JP2014192304A - Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Junichi Tanabe
潤一 田邊
Jo Kobashi
穣 小橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To supply and react material gas sufficiently in a short time when rotating a plurality of process regions for processing.SOLUTION: A substrate processing apparatus includes a process chamber which processes a substrate and is divided in a plurality of gas introduction regions including a first gas introduction region in which first gas is introduced by a division structure body, a substrate placing stage which is provided in the process chamber and has a placing surface on which a plurality of substrates are concentrically placed, a rotation mechanism for rotating the substrate placing stage in the direction parallel to the placing surface, a first gas supply part containing a first gas supply tube for supplying the first gas into the first gas introduction region and a gas heating part for heating the first gas, and a discharge part for discharging the gas supplied from the first gas supply part out of the process chamber.

Description

本発明は、基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法や基板処理方法、及び該半導体装置の製造方法や基板処理方法に係る工程を実施する基板処理装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device and a substrate processing method having a step for processing a substrate, and a substrate processing apparatus for performing the steps related to the method for manufacturing a semiconductor device and the substrate processing method.

例えばフラッシュメモリやDRAM(Dynamic Random Access Memory)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ことがある。係る工程を実施する基板処理装置として、サセプタ上に複数の処理領域(反応セル)を設け、該処理領域に各処理ガスを区画し収容して滞留させ、各処理領域にそれぞれ載置された複数の基板上に同時に薄膜を形成する処理室を備えた薄膜蒸着装置が知られている(例えば特許文献1参照)。   For example, a substrate processing step of forming a thin film on a substrate may be performed as one step of a manufacturing process of a semiconductor device such as a flash memory or a DRAM (Dynamic Random Access Memory). As a substrate processing apparatus for performing such a process, a plurality of processing regions (reaction cells) are provided on a susceptor, and each processing gas is partitioned, accommodated and retained in the processing region, and a plurality of processing regions are respectively mounted on the processing regions. There is known a thin film deposition apparatus provided with a processing chamber for simultaneously forming a thin film on a substrate (see, for example, Patent Document 1).

特表2008−524842号公報Special table 2008-524842

上記のような薄膜蒸着装置では、例えば、複数の処理ガスを反応させることで膜を形成している。この際、処理領域毎に異なる処理ガスを供給し、基板を複数枚載せたサセプタを回転させて基板処理をする。このような装置の場合、サセプタ回転速度を上昇させると、各処理ガス間の反応時間が短くなるため均一な反応が進まず、堆積膜の良好な面内均一性を維持することが困難となる。これに対して、面内均一性を向上させるために、処理ガスを大流量で供給する方法や、高圧条件として基板上に処理ガスを供給方法がある。   In the thin film deposition apparatus as described above, for example, a film is formed by reacting a plurality of processing gases. At this time, a different processing gas is supplied to each processing region, and a substrate is processed by rotating a susceptor on which a plurality of substrates are mounted. In such an apparatus, when the susceptor rotation speed is increased, the reaction time between the processing gases is shortened, so that a uniform reaction does not proceed and it is difficult to maintain good in-plane uniformity of the deposited film. . On the other hand, in order to improve in-plane uniformity, there are a method of supplying a processing gas at a large flow rate and a method of supplying a processing gas on a substrate as a high-pressure condition.

しかしながら、処理室内に複数の処理領域をもち、複数種類の処理ガスを流す装置では、大流量、高圧条件で原料ガスを流すことは困難である。大流量で一の処理ガスを流した場合は、過剰な一の処理ガスが一のガスを供給する領域から他の処理領域に流れ込む。一のガスがその処理領域に供給された他の処理ガスと反応し、副生成物の問題が発生する。また、過剰に一の処理ガスを流すと大量にその処理ガスを排気することになりガスの消費量が多くなってしまう。また、処理室を高圧状態として第一の処理領域に一の処理ガスを供給した場合は、他の処理領域も高圧となるので、他の処理領域での圧力とのバランスを取れる圧力制御が難しくなる。   However, it is difficult to flow a raw material gas under a large flow rate and a high pressure condition in an apparatus having a plurality of processing regions in the processing chamber and flowing a plurality of types of processing gases. When one processing gas is flowed at a large flow rate, an excessive one processing gas flows from a region where one gas is supplied into another processing region. One gas reacts with the other processing gas supplied to the processing region, and a by-product problem occurs. Further, if one process gas is excessively flowed, the process gas is exhausted in a large amount, and the amount of gas consumption increases. In addition, when one processing gas is supplied to the first processing region while the processing chamber is in a high pressure state, the other processing regions also have a high pressure, so it is difficult to control the pressure to balance the pressure in the other processing regions. Become.

