JP2013201333A

JP2013201333A - Substrate processing apparatus, manufacturing method of semiconductor device, and substrate processing method

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Publication number: JP2013201333A
Application number: JP2012069441A
Authority: JP
Inventors: Yuya Miyanishi; 裕也宮西
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-03

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing apparatus, a manufacturing method of a semiconductor device, and a substrate processing method which improve the process uniformity between multiple substrates.SOLUTION: A substrate processing apparatus includes: a processing chamber; a processing gas supply part; a substrate placement base where multiple placement parts, on which substrates are placed, are provided on the same flat surface; a heating part provided at the substrate placement base; a temperature detection part detecting a temperature of the substrate; and a placement mechanism sequentially placing the substrates on the multiple placement parts; and a control part performing control so that the substrate is placed on one placement part in a state that the substrates are placed on the multiple placement parts except the one placement part and processing sequence for processing the substrates is carried out after a temperature of the substrate placed on the one placement part becomes a predetermined temperature that is determined in advance.

Description

本発明は、基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing method.

例えば、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄａｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等の半導体装置の一工程として、基板（ウエハ）上に薄膜を形成する基板処理工程が実施される。
基板を処理する際は、高スループットや、基板面内の膜厚の均一性や膜質の均一性の向上を再現性良くすることが求められている。 For example, a substrate processing step of forming a thin film on a substrate (wafer) is performed as one step of a semiconductor device such as a flash memory or a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
When processing a substrate, it is required to improve reproducibility by improving high throughput, uniformity of film thickness within the substrate surface, and uniformity of film quality.

特許文献１には、係る基板処理工程を実施する基板処理装置として、複数枚の基板をサセプタ上に載置し、薄膜を形成する装置が知られている。 Patent Document 1 discloses a substrate processing apparatus that performs such a substrate processing step by placing a plurality of substrates on a susceptor and forming a thin film.

特表２００８−５２４８４２号公報Special table 2008-524842

前述のように、高スループットや、基板面内の膜厚の均一性や膜質の均一性の向上を再現性良くすることが求められている。しかしながら、従来の基板処理装置では、複数の基板を処理する際に、基板ごとに温度条件を始めとした処理条件が異なってしまうことがあった。この結果、処理室内における複数のウエハ間や、一つのポッドで搬送された複数のウエハ間で、処理が均一になされないことがあるとの問題が生じることがあった。 As described above, it is required to improve the reproducibility of high throughput, uniformity of film thickness in the substrate surface, and improvement of film quality uniformity. However, in the conventional substrate processing apparatus, when processing a plurality of substrates, the processing conditions including the temperature condition may be different for each substrate. As a result, there has been a problem that processing may not be performed uniformly between a plurality of wafers in a processing chamber or between a plurality of wafers conveyed by one pod.

本発明の目的は、複数の基板間における処理の均一性を向上させることができる基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing method capable of improving the uniformity of processing among a plurality of substrates.

本発明の一態様によれば、基板の処理に用いられる処理室と、前記処理室に、基板の処理に用いられる処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記処理室内に配置されていて、基板が載置される複数個の載置部が同一平面内に設けられた基板載置台と、前記基板載置台に設けられた加熱部と、前記基板載置部に載置された基板の温度を検出する温度検出部と、前記複数個の載置部に基板を順に載置する載置機構と、前記複数個の載置部に１つの載置部を除いて基板が配置された状態で、前記１つの載置部に基板を載置し、前記１つの載置部に載置された基板が前記加熱部による加熱により予め定められた温度となったことが前記温度検出部により検出された後に基板を処理する処理シーケンスを実行するよう制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a processing chamber used for processing a substrate, a processing gas supply unit that supplies a processing gas used for processing a substrate to the processing chamber, and a processing chamber are disposed in the processing chamber. A substrate mounting table on which a plurality of mounting units on which a substrate is mounted are provided in the same plane, a heating unit provided on the substrate mounting table, and a temperature of the substrate mounted on the substrate mounting unit A temperature detecting unit for detecting the substrate, a mounting mechanism for sequentially mounting the substrates on the plurality of mounting units, and a substrate disposed on the plurality of mounting units except for one mounting unit. The temperature detection unit detects that the substrate is placed on the one placement unit, and the substrate placed on the one placement unit has reached a predetermined temperature by heating by the heating unit. And a control unit that controls to execute a processing sequence for processing the substrate after Management apparatus is provided.

本発明の他の態様によれば、基板の処理に用いられる処理室と、前記処理室に、基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記処理室内に配置されていて、基板が載置される複数個の載置部が同一平面内に設けられた基板載置台と、前記基板載置台に設けられた加熱部と、前記基板載置部に載置された基板の温度を検出する温度検出部と、前記複数個の載置部に順に基板を載置する載置機構と、少なくとも前記加熱部を制御する制御部と、を有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記載置機構が、前記複数の載置部に１つの載置部を除いて基板を載置する基板載置工程と、前記複数の載置部に前記１つの載置部を除いて基板が載置された後に、前記１つの載置部に基板を載置し、前記温度検出部が前記１つの載置部に載置された基板の温度を検出する温度検出工程と、前記温度検出工程において検出された前記１つの載置部に載置された基板の温度が前記加熱部による加熱により予め定められた温度となったことが前記温度検出部により検出された後に、前記制御部が基板を処理する処理シーケンスを実行する処理工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a processing chamber used for processing a substrate, a processing gas supply unit for supplying a processing gas for processing the substrate to the processing chamber, and a substrate disposed in the processing chamber, A substrate mounting table in which a plurality of mounting units on which the substrate is mounted is provided in the same plane, a heating unit provided in the substrate mounting table, and a temperature of the substrate mounted on the substrate mounting unit. A method of manufacturing a semiconductor device using a substrate processing apparatus, comprising: a temperature detection unit for detecting; a mounting mechanism for mounting substrates in order on the plurality of mounting units; and a control unit for controlling at least the heating unit. The placement mechanism includes a substrate placement step of placing a substrate on the plurality of placement units excluding one placement unit, and the one placement unit on the plurality of placement units. After the substrate is placed, the substrate is placed on the one placement portion, and the temperature detection portion is A temperature detection step of detecting the temperature of the substrate placed on the placement portion, and the temperature of the substrate placed on the one placement portion detected in the temperature detection step is heated in advance by the heating portion. There is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a processing step in which the control unit executes a processing sequence for processing a substrate after the temperature detecting unit detects that a predetermined temperature is reached.

本発明の他の態様によれば、基板の処理に用いられる処理室と、前記処理室に、基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記処理室内に配置されていて、基板が載置される複数個の載置部が同一平面内に設けられた基板載置台と、前記基板載置台に設けられた加熱部と、前記基板載置部に載置された基板の温度を検出する温度検出部と、前記複数個の載置部に順に基板を載置する載置機構と、少なくとも前記加熱部を制御する制御部と、を有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記載置機構が、前記複数の載置部に１つの載置部を除いて基板を載置する基板載置工程と、前記複数の載置部に前記１つの載置部を除いて基板が載置された後に、前記１つの載置部に基板を載置し、前記温度検出部が前記１つの載置部に載置された基板の温度を検出する温度検出工程と、前記温度検出工程において検出された前記１つの載置部に載置された基板の温度が前記加熱部による加熱により予め定められた温度となったことが前記温度検出部により検出された後に、前記制御部が基板を処理する処理シーケンスを実行する処理工程と、を有する基板処理方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a processing chamber used for processing a substrate, a processing gas supply unit for supplying a processing gas for processing the substrate to the processing chamber, and a substrate disposed in the processing chamber, A substrate mounting table in which a plurality of mounting units on which the substrate is mounted is provided in the same plane, a heating unit provided in the substrate mounting table, and a temperature of the substrate mounted on the substrate mounting unit. A method of manufacturing a semiconductor device using a substrate processing apparatus, comprising: a temperature detection unit for detecting; a mounting mechanism for mounting substrates in order on the plurality of mounting units; and a control unit for controlling at least the heating unit. The placement mechanism includes a substrate placement step of placing a substrate on the plurality of placement units excluding one placement unit, and the one placement unit on the plurality of placement units. After the substrate is placed, the substrate is placed on the one placement portion, and the temperature detection portion is A temperature detection step of detecting the temperature of the substrate placed on the placement portion, and the temperature of the substrate placed on the one placement portion detected in the temperature detection step is heated in advance by the heating portion. There is provided a substrate processing method including a processing step of executing a processing sequence in which the control unit processes a substrate after the temperature detection unit detects that the temperature has reached a predetermined temperature.

本発明によれば、複数の基板間における処理の均一性を向上させることができる基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a substrate processing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a substrate processing method that can improve the uniformity of processing among a plurality of substrates.

本発明の実施形態に係る基板処理装置を上方から示す図である。It is a figure which shows the substrate processing apparatus which concerns on embodiment of this invention from upper direction. 図１に示す基板処理装置の図１のおけるＡ−Ａ面で切断した断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section cut | disconnected by the AA plane in FIG. 1 of the substrate processing apparatus shown in FIG. 図１及び図２に示す基板処理装置が有する処理炉を鉛直な断面で切断した断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section which cut | disconnected the process furnace which the substrate processing apparatus shown in FIG.1 and FIG.2 has in a vertical cross section. 図１及び図２に示す基板処理装置を図３に示すＢ−Ｂ面で切断した断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section which cut | disconnected the substrate processing apparatus shown in FIG.1 and FIG.2 by the BB surface shown in FIG. 図１及び図２に示す基板処理装置が有する搬送装置を示し、図５（ａ）は搬送装置が基板を搬送中の状態を示す図であり、図５（ｂ）は基板を搬送していない状態にある搬送装置を示す図である。1 and FIG. 2 show a transfer apparatus included in the substrate processing apparatus, FIG. 5A is a view showing a state in which the transfer apparatus is transferring a substrate, and FIG. 5B is a view showing no transfer of the substrate. It is a figure which shows the conveying apparatus in a state. 図３乃至図５に示す処理炉の一部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of processing furnace shown in FIG. 3 thru | or FIG. 図３乃至図５に示す処理炉が有するリフターピンの動作と、温度センサの移動とを説明し、図７（ａ）は、基板の温度を測定する状態におけるリフターピンと温度センサとを示す図であり、図７（ｂ）は、基板に処理を施す状態におけるリフターピンと温度センサとの状態を示す図である。The operation of the lifter pin included in the processing furnace shown in FIGS. 3 to 5 and the movement of the temperature sensor will be described. FIG. 7A is a view showing the lifter pin and the temperature sensor in a state in which the temperature of the substrate is measured. FIG. 7B is a diagram showing a state of the lifter pin and the temperature sensor in a state where the substrate is processed. 図３乃至図５に示す処理炉が有する不活性ガス供給部の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the inert gas supply part which the processing furnace shown in FIG. 3 thru | or FIG. 5 has. 図１に示す基板処理装置による基板処理の工程を示す図である。It is a figure which shows the process of the substrate processing by the substrate processing apparatus shown in FIG.

次に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２には、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０が示されている。基板処理装置１０は、基板載置部に複数の基板を載置した多枚葉式の基板処理装置であり、基板処理装置１０により、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法が実施される。以下の説明においては、前後左右は、図１中に矢印で示されている前後左右を基準とする。 Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 show a substrate processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 10 is a multi-wafer type substrate processing apparatus in which a plurality of substrates are mounted on a substrate mounting unit, and the substrate processing apparatus 10 performs a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The In the following description, front, rear, left, and right are based on front, rear, left, and right indicated by arrows in FIG.

