JP2013089818A - Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2013089818A
JP2013089818A JP2011230055A JP2011230055A JP2013089818A JP 2013089818 A JP2013089818 A JP 2013089818A JP 2011230055 A JP2011230055 A JP 2011230055A JP 2011230055 A JP2011230055 A JP 2011230055A JP 2013089818 A JP2013089818 A JP 2013089818A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
gas
substrate
processing chamber
gas supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011230055A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Toyoda
一行 豊田
Hiroyuki Takadera
浩之 高寺
Hiroyoshi Kamimura
大義 上村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2011230055A priority Critical patent/JP2013089818A/en
Publication of JP2013089818A publication Critical patent/JP2013089818A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accelerate supply of a processing gas to near the center of multilayered substrates.SOLUTION: A substrate processing apparatus comprises: a processing chamber for housing and processing a plurality of laminated substrates; and a processing gas supply system supplying a processing gas into the processing chamber. The processing gas supply system includes: a nozzle shaft extending in a lamination direction of the substrates, through which the processing gas flows inside; a plurality of nozzles with upstream ends being connected to a body part of the nozzle shaft so as to be arranged along a longer direction of the nozzle shaft and having gas supply ports on downstream side for supplying the processing gas flowing in the nozzle shaft in a dispersed manner. A distance between the upstream end and the gas supply port is defined longer than a distance between the nozzle shaft and an outer edge of the substrate.

Description

本発明は、基板が収納された処理室内に処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing gas into a processing chamber in which the substrate is stored, and a method for manufacturing a semiconductor device.

例えばDRAM等の半導体装置の製造工程の一工程として、基板上に薄膜を形成する基板処理工程が実施される。かかる工程は、水平姿勢で多段に積層された基板を収納して処理する処理室と、基板の外縁と処理室内壁との間に配設され、処理室内に処理ガスを供給するガス供給ノズルと、を有する基板処理装置により実施される。水平姿勢で多段に積層された基板を処理室内に搬入し、ガス供給ノズルから処理室内に処理ガスを供給することで、基板間の空間に処理ガスが供給されて基板上に薄膜が形成される。   For example, a substrate processing step of forming a thin film on a substrate is performed as one step of manufacturing a semiconductor device such as a DRAM. Such a process includes a processing chamber that accommodates and processes substrates stacked in multiple stages in a horizontal posture, a gas supply nozzle that is disposed between an outer edge of the substrate and a processing chamber wall, and supplies a processing gas into the processing chamber. Are implemented by a substrate processing apparatus. A substrate stacked in multiple stages in a horizontal posture is carried into the processing chamber, and the processing gas is supplied from the gas supply nozzle into the processing chamber, whereby the processing gas is supplied to the space between the substrates and a thin film is formed on the substrate. .

しかしながら、上述の基板処理装置を用いた場合には、各基板の中心付近まで処理ガスが流れ難く、基板処理の速度が低下し、生産性が悪化してしまうことがあった。また、基板の外縁付近と中心付近とで処理ガスの供給量に差異が生じてしまい、基板処理の面内均一性が低下してしまう場合があった。例えば、基板の外縁付近に形成される薄膜が、基板の中心付近に形成される薄膜に比べて厚くなってしまうことがあった。   However, when the above-described substrate processing apparatus is used, it is difficult for the processing gas to flow to the vicinity of the center of each substrate, the substrate processing speed is reduced, and the productivity may be deteriorated. In addition, there is a case where the processing gas supply amount differs between the vicinity of the outer edge and the center of the substrate, and the in-plane uniformity of the substrate processing may be deteriorated. For example, a thin film formed near the outer edge of the substrate may be thicker than a thin film formed near the center of the substrate.

本発明は、多段に積層された基板の中心付近への処理ガスの供給を促進させることが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of promoting the supply of a processing gas to the vicinity of the center of a multi-layered substrate.

本発明の一態様によれば、
積層された複数の基板を収容して処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、を備え、
前記処理ガス供給系は、
前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を前記処理ガスが流れるノズル軸と、
上流端が前記ノズル軸の長手方向に沿って配列するように前記ノズル軸の胴部にそれぞれ接続され、下流側に前記ノズル軸内を流れた前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記上流端と前記ガス供給口との間の距離が、前記ノズル軸と前記基板の外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されている複数のノズルと、を備える基板処理装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A processing chamber for accommodating and processing a plurality of stacked substrates;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber,
The processing gas supply system is
A nozzle shaft extending along the stacking direction of the substrate and through which the processing gas flows;
Gas supply ports connected to the body of the nozzle shaft so that the upstream ends thereof are arranged along the longitudinal direction of the nozzle shaft and supplying the processing gas flowing in the nozzle shaft in a distributed manner to the downstream side. A plurality of nozzles each provided and configured such that a distance between the upstream end and the gas supply port is longer than a distance between the nozzle shaft and the outer edge of the substrate. Is provided.

本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内で複数の前記基板を積層して支持する基板支持部材を備え、
前記基板支持部材は、
前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を処理ガスが流れる中空の支柱と、
上流端が前記支柱の長手方向に沿って配列するように前記支柱の胴部にそれぞれ接続され、下流側に前記支柱内を流れた前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記上流端と前記ガス供給口との間の距離が、前記支柱と前記基板の外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成され、前記基板を下方から支持する複数のノズルと、を備える基板処理装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
A processing chamber for processing the substrate;
A substrate support member that supports the plurality of substrates stacked in the processing chamber;
The substrate support member is
Hollow struts extending along the stacking direction of the substrate and through which the processing gas flows,
Gas supply ports connected to the body portions of the support columns so that their upstream ends are arranged along the longitudinal direction of the support columns and distributed to supply the processing gas flowing in the support columns are provided on the downstream side. And a plurality of nozzles each configured such that a distance between the upstream end and the gas supply port is longer than a distance between the support column and an outer edge of the substrate, and supports the substrate from below. A processing device is provided.

本発明の更に他の態様によれば、
積層された複数の基板を処理室内に搬入する工程と、
前記基板の外縁より内側に開口したガス供給口を有する複数のノズルから、前記基板の表面に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
処理後の複数の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
Carrying a plurality of laminated substrates into a processing chamber;
A step of supplying a processing gas to the surface of the substrate from a plurality of nozzles having a gas supply port that opens to the inner side of the outer edge of the substrate, and processing the substrate;
And a step of unloading the plurality of processed substrates from the processing chamber.

本発明に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、多段に積層された基板の中心付近への処理ガスの供給を促進できる。   According to the substrate processing apparatus and the semiconductor device manufacturing method according to the present invention, it is possible to promote the supply of the processing gas to the vicinity of the center of the multi-layered substrate.

本発明の第1の実施形態にかかる基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the processing furnace with which the substrate processing apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention is provided. 図1に示す処理炉のA−A’線断面図である。It is A-A 'sectional view taken on the line of the processing furnace shown in FIG. 図1に示す処理炉が備える回転機構部周辺の断面拡大図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of a rotation mechanism unit provided in the processing furnace shown in FIG. 1. 図1に示す処理炉が備える処理ガス供給系及び排気系の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the process gas supply system and exhaust system with which the process furnace shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す処理炉が備えるノズル軸及び可動ノズルの回転動作を示す図であり、(a)は可動ノズルをウエハ間の空間内に挿入した状態を、(b)は可動ノズルをウエハ間の空間内から退避させた状態をそれぞれ示している。It is a figure which shows the rotation operation | movement of the nozzle axis | shaft and movable nozzle with which the processing furnace shown in FIG. 1 is equipped, (a) is the state which inserted the movable nozzle in the space between wafers, (b) is a movable nozzle between wafers. Each of the states retracted from the space is shown. 図1に示す処理炉が備える処理室内外にボートを搬送する様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that a boat is conveyed outside the process chamber with which the process furnace shown in FIG. 1 is provided. 本発明の第2の実施形態にかかる基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the processing furnace with which the substrate processing apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention is provided. 図7に示す処理炉のA−A’線断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the processing furnace shown in FIG. 7. 図7に示す処理炉が備える処理室内外にボートを搬送する様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that a boat is conveyed outside the process chamber with which the process furnace shown in FIG. 7 is provided. 従来の処理炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the conventional processing furnace. 図10に示す処理炉のA−A’線断面図である。It is A-A 'sectional view taken on the line of the processing furnace shown in FIG.

<本発明の第1の実施形態>
以下に、本発明の第1の実施形態に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法を、図面に基づいて説明する。なお、本実施形態に係る基板処理装置は、一例として、IC(Integrated Circuit)等の半導体装置(半導体デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に薄膜を形成する基板処理工程を実施する装置として構成されている。
<First Embodiment of the Present Invention>
Hereinafter, a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the substrate processing apparatus according to the present embodiment is, for example, an apparatus that performs a substrate processing process for forming a thin film on a substrate as a process of manufacturing a semiconductor device (semiconductor device) such as an IC (Integrated Circuit). It is configured as.

本実施形態に係る基板処理装置は、積層された複数の基板を収容して処理する処理室と、前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、を備え、前記処理ガス供給系は、前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を前記処理ガスが流れるノズル軸と、上流端が前記ノズル軸の長手方向に沿って配列するように前記ノズル軸の胴部にそれぞれ接続され、下流側に前記ノズル軸内を流れた前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記上流端と前記ガス供給口との間の距離が、前記ノズル軸と前記基板の外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されている複数のノズルと、を備えている。   The substrate processing apparatus according to the present embodiment includes a processing chamber that accommodates and processes a plurality of stacked substrates, and a processing gas supply system that supplies a processing gas into the processing chamber, and the processing gas supply system includes: The nozzle shaft extending along the substrate stacking direction and flowing inside the processing gas; and the upstream end thereof is connected to the body of the nozzle shaft so as to be arranged along the longitudinal direction of the nozzle shaft. A gas supply port for distributing and supplying the processing gas flowing in the nozzle shaft on the downstream side is provided, and a distance between the upstream end and the gas supply port is set so that the nozzle shaft and the substrate And a plurality of nozzles each configured to be longer than the distance between the outer edges.

図1は、本実施形態にかかる基板処理装置が備える処理炉202の縦断面図である。図2は、図1に示す処理炉202のA−A’線断面図である。図3は、図1に示す処理炉202が備える回転機構部260a,260b周辺の断面拡大図である。図4は、図1に示す処理炉202が備える処理ガス供給系及び排気系の概略構成図である。図5は、図1に示す処理炉202が備えるノズル軸270a,270b及び可動ノズル271a,271
bの回転動作を示す図であり、(a)は可動ノズル271aをウエハ200間の空間内に挿入した状態を、(b)は可動ノズル271a,271bをウエハ200間の空間から退避させた状態をそれぞれ示している。図6は、図1に示す処理炉202が備える処理室201内外にボート217を搬送する様子を示す概略図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a processing furnace 202 provided in the substrate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the processing furnace 202 shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the rotation mechanism units 260a and 260b included in the processing furnace 202 shown in FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a processing gas supply system and an exhaust system included in the processing furnace 202 shown in FIG. 5 shows nozzle shafts 270a and 270b and movable nozzles 271a and 271 provided in the processing furnace 202 shown in FIG.
4A and 4B are diagrams illustrating a rotation operation of b, in which FIG. 5A shows a state in which the movable nozzle 271a is inserted into the space between the wafers 200, and FIG. Respectively. FIG. 6 is a schematic view showing a state where the boat 217 is transferred into and out of the processing chamber 201 provided in the processing furnace 202 shown in FIG.

(1)処理炉の構成
まず、本実施形態にかかる基板処理装置が備える処理炉202の構成について説明する。
(1) Configuration of Processing Furnace First, the configuration of the processing furnace 202 provided in the substrate processing apparatus according to the present embodiment will be described.

(反応容器)
図1に示すように、本実施形態に係る処理炉202は、加熱部(加熱機構)としてのヒータ207を有している。ヒータ207は円筒形状であり、支持板としての図示しないヒータベースに支持されることにより垂直に据え付けられている。
(Reaction vessel)
As shown in FIG. 1, the processing furnace 202 according to the present embodiment includes a heater 207 as a heating unit (heating mechanism). The heater 207 has a cylindrical shape, and is vertically installed by being supported by a heater base (not shown) as a support plate.

ヒータ207の内側には、ヒータ207と同心円状に、反応管としてのプロセスチューブ203が配設されている。プロセスチューブ203は、例えば石英(SiO)や炭化シリコン(SiC)等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。プロセスチューブ203の筒中空部には処理室201が形成されている。処理室201内には、基板としてのウエハ200を、基板支持部材としての後述するボート217によって水平姿勢で垂直方向に多段に積層させた状態で収容可能に構成されている。 Inside the heater 207, a process tube 203 as a reaction tube is disposed concentrically with the heater 207. The process tube 203 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and has a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. A processing chamber 201 is formed in the hollow cylindrical portion of the process tube 203. The processing chamber 201 is configured so that wafers 200 as substrates can be accommodated in a state of being stacked in multiple stages in a vertical posture in a horizontal posture by a boat 217 described later as a substrate support member.

プロセスチューブ203の下方には、プロセスチューブ203と同心円状に、インレットフランジ(マニホールド)209が配設されている。インレットフランジ209は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。インレットフランジ209の上端開口は、プロセスチューブ203の下端開口に気密に当接しており、プロセスチューブ203を下方から支持するように構成されている。なお、インレットフランジ209とプロセスチューブ203との間には、シール部材としての図示しないOリングが設けられている。インレットフランジ209がヒータベースに支持されることにより、プロセスチューブ203は垂直に据え付けられた状態となっている。主に、プロセスチューブ203とインレットフランジ209とにより反応容器が形成される。なお、プロセスチューブ203内には、温度検出器としての図示しない温度センサが配設されている。温度センサにより検出された温度情報に基づいてヒータ207への通電具合を調整することにより、処理室201内の温度が所定の温度分布となるように構成されている。   An inlet flange (manifold) 209 is disposed below the process tube 203 concentrically with the process tube 203. The inlet flange 209 is made of, for example, stainless steel and has a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The upper end opening of the inlet flange 209 is in airtight contact with the lower end opening of the process tube 203, and is configured to support the process tube 203 from below. Note that an O-ring (not shown) as a seal member is provided between the inlet flange 209 and the process tube 203. By supporting the inlet flange 209 on the heater base, the process tube 203 is installed vertically. A reaction vessel is mainly formed by the process tube 203 and the inlet flange 209. In the process tube 203, a temperature sensor (not shown) as a temperature detector is disposed. The temperature in the processing chamber 201 is configured to have a predetermined temperature distribution by adjusting the power supply to the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor.

インレットフランジ209の下端開口には、例えばステンレス等の金属からなるリング状の炉口フランジ210が気密に設けられている。インレットフランジ209と炉口フランジ210との間には、シール部材としてのOリング220bが設けられている(図3参照)。炉口フランジ210の下方には、炉口フランジ210の下端開口(炉口)を気密に閉塞可能な真空気密板(炉口蓋体)としてのシールキャップ219が設けられている。シールキャップ219は、炉口フランジ210の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ219は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ219の上面には、炉口フランジ210の下端と当接するシール部材としてのOリング220c,220d,220eが設けられている(図3参照)。シールキャップ219の処理室201と反対側(下方)には、後述するボート217を回転させるボート回転機構255が設置されている。ボート回転機構255の回転軸は、シールキャップ219を鉛直方向に貫通して円盤状のボート台256に接続されている。ボート回転機構255を作動させることで、ボート台256上に立設されたボート217を回転させることができるように構成されている。ボート回転機構255の回転軸とシ
ールキャップ219との間は、磁気シール255aにより気密に封止されている。なお、シールキャップ219は、プロセスチューブ203の外部に配置された図示しない昇降機構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219を昇降させることで、ボート台256上に立設されたボート217を処理室201内外に搬送可能なように構成されている。
A ring-shaped furnace port flange 210 made of a metal such as stainless steel is airtightly provided at the lower end opening of the inlet flange 209. An O-ring 220b as a seal member is provided between the inlet flange 209 and the furnace port flange 210 (see FIG. 3). Below the furnace port flange 210, a seal cap 219 is provided as a vacuum hermetic plate (furnace port lid) capable of airtightly closing the lower end opening (furnace port) of the furnace port flange 210. The seal cap 219 is brought into contact with the lower end of the furnace port flange 210 from the lower side in the vertical direction. The seal cap 219 is made of a metal such as stainless steel and has a disk shape. On the upper surface of the seal cap 219, O-rings 220c, 220d, and 220e as seal members that contact the lower end of the furnace port flange 210 are provided (see FIG. 3). A boat rotation mechanism 255 that rotates a boat 217 to be described later is installed on the opposite side (downward) of the seal cap 219 from the processing chamber 201. The rotation shaft of the boat rotation mechanism 255 is connected to a disk-like boat base 256 through the seal cap 219 in the vertical direction. By operating the boat rotation mechanism 255, the boat 217 standing on the boat table 256 can be rotated. A space between the rotation shaft of the boat rotation mechanism 255 and the seal cap 219 is hermetically sealed by a magnetic seal 255a. Note that the seal cap 219 is configured to be lifted and lowered in the vertical direction by a lift mechanism (not shown) disposed outside the process tube 203. By moving the seal cap 219 up and down, the boat 217 erected on the boat table 256 can be transferred into and out of the processing chamber 201.

