JP2011114230A

JP2011114230A - Apparatus for processing substrate

Info

Publication number: JP2011114230A
Application number: JP2009270545A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Hiramatsu; 宏朗平松; Tenwa Yamaguchi; 天和山口; Kenji Shirako; 賢治白子
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-06-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for processing a substrate which prevents discharge in a processing chamber. <P>SOLUTION: In a batch-type remote plasma processing apparatus, a pair of electrodes 27 and 27 to which a high frequency power source 31 is connected are arranged closely in a processing chamber 12 in which a boat 2 holding a plurality of wafers 1 are carried and a dielectric gas supply pipe 21 is arranged between the electrodes in the processing chamber 12. The processing chamber 12 is closed with a seal cap 19, heated by a heater 14, and discharged by a discharge pipe 16. The boat 2 is rotated on a rotation axis 20. A process tube 11 is supported by an SUS manifold 15. A housing 8 supports the manifold 15 via an insulator 15A. The discharge pipe 16 is connected to the manifold 15 via an insulator 16A. The seal cap 19 and the rotation axis 20 are insulated by insulators 19A and 20A from the manifold 15 and the processing chamber 12. Since the manifold 15 is electrically floated from an earth, discharge does not occur. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板処理装置に関し、例えば、半導体素子を含む半導体集積回路装置（以下、ＩＣという）の製造方法において、ＩＣを作り込む半導体ウエハ（以下、ウエハという）にプラズマ処理を施すのに利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, for example, in a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC) including a semiconductor element, and is used to perform plasma processing on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) in which an IC is formed. And what is effective.

ＩＣの製造方法において、ウエハにプラズマ処理を施す基板処理装置として、複数枚のウエハが搬入される処理室を形成するプロセスチューブと、処理室内にガスを供給するガス供給管と、処理室におけるウエハ群搬入領域から離れた位置に互いに近接して配置された細長い一対の電極と、一対の電極間に高周波電力を印加する電源と、を備えており、一対の電極間の空間に処理ガスが供給されるように構成されているバッチ式リモートプラズマ処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
このバッチ式リモートプラズマ処理装置においては、一対の電極の全長にわたってプラズマを形成することができるので、ウエハ群の全長にわたってプラズマ処理を均一に施すことができる。 In an IC manufacturing method, as a substrate processing apparatus for performing plasma processing on a wafer, a process tube forming a processing chamber into which a plurality of wafers are carried, a gas supply pipe for supplying gas into the processing chamber, and a wafer in the processing chamber A pair of elongated electrodes disposed close to each other at a position away from the group carrying-in region, and a power source that applies high-frequency power between the pair of electrodes, and a processing gas is supplied to the space between the pair of electrodes A batch-type remote plasma processing apparatus configured as described above has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In this batch type remote plasma processing apparatus, since plasma can be formed over the entire length of the pair of electrodes, plasma processing can be performed uniformly over the entire length of the wafer group.

特開２００４−２８９１６６号公報JP 2004-289166 A

しかしながら、バッチ式リモートプラズマ処理装置においては、一対の電極が長くなることにより、インダクタンスが大きくなって高電圧になるために、処理室内の電位が低い金属部分で放電が起こる危惧がある。この放電が起こると、金属部分からのコンタミネーション・プラズマ不均一によるウエハ面内処理状況分布（膜厚分布等）およびウエハ面間（ウエハ相互間）処理状況分布（膜厚分布等）の不均一が起こる。 However, in the batch type remote plasma processing apparatus, since the pair of electrodes becomes long and the inductance becomes high and the voltage becomes high, there is a risk that discharge occurs in a metal portion having a low potential in the processing chamber. When this discharge occurs, non-uniformity of the processing status distribution (film thickness distribution, etc.) within the wafer surface due to contamination and plasma non-uniformity from the metal part and the processing status distribution (film thickness distribution, etc.) between the wafer surfaces (between wafers). Happens.

本発明の目的は、処理室内の放電を防止することができる基板処理装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the substrate processing apparatus which can prevent the discharge in a process chamber.

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
基板が搬入される処理室を形成するプロセスチューブと、前記処理室にガスを供給するガス供給管と、前記処理室における前記基板が搬入される領域から離れた位置に配置されてプラズマを発生する電極と、該電極に高周波電力を印加する高周波電源とを備えている基板処理装置において、
前記プロセスチューブが絶縁体を介してアースからフローティングされていることを特徴とする基板処理装置。 Typical means for solving the above-described problems are as follows.
A process tube that forms a processing chamber into which a substrate is loaded, a gas supply pipe that supplies gas to the processing chamber, and a plasma chamber that generates plasma in a position away from the region into which the substrate is loaded in the processing chamber. In a substrate processing apparatus comprising an electrode and a high frequency power source for applying high frequency power to the electrode,
A substrate processing apparatus, wherein the process tube is floated from an earth via an insulator.

