JP2009027011A - Substrate treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は基板処理装置に関し、特にエッチングガスによるクリーニング後の基板の処理を円滑に行うのに有用な技術に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, and more particularly to a technique useful for smoothly processing a substrate after cleaning with an etching gas.
近年、半導体DRAMの高密度化、多層配線化に伴い、低温での成膜が要求され、更に、表面の平坦性、凹部埋込み性、ステップカバレッジ性に優れかつ異物の少ない成膜方法や装置運用が求められている。異物の制御に関しては、従来は反応管を取り外してウエットエッチング(液浸洗浄)することが行われていたが、最近では反応管を取り外すことなく、ガスクリーニングにより反応管の内壁に付着した膜を除去する方法が一般的に行われるようになっている。 In recent years, with high density and multi-layer wiring of semiconductor DRAM, film formation at low temperature is required, and furthermore, film formation method and apparatus operation with excellent surface flatness, recessed portion embedding property, step coverage property and less foreign matter. Is required. Concerning the control of foreign matter, conventionally, the reaction tube has been removed and wet etching (immersion cleaning) has been performed, but recently, the film attached to the inner wall of the reaction tube by gas cleaning has been removed without removing the reaction tube. The removal method is generally performed.
ガスクリーニングの方法としては、プラズマによりエッチングガスを励起させる方法と熱によりエッチングガスを励起させる方法とがある。プラズマによるエッチングはプラズマ密度の均一性、バイアス電圧制御の観点から枚葉装置で用いられることが多い。他方、熱によるエッチングは縦型装置で用いられることが多い。反応管の内壁やボート等の冶具からの膜の剥離を抑えるため、エッチング処理は一定の厚さの膜を形成するごとに実施される。 Gas cleaning methods include a method of exciting an etching gas with plasma and a method of exciting an etching gas with heat. Etching by plasma is often used in a single wafer apparatus from the viewpoint of uniformity of plasma density and bias voltage control. On the other hand, etching by heat is often used in a vertical apparatus. In order to suppress peeling of the film from the inner wall of the reaction tube or a jig such as a boat, the etching process is performed every time a film having a certain thickness is formed.
加熱によるエッチング処理を行う場合、エッチング処理後に成膜した膜の膜厚が目標膜厚(エッチング前膜厚)に対して減少することがある。一例として、図1に、ジクロロシラン(DCS:Dichlorosilane)とアンモニア(NH3)とを混合して形成するSi3N4成膜においてF2ガスによるクリーニング後の膜厚の推移を示した。Si3N4の膜厚は、F2ガスによるクリーニング直後は目標膜厚に対しておおよそ3%程度低下するのがわかる。図1の評価からSi3N4膜の膜厚を回復させるには、Si3N4膜を300nm以上形成させる必要がある。 When performing the etching process by heating, the film thickness of the film formed after the etching process may decrease with respect to the target film thickness (film thickness before etching). As an example, FIG. 1 shows the transition of film thickness after cleaning with F 2 gas in a Si 3 N 4 film formed by mixing dichlorosilane (DCS) and ammonia (NH 3 ). It can be seen that the film thickness of Si 3 N 4 decreases by about 3% with respect to the target film thickness immediately after cleaning with F 2 gas. In order to recover the film thickness of the Si 3 N 4 film from the evaluation of FIG. 1, it is necessary to form the Si 3 N 4 film with a thickness of 300 nm or more.
この膜厚の低下量は、F2ガスの供給時間や供給圧力により変わり、時間が長いほど又は圧力が高いほど大きくなることが知られている。この膜厚の減少を防ぐための方法として従来から用いられてきた手法は、上記で述べたように「プリデポ」と呼ばれるSi3N4膜を形成する方法である。しかし、Si3N4膜の膜厚を回復させるために数回のプリデポを行うと、時間ロスが生じ、また次のF2ガスによるエッチングを行うまでの実質的なSi3N4膜の成膜回数が減るという問題があった。 It is known that the amount of decrease in the film thickness varies depending on the supply time and supply pressure of the F 2 gas, and increases as the time increases or the pressure increases. A method conventionally used as a method for preventing the decrease in the film thickness is a method of forming a Si 3 N 4 film called “predeposition” as described above. However, if predeposition is performed several times in order to recover the film thickness of the Si 3 N 4 film, time loss occurs, and the substantial formation of the Si 3 N 4 film until the next etching with F 2 gas is performed. There was a problem that the number of membranes was reduced.
したがって、本発明の主な目的は、膜厚低下の原因となるエッチング元素の残留を低減させることができる基板処理装置を提供することにある。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of reducing the remaining etching elements that cause a decrease in film thickness.
本発明によれば、
基板を処理する処理室と、
フッ素系エッチングガス、塩素系エッチングガス又は前記フッ素系エッチングガスと前記塩素系エッチングガスとを組み合わせた混合エッチングガスのいずれかのエッチングガスを前記処理室に供給するエッチングガス供給手段と、
水素ラジカルを前記処理室に供給する水素ラジカル供給手段と、
前記エッチングガス供給手段及び前記水素ラジカル供給手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、前記エッチングガス供給手段に前記エッチングガスを前記処理室に供給させ、その後前記水素ラジカル供給手段に前記水素ラジカルを前記処理室に供給させることを特徴とする基板処理装置が提供される。
According to the present invention,
A processing chamber for processing the substrate;
An etching gas supply means for supplying an etching gas of any one of a fluorine-based etching gas, a chlorine-based etching gas, or a mixed etching gas in which the fluorine-based etching gas and the chlorine-based etching gas are combined;
Hydrogen radical supply means for supplying hydrogen radicals to the processing chamber;
Control means for controlling the etching gas supply means and the hydrogen radical supply means;
With
There is provided a substrate processing apparatus, wherein the control unit causes the etching gas supply unit to supply the etching gas to the processing chamber, and then causes the hydrogen radical supply unit to supply the hydrogen radical to the processing chamber. The
本発明によれば、水素ラジカル供給手段を備えており、制御手段がエッチングガスを処理室に供給させた後に水素ラジカルを処理室に供給させるから、処理室内に残留したエッチングガス由来のフッ素や塩素が水素ラジカルと反応してフッ化水素又は塩化水素となり、排気可能となる。そのため、膜厚低下の原因となるエッチング元素であるフッ素や塩素が処理室内に残留するのを抑制することができ、エッチング元素の処理室内への残留を低減させることができる。 According to the present invention, since the hydrogen radical supply means is provided, and the control means supplies the etching radical to the processing chamber and then supplies the hydrogen radical to the processing chamber, fluorine or chlorine derived from the etching gas remaining in the processing chamber. Reacts with hydrogen radicals to form hydrogen fluoride or hydrogen chloride, which can be exhausted. Therefore, it is possible to suppress the etching elements that cause the film thickness from being reduced, such as fluorine and chlorine, which remain in the processing chamber, and to reduce the remaining etching elements in the processing chamber.