(ボート)
基板支持部材としてのボート217は、複数枚のウエハ200を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に支持するように構成されている。ボート217は、複数本(本実施形態では例えば4本)の支柱217aと、支柱217aを立設させる底板217dと、支柱217aを上部から支持する天板217cと、を備えている。支柱217aには、ウエハ200を下方から支持する支持部材217bが、ウエハ200の積層方向に沿って所定の間隔で配列するように複数設けられている。支柱217a、底板217d、天板217c、支持部材217bは、例えば石英や炭化珪素等の耐熱材料から構成されている。これらは一体成型されていてもよい。なお、ボート217の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱材料からなる断熱板218が設けられており、ヒータ207からの熱をシールキャップ219側に伝え難くするように構成されている。
(boat)
A boat 217 as a substrate support member is configured to support a plurality of wafers 200 in a multi-stage by aligning a plurality of wafers 200 in a horizontal posture with the centers aligned. The boat 217 includes a plurality of (for example, four in this embodiment) support columns 217a, a bottom plate 217d on which the support columns 217a are erected, and a top plate 217c that supports the support columns 217a from above. A plurality of support members 217 b that support the wafer 200 from below are provided on the support column 217 a so as to be arranged at predetermined intervals along the stacking direction of the wafers 200. The support 217a, the bottom plate 217d, the top plate 217c, and the support member 217b are made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide. These may be integrally molded. A heat insulating plate 218 made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide is provided at the lower part of the boat 217 so that the heat from the heater 207 is hardly transmitted to the seal cap 219 side.

(処理ガス供給系)
図1及び図2に示すように、処理室201内にはノズル軸270a,270bが立設されている。ノズル軸270a,270bは、処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間に、ウエハ200の積層方向に沿うように延在されている。ノズル軸270a,270bは、その内部を処理ガスが下方から上方に向けて流れるようにそれぞれ中空筒状に形成されている。なお、ノズル軸270a,270bは、例えば石英などの誘電体材料(耐熱絶縁材料)により構成されている。
(Processing gas supply system)
As shown in FIGS. 1 and 2, nozzle shafts 270 a and 270 b are erected in the processing chamber 201. The nozzle shafts 270 a and 270 b extend in the space between the inner wall of the processing chamber 201 and the outer edge of the wafer 200 so as to follow the stacking direction of the wafer 200. The nozzle shafts 270a and 270b are each formed in a hollow cylindrical shape so that the processing gas flows through the inside from below to above. The nozzle shafts 270a and 270b are made of a dielectric material (heat resistant insulating material) such as quartz.

ノズル軸270a,270bには、ノズルとしての可動ノズル271a,271bが、それぞれ水平姿勢で複数設けられている。可動ノズル271a,271bは、それぞれ中空筒状に形成されている。可動ノズル271a,271bの上流端は、ノズル軸270a,270bの長手方向に沿って所定の間隔で配列するように、すなわちウエハ200間の空間にそれぞれ対応するように、ノズル軸270a,270bの胴部にそれぞれ気密に接続されている。ノズル軸270a,270b内の空間と可動ノズル271a,271b内の空間とは連通しており、ノズル軸270a,270b内を流れた処理ガスは、可動ノズル271a,271b内に分散して供給されるように構成されている(図2参照)。可動ノズル271a,271bの下流側(本実施形態では先端)には、可動ノズル271a,271b内に供給された処理ガスを噴射するガス供給口が開設されている。なお、可動ノズル271a,271bの上流端とガス供給口との間の距離は、ノズル軸270a,270bとウエハ200外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されている。また、可動ノズル271a,271bは、例えばウエハ200外縁と同じ曲率半径を有するように、ウエハ200外縁に沿ってそれぞれ湾曲して構成されている。   The nozzle shafts 270a and 270b are provided with a plurality of movable nozzles 271a and 271b as nozzles in a horizontal posture. The movable nozzles 271a and 271b are each formed in a hollow cylindrical shape. The upstream ends of the movable nozzles 271a and 271b are arranged at predetermined intervals along the longitudinal direction of the nozzle shafts 270a and 270b, that is, the barrels of the nozzle shafts 270a and 270b so as to correspond to the spaces between the wafers 200, respectively. Each part is airtightly connected. The space in the nozzle shafts 270a and 270b and the space in the movable nozzles 271a and 271b communicate with each other, and the processing gas that has flowed through the nozzle shafts 270a and 270b is distributed and supplied into the movable nozzles 271a and 271b. (See FIG. 2). A gas supply port for injecting the processing gas supplied into the movable nozzles 271a and 271b is opened on the downstream side (the tip in this embodiment) of the movable nozzles 271a and 271b. Note that the distance between the upstream ends of the movable nozzles 271a and 271b and the gas supply port is longer than the distance between the nozzle shafts 270a and 270b and the outer edge of the wafer 200, respectively. The movable nozzles 271a and 271b are configured to be curved along the outer edge of the wafer 200 so as to have the same radius of curvature as the outer edge of the wafer 200, for example.

図1及び図3に示すように、ノズル軸270a,270bは、シールキャップ219に設けられた回転機構部260a,260bによってそれぞれ立設されている。回転機構部260a,260bは、シールキャップ219を貫通するように設けられている。回転機構部260a,260bは、シールキャップ219の貫通孔の下端外周を囲うように設けられた円筒状の回転機構ベース262a,262bと、回転機構ベース262a,262b内に挿入されてシールキャップ219を貫通するカップ状の回転軸261a,261bと、回転軸261a,261bを下方から支持すると共に、回転軸261a,261bを回転可能に構成されたノズル駆動用モータ263a,263bと、を備えている。なお、シールキャップ219下面と回転機構ベース262a,262b上端開口との間は、シー
ル部材としてのOリング220aにより気密に封止されている。また、回転機構ベース262a,262b内壁と回転軸261a,261b側壁との間は、磁気シール265a,265bにより上下がそれぞれ気密に封止されている。回転軸261a,261bの上端開口にはノズル軸270a,270bの下端開口が気密に設けられており、回転軸261a,261b内の空間とノズル軸270a,270b内の空間とはそれぞれ連通している。ノズル駆動用モータ263a,263bを作動させることで、回転軸261a,261bに支持されたノズル軸270a,270bを回転させることができるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the nozzle shafts 270 a and 270 b are erected by rotation mechanism portions 260 a and 260 b provided on the seal cap 219, respectively. The rotation mechanism portions 260a and 260b are provided so as to penetrate the seal cap 219. The rotation mechanism portions 260a and 260b are inserted into cylindrical rotation mechanism bases 262a and 262b provided to surround the outer periphery of the lower end of the through hole of the seal cap 219, and inserted into the rotation mechanism bases 262a and 262b. There are provided cup-shaped rotating shafts 261a and 261b that penetrate therethrough, and nozzle driving motors 263a and 263b configured to rotatably support the rotating shafts 261a and 261b while supporting the rotating shafts 261a and 261b from below. The lower surface of the seal cap 219 and the rotation mechanism bases 262a and 262b upper end openings are hermetically sealed by an O-ring 220a as a seal member. Further, the upper and lower sides are hermetically sealed by magnetic seals 265a and 265b between the inner walls of the rotation mechanism bases 262a and 262b and the side walls of the rotation shafts 261a and 261b. The lower end openings of the nozzle shafts 270a and 270b are airtightly provided at the upper end openings of the rotation shafts 261a and 261b, and the space in the rotation shafts 261a and 261b and the space in the nozzle shafts 270a and 270b communicate with each other. . By operating the nozzle driving motors 263a and 263b, the nozzle shafts 270a and 270b supported by the rotating shafts 261a and 261b can be rotated.

図3に示すように、回転軸261a,261b内には、炉口フランジ210を貫通するように設けられたガス導入路210a,210b、シールキャップ219を貫通するように設けられたガス導入路219a,219b、及びガス導入管233a,233bより構成されるガス流路がそれぞれ連通している。炉口フランジ210のガス導入路210a,210bの上端開口には、所定の処理ガスを供給する第1処理ガス供給管232a、第2処理ガス供給管232bの下流端が接続されており、ガス導入路210a,210b、ガス導入路219a,219b、ガス導入管233a,233bにより構成されるガス流路を介して、回転軸261a,261b内にそれぞれ処理ガスが供給されるように構成されている。回転軸261a,261b内に供給された処理ガスは、ノズル軸270a,270b内を下方から上方に向かって流れ、可動ノズル271a,271b内に分散するように流れた後、可動ノズル271a,271bに設けられたガス供給口から処理室201内にそれぞれ供給されるように構成されている(図2、図3の矢印参照)。   As shown in FIG. 3, in the rotary shafts 261 a and 261 b, gas introduction paths 210 a and 210 b provided so as to penetrate the furnace port flange 210 and a gas introduction path 219 a provided so as to penetrate the seal cap 219. 219b and gas introduction pipes 233a and 233b communicate with each other. The downstream ends of the first process gas supply pipe 232a and the second process gas supply pipe 232b for supplying a predetermined process gas are connected to the upper end openings of the gas introduction paths 210a and 210b of the furnace port flange 210. The processing gas is supplied to the rotary shafts 261a and 261b through gas passages constituted by the passages 210a and 210b, the gas introduction passages 219a and 219b, and the gas introduction pipes 233a and 233b, respectively. The processing gas supplied into the rotary shafts 261a and 261b flows from the lower side to the upper side in the nozzle shafts 270a and 270b, flows so as to be dispersed in the movable nozzles 271a and 271b, and then flows into the movable nozzles 271a and 271b. Each gas supply port is provided to be supplied into the processing chamber 201 (see arrows in FIGS. 2 and 3).

図4に示すように、第1処理ガス供給管232aには、上流側から順に、気化器235a、バルブ243aが設けられている。気化器235aには、有機金属液体原料として、例えば金属元素としてのジルコニウム(Zr)を含有するTEMAZ(Tetrakis−Ethyl−Methyl−Amino−Zirconium:Zr[N(CH(C)等を供給する液体原料供給管234aの下流端が接続されている。液体原料供給管234aには液体流量コントローラ241aが設けられている。第1処理ガス供給管232aにおけるバルブ243aの上流側には、ベント管232eの上流端が接続されている。ベント管232eの下流端は、後述する排気管231におけるAPCバルブ244の下流側に接続されている。ベント管232eにはバルブ243eが設けられている。第1処理ガス供給管232aにおけるバルブ243aの下流側には、第1不活性ガス供給管232cの下流端が接続されている。第1不活性ガス供給管232cには、上流側から順に、不活性ガスとしての例えば窒素(N)ガスを供給する図示しない不活性ガス供給源、流量コントローラ241c、バルブ243cが設けられている。不活性ガスとしては、窒素ガスの他、Arガス、Heガス、Neガス、Xeガス等の希ガスを用いてもよい。 As shown in FIG. 4, the first process gas supply pipe 232a is provided with a vaporizer 235a and a valve 243a in order from the upstream side. The vaporizer 235a includes, for example, TEMAZ (Tetrakis-Ethyl-Methyl-Amino-Zirconium: Zr [N (CH 3 ) 2 (C 2 H 5 ) containing zirconium (Zr) as a metal element as an organometallic liquid raw material. 2 ] 4 ) and the like are connected to the downstream end of the liquid source supply pipe 234a. A liquid flow rate controller 241a is provided in the liquid source supply pipe 234a. The upstream end of the vent pipe 232e is connected to the upstream side of the valve 243a in the first processing gas supply pipe 232a. The downstream end of the vent pipe 232e is connected to the downstream side of the APC valve 244 in the exhaust pipe 231 described later. The vent pipe 232e is provided with a valve 243e. The downstream end of the first inert gas supply pipe 232c is connected to the downstream side of the valve 243a in the first process gas supply pipe 232a. The first inert gas supply pipe 232c is provided with an inert gas supply source (not shown) for supplying, for example, nitrogen (N 2 ) gas as an inert gas, a flow rate controller 241c, and a valve 243c in order from the upstream side. . As the inert gas, a rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, or Xe gas may be used in addition to nitrogen gas.

液体流量コントローラ241aにより流量調整させつつ、液体原料供給管234aから気化器235a内に液状のTEMAZを供給して気化させることで、第1の処理ガス(原料ガス)としてのTEMAZガスを生成することが可能なように構成されている。この状態で、バルブ243eを閉じてバルブ243aを開くことにより、第1処理ガス供給管232a、回転機構部260aの回転軸261a、ノズル軸270a及び可動ノズル271aを介して、処理室201内にTEMAZガスを供給することが可能なように構成されている。このとき、バルブ243cを更に開くことで、流量コントローラ241cにより流量調整された窒素ガスにより、処理室201内へのTEMAZガスの拡散を促したり、処理室201内に供給されたTEMAZガスを希釈したりすることが可能なように構成されている。また、バルブ243eを開いてバルブ243aを閉じることにより、気化器235aによるTEMAZガスの供給を停止することなく、処理室201内へのTEMAZガスの供給を停止することが可能なように構成されている。また、バルブ243aを閉じた
状態でバルブ243cを開くことで、パージガスとしての窒素ガスを処理室201内に供給することが可能なように構成されている。
A liquid TEMAZ is supplied from the liquid source supply pipe 234a into the vaporizer 235a and vaporized while the flow rate is adjusted by the liquid flow rate controller 241a, thereby generating a TEMAZ gas as a first process gas (source gas). Is configured to be possible. In this state, by closing the valve 243e and opening the valve 243a, the TEMAZ is introduced into the processing chamber 201 via the first processing gas supply pipe 232a, the rotating shaft 261a of the rotating mechanism 260a, the nozzle shaft 270a, and the movable nozzle 271a. The gas can be supplied. At this time, by further opening the valve 243c, the diffusion of the TEMAZ gas into the processing chamber 201 is promoted by the nitrogen gas whose flow rate is adjusted by the flow rate controller 241c, or the TEMAZ gas supplied into the processing chamber 201 is diluted. It is configured to be able to. Further, by opening the valve 243e and closing the valve 243a, the supply of the TEMAZ gas into the processing chamber 201 can be stopped without stopping the supply of the TEMAZ gas by the vaporizer 235a. Yes. Further, by opening the valve 243c with the valve 243a closed, nitrogen gas as a purge gas can be supplied into the processing chamber 201.

また、第2処理ガス供給管232bには、上流側から順に、第2の処理ガス(反応ガス)としての酸素含有ガス(酸化剤)であるオゾン(O)ガスを供給する図示しない酸素含有ガス供給源、流量コントローラ241b、バルブ243bが設けられている。第2処理ガス供給管232bにおけるバルブ243bの下流側には、第2不活性ガス供給管232dの下流端が接続されている。第2不活性ガス供給管232dには、上流側から順に、不活性ガスとしての例えば窒素(N)ガスを供給する図示しない不活性ガス供給源、流量コントローラ241d、バルブ243dが設けられている。酸素含有ガスとしては、オゾンガスの他、酸素(O)ガスや水蒸気(HO)等を用いてもよい。不活性ガスとしては、窒素ガスの他、Arガス、Heガス、Neガス、Xeガス等の希ガスを用いてもよい。 The second processing gas supply pipe 232b is supplied with ozone (O 3 ) gas that is an oxygen-containing gas (oxidant) as the second processing gas (reaction gas) in order from the upstream side. A gas supply source, a flow rate controller 241b, and a valve 243b are provided. A downstream end of the second inert gas supply pipe 232d is connected to the downstream side of the valve 243b in the second processing gas supply pipe 232b. The second inert gas supply pipe 232d is provided with an inert gas supply source (not shown) for supplying, for example, nitrogen (N 2 ) gas as an inert gas, a flow rate controller 241d, and a valve 243d in order from the upstream side. . As the oxygen-containing gas, in addition to ozone gas, oxygen (O 2 ) gas, water vapor (H 2 O), or the like may be used. As the inert gas, a rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, or Xe gas may be used in addition to nitrogen gas.

