JP2004124234A

JP2004124234A - Apparatus for treating substrate

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Publication number: JP2004124234A
Application number: JP2002293895A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Konya; 紺谷　忠司; Kazuyuki Toyoda; 豊田　一行
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-07
Also published as: JP4020306B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for treating a substrate with which the insertion of an electrode is simply performed and also, the influence on generation of plasma caused by deformation/deterioration of the electrode itself, is little. <P>SOLUTION: An electrode protecting tube 10 is formed of a quartz tube having the inner diameter, in which the electrode 11 can easily be inserted. The electrode protecting tube 10 has the structure, in which the lower part is closed and also, the top part is opened and the outer wall near this opening hole part is closely fixed to the upper wall at the reverse side of the opening end part of a reaction chamber 1 and the inserting hole 14 of the electrode 11 is disposed as the opening state at the upper part. Further, this apparatus is constituted so that the electrode 11 is inserted from the upper part to the lower part along the gravitation direction into a first buffer chamber 6 by passing through the wall part of the reaction chamber 1 from the inserting hole 14. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの製造工程の一工程で用いられる反応室内で基板を処理する基板処理装置に係り、特に基板を処理する基板用処理ガスを活性化するプラズマを生成する電極の挿入構造を改善したものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により反応室内で基板を処理する縦型の基板処理装置が知られている。この基板処理装置を、図７及び図８を参照しながら簡単に説明する。
図７及び図８は、先に提案されている縦型の基板処理装置における反応室である反応管内部の模式的な断面図である。
【０００３】
図７及び図８に示すように、反応管１０１内の中央部には、複数枚の被処理対象の基板として例えば直径２００ｍｍのウェーハ２を多段に同一間隔で載置したボート３７が配置されており、このボート３７は図示しないボートエレベータにより反応管１０１に出入りできるようになっている。ボート３７は、軸受２２に回転自在に密閉に軸支された回転軸１９に支持されたボート台２１上に配設され、その回転軸１９が回転機構２０に連結されている。
【０００４】
反応管１０１は、シールフランジ１４０により密閉される。
反応管１０１の内壁の一部には、ウェーハ２の積載方向に沿って延在するバッファ室１０６が設けられている。バッファ室１０６には、ガス導入口８が接続されていると共に、ウェーハ２と隣接する壁部にはガス供給口としてのバッファ室孔１０３が設けられている。
反応管１０１の下部には排気ポート４が設けられており、反応管１０１内のガスを排気することができるようになっている。
【０００５】
バッファ室１０６内には、一対の電極１１１が下部より上方にわたってそれぞれ電極保護管１１０、１１５に保護されて配設され、高周波電力を印加できるようになっている。この結果、電極１１１はバッファ室１０６内において、プラズマを発生させることができ、バッファ室１０６は、リモートプラズマの放電室も兼ねることになる。
【０００６】
電極保護管１１０、１１５は、電極１１１がバッファ室１０６内でガスと接触しないように保護するためのものである。
例えば、図７に示すように、電極保護管１１０は、細長い構造を有する電極１１１が挿入可能な直線円筒形（管状）に形成され、バッファ室１０６内に配設される上端部が閉塞されていると共に、下端部が開口されて、電極１１１の差し込み口１１２が下部に配置された構造になっている。つまり、電極保護管１１０は、反応管１０１の下部のボート３７を出し入れする開放端を密閉するシールフランジ１４０やボートエレベータの一部材などの金属部材を貫通して配設されている。
【０００７】
また、図８に示すように、電極保護管１１５は、ウェーハ２が存在しうる位置ではバッファ室１０６内に沿って延在する垂直部１１６と、その垂直部１１６から屈曲して反応管１０１の下部側壁を貫通する傾斜部１１７とから形成され、電極１１１を反応管１０１の側部から挿入する構造になっている。
【０００８】
図７、図８において、電極保護管１１０、１１５に差し込まれた電極１１１に、高周波電力を印加することにより、バッファ室１０６内において、プラズマを発生させることができる。このバッファ室１０６にガス導入口８（図８では省略）から処理用ガスを導入させると、導入されたガスはプラズマによって活性化され、バッファ室１０６のバッファ室孔１０３から、反応管１０１のボート３７に多段に等間隔で載置された複数のウェーハ２上に供給される。これによりウェーハ２上に成膜がなされる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
プラズマの作用で生成された活性種には寿命があり、プラズマ生成部とウェーハ２との距離が離れていると、活性種は、ウェーハ２に供給される前に失活し、ウェーハ２上で反応に寄与する活性種の量が著しく減少してしまうので、プラズマの生成はウェーハ２の近傍でおこなうのが望ましい。このため、反応管１０１内あるいは反応管１０１の近傍、図示例ではウェーハ２の近くである反応管１０１内のバッファ室１０６内で処理ガスの活性種を生成するので、生成した処理ガスの大量の活性種を効率よくウェーハ２へ供給することができる。
【００１０】
このように、反応管１０１にバッファ室１０６を設けた場合、プラズマを生成する電極１１１のバッファ室１０６への挿入は、図７に示すように、反応管１０１の下部から行う場合と、図８に示すように、反応管１０１の側部から行う場合とがある。
【００１１】
前者の反応管１０１の下部から電極１１１を挿入する場合には、電極保護管１１０は、図７に示すように、反応管１０１の下部の開放端を密閉するシールフランジ１４０やボートエレベータの一部材などの金属部材を貫通するため、反応管１０１内の気密を維持するには構造が複雑になる。
【００１２】
すなわち、反応管１０１のバッファ室１０６の所定の位置に常に電極１１１（電極保護管１１０）を固定させる場合には、シールフランジ１４０やボートエレベータの一部材などの金属部材は反応管１０１へのウェーハ２の出し入れを行う際に移動する移動部材であるので、シールフランジ１４０等と電極保護管１１０との間のシールをするには高度な技術が必要になり、構造が複雑になる。
【００１３】
また、電極保護管１１０をシールフランジ１４０等に固着して気密を維持する場合には、電極保護管１１０はシールフランジ１４０等と共に移動するため、電極保護管１１０内に電極１１１を常に挿入した状態であると、電極１１１の移動を許容する余長分の長さの電極１１１が必要になると共に、電極１１１が移動するスペースが必要になり、構造が複雑になると共に大型化する。また、反応管１０１内にボート３７を収容した後、つまり、シールフランジ１４０で反応管１０１を密閉した後毎に電極保護管１１０に電極１１１を挿入すれば、電極１１１の移動を許容する分の長さの電極１１１及び電極１１１が移動するスペースが不要になるが、ウェーハ２の処理毎に電極１１１の抜き差しを行わなければならず、かえって手間がかかってしまう。
【００１４】
また、電極１１１をボートエレベータの一部材などの金属部材を貫通させる場合、またはそのボートエレベータの一部材が金属部材で形成されていないときでも、電極を貫通させる周囲に金属部材が存在する場合には、金属部材との放電を起こさないような構造にする必要があり、より構造が複雑になってしまう。
【００１５】
