JP6054695B2 - Deposition equipment - Google Patents

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Description

本発明は，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスとその他の処理ガスを用いて，半導体ウエハ，液晶基板，太陽電池基板などの基板上にＴｉＳｉＮ膜を成膜する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for forming a TiSiN film on a substrate such as a semiconductor wafer, a liquid crystal substrate, or a solar cell substrate using SiH 2 Cl 2 gas and other processing gases.

ＴｉＳｉＮ膜は，酸化され難く，高カバレッジ性を有するので，例えばＤＲＡＭメモリなどの半導体デバイスの製造過程において，キャパシタ部分のポリシリコンプラグとのバリア層などに用いられる。このようなＴｉＳｉＮ膜の成膜には，Ｓｉ含有ガスとしてのＳｉＨ２Ｃｌ２ガスと，ＴｉＣｌ４ガスなどのＴｉ含有ガス，ＮＨ３ガスなどのＮ含有ガスが用いられる。 Since the TiSiN film is not easily oxidized and has high coverage, it is used for a barrier layer with a polysilicon plug in a capacitor portion in the manufacturing process of a semiconductor device such as a DRAM memory. For forming such a TiSiN film, SiH 2 Cl 2 gas as Si-containing gas, Ti-containing gas such as TiCl 4 gas, and N-containing gas such as NH 3 gas are used.

これらの処理ガスを用いたＴｉＳｉＮ膜の成膜装置では，従来，基板を配置したチャンバ内に，Ｔｉ含有ガスとＮ含有ガスを所定のタイミングで供給ラインを介して供給するとともに，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスをこれらＴｉ含有ガス，Ｎ含有ガスのいずれかの供給ライン（配管）に合流させて，所定のタイミングで供給するようになっていた（例えば特許文献１参照）。 In a TiSiN film forming apparatus using these processing gases, conventionally, a Ti-containing gas and an N-containing gas are supplied to a chamber in which a substrate is placed through a supply line at a predetermined timing, and SiH 2 Cl 2. The gas is joined to a supply line (pipe) of any one of these Ti-containing gas and N-containing gas and is supplied at a predetermined timing (see, for example, Patent Document 1).

特開２００１−１４４０３２号公報JP 2001-144032 A

ところが，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスは，温度が低いと常温でも非常に反応し易いので，従来のようにチャンバ外において共通配管を通して他のガスと混合させると，これらのガスが反応して反応副生成物が生成されて配管の内壁に付着して堆積し，パーティクル発生の原因になり易い。 However, SiH 2 Cl 2 gas is very easy to react even at room temperature when the temperature is low. Therefore, when mixed with other gases through a common pipe outside the chamber as in the past, these gases react and react by-products. Objects are generated and adhere to and accumulate on the inner wall of the pipe, which tends to cause particles.

このため，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスは他のガスと同時に導入せず，パージしながら交互に導入したり，チャンバ外の共通配管を加熱したりすることも考えられる。 For this reason, it is conceivable that the SiH 2 Cl 2 gas is not introduced at the same time as other gases, but is introduced alternately while purging, or the common piping outside the chamber is heated.

しかしながら，チャンバ外においては共通配管のすべての部分を加熱するのは構造上難しい場合も多く，共通配管に常温の部分が残っているとそこで反応してパーティクルが発生する虞がある。また，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスは非常に反応し易いため，パージしても配管内に残留していると他のガスと反応してパーティクルが発生してしまう。特にＳｉＨ２Ｃｌ２ガスはＮＨ３ガスと非常に反応し易いので，僅かでもＳｉＨ２Ｃｌ２ガスが残留していると，ＮＨ３ガスを通したときに反応副生成物が生成されて配管内に付着し，パーティクルが発生してしまう。 However, it is often difficult to heat all the parts of the common pipe outside the chamber because of the structure, and if a part at room temperature remains in the common pipe, there is a possibility that particles will be generated by reacting there. Further, since SiH 2 Cl 2 gas is very easy to react, if it remains in the pipe even after purging, it reacts with other gas and generates particles. In particular, since SiH 2 Cl 2 gas is very easy to react with NH 3 gas, if even a small amount of SiH 2 Cl 2 gas remains, a reaction by-product is generated when NH 3 gas is passed through, so that Adheres to the particles and particles are generated.

この場合，共通配管にできるだけガスを残留させないようにパージ時間を長くすることも可能であるが，パージ時間を長くするほどスループットが低下してしまうため，好ましくない。   In this case, it is possible to lengthen the purge time so that the gas does not remain in the common pipe as much as possible. However, the longer the purge time, the lower the throughput, which is not preferable.

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，少なくともチャンバ外においては，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスが他の処理ガスと混合しないようにすることができ，これらのガスの反応副生成物によるパーティクルの発生を抑制できる成膜装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to prevent SiH 2 Cl 2 gas from mixing with other processing gases at least outside the chamber. An object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of suppressing the generation of particles due to reaction by-products of these gases.

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスと他の処理ガスを用いて基板の成膜処理を行う成膜装置であって，前記基板を載置する載置台を備えたチャンバと，前記チャンバに設けられ，複数のガス導入口から導入されたガスを前記基板に向けて吐出する複数の吐出孔を備えたシャワーヘッドと，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，前記他の処理ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，を備え，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインは，少なくとも前記シャワーヘッドのガス導入口までは前記他の処理ガスの供給ラインとは合流しないように独立して設けたことを特徴とする成膜装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, there is provided a film forming apparatus for performing a film forming process on a substrate using SiH 2 Cl 2 gas and another processing gas, on which the substrate is mounted. A chamber provided with a mounting table, a shower head provided in the chamber and having a plurality of discharge holes for discharging gas introduced from a plurality of gas inlets toward the substrate, and the SiH 2 Cl 2 gas A supply line that supplies the gas introduction port of the shower head and a supply line that supplies the other processing gas to the gas introduction port of the shower head, and the supply line of the SiH 2 Cl 2 gas is at least the There is provided a film forming apparatus characterized in that the gas inlet of the shower head is provided independently so as not to merge with the other processing gas supply lines.

また，上記チャンバの排気ラインに接続される真空ポンプと，前記排気ラインの前記真空ポンプよりも上流側に接続され，前記排気ラインを流れるガスによる反応副生成物を捕捉するトラップと，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，前記他の処理ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，前記他の処理ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，を備え，少なくとも前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスのプリフローラインは，前記排気ラインの前記トラップよりも上流側に接続するようにしてもよい。 A vacuum pump connected to the exhaust line of the chamber; a trap connected to an upstream side of the vacuum pump of the exhaust line and capturing reaction by-products by gas flowing through the exhaust line; and the SiH 2 A preflow line branched from the middle of the Cl 2 gas supply line and connected to the exhaust line; an on-off valve capable of switching between the SiH 2 Cl 2 gas supply line and the preflow line; A preflow line branched from the middle of the gas supply line and connected to the exhaust line; and an on-off valve capable of switching between the other process gas supply line and the preflow line, and at least the SiH 2 The Cl 2 gas preflow line may be connected upstream of the trap in the exhaust line.

また，上記シャワーヘッドは，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室と，前記他の処理ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室とをそれぞれ別々に設け，これらのバッファ室からのガスはそれぞれ別々の前記吐出孔から吐出されるように構成してもよい。 The shower head includes a buffer chamber for diffusing a gas introduced from a gas introduction port connected to the SiH 2 Cl 2 gas supply line, and a gas introduction port connected to the other process gas supply line. The buffer chambers for diffusing the gas introduced from the above may be provided separately, and the gases from these buffer chambers may be discharged from the respective discharge holes.

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスとＴｉ含有ガスとＮ含有ガスとを用いて基板の成膜処理を行う成膜装置であって，前記基板を載置する載置台を備えたチャンバと，前記チャンバに設けられ，複数のガス導入口から導入されたガスを前記基板に向けて吐出する複数の吐出孔を備えたシャワーヘッドと，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，前記Ｔｉ含有ガス（例えばＴｉＣｌ４ガス）を前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，前記Ｎ含有ガス（例えばＮＨ３ガス）を前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，を備え，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインは，少なくとも前記シャワーヘッドのガス導入口までは前記Ｔｉ含有ガスと前記Ｎ含有ガスの供給ラインとは合流しないように独立して設けたことを特徴とする成膜装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, there is provided a film forming apparatus for performing a film forming process on a substrate using a SiH 2 Cl 2 gas, a Ti-containing gas, and an N-containing gas, A chamber having a mounting table for mounting a substrate; a shower head provided in the chamber; and a plurality of discharge holes for discharging gas introduced from a plurality of gas inlets toward the substrate; and the SiH A supply line for supplying 2 Cl 2 gas to the gas inlet of the shower head, a supply line for supplying the Ti-containing gas (eg, TiCl 4 gas) to the gas inlet of the shower head, and the N-containing gas (for example, and a supply line for supplying the NH 3 gas) to the gas inlet of the shower head, the supply line of the SiH 2 Cl 2 gas, at least the shower head moth Until inlet film forming apparatus characterized in that provided independently so as not to merge the supply line of the N-containing gas and the Ti-containing gas is provided.

また，上記チャンバの排気ラインに接続される真空ポンプと，前記排気ラインの前記真空ポンプよりも上流側に接続され，前記排気ラインを流れるガスによる反応副生成物を捕捉するトラップと，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，前記Ｎ含有ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，前記Ｎ含有ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，を備え，少なくとも前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスのプリフローラインは，前記排気ラインの前記トラップよりも上流側に接続するようにしてもよい。 A vacuum pump connected to the exhaust line of the chamber; a trap connected to an upstream side of the vacuum pump of the exhaust line and capturing reaction by-products by gas flowing through the exhaust line; and the SiH 2 A preflow line branched from the middle of the Cl 2 gas supply line and connected to the exhaust line; an on-off valve capable of switching between the SiH 2 Cl 2 gas supply line and the preflow line; and the Ti-containing gas A preflow line that branches off from the middle of the supply line, and is connected to the exhaust line; an on-off valve that can switch between the Ti-containing gas supply line and the preflow line; and the N-containing gas supply line A preflow line branched from the exhaust line and connected to the exhaust line, the N-containing gas supply line and the preflow line And an on-off valve capable of switching, preflow line of at least the SiH 2 Cl 2 gas may be connected to the upstream side of the trap of the exhaust line.

また，上記シャワーヘッドは，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室と，前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室と，前記Ｎ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室とをそれぞれ別々に設け，これらのバッファ室からのガスはそれぞれ別々の前記吐出孔から吐出されるように構成してもよい。 The shower head includes a buffer chamber for diffusing a gas introduced from a gas inlet connected to the SiH 2 Cl 2 gas supply line, and a gas inlet connected to the Ti-containing gas supply line. A buffer chamber for diffusing the introduced gas and a buffer chamber for diffusing the gas introduced from the gas inlet connected to the supply line of the N-containing gas are separately provided, and the gas from these buffer chambers is You may comprise so that it may discharge from the said separate discharge hole, respectively.

また，上記シャワーヘッドは，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスと前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスとを拡散するバッファ室と，前記Ｎ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室とをそれぞれ別々に設け，これらのバッファ室からのガスはそれぞれ別々の前記吐出孔から吐出されるように構成してもよい。 In addition, the shower head includes a gas introduced from a gas inlet connected to the SiH 2 Cl 2 gas supply line and a gas introduced from a gas inlet connected to the Ti-containing gas supply line. A buffer chamber for diffusing and a buffer chamber for diffusing a gas introduced from a gas inlet connected to the supply line of the N-containing gas are provided separately, and the gas from these buffer chambers is separately supplied to the discharge chamber. You may comprise so that it may discharge from a hole.

また，上記載置台に，その外周から外側に張り出すリング状部材を設けるようにしてもよい。この場合，上記リング状部材は，前記載置台から張り出した部分に複数の貫通孔を設けてもよい。   Moreover, you may make it provide the above-mentioned mounting base with the ring-shaped member which protrudes outside from the outer periphery. In this case, the ring-shaped member may be provided with a plurality of through holes in a portion protruding from the mounting table.

また，上記吐出孔にその孔径よりも大きい径の拡径部を形成し，前記拡径部の深さを変えることにより，前記吐出孔のコンダクタンスを調整するようにしてもよい。この場合，前記吐出孔の拡径部は，コンダクタンスを調整したいガス種の吐出孔のすべてに形成し，前記拡径部の深さは，前記基板のセンタ領域に吐出する吐出孔よりも，エッジ領域に吐出する吐出孔の方を深くすることが好ましい。   Further, an enlarged diameter part having a diameter larger than the diameter of the hole may be formed in the ejection hole, and the conductance of the ejection hole may be adjusted by changing the depth of the enlarged diameter part. In this case, the enlarged diameter portion of the discharge hole is formed in all of the discharge holes of the gas species whose conductance is to be adjusted, and the depth of the enlarged diameter portion is larger than the discharge hole for discharging to the center region of the substrate. It is preferable to deepen the discharge hole for discharging into the region.