図１及び図２に示されているように、基板処理装置１０においては、シリコン（Ｓｉ）等で形成される基板（以下、「ウエハ２」と称す）を複数枚搬送する基板収容容器としてＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod；以下、「ポッド４」と称す）が用いられている。また、基板処理装置１０は、ウエハ２を搬送する機能を有するＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）２０と、同じくウエハ２を搬送する機能を有するロードロック機構２２と、同じウエハ２を搬送する機能を有する搬送機構２４と、ウエハ２を処理する機能を有する処理機構２６と、制御装置４００とを有する。 As shown in FIGS. 1 and 2, in the substrate processing apparatus 10, FOUP is used as a substrate storage container for transferring a plurality of substrates formed of silicon (Si) or the like (hereinafter referred to as “wafer 2”). (Front Opening Unified Pod; hereinafter referred to as “Pod 4”). The substrate processing apparatus 10 also has an EFEM (Equipment Front End Module) 20 having a function of transporting the wafer 2, a load lock mechanism 22 having a function of transporting the wafer 2, and a function of transporting the same wafer 2. It has a transfer mechanism 24, a processing mechanism 26 having a function of processing the wafer 2, and a control device 400.

ＥＦＥＭ２０は、ロードポートとも称される載置台３２と、搬送部３４とを有する。 The EFEM 20 includes a mounting table 32 also called a load port, and a transport unit 34.

載置台３２は、工程内搬送装置（非図示）によって搬送されたポッド４が載置されるようになっている。本実施形態においては、載置台３２には三つのポッド４が載置できるようになっている。 The mounting table 32 is configured to mount the pod 4 transferred by an in-process transfer device (not shown). In the present embodiment, three pods 4 can be mounted on the mounting table 32.

搬送部３４は筺体３４ａを備え、この筺体３４ａ内に第１の搬送室３６が形成されている。第１の搬送室３６は、略大気圧条件下で用いられる。第１の搬送室３６には、ウエハ２を搬送する第１の搬送装置３８が配置されている。第１の搬送装置３８の下方には、昇降装置４０及び水平移動装置４２が設けられており、この第１の搬送装置３８は上下左右方向に移動自在となっている。 The transport unit 34 includes a housing 34a, and a first transport chamber 36 is formed in the housing 34a. The first transfer chamber 36 is used under substantially atmospheric pressure conditions. In the first transfer chamber 36, a first transfer device 38 for transferring the wafer 2 is disposed. Below the first transfer device 38, an elevating device 40 and a horizontal movement device 42 are provided, and the first transfer device 38 is movable in the vertical and horizontal directions.

また、第１の搬送室３６には、ウエハ２の位置合わせ（プリアライナ）を行う位置合わせ装置４４が設けられている。具体的には、位置合わせ装置４４は、ウエハ２に形成されているノッチ又はオリエンテーションフラットの位置を合わせるようになっている。 Further, the first transfer chamber 36 is provided with an alignment device 44 for aligning the wafer 2 (pre-aligner). Specifically, the alignment device 44 aligns the positions of notches or orientation flats formed in the wafer 2.

筺体３４ａの上部には、第１の搬送室３６内に清浄気体（クリーンエア）を供給する清浄気体供給装置４６が設けられている。 A clean gas supply device 46 for supplying clean gas (clean air) into the first transfer chamber 36 is provided above the housing 34a.

筺体３４ａの前側には、搬入出口５０が形成されており、搬入出口５０に対応するようにしてポッドオープナーとも称されるポッド開閉装置５２が配置されている。ポッド開閉装置５２は、ポッド４の蓋体を開閉するとともに搬入出口５０を閉塞する開閉部５４を有する。ポッド開閉装置５２は、載置台３２に載置されたポッド４のキャップを開閉し、このポッド４に対してウエハ２の搬入、搬出をすることができる状態とする。 A loading / unloading port 50 is formed on the front side of the housing 34 a, and a pod opening / closing device 52, which is also referred to as a pod opener, is disposed so as to correspond to the loading / unloading port 50. The pod opening / closing device 52 has an opening / closing part 54 that opens and closes the lid of the pod 4 and closes the loading / unloading port 50. The pod opening / closing device 52 opens and closes the cap of the pod 4 mounted on the mounting table 32 so that the wafer 2 can be loaded into and unloaded from the pod 4.

筺体３４ａの後側には、ゲートバルブとも称される開閉弁５６ａと開閉弁５６ｂが設けられており、開閉弁５６ａと開閉弁５６ｂを介してロードロック機構２２が取り付けられている。 On the rear side of the housing 34a, an on-off valve 56a and an on-off valve 56b, which are also called gate valves, are provided, and the load lock mechanism 22 is attached via the on-off valve 56a and the on-off valve 56b.

ロードロック機構２２は、ウエハ２を搬入する際に用いられる搬入予備室６０と、ウエハ２を搬出する際に用いられる搬出予備室６２とを有する。搬入予備室６０及び搬出予備室６２は、それぞれが大気圧未満の圧力（負圧）に耐える構造となっている。搬入予備室６０は、ウエハ２を支持する基板支持部６４ａと開閉弁６６ａとを有し、搬出予備室６２は、ウエハ２を支持する基板支持部６４ｂと開閉弁６６ｂとを有している。 The load lock mechanism 22 includes a carry-in preliminary chamber 60 that is used when the wafer 2 is carried in, and a carry-out spare chamber 62 that is used when the wafer 2 is carried out. Each of the carry-in preliminary chamber 60 and the carry-out preliminary chamber 62 has a structure that can withstand a pressure (negative pressure) less than atmospheric pressure. The carry-in preliminary chamber 60 has a substrate support portion 64a for supporting the wafer 2 and an on-off valve 66a, and the carry-out preliminary chamber 62 has a substrate support portion 64b for supporting the wafer 2 and an on-off valve 66b.

ロードロック機構２２の後方には、開閉弁６６ａと開閉弁６６ｂを介して第２の搬送機構２４が取り付けられている。 A second transport mechanism 24 is attached to the rear of the load lock mechanism 22 via an on-off valve 66a and an on-off valve 66b.

第２の搬送機構２４は、真空容器として用いられている筺体２４ａを有し、筺体２４ａ内に第２の搬送室７０が形成されている。第２の搬送室７０は、真空条件下で用いられる。また、第２の搬送室７０は負圧に耐える構造となっており、例えばアルミニウム（Ａｌ）で構成されている。第２の搬送室７０の内壁にはアルマイト処理が施され、熱放射率が、例えば、０．７〜０．９９％となっており比較的、熱を吸収し易い状態となっている。また、第２の搬送室７０の側壁内部には冷却水が流れるようになっており、この側壁が冷却されるように構成されている。 The second transport mechanism 24 has a housing 24a used as a vacuum container, and a second transport chamber 70 is formed in the housing 24a. The second transfer chamber 70 is used under vacuum conditions. The second transfer chamber 70 has a structure that can withstand negative pressure, and is made of, for example, aluminum (Al). The inner wall of the second transfer chamber 70 is alumite-treated, and the heat emissivity is, for example, 0.7 to 0.99%, which is relatively easy to absorb heat. In addition, cooling water flows inside the side wall of the second transfer chamber 70, and the side wall is configured to be cooled.

第２の搬送室７０には、ウエハ２を搬送する機能を有し、後述する複数の載置部２９０に順にウエハ２を載置する載置機構として用いられている第２の搬送装置３４０が取り付けられている。第２の搬送装置３４０の下方には、昇降回転装置７４が設けられていて、第２の搬送装置３４０は、第２の搬送室７０内の気密性を保ちながら上下左右方向に移動自在となっている。 In the second transfer chamber 70, there is a second transfer device 340 that has a function of transferring the wafer 2 and is used as a mounting mechanism for mounting the wafer 2 in order on a plurality of mounting units 290 described later. It is attached. A lifting / lowering rotation device 74 is provided below the second transfer device 340, and the second transfer device 340 can move in the vertical and horizontal directions while maintaining the airtightness in the second transfer chamber 70. ing.

また、第２の搬送室７０には、例えば４つの開閉弁（開閉弁７６ａ、開閉弁７６ｂ、開閉弁７６ｃ、及び開閉弁７６ｄ）が設けられており、開閉弁７６ａ、開閉弁７６ｂ、開閉弁７６ｃ、開閉弁７６ｄを介して例えば４つの処理炉２００（処理炉２００ａ、処理炉２００ｂ、処理炉２００ｃ、及び処理炉２００ｄ）が取り付けられている。処理炉２００ａ、処理炉２００ｂ、処理炉２００ｃ、及び処理炉２００ｄの詳細は後述する。 The second transfer chamber 70 is provided with, for example, four on-off valves (an on-off valve 76a, an on-off valve 76b, an on-off valve 76c, and an on-off valve 76d). The on-off valve 76a, the on-off valve 76b, and the on-off valve For example, four processing furnaces 200 (the processing furnace 200a, the processing furnace 200b, the processing furnace 200c, and the processing furnace 200d) are attached via the open / close valve 76d. Details of the processing furnace 200a, the processing furnace 200b, the processing furnace 200c, and the processing furnace 200d will be described later.

図３及び図４には、処理炉２００ｂ（以下の説明においては、処理炉２００と称する）が示されている。尚、処理炉２００ａ、処理炉２００ｃ、処理炉２００ｄは、以下に説明する処理炉２００ｂと同様の構成としても良いし、ウエハ２に施す処理に応じて、処理炉２００ｂとは異なる構成としても良い。 3 and 4 show a processing furnace 200b (referred to as a processing furnace 200 in the following description). The processing furnace 200a, the processing furnace 200c, and the processing furnace 200d may have the same configuration as the processing furnace 200b described below, or may have a different configuration from the processing furnace 200b depending on the processing performed on the wafer 2. .

図３及び図４に示すように、処理炉２００は、ウエハ２を処理するための処理室２１２を内部に形成する筐体２１４を有する。筐体２１４は円筒形状に形成されており、筒中空部が処理室２１２を形成している。処理室２１２は、円状の反応室壁２１６に囲まれて形成されている。また、反応室壁２１６には、処理室２１２内にウエハ２を搬入し、処理室２１２内からウエハ２を搬出するために用いられる搬入搬出口２１３が形成されている。搬入搬出口２１３は、開閉弁７６ｂによって開閉されるように構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the processing furnace 200 includes a housing 214 that internally forms a processing chamber 212 for processing the wafer 2. The casing 214 is formed in a cylindrical shape, and the cylindrical hollow portion forms the processing chamber 212. The processing chamber 212 is formed by being surrounded by a circular reaction chamber wall 216. The reaction chamber wall 216 is formed with a loading / unloading port 213 used for loading the wafer 2 into the processing chamber 212 and unloading the wafer 2 from the processing chamber 212. The carry-in / out port 213 is configured to be opened and closed by an on-off valve 76b.

