させられると、ゲートバルブ129が開けられる。続いて、大気搬送ロボット124が基板載置部141上から処理済みのウエハ200をピックアップして大気搬送室121内に搬出した後、ゲートバルブ129が閉じられる。その後、大気搬送ロボット124は、大気搬送室121の基板搬送口134を通して、処理済みのウエハ200を空きのポッド109に収納する。ここで、ポッド109のキャップ109aは、最大25枚のウエハ200が戻されるまでずっと開け続けていてもよく、空きのポッド109に収納せずにウエハを搬出してきた元のポッド109に戻してもよい。
When the preset cooling time has elapsed in the
前述の工程によってポッド109内の全てのウエハ200に所定の処理が施され、処理済みの25枚のウエハ200のすべてが所定のポッド109へ収納されると、ポッド109のキャップ109aと、基板搬送口134の蓋135とが開閉機構143によって閉じられる。その後、ポッド109は、ロードポート105上から次の工程へ、搬送装置によって搬送される。以上の動作が繰り返されることにより、ウエハ200が25枚ずつ順次処理されていく。
When the predetermined process is performed on all the
(2)プロセスチャンバの構成
続いて、本実施形態に係る処理炉としてのプロセスチャンバ202aの構成について、主に図3~図5を用いて説明する。図3は、本実施形態に係る反応容器の概略斜視図である。図4は、本実施形態に係る処理炉の縦断面概略図である。図5は、本実施形態に係るガス供給部の概略説明図である。なお、プロセスチャンバ202bについては、プロセスチャンバ202aと同様に構成されているため、説明を省略する。
(2) Configuration of Process Chamber Next, the configuration of the
(反応容器)
図3及び図4に示すように、処理炉としてのプロセスチャンバ202aは、円筒状の気密容器である反応容器203を備えている。反応容器203内には、ウエハ200の処理空間が形成されている。反応容器203内の処理空間の上側、即ち天井側には、中心部から放射状に延びる仕切板205が設けられている。仕切板205は、反応容器203内の処理空間を、複数の処理領域に仕切るように構成されている。具体的には、本実施形態では、反応容器203内を、第1の処理領域201a、第1のパージ領域204a、第2の処理領域201b、第2のパージ領域204bに仕切るように構成されている。すなわち、第1の処理領域201aと第2の処理領域201bとはそれぞれ、反応容器203の中心から見て対向する位置に配置されている。なお、第1の処理領域201a、第1のパージ領域204a、第2の処理領域201b、第2のパージ領域204bは、後述するサセプタ217の回転方向に沿って、この順番に配列するように構成されている。
(Reaction vessel)
As shown in FIGS. 3 and 4, a
後述するように、サセプタ217を回転させることで、サセプタ217上に載置されたウエハ200は、第1の処理領域201a、第1のパージ領域204a、第2の処理領域201b、第2のパージ領域204bの順に移動することとなる。また、後述するように、第1の処理領域201a内には第1の処理ガスとして原料ガスが供給され、第2の処理領域201b内には第2の処理ガスとして反応ガスが供給され、第1のパージ領域204a内及び第2のパージ領域204b内には、不活性ガスが供給されるように構成されている。そのため、サセプタ217を回転させることで、ウエハ200上には、原料ガス、不活性ガス、反応ガス、不活性ガスがこの順に交互に供給されることとなる。なお、原料ガスとは、単独で膜を形成することができるガスであり、反応ガスとは、単独では膜を形成することができないガスである。サセプタ217及びガス供給部の構成については後述する。
As will be described later, by rotating the
仕切板205の端部と反応容器203の側壁との間には、所定の幅の隙間が設けられており、この隙間をガスが通過できるように構成されている。第1のパージ領域204a内及び第2のパージ領域204b内や上述の隙間から第1の処理領域201a内及び第2の処理領域201b内に向けて不活性ガスを噴出させるようにすることで、第1のパージ領域204a内及び第2のパージ領域204b内への原料ガスの侵入を抑制することができ、原料ガスの反応(これによる異物の生成)を防止することができるように構成されている。
A gap having a predetermined width is provided between the end of the
各仕切板205の交差部(中心部)には、仕切板205の交差部を縦方向に貫通する開孔209が設けられている。開孔209は、後述する第2のクリーニングガス供給管232jの下流側を通すことができる形状に形成されている。開孔209内には、後述する第2のクリーニングガス供給管232jの下流側が配設されている。
An
なお、本実施形態では、各仕切板205の間の角度をそれぞれ90度としたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、ウエハ200への各種ガスの供給時間等を考慮して、例えば第2の処理領域201bを形成する2枚の仕切板205の間の角度を大きくしたりする等、適宜変更してもよい。
In the present embodiment, the angle between the
(プラズマ生成部)
第2の処理領域201bの上方には、供給された反応ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部206が設けられている。プラズマを用いることにより、低温でウエハ200の処理を行うことができる。プラズマ生成部206は、例えば、アノード電極とカソード電極とを交互に櫛形に並べた櫛型電極を備えている。高周波電源219から出力される高周波電力がプラズマ生成部206に供給されると、プラズマ生成部206の周辺にプラズマが生成されるように構成されている。なお、プラズマ生成部206は、第2の処理領域201bの上方に設けられる場合に限定されず、例えば、後述するガス供給部の途中等に設けられたリモートプラズマ機構であってもよい。
(Plasma generator)
Above the
(サセプタ)
仕切板205の下側、すなわち反応容器203内の底側中央には、反応容器203の中心に回転軸の中心を有し、回転自在に構成された基板載置台としてのサセプタ217が設けられている。
(Susceptor)
A
サセプタ217は、反応容器203内にて、複数枚(本実施形態では例えば5枚)のウエハ200を同一面上に、かつ同一円周上に並べて支持するように構成されている。ここで、同一面上とは、完全な同一面に限られるものではなく、サセプタ217を上面から見たときに、複数枚のウエハ200が互いに重ならないように並べられていればよい。
The
図4に示すように、サセプタ217表面におけるウエハ200の載置位置には、基板載置部としての円形状の凹部216を設けるとよい。この凹部216は、その直径がウエハ200の直径よりもわずかに大きくなるように構成することが好ましい。この凹部216内にウエハ200を載置することにより、ウエハ200の位置決めを容易に行うことができ、また、サセプタ217の回転に伴う遠心力により発生するウエハ200の位置ズレを防止できる。
As shown in FIG. 4, a
サセプタ217には、サセプタ217を昇降させる昇降機構268が設けられている。また、サセプタ217には、図示しない貫通孔が複数設けられている。反応容器203の底面の、サセプタ217に設けられた貫通孔に対応する位置には、反応容器203内へのウエハ200の搬入・搬出時に、ウエハ200を突き上げて、ウエハ200の裏面を支持する図示しないウエハ突き上げピンが複数設けられている。ウエハ突き上げピンが上昇させられた時、又は昇降機構268によりサセプタ217が下降させられた時に、ウエハ突き上げピンがサセプタ217とは非接触な状態で貫通孔を突き抜けるように、貫通孔及びウエハ突き上げピンが、互いに配置されている。
The
昇降機構268には、サセプタ217を回転させる回転機構267が設けられている。回転機構267の図示しない回転軸は、サセプタ217に接続されており、回転機構267を作動させることでサセプタ217を回転させることができるように構成されている。回転機構267には、後述する制御部221が、カップリング部266を介して接続されている。カップリング部266は、回転側と固定側との間を金属ブラシ等により電気的に接続するスリップリング機構として構成されている。これにより、サセプタ217の回転が妨げられないように構成されている。制御部221は、サセプタ217を所定の速度で所定時間回転させるように、回転機構267への通電具合を制御するように構成されている。上述したように、サセプタ217を回転させることにより、サセプタ217上に載置されたウエハ200は、第1の処理領域201a、第1のパージ領域204a、第2の処理領域201b及び第2のパージ領域204bをこの順番に移動することとなる。
The elevating
(加熱部)
サセプタ217の内部には、加熱部としてのヒータ218が一体的に埋め込まれており、ウエハ200を加熱できるように構成されている。ヒータ218に電力が供給されると、ウエハ200表面が所定温度(例えば室温~1000℃程度)にまで加熱される。なお、ヒータ218は、サセプタ217に載置されたそれぞれのウエハ200を個別に加熱するように、同一面上に複数(例えば5つ)設けてもよい。
(Heating part)
A
サセプタ217には温度センサ274が設けられている。ヒータ218及び温度センサ274には、電力供給線222を介して、温度調整器223、電力調整器224及びヒータ電源225が電気的に接続されている。温度センサ274により検出された温度情報に基づいて、ヒータ218への通電具合が制御されるように構成されている。
The
(ガス供給部)
反応容器203の上側には、原料ガス供給部251と、反応ガス供給部252と、第1の不活性ガス供給部255と、第2の不活性ガス供給部256と、を備えるガス供給部250が設けられている。原料ガス供給部251及び反応ガス供給部252は、反応容器203の上側に開設された開口251a,252aにそれぞれ気密に接続されている。なお、図示はしないが、第1の不活性ガス供給部255及び第2の不活性ガス供給部256も同様に、反応容器203の上側に気密に接続されている。そして、原料ガス供給部251から第1の処理領域201a内に原料ガスを供給し、反応ガス供給部252から第2の処理領域201b内に反応ガスを供給し、第1の不活性ガス供給部255から第1のパージ領域204a内に不活性ガスを供給し、第2の不活性ガス供給部256から第2のパージ領域204b内に不活性ガスを供給するように構成されている。
(Gas supply part)
Above the
[処理ガス供給部]
図4及び図5(a)に示すように、原料ガス供給部251は、原料ガス供給管232aを備えている。また、反応容器203の上側には、開口(以下、原料ガス供給口とも言う。)251aが開設されており、原料ガス供給管232aの下流端が原料ガス供給口251aに気密に接続されている。原料ガス供給管232aの上流側には、上流方向から順に、原料ガス供給源233a、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)234a、及び開閉弁であるバルブ235aが設けられている。
[Process gas supply unit]
As shown in FIGS. 4 and 5A, the source
原料ガス供給管232aからは、原料ガスとして、例えば、シリコン含有ガスが、マスフローコントローラ234a、バルブ235a、及び原料ガス供給口251aを介して、第1の処理領域201a内に供給される。シリコン含有ガスとしては、例えばトリシリルアミン((SiH3)3N、略称:TSA)ガスや、ヘキサメチルジシラザン(C6H19NSi2、略称:HMDS)等を用いることができる。TSAは、分子中に有機成分を含まないため、電気的な絶縁性に優れた酸化膜が形成できると考えられる。また、シリコン含有ガスとして、有機成分を含むガスが用いられた場合、反応容器203の内壁等にクリーニング対象物である膜等が付着することが知られている。なお、原料ガスは、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良いが、ここでは気体として説明する。原料ガスが常温常圧で液体の場合は、原料ガス供給源233aとマスフローコントローラ234aとの間に、気化器を設ければよい。
From the source
図4及び図5(b)に示すように、反応ガス供給部252は、ガス供給管232b(反応ガス供給管とも言う。)を備えている。反応容器203の上側には、開口(以下、反応ガス供給口とも言う。)252aが開設されており、ガス供給管232bの下流端が反応ガス供給口252aに気密に接続されている。ガス供給管232bの上流側には、上流方向から順に、反応ガス供給源233b、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)234b、及び開閉弁であるバルブ235bが設けられている。
4 and 5B, the reactive