次に、図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を説明する。 Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[エッチング原理]
まず始めに、エッチング後の膜厚が低下する原因について考えてみる。
一例として、CVD(Chemical Vapour Deposition)法によりSi3N4膜が形成された処理室内にF2を供給した場合を想定すると、その反応は次のようになると考えられる。
[Etching principle]
First, let us consider the reason why the film thickness after etching decreases.
As an example, assuming that F 2 is supplied into a processing chamber in which a Si 3 N 4 film is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, the reaction is considered as follows.
(i)F2によるSi3N4のエッチング
Si3N4+6F2→3SiF4+2N2 … (1)
(ii)F原子の石英管(反応管)への吸着
(iii)Si3N4成膜
3SiH2Cl2+4NH3→Si3N4+6HCl+6H2 … (2)
(I) etching the Si 3 N 4 according to the F 2 Si 3 N 4 + 6F 2 →
(Ii) Adsorption of F atoms on quartz tube (reaction tube) (iii) Si 3 N 4 film formation 3SiH 2 Cl 2 + 4NH 3 → Si 3 N 4 + 6HCl + 6H 2 (2)
(iv)F原子(ラジカル)の処理室内への脱離
(v)Si3N4成膜中において気相中でDCSとF原子の反応
SiH2Cl2+4F*→SiF4+2HCl … (3)
(vi)Si3N4膜のF原子によるエッチング
Si3N4+12F*→3SiF4+2N2 … (4)
(Iv) Desorption of F atoms (radicals) into the processing chamber (v) Reaction of DCS and F atoms in the gas phase during Si 3 N 4 film formation SiH 2 Cl 2 + 4F * → SiF 4 + 2HCl (3)
(Vi) Etching of Si 3 N 4 film with F atoms Si 3 N 4 + 12F * → 3SiF 4 + 2N 2 (4)
ここで(i),(ii)の工程はF2によるエッチングとF原子の吸着を表している。F原子は石英管(反応管)の内壁のみならず、炉口付近の断熱板やシールキャップ部分など比較的低温の部分にも吸着する。 Here, steps (i) and (ii) represent etching by F 2 and adsorption of F atoms. F atoms are adsorbed not only on the inner wall of the quartz tube (reaction tube) but also on relatively low-temperature parts such as a heat insulating plate and a seal cap part near the furnace port.
(iv),(v),(vi)工程がSi3N4成膜時における膜厚低下の原因となるステップである。(i),(ii)で反応管に吸着したF原子は処理室内を加熱、真空に排気すると、気相中に脱離して工程(v)で示すように原料ガスとしてのSiH2Cl2(又は中間生成物)と反応し、原料ガスの濃度を実質的に下げる要因となる。また、工程(vi)で示したように成膜されたSi3N4膜に脱離したF原子が吸着反応してエッチングが進むことが考えられ、Si3N4膜の膜厚低下の原因となっている。これらの原因検討からその対策を考えてみると、吸着、脱離するF原子を低減させればよいと考えられる。 Steps (iv), (v), and (vi) are steps that cause a reduction in film thickness during the Si 3 N 4 film formation. The F atoms adsorbed in the reaction tube in (i) and (ii) are desorbed into the gas phase when the processing chamber is heated and evacuated to vacuum, and as shown in step (v), SiH 2 Cl 2 ( Or an intermediate product), which is a factor for substantially reducing the concentration of the raw material gas. Further, as shown in the step (vi), it is considered that the F atoms desorbed on the formed Si 3 N 4 film undergo an adsorption reaction and the etching proceeds, which causes a decrease in the thickness of the Si 3 N 4 film. It has become. Considering the countermeasures from the examination of these causes, it is considered that the F atoms adsorbed and desorbed should be reduced.
そこで、本発明の好ましい実施例では、F2ガスを用いたエッチングにより石英管(反応管)や金属部材の表面等に吸着したF原子を効率的に除去する方法を提案する。F原子の除去方法として、例えば次の3つを提案することができる。 Therefore, a preferred embodiment of the present invention proposes a method for efficiently removing F atoms adsorbed on the surface of a quartz tube (reaction tube) or a metal member by etching using F 2 gas. For example, the following three methods can be proposed as a method for removing F atoms.
第1の方法は、処理室内にH2Oを供給する方法である。加熱励起された水分子(H2O)は開烈してHO*とH*を生じる。
H2O→HO*+H* … (5)
活性な水素ラジカル(H*)は気相中に脱離したF原子と反応してHFを形成して排気される。
H*+F*→HF … (6)
The first method is a method of supplying H 2 O into the processing chamber. Heat-excited water molecules (H 2 O) are opened to generate HO * and H * .
H 2 O → HO * + H * (5)
Active hydrogen radicals (H * ) react with F atoms desorbed in the gas phase to form HF and are exhausted.
H * + F * → HF (6)
第2の方法は、水素又は水素化合物(NH3など)のプラズマ励起により生じた水素ラジカルを用いる方法である。
水素プラズマを用いる場合は、
H2→H*+H* … (7)
NH3プラズマを用いる場合は、
NH3→NH2 *+H* … (8)
活性な水素ラジカル(H*)は式(6)で示される反応によりF原子と反応してHFを形成して排気される。
The second method uses hydrogen radicals generated by plasma excitation of hydrogen or a hydrogen compound (such as NH 3 ).
When using hydrogen plasma,
H 2 → H * + H * (7)
When using NH 3 plasma,
NH 3 → NH 2 * + H * (8)
Active hydrogen radicals (H * ) react with F atoms by the reaction shown by the formula (6) to form HF and are exhausted.
第3の方法は、NH3の熱分解を用いる方法である。
NH3は加熱されて式(8)で示すように水素ラジカル(H*)を生成する。生成された活性なH*は式(6)で示されるようにF原子と反応してHFを形成して排気される。
The third method is a method using thermal decomposition of NH 3 .
NH 3 is heated to generate hydrogen radicals (H * ) as shown in Formula (8). The generated active H * reacts with F atoms to form HF and is exhausted as shown in the formula (6).
図2は、F2エッチングを行った後にSi3N4膜を形成する場合の各バッチごとの膜厚と膜厚低減率をプロットしたものである。
Si3N4膜の膜厚は、3バッチのプリデポを行うことにより、エッチング前の膜厚に回復する。Run1では3%の減少率であったが、Run2,Run3では1.4%,0.9%と成膜を重ねるごとに低減率は減少して、Run4でエッチング前の膜厚となる。これはSi3N4成膜中に発生する水素ラジカルが式(6)の反応により処理室内に吸着、脱離するF*を消費、低減させたと考えられる。
FIG. 2 is a plot of the film thickness and the film thickness reduction rate for each batch in the case where the Si 3 N 4 film is formed after the F 2 etching.
The film thickness of the Si 3 N 4 film is restored to the film thickness before etching by performing three batches of predeposition. In
図3は、第2の方法であるNH3プラズマ処理を行った場合のSi3N4膜の膜厚推移を示したものである。
F2エッチングを行った後にも係わらず、NH3プラズマ処理を行うことによりF*の影響を排除できており、Si3N4膜の膜厚は低下することなく一定の値を示している。
FIG. 3 shows the film thickness transition of the Si 3 N 4 film when the NH 3 plasma treatment which is the second method is performed.