流量コントローラ241bにより流量調整させつつ、バルブ243bを開くことにより、第2処理ガス供給管232b、回転機構部260bの回転軸261b、ノズル軸270b及び可動ノズル271bを介して、処理室201内に第2の処理ガスとしてのオゾンガスを供給することが可能なように構成されている。このとき、バルブ243dを更に開くことで、流量コントローラ241dにより流量調整された窒素ガスにより、処理室201内へのオゾンガスの拡散を促したり、処理室201内に供給されたオゾンガスを希釈したりすることが可能なように構成されている。また、バルブ243bを閉じた状態でバルブ243dを開くことで、パージガスとしての窒素ガスを処理室201内に供給することが可能なように構成されている。   By adjusting the flow rate with the flow rate controller 241b and opening the valve 243b, the second process gas supply pipe 232b, the rotation shaft 261b of the rotation mechanism section 260b, the nozzle shaft 270b, and the movable nozzle 271b are inserted into the process chamber 201. It is comprised so that ozone gas as 2 process gas can be supplied. At this time, by further opening the valve 243d, the nitrogen gas whose flow rate is adjusted by the flow rate controller 241d is used to promote the diffusion of ozone gas into the processing chamber 201, or the ozone gas supplied into the processing chamber 201 is diluted. It is configured to be possible. Further, by opening the valve 243d with the valve 243b closed, nitrogen gas as a purge gas can be supplied into the processing chamber 201.

主に、第1処理ガス供給管232a、バルブ243a、回転機構部260a、ノズル軸270a及び可動ノズル271aにより、TEMAZガス供給系が構成される。また、主に、第2処理ガス供給管232b、流量コントローラ241b、バルブ243b、回転機構部260b、ノズル軸270b及び可動ノズル271bにより、オゾンガス供給系が構成される。そして、主に、TEMAZガス供給系及びオゾンガス供給系により、本実施形態に係る処理ガス供給系が構成される。なお、TEMAZガス供給系及びオゾンガス供給系をそれぞれ独立した処理ガス供給系と考えてもよい。また、液体原料供給管234a、液体流量コントローラ241a、気化器235a、図示しない酸素含有ガス供給源、第1不活性ガス供給管232c、第2不活性ガス供給管232d、流量コントローラ241c,241d、バルブ243c,243d、図示しない不活性ガス供給源を、処理ガス供給系に含めて考えてもよい。   The TEMAZ gas supply system is mainly configured by the first processing gas supply pipe 232a, the valve 243a, the rotation mechanism 260a, the nozzle shaft 270a, and the movable nozzle 271a. In addition, an ozone gas supply system is mainly configured by the second processing gas supply pipe 232b, the flow rate controller 241b, the valve 243b, the rotation mechanism 260b, the nozzle shaft 270b, and the movable nozzle 271b. And the process gas supply system which concerns on this embodiment is mainly comprised by the TEMAZ gas supply system and the ozone gas supply system. Note that the TEMAZ gas supply system and the ozone gas supply system may be considered as independent processing gas supply systems. Also, a liquid source supply pipe 234a, a liquid flow rate controller 241a, a vaporizer 235a, an oxygen-containing gas supply source (not shown), a first inert gas supply pipe 232c, a second inert gas supply pipe 232d, flow rate controllers 241c and 241d, valves 243c and 243d and an inert gas supply source (not shown) may be included in the processing gas supply system.

(可動ノズルの回転動作)
続いて、回転機構部260a,260bによるノズル軸270a,270b及び可動ノズル271a,271bの回転動作について説明する。
(Rotating movement of movable nozzle)
Next, the rotation operation of the nozzle shafts 270a and 270b and the movable nozzles 271a and 271b by the rotation mechanism units 260a and 260b will be described.

処理室201内外へのウエハ200(すなわちボート217)の搬送時には、回転機構部260a,260bを作動させてノズル軸270a,270bを回転させ、可動ノズル271a,271bを処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間にそれぞれ退避させる。可動ノズル271a,271bをこのように退避させることで、ウエハ200を搬送する際に、可動ノズル271a,271bとウエハ200(すなわちボート217)との干渉を防ぐことができる。なお、上述したように、可動ノズル271a,271bは、ウエハ200外縁と同じ曲率半径を有するようにウエハ200外縁に沿って湾曲して構成されている。そのため、可動ノズル271a,271bを上述のように退避させることで、可動ノズル271a,271bとウエハ200(すなわちボート217)との干渉をより確実に回避することが可能である。   When the wafer 200 (that is, the boat 217) is transferred into and out of the processing chamber 201, the rotation mechanism portions 260a and 260b are operated to rotate the nozzle shafts 270a and 270b, and the movable nozzles 271a and 271b are connected to the inner wall of the processing chamber 201 and the outer edge of the wafer 200. Retreat into the space between each. By retracting the movable nozzles 271a and 271b in this way, it is possible to prevent interference between the movable nozzles 271a and 271b and the wafer 200 (that is, the boat 217) when the wafer 200 is transferred. As described above, the movable nozzles 271 a and 271 b are configured to be curved along the outer edge of the wafer 200 so as to have the same radius of curvature as that of the outer edge of the wafer 200. Therefore, by retracting the movable nozzles 271a and 271b as described above, it is possible to more reliably avoid interference between the movable nozzles 271a and 271b and the wafer 200 (that is, the boat 217).

ウエハ200表面に処理ガスを供給する時には、回転機構部260a,260bを作動させてノズル軸270a,270bを回転させ、可動ノズル271a,271bの下流端(ガス供給口)をウエハ200間の空間内にそれぞれ挿入する。上述したように、可動ノズル271a,271bは、ノズル軸270a,270bとウエハ200外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されている。そのため、可動ノズル271a,271bを例えば60°程度回転移動させることで、可動ノズル271a,271bの下流端(ガス供給口)をウエハ200の中心付近に容易に移動させることが可能となる。その結果、ウエハ200間の空間内に処理ガスを効率的に供給することが可能となる。なお、積層されたウエハ200間の間隔は、ウエハ200外縁と処理室201内壁との間隔よりも狭く構成されている。すなわち、積層されたウエハ200間のコンダクタンスは、ウエハ200外縁と処理室201内壁との間のコンダクタンスよりも小さくなっている。そのため、仮にウエハ200外縁と処理室201内壁との間に設けたノズルから処理ガスを供給するようにすると、処理ガスは、ウエハ200間には少量しか流れず、ウエハ200外縁と処理室201内壁との間の空間を通って大部分の処理ガスが排気されてしまう。これに対し、上述のように可動ノズル271a,271bの下流端(ガス供給口)をウエハ200間の空間内にそれぞれ挿入して処理ガスを供給することで、ウエハ200間の空間内に処理ガスを効率的に供給することが可能となる。特に、従来の基板処理装置では供給が困難であったウエハ200の中心付近への処理ガスの供給を容易に行えるようになる。   When supplying the processing gas to the surface of the wafer 200, the rotation mechanisms 260a and 260b are operated to rotate the nozzle shafts 270a and 270b, and the downstream ends (gas supply ports) of the movable nozzles 271a and 271b are set in the space between the wafers 200. Insert into each. As described above, the movable nozzles 271a and 271b are configured to be longer than the distance between the nozzle shafts 270a and 270b and the outer edge of the wafer 200, respectively. Therefore, the downstream ends (gas supply ports) of the movable nozzles 271a and 271b can be easily moved near the center of the wafer 200 by rotating the movable nozzles 271a and 271b, for example, by about 60 °. As a result, the processing gas can be efficiently supplied into the space between the wafers 200. Note that the interval between the stacked wafers 200 is configured to be narrower than the interval between the outer edge of the wafer 200 and the inner wall of the processing chamber 201. That is, the conductance between the stacked wafers 200 is smaller than the conductance between the outer edge of the wafer 200 and the inner wall of the processing chamber 201. Therefore, if a processing gas is supplied from a nozzle provided between the outer edge of the wafer 200 and the inner wall of the processing chamber 201, only a small amount of the processing gas flows between the wafers 200, and the outer edge of the wafer 200 and the inner wall of the processing chamber 201 are supplied. Most of the processing gas is exhausted through the space between the two. On the other hand, the processing gas is supplied into the space between the wafers 200 by inserting the downstream ends (gas supply ports) of the movable nozzles 271a and 271b into the space between the wafers 200 and supplying the processing gas as described above. Can be efficiently supplied. In particular, the processing gas can be easily supplied to the vicinity of the center of the wafer 200, which is difficult to supply with the conventional substrate processing apparatus.

複数種の処理ガスをウエハ200表面へ交互に供給する時には、回転機構部260a,260bを交互に作動させてノズル軸270a,270bを交互に回転させ、所定の処理ガスを供給する可動ノズルをウエハ200間の空間内に挿入すると共に、他の処理ガスを供給する他の可動ノズル(処理ガスを供給しない他の可動ノズル)を処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間に退避させる。例えば、可動ノズル271aによりTEMAZガスをウエハ200表面に供給する際には、可動ノズル271aをウエハ200間の空間内に挿入すると共に、オゾンガスを供給するための可動ノズル271bを処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間に退避させる。また同様に、可動ノズル271bによりオゾンガスをウエハ200表面に供給する際には、可動ノズル271bをウエハ200間の空間内に挿入すると共に、TEMAZガスを供給するための可動ノズル271aを処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間に退避させる。このように、一方の処理ガスを供給する際に、他方の処理ガスを供給する可動ノズルをウエハ200間の空間から退避させることで、可動ノズルによる処理ガスの無用な乱れを抑制させることができ、ウエハ200表面に対して処理ガスをより均一に供給できるようになる。更には、可動ノズル表面への処理ガスの無用な吸着や、処理ガスが衝突することによる可動ノズルのダメージ等を抑制できるようになる。   When alternately supplying a plurality of types of processing gases to the surface of the wafer 200, the rotating mechanism portions 260a and 260b are alternately operated to alternately rotate the nozzle shafts 270a and 270b, and a movable nozzle for supplying a predetermined processing gas is provided on the wafer. In addition to being inserted into the space between 200, other movable nozzles for supplying other processing gases (other movable nozzles that do not supply the processing gas) are retracted into the space between the inner wall of the processing chamber 201 and the outer edge of the wafer 200. For example, when the TEMAZ gas is supplied to the surface of the wafer 200 by the movable nozzle 271a, the movable nozzle 271a is inserted into the space between the wafers 200, and the movable nozzle 271b for supplying ozone gas is provided on the inner wall of the processing chamber 201 and the wafer. Retreat to a space between the outer edges of 200. Similarly, when ozone gas is supplied to the surface of the wafer 200 by the movable nozzle 271b, the movable nozzle 271b is inserted into the space between the wafers 200, and the movable nozzle 271a for supplying TEMAZ gas is provided on the inner wall of the processing chamber 201. And a space between the outer edge of the wafer 200. In this way, when supplying one processing gas, the movable nozzle for supplying the other processing gas is retracted from the space between the wafers 200, so that unnecessary disturbance of the processing gas by the movable nozzle can be suppressed. The processing gas can be supplied more uniformly to the surface of the wafer 200. Furthermore, unnecessary adsorption of the processing gas to the movable nozzle surface, damage to the movable nozzle due to collision of the processing gas, and the like can be suppressed.

(排気系)
図1に示すように、インレットフランジ209の側方には、処理室201内の雰囲気を排気する排気口231aが設けられている。排気口231aには、図4に示す排気管231の上流端が接続されている。排気管231には、上流側から順に、図示しない圧力センサ、圧力調整器としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ244、真空排気装置としての真空ポンプ246が設けられている。圧力センサにより検出された圧力情報に基づきAPCバルブ244の開度を調整することで、処理室201内の圧力が所定の圧力(真空度)となるよう真空排気し得るように構成されている。なお、APCバルブ244は、弁を開閉することで処理室201内の真空排気を開始或いは停止させることができ、更に弁開度を調整することで処理室201内の圧力を調整することができるよう構成された開閉弁である。
(Exhaust system)
As shown in FIG. 1, an exhaust port 231 a for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201 is provided on the side of the inlet flange 209. The upstream end of the exhaust pipe 231 shown in FIG. 4 is connected to the exhaust port 231a. In the exhaust pipe 231, a pressure sensor (not shown), an APC (Auto Pressure Controller) valve 244 as a pressure regulator, and a vacuum pump 246 as a vacuum exhaust device are provided in this order from the upstream side. By adjusting the opening degree of the APC valve 244 based on the pressure information detected by the pressure sensor, the processing chamber 201 is configured to be evacuated so that the pressure in the processing chamber 201 becomes a predetermined pressure (degree of vacuum). The APC valve 244 can start or stop evacuation in the processing chamber 201 by opening and closing the valve, and can adjust the pressure in the processing chamber 201 by adjusting the valve opening degree. An on-off valve configured as described above.

(コントローラ)
制御部(制御手段)であるコントローラ280は、液体流量コントローラ241a、流量コントローラ241b,241c,241d、バルブ243a,243b,243c,243d,243e、気化器235a、圧力センサ(図示せず)、APCバルブ244、真空ポンプ246、ノズル駆動用モータ263a,263b、ヒータ207、温度センサ(図示せず)、ボート回転機構255、昇降機構(図示せず)にそれぞれ接続されている。コントローラ280は、液体流量コントローラ241a、流量コントローラ241b,241c,241dによる流量調整動作、バルブ243a,243b,243c,243d,243e及びAPCバルブ244の開閉動作、真空ポンプ246の排気動作、ノズル駆動用モータ263a,263bの回転動作、ヒータ207の加熱動作、ボート回転機構255の回転動作、昇降機構の昇降動作をそれぞれ制御するように構成されている。
(controller)
The controller 280 as a control unit (control means) includes a liquid flow rate controller 241a, flow rate controllers 241b, 241c, and 241d, valves 243a, 243b, 243c, 243d, and 243e, a vaporizer 235a, a pressure sensor (not shown), and an APC valve. 244, a vacuum pump 246, nozzle driving motors 263a and 263b, a heater 207, a temperature sensor (not shown), a boat rotating mechanism 255, and an elevating mechanism (not shown). The controller 280 includes a liquid flow rate controller 241a, a flow rate adjusting operation by the flow rate controllers 241b, 241c, and 241d, an opening / closing operation of the valves 243a, 243b, 243c, 243d, and 243e, an APC valve 244, an exhausting operation of the vacuum pump 246, and a nozzle driving motor. The rotating operation of 263a, 263b, the heating operation of the heater 207, the rotating operation of the boat rotating mechanism 255, and the lifting operation of the lifting mechanism are respectively controlled.

(2)基板処理工程
次に、上述の基板処理装置の処理炉202を用い、半導体装置(半導体デバイス)の製造工程の一工程として、ウエハ200上に薄膜を成膜するシーケンス例について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ280により制御される。
(2) Substrate Processing Step Next, a sequence example in which a thin film is formed on the wafer 200 will be described as one step of the semiconductor device (semiconductor device) manufacturing process using the processing furnace 202 of the substrate processing apparatus described above. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 280.

従来のCVD(Chemical Vapor Deposition)法やALD(Atomic Layer Deposition)法では、例えば、CVD法の場合、形成する薄膜を構成する元素を含む複数種類の処理ガスを同時に供給し、また、ALD法の場合、形成する薄膜を構成する元素を含む複数種類の処理ガスを交互に供給する。そして、ガス供給時のガス供給流量、ガス供給時間等の供給条件を制御することにより、例えばシリコン窒化膜(SiN膜)やシリコン酸化膜(SiO膜)を形成する。これらの技術では、例えばSiN膜を形成する場合、膜の組成比が化学量論組成であるN/Si≒1.33となるように、また例えばSiO膜を形成する場合、膜の組成比が化学量論組成であるO/Si≒2となるようにすることを目的として、供給条件を制御する。   In a conventional CVD (Chemical Vapor Deposition) method or ALD (Atomic Layer Deposition) method, for example, in the case of a CVD method, a plurality of types of processing gases containing elements constituting the thin film to be formed are simultaneously supplied. In this case, a plurality of types of processing gases containing elements constituting the thin film to be formed are supplied alternately. For example, a silicon nitride film (SiN film) or a silicon oxide film (SiO film) is formed by controlling supply conditions such as a gas supply flow rate and a gas supply time at the time of gas supply. In these techniques, for example, when forming a SiN film, the composition ratio of the film is N / Si≈1.33 which is a stoichiometric composition, and when forming a SiO film, for example, the composition ratio of the film is The supply conditions are controlled for the purpose of O / Si≈2, which is the stoichiometric composition.

