JP2004014952A - Processing system and processing method - Google Patents

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JP2004014952A
JP2004014952A JP2002169323A JP2002169323A JP2004014952A JP 2004014952 A JP2004014952 A JP 2004014952A JP 2002169323 A JP2002169323 A JP 2002169323A JP 2002169323 A JP2002169323 A JP 2002169323A JP 2004014952 A JP2004014952 A JP 2004014952A
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processing
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gas
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JP2002169323A
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Japanese (ja)
Inventor
Isao Gunji
Tadahiro Ishizaka
Hiroshi Kawanami
Yasuhiko Kojima
Ikuo Sawada
小島 康彦
沢田 郁夫
河南 博
石坂 忠大
軍司 勲男
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
東京エレクトロン株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a processing system and a processing method in which the atmosphere in a chamber can be switched at a high speed. <P>SOLUTION: Internal space of the chamber 11 is separated into a carrying region 13 and a process region 14 by means of a separator 12 having an opening 12a. An O-ring sealing material 37 is disposed around a susceptor 29. The sealing material 37 is formed such that the overall diameter is substantially equal to the diameter of the opening 12a when it surrounds the susceptor 29. When the susceptor 29 ascends to the process position, the carrying region 13 and the process region 14 are separated airtightly. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、被処理体に薄膜を形成する処理装置および処理方法に関する。 The present invention relates to a processing apparatus and processing method for forming a thin film on the target object.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
半導体集積回路の製造工程は、半導体ウェハの表面の膜に、成膜処理、エッチング処理等により、コンタクトホール、スルーホール等の配線溝を形成する工程を含む。 Manufacturing process of a semiconductor integrated circuit, the film on the surface of the semiconductor wafer, film formation process, etching process or the like, comprising the step of forming a contact hole, wiring trench such through holes. これらの配線溝には、化学気相成長(CVD)法等によりタングステンが埋め込まれることが多い。 These wiring grooves, is often buried tungsten by chemical vapor deposition (CVD) method or the like. これは、タングステンの形成する膜が、被覆性に優れ、断線が生じにくく、比較的成膜が容易であることによる。 This film formed of tungsten is excellent in coatability, disconnection does not easily occur, due to the relatively that film formation is easy.
【0003】 [0003]
タングステン膜は、一般に、窒化チタン(TiN)を下地膜として成膜される。 Tungsten film is generally deposited titanium nitride (TiN) as a base film. 下地膜は、タングステン膜とシリコン酸化膜等の層間絶縁膜との密着性を高める密着層として機能する。 Base film functions as an adhesion layer to enhance the adhesion between the interlayer insulating film such as a tungsten film and a silicon oxide film. また、下地膜は、シリコンと合金を形成しやすいタングステンの下層のシリコン層、絶縁層等への拡散を防ぐバリア層として機能する。 Further, the base film is, the silicon layer of the underlying silicon and the alloy easily form tungsten, and functions as a barrier layer to prevent diffusion into the insulating layer or the like.
【0004】 [0004]
現在、半導体集積回路の微細化、高集積化が進行した結果、微細な配線溝の形成された膜への均一な下地膜の形成、および、配線溝の埋め込みはますます困難になっている。 Currently, miniaturization of semiconductor integrated circuits, a result of high integration has progressed, the formation of a uniform base film to that formed in the fine wiring trenches film, and, in the wiring buried trench has become increasingly difficult. このため、近年、微細な配線溝の内部に均一な膜形成を行うことができ、かつ、ボイド等の発生を防止しつつ、微細な配線溝の埋め込みが可能な方法として、ALD(Atomic Layer Deposition)法と呼ばれる方法が開発されている。 Therefore, in recent years, it is possible to perform uniform film formation on the inside of the fine wiring grooves, and while preventing the occurrence of voids and the like, as a method capable of embedding fine wiring grooves, ALD (Atomic Layer Deposition ) is a method called method has been developed.
【0005】 [0005]
ALD法は、例えば、以下のような工程から構成される。 ALD method, for example, a process described below. ここでは、スルーホール、コンタクトホール等の配線溝を備える半導体ウェハの表面に、窒化チタンからなる下地膜を形成する場合について説明する。 Here, through-hole, the surface of the semiconductor wafer with a wiring groove such as a contact hole, the case of forming a base film made of titanium nitride.
まず、配線溝等の形成された半導体ウェハをチャンバ内に入れ、半導体ウェハを所定温度に加熱するとともにチャンバ内を真空排気(または不活性ガスでパージ)する。 First, a semiconductor wafer formed such wiring grooves placed in the chamber and (purged with or inert gas) evacuating the chamber while heating the semiconductor wafer to a predetermined temperature. 続いて、チャンバ内に第1の原料ガス(例えば、塩化チタン)を導入する。 Then, introducing a first source gas (e.g., titanium tetrachloride) in the chamber. 所定時間後、チャンバ内を真空排気(またはパージ)する。 After a predetermined time, to evacuate the chamber (or purging). このとき、配線溝内部の表面を含む半導体ウェハの表面全体には、塩化チタン分子が吸着している。 At this time, the entire surface of the semiconductor wafer including the wiring trench interior surface, the titanium chloride molecules are adsorbed.
【0006】 [0006]
続いて、他の第2の原料ガス(例えば、アンモニア)をチャンバ内に導入し、所定時間この状態を保持する。 Subsequently, the other second source gas (e.g., ammonia) is introduced into the chamber for a predetermined time to maintain this state. このとき、半導体ウェハの表面に吸着された塩化チタン分子とアンモニア分子とが反応して、半導体ウェハの表面に窒化チタンが析出する。 At this time, the titanium chloride molecules adsorbed ammonia molecules react on the surface of the semiconductor wafer, titanium nitride is deposited on the surface of the semiconductor wafer. 析出した窒化チタンの形成する層は、ほぼ一原子層(One Atomic Layer)、表面全体で見た場合には一原子以下の極薄膜である。 The layers forming the precipitated titanium nitride is substantially monoatomic layer (One Atomic Layer), if viewed across the surface is less ultra-thin monatomic.
【0007】 [0007]
次に、チャンバ内を真空排気(またはパージ)して、未反応の第2の原料ガス(アンモニア)、副生成物のガス等を除去する。 Then evacuating the chamber (or purging), the second source gas unreacted (ammonia), to remove the gas or the like by-products. 続いて、再び、第1の原料ガスをチャンバ内に導入した後、真空排気(またはパージ)する。 Then, again, after the first raw material gas is introduced into the chamber, is evacuated (or purge). これにより、窒化チタン層の表面を含む半導体ウェハの表面全体に塩化チタン分子が吸着する。 Thus, titanium chloride molecules are adsorbed on the entire surface of the semiconductor wafer including the surface of the titanium nitride layer. その後、第2のガスを導入され、吸着した第2のガス分子と反応して、表面に新たな窒化チタン層が形成される。 Then introduced to a second gas, it reacts with a second gas molecules adsorbed, new titanium nitride layer is formed on the surface.
【0008】 [0008]
その後、上記した、塩化チタンガスの吸着、真空排気(またはパージ)、アンモニアガスの導入、真空排気(またはパージ)、という工程を、所定サイクル繰り返して、所定厚さの窒化チタン膜を形成する。 Thereafter, the above, adsorption of the titanium chloride gas evacuation (or purge), the introduction of ammonia gas, evacuation (or purge), the steps of, repeatedly a predetermined cycle, to form a titanium nitride film having a predetermined thickness. このように、上記工程を所定サイクル数繰り返して窒化チタンの極薄膜を積層することにより、微細な配線溝の内部表面を含めた、半導体ウェハの表面全体に、均一性が高く、純度の高い薄膜の窒化チタン膜を形成することができる。 Thus, by laminating a very thin film of titanium nitride by repeating the above steps a predetermined number of cycles, including the inner surface of the fine wiring grooves, on the entire surface of the semiconductor wafer, high uniformity, high purity thin film it is possible to form a titanium nitride film.
【0009】 [0009]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
上記ALD法を用いる場合、例えば、1サイクルで0.14nmの極薄膜が成膜されるとすると、10nmの膜を形成するには70サイクル以上を要する。 When using the ALD method, for example, when a very thin film of 0.14nm in one cycle is deposited, to form a 10nm of the film takes over 70 cycles. 従って、スループットの向上には、1サイクルに要する時間を可能な限り短縮することが求められる。 Thus, the improvement in throughput, it is required to reduce as much as possible the time required for one cycle.