ガス供給管232bからは、反応ガスとして、例えば酸素(O)含有ガスである酸素(O2)ガスが、マスフローコントローラ234b、バルブ235b、及び反応ガス供給口252aを介して、第2の処理領域201b内に供給される。酸素ガスは、上述のプラズマ生成部206によりプラズマ状態とされ、ウエハ200に供給される。なお、酸素ガスは、ヒータ218の温度及び反応容器203内の圧力を所定の範囲に調整し、熱で活性化させてもよい。酸素含有ガスとしては、オゾン(O3)ガスや水蒸気(H2O)を用いてもよい。
From the
主に、原料ガス供給管232a、マスフローコントローラ234a及びバルブ235aにより、原料ガス供給部(シリコン含有ガス供給部ともいう)251が構成される。なお、原料ガス供給源233aや原料ガス供給口251aを、原料ガス供給部251に含めて考えてもよい。また、主に、ガス供給管232b、マスフローコントローラ234b及びバルブ235bにより、反応ガス供給部(酸素含有ガス供給部ともいう)252が構成される。なお、反応ガス供給源233bや反応ガス供給口252aを、反応ガス供給部252に含めて考えてもよい。主に、原料ガス供給部251及び反応ガス供給部252により、本実施形態に係る処理ガス供給部が構成される。
A source gas supply unit (also referred to as a silicon-containing gas supply unit) 251 is mainly configured by the source
[クリーニングガス供給部]
ガス供給管232bのバルブ235bよりも下流側には、第1のクリーニングガス供給部253が備える第1のクリーニングガス供給管232cの下流端が接続されている。第1のクリーニングガス供給管232cの上流側には、上流方向から順に、第1のクリーニングガス供給源233c、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)234c、及び開閉弁であるバルブ235cが設けられている。
[Cleaning gas supply unit]
A downstream end of the first cleaning
第1のクリーニングガス供給管232cからは、クリーニングガスとして、例えばフッ素含有ガスである三フッ化窒素(NF3)ガスが、マスフローコントローラ234c、バルブ235c、ガス供給管232b、及び開口252aを介して、第2の処理領域201b内に供給される。
From the first cleaning
第1のクリーニングガス供給管232cから第2の処理領域201b内に供給されたNF3ガスは、上述のプラズマ生成部206によりプラズマ状態とされる。なお、NF3ガスは、ヒータ218の温度及び反応容器203内の圧力を所定の範囲に調整し、熱で活性化させてもよい。なお、フッ素含有ガスとしては、フッ素(F2)ガスや、三フッ化塩素(ClF3)ガス等を用いてもよい。
The NF 3 gas supplied from the first cleaning
図4及び図5(c)に示すように、第2のクリーニングガス供給部254が、反応容器203の上側のほぼ中央に開設された開口に気密に設けられている。第2のクリーニングガス供給部254は、第2のクリーニングガス供給管232dを備えている。第2のクリーニングガス供給管232dの上流側には、上流方向から順に、クリーニングガス供給源233d、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)234d、及び開閉弁であるバルブ235d、リモートプラズマ機構236が設けられている。第2のクリーニングガス供給管232dの下流側は、上述した仕切板205の交差部に設けられた開孔209内に配設されている。
As shown in FIG. 4 and FIG. 5C, the second cleaning
第2のクリーニングガス供給管232dからは、クリーニングガスとして、例えばフッ素含有ガスである三フッ化窒素(NF3)ガスが、マスフローコントローラ234d、バルブ235d、及び開孔209の下端を介して、反応容器203内に供給される。すなわち、クリーニングガスは、反応容器203の中央部から、各処理領域201a,201b内及び各パージ領域204a,204b内に供給される。
From the second cleaning
第2のクリーニングガス供給部254から反応容器203内に供給されるNF3ガスは、例えば、バルブ235dと反応容器203の外壁との間に設けられたリモートプラズマ機構236によりプラズマ状態とされ、反応容器203内に供給される。この他、例えば、第2のクリーニングガス供給部254から供給されたNF3ガスは、上述のプラズマ生成部206によりプラズマ状態としてもよく、また、例えば、ヒータ218の温度及び反応容器203内の圧力を所定の範囲に調整し、熱で活性化させてもよい。なお、フッ素含有ガスとしては、フッ素(F2)ガスや、三フッ化塩素(ClF3)ガス等を用いてもよい。
The NF 3 gas supplied into the
なお、本実施形態では、第1のクリーニングガス供給部253又は第2のクリーニングガス供給部254の少なくともいずれかから、反応容器203内にクリーニングガスが供給されればよい。
In the present embodiment, the cleaning gas may be supplied into the
主に、第1のクリーニングガス供給管232c、マスフローコントローラ234c、及びバルブ235cにより、第1のクリーニングガス供給部253が構成される。なお、第1のクリーニングガス供給源233cや、ガス供給管232b、反応ガス供給口252aを、第1のクリーニングガス供給部253に含めて考えてもよい。また、主に、第2のクリーニングガス供給管232d、マスフローコントローラ234d、及びバルブ235dにより、第2のクリーニングガス供給部254が構成される。なお、第2のクリーニングガス供給源233dを第2のクリーニングガス供給部254に含めて考えても良い。主に、第1のクリーニングガス供給部253及び第2のクリーニングガス供給部254により、本実施形態に係るクリーニングガス供給部が構成される。
The first cleaning
[不活性ガス供給部]
図5(d)に示すように、第1の不活性ガス供給部255は、第1の不活性ガス供給管232eを備えている。第1の不活性ガス供給管232eの上流側には、上流方向から順に、不活性ガス供給源233e、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)234e、及び開閉弁であるバルブ235eが設けられている。
[Inert gas supply unit]
As shown in FIG. 5D, the first inert
第2の不活性ガス供給部256は、第2の不活性ガス供給管232fを備えている。第2の不活性ガス供給管232fの上流側には、上流方向から順に、不活性ガス供給源233f、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)234f、及び開閉弁であるバルブ235fが設けられている。
The second inert
第1の不活性ガス供給管232eからは、マスフローコントローラ234e、バルブ235e及び第1の不活性ガス供給口(図示せず)を介して、不活性ガスとして、例えば窒素(N2)ガスが、第1のパージ領域204a内に供給される。第1のパージ領域204a内に供給される不活性ガスは、後述する成膜工程(S30)及びクリーニング工程(S50)では、例えばパージガス等として作用する。なお、不活性ガスとしては、N2ガスのほか、例えばヘリウム(He)ガス、ネオン(Ne)ガス、アルゴン(Ar)ガス等の希ガスを用いることができる。
From the first inert
第2の不活性ガス供給管232fからは、マスフローコントローラ234f、バルブ235f及び第2の不活性ガス供給口(図示せず)を介して、不活性ガスとして、例えば窒素(N2)ガスが、第2のパージ領域204b内に供給される。第2のパージ領域204b内に供給される不活性ガスは、後述する成膜工程(S30)及びクリーニング工程(S50)では、例えばパージガス等として作用する。なお、不活性ガスとしては、N2ガスのほか、例えばHeガス、Neガス、Arガス等の希ガスを用いることができる。
From the second inert
原料ガス供給管232aのバルブ235aよりも下流側には、第3の不活性ガス供給部257が備える第3の不活性ガス供給管232gの下流端が接続されている。第3の不活性ガス供給管232gの上流側には、上流方向から順に、不活性ガス供給源233g、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)234g、及び開閉弁であるバルブ235gが設けられている。第3の不活性ガス供給管232gからは、不活性ガスとして、例えばN2ガスが、マスフローコントローラ234g、バルブ235g、原料ガス供給管232a、及び原料ガス供給口251aを介して、第1の処理領域201a内に供給される。
The downstream end of the third inert
ガス供給管232bのバルブ235bよりも下流側には、第4の不活性ガス供給部258が備える第4の不活性ガス供給管232hの下流端が接続されている。第4の不活性ガス供給管232hの上流側には、上流方向から順に、不活性ガス供給源233h、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)234h、及び開閉弁であるバルブ235hが設けられている。第4の不活性ガス供給管232hからは、不活性ガスとして、例えばN2ガスが、マスフローコントローラ234h、バルブ235h、ガス供給管232b、及び反応ガス供給口252aを介して、第2の処理領域201b内に供給される。
The downstream end of the fourth inert
第1の処理領域201a内及び第2の処理領域201b内に供給される不活性ガスは、後述する成膜工程(S30)及びクリーニング工程(S50)では、例えばキャリアガス或いは希釈ガス等として作用する。
The inert gas supplied into the
第2のクリーニングガス供給管232dのバルブ235dの下流側には、第5の不活性ガス供給部259が備える第5の不活性ガス供給管232iの下流端が接続されている。第5の不活性ガス供給管232iの上流側には、上流方向から順に、不活性ガス供給源233i、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)234i、及び開閉弁であるバルブ235iが設けられている。第5の不活性ガス供給管232iからは、不活性ガスとして、例えばN2ガスが、マスフローコントローラ234i、バルブ235i、第2のクリーニングガス供給管232d、及び開孔209の下端を介して、反応容器203内に供給される。
The downstream end of the fifth inert
主に、第1の不活性ガス供給管232e、マスフローコントローラ234e及びバルブ235eにより、第1の不活性ガス供給部255が構成される。なお、不活性ガス供給源233eや第1の不活性ガス供給口(図示せず)を、第1の不活性ガス供給部255に含めて考えてもよい。また、主に、第2の不活性ガス供給管232f、マスフローコントローラ234f及びバルブ235fにより、第2の不活性ガス供給部256が構成される。なお、不活性ガス供給源233fや第2の不活性ガス供給口(図示せず)を、第2の不活性ガス供給部256に含めて考えてもよい。また、主に、第3の不活性ガス供給管232e、マスフローコントローラ234g及びバルブ235gにより、第3の不活性ガス供給部257が構成される。なお、不活性ガス供給源233gや、原料ガス供給管232a、原料ガス供給口251aを第3の不活性ガス供給部257に含めて考えてもよい。また、主に、第4の不活性ガス供給管232h、マスフローコントローラ234h及びバルブ235hにより、第4の不活性ガス供給部258が構成される。なお、不活性ガス供給源233hや、ガス供給管232b、反応ガス供給口252aを第4の不活性ガス供給部258に含めて考えてもよい。また、主に、第5の不活性ガス供給管232i、マスフローコントローラ234i及びバルブ235iにより、第5の不活性ガス供給部258が構成される。なお、第2のクリーニングガス供給管232dや、不活性ガス供給源233i、開口209(開口209の下端)を第5の不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。また、主に、第1~第5の不活性ガス供給部255~259により、本実施形態に係るガス供給部の不活性ガス供給部が構成される。
The first inert
(排気部)
図4に示すように、反応容器203には、反応容器203内のサセプタ217より下方の空間を排気する複数の排気部が設けられている。すなわち、本実施形態では、第1の排気部207、及び第2の排気部208の2つの排気部が設けられている。第1の排気部207と第2の排気部208とはそれぞれ、サセプタ217の中心に対して対称(線対称もしくは点対称)となる位置に設けられている。具体的には、第1の排気部207は第1の処理領域201aと隣接し、第2の排気部208は第2の処理領域201bと隣接するように配置されている。
(Exhaust part)
As shown in FIG. 4, the