後者の反応管１０１の側部から電極１１１を挿入する場合には、電極保護管１１５は、図８に示すように、垂直部１１６と傾斜部１１７との屈曲した形状に形成されているため、電極１１１としては、電極保護管１１５の曲がりを考慮した屈曲性のある部材を使用しなければならない。特に屈曲性のある部材を使用した電極は、電極保護管１１５の垂直部１１６内を重力方向に逆らって下方から上方に挿入した場合、次のような不具合がある。例えば、図９に示すように、直線状の電極保護管１１５内に電極１１１が移動し得る空間が必要以上にあると、電極保護管１１５内で電極１１１が傾くことも考えられる。また、電極１１１を重力方向に逆らって直線状の電極保護管１１５内に挿入すると、図１０に示すように、電極１１１が自重で変形して、撓んだり傾いたりすることも考えられる。なお、図９及び図１０は、電極保護管１１５と電極１１１との関係を明確に表すために誇張して図示したものである。これらのように、電極１１１が電極保護管１１５内で傾いたり撓んだりすること、つまり、電極自体が変形・変質することで、プラズマの生成に影響が及ぼすことがあり得る。特に図１０に示すように、電極１１１が自重により撓むと、電極保護管１１５内の上部では電極１１１が存在しない箇所が生じ、プラズマの生成に影響を及ぼす可能性が高くなる。なお、この後者の電極１１１の変形、撓みは、同じく電極１１１を重力に逆らって電極保護管１１０に挿入する前者にも共通する。
【００１６】
そこで本発明の目的は、電極の挿入を簡単な構造で行えると共に、電極自体の変形・変質によるプラズマの生成に影響が小さい基板処理装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、複数の基板を多段に重ねて反応管の開放端から反応室に挿入し、減圧状態でプラズマにより活性化した処理ガスを反応室に供給して前記複数の基板を一括して処理する基板処理装置において、前記反応管の側部にプラズマ生成室を設け、前記プラズマ生成室に、プラズマ生成用の電極を前記反応管の開放端と逆側から重力方向に沿って挿入したことを特徴とする基板処理装置である。
【００１８】
これにより、プラズマ生成用の電極はプラズマ室において重力方向に沿って挿入されるので、簡単に電極の挿入を行えると共に、電極を挿入するとき及び挿入後に、電極が自重により極端に傾いたり、撓んだりしないので、プラズマの生成に対する影響を小さくすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
本発明の実施の形態にておこなった、基板へのプロセス処理例としてＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いた成膜処理について説明する。
【００２０】
ここで、図１〜図６を用いて本発明の実施の形態について説明する。
尚、図１〜図６において共通する箇所には同一の符号を付して示した。
【００２１】
まず図４を用いて本発明に係る縦型の基板処理装置の機構概要について説明する。
図４は、複数枚の被処理用の基板である直径２００ｍｍのウェーハを、石英製の反応管内に積載し、プロセス処理としてＡＬＤ法による成膜処理をおこなう縦型の基板処理装置例の概要を示した図である。
縦型の基板処理装置は、図４に示すように、本体６０および本体６０へ電力等を供給するユーティリティ部６１を有している。
【００２２】
本体６０の内部には、ウェーハにプロセス処理を施す縦型の反応炉を有する。反応炉は、内部に反応室を形成した反応管１と、その反応管１内の基板を加熱するヒータ３９とを備える。反応管１の下方には、反応管１中へウェーハを出し入れするボート３７及びボート３７を上下移動させるボートエレベータ３６が配設されている。
ボート（石英のボート）３７は、例えば１００枚のウェーハを載置することができるものである。
ボートエレベータ３６はアーム４３を具備し、このアーム４３には反応管１を密閉するシールフランジ４０が設けられている。シールフランジ４０に、基板保持具であるボート３７が載置されている。ボート３７は、ウェーハを水平姿勢で多段に保持するものであり、ボートエレベータ３６により反応管１内に装入、引出しされる。
【００２３】
また、反応管１内には、プラズマを生成するための棒状の電極１１が設けられ、この電極１１には、ＲＦマッチングユニット２６を介して高周波電源２７が接続され、電極１１に高周波電力が印可される。
【００２４】
また、本体６０の内部には、前記ボート３７へ供給されるウェーハが収納された基板搬送容器であるカセット３２を一時保管するカセット棚３４と、このカセット棚３４よりボート３７へ被処理前ウェーハを搬入し、被処理後ウェーハを搬出するウェーハ移載機３８と、が設けられている。
カセット棚３４は、複数例えば１２個のカセット３２を保管することができるものである。
また、本体６０の前面（正面）近傍には、カセット棚３４と対向するようにＩ／Ｏステージ３３が設けられている。
【００２５】
Ｉ／Ｏステージ３３は、例えばウェーハが２５枚収容されたカセット３２の授受を装置外部との間で行うものである。具体的には、Ｉ／Ｏステージ３３は、カセット３２を２個載置可能なカセットステージ５０、カセットステージ５０の下方に基板姿勢整合機５１を具備しており、外部搬送装置（図示せず）より搬送されたカセット３２がカセットステージ５０に垂直姿勢（すなわち、カセット３２に収容されるウェーハが垂直姿勢の状態）で載置されると、前記基板姿勢整合機５１がカセット３２内のウェーハのノッチやオリエンテーションフラットが同一位置となるよう、ウェーハの姿勢を整合し、カセットステージ５０が９０°回転し、カセット３２を水平姿勢とすると共にカセットローダ３５により搬送可能な状態にするように構成されている。
Ｉ／Ｏステージ３３の上方には予備カセット棚５２が設けられている。
【００２６】
Ｉ／Ｏステージ３３とカセット棚３４との間には、カセット３２をＩ／Ｏステージ３３とカセット棚３４との相互間において運搬するカセットローダ３５が設けられている。
カセットローダ３５は前後方向に進退可能なロボットアーム５４を具備している。ロボットアーム５４は、横行及び昇降可能となっており、ロボットアーム５４の進退、横行、昇降の協動により、カセットステージ５０からカセット棚３４、又は予備カセット棚５２へカセット３２の搬送が行われる。
【００２７】
ウェーハ移載機３８は、回転、昇降可能に設けられた搬出入部５６を具備し、搬出入部５６には、ウェーハ保持部５７が配設されている。ウェーハ保持部５７には、進退可能なウェーハ保持プレート５８を有し、ウェーハを複数枚一括、あるいは一枚ずつ保持可能となっている。例えば、ウェーハ移載機３８は、カセット棚３４のカセット３２から下降状態のボート３７に５枚ずつウェーハを移載するものであり、１００枚のウェーハを搬送する場合には２０回の搬送動作を繰り返すことにより行われる。
【００２８】
ここで、上述した縦型の基板処理装置の動作について簡単に説明する。
Ｉ／Ｏステージ３３に、ウェーハが収納されたカセット３２をセットする。
Ｉ／Ｏステージ３３にセットされたカセット３２はカセットローダ３５によって順次カセット棚３４に運ばれる。
【００２９】
本実施の形態の場合、カセット３２には２５枚のウェーハが収納されている。
ウェーハ移載機３８は力セット棚３４からウェーハを搬出し、石英のボート３７に搬送する。ボート３７には１００枚のウェーハが装填できるため、上記ウェーハ移載機３８による搬送動作が何度か繰り返される。
ボート３７へのウェーハの搬送が終了したら、ボート３７は、ボートエレベータ３６により上昇して反応管１のなかに挿入され、この後、ボート３７下部のシールフランジ４０によって反応管１内部が気密に保持される。
【００３０】
反応管１内のガスは、排気ポートを介してポンプで排気し、所定の圧力に到達したら、ボート３７を回転機構により回転させながら、反応管１内部に一定流量の成膜の処理用ガスを供給する。供給される処理用ガスは、図示しない圧力調整機構よって一定の圧力に保たれている。このとき反応管１内部のウェーハは、ヒータ３９によって所定の温度に保持されている。
【００３１】
このようにして、ウェーハ上に成膜処理をおこなうプロセスが進行するがその内容については後述する。
またこのとき、プラズマを用いて成膜処理をおこなう場合は、電極１１に高周波電源５１よりＲＦマッチングユニット５３を介して高周波電力を印可し、前記成膜用ガス中でプラズマを生成し、この成膜用ガスを活性化する操作もおこなわれるがその内容についても後述する。
成膜処理のプロセスが完了すると、ウェーハボート３７は、ボートエレベータ３６により反応管１より降ろされ、ウェーハ移載機３８、カセット棚３４、カセットローダ３５を経由してＩ／Ｏステージ３３に運ばれ、装置外部へ搬出される。
【００３２】
次に、上述した縦型の基板処理装置を用い、成膜処理プロセスにＡＬＤ法を用いた実施の形態について説明する。
【００３３】
図１及び図２は、第１の実施の形態にかかる縦型の基板処理装置における反応炉の模式的な断面図である。
図１及び図２に示すように、反応管１は、上部が閉塞されて円筒状に形成されている。反応管１の外周には、反応管１を囲繞する筒状のヒータ３９が設けられており、プロセス（成膜）中、反応管１内が加熱されて一定の温度に保持されるようになっている。反応管１は、シールフランジ４０により密閉される。
【００３４】
反応管１内の中央部には複数枚のウェーハ２を多段に同一間隔で載置するボート３７が設けられており、このボート３７は上述したボートエレベータにより反応管１に出入りできるようになっている。
ボート３７は、軸受２２に回転自在に密閉に軸支された回転軸１９に支持されたボート台２１上に配設され、その回転軸１９が回転機構２０に連結されており、処理の均一性を向上する為にボート３７が回転し得る構造になっている。
【００３５】
ボート３７が反応管１内に入り、ウェーハ２に成膜処理がおこなわれる際、多段に載置された状態の各ウェーハ２は、第１バッファ室６と等距離をもって載置された状態となる。
第１バッファ室６は、反応管１の内壁とウェーハ２との間の空間、図示例では反応管１の内壁に沿って円弧状に設けられている。また、第１バッファ室６は、反応管１の内壁にその軸方向に沿っていると共に、反応管１の下部より上部の内壁にウェーハ２の積載方向に沿って設けられている。
【００３６】
第１バッファ室６のウェーハ２と隣接する内壁の中央部にはガス供給口としてのバッファ室孔３が設けられている。このバッファ室孔３は反応管１の中心へ向けて開口している。
そして、反応管の外壁を構成する第１バッファ室６の外壁の中央部の下方には、ガス導入口８が設けられている。
【００３７】
第１バッファ室６に設けられているバッファ室孔３の開口状態の一例を図３を用いて説明する。
図３は、バッファ室の斜視図である。