この基板処理装置によれば、処理室内の放電を防止することができる。 According to this substrate processing apparatus, discharge in the processing chamber can be prevented.

本発明の第一実施形態であるＣＶＤ装置を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing the CVD device which is the first embodiment of the present invention. 図１のII−II線に沿う縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which follows the II-II line | wire of FIG. 図１のIII-III 線に沿う縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which follows the III-III line | wire of FIG. 本発明の第二実施形態であるＣＶＤ装置を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing a CVD device which is a second embodiment of the present invention. 図４のＶ−Ｖ線に沿う縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which follows the VV line of FIG.

以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１〜図３は本発明の第一実施形態を示している。
本実施形態において、本発明に係る基板処理装置は、バッチ式縦形ホットウオール形リモートプラズマＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という）として構成されている。
本実施形態に係るＣＶＤ装置１０はプロセスチューブ１１を備えている。プロセスチューブ１１は石英ガラス等の耐熱性の高い材料が用いられて、一端開口で他端閉塞の円筒形状に形成されている。プロセスチューブ１１は中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持されている。プロセスチューブ１１の筒中空部は基板としてのウエハ１が複数枚収容される処理室１２を形成しており、プロセスチューブ１１の下端開口は被処理物としてのウエハ１を出し入れするための炉口１３を形成している。プロセスチューブ１１の内径は取り扱うウエハ１の最大外径よりも大きくなるように設定されている。 1 to 3 show a first embodiment of the present invention.
In this embodiment, the substrate processing apparatus according to the present invention is configured as a batch type vertical hot wall type remote plasma CVD apparatus (hereinafter referred to as a CVD apparatus).
The CVD apparatus 10 according to this embodiment includes a process tube 11. The process tube 11 is made of a material having high heat resistance such as quartz glass, and is formed in a cylindrical shape with one end opening and the other end closed. The process tube 11 is arranged vertically and fixedly supported so that the center line is vertical. A cylindrical hollow portion of the process tube 11 forms a processing chamber 12 in which a plurality of wafers 1 as substrates are accommodated, and a lower end opening of the process tube 11 is a furnace port 13 for taking in and out the wafers 1 as processing objects. Is forming. The inner diameter of the process tube 11 is set to be larger than the maximum outer diameter of the wafer 1 to be handled.

プロセスチューブ１１の外部には処理室１２を全体にわたって均一に加熱するためのヒータ１４が、プロセスチューブ１１の周囲を包囲するように同心円に設備されている。ヒータ１４はＣＶＤ装置１０の筐体（一部のみ図示）８に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっている。筐体８は導電性を有する金属が使用されて形成されて、クリーンルーム（図示せず）の床上に設置されている。 Outside the process tube 11, a heater 14 for uniformly heating the entire processing chamber 12 is provided concentrically so as to surround the process tube 11. The heater 14 is vertically installed by being supported by a casing 8 (only a part of which is shown) 8 of the CVD apparatus 10. The casing 8 is formed using a conductive metal and is installed on the floor of a clean room (not shown).

プロセスチューブ１１の下端面にはマニホールド１５が当接されており、マニホールド１５は導電性を有する金属（例えば、ＳＵＳ）が使用されて、上下両端部に径方向外向きに突出したフランジを有する円筒形状に形成されている。マニホールド１５はプロセスチューブ１１についての保守点検作業や清掃作業のためにプロセスチューブ１１に着脱自在に取り付けられている。
マニホールド１５は筐体８に、マニホールド１５と筐体８との間を絶縁する絶縁体（以下、マニホールド絶縁体という）１５Ａを介して支持されている。マニホールド１５が筐体８に支持されることにより、プロセスチューブ１１は垂直に据え付けられた状態になっている。筐体８は導電性を有する金属が使用されて形成されて、クリーンルームの床上に設置されているので、アース（接地）した状態になっている。すなわち、マニホールド絶縁体１５Ａはマニホールド１５をアースから電気的にフローティングさせている。 A manifold 15 is in contact with the lower end surface of the process tube 11. The manifold 15 is made of a conductive metal (for example, SUS), and has a cylinder having flanges protruding radially outward at both upper and lower ends. It is formed into a shape. The manifold 15 is detachably attached to the process tube 11 for maintenance and inspection work and cleaning work on the process tube 11.
The manifold 15 is supported by the housing 8 via an insulator (hereinafter referred to as a manifold insulator) 15A that insulates between the manifold 15 and the housing 8. Since the manifold 15 is supported by the housing 8, the process tube 11 is installed vertically. The casing 8 is formed by using a conductive metal and is installed on the floor of a clean room, so that it is grounded. That is, the manifold insulator 15A electrically floats the manifold 15 from the ground.