これにより、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、第1の排気部207及び第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成できる。その結果、反応容器203内の堆積物や副生成物等(以下、クリーニング対象物とも言う)が多い領域に、クリーニング対象物が少ない領域よりも多くのクリーニングガスが流れるように制御できる。従って、反応容器203内のクリーニング対象物を確実に除去できる。これに加えて、反応容器203内のクリーニングが行われる際、反応容器203内でのオーバーエッチングの発生を低減し、クリーニングによるパーティクルの発生を抑制できる。
Thereby, when supplying the cleaning gas into the
第1の排気部207は、第1の排気管210を備えている。第1の排気管210には、上流側から順に、反応容器203内(特に第1の処理領域201a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、第1の排気部207からのクリーニングガスの排気流量を調整する流量調整部としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ211、及び第1の排気部207からのクリーニングガスの排気時間を調整する開閉弁としてのバルブ212が設けられている。なお、APCバルブ211は弁を開閉して、第1の排気管210からクリーニングガス等の排気ガスの排気・排気停止ができ、更に弁開度を調整して、第1の排気管210からのクリーニングガス等の排気ガスの排気流量を調節可能となっている開閉弁である。
The
第1の排気管210のAPCバルブ211よりも上流側には、開口(第1の排気用不活性ガス供給口)260aが開設されている。開口260aには、第1の排気管210内に不活性ガスを供給することで、第1の排気部207のクリーニングガスの排気負荷を調整する第1の排気用不活性ガス供給部260が接続されている。図5(e)に示すように、第1の排気用不活性ガス供給部260は、第1の排気用不活性ガス供給管232jを備えており、第1の排気用不活性ガス供給管232jが、第1の排気用不活性ガス供給口260aに気密に接続されている。第1の排気用不活性ガス供給管232jの上流側には、上流方向から順に、原料ガス供給源233j、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)234j、及び開閉弁であるバルブ235jが設けられている。第1の排気用不活性ガス供給管232jからは、不活性ガスとして、例えばN2ガスが、マスフローコントローラ234j、バルブ235j、及び第1の排気用不活性ガス供給口260aを介して、第1の排気管210内に供給される。
An opening (first exhaust inert gas supply port) 260 a is opened upstream of the
図4に示すように、第2の排気部208は、第2の排気管213を備えている。第2の排気管213には、上流側から順に、反応容器203内(特に第2の処理領域201b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、第2の排気部208からのクリーニングガスの排気流量を調整する流量調整部としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ214、及び第2の排気部208からのクリーニングガスの排気時間を調整する開閉弁としてのバルブ215が設けられている。なお、APCバルブ214は弁を開閉して、第2の排気管213からクリーニングガス等の排気ガスの排気・排気停止ができ、更に弁開度を調整して、第2の排気管213からのクリーニングガス等の排気ガスの排気流量を調節可能となっている開閉弁である。
As shown in FIG. 4, the
第2の排気管213のAPCバルブ214よりも上流側には、開口(第2の排気用不活性ガス供給口)261aが開設されている。開口261aには、第2の排気管213内に不活性ガスを供給することで、第2の排気部208のクリーニングガスの排気負荷を調整する第2の排気用不活性ガス供給部261が接続されている。図5(e)に示すように、第2の排気用不活性ガス供給部261は、第2の排気用不活性ガス供給管232kを備えており、第2の排気用不活性ガス供給管232kが、第2の排気用不活性ガス供給口261aに気密に接続されている。第2の排気用不活性ガス供給管232kの上流側には、上流方向から順に、原料ガス供給源233k、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)234k、及び開閉弁であるバルブ235kが設けられている。第2の排気用不活性ガス供給管232kからは、不活性ガスとして、例えばN2ガスが、マスフローコントローラ234k、バルブ235k、及び第2の排気用不活性ガス供給口261aを介して、第2の排気管213内に供給される。
An opening (second inert gas supply port for exhaust) 261a is opened upstream of the
主に、第1の排気用不活性ガス供給管232j、マスフローコントローラ234j及びバルブ235jにより、第1の排気用不活性ガス供給部260が構成される。なお、不活性ガス供給源233j、第1の不活性ガス供給口260aを、第1の排気用不活性ガス供給部260に含めて考えてもよい。また、主に、第2の排気用不活性ガス供給管232k、マスフローコントローラ234k及びバルブ235kにより、第2の排気用不活性ガス供給部261が構成される。なお、不活性ガス供給源233k、第2の排気用不活性ガス供給口261aを、第2の排気用不活性ガス供給部261に含めて考えてもよい。
The first exhaust inert
主に、第1の排気管210、圧力センサ、APCバルブ211、バルブ212、及び第1の排気用不活性ガス供給部260により、第1の排気部207が構成される。また、主に、第2の排気管213、圧力センサ、APCバルブ214、バルブ215、及び第2の排気用不活性ガス供給部261により、第2の排気部208が構成される。
Mainly, the
第2の排気管213のバルブ215の下流側には、第1の排気管210の下流端が接続されている。第2の排気管213の、第1の排気管210との接続箇所より下流側には、圧力調整器(圧力調整部)としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ243、開閉弁としてのバルブ245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、反応容器203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243は、弁を開閉して反応容器203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、第1の排気部207、第2の排気部208、APCバルブ243により排気部が構成される。なお、真空ポンプ246を排気部に含めて考えてもよい。
The downstream end of the
(制御部)
制御部(制御手段)であるコントローラ221は、マスフローコントローラ234a~234k、バルブ212,215,235a~235k、圧力センサ、APCバルブ211,214,243、真空ポンプ246、ヒータ218、温度センサ274、回転機構267、昇降機構268、ヒータ電源225等に接続されている。コントローラ221により、マスフローコントローラ234a~234kによる各種ガスの流量調整動作、バルブ212,215,235a~235kの開閉動作、APCバルブ211,214,243の開度調整動作、圧力センサに基づく圧力調整動作、温度センサ274に基づくヒータ218の温度調整動作、真空ポンプ246の起動・停止、回転機構267の回転速度調節動作、昇降機構268の昇降動作等の制御、ヒータ電源225による電力供給制御等が行われる。
(Control part)
The
(3)基板処理工程
続いて、本実施形態にかかる半導体製造工程の一工程として、上述した反応容器203を備えるプロセスチャンバ202aを用いて実施される基板処理工程について、主に図6~図9を用いて説明する。図6は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図であり、図7は、本実施形態に係る基板処理工程における成膜工程での基板への処理を示すフロー図である。図8は、本実施形態に係る基板処理工程におけるクリーニング工程を示すフロー図である。図9は、本発明実施形態に係る反応容器203内を流れるクリーニングガスの流れを模式的に示す上面概略図であり、(a)は反応容器203の中央部からクリーニングガスを供給する場合を示し、(b)は反応容器203内のクリーニング対象物が少ない領域からクリーニングガスを供給する場合を示す。なお、以下の説明において、基板処理装置100のプロセスチャンバ202aの構成各部の動作は、コントローラ221により制御される。
(3) Substrate Processing Step Subsequently, as a step of the semiconductor manufacturing process according to the present embodiment, a substrate processing step performed using the
ここでは、原料ガスとして、シリコン含有ガスであるトリシリルアミン(TSA)を用い、反応ガスとして、酸素含有ガスである酸素ガスを用い、ウエハ200上に絶縁膜としてSiO膜を形成する例について説明する。
Here, an example in which trisilylamine (TSA), which is a silicon-containing gas, is used as a source gas, oxygen gas, which is an oxygen-containing gas, is used as a reaction gas, and an SiO film is formed as an insulating film on the
(基板搬入・載置工程(S10))
まず、ウエハ200の搬送位置まで、ウエハ突き上げピンを上昇させ、サセプタ217の貫通孔にウエハ突き上げピンを貫通させる。その結果、ウエハ突き上げピンが、サセプタ217の表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ244aを開き、真空搬送ロボット112を用いて、反応容器203内に所定枚数(例えば5枚)のウエハ200を搬入する。そして、サセプタ217に設けられた基板載置部としての複数(本実施形態では5つ)の各凹部216に、ウエハ200を載置する。これにより、ウエハ200は、サセプタ217の表面から突出したウエハ突き上げピン上に水平姿勢で支持される。
(Substrate loading / placement process (S10))
First, the wafer push-up pin is raised to the transfer position of the
反応容器203内にウエハ200を搬入したら、真空搬送ロボット112を反応容器203外へ退避させ、ゲートバルブ244aを閉じて反応容器203内を密閉する。その後、ウエハ突き上げピンを下降させて、所定枚数のウエハ200をサセプタ217上に載置する。
When the
なお、ウエハ200を反応容器203内に搬入する際には、第1の排気部207又は第2の排気部208の少なくともいずれかにより反応容器203内を排気しつつ、第1~第5の不活性ガス供給部255~259の少なくともいずれかから、反応容器203内にパージガスとしてのN2ガスを供給することが好ましい。すなわち、真空ポンプ246を作動させ、APCバルブ243を開けて反応容器203内を排気しつつ、例えば、第1の不活性ガス供給部255のバルブ235eを開けて反応容器203内にN2ガスを供給することが好ましい。これにより、処理領域201内へのパーティクルの侵入や、ウエハ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。
When the
(昇温・圧力調整工程(S20))
続いて、サセプタ217の内部に埋め込まれたヒータ218に電力を供給し、ウエハ200の表面が所定の温度(例えば200℃以上であって400℃以下)となるように加熱する。この際、ヒータ218の温度は、温度センサ274により検出された温度情報に基づいてヒータ218への通電具合を制御することによって調整される。
(Temperature increase / pressure adjustment step (S20))
Subsequently, power is supplied to the
なお、シリコンで構成されるウエハ200の加熱処理では、表面温度を750℃以上にまで加熱すると、ウエハ200の表面に形成されたソース領域やドレイン領域等に不純物の拡散が生じ、回路特性が劣化し、半導体デバイスの性能が低下してしまう場合がある。このため、ウエハ200の温度を上述のように制限することにより、ウエハ200の表面に形成されたソース領域やドレイン領域における不純物の拡散、回路特性の劣化、半導体デバイスの性能の低下を抑制できる。