処理室２１２内には、ウエハ２が載置される基板載置台として用いられているサセプタ２１８が設けられている。サセプタ２１８には、サセプタ２１８を加熱する加熱部として用いられているヒータ２２０が設けられていて、ウエハ２を所望の温度まで加熱することが可能となっている。サセプタ２１８は、基板を載置する載置部２９０を複数個有し、複数個の載置部２９０が同一の平面２９２内に設けられている。この実施形態においては、平面２９２に４個の載置部２９０が設けられている場合を一例として説明をするものの、例えば５個等、４個以外の複数個の載置部２９０を平面２９２内に設けるようにしても良い。 In the processing chamber 212, a susceptor 218 used as a substrate mounting table on which the wafer 2 is mounted is provided. The susceptor 218 is provided with a heater 220 used as a heating unit that heats the susceptor 218, and can heat the wafer 2 to a desired temperature. The susceptor 218 includes a plurality of placement portions 290 on which the substrate is placed, and the plurality of placement portions 290 are provided in the same plane 292. In this embodiment, although the case where four mounting portions 290 are provided on the plane 292 will be described as an example, a plurality of mounting portions 290 other than four, such as five, are arranged in the plane 292, for example. You may make it provide in.

また、サセプタ２１８の下部には、回転軸部として用いられているシャフト２２４が接続されていて、シャフト２２４には、駆動部として用いられている回転器２２６が連結されている。すなわち、回転器２２６がシャフト２２４を回転させることでサセプタ２１８が回転する。サセプタ２１８の平面２９２より上の空間には、中心にガス分配部材２２８が設けられ、放射状に仕切板２３０が配置されている。 In addition, a shaft 224 used as a rotating shaft portion is connected to the lower portion of the susceptor 218, and a rotator 226 used as a driving portion is connected to the shaft 224. In other words, the susceptor 218 rotates as the rotator 226 rotates the shaft 224. In the space above the plane 292 of the susceptor 218, a gas distribution member 228 is provided at the center, and the partition plates 230 are arranged radially.

本実施形態においては、仕切板２３０は、処理室２１２を、第１の領域２３１、第２の領域２３２、第３の領域２３３及び第４の領域２３４の４つの領域に分割している。 In the present embodiment, the partition plate 230 divides the processing chamber 212 into four regions of a first region 231, a second region 232, a third region 233, and a fourth region 234.

また、ガス分配部材２２８は、円形状で構成され、後述する第１のガス用バッファ室２３６ｅ、第２のガス用バッファ室２３８ｅ、第３のガス用バッファ室２４０ｅを有する。 The gas distribution member 228 is formed in a circular shape, and includes a first gas buffer chamber 236e, a second gas buffer chamber 238e, and a third gas buffer chamber 240e described later.

第１のガス用バッファ室２３６ｅの反応室壁２１６側のガス分配部材２２８には複数の供給孔を有する第１のガス供給孔２３６ｆが、第２のガス用バッファ室２３８ｅの反応室壁２１６側のガス分配部材２２８、２２８には複数の供給孔を有する第２のガス供給孔２３８ｆ、２３８ｆが、第３のガス用バッファ室２４０ｅの反応室壁２１６側のガス分配部材２２８には複数の供給孔を有する第３のガス供給孔２４０ｆが形成されている。 The gas distribution member 228 on the reaction chamber wall 216 side of the first gas buffer chamber 236e has a first gas supply hole 236f having a plurality of supply holes, and the reaction chamber wall 216 side of the second gas buffer chamber 238e. The gas distribution members 228 and 228 have second gas supply holes 238f and 238f having a plurality of supply holes, and the gas distribution member 228 on the reaction chamber wall 216 side of the third gas buffer chamber 240e has a plurality of supplies. A third gas supply hole 240f having a hole is formed.

すなわち、第１のガスが第１のガス供給孔２３６ｆから第１の領域２３１に、第２のガスが第２のガス供給孔２３８ｆ、２３８ｆから第２の領域２３２、第４の領域２３４に、第３のガスが第３のガス供給孔２４０ｆから第３の領域２３３に、処理室２１２の中心から反応室壁２１６に向けてそれぞれガスが供給されるようになっている。 That is, the first gas is supplied from the first gas supply hole 236f to the first region 231 and the second gas is supplied from the second gas supply hole 238f and 238f to the second region 232 and the fourth region 234. The third gas is supplied from the third gas supply hole 240f to the third region 233 from the center of the processing chamber 212 toward the reaction chamber wall 216, respectively.

また、サセプタ２１８の平面２９２より上の空間、より具体的には、筐体２１４の天井には、処理室２１２内の第１の領域２３１へ第１のガスを供給する第１のガス供給部２３６、処理室２１２内の第２の領域２３２及び第４の領域２３４へ第２のガスを供給する第２のガス供給部２３８、処理室２１２内の第３の領域２３３へ第３のガスを供給する第３のガス供給部２４０が設けられている。ここで、第１のガス供給部２３６、第２のガス供給部２３８、第３のガス供給部２４０は、それぞれがウエハ２の処理に用いられる処理ガスを処理室２１２に供給するガス供給部として用いられている。 Further, a first gas supply unit that supplies a first gas to a space above the plane 292 of the susceptor 218, more specifically, to the first region 231 in the processing chamber 212 in the ceiling of the casing 214. 236, a second gas supply unit 238 for supplying a second gas to the second region 232 and the fourth region 234 in the processing chamber 212, and a third gas to the third region 233 in the processing chamber 212. A third gas supply unit 240 for supplying is provided. Here, each of the first gas supply unit 236, the second gas supply unit 238, and the third gas supply unit 240 serves as a gas supply unit that supplies a processing gas used for processing the wafer 2 to the processing chamber 212. It is used.

第１のガス供給部２３６は、第１のガス供給管２３６ａ、第１のガス供給源２３６ｂ、第１のガスの流量を調整する流量制御装置としてのマスフローコントローラ２３６ｃ、ガス流路を開閉するバルブ２３６ｄ、上述した第１のガス供給用バッファ室２３６ｅ及び第１のガス供給孔２３６ｆから構成されている。 The first gas supply unit 236 includes a first gas supply pipe 236a, a first gas supply source 236b, a mass flow controller 236c as a flow rate control device for adjusting the flow rate of the first gas, and a valve for opening and closing the gas flow path. 236d, the first gas supply buffer chamber 236e, and the first gas supply hole 236f.

第１のガス供給管２３６ａは、筐体２１４の上面に設けられた第１のガス導入ポート２４２に接続され、第１のガス供給管２３６ａの上流から順に、第１のガス供給源２３６ｂ、マスフローコントローラ２３６ｃ、バルブ２３６ｄが設けられ、バルブ２３６ｄを開閉することで、第１のガス供給管２３６ａから第１のガス導入ポート２４２、第１のガス供給用バッファ室２３６ｅ、第１のガス供給孔２３６ｆを介して処理室２１２内の第１の領域２３１に第１のガスが供給、又は供給停止される。第１のガス供給部２３６は、第１のガスとして、例えば、第１の元素である例えばシリコン（Ｓｉ）を含む例えばトリシリルアミン（ＴＳＡ）を供給する。 The first gas supply pipe 236a is connected to a first gas introduction port 242 provided on the upper surface of the housing 214, and in order from the upstream side of the first gas supply pipe 236a, the first gas supply source 236b and the mass flow. A controller 236c and a valve 236d are provided. By opening and closing the valve 236d, the first gas supply port 242a, the first gas supply buffer chamber 236e, and the first gas supply hole 236f are opened from the first gas supply pipe 236a. Then, the first gas is supplied to the first region 231 in the processing chamber 212, or the supply is stopped. The first gas supply unit 236 supplies, for example, trisilylamine (TSA) including, for example, silicon (Si) as the first element as the first gas.

第２のガス供給部２３８は、第２のガス供給管２３８ａ、第２のガス供給源２３８ｂ、第２のガスの流量を調整する流量制御装置としてのマスフローコントローラ２３８ｃ、ガス流路を開閉するバルブ２３８ｄ、上述した第２のガス供給用バッファ室２３８ｅ及び第２のガス供給孔２３８ｆから構成されている。 The second gas supply unit 238 includes a second gas supply pipe 238a, a second gas supply source 238b, a mass flow controller 238c as a flow rate control device for adjusting the flow rate of the second gas, and a valve for opening and closing the gas flow path. 238d, the second gas supply buffer chamber 238e, and the second gas supply hole 238f described above.

第２のガス供給管２３８ａは、筐体２１４の上面に設けられた第２のガス導入ポート２４４に接続され、第２のガス供給管２３８ａの上流から順に、第２のガス供給源２３８ｂ、マスフローコントローラ２３８ｃ、バルブ２３８ｄが設けられ、バルブ２３８ｄを開閉することで、第２のガス供給管２３８ａから第２のガス導入ポート２４４、第２のガス供給用バッファ室２３８ｅ、第２のガス供給孔２３８ｆ、２３８ｆを介して処理室２１２内の第２の領域２３２及び第４の領域２３４に第２のガスが供給、又は供給停止される。第２のガス供給部２３８は、第２のガスとして、不活性ガス（パージガス）として用いられる例えば窒素（Ｎ_２）ガスを供給する。 The second gas supply pipe 238a is connected to a second gas introduction port 244 provided on the upper surface of the housing 214, and in order from the upstream side of the second gas supply pipe 238a, the second gas supply source 238b and the mass flow. A controller 238c and a valve 238d are provided. By opening and closing the valve 238d, the second gas supply port 244, the second gas supply buffer chamber 238e, and the second gas supply hole 238f are opened from the second gas supply pipe 238a. The second gas is supplied to or stopped from the second region 232 and the fourth region 234 in the processing chamber 212 via 238f. The second gas supply unit 238 supplies, for example, nitrogen (N ₂ ) gas used as an inert gas (purge gas) as the _second gas.

第３のガス供給部２４０は、第３のガス供給管２４０ａ、第３のガス供給源２４０ｂ、第３のガスの流量を調整する流量制御装置としてのマスフローコントローラ２４０ｃ、ガス流路を開閉するバルブ２４０ｄ、上述した第３のガス供給用バッファ室２４０ｅ及び第３のガス供給孔２４０ｆから構成される。 The third gas supply unit 240 includes a third gas supply pipe 240a, a third gas supply source 240b, a mass flow controller 240c as a flow rate control device for adjusting the flow rate of the third gas, and a valve for opening and closing the gas flow path. 240d includes the third gas supply buffer chamber 240e and the third gas supply hole 240f described above.

第３のガス供給管２４０ａは、筐体２１４の上面に設けられた第３のガス導入ポート２４６に接続され、第３のガス供給管２４０ａの上流から順に、第３のガス供給源２４０ｂ、マスフローコントローラ２４０ｃ、バルブ２４０ｄが設けられ、バルブ２４０ｄを開閉することで、第３のガス供給管２４０ａから第３のガス導入ポート２４６、第３のガス供給用バッファ室２４０ｅ、第３のガス供給孔２４０ｆを介して処理室２１２内の第３の領域２３３に第３のガスが供給、又は供給停止される。第３のガス供給部２４０は、第３のガスとして、第２の元素である例えば酸素含有ガスである酸素（Ｏ_２）ガスを供給する。 The third gas supply pipe 240a is connected to a third gas introduction port 246 provided on the upper surface of the casing 214, and in order from the upstream side of the third gas supply pipe 240a, the third gas supply source 240b and the mass flow are provided. A controller 240c and a valve 240d are provided, and by opening and closing the valve 240d, the third gas introduction port 246, the third gas supply buffer chamber 240e, and the third gas supply hole 240f are opened from the third gas supply pipe 240a. Then, the third gas is supplied to the third region 233 in the processing chamber 212, or the supply is stopped. The third gas supply unit 240 supplies an oxygen (O ₂₎ gas that is a second element, for example, an oxygen-containing gas, as the third gas.