【0010】 [0010]
1サイクルあたりの時間を短縮するには、プロセス雰囲気の切替(各処理ガスの導入、排気(またはパージ))を高速に行う必要がある。 To shorten the 1 per cycle time, (introduction of the process gas exhaust (or purge)) the process atmosphere of the switching has to be performed at high speed. プロセス雰囲気の切替は、チャンバ容積を縮小することにより高速とすることができる。 Switching of the process atmosphere can be a high speed by reducing the chamber volume. しかし、チャンバ内には少なくとも被処理体である半導体ウェハの搬送を行うための空間が必要である。 However, in the chamber space is required for performing the transfer of the semiconductor wafer is at least workpiece. 従って、従来のCVD装置、熱処理装置等の構成を単純に適用しただけでは、チャンバ容積の縮小に限界がある。 Therefore, the conventional CVD apparatus, by just simply applying the structure of such a heat treatment apparatus, there is a limit to the reduction of the chamber volume. このように、チャンバ内の雰囲気を高速に切替可能な、ALD法に用いてスループットの向上が可能な装置構成は、これまでなかった。 Thus, capable of switching the atmosphere in the chamber at high speed, device configuration capable of improving the throughput by using the ALD method, like never before.
【0011】 [0011]
上記事情を鑑みて、本発明は、スループットの高い処理装置および処理方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a high processing apparatus and processing method throughput.
また、本発明は、チャンバ内の雰囲気を高速に切替可能な処理装置および処理方法を提供することを目的とする。 The present invention also aims to provide a switchable processing apparatus and processing method of the atmosphere in the chamber at high speed.
【0012】 [0012]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る処理装置は、 To achieve the above object, the processing apparatus according to a first aspect of the present invention,
外部との間で被処理体の搬送を行うための搬送領域と、前記被処理体に所定の処理を施すための処理領域と、を有するチャンバと、 A chamber having a transfer area for transfer of the object to be processed with the external, and a processing area for performing predetermined processing said object to be processed,
前記搬送領域内に設けられ、前記被処理体を保持するとともに、前記被処理体を前記搬送領域と前記処理領域との間で移動させる保持部材と、 Provided in the transport region, the holds the object to be processed, and the holding member for moving the workpiece between the transfer region and the processing region,
前記処理領域に複数種のガスを交互に供給するガス供給手段と、 And gas supply means for supplying a plurality of kinds of gases alternately into the processing region,
前記処理領域を排気し、前記ガス供給手段のガス供給に応じて前記処理領域内を所定の雰囲気とする排気手段と、 An exhaust means for exhausting the processing region, the predetermined atmosphere within the processing area in accordance with a gas supply of said gas supply means,
前記保持手段が通り抜け可能な開口を備え、前記被処理体を保持した前記保持部材が前記開口の内側にある状態で、前記搬送領域内の雰囲気と前記処理領域内の雰囲気とを分離する仕切り部材と、 With the possible opening through said holding means, said state the holding member holding the object to be processed is on the inside of the opening, the partition member for separating the atmosphere in the conveyance atmosphere within the processing area in the area When,
を備える、ことを特徴とする。 It comprises, characterized in that.
【0013】 [0013]
上記構成によれば、搬送領域と処理領域とは仕切り部材により分離され、従って、搬送領域の容積を必要最小限にまで縮小することができる。 According to the arrangement, the transport and process areas are separated by a partition member, it can therefore be reduced to the minimum necessary volume of the transport region. これにより、必要な処理ガスの量、排気容積は低減される。 Thus, the amount of required process gas exhaust volume is reduced. 従って、処理ガスの導入および排気といった、プロセス雰囲気の高速な切替が可能となり、処理時間は短縮されスループットの向上が図れる。 Thus, such introduction and evacuation of process gases, enables high-speed switching of the process atmosphere, the treatment time can be improved abbreviated throughput.
【0014】 [0014]
上記処理装置は、さらに、前記保持部材の側部を包囲するように設けられ、前記仕切り部材と前記保持部材との間の空間を封止するリング状の封止部材を備えてもよい。 The processing device is further provided so as to surround the sides of the holding member, the space may be provided with a ring-shaped sealing member for sealing a between the holding member and the partition member.
前記封止部材は、金属から構成されることが望ましい。 The sealing member is preferably made of metal.
【0015】 [0015]
また、上記構成において、前記保持部材は、その周縁部に、前記封止部材を冷却するための冷却機構を備えることが望ましい。 In the above structure, the holding member has, on its periphery, it is desirable to provide a cooling mechanism for cooling the sealing member.
【0016】 [0016]
上記構成において、例えば、前記仕切り部材は、前記搬送領域側の面の前記開口の近傍に形成された溝を備え、 In the above configuration, for example, the partition member is provided with a groove formed in the vicinity of the opening side of the transfer area side,
前記保持部材は、例えば、前記開口よりも大径に形成され、前記溝とかみ合わせ可能な溝を有する。 The retaining member may, for example, the opening is formed to have a diameter larger than that, with the groove and mating groove capable of.
【0017】 [0017]
上記構成において、前記搬送領域の圧力は、例えば、前記処理領域における圧力よりも低く設定される。 In the above configuration, the pressure of the transport area, for example, is set lower than the pressure in the processing region.
【0018】 [0018]
上記構成において、前記搬送領域の圧力は、前記処理領域における圧力よりも低く設定されることが望ましい。 In the above configuration, the pressure of the conveying region, be set lower than the desired pressure in the processing region. これにより、搬送領域から処理領域への処理ガスの逆流を防止できるとともに、搬送領域内での処理ガス同士の反応を防ぐことができる。 Thus, reverse flow with the possible prevention of the processing gas from the transfer region to the processing region, it is possible to prevent the reaction of the process gas between in the transport area.
【0019】 [0019]
上記構成において、例えば、前記仕切り部材は、 In the above configuration, for example, the partition member,
前記開口の内壁に配置された吸気口と、 An intake port disposed on an inner wall of the opening,
前記吸気口に接続して前記仕切り部材の内部に配置され、前記吸気口を介して吸気するエジェクター構造と、 Is disposed inside the partition member connected to the intake port, and an ejector structure that the intake through the intake port,
を備える。 Equipped with a.
【0020】 [0020]
上記構成によれば、開口の内壁に配置された吸気口と、吸気口に接続されたエジェクター構造と、により、開口の近傍(保持部材と仕切り部材との間の空間)の空気は、吸気口から吸引される。 According to the above configuration, the air inlet disposed on the inner wall of the opening, and an ejector structure that is connected to the intake port, by, the air (the space between the holding member and the partition member) near the opening, the air inlet It is sucked from. これにより、搬送領域から処理領域側へ、また逆に、処理領域から搬送領域側へ流れる空気は、常に、吸気口から吸引排気されることとなり、2つの領域の雰囲気が混ざり合うことは防がれる。 Thus, to the processing region side from the transfer region, and conversely, the air flowing from the treatment region to the transfer region side is always will be sucked exhausted from the air inlet, proof is that the atmosphere of the two regions are mixed together is It is.
【0021】 [0021]
上記構成において、例えば、前記エジェクター構造は、 In the above configuration, for example, the ejector structure,
ガスが導通可能な、前記仕切り部材の内部に配置され、ターンするガス流路と、 Gas is conductible, is disposed in the partition member, and the gas flow path to turn,
前記仕切り部材の内部に配置され、前記吸気口と前記ガス流路とを接続する排気路と、を備え、 Wherein is disposed inside the partition member, and an exhaust passage for connecting the gas flow path and the air inlet,
前記排気路は、ターンした前記ガス流路の排気側に接続され、 The exhaust passage is connected to an exhaust side of the gas flow path turns,
前記ガス流路にガスを流すことにより、前記吸気口から吸気する。 By flowing a gas into the gas flow path and air from the intake port.
【0022】 [0022]
上記構成において、前記排気路は、前記ガスが前記ガス流路を流れる方向に対して90°〜180°の角度で接続されることが望ましい。 In the above configuration, the exhaust passage, it is preferable that the gas is connected at an angle of 90 ° to 180 ° with respect to the direction of flow of the gas flow path.
【0023】 [0023]
上記エジェクター構造を用いた場合には、前記搬送領域と前記処理領域とは、同じ圧力に設定されることが望ましい。 Above case of using the ejector structure, wherein the conveying region and the processing region, it is preferable to set the same pressure. これにより、搬送領域から処理領域へ、および、処理領域から搬送領域への空気の流れは発生せず、従って、処理領域と搬送領域との境界の空気の流れは、吸気口への流れが主となり、より効果的に搬送領域と処理領域とを分離することができる。 Thus, from the transfer region to the processing region, and the air flow from the processing area to the transfer area is not generated, therefore, the air flow of the boundary between the processing region and the transfer region, the main flow of the intake port next, it is possible to separate the more effective transport and process areas.