Even after the F 2 etching is performed, the influence of F * can be eliminated by performing the NH 3 plasma treatment, and the film thickness of the Si 3 N 4 film shows a constant value without decreasing.
次に、処理室への水素ラジカル供給工程について説明する。 Next, the hydrogen radical supply process to a process chamber is demonstrated.
まず、従来より行われているプリデポを用いる方法の工程を図4に示す。
プリデポはSi3N4膜の成膜と同等の成膜条件で行われる。Fの影響を排除するためには200〜300nmの膜厚のSi3N4膜を形成することが必要である。これは連続で成膜してもよいし、分割で成膜してもよい。
First, FIG. 4 shows steps of a conventional method using a predepot.
The pre-deposition is performed under the same film forming conditions as those for forming the Si 3 N 4 film. In order to eliminate the influence of F, it is necessary to form a Si 3 N 4 film having a thickness of 200 to 300 nm. This may be formed continuously or may be divided.
これに対し、吸着したF低減のための上記第1の方法は、F2エッチングした後にH2O処理を行う方法である。図5にH2O処理工程を示した。H2OはバブラーあるいはPt触媒によるH2O供給装置を用いて行う。 On the other hand, the first method for reducing the adsorbed F is a method of performing H 2 O treatment after F 2 etching. FIG. 5 shows the H 2 O treatment process. H 2 O is performed using a H 2 O supply device using a bubbler or a Pt catalyst.
F低減のための上記第2の方法は、H2プラズマ又はNH3プラズマによる前処理である。図6にH2プラズマ又はNH3プラズマによる前処理工程を示した。プラズマ処理では通常13.56MHzの高周波でH2又はNH3が励起され、一定時間プラズマ処理した後に処理室内はN2によりパージされる。 The second method for reducing F is a pretreatment with H 2 plasma or NH 3 plasma. FIG. 6 shows a pretreatment process using H 2 plasma or NH 3 plasma. In the plasma processing, H 2 or NH 3 is normally excited at a high frequency of 13.56 MHz, and the processing chamber is purged with N 2 after the plasma processing for a certain time.
F低減のための上記第3の方法は、加熱励起によるNH3前処理である。図7にNH3の熱分解による前処理工程を示した。NH3の熱分解処理は、プラズマ処理に比べるとNH3の励起される割合は小さいものの同等の効果が得られる。 The third method for reducing F is NH 3 pretreatment by heat excitation. FIG. 7 shows a pretreatment process by thermal decomposition of NH 3 . Pyrolysis process of the NH 3 is the same effect of what proportion of excited is small NH 3 compared to the plasma treatment is obtained.
次に、上記[エッチング原理]で説明した事項を踏まえて、本発明の好ましい実施例に係る基板処理装置やF原子の除去方法についてより詳細に説明する。以下の説明では、実施例1において上記第1の方法(図5参照)を実施するための構成やその方法を例示し、実施例2において上記第2の方法(図6参照)を実施するための構成やその方法を例示し、実施例3において上記第3の方法(図7参照)を実施するための構成やその方法を例示している。 Next, the substrate processing apparatus and the F atom removal method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail based on the matters described in [Etching Principle] above. In the following description, the configuration and method for carrying out the first method (see FIG. 5) in Example 1 will be exemplified, and in order to carry out the second method (see FIG. 6) in Example 2. The configuration and the method thereof are illustrated, and the configuration and the method for implementing the third method (see FIG. 7) in Example 3 are illustrated.
[装置構成]
始めに、図8,図9を参照しながら、本発明の好ましい実施例に係る基板処理装置について説明する。
[Device configuration]
First, a substrate processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図8,図9に示す通り、半導体デバイス製造装置101では、シリコン等の材料から構成されるウエハ200を収納したウエハキャリアとしてのカセット110が使用される。半導体デバイス製造装置101は筐体111を備えている。筐体111の正面壁111aの下方にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口103が開設されている。正面メンテナンス口103には開閉自在な正面メンテナンス扉104が建て付けられている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the semiconductor
メンテナンス扉104には、カセット搬入搬出口112が筐体111内外を連通するように開設されており、カセット搬入搬出口112はフロントシャッタ113によって開閉されるようになっている。
A cassette loading / unloading
カセット搬入搬出口112の筐体111内側にはカセットステージ114が設置されている。カセット110は、工場内搬送装置(図示略)によって、カセットステージ114上に搬入されたり、カセットステージ114上から搬出されたりされるようになっている。
A
カセットステージ114は、工場内搬送装置によって、カセット110内でウエハ200が垂直姿勢を保持し、カセット110のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。カセットステージ114は、カセット110を筐体111後方に右回り縦方向90°回転し、カセット110内のウエハ200が水平姿勢となり、カセット110のウエハ出し入れ口が筐体111後方を向くように動作可能となるよう構成されている。
The
筐体111内の前後方向の略中央下部には、カセット棚105が設置されている。カセット棚105は複数段複数列にわたり複数個のカセット110を保管するように構成されている。カセット棚105にはウエハ移載機構125の搬送対象となるカセット110が収納される移載棚123が設けられている。また、カセットステージ114の上方には予備カセット棚107が設置されており、予備のカセット110を保管するように構成されている。
A
カセットステージ114とカセット棚105との間にはカセット搬送装置118が設置されている。カセット搬送装置118は、カセット110を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ118aと、搬送機構としてのカセット搬送機構118bとで構成されている。カセット搬送装置118は、カセットエレベータ118aとカセット搬送機構118bとの連続動作により、カセット110をカセットステージ114とカセット棚105と予備カセット棚107との間で搬送するようになっている。
A
カセット棚105の後方にはウエハ移載機構125が設置されている。ウエハ移載機構125は、ウエハ200を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置125aと、ウエハ移載装置125aを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ125bとで構成されている。ウエハ移載装置エレベータ125bは耐圧筐体111の右側端部に設置されている。ウエハ移載機構125は、ウエハ移載装置125aとウエハ移載装置エレベータ125bとの連続動作により、ウエハ移載装置125aのツイーザ125cでウエハ200をピックアップしてそのウエハ200をボート217に装填(チャージング)したり、ボート217から脱装(ディスチャージング)したりするように構成されている。