第３のガスが供給される第３の領域２３３のサセプタ２１８の平面２９２上方には、プラズマ生成部２４１が設けられている。プラズマ生成部は、プラズマを生成するための電極とその電極を制御するための電源等で構成される。 A plasma generation unit 241 is provided above the plane 292 of the susceptor 218 in the third region 233 to which the third gas is supplied. The plasma generation unit includes an electrode for generating plasma and a power source for controlling the electrode.

筐体２１４には、処理室２１２内の第１の領域２３１内のガスを排気する排気部２４８が設けられている。排気部２４８は、ガスを排気するガス排気管２４８ａ、処理室２１２内の圧力を制御する流量調整バルブ２４８ｂ、ＡＰＣバルブ２４８ｃ及び排気ポンプ２４８ｄから構成されている。ガス排気管２４８ａは、筐体２１４に接続され、上流側から順に、流量調整バルブ２４８ｂ、ＡＰＣバルブ２４８ｃ及び排気ポンプ２４８ｄが設けられていて、ＡＰＣバルブ２４８ｃを開閉することで、ガス排気管２４８ａから処理室２１２内のガスが排気される。 The housing 214 is provided with an exhaust unit 248 that exhausts the gas in the first region 231 in the processing chamber 212. The exhaust unit 248 includes a gas exhaust pipe 248a that exhausts gas, a flow rate adjustment valve 248b that controls the pressure in the processing chamber 212, an APC valve 248c, and an exhaust pump 248d. The gas exhaust pipe 248a is connected to the casing 214, and is provided with a flow rate adjustment valve 248b, an APC valve 248c, and an exhaust pump 248d in order from the upstream side. By opening and closing the APC valve 248c, the gas exhaust pipe 248a The gas in the processing chamber 212 is exhausted.

次に、ヒータ２２０へ電力を供給する電力供給手段３００について説明する。
電力供給手段３００においては、サセプタ２１８と共に回転し、ヒータ２２０に電力を供給するために、スリップリング３０２を用いる。また、電力供給手段３００は、サセプタ２１８に設けられた温度センサ２６３で測定された信号が温度測定子線３０３を用いて送信される温度測定器３０４と、電源３０８と、電源３０８とヒータ２２０とに接続されている電力調整器３１０と有する。電力供給手段３００においては、サセプタ２１８に設けられた温度センサ２６３で測定された信号が温度測定器３０４に送信され、温度測定器３０４からヒータ２２０の温度が設定温度となるように、温度測定器３０４と電力調整器３１０の作用でヒータ２２０に供給される電力を調節し、フィードバック制御を行って、サセプタ２１８の温度を所望の温度に保つように制御がなされている。 Next, the power supply unit 300 that supplies power to the heater 220 will be described.
In the power supply means 300, the slip ring 302 is used to rotate together with the susceptor 218 and supply power to the heater 220. In addition, the power supply means 300 includes a temperature measuring device 304 that transmits a signal measured by the temperature sensor 263 provided in the susceptor 218 using the temperature measuring element wire 303, a power source 308, a power source 308, a heater 220, And a power regulator 310 connected to the power supply. In the power supply means 300, a signal measured by the temperature sensor 263 provided in the susceptor 218 is transmitted to the temperature measuring device 304, and the temperature measuring device 304 is set so that the temperature of the heater 220 becomes the set temperature. Control is performed to maintain the temperature of the susceptor 218 at a desired temperature by adjusting the power supplied to the heater 220 by the action of 304 and the power regulator 310 and performing feedback control.

図５には、搬送装置３４０が示されている。図５に示されているように、搬送装置３４０は、開閉弁７６ｂが開かれた状態で、処理室１２内へウエハ２を搬送し、ウエハ２を平面２９２が有する４つの載置部２９０に順に載置する。 FIG. 5 shows a transport device 340. As shown in FIG. 5, the transfer device 340 transfers the wafer 2 into the processing chamber 12 with the on-off valve 76 b opened, and the wafer 2 is placed on the four placement units 290 included in the plane 292. Place in order.

すなわち、載置部２９０にウエハ２を載置する際には、図５（ａ）に示すように、４個の載置部２９０のうちの一つが開閉弁７６ｂに向かい合うようにサセプタ２１８の位置が調整された状態で、開閉弁７６ｂが開かれ、搬送装置３４０によって、開閉弁７６ｂに近接する位置にある載置部２９０にウエハ２が搬送される。 That is, when the wafer 2 is placed on the placement unit 290, as shown in FIG. 5A, the position of the susceptor 218 is such that one of the four placement units 290 faces the on-off valve 76b. Is adjusted, the opening / closing valve 76b is opened, and the wafer 2 is transferred by the transfer device 340 to the mounting portion 290 located near the opening / closing valve 76b.

４つの載置部２９０の中の一つにウエハ２が載置された後、サセプタ２１８が反時計方向に９０度回転し、ウエハ２が載置されていない空の載置部２９０が開閉弁７６ｂに近接するように移動する。そして、搬送装置３４０によって、開閉弁７６ｂに近接する載置部２９０に２番目のウエハ２が載置される。この動作を繰り返し、４枚のウエハ２を４つの載置部２９０に、それぞれに順に載置する。 After the wafer 2 is placed on one of the four placement units 290, the susceptor 218 rotates 90 degrees counterclockwise, and the empty placement unit 290 on which the wafer 2 is not placed is opened and closed. Move so as to be close to 76b. Then, the second wafer 2 is placed on the placement unit 290 adjacent to the on-off valve 76b by the transfer device 340. This operation is repeated, and the four wafers 2 are placed on the four placement units 290 in order.

ウエハ２に処理を施す際には、図５（ｂ）に示すように、搬送装置３４０は、処理炉２００の外部に配置された状態となり、開閉弁７６ｂは閉じられる。 When processing the wafer 2, as shown in FIG. 5B, the transfer device 340 is placed outside the processing furnace 200, and the on-off valve 76b is closed.

図６、図７には、処理炉２００の一部が拡大して示されている。
図６に示すように、サセプタ２１８の平面２９２における載置部２９０（図４を参照）には、ウエハ２を重力方向下側から支持するためのリフターピン２７０が取り付けられている。図６においては、図示の便宜上、２つのリフターピン２７０だけが示されているものの、リフターピン２７０は、それぞれの載置部２９０に、例えば３個取り付けられている。 6 and 7 show a part of the processing furnace 200 in an enlarged manner.
As shown in FIG. 6, lifter pins 270 for supporting the wafer 2 from below in the direction of gravity are attached to the mounting portion 290 (see FIG. 4) on the plane 292 of the susceptor 218. In FIG. 6, for convenience of illustration, only two lifter pins 270 are shown, but three lifter pins 270 are attached to each placement portion 290, for example.

リフターピン２７０には、１つのウエハ２を支持する３個のリフターピン２７０を一体として上下動させるために用いられるリフターピン移動機構２７２が連結されている。リフターピン移動機構２７２は、図７（ａ）に示される上昇位置と、上昇位置から重力方向下側に移動した位置である図７（ｂ）に示す下降位置との間でリフターピンを移動させる。リフターピン２７０が上昇位置にある場合は、ウエハ２は、サセプタ２１８から離間した状態となる。一方、リフターピン２７０が下降位置にある場合、ウエハ２は、サセプタ２１８に接触した状態となる。 The lifter pin 270 is connected to a lifter pin moving mechanism 272 that is used to vertically move the three lifter pins 270 that support one wafer 2 together. The lifter pin moving mechanism 272 moves the lifter pin between the raised position shown in FIG. 7A and the lowered position shown in FIG. 7B, which is the position moved downward from the raised position in the direction of gravity. . When the lifter pins 270 are in the raised position, the wafer 2 is separated from the susceptor 218. On the other hand, when the lifter pins 270 are in the lowered position, the wafer 2 is in contact with the susceptor 218.

リフターピン移動機構２７２は、制御装置４００によって制御され、リフターピン２７０を上昇させ、降下させる。 The lifter pin moving mechanism 272 is controlled by the control device 400 to raise and lower the lifter pin 270.

また、サセプタ２１８には、第１の貫通孔として用いられている貫通孔２１８ａが形成されている。図６においては、図示の便宜上、１つの貫通孔２１８ａだけが示されているものの、サセプタ２１８には４個の貫通孔２１８ａが形成されている。４個の貫通孔２１８ａは、４個の載置部２９０（図４を参照）にそれぞれウエハ２を載置した際に、ウエハ２の中心と重力方向において重なるように、それぞれが形成されている。 In addition, the susceptor 218 is formed with a through hole 218a used as a first through hole. In FIG. 6, for the sake of illustration, only one through hole 218a is shown, but the susceptor 218 has four through holes 218a. Each of the four through holes 218a is formed so as to overlap with the center of the wafer 2 in the direction of gravity when the wafer 2 is placed on each of the four placement portions 290 (see FIG. 4). .

ヒータ２２０には、第２の貫通孔として用いられている貫通孔２２０ａが形成されている。図６においては、図示の便宜上、１つの貫通孔２２０ａだけが示されているものの、ヒータ２２０には４個の貫通孔２２０ａが形成されている。４個の貫通孔２２０ａは、４個の載置部（図４を参照）にそれぞれウエハ２を載置した際に、ウエハ２の中心と重力方向において重なるように、それぞれが形成されている。 The heater 220 is formed with a through hole 220a used as a second through hole. In FIG. 6, only one through hole 220a is shown for convenience of illustration, but the heater 220 has four through holes 220a. Each of the four through holes 220a is formed so as to overlap the center of the wafer 2 in the direction of gravity when the wafer 2 is placed on each of the four placement portions (see FIG. 4).

処理室２１２内には、サセプタ２１８の載置部２９０に載置されたウエハ２の温度を検出する温度検出部として用いられているとともに、温度検出部が有する温度検出器具として用いられているウエハ温度センサ２７４が配置されている。ウエハ温度センサ２７４としては、例えば熱電対を用いることができる。ウエハ温度センサ２７４による検出値は、制御装置４００に入力されるようになっている。また、ウエハ温度センサ２７４には、ウエハ温度センサ２７４を移動させるために用いられる温度センサ移動機構２７６が連結されている。 In the processing chamber 212, a wafer used as a temperature detection unit for detecting the temperature of the wafer 2 mounted on the mounting unit 290 of the susceptor 218 and used as a temperature detection instrument included in the temperature detection unit. A temperature sensor 274 is arranged. As the wafer temperature sensor 274, for example, a thermocouple can be used. A value detected by the wafer temperature sensor 274 is input to the control device 400. The wafer temperature sensor 274 is connected to a temperature sensor moving mechanism 276 that is used to move the wafer temperature sensor 274.