【0024】 [0024]
上記構成において、前記処理は、例えば、成膜処理である。 In the above configuration, the process is, for example, film forming process. 処理領域と搬送領域とが分離され、処理領域の雰囲気を高速に置換可能な上記処理装置は、複数種のガスを1種類ずつ、個別に用いる成膜処理を行う場合に、特に有効である。 Processing region and the transfer region are separated, replaceable the processing device atmosphere of the processing area at a high speed, one of each a plurality of kinds of gases, when performing a film forming process to be used separately, it is particularly effective.
【0025】 [0025]
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る処理方法は、 To achieve the above object, the processing method according to a second aspect of the present invention,
上記構成の処理装置を用いる処理方法であって、 A processing method using the processing apparatus having the above structure,
前記被処理体を前記処理領域内に移動させる工程と、 A step of moving the workpiece in the processing region,
前記複数種のガスを1種類ずつ複数回にわたって前記処理領域内に供給する工程と、 And supplying to the processing region over one by a plurality of times the plurality of kinds of gases,
前記複数種のガスの供給毎に、真空排気または不活性ガスによる置換を行う工程と、 Each feed of said plurality of kinds of gases, and performing substitution by evacuation or inert gas,
を備える、ことを特徴とする。 It comprises, characterized in that.
【0026】 [0026]
上記方法では、搬送領域と処理領域とは仕切り部材により分離され、従って、搬送領域の容積を必要最小限にまで縮小可能な処理装置が用いられる。 In the above method, the transport and process areas are separated by a partition member, therefore, retractable processing apparatus to a necessary minimum volume of the transport region is used. 従って、処理ガスの導入および排気といった、プロセス雰囲気の高速な切替が可能である。 Thus, such introduction and evacuation of process gases, which enables high-speed switching of the process atmosphere. これにより、複数種のガスを1種類ずつ用い、ガス毎に処理領域内の雰囲気を置換する上記処理方法に要する時間は短縮されスループットの向上が図れる。 Thus, using a plurality of gas by one, the time required for the processing method for replacing the atmosphere in the processing area for each gas can be improved abbreviated throughput.
【0027】 [0027]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
本発明の実施の形態にかかる処理装置について、以下図面を参照して説明する。 For such processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 本実施の形態では、塩化チタン(TiCl )とアンモニア(NH )とを用いて半導体ウェハ表面に窒化チタン(TiN)膜を形成する成膜装置を例として説明する。 In this embodiment, illustrating a film forming apparatus for forming a titanium nitride (TiN) film on a semiconductor wafer surface using a titanium chloride (TiCl 4) and ammonia (NH 3) as an example.
【0028】 [0028]
図1に、本実施の形態にかかる成膜装置10の構成を示す。 Figure 1 shows the structure of a film forming apparatus 10 according to this embodiment.
図1に示すように、成膜装置10は、例えば、アルミニウム等からなる、円筒形状のチャンバ11を備える。 As shown in FIG. 1, the film forming apparatus 10 is, for example, made of aluminum or the like, it comprises a chamber 11 of cylindrical shape.
【0029】 [0029]
チャンバ11の中央部分には、セパレータ12が配設されている。 The central portion of the chamber 11, separator 12 is disposed. セパレータ12は、その中央に開口12aを有し、アルミニウム等からなる板状部材から構成されている。 The separator 12 has an opening 12a at its center, and a plate-like member made of aluminum or the like. また、セパレータ12の内周縁には、段差12bが形成されている。 Further, the inner peripheral edge of the separator 12, a step 12b is formed. セパレータ12は、チャンバ11に嵌合して固定され、チャンバ11の内部を、下方の搬送領域13と、上方のプロセス領域14と、に分離する。 The separator 12 is fitted and fixed to the chamber 11, the interior of the chamber 11, and below the transport region 13, and above the process region 14, to separate. 搬送領域13では、外部とウェハWの搬送が行われ、プロセス領域14では、ウェハWの表面に成膜処理が施される。 In the transport region 13, it is performed conveyed external and the wafer W, the process area 14, the film formation process is performed on the surface of the wafer W.
【0030】 [0030]
チャンバ11の搬送領域13の側壁、すなわち、セパレータ12の下方の側壁には、ウェハ搬送用のゲート15が設けられている。 Side walls of the transport region 13 of the chamber 11, i.e., on the side wall of the lower of the separator 12, the gate 15 for wafer transfer is provided. ゲート15には、ゲートバルブ16が設けられている。 The gate 15, the gate valve 16 is provided.
【0031】 [0031]
チャンバ11の底部には、第1排気口17が設けられている。 The bottom of the chamber 11, the first exhaust port 17 is provided. 第1排気口17は、APC(Auto Pressure Controller)等の第1圧力調整装置18を介して第1排気装置19に接続されている。 The first exhaust port 17 is connected to a first exhaust device 19 through the APC (Auto Pressure Controller) first pressure adjusting device 18 such as a. 第1排気装置19は、TMP(Turbo Molecular Pump)等から構成されている。 The first exhaust device 19 is composed of a TMP (Turbo Molecular Pump) or the like.
【0032】 [0032]
チャンバ11の、セパレータ12より上の壁面には、第2排気口20が設けられている。 Of the chamber 11, on the wall surface above the separator 12, the second exhaust port 20 is provided. 第2排気口20は、第2圧力調整装置21を介して第2排気装置22に接続されている。 The second exhaust port 20 is connected to a second exhaust device 22 through the second pressure regulator 21. 第2排気装置22は、TMP等から構成されている。 The second exhaust device 22 is composed of TMP, and the like.
【0033】 [0033]
チャンバ11の、第2排気口20に対向する位置にはガス導入口23が設けられている。 Of the chamber 11, gas inlet 23 is provided at a position facing the second outlet 20. ガス導入口23はガス導入管24に接続されている。 Gas inlet 23 is connected to a gas inlet pipe 24. ガス導入管24は、TiCl ガス供給源25、NH ガス供給源26およびArガス供給源27に、それぞれ、MFC(Mass Flow Controller)等の流量制御装置28a、28b、28cを介して接続されている。 Gas introducing pipe 24, the TiCl 4 gas supply source 25, NH 3 gas supply source 26 and the Ar gas supply source 27, respectively, are connected through MFC (Mass Flow Controller) or the like of the flow control device 28a, 28b, a 28c ing. これにより、ガス導入口23を介して、TiCl ガス、NH ガス、Arガスが、それぞれ、所定の流量に制御されてチャンバ11内に供給される。 Thus, through the gas inlet 23, TiCl 4 gas, NH 3 gas, Ar gas, respectively, are controlled to a predetermined flow rate is supplied to the chamber 11.
【0034】 [0034]
チャンバ11の内部には、円盤形状を有するサセプタ29が配設されている。 Inside the chamber 11, a susceptor 29 having a disk shape is disposed. サセプタ29は、セパレータ12の開口12aのほぼ直下に配置されている。 The susceptor 29 is disposed substantially directly below the opening 12a of the separator 12. サセプタ29には、被処理体である半導体ウェハWが載置される。 The susceptor 29, the semiconductor wafer W as an object to be processed is placed. サセプタ29は、断熱材30を介してサセプタ支持台31上に保持されている。 The susceptor 29 is held on susceptor support 31 via the heat insulating material 30. サセプタ29および断熱材30は、サセプタ支持台31よりも小径とされている。 The susceptor 29 and the heat insulating member 30 is smaller in diameter than the susceptor support 31.
【0035】 [0035]
サセプタ支持台31は、その周縁に段差37を備える凸型の円盤形状を有し、凸部領域にサセプタ29が載置されている。 Susceptor support 31 has a disk shape convex with a step 37 on its periphery, a susceptor 29 in the convex regions is placed. また、段差37には、Oリング38が設けられている。 Further, the step 37, O-ring 38 is provided. Oリング38は、粘弾性が高く、活性ガス耐性の高い樹脂材料から構成され、好ましくは、弾性体、特に、バイトン(R)等のフッ素系エラストマーから構成されている。 O-ring 38, viscoelasticity high, consists resin material with high active gas resistance, preferably, the elastic body, in particular, and a fluorine-based elastomer such as Viton (R).
【0036】 [0036]
サセプタ支持台31には、その周縁部まで冷媒流路36が形成されている。 The susceptor pedestal 31, the coolant flow path 36 is formed to the periphery thereof. 冷媒流路36には、冷媒が循環し、サセプタ支持台31、特に、段差37周辺を所定の温度、例えば、200℃以下の温度に保持する。 The refrigerant passage 36, the refrigerant is circulated, the susceptor support 31, in particular, the step 37 around a predetermined temperature, for example, kept at a temperature of 200 ° C. or less. これにより、Oリング38の過熱は防がれ、劣化は防がれる。 Thus, overheating of the O-ring 38 is prevented, deterioration is prevented.