図３に示す第１バッファ室６は、断面が円弧状を有するパイプで、その内側の曲面の中央部には、多数のバッファ室孔３が、ウェーハ２の積載方向に沿って直線的に並んで設けられている。多数のバッファ室孔３の開口面積は、噴出するガス流量が同量となるように、前記ガス導入口８から見て上流側（図３においては下方）より下流側（図３においては上方）に向かって大きくなっている。
【００３８】
ここで再び、図１及び図２に戻る。
反応管１下部のガス導入口８と反対側の側面には、図示していない排気ポンプに連なる排気ポート４が設けられており、反応管１内のガスを排気することができるようになっている。
【００３９】
また、第１バッファ室６と異なる位置の反応管１の内壁には、第２バッファ室４５が設けられている。この第２バッファ室４５は、ＡＬＤ法による成膜において、ウェーハ２へ複数種類のガスを１種類ずつ交互に供給する際に、第１バッファ室６とガス供給種を分担するものである。
この第２バッファ室４５も、第１バッファ室６と同様にウェーハ２と隣接する位置に同一ピッチで反応ガスバッファ室孔４６を有し、下部には反応ガス導入口４７を有している。反応ガスバッファ室孔４６は、バッファ室孔３と同様に開口面積が上流側から下流に向かうに従って大きくなる構成を有しているが、第２バッファ室４５は、第１バッファ室６と異なり後述する電極１１を有していない。
【００４０】
第１バッファ室６内には、ガス導入口８から導入された処理ガスを活性化させるプラズマ９を生成させる一対の電極１１が、反応管１の開放端と逆側の上部より下方にわたってそれぞれ垂設された電極保護管１０に保護されて配設されている。電極１１は整合器（ＲＦマッチングユニット）１７を介して高周波電源１６に接続されており、高周波電源１６の出力する高周波電力をＲＦマッチングユニット１７を介して印加できるようになっている。この結果、電極１１は第１バッファ室６内において、プラズマ９を発生させることができ、第１バッファ室６は、プラズマ生成室も兼ねたものである。
【００４１】
一対の電極１１の間隔は、プラズマ９の生成が第１バッファ室６の内部に限定されるように、適切な距離に設定することが好ましく好適には２０ｍｍ程度である。
一対の電極１１を収容する一対の電極保護管１０の配置位置は、第１バッファ室６内のどこでも良いが、第１バッファ室６に導入されたガスがプラズマ９中を確実に通過していくことが好ましく、好適には円弧状の第１バッファ室６内の円弧の両端部の近傍にそれぞれ配設することがよい。また、第１バッファ室６内部に生成されたプラズマ９が拡散して第１バッファ室６の室外に漏れることのないよう、電極保護管１０とバッファ室孔３との距離は適切な間隔に調整するようにすることが好ましい。これにより、バッファ室孔３からウェーハ２に供給されるのは電気的に中性な処理ガスの活性種のみとなり、ウェーハ２のチャージアップによるダメージを回避することができる。
【００４２】
電極保護管１０は、電極１１が第１バッファ室６内でガスと接触しないようにするためのものである。一対の電極保護管１０は、反応管１の開放端と逆側である上壁を貫通して第１バッファ室６内の上部より下方に重力方向に沿って配設されていると共に、上壁の貫通孔に溶着等により密閉固定された吊り下げ構造となっている。すなわち、電極保護管１０は、細長い構造を有する電極１１を第１バッファ室６の雰囲気と隔離した状態で、第１バッファ室６内へ挿入できる構造となっている。
【００４３】
電極保護管１０は、電極１１が第１バッファ室６内でガスと接触しないようにすることができる形状とする。電極保護管１０は、具体的には例えば、図示するように、電極１１が容易に挿入可能な内径をもつ石英管により形成される。電極保護管１０の下部は閉塞されていると共に、上部は開口され、この開口部近傍の外壁が反応管１の上壁の貫通孔に密閉固定されて、電極１１の差し込み口１４が上部に開口配置された構造になっている。
【００４４】
電極保護管１０の反応管１の上壁への固定は、例えば、反応管１の上壁に電極保護管１０を貫通させる貫通孔を形成し、この貫通孔を介して電極保護管１０を第１バッファ室６内に挿入して位置決めしてから、電極保護管１０の外壁と貫通孔との間を溶着等により閉塞させて電極保護管１０を反応管１の上壁に固定するようにすることができる。
【００４５】
電極保護管１０の厚さは、処理ガスを活性化させるプラズマを生成させる厚さから任意に選択される。
また、電極保護管１０の内部は外気（大気）と同一雰囲気であると、電極保護管１０に挿入された電極１１は、ヒータ３９の加熱で酸化される。このため電極保護管１０には、その内部に窒素などの不活性ガスを充填あるいはパージして、酸素濃度を十分低く抑えるための不活性ガスパージ機構を設けることが好ましい。
【００４６】
電極保護管１０が設けられている径方向外方の反応管１の外壁の側面には、電極保護管１０の差し込み口１４から出て前記側面に沿って垂れている折返し延在部を固定する電極固定手段１３がそれぞれ設けられている。電極固定手段１３は、例えば、図示するように、６個のフック１２を所定の間隔を隔てて反応管１の側面に溶着等により固着されている。
【００４７】
ここで、反応管１内におけるウェーハ５へのＡＬＤ法による成膜プロセスについて図１及び図２を参照しながら説明する。
尚、本成膜例においては、処理用のガスとしてＮＨ_３の活性種とＤＣＳ（ジクロルシラン）とを交互に供給し、表面反応によつてＳｉＮｘ膜（窒化シリコン膜）を形成する。
【００４８】
反応管１に例えば１００枚のウェーハ２を装填し、反応管１内部を気密状態として保持する。反応管１内部を排気ポート４を介して図示しないポンプで排気し、反応管１内を所望の圧力に保持すると共に、ヒータ３９の温度調節により、４００〜６００℃の範囲で一定の温度に保持する。
【００４９】
ＮＨ_３をガス導入口８から第１バッファ室６へ供給開始する。その第１バッファ室６内に設けられた２本の電極保護管１０に挿入された棒状の電極１１へ、高周波電源１６からの高周波電力を、ＲＦマッチクグユニット１７を介して印可すると、電極保護管１０の間にプラズマ９が生成される。
そして第１バッファ室６内において、ＮＨ_３をプラズマで活性化してＮＨ_３の活性種が生成される。
【００５０】
プラズマの作用で生成された活性種には寿命があり、プラズマ生成部とウェーハ２との距離が離れていると、ウェーハ２に供給される前に失活し、ウェーハ２上で反応に寄与する活性種の量が著しく減少してしまうため、プラズマ９の生成はウェーハ２の近傍でおこなうのが望ましい。
【００５１】
この構成によれば、多段に積層したウェーハ２の近傍に設けた第１バッファ室６内でＮＨ_３の活性種を生成するので、生成したＮＨ_３の大量の活性種を効率よくウェーハ２へ供給することができる。
【００５２】
また、ウェーハ２の積層方向に沿って延在する一対の電極１１間でＮＨ_３の活性種を生成するため、各ウェーハ２には均一な密度のＮＨ_３の活性種を供給することができ、複数枚のウェーハ２に均一に吸着させることができる。
【００５３】
さらに、第１バッファ室６内部に生成されたプラズマ９が拡散して第１バッファ室６の室外に漏れることのないよう、電極保護管１０とバッファ室孔３との距離は適切な間隔に調整してある。
この結果、バッファ室孔３からウェーハ２に供給されるのは電気的に中性なＮＨ_３の活性種のみとなり、ウェーハ２のチャージアップによるダメージを回避できる。
【００５４】
上述したように第１バッファ室６に設けられたバッファ室孔３は、噴出するガス流量が同量となるように、ガス流の上流側より下流側に向かって開口面積が徐々に大きくなるように形成されているため、ウェーハ２ヘ供給されるＮＨ_３の活性種は、均一な流量で供給されるので、各ウェーハ２に対して均一な吸着が行われる。ＮＨ_３の活性種を反応管１内に流すときは、例えば、反応管１内の圧力を４０〜６０Ｐａとすると共に、ＮＨ_３の供給流量は、例えば、３．０〜４．５ｓｌｍとする。
さらに、バッファ室孔３は、多段に載置されたウェーハ２の間隔の中間に位置するよう設けてあるので、活性種は、積載された各ウェーハ２へ十分に供給される。
【００５５】
尚、異なる種類の処理用ガスを交互に供給して極薄膜を１層ずつ形成するＡＬＤ法においては、反応管１内部の圧力や温度を適宜に設定することで、このＮＨ_３の活性種の供給によるＮ原子を含んだ原料が１原子層分吸着されるとリミットがかかり、それ以上、吸着されない。
【００５６】
ウェーハ２の全面にＮ原子を含んだ原料が吸着されたら、電極１１に印加していたＲＦ電力を切り、ＮＨ_３の供給も停止する。
【００５７】
次に、Ｎ_２やＡｒなどの不活性ガスにより反応管１内部に残留したＮＨ_３をパージしながら、これらを排気ポート４より排気する。そして、反応管１内における残留ＮＨ_３の排除が終わった時点で、前記不活性ガスの供給を停止し、反応ガス導入口４７から第２バッファ室４５へＤＣＳを導入する。
【００５８】
第２バッファ室４５には、反応ガス導入口４７の上流より下流に向かって開口面積が徐々に大きくなる反応ガスバッファ室孔４６が反応管１の中心に向けて設けられている。この結果、反応ガスバッファ室孔４６よりウェーハ２に供給されるＤＣＳは、流量は同一の流れとなって、反応管１内へ噴出する。ＤＣＳの活性種を反応管１内に流すときは、例えば、反応管１内の圧力を２６６〜９３１Ｐａとすると共に、ＤＣＳの供給流量は、例えば、０．５ｓｌｍとする。
【００５９】
ウェーハ２表面に既に吸着しているＮ原子を含んだ原料とＤＣＳのＳｉ成分が反応して１原子層分の成膜が終わったら、ＤＣＳの供給を停止する。そして、Ｎ_２やＡｒなどの不活性ガスで反応管１内部をパージした後、これらのガスを排気ポート４より排気し、反応管１内の残留ＤＣＳの排除を終わったら、不活性ガスの供給を停止する。
【００６０】
この一連のプロセスにより、約１ÅのＳｉＮｘ膜が形成できる。そこで例えば、ウェーハ２上に５００ÅのＳｉＮｘ膜を形成する場合は、上記プロセスを約５００回繰り返す。
【００６１】
尚、ウェーハ２を載置したボートを、一定速度で回転させることで、ウェーハ２の一方の横部よりガスを供給しても、ウェーハ２の全面にわたって、より均一な成膜処理が実現される。本実施の形態例において、この回転速度は１〜１０ｒｐｍあれば十分である。