本発明によれば，少なくともチャンバ外においてはＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインを他の処理ガスの供給ラインと独立させて，別々の供給ラインでチャンバまで供給されるようにしたことにより，少なくともチャンバ外においてＳｉＨ２Ｃｌ２ガスが他の処理ガスと混合しないようにすることができるので，これらのガスの反応副生成物によるパーティクルの発生を抑制できる。 According to the present invention, at least outside the chamber, the SiH 2 Cl 2 gas supply line is made independent from the other process gas supply lines and is supplied to the chamber by a separate supply line, so that at least the chamber Since it is possible to prevent the SiH 2 Cl 2 gas from being mixed with other processing gases outside, generation of particles due to reaction byproducts of these gases can be suppressed.

本発明の実施形態にかかる成膜装置の構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structural example of the film-forming apparatus concerning embodiment of this invention. 同実施形態にかかる成膜装置の他の構成例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other structural example of the film-forming apparatus concerning the embodiment. 同実施形態におけるチャンバの構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the chamber in the embodiment. 同実施形態におけるチャンバの他の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structural example of the chamber in the embodiment. 同実施形態にかかる成膜装置を用いて実行される成膜処理の具体例を説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining a specific example of a film forming process executed using the film forming apparatus according to the embodiment. 同実施形態にかかる載置台にリング状部材を設けた場合を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the case where a ring-shaped member is provided in the mounting base concerning the embodiment. リング状部材を設けた載置台を上方から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the mounting base which provided the ring-shaped member from upper direction. リング状部材を設けない載置台上の周方向のガス速度を示す図である。It is a figure which shows the gas velocity of the circumferential direction on the mounting base which does not provide a ring-shaped member. リング状部材を設けた載置台上の周方向のガス速度を示す図である。It is a figure which shows the gas velocity of the circumferential direction on the mounting base which provided the ring-shaped member. 図７に示すリング状部材の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the ring-shaped member shown in FIG. 図３に示すシャワーヘッドにおいてコンダクタンスを調整したガス吐出孔の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement | positioning of the gas discharge hole which adjusted conductance in the shower head shown in FIG. 図１０に示すシャワーヘッドの効果を確認する実験を行った結果をグラフに示した図である。It is the figure which showed the result of having conducted the experiment which confirms the effect of the shower head shown in FIG. 10 on the graph.

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

（成膜装置の構成例）
まず，本発明の実施形態にかかる成膜装置について図面を参照しながら説明する。ここでは，基板例えば半導体ウエハ（以下「ウエハ」という。）上にＴｉＳｉＮ膜を成膜する処理を行う成膜装置を例に挙げて説明する。図１は，本実施形態にかかる成膜装置の構成例を示す図である。成膜装置１００は，ウエハＷに対する成膜処理を行うチャンバ１０２，このチャンバ１０２に所定の処理ガスを供給する処理ガス供給部２００，チャンバ１０２内を排気する排気部３００を備える。 (Configuration example of film deposition system)
First, a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a film forming apparatus that performs a process of forming a TiSiN film on a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) will be described as an example. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a film forming apparatus according to the present embodiment. The film forming apparatus 100 includes a chamber 102 that performs a film forming process on the wafer W, a processing gas supply unit 200 that supplies a predetermined processing gas to the chamber 102, and an exhaust unit 300 that exhausts the inside of the chamber 102.

排気部３００は，チャンバ１０２の排気口に接続された排気ライン３１０を備え，この排気ライン３１０には，チャンバ１０２内を真空引きして所定の真空圧力に保持する真空ポンプ３３０が接続される。排気ライン３１０の真空ポンプ３３０よりも上流側には，例えばチャンバ１０２内で反応しきれなかった処理ガスにより発生する反応副生成物などを捕捉して，下流側の真空ポンプ３３０に入り込まないようにするトラップ３２０が介在されている。   The exhaust unit 300 includes an exhaust line 310 connected to an exhaust port of the chamber 102, and a vacuum pump 330 is connected to the exhaust line 310 for evacuating the chamber 102 and maintaining a predetermined vacuum pressure. At the upstream side of the vacuum pump 330 in the exhaust line 310, for example, reaction by-products generated by the processing gas that could not be reacted in the chamber 102 are captured so as not to enter the downstream vacuum pump 330. A trap 320 is interposed.

本実施形態では，後述するように処理ガスとして常温で液体であるＴｉＣｌ４ガスや，常温でも他の処理ガスと反応し易いＳｉＨ２Ｃｌ２ガスなどを用いるため，ここでのトラップ３２０としては処理ガス同士が反応して発生する反応副生成物などの付着物を捕捉してそれよりも下流側に流さない構成のものを用いることが好ましい。 In this embodiment, as will be described later, TiCl 4 gas that is liquid at room temperature or SiH 2 Cl 2 gas that easily reacts with other processing gas at room temperature is used as the processing gas. It is preferable to use a structure in which deposits such as reaction by-products generated by the reaction of gases are captured and do not flow downstream.

このようなトラップ３２０としては，例えば箱状のフレーム内に排気ライン３１０を接続する流入口を設け，その流入口から流出口までの流路に複数の邪魔板を設けてラビリンス構造に構成したものを用いることができる。トラップ３２０の構造はこれに限られるものではなく，排気ライン３１０を流れるガスの反応副生成物などの付着物がトラップ３２０内で捕捉できるようなものであればどのような構成であってもよい。   As such a trap 320, for example, an inflow port for connecting the exhaust line 310 is provided in a box-shaped frame, and a plurality of baffle plates are provided in the flow path from the inflow port to the outflow port to form a labyrinth structure. Can be used. The structure of the trap 320 is not limited to this, and any structure may be used as long as deposits such as reaction byproducts of the gas flowing in the exhaust line 310 can be trapped in the trap 320. .

本実施形態で用いられる処理ガスは常温でも反応副生成物を発生させるため，トラップ３２０も常温にしておくだけで反応副生成物を捕捉することができる。トラップ３２０の温度は，これに限られるものではなく，処理ガスの種類によって調整できるようにしてもよい。例えば冷却器や水冷によって冷却するようにしてもよい。   Since the processing gas used in this embodiment generates reaction by-products even at room temperature, the reaction by-products can be captured only by keeping the trap 320 at room temperature. The temperature of the trap 320 is not limited to this, and may be adjusted according to the type of processing gas. For example, it may be cooled by a cooler or water cooling.

また，排気ライン３１０のトラップ３２０よりも上流側には図示しないヒータを取り付けて排気ライン３１０内に不所望の反応副生成物が付着しないようにすることが好ましい。なお，チャンバ１０２の具体的構成例については後述する。   In addition, it is preferable to attach a heater (not shown) upstream of the trap 320 in the exhaust line 310 so that undesired reaction by-products do not adhere to the exhaust line 310. A specific configuration example of the chamber 102 will be described later.

本実施形態にかかる成膜装置１００において，ＴｉＳｉＮ膜を成膜するための処理ガスとしては，少なくともＳｉ含有ガス，Ｔｉ含有ガス，Ｎ含有ガスが必要である。ここでは，Ｓｉ含有ガスとしてＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを用い，Ｔｉ含有ガスとＮ含有ガスとしてはそれぞれＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスを用いた場合を例に挙げる。 In the film forming apparatus 100 according to the present embodiment, at least a Si-containing gas, a Ti-containing gas, and an N-containing gas are necessary as a processing gas for forming a TiSiN film. In this example, SiH 2 Cl 2 gas is used as the Si-containing gas, and TiCl 4 gas and NH 3 gas are used as the Ti-containing gas and N-containing gas, respectively.

このうちＳｉＨ２Ｃｌ２ガスは常温でも反応し易いので，チャンバ１０２の外において他の処理ガスと同じ配管に合流させると不所望の反応副生成物が発生し，それが配管内に付着してパーティクル発生の原因になることが分かった。特にＳｉＨ２Ｃｌ２ガスとＮＨ３ガスは非常に反応し易く，もしこれらを同じ配管内に流すようにすると，たとえパージして交互に供給したとしても，少しでもガスが残留していれば不所望の反応副生成物（塩化アンモニウムなど）が発生する虞がある。 Of these, SiH 2 Cl 2 gas is easy to react even at room temperature, so if it is joined outside the chamber 102 to the same pipe as other processing gas, an undesired reaction by-product is generated and adhered to the pipe. It turned out to be a cause of particle generation. In particular, SiH 2 Cl 2 gas and NH 3 gas are very easy to react, and if they are allowed to flow through the same pipe, even if they are purged and supplied alternately, it is not necessary if even a little gas remains. There is a possibility that a desired reaction by-product (such as ammonium chloride) may be generated.

そこで，本実施形態における処理ガス供給部２００では，少なくともチャンバ１０２外においてはＳｉＨ２Ｃｌ２供給部を他の処理ガスの供給部と独立させて，別々の供給ラインでチャンバまで供給されるようにした。これにより，チャンバ１０２外においてＳｉＨ２Ｃｌ２ガスが他の処理ガスと混合しないようにすることができるので，これらのガスの反応副生成物によるパーティクルの発生を抑制できる。 Therefore, in the processing gas supply unit 200 according to the present embodiment, at least outside the chamber 102, the SiH 2 Cl 2 supply unit is made independent of other processing gas supply units and supplied to the chamber through separate supply lines. did. This prevents the SiH 2 Cl 2 gas from being mixed with other processing gases outside the chamber 102, thereby suppressing generation of particles due to reaction byproducts of these gases.

（処理ガス供給部の構成例）
次に，このような処理ガス供給部２００の構成例について図１を参照しながら説明する。ここでは，ＮＨ３ガス，ＴｉＣｌ４ガス，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの各処理ガスの供給部をすべて独立して設けた場合を例に挙げる。すなわち，図１に示す処理ガス供給部２００には，ＮＨ３供給部２００Ａ，ＳｉＨ２Ｃｌ２供給部２００Ｂ，ＴｉＣｌ４供給部２００Ｃがそれぞれ独立して設けられ，各処理ガスは別々の供給ラインを介してチャンバ１０２に供給されるようになっている。これによればチャンバ１０２の外においては，ＴｉＣｌ４ガス，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス，ＮＨ３ガスをそれぞれ，独立してチャンバ１０２まで供給することができる。 (Configuration example of processing gas supply unit)
Next, a configuration example of such a processing gas supply unit 200 will be described with reference to FIG. Here, as an example, a case where all of the processing gas supply units of NH 3 gas, TiCl 4 gas, and SiH 2 Cl 2 gas are provided independently will be described. That is, the processing gas supply unit 200 shown in FIG. 1 is provided with an NH 3 supply unit 200A, a SiH 2 Cl 2 supply unit 200B, and a TiCl 4 supply unit 200C, and each processing gas has a separate supply line. To be supplied to the chamber 102. According to this, outside the chamber 102, TiCl 4 gas, SiH 2 Cl 2 gas, and NH 3 gas can be independently supplied to the chamber 102, respectively.

以下，各処理ガスの供給部２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃの具体的な構成例を説明する。先ずＮＨ３供給部２００Ａは，ＮＨ３ガス供給源２２０ＡからのＮＨ３ガスをチャンバ１０２に導入する供給ライン２１０Ａを備える。供給ライン２１０Ａにはガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４０Ａが設けられている。 Hereinafter, specific configuration examples of the processing gas supply units 200A, 200B, and 200C will be described. First NH 3 supply unit 200A is provided with a supply line 210A for introducing NH 3 gas from the NH 3 gas supply source 220A to the chamber 102. For example, a mass flow controller (MFC) 240A is provided in the supply line 210A as a flow rate controller for adjusting the gas flow rate.

なお，ここでいう供給ライン２１０Ａの「ライン」は，配管として構成される場合に限られるものではなく，例えば流路ブロック内に形成される流路として構成される場合なども含まれる。上述した排気ライン３１０，後述する他の供給ライン，プリフローラインなどの「ライン」についても同様である。   The “line” of the supply line 210 </ b> A here is not limited to the case where the supply line 210 </ b> A is configured as a pipe. The same applies to “lines” such as the exhaust line 310 described above, other supply lines described later, and preflow lines.

マスフローコントローラ２４０Ａの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２３０Ａ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２５０Ａが設けられている。なお，図１に示すようにガス供給源２２０Ａと第１開閉弁２３０Ａとの間には，レギュレータ２２２Ａと圧力計（ＰＴ）２２４Ａとを設けるようにしてもよい。   A first on-off valve (upstream on-off valve) 230A and a second on-off valve (downstream side on-off valve) 250A are provided on the upstream side and the downstream side of the mass flow controller 240A, respectively. As shown in FIG. 1, a regulator 222A and a pressure gauge (PT) 224A may be provided between the gas supply source 220A and the first on-off valve 230A.