【0037】 [0037]
サセプタ支持台31は、中空円筒状の脚部32によりチャンバ11の底部中央に配置されている。 Susceptor support 31 is arranged in the bottom center of the chamber 11 by a hollow cylindrical legs 32. 脚部32は、図示しないモータ等に接続されており、サセプタ29とともに昇降可能に構成されている。 Leg 32 is connected to a motor (not shown) or the like, and is vertically movable structure with the susceptor 29. 脚部32の下部は、ステンレス鋼からなる伸縮可能なベローズ33により覆われている。 Lower leg 32 is covered by a stretchable bellows 33 made of stainless steel. ベローズ33は、チャンバ11の内側と外側の雰囲気を気密に隔絶している。 Bellows 33 is isolate the atmosphere inside and outside of the chamber 11 airtight.
【0038】 [0038]
サセプタ29は、例えば、厚さ数mmのカーボン素材、窒化アルミニウム等の熱伝導性のよい材料で構成される。 The susceptor 29 is, for example, carbon materials having a thickness of several mm, composed of a material having good thermal conductivity such as aluminum nitride.
【0039】 [0039]
サセプタ29の内部には、リフトピン34が設けられている。 Inside the susceptor 29, the lift pins 34 are provided. リフトピン34は、図示しないシリンダ等の昇降機構に接続されており、昇降可能となっている。 Lift pin 34 is connected to an elevating mechanism such as a cylinder (not shown), and can lift. ウェハWの搬入出時には、リフトピン34の昇降により、ウェハWの受け渡しが行われる。 At the time of loading and unloading of the wafer W, by the elevation of the lift pin 34, passing the wafer W is performed. また、サセプタ29の内部には、図示しない静電チャックが設けられている。 Inside the susceptor 29, an electrostatic chuck is provided which is not shown. 静電チャックは、サセプタ29上に載置されたウェハWをクーロン力により吸着保持する。 Electrostatic chuck for attracting and holding by a Coulomb force of the wafer W placed on the susceptor 29.
【0040】 [0040]
サセプタ29は、その内部に抵抗発熱体等のヒータ35を備える。 The susceptor 29 includes a heater 35 of the resistance heating element or the like therein. サセプタ29上に載置されたウェハWは、ヒータ35により所定の温度、例えば、400℃〜450℃に加熱される。 Wafer W placed on the susceptor 29, a predetermined temperature by the heater 35, for example, is heated to 400 ° C. to 450 ° C..
【0041】 [0041]
サセプタ29は、外部との間のウェハWの搬送時には、最下降位置(搬送位置)にある。 The susceptor 29, at the time of transfer of the wafer W between the outside and is in lowest position (transport position). 搬送位置では、サセプタ29は、ウェハWがチャンバ11内に搬入またはチャンバ11から搬出されるゲート15よりも下に位置する。 In the transport position, the susceptor 29, the wafer W is located below the gate 15 which is unloaded from the loading or chamber 11 into the chamber 11.
【0042】 [0042]
一方、サセプタ29は、脚部32の駆動により、最上昇位置(プロセス位置)まで上昇する。 On the other hand, the susceptor 29 is driven by the legs 32, it rises to its highest position (process position). 図2に、サセプタ29が、プロセス位置にある状態を示す。 2, susceptor 29, showing a state in which the process position. 図2に示すように、プロセス位置では、サセプタ支持台31は、セパレータ12とほぼ同じ高さにある。 As shown in FIG. 2, in the process position, the susceptor support 31 is at substantially the same height as the separator 12. ここで、サセプタ支持台31の段差37は、セパレータ12の段差12bと嵌合する。 Here, the step 37 of the susceptor support 31 step 12b and the fitting of the separator 12.
【0043】 [0043]
サセプタ29がプロセス位置にあるとき、セパレータ12の段差12bと、サセプタ支持台31と、の間は、Oリング38により気密に封止されている。 When the susceptor 29 is in the process position, and the step 12b of the separator 12, the susceptor support 31, during the, it is hermetically sealed by the O-ring 38. これにより、プロセス領域14は、搬送領域13とは隔絶される。 Thus, the process region 14 is isolated from the conveying area 13. プロセス領域14および搬送領域13は、それぞれ排気系を備え、従って、互いに独立な雰囲気とすることができる。 Process region 14 and the transport regions 13 each provided with an exhaust system, therefore, can be independent atmosphere. ここで、サセプタ29がプロセス位置にあるときのプロセス領域14の容積は、例えば、4リットル未満である。 Here, the volume of process region 14 when the susceptor 29 is in the process position, for example, less than 4 liters.
【0044】 [0044]
搬送領域13は、プロセス領域14よりも高真空状態とされる。 Transport region 13 is a high vacuum state than the process area 14. サセプタ29がプロセス位置にあるときには、プロセス領域14は、例えば、399Pa(3Torr)付近の圧力とされ、搬送領域13は、例えば、1.3×10 −2 Pa(1×10 −4 Torr)未満の圧力に、それぞれ独立に制御される。 When the susceptor 29 is in the process position, the process region 14 is, for example, a pressure around 399 Pa (3 Torr), the transport regions 13, for example, less than 1.3 × 10 -2 Pa (1 × 10 -4 Torr) the pressure is controlled independently. このように、搬送領域13の圧力をプロセス領域14の圧力(プロセス圧力)よりも低く維持することにより、プロセス領域14から流出したプロセスガスが搬送領域13内で反応することを防ぐことができる。 Thus, by maintaining the pressure of the transport region 13 pressure in the process area 14 (process pressure) lower than the process gas flowing out from the process region 14 can be prevented from reacting in the transfer region 13. また、搬送領域13からプロセス領域14への処理ガスの逆流も防がれる。 Further, also prevented backflow of process gas from the transfer area 13 into the process area 14.
【0045】 [0045]
このように、チャンバ11内を、互いに独立なプロセス領域14と、搬送領域13とに分けることにより、ウェハWに所定の処理を施すために必要なプロセス空間の容積は実質的に低減される。 Thus, the chamber 11, an independent process area 14, by dividing into a transport region 13, the volume of the process space required for performing a predetermined process on the wafer W is substantially reduced. これはすなわち、処理に必要な処理ガスの量および排気容積が低減することを意味する。 This means that the amount and the exhaust volume of the process gas required for the processing means to reduce. 従って、処理ガスの導入および排気といった、プロセス雰囲気の高速な切替が可能となり、処理時間は短縮されスループットの向上が図れる。 Thus, such introduction and evacuation of process gases, enables high-speed switching of the process atmosphere, the treatment time can be improved abbreviated throughput.
【0046】 [0046]
成膜装置10は、マイクロコンピュータ等から構成される制御装置100を備える。 Film forming apparatus 10 includes a control unit 100 composed of a microcomputer or the like. 制御装置100は、サセプタ29の昇降、ガスの供給、排気等、成膜装置10全体の動作を制御する。 Controller 100, the lift of the susceptor 29, the supply of gas, to control the exhaust or the like, the film forming apparatus 10 overall operation.
【0047】 [0047]
次に、上記のように構成された成膜装置10を用い、ウェハW表面にTiN膜を成膜する方法について、図3を参照して説明する。 Next, using the film deposition apparatus 10 constructed as described above, a method of forming a TiN film on the wafer W surface, it will be described with reference to FIG. 図3は、第1の実施の形態におけるTiN膜の形成方法を示すフローチャートである。 Figure 3 is a flowchart showing a method of forming a TiN film in the first embodiment. なお、図3に示すフローチャートは、処理の一例であり、同様の効果が得られれば、どのようなものであってもよい。 The flowchart shown in FIG. 3 is an example of the process, as long obtain the same effect, may be of any type.
【0048】 [0048]
最初に、外部から搬送アーム等により、ゲート15を介してチャンバ11の内部にウェハWが搬入される(ステップS11)。 First, by the transfer arm or the like from the outside, the wafer W is carried into the chamber 11 through the gate 15 (step S11). このとき、サセプタ29は、搬送位置にあり、サセプタ29のリフトピン34は、サセプタ29の主面から突出している。 In this case, the susceptor 29 is in the transport position, the lift pins 34 of the susceptor 29 protrudes from the main surface of the susceptor 29. 搬送アームは、ウェハWをリフトピン34に支持させた後、チャンバ11内から退出する。 Transfer arm, after supporting the wafer W to lift pin 34, exits from the chamber 11. 搬送アームの退出後、ゲートバルブ16は閉鎖される。 After exit of the transfer arm, the gate valve 16 is closed.
【0049】 [0049]
ウェハWを支持したリフトピン34は下降し、サセプタ29中に埋没する。 Lift pins 34 supporting the wafer W is lowered, buried in the susceptor 29. これにより、ウェハWは、サセプタ29上に載置される。 As a result, the wafer W is placed on the susceptor 29. 載置されたウェハWは、サセプタ29上で静電チャックにより吸着保持される。 Placed on the wafer W is attracted to and held by the electrostatic chuck on the susceptor 29.