In the heat treatment of the
また、反応容器203内が所望の圧力(例えば0.1Pa~300Pa、好ましくは20Pa~40Pa)となるように、反応容器203内を真空ポンプ246によって真空排気する。この際、反応容器203内の圧力は圧力センサで測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ243の開度をフィードバック制御する。
The inside of the
また、ウエハ200を加熱しつつ、回転機構267を作動して、サセプタ217の回転を開始させる。この際、サセプタ217の回転速度はコントローラ221によって制御される。サセプタ217の回転速度は例えば1回転/秒である。なお、サセプタ217は、後述する成膜工程(S30)が終了するまでの間は、常に回転させた状態とする。サセプタ217を回転させることにより、ウエハ200は、第1の処理領域201a、第1のパージ領域204a、第2の処理領域201b、第2のパージ領域204bの順に移動を開始し、各領域をウエハ200が通過することになる。
Further, while the
(成膜工程(S30))
次に、第1の処理領域201a内に原料ガスとしてのTSAガスを供給し、第2の処理領域201b内に反応ガスとしての酸素ガスを供給することによりウエハ200上にSiO膜を成膜する工程を行う。なお、以下の説明では、TSAガスの供給、酸素ガスの供給、及び不活性ガスの供給を併行して行う。
(Film formation process (S30))
Next, a TSA gas as a source gas is supplied into the
ウエハ200を加熱して所望とする温度に達し、サセプタ217が所望とする回転速度に到達したら、少なくともバルブ235a,235b,235e及び235fを開け、原料ガス、反応ガス及び不活性ガスの処理領域201及びパージ領域204への供給を開始する。
When the
すなわち、バルブ235aを開けて第1の処理領域201a内にTSAガスの供給を開始し、バルブ235bを開けて第2の処理領域201b内に酸素ガスの供給を開始し、さらにバルブ235e,235fを開けて第1のパージ領域204a及び第2のパージ領域204b内に不活性ガスであるN2ガスの供給を開始する。このとき、少なくともAPCバルブ243を適正に調整して反応容器203内の圧力を、例えば10Pa~1000Paの範囲内の圧力とする。このときヒータ218の温度は、ウエハ200の温度が、例えば200℃~400℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。
That is, the
すなわち、バルブ235aを開け、原料ガス供給管232aから原料ガス供給口251aを介して第1の処理領域201a内にTSAガスを供給しつつ、第1の排気管210又は第2の排気管213の少なくともいずれかから排気する。このとき、TSAガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ234aを調整する。なお、マスフローコントローラ234aで制御するTSAガスの供給流量は、例えば100sccm~5000sccmの範囲内の流量とする。
That is, the
TSAガスを第1の処理領域201a内に供給する際には、バルブ235gを開け、第3の不活性ガス供給管232gからキャリアガス或いは希釈ガスとしてのN2ガスを第1の処理領域201a内に供給することが好ましい。
When supplying the TSA gas into the
また、バルブ235a及びバルブ235bを開け、ガス供給管232bから反応ガス供給口252aを介して第2の処理領域201b内に酸素ガスを供給しつつ、第1の排気管210又は第2の排気管213の少なくともいずれかから排気する。このとき、酸素ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ234bを調整する。なお、マスフローコントローラ234bで制御する酸素ガスの供給流量は、例えば1000sccm~10000sccmの範囲内の流量とする。
Further, the
酸素ガスを第2の処理領域201b内に供給する際には、バルブ235hを開け、第4の不活性ガス供給管232hからキャリアガス或いは希釈ガスとしてのN2ガスを第2の処理領域201b内に供給することが好ましい。
When supplying oxygen gas into the
また、バルブ235a及びバルブ235bを開け、さらにバルブ235e及び235fを開ける。すなわち、パージガスとしての不活性ガスであるN2ガスを、第1の不活性ガス供給管232e,第2の不活性ガス供給管232fから、第1の不活性ガス供給口及び第2の不活性ガス供給口を介して、第1のパージ領域204a及び第2のパージ領域204bにそれぞれ供給しつつ排気する。このとき、N2ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ234e及び234fをそれぞれ調整する。また、仕切板205の端部と反応容器203の側壁との間には、隙間が設けられている。第1のパージ領域204a内及び第2のパージ領域204b内や上述の隙間から、第1の処理領域201a内及び第2の処理領域201b内に向けて不活性ガスを噴出させるとよい。これにより、第1のパージ領域204a内及び第2のパージ領域204b内への原料ガスの侵入を抑制できる。
Further, the
反応容器203内への反応ガスの供給開始と共に、第2の処理領域201bに設けられたプラズマ生成部206に、高周波電源219から高周波電力の供給を開始する。第2の処理領域201b内に供給され、プラズマ生成部206を通過した酸素ガスは、第2の処理領域201b内でプラズマ状態となり、これに含まれる活性種がウエハ200に供給される。
At the same time as the supply of the reaction gas into the
酸素ガスは反応温度が高く、上述のようなウエハ200の処理温度、反応容器203内の圧力では反応し難いが、本実施形態のように酸素ガスをプラズマ状態とし、これに含まれる活性種を供給するようにすると、例えば400℃以下の温度帯でも成膜処理を行うことができる。なお、原料ガスと反応ガスとで要求される処理温度が異なる場合、処理温度が低い方の原料ガスの温度に合わせてヒータ218を制御し、処理温度を高くする必要のある他方の原料ガスを、プラズマ状態として供給するとよい。このようにプラズマを利用することで、ウエハ200を低温で処理することができる。そのため、アルミニウム等の熱に弱い配線等を有するウエハ200の処理が可能となる。また、原料ガスの不完全反応による生成物等の異物の発生を抑制することができ、ウエハ200上に形成する薄膜の均質性や耐電圧特性等を向上させることができる。また、プラズマ状態とした酸素ガスの高い酸化力によって、酸化処理時間を短縮することができる等、基板処理の生産性を向上させることができる。
Oxygen gas has a high reaction temperature and hardly reacts at the processing temperature of the
上述したように、サセプタ217を回転させることにより、ウエハ200は、第1の処理領域201a、第1のパージ領域204a、第2の処理領域201b、第2のパージ領域204bの順に移動を繰り返す。そのため、ウエハ200には、TSAガスの供給(S31)、N2ガスの供給(パージ)(S32)、プラズマ状態とされた酸素ガスの供給(S33)、N2ガスの供給(パージ)(S34)を1サイクルとして、このサイクルが所定回数実施されることになる(図7参照)。
As described above, by rotating the
[第1の処理領域通過(S31)]
まず、第1の処理領域201aを通過したウエハ200表面にTSAガスが供給され、ウエハ200上にシリコン含有層が形成される。
[First Processing Area Pass (S31)]
First, TSA gas is supplied to the surface of the
[第1のパージ領域通過(S32)]
次に、シリコン含有層が形成されたウエハ200が第1のパージ領域204aを通過する。このとき、ウエハ200に不活性ガスであるN2ガスが供給される。
[First purge region passing (S32)]
Next, the
[第2の処理領域通過(S33)]
次に、第2の処理領域201bを通過したウエハ200に酸素ガスが供給され、ウエハ200上にシリコン酸化層(SiO層)が形成される。すなわち、酸素ガスは、第1の処理領域201aでウエハ200上に形成されたシリコン含有層の一部と反応する。これにより、シリコン含有層は酸化されて、シリコン及び酸素を含むSiO層へと改質される。
[Second Processing Area Pass (S33)]
Next, oxygen gas is supplied to the
[第2のパージ領域通過(S34)]
そして、第2の処理領域201bでSiO層が形成されたウエハ200が第2のパージ領域204bを通過する。このとき、ウエハ200に不活性ガスであるN2ガスが供給される。
[Second Purge Area Passing (S34)]
Then, the
このように、サセプタ217の1回転を1サイクルとし、すなわち第1の処理領域201a、第1のパージ領域204a、第2の処理領域201b及び第2のパージ領域204bのウエハ200の通過を1サイクルとし、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SiO膜を成膜することができる。
In this way, one rotation of the
ウエハ200上に所望の膜厚のSiO膜が形成された後、少なくともバルブ234a及びバルブ235bを閉じ、TSAガス及び酸素ガスの第1の処理領域201a及び第2の処理領域201bへの供給を停止する。このとき、プラズマ生成部206への電力供給も停止する。
After the SiO film having a desired thickness is formed on the
(基板搬出工程(S40))
そして、ウエハ突き上げピンを上昇させ、サセプタ217の表面から突出させたウエハ突き上げピン上にウエハ200を支持させる。このとき、ウエハ200はヒータ218の影響を受けない程度の高さに支持する。その後、ゲートバルブ244aを開き、真空搬送ロボット112を用いてウエハ200を反応容器203の外へ搬出する。なお、上述の基板搬入工程(S10)~成膜工程(S30)において、ウエハ200の温度、反応容器203内の圧力、各ガスの流量、プラズマ生成部206に印加する電力、処理時間等の条件等は、改質対象の膜の材料や膜厚等によって任意に調整できる。
(Substrate unloading step (S40))
Then, the wafer push-up pins are raised, and the
(クリーニング工程(S50))
上述の成膜工程(S30)を所定回数繰り返した後、上述の成膜工程(S30)で生成され、反応容器203内に付着(堆積)したパーティクルや、反応容器203内で生成された副生成物等のクリーニング対象物の除去を行うクリーニング工程(S50)を実施する(図8参照)。
(Cleaning step (S50))
After the above-described film formation step (S30) is repeated a predetermined number of times, particles generated in the above-described film formation step (S30) and attached (deposited) in the
[ダミー基板搬入・載置工程(S51)]
まず、上述の基板搬入・載置工程(S10)と同様の手順で、サセプタ217上にダミーウエハ300を載置する。上述の成膜工程(S30)で、サセプタ217上のウエハ200を載置した箇所には、通常、クリーニング対象物は堆積しない。従って、クリーニング工程(S50)を実施する際、サセプタ217上のウエハ200載置箇所である凹部216にダミーウエハ300を載置することで、凹部216がクリーニングガスによりエッチングされることを抑制できる。これにより、パーティクルの発生をより低減できる。
[Dummy substrate loading / mounting step (S51)]
First, the
[昇温・圧力調整工程(S52)]
続いて、サセプタ217の内部に埋め込まれたヒータ218に電力を供給し、反応容器203内が所定の温度となるように加熱する。この際、ヒータ218の温度は、温度センサ274により検出された温度情報に基づいてヒータ218への通電具合を制御することによって調整される。
[Temperature increase / pressure adjustment step (S52)]
Subsequently, electric power is supplied to the
また、反応容器203内が所望の圧力(例えば0.1Pa~300Pa、好ましくは20Pa~40Pa)となるように、反応容器203内を真空ポンプ246によって真空排気する。この際、反応容器203内の圧力は圧力センサで測定され、この測定された圧力情報に基づきAPCバルブ243の開度をフィードバック制御する。