A
図8,図9に示す通り、筐体111の後部上方には処理炉202が設けられている。処理炉202の下端部は炉口シャッタ147により開閉されるように構成されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, a
処理炉202の下方にはボート217を処理炉202に昇降させるためのボートエレベータ115が設置されている。ボートエレベータ115には連結具としてのアーム128が連結されており、アーム128には蓋体としてのシールキャップ219が水平に据え付けられている。シールキャップ219はボート217を垂直に支持するもので、処理炉202の下端部を閉塞可能なように構成されている。
Below the
ボート217は複数の保持部材を備えており、複数枚(例えば50〜150枚程度)のウエハ200をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
The
図8,図9に示す通り、カセット棚105の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するクリーンユニット134aが設置されている。クリーンユニット134aは、供給ファン及び防塵フィルタで構成されており、クリーンエアを筐体111の内部に流通させるように構成されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, a
ウエハ移載装置エレベータ125b及びボートエレベータ115側と反対側である筐体111の左側端部にも、クリーンエアを供給するクリーンユニット(図示略)が設置されている。当該クリーンユニットもクリーンユニット134aと同様に供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。当該クリーンユニットから供給されたクリーンエアはウエハ移載装置125a、ボート217等の近傍を流通し、その後に筐体111の外部に排気されるようになっている。
A clean unit (not shown) for supplying clean air is also installed at the left end of the
次に、半導体デバイス製造装置101の動作について説明する。
Next, the operation of the semiconductor
図8,図9に示す通り、カセット110がカセットステージ114に供給されるに先立って、カセット搬入搬出口112がフロントシャッタ113によって開放される。その後、カセット110はカセット搬入搬出口112からカセットステージ114上に搬入される。このとき、カセット110内のウエハ200は垂直姿勢に保持され、カセット110のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。
As shown in FIGS. 8 and 9, the cassette loading / unloading
その後、カセット110は、カセットステージ114によって、カセット110内のウエハ200が水平姿勢となり、カセット110のウエハ出し入れ口が筐体111の後方を向くように、右周り縦方向90°回転させられる。
Thereafter, the
次に、カセット110は、カセット棚105ないし予備カセット棚107の指定された棚位置へカセット搬送装置118によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚105ないし予備カセット棚107からカセット搬送装置118によって移載棚123に移載されるか、もしくは直接移載棚123に搬送される。
Next, the
カセット110が移載棚123に移載されると、ウエハ200はカセット110からウエハ移載装置125aのツイーザ125cによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、移載室124の後方にあるボート217に装填(チャージング)される。ボート217にウエハ200を受け渡したウエハ移載装置125aはカセット110に戻り、次のウエハ200をボート217に装填する。
When the
予め指定された枚数のウエハ200がボート217に装填されると、炉口シャッタ147によって閉じられていた処理炉202の下端部が、炉口シャッタ147によって、開放される。続いて、ウエハ200群を保持したボート217は、シールキャップ219がボートエレベータ115によって上昇されることにより、処理炉202内へ搬入(ローディング)される。
When a predetermined number of
ローディング後は、処理炉202にてウエハ200に任意の処理(後述参照)が実施される。処理後は、上記と逆の手順で、カセット110及びウエハ200が筐体111の外部に搬出される。
After loading, arbitrary processing (see later) is performed on the
[処理炉構成]
図10,図11を参照しながら、前述した基板処理装置に使用される処理炉202について説明する。本実施例では、特にSi3N4膜のF2エッチングを例として説明する。
[Processing furnace configuration]
The
本実施例に係る処理炉にはDCS,NH3,H2O,F2の各ガスが導入され、特に成膜時には処理ガスとしてDCS,NH3が導入され、エッチング時にはF2が導入される。そして、エッチング後の処理としてH2Oの処理が行われる。 Each gas of DCS, NH 3 , H 2 O, and F 2 is introduced into the processing furnace according to the present embodiment. In particular, DCS and NH 3 are introduced as processing gases during film formation, and F 2 is introduced during etching. . Then, a H 2 O process is performed as a process after the etching.
図10に示す通り、処理炉202には加熱装置であるヒータ207が設けられている。ヒータ207の内側には、基板の一例であるウエハ200を収容可能な反応管204が設けられている。反応管204は石英で構成されている。反応管204の下方には、例えばステンレス等よりなるマニホールド203が設けられている。反応管204の下部およびマニホールド203の上部には、それぞれ環状のフランジが形成されている。
As shown in FIG. 10, the
反応管204とマニホールド203との各フランジ間にはOリング220が設けられており、反応管204とマニホールド203との間が気密にシールされている。マニホールド203の下部は、Oリング220を介して蓋体であるシールキャップ219により気密に閉塞されている。処理炉202では、少なくとも、反応管204、マニホールド203及びシールキャップ219によりウエハ200を処理する処理室201が形成されている。
An O-
シールキャップ219には、ボート支持台208を介して基板保持部材であるボート217が立設されている。ボート支持台208はボート217を保持する保持体となっている。ボート217はボート支持台208に支持された状態で反応管204のほぼ中央部に配置され、処理室201に挿入されている。ボート217にはバッチ処理される複数のウエハ200が水平姿勢を保持しながら図10中上下方向に多段に積載されている。処理室201に収容されたウエハ200はヒータ207により所定の温度に加熱される。
A
ボート217はボートエレベータ115(図8参照)により図10中上下方向に昇降自在となっており、反応管204に出入り(昇降)することができるようになっている。ボート217の下方には処理の均一性を向上する為にボート217を回転させるためのボート回転機構267が設けられており、ボート回転機構267により、ボート支持台208に保持されたボート217を回転させることができるようになっている。
The
本実施例では、4種類のガスを供給する4本のガス供給管232a,232b,232c,232dが設けられている。
In this embodiment, four
ガス供給管232a,232bには、上流から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ241a,241b、及び開閉弁であるバルブ242a,242bが設けられている。ガス供給管232a,232bにはキャリアガスを供給するキャリアガス供給管234aが接続されている。キャリアガス供給管234aには、上流から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ240a、及び開閉弁であるバルブ243aが設けられている。
The
ガス供給管232a,232bの端部はノズル252に接続されている。ノズル252は、処理室201を構成している反応管204の内壁とウエハ200との間の円弧状の空間を図10中上下方向に延在している。ノズル252の側面には複数のガス供給孔253が形成されている。ガス供給孔253は互いに同一の開口面積を有し、下方から上方にわたり同一の開口ピッチで形成されている。
The ends of the