【0050】 [0050]
続いて、サセプタ29は、ウェハWを保持した状態で上昇する(ステップS12)。 Subsequently, the susceptor 29 rises while holding the wafer W (step S12). サセプタ29は、脚部32によりプロセス位置まで上昇する。 The susceptor 29 is raised by the legs 32 to the process position. このとき、サセプタ支持台31は、セパレータ12と嵌合し、嵌合部分はOリング38により気密に封止される。 At this time, the susceptor support 31 is engaged with the separator 12, the fitting portion is hermetically sealed by the O-ring 38. これにより、プロセス領域14内に、搬送領域13とは独立な雰囲気が形成される。 Thus, in the process area 14, independent atmosphere is formed from the transfer region 13. なお、サセプタ支持台31に設けられた冷媒流路36には、常に冷媒が流されており、Oリング38の温度は常に200℃以下とされている。 Note that the refrigerant passage 36 provided in the susceptor support 31, constantly flows refrigerant, the temperature of the O-ring 38 is always set to 200 ° C. or less.
【0051】 [0051]
続いて、サセプタ29内部のヒータ35により、ウェハWは、所定の温度、例えば、450℃に昇温される(ステップS13)。 By subsequently susceptor 29 inside the heater 35, the wafer W is a predetermined temperature, for example, is heated to 450 ° C. (step S13). また、プロセス領域14内には、Arガスが、Arガス供給源27から供給される。 Further, in the process region 14, Ar gas is supplied from the Ar gas supply source 27. Arガスは、流量制御装置28cにより、例えば、200sccmの流量に制御されて供給される。 Ar gas, the flow rate controller 28c, for example, is supplied under the control of the flow rate of 200 sccm. このとき、プロセス領域14内の圧力は、第2圧力調整装置21により、例えば、399Paに保持されている。 At this time, the pressure in the process region 14, the second pressure regulator 21, for example, are held in 399 Pa.
【0052】 [0052]
一方、搬送領域13の内部は、第1圧力制御装置18により、プロセス領域14よりも低い圧力、例えば、1.3×10 −2 Pa未満の圧力とされる。 On the other hand, the interior of the transport region 13, the first pressure control device 18, a lower pressure than the process area 14, for example, be a pressure of less than 1.3 × 10 -2 Pa. ここで、搬送領域13をプロセス領域14よりも低圧とするのは、搬送領域13内の雰囲気が、プロセス領域14内に侵入することを防ぐためである。 Here, for the lower pressure than the process region 14 to transfer region 13, it is to prevent the atmosphere in the transfer region 13, enters the process region 14.
【0053】 [0053]
続いて、Arガスが供給されている状態で、プロセス領域14内にTiCl ガスが、TiCl ガス供給源25から供給される(ステップS14)。 Subsequently, in a state where Ar gas is supplied, the TiCl 4 gas into the process region 14 is supplied from the TiCl 4 gas supply source 25 (step S14). TiCl ガスは、流量制御装置28aにより、例えば、30sccmの流量に制御されて供給される。 TiCl 4 gas, the flow rate controller 28a, for example, is supplied under the control of the 30sccm flow. このとき、ウェハWの表面にTiCl 分子が吸着する。 At this time, TiCl 4 molecules are adsorbed on the surface of the wafer W.
【0054】 [0054]
TiCl ガスの供給から所定時間後、例えば、0.5秒後、TiCl ガスの供給は停止される(ステップS15)。 After the supply of the TiCl 4 gas predetermined time, for example, after 0.5 seconds, the supply of the TiCl 4 gas is stopped (step S15). この状態で、Arガスは依然として流れており、ウェハWの表面に吸着していないTiCl ガス(分子)は、Arガスとともにプロセス領域14から排気される。 In this state, Ar gas is still flowing, TiCl 4 gas that is not adsorbed on the surface of the wafer W (molecule) is exhausted from the process area 14 together with Ar gas.
【0055】 [0055]
TiCl ガスの供給停止から所定時間後、例えば、0.5秒後、プロセス領域14内に、NH ガスがNH ガス供給源26から供給される(ステップS16)。 After the TiCl 4 gas predetermined time outage, for example, after 0.5 seconds, the process area 14, the NH 3 gas is supplied from the NH 3 gas supply source 26 (step S16). NH ガスは、流量制御装置28bにより、例えば、50sccmに制御されて供給される。 NH 3 gas, the flow rate controller 28b, for example, is supplied under the control of the 50 sccm.
【0056】 [0056]
このとき、NH 分子は、ウェハWの表面に吸着したTiCl 分子と反応し、TiNを生成する。 At this time, NH 3 molecules react with TiCl 4 molecules adsorbed on the surface of the wafer W, to produce a TiN. これにより、ウェハWの表面の、TiCl が吸着したサイトにはTiNが析出し、TiNのほぼ1原子分の極薄膜が形成される。 Thus, the surface of the wafer W, TiN is deposited on sites where TiCl 4 is adsorbed, approximately 1 atomic pole thin TiN is formed.
【0057】 [0057]
NH ガスの供給から所定時間後、例えば、0.5秒後、NH ガスの供給は停止される(ステップS17)。 NH 3 after the supply of gas a predetermined time, for example, after 0.5 seconds, the supply of the NH 3 gas is stopped (step S17). この状態で、Arガスは依然として流れており、未反応のNH ガスおよび副生成物は、Arガスとともにプロセス領域14から排気される。 In this state, Ar gas is still flowing, NH 3 gas and by-products of the unreacted are exhausted from processing region 14 with Ar gas.
【0058】 [0058]
続いて、所定時間後、例えば、0.5秒後、ステップS14に戻り、プロセス領域14内にTiCl ガスが供給される。 Subsequently, after a predetermined time, for example, after 0.5 seconds, the process returns to step S14, TiCl 4 gas is supplied into the process region 14. このとき、TiCl 分子は、TiN膜、および、ウェハWの表面に吸着される。 At this time, TiCl 4 molecule, TiN film, and are adsorbed on the surface of the wafer W. その後、TiCl ガスの供給は停止され、吸着しなかったTiCl ガスはArガスとともに排気される(ステップS15)。 Thereafter, the supply of the TiCl 4 gas is stopped, TiCl 4 gas not adsorbed is discharged together with the Ar gas (step S15).
【0059】 [0059]
次に、プロセス領域14内にNH ガスが供給される(ステップS16)。 Then, NH 3 gas is supplied into the process region 14 (step S16). これにより、ウェハの表面およびTiN膜上に付着したTiCl 分子と、NH 分子とが反応して、新たなTiNの極薄膜を形成する。 Thus, the TiCl 4 molecules attached to the surface and the TiN film of the wafer, is reacted with NH 3 molecules to form a very thin film of a new TiN. その後、NH ガスの供給は停止され、未反応のNH ガスおよび副生物はArガスとともにプロセス領域14から排気される。 Thereafter, the supply of the NH 3 gas is stopped, the NH 3 gas and byproducts unreacted are exhausted from processing region 14 with Ar gas.
【0060】 [0060]
以降、上記のように、ステップS14〜ステップS17の工程が繰り返し行われ、TiNの極薄膜が積層して形成される。 Since, as described above, are repeatedly performed step of steps S14~ step S17, ultrathin films TiN is formed by laminating. このように、極薄膜が順次積層されて、微細なコンタクトホール等の形成されたウェハWの表面に、均一なTiN膜が形成される。 Thus, it is very laminated thin film are sequentially on a surface of the wafer W formed such fine contact hole, a uniform TiN film is formed.
【0061】 [0061]
上記極薄膜の形成工程は、所定厚さのTiN膜が形成されるまで所定サイクル数繰り返される。 Step of forming the electrode film is given a thickness of TiN film are repeated a predetermined number of cycles until the formation. 成膜装置10の制御装置100は、予め、所定厚さの膜を形成するために必要なサイクル数を記憶している。 Controller 100 of the film forming apparatus 10 has stored therein in advance the number of cycles required to form a film having a predetermined thickness. 制御装置100の記憶している値は、同一の条件で1サイクルあたりで成膜される平均的な厚さを実験により算出し、所定厚さの成膜を行うのに必要なサイクル数を算出することにより求められる。 The value stored in the control device 100 calculates experimentally deposited the average thickness per one cycle under the same conditions, calculates the number of cycles required to perform the film formation of a predetermined thickness It is determined by.