温度センサ移動機構２７６は、図７（ａ）に示される位置であり、ウエハ温度センサ２７４の少なくとも一部分がサセプタ２１８の外側からサセプタ２１８の内側に向けて挿入された状態となる挿入位置と、図７（ｂ）に示す位置であり、ウエハ温度センサ２７４がサセプタ２１８から離間した位置である離間位置との間でウエハ温度センサ２７４を移動させる。図７（ａ）に示す挿入位置においては、ウエハ温度センサ２７４は、リフターピン２７０に支えられたウエハ２に接触する。ウエハ温度センサ２７４が挿入位置と離間位置との間を移動する際には、図７（ａ）、図７（ｂ）に示されているように、ウエハ温度センサ２７４は、貫通孔２１８ａ内、貫通孔２２０ａ内、及び仕切り２０４に形成された貫通孔２０４ａを介して移動する。 The temperature sensor moving mechanism 276 is at the position shown in FIG. 7A, and an insertion position where at least a part of the wafer temperature sensor 274 is inserted from the outside of the susceptor 218 toward the inside of the susceptor 218, The wafer temperature sensor 274 is moved between the position shown in FIG. 7B and the separated position where the wafer temperature sensor 274 is separated from the susceptor 218. At the insertion position shown in FIG. 7A, the wafer temperature sensor 274 contacts the wafer 2 supported by the lifter pins 270. When the wafer temperature sensor 274 moves between the insertion position and the separation position, as shown in FIGS. 7A and 7B, the wafer temperature sensor 274 is disposed in the through hole 218a. It moves through the through hole 220a and through the through hole 204a formed in the partition 204.

温度センサ移動機構２７６は、制御装置４００によって制御され、挿入位置と離間位置との間でウエハ温度センサ２７４を移動させる。より具体的には、制御装置４００は、載置部２９０に載置されたウエハ２の温度を検出する際は、ウエハ温度センサ２７４が挿入位置に位置し、ウエハ２に対して処理を施す処理シーケンスを実行する際には、ウエハ温度センサ２７４が貫通孔２０４ａより下の離間位置に位置するように温度センサ移動機構２７６を制御し、ウエハ温度センサ２７４を移動させる。 The temperature sensor moving mechanism 276 is controlled by the control device 400 and moves the wafer temperature sensor 274 between the insertion position and the separation position. More specifically, when the control device 400 detects the temperature of the wafer 2 placed on the placement unit 290, the wafer temperature sensor 274 is positioned at the insertion position, and the wafer 400 is processed. When executing the sequence, the temperature sensor moving mechanism 276 is controlled to move the wafer temperature sensor 274 so that the wafer temperature sensor 274 is positioned at a separated position below the through hole 204a.

制御装置４００が、上述のようにウエハ温度センサ２７４を移動させるため、処理シーケンスの実行時に、ウエハ温度センサ２７４がサセプタ２１８の外側に配置された状態となり、ウエハ温度センサ２７４と干渉することなく、サセプタ２１８がスムーズに回転する。また、ウエハ２の温度測定時には、ウエハ温度センサ２７４をウエハ２に接触させたり、ウエハ２に近接した位置に配置したりすることができ、本構成を有しない場合と比較して、ウエハ２の温度を正確に、且つ迅速に測定できる。 Since the control device 400 moves the wafer temperature sensor 274 as described above, the wafer temperature sensor 274 is disposed outside the susceptor 218 when the processing sequence is executed, and without interfering with the wafer temperature sensor 274. The susceptor 218 rotates smoothly. Further, when measuring the temperature of the wafer 2, the wafer temperature sensor 274 can be brought into contact with the wafer 2 or disposed at a position close to the wafer 2. Temperature can be measured accurately and quickly.

筐体２１４には、不活性ガス供給部２８０が取り付けられている。不活性ガス供給部２８０は、貫通孔２１８ａ、貫通孔２２０ａに向けて、サセプタ２１８及びヒータ２２０に対する処理室２１２と逆側から、処理室２１２側に向けて、例えば窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスを供給することができるように構成されている。不活性ガス供給部２８０は、ガス供給管２８０ａと、不活性ガスの流量を調整するマスフローコントローラ２８０ｂと、ガス供給管２８０ｃと、ガス供給源２８０ｄとを有する。 An inert gas supply unit 280 is attached to the housing 214. The inert gas supply unit 280 is configured so that, for example, nitrogen (N 2) gas or the like is not directed toward the processing chamber 212 from the opposite side of the processing chamber 212 to the susceptor 218 and the heater 220 toward the through-hole 218a and the through-hole 220a. An active gas can be supplied. The inert gas supply unit 280 includes a gas supply pipe 280a, a mass flow controller 280b that adjusts the flow rate of the inert gas, a gas supply pipe 280c, and a gas supply source 280d.

図８には、不活性ガス供給部２８０の作用が説明されている。
例えばウエハ２を処理する際には、不活性ガス供給部２８０から不活性ガスが供給される。そうすると、図８に矢印で示すように、サセプタ２１８及びヒータ２２０の下側から、貫通孔２０４ａを経由して、貫通孔２１８ａ内と貫通孔２２０ａ内へと不活性ガスが流れこむ。このため、サセプタ２１８及びヒータ２２０の上側、即ち処理室２１２側にある処理ガスがウエハ温度センサ２７４に到達しにくくなり、処理ガスによるウエハ温度センサ２７４の劣化が抑制される。尚、ウエハ２に処理を施す際には、ウエハ２によって貫通孔２１８ａと貫通孔２２０ａとが塞がれた状態となり、ウエハ温度センサ２７４へと処理ガスが到達しくにいものの、不活性ガス供給部２８０で不活性ガスを供給することによって、さらにウエハ温度センサ２７４に処理ガスが到達しにくくなる。 FIG. 8 illustrates the operation of the inert gas supply unit 280.
For example, when processing the wafer 2, an inert gas is supplied from the inert gas supply unit 280. Then, as shown by arrows in FIG. 8, an inert gas flows from the lower side of the susceptor 218 and the heater 220 into the through hole 218a and the through hole 220a via the through hole 204a. Therefore, the processing gas on the upper side of the susceptor 218 and the heater 220, that is, on the processing chamber 212 side, does not easily reach the wafer temperature sensor 274, and the deterioration of the wafer temperature sensor 274 due to the processing gas is suppressed. When the wafer 2 is processed, the through-hole 218a and the through-hole 220a are closed by the wafer 2, and the processing gas does not reach the wafer temperature sensor 274, but the inert gas is supplied. By supplying the inert gas at the unit 280, the processing gas does not easily reach the wafer temperature sensor 274.

以上のように構成された基板処理装置１０においては、以下に説明をするようにウエハ２を処理する。基板を処理する際には、基板処理装置１０の各部は制御装置４００によって制御される。制御装置４００は、ウエハ温度センサ２７４から出力等に応じて、基板処理装置１０の各部を制御する。 In the substrate processing apparatus 10 configured as described above, the wafer 2 is processed as described below. When processing a substrate, each part of the substrate processing apparatus 10 is controlled by the control device 400. The control device 400 controls each part of the substrate processing apparatus 10 according to the output from the wafer temperature sensor 274 and the like.

以下の説明においては、半導体製造方法の一工程として、ウエハ２上に絶縁膜であるシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）を形成する例について説明する。ここでは、ウエハ２を処理するために用いられる第１の元素としてシリコン（Ｓｉ）を用い、第２の元素として酸素（Ｏ）を用いる例であって、第１の元素を含む処理ガス（第１のガス）としてシリコン含有ガスであるトリシリルアミンン（ＴＳＡ、（SｉＨ_３）_３Ｎ）ガスを用い、第２の元素を含む処理ガス（第２の処理ガス）として酸素含有ガスである酸素（Ｏ_２）を用いている。 In the following description, an example in which a silicon oxide film (SiO film) that is an insulating film is formed on the wafer 2 will be described as one step of the semiconductor manufacturing method. In this example, silicon (Si) is used as the first element used for processing the wafer 2 and oxygen (O) is used as the second element, and a processing gas (first gas) containing the first element is used. 1), trisilylamine (TSA, (SiH ₃ ) ₃ N) gas, which is a silicon-containing gas, and oxygen, which is an oxygen-containing gas, as a processing gas containing the second element (second processing gas). (O ₂ ) is used.

図９には、ウエハ２を処理する工程が示されている。
最初のステップであるステップＳ１０では、第１のウエハ搬入工程がなされる。第１のウエハ搬入工程においては、まず、ヒータ２２０を発熱させた状態で、搬送装置３４０によって処理室２１２内に３枚のウエハ２が搬入され、３枚のウエハがサセプタ２１８の平面２９２における４個の載置部２９０のうちの３個の載置部２９０に順に載置される。すなわち、ステップＳ１０が完了した時点で、サセプタ２１８の平面２９２は、１つの載置部２９０を除いて、他の３個の載置部２９０にウエハ２が載置された状態となる。 FIG. 9 shows a process of processing the wafer 2.
In step S10, which is the first step, a first wafer carry-in process is performed. In the first wafer carry-in step, first, with the heater 220 heated, three wafers 2 are carried into the processing chamber 212 by the transfer device 340, and the three wafers 4 on the plane 292 of the susceptor 218. It mounts in order on the three mounting parts 290 of the mounting parts 290 of a piece. That is, when step S <b> 10 is completed, the plane 292 of the susceptor 218 is in a state where the wafer 2 is placed on the other three placement units 290 except for the one placement unit 290.

ステップＳ１０においては、リフターピン２７０は、上昇した状態にある。このため、３枚のウエハ２は、リフターピン２７０に重力方向下側から支持されていて、平面２９２から離間している。 In step S10, the lifter pin 270 is in a raised state. Therefore, the three wafers 2 are supported by the lifter pins 270 from the lower side in the gravity direction and are separated from the plane 292.

次のステップであるステップＳ２０では、第２のウエハ搬入工程がなされる。第２のウエハ搬入工程においては、４個の載置部のうち、未だウエハ２が載置されていない１つの載置部２９０に、搬送装置３４０によってウエハ２が載置される。ステップＳ２０で載置されるウエハ２は、他の３枚のウエハ２よりも遅れて処理室２１２内に搬送され、他の３枚のウエハ２よりも遅れてヒータ２２０による加熱が開始される。このため、ステップＳ２０で載置部２９０に載置されたウエハ２は、ステップＳ１０で載置部２９０に載置されたウエハ２よりも温度が低い。 In step S20, which is the next step, a second wafer carry-in process is performed. In the second wafer carry-in process, the wafer 2 is placed by the transfer device 340 on one of the four placement units on which the wafer 2 is not yet placed. The wafer 2 placed in step S <b> 20 is transferred into the processing chamber 212 later than the other three wafers 2, and heating by the heater 220 is started later than the other three wafers 2. For this reason, the temperature of the wafer 2 placed on the placement unit 290 in step S20 is lower than that of the wafer 2 placed on the placement unit 290 in step S10.