マニホールド１５の側壁には排気管１６の一端が接続されており、排気管１６の他端は排気装置（図示せず）に接続された配管１７に、排気管１６と配管１７との間を絶縁する絶縁体（以下、排気管絶縁体という）１６Ａを介して接続されている。排気管１６は配管１７を経由して排気装置によって処理室１２を排気し得るように構成されている。
配管１７は導電性を有する金属が使用されて形成されているとともに、配管１７が接続された排気装置がクリーンルームの床上に設置されているので、アース（接地）した状態になっている。すなわち、排気管絶縁体１６Ａはマニホールド１５をアースから電気的にフローティングさせている。 One end of an exhaust pipe 16 is connected to the side wall of the manifold 15, and the other end of the exhaust pipe 16 is insulated from the exhaust pipe 16 and the pipe 17 by a pipe 17 connected to an exhaust device (not shown). Connected through an insulator 16A (hereinafter referred to as an exhaust pipe insulator). The exhaust pipe 16 is configured so that the processing chamber 12 can be exhausted by the exhaust device via the pipe 17.
The pipe 17 is formed using a conductive metal, and the exhaust device to which the pipe 17 is connected is installed on the floor of the clean room, so that the pipe 17 is grounded. That is, the exhaust pipe insulator 16A electrically floats the manifold 15 from the ground.

マニホールド１５の下端面には下端開口を閉塞するシールキャップ１９が、垂直方向下側からシールリング１８を挟んで当接されるようになっている。シールキャップ１９はマニホールド１５の外径と略等しい円盤形状に形成されており、プロセスチューブ１１の外部に垂直に設備されたエレベータ（図示せず）によって垂直方向に昇降されるように構成されている。
シールキャップ１９は上下に二分割されており、分割面間には絶縁体（以下、シールキャップ絶縁体という）１９Ａが介設されている。すなわち、シールキャップ絶縁体１９Ａはシールキャップ１９の処理室１２内に接触する表面をアースから電気的にフローティングさせている。 A seal cap 19 that closes the lower end opening is brought into contact with the lower end surface of the manifold 15 with the seal ring 18 interposed therebetween from the lower side in the vertical direction. The seal cap 19 is formed in a disk shape substantially equal to the outer diameter of the manifold 15, and is configured to be raised and lowered in the vertical direction by an elevator (not shown) installed vertically outside the process tube 11. .
The seal cap 19 is vertically divided into two, and an insulator (hereinafter referred to as a seal cap insulator) 19A is interposed between the divided surfaces. That is, the seal cap insulator 19A electrically floats the surface of the seal cap 19 in contact with the processing chamber 12 from the ground.

シールキャップ１９の中心線上には回転軸２０が挿通されており、回転軸２０はシールキャップ１９と共に昇降し、かつ、回転駆動装置（図示せず）によって回転されるようになっている。回転軸２０の上端には被処理物としてのウエハ１を保持するためのボート２が垂直に立脚されて支持されるようになっている。
回転軸２０はシールキャップ絶縁体１９Ａに対向する部位で上下に二分割されており、分割面間には絶縁体（以下、回転軸絶縁体という）２０Ａが介設されている。すなわち、回転軸絶縁体２０Ａは回転軸２０の処理室１２内に接触する表面をアースから電気的にフローティングさせている。 A rotation shaft 20 is inserted on the center line of the seal cap 19, and the rotation shaft 20 moves up and down together with the seal cap 19 and is rotated by a rotation driving device (not shown). A boat 2 for holding a wafer 1 as an object to be processed is vertically supported and supported at the upper end of the rotating shaft 20.
The rotating shaft 20 is vertically divided into two parts at a portion facing the seal cap insulator 19A, and an insulator (hereinafter referred to as a rotating shaft insulator) 20A is interposed between the divided surfaces. That is, the rotary shaft insulator 20A electrically floats the surface of the rotary shaft 20 that contacts the processing chamber 12 from the ground.