ガス供給管232cには、上流から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ241c、及び開閉弁であるバルブ242cが設けられている。ガス供給管232cにはキャリアガスを供給するキャリアガス供給管234bが接続されている。キャリアガス供給管234bには、上流から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ240b、及び開閉弁であるバルブ243bが設けられている。
The
ガス供給管232cの端部はノズル255に接続されている。ノズル255は、処理室201を構成している反応管204の内壁とウエハ200との間の円弧状の空間を図10中上下方向に延在している。ノズル255の側面には複数のガス供給孔256が形成されている。ガス供給孔256は互いに同一の開口面積を有し、下方から上方にわたり同一の開口ピッチで形成されている。
An end portion of the
ガス供給管232dには、上流から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ241d、及び開閉弁であるバルブ242dが設けられている。ガス供給管232dにはキャリアガスを供給するキャリアガス供給管234cが接続されている。キャリアガス供給管234cには、上流から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ240c、及び開閉弁であるバルブ243cが設けられている。
The
ガス供給管232dの端部はノズル258に接続されている。ノズル258は、処理室201を構成している反応管204の内壁とウエハ200との間の円弧状の空間を図10中上下方向に延在している。ノズル258の側面には複数のガス供給孔259が形成されている。ガス供給孔259は互いに同一の開口面積を有し、下方から上方にわたり同一の開口ピッチで形成されている。
The end of the
本実施例では、ガス供給管232aにはDCSが、ガス供給管232bにはF2が、ガス供給管232cにはNH3が、ガス供給管232dにはH2Oが流入される。またガス供給管234a,234b,234cにはN2が流入される。
In this embodiment, DCS flows into the
処理室201にはガスを排気するガス排気管231の一端部が接続されている。ガス排気管231の他端部は真空ポンプ246に接続されており、処理室201の内部を真空排気することができるようになっている。ガス排気管231にはバルブ243eが設けられている。バルブ243eは、弁を開閉して処理室201の真空排気・真空排気停止ができるとともに、弁開度を調節して圧力調整可能になっている開閉弁である。
One end of a
以上のマスフローコントローラ241a〜241d,240a〜240c、バルブ242a〜242d,243a〜243c,243e、ヒータ207、真空ポンプ246、ボート回転機構267、ボートエレベータ115等の各部材は、制御部であるコントローラ280に接続されている。
Each member such as the mass flow controllers 241a to 241d, 240a to 240c,
コントローラ280は、マスフローコントローラ241a〜241d,240a〜240cの流量調整、バルブ242a〜242d,243a〜243cの開閉動作、バルブ243eの開閉及び圧力調整動作、ヒータ207の温度調節、真空ポンプ246の起動・停止、ボート回転機構267回転速度調節、ボートエレベータ115の昇降動作等を制御するようになっている。
The
次に、処理炉202を用いた成膜処理例について説明する。本実施例では、図10,図11のCVD装置を用いた例について説明する。
Next, an example of a film forming process using the
まずF2エッチングの処理工程から述べる。F2エッチングでは、ウエハ200をボート217に装填せず、ボート217のみを処理室202に搬入する。ボート217を処理室201に搬入した後、後述する以下のステップの処理を順次実行する。
First, the F 2 etching process will be described. In the F 2 etching, the
(ステップ1)
F2ガスを100%の濃度で、又はN2で20%程度希釈した濃度で用いる。バルブ242bを開き、F2ガスをガス供給管232bからノズル252に流入させ、ノズル252のガス供給孔253から処理室201に導入する。F2ガスを希釈して用いる場合にはバルブ243aも開き、ガス供給管234aからガス供給管232bにN2を流入させる。ステップ1では、処理室201内を予め真空に引いておき、バルブ243eを開いた状態でF2ガスを処理室201に導入する。
(Step 1)
F 2 gas is used at a concentration of 100% or a concentration diluted with N 2 by about 20%. The
一定時間が経過するごとにバルブ243eを開閉させ(一定時間ごとにバルブ243eの開閉を繰り返し)、処理室201内をF2ガスでエッチングする。エッチングが終了したら、バルブ242b,243aを閉じて処理室201内を真空引きし、その後バルブ243aを開けて処理室201をN2ガスでパージする。
The
なお、エッチングガスとしては、三フッ化アンモニウム(NF3)ガス、フッ化水素(HF)ガス、三フッ化塩素(ClF3)ガス等のF含有ガスを用いることもできるし、三塩化ホウ素(BCl3)ガス等のCl含有ガスを用いることもできる。 As an etching gas, an F-containing gas such as ammonium trifluoride (NF 3 ) gas, hydrogen fluoride (HF) gas, chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas, or boron trichloride ( A Cl-containing gas such as BCl 3 ) gas can also be used.
(ステップ2)
ステップ2では、処理室201に残留するF2を除去するためにH2Oによる処理を行う。
バルブ242dを開き、H2Oガスをガス供給管232dからノズル258に流入させ、ノズル258のガス供給孔259から処理室201に導入する。このとき、H2Oガスはヒータ207による熱を受けて励起し、水素ラジカルを発生させる。H2Oガスをガス供給管232dに流入させる際には、バブラー又はPt触媒を用いた水分発生器を用いる。ステップ2では、バルブ243eを開いたままとし、真空ポンプ246により処理室201内を排気する。
(Step 2)
In
The valve 242d is opened, and H 2 O gas is introduced into the
(ステップ3)
ステップ3では、ウエハ200にSi3N4膜を形成する。
ボート217にウエハ200を移載してボート217を処理室201に搬入する。その後、DCSとNH3ガスとをガス供給管232a,232cから処理室201に混合供給し、ウエハ200にCVD成膜する。
(Step 3)
In
The
具体的には、バルブ242aを開いてDCSをガス供給管232aからノズル252に流入させ、ノズル252のガス供給孔253から処理室201に導入するとともに、バルブ242cを開いてNH3ガスをガス供給管232cからノズル255に流入させ、ノズル255のガス供給孔256から処理室201に導入する。DCSの供給量はマスフローコントローラ241aにより制御され、NH3ガスの供給量はマスフローコントローラ241cにより制御される。その結果、ウエハ200にSi3N4膜が形成される。
Specifically, the
なお、処理ガス(DCSやNH3)の種類を変更することにより、ウエハ200には、SiO2膜、Poly-Si膜等のSi系膜や、HfO2膜、ZrO2膜等の高誘電膜を形成することもできる。またステップ1〜3では、好ましくはヒータ207を制御して処理室201内の温度を300〜700℃にする。更にステップ1〜3では、好ましくはバルブ243e等を制御して処理室201内の圧力を1〜10000Paとする。
By changing the type of processing gas (DCS or NH 3 ), the
(ステップ4)
ステップ3の処理を複数回繰り返して所定膜厚のSi3N4膜を形成し、メンテナンス時期がきたら、ステップ1のエッチング処理を再度行う。
(Step 4)
The process of
以上の本実施例によれば、ステップ1においてF2ガスを処理室201に供給した後に、ステップ2におけるH2O処理により、H2Oガスを処理室201に導入してそのH2Oガスをヒータ207の熱で励起させ、水素ラジカルを発生させるから、処理室201に残留したF2(F*)が当該水素ラジカルと反応してHFとしてガス排気管231から排気される。そのため、Si3N4膜の膜厚低下の原因となるエッチング元素であるFが処理室201内に残留するのを低減させることができ、ひいてはSi3N4膜の膜厚を回復させるための従来のプリデポ処理も不要となる。
According to the above embodiment, after supplying the F 2 gas into the
本実施例2は主には下記の点で実施例1に係る構成や処理内容等と異なっており、それ以外は実施例1と同様である。 The second embodiment is different from the configuration and processing contents according to the first embodiment mainly in the following points, and is otherwise the same as the first embodiment.