ＮＨ３ガスの供給ライン２１０Ａには，パージガスやキャリアガスとして用いられるＮ２ガスの供給ライン２６０Ａが接続されている。具体的には，Ｎ２ガスの供給ライン２６０Ａには逆流防止弁２６３Ａが介在し，その上流側にはＮ２ガス供給源２６２Ａが接続され，下流側はパージガスライン２６４Ａとキャリアガスライン２６５Ａに分岐して，それぞれＮＨ３ガスの供給ライン２１０Ａの別の部位に接続されている。 NH 3 in the supply line 210A of the gas supply line 260A of the N 2 gas used as a purge or carrier gas is connected. Specifically, a backflow prevention valve 263A is interposed in the N 2 gas supply line 260A, an N 2 gas supply source 262A is connected to the upstream side, and the downstream side branches to the purge gas line 264A and the carrier gas line 265A. Each of them is connected to another part of the NH 3 gas supply line 210A.

パージガスライン２６４Ａは，ＮＨ３ガスの供給ライン２１０Ａのうち，第１開閉弁２３０Ａとマスフローコントローラ２４０Ａとの間に接続されている。パージガスライン２６４Ａには開閉弁２６６Ａが介在している。これにより，Ｎ２ガスをパージガスとして供給ライン２６０Ａに流す際には，上記開閉弁２６６Ａをマスフローコントローラ２４０Ａの上流側に設けられる第１開閉弁として，Ｎ２ガスの流量をマスフローコントローラ２４０Ａで制御することができる。 The purge gas line 264A is connected between the first on-off valve 230A and the mass flow controller 240A in the NH 3 gas supply line 210A. An on-off valve 266A is interposed in the purge gas line 264A. Thus, when the N 2 gas is flowed to the supply line 260A as the purge gas, the flow rate of the N 2 gas is controlled by the mass flow controller 240A using the on-off valve 266A as the first on-off valve provided on the upstream side of the mass flow controller 240A. be able to.

キャリアガスライン２６５Ａは，ＮＨ３ガスの供給ライン２１０Ａのうち，第２開閉弁２５０Ａよりも下流側に接続されている。キャリアガスライン２６５Ａには，ガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２６８Ａが設けられている。マスフローコントローラ２６８Ａの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２６７Ａ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２６９Ａが設けられている。これにより，Ｎ２ガスをＮＨ３ガスのキャリアガスとして供給ライン２６０Ａに流す際には，Ｎ２ガスの流量をＮＨ３ガスとは独立してマスフローコントローラ２６８Ａで制御できる。 The carrier gas line 265A is connected to the downstream side of the second on-off valve 250A in the NH 3 gas supply line 210A. For example, a mass flow controller (MFC) 268A is provided in the carrier gas line 265A as a flow rate controller for adjusting the gas flow rate. A first on-off valve (upstream on-off valve) 267A and a second on-off valve (downstream-side on-off valve) 269A are provided on the upstream and downstream sides of the mass flow controller 268A, respectively. Thus, when the N 2 gas is allowed to flow as the NH 3 gas carrier gas to the supply line 260A, the flow rate of the N 2 gas can be controlled by the mass flow controller 268A independently of the NH 3 gas.

次に，ＳｉＨ２Ｃｌ２供給部２００Ｂは，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス供給源２２０ＢからのＳｉＨ２Ｃｌ２ガスをチャンバ１０２に導入する供給ライン２１０Ｂを備える。供給ライン２１０Ｂにはガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４０Ｂが設けられている。 Then, SiH 2 Cl 2 supply unit 200B is provided with a supply line 210B to introduce SiH 2 Cl 2 gas from SiH 2 Cl 2 gas supply source 220B to the chamber 102. For example, a mass flow controller (MFC) 240B is provided in the supply line 210B as a flow rate controller for adjusting the gas flow rate.

マスフローコントローラ２４０Ｂの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２３０Ｂ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２５０Ｂが設けられている。なお，図１に示すようにガス供給源２２０Ｂと第１開閉弁２３０Ｂとの間には，レギュレータ２２２Ｂと圧力計（ＰＴ）２２４Ｂとを設けるようにしてもよい。   A first on-off valve (upstream on-off valve) 230B and a second on-off valve (downstream side on-off valve) 250B are provided on the upstream side and downstream side of the mass flow controller 240B, respectively. As shown in FIG. 1, a regulator 222B and a pressure gauge (PT) 224B may be provided between the gas supply source 220B and the first on-off valve 230B.

ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ライン２１０Ｂには，パージガスやキャリアガスとして用いられるＮ２ガスの供給ライン２６０Ｂが接続されている。具体的には，Ｎ２ガスの供給ライン２６０Ｂには逆流防止弁２６３Ｂが介在し，その上流側にはＮ２ガス供給源２６２Ｂが接続され，下流側はパージガスライン２６４Ｂとキャリアガスライン２６５Ｂに分岐して，それぞれＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ライン２１０Ｂの別の部位に接続されている。 An N 2 gas supply line 260B used as a purge gas or a carrier gas is connected to the SiH 2 Cl 2 gas supply line 210B. Specifically, a backflow prevention valve 263B is interposed in the N 2 gas supply line 260B, an N 2 gas supply source 262B is connected to the upstream side, and the downstream side branches to the purge gas line 264B and the carrier gas line 265B. Each is connected to another part of the SiH 2 Cl 2 gas supply line 210B.

パージガスライン２６４Ｂは，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ライン２１０Ｂのうち，第１開閉弁２３０Ｂとマスフローコントローラ２４０Ｂとの間に接続されている。パージガスライン２６４Ｂには開閉弁２６６Ｂが介在している。これにより，Ｎ２ガスをパージガスとして供給ライン２６０Ｂに流す際には，上記開閉弁２６６Ｂをマスフローコントローラ２４０Ｂの上流側に設けられる第１開閉弁として，Ｎ２ガスの流量をマスフローコントローラ２４０Ｂで制御することができる。 The purge gas line 264B is connected between the first on-off valve 230B and the mass flow controller 240B in the SiH 2 Cl 2 gas supply line 210B. On-off valve 266B is interposed in purge gas line 264B. Thus, when the N 2 gas is flowed to the supply line 260B as the purge gas, the flow rate of the N 2 gas is controlled by the mass flow controller 240B with the on-off valve 266B serving as the first on-off valve provided on the upstream side of the mass flow controller 240B. be able to.

キャリアガスライン２６５Ｂは，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ライン２１０Ｂのうち，第２開閉弁２５０Ｂよりも下流側に接続されている。キャリアガスライン２６５Ｂには，ガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２６８Ｂが設けられている。マスフローコントローラ２６８Ｂの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２６７Ｂ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２６９Ｂが設けられている。これにより，Ｎ２ガスをＳｉＨ２Ｃｌ２ガスのキャリアガスとして供給ライン２６０Ｂに流す際には，Ｎ２ガスの流量をＳｉＨ２Ｃｌ２ガスとは独立してマスフローコントローラ２６８Ｂで制御できる。 The carrier gas line 265B is connected to the downstream side of the second on-off valve 250B in the SiH 2 Cl 2 gas supply line 210B. For example, a mass flow controller (MFC) 268B is provided in the carrier gas line 265B as a flow rate controller for adjusting the gas flow rate. A first opening / closing valve (upstream opening / closing valve) 267B and a second opening / closing valve (downstream opening / closing valve) 269B are provided on the upstream side and the downstream side of the mass flow controller 268B, respectively. Thus, when the N 2 gas is allowed to flow through the supply line 260B as a carrier gas of SiH 2 Cl 2 gas, the flow rate of the N 2 gas can be controlled by the mass flow controller 268B independently of the SiH 2 Cl 2 gas.

次に，ＴｉＣｌ４供給部２００Ｃは，ＴｉＣｌ４供給源２２０ＣからのＴｉＣｌ４を気化器２４２Ｃにて気化させてチャンバ１０２に導入する供給ライン２１０Ｃを備える。このＴｉＣｌ４は常温で液体のため，気化器２４２Ｃにて気化させてＴｉＣｌ４ガスにする。気化器２４２Ｃの下流側には，ＴｉＣｌ４ガスのガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローメータ（ＭＦＭ）２４４Ｃが設けられている。 Next, the TiCl 4 supply unit 200C includes a supply line 210C that vaporizes TiCl 4 from the TiCl 4 supply source 220C in the vaporizer 242C and introduces it into the chamber 102. Since this TiCl 4 is liquid at room temperature, it is vaporized by the vaporizer 242C to be TiCl 4 gas. On the downstream side of the vaporizer 242C, for example, a mass flow meter (MFM) 244C is provided as a flow rate controller for adjusting the gas flow rate of the TiCl 4 gas.

気化器２４２Ｃの上流側及びマスフローメータ（ＭＦＭ）２４４Ｃの下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２３０Ｃ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２５０Ｃが設けられている。   A first on-off valve (upstream on-off valve) 230C and a second on-off valve (downstream side on-off valve) 250C are provided on the upstream side of the vaporizer 242C and the downstream side of the mass flow meter (MFM) 244C, respectively.

ＴｉＣｌ４ガスの供給ライン２１０Ｃには，パージガスやキャリアガスとして用いられるＮ２ガスの供給ライン２６０Ｃが接続されている。具体的には，供給ライン２６０Ｃには逆流防止弁２６３Ｃが介在し，その上流側にＮ２ガス供給源２６２Ｃが接続され，下流側はパージガスライン２６４Ｃとキャリアガスライン２６５Ｃに分岐して，それぞれＴｉＣｌ４ガスの供給ライン２１０Ｃの別の部位に接続されている。 An N 2 gas supply line 260C used as a purge gas or a carrier gas is connected to the TiCl 4 gas supply line 210C. Specifically, a backflow prevention valve 263C is interposed in the supply line 260C, an N 2 gas supply source 262C is connected to the upstream side thereof, and the downstream side is branched into a purge gas line 264C and a carrier gas line 265C, and TiCl It is connected to another part of the 4- gas supply line 210C.

パージガスライン２６４Ｃは，ＴｉＣｌ４ガスの供給ライン２１０Ｃのうち，第１開閉弁２３０Ｃと気化器２４２Ｃとの間に接続されている。パージガスライン２６４Ｃには開閉弁２６６Ｃが介在している。これにより，Ｎ２ガスをパージガスとして供給ライン２６０Ｃに流す際には，上記開閉弁２６６Ｃをマスフローメータ２４４Ｃの上流側に設けられる第１開閉弁として，Ｎ２ガスの流量を気化器２４２Ｃとマスフローメータ２４４Ｃで制御することができる。 The purge gas line 264C is connected between the first on-off valve 230C and the vaporizer 242C in the TiCl 4 gas supply line 210C. An on-off valve 266C is interposed in the purge gas line 264C. Thus, when N 2 gas is allowed to flow as a purge gas to the supply line 260C, the on-off valve 266C is used as the first on-off valve provided upstream of the mass flow meter 244C, and the flow rate of N 2 gas is changed between the vaporizer 242C and the mass flow meter. It can be controlled by 244C.

キャリアガスライン２６５Ｃは，ＴｉＣｌ４ガスの供給ライン２１０Ｃのうち，第２開閉弁２５０Ｃよりも下流側に接続されている。キャリアガスライン２６５Ｃには，ガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２６８Ｃが設けられている。マスフローコントローラ２６８Ｃの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２６７Ｃ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２６９Ｃが設けられている。これにより，Ｎ２ガスをＴｉＣｌ４ガスのキャリアガスとして供給ライン２６０Ｃに流す際には，Ｎ２ガスの流量をＴｉＣｌ４ガスとは独立してマスフローコントローラ２６８Ｃで制御できる。 The carrier gas line 265C is connected to the downstream side of the second on-off valve 250C in the TiCl 4 gas supply line 210C. For example, a mass flow controller (MFC) 268C is provided in the carrier gas line 265C as a flow rate controller for adjusting the gas flow rate. A first on-off valve (upstream on-off valve) 267C and a second on-off valve (downstream-side on-off valve) 269C are provided on the upstream and downstream sides of the mass flow controller 268C, respectively. Thus, when the N 2 gas is allowed to flow as a TiCl 4 gas carrier gas to the supply line 260C, the flow rate of the N 2 gas can be controlled by the mass flow controller 268C independently of the TiCl 4 gas.

このような処理ガス供給部２００によって各処理ガスをチャンバ１０２に供給する際には，各マスフローコントローラ２４０Ａ，２４０Ｂ，気化器２４２Ｃとマスフローメータ２４４Ｃによりガス流量を調整する。このとき，最初に所定流量のガスを供給する際や流量を変更する際には，供給開始から所定流量に安定するまである程度の立ち上がり時間が必要になる。   When each processing gas is supplied to the chamber 102 by the processing gas supply unit 200, the gas flow rate is adjusted by the mass flow controllers 240A and 240B, the vaporizer 242C, and the mass flow meter 244C. At this time, when supplying a gas at a predetermined flow rate for the first time or changing the flow rate, a certain amount of rise time is required from the start of supply until the flow rate stabilizes.