一方、形成する膜の組成比が化学量論組成とは異なる所定の組成比となるようにすることを目的として、供給条件を制御することも可能である。すなわち、形成する薄膜を構成する元素のうち少なくとも一つの元素が他の元素よりも化学量論組成に対し過剰となるようにすることを目的として、供給条件を制御することも可能である。このように、形成する薄膜を構成する元素の比率、すなわち、薄膜の組成比を制御しつつ成膜を行うことも可能である。   On the other hand, it is possible to control the supply conditions for the purpose of setting the composition ratio of the film to be formed to a predetermined composition ratio different from the stoichiometric composition. In other words, the supply conditions can be controlled for the purpose of making at least one of the elements constituting the thin film to be formed more excessive than the stoichiometric composition than the other elements. As described above, it is possible to perform film formation while controlling the ratio of elements constituting the thin film to be formed, that is, the composition ratio of the thin film.

以下では、種類の異なる処理ガスを交互に供給して化学両論組成を有する絶縁膜を形成するシーケンス例について説明する。ここでは、第1の処理ガス(原料ガス)として、有機液体金属原料であるTEMAZを気化させたTEMAZガスを、第2の処理ガス(反応ガス)として、酸素(O)含有ガス(酸化剤)であるオゾンガスを用い、絶縁膜であるジルコニウム酸化膜(ZrO膜。以下、単にZrO膜という)をウエハ200上に形成する。 Hereinafter, a sequence example in which an insulating film having a stoichiometric composition is formed by alternately supplying different types of processing gases will be described. Here, a TEMAZ gas obtained by vaporizing TEMAZ, which is an organic liquid metal raw material, is used as the first processing gas (raw material gas), and an oxygen (O) -containing gas (oxidant) is used as the second processing gas (reactive gas). A zirconium oxide film (ZrO 2 film, hereinafter simply referred to as a ZrO film) as an insulating film is formed on the wafer 200 using ozone gas.

(ウエハ搬入工程(S10))
まず、複数枚のウエハ200をボート217に装填(ウエハチャージ)する。そして、図1に示すように、複数枚のウエハ200を支持したボート217を、図示しない昇降機構によって上昇させて処理室201内に搬入(ボートロード)する。この状態で、シールキャップ219はOリング220c,220d,220eを介して炉口フランジ210の下端をシールした状態となる。なお、処理室201内にボート217を搬入する時には、回転機構部260a,260bを作動させてノズル軸270a,270bを回転させ、可動ノズル271a,271bを処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間にそれぞれ退避させておく。
(Wafer carry-in process (S10))
First, a plurality of wafers 200 are loaded into the boat 217 (wafer charge). Then, as shown in FIG. 1, the boat 217 supporting the plurality of wafers 200 is lifted by a lifting mechanism (not shown) and loaded into the processing chamber 201 (boat loading). In this state, the seal cap 219 seals the lower end of the furnace port flange 210 via the O-rings 220c, 220d, and 220e. When the boat 217 is loaded into the processing chamber 201, the rotation mechanism portions 260a and 260b are operated to rotate the nozzle shafts 270a and 270b, and the movable nozzles 271a and 271b are moved between the inner wall of the processing chamber 201 and the outer edge of the wafer 200. Evacuate each space.

(圧力及び温度調整工程(S20))
処理室201内が所望の圧力(真空度)となるように真空ポンプ246によって真空排気する。この際、処理室201内の圧力は排気管231に設けられた図示しない圧力センサで測定され、この測定された圧力情報に基づき、APCバルブ244の開度がフィードバック制御される(圧力調整)。また、処理室201内が所望の温度となるようにヒータ207によって加熱される。この際、処理室201内が所望の温度分布となるように、図示しない温度センサが検出した温度情報に基づき、ヒータ207への通電具合がフィードバック制御される(温度調整)。続いて、ボート回転機構255を作動させ、ウエハ200の回転を開始させる。なお、圧力調整、温度調整及びウエハ200の回転は、少なくとも後述する成膜工程(S30)が完了するまで継続する。
(Pressure and temperature adjustment step (S20))
The processing chamber 201 is evacuated by a vacuum pump 246 so that a desired pressure (degree of vacuum) is obtained. At this time, the pressure in the processing chamber 201 is measured by a pressure sensor (not shown) provided in the exhaust pipe 231, and the opening degree of the APC valve 244 is feedback-controlled based on the measured pressure information (pressure adjustment). Further, the processing chamber 201 is heated by the heater 207 so as to have a desired temperature. At this time, the power supply to the heater 207 is feedback-controlled based on temperature information detected by a temperature sensor (not shown) so that the processing chamber 201 has a desired temperature distribution (temperature adjustment). Subsequently, the boat rotation mechanism 255 is operated to start the rotation of the wafer 200. The pressure adjustment, temperature adjustment, and rotation of the wafer 200 are continued until at least a film forming step (S30) described later is completed.

また、工程S10〜S20と並行して、有機液体金属原料(Zr原料)であるTEMAZを気化させて第1の処理ガスとしてのTEMAZガスを生成(予備気化)させておく。すなわち、液体流量コントローラ241aにより流量調整させつつ、液体原料供給管234aから気化器235a内にTEMAZを供給して気化させることで、TEMAZガスを生成させておく。この予備気化工程では、真空ポンプ246を作動させつつ、バルブ243aを閉じたまま、バルブ243eを開くことにより、TEMAZガスを処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスして排気しておく。気化器235aにてTEMAZガスを安定した状態で生成させるには所定の時間を要するが、本実施形態では、TEMAZガスを予め生成させて安定供給可能な状態としておき、バルブ243a,243eの切替によりTEMAZガスの安定した供給を迅速に開始或いは停止できるようにしている。   In parallel with steps S10 to S20, TEMAZ, which is an organic liquid metal raw material (Zr raw material), is vaporized to generate (preliminary vaporization) TEMAZ gas as the first processing gas. That is, TEMAZ gas is generated by supplying and vaporizing TEMAZ from the liquid source supply pipe 234a into the vaporizer 235a while adjusting the flow rate by the liquid flow rate controller 241a. In this preliminary vaporization step, while the vacuum pump 246 is operated, the valve 243e is opened while the valve 243a is closed, thereby bypassing and exhausting the processing chamber 201 without supplying the TEMAZ gas into the processing chamber 201. deep. A predetermined time is required to generate the TEMAZ gas in a stable state in the vaporizer 235a. However, in this embodiment, the TEMAZ gas is generated in advance so that it can be stably supplied, and the valves 243a and 243e are switched. A stable supply of TEMAZ gas can be started or stopped quickly.

(成膜工程(S30))
続いて、以下の工程S31〜S34を1サイクルとしてこのサイクルを所定回数行うことにより、ALD法により、絶縁膜であるZrO膜をウエハ200上に形成する。以下に、各工程について説明する。
(Film formation process (S30))
Subsequently, the following steps S31 to S34 are performed as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times to form a ZrO film as an insulating film on the wafer 200 by the ALD method. Below, each process is demonstrated.

<TEMAZガス供給工程(S31)>
まず、回転機構部260aを作動させてノズル軸270aを回転させ、可動ノズル271aの下流端(ガス供給口)を、ウエハ200間の空間内にそれぞれ挿入する。可動ノズル271aは、ノズル軸270aとウエハ200外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されているため、可動ノズル271aを例えば60°程度回転させることで、可動ノズル271aの下流端(ガス供給口)を、例えばウエハ200の中心付近に移動させることができる。
<TEMAZ gas supply process (S31)>
First, the rotation mechanism 260a is operated to rotate the nozzle shaft 270a, and the downstream end (gas supply port) of the movable nozzle 271a is inserted into the space between the wafers 200, respectively. Since the movable nozzle 271a is configured to be longer than the distance between the nozzle shaft 270a and the outer edge of the wafer 200, the downstream end (gas supply port) of the movable nozzle 271a is rotated by rotating the movable nozzle 271a by, for example, about 60 °. ) Can be moved near the center of the wafer 200, for example.

可動ノズル271aの移動が完了したら、バルブ243eを閉じると共にバルブ243aを開き、第1処理ガス供給管232a、回転機構部260aの回転軸261a、ノズル軸270a及び可動ノズル271aを介して処理室201内へTEMAZガスを供給する。このとき、バルブ243cを更に開くことで、流量コントローラ241cにより流量調整された窒素ガスにより、処理室201内へのTEMAZガスの拡散を促したり、処理室201内へ供給するTEMAZガスを希釈したりしてもよい。   When the movement of the movable nozzle 271a is completed, the valve 243e is closed and the valve 243a is opened, and the first processing gas supply pipe 232a, the rotation shaft 261a of the rotation mechanism 260a, the nozzle shaft 270a, and the movable nozzle 271a are inserted into the processing chamber 201. TEMAZ gas is supplied to At this time, by further opening the valve 243c, the diffusion of the TEMAZ gas into the processing chamber 201 is promoted by the nitrogen gas whose flow rate is adjusted by the flow rate controller 241c, or the TEMAZ gas supplied into the processing chamber 201 is diluted. May be.

処理室201内に供給されたTEMAZガス及び窒素ガスは、処理室201内を拡散し、ウエハ200間の空間を流れた後、排気管231から排気される。なお、上述したように、処理室201内に供給されたTEMAZガスは、コンダクタンスの関係から、ウエハ200間には流れ難く、ウエハ200外縁と処理室201内壁との間の空間を通って排気され易くなっている。これに対し本実施形態では、可動ノズル271aの下流端(ガス供給口)をウエハ200間の空間内にそれぞれ挿入し、例えばウエハ200の中心付近から
TEMAZガスを供給するようにしている。これにより、ウエハ200間へのTEMAZガスの供給を促進させることができ、例えばウエハ200の外縁付近と中心付近とでTEMAZガスの供給量を均一化させることができる。
The TEMAZ gas and nitrogen gas supplied into the processing chamber 201 diffuse in the processing chamber 201, flow through the space between the wafers 200, and are then exhausted from the exhaust pipe 231. As described above, the TEMAZ gas supplied into the processing chamber 201 hardly flows between the wafers 200 because of conductance, and is exhausted through the space between the outer edge of the wafer 200 and the inner wall of the processing chamber 201. It is easy. On the other hand, in the present embodiment, the downstream end (gas supply port) of the movable nozzle 271a is inserted into the space between the wafers 200, and TEMAZ gas is supplied from, for example, the vicinity of the center of the wafer 200. Thereby, the supply of the TEMAZ gas between the wafers 200 can be promoted. For example, the supply amount of the TEMAZ gas can be made uniform near the outer edge and the center of the wafer 200.

TEMAZガスの供給により、ウエハ200表面の下地膜上に、ジルコニウムを含む層が形成される。すなわち、ウエハ200上(下地膜上)に、1原子層未満から数原子層のジルコニウム含有層としてのジルコニウム層(Zr層)が形成される。ジルコニウム含有層はTEMAZの化学吸着(表面吸着)層であってもよい。なお、ジルコニウムは、それ単独で固体となる元素である。ここでジルコニウム層とはジルコニウムにより構成される連続的な層の他、不連続な層やこれらが重なってできる薄膜をも含む。なお、ジルコニウムにより構成される連続的な層を薄膜という場合もある。また、TEMAZの化学吸着層とはTEMAZ分子の連続的な化学吸着層の他、不連続な化学吸着層をも含む。なお、ウエハ200上に形成されるジルコニウム含有層の厚さが数原子層を超えると、後述するオゾンガス供給工程(S33)での酸化の作用がジルコニウム含有層の全体に届かなくなる。また、ウエハ200上に形成可能なジルコニウム含有層の最小値は1原子層未満である。よって、ジルコニウム含有層の厚さは1原子層未満から数原子層とするのが好ましい。なお、ウエハ温度及び処理室201内の圧力等の条件を調整することにより、TEMAZガスが自己分解する条件下では、ウエハ200上にジルコニウムが堆積することでジルコニウム層が形成され、TEMAZガスが自己分解しない条件下では、ウエハ200上にTEMAZが化学吸着することでTEMAZガスの化学吸着層が形成されるよう、形成される層を調整することができる。なお、ウエハ200上にTEMAZの化学吸着層を形成する場合と比較して、ウエハ200上にジルコニウム層を形成する方が、成膜レートを高くすることができる。また、ウエハ200上にジルコニウム層を形成する方が、ウエハ200上にTEMAZの化学吸着層を形成する場合と比較して、より緻密な層を形成することができる。   By supplying the TEMAZ gas, a layer containing zirconium is formed on the base film on the surface of the wafer 200. That is, a zirconium layer (Zr layer) as a zirconium-containing layer of less than one atomic layer to several atomic layers is formed on the wafer 200 (on the base film). The zirconium-containing layer may be a TEMAZ chemical adsorption (surface adsorption) layer. Zirconium is an element that becomes a solid by itself. Here, the zirconium layer includes a continuous layer composed of zirconium, a discontinuous layer, and a thin film formed by overlapping these layers. In addition, the continuous layer comprised with a zirconium may be called a thin film. The TEMAZ chemical adsorption layer includes a continuous chemical adsorption layer of TEMAZ molecules and a discontinuous chemical adsorption layer. When the thickness of the zirconium-containing layer formed on the wafer 200 exceeds several atomic layers, the oxidation action in the ozone gas supply step (S33) described later does not reach the entire zirconium-containing layer. The minimum value of the zirconium-containing layer that can be formed on the wafer 200 is less than one atomic layer. Therefore, the thickness of the zirconium-containing layer is preferably less than one atomic layer to several atomic layers. In addition, by adjusting conditions such as the wafer temperature and the pressure in the processing chamber 201, under the condition that the TEMAZ gas self-decomposes, zirconium is deposited on the wafer 200, and a zirconium layer is formed. Under the condition that the TEMAZ is not decomposed, the layer to be formed can be adjusted so that the TEMAZ is chemically adsorbed on the wafer 200 to form a TEMAZ gas chemically adsorbed layer. It should be noted that the deposition rate can be increased when the zirconium layer is formed on the wafer 200 as compared to the case where the TEMAZ chemical adsorption layer is formed on the wafer 200. Further, a denser layer can be formed by forming a zirconium layer on the wafer 200 as compared with the case of forming a TEMAZ chemical adsorption layer on the wafer 200.

TEMAZガスを供給する際には、APCバルブ244を適正に調整して、処理室201内の圧力を例えば50〜400Paの範囲内の圧力とする。液体流量コントローラ241aで制御するTEMAZガスの供給流量は、例えば0.1〜0.5g/分の範囲内の流量とする。TEMAZガスをウエハ200に晒す時間、すなわちガス供給時間(照射時間)は、例えば30〜240秒間の範囲内の時間とする。このときヒータ207の温度は、ウエハ200の温度が、例えば150〜250℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。   When supplying the TEMAZ gas, the APC valve 244 is appropriately adjusted so that the pressure in the processing chamber 201 is, for example, in the range of 50 to 400 Pa. The supply flow rate of the TEMAZ gas controlled by the liquid flow rate controller 241a is, for example, a flow rate in the range of 0.1 to 0.5 g / min. The time for exposing the TEMAZ gas to the wafer 200, that is, the gas supply time (irradiation time) is, for example, a time within a range of 30 to 240 seconds. At this time, the temperature of the heater 207 is set to such a temperature that the temperature of the wafer 200 becomes a temperature within a range of 150 to 250 ° C., for example.