因みに、ボートを回転させない場合、ウェーハ２の膜厚の均一性は±５％程度であるが、ボートを回転した場合は＜±１％となった。
【００６２】
ＡＬＤ法を用いて成膜を行うことで、成膜に寄与する２種のガスが同時に気相中に存在しないため、ガスは下地表面に吸着し、下地膜と反応する。このため下地膜との密着性が良い膜が得られ、２種のガスを同時に流すＣＶＤ法で成膜するよりも界面の欠陥が減少する。また、複数種類のガスのうちプラズマ励起の必要なＮＨ_３をプラズマ励起することにより活性種として流すようにしたので、プラズマ励起の必要のないＤＣＳによる反応温度で成膜できるので、４００〜６００℃という低温で成膜できる。
このように、ウェーハ２を処理するのにプラズマ９を利用するため、プロセスの低温化が実現することができる。
【００６３】
また、プラズマ９を生成する電極１１が反応管１の上壁を貫通して第１バッファ室６に重力方向に沿って上方から下方へと挿入されるので、簡単な構造で電極１１の挿入を行えると共に、プラズマ９の生成に対する影響を小さくすることができる。
【００６４】
すなわち、第１バッファ室６内でガスと接触しないように電極１１を保護する電極保護管１０は、石英により一方が閉塞された管状に形成されている。この電極保護管１０を、例えば閉塞された端部から反応管１の上壁の貫通孔（電極保護管を貫通させる貫通孔）を介して第１バッファ室６内へと挿入し、第１バッファ室６内で重力方向に沿うように位置決めする。位置決め後、電極保護管１０の外壁と貫通孔との間を溶着等により閉塞させて電極保護管１０を反応管１の上壁に固定した状態に電極保護管１０が配設されている。
【００６５】
このように、電極保護管１０は、反応管１の上壁に密閉固定された吊り下げ構造となり、電極１１の差し込み口（挿入口）１４が上部に開口配置されて、その差し込み口１４から重力方向下方に向けて電極１１を挿入するような構造になっていることにより、電極保護管１０を密閉固定する箇所は反応管１の壁部であるため、電極保護管１０の密閉固定を容易に行え、簡単な構造で電極１１の挿入を行えることになる。
【００６６】
また、差し込み口１４から挿入された電極１１は、垂直に設けた電極保護管１０内を重力方向に沿って挿入されるので、電極１１を挿入するとき、重力方向に逆らって挿入する場合に比べて、電極１１が挿入しやすい。また、電極１１を挿入する際、電極１１が傾いたり撓んだりすることが少ない。このため、プラズマ９を良好に生成することができ、プラズマの生成に対する影響を小さくすることができる。
【００６７】
さらに、電極保護管１０を直管状に形成すると、電極１１の挿入方向は重力歩行と一致するため、電極１１の挿入をより容易に行える。また、電極１１の材質や形状の制約が少なくなる。つまり、電極保護管１０が曲って例えば屈曲したりしている場合であって、重力に逆らって挿入するときは、電極１１として屈曲性のある電極を使用しなければならず、電極１１の材質や形状に制約があるが、電極１１の挿入が直線状であると、電極１１の材質や形状に制約が少なくてすむ。なお、電極保護管１０の挿入部が仮に傾斜していても、電極１１は重力方向に沿って垂下していくので、重力に逆らって傾斜部に挿入するときよりも、挿入は容易になる。
【００６８】
また、電極保護管１０が石英により形成されていると、電極を貫通させる周囲に金属部材が存在しないので、金属部材との放電を起こす心配も要らない。このため、金属汚染の心配もなく、簡単な構造となり、反応管のウェット洗浄のとき、取り扱いが簡単である。
【００６９】
図５は、本発明の第２の実施の形態例に係る縦型の基板処理装置の反応炉の横断面図である。
図５に示す反応管１は、図１に示す反応管１と基本的な構成はほぼ同じに形成されているが、図１においては、第１バッファ室６を反応管１の円筒形の側壁の内壁に沿って配設したのに対し、図５においては、円弧状の第１バッファ室６を反応管１の側壁の外壁に沿って配設している点で異なる。
【００７０】
すなわち、反応管１の側壁の外壁の一部に、その径方向外方に円弧状に突出し、この突出部が第１バッファ室６として形成されるものである。この第１バッファ室６の両側面に、電極固定手段１３であるフック１２が配設されている。その他の構造や動作は図１を用いて説明したものとおなじである。つまり、電極保護管１０は、断面円径の細長い構造を有する電極１１を第１バッファ室６の雰囲気と隔離した状態で、反応管１の開放端とは逆側の上部側から第１バッファ室６内へ重力方向に沿って挿入できる構造となっている。
【００７１】
図６は、本発明の第３の実施の形態例に係る縦型の基板処理装置の反応炉の横断面図である。
図６に示す反応管１は、図１に示す反応管１と基本的な構成はほぼ同じに形成されているが、図１においては、第１バッファ室６内に一対の電極１１（電極保護管１０）を配設したのに対し、図６においては、一対の電極を第１バッファ室６内とバッファ室外である反応管１の外壁の壁面とにそれぞれ分離配設して第１バッファ室６内でプラズマ９を生成するようにしたのである。
【００７２】
すなわち、図６に示すように、第１バッファ室６内に配設される電極１１は、第１バッファ室６内の内側の内壁２５の中央部に重力方向に沿って配設された電極保護管１０内に挿入される。つまり、この電極保護管１０は、図１に示す電極保護管１０と同じように、断面円径の細長い構造を有する電極１１を第１バッファ室６の雰囲気と隔離した状態で、反応管１の上部から第１バッファ室６内へ挿入できる構造となっている。
【００７３】
残りの電極１５は、扁平状に形成され、第１バッファ室６の外壁の中央部に位置する反応管１の外壁の壁面に、その高さ方向（重力方向）に沿って配設されている。
この電極１５を覆うように電極固定手段１３としての電極支持部５２が配設され、この電極支持部５２によって扁平の電極１５、及び第１バッファ室６内に吊り下げ固定された電極保護管１０に挿入された電極１１の折返し延在部１８を固定するようになっている。
【００７４】
この電極支持部５２は断面コ字状をしており、断面コ字状の内側に、電極保護管１０に挿入された電極１１及び反応管１の外壁面に設けた扁平の電極１５の各折返し延在部１８をそれぞれ固定している。つまり、断面コ字状の電極支持部５２は、電極１１と電極１５とを二重に支持している。
【００７５】
このように、一対の電極１１、１５を第１バッファ室６の内外に配設した場合、第１バッファ室６内に導入されたガスがプラズマ９により確実に励起されるように、バッファ室孔３を、第１バッファ室６の一方の側壁２６の近傍に配設すると共に、ガス導入口８を、バッファ室孔３の近傍の側壁２６と反対側の側壁２７の下方には、ガス導入口８が設けられている。その他の構造や動作は図１を用いて説明したものとおなじである。
【００７６】
尚、上述した実施の形態では、ＡＬＤ法を実施する基板処理装置について説明したが、本発明はＣＶＤ法を実施する基板処理装置についても同様に適用することが可能である。すなわち、ＡＬＤ法のように複数の処理ガスを交互に供給するのではなく、複数の処理ガスを混合して同時に基板上に供給するＣＶＤ装置にも適応できる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、プラズマ生成用の電極はプラズマ室において重力方向に沿って挿入されるので、電極の挿入を簡単に行えると共に、電極を挿入する際に、電極が自重により極端に傾いたり、撓んだりしないので、プラズマの生成に対する影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる基板処理装置の反応管の一例を示す模式的な横断面図である。
【図２】本発明にかかる基板処理装置の反応管の一例を示す模式的な縦断面図である。
【図３】本発明にかかるバッファ室のガス供給口の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明かかる縦型の基板処理装置の一例を示す機構概要図である。
【図５】本発明にかかる基板処理装置の反応管の他の例を示す模式的な横断面図である。
【図６】本発明にかかる基板処理装置の反応管の他の例を示す模式的な横断面図である。
【図７】先に提案されている基板処理装置の反応管を示す模式的な縦断面図である。
【図８】先に提案されている基板処理装置の反応管を示す模式的な縦断面図である。
【図９】先に提案されている電極保護管内に電極を挿入した状態を示す断面図である。
【図１０】先に提案されている電極保護管内に電極を挿入した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　反応管（反応室）
２　　ウェーハ（基板）
６　　バッファ室（プラズマ室）
９　　プラズマ
１０　電極保護管
１１　電極
１４　差し込み口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate in a reaction chamber used in one step of a semiconductor device manufacturing process, and more particularly to an electrode insertion structure for generating a plasma for activating a substrate processing gas for processing a substrate. It's about improvements.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A vertical substrate processing apparatus that processes a substrate in a reaction chamber by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method is known. This substrate processing apparatus will be briefly described with reference to FIGS.