このような各処理ガスの供給開始時の立ち上がり時間を短縮するため，本実施形態では，チャンバ１０２に処理ガスを供給する各供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃの他に，これらと排気ライン３１０をそれぞれ接続する各プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃを設け，各供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃと各プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃとを開閉弁で切り換えられるようにしている。   In order to shorten the rise time at the start of supply of each processing gas, in this embodiment, in addition to the supply lines 210A, 210B, and 210C that supply the processing gas to the chamber 102, these and the exhaust line 310 are respectively connected. Each preflow line 270A, 270B, 270C to be connected is provided, and each supply line 210A, 210B, 210C and each preflow line 270A, 270B, 270C can be switched by an on-off valve.

これによれば，チャンバ１０２に各処理ガスを供給する前にそれぞれ，プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃに切り換えて所定流量で排気ライン３１０に流して流量を安定させておく。こうしておくことで，チャンバ１０２に処理ガスの供給を開始する際には，供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃに切り換えるだけで，所定流量の処理ガスを瞬時にチャンバ１０２に供給できる。これにより，チャンバ１０２に処理ガスの供給を開始する際の立ち上がり時間を短縮でき，流量が安定した状態で供給できる。   According to this, before supplying each processing gas to the chamber 102, the preflow lines 270A, 270B, and 270C are switched to flow into the exhaust line 310 at a predetermined flow rate to stabilize the flow rates. Thus, when the supply of the processing gas to the chamber 102 is started, the processing gas at a predetermined flow rate can be instantaneously supplied to the chamber 102 simply by switching to the supply lines 210A, 210B, and 210C. As a result, the rise time when starting the supply of the processing gas to the chamber 102 can be shortened, and the flow can be supplied in a stable state.

以下，このようなプリフローライン２７０について図１を参照しながらより詳細に説明する。ＮＨ３ガスのプリフローライン２７０Ａは，その上流側は供給ライン２１０Ａのマスフローコントローラ２４０Ａと第２開閉弁２５０Ａとの間に接続され，下流側は排気ライン３１０のトラップ３２０よりも下流側に接続される。プリフローライン２７０Ａの上流側には開閉弁２７２Ａが介在されている。これにより，上記開閉弁２７２Ａをマスフローコントローラ２４０Ａの下流側に設けられる第２開閉弁として，ＮＨ３ガスのプリフロー流量をマスフローコントローラ２４０Ａで制御することができる。 Hereinafter, the preflow line 270 will be described in more detail with reference to FIG. The NH 3 gas preflow line 270A has an upstream side connected between the mass flow controller 240A of the supply line 210A and the second on-off valve 250A, and a downstream side connected to the downstream side of the trap 320 of the exhaust line 310. The An on-off valve 272A is interposed on the upstream side of the preflow line 270A. Accordingly, the pre-flow rate of NH 3 gas can be controlled by the mass flow controller 240A using the on / off valve 272A as a second on-off valve provided on the downstream side of the mass flow controller 240A.

ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスのプリフローライン２７０Ｂは，その上流側は供給ライン２１０Ｂのマスフローコントローラ２４０Ｂと第２開閉弁２５０Ｂとの間に接続され，下流側は排気ライン３１０のトラップ３２０よりも上流側に接続される。プリフローライン２７０Ｂの上流側と下流側にはそれぞれ，開閉弁２７２Ｂ，２７４Ｂが介在されている。これにより，上記開閉弁２７２Ｂをマスフローコントローラ２４０Ｂの下流側に設けられる第２開閉弁として，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスのプリフロー流量をマスフローコントローラ２４０Ｂで制御することができる。 The upstream side of the SiH 2 Cl 2 gas preflow line 270B is connected between the mass flow controller 240B of the supply line 210B and the second on-off valve 250B, and the downstream side is upstream of the trap 320 of the exhaust line 310. Connected. On-off valves 272B and 274B are interposed on the upstream side and the downstream side of the preflow line 270B, respectively. As a result, the pre-flow rate of the SiH 2 Cl 2 gas can be controlled by the mass flow controller 240B using the on / off valve 272B as a second on-off valve provided on the downstream side of the mass flow controller 240B.

ＴｉＣｌ４ガスのプリフローライン２７０Ｃは，その上流側は供給ライン２１０Ｃのマスフローメータ２４４Ｃと第２開閉弁２５０Ｃとの間に接続され，下流側は排気ライン３１０のトラップ３２０よりも上流側に接続される。プリフローライン２７０Ｃの上流側と下流側にはそれぞれ，開閉弁２７２Ｃ，２７４Ｃが介在されている。これにより，上記開閉弁２７２Ｃをマスフローメータ２４４Ｃの下流側に設けられる第２開閉弁として，ＴｉＣｌ４ガスのプリフロー流量をマスフローメータ２４４Ｃで制御することができる。 The pre-flow line 270C of TiCl 4 gas is connected upstream between the mass flow meter 244C of the supply line 210C and the second on-off valve 250C, and downstream is connected upstream of the trap 320 of the exhaust line 310. The On-off valves 272C and 274C are interposed on the upstream side and the downstream side of the preflow line 270C, respectively. Thereby, the pre-flow rate of TiCl 4 gas can be controlled by the mass flow meter 244C using the on-off valve 272C as a second on-off valve provided on the downstream side of the mass flow meter 244C.

これによれば，例えばＳｉＨ２Ｃｌ２ガスをチャンバ１０２に供給する前に，第２開閉弁２５０Ｂを閉じたまま開閉弁２７２Ｂを開いてプリフローライン２７０Ｂに切り換えて，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを所定流量で排気ライン３１０に流して安定させておく。こうしておくことで，チャンバ１０２にＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給を開始する際には，開閉弁２７２Ｂを閉じて第２開閉弁２５０Ｂを開いて供給ライン２１０Ｂに切り換えるだけで，所定流量のＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを瞬時にチャンバ１０２に供給できる。 According to this, for example, before supplying SiH 2 Cl 2 gas to the chamber 102, the on-off valve 272 B is opened while the second on-off valve 250 B is closed, and the pre-flow line 270 B is switched to supply the SiH 2 Cl 2 gas to a predetermined level. The flow is made to flow through the exhaust line 310 to be stabilized. Thus, when the supply of SiH 2 Cl 2 gas to the chamber 102 is started, it is only necessary to close the on-off valve 272B, open the second on-off valve 250B, and switch to the supply line 210B, so that a predetermined flow rate of SiH 2 Cl Two gases can be supplied to the chamber 102 instantly.

これにより，チャンバ１０２にＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給を開始する際の立ち上がり時間を短縮でき，流量が安定した状態で供給できる。これと同様に，他のＮＨ３ガス，ＴｉＣｌ４ガスについても，プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｃを利用することにより，チャンバ１０２にガス供給を開始する際の立ち上がり時間を短縮でき，流量が安定した状態で供給できる。 As a result, the rising time when starting the supply of SiH 2 Cl 2 gas to the chamber 102 can be shortened, and the supply can be performed in a stable flow rate. Similarly, with respect to other NH 3 gas and TiCl 4 gas, by using the preflow lines 270A and 270C, the rise time when starting the gas supply to the chamber 102 can be shortened, and the flow rate is stable. Can be supplied at.

ここで，プリフローライン２７０Ｂ，２７０Ｃの下流側をトラップ３２０よりも下流側ではなく，上流側に接続した理由とその作用効果について詳細に説明する。上述したように，排気ライン３１０には，チャンバ１０２内で反応しきれなかったＴｉＣｌ４ガス，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスも共通の排気ライン３１０を流れるので，これらによって発生する反応副生成物が下流側の真空ポンプ３３０に入り込まないように，真空ポンプ３３０の上流側に常温のトラップ３２０を設けている。 Here, the reason why the downstream side of the preflow lines 270B and 270C is connected to the upstream side rather than the downstream side of the trap 320, and the operation and effect thereof will be described in detail. As described above, in the exhaust line 310, TiCl 4 gas and SiH 2 Cl 2 gas that have not been reacted in the chamber 102 also flow through the common exhaust line 310, so that reaction by-products generated by these gases are on the downstream side. A normal temperature trap 320 is provided upstream of the vacuum pump 330 so as not to enter the vacuum pump 330.

他方，プリフローライン２７０Ｂ，２７０Ｃを流れるＴｉＣｌ４ガス，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスも未反応であって常温でも非常に反応し易い。このため，これらを排気ライン３１０に流す場合には上記と同様にトラップ３２０の上流側に接続することで，これらによって発生する反応副生成物が下流側の真空ポンプ３３０に入り込まないようにしている。 On the other hand, the TiCl 4 gas and the SiH 2 Cl 2 gas flowing through the preflow lines 270B and 270C are also unreacted and react very easily even at room temperature. For this reason, when these are made to flow into the exhaust line 310, they are connected to the upstream side of the trap 320 in the same manner as described above, so that reaction by-products generated thereby do not enter the vacuum pump 330 on the downstream side. .

こうして，ＴｉＣｌ４ガス，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの反応副生成物は，トラップ３２０によって捕捉されるので，ＮＨ３ガスのプリフローライン２７０Ｂについては，図１に示すようにトラップ３２０よりも下流側に接続するようにしてもよい。 Thus, the reaction by-products of TiCl 4 gas and SiH 2 Cl 2 gas are trapped by the trap 320, so that the NH 3 gas preflow line 270B is located downstream of the trap 320 as shown in FIG. You may make it connect.

さらに，本実施形態ではこのようなトラップ３２０による反応副生成物の捕捉効果を高めるため，上記ＮＨ３ガスのプリフローライン２７０Ｂとは別に，ＮＨ３ガスの供給ライン２１０Ａの第１遮蔽弁２３０Ａの上流側から分岐するトラップライン２８０Ａを設け，このトラップライン２８０Ａの下流側を排気ライン３１０のトラップ３２０よりも上流側に接続している。 Furthermore, since in the present embodiment to enhance the scavenging effect of the reaction by-product by such trap 320, separately from the pre-flow line 270B of the NH 3 gas, the first shutoff valve 230A supply line 210A of the NH 3 gas A trap line 280A branching from the upstream side is provided, and the downstream side of the trap line 280A is connected to the upstream side of the trap 320 of the exhaust line 310.

トラップライン２８０Ａには，ガス流量を調整するための流量制御器として例えばマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２８４Ａが設けられている。マスフローコントローラ２８４Ａの上流側及び下流側にはそれぞれ第１開閉弁（上流側開閉弁）２８２Ａ，第２開閉弁（下流側側開閉弁）２８６Ａが設けられている。また，トラップライン２８０Ａの下流側には開閉弁２８８Ａが設けられている。これにより，トラップライン２８０Ａを流れるＮＨ３ガスの流量制御やオンオフ制御を独立して行うことができる。 For example, a mass flow controller (MFC) 284A is provided in the trap line 280A as a flow rate controller for adjusting the gas flow rate. A first on-off valve (upstream on-off valve) 282A and a second on-off valve (downstream side on-off valve) 286A are provided on the upstream and downstream sides of the mass flow controller 284A, respectively. An on-off valve 288A is provided downstream of the trap line 280A. Thereby, the flow rate control and on / off control of the NH 3 gas flowing through the trap line 280A can be performed independently.

これによれば，例えばトラップライン２８０Ａに所定流量のＮＨ３ガスを流し続けることによって，プリフローライン２７０ＢからのＳｉＨ２Ｃｌ２ガス及びプリフローライン２７０ＣからのＴｉＣｌ４ガスをトラップ３２０内でＮＨ３ガスと混合させて積極的に反応副生成物を発生させることができる。これにより，トラップ３２０によって効率よく反応副生成物を捕捉でき，捕捉効果をより一層高めることができる。 According to this, for example, by continuously flowing NH 3 gas at a predetermined flow rate into the trap line 280A, SiH 2 Cl 2 gas from the preflow line 270B and TiCl 4 gas from the preflow line 270C are NH 3 in the trap 320. By mixing with gas, reaction by-products can be actively generated. Thereby, the reaction by-product can be efficiently captured by the trap 320, and the capturing effect can be further enhanced.

なお，従来のように共通の供給ラインで供給する場合には，独立してプリフローラインを設けるのは難しく，本実施形態のように各処理ガスを別々の供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃを介して供給するように構成したからこそ，プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃについても各処理ガスごとに独立して設けることができる。   In the case of supplying with a common supply line as in the prior art, it is difficult to provide a preflow line independently, and each processing gas is supplied via separate supply lines 210A, 210B, 210C as in this embodiment. Therefore, the preflow lines 270A, 270B, and 270C can be provided independently for each processing gas.