本実施例2に係る処理炉202はALD成膜用に用いられる。処理室201にはDCS,NH3,F2の各ガスが導入され、特に成膜時には処理ガスとしてDCS,NH3が、エッチング時にはF2が導入される。そして、エッチング後の処理としてNH3のプラズマ処理が行われる。
The
図12,図13に示す通り、本実施例では、3種類のガスを供給する3本のガス供給管232a,232b,232cが設けられている。
As shown in FIGS. 12 and 13, in this embodiment, three
ガス供給管232a,232cには、上流から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ241a,241c、及び開閉弁であるバルブ242a,242cが設けられている。ガス供給管232a,232cにはキャリアガスを供給するキャリアガス供給管234aが接続されている。キャリアガス供給管234aには、上流から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ240a、及び開閉弁であるバルブ243aが設けられている。
The
ガス供給管232a,232cの端部はノズル300に接続されている。ノズル300は、処理室201を構成している反応管204の内壁とウエハ200との間の円弧状の空間を図12中上下方向に延在している。ノズル300の側面には複数のガス供給孔302が形成されている。ガス供給孔302は互いに同一の開口面積を有し、下方から上方にわたり同一の開口ピッチで形成されている。
The ends of the
ガス供給管232bには、上流から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ241b、及び開閉弁であるバルブ242bが設けられている。ガス供給管232bにはキャリアガスを供給するキャリアガス供給管234bが接続されている。キャリアガス供給管234bには、上流から順に、流量制御装置であるマスフローコントローラ240b、及び開閉弁であるバルブ243bが設けられている。
The
ガス供給管232bの端部はノズル310に接続されている。ノズル310は、処理室201を構成している反応管204の内壁とウエハ200との間の円弧状の空間を図12中上下方向に延在している。ノズル310の側面には複数のガス供給孔312が形成されている。ガス供給孔312は互いに同一の開口面積を有し、下方から上方にわたり同一の開口ピッチで形成されている。
The end of the
ノズル310は石英製のノズルカバー212で覆われている。ノズルカバー212も、処理室201を構成している反応管204の内壁とウエハ200との間の円弧状の空間を図12中上下方向に延在している。ノズルカバー212の側面には複数のガス供給孔211が形成されている。ガス供給孔211は互いに同一の開口面積を有し、下方から上方にわたり同一の開口ピッチで形成されている。
The
ノズルカバー212内には電極223,224が設置されている。電極223,224は石英製の保護管221,222により被覆されている。電極223,224間には高周波発生器226とマッチングボックス227が設けられている。電極223,224間には高周波発生器226から一定の高周波(例えば13.56MHz)が印加され、プラズマ領域225にプラズマが形成される。電極223,224間に印加された高周波はマッチングボックス227により最適化が図られる。なお、高周波発生器226とマッチングボックス227は後述のコントローラ280に接続されており、コントローラ280により高周波発生器226とマッチングボックス227が制御される。
本実施例では、ガス供給管232aにはDCSが、ガス供給管232bにはNH3が、ガス供給管232cにはF2が流入される。またガス供給管234a,234bにはN2が流入される。
In this embodiment, DCS flows into the
以上のマスフローコントローラ241a〜241c,240a〜240b、バルブ242a〜242c,243a,243b,243e、ヒータ207、真空ポンプ246、ボート回転機構267、ボートエレベータ115等の各部材は、制御部であるコントローラ280に接続されている。
Each member such as the mass flow controllers 241a to 241c, 240a to 240b,
コントローラ280は、マスフローコントローラ241a〜241c,240a,240bの流量調整、バルブ242a〜242c,243a,243bの開閉動作、バルブ243eの開閉及び圧力調整動作、ヒータ207の温度調節、真空ポンプ246の起動・停止、ボート回転機構267回転速度調節、ボートエレベータ115の昇降動作等を制御するようになっている。
The
次に、処理炉202を用いた成膜処理例について説明する。本実施例では、図12,図13のALD装置を用いた例について説明する。
Next, an example of a film forming process using the
ALD(Atomic Layer Deposition)法は、ある成膜条件(温度、時間等)の下で、成膜に用いる少なくとも2種類の原料となる反応性ガスを1種類ずつ交互に基板上に供給し、1原子単位で基板上に吸着させ、表面反応を利用して成膜を行う手法である。このとき、膜厚の制御は、反応性ガスを供給するサイクル数で行う(例えば、成膜速度が1Å/サイクルとすると、20Åの膜を形成する場合、成膜処理を20サイクル行う。)。 In the ALD (Atomic Layer Deposition) method, at least two types of reactive gases, which are raw materials used for film formation, are alternately supplied onto a substrate under certain film formation conditions (temperature, time, etc.). This is a technique in which a film is formed by adsorbing on a substrate in atomic units and utilizing a surface reaction. At this time, the film thickness is controlled by the number of cycles in which the reactive gas is supplied (for example, if a film formation rate is 1 liter / cycle, a film formation process is performed 20 cycles when a 20 liter film is formed).
まずF2エッチングの処理工程から述べる。
F2エッチングでは、ウエハ200をボート217に装填せず、ボート217のみを処理室202に搬入する。ボート217を処理室201に搬入した後、後述する以下のステップの処理を順次実行する。
First, the F 2 etching process will be described.
In the F 2 etching, the
(ステップ1)
F2ガスを100%の濃度で、又はN2で20%程度希釈した濃度で用いる。バルブ242cを開き、F2ガスをガス供給管232cからノズル300に流入させ、ノズル300のガス供給孔302から処理室201に導入する。F2ガスを希釈して用いる場合にはバルブ243aも開き、ガス供給管234aからガス供給管232cにN2を流入させる。ステップ1では、処理室201内を予め真空に引いておき、バルブ243eを開いた状態又は閉じた状態でF2ガスを処理室201に導入する。
(Step 1)
F 2 gas is used at a concentration of 100% or a concentration diluted with N 2 by about 20%. The
一定時間が経過するごとにバルブ243eを開閉させ(一定時間ごとにバルブ243eの開閉を繰り返し)、処理室201内をF2ガスでエッチングする。エッチングが終了したら、バルブ242c,243aを閉じて処理室201内を真空引きし、その後バルブ243aを開けて処理室201をN2ガスでパージする。
The
(ステップ2)
ステップ2では、処理室201に残留するF2を除去するためにNH3によるプラズマ処理を行う。
バルブ242bを開き、NH3ガスをガス供給管232bからノズル310に流入させ、ノズル310のガス供給孔312からノズルカバー212内に導入する。また、電極223,224間に一定の高周波(例えば13.56MHz)を印加してプラズマ領域225にプラズマを発生させ、NH3を励起させる。そしてプラズマ励起したNH3をノズルカバー212のガス供給孔211から処理室201に導入する。このとき、NH3を励起させることにより、水素ラジカルを発生させる。ステップ2では、バルブ243eを開いたままとし、真空ポンプ246により処理室201内を排気する。
(Step 2)
In
The
(ステップ3)
ステップ3では、ウエハ200にSi3N4膜を形成する。
ボート217にウエハ200を移載してボート217を処理室201に搬入する。その後、ALD法に従うガスの交互供給により成膜を行う。本実施例では、DCSとNH3ラジカルとの交互供給で成膜を行う。具体的には、バルブ242aを開いてDCSをガス供給管232aからノズル300に流入させ、ノズル300のガス供給孔302から処理室201に導入し、その後バルブ242aを閉じて処理室201内を真空引きする。
(Step 3)
In
The
次に、バルブ242bを開いてNH3ガスをガス供給管232bからノズル300に流入させ、ガス供給孔312,211から処理室201に導入する。このとき、電極223,224間に一定の高周波(例えば13.56MHz)が印加され、NH3ラジカルがウエハ200に供給される。その結果、ウエハ200にSi3N4膜が形成される。その後、電極223,224間への高周波の印加を停止するとともにバルブ242dを閉じて、処理室201内を真空引きする。