The inside of the
また、反応容器203内を加熱しつつ、回転機構267を作動して、サセプタ217の回転を開始させる。この際、サセプタ217の回転速度はコントローラ221によって制御される。サセプタ217の回転速度は例えば1回転/秒である。なお、サセプタ217は、後述するクリーニングガス供給工程(S53)が終了するまでの間は、回転させた状態とするとよい。
Also, while rotating the inside of the
[クリーニングガス供給工程(S53)]
反応容器203内を加熱して所望とする温度に達したら、第1のクリーニングガス供給部253又は第2のクリーニングガス供給部254の少なくともいずれかから反応容器203内に、クリーニングガスとしての三フッ化窒素(NF3)ガスの供給を開始する。このとき、APCバルブ243を適正に調整して、反応容器203内の圧力を例えば10Pa~1000Paの範囲内の圧力とするとよい。
[Cleaning gas supply step (S53)]
When the inside of the
第1のクリーニングガス供給部253からクリーニングガスを供給する場合は、バルブ235cを開け、第1のクリーニングガス供給管232cから、ガス供給管232b及び反応ガス供給口252aを介して、第2の処理領域201b(反応容器203)内にクリーニングガスを供給する。第2の処理領域201b内に供給されたクリーニングガスは、プラズマ生成部206を通過することで、プラズマ状態となる。このとき、クリーニングガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ234cを調整する。
When supplying the cleaning gas from the first cleaning
第2のクリーニングガス供給部254からクリーニングガスを供給する場合は、バルブ235dを開け、第2のクリーニングガス供給管232dから、開孔209を介して、反応容器203内にクリーニングガスを供給する。第2のクリーニングガス供給部254から供給されるクリーニングガスは、例えばリモートプラズマ機構236により予めプラズマ状態とする。このとき、クリーニングガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ235dを調整する。
When supplying the cleaning gas from the second cleaning
なお、マスフローコントローラ234c,234dで制御するクリーニングガスの供給流量は、例えば100sccm~5000sccmの範囲内の流量とする。
The supply flow rate of the cleaning gas controlled by the
第1のクリーニングガス供給部253又は第2のクリーニングガス供給部254から反応容器203内へクリーニングガスを供給する際には、バルブ235e~235iを開け、第1~第5の不活性ガス供給管232e~232iのそれぞれから、希釈ガス、キャリアガス、或いはパージガスとしてのN2ガスを反応容器203内に供給してもよい。このとき、N2ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ234e~234iをそれぞれ調整する。これにより、例えば、反応容器203内へのクリーニングガスの供給を促進させることができる。
When supplying the cleaning gas from the first cleaning
ここで、反応容器203内では、原料ガスの供給位置からの距離、すなわち原料ガス供給口251aからの距離に応じて、クリーニング対象物の量が異なる。すなわち、原料ガス供給口251aに近い領域ほど、原料ガス供給口251aから離れた領域と比べて、クリーニング対象物の量が多くなってしまう。
Here, in the
具体的には、本実施形態では、上述したように、第1の処理領域201a内には、原料ガスとして、シリコン含有ガスであるTSAガスが供給される。従って、上述の成膜工程(S30)が繰り返されると、第1の処理領域201a内の、反応容器203の内壁や仕切板205等には、例えばシリコン含有ガスで形成された膜等のパーティクル(クリーニング対象物)が付着して堆積する。特に、原料ガス供給部251の原料ガス供給位置である原料ガス供給口251a付近では、クリーニング対象物の付着量(堆積量)が多くなる。また、第1の処理領域201aを通過するサセプタ217上のウエハ200が載置されていない箇所にも、原料ガスが付着する。
Specifically, in this embodiment, as described above, TSA gas, which is a silicon-containing gas, is supplied as a source gas into the
これに対し、上述したように、第2の処理領域201b内には、反応ガスとして、酸素含有ガスである酸素ガスが供給される。このため、原料ガス供給口251a付近と比べ、反応ガス供給部252の反応ガス供給位置である反応ガス供給口252a付近には、クリーニング対象物は付着しにくい。
In contrast, as described above, oxygen gas, which is an oxygen-containing gas, is supplied as a reactive gas into the
しかしながら、第2の処理領域201b内では、例えば、サセプタ217が回転することで、第1の処理領域201aを通過し、サセプタ217上に付着した原料ガス(シリコン含有ガス)が、第2の処理領域201bを通過する際に、反応ガス(酸素含有ガス)と反応する場合がある。すなわち、第2の処理領域201b内では、上述の成膜工程(S30)で、ウエハ200上以外の場所で、原料ガスと反応ガスとが反応することで、クリーニング対象物である副生成物が生成される場合がある。この副生成物が、第2の処理領域201b内の、例えば反応容器203の内壁や仕切板205に付着して堆積する場合がある。ただし、通常は、第2の処理領域201b内のクリーニング対象物の量よりも、第1の処理領域201a内のクリーニング対象物の量の方が多い。すなわち、原料ガス供給口251aから離れた第2の処理領域201bは、原料ガス供給口251aに近い第1の処理領域201aよりも、クリーニング対象物の量が少なくなる。
However, in the
また、上述したように、第1のパージ領域204a及び第2のパージ領域204b内には、不活性ガスであるN2ガスが供給される。不活性ガスは、膜を形成することができないガスである。また、第1のパージ領域204a及び第2のパージ領域204b内では、原料ガスと反応ガスとが反応することは殆どない。従って、第1のパージ領域204a及び第2のパージ領域204b内では、第1の処理領域201a及び第2の処理領域201bよりもクリーニング対象物が少なくなる。
Also, as described above, N 2 gas, which is an inert gas, is supplied into the
従って、クリーニングガス供給工程(S53)では、上述したように、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、第1の排気部207及び第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成する。
Therefore, in the cleaning gas supply step (S53), as described above, when supplying the cleaning gas into the
すなわち、反応容器203内に供給されたクリーニングガスは、第1の排気部207及び第2の排気部208から排気される。このとき、第1の排気部207及び第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ異ならせると、クリーニングガスの排気流量の多い排気部から、より多くの量のクリーニングガスが排気される。これにより、反応容器203内のクリーニング対象物が多い領域220に、他の領域(クリーニング対象物が少ない領域)よりも多くのクリーニングガスが流れるようにすることができる。その結果、反応容器203内の堆積物や副生成物等のクリーニング対象物を除去できると共に、クリーニングを行う際、反応容器203内でのオーバーエッチングの発生を低減し、パーティクルの発生を抑制できる。
That is, the cleaning gas supplied into the
その第1の手法として、反応容器203に設けられた第1の排気部207及び第2の排
気部208のうち、原料ガス供給部251の原料ガス供給口251aに近い排気部である第1の排気部207のクリーニングガスの排気流量が、原料ガス供給口251aから離れた排気部である第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量よりも大きくなるように、第1の排気部207及び第2の排気部208をそれぞれ制御するとよい。
As a first method, of the
具体的には、例えば、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、原料ガス供給口251aに近い第1の排気部207のクリーニングガスの排気流量が、原料ガス供給口251aから離れた第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量よりも大きくなるように、APCバルブ211,214の開度をそれぞれ制御するとよい。
Specifically, for example, when supplying the cleaning gas into the
また、第2の手法として、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、原料ガス供給口251aに近い第1の排気部207のクリーニングガスの排気時間が、原料ガス供給口251aから離れた第2の排気部208のクリーニングガスの排気時間よりも長くなるように、バルブ212,215の開時間を制御するとよい。具体的には、第1の排気部に設けられたバルブ212の開時間が、第2の排気部に設けられたバルブ215の開時間よりも長くなるように、バルブ212,215の開閉をそれぞれ制御するとよい。
Further, as a second method, when supplying the cleaning gas into the
また、第3の手法として、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、原料ガス供給口251aに近い第1の排気部207のクリーニングガスの排気負荷が、原料ガス供給位置251aから離れた第2の排気部208のクリーニングガスの排気負荷よりも小さくなるように、第1及び第2の排気用不活性ガス供給部260,261から第1及び第2の排気部207,208内へ供給する不活性ガスの流量をそれぞれ調整するとよい。具体的には、第1の排気用不活性ガス供給部260から第1の排気管210内に供給する不活性ガスの流量が、第2の排気用不活性ガス供給部261から第2の排気管213内に供給する不活性ガスの流量よりも少なくなるように、マスフローコントローラ234j,234kをそれぞれ調整するとよい。なお、本実施形態では、クリーニングガスの排気負荷が大きいとは、反応容器203内から排気部へ導入されるクリーニングガスにかかる抵抗が大きく、クリーニングガスが排気部へ導入されにくいことをいう。また、クリーニングガスの排気負荷が小さいとは、反応容器203内から排気部へ導入されるクリーニングガスにっかる抵抗が小さく、クリーニングガスが排気部へ導入されやすいことをいう。
As a third method, when supplying the cleaning gas into the
上述の第1~第3の手法を単独で、或いは組み合わせて用いることで、例えば、図9(a)に示すように、反応容器203の中央部(すなわち第2のクリーニングガス供給部254)からクリーニングガスを供給した場合、反応容器203内のクリーニング対象物が多い領域220にクリーニングガスが多く流れるように、第1の排気部207及び第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整できる。すなわち、第1の排気部207のクリーニングガスの排気流量が、第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量よりも大きくなるように、第1の排気部207のAPC211、バルブ212、マスフローコントローラ234j、及び第2の排気部208のAPC214、バルブ215、マスフローコントローラ234kをそれぞれ調整する。なお、図9(a)には、一例として、反応容器203内に供給された不活性ガスが流れる様子を矢印で模式的に示してある。なお、図9(a)では、分かりやすさのため、仕切板205等は省略している。
By using the above-described first to third methods alone or in combination, for example, as shown in FIG. 9A, from the center of the reaction vessel 203 (that is, the second cleaning gas supply unit 254). When the cleaning gas is supplied, the exhaust gas flow rates of the