ボート２は上下で一対の端板３、４と、両端板３、４間に架設されて垂直に配設された複数本（本実施の形態では３本）の保持部材５とを備えており、各保持部材５には多数条の保持溝６が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように没設されている。そして、ウエハ１の外周縁辺が各保持部材５の多数条の保持溝６間にそれぞれ挿入されることにより、複数枚のウエハ１がボート２に水平にかつ互いに中心を揃えられて整列されて保持されるようになっている。ボート２の下側端板４の下面には断熱キャップ部７が形成されており、断熱キャップ部７の下端面が回転軸２０に支持されている。 The boat 2 includes a pair of upper and lower end plates 3 and 4, and a plurality of (three in the present embodiment) holding members 5 provided between the both end plates 3 and 4 and arranged vertically. Each holding member 5 is provided with a large number of holding grooves 6 arranged at equal intervals in the longitudinal direction so as to open opposite to each other. Then, by inserting the outer peripheral edge of the wafer 1 between the multiple holding grooves 6 of each holding member 5, the plurality of wafers 1 are held horizontally aligned on the boat 2 and aligned with each other. It has come to be. A heat insulating cap portion 7 is formed on the lower surface of the lower end plate 4 of the boat 2, and the lower end surface of the heat insulating cap portion 7 is supported by the rotary shaft 20.

プロセスチューブ１１の内周面近傍には、処理ガスを供給するためのガス供給管２１が垂直に立脚されており、ガス供給管２１は誘電体（例えば、石英ガラス）が使用されて細長い円形のパイプ形状に形成されている。
図２に示されているように、ガス供給管２１の下端部のガス導入口部２２はエルボ形状に直角に屈曲されて、マニホールド１５の側壁を径方向外向きに貫通して外部に突き出されている。ガス導入口部２２には、導電性を有する金属（例えば、ＳＵＳ）によって形成されて、アースされた配管２２Ａが接続されている。
図１に示されているように、ガス供給管２１には複数個の吹出口２３が垂直方向に並べられて開設されており、これら吹出口２３の個数は処理されるウエハ１の枚数に対応されている。本実施形態において、これら吹出口２３の個数は処理されるウエハ１の枚数に一致されており、各吹出口２３の高さ位置はボートに保持された上下で隣合うウエハ１とウエハ１との間の空間に対向するようにそれぞれ設定されている。 In the vicinity of the inner peripheral surface of the process tube 11, a gas supply pipe 21 for supplying a processing gas is vertically erected, and the gas supply pipe 21 uses a dielectric (for example, quartz glass) and has an elongated circular shape. It is formed in a pipe shape.
As shown in FIG. 2, the gas inlet port 22 at the lower end of the gas supply pipe 21 is bent at right angles to the elbow shape, penetrates the side wall of the manifold 15 radially outwardly, and protrudes to the outside. ing. The gas inlet 22 is connected to a grounded pipe 22A formed of conductive metal (for example, SUS).
As shown in FIG. 1, the gas supply pipe 21 has a plurality of outlets 23 arranged in the vertical direction, and the number of these outlets 23 corresponds to the number of wafers 1 to be processed. Has been. In the present embodiment, the number of the blowout ports 23 is equal to the number of wafers 1 to be processed, and the height position of each blowout port 23 is between the wafer 1 and the wafer 1 adjacent to each other vertically held by the boat. Each is set to face the space between.

図１および図３に示されているように、マニホールド１５におけるガス供給管２１のガス導入口部２２の周方向の両脇には、一対の支持筒部２４、２４が径方向外向きに突設されており、両支持筒部２４、２４には一対の保護管２５、２５のホルダ部２６、２６が径方向に挿通されてそれぞれ支持されている。各保護管２５は誘電体（例えば、石英ガラス）が使用されて上端が閉塞した細長い円形のパイプ形状に形成されており、それぞれの上下端がガス供給管２１に揃えられて垂直に立脚されている。各保護管２５の下端部のホルダ部２６はエルボ形状に直角に屈曲されて、マニホールド１５の支持筒部２４を径方向外向きに貫通して外部に突き出されており、各保護管２５の中空部内は処理室１２の外部（大気圧）に連通されている。 As shown in FIGS. 1 and 3, a pair of support cylinders 24, 24 project radially outward on both sides of the gas supply port 21 of the gas supply pipe 21 in the manifold 15 in the circumferential direction. The holder portions 26 and 26 of the pair of protective tubes 25 and 25 are inserted into the support cylinder portions 24 and 24 in the radial direction and supported by the support cylinder portions 24 and 24, respectively. Each protective tube 25 is formed in a long and narrow circular pipe shape using a dielectric (for example, quartz glass) and closed at the upper end, and the upper and lower ends thereof are aligned with the gas supply tube 21 and are vertically erected. Yes. The holder portion 26 at the lower end of each protection tube 25 is bent at right angles to an elbow shape, penetrates the support tube portion 24 of the manifold 15 radially outward, and protrudes to the outside. The inside communicates with the outside (atmospheric pressure) of the processing chamber 12.