FIGS. 7 and 8 are schematic cross-sectional views of the inside of a reaction tube, which is a reaction chamber in a vertical substrate processing apparatus proposed earlier.
[0003]
As shown in FIGS. 7 and 8, a boat 37 on which, for example, 200 mm-diameter wafers 2 as a plurality of substrates to be processed are mounted at equal intervals in multiple stages is disposed in the center of the reaction tube 101. The boat 37 can enter and exit the reaction tube 101 by a boat elevator (not shown). The boat 37 is disposed on a boat table 21 supported on a rotating shaft 19 rotatably and hermetically supported by a bearing 22. The rotating shaft 19 is connected to a rotating mechanism 20.
[0004]
The reaction tube 101 is sealed by a seal flange 140.
On a part of the inner wall of the reaction tube 101, a buffer chamber 106 extending along the loading direction of the wafer 2 is provided. The buffer chamber 106 is connected to the gas inlet 8, and the wall adjacent to the wafer 2 is provided with a buffer chamber hole 103 as a gas supply port.
An exhaust port 4 is provided at a lower portion of the reaction tube 101 so that gas in the reaction tube 101 can be exhausted.
[0005]
In the buffer chamber 106, a pair of electrodes 111 are disposed above the lower part thereof and protected by the electrode protection tubes 110 and 115, respectively, so that high-frequency power can be applied. As a result, the electrode 111 can generate plasma in the buffer chamber 106, and the buffer chamber 106 also functions as a discharge chamber for remote plasma.
[0006]
The electrode protection tubes 110 and 115 are for protecting the electrodes 111 from contacting the gas in the buffer chamber 106.
For example, as shown in FIG. 7, the electrode protection tube 110 is formed in a straight cylindrical shape (tubular shape) into which the electrode 111 having an elongated structure can be inserted, and the upper end disposed in the buffer chamber 106 is closed. At the same time, it has a structure in which the lower end is opened and the insertion port 112 for the electrode 111 is arranged at the lower part. In other words, the electrode protection tube 110 is provided so as to penetrate through a metal member such as a seal flange 140 for sealing an open end into and out of the boat 37 below the reaction tube 101 and a member of a boat elevator.
[0007]
As shown in FIG. 8, the electrode protection tube 115 has a vertical portion 116 extending along the inside of the buffer chamber 106 at a position where the wafer 2 can exist, and a bent portion of the vertical portion 116 to form the reaction tube 101. An inclined portion 117 penetrates the lower side wall, and has a structure in which the electrode 111 is inserted from the side of the reaction tube 101.
[0008]
7 and 8, plasma can be generated in the buffer chamber 106 by applying high-frequency power to the electrode 111 inserted into the electrode protection tubes 110 and 115. When a processing gas is introduced into the buffer chamber 106 from the gas inlet 8 (omitted in FIG. 8), the introduced gas is activated by the plasma, and the gas is activated from the buffer chamber hole 103 of the buffer chamber 106 to the boat of the reaction tube 101. The wafers 37 are supplied on a plurality of wafers 2 placed at equal intervals in multiple stages. Thereby, a film is formed on the wafer 2.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The active species generated by the action of the plasma has a lifetime, and if the distance between the plasma generation unit and the wafer 2 is large, the active species is deactivated before being supplied to the wafer 2 and becomes inactive on the wafer 2. Since the amount of active species contributing to the reaction is significantly reduced, it is desirable to generate plasma near the wafer 2. For this reason, active species of the processing gas are generated in the buffer chamber 106 in the reaction tube 101 or in the vicinity of the reaction tube 101, in the example shown, in the vicinity of the wafer 2, so that a large amount of the generated processing gas is generated. The active species can be efficiently supplied to the wafer 2.
[0010]
As described above, when the buffer chamber 106 is provided in the reaction tube 101, the electrode 111 for generating plasma is inserted into the buffer chamber 106 as shown in FIG. In some cases, the reaction is performed from the side of the reaction tube 101 as shown in FIG.
[0011]
When the electrode 111 is inserted from the lower part of the reaction tube 101, the electrode protection tube 110 is, as shown in FIG. 7, a sealing flange 140 for sealing the open end of the lower part of the reaction tube 101 or a member of a boat elevator. Therefore, the structure becomes complicated in order to maintain the airtightness in the reaction tube 101 because it penetrates a metal member such as the above.
[0012]
That is, when the electrode 111 (electrode protection tube 110) is always fixed at a predetermined position in the buffer chamber 106 of the reaction tube 101, the metal member such as the seal flange 140 or one member of the boat elevator is attached to the wafer to the reaction tube 101. Since this is a moving member that moves when taking in and out, a high technique is required to seal between the seal flange 140 and the like and the electrode protection tube 110, and the structure becomes complicated.
[0013]
When the electrode protection tube 110 is fixed to the seal flange 140 or the like to maintain airtightness, the electrode protection tube 110 moves together with the seal flange 140 or the like, so that the electrode 111 is always inserted into the electrode protection tube 110. In this case, the electrode 111 needs to have a sufficient length to allow the movement of the electrode 111, and a space for the movement of the electrode 111 is required, which complicates the structure and increases the size. Further, if the electrode 111 is inserted into the electrode protection tube 110 after the boat 37 is accommodated in the reaction tube 101, that is, after the reaction tube 101 is sealed with the seal flange 140, the movement of the electrode 111 is allowed. Although the length of the electrode 111 and the space in which the electrode 111 moves are not required, the electrode 111 has to be inserted and removed every time the wafer 2 is processed, which is rather troublesome.
[0014]
Further, when the electrode 111 is made to penetrate a metal member such as one member of a boat elevator, or when one member of the boat elevator is not formed of a metal member, when a metal member exists around the electrode penetrating. Requires a structure that does not cause discharge with the metal member, and the structure becomes more complicated.
[0015]
When the electrode 111 is inserted from the side of the latter reaction tube 101, the electrode protection tube 115 is formed in a bent shape of the vertical portion 116 and the inclined portion 117 as shown in FIG. As the electrode 111, a flexible member that takes into account the bending of the electrode protection tube 115 must be used. In particular, an electrode using a flexible member has the following disadvantages when inserted inside the vertical portion 116 of the electrode protection tube 115 from below against the direction of gravity. For example, as shown in FIG. 9, if there is more space than necessary in the linear electrode protection tube 115 in which the electrode 111 can move, the electrode 111 may be inclined in the electrode protection tube 115. When the electrode 111 is inserted into the linear electrode protection tube 115 against the direction of gravity, the electrode 111 may be deformed by its own weight and bend or tilt as shown in FIG. 9 and 10 are exaggerated in order to clearly show the relationship between the electrode protection tube 115 and the electrode 111. As described above, the electrode 111 may be inclined or bent in the electrode protection tube 115, that is, the electrode itself may be deformed or deteriorated, thereby affecting the generation of plasma. In particular, as shown in FIG. 10, when the electrode 111 bends due to its own weight, a portion where the electrode 111 does not exist is formed in the upper part of the electrode protection tube 115, and the possibility of affecting the generation of plasma is increased. Note that the latter deformation and deflection of the electrode 111 are common to the former in which the electrode 111 is inserted into the electrode protection tube 110 against gravity.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus capable of inserting an electrode with a simple structure and having a small influence on generation of plasma due to deformation or deterioration of the electrode itself.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a plurality of substrates are stacked in multiple stages and inserted into a reaction chamber from an open end of a reaction tube, and a processing gas activated by plasma under reduced pressure is supplied to the reaction chamber to reduce the plurality of substrates. In the substrate processing apparatus for performing batch processing, a plasma generation chamber is provided on a side portion of the reaction tube, and a plasma generation electrode is provided in the plasma generation chamber along a gravity direction from a side opposite to an open end of the reaction tube. A substrate processing apparatus characterized by being inserted.
[0018]
This allows the electrode for plasma generation to be inserted along the direction of gravity in the plasma chamber, so that the electrode can be easily inserted, and at the time of and after insertion of the electrode, the electrode is extremely inclined or bent by its own weight. Since it does not sluggish, the influence on plasma generation can be reduced.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
A film formation process using an ALD (Atomic Layer Deposition) method as an example of a process process on a substrate, which is performed in an embodiment of the present invention, will be described.
[0020]
Here, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 to 6 are denoted by the same reference numerals.
[0021]
First, the mechanism outline of the vertical substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows an outline of an example of a vertical substrate processing apparatus in which a plurality of wafers to be processed, each having a diameter of 200 mm, are loaded in a quartz reaction tube and a film forming process is performed by an ALD method as a process. FIG.
As shown in FIG. 4, the vertical substrate processing apparatus includes a main body 60 and a utility section 61 that supplies power and the like to the main body 60.