これにより、反応容器203内の中央部から、反応容器203内に均一にクリーニングガスを供給した場合であっても、クリーニング対象物の多い領域220に、よりクリーニングガスを流すことができる。従って、クリーニング対象物の多い領域220では、クリーニング対象物を確実に除去でき、クリーニング対象物の少ない領域では、クリーニングガスにより反応容器203の内壁や仕切板205等がエッチングされることを低減できる。
Thereby, even when the cleaning gas is uniformly supplied into the
また、例えば、図9(b)に示すように、反応容器203内のクリーニング対象物が少ない領域(すなわち第1のクリーニングガス供給部253)からクリーニングガスを供給する場合であっても、反応容器203内のクリーニング対象物が多い領域220にクリーニングガスが多く流れるように、第1の排気部207及び第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成できる。すなわち、図9(a)に示す場合と同様に、第1の排気部207及び第2の排気部208からのクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、反応容器203内のクリーニング対象物が多い領域220に、より多くのクリーニングガスが流れるように、クリーニングガスの流れを形成できる。なお、図9(b)には、一例として、反応容器203内に供給された不活性ガスが流れる様子を矢印で模式的に示してある。また、図9(b)では、分かりやすさのため、仕切板205等は省略している。
Further, for example, as shown in FIG. 9B, even when the cleaning gas is supplied from a region (ie, the first cleaning gas supply unit 253) in the
これにより、反応容器203内のクリーニング対象物が少ない領域から、反応容器203内にクリーニングガスを供給した場合であっても、クリーニング対象物の多い領域220に、よりクリーニングガスを流すことができる。従って、クリーニング対象物の多い領域220では、クリーニング対象物を確実に除去でき、クリーニング対象物の少ない領域では、クリーニングガスにより反応容器203の内壁や仕切板205等がエッチングされることをより低減できる。
Thereby, even when the cleaning gas is supplied into the
尚、ここではシリコン含有ガスが供給される第1の処理領域201aにクリーニング対象物が多い基板処理を例にして説明したが、それに限るものではない。例えば、使用するガスや処理するデバイスに応じて、第1の処理領域201aよりも第2の処理領域201bのクリーニング対象物が多い場合もある。この場合、クリーニング対象物が少ない第一の処理領域201aからクリーニング対象物の多い第二の処理領域にクリーニングガスを流すようにする。
Note that, here, the
[ダミー基板搬出工程(S54)]
クリーニングを所定時間行った後、ダミーウエハ300の搬入とは逆の手順でダミーウエハ300を搬出する。すなわち、ウエハ突き上げピンを上昇させ、サセプタ217の表面から突出させたウエハ突き上げピン上にダミーウエハ300を支持させる。その後、ゲートバルブ244aを開き、真空搬送ロボット112を用いてダミーウエハ300を反応容器203の外へ搬出し、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。なお、上述のクリーニング工程(S50)において、反応容器203内の圧力、クリーニングガスの流量、プラズマ生成部206に印加する電力、クリーニング時間等の条件等は、反応容器203内に堆積したクリーニング対象物の量等によって任意に調整できる。
[Dummy substrate unloading step (S54)]
After performing the cleaning for a predetermined time, the
(4)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
(4) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, the following one or more effects are achieved.
(a)本実施形態によれば、反応容器203内に、サセプタ217より下方の空間を排気する第1の排気部207及び第2の排気部の2つの排気部を設けている。また、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、第1の排気部207及び第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成するようにしている。これにより、反応容器203内の堆積物や副生成物等のクリーニング対象物を除去できると共に、クリーニングを行う際、反応容器203内でのオーバーエッチングの発生を低減し、パーティクルの発生を抑制できる。その結果、基板処理の品質を向上させることができる。また、使用するクリーニングガスの量を低減できる。
(A) According to the present embodiment, two exhaust parts, the
(b)本実施形態では、反応容器203内のクリーニング対象物が多い領域220に、クリーニング対象物が少ない領域よりも多くのクリーニングガスが流れるようにしている。すなわち、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、第1の排気部207及び第2の排気部208のうち、原料ガス供給部251の原料ガス供給位置(原料ガス供給口251a)に近い第1の排気部207のクリーニングガスの排気流量が、原料ガス供給部251の原料ガス供給位置(原料ガス供給口251a)から離れた第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量よりも大きくなるように、第1の排気部207及び第2の排気部208をそれぞれ制御している。これにより、反応容器203内のクリーニング対象物をより除去できると共に、クリーニングを行う際、反応容器203内でのオーバーエッチングの発生をより低減し、パーティクルの発生をより抑制できる。
(B) In the present embodiment, more cleaning gas flows in the
(c)本実施形態では、第1の排気部207及び第2の排気部208にはそれぞれ、排気流量を調整するAPCバルブ211,214が設けられている。また、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、原料ガス供給部251の原料ガス供給口251aに近い第1の排気部207のクリーニングガスの排気流量が、原料ガス供給部251の原料ガス供給口251aから離れた第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量よりも大きくなるように、APCバルブ211,214をそれぞれ制御している。これにより、反応容器203内のクリーニング対象物をより除去できると共に、クリーニングを行う際、反応容器203内でのオーバーエッチングの発生をより低減し、パーティクルの発生をより抑制できる。
(C) In this embodiment, the
(d)本実施形態では、第1の排気部207及び第2の排気部208にはそれぞれ、排気時間を調整するバルブ212,215が設けられている。また、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、原料ガス供給部251の原料ガス供給口251aに近い第1の排気部207のクリーニングガスの排気時間が、原料ガス供給部251の原料ガス供給口251aから離れた第2の排気部208のクリーニングガスの排気時間よりも長くなるように、バルブ212,215の開時間をそれぞれ制御している。これにより、反応容器203内のクリーニング対象物をより除去できると共に、クリーニングを行う際、反応容器203内でのオーバーエッチングの発生をより低減し、パーティクルの発生をより抑制できる。
(D) In this embodiment, the
(e)本実施形態では、第1の排気部207には、第1の排気部207が備える第1の排気管210内に不活性ガスを供給することで、第1の排気部207のクリーニングガスの排気負荷を調整する第1の排気用不活性ガス供給部260が接続されている。また、第2の排気部208には、第2の排気部208が備える第2の排気管213内に不活性ガスを供給することで、第2の排気部208のクリーニングガスの排気負荷を調整する第2の排気用不活性ガス供給部261が接続されている。また、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、原料ガス供給部251の原料ガス供給口251aに近い第1の排気部207のクリーニングガスの排気負荷が、原料ガス供給部251の原料ガス供給位置251aから離れた第2の排気部208のクリーニングガスの排気負荷よりも大きくなるように、第1及び第2の排気用不活性ガス供給部260,261から第1及び第2の排気部207,208内へ供給する不活性ガスの流量をそれぞれ調整している。これにより、反応容器203内のクリーニング対象物をより除去できると共に、クリーニングを行う際、反応容器203内でのオーバーエッチングの発生をより低減し、パーティクルの発生をより抑制できる。
(E) In the present embodiment, the
(f)本実施形態では、反応容器203内には、反応容器203内を少なくとも第1の処理領域201a及び第2の処理領域201bに仕切る仕切板205が設けられている。また、第1の処理領域201a内のサセプタ217の下方には、第1の排気部207が設けられており、第2の処理領域201b内のサセプタ217の下方には、第2の排気部208が設けられている。これにより、第1の排気部207は、主に第1の処理領域201a内のサセプタ217の下方の空間を排気し、第2の排気部208は、主に第2の処理領域
201b内のサセプタ217の下方の空間を排気するように構成している。従って、第1の処理領域201a内と第2の処理領域201b内との間で、クリーニングガスの流れを形成しやすくなり、反応容器203内のクリーニング対象物をより除去できると共に、クリーニングを行う際、反応容器203内でのオーバーエッチングの発生をより低減し、パーティクルの発生をより抑制できる。
(F) In the present embodiment, the
以下、参考までに、従来の処理炉202aが備える反応容器203について、図11及び図12を用いて説明する。図11及び図12に示すように、従来の処理炉202aが備える反応容器203には、サセプタ217の下方の空間を排気する1つの排気部271が設けられている。しかしながら、上述したように、反応容器203内では、原料ガスの供給位置からの距離、すなわち、原料ガス供給口251aからの距離に応じて、クリーニング対象物の量が異なってしまう。すなわち、原料ガス供給口251aに近い領域ほど、原料ガス供給口251aから離れた領域と比べて、クリーニング対象物の量が多くなってしまう。このような反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、クリーニングガスの流量は、クリーニング対象物の量が最も多い箇所に合わせて調整される。このため、クリーニングガス対象物の量が少ない箇所では、オーバーエッチングが発生し、クリーニングガスによって反応容器203の内壁等がエッチングされ、パーティクルが発生する場合がある。
Hereinafter, the
特に、図12(a)に示すような、クリーニングガス供給部273及び1つの排気部271が、反応容器203内のクリーニング対象物の量が少ない領域に設けられた場合、クリーニングガス供給部273から反応容器203内に供給されたクリーニングガスの殆どが、クリーニング対象物の量が多い領域220に供給される前に、排気部271から反応容器203外へ排気されてしまう。すなわち、クリーニング対象物の量が多い領域220には、クリーニングガスが供給されにくい。このため、クリーニング対象物の量が多い領域220内のクリーニング対象物を確実に除去するためには、多量のクリーニングガスが必要となる。従って、反応容器203内のクリーニング対象物の量が少ない領域では、クリーニングガスによってエッチングされる量が多くなってしまい、オーバーエッチングが発生してしまう。その結果、クリーニングで発生するパーティクルの量が多くなってしまう。
In particular, when the cleaning
また、図12(b)に示すように、1つの排気部271が、反応容器203内のクリーニング対象物の量が少ない領域に設けられ、クリーニングガス供給部273が、反応容器203内の中央部に設けられ、反応容器203内に均一にクリーニングガスを供給するように構成されている場合、図12(a)に示す場合と比べると、クリーニング対象物の量が多い領域220に供給されるクリーニングガスの量は多くなる。しかしながら、図12(b)に示す場合においても、クリーニング対象物の量が多い領域220内のクリーニング対象物に合わせてクリーニングガスの供給量が調整されて、反応容器203内に均一に供給されるため、反応容器203内のクリーニング対象物の量が少ない領域では、クリーニングガスによってオーバーエッチングが発生する。その結果、反応容器203の内壁等がエッチングされ、反応容器203内にパーティクルが発生する。