ここで、ステップＳ２０で載置部２９０に載置されたウエハ２の温度がウエハ２を処理
することができる程度に十分な温度まで加熱されたとすると、ステップＳ１０で載置部２９０に載置され、先に加熱が開始された他の３枚のウエハ２の温度も、ウエハ２を処理
することができる程度に十分な温度まで加熱されているはずである。このため、処理室２１２内に搬送され、載置された４枚のウエハ２の全ての温度がウエハ２を処理することができる程度に十分な温度まで加熱されたか否かを判別するために、４枚のウエハ２の全ての温度を測定する必要はなく、ステップＳ２０で処理室２１２内に搬送され、４枚のウエハ２のうち最後に加熱が開始されたウエハ２の温度を測定し、この温度がウエハ２を処理することができる程度に十分な温度になっているかを判別すれば良い。 Here, assuming that the temperature of the wafer 2 placed on the placement unit 290 in step S20 is heated to a temperature sufficient to process the wafer 2, the wafer 2 is placed on the placement unit 290 in step S10. The temperatures of the other three wafers 2 that have already been heated should be heated to a temperature sufficient to process the wafers 2. Therefore, in order to determine whether or not all the temperatures of the four wafers 2 transferred and placed in the processing chamber 212 have been heated to a temperature sufficient to process the wafers 2, It is not necessary to measure all the temperatures of the four wafers 2. In step S 20, the temperature of the wafer 2 that has been transferred into the processing chamber 212 and has been started to heat is measured. What is necessary is just to discriminate | determine whether the temperature is sufficient temperature that the wafer 2 can be processed.

ステップＳ２０においては、リフターピン２７０は、上昇した状態にある。このため、４枚のウエハ２は、全てがリフターピン２７０に重力方向下側から支持されて、平面２９２から離間している。また、４個のウエハ２を支持するリフターピン２７０の高さは、４個のウエハ２とヒータ２２０との距離が程同じとなるように、略同じ高さとされている。 In step S20, the lifter pin 270 is in a raised state. For this reason, all of the four wafers 2 are supported by the lifter pins 270 from the lower side in the gravitational direction and are separated from the plane 292. In addition, the height of the lifter pins 270 that support the four wafers 2 is substantially the same so that the distances between the four wafers 2 and the heaters 220 are approximately the same.

次のステップであるステップＳ３０では温度判別工程がなされる。温度判別工程においては、ステップＳ２０で処理室２１２内に搬入されたウエハ２の温度が、ウエハ温度センサ２７４によって測定され、この温度がウエハ２に成膜処理をすることが可能な十分な温度まで到達しているか否かが、制御装置４００によって判別される。ステップＳ３０においては、ウエハ温度センサ２７４は、図７（ａ）に示されている挿入位置にあり、ウエハ温度センサ２７４はウエハ２に接触している。このため、ウエハ２から離間した温度センサでウエハ２の温度を測定する場合と比較して、正確かつ迅速にウエハ２の温度が測定される。 In step S30, which is the next step, a temperature discrimination process is performed. In the temperature discrimination process, the temperature of the wafer 2 carried into the processing chamber 212 in step S20 is measured by the wafer temperature sensor 274, and this temperature reaches a sufficient temperature at which the film 2 can be deposited. The control device 400 determines whether or not it has reached. In step S <b> 30, the wafer temperature sensor 274 is at the insertion position shown in FIG. 7A, and the wafer temperature sensor 274 is in contact with the wafer 2. For this reason, the temperature of the wafer 2 is measured accurately and quickly compared to the case where the temperature of the wafer 2 is measured by the temperature sensor separated from the wafer 2.

制御装置４００によって、ウエハ２の温度がウエハ２に成膜処理をすることが可能な十分な温度まで到達しているとの判別がなされた後に、以下に説明をする一連のウエハ２を処理する処理シーケンスが実行される。処理シーケンスを実行するに先立ち、ウエハ温度センサ２７４を、図７（ａ）に示す挿入位置から、図７（ｂ）に示す離間位置へと移動させる。これにより、サセプタ２１８が、ウエハ温度センサ２７４と干渉することなく回転することができるようになる。また、処理シーケンスを実行するに先立ち、全てのリフターピン２７０を図７（ｂ）に示す下降位置へと移動させる。これにより４枚のウエハ２の全てが、サセプタ２１８に接触した状態となる。 After the controller 400 determines that the temperature of the wafer 2 has reached a sufficient temperature at which the film formation process can be performed on the wafer 2, the series of wafers 2 described below are processed. A processing sequence is executed. Prior to executing the processing sequence, the wafer temperature sensor 274 is moved from the insertion position shown in FIG. 7A to the separation position shown in FIG. 7B. As a result, the susceptor 218 can rotate without interfering with the wafer temperature sensor 274. Prior to executing the processing sequence, all lifter pins 270 are moved to the lowered position shown in FIG. As a result, all four wafers 2 are in contact with the susceptor 218.

このように、基板処理装置１０においては、制御装置４００は、複数個の載置部２９０に１つの載置部２９０を除いてウエハ２が配置された状態で、ウエハ２が載置されていない１つの載置部２９０にウエハ２を載置し、この１つの載置部に載置された温度が、予め定められた所定の温度、即ち、ウエハ２に成膜処理をすることが可能な十分な温度となった後にウエハ２を処理する処理シーケンスを実行するように制御する。 As described above, in the substrate processing apparatus 10, the control device 400 does not place the wafer 2 in a state where the wafer 2 is arranged on the plurality of placement units 290 except for the one placement unit 290. The wafer 2 is placed on one placement unit 290, and the temperature placed on the one placement unit can be a predetermined temperature, that is, the wafer 2 can be formed. Control is performed so as to execute a processing sequence for processing the wafer 2 after the temperature reaches a sufficient level.

また、以上で説明をした処理シーケンスを実行することに替わり、最後に加熱が開始されたウエハ２の加熱時間を計測し、予め設定した所定時間となった場合に、リフターピン２７０を下げ、処理シーケンスを実行する方法も考えられる。しかしながら、半導体製造装置では処理室２１２の環境変化等の様々な要因により、所定の温度に達するための加熱時間にばらつきが発生することがある。ここで、処理室２１２の環境変化の一例としては、例えば、成膜処理の繰り返しで発生したパーティクルが処理室２１２の壁に付着する等を挙げることができる。 Further, instead of executing the processing sequence described above, the heating time of the wafer 2 that was last started to be heated is measured, and when the predetermined time set in advance is reached, the lifter pin 270 is lowered to perform processing. A method of executing the sequence is also conceivable. However, in the semiconductor manufacturing apparatus, the heating time for reaching a predetermined temperature may vary due to various factors such as environmental changes in the processing chamber 212. Here, as an example of the environmental change in the processing chamber 212, for example, particles generated by repetition of the film forming process may adhere to the wall of the processing chamber 212.

そこで、所定の加熱時間を設定する際は、様々な要因から影響を受けた場合でもウエハ２を所定の温度に加熱できるよう、余裕を持った時間に設定している。
しかしながら、装置環境によっては、ウエハ２を過度に加熱してしまうことがあり、その結果余分な加熱時間が発生することがある。この場合、スループットが低下してしまい、スループットの低下が歩留りの低下につながってしまう。これに対して、本実施形態においては、最後に加熱が開始されたウエハの温度に基づいてシーケンスを開始するため、余分な加熱時間が発生せず、高いスループットで処理をすることが可能となる。 Therefore, when setting the predetermined heating time, a sufficient time is set so that the wafer 2 can be heated to the predetermined temperature even when influenced by various factors.
However, depending on the apparatus environment, the wafer 2 may be heated excessively, resulting in extra heating time. In this case, the throughput decreases, and the decrease in throughput leads to a decrease in yield. On the other hand, in the present embodiment, since the sequence is started based on the temperature of the wafer that has been heated last, no extra heating time occurs, and processing can be performed with high throughput. .

次のステップであるステップＳ４０では、圧力調整工程がなされる。圧力調整工程においては、排気ポンプ２４８ｄを作動させ、バルブ２４８ｃの開度を調整し、処理室２１２内が所望の圧力（成膜圧力）になるように制御する。また、ヒータ２２０を制御し、４枚のウエハ２の温度（成膜温度）を所望の温度（例えば３５０℃）に維持するように制御する。また、回転器２２６がサセプタ２１８を、例えば、１（回転／秒）で回転させる。また、第２のガス供給部２３８に、不活性ガスを供給させる。 In step S40, which is the next step, a pressure adjustment process is performed. In the pressure adjusting step, the exhaust pump 248d is operated to adjust the opening of the valve 248c, and the processing chamber 212 is controlled to have a desired pressure (film forming pressure). Further, the heater 220 is controlled so that the temperature (film formation temperature) of the four wafers 2 is maintained at a desired temperature (for example, 350 ° C.). The rotator 226 rotates the susceptor 218 at 1 (rotation / second), for example. Further, an inert gas is supplied to the second gas supply unit 238.

次のステップであるステップＳ５０では、成膜工程がなされる。成膜工程においては、サセプタ２１８を回転させた状態で、第１のガス供給部２３６に、第１のガスとして用いられ、シリコン（Ｓｉ）を含むトリシリルアミン（ＴＳＡ）を処理室２１２に供給させる。ＴＳＡガスの供給により、ウエハ２表面の下地膜上に、第１の元素としてのシリコンを含む第１の層が形成される。すなわち、ウエハ２の下地膜上にシリコン含有層が形成される。尚、シリコンは、それ単独で固体となる元素である。 In step S50, which is the next step, a film forming process is performed. In the film formation step, trisilylamine (TSA) containing silicon (Si) and supplied to the first gas supply unit 236 as the first gas is supplied to the processing chamber 212 while the susceptor 218 is rotated. Let By supplying the TSA gas, a first layer containing silicon as the first element is formed on the base film on the surface of the wafer 2. That is, a silicon-containing layer is formed on the base film of the wafer 2. Silicon is an element that becomes a solid by itself.

次に、第３のガス供給部２４０から供給され、第３のガスとして用いられ、第２の元素である例えば酸素含有ガスである酸素（Ｏ_２）ガスを、プラズマ供給部２４１に活性化させる。この際、酸素ガスの流量をマスフローコントローラ２４０ｃに調整させる。酸素ガスは反応温度が高く、上述したウエハ温度、処理室内圧力では反応しづらい。このため、プラズマ励起することにより活性種とした状態で用いるようにしている。このためウエハ２の温度は、上述のように設定した低い温度範囲のままでよい。よって、ヒータ２２０の温度を変化させる必要がない。尚、第３のガス供給部２４０にリモートプラズマ機構を設けてプラズマを生成しても良い。リモートプラズマ機構を用いることで、処理室内にプラズマ生成部を設けることより、処理室を小さくすることが可能となる。 Next, oxygen (O ₂ ) gas that is supplied from the third gas supply unit 240 and used as the third gas and is a second element, for example, an oxygen-containing gas, is activated in the plasma supply unit 241. . At this time, the flow rate of oxygen gas is adjusted by the mass flow controller 240c. Oxygen gas has a high reaction temperature and is difficult to react at the above-described wafer temperature and processing chamber pressure. For this reason, it is used in a state of being activated by plasma excitation. For this reason, the temperature of the wafer 2 may remain in the low temperature range set as described above. Therefore, there is no need to change the temperature of the heater 220. Note that the third gas supply unit 240 may be provided with a remote plasma mechanism to generate plasma. By using the remote plasma mechanism, it is possible to reduce the size of the processing chamber by providing a plasma generation unit in the processing chamber.