[0022]
Inside the main body 60, there is a vertical reaction furnace for performing a process process on the wafer. The reaction furnace includes a reaction tube 1 having a reaction chamber formed therein, and a heater 39 for heating a substrate in the reaction tube 1. Below the reaction tube 1, a boat 37 for taking in and out the wafer into and out of the reaction tube 1 and a boat elevator 36 for vertically moving the boat 37 are provided.
The boat (quartz boat) 37 is capable of mounting, for example, 100 wafers.
The boat elevator 36 has an arm 43, and a seal flange 40 for sealing the reaction tube 1 is provided on the arm 43. A boat 37 serving as a substrate holder is placed on the seal flange 40. The boat 37 holds wafers in multiple stages in a horizontal posture, and is loaded and unloaded into the reaction tube 1 by a boat elevator 36.
[0023]
Further, a rod-shaped electrode 11 for generating plasma is provided in the reaction tube 1, and a high-frequency power supply 27 is connected to the electrode 11 via an RF matching unit 26, and high-frequency power is applied to the electrode 11. Is done.
[0024]
Further, inside the main body 60, a cassette shelf 34 for temporarily storing a cassette 32 which is a substrate transfer container in which wafers to be supplied to the boat 37 are stored, and the wafers to be processed are transferred from the cassette shelf 34 to the boat 37. And a wafer transfer device 38 that carries in and unloads the processed wafer.
The cassette shelf 34 can store a plurality of, for example, 12 cassettes 32.
An I / O stage 33 is provided near the front surface (front surface) of the main body 60 so as to face the cassette shelf 34.
[0025]
The I / O stage 33 exchanges a cassette 32 containing, for example, 25 wafers, with the outside of the apparatus. Specifically, the I / O stage 33 includes a cassette stage 50 on which two cassettes 32 can be mounted, and a substrate attitude matching machine 51 below the cassette stage 50, and is provided with an external transfer device (not shown). When the cassette 32 transported from the cassette 32 is placed on the cassette stage 50 in a vertical position (that is, the wafer accommodated in the cassette 32 is in a vertical position), the substrate position matching machine 51 causes the notch of the wafer in the cassette 32 to be notched. The orientation of the wafer is aligned so that the wafer and the orientation flat are at the same position, the cassette stage 50 is rotated by 90 °, the cassette 32 is set to a horizontal attitude, and the cassette loader 35 can transfer the cassette 32. .
Above the I / O stage 33, a spare cassette shelf 52 is provided.
[0026]
A cassette loader 35 that transports the cassette 32 between the I / O stage 33 and the cassette shelf 34 is provided between the I / O stage 33 and the cassette shelf 34.
The cassette loader 35 includes a robot arm 54 that can move forward and backward. The robot arm 54 can be traversed and moved up and down, and the cassette 32 is transported from the cassette stage 50 to the cassette shelf 34 or the spare cassette shelf 52 by the cooperation of the advance / retreat, traverse and elevation of the robot arm 54.
[0027]
The wafer transfer device 38 includes a loading / unloading unit 56 that is rotatably and vertically movable, and a wafer holding unit 57 is disposed in the loading / unloading unit 56. The wafer holding section 57 has a wafer holding plate 58 that can move forward and backward, and can hold a plurality of wafers at once or one by one. For example, the wafer transfer device 38 transfers five wafers at a time from the cassette 32 of the cassette shelf 34 to the boat 37 in a lowered state. In the case of transferring 100 wafers, the transfer operation is performed 20 times. It is done by repeating.
[0028]
Here, the operation of the above-described vertical substrate processing apparatus will be briefly described.
The cassette 32 containing the wafer is set on the I / O stage 33.
The cassettes 32 set on the I / O stage 33 are sequentially transferred to a cassette shelf 34 by a cassette loader 35.
[0029]
In the case of the present embodiment, the cassette 32 stores 25 wafers.
The wafer transfer machine 38 unloads the wafer from the force set shelf 34 and transports the wafer to the quartz boat 37. Since 100 wafers can be loaded in the boat 37, the transfer operation by the wafer transfer machine 38 is repeated several times.
When the transfer of the wafers to the boat 37 is completed, the boat 37 is lifted by the boat elevator 36 and inserted into the reaction tube 1, and thereafter, the inside of the reaction tube 1 is kept airtight by the seal flange 40 below the boat 37. Is done.
[0030]
The gas in the reaction tube 1 is exhausted by a pump through an exhaust port, and when a predetermined pressure is reached, a processing gas for film formation at a constant flow rate is supplied into the reaction tube 1 while rotating the boat 37 by a rotating mechanism. Supply. The supplied processing gas is kept at a constant pressure by a pressure adjusting mechanism (not shown). At this time, the wafer inside the reaction tube 1 is maintained at a predetermined temperature by the heater 39.
[0031]
In this way, the process of forming a film on the wafer proceeds, and the details will be described later.
Further, at this time, when performing the film forming process using plasma, high frequency power is applied to the electrode 11 from the high frequency power supply 51 through the RF matching unit 53 to generate plasma in the film forming gas. An operation for activating the film-forming gas is also performed, and the details will be described later.
When the film forming process is completed, the wafer boat 37 is unloaded from the reaction tube 1 by the boat elevator 36 and transported to the I / O stage 33 via the wafer transfer device 38, the cassette shelf 34, and the cassette loader 35. Is carried out of the apparatus.
[0032]
Next, an embodiment in which the vertical substrate processing apparatus described above is used and the ALD method is used in the film forming process will be described.
[0033]
1 and 2 are schematic cross-sectional views of a reaction furnace in the vertical substrate processing apparatus according to the first embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, the reaction tube 1 is formed in a cylindrical shape with its upper part closed. A cylindrical heater 39 surrounding the reaction tube 1 is provided on the outer periphery of the reaction tube 1 so that the inside of the reaction tube 1 is heated and maintained at a constant temperature during a process (film formation). ing. The reaction tube 1 is sealed by a seal flange 40.
[0034]
At the center of the reaction tube 1, there is provided a boat 37 on which a plurality of wafers 2 are mounted at the same interval in multiple stages. This boat 37 can be moved into and out of the reaction tube 1 by the above-described boat elevator. I have.
The boat 37 is disposed on a boat table 21 supported on a rotating shaft 19 rotatably and hermetically supported by a bearing 22. The rotating shaft 19 is connected to a rotating mechanism 20, and the uniformity of processing is achieved. The structure is such that the boat 37 can rotate in order to improve the performance.
[0035]
When the boat 37 enters the reaction tube 1 and a film formation process is performed on the wafers 2, the wafers 2 placed in multiple stages are placed at an equal distance from the first buffer chamber 6. .
The first buffer chamber 6 is provided in an arc shape along the space between the inner wall of the reaction tube 1 and the wafer 2, in the illustrated example, along the inner wall of the reaction tube 1. The first buffer chamber 6 is provided on the inner wall of the reaction tube 1 along the axial direction thereof and on the inner wall above the lower portion of the reaction tube 1 along the loading direction of the wafer 2.
[0036]
A buffer chamber hole 3 as a gas supply port is provided at the center of the inner wall of the first buffer chamber 6 adjacent to the wafer 2. The buffer chamber hole 3 opens toward the center of the reaction tube 1.
A gas inlet 8 is provided below the center of the outer wall of the first buffer chamber 6 that forms the outer wall of the reaction tube.
[0037]
An example of the opening state of the buffer chamber hole 3 provided in the first buffer chamber 6 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the buffer chamber.
The first buffer chamber 6 shown in FIG. 3 is a pipe having an arc-shaped cross section, and a large number of buffer chamber holes 3 are linearly arranged in the center of the inside curved surface along the loading direction of the wafer 2. It is provided in. The opening areas of the large number of buffer chamber holes 3 are set such that the flow rate of the gas to be jetted is the same as the upstream side (lower in FIG. 3) than the upstream side (lower in FIG. 3) as viewed from the gas inlet 8 so as to be the same. It is getting bigger toward.
[0038]
Here, it returns to FIG. 1 and FIG. 2 again.
An exhaust port 4 connected to an exhaust pump (not shown) is provided on the side of the lower part of the reaction tube 1 opposite to the gas inlet 8 so that the gas in the reaction tube 1 can be exhausted. I have.
[0039]
A second buffer chamber 45 is provided on the inner wall of the reaction tube 1 at a position different from that of the first buffer chamber 6. The second buffer chamber 45 shares the gas supply type with the first buffer chamber 6 when alternately supplying a plurality of types of gases to the wafer 2 one by one in film formation by the ALD method.
Like the first buffer chamber 6, the second buffer chamber 45 also has a reaction gas buffer chamber hole 46 at the same pitch at a position adjacent to the wafer 2, and has a reaction gas inlet 47 at a lower portion. The reaction gas buffer chamber hole 46 has a configuration in which the opening area increases from the upstream side to the downstream similarly to the buffer chamber hole 3, but the second buffer chamber 45 is different from the first buffer chamber 6 and will be described later. It does not have the electrode 11 to be used.