【0062】 [0062]
ステップS18にて、制御装置100は、ステップS14〜S17までの工程を、所定サイクル数繰り返したか判別する。 At step S18, the control unit 100, the process up to step S14 to S17, determines whether or repeated a predetermined number cycles. 所定サイクル数に達していなければ、ステップS14に戻り、極薄膜の形成工程を繰り返す。 Does not reach the predetermined number cycles, the process returns to step S14, repeating the step of forming the very thin film. 所定サイクル数に達していれば、Arガスの供給を停止する(ステップS19)。 If it reached a predetermined number cycles to stop the supply of the Ar gas (step S19).
【0063】 [0063]
このとき、搬送領域13およびプロセス領域14の雰囲気は、それぞれ、第1圧力制御装置18および第2圧力制御装置21により、ほぼ同圧、例えば、1.33×10 −2 〜1.33×10 −3 Pa(10 −4 〜10 −5 Torr)とされる。 At this time, the atmosphere of the transport region 13 and a process area 14, respectively, by a first pressure control device 18 and the second pressure control device 21, substantially Do圧, for example, 1.33 × 10 -2 ~1.33 × 10 -3 it is Pa (10 -4 ~10 -5 Torr) . ここで、プロセス領域14内の圧力は、搬送領域13内の圧力よりも、少し高いことが望ましい。 Here, the pressure in the process region 14, than the pressure in the transfer region 13, it is desirable that a little high. これは、後述するようにサセプタ29が下降し、搬送領域13とプロセス領域14との間の気密性が失われたときに、搬送領域13内のガス、不純物等がプロセス領域14内に流れ込むことを防ぐためである。 This susceptor 29 is lowered as described below, when the air-tightness between the transfer region 13 and process region 14 is lost, the gas in the transfer region 13, impurities, etc. to flow into the process region 14 in order to prevent.
【0064】 [0064]
その後、サセプタ29は搬送位置まで下降する(ステップS20)。 Thereafter, the susceptor 29 is lowered to the transport position (step S20). 続いて、静電チャックが解除され、リフトピン34が上昇してウェハWを持ち上げる。 Subsequently, the electrostatic chuck is released, it lifts the wafer W lift pin 34 rises. その後、ゲートバルブ16が開放され、搬送アームがゲート15から進入する。 Thereafter, the gate valve 16 is opened, the transfer arm enters the gate 15. 搬送アームは、リフトピン34からウェハWを受け取り、ゲート15から外部に退出する。 Transfer arm receives the wafer W from the lift pins 34, exits the gate 15 to the outside. 以上のようにして、成膜処理は終了する。 As described above, the film formation process is completed.
【0065】 [0065]
上記実施の形態によれば、チャンバ11を、互いに独立な雰囲気にそれぞれ制御可能な搬送領域13と、プロセス領域14と、に分けている。 According to the above embodiment, the chamber 11, respectively controllable transport region 13 independently of one another atmosphere, it is divided into the process area 14,. これにより、成膜処理に必要なプロセス空間の実質的な容積を最小限とすることができ、必要な処理ガスの量、排気容積は低減される。 Thus, a substantial volume of the processing space required for the film forming process can be minimized, the amount of required process gas exhaust volume is reduced. 従って、処理ガスの導入および排気といった、プロセス雰囲気の高速な切替が可能となり、処理時間は短縮されスループットの向上が図れる。 Thus, such introduction and evacuation of process gases, enables high-speed switching of the process atmosphere, the treatment time can be improved abbreviated throughput.
【0066】 [0066]
ここで、搬送領域13とプロセス領域14とは、セパレータ12とサセプタ支持台31とが嵌合し、嵌合部分に設けられたOリング38により封止されることにより、気密に隔絶される。 Here, the transfer region 13 and the process area 14, the separator 12 and the susceptor support 31 and is fitted, by being sealed by O-ring 38 provided in the fitting portion, is isolated hermetically. 成膜処理中、サセプタ支持台31中の冷媒流路36には冷媒が流れており、Oリング38およびその近傍は、200℃以下とされている。 During the deposition process, the refrigerant passage 36 in the susceptor support 31 and refrigerant flows, O-ring 38 and its vicinity, there is a 200 ° C. or less. これにより、サセプタ29の加熱によるOリング38の熱損傷は防がれる。 Thus, thermal damage of the O-ring 38 due to heating of the susceptor 29 is prevented.
【0067】 [0067]
上記実施の形態では、TiCl ガスとNH ガスとの供給の間に、Arガスを流して処理領域内の雰囲気を置換するものとした。 In the above embodiment, during the supply of the TiCl 4 gas and NH 3 gas were assumed to replace the atmosphere in the processing region by flowing Ar gas. しかし、Arガスの供給を停止して、真空状態に排気することにより、雰囲気の置換を行うようにしてもよい。 However, by stopping the supply of the Ar gas, by evacuating the vacuum state may be the replacement of the atmosphere.
【0068】 [0068]
上記実施の形態では、Oリング38を用いて搬送領域13とプロセス領域14とを気密に隔てるものとした。 In the above embodiment, it is assumed that separates hermetically the transport region 13 and the process area 14 by using the O-ring 38. しかし、図4に示すような、断面がC字状のCリング39を用いてもよい。 However, as shown in FIG. 4, in cross-section may be used a C-shaped C-ring 39. Cリング39は、高弾性金属、例えば、リン青銅、アルミニウムから構成することができる。 C-ring 39 is highly elastic metal, for example, can be configured phosphor bronze, aluminum. このように金属からなるCリング39を用いる場合、熱による劣化等が少ないので、サセプタ29の周縁部に冷媒流路36等の冷却機構を設けなくてもよい。 The case of using the C-ring 39 made of metal, since deterioration due to heat or the like is small, may not be provided a cooling mechanism such as a refrigerant flow channel 36 to the peripheral portion of the susceptor 29. さらに、断面はC字状に限らず、複数回湾曲した構造等、いかなるものであってもよい。 Furthermore, the cross-section not limited to a C-shape, curved structure such as a plurality of times may be any.
【0069】 [0069]
また、セパレータ12の段差12bおよびサセプタ支持台31の段差37の断面の形状を変化させた構成も可能である。 The configuration of changing the cross-sectional shape of the step 37 of the step 12b and the susceptor support 31 of the separator 12 are also possible. 例えば、図5に示すように、互いの段差部分をテーパ状に形成しても良い。 For example, as shown in FIG. 5, it may be formed a step portion of one another in a tapered shape.
【0070】 [0070]
上記実施の形態では、プロセス領域14と搬送領域13とは、Oリング38、Cリング39等のリング状部材によって隔絶するものとした。 In the above embodiment, the process area 14 and the transfer region 13, and shall be isolated by a ring-shaped member such as an O-ring 38, C-ring 39. しかし、2つの領域を隔てる方法はこれに限られず、例えば、以下の(1)および(2)に示すようなシール構造であってもよい。 However, the method of separating the two regions is not limited to this, for example, may be a sealed structure as shown in the following (1) and (2).
【0071】 [0071]
(1) 図6に、ラビリンスシールを用いて搬送領域13とプロセス領域14との間のコンダクタンスを低下させることにより、プロセス領域14と搬送領域13とにおける雰囲気を隔絶するシール構造を示す。 (1) in FIG. 6, by lowering the conductance between the transfer region 13 and the process area 14 by using a labyrinth seal, showing a sealing structure for isolating the atmosphere in the process area 14 and transport area 13.
【0072】 [0072]
図6に示すように、サセプタ支持台31は、サセプタ29および断熱材30よりも大径に形成され、これらを載せた状態で、その周縁部が余る構造となっている。 As shown in FIG. 6, the susceptor support 31, rather than the susceptor 29 and the heat insulating material 30 is formed to have a larger diameter, in a state which carries them, has a structure in which the periphery is left over. このサセプタ支持台31の周縁部には、プロセス領域14側の面に複数の溝40aが形成され、これらがラビリンスシール部40を構成している。 This peripheral portion of the susceptor support 31, a plurality of grooves 40a on the surface of the process area 14 side is formed, it constitutes a labyrinth seal portion 40.
【0073】 [0073]
ラビリンスシール部材40の溝40aは、同心円上に、複数等ピッチで形成されている。 Grooves 40a of the labyrinth seal member 40 is concentrically, is made of multiple equal pitches. 一方、セパレータ12には、内端の下面(搬送領域13側の面)に段部41が形成されている。 On the other hand, the separator 12, the step portion 41 is formed on the lower surface of the inner end (the surface of the transport region 13 side). 段部41の底面(搬送領域13側の主面)には、複数の溝41aが形成されている。 The bottom surface of the step portion 41 (the main surface of the transport region 13 side), a plurality of grooves 41a are formed. 溝41aは、サセプタ29がプロセス位置にあるときに、ラビリンスシール部材40の溝40aとかみ合うように構成されている。 Groove 41a, when the susceptor 29 is in the process position, and is configured to mate with the grooves 40a of the labyrinth seal member 40. これにより、ラビリンスシール部材40と、セパレータ12の段差41bと、により、いわゆるラビリンスシールが形成される。 Thus, a labyrinth seal member 40, and the step 41b of the separator 12, the so-called labyrinth seal is formed.