また，上記ＴｉＣｌ４ガスのプリフローライン２７０Ｃには，ダイバートライン（Ｄｉｖｅｒｔ Ｌｉｎｅ）を設けるようにしてもよい。具体的には図２に示すように，プリフローライン２７０Ｃを開閉弁２７４Ｃの上流側で分岐させてダイバートライン２９０Ｃを設ける。ダイバートライン２９０Ｃには，開閉弁２９２Ｃが介在され，その下流側にはダイバートライン２９０Ｃの専用の真空ポンプ３４０が接続される。真空ポンプ３４０の下流側は図示しない除害装置に接続される。 Further, a divert line may be provided on the TiCl 4 gas preflow line 270C. Specifically, as shown in FIG. 2, a divert line 290C is provided by branching the preflow line 270C upstream of the on-off valve 274C. An open / close valve 292C is interposed in the divert line 290C, and a dedicated vacuum pump 340 for the divert line 290C is connected to the downstream side thereof. The downstream side of the vacuum pump 340 is connected to an abatement apparatus (not shown).

これによれば，開閉弁２７４Ｃを閉じて開閉弁２９２Ｃを開くことによって，プリフローライン２７０ＣからのＴｉＣｌ４ガスがトラップ３２０に入り込まないように，ダイバートライン２９０Ｃに回避させることができる。これにより，トラップ３２０で捕捉される付着物の量を減らすことができるので，トラップ３２０のメンテナンスの回数を減らすことができる。 According to this, by closing the on-off valve 274C and opening the on-off valve 292C, the divert line 290C can be avoided so that TiCl 4 gas from the preflow line 270C does not enter the trap 320. Thereby, since the amount of deposits captured by the trap 320 can be reduced, the number of maintenance of the trap 320 can be reduced.

（チャンバの構成例）
次にチャンバ１０２の構成例について図面を参照しながら説明する。図３はチャンバの構成例を示す断面図である。図３に示すチャンバ１０２は，上述した各供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０ＣからＮＨ３ガス，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス，ＴｉＣｌ４ガスをそれぞれ別々にチャンバ１０２に導入できるように構成したものである。 (Configuration example of chamber)
Next, a configuration example of the chamber 102 will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the chamber. The chamber 102 shown in FIG. 3 is configured such that NH 3 gas, SiH 2 Cl 2 gas, and TiCl 4 gas can be separately introduced into the chamber 102 from the supply lines 210A, 210B, and 210C described above.

図３に示すように，チャンバ１０２は，気密に構成された略円筒状の処理容器１１０を備えており，この処理容器１１０にウエハＷを収容し，このウエハＷ上にＴｉＳｉＮ膜を成膜するプロセス処理を実施可能に構成されている。   As shown in FIG. 3, the chamber 102 includes a substantially cylindrical processing container 110 configured to be airtight. A wafer W is accommodated in the processing container 110 and a TiSiN film is formed on the wafer W. It is configured to be able to perform process processing.

処理容器１１０内にはウエハＷを載置するための載置台１２０が配置されている。載置台１２０は，ウエハＷを載置する円板状のサセプタ１２２と，このサセプタ１２２を支持する円筒状の支柱１２５を備える。サセプタ１２２は例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックスからなる。   A mounting table 120 for mounting the wafer W is disposed in the processing container 110. The mounting table 120 includes a disk-shaped susceptor 122 on which the wafer W is mounted, and a cylindrical support column 125 that supports the susceptor 122. The susceptor 122 is made of a ceramic such as aluminum nitride (AlN).

また，サセプタ１２２にはヒータ１２８が内蔵されている。このヒータ１２８はヒータ電源１３０から供給される電力に応じて発熱するものであり，この作用によってウエハＷの温度が調節される。   The susceptor 122 has a built-in heater 128. The heater 128 generates heat according to the electric power supplied from the heater power supply 130, and the temperature of the wafer W is adjusted by this action.

なお，載置台１２０は，上記の他にも，図示はしないが，搬送アームなどの搬送機構からウエハＷを受け取り，また搬送機構にウエハＷを受け渡すために，ウエハＷを支持して昇降させることができるウエハ支持機構を備えている。このウエハ支持機構は，例えば３本のウエハ支持ピン（リフタピン）を有しており，各ウエハ支持ピンは，サセプタ１２２に形成された貫通孔を通って，その表面に対して突没するように動作する。   In addition to the above, the mounting table 120 receives the wafer W from a transfer mechanism such as a transfer arm, and supports and lifts the wafer W in order to deliver the wafer W to the transfer mechanism. A wafer support mechanism is provided. This wafer support mechanism has, for example, three wafer support pins (lifter pins), and each wafer support pin passes through a through-hole formed in the susceptor 122 so as to project and sink with respect to the surface thereof. Operate.

処理容器１１０の側壁１１２には，図示しない搬送アームなどによって処理前のウエハＷを搬入して載置台１２０に載置し，また処理済みのウエハＷを載置台１２０から取り出して搬出するための搬出入口１１３が設けられている。搬出入口１１３はゲートバルブＧによって気密に開閉できるようになっている。処理容器１１０の底壁１１４の中央部には円形の開口部１１５が形成されており，底壁１１４にはこの開口部１１５を覆うように下方に向けて突出した排気室１１６が連結されている。排気室１１６の側壁には排気ライン３１０を介して上述した排気部３００が接続されている。   An unprocessed wafer W is loaded onto the side wall 112 of the processing chamber 110 by a transfer arm (not shown) and mounted on the mounting table 120, and the processed wafer W is unloaded from the mounting table 120 for unloading. An inlet 113 is provided. The carry-in / out port 113 can be opened and closed airtight by the gate valve G. A circular opening 115 is formed at the center of the bottom wall 114 of the processing vessel 110, and an exhaust chamber 116 protruding downward is connected to the bottom wall 114 so as to cover the opening 115. . The exhaust unit 300 described above is connected to the side wall of the exhaust chamber 116 via an exhaust line 310.

処理容器１１０の天井壁１１８には，処理ガスを処理容器１１０内に導入するシャワーヘッド１４０が設けられている。ここでのシャワーヘッド１４０は，上述したＮＨ３供給部２００Ａ，ＳｉＨ２Ｃｌ２供給部２００Ｂ，ＴｉＣｌ４供給部２００Ｃからの各処理ガスをそれぞれ独立して処理容器１１０内に供給するいわゆるポストミックスタイプである。 A shower head 140 for introducing a processing gas into the processing container 110 is provided on the ceiling wall 118 of the processing container 110. The shower head 140 here is a so-called postmix type that supplies each processing gas from the NH 3 supply unit 200A, the SiH 2 Cl 2 supply unit 200B, and the TiCl 4 supply unit 200C independently into the processing vessel 110. It is.

具体的には図３に示すシャワーヘッド１４０は，その上部に３つのガス導入口１４１，１４２，１４３が設けられ，これらに上述した各供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃがそれぞれ接続されて各処理ガスが導入されるようになっている。   Specifically, the shower head 140 shown in FIG. 3 is provided with three gas inlets 141, 142, and 143 at the top thereof, and the above-described supply lines 210A, 210B, and 210C are connected to the respective processing gases. Has been introduced.

このシャワーヘッド１４０は，最も上側に位置する上段ブロック体１４４とその下側に設けられる下段ブロック体１５０を備える。上記ガス導入口１４１，１４２，１４３は，上段ブロック体１４４の上側に設けられる。下段ブロック体１５０は複数段で構成される。図３は２段で構成した場合を例に挙げているが，これに限られるものではない。   The shower head 140 includes an upper block body 144 located on the uppermost side and a lower block body 150 provided on the lower side thereof. The gas inlets 141, 142, and 143 are provided on the upper side of the upper block body 144. The lower block body 150 includes a plurality of stages. Although FIG. 3 shows an example of a two-stage configuration, the present invention is not limited to this.

下段ブロック体１５０には，３つのバッファ室１５１，１５２，１５３がそれぞれ独立して設けられている。各バッファ室１５１，１５２，１５３には，ガス導入口１４１，１４２，１４３からのガスが上段ブロック体１４４に形成されたガス流路を通って別々に導入されるようになっている。下段ブロック体１５０の下面には，バッファ室１５１，１５２，１５３にそれぞれ連通するガス吐出孔１６１，１６２，１６３が交互に形成されている。   The lower block body 150 is provided with three buffer chambers 151, 152, and 153 independently of each other. Gases from the gas inlets 141, 142, and 143 are separately introduced into the buffer chambers 151, 152, and 153 through gas flow paths formed in the upper block body 144. Gas discharge holes 161, 162, and 163 communicating with the buffer chambers 151, 152, and 153 are alternately formed on the lower surface of the lower block body 150.

このような図３に示すシャワーヘッド１４０によれば，ＮＨ３供給部２００Ａ，ＳｉＨ２Ｃｌ２供給部２００Ｂ，ＴｉＣｌ４供給部２００Ｃからの各処理ガスはそれぞれ，別々のガス供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃを通ってガス導入口１４１，１４２，１４３に導入される。 According to the shower head 140 shown in FIG. 3, the process gases from the NH 3 supply unit 200A, the SiH 2 Cl 2 supply unit 200B, and the TiCl 4 supply unit 200C are respectively separated into separate gas supply lines 210A, 210B, The gas is introduced into the gas inlets 141, 142, and 143 through 210C.

そして，図３に示すシャワーヘッド１４０内では，各ガス導入口１４１，１４２，１４３から導入された各ガスはそれぞれ，上段ブロック体１４４の別々の流路から各バッファ室１５１，１５２，１５３に導入され，それぞれ拡散してガス吐出孔１６１，１６２，１６３から別々に処理容器１１０内へ吐出される。これによれば，シャワーヘッド１４０内においてもＮＨ３ガス，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス，ＴｉＣｌ４ガスは互いに混合されることはないので，シャワーヘッド１４０で反応副生成物が発生することを防止でき，これによるパーティクルの発生を防止できる。 In the shower head 140 shown in FIG. 3, the gases introduced from the gas introduction ports 141, 142, 143 are introduced into the buffer chambers 151, 152, 153 from separate flow paths of the upper block body 144, respectively. Then, each is diffused and discharged separately from the gas discharge holes 161, 162, and 163 into the processing container 110. According to this, since NH 3 gas, SiH 2 Cl 2 gas, and TiCl 4 gas are not mixed with each other even in the shower head 140, it is possible to prevent reaction by-products from being generated in the shower head 140, This can prevent the generation of particles.

図３に示すシャワーヘッド１４０はポストミックスタイプであるため，成膜処理において処理容器１１０内に各処理ガスを同時に供給することはもちろんのこと，交互に供給することも可能であり，またいずれかの処理ガスのみを供給することも可能である。   Since the shower head 140 shown in FIG. 3 is a post-mix type, it is possible to supply each processing gas into the processing container 110 simultaneously in the film forming process, and also to supply them alternately. It is also possible to supply only the processing gas.

なお，図３では各ガス導入口１４１，１４２，１４３にそれぞれ，各処理ガスの供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃを接続した場合を例に挙げたが，これに限られるものではなく，どの各ガス導入口１４１，１４２，１４３にどの処理ガスの供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃを接続するようにしてもよい。   In FIG. 3, the case where the process gas supply lines 210A, 210B, and 210C are connected to the gas introduction ports 141, 142, and 143 is described as an example. However, the present invention is not limited to this. Any processing gas supply line 210A, 210B, 210C may be connected to the inlets 141, 142, 143.

また，図３ではシャワーヘッド１４０として，下段ブロック体１５０に各処理ガスに対応する３つのバッファ室１５１，１５２，１５３を独立して設けた場合を例に挙げて説明したが，バッファ室の数や配置はこれに限られるものではない。例えば後述するようにバッファ室の数を減らして，複数の処理ガスに共通するバッファ室を形成してもよい。   In FIG. 3, the case where the buffer block 151, 152, 153 corresponding to each processing gas is independently provided in the lower block body 150 as the shower head 140 has been described as an example. And the arrangement is not limited to this. For example, as described later, the number of buffer chambers may be reduced to form a buffer chamber common to a plurality of processing gases.

（チャンバの他の構成例）
次に，チャンバ１０２の他の構成例について図面を参照しながら説明する。ここでは，図３に示す下段ブロック体１５０に２つのバッファ室を形成したシャワーヘッド１４０を備えたチャンバ１０２を例に挙げる。図４は，このようなチャンバ１０２の構成例を示す断面図である。なお，図４においてシャワーヘッド１４０以外の構成は図３と同様であるため，図３と同様の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。なお，図４に示す下段ブロック体１５０はその段数を図３に示すものよりも１段少なくした場合を例に挙げている。図４に示す下段ブロック体１５０の段数もこれに限られるものではない。 (Other configuration examples of chamber)
Next, another configuration example of the chamber 102 will be described with reference to the drawings. Here, the chamber 102 provided with the shower head 140 in which two buffer chambers are formed in the lower block body 150 shown in FIG. 3 is taken as an example. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of such a chamber 102. In FIG. 4, the configuration other than the shower head 140 is the same as that in FIG. 3. Therefore, the same parts as those in FIG. Note that the lower block body 150 shown in FIG. 4 has an example in which the number of stages is one less than that shown in FIG. The number of stages of the lower block body 150 shown in FIG. 4 is not limited to this.