[0040]
In the first buffer chamber 6, a pair of electrodes 11 for generating plasma 9 for activating the processing gas introduced from the gas inlet 8 are respectively suspended below the open end of the reaction tube 1 and the upper part opposite to the open end. It is disposed so as to be protected by the provided electrode protection tube 10. The electrode 11 is connected to a high-frequency power supply 16 via a matching unit (RF matching unit) 17 so that high-frequency power output from the high-frequency power supply 16 can be applied via the RF matching unit 17. As a result, the electrode 11 can generate the plasma 9 in the first buffer chamber 6, and the first buffer chamber 6 also serves as a plasma generation chamber.
[0041]
The distance between the pair of electrodes 11 is preferably set to an appropriate distance so that the generation of the plasma 9 is limited to the inside of the first buffer chamber 6, and is preferably about 20 mm.
The position of the pair of electrode protection tubes 10 that house the pair of electrodes 11 may be anywhere in the first buffer chamber 6, but the gas introduced into the first buffer chamber 6 reliably passes through the plasma 9. It is preferable to dispose them near both ends of a circular arc in the first buffer chamber 6, which is preferably circular. Further, the distance between the electrode protection tube 10 and the buffer chamber hole 3 is adjusted to an appropriate distance so that the plasma 9 generated inside the first buffer chamber 6 does not diffuse and leak out of the first buffer chamber 6. It is preferable to do so. As a result, only the active species of the electrically neutral processing gas is supplied to the wafer 2 from the buffer chamber hole 3, and damage due to charge-up of the wafer 2 can be avoided.
[0042]
The electrode protection tube 10 is for preventing the electrode 11 from contacting the gas in the first buffer chamber 6. The pair of electrode protection tubes 10 penetrates the upper wall opposite to the open end of the reaction tube 1 and is disposed below the upper portion in the first buffer chamber 6 along the direction of gravity. Has a suspended structure which is hermetically fixed to the through hole by welding or the like. That is, the electrode protection tube 10 has a structure in which the electrode 11 having an elongated structure can be inserted into the first buffer chamber 6 while being separated from the atmosphere of the first buffer chamber 6.
[0043]
The electrode protection tube 10 has a shape capable of preventing the electrode 11 from coming into contact with the gas in the first buffer chamber 6. The electrode protection tube 10 is specifically formed of, for example, a quartz tube having an inside diameter into which the electrode 11 can be easily inserted, as shown in the drawing. The lower part of the electrode protection tube 10 is closed and the upper part is opened. The outer wall near this opening is hermetically fixed to a through hole in the upper wall of the reaction tube 1, and the insertion port 14 of the electrode 11 is opened at the upper part. The structure is arranged.
[0044]
The electrode protection tube 10 is fixed to the upper wall of the reaction tube 1 by, for example, forming a through hole through the electrode protection tube 10 in the upper wall of the reaction tube 1, and connecting the electrode protection tube 10 through the through hole. After being inserted into the buffer chamber 6 and positioned, the gap between the outer wall of the electrode protection tube 10 and the through hole is closed by welding or the like, so that the electrode protection tube 10 is fixed to the upper wall of the reaction tube 1. be able to.
[0045]
The thickness of the electrode protection tube 10 is arbitrarily selected from the thickness for generating plasma for activating the processing gas.
If the inside of the electrode protection tube 10 is in the same atmosphere as the outside air (atmosphere), the electrode 11 inserted into the electrode protection tube 10 is oxidized by heating by the heater 39. For this reason, it is preferable to provide the electrode protection tube 10 with an inert gas purge mechanism for filling or purging the inside thereof with an inert gas such as nitrogen to suppress the oxygen concentration sufficiently low.
[0046]
On the side surface of the outer wall of the reaction tube 1 on the radially outer side where the electrode protection tube 10 is provided, a folded extension portion that extends from the insertion port 14 of the electrode protection tube 10 and hangs down along the side surface is fixed. Electrode fixing means 13 are provided, respectively. The electrode fixing means 13 has, for example, six hooks 12 fixed to the side surface of the reaction tube 1 at predetermined intervals by welding or the like, as shown in the figure.
[0047]
Here, a film forming process on the wafer 5 in the reaction tube 1 by the ALD method will be described with reference to FIGS.
In this example, NH 3 was used as a processing gas. ₃ Are supplied alternately with DCS (dichlorosilane), and a SiNx film (silicon nitride film) is formed by a surface reaction.
[0048]
The reaction tube 1 is loaded with, for example, 100 wafers 2 and the inside of the reaction tube 1 is kept in an airtight state. The inside of the reaction tube 1 is evacuated by a pump (not shown) through the exhaust port 4 to maintain the inside of the reaction tube 1 at a desired pressure, and to maintain a constant temperature in the range of 400 to 600 ° C. by controlling the temperature of the heater 39. I do.
[0049]
NH ₃ From the gas inlet 8 to the first buffer chamber 6 is started. When the high-frequency power from the high-frequency power supply 16 is applied to the rod-shaped electrode 11 inserted into the two electrode protection tubes 10 provided in the first buffer chamber 6 via the RF match Kug unit 17, the electrode protection is performed. Plasma 9 is generated between tubes 10.
Then, in the first buffer chamber 6, NH ₃ Is activated by plasma and NH ₃ Of active species are generated.
[0050]
The active species generated by the action of the plasma have a lifetime. If the distance between the plasma generation unit and the wafer 2 is large, the active species is deactivated before being supplied to the wafer 2 and contributes to the reaction on the wafer 2. The generation of the plasma 9 is preferably performed in the vicinity of the wafer 2 because the amount of the active species is significantly reduced.
[0051]
According to this configuration, the NH in the first buffer chamber 6 provided near the wafer 2 stacked in multiple stages ₃ Generated active species, the generated NH ₃ Can be efficiently supplied to the wafer 2.
[0052]
In addition, NH between a pair of electrodes 11 extending along the lamination direction of the wafer 2 ₃ To generate active species of the same density on each wafer 2. ₃ Can be supplied, and can be uniformly adsorbed on a plurality of wafers 2.
[0053]
Further, the distance between the electrode protection tube 10 and the buffer chamber hole 3 is adjusted to an appropriate distance so that the plasma 9 generated inside the first buffer chamber 6 does not diffuse and leak out of the first buffer chamber 6. I have.
As a result, what is supplied to the wafer 2 from the buffer chamber hole 3 is electrically neutral NH. ₃ , And damage due to charge-up of the wafer 2 can be avoided.
[0054]
As described above, the opening area of the buffer chamber hole 3 provided in the first buffer chamber 6 is gradually increased from the upstream side to the downstream side of the gas flow so that the flow rate of the gas to be jetted is the same. Is supplied to the wafer 2 ₃ Are supplied at a uniform flow rate, so that uniform adsorption is performed on each wafer 2. NH ₃ When flowing the active species into the reaction tube 1, for example, the pressure in the reaction tube 1 is set to 40 to 60 Pa and NH ₃ Is, for example, 3.0 to 4.5 slm.
Further, since the buffer chamber holes 3 are provided in the middle of the interval between the wafers 2 placed in multiple stages, the active species are sufficiently supplied to each of the loaded wafers 2.
[0055]
In the ALD method in which different types of processing gases are alternately supplied to form an ultra-thin film one layer at a time, the pressure and temperature inside the reaction tube 1 are appropriately set to obtain this NH. ₃ When one atomic layer of the raw material containing N atoms due to the supply of the active species is adsorbed, a limit is imposed, and no more is adsorbed.
[0056]
When the raw material containing N atoms is adsorbed on the entire surface of the wafer 2, the RF power applied to the electrode 11 is turned off, and NH ₃ Supply is also stopped.
[0057]
Next, N ₂ Remaining in the reaction tube 1 due to an inert gas such as oxygen or Ar ₃ These are exhausted from the exhaust port 4 while purging. Then, residual NH in the reaction tube 1 ₃ When the removal of the inert gas is completed, the supply of the inert gas is stopped, and DCS is introduced from the reaction gas inlet 47 into the second buffer chamber 45.
[0058]
In the second buffer chamber 45, a reaction gas buffer chamber hole 46 whose opening area gradually increases from upstream to downstream of the reaction gas inlet 47 is provided toward the center of the reaction tube 1. As a result, the DCS supplied to the wafer 2 from the reaction gas buffer chamber hole 46 flows into the reaction tube 1 at the same flow rate. When flowing the active species of DCS into the reaction tube 1, for example, the pressure in the reaction tube 1 is set to 266 to 931 Pa, and the supply flow rate of DCS is set to, for example, 0.5 slm.
[0059]
When the raw material containing N atoms already adsorbed on the surface of the wafer 2 reacts with the Si component of DCS to complete the formation of one atomic layer, the supply of DCS is stopped. And N ₂ After purging the inside of the reaction tube 1 with an inert gas such as Al or Ar, these gases are exhausted from the exhaust port 4 and when the removal of the residual DCS in the reaction tube 1 is completed, the supply of the inert gas is stopped.
[0060]
By this series of processes, a SiNx film of about 1 ° can be formed. Therefore, for example, when forming a 500-degree SiNx film on the wafer 2, the above process is repeated about 500 times.
[0061]
In addition, by rotating the boat on which the wafer 2 is mounted at a constant speed, a more uniform film forming process can be realized over the entire surface of the wafer 2 even if gas is supplied from one lateral portion of the wafer 2. . In the present embodiment, it is sufficient that the rotation speed is 1 to 10 rpm.