なお、TEMAZガスを供給する際には、オゾンガスを供給するための可動ノズル271bを、ウエハ200間の空間内に挿入せずに、処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間に退避させておく。これにより、可動ノズル271bによるTEMAZガスの無用な乱れの発生を抑制させることができ、ウエハ200表面に対してTEMAZガスをより均一に供給できるようになる。更には、可動ノズル271a表面へのTEMAZガスの無用な吸着、すなわちTEMAZガスの浪費を抑制できるようになる。なお、TEMAZガスを供給する際には、可動ノズル271b内へのTEMAZガスの侵入を抑制するため、バルブ243dを開いて、可動ノズル271b内を窒素ガスでパージするとよい。   When supplying the TEMAZ gas, the movable nozzle 271 b for supplying the ozone gas is not inserted into the space between the wafers 200 but is retracted into the space between the inner wall of the processing chamber 201 and the outer edge of the wafer 200. Keep it. Thereby, generation | occurrence | production of the useless disturbance of TEMAZ gas by the movable nozzle 271b can be suppressed, and TEMAZ gas can be more uniformly supplied now to the wafer 200 surface. Furthermore, unnecessary adsorption of TEMAZ gas to the surface of the movable nozzle 271a, that is, waste of TEMAZ gas can be suppressed. When supplying the TEMAZ gas, it is preferable to open the valve 243d and purge the movable nozzle 271b with nitrogen gas in order to suppress the penetration of the TEMAZ gas into the movable nozzle 271b.

<パージ工程(S32)>
ウエハ200上にジルコニウム含有層が形成された後、バルブ243aを閉じると共にバルブ243eを開いて、処理室201内へのTEMAZガスの供給を停止し、TEMAZガスをベント管232eへと流す。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくはジルコニウム含有層形成に寄与した後のTEMAZガスを処理室201内から排除する。なお、このとき、バルブ243c,243cは開いたままとし
て、窒素ガスの処理室201内への供給を維持する。これにより、処理室201内に残留する未反応もしくはジルコニウム含有層形成に寄与した後のTEMAZガスを処理室201内から排除する効果を高めることができる。
<Purge process (S32)>
After the zirconium-containing layer is formed on the wafer 200, the valve 243a is closed and the valve 243e is opened, the supply of the TEMAZ gas into the processing chamber 201 is stopped, and the TEMAZ gas is flowed to the vent pipe 232e. At this time, the APC valve 244 of the exhaust pipe 231 is kept open, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and the TEMAZ gas after contributing to the formation of unreacted or zirconium-containing layer remaining in the processing chamber 201 Are removed from the processing chamber 201. At this time, the supply of nitrogen gas into the processing chamber 201 is maintained while the valves 243c and 243c remain open. As a result, the effect of eliminating the TEMAZ gas remaining in the processing chamber 201 or contributing to the formation of the zirconium-containing layer from the processing chamber 201 can be enhanced.

<オゾンガス供給工程(S33)>
処理室201内のパージが完了したら、回転機構部260bを作動させてノズル軸270bを回転させ、可動ノズル271bの下流端(ガス供給口)を、ウエハ200間の空間内にそれぞれ挿入する。可動ノズル271bは、ノズル軸270bとウエハ200外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されているため、可動ノズル271bを例えば60°程度回転させることで、可動ノズル271bの下流端(ガス供給口)を例えばウエハ200の中心付近に移動させることができる。なお、可動ノズル271bの回転移動は、上述のパージ工程S32と並行して行うようにしてもよい。
<Ozone gas supply process (S33)>
When the purge in the processing chamber 201 is completed, the rotation mechanism 260b is operated to rotate the nozzle shaft 270b, and the downstream end (gas supply port) of the movable nozzle 271b is inserted into the space between the wafers 200, respectively. Since the movable nozzle 271b is configured to be longer than the distance between the nozzle shaft 270b and the outer edge of the wafer 200, the downstream end (gas supply port) of the movable nozzle 271b is rotated by rotating the movable nozzle 271b by, for example, about 60 °. ) Can be moved near the center of the wafer 200, for example. The rotational movement of the movable nozzle 271b may be performed in parallel with the above-described purge step S32.

可動ノズル271bの移動が完了したら、バルブ243bを開き、流量コントローラ241bにより流量調整されたオゾンガスを、第2処理ガス供給管232b、回転機構部260bの回転軸261b、ノズル軸270b及び可動ノズル271bを介して処理室201内へ供給する。このとき、バルブ243dを更に開く(或いは開いたままとする)ことで、流量コントローラ241dにより流量調整された窒素ガスにより、処理室201内へのオゾンガスの拡散を促したり、処理室201内へ供給するオゾンガスを希釈したりしてもよい。   When the movement of the movable nozzle 271b is completed, the valve 243b is opened, and the ozone gas whose flow rate is adjusted by the flow rate controller 241b is passed through the second processing gas supply pipe 232b, the rotation shaft 261b of the rotation mechanism 260b, the nozzle shaft 270b, and the movable nozzle 271b. To the inside of the processing chamber 201. At this time, the valve 243d is further opened (or left open), and the nitrogen gas whose flow rate is adjusted by the flow rate controller 241d is used to promote the diffusion of ozone gas into the processing chamber 201 or to supply it into the processing chamber 201. The ozone gas to be used may be diluted.

処理室201内に供給されたオゾンガス及び窒素ガスは、処理室201内を拡散し、ウエハ200間の空間を流れた後、排気管231から排気される。なお、上述したように、処理室201内に供給されたオゾンガスは、コンダクタンスの関係から、ウエハ200間には流れ難く、ウエハ200外縁と処理室201内壁との間の空間を通って排気され易くなっている。これに対し本実施形態では、可動ノズル271bの下流端(ガス供給口)をウエハ200間の空間内にそれぞれ挿入し、例えばウエハ200の中心付近からオゾンガスを供給するようにしている。これにより、ウエハ200間へのオゾンガスの供給を促進させることができ、例えばウエハ200の外縁付近と中心付近とでオゾンガスの供給量を均一化させることができる。   The ozone gas and the nitrogen gas supplied into the processing chamber 201 diffuse in the processing chamber 201, flow through the space between the wafers 200, and are then exhausted from the exhaust pipe 231. As described above, the ozone gas supplied into the processing chamber 201 hardly flows between the wafers 200 because of conductance, and is easily exhausted through the space between the outer edge of the wafer 200 and the inner wall of the processing chamber 201. It has become. In contrast, in this embodiment, the downstream end (gas supply port) of the movable nozzle 271b is inserted into the space between the wafers 200, and ozone gas is supplied from, for example, the vicinity of the center of the wafer 200. Thereby, the supply of ozone gas between the wafers 200 can be promoted. For example, the supply amount of ozone gas can be made uniform near the outer edge and the center of the wafer 200.

オゾンガスの供給により、TEMAZガス供給工程(S31)でウエハ200上に形成されたジルコニウム含有層は酸化され、ジルコニウム及び酸素を含む層、すなわち、ジルコニウム酸化層(ZrO層)へと改質される。なお、このとき、処理室201内に流しているガスはオゾンガスであり、処理室201内にはTEMAZガスは流していない。従って、オゾンガスは気相反応を起こすことはなく、ウエハ200上に形成されたジルコニウム含有層の一部と反応する。   By supplying ozone gas, the zirconium-containing layer formed on the wafer 200 in the TEMAZ gas supply step (S31) is oxidized and modified into a layer containing zirconium and oxygen, that is, a zirconium oxide layer (ZrO layer). At this time, the gas flowing into the processing chamber 201 is ozone gas, and the TEMAZ gas is not flowing into the processing chamber 201. Accordingly, the ozone gas does not cause a gas phase reaction and reacts with a part of the zirconium-containing layer formed on the wafer 200.

オゾンガスを供給する際には、APCバルブ244を適正に調整して、処理室201内の圧力を例えば50〜400Paの範囲内の圧力とする。流量コントローラ241bで制御するオゾンガスの供給流量は、例えば10〜20slmの範囲内の流量とする。オゾンガスにウエハ200を晒す時間、すなわちガス供給時間(照射時間)は、例えば60〜300秒間の範囲内の時間とする。このときのヒータ207の温度は、TEMAZガス供給工程(S31)と同様、ウエハ200の温度が150〜250℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。   When supplying the ozone gas, the APC valve 244 is appropriately adjusted so that the pressure in the processing chamber 201 is, for example, in the range of 50 to 400 Pa. The supply flow rate of ozone gas controlled by the flow rate controller 241b is set to a flow rate in the range of 10 to 20 slm, for example. The time during which the wafer 200 is exposed to ozone gas, that is, the gas supply time (irradiation time) is, for example, a time within the range of 60 to 300 seconds. The temperature of the heater 207 at this time is set to such a temperature that the temperature of the wafer 200 is in the range of 150 to 250 ° C., as in the TEMAZ gas supply process (S31).

なお、オゾンガスを供給する際には、TEMAZガスを供給するための可動ノズル271aを、ウエハ200間の空間内に挿入せずに、処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間に退避させておく。これにより、可動ノズル271aによるオゾンガスの無用な乱れの発生を抑制させることができ、ウエハ200表面に対してオゾンガスをより均一
に供給できるようになる。更には、オゾンガスが衝突することによる可動ノズル271aのダメージを抑制することができる。可動ノズル271aの退避動作は、上述のパージ工程S32と並行して行うようにしてもよい。なお、オゾンガスを供給する際には、可動ノズル271b内へのオゾンガスの侵入を抑制するため、バルブ243cを開いて、可動ノズル271aを窒素ガスでパージするとよい。
When supplying ozone gas, the movable nozzle 271a for supplying TEMAZ gas is not inserted into the space between the wafers 200, but is retracted into the space between the inner wall of the processing chamber 201 and the outer edge of the wafer 200. Keep it. Thereby, generation | occurrence | production of the unnecessary disturbance of ozone gas by the movable nozzle 271a can be suppressed, and ozone gas can be more uniformly supplied now to the wafer 200 surface. Furthermore, damage to the movable nozzle 271a due to the collision of ozone gas can be suppressed. The retracting operation of the movable nozzle 271a may be performed in parallel with the above-described purge step S32. Note that when ozone gas is supplied, the valve 243c may be opened and the movable nozzle 271a may be purged with nitrogen gas in order to suppress the invasion of ozone gas into the movable nozzle 271b.

<パージ工程(S34)>
ウエハ200上に形成されたジルコニウム含有層の酸化が完了した後、バルブ243bを閉じ、処理室201内へのオゾンガスの供給を停止する。このとき、排気管231のAPCバルブ244は開いたままとして、真空ポンプ246により処理室201内を真空排気し、処理室201内に残留する未反応もしくは酸化に寄与した後のオゾンガスを処理室201内から排除する。なお、このとき、バルブ243c,243cは開いたままとして、窒素ガスの処理室201内への供給を維持する。これにより、処理室201内に残留する未反応もしくは酸化に寄与した後のオゾンガスを処理室201内から排除する効果を高めることができる。なお、パージ工程(S34)と並行して、可動ノズル271aをウエハ200間の空間内に挿入すると共に、可動ノズル271bを処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間に退避させてもよい。
<Purge process (S34)>
After the oxidation of the zirconium-containing layer formed on the wafer 200 is completed, the valve 243b is closed and the supply of ozone gas into the processing chamber 201 is stopped. At this time, the APC valve 244 of the exhaust pipe 231 is kept open, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and the ozone gas remaining in the processing chamber 201 and contributing to oxidation is treated with the processing chamber 201. Eliminate from within. At this time, the supply of nitrogen gas into the processing chamber 201 is maintained while the valves 243c and 243c remain open. Thereby, it is possible to enhance the effect of eliminating the unreacted or residual ozone gas remaining in the processing chamber 201 from the processing chamber 201. In parallel with the purge step (S34), the movable nozzle 271a may be inserted into the space between the wafers 200, and the movable nozzle 271b may be retracted into the space between the inner wall of the processing chamber 201 and the outer edge of the wafer 200. .

<所定回数実施工程(S35)>
上述した工程S31〜工程34を1サイクルとして、このサイクルを所定回数行うことにより、ウエハ200上に所定膜厚のジルコニウムおよび酸素を含む絶縁膜、すなわち、ZrO膜を成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。
<Predetermined number of steps (S35)>
By performing steps S31 to S34 described above as one cycle and performing this cycle a predetermined number of times, an insulating film containing zirconium and oxygen having a predetermined thickness, that is, a ZrO film can be formed on the wafer 200. The above cycle is preferably repeated a plurality of times.

(降温及び大気圧復帰工程(S40))
成膜工程(S30)が終了したら、ヒータ207への通電を停止したり通電量を低減したりすることで、処理室201内を所定の温度まで降温させる。このとき、バルブ243c及びバルブ243dは開いたままとして、窒素ガスの処理室201内への供給を維持し、処理室201内を窒素ガスでパージする。その後、APCバルブ244の開度を調整することで、処理室201内の圧力を例えば大気圧に復帰させる。
(Temperature lowering and atmospheric pressure recovery step (S40))
When the film forming step (S30) is completed, the temperature in the processing chamber 201 is lowered to a predetermined temperature by stopping the energization of the heater 207 or reducing the energization amount. At this time, the valve 243c and the valve 243d are kept open, the supply of nitrogen gas into the processing chamber 201 is maintained, and the inside of the processing chamber 201 is purged with nitrogen gas. Thereafter, by adjusting the opening degree of the APC valve 244, the pressure in the processing chamber 201 is returned to atmospheric pressure, for example.

(ウエハ搬出工程(S50))
その後、図示しない昇降機構によりシールキャップ219を下降させて、炉口フランジ210の下端を開口させるとともに、処理済のウエハ200を支持したボート217を処理室201内から搬出(ボートアンロード)する。その後、処理済みのウエハ200をボート217より取り出す(ウエハディスチャージ)。なお、処理室201内からボート217を搬出する時には、回転機構部260a,260bを作動させてノズル軸270a,270bを回転させ、可動ノズル271a,271bを処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間にそれぞれ退避させておく。
(Wafer unloading step (S50))
Thereafter, the seal cap 219 is lowered by an elevating mechanism (not shown), the lower end of the furnace port flange 210 is opened, and the boat 217 supporting the processed wafer 200 is unloaded from the processing chamber 201 (boat unloading). Thereafter, the processed wafer 200 is taken out from the boat 217 (wafer discharge). When unloading the boat 217 from the processing chamber 201, the rotation mechanism portions 260a and 260b are operated to rotate the nozzle shafts 270a and 270b, so that the movable nozzles 271a and 271b are moved between the inner wall of the processing chamber 201 and the outer edge of the wafer 200. Evacuate each space.

(3)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
(3) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, the following one or more effects are achieved.

(a)本実施形態によれば、ウエハ200表面に処理ガス(TEMAZガスやオゾンガス)を供給する時に、回転機構部260a,260bを作動させてノズル軸270a,270bを回転させ、可動ノズル271a,271bの下流端(ガス供給口)をウエハ200間の空間内にそれぞれ挿入する。可動ノズル271a,271bは、ノズル軸270a,270bとウエハ200外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されているため、可動ノズル271a,271bを例えば60°程度回転移動させることで、可動ノズル271a,271bの下流端(ガス供給口)をウエハ200の中心付近に容易に移動させること
ができる。これにより、ウエハ200間へ処理ガスを効率的に供給させることができ、基板処理の生産性を向上させることができる。また、従来の基板処理装置では供給が困難であったウエハ200の中心付近への処理ガスの供給を容易に行えるようになり、基板処理の面内均一性を向上させることができる。
(A) According to the present embodiment, when supplying a processing gas (TEMAZ gas or ozone gas) to the surface of the wafer 200, the rotating mechanism portions 260a and 260b are operated to rotate the nozzle shafts 270a and 270b, thereby moving the movable nozzles 271a, The downstream ends (gas supply ports) of 271b are inserted into the spaces between the wafers 200, respectively. Since the movable nozzles 271a and 271b are configured to be longer than the distance between the nozzle shafts 270a and 270b and the outer edge of the wafer 200, the movable nozzles 271a and 271b are rotated by, for example, about 60 ° to move the movable nozzle 271a. , 271 b can be easily moved to the vicinity of the center of the wafer 200. Thereby, the processing gas can be efficiently supplied between the wafers 200, and the productivity of the substrate processing can be improved. Further, it becomes possible to easily supply the processing gas to the vicinity of the center of the wafer 200, which is difficult to supply with the conventional substrate processing apparatus, and the in-plane uniformity of the substrate processing can be improved.