Further, as shown in FIG. 12B, one
これに対し、本実施形態によれば、反応容器203内に複数の排気部(第1の排気部207及び第2の排気部208)を設けている。そして、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、第1の排気部207及び第2の排気部208のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成している。このため、この課題を効果的に解決することができる。
On the other hand, according to this embodiment, a plurality of exhaust parts (
<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施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変更可能である。
<Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change variously in the range which does not deviate from the summary.
上述の実施形態では、反応容器203内に、サセプタ217の下方の空間を排気する第1の排気部207及び第2の排気部208の2つの排気部を設けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、図10に示すように、反応容器203内に、サセプタ217の下方の空間を排気する第1の排気部207と、第2の排気部208と、第3の排気部226とを設け、反応容器203内にクリーニングガスを供給する際、第1~第3の排気部207,208,226のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ制御することで、クリーニングガスの流れを形成してもよい。また、反応容器203内に、4つ以上の排気部を設けてもよい。これによっても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。
In the above-described embodiment, the two exhaust parts of the
また、上述の実施形態では、第1の排気部207及び第2の排気部208のそれぞれに、排気流量を調整する流量調整部としてのAPCバルブ211、214を設けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、第1の排気部207及び第2の排気部208のうち、少なくとも原料ガス供給部251の原料ガス供給口251aから離れた第2の排気部208に、排気流量を調整するAPCバルブ214が設けられていればよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、第1の排気部207及び第2の排気部208のそれぞれに、排気時間を調整する開閉弁としてのバルブ212、215を設けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、第1の排気部207及び第2の排気部208のうち、少なくとも原料ガス供給部251の原料ガス供給口251aから離れた第2の排気部208に、排気時間を調整するバルブ215が設けられていればよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、第1の排気部207及び第2の排気部208のそれぞれに、クリーニングガスの排気負荷を調整する第1の排気用不活性ガス供給部260及び第2の排気用不活性ガス供給部261を設けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、第1の排気部207及び第2の排気部208のうち、少なくとも原料ガス供給部251の原料ガス供給口251aから離れた第2の排気部208に、第2の排気部208内のクリーニングガスの排気負荷を調整する排気用不活性ガス供給部が設けられていればよい。
In the above-described embodiment, the first exhaust inert
また、上述の実施形態では、第1の排気部207に、APCバルブ211、バルブ212、及び第1の排気用不活性ガス供給部260を設けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、第1の排気部207には、APCバルブ211、バルブ212、又は第1の排気用不活性ガス供給部260の少なくともいずれかが設けられていればよい。同様に、上述の実施形態では、第2の排気部208に、APCバルブ214、バルブ215、及び第2の排気用不活性ガス供給部261を設けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、第2の排気部208には、APCバルブ214、バルブ215、又は第2の排気用不活性ガス供給部261の少なくともいずれかが設けられていればよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、第2の排気部208が備える第2の排気管213の下流側にAPCバルブ243、バルブ245及び真空ポンプ246を設けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、APCバルブ214、バルブ215及び第2の排気用不活性ガス供給部261が設けられた第2の排気管213の下流端を、APCバルブ211、バルブ212及び第1の排気用不活性ガス供給部260が設けられた第1の排気管212のバルブ212よりも下流に接続し、第1の排気管212の、第2の排気管213との接続箇所よりも下流側に、APCバルブ243、バルブ245及び真空ポンプ246を設けてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、反応容器203の上部に原料ガス供給口251a及び反応ガス供給口252aを設けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、反応容器203の側部(側壁)に原料ガス供給口251a及び反応ガス供給口252aが設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the source
また、上述の実施形態では、反応容器203内の処理空間を複数の処理領域に仕切る仕切板を設けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、反応容器203内の上部に、天井部材を設けることで、反応容器203内の処理空間を複数の処理領域に分けてもよい。
In the above-described embodiment, the partition plate that partitions the processing space in the
また、上述の実施形態では、反応容器203内の処理空間を、第1の処理領域201a、第1のパージ領域204a、第2の処理領域201b、及び第2のパージ領域204bに分けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、反応容器203内の処理空間が、第1の処理領域201a、第2の処理領域201b、及び第3の処理領域の3つの処理領域に分けられていてもよい。また、例えば、反応容器203内の処理空間が複数の処理領域に分けられていなくてもよい。
In the above-described embodiment, the processing space in the
また、例えば、反応容器203内に複数の処理領域が形成される場合、処理領域ごとにそれぞれ、排気部が設けられるとよい。
Also, for example, when a plurality of processing regions are formed in the
また、上述の実施形態では、第1の処理領域201aの上側に原料ガス供給部251を設け、第2の処理領域201bの上側に反応ガス供給部252を設けたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、反応容器203の中央部から、原料ガス、反応ガス及び不活性ガスを各処理領域やパージ領域に向けて噴出し、供給するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the source
また、上述の実施形態では、処理ガスとしてシリコン含有ガス及び酸素含有ガスを用い、ウエハ200上にSiO膜を形成しているが、これに限られるものではない。すなわち、処理ガスとして、例えばハフニウム(Hf)含有ガス及び酸素含有ガス、ジルコニウム(Zr)含有ガス及び酸素含有ガス、チタン(Ti)含有ガス及び酸素含有ガスを用いて、酸化ハフニウム膜(HfO膜)、酸化ジルコニウム(ZrO膜)、酸化チタン膜(TiO膜)等のHigh-k膜等をウエハ200上に形成してもよい。また、プラズマ状態とする処理ガスとして、酸素含有ガスのほかに、窒素(N)含有ガスであるアンモニア(NH3)ガス等を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the silicon film and the oxygen-containing gas are used as the processing gas and the SiO film is formed on the
また、上述の本実施形態では、ウエハ200の搬入口と搬出口とを個別に設けたが、ウエハ200の搬入出口とし、共通としてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the carry-in port and the carry-out port for the
また、上述の本実施形態では、ウエハ突き上げピン266が昇降することでウエハ200を処理位置や搬送位置に移動させたが、昇降機構268を用い、サセプタ217を昇降させることで、ウエハ200を処理位置や搬送位置に移動させてもよい。
In the above-described embodiment, the wafer push-up
<本発明の好ましい態様>
以下に、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、
基板を処理する反応容器と、
前記反応容器内に設けられ、複数の基板載置部が形成され、回転自在に構成された基板載置台と、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、
前記反応容器内の前記基板載置台より下方の空間を排気する複数の排気部と、
少なくとも前記基板載置台、前記クリーニングガス供給部、及び前記排気部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給する際、複数の前記排気部のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成する基板処理装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A reaction vessel for processing the substrate;
A substrate mounting table provided in the reaction vessel, in which a plurality of substrate mounting units are formed and configured to be rotatable;
A cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas into the reaction vessel;
A plurality of exhaust parts for exhausting a space below the substrate mounting table in the reaction container;
A control unit for controlling at least the substrate mounting table, the cleaning gas supply unit, and the exhaust unit;
The controller is
When supplying the cleaning gas into the reaction vessel, there is provided a substrate processing apparatus that forms a flow of the cleaning gas by adjusting the exhaust gas flow rates of the plurality of the exhaust portions.