Incidentally, when the boat was not rotated, the uniformity of the film thickness of the wafer 2 was about ± 5%, but when the boat was rotated, it was <± 1%.
[0062]
By forming a film using the ALD method, two gases contributing to the film formation do not exist in the gas phase at the same time, so that the gas is adsorbed on the surface of the base and reacts with the base film. For this reason, a film having good adhesion to the underlying film is obtained, and interface defects are reduced as compared with the case where the film is formed by a CVD method in which two kinds of gases are simultaneously passed. In addition, NH3 that requires plasma excitation among a plurality of types of gases ₃ Is excited as plasma to flow as an active species, so that a film can be formed at a reaction temperature of DCS which does not require plasma excitation, and thus a film can be formed at a low temperature of 400 to 600 ° C.
As described above, since the plasma 9 is used to process the wafer 2, a lower temperature of the process can be realized.
[0063]
Further, since the electrode 11 for generating the plasma 9 penetrates the upper wall of the reaction tube 1 and is inserted into the first buffer chamber 6 from above to below along the direction of gravity, the insertion of the electrode 11 with a simple structure can be achieved. In addition, the influence on the generation of the plasma 9 can be reduced.
[0064]
That is, the electrode protection tube 10 for protecting the electrode 11 so as not to come into contact with the gas in the first buffer chamber 6 is formed in a tubular shape one of which is closed by quartz. The electrode protection tube 10 is inserted into the first buffer chamber 6 through a through hole (through hole through the electrode protection tube) in the upper wall of the reaction tube 1 from, for example, a closed end, and the first buffer Positioning is performed in the chamber 6 along the direction of gravity. After the positioning, the electrode protection tube 10 is disposed in a state where the space between the outer wall of the electrode protection tube 10 and the through hole is closed by welding or the like and the electrode protection tube 10 is fixed to the upper wall of the reaction tube 1.
[0065]
As described above, the electrode protection tube 10 has a suspended structure that is hermetically fixed to the upper wall of the reaction tube 1. Since the electrode 11 is inserted downward in the direction, the location where the electrode protection tube 10 is hermetically sealed is the wall of the reaction tube 1, so that the electrode protection tube 10 can be easily hermetically sealed and fixed. The electrode 11 can be inserted with a simple structure.
[0066]
Further, since the electrode 11 inserted from the insertion port 14 is inserted in the vertically provided electrode protection tube 10 along the direction of gravity, when the electrode 11 is inserted, compared to the case where the electrode 11 is inserted against the direction of gravity. Thus, the electrode 11 can be easily inserted. Further, when the electrode 11 is inserted, the electrode 11 is less likely to be inclined or bent. Therefore, the plasma 9 can be satisfactorily generated, and the influence on the generation of the plasma can be reduced.
[0067]
Furthermore, when the electrode protection tube 10 is formed in a straight tubular shape, the insertion direction of the electrode 11 coincides with gravity walking, so that the electrode 11 can be inserted more easily. In addition, restrictions on the material and shape of the electrode 11 are reduced. In other words, when the electrode protection tube 10 is bent and bent, for example, and when inserted against gravity, a flexible electrode must be used as the electrode 11, and the material of the electrode 11 Although the shape and shape of the electrode 11 are limited, if the electrode 11 is inserted in a straight line, the material and shape of the electrode 11 are less restricted. In addition, even if the insertion part of the electrode protection tube 10 is inclined, since the electrode 11 hangs down in the direction of gravity, the insertion becomes easier than when the electrode is inserted into the inclined part against gravity.
[0068]
Further, when the electrode protection tube 10 is made of quartz, there is no metal member around the electrode penetrating electrode, so that there is no need to worry about causing discharge with the metal member. For this reason, there is no concern about metal contamination and the structure is simple, and handling is easy when wet cleaning the reaction tube.
[0069]
FIG. 5 is a cross-sectional view of a reactor of a vertical substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
The reaction tube 1 shown in FIG. 5 has substantially the same basic structure as the reaction tube 1 shown in FIG. 1, but in FIG. 1, the first buffer chamber 6 is formed by a cylindrical side wall of the reaction tube 1. 5 is different from FIG. 5 in that the arc-shaped first buffer chamber 6 is arranged along the outer wall of the side wall of the reaction tube 1.
[0070]
That is, a part of the outer wall of the side wall of the reaction tube 1 protrudes radially outward in an arc shape, and this protrusion is formed as the first buffer chamber 6. On both side surfaces of the first buffer chamber 6, hooks 12 serving as electrode fixing means 13 are provided. Other structures and operations are the same as those described with reference to FIG. That is, the electrode protection tube 10 is configured such that the electrode 11 having an elongated structure with a circular cross section is isolated from the atmosphere of the first buffer chamber 6 and the first buffer chamber is opened from the upper side opposite to the open end of the reaction tube 1. 6 can be inserted along the direction of gravity.
[0071]
FIG. 6 is a cross-sectional view of a reaction furnace of a vertical substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
Although the reaction tube 1 shown in FIG. 6 has substantially the same basic configuration as the reaction tube 1 shown in FIG. 1, in FIG. 1, a pair of electrodes 11 (electrode protection) are provided in the first buffer chamber 6. In contrast to the arrangement of the tube 10), in FIG. 6, a pair of electrodes are separately arranged on the inside of the first buffer chamber 6 and on the outer wall surface of the reaction tube 1 outside the buffer chamber, respectively. Thus, the plasma 9 is generated in the chamber 6.
[0072]
That is, as shown in FIG. 6, the electrode 11 provided in the first buffer chamber 6 is provided at the center of the inner wall 25 inside the first buffer chamber 6 along the direction of gravity. Inserted into tube 10. That is, like the electrode protection tube 10 shown in FIG. 1, the electrode protection tube 10 has the electrode 11 having an elongated structure with a circular cross section in a state where the electrode 11 is isolated from the atmosphere of the first buffer chamber 6. The structure allows insertion into the first buffer chamber 6 from above.
[0073]
The remaining electrodes 15 are formed in a flat shape, and are arranged along the height direction (the direction of gravity) on the wall surface of the outer wall of the reaction tube 1 located at the center of the outer wall of the first buffer chamber 6. .
An electrode support 52 as an electrode fixing means 13 is provided so as to cover the electrode 15, and the flat electrode 15 and the electrode protection tube 10 suspended and fixed in the first buffer chamber 6 by the electrode support 52. The folded extension 18 of the electrode 11 inserted into the electrode 11 is fixed.
[0074]
The electrode support portion 52 has a U-shaped cross section. Inside the U-shaped cross section, each folded portion of the electrode 11 inserted into the electrode protection tube 10 and the flat electrode 15 provided on the outer wall surface of the reaction tube 1 is provided. The extending portions 18 are respectively fixed. That is, the electrode support portion 52 having a U-shaped cross section supports the electrode 11 and the electrode 15 doubly.
[0075]
As described above, when the pair of electrodes 11 and 15 are arranged inside and outside the first buffer chamber 6, the gas introduced into the first buffer chamber 6 is surely excited by the plasma 9 so that the holes in the buffer chamber can be excited. 3 is disposed near one side wall 26 of the first buffer chamber 6, and the gas inlet 8 is provided below the side wall 27 opposite to the side wall 26 near the buffer chamber hole 3. 8 are provided. Other structures and operations are the same as those described with reference to FIG.
[0076]
In the above-described embodiment, the substrate processing apparatus that performs the ALD method has been described. However, the present invention can be similarly applied to a substrate processing apparatus that performs the CVD method. That is, instead of alternately supplying a plurality of processing gases as in the ALD method, the present invention can be applied to a CVD apparatus in which a plurality of processing gases are mixed and supplied onto a substrate at the same time.
[0077]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the electrode for plasma generation is inserted along the direction of gravity in the plasma chamber, the electrode can be easily inserted, and when the electrode is inserted, the electrode is extremely inclined by its own weight, Since it does not bend, the influence on the generation of plasma can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a reaction tube of a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a reaction tube of the substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a gas supply port of a buffer chamber according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a vertical substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another example of the reaction tube of the substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another example of the reaction tube of the substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view showing a reaction tube of the previously proposed substrate processing apparatus.
FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view showing a reaction tube of the substrate processing apparatus proposed above.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which an electrode is inserted into the previously proposed electrode protection tube.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state where an electrode is inserted into the previously proposed electrode protection tube.
[Explanation of symbols]
1 Reaction tube (reaction chamber)
2 Wafer (substrate)
6 buffer room (plasma room)
9 Plasma
10. Electrode protection tube
11 electrodes
14 Insert

Claims

A substrate processing apparatus for stacking a plurality of substrates in multiple stages, inserting the substrate into the reaction chamber from the open end of the reaction tube, and supplying a processing gas activated by plasma under reduced pressure to the reaction chamber to collectively process the plurality of substrates. At
A plasma generation chamber is provided on the side of the reaction tube,
A substrate processing apparatus, wherein an electrode for plasma generation is inserted into the plasma generation chamber along a direction of gravity from a side opposite to an open end of the reaction tube.