図４に示すシャワーヘッド１４０についても，図３と同様に３つのガス導入口１４１，１４２，１４３が設けられ，これらにそれぞれ上述した各供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃがそれぞれ接続されて各処理ガスが導入されるようになっている。   The shower head 140 shown in FIG. 4 is also provided with three gas inlets 141, 142, and 143 as in FIG. 3, and the supply lines 210A, 210B, and 210C described above are connected to the respective processing gases. Has been introduced.

このシャワーヘッド１４０の下段ブロック体１５０には，２つのバッファ室１５４，１５５がそれぞれ独立して設けられている。バッファ室１５４にはガス導入口１４１からのガスが上段ブロック体１４４に形成されたガス流路を通って導入されるようになっている。バッファ室１５５にはガス導入口１４２，１４３からのガスが上段ブロック体１４４に形成されたガス流路において途中で合流して導入されるようになっている。下段ブロック体１５０の下面には，バッファ室１５４，１５５に連通するガス吐出孔１６４，１６５が交互に形成されている。   Two buffer chambers 154 and 155 are independently provided in the lower block body 150 of the shower head 140. Gas from the gas inlet 141 is introduced into the buffer chamber 154 through a gas flow path formed in the upper block body 144. Gases from the gas inlets 142 and 143 are joined to the buffer chamber 155 in the middle of the gas flow path formed in the upper block body 144 and introduced. Gas discharge holes 164 and 165 communicating with the buffer chambers 154 and 155 are alternately formed on the lower surface of the lower block body 150.

このような図４に示すシャワーヘッド１４０によっても，図３に示す場合と同様に，ＮＨ３供給部２００Ａ，ＳｉＨ２Ｃｌ２供給部２００Ｂ，ＴｉＣｌ４供給部２００Ｃからの各処理ガスはそれぞれ，別々のガス供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃを通ってガス導入口１４１，１４２，１４３に導入される。 Also in the shower head 140 shown in FIG. 4, each processing gas from the NH 3 supply unit 200A, the SiH 2 Cl 2 supply unit 200B, and the TiCl 4 supply unit 200C is separately provided, as in the case shown in FIG. Are introduced into the gas inlets 141, 142, 143 through the gas supply lines 210A, 210B, 210C.

そして，図４に示すシャワーヘッド１４０内では，ガス導入口１４１から導入されたガスはバッファ室１５４に導入され，ガス導入口１４２，１４３から導入されたガスは上段ブロック体１４４に形成されたガス流路で合流してバッファ室１５５に導入される。各バッファ室１５４，１５５に導入されたガスはそれぞれ拡散してガス吐出孔１６４，１６５から別々に処理容器１１０内へ吐出される。これにより，シャワーヘッド１４０においては，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスとＴｉＣｌ４ガスは，少なくともＮＨ３ガスとは互いに混合されることはないので，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスとＮＨ３ガスとの反応副生成物の発生を防止でき，これによるパーティクルの発生を防止できる。 In the shower head 140 shown in FIG. 4, the gas introduced from the gas introduction port 141 is introduced into the buffer chamber 154, and the gas introduced from the gas introduction ports 142 and 143 is a gas formed in the upper block body 144. They merge in the flow path and are introduced into the buffer chamber 155. The gases introduced into the buffer chambers 154 and 155 are diffused and discharged separately from the gas discharge holes 164 and 165 into the processing container 110. Thus, in the shower head 140, SiH 2 Cl 2 gas and TiCl 4 gas, since it is not possible from at least the NH 3 gas are mixed together, the reaction by-product of SiH 2 Cl 2 gas and NH 3 gas The generation of particles can be prevented.

なお，シャワーヘッド１４０内のようにチャンバ１０２内においては，チャンバ１０２の外の配管とは異なり，シャワーヘッド１４０自体を加熱することは容易である。このため，図４に示すシャワーヘッド１４０のようにＳｉＨ２Ｃｌ２ガスと他の処理ガスがその流路内で混合されるように構成しても，シャワーヘッド１４０内の流路において反応副生成物が発生する場合は，シャワーヘッド１４０自体を加熱することによって，その流路内での反応副生成物の発生を抑制することができる。 In the chamber 102 as in the shower head 140, unlike the piping outside the chamber 102, it is easy to heat the shower head 140 itself. Therefore, even if the SiH 2 Cl 2 gas and other processing gases are mixed in the flow path as in the shower head 140 shown in FIG. When a product is generated, it is possible to suppress the generation of reaction by-products in the flow path by heating the shower head 140 itself.

（成膜処理の具体例）
次に，このようなチャンバ１０２によって実行されるＴｉＳｉＮ膜の成膜処理の具体例について説明する。まず，処理容器１１０内にウエハＷを搬入し，ヒータ１２８によりウエハＷを加熱しながら排気部３００の真空ポンプ３３０により処理容器１１０内を真空排気して減圧し，所定の真空圧力にする。 (Specific example of film formation process)
Next, a specific example of the TiSiN film forming process performed by the chamber 102 will be described. First, the wafer W is loaded into the processing container 110, and while the wafer W is heated by the heater 128, the processing container 110 is evacuated and depressurized by the vacuum pump 330 of the exhaust unit 300 to obtain a predetermined vacuum pressure.

このとき，ＮＨ３供給部２００Ａ，ＳｉＨ２Ｃｌ２供給部２００Ｂ，ＴｉＣｌ４供給部２００Ｃではそれぞれ，ガス供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃの開閉バルブ２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃを閉じ，開閉バルブ２７２Ａ，２７２Ｂ，２７２Ｃを開いてプリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃに切り換えることによってガス流量を調整しておく。そして，各処理ガスのガス流量が安定すると，各ガスの供給が可能となる。 At this time, in the NH 3 supply unit 200A, the SiH 2 Cl 2 supply unit 200B, and the TiCl 4 supply unit 200C, the open / close valves 250A, 250B, and 250C of the gas supply lines 210A, 210B, and 210C are closed, and the open / close valves 272A, 272B, The gas flow rate is adjusted by opening 272C and switching to the preflow lines 270A, 270B, 270C. Then, when the gas flow rate of each processing gas is stabilized, each gas can be supplied.

その後は，処理ガスの供給を開始する場合はプリフローラインをガス供給ラインに切り換え，処理ガスの供給を停止する場合はガス供給ラインをプリフローラインに切り換える。例えばＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給を開始する場合は，開閉バルブ２７２Ｂを閉じて，開閉バルブ２５０Ｂを開くことでプリフローライン２７０Ｂからガス供給ライン２１０Ｂに切り換える。ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給を停止する場合は，開閉バルブ２５０Ｂを閉じて開閉バルブ２７２Ｂを開くことでガス供給ライン２１０Ｂからプリフローライン２７０Ｂに切り換える。 Thereafter, when the supply of the processing gas is started, the preflow line is switched to the gas supply line, and when the supply of the processing gas is stopped, the gas supply line is switched to the preflow line. For example, when the supply of SiH 2 Cl 2 gas is started, the opening / closing valve 272B is closed and the opening / closing valve 250B is opened to switch from the preflow line 270B to the gas supply line 210B. When the supply of the SiH 2 Cl 2 gas is stopped, the gas supply line 210B is switched to the preflow line 270B by closing the opening / closing valve 250B and opening the opening / closing valve 272B.

ここでは，図５に示すようにＴｉＣｌ４ガス，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス，ＮＨ３ガスを同時に供給して膜形成処理を所定時間ｔ１だけ行った後，各配管をＮ２ガスでパージするパージ処理を所定時間ｔ２だけ行う。次に，ＮＨ３ガスを供給して窒化処理を所定時間ｔ３だけ行った後，各配管をＮ２ガスでパージするパージ処理を所定時間ｔ４だけ行う。 Here, as shown in FIG. 5, after TiCl 4 gas, SiH 2 Cl 2 gas, and NH 3 gas are simultaneously supplied and a film forming process is performed for a predetermined time t1, a purge process is performed in which each pipe is purged with N 2 gas. Is performed for a predetermined time t2. Next, after supplying NH 3 gas and performing nitriding for a predetermined time t3, a purging process for purging each pipe with N 2 gas is performed for a predetermined time t4.

これらｔ１〜ｔ４を１サイクルとして，これを複数サイクル繰り返すことによって，ウエハＷ上にＳＦＤ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｆｌｏｗ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）−ＴｉＳｉＮ膜を形成する。このように，処理ガスのオンオフを繰り返す場合には，処理ガスは流し続けて，プリフローライン２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃと供給ライン２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃとの切り換えを行うだけで，各処理ガス導入時の立ち上がり時間を短縮でき，流量が安定した状態で供給できるので，より良好な成膜処理を行うことができる。   These t1 to t4 are defined as one cycle, and this is repeated a plurality of cycles, thereby forming an SFD (Sequential Flow Deposition) -TiSiN film on the wafer W. As described above, when the process gas is repeatedly turned on and off, the process gas continues to flow and only the preflow lines 270A, 270B, 270C and the supply lines 210A, 210B, 210C are switched. Can be shortened and the flow rate can be supplied in a stable state, so that a better film formation process can be performed.

なお，本実施形態ではＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの他の処理ガスとしては，Ｔｉ含有ガスとしてＴｉＣｌ４ガスを挙げるとともに，Ｎ含有ガスとしてＮＨ３ガスを挙げて説明したが，これらの処理ガスに限られるものではない。 In this embodiment, as other processing gas of SiH 2 Cl 2 gas, TiCl 4 gas is exemplified as Ti-containing gas and NH 3 gas is exemplified as N-containing gas. However, the present invention is not limited to these processing gases. It is not something that can be done.

（ウエハ上のガス流れの調整）
ところで，図３に示すシャワーヘッド１４０のガス吐出孔１６１，１６２，１６３の配置や図４に示すシャワーヘッド１４０のガス吐出孔１６４，１６５の配置によっては，ウエハＷのセンタ領域（中心領域）とこれを囲むエッジ領域（周縁領域）のガスの流れに相違が生じる場合も考えられる。このため，このようなガス流れを調整することで，ウエハＷのセンタ領域とエッジ領域の処理の面内均一性をより一層高めることができる。 (Adjustment of gas flow on wafer)
Incidentally, depending on the arrangement of the gas discharge holes 161, 162, 163 of the shower head 140 shown in FIG. 3 and the arrangement of the gas discharge holes 164, 165 of the shower head 140 shown in FIG. There may be a case where a difference occurs in the gas flow in the edge region (peripheral region) surrounding the region. For this reason, by adjusting such a gas flow, the in-plane uniformity of the processing of the center region and the edge region of the wafer W can be further enhanced.

具体的にはシャワーヘッド１４０のガス吐出孔から吐出されるガスは，載置台１２０上のウエハＷのセンタ領域からエッジ領域に向けて流れ，載置台１２０と側壁１１２との間を通って下方の排気部３００に向けて流れる。このとき，側壁１１２に近いエッジ領域では周方向にもガスの流れが生じ，その周方向のガス流れの速度分布によっては，ウエハＷのエッジ領域ではセンタ領域よりも流速が速くなりガスが留まり難くなる。   Specifically, the gas discharged from the gas discharge holes of the shower head 140 flows from the center region of the wafer W on the mounting table 120 toward the edge region, passes between the mounting table 120 and the side wall 112, and moves downward. It flows toward the exhaust part 300. At this time, gas flows also in the circumferential direction in the edge region near the side wall 112, and depending on the velocity distribution of the gas flow in the circumferential direction, the flow velocity is higher in the edge region of the wafer W than in the center region, so that the gas does not easily stay. Become.

そこで，本実施形態における載置台１２０に，例えば図６，図７に示すように，その外周から外側に張り出すように略板状のリング状部材（分散リング）４００を設けることで，ウエハＷ上の周方向のガスの流速を調整するようにしてもよい。図６は載置台１２０にリング状部材４００を設けた場合の斜視図であり，図７はリング状部材４００を設けた載置台１２０を上方から見た平面図である。図６は，リング状部材４００を図７に示すＡ−Ａ断面で切断したものである。   Therefore, by providing a substantially plate-like ring-shaped member (dispersion ring) 400 so as to protrude from the outer periphery to the mounting table 120 in the present embodiment, for example, as shown in FIGS. You may make it adjust the flow velocity of the gas of the upper circumferential direction. 6 is a perspective view when the ring-shaped member 400 is provided on the mounting table 120, and FIG. 7 is a plan view of the mounting table 120 provided with the ring-shaped member 400 as viewed from above. FIG. 6 shows the ring-shaped member 400 cut along the section AA shown in FIG.