尚、酸素ガスを供給する際にプラズマ励起せず、ヒータ２２０の温度を適正に調整して、ウエハ２の温度を例えば６００℃以上の温度とするとともに、処理室２１２内の圧力を例えば５０〜３０００Pａの範囲内の圧力とすることで、酸素ガスをノンプラズマで熱的に活性化させたりすることも可能である。尚、酸素ガスは、熱で活性化させて供給すると、ソフトな反応を生じさせることができるが高温にする必要がある。また、酸素ガスを供給して熱的に活性化させたり、プラズマ励起させたりする替わりに、Ｏ_３ガスを供給することで代替することも可能である。 Note that, when oxygen gas is supplied, plasma excitation is not performed, the temperature of the heater 220 is appropriately adjusted, the temperature of the wafer 2 is set to, for example, 600 ° C. or more, and the pressure in the processing chamber 212 is set to, for example, 50 to By setting the pressure within the range of 3000 Pa, the oxygen gas can be thermally activated by non-plasma. When oxygen gas is activated and supplied with heat, it can cause a soft reaction, but it must be heated to a high temperature. Further, instead of supplying oxygen gas for thermal activation or plasma excitation, it can be replaced by supplying O ₃ gas.

ウエハ２として、高温処理に弱いウエハを処理する場合は熱による活性化は適さない。ここで、高温処理に弱いウエハとは、例えば、アルミニウム等を含む配線を有するウエハである。このようなウエハの場合、高温処理することで、配線が酸化、あるいは、変形するおそれがある。また、第１のガスによる処理温度（ウエハ温度）も上昇してしまうため、第１のガスによる処理が所望の温度範囲を超えてしまうことが考えられる。このため、熱によって活性化したガスを使用する場合は、高温処理でも可能なウエハであって、さらには第１のガス処理が高温でも可能な処理であることが望ましい。 When the wafer 2 is a wafer that is vulnerable to high temperature processing, activation by heat is not suitable. Here, the wafer that is vulnerable to high-temperature processing is, for example, a wafer having wiring containing aluminum or the like. In the case of such a wafer, the wiring may be oxidized or deformed by high-temperature processing. In addition, since the processing temperature (wafer temperature) with the first gas also rises, it is conceivable that the processing with the first gas exceeds the desired temperature range. For this reason, when a gas activated by heat is used, it is desirable that the wafer be capable of high-temperature processing and that the first gas processing be possible at high temperatures.

一方、プラズマ供給部２４１によりガスを活性化させた場合には、次の利点がある。
すなわち、第１のガスと第２のガスで処理するウエハ温度が異なる場合、いずれか低いウエハ温度に合わせてヒータ２２０を制御すればよい。このため、高温処理に弱いウエハにおいても処理が可能となる。 On the other hand, when the gas is activated by the plasma supply unit 241, there are the following advantages.
That is, when the wafer temperatures to be processed by the first gas and the second gas are different, the heater 220 may be controlled in accordance with the lower wafer temperature. For this reason, processing is possible even for wafers that are vulnerable to high temperature processing.

この成膜工程においては、ウエハ２上に、第１の層としてのシリコン含有層が形成されて、活性種となった酸素ガスがシリコン含有層の一部と反応する。これにより、シリコン含有層が酸化されて、シリコン（第１の元素）及び酸素（第２の元素）を含む第２の層、すなわち、シリコン酸化層（SｉＯ層）へと改質される。そして、ウエハ２上へのシリコン酸化膜形成処理を繰り返すことで、所望の膜厚のシリコン酸化膜が形成される。 In this film forming process, a silicon-containing layer as a first layer is formed on the wafer 2, and oxygen gas that has become active species reacts with a part of the silicon-containing layer. As a result, the silicon-containing layer is oxidized and modified into a second layer containing silicon (first element) and oxygen (second element), that is, a silicon oxide layer (SiO layer). Then, by repeating the silicon oxide film forming process on the wafer 2, a silicon oxide film having a desired film thickness is formed.

所定時間が経過して、ウエハ２に所望の膜厚のシリコン酸化膜が形成されたら、ＴＳＡの供給と、酸素ガスの供給とを停止させる。 When a predetermined time has elapsed and a silicon oxide film having a desired film thickness is formed on the wafer 2, the supply of TSA and the supply of oxygen gas are stopped.

以上で説明をした成膜工程においては、サセプタ２１８の回転が安定した後に処理室２１２内への処理ガスの供給がなされるようにすることが望ましい。これにより、サセプタ２１８の回転が安定する前に処理ガスを供給する場合と比較して、各ウエハ２の処理条件が安定し、各ウエハ２間で均一な処理がなされるようになる。 In the film forming process described above, it is desirable that the processing gas is supplied into the processing chamber 212 after the rotation of the susceptor 218 is stabilized. As a result, as compared with the case where the processing gas is supplied before the rotation of the susceptor 218 is stabilized, the processing conditions of each wafer 2 are stabilized, and uniform processing is performed between the wafers 2.

以上の説明においては、処理されるウエハ２の枚数が載置部２９０の数と同数である４個である場合を例として説明した。処理されるウエハ２の枚数が、１個、２個、又は３個と載置部２９０の数よりも少ない場合は、複数の載置部２９０の処理がなされるウエハ２が載置されない載置部２９０にダミー用のウエハを載置して、一連の処理がなされる。すなわち、第１のウエハ搬入工程と第２のウエハ搬入工程とにおいて、処理がなされるウエハ２にダミー用のウエハを加えて４個のウエハが４個の載置部２９０に載置され、４個の載置部２９０の全てに、処理がなされウエハ２又はダミー用のウエハが載置された状態で成膜工程がなされる。仮に、４個の載置部２９０のいずれかに、ウエハ２もダミー用のウエハ２も載置されていない状態で成膜工程がなされたとすると、ウエハ２もダミー用のウエハ２も載置されていない載置部２９０にパーティクルが発生する虞が高くなる。これに対して、４個の載置部２９０の全てに、処理がなされウエハ２又はダミー用のウエハが載置された状態で成膜工程がなされるようしすれば、パーティクルの発生を防止、又は抑制することができる。 In the above description, the case where the number of wafers 2 to be processed is four, which is the same as the number of placement units 290, is described as an example. When the number of wafers 2 to be processed is smaller than one, two, or three and the number of placement units 290, the placement of the wafers 2 to be processed by the plurality of placement units 290 is not performed. A dummy wafer is placed on the unit 290, and a series of processing is performed. That is, in the first wafer carrying-in process and the second wafer carrying-in process, a dummy wafer is added to the wafer 2 to be processed, and four wafers are placed on the four placing units 290. The film forming process is performed in a state where the wafer 2 or the dummy wafer is mounted on all the mounting portions 290. If the film forming process is performed in a state where neither the wafer 2 nor the dummy wafer 2 is placed on any of the four placement units 290, the wafer 2 and the dummy wafer 2 are placed. There is a high possibility that particles will be generated on the mounting portion 290 that is not. On the other hand, if the film forming process is performed in a state where the wafer 2 or the dummy wafer is placed on all of the four placement portions 290, the generation of particles is prevented. Or it can be suppressed.

また、以上で説明をした成膜工程においては、不活性ガス供給部２８０から不活性ガスが供給される。これにより、処理室２１２側にある処理ガスがウエハ温度センサ２７４に到達しにくくなり、ウエハ温度センサ２７４の処理ガスによる劣化が抑制される。 Further, in the film forming process described above, an inert gas is supplied from the inert gas supply unit 280. As a result, the processing gas on the processing chamber 212 side does not easily reach the wafer temperature sensor 274, and deterioration of the wafer temperature sensor 274 due to the processing gas is suppressed.

次のステップであるステップＳ６０では、冷却工程がなされる。冷却工程においては、第２のガス供給管２３８ａのバルブ２３８ｄを引き続き開として、マスフローコントローラ２３８ｃにより流量調整された窒素（Ｎ_２）ガスを処理室２１２内に供給する。このとき、サセプタ２１８を引き続き回転しており、各ウエハ２は窒素に晒されている。このようにすることで、ウエハ２を早急に冷却することが可能となる。 In step S60, which is the next step, a cooling process is performed. In the cooling step, the valve 238d of the second gas supply pipe 238a is continuously opened, and nitrogen (N ₂ ) gas whose flow rate is adjusted by the mass flow controller 238c is supplied into the processing chamber 212. At this time, the susceptor 218 continues to rotate, and each wafer 2 is exposed to nitrogen. By doing so, the wafer 2 can be cooled quickly.

次のステップであるステップＳ７０では、真空引き工程がなされる。真空引き工程においては、第２ガス供給管２３８ａに設けられたバルブ２３８ｄを引き続き開として、マスフローコントローラ２３８ｃにより流量調整された窒素ガスを処理室２１２内に供給する。このとき、ＡＰＣバルブ２４８ｃは開状態を維持し、排気ポンプ２４８ｄにより処理室２１２内が２０Pａ以下となるよう、残留したガスを排気する。これにより、処理室２１２を窒素に置換する。 In step S70, which is the next step, a vacuuming process is performed. In the evacuation step, the valve 238d provided in the second gas supply pipe 238a is continuously opened, and the nitrogen gas whose flow rate is adjusted by the mass flow controller 238c is supplied into the processing chamber 212. At this time, the APC valve 248c is kept open and the remaining gas is exhausted by the exhaust pump 248d so that the inside of the processing chamber 212 becomes 20 Pa or less. Thereby, the processing chamber 212 is replaced with nitrogen.

次のステップであるステップＳ８０では、ウエハ搬出工程がなされる。ウエハ搬出工程においては、ＡＰＣバルブ２４８ｃは開状態を維持し、処理室２１２内を搬出予備室６２同程度の圧力（例えば、大気圧）に復帰させる。そして、上述の工程の逆工程により処理済みのウエハ２を処理室２１２内から搬出する。 In step S80, which is the next step, a wafer unloading process is performed. In the wafer unloading process, the APC valve 248c is kept open, and the inside of the processing chamber 212 is returned to a pressure (for example, atmospheric pressure) similar to the unloading preliminary chamber 62. Then, the processed wafer 2 is unloaded from the processing chamber 212 by the reverse process of the above process.

本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次に付記した事項も含まれる。 The present invention is characterized by the matters described in the claims, but further includes the following items.

〔付記１〕
基板の処理に用いられる処理室と、
前記処理室に、基板の処理に用いられる処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理室内に配置されていて、基板が載置される複数個の載置部が同一平面内に設けられた基板載置台と、
前記基板載置台に設けられた加熱部と、
前記基板載置部に載置された基板の温度を検出する温度検出部と、
前記複数個の載置部に基板を順に載置する載置機構と、
前記複数個の載置部に１つの載置部を除いて基板が配置された状態で、前記１つの載置部に基板を載置し、前記１つの載置部に載置された基板が前記加熱部による加熱により予め定められた温度となったことが前記温度検出部により検出された後に基板を処理する処理シーケンスを実行するよう制御する制御部と、
を有する基板処理装置。 [Appendix 1]
A processing chamber used for substrate processing;
A processing gas supply section for supplying a processing gas used for processing the substrate to the processing chamber;
A substrate mounting table disposed in the processing chamber and provided with a plurality of mounting portions on which the substrate is mounted in the same plane;
A heating unit provided on the substrate mounting table;
A temperature detection unit for detecting a temperature of the substrate placed on the substrate placement unit;
A mounting mechanism for sequentially mounting the substrates on the plurality of mounting units;
With the substrate placed on the plurality of placement parts except for one placement part, the substrate is placed on the one placement part, and the substrate placed on the one placement part is A control unit that controls to execute a processing sequence for processing the substrate after the temperature detection unit detects that the temperature has become a predetermined temperature by heating by the heating unit;
A substrate processing apparatus.