以下、参考までに、従来の基板処理装置が備える処理炉の構成について、図10、図11を用いて説明する。従来の基板処理装置では、処理室201内への処理ガスの供給を、ウエハ200外縁と処理室201内壁との間に設けたノズル273a’,273b’から行うようにしていた。上述したように、積層されたウエハ200間の間隔は、ウエハ200外縁と処理室201内壁との間隔よりも狭く構成されている。すなわち、積層されたウエハ200間のコンダクタンスは、ウエハ200外縁と処理室201内壁との間のコンダクタンスよりも小さくなっている。そのため、ウエハ200外縁と処理室201内壁との間に設けたノズル273a’,273b’から処理ガスを供給すると、処理ガスは、ウエハ200間には流れ難くなり、ウエハ200外縁と処理室201内壁との間の空間を通って排気され易くなる。そして、基板処理の速度が低下して生産性が悪化したり、ウエハ200の外縁付近と中心付近とで処理ガスの供給量に差異が生じて基板処理の面内均一性が低下したりし易くなる。係る様子を図11に示す。   Hereinafter, for reference, the configuration of a processing furnace included in a conventional substrate processing apparatus will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In the conventional substrate processing apparatus, the processing gas is supplied into the processing chamber 201 from nozzles 273 a ′ and 273 b ′ provided between the outer edge of the wafer 200 and the inner wall of the processing chamber 201. As described above, the interval between the stacked wafers 200 is configured to be narrower than the interval between the outer edge of the wafer 200 and the inner wall of the processing chamber 201. That is, the conductance between the stacked wafers 200 is smaller than the conductance between the outer edge of the wafer 200 and the inner wall of the processing chamber 201. For this reason, when the processing gas is supplied from the nozzles 273a ′ and 273b ′ provided between the outer edge of the wafer 200 and the inner wall of the processing chamber 201, the processing gas hardly flows between the wafers 200. It becomes easy to exhaust through the space between. Then, the substrate processing speed is reduced and the productivity is deteriorated, or the supply amount of the processing gas is different between the vicinity of the outer edge and the center of the wafer 200, and the in-plane uniformity of the substrate processing is easily deteriorated. Become. This is shown in FIG.

(b)本実施形態によれば、可動ノズル271aによりTEMAZガスをウエハ200表面に供給する際に、可動ノズル271aをウエハ200間の空間内に挿入すると共に、オゾンガスを供給するための可動ノズル271bを処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間に退避させる。また同様に、可動ノズル271bによりオゾンガスをウエハ200表面に供給する際に、可動ノズル271bをウエハ200間の空間内に挿入すると共に、TEMAZガスを供給するための可動ノズル271aを処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間に退避させる。このように、一方の処理ガスを供給する際に、他方の処理ガスを供給する可動ノズルをウエハ200間の空間から退避させることで、可動ノズルによる処理ガスの無用な乱れを抑制させることができ、ウエハ200表面に対して処理ガスをより均一に供給できるようになる。また、可動ノズル271b表面への処理ガスの無用な吸着や、オゾンガスが衝突することによる可動ノズル271aのダメージを抑制できるようになる。 (B) According to the present embodiment, when the TEMAZ gas is supplied to the surface of the wafer 200 by the movable nozzle 271a, the movable nozzle 271b is inserted into the space between the wafers 200 and ozone gas is supplied. Is retracted into a space between the inner wall of the processing chamber 201 and the outer edge of the wafer 200. Similarly, when ozone gas is supplied to the surface of the wafer 200 by the movable nozzle 271b, the movable nozzle 271b is inserted into the space between the wafers 200, and the movable nozzle 271a for supplying TEMAZ gas is connected to the inner wall of the processing chamber 201. Retreat to a space between the outer edge of the wafer 200. In this way, when supplying one processing gas, the movable nozzle for supplying the other processing gas is retracted from the space between the wafers 200, so that unnecessary disturbance of the processing gas by the movable nozzle can be suppressed. The processing gas can be supplied more uniformly to the surface of the wafer 200. Further, unnecessary adsorption of the processing gas to the surface of the movable nozzle 271b and damage to the movable nozzle 271a due to collision of ozone gas can be suppressed.

(c)本実施形態によれば、処理室201内外へのウエハ200の搬送時には、回転機構部260a,260bを作動させてノズル軸270a,270bを回転させ、可動ノズル271a,271bを、処理室201内壁とウエハ200外縁との間の空間にそれぞれ退避させる。これにより、ウエハ200を搬送する際に、可動ノズル271a,271bとウエハ200とが干渉してしまうことを防ぐことができる。なお、可動ノズル271a,271bは、ウエハ200外縁と同じ曲率半径を有するようにウエハ200外縁に沿って湾曲して構成されているため、可動ノズル271a,271bとウエハ200との干渉をより確実に回避することが可能である。 (C) According to the present embodiment, when the wafer 200 is transferred into and out of the processing chamber 201, the rotation mechanisms 260a and 260b are operated to rotate the nozzle shafts 270a and 270b, and the movable nozzles 271a and 271b are moved to the processing chamber. Retracted into spaces between the inner wall 201 and the outer edge of the wafer 200. Accordingly, it is possible to prevent the movable nozzles 271a and 271b and the wafer 200 from interfering when the wafer 200 is transferred. Since the movable nozzles 271a and 271b are configured to be curved along the outer edge of the wafer 200 so as to have the same radius of curvature as the outer edge of the wafer 200, the interference between the movable nozzles 271a and 271b and the wafer 200 can be more reliably performed. It is possible to avoid it.

<本発明の第2の実施形態>
以下に、本発明の第2の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態に係る基板処理装置も、一例として、IC(Integrated Circuit)等の半導体装置(半導体デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に薄膜を形成する基板処理工程を実施する装置として構成されている。
<Second Embodiment of the Present Invention>
Below, the 2nd Embodiment of this invention is described based on drawing. The substrate processing apparatus according to the present embodiment is also an example of an apparatus that performs a substrate processing process for forming a thin film on a substrate as a process of manufacturing a semiconductor device (semiconductor device) such as an IC (Integrated Circuit). It is configured as.

本実施形態に係る基板処理装置は、基板を処理する処理室と、前記処理室内で複数の前記基板を積層して支持する基板支持部材を備え、前記基板支持部材は、前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を処理ガスが流れる中空の支柱と、上流端が前記支柱の長手方向に沿って配列するように前記支柱の胴部にそれぞれ接続され、下流側に前記支柱内を流れ
た前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記上流端と前記ガス供給口との間の距離が、前記支柱と前記基板の外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成され、前記基板を下方から支持する複数のノズルと、を備えている。
The substrate processing apparatus according to the present embodiment includes a processing chamber for processing a substrate, and a substrate support member for stacking and supporting the plurality of substrates in the processing chamber, and the substrate supporting member is arranged in the stacking direction of the substrates. A hollow column that extends along the inside and through which the processing gas flows, and an upstream end are connected to the body of the column so as to be arranged along the longitudinal direction of the column, and flow in the column downstream. Further, gas supply ports for supplying the processing gas in a dispersed manner are respectively provided, and the distance between the upstream end and the gas supply port is longer than the distance between the support column and the outer edge of the substrate. And a plurality of nozzles that support the substrate from below.

図7は、本実施形態にかかる基板処理装置が備える処理炉302の縦断面図である。図8は、図7に示す処理炉302のA−A’線断面図である。図9は、図7に示す処理炉302内外にボート317を搬送する様子を示す概略図である。   FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the processing furnace 302 provided in the substrate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the processing furnace 302 illustrated in FIG. 7. FIG. 9 is a schematic view showing a state in which the boat 317 is transferred into and out of the processing furnace 302 shown in FIG.

本実施形態に係る処理炉302は、ノズル軸270a,270b、可動ノズル271a,271b、回転機構部260a,260bが設けられていない点が上述の実施形態と異なるが、基板支持部材としてのボート317の構成部材がこれらと同様の機能を実現するよう構成されている。なお、以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を主に説明することとし、重複する構成は同じ符号をつけて説明を省略する。   The processing furnace 302 according to this embodiment is different from the above-described embodiment in that the nozzle shafts 270a and 270b, the movable nozzles 271a and 271b, and the rotation mechanism units 260a and 260b are not provided, but the boat 317 as a substrate support member. These components are configured to realize the same functions as these. In the following description, differences from the above-described embodiment will be mainly described, and duplicated configurations are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施形態に係る処理炉302が備える基板支持部材としてのボート317は、ウエハ200を挟んで対向する1対の支柱を2組以上備えている。すなわち、ボート317は、ウエハ200を挟んで対向する1対の支柱317aと、同様に構成された1対の支柱317bと、の4本の支柱を備えている。これらの4本の(2組の)支柱317a,317bは、それぞれ、上述の実施形態におけるノズル軸270a,270bと同様の機能を実現するよう構成されている。具体的には、支柱317a,317bは、ウエハ200の積層方向に沿ってそれぞれ延在されている。そして、中空の支柱317a,317bは、その内部を処理ガスが下方から上方に向けて流れるようにそれぞれ中空筒状に形成されている。なお、中空の支柱317a,317bは、例えば石英などの誘電体材料(耐熱絶縁材料)により構成されている。なお、中空の支柱317a,317bは、ボート317の底板317dにより立設されており、上端を天板317cにより保持されている。   A boat 317 as a substrate support member included in the processing furnace 302 according to the present embodiment includes two or more pairs of a pair of struts facing each other with the wafer 200 interposed therebetween. In other words, the boat 317 includes four columns, a pair of columns 317a facing each other with the wafer 200 interposed therebetween, and a pair of columns 317b having the same configuration. These four (two sets) support columns 317a and 317b are configured to realize the same functions as the nozzle shafts 270a and 270b in the above-described embodiment, respectively. Specifically, the support columns 317 a and 317 b extend along the stacking direction of the wafers 200. The hollow struts 317a and 317b are each formed in a hollow cylindrical shape so that the processing gas flows through the inside from below to above. The hollow columns 317a and 317b are made of a dielectric material (heat resistant insulating material) such as quartz. The hollow columns 317a and 317b are erected by the bottom plate 317d of the boat 317, and the upper ends are held by the top plate 317c.

中空の支柱317a,317bには、ノズル371a,371bが、それぞれ水平姿勢で複数設けられている。ノズル371a,371bは、それぞれ上述の実施形態における可動ノズル271a,271bと同様に機能するよう構成されている。すなわち、ノズル371a,371bは、それぞれ中空筒状に形成されている。ノズル371a,371bの上流端は、中空の支柱317a,317bの長手方向に沿って配列するように、すなわちウエハ200間の空間にそれぞれ対応するように、中空の支柱317a,317bの胴部にそれぞれ気密に接続されている。中空の支柱317a,317b内の空間とノズル371a,371b内の空間とは連通しており、支柱317a,317b内を流れた処理ガスは、ノズル371a,371b内に分散して供給されるように構成されている。ノズル371a,371bの下流側(本実施形態では先端)には、ノズル371a,371b内に供給された処理ガスをウエハ200の中心に向けて噴射するガス供給口が開設されている。なお、ノズル371a,371bの上流端とガス供給口との間の距離は、中空の支柱317a,317bとウエハ200外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されている。また、ノズル371a,371bは、それぞれウエハ200の中心付近に向けてそれぞれ延在されている。従って、ノズル371a,371bは、ウエハ200間の空間内にそれぞれ挿入されると共に、ウエハ200をそれぞれ下方から支持するように構成されている。なお、ノズル371a,371bは、例えば石英などの誘電体材料(耐熱絶縁材料)により構成されている。中空の支柱317a,317bとノズル371a,371bとは、一体成型されていてもよい。   The hollow columns 317a and 317b are provided with a plurality of nozzles 371a and 371b in a horizontal posture. The nozzles 371a and 371b are configured to function in the same manner as the movable nozzles 271a and 271b in the above-described embodiment. That is, the nozzles 371a and 371b are each formed in a hollow cylindrical shape. The upstream ends of the nozzles 371a and 371b are respectively arranged on the barrels of the hollow columns 317a and 317b so as to be arranged along the longitudinal direction of the hollow columns 317a and 317b, that is, corresponding to the spaces between the wafers 200, respectively. Airtight connection. The space in the hollow columns 317a and 317b and the space in the nozzles 371a and 371b communicate with each other, and the processing gas flowing in the columns 317a and 317b is distributed and supplied into the nozzles 371a and 371b. It is configured. A gas supply port for injecting the processing gas supplied into the nozzles 371 a and 371 b toward the center of the wafer 200 is opened on the downstream side (the tip in this embodiment) of the nozzles 371 a and 371 b. Note that the distance between the upstream ends of the nozzles 371a and 371b and the gas supply port is longer than the distance between the hollow columns 317a and 317b and the outer edge of the wafer 200, respectively. The nozzles 371 a and 371 b are each extended toward the vicinity of the center of the wafer 200. Accordingly, the nozzles 371a and 371b are inserted into the space between the wafers 200 and are configured to support the wafers 200 from below. The nozzles 371a and 371b are made of a dielectric material (heat resistant insulating material) such as quartz. The hollow columns 317a and 317b and the nozzles 371a and 371b may be integrally formed.

1対の中空の支柱317aの各下端には、それぞれ、上述の実施形態と同様に構成された第1処理ガス供給管232aの分岐した下流端が、シールキャップ319及びボート317の底板317dを介して接続されている。すなわち、液体流量コントローラ241aにより流量調整させつつ、液体原料供給管234aから気化器235a内に液状のTEM
AZを供給して気化させることで、第1の処理ガス(原料ガス)としてのTEMAZガスを生成させつつ、バルブ243eを閉じてバルブ243aを開くことにより、第1処理ガス供給管232a、中空の支柱317a及びノズル371aを介して、処理室201内(すなわちウエハ200間の空間内)にTEMAZガスを供給することが可能なように構成されている。TEMAZガスは、ウエハ200を挟んで対向する1対のノズル371aの各先端から、同時かつウエハ面内対称に供給されるように構成されている。係る様子を図8に示す。
At each lower end of the pair of hollow support columns 317a, a branched downstream end of the first processing gas supply pipe 232a configured in the same manner as in the above-described embodiment is provided via a seal cap 319 and a bottom plate 317d of the boat 317. Connected. That is, liquid TEM is supplied from the liquid source supply pipe 234a into the vaporizer 235a while adjusting the flow rate by the liquid flow rate controller 241a.
By supplying AZ and evaporating it, the TEMAZ gas as the first processing gas (raw material gas) is generated, and the valve 243e is closed and the valve 243a is opened, so that the first processing gas supply pipe 232a and the hollow The TEMAZ gas can be supplied into the processing chamber 201 (that is, the space between the wafers 200) via the support column 317a and the nozzle 371a. The TEMAZ gas is configured to be supplied simultaneously and symmetrically within the wafer surface from the tips of a pair of nozzles 371a facing each other with the wafer 200 interposed therebetween. This is shown in FIG.

また、1対の中空の支柱317bの各下端には、それぞれ、上述の実施形態と同様に構成された第2処理ガス供給管232bの分岐した下流端が、シールキャップ319及びボート317の底板317dを介して接続されている。すなわち、流量コントローラ241bにより流量調整させつつ、バルブ243bを開くことにより、第2処理ガス供給管232b、中空の支柱317b及びノズル371bを介して、処理室201内(すなわちウエハ200間の空間内)にオゾンガスを供給することが可能なように構成されている。なお、オゾンガスは、ウエハ200を挟んで対向する1対のノズル371bの各先端から、同時かつウエハ面内対称に供給されるように構成されている。   In addition, at each lower end of the pair of hollow columns 317b, a branched downstream end of the second processing gas supply pipe 232b configured in the same manner as the above-described embodiment is provided with a seal cap 319 and a bottom plate 317d of the boat 317, respectively. Connected through. That is, by opening the valve 243b while adjusting the flow rate with the flow rate controller 241b, the inside of the processing chamber 201 (that is, the space between the wafers 200) via the second processing gas supply pipe 232b, the hollow column 317b, and the nozzle 371b. It is configured to be able to supply ozone gas. The ozone gas is configured to be supplied simultaneously and symmetrically within the wafer surface from the tips of a pair of nozzles 371b facing each other across the wafer 200.