このようにリング状部材４００を設けて載置台１２０の外周位置をその全周に渡って側壁１１２側に延長することで，ウエハＷのエッジ領域上のガスの流速がセンタ領域上のガスの流速と同様になるように調整できる。リング状部材４００は例えば石英で構成し，載置台１２０とほぼ同じ温度にすることが好ましい。なお，リング状部材４００の材質や温度はこれに限られるものではない。例えばリング状部材４００をアルミナセラミックスなどで構成してもよい。   Thus, by providing the ring-shaped member 400 and extending the outer peripheral position of the mounting table 120 to the side wall 112 side over the entire circumference, the flow velocity of the gas on the edge region of the wafer W becomes the flow velocity of the gas on the center region. Can be adjusted to be the same. The ring-shaped member 400 is preferably made of quartz, for example, and is preferably set to substantially the same temperature as the mounting table 120. The material and temperature of the ring-shaped member 400 are not limited to this. For example, the ring-shaped member 400 may be made of alumina ceramics.

ここで，ウエハＷ上の周方向のガスの流れを，載置台１２０にリング状部材４００を設けた場合と設けない場合とを比較しながらより詳細に説明する。図８Ａ，図８Ｂはそれぞれ，ウエハＷの中心から側壁１１２にかけてその載置台１２０上の周方向のガスの流速分布を示す。図８Ａは載置台１２０にリング状部材４００を設けない場合であり，図８Ｂは載置台１２０にリング状部材４００を設けた場合である。ここでは，シャワーヘッド１４０からＮＨ３ガスを吐出したとき，載置台１２０上の周方向に生じるガスの流速０〜１ｍ／ｓを小さい方からＡ〜Ｅの５段階の領域に分けて示している。 Here, the gas flow in the circumferential direction on the wafer W will be described in more detail while comparing the case where the ring-shaped member 400 is provided on the mounting table 120 with the case where it is not provided. 8A and 8B show the gas flow velocity distribution in the circumferential direction on the mounting table 120 from the center of the wafer W to the side wall 112, respectively. 8A shows a case where the ring-shaped member 400 is not provided on the mounting table 120, and FIG. 8B shows a case where the ring-shaped member 400 is provided on the mounting table 120. Here, when NH 3 gas is discharged from the shower head 140, the flow velocity 0 to 1 m / s of the gas generated in the circumferential direction on the mounting table 120 is divided into five stages A to E from the smallest. .

図８Ａによれば，載置台１２０にリング状部材４００を設けない場合，ウエハＷのセンタ領域上は最も流速が遅いＡ領域（ハッチング領域）となるものの，エッジ領域上はそれよりも流速が速いＢ〜Ｅ領域となっている。特に載置台１２０上ではセンタ側からエッジ側にかけて周方向の流速が速くなり，側壁１１２に近い部分では流速が最も速いＥ領域も生じていることが分かる。   According to FIG. 8A, when the ring-shaped member 400 is not provided on the mounting table 120, the center area of the wafer W is the area A (hatched area) with the slowest flow speed, but the edge area has a higher flow speed than that. B to E region. In particular, it can be seen that on the mounting table 120, the circumferential flow velocity increases from the center side to the edge side, and an E region where the flow velocity is the fastest is also generated near the side wall 112.

これに対して，図８Ｂによれば，載置台１２０にリング状部材４００を設けた場合には，ウエハＷのセンタ領域上からエッジ領域上にかけて流速が遅いＡ領域（ハッチング領域）が拡大していることが分かる。これによれば，ウエハＷのエッジ領域の流速を抑制することができ，センタ領域と同様の流速に調整できることが分かる。これにより，ウエハＷにＴｉＳｉＮ膜を成膜する際に，エッジ領域にもセンタ領域と同様にガスを流すことができるので，面内均一性をより向上させることができる。例えばウエハＷのエッジ領域のＴｉＳｉＮ膜の膜厚や膜中のシリコン量をセンタ領域と同様になるように調整することができる。   On the other hand, according to FIG. 8B, when the ring-shaped member 400 is provided on the mounting table 120, the area A (hatched area) where the flow velocity is slow increases from the center area to the edge area of the wafer W. I understand that. According to this, it can be seen that the flow velocity in the edge region of the wafer W can be suppressed and adjusted to the same flow velocity as that in the center region. Thereby, when a TiSiN film is formed on the wafer W, gas can be flowed to the edge region in the same manner as the center region, so that in-plane uniformity can be further improved. For example, the thickness of the TiSiN film in the edge region of the wafer W and the amount of silicon in the film can be adjusted to be the same as in the center region.

なお，図６に示すリング状部材４００は，載置台１２０の外周に載置する部分とそれよりも外側に張り出す部分に段差を形成した場合を例に挙げているが，これに限られるものではなく，段差を設けなくてもよい。また，リング状部材４００の形状も図６，図７に示すものに限られるものではなく，載置台１２０の外周を延長することでウエハＷ上のガスの流れを調整できるような形状であればよい。   In addition, although the ring-shaped member 400 shown in FIG. 6 has mentioned the case where the level | step difference is formed in the part mounted in the outer periphery of the mounting base 120, and the part projected outside it, it is restricted to this Instead, it is not necessary to provide a step. In addition, the shape of the ring-shaped member 400 is not limited to that shown in FIGS. 6 and 7, and may be any shape that can adjust the gas flow on the wafer W by extending the outer periphery of the mounting table 120. Good.

また，リング状部材４００には，図９に示すように，載置台１２０から張り出した部分に複数の貫通孔４１０を設けるようにしてもよい。これによれば，ウエハＷ上を流れるガスは，リング状部材４００の貫通孔４１０も通るので，貫通孔４１０の配置位置又はその個数若しくは孔径などによってガスの流れを調整することができる。また，排気のコンダクタンスを調整することもできる。   Further, as shown in FIG. 9, the ring-shaped member 400 may be provided with a plurality of through holes 410 in a portion protruding from the mounting table 120. According to this, since the gas flowing on the wafer W also passes through the through-hole 410 of the ring-shaped member 400, the gas flow can be adjusted by the arrangement position, the number or the hole diameter of the through-holes 410. The exhaust conductance can also be adjusted.

以上では，ウエハＷ上のガス流れをリング状部材４００によって調整する場合について説明したが，図３，図４に示すシャワーヘッド１４０のガス吐出孔のコンダクタンスを調整することで，ウエハＷ上のガス流れを調整するようにしてもよい。具体的にはガス吐出孔の径や形状を，ウエハＷのセンタ領域上とエッジ領域上とで変えることが考えられる。これにより，ウエハＷのエッジ領域上のガスの流れをセンタ領域上と同様にすることができる。   The case where the gas flow on the wafer W is adjusted by the ring-shaped member 400 has been described above, but the gas on the wafer W can be adjusted by adjusting the conductance of the gas discharge holes of the shower head 140 shown in FIGS. The flow may be adjusted. Specifically, it is conceivable to change the diameter and shape of the gas discharge hole between the center area and the edge area of the wafer W. Thereby, the gas flow on the edge region of the wafer W can be made the same as that on the center region.

ここで，ガス吐出孔のコンダクタンスを調整したシャワーヘッド１４０の具体的構成例について説明する。ここでは，図３に示すシャワーヘッド１４０のガス吐出孔１６１，１６２，１６３のうち，ＮＨ３ガスのガス吐出孔１６１について，そのセンタ領域上とエッジ領域上のコンダクタンスを調整した場合を例に挙げる。図１０はこのようなシャワーヘッド１４０の具体例を示す平面図である。図１０は，各ガス吐出孔１６１，１６２，１６３の配置例を示している。 Here, a specific configuration example of the shower head 140 in which the conductance of the gas discharge hole is adjusted will be described. Here, of the gas discharge holes 161, 162, and 163 of the shower head 140 shown in FIG. 3, the conductance on the center region and the edge region of the NH 3 gas discharge hole 161 is adjusted as an example. . FIG. 10 is a plan view showing a specific example of such a shower head 140. FIG. 10 shows an arrangement example of the gas discharge holes 161, 162, and 163.

図１０は，ＮＨ３ガスのガス吐出孔１６１の孔形状を変えることで，コンダクタンスを調整したものである。具体的にはすべてのガス吐出孔１６１にその孔径よりも大きな径の拡径部（拡径孔）１６１ａを形成し，その拡径部１６１ａの深さ（長さ）を調整することによって，コンダクタンスを調整する。例えばガス吐出孔１６１に拡径部１６１ａとしてのザグリ（ザグリ穴）を形成してそのザグリの深さによってコンダクタンスを調整することができる。このように，ＮＨ３ガスのみのコンダクタンスを調整する場合には，ＮＨ３ガスのガス吐出孔１６１のすべてに拡径部１６１ａを設けてその深さでコンダクタンスを調整する。これによれば，拡径部１６１ａの形状（例えばザグリを形成したときに形成されるテーパ面など）に影響を受けることなく，微少なコンダクタンスの調整も可能となる。 FIG. 10 shows the conductance adjusted by changing the hole shape of the gas discharge hole 161 of NH 3 gas. Specifically, by increasing the diameter (length) of the enlarged diameter portion 161a by forming an enlarged diameter portion (expanded diameter hole) 161a having a diameter larger than the diameter of all the gas discharge holes 161, the conductance is adjusted. Adjust. For example, a counterbore (counterbore hole) as the enlarged diameter portion 161a is formed in the gas discharge hole 161, and the conductance can be adjusted by the depth of the counterbore. Thus, when adjusting the conductance of only the NH 3 gas is adjusted conductance at that depth the enlarged diameter portion 161a is provided to all of the NH 3 gas in the gas discharge hole 161. According to this, a minute conductance can be adjusted without being affected by the shape of the enlarged diameter portion 161a (for example, a tapered surface formed when a counterbore is formed).

図１０では，ウエハＷのセンタ領域上のガス吐出孔１６１のザグリ深さをＤとすると，ウエハＷのエッジ領域上のガス吐出孔１６１のザグリ深さをＤよりも大きいＤ′とする。これにより，ウエハＷのセンタ領域上よりもエッジ領域上のＮＨ３ガス流量を多めに流すことができ，ウエハＷ上のガスの流れを調整することができる。特にガス吐出孔１６１のザグリ深さでコンダクタンスを調整することで，ガス流量の微少な調整も可能となる。 In FIG. 10, assuming that the counterbore depth of the gas discharge hole 161 on the center region of the wafer W is D, the counterbore depth of the gas discharge hole 161 on the edge region of the wafer W is D ′ larger than D. As a result, the NH 3 gas flow rate on the edge region can be made larger than on the center region of the wafer W, and the gas flow on the wafer W can be adjusted. In particular, by adjusting the conductance with the counterbore depth of the gas discharge hole 161, the gas flow rate can be finely adjusted.

ここで，図１０に示すようなシャワーヘッド１４０による効果を確認する実験を行った結果について図面を参照しながら説明する。図１１は，本実験結果をグラフに示した図である。   Here, a result of an experiment for confirming the effect of the shower head 140 as shown in FIG. 10 will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a graph showing the results of this experiment.

ここでは，図３に示すチャンバ１０２において，ＮＨ３ガスのガス吐出孔１６１のコンダクタンスを調整した図１０に示すシャワーヘッド１４０を適用した場合（白丸）と，ＮＨ３ガスのガス吐出孔１６１のコンダクタンスを調整しないシャワーヘッド１４０（すべてのガス吐出孔に拡径部を設けず，その配置位置は図１０に示すものと同じもの）を適用した場合（黒四角）とにおいてそれぞれ，直径３００ｍｍのウエハＷ上にＴｉＳｉＮ膜を成膜し，ウエハＷの膜厚を測定した。このグラフの横軸にはウエハＷ上の位置をとり，縦軸にはウエハＷ上の各点のＴｉＳｉＮ膜の膜厚比をとっている。ここでの膜厚比は，ウエハＷの中心位置（横軸０の位置）の膜厚に対する比である。 Here, in the chamber 102 shown in FIG. 3, the case where the shower head 140 shown in FIG. 10 in which the conductance of the NH 3 gas discharge hole 161 is adjusted is applied (white circle), and the conductance of the NH 3 gas discharge hole 161. The wafer W having a diameter of 300 mm is applied to the case where the shower head 140 that does not adjust the diameter is used (black squares) in which all the gas discharge holes are not provided with enlarged diameter portions and the arrangement position is the same as that shown in FIG. A TiSiN film was formed thereon, and the film thickness of the wafer W was measured. The horizontal axis of this graph represents the position on the wafer W, and the vertical axis represents the thickness ratio of the TiSiN film at each point on the wafer W. The film thickness ratio here is the ratio of the wafer W to the film thickness at the center position (position on the horizontal axis 0).