Next, the
(ステップ4)
ステップ3の処理を複数回繰り返して所定膜厚のSi3N4膜を形成し、メンテナンス時期がきたら、ステップ1のエッチング処理を再度行う。
(Step 4)
The process of
なお、本実施例では、ガス供給管232b,マスフローコントローラ241b,バルブ242bと同様の機構を有するガス供給系を設けてそのガス供給系からH2ガスを処理室201に導入可能とし、ステップ2において、処理室201にH2ガスを供給してこれをプラズマ励起させるものとしてもよい(NH3によるプラズマ処理に代えてH2によるプラズマ処理を行ってもよい)。
In this embodiment, a gas supply system having the same mechanism as the
また電極223,224、保護管221,222、高周波発生器226、マッチングボックス227等に代えて処理室201の外部にリモートプラズマ装置を設け、そのリモートプラズマ装置においてNH3、H2等から水素プラズマを発生させ、それを処理室201に供給するような構成としてもよい。
In addition, a remote plasma device is provided outside the
以上の本実施例によれば、ステップ1においてF2ガスを処理室201に供給した後に、ステップ2におけるプラズマ処理により、NH3ガスをプラズマ励起させ水素ラジカルを発生させるから、処理室201に残留したF2(F*)が当該水素ラジカルと反応してHFとしてガス排気管231から排気される。そのため、Si3N4膜の膜厚低下の原因となるエッチング元素であるFが処理室201内に残留するのを低減させることができ、ひいてはSi3N4膜の膜厚を回復させるための従来のプリデポ処理も不要となる。
According to the present embodiment described above, after supplying the F 2 gas to the
本実施例3は主には下記の点で実施例1に係る構成や処理内容等と異なっており、それ以外は実施例1と同様である。 The third embodiment is different from the configuration and processing contents according to the first embodiment mainly in the following points, and is otherwise the same as the first embodiment.
本実施例に係る処理炉にはDCS,NH3,F2の各ガスが導入され、特に成膜時には処理ガスとしてDCS,NH3が導入され、エッチング時にはF2が導入される。そして、エッチング後の処理としてNH3の熱分解処理が行われる。 Each gas of DCS, NH 3 , and F 2 is introduced into the processing furnace according to the present embodiment. In particular, DCS and NH 3 are introduced as processing gases during film formation, and F 2 is introduced during etching. Then, NH 3 is thermally decomposed as a process after etching.
図14,図15に示す通り、本実施例では、3種類のガスを供給する3本のガス供給管232a,232b,232cが設けられている。すなわち、本実施例では、実施例1で説明したガス供給管232d,マスフローコントローラ241d,バルブ242d,キャリアガス供給管234c,マスフローコントローラ240c,バルブ243c,ノズル258,ガス供給孔259が設けられていない。
As shown in FIGS. 14 and 15, in this embodiment, three
本実施例では、ガス供給管232aにはDCSが、ガス供給管232bにはF2が、ガス供給管232cにはNH3が流入される。またガス供給管234a,234bにはN2が流入される。
In this embodiment, DCS flows into the
次に、処理炉202を用いた成膜処理例について説明する。本実施例では、図14,図15のCVD装置を用いた例について説明する。
Next, an example of a film forming process using the
まずF2エッチングの処理工程から述べる。F2エッチングでは、ウエハ200をボート217に装填せず、ボート217のみを処理室202に搬入する。ボート217を処理室201に搬入した後、後述する以下のステップの処理を順次実行する。
First, the F 2 etching process will be described. In the F 2 etching, the
(ステップ1)
実施例1のステップ1と同様の処理を行う。
(Step 1)
The same processing as in
(ステップ2)
ステップ2では、処理室201に残留するF2を除去するためにNH3の熱分解処理を行う。
バルブ242cを開き、NH3ガスをガス供給管232cからノズル255に流入させ、ノズル255のガス供給孔256から処理室201に導入する。このとき、NH3はヒータ207による熱を受けて熱分解し、水素ラジカルを発生させる。ステップ2では、バルブ243eを開いたままとし、真空ポンプ246により処理室201内を排気する。
(Step 2)
In
The
(ステップ3,4)
ステップ3,4では、実施例1のステップ3,4と同様の処理を行う。
(
In
以上の本実施例によれば、ステップ1においてF2ガスを処理室201に供給した後に、ステップ2におけるNH3の熱分解処理により、NH3ガスを処理室201に導入してそのNH3ガスをヒータ207の熱で励起させ、水素ラジカルを発生させるから、処理室201に残留したF2(F*)が当該水素ラジカルと反応してHFとしてガス排気管231から排気される。そのため、Si3N4膜の膜厚低下の原因となるエッチング元素であるFが処理室201内に残留するのを低減させることができ、ひいてはSi3N4膜の膜厚を回復させるための従来のプリデポ処理も不要となる。
According to the above embodiment, after supplying the F 2 gas into the
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の好ましい実施の形態によれば、
基板を処理する処理室と、
フッ素系エッチングガス、塩素系エッチングガス又は前記フッ素系エッチングガスと前記塩素系エッチングガスとを組み合わせた混合エッチングガスのいずれかのエッチングガスを前記処理室に供給するエッチングガス供給手段と、
水素ラジカルを前記処理室に供給する水素ラジカル供給手段と、
前記エッチングガス供給手段及び前記水素ラジカル供給手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、前記エッチングガス供給手段に前記エッチングガスを前記処理室に供給させ、その後前記水素ラジカル供給手段に前記水素ラジカルを前記処理室に供給させる第1の基板処理装置が提供される。
As mentioned above, although the preferable Example of this invention was described, according to the preferable embodiment of this invention,
A processing chamber for processing the substrate;
An etching gas supply means for supplying an etching gas of any one of a fluorine-based etching gas, a chlorine-based etching gas, or a mixed etching gas in which the fluorine-based etching gas and the chlorine-based etching gas are combined;
Hydrogen radical supply means for supplying hydrogen radicals to the processing chamber;
Control means for controlling the etching gas supply means and the hydrogen radical supply means;
With
There is provided a first substrate processing apparatus in which the control means causes the etching gas supply means to supply the etching gas to the processing chamber, and then causes the hydrogen radical supply means to supply the hydrogen radicals to the processing chamber.
好ましくは、前記フッ素系エッチングガスがNF3ガス、F2ガス、HFガス又はClF3ガス等のF含有ガスであり、前記塩素系エッチングガスがBCl3ガス等のCl含有ガスである。 Preferably, the fluorine-based etching gas is an F-containing gas such as NF 3 gas, F 2 gas, HF gas, or ClF 3 gas, and the chlorine-based etching gas is a Cl-containing gas such as BCl 3 gas.