主に、第1処理ガス供給管232a、バルブ243a、中空の支柱317a、ノズル371aにより、TEMAZガス供給系が構成される。また、主に、第2処理ガス供給管232b、バルブ243b、中空の支柱317b、ノズル371bにより、オゾンガス供給系が構成される。そして、主に、TEMAZガス供給系及びオゾンガス供給系により、本実施形態に係る処理ガス供給系が構成されると考えることもできる。なお、TEMAZガス供給系及びオゾンガス供給系をそれぞれ独立した処理ガス供給系と考えてもよい。また、上述の実施形態と同様に、液体原料供給管234a、液体流量コントローラ241a、気化器235a、図示しない酸素含有ガス供給源、第1不活性ガス供給管232c、第2不活性ガス供給管232d、流量コントローラ241c,241d、バルブ243c,243d、図示しない不活性ガス供給源を処理ガス供給系に含めて考えてもよい。   A TEMAZ gas supply system is mainly configured by the first processing gas supply pipe 232a, the valve 243a, the hollow column 317a, and the nozzle 371a. In addition, an ozone gas supply system is mainly configured by the second processing gas supply pipe 232b, the valve 243b, the hollow column 317b, and the nozzle 371b. And it can also be considered that the processing gas supply system according to the present embodiment is configured mainly by the TEMAZ gas supply system and the ozone gas supply system. Note that the TEMAZ gas supply system and the ozone gas supply system may be considered as independent processing gas supply systems. Similarly to the above-described embodiment, the liquid source supply pipe 234a, the liquid flow rate controller 241a, the vaporizer 235a, the oxygen-containing gas supply source (not shown), the first inert gas supply pipe 232c, and the second inert gas supply pipe 232d. The flow gas controllers 241c and 241d, the valves 243c and 243d, and an inert gas supply source (not shown) may be included in the processing gas supply system.

このように、本実施形態においては、ボート317の構成部材である中空の支柱317a,317b、ノズル371a,371bが、上述の実施形態におけるノズル軸270a,270b、可動ノズル271a,271b、回転機構部260a,260bと同様の機能を実現し、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、ノズル371a,371bの先端がウエハ200間の空間内にそれぞれ挿入されていると共に、ノズル371a,371bの先端からウエハ200の中心に向けてそれぞれ処理ガスを供給するように構成されているため、ウエハ200間へ処理ガスを効率的に供給させることができ、基板処理の生産性を向上させることができる。また、従来の基板処理装置では供給が困難であったウエハ200の中心付近への処理ガスの供給を容易に行えるようになり、基板処理の面内均一性を向上させることができる。   As described above, in this embodiment, the hollow columns 317a and 317b and the nozzles 371a and 371b, which are constituent members of the boat 317, are the nozzle shafts 270a and 270b, the movable nozzles 271a and 271b, and the rotation mechanism unit in the above-described embodiment. The same functions as 260a and 260b can be realized, and the same effects as those of the above-described embodiment can be achieved. That is, the tips of the nozzles 371a and 371b are inserted into the space between the wafers 200, and the processing gas is supplied from the tips of the nozzles 371a and 371b toward the center of the wafer 200, respectively. The processing gas can be efficiently supplied between the wafers 200, and the productivity of the substrate processing can be improved. Further, it becomes possible to easily supply the processing gas to the vicinity of the center of the wafer 200, which is difficult to supply with the conventional substrate processing apparatus, and the in-plane uniformity of the substrate processing can be improved.

なお、本実施形態によれば、回転機構部260a,260bが設けられておらず、一方の処理ガスを供給する際に、処理ガスをしない他のノズルをウエハ200間の空間から退避させるようには構成されていない。しかしながら、ウエハ200を挟んで対向するよう設けられた1対のノズルから同一種の処理ガスを同時に供給するように構成されていることから、上述の実施形態と同様に、ウエハ200表面に処理ガスをより均一に供給することが可能となる。すなわち、TEMAZガスは、ウエハ200を挟んで対向するよう設けられた1対のノズル371aから同時かつ面内対称に供給されるため、仮に、オゾンガスを供給するためのノズル371bによってTEMAZガスの供給が一部遮られたり乱されたりしたとしても、係る影響を受けることなく、ウエハ200表面により均一にTEMAZガスを供給することが可能となる。また、同様に、オゾンガスは、ウエハ200を挟んで対向するよう設けられた1対のノズル371bから同時かつ面内対称に供給されるため
、仮に、TEMAZガスを供給するためのノズル371bによってオゾンガスの供給が一部遮られたり乱されたりしたとしても、係る影響を受けることなく、ウエハ200表面により均一にオゾンガスを供給することが可能となる。
According to the present embodiment, the rotation mechanism portions 260 a and 260 b are not provided, and when supplying one processing gas, the other nozzle that does not use the processing gas is retracted from the space between the wafers 200. Is not configured. However, since the processing gas of the same type is supplied simultaneously from a pair of nozzles provided so as to face each other with the wafer 200 interposed therebetween, the processing gas is applied to the surface of the wafer 200 as in the above-described embodiment. Can be supplied more uniformly. That is, since the TEMAZ gas is supplied simultaneously and symmetrically from a pair of nozzles 371a provided to face each other with the wafer 200 interposed therebetween, the TEMAZ gas is temporarily supplied by the nozzle 371b for supplying ozone gas. Even if it is partially blocked or disturbed, it is possible to supply the TEMAZ gas more uniformly to the surface of the wafer 200 without being affected by such influence. Similarly, ozone gas is simultaneously and symmetrically supplied from a pair of nozzles 371b provided to face each other with the wafer 200 interposed therebetween, so that the ozone gas is temporarily supplied by the nozzle 371b for supplying TEMAZ gas. Even if the supply is partially blocked or disturbed, the ozone gas can be supplied more uniformly to the surface of the wafer 200 without being affected by the influence.

<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施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変更可能である。
<Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change variously in the range which does not deviate from the summary.

例えば、上述の実施形態では、高誘電率絶縁膜としてZrO膜を形成する場合について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、高誘電率絶縁膜として、酸化ハフニウム膜(HfO膜)、酸化チタン膜(TiO膜)、酸化ニオブ膜(Nb膜)、酸化タンタル膜(Ta膜)、チタン酸ストロンチウム膜(SrTiO膜)、チタン酸バリウムストロンチウム膜(BaSrTiO膜)、チタン酸ジルコン酸鉛膜(PZT膜)、もしくは、それらの膜に他の元素を添加した膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用可能である。さらには、絶縁膜以外に、金属膜、窒化膜、炭化膜等の他の薄膜を形成する場合にも好適に適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, the case where the ZrO 2 film is formed as the high dielectric constant insulating film has been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, as a high dielectric constant insulating film, a hafnium oxide film (HfO 2 film), a titanium oxide film (TiO 2 film), a niobium oxide film (Nb 2 O 5 film), a tantalum oxide film (Ta 2 O 5 film), titanium Even when forming a strontium oxide film (SrTiO film), a barium strontium titanate film (BaSrTiO film), a lead zirconate titanate film (PZT film), or a film obtained by adding other elements to these films, The invention is preferably applicable. Furthermore, the present invention can be suitably applied to the case of forming other thin films such as a metal film, a nitride film, and a carbide film in addition to the insulating film.

また、上述の実施形態では、酸化剤としてオゾン(O)ガスを用いる場合について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、プラズマで活性化した酸素含有物質や、HOガスを酸化剤として用いてもよい。また、不活性ガスとしては、窒素(N)ガスの他、Arガス、Heガス、Neガス、Xeガス等の希ガスを用いてもよい。 In the above embodiments, descriptions have been given of the case using ozone (O 3) gas as the oxidant, the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, an oxygen-containing substance activated by plasma or H 2 O gas may be used as the oxidizing agent. Further, as the inert gas, a rare gas such as Ar gas, He gas, Ne gas, or Xe gas may be used in addition to nitrogen (N 2 ) gas.

また、上述の実施形態では、処理ガスを交互に供給するALD法により薄膜を形成する場合について説明したが、本発明は係る形態に限定されず、複数種の処理ガスを同時に供給するCVD法により薄膜を形成する場合にも好適に適用可能である。この場合、第1の実施形態に係る基板処理装置では、回転機構部260a,260bを作動させてノズル軸270a,270bを回転させ、可動ノズル271a,271bの下流端(ガス供給口)をウエハ200間の空間内にそれぞれ同時に挿入し、可動ノズル271a,271bのそれぞれから同時に処理ガスを供給するとよい。また、第2の実施形態に係る基板処理装置では、ウエハ200を挟んで対向する1対のノズル371aと、ウエハ200を挟んで対向する2対のノズル371bと、のそれぞれから同時に処理ガスを供給するとよい。   In the above-described embodiment, the case where the thin film is formed by the ALD method that alternately supplies the processing gas has been described. However, the present invention is not limited to such a form, and the CVD method that simultaneously supplies a plurality of types of processing gases. The present invention can also be suitably applied when forming a thin film. In this case, in the substrate processing apparatus according to the first embodiment, the rotation mechanisms 260 a and 260 b are operated to rotate the nozzle shafts 270 a and 270 b, and the downstream ends (gas supply ports) of the movable nozzles 271 a and 271 b are connected to the wafer 200. It is preferable to insert the processing gas into the space between them simultaneously and supply the processing gas from each of the movable nozzles 271a and 271b. In the substrate processing apparatus according to the second embodiment, a processing gas is simultaneously supplied from each of a pair of nozzles 371a facing each other with the wafer 200 interposed therebetween and two pairs of nozzles 371b facing each other with the wafer 200 interposed therebetween. Good.

また、上述の実施形態では、基板上に薄膜を形成する処理を一例として説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、積層された基板間に処理ガスを供給する処理であれば、成膜処理以外に、酸化処理、窒化処理、炭化処理、エッチング処理、アニール処理等の他の基板処理についても好適に適用可能である。   In the above-described embodiment, the process of forming a thin film on the substrate has been described as an example. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment. In other words, as long as the process gas is supplied between the stacked substrates, it can be suitably applied to other substrate processes such as an oxidation process, a nitriding process, a carbonizing process, an etching process, and an annealing process in addition to the film forming process. It is.

<本発明の好ましい態様>
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.

本発明の一態様によれば、
積層された複数の基板を収容して処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、を備え、
前記処理ガス供給系は、
前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を前記処理ガスが流れるノズル軸と、
上流端が前記ノズル軸の長手方向に沿って配列するように前記ノズル軸の胴部にそれぞれ接続され、下流側に前記ノズル軸内を流れた前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記上流端と前記ガス供給口との間の距離が、前記ノズル軸と前記基板の外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されている複数のノズルと、を備え
る基板処理装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A processing chamber for accommodating and processing a plurality of stacked substrates;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber,
The processing gas supply system is
A nozzle shaft extending along the stacking direction of the substrate and through which the processing gas flows;
Gas supply ports connected to the body of the nozzle shaft so that the upstream ends thereof are arranged along the longitudinal direction of the nozzle shaft and supplying the processing gas flowing in the nozzle shaft in a distributed manner to the downstream side. A plurality of nozzles each provided and configured such that a distance between the upstream end and the gas supply port is longer than a distance between the nozzle shaft and the outer edge of the substrate. Is provided.

本発明の他の態様によれば、
積層された複数の基板を収容して処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、を備え、
前記処理ガス供給系は、
前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を前記処理ガスが流れるノズル軸と、
上流端が前記ノズル軸の長手方向に沿って配列するように前記ノズル軸の胴部にそれぞれ接続され、下流側に前記ノズル軸内を流れた前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記ガス供給口が前記基板間の空間内にそれぞれ挿入可能に構成されている複数のノズルと、を備える基板処理装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
A processing chamber for accommodating and processing a plurality of stacked substrates;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber,
The processing gas supply system is
A nozzle shaft extending along the stacking direction of the substrate and through which the processing gas flows;
Gas supply ports connected to the body of the nozzle shaft so that the upstream ends thereof are arranged along the longitudinal direction of the nozzle shaft and supplying the processing gas flowing in the nozzle shaft in a distributed manner to the downstream side. There is provided a substrate processing apparatus including a plurality of nozzles that are respectively provided and configured such that the gas supply ports can be inserted into spaces between the substrates.

好ましくは、
前記ノズル軸には回転機構部が設けられ、
前記回転機構部により前記ノズル軸を回転させることで、前記ノズルの下流側に設けられた前記ガス供給口を前記基板間の空間内にそれぞれ挿入可能に構成されている。
Preferably,
The nozzle shaft is provided with a rotation mechanism,
The gas supply port provided on the downstream side of the nozzle can be inserted into the space between the substrates by rotating the nozzle shaft by the rotation mechanism.

また好ましくは、
前記処理室内外への前記基板の搬送時には前記ノズルを前記処理室内壁と前記基板の外縁との間の空間に退避させ、
前記処理ガスの前記基板表面への供給時には前記ノズルを前記基板間の空間内に挿入するよう前記回転機構部を制御する制御部を備える。
Also preferably,
When the substrate is transferred to the outside of the processing chamber, the nozzle is retracted into a space between the processing chamber wall and the outer edge of the substrate,
A control unit is provided for controlling the rotation mechanism so that the nozzle is inserted into the space between the substrates when the processing gas is supplied to the substrate surface.

また好ましくは、
前記処理ガス供給系は、前記ノズル軸、前記ノズル及び前記回転機構部の組を複数有し、複数種の処理ガスを前記処理室内に供給可能に構成されている。
Also preferably,
The processing gas supply system includes a plurality of sets of the nozzle shaft, the nozzle, and the rotation mechanism unit, and is configured to be able to supply a plurality of types of processing gases into the processing chamber.

また好ましくは、
複数種の処理ガスを前記基板上に交互に供給する時には、
所定の処理ガスを供給するノズルを前記基板間の空間内に挿入すると共に、他の処理ガスを供給するノズルを前記処理室内壁と前記基板の外縁との間の空間に退避させるよう前記回転機構部を制御する制御部を備える。
Also preferably,
When alternately supplying a plurality of processing gases onto the substrate,
The rotation mechanism is configured to insert a nozzle for supplying a predetermined processing gas into the space between the substrates and to retreat a nozzle for supplying another processing gas to a space between the processing chamber wall and the outer edge of the substrate. The control part which controls a part is provided.

また好ましくは、
前記ノズル軸には、少なくとも前記処理室内に積層可能な基板の枚数と同じ数のノズルが設けられている。
Also preferably,
The nozzle shaft is provided with at least as many nozzles as the number of substrates that can be stacked in the processing chamber.

また好ましくは、
前記処理ガスは、前記回転機構の内部を通って前記ノズル軸内に供給され、前記ノズルを介して前記処理室内に供給される。
Also preferably,
The processing gas is supplied into the nozzle shaft through the rotation mechanism, and is supplied into the processing chamber through the nozzle.

また好ましくは、
前記ノズルは、前記基板の外縁と同じ曲率半径を有するよう湾曲して構成されている。
Also preferably,
The nozzle is curved so as to have the same radius of curvature as the outer edge of the substrate.

本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内で複数の前記基板を積層して支持する基板支持部材を備え、
前記基板支持部材は、
前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を処理ガスが流れる中空の支柱と、
上流端が前記支柱の長手方向に沿って配列するように前記支柱の胴部にそれぞれ接続さ
れ、下流側に前記支柱内を流れた前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記上流端と前記ガス供給口との間の距離が、前記支柱と前記基板の外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成され、前記基板を下方から支持する複数のノズルと、を備える基板処理装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A processing chamber for processing the substrate;
A substrate support member that supports the plurality of substrates stacked in the processing chamber;
The substrate support member is
Hollow struts extending along the stacking direction of the substrate and through which the processing gas flows,
Gas supply ports connected to the body portions of the support columns so that their upstream ends are arranged along the longitudinal direction of the support columns and distributed to supply the processing gas flowing in the support columns are provided on the downstream side. And a plurality of nozzles each configured such that a distance between the upstream end and the gas supply port is longer than a distance between the support column and an outer edge of the substrate, and supports the substrate from below. A processing device is provided.

好ましくは、
前記基板支持部材は、前記基板を挟んで対向する1対の前記支柱を2組以上備える。
Preferably,
The substrate support member includes two or more pairs of the pair of struts facing each other with the substrate interposed therebetween.