両保護管２５、２５の中空部内には導電材料が使用されて細長い棒状に形成された一対の電極２７、２７がそれぞれ同心的に敷設されている。各電極２７の下端部である被保持部２８はホルダ部２６に、放電防止のための絶縁筒２９およびシールド筒３０を介して保持されている。
図１に示されているように、両電極２７、２７間には高周波電力を印加する高周波電源３１が整合器３２を介して電気的に接続されている。 A pair of electrodes 27, 27 formed in the shape of an elongated rod using a conductive material is concentrically laid in the hollow portions of both protective tubes 25, 25. The held portion 28 which is the lower end portion of each electrode 27 is held by the holder portion 26 via an insulating tube 29 and a shield tube 30 for preventing discharge.
As shown in FIG. 1, a high frequency power source 31 that applies high frequency power is electrically connected between the electrodes 27 and 27 via a matching unit 32.

次に、以上の構成に係るＣＶＤ装置１０を使用して、ウエハ１表面に存在したカーボンを除去する方法を説明する。 Next, a method for removing carbon existing on the surface of the wafer 1 using the CVD apparatus 10 having the above configuration will be described.

ＣＶＤ装置１０の被処理基板としてのウエハ１は複数枚がボート２にウエハ移載装置（図示せず）によって装填（チャージング）される。
図２および図３に示されているように、複数枚のウエハ１が装填されたボート２はシールキャップ１９および回転軸２０と共にエレベータによって上昇されて、プロセスチューブ１１の処理室１２に搬入（ボートローディング）される。 A plurality of wafers 1 as substrates to be processed by the CVD apparatus 10 are loaded (charged) on the boat 2 by a wafer transfer device (not shown).
As shown in FIGS. 2 and 3, the boat 2 loaded with a plurality of wafers 1 is lifted by the elevator together with the seal cap 19 and the rotary shaft 20 and loaded into the processing chamber 12 of the process tube 11 (boat). Loading).

ウエハ１群を保持したボート２が処理室１２に搬入されると、処理室１２は排気管１６に接続された排気装置によって所定の圧力以下に排気され、ヒータ１４への供給電力が上昇されることにより、処理室１２の温度が所定の温度に上昇される。 When the boat 2 holding the group of wafers is carried into the processing chamber 12, the processing chamber 12 is evacuated to a predetermined pressure or lower by an exhaust device connected to the exhaust pipe 16, and the power supplied to the heater 14 is increased. As a result, the temperature of the processing chamber 12 is raised to a predetermined temperature.

処理室１２の温度が予め設定された値に達して安定した後に、処理ガス４１として酸素（Ｏ₂）ガスが導入され、圧力が予め設定された値に達すると、ボート２が回転軸２０によって回転されながら、一対の電極２７、２７間には高周波電力が高周波電源３１および整合器３２によって印加される。
処理ガス４１である酸素ガスがガス供給管２１に供給され、両電極２７、２７間に高周波電力が印加されると、図２に示されているように、ガス供給管２１内にプラズマ４０が形成され、処理ガス４１は反応が活性な状態になる。 After the temperature of the processing chamber 12 reaches a preset value and stabilizes, oxygen (O ₂ ) gas is introduced as the processing gas 41, and when the pressure reaches a preset value, the boat 2 is driven by the rotary shaft 20. A high frequency power is applied between the pair of electrodes 27 and 27 by the high frequency power supply 31 and the matching unit 32 while being rotated.
When oxygen gas, which is the processing gas 41, is supplied to the gas supply pipe 21 and high frequency power is applied between the electrodes 27, 27, plasma 40 is generated in the gas supply pipe 21, as shown in FIG. As a result, the process gas 41 becomes active.