好ましくは、
前記反応容器内に原料ガスを供給する原料ガス供給部を備え、
前記制御部は、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給する際、複数の前記排気部のうち、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置に近い前記排気部のクリーニングガスの排気流量が、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置から離れた前記排気部のクリーニングガスの排気流量よりも大きくなるように、複数の前記排気部をそれぞれ制御する。
Preferably,
A source gas supply unit for supplying source gas into the reaction vessel;
The controller is
When supplying the cleaning gas into the reaction container, the exhaust gas flow rate of the exhaust gas near the source gas supply position of the source gas supply unit among the plurality of exhaust units is the raw material of the source gas supply unit. Each of the plurality of exhaust units is controlled so as to be larger than the exhaust gas flow rate of the cleaning gas in the exhaust unit that is away from the gas supply position.
また好ましくは、
複数の前記排気部のうち、少なくとも前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置から離れた前記排気部には、排気流量を調整する流量調整部が設けられ、
前記制御部は、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給する際、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置に近い前記排気部のクリーニングガスの排気流量が、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置から離れた前記排気部のクリーニングガスの排気流量よりも大きくなるように、
前記流量調整部を制御する。
Also preferably,
Among the plurality of exhaust units, at least the exhaust unit that is separated from the source gas supply position of the source gas supply unit is provided with a flow rate adjusting unit that adjusts an exhaust flow rate,
The controller is
When supplying the cleaning gas into the reaction container, the exhaust flow rate of the cleaning gas in the exhaust unit close to the source gas supply position of the source gas supply unit is separated from the source gas supply position of the source gas supply unit. To be larger than the exhaust gas flow rate of the cleaning gas
The flow rate adjusting unit is controlled.
また好ましくは、
複数の前記排気部のうち、少なくとも前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置から離れた前記排気部には、開閉弁が設けられ、
前記制御部は、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給する際、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置に近い前記排気部のクリーニングガスの排気時間が、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置から離れた前記排気部のクリーニングガスの排気時間よりも長くなるように、前記開閉弁の開時間を制御する。
Also preferably,
Among the plurality of exhaust parts, at least the exhaust part separated from the source gas supply position of the source gas supply part is provided with an on-off valve,
The controller is
When supplying the cleaning gas into the reaction vessel, the exhaust time of the cleaning gas in the exhaust unit close to the source gas supply position of the source gas supply unit is away from the source gas supply position of the source gas supply unit The opening time of the on-off valve is controlled so as to be longer than the exhaust time of the cleaning gas of the part.
また好ましくは、
複数の前記排気部のうち、少なくとも前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置から離れた前記排気部には、該排気部内に不活性ガスを供給する排気用不活性ガス供給部が接続され、
前記制御部は、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給する際、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置に近い前記排気部のクリーニングガスの排気負荷が、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置から離れた前記排気部のクリーニングガスの排気負荷よりも小さくなるように、前記排気用不活性ガス供給部から前記排気部内へ不活性ガスを供給する。
Also preferably,
Among the plurality of exhaust parts, at least the exhaust part remote from the source gas supply position of the source gas supply part is connected to an exhaust inert gas supply part that supplies an inert gas into the exhaust part,
The controller is
When supplying the cleaning gas into the reaction container, the exhaust load of the cleaning gas in the exhaust unit close to the source gas supply position of the source gas supply unit is separated from the source gas supply position of the source gas supply unit. An inert gas is supplied into the exhaust part from the exhaust inert gas supply part so as to be smaller than the exhaust load of the cleaning gas of the part.
また好ましくは、
複数の前記排気部は、前記基板載置台の下方の空間を等分するように設けられる。
Also preferably,
The plurality of exhaust parts are provided so as to equally divide a space below the substrate mounting table.
また好ましくは、
前記反応容器内には、前記反応容器内を複数の処理領域に仕切る仕切板が設けられる。
Also preferably,
A partition plate for partitioning the inside of the reaction vessel into a plurality of processing regions is provided in the reaction vessel.
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する反応容器内に、クリーニングガス供給部によりクリーニングガスを供給し、前記反応容器内をクリーニングする工程を有し、
前記クリーニングする工程では、
前記反応容器内に設けられた複数の基板載置部が形成されて回転自在に構成された基板載置台より下方の前記反応容器内の空間を排気する複数の排気部のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成する半導体装置の製造方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
In the reaction vessel for processing the substrate, a cleaning gas is supplied by a cleaning gas supply unit, and the inside of the reaction vessel is cleaned.
In the cleaning step,
The exhaust gas flow rates of the cleaning gas in the plurality of exhaust units for exhausting the space in the reaction container below the substrate mounting table that is configured to be rotatable by forming a plurality of substrate mounting parts provided in the reaction container. By adjusting each, a method of manufacturing a semiconductor device that forms a flow of a cleaning gas is provided.
好ましくは、
前記反応容器内に、原料ガス供給部により原料ガスを供給し、前記反応容器内の前記基板を処理する工程を有し、
前記クリーニングする工程では、
複数の前記排気部のうち、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置に近い前記排気部のクリーニングガスの排気流量を、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置から離れた前記排気部のクリーニングガスの排気流量よりも大きくするように、複数の前記排気部をそれぞれ制御する。
Preferably,
In the reaction vessel, a source gas is supplied by a source gas supply unit, and the substrate in the reaction vessel is processed.
In the cleaning step,
Among the plurality of exhaust units, the exhaust gas flow rate of the exhaust unit close to the source gas supply position of the source gas supply unit is set to the cleaning gas of the exhaust unit separated from the source gas supply position of the source gas supply unit. Each of the plurality of exhaust units is controlled so as to be larger than the exhaust flow rate.
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理する反応容器内に、クリーニングガス供給部によりクリーニングガスを供給し、前記反応容器内をクリーニングする工程を有し、
前記クリーニングする工程では、
前記反応容器内に設けられた複数の基板載置部が形成されて回転自在に構成された基板載置台より下方の前記反応容器内の空間を排気する複数の排気部のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成する基板処理方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
In the reaction vessel for processing the substrate, a cleaning gas is supplied by a cleaning gas supply unit, and the inside of the reaction vessel is cleaned.
In the cleaning step,
The exhaust gas flow rates of the cleaning gas in the plurality of exhaust units for exhausting the space in the reaction container below the substrate mounting table that is configured to be rotatable by forming a plurality of substrate mounting parts provided in the reaction container. Each adjustment provides a substrate processing method for forming a flow of cleaning gas.
200 ウエハ(基板)
203 反応容器
207 第1の排気部
208 第2の排気部
217 サセプタ(基板載置台)
221 コントローラ(制御部)
253,254 クリーニングガス供給部
200 wafer (substrate)
203
221 Controller (control unit)
253, 254 Cleaning gas supply unit
Claims (4)
前記反応容器内に設けられ、複数の基板載置部が形成され、回転自在に構成された基板載置台と、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、
前記反応容器内の前記基板載置台より下方の空間を排気する複数の排気部と、
少なくとも前記基板載置台、前記クリーニングガス供給部、及び前記排気部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給する際、複数の前記排気部のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成する
基板処理装置。 A reaction vessel for processing the substrate;
A substrate mounting table provided in the reaction vessel, in which a plurality of substrate mounting units are formed and configured to be rotatable;
A cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas into the reaction vessel;
A plurality of exhaust parts for exhausting a space below the substrate mounting table in the reaction container;
A control unit for controlling at least the substrate mounting table, the cleaning gas supply unit, and the exhaust unit;
The controller is
A substrate processing apparatus that forms a flow of cleaning gas by adjusting the exhaust gas flow rates of the plurality of exhaust portions when supplying the cleaning gas into the reaction container.
前記制御部は、
前記反応容器内にクリーニングガスを供給する際、複数の前記排気部のうち、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置に近い前記排気部のクリーニングガスの排気流量が、前記原料ガス供給部の原料ガス供給位置から離れた前記排気部のクリーニングガスの排気流量よりも大きくなるように、複数の前記排気部をそれぞれ制御する
請求項1に記載の基板処理装置。 A source gas supply unit for supplying source gas into the reaction vessel;
The controller is
When supplying the cleaning gas into the reaction vessel, the exhaust gas flow rate of the exhaust gas near the source gas supply position of the source gas supply unit among the plurality of exhaust units is the raw material of the source gas supply unit. 2. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of exhaust units is controlled so as to be larger than an exhaust flow rate of the cleaning gas of the exhaust unit remote from the gas supply position.
前記クリーニングする工程では、
前記反応容器内に設けられた複数の基板載置部が形成されて回転自在に構成された基板載置台より下方の前記反応容器内の空間を排気する複数の排気部のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成する
半導体装置の製造方法。 In the reaction vessel for processing the substrate, a cleaning gas is supplied by a cleaning gas supply unit, and the inside of the reaction vessel is cleaned.
In the cleaning step,
The exhaust gas flow rates of the cleaning gas in the plurality of exhaust units for exhausting the space in the reaction container below the substrate mounting table that is configured to be rotatable by forming a plurality of substrate mounting parts provided in the reaction container. A method of manufacturing a semiconductor device in which a flow of a cleaning gas is formed by adjusting each.
前記クリーニングする工程では、
前記反応容器内に設けられた複数の基板載置部が形成されて回転自在に構成された基板載置台より下方の前記反応容器内の空間を排気する複数の排気部のクリーニングガスの排気流量をそれぞれ調整することで、クリーニングガスの流れを形成する
基板処理方法。
In the reaction vessel for processing the substrate, a cleaning gas is supplied by a cleaning gas supply unit, and the inside of the reaction vessel is cleaned.
In the cleaning step,
The exhaust gas flow rates of the cleaning gas in the plurality of exhaust units for exhausting the space in the reaction container below the substrate mounting table that is configured to be rotatable by forming a plurality of substrate mounting parts provided in the reaction container. A substrate processing method for forming a flow of a cleaning gas by adjusting each.
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