また好ましくは、
前記基板支持部材は、前記基板を挟んで対向する1対の前記ノズルを前記基板毎に2組以上備え、
前記基板を挟んで対向するよう設けられた1対の前記ノズルの各先端から同一種の前記処理ガスを同時に供給するように構成されている。
Also preferably,
The substrate support member comprises two or more pairs of the nozzles facing each other across the substrate, for each substrate,
The processing gas of the same type is simultaneously supplied from the tips of a pair of nozzles provided to face each other with the substrate interposed therebetween.

また好ましくは、
前記支柱及び前記ノズルは、誘電体材料により一体成型されている。
Also preferably,
The support column and the nozzle are integrally formed of a dielectric material.

また好ましくは、
前記支柱には、少なくとも前記基板支持部材が積層可能な基板の枚数と同じ数の前記ノズルが設けられている。
Also preferably,
The support column is provided with at least the same number of nozzles as the number of substrates on which the substrate support member can be stacked.

本発明の更に他の態様によれば、
積層された複数の基板を処理室内に搬入する工程と、
前記基板の外縁より内側に開口したガス供給口を有する複数のノズルから、前記基板の表面に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
処理後の複数の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
Carrying a plurality of laminated substrates into a processing chamber;
A step of supplying a processing gas to the surface of the substrate from a plurality of nozzles having a gas supply port that opens to the inner side of the outer edge of the substrate, and processing the substrate;
A step of unloading the plurality of processed substrates from the processing chamber;
A method of manufacturing a semiconductor device having the above is provided.

本発明の更に他の態様によれば、
積層された複数の基板を処理室内に搬入する工程と、
前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を処理ガスが流れるノズル軸と、上流端が前記ノズル軸の長手方向に沿って配列するように前記ノズル軸の胴部にそれぞれ接続され、下流側に前記ノズル軸内を流れた前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記上流端と前記ガス供給口との間の距離が、前記ノズル軸と前記基板の外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されている複数のノズルと、を備える処理ガス供給系から、前記基板の表面に前記処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
処理後の複数の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
Carrying a plurality of laminated substrates into a processing chamber;
A nozzle shaft extending along the stacking direction of the substrate and through which a processing gas flows, and an upstream end are connected to the body of the nozzle shaft so as to be arranged along the longitudinal direction of the nozzle shaft, respectively, and downstream Gas supply ports that disperse and supply the processing gas that has flowed in the nozzle shaft are provided on the side, and the distance between the upstream end and the gas supply port is such that the nozzle shaft and the outer edge of the substrate A process gas supply system comprising a plurality of nozzles each configured to be longer than a distance between the process gas and supplying the process gas to the surface of the substrate;
A step of unloading the plurality of processed substrates from the processing chamber;
A method of manufacturing a semiconductor device having the above is provided.

本発明の更に他の態様によれば、
複数の基板を積層して支持し、前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を処理ガスが流れる中空の支柱と、上流端が前記支柱の長手方向に沿って配列するように前記支柱の胴部にそれぞれ接続され、下流側に前記支柱内を流れた前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記上流端と前記ガス供給口との間の距離が、前記支柱と前記基板の外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成され、前記基板を下方から支持する複数のノズルと、を備える基板支持部材を処理室内に搬入する工程と、
前記ノズルから前記基板の表面に前記処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
処理後の複数の前記基板を支持した前記基板支持部材を前記処理室内から搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A plurality of substrates are stacked and supported, and extend in the stacking direction of the substrates, and have a hollow column in which a processing gas flows, and the column such that an upstream end is arranged along the longitudinal direction of the column. Gas supply ports that are respectively connected to the body portion and distribute and supply the processing gas flowing in the support column on the downstream side are provided, and the distance between the upstream end and the gas supply port is A step of carrying a substrate support member into the processing chamber, each of which is configured to be longer than the distance between the support column and the outer edge of the substrate, and a plurality of nozzles for supporting the substrate from below;
Supplying the processing gas from the nozzle to the surface of the substrate to process the substrate;
Unloading the substrate support member supporting the plurality of substrates after processing from the processing chamber;
A method of manufacturing a semiconductor device having the above is provided.

本発明の更に他の態様によれば、
基板を多段に等間隔に積層した状態で処理室内に収容して加熱しながら処理する基板処理装置であって、
積層された前記基板間の空間内に挿入されたノズルから前記基板の表面に処理ガスを供給するよう構成された基板処理装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A substrate processing apparatus for processing while being heated while being accommodated in a processing chamber in a state where substrates are stacked in multiple stages at equal intervals,
There is provided a substrate processing apparatus configured to supply a processing gas to a surface of the substrate from a nozzle inserted in a space between the stacked substrates.

好ましくは、
複数の前記ノズルは中空の支柱に前記基板の積層間隔と同一の間隔で設けられ、
前記中空の柱を回転させることで前記ノズルの先端部が前記基板の中央付近に挿入するように構成されている。
Preferably,
The plurality of nozzles are provided in a hollow column at the same interval as the stacking interval of the substrates,
The tip of the nozzle is inserted near the center of the substrate by rotating the hollow column.

本発明の更に他の態様によれば、
基板を多段に等間隔に積層した状態で処理室内に収容して加熱しながら処理する基板処理装置であって、
前記基板を水平姿勢で支持する支持部の先端から前記基板の表面に処理ガスを供給するよう構成された基板処理装置が提供される。
According to yet another aspect of the invention,
A substrate processing apparatus for processing while being heated while being accommodated in a processing chamber in a state where substrates are stacked in multiple stages at equal intervals,
There is provided a substrate processing apparatus configured to supply a processing gas to a surface of the substrate from a front end of a support portion that supports the substrate in a horizontal posture.

好ましくは、
前記基板を水平姿勢で支持する支持部が前記基板毎に4つ以上設けられ、
前記基板を挟んで互いに対向するように設けられた1対の支持部の先端から、同一種の処理ガスが、同時に供給されるように構成されている。
Preferably,
Four or more support portions for supporting the substrate in a horizontal posture are provided for each substrate,
The same type of processing gas is supplied simultaneously from the tips of a pair of support portions provided so as to face each other with the substrate interposed therebetween.

また好ましくは、
前記基板を水平姿勢で支持する複数の前記支持部と、前記支持部が設けられる中空の支柱と、前記支柱を立設する底板とが、誘電体材料により一体成型され、前記基板を多段に等間隔に積層した状態で支持する基板支持部材を構成している。
Also preferably,
A plurality of the support portions that support the substrate in a horizontal posture, a hollow column provided with the support portion, and a bottom plate that erects the column are integrally formed of a dielectric material, and the substrate is multi-staged. A substrate supporting member is configured to be supported while being stacked at intervals.

また好ましくは、
前記処理ガスが、前記処理室外から、前記処理室下側に設けられた真空気密板、前記底板、前記支柱及び前記支持部を介して前記基板の表面に供給されるよう構成されている。
Also preferably,
The processing gas is configured to be supplied from the outside of the processing chamber to the surface of the substrate through a vacuum hermetic plate, the bottom plate, the support column, and the support portion provided below the processing chamber.

200 ウエハ(基板)
201 処理室
202 処理炉
217 ボート(基板支持部材)
232a 第1処理ガス供給管
232b 第2処理ガス供給管
232c 第1不活性ガス供給管
232d 第2不活性ガス供給管
232e ベント管
234a 液体原料供給管
260a 回転機構部
260b 回転機構部
270a ノズル軸
270b ノズル軸
271a 可動ノズル(ノズル)
271b 可動ノズル(ノズル)
280 コントローラ(制御部)
200 wafer (substrate)
201 processing chamber 202 processing furnace 217 boat (substrate support member)
232a First process gas supply pipe 232b Second process gas supply pipe 232c First inert gas supply pipe 232d Second inert gas supply pipe 232e Vent pipe 234a Liquid source supply pipe 260a Rotating mechanism 260b Rotating mechanism 270a Nozzle shaft 270b Nozzle shaft 271a Movable nozzle (nozzle)
271b Movable nozzle (nozzle)
280 controller (control unit)

Claims (3)

積層された複数の基板を収容して処理する処理室と、
前記処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、を備え、
前記処理ガス供給系は、
前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を前記処理ガスが流れるノズル軸と、
上流端が前記ノズル軸の長手方向に沿って配列するように前記ノズル軸の胴部にそれぞれ接続され、下流側に前記ノズル軸内を流れた前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記上流端と前記ガス供給口との間の距離が、前記ノズル軸と前記基板の外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成されている複数のノズルと、を備える
ことを特徴とする基板処理装置。
A processing chamber for accommodating and processing a plurality of stacked substrates;
A processing gas supply system for supplying a processing gas into the processing chamber,
The processing gas supply system is
A nozzle shaft extending along the stacking direction of the substrate and through which the processing gas flows;
Gas supply ports connected to the body of the nozzle shaft so that the upstream ends thereof are arranged along the longitudinal direction of the nozzle shaft and supplying the processing gas flowing in the nozzle shaft in a distributed manner to the downstream side. A plurality of nozzles each provided, wherein a distance between the upstream end and the gas supply port is longer than a distance between the nozzle shaft and the outer edge of the substrate. A substrate processing apparatus.
基板を処理する処理室と、
前記処理室内で複数の前記基板を積層して支持する基板支持部材を備え、
前記基板支持部材は、
前記基板の積層方向に沿って延在し、内部を処理ガスが流れる中空の支柱と、
上流端が前記支柱の長手方向に沿って配列するように前記支柱の胴部にそれぞれ接続され、下流側に前記支柱内を流れた前記処理ガスを分散させて供給するガス供給口がそれぞれ設けられ、前記上流端と前記ガス供給口との間の距離が、前記支柱と前記基板の外縁との間の距離よりもそれぞれ長く構成され、前記基板を下方から支持する複数のノズルと、を備える
ことを特徴とする基板処理装置。
A processing chamber for processing the substrate;
A substrate support member that supports the plurality of substrates stacked in the processing chamber;
The substrate support member is
Hollow struts extending along the stacking direction of the substrate and through which the processing gas flows,
Gas supply ports connected to the body portions of the support columns so that their upstream ends are arranged along the longitudinal direction of the support columns and distributed to supply the processing gas flowing in the support columns are provided on the downstream side. A plurality of nozzles each configured such that a distance between the upstream end and the gas supply port is longer than a distance between the support column and the outer edge of the substrate, and supports the substrate from below. A substrate processing apparatus.
積層された複数の基板を処理室内に搬入する工程と、
前記基板の外縁より内側に開口したガス供給口を有する複数のノズルから、前記基板の表面に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
処理後の複数の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Carrying a plurality of laminated substrates into a processing chamber;
A step of supplying a processing gas to the surface of the substrate from a plurality of nozzles having a gas supply port that opens to the inner side of the outer edge of the substrate, and processing the substrate;
And a step of unloading the plurality of processed substrates from the processing chamber.
JP2011230055A 2011-10-19 2011-10-19 Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method Pending JP2013089818A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011230055A JP2013089818A (en) 2011-10-19 2011-10-19 Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011230055A JP2013089818A (en) 2011-10-19 2011-10-19 Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013089818A true JP2013089818A (en) 2013-05-13

Family

ID=48533425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011230055A Pending JP2013089818A (en) 2011-10-19 2011-10-19 Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013089818A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015105177A1 (en) * 2014-01-10 2015-07-16 三菱マテリアル株式会社 Chemical vapor deposition device, and chemical vapor deposition method
JP2015131984A (en) * 2014-01-10 2015-07-23 三菱マテリアル株式会社 Pressure reduction type vertical chemical vapor deposition device and chemical vapor deposition method
JP2016117934A (en) * 2014-12-22 2016-06-30 三菱マテリアル株式会社 Chemical vapor deposition device, chemical vapor deposition method
JP2018021216A (en) * 2016-08-01 2018-02-08 東京エレクトロン株式会社 Film deposition apparatus
CN107868946A (en) * 2016-09-27 2018-04-03 东京毅力科创株式会社 Gas introducing mechanism and processing unit
US10007185B2 (en) 2016-01-05 2018-06-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Electron beam lithography method and apparatus
CN110993498A (en) * 2018-10-02 2020-04-10 东京毅力科创株式会社 Injector, and substrate processing apparatus and substrate processing method using the same
JP2021019016A (en) * 2019-07-17 2021-02-15 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR20210035287A (en) * 2018-09-12 2021-03-31 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 Substrate processing apparatus, substrate holding part, manufacturing method and program of semiconductor device
US11560628B2 (en) * 2017-09-22 2023-01-24 Tokyo Electron Limited Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP7476286B2 (en) 2021-12-17 2024-04-30 セメス株式会社 Process gas supply unit and substrate processing apparatus including same

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015131984A (en) * 2014-01-10 2015-07-23 三菱マテリアル株式会社 Pressure reduction type vertical chemical vapor deposition device and chemical vapor deposition method
WO2015105177A1 (en) * 2014-01-10 2015-07-16 三菱マテリアル株式会社 Chemical vapor deposition device, and chemical vapor deposition method
JP2016117934A (en) * 2014-12-22 2016-06-30 三菱マテリアル株式会社 Chemical vapor deposition device, chemical vapor deposition method
US10007185B2 (en) 2016-01-05 2018-06-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Electron beam lithography method and apparatus
JP2018021216A (en) * 2016-08-01 2018-02-08 東京エレクトロン株式会社 Film deposition apparatus
CN107868946B (en) * 2016-09-27 2021-06-29 东京毅力科创株式会社 Gas introduction mechanism and processing apparatus
KR102228321B1 (en) * 2016-09-27 2021-03-15 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Gas introduction mechanism and processing apparatus
KR20180034253A (en) * 2016-09-27 2018-04-04 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Gas introduction mechanism and processing apparatus
JP2018056232A (en) * 2016-09-27 2018-04-05 東京エレクトロン株式会社 Gas introduction mechanism and processing device
CN107868946A (en) * 2016-09-27 2018-04-03 东京毅力科创株式会社 Gas introducing mechanism and processing unit
US20230118483A1 (en) * 2017-09-22 2023-04-20 Tokyo Electron Limited Substrate Processing Method and Substrate Processing Apparatus
US11560628B2 (en) * 2017-09-22 2023-01-24 Tokyo Electron Limited Substrate processing method and substrate processing apparatus
KR20210035287A (en) * 2018-09-12 2021-03-31 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 Substrate processing apparatus, substrate holding part, manufacturing method and program of semiconductor device
KR102559937B1 (en) 2018-09-12 2023-07-27 가부시키가이샤 코쿠사이 엘렉트릭 Substrate processing apparatus, substrate retainer, method of manufacturing semiconductor device and program
CN110993498A (en) * 2018-10-02 2020-04-10 东京毅力科创株式会社 Injector, and substrate processing apparatus and substrate processing method using the same
US11846023B2 (en) * 2018-10-02 2023-12-19 Tokyo Electron Limited Injector and substrate processing apparatus using the same, and substrate processing method
JP2021019016A (en) * 2019-07-17 2021-02-15 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP7170598B2 (en) 2019-07-17 2022-11-14 東京エレクトロン株式会社 SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD
JP7476286B2 (en) 2021-12-17 2024-04-30 セメス株式会社 Process gas supply unit and substrate processing apparatus including same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013089818A (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP6095825B2 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP5097554B2 (en) Semiconductor device manufacturing method, substrate processing method, and substrate processing apparatus
US8685866B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus
KR101576302B1 (en) Film deposition apparatus, film deposition method and computer readable storage medium
US9206931B2 (en) Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
US9496134B2 (en) Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device
JP4988902B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus
JP5219562B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, and semiconductor device manufacturing method
US8415237B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus
KR102019955B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device, non-transitory computer-readable recording medium and substrate processing apparatus
JP5882075B2 (en) Capacitor manufacturing method, capacitor, and dielectric film forming method used therefor
TWI524424B (en) Film deposition method and film deposition apparatus
JP2010050439A (en) Substrate processing apparatus
KR101537946B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device, method of processing a substrate, non-transitory computer-readable recording medium and substrate processing apparatus
TW201840894A (en) Film formation device and film formation method
KR20110131096A (en) Film formation method and film formation apparatus
WO2012090831A1 (en) Semiconductor device production method and substrate processing device
JP2008091805A (en) Method of fabricating semiconductor device, and substrate processing apparatus
JP2013151722A (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2010141076A (en) Wafer processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
JP2011222677A (en) Substrate processing apparatus
JP2012059834A (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP5460775B2 (en) Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, and substrate processing apparatus
JP4979965B2 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method