ここで、第1の基板処理装置の「水素ラジカル供給手段」において、「水素ラジカルを処理室に供給する」とは、処理室外で水素ラジカルを発生させてその水素ラジカルを処理室内に供給する場合と、水素ラジカル発生源(物質)を処理室外から処理室内に供給して処理室内で水素ラジカルを発生させる場合との両方の意味を含む。 Here, in the “hydrogen radical supplying means” of the first substrate processing apparatus, “supplying hydrogen radicals to the processing chamber” means generating hydrogen radicals outside the processing chamber and supplying the hydrogen radicals into the processing chamber. And the meaning of both supplying a hydrogen radical generation source (substance) from outside the processing chamber to the processing chamber to generate hydrogen radicals in the processing chamber.
好ましくは、
前記水素ラジカル発生手段は、
H2Oを前記処理室に供給するH2O供給手段と、
前記処理室に供給されたH2Oを加熱して励起させる加熱・励起手段と、
を有する。
Preferably,
The hydrogen radical generating means includes
H 2 O supply means for supplying H 2 O to the processing chamber;
Heating and excitation means for heating and exciting H 2 O supplied to the processing chamber;
Have
好ましくは、
前記水素ラジカル発生手段は、
H2又は水素化合物を前記処理室に供給するH2供給手段と、
前記処理室に供給されたH2又は水素化合物をプラズマ励起させるプラズマ励起手段と、
を有する。
Preferably,
The hydrogen radical generating means includes
And H 2 supply means for supplying a H 2 or hydrogen compound into the processing chamber,
Plasma excitation means for exciting plasma of H 2 or a hydrogen compound supplied to the processing chamber;
Have
好ましくは、
前記水素ラジカル発生手段は、
水素化合物を前記処理室に供給する水素化合物供給手段と、
前記処理室に供給された水素化合物を加熱して分解させる加熱・分解手段と、
を有する。
Preferably,
The hydrogen radical generating means includes
A hydrogen compound supply means for supplying a hydrogen compound to the treatment chamber;
Heating / decomposing means for heating and decomposing the hydrogen compound supplied to the processing chamber;
Have
また好ましくは、第1の基板処理装置において、
基板処理用の処理ガスを前記処理室に供給する処理ガス供給手段と、
前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、
を備え、
前記制御手段が前記処理ガス供給手段及び前記排気手段を制御する第2の基板処理装置が提供される。
Preferably, in the first substrate processing apparatus,
A processing gas supply means for supplying a processing gas for substrate processing to the processing chamber;
Exhaust means for exhausting the atmosphere in the processing chamber;
With
A second substrate processing apparatus is provided in which the control means controls the processing gas supply means and the exhaust means.
好ましくは、第2の基板処理装置において、
前記処理室に収容される前記基板には、前記基板処理用の処理ガスの供給とその排気とにより、Si3N4膜、SiO2膜、Poly-Si膜等のSi系膜、又はHfO2膜、ZrO2膜等の高誘電膜が形成される。
Preferably, in the second substrate processing apparatus,
The substrate accommodated in the processing chamber may be a Si-based film such as a Si 3 N 4 film, a SiO 2 film, or a Poly-Si film, or HfO 2 by supplying and exhausting a processing gas for processing the substrate. A high dielectric film such as a film or a ZrO 2 film is formed.
更に好ましくは、第1,第2の基板処理装置において、
前記処理室の温度が300〜700℃であり、前記処理室の圧力が1〜10000Paである。
More preferably, in the first and second substrate processing apparatuses,
The temperature of the processing chamber is 300 to 700 ° C., and the pressure of the processing chamber is 1 to 10,000 Pa.
101 基板処理装置
103 正面メンテナンス口
104 正面メンテナンス扉
105 カセット棚
107 予備カセット棚
110 カセット
111 筐体
111a 正面壁
112 カセット搬入搬出口
113 フロントシャッタ
114 カセットステージ
115 ボートエレベータ
118 カセット搬送装置
118a カセットエレベータ
118b カセット搬送機構
125 ウエハ移載機構
125a ウエハ移載装置
125b ウエハ移載装置エレベータ
125c ツイーザ
128 アーム
134a クリーンユニット
147 炉口シャッタ
200 ウエハ
201 処理室
202 処理炉
203 マニホールド
204 反応管
207 ヒータ
208 ボート支持台
211 ガス供給孔
212 ノズルカバー
217 ボート
219 シールキャップ
220 Oリング
221,222 保護管
223,224 電極
225 プラズマ領域
226 高周波発生器
227 マッチングボックス
231 ガス排気管
232a,232b,232c,232d ガス供給管
234a,234b,234c キャリアガス供給管
240a,240b,240c マスフローコントローラ
241a,241b,241c,241d マスフローコントローラ
242a,242b,242c,242d バルブ
243a,243b,243c,243e バルブ
246 真空ポンプ
252,255,258 ノズル
253,256,259 ガス供給孔
267 ボート回転機構
280 コントローラ
300,310 ノズル
302,312 ガス供給孔
DESCRIPTION OF
Claims (1)
フッ素系エッチングガス、塩素系エッチングガス又は前記フッ素系エッチングガスと前記塩素系エッチングガスとを組み合わせた混合エッチングガスのいずれかのエッチングガスを前記処理室に供給するエッチングガス供給手段と、
水素ラジカルを前記処理室に供給する水素ラジカル供給手段と、
前記エッチングガス供給手段及び前記水素ラジカル供給手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段が、前記エッチングガス供給手段に前記エッチングガスを前記処理室に供給させ、その後前記水素ラジカル供給手段に前記水素ラジカルを前記処理室に供給させることを特徴とする基板処理装置。 A processing chamber for processing the substrate;
An etching gas supply means for supplying an etching gas of any one of a fluorine-based etching gas, a chlorine-based etching gas, or a mixed etching gas in which the fluorine-based etching gas and the chlorine-based etching gas are combined;
Hydrogen radical supply means for supplying hydrogen radicals to the processing chamber;
Control means for controlling the etching gas supply means and the hydrogen radical supply means;
With
The substrate processing apparatus, wherein the control unit causes the etching gas supply unit to supply the etching gas to the processing chamber, and then causes the hydrogen radical supply unit to supply the hydrogen radical to the processing chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007189591A JP2009027011A (en) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | Substrate treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009027011A true JP2009027011A (en) | 2009-02-05 |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62214175A (en) * | 1986-03-13 | 1987-09-19 | Fujitsu Ltd | Cleaning method for reduced pressure treatment |
JP2004006699A (en) * | 2002-04-25 | 2004-01-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Manufacturing method for semiconductor device, and substrate processing apparatus |
JP2004273991A (en) * | 2003-03-12 | 2004-09-30 | Kawasaki Microelectronics Kk | Semiconductor manufacturing method |
-
2007
- 2007-07-20 JP JP2007189591A patent/JP2009027011A/en active Pending
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