〔付記２〕
前記温度検出部は、温度検出器具を有し、
前記温度検出器具は、少なくとも一部分が、前記基板載置台の外側から前記基板載置台の内部に向けて挿入された状態となる挿入位置と、前記基板載置台から離間した状態となる離間位置との間で移動可能であって、
前記制御部は、前記１つの載置部に載置された基板の温度を検出する際は前記温度検出器具が前記挿入位置に位置し、処理シーケンスを実行する際には、前記温度検出具が前記離間位置に位置するように制御する付記２記載の基板処理装置。 [Appendix 2]
The temperature detection unit has a temperature detection instrument,
The temperature detection instrument includes an insertion position where at least a part is inserted from the outside of the substrate mounting table toward the inside of the substrate mounting table, and a separation position where the temperature detection instrument is separated from the substrate mounting table. Move between,
When detecting the temperature of the substrate placed on the one placement unit, the control unit is located at the insertion position, and when executing the processing sequence, the temperature detection tool is The substrate processing apparatus according to appendix 2, wherein the substrate processing apparatus is controlled so as to be positioned at the separation position.

〔付記３〕
前記基板載置台は回転可能であって、
前記制御部は、前記処理シーケンスにおいて、前記基板載置台の回転が安定した後、前記処理ガス供給部から処理ガスを供給するよう制御する付記１又は２記載の基板処理装置。 [Appendix 3]
The substrate mounting table is rotatable,
The substrate processing apparatus according to appendix 1 or 2, wherein the control unit controls to supply a processing gas from the processing gas supply unit after the rotation of the substrate mounting table is stabilized in the processing sequence.

〔付記４〕
前記挿入位置と前記離間位置との間で前記温度検出器具を移動させる移動機構をさらに有する付記２又は３記載の基板処理装置。 [Appendix 4]
4. The substrate processing apparatus according to appendix 2 or 3, further comprising a moving mechanism that moves the temperature detection instrument between the insertion position and the separation position.

〔付記５〕
前記基板載置台に第１の貫通孔が形成されていて、
前記加熱部に第２の貫通孔が形成されていて、
前記温度検出器具は、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔内を移動するように前記挿入位置と前記離間位置との間を移動する付記２乃至４いずれか記載の基板処理装置。 [Appendix 5]
A first through hole is formed in the substrate mounting table;
A second through hole is formed in the heating unit;
The substrate processing apparatus according to any one of appendices 2 to 4, wherein the temperature detection instrument moves between the insertion position and the separation position so as to move in the first through hole and the second through hole.

〔付記６〕
前記制御部は、前記温度検出部により検知された前記１つの載置部に載置された基板の温度に基づいて制御する付記１乃至５いずれか記載の基板処理装置。 [Appendix 6]
The substrate processing apparatus according to any one of appendices 1 to 5, wherein the control unit performs control based on a temperature of a substrate placed on the one placement unit detected by the temperature detection unit.

〔付記７〕
前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔に向けて、前記基板載置台及び前記加熱部に対する前記処理室と逆側から前記処理室の側に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス供給部をさらに有する付記５又は６記載の基板処理装置。 [Appendix 7]
An inert gas that supplies an inert gas from the opposite side of the processing chamber to the substrate mounting table and the heating unit toward the processing chamber toward the first through hole and the second through hole. The substrate processing apparatus according to appendix 5 or 6, further comprising a supply unit.

〔付記８〕
基板の処理に用いられる処理室と、
前記処理室に、基板を処理する処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記処理室内に配置されていて、基板が載置される複数個の載置部が同一平面内に設けられた基板載置台と、
前記基板載置台に設けられた加熱部と、
前記基板載置部に載置された基板の温度を検出する温度検出部と、
前記複数個の載置部に順に基板を載置する載置機構と、
少なくとも前記加熱部を制御する制御部と、
を有する基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記載置機構が、前記複数の載置部に１つの載置部を除いて基板を載置する基板載置工程と、
前記複数の載置部に前記１つの載置部を除いて基板が載置された後に、前記１つの載置部に基板を載置し、前記温度検出部が前記１つの載置部に載置された基板の温度を検出する温度検出工程と、
前記温度検出工程において検出された前記１つの載置部に載置された基板の温度が前記加熱部による加熱により予め定められた温度となったことが前記温度検出部により検出された後に、前記制御部が基板を処理する処理シーケンスを実行する処理工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 [Appendix 8]
A processing chamber used for substrate processing;
A processing gas supply unit for supplying a processing gas for processing the substrate to the processing chamber;
A substrate mounting table disposed in the processing chamber and provided with a plurality of mounting portions on which the substrate is mounted in the same plane;
A heating unit provided on the substrate mounting table;
A temperature detection unit for detecting a temperature of the substrate placed on the substrate placement unit;
A placement mechanism for placing the substrates in order on the plurality of placement portions;
A control unit for controlling at least the heating unit;
A method of manufacturing a semiconductor device using a substrate processing apparatus having
A substrate placement step in which the placement mechanism places a substrate on the plurality of placement units excluding one placement unit; and
After the substrate is placed on the plurality of placement units except for the one placement unit, the substrate is placed on the one placement unit, and the temperature detection unit is placed on the one placement unit. A temperature detecting step for detecting the temperature of the placed substrate;
After the temperature detection unit detects that the temperature of the substrate placed on the one placement unit detected in the temperature detection step has become a predetermined temperature by heating by the heating unit, A processing step for executing a processing sequence in which the control unit processes the substrate;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:

〔付記９〕
前記基板処理装置は、前記基板載置台に第１の貫通孔が形成され、前記加熱部に第２の貫通孔が形成されていて、
前記処理工程時に、前記処理室側から前記処理室と逆側に向けて不活性ガスが供給される付記８記載の半導体装置の製造方法。 [Appendix 9]
In the substrate processing apparatus, a first through hole is formed in the substrate mounting table, and a second through hole is formed in the heating unit.
The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 8, wherein an inert gas is supplied from the processing chamber side toward the opposite side of the processing chamber during the processing step.

〔付記１０〕
前記基板載置工程において、前記複数の載置部の数よりも処理される基板の数が少ない場合に、前記複数の載置部の処理される基板が載置されない載置部にダミー用の基板を載置する付記８又は９記載の半導体装置の製造方法。 [Appendix 10]
In the substrate mounting step, when the number of substrates to be processed is smaller than the number of the plurality of mounting units, a dummy unit is mounted on the mounting unit on which the substrates to be processed of the plurality of mounting units are not mounted. The method for manufacturing a semiconductor device according to appendix 8 or 9, wherein a substrate is placed.

以上述べたように、本発明は、基板処理装置と半導体装置の製造方法とに適用することができる。 As described above, the present invention can be applied to a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method.

２：ウエハ
１０：基板処理装置
２００：処理炉
２１２：処理室
２１８：サセプタ
２１８ａ：貫通孔
２２０：ヒータ
２２０ａ：貫通孔
２３６：第１のガス供給部
２３８：第２のガス供給部
２４０：第３のガス供給部
２７０：リフターピン
２７２：リフターピン移動機構
２７４：ウエハ温度センサ
２７６：温度センサ移動機構
２８０：不活性ガス供給部
２９０：載置部
２９２：平面
３４０：搬送装置
４００：制御装置 2: Wafer 10: Substrate processing apparatus 200: Processing furnace 212: Processing chamber 218: Susceptor 218a: Through hole 220: Heater 220a: Through hole 236: First gas supply unit 238: Second gas supply unit 240: Third Gas supply unit 270: Lifter pin 272: Lifter pin moving mechanism 274: Wafer temperature sensor 276: Temperature sensor moving mechanism 280: Inert gas supply unit 290: Placement unit 292: Flat surface 340: Transfer device 400: Control device

Claims

A processing chamber used for substrate processing;
A processing gas supply section for supplying a processing gas used for processing the substrate to the processing chamber;
A substrate mounting table disposed in the processing chamber and provided with a plurality of mounting portions on which the substrate is mounted in the same plane;
A heating unit provided on the substrate mounting table;
A temperature detection unit for detecting a temperature of the substrate placed on the substrate placement unit;
A mounting mechanism for sequentially mounting the substrates on the plurality of mounting units;
With the substrate placed on the plurality of placement parts except for one placement part, the substrate is placed on the one placement part, and the substrate placed on the one placement part is A control unit that controls to execute a processing sequence for processing the substrate after the temperature detection unit detects that the temperature has become a predetermined temperature by heating by the heating unit;
A substrate processing apparatus.

The temperature detection unit has a temperature detection instrument,
The temperature detection instrument includes an insertion position where at least a part is inserted from the outside of the substrate mounting table toward the inside of the substrate mounting table, and a separation position where the temperature detection instrument is separated from the substrate mounting table. Move between,
When detecting the temperature of the substrate placed on the one placement unit, the control unit is located at the insertion position, and when executing the processing sequence, the temperature detection tool is The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is controlled so as to be positioned at the separated position.

A processing chamber used for substrate processing;
A processing gas supply unit for supplying a processing gas for processing the substrate to the processing chamber;
A substrate mounting table disposed in the processing chamber and provided with a plurality of mounting portions on which the substrate is mounted in the same plane;
A heating unit provided on the substrate mounting table;
A temperature detection unit for detecting a temperature of the substrate placed on the substrate placement unit;
A placement mechanism for placing the substrates in order on the plurality of placement portions;
A control unit for controlling at least the heating unit;
A method of manufacturing a semiconductor device using a substrate processing apparatus having
A substrate placement step in which the placement mechanism places a substrate on the plurality of placement units excluding one placement unit; and
After the substrate is placed on the plurality of placement units except for the one placement unit, the substrate is placed on the one placement unit, and the temperature detection unit is placed on the one placement unit. A temperature detecting step for detecting the temperature of the placed substrate;
After the temperature detection unit detects that the temperature of the substrate placed on the one placement unit detected in the temperature detection step has become a predetermined temperature by heating by the heating unit, A processing step for executing a processing sequence in which the control unit processes the substrate;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:

A processing chamber used for substrate processing;
A processing gas supply unit for supplying a processing gas for processing the substrate to the processing chamber;
A substrate mounting table disposed in the processing chamber and provided with a plurality of mounting portions on which the substrate is mounted in the same plane;
A heating unit provided on the substrate mounting table;
A temperature detection unit for detecting a temperature of the substrate placed on the substrate placement unit;
A placement mechanism for placing the substrates in order on the plurality of placement portions;
A control unit for controlling at least the heating unit;
A method of manufacturing a semiconductor device using a substrate processing apparatus having
A substrate placement step in which the placement mechanism places a substrate on the plurality of placement units excluding one placement unit; and
After the substrate is placed on the plurality of placement units except for the one placement unit, the substrate is placed on the one placement unit, and the temperature detection unit is placed on the one placement unit. A temperature detecting step for detecting the temperature of the placed substrate;
After the temperature detection unit detects that the temperature of the substrate placed on the one placement unit detected in the temperature detection step has become a predetermined temperature by heating by the heating unit, A processing step for executing a processing sequence in which the control unit processes the substrate;
A substrate processing method.