【0074】 [0074]
セパレータ12とラビリンスシール部材40とが、上記のように互いに嵌合することにより、プロセス領域14と搬送領域13とのコンダクタンスは、小さいものとなり、実質的に気密に封止される。 The separator 12 and the labyrinth seal member 40, by fitting together, as described above, the conductance of the process area 14 and the transfer region 13 becomes a small, sealed in a substantially air-tight.
【0075】 [0075]
なお、ラビリンスシール部材40は、サセプタ支持台31の一部であり、熱損傷等のおそれは低く、サセプタ支持台31に冷媒流路36等の冷却機構を設けなくてもよい。 Incidentally, the labyrinth seal member 40 is a part of the susceptor support 31 and Save it in thermal damage such as low, a cooling mechanism such as the coolant channel 36 may not be provided to the susceptor support 31.
【0076】 [0076]
また、ラビリンスシール部材40の備える溝40aは、上記構造に限らず、異なるピッチ数、らせん形状など、プロセス領域14と搬送領域13とのコンダクタンスを効果的に減少させる構造であればどのような構造であってもよい。 The groove 40a provided in the labyrinth seal member 40 is not limited to the above structure, different number of pitches, such as spiral shape, any structure as long as effective structure to reduce the conductance of the process area 14 and the transfer region 13 it may be. また、ラビリンスシール部材40は、サセプタ支持台31と別体として設けられていてもよい。 Further, the labyrinth seal 40 may be provided separately from the susceptor support 31.
【0077】 [0077]
(2) 図7に、プロセス領域14と搬送領域13とにおける雰囲気を隔絶する、エジェクター効果を利用したシール構造を示す。 (2) in FIG. 7, to isolate the atmosphere in the process area 14 and transport area 13., shows a seal structure using an ejector effect.
図7に示すように、セパレータ12の内部には、ガス流路46が形成されている。 As shown in FIG. 7, in the interior of the separator 12, the gas flow path 46 is formed. ガス流路46は、一端が第3排気装置43に接続され、他端が不活性ガス源47に接続され、セパレータ12の内部でターンする構造を有する。 Gas flow path 46 has one end connected to the third exhaust device 43, the other end is connected to an inert gas source 47, having a structure that turns inside the separator 12. 不活性ガス源47からは、窒素ガス、Arガス等が流され、成膜装置10の動作時にはガス流路46には不活性ガスが所定の流量で常に流されている。 From inert gas source 47, a nitrogen gas, Ar gas or the like is flowed, at the time of operation of the deposition apparatus 10 to the gas flow passage 46 is flowed constantly inert gas at a predetermined flow rate.
【0078】 [0078]
セパレータ12の開口12aの側壁には、吸気口45が設けられている。 The sidewalls of the opening 12a of the separator 12, air inlet 45 is provided. 吸気口45は、排気路44を介して、ガス流路46と接続している。 Air inlet 45, through the exhaust path 44, and is connected to the gas flow channel 46. 図8に拡大図を示す。 It shows an enlarged view of FIG. 8. 図8に示すように、排気路44は、ガス流路46のターン構造の排気側に接続されている。 As shown in FIG. 8, the exhaust passage 44 is connected to an exhaust side of the turn structure of the gas flow path 46. また、排気路44は、不活性ガスがガス流路46を流れる方向に対して所定の角度θ、例えば、0°〜90°、望ましくは、20°〜40°の角度で接続されている。 The exhaust passage 44 is a predetermined angle θ with respect to a direction inert gas flow through the gas passage 46, for example, 0 ° to 90 °, preferably, are connected at an angle of 20 ° to 40 °.
【0079】 [0079]
不活性ガス源47と、第3排気装置43とに接続されたガス流路46は、いわゆるエジェクター構造を形成し、吸気口45の近傍には、チャンバ11内の雰囲気を吸引する圧力(負圧)が発生する。 An inert gas source 47, the third gas exhaust unit 43 and the connecting gas passage 46, forming a so-called ejector structure in the vicinity of the air inlet 45, the pressure for sucking the atmosphere in the chamber 11 (the negative pressure ) is generated. これにより、サセプタ29とセパレータ12との間隙の雰囲気は、常に吸引排気されている状態となる。 Thus, the gap atmosphere of the susceptor 29 and the separator 12 is in a state of constantly being sucked exhaust. 従って、プロセス領域14の雰囲気および搬送領域13の雰囲気が、互いに混ざり合うことは防止され、プロセス領域14と搬送領域13とは互いに独立な雰囲気に制御可能となる。 Therefore, the atmosphere of the atmosphere and the conveyance area 13 of the process region 14, is prevented that the mutual mixing, the controllable independently of one another atmosphere process area 14 and the transport regions 13.
【0080】 [0080]
ガス流路46は、排気路44に平行に形成され、ターンする構造を有するとした。 Gas channel 46 is formed in parallel to the exhaust passage 44, and to have a turn structures. しかし、これに限らず、不活性ガスが吸気口45とは反対側の方向に向かって流れるように、ガス流路46が排気路44に対して接続する構成であればいかなる構造も可能である。 However, not limited thereto, as the inert gas flows in a direction opposite to the intake port 45, it is possible that any structure as long as configured for connection to the gas flow path 46 exhaust path 44 . また、排気路44は、吸気口45から遠ざかるに従ってコンダクタンスが増大するよう、図9に示すように、吸気口45からの距離が増大するのに従ってその径が増大するように形成してもよい。 The exhaust path 44, so that the conductance increases as the distance from the air inlet 45, as shown in FIG. 9 may be formed so that its diameter according to the distance from the inlet port 45 is increased to increase.
【0081】 [0081]
上記実施の形態では、搬送領域13の圧力は、プロセス領域14の圧力よりも低く維持されるものとした。 In the above embodiment, the pressure of the transport region 13 was assumed to be maintained lower than the pressure in the processing region 14. しかし、搬送領域13とプロセス領域14とにおける圧力を同一として、プロセス領域14から搬送領域13へのガスの流入を防止するようにしてもよい。 However, as the same pressure in the transfer area 13 and the process area 14. The flow of gas from the process region 14 to transfer region 13 may be prevented. この場合、特に、上記(3)に示すエジェクター効果を利用したシール部材が好適に用いられる。 In this case, in particular, the sealing member utilizing the ejector effect shown in the above (3) is preferably used.
【0082】 [0082]
上記実施の形態では、サセプタ29の内部に設けられたヒータ35によりウェハWを加熱するものとした。 In the above embodiment, and it heats the wafer W by the heater 35 provided inside the susceptor 29. しかし、ウェハWを所定の温度に加熱可能な構成であれば、どのようなものであってもよい。 However, if the heatable constituting the wafer W to a predetermined temperature, it may be of any type. 例えば、チャンバ11の天部に窓を設け、窓を介してランプ等によりウェハWを加熱する構成も可能である。 For example, a window provided in the ceiling portion of the chamber 11, it is also possible configuration for heating the wafer W by the lamp or the like through the window.
【0083】 [0083]
上記実施の形態では、サセプタ29とサセプタ支持台31との間に断熱材30を配置する構成とした。 In the above embodiment, a configuration of placing a heat insulating member 30 between the susceptor 29 and the susceptor support 31. しかし、これに限らず、断熱材30を配置しない構成、または、不活性ガスの流路を形成する構成等も可能である。 However, not limited to this configuration without placing the heat insulating material 30, or a configuration such as to form a flow path for the inert gas is also possible.
【0084】 [0084]
上記実施に形態では、プロセス領域14に設けられたガス導入口23および第2排気口20は、それぞれ、チャンバ11の対向する位置に1つづつ設けるものとした。 In the form above-gas inlet 23 and second outlet 20 provided in the process area 14, respectively, it was assumed to provide one at a position facing the chamber 11. しかし、ガス導入口23および第2排気口20の位置はこれに限られない。 However, the position of the gas inlet 23 and the second exhaust port 20 is not limited to this. また、その個数も、1つに限らず、ガス導入口23および第2排気口20を複数設けた構成としてもよい。 Moreover, the number is not limited to one and may be configured to provide a plurality of gas inlet 23 and second outlet 20.