図１１の実験結果によれば，コンダクタンス調整ありの場合（白丸）には，コンダクタンス調整なしの場合（黒四角）に対して，ウエハＷ上のセンタ領域からエッジ領域にかけて膜厚比の均一性が大幅に改善されていることが分かる。   According to the experimental results of FIG. 11, when the conductance adjustment is performed (white circle), the film thickness ratio is uniform from the center region to the edge region on the wafer W as compared with the case where the conductance adjustment is not performed (black square). It can be seen that there is a significant improvement.

このように，ＮＨ３ガスのガス吐出孔１６１のコンダクタンスをセンタ側よりもエッジ側の方を大きくするように調整することで，ウエハＷの成膜処理の均一性を大幅に改善させることができる。 Thus, by adjusting the conductance of the gas discharge hole 161 of NH 3 gas so as to be larger on the edge side than on the center side, the uniformity of the film forming process of the wafer W can be greatly improved. .

なお，図１０では，ＮＨ３ガスのガス吐出孔１６１のコンダクタンスを調整する場合を例に挙げて説明したが，これに限られるものではなく，図３に示す他のガス（ＳｉＨ２Ｃｌ２，ＴｉＣｌ４）のガス吐出孔１６２，１６３や，図４に示すガス吐出孔１６４，１６５のコンダクタンスを調整してもよい。 In FIG. 10, the case where the conductance of the gas discharge hole 161 of NH 3 gas is adjusted has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other gases (SiH 2 Cl 2 , Conductances of the gas discharge holes 162 and 163 of TiCl 4 ) and the gas discharge holes 164 and 165 shown in FIG. 4 may be adjusted.

また，上述したようなコンダクタンスを調整したガス吐出孔を備えたシャワーヘッド１４０と，リング状部材４００を設けた載置台１２０とを組み合わせて成膜装置を構成してもよい。これによりウエハＷの成膜処理の均一性をより一層改善させることができる。   In addition, the film forming apparatus may be configured by combining the shower head 140 provided with the gas discharge holes whose conductance is adjusted as described above and the mounting table 120 provided with the ring-shaped member 400. Thereby, the uniformity of the film forming process of the wafer W can be further improved.

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

例えば，上記実施形態では成膜装置１００を用いて，ＳＦＤ−ＴｉＳｉＮ膜の成膜処理を行う場合を例に挙げて説明したが，これに限られるものではない。例えばＣＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）−ＴｉＳｉＮ膜の成膜処理を行うようにしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the case where the film forming apparatus 100 is used to perform the film forming process of the SFD-TiSiN film has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. For example, a CVD (Physical Chemical Vapor Deposition) -TiSiN film may be formed.

本発明は，ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスとその他の処理ガスを用いて，半導体ウエハ，液晶基板，太陽電池基板などの基板上にＴｉＳｉＮ膜を成膜する装置に適用可能である。 The present invention can be applied to an apparatus for forming a TiSiN film on a substrate such as a semiconductor wafer, a liquid crystal substrate, or a solar cell substrate using SiH 2 Cl 2 gas and other processing gases.

１００ 成膜装置
１０２ チャンバ
１１０ 処理容器
１１２ 側壁
１１３ 搬出入口
１１４ 底壁
１１５ 開口部
１１６ 排気室
１１８ 天井壁
１２０ 載置台
１２２ サセプタ
１２５ 支柱
１２８ ヒータ
１３０ ヒータ電源
１４０ シャワーヘッド
１４１，１４２，１４３ ガス導入口
１４４ 上段ブロック体
１５０ 下段ブロック体
１５１，１５２，１５３，１５４，１５５ バッファ室
１６１，１６２，１６３，１６４，１６５ ガス吐出孔
１６１ａ 拡径部
２００ 処理ガス供給部
２００Ａ ＮＨ３供給部
２００Ｂ ＳｉＨ２Ｃｌ２供給部
２００Ｃ ＴｉＣｌ４供給部
２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ ガス供給ライン
２２０Ａ ＮＨ３ガス供給源
２２０Ｂ ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス供給源
２２０Ｃ ＴｉＣｌ４供給源
２２２Ａ，２２２Ｂ レギュレータ
２２４Ａ，２２４Ｂ 圧力計（ＰＴ）
２３０Ａ，２３０Ｂ，２３０Ｃ 第１開閉弁
２４０Ａ，２４０Ｂ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
２４２Ｃ 気化器
２４４Ｃ マスフローメータ（ＭＦＭ）
２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ 第２開閉弁
２６０Ａ，２６０Ｂ，２６０Ｃ Ｎ２ガス供給ライン
２６２Ａ，２６２Ｂ，２６２Ｃ Ｎ２ガス供給源
２６３Ａ，２６３Ｂ，２６３Ｃ 逆流防止弁
２６４Ａ，２６４Ｂ，２６４Ｃ パージガスライン
２６５Ａ，２６５Ｂ，２６５Ｃ キャリアガスライン
２６６Ａ，２６６Ｂ，２６６Ｃ 開閉弁
２６７Ａ，２６７Ｂ，２６７Ｃ 第１開閉弁
２６８Ａ，２６８Ｂ，２６８Ｃ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
２６９Ａ，２６９Ｂ，２６９Ｃ 第２開閉弁
２７０Ａ，２７０Ｂ，２７０Ｃ プリフローライン
２７２Ａ，２７２Ｂ，２７２Ｃ 開閉弁
２７４Ｂ，２７４Ｃ 開閉弁
２８０Ａ トラップライン
２８２Ａ 第１開閉弁
２８４Ａ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
２８６Ａ 第２開閉弁
２８８Ａ 開閉弁
２９０Ｃ ダイバートライン
２９２Ｃ 開閉弁
３００ 排気部
３１０ 排気ライン
３２０ トラップ
３３０，３４０ 真空ポンプ
４００ リング状部材
４１０ 貫通孔
Ｇ ゲートバルブ
Ｗ ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Film-forming apparatus 102 Chamber 110 Processing container 112 Side wall 113 Carry-in / out opening 114 Bottom wall 115 Opening part 116 Exhaust chamber 118 Ceiling wall 120 Mounting stand 122 Susceptor 125 Support column 128 Heater 130 Heater power supply 140 Shower heads 141, 142, 143 Gas introduction port 144 Upper block body 150 Lower block bodies 151, 152, 153, 154, 155 Buffer chambers 161, 162, 163, 164, 165 Gas discharge hole 161 a Diameter expansion part 200 Process gas supply part 200 A NH 3 supply part 200 B SiH 2 Cl 2 supply Unit 200C TiCl 4 supply unit 210A, 210B, 210C gas supply line 220A NH 3 gas supply source 220B SiH 2 Cl 2 gas supply source 220C TiCl 4 supply source 222A, 222B regulators 224A, 224B Pressure gauge (PT)
230A, 230B, 230C First on-off valve 240A, 240B Mass flow controller (MFC)
242C Vaporizer 244C Mass Flow Meter (MFM)
250A, 250B, 250C Second on-off valve 260A, 260B, 260C N 2 gas supply line 262A, 262B, 262C N 2 gas supply source 263A, 263B, 263C Backflow prevention valve 264A, 264B, 264C Purge gas line 265A, 265B, 265C Carrier Gas lines 266A, 266B, 266C On-off valves 267A, 267B, 267C First on-off valves 268A, 268B, 268C Mass flow controller (MFC)
269A, 269B, 269C Second on-off valve 270A, 270B, 270C Preflow line 272A, 272B, 272C On-off valve 274B, 274C On-off valve 280A Trap line 282A First on-off valve 284A Mass flow controller (MFC)
286A Second on-off valve 288A On-off valve 290C Divert line 292C On-off valve 300 Exhaust section 310 Exhaust line 320 Trap 330, 340 Vacuum pump 400 Ring-shaped member 410 Through hole G Gate valve W Wafer

Claims (7)

ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスとＴｉ含有ガスとＮ含有ガスとを用いて基板の成膜処理を行う成膜装置であって，
前記基板を載置する載置台を備えたチャンバと，
前記チャンバに設けられ，複数のガス導入口から導入されたガスを前記基板に向けて吐出する複数の吐出孔を備えたシャワーヘッドと，
前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，
前記Ｔｉ含有ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，
前記Ｎ含有ガスを前記シャワーヘッドのガス導入口まで供給する供給ラインと，を備え，
前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインは，少なくとも前記シャワーヘッドのガス導入口までは前記Ｔｉ含有ガスと前記Ｎ含有ガスの供給ラインとは合流しないように独立して設け，
前記シャワーヘッドは，前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスと前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスとを拡散するバッファ室と，前記Ｎ含有ガスの供給ラインに接続されたガス導入口から導入されるガスを拡散するバッファ室とをそれぞれ別々に設け，これらのバッファ室からのガスはそれぞれ別々の前記吐出孔から吐出されるように構成したことを特徴とする成膜装置。 A film forming apparatus for performing a film forming process on a substrate using a SiH 2 Cl 2 gas, a Ti-containing gas, and an N-containing gas,
A chamber having a mounting table for mounting the substrate;
A shower head provided in the chamber and provided with a plurality of discharge holes for discharging gas introduced from a plurality of gas introduction ports toward the substrate;
A supply line for supplying the SiH 2 Cl 2 gas to the gas inlet of the shower head;
A supply line for supplying the Ti-containing gas to the gas inlet of the shower head;
A supply line for supplying the N-containing gas to the gas inlet of the shower head,
The SiH 2 Cl 2 gas supply line is provided independently so that the Ti-containing gas and the N-containing gas supply line do not merge at least up to the gas inlet of the shower head,
The shower head diffuses a gas introduced from a gas inlet connected to the SiH 2 Cl 2 gas supply line and a gas introduced from a gas inlet connected to the Ti-containing gas supply line. A buffer chamber and a buffer chamber for diffusing a gas introduced from a gas inlet connected to the supply line of the N-containing gas are separately provided, and the gas from these buffer chambers is separated from the respective discharge holes. A film forming apparatus configured to be discharged. 前記チャンバの排気ラインに接続される真空ポンプと，
前記排気ラインの前記真空ポンプよりも上流側に接続され，前記排気ラインを流れるガスによる反応副生成物を捕捉するトラップと，
前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，
前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，
前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，
前記Ｔｉ含有ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，
前記Ｎ含有ガスの供給ラインの途中から分岐して前記排気ラインに接続されるプリフローラインと，
前記Ｎ含有ガスの供給ラインとプリフローラインとを切り換え可能な開閉バルブと，を備え，
少なくとも前記ＳｉＨ２Ｃｌ２ガスのプリフローラインは，前記排気ラインの前記トラップよりも上流側に接続したことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。 A vacuum pump connected to the exhaust line of the chamber;
A trap connected to an upstream side of the vacuum pump of the exhaust line and capturing reaction by-products due to a gas flowing through the exhaust line;
A preflow line branched from the supply line of the SiH 2 Cl 2 gas and connected to the exhaust line;
An on-off valve capable of switching between the SiH 2 Cl 2 gas supply line and the preflow line;
A preflow line branched from the middle of the Ti-containing gas supply line and connected to the exhaust line;
An on-off valve capable of switching between the Ti-containing gas supply line and the preflow line;
A preflow line branched from the middle of the supply line of the N-containing gas and connected to the exhaust line;
An open / close valve capable of switching between the N-containing gas supply line and the preflow line,
2. The film forming apparatus according to claim 1, wherein at least the SiH 2 Cl 2 gas preflow line is connected upstream of the trap of the exhaust line. 前記Ｔｉ含有ガスは，ＴｉＣｌ４ガスであり，前記Ｎ含有ガスはＮＨ３ガスであることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。 The Ti-containing gas is a TiCl 4 gas, film forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the N-containing gas is NH 3 gas. 前記載置台に，その外周から外側に張り出すリング状部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成膜装置。 A mounting table, the film forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a ring-shaped member protruding from the outer periphery to the outside. 前記リング状部材は，前記載置台から張り出した部分に複数の貫通孔を設けたことを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 4 , wherein the ring-shaped member is provided with a plurality of through holes in a portion protruding from the mounting table. 前記吐出孔にその孔径よりも大きい径の拡径部を形成し，前記拡径部の深さを変えることにより，前記吐出孔のコンダクタンスを調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の成膜装置。 It said discharge hole to form a radially enlarged part of greater diameter than its pore size, by varying the depth of the enlarged diameter portion, any claim 1-5, characterized by adjusting the conductance of the discharge hole A film forming apparatus according to claim 1. 前記吐出孔の拡径部は，コンダクタンスを調整したいガス種の吐出孔のすべてに形成し，
前記拡径部の深さは，前記基板のセンタ領域に吐出する吐出孔よりも，エッジ領域に吐出する吐出孔の方を深くしたことを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。 The enlarged diameter portion of the discharge hole is formed in all of the discharge holes of the gas type whose conductance is to be adjusted,
7. The film forming apparatus according to claim 6 , wherein a depth of the enlarged diameter portion is deeper in a discharge hole that discharges to an edge region than a discharge hole that discharges to a center region of the substrate.
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