図１および図２に破線矢印で示されているように、処理ガス４１の活性化した粒子（酸素ラジカル）４２はガス供給管２１の各吹出口２３から処理室１２にそれぞれ吹き出す。 As shown by broken line arrows in FIGS. 1 and 2, the activated particles (oxygen radicals) 42 of the processing gas 41 are blown out from the respective outlets 23 of the gas supply pipe 21 to the processing chamber 12.

活性化した粒子（以下、活性粒子という）４２は各吹出口２３からそれぞれ吹き出すことにより、それぞれが対向するウエハ１、１間に流れ込んで各ウエハ１に接触するため、活性粒子４２のウエハ１群全体に対する接触分布はボート２の全長にわたって均一になり、また、活性粒子４２の流れ方向に相当する各ウエハ１のウエハ面内の径方向の接触分布も均一になる。この際、ウエハ１はボート２の回転によって回転されているため、ウエハ１、１間に流れ込んだ活性粒子４２のウエハ面内の接触分布は周方向においても均一になる。 Activated particles (hereinafter referred to as active particles) 42 are blown out from the respective outlets 23 to flow between the wafers 1 and 1 facing each other and come into contact with the respective wafers 1. The overall contact distribution is uniform over the entire length of the boat 2, and the radial contact distribution in the wafer surface of each wafer 1 corresponding to the flow direction of the active particles 42 is also uniform. At this time, since the wafer 1 is rotated by the rotation of the boat 2, the contact distribution in the wafer surface of the active particles 42 flowing between the wafers 1 and 1 becomes uniform in the circumferential direction.

ウエハ１に接触した活性粒子（酸素ラジカル）４２はウエハ１表面近傍に存在するカーボンと熱反応してＣＯ（一酸化炭素）を生成することにより、カーボンを除去する。この際、前述した通りに、ウエハ１の温度分布がボート２の全長かつウエハ面内で均一に維持されており、活性粒子４２のウエハ１との接触分布がボート２の全位置かつウエハ面内で均一の状態になるため、活性粒子４２の熱反応によるウエハ１におけるカーボンの除去作用はボート２の全位置かつウエハ面内において均一の状態になる。 The active particles (oxygen radicals) 42 in contact with the wafer 1 react with the carbon existing near the surface of the wafer 1 to generate CO (carbon monoxide), thereby removing the carbon. At this time, as described above, the temperature distribution of the wafer 1 is maintained uniformly over the entire length of the boat 2 and within the wafer surface, and the contact distribution of the active particles 42 with the wafer 1 is within the entire position of the boat 2 and within the wafer surface. Therefore, the action of removing carbon from the wafer 1 due to the thermal reaction of the active particles 42 becomes uniform at all positions of the boat 2 and within the wafer surface.

予め設定された処理時間が経過すると、処理ガス４１の供給、回転軸２０の回転、高周波電力の印加、ヒータ１４の加熱および排気管１６の排気等が停止された後に、シールキャップ１９が下降されることによって炉口１３が開口されるとともに、ボート２に保持された状態でウエハ１群が炉口１３から処理室１２の外部に搬出（ボートアンローディング）される。 When a preset processing time has elapsed, supply of the processing gas 41, rotation of the rotary shaft 20, application of high-frequency power, heating of the heater 14, exhaust of the exhaust pipe 16, and the like are stopped, and then the seal cap 19 is lowered. As a result, the furnace port 13 is opened and the group of wafers 1 is unloaded from the furnace port 13 to the outside of the processing chamber 12 while being held by the boat 2 (boat unloading).

処理室１２の外部に搬出されたウエハ１群はボート２からウエハ移載装置によってディスチャージングされる（降ろされる）。
以降、前記した作動が繰り返されることにより、複数枚のウエハ１が一括してバッチ処理される。 The group of wafers carried out of the processing chamber 12 is discharged (lowered) from the boat 2 by the wafer transfer device.
Thereafter, the plurality of wafers 1 are batch processed by repeating the above-described operation.

ところで、バッチ式リモートプラズマ処理装置においては、ガス供給管内で発生したプラズマ中にはイオンと電子が混在して中性を保っている。しかしながら、一対の電極（コイル）２７、２７が長くなることにより、インダクタンスが大きくなって高電圧になるために、処理室１２内の電位が低い部分である金属製のマニホールド１５において放電が起こる危惧がある。この放電が起こると、マニホールド１５の金属からのコンタミネーション・プラズマ不均一によるウエハ面内処理状況分布およびウエハ面間処理状況分布の不均一が起こる。 By the way, in the batch type remote plasma processing apparatus, ions and electrons are mixed in the plasma generated in the gas supply pipe to maintain neutrality. However, since the pair of electrodes (coils) 27 and 27 become long and the inductance becomes large and the voltage becomes high, there is a risk that electric discharge may occur in the metal manifold 15 where the potential in the processing chamber 12 is low. There is. When this discharge occurs, non-uniformity of the processing state distribution within the wafer surface and the processing state distribution between the wafer surfaces due to non-uniform contamination and plasma from the metal of the manifold 15 occurs.