【0085】 [0085]
上記実施の形態では、TiCl とNH とを用いて、半導体ウェハWの表面にTiN膜を形成するものとした。 In the above embodiment, by using the TiCl 4 and NH 3, and as forming a TiN film on the surface of the semiconductor wafer W. しかし、用いる物質、および、成膜する膜の種類は、これに限られない。 However, materials used, and the type of film to be formed is not limited thereto. 例えば、TiCl とH とからTi膜を、WF とH とからW膜を、WF とNH とからWN膜を、TaF (又はTaCl )とH とからTa膜を、TaF (またはTaCl )とNH とからTaNを、それぞれ成膜する場合にも本発明を適用することができる。 For example, a Ti film from TiCl 4 and H 2 Prefecture, the W film from WF 6 and H 2 Prefecture, the WN film from WF 6 and NH 3 Prefecture, the Ta film from TaF 5 (or TaCl 5) with H 2 Metropolitan the TaN from TaF 5 (or TaCl 5) and NH 3 Prefecture, it is possible to apply the present invention is also applicable to the case where each deposition.
【0086】 [0086]
本発明の成膜装置は、アニール等の他の処理を行う処理装置と、インラインで接続され、または、クラスタリングされてもよい。 Film forming apparatus of the present invention, a processing apparatus for performing another process such as annealing, is connected in-line, or may be clustered.
【0087】 [0087]
また、本発明は、成膜処理に限らず、エッチング処理等、複数種のガスを用い、プロセス雰囲気を高速に切り替える必要のあるすべての処理に適用することができる。 Further, the present invention is not limited to the film forming process, an etching process or the like, using a plurality of gas, the process atmosphere can be applied to all processes that need to switch to high speed. また、本発明は、半導体ウェハに限らず、液晶表示装置用の基板にも適用することができる。 Further, the present invention is not limited to a semiconductor wafer, it can be applied to a substrate for a liquid crystal display device.
【0088】 [0088]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、本発明によれば、スループットの高い処理装置および処理方法が提供される。 As described above, according to the present invention, high processing apparatus and processing method of the throughput is provided.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の実施の形態にかかる成膜装置の構成を示す図である。 1 is a diagram showing a configuration of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態にかかる成膜装置の構成を示す図である。 It is a diagram showing a configuration of a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
【図3】本発明の実施の形態にかかる成膜処理のフローを示す図である。 3 is a diagram showing the flow of the film forming process according to an embodiment of the present invention.
【図4】Cリングシールを示す図である。 4 is a diagram showing the C-ring seal.
【図5】本実施の形態の変形例を示す図である。 5 is a diagram showing a modification of the embodiment.
【図6】ラビリンスシールを示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a labyrinth seal.
【図7】エジェクター構造を示す図である。 7 is a diagram showing an ejector structure.
【図8】エジェクター構造を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing an ejector structure.
【図9】エジェクター構造の変形例を示す図である。 9 is a diagram showing a modified example of the ejector structure.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
10 成膜装置11 チャンバ12 セパレータ13 プロセス領域14 搬送領域29 サセプタ30 断熱材31 サセプタ支持台35 ヒータ36 冷媒流路37 段差38 Oリング100 制御装置 10 film forming apparatus 11 chamber 12 separator 13 process area 14 conveyance area 29 susceptor 30 heat insulating material 31 susceptor support 35 heater 36 refrigerant passage 37 step 38 O-ring 100 controller

Claims (12)

  1. 外部との間で被処理体の搬送を行うための搬送領域と、前記被処理体に所定の処理を施すための処理領域と、を有するチャンバと、 A chamber having a transfer area for transfer of the object to be processed with the external, and a processing area for performing predetermined processing said object to be processed,
    前記搬送領域内に設けられ、前記被処理体を保持するとともに、前記被処理体を前記搬送領域と前記処理領域との間で移動させる保持部材と、 Provided in the transport region, the holds the object to be processed, and the holding member for moving the workpiece between the transfer region and the processing region,
    前記処理領域に複数種のガスを交互に供給するガス供給手段と、 And gas supply means for supplying a plurality of kinds of gases alternately into the processing region,
    前記処理領域を排気し、前記ガス供給手段のガス供給に応じて前記処理領域内を所定の雰囲気とする第1排気手段と、 Evacuating said processing region, a first exhaust means for a predetermined atmosphere within the processing area in accordance with a gas supply of said gas supply means,
    前記保持手段が通り抜け可能な開口を備え、前記被処理体を保持した前記保持部材が前記開口の内側にある状態で、前記搬送領域内の雰囲気と前記処理領域内の雰囲気とを分離する仕切り部材と、 With the possible opening through said holding means, said state the holding member holding the object to be processed is on the inside of the opening, the partition member for separating the atmosphere in the conveyance atmosphere within the processing area in the area When,
    を備える、ことを特徴とする処理装置。 The provided processing apparatus characterized by.
  2. さらに、前記保持部材の側部を包囲するように設けられ、前記仕切り部材と前記保持部材との間の空間を封止するリング状の封止部材を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の処理装置。 Further, it provided so as to surround the side portion of the holding member comprises a ring-shaped sealing member for sealing the space between the holding member and the partition member, it in claim 1, wherein processing device as claimed.
  3. 前記封止部材は、金属から構成される、ことを特徴とする請求項2に記載の処理装置。 The sealing member is made of metal, the processing apparatus according to claim 2, characterized in that.
  4. 前記保持部材は、その周縁部に、前記封止部材を冷却するための冷却機構を備える、ことを特徴とする請求項2または3に記載の処理装置。 The holding member has, on its periphery, the processing apparatus according to claim 2 or 3 wherein a cooling mechanism for cooling the sealing member, characterized in that.
  5. 前記仕切り部材は、前記搬送領域側の面の前記開口の近傍に形成された溝を備え、 The partition member includes a groove formed in the vicinity of the opening side of the transfer area side,
    前記保持部材は、前記開口よりも大径に形成され、前記溝とかみ合わせ可能な溝を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の処理装置。 The holding member, the opening is formed to have a diameter larger than that, with the groove and mating groove capable of, it processing apparatus according to claim 1, wherein the.
  6. 前記搬送領域の圧力は、前記処理領域における圧力よりも低く設定される、ことを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の処理装置。 The pressure of the transport region, the processing is set to be lower than the pressure in the region, characterized in that, the processing apparatus according to any one of claims 1 to 5.
  7. 前記仕切り部材は、 Said partition member,
    前記開口の内壁に配置された吸気口と、 An intake port disposed on an inner wall of the opening,
    前記吸気口に接続して前記仕切り部材の内部に配置され、前記吸気口を介して吸気するエジェクター構造と、 Is disposed inside the partition member connected to the intake port, and an ejector structure that the intake through the intake port,
    を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の処理装置。 The provided, processing device according to claim 1, characterized in that.
  8. 前記エジェクター構造は、 Said ejector structure,
    ガスが導通可能な、前記仕切り部材の内部に配置され、ターンするガス流路と、 Gas is conductible, is disposed in the partition member, and the gas flow path to turn,
    前記仕切り部材の内部に配置され、前記吸気口と前記ガス流路とを接続する排気路と、を備え、 Wherein is disposed inside the partition member, and an exhaust passage for connecting the gas flow path and the air inlet,
    前記排気路は、ターンした前記ガス流路の排気側に接続され、 The exhaust passage is connected to an exhaust side of the gas flow path turns,
    前記ガス流路にガスを流すことにより、前記吸気口から吸気する、ことを特徴とする請求項7に記載の処理装置。 By flowing a gas into the gas flow path, the processing apparatus according to claim 7, wherein for air from the intake port, it is characterized.
  9. 前記排気路は、前記ガスが前記ガス流路を流れる方向に対して0°〜90°の角度で接続される、ことを特徴とする請求項8に記載の処理装置。 The exhaust path, the processing apparatus according to claim 8, wherein the gas is the connected at an angle of 0 ° to 90 ° relative to the direction of flow of the gas passage, it is characterized.
  10. 前記搬送領域と前記処理領域とは、同じ圧力に設定される、ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の処理装置。 Wherein the conveying region and the processing region is set to the same pressure, that processing device according to any one of claims 7 to 9, wherein.
  11. 前記処理は、成膜処理である、ことを特徴とする、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の処理装置。 The process is a film forming process, characterized in that, the processing device according to any one of claims 1 to 10.
  12. 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の処理装置を用いる処理方法であって、 A processing method using the processing apparatus according to any one of claims 1 to 11,
    前記被処理体を前記処理領域内に移動させる工程と、 A step of moving the workpiece in the processing region,
    前記複数種のガスを1種類ずつ複数回にわたって前記処理領域内に供給する工程と、 And supplying to the processing region over one by a plurality of times the plurality of kinds of gases,
    前記複数種のガスの供給毎に、真空排気または不活性ガスによる置換を行う工程と、 Each feed of said plurality of kinds of gases, and performing substitution by evacuation or inert gas,
    を備える、ことを特徴とする処理方法。 Comprising a processing method characterized by.
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