本実施形態においては、マニホールド絶縁体１５Ａ、排気管絶縁体１６Ａ、シールキャップ絶縁体１９Ａおよび回転軸絶縁体２０Ａによって、マニホールド１５はアースから電気的にフローティングされているので、高電圧になっても放電が起こることはない。
したがって、放電に起因したマニホールド１５の金属からのコンタミネーション・プラズマ不均一によるウエハ面内処理状況分布およびウエハ面間処理状況分布の不均一が起こる現象を未然に防止することができる。
なお、本実施形態においては、マニホールド１５にガス供給管２１および保護管２５が機械的に接続されているが、ガス供給管２１および保護管２５は絶縁体である誘電体によって形成されているので、マニホールド１５はアースから電気的にフローティングされた状態になっている。 In the present embodiment, the manifold 15 is electrically floated from the ground by the manifold insulator 15A, the exhaust pipe insulator 16A, the seal cap insulator 19A, and the rotary shaft insulator 20A. There is no discharge.
Therefore, it is possible to prevent a phenomenon in which the in-wafer surface processing state distribution and the in-wafer surface processing state distribution are non-uniform due to the contamination / plasma non-uniformity from the metal of the manifold 15 due to the discharge.
In the present embodiment, the gas supply pipe 21 and the protective pipe 25 are mechanically connected to the manifold 15, but the gas supply pipe 21 and the protective pipe 25 are formed of a dielectric that is an insulator. The manifold 15 is in an electrically floating state from the ground.

本実施形態によれば、次の作用および効果が奏される。 According to this embodiment, the following operations and effects are achieved.

1) マニホールドをアースから電気的にフローティングさせることにより、高電圧になっても放電が起こる現象を防止することができるので、放電に起因したマニホールドの金属からのコンタミネーション・プラズマ不均一によるウエハ面内処理状況分布およびウエハ面間処理状況分布の不均一が起こる現象を未然に防止することができる。 1) By electrically floating the manifold from the ground, it is possible to prevent the occurrence of discharge even at high voltage. Therefore, the wafer surface is caused by metal contamination and plasma nonuniformity due to discharge. It is possible to prevent a phenomenon in which the internal processing status distribution and the wafer surface processing status distribution are non-uniform.

2) マニホールド絶縁体１５Ａ、排気管絶縁体１６Ａ、シールキャップ絶縁体１９Ａおよび回転軸絶縁体２０Ａによって、マニホールド１５をアースから電気的にフローティングさせることができる。 2) The manifold 15 can be electrically floated from the ground by the manifold insulator 15A, the exhaust pipe insulator 16A, the seal cap insulator 19A, and the rotary shaft insulator 20A.

3) ガス供給管２１および保護管２５を誘電体によって形成することにより、ガス供給管２１内にプラズマを形成することができるとともに、マニホールド１５をアースから電気的にフローティングさせることができる。 3) By forming the gas supply pipe 21 and the protective pipe 25 with a dielectric, plasma can be formed in the gas supply pipe 21 and the manifold 15 can be electrically floated from the ground.

図４および図５は本発明の第二実施形態であるＣＶＤ装置を示している。 4 and 5 show a CVD apparatus according to the second embodiment of the present invention.

本実施形態が前記実施形態と異なる点は、一対の外側電極２７Ａ、２７Ａがプロセスチューブ１１の外にそれぞれ敷設されており、プロセスチューブ１１の内周にはプラズマ室３３を形成する桶形状の隔壁３４が設置されており、隔壁３４には複数個の吹出口３５が配列されて開設されており、プロセスチューブ１１の側面下部にはガス供給管２１がガスをプラズマ室３３内へ供給するように接続されている点、である。 This embodiment is different from the above-described embodiment in that a pair of outer electrodes 27A and 27A are respectively laid outside the process tube 11, and a bowl-shaped partition wall that forms a plasma chamber 33 on the inner periphery of the process tube 11 34 is installed, and a plurality of outlets 35 are arranged in the partition wall 34 so that the gas supply pipe 21 supplies gas into the plasma chamber 33 at the lower side of the process tube 11. It is a connected point.

本実施形態においても、マニホールド絶縁体１５Ａ、排気管絶縁体１６Ａ、シールキャップ絶縁体１９Ａおよび回転軸絶縁体２０Ａにより、マニホールド１５はアースから電気的にフローティングされているので、第一実施形態と同様の作用および効果を奏する。 Also in this embodiment, the manifold 15 is electrically floated from the ground by the manifold insulator 15A, the exhaust pipe insulator 16A, the seal cap insulator 19A, and the rotary shaft insulator 20A. Has the effects and effects of

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、シールキャップは金属表面を絶縁膜によってコーティング（例えば、アルマイト加工）することにより、アースから電気的にフローティングさせてもよい。
同様に、ボートを回転させる回転軸も、金属表面を絶縁膜によってコーティング（例えば、アルマイト加工）することにより、アースから電気的にフローティングさせてもよい。 For example, the seal cap may be electrically floated from the ground by coating the metal surface with an insulating film (for example, anodized).
Similarly, the rotating shaft for rotating the boat may be electrically floated from the ground by coating the metal surface with an insulating film (for example, anodized).

前記実施形態ではバッチ式縦形ホットウオール形リモートプラズマ装置について説明したが、本発明は、電子ビーム励起プラズマを用いたプラズマ処理装置等にも適用することができるし、枚葉式プラズマ処理装置にも適用することができる。 In the above embodiment, the batch type vertical hot wall type remote plasma apparatus has been described. However, the present invention can be applied to a plasma processing apparatus using electron beam excited plasma, and also to a single wafer type plasma processing apparatus. Can be applied.

前記実施形態ではウエハに処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。 In the above embodiment, the case where the wafer is processed has been described. However, the processing target may be a photomask, a printed wiring board, a liquid crystal panel, a compact disk, a magnetic disk, or the like.

１…ウエハ（被処理基板）、２…ボート、３、４…端板、５…保持部材、６…保持溝、７…断熱キャップ部、８…筐体、
１０…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…プロセスチューブ、１２…処理室、１３…炉口、１４…ヒータ、
１５…マニホールド、１５Ａ…マニホールド絶縁体、１６…排気管、１６Ａ…排気管絶縁体、１７…配管、１８…シールリング、
１９…シールキャップ、１９Ａ…シールキャップ絶縁体、２０…回転軸、２０Ａ…回転軸絶縁体、
２１…ガス供給管、２２…ガス導入口部、２２Ａ…アースされた配管、２３…吹出口、２４…支持筒部、
２５…保護管、２６…ホルダ部、２７…電極、２８…被保持部、２９…絶縁筒、３０…シールド筒、３１…高周波電源、３２…整合器、
３３…プラズマ室、３４…隔壁、３５…吹出口、
４０…プラズマ、４１…処理ガス、４２…活性粒子、２７Ａ…外側電極。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer (substrate to be processed), 2 ... Boat, 3, 4 ... End plate, 5 ... Holding member, 6 ... Holding groove, 7 ... Thermal insulation cap part, 8 ... Housing | casing,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... CVD apparatus (substrate processing apparatus), 11 ... Process tube, 12 ... Processing chamber, 13 ... Furnace opening, 14 ... Heater,
15 ... Manifold, 15A ... Manifold insulator, 16 ... Exhaust pipe, 16A ... Exhaust pipe insulator, 17 ... Pipe, 18 ... Seal ring,
19 ... Seal cap, 19A ... Seal cap insulator, 20 ... Rotating shaft, 20A ... Rotating shaft insulator,
21 ... Gas supply pipe, 22 ... Gas inlet, 22A ... Grounded pipe, 23 ... Air outlet, 24 ... Support cylinder,
25 ... protective tube, 26 ... holder part, 27 ... electrode, 28 ... held part, 29 ... insulating cylinder, 30 ... shield cylinder, 31 ... high frequency power supply, 32 ... matching unit,
33 ... Plasma chamber, 34 ... Bulkhead, 35 ... Air outlet,
40 ... plasma, 41 ... processing gas, 42 ... active particles, 27A ... outer electrode.

Claims

A process tube that forms a processing chamber into which a substrate is loaded, a gas supply pipe that supplies gas to the processing chamber, and a plasma chamber that generates plasma in a position away from the region into which the substrate is loaded in the processing chamber. In a substrate processing apparatus comprising an electrode and a high frequency power source for applying high frequency power to the electrode,
A substrate processing apparatus, wherein the process tube is floated from an earth via an insulator.