このように、上記のような薄膜蒸着装置では、サセプタが回転して各処理領域を通過するので、各処理ガス種との反応時間は処理領域を通過する時間で決まり、処理領域の大きさに比例する。各処理領域間に仕切りはあるものの、各処理領域間は連通しているので、処理室内は一定圧力となる。このため、各処理ガスの反応に関して制約がかかることになる。すなわち、複数種の処理ガスをそれぞれ各処理領域に供給するよう構成された処理において、各処理領域が同圧、同じガス流量という条件下で、十分かつ均一に反応させることが必要となる。   Thus, in the thin film deposition apparatus as described above, since the susceptor rotates and passes through each processing region, the reaction time with each processing gas species is determined by the time passing through the processing region, and is the size of the processing region. Proportional. Although there is a partition between the processing regions, the processing chambers are in communication with each other, so that the pressure in the processing chamber is constant. For this reason, restrictions are imposed on the reaction of each processing gas. That is, in a process configured to supply a plurality of types of process gases to the respective process areas, it is necessary to cause the process areas to react sufficiently and uniformly under the conditions of the same pressure and the same gas flow rate.

以上のことから、複数の処理領域を有し、処理領域毎に処理ガスを供給し、基板を複数枚載せたサセプタを回転させて基板処理する基板処理装置にて、大流量、高圧条件で原料ガスを流さなくても、原料ガスを短時間で十分かつ均一に供給し反応させることのできる処理技術が必要とされている。
本発明の目的は、複数の処理領域を回転させて処理する際に、原料ガスを短時間で十分かつ均一に供給し反応させることのできる基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供することにある。
In view of the above, in a substrate processing apparatus that has a plurality of processing regions, supplies a processing gas to each processing region, and rotates the susceptor on which a plurality of substrates are mounted to process the substrate, the raw material under a large flow rate and a high pressure condition There is a need for a processing technique capable of supplying and reacting a raw material gas sufficiently and uniformly in a short time without flowing a gas.
An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of supplying and reacting a source gas sufficiently and uniformly in a short time when processing by rotating a plurality of processing regions. is there.

前記課題を解決するための、本発明に係る基板処理装置の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
基板を処理するための処理室であって、分割構造体により、第1のガスが導入される第1のガス導入領域を含む複数のガス導入領域に分割される処理室と、
前記処理室内に設けられた基板載置台であって、複数の基板が同心円状に載置される載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台を前記載置面と平行な方向に回転させる回転機構と、
前記第1のガス導入領域に前記第1のガスを供給する第1のガス供給管と、前記第1のガスを加熱するためのガス加熱部とを有する第1のガス供給部と、
前記第1のガス供給部から供給されたガスを前記処理室内から排気する排気部と、
を有する基板処理装置。
A typical configuration of the substrate processing apparatus according to the present invention for solving the above-described problems is as follows. That is,
A processing chamber for processing a substrate, wherein the processing chamber is divided into a plurality of gas introduction regions including a first gas introduction region into which the first gas is introduced by the divided structure;
A substrate mounting table provided in the processing chamber, the substrate mounting table having a mounting surface on which a plurality of substrates are mounted concentrically;
A rotation mechanism for rotating the substrate mounting table in a direction parallel to the mounting surface;
A first gas supply unit having a first gas supply pipe for supplying the first gas to the first gas introduction region, and a gas heating unit for heating the first gas;
An exhaust unit for exhausting the gas supplied from the first gas supply unit from the processing chamber;
A substrate processing apparatus.

また、本発明に係る半導体装置の製造方法の他の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
基板を処理するための処理室内を、第1のガスが導入される第1のガス導入領域を含む複数のガス導入領域に分割する処理室分割工程と、
前記処理室内に設けられ、複数の基板が同心円状に載置される載置面を有する基板載置台に、複数の基板を載置する基板載置工程と、
前記複数の基板が載置された基板載置台を前記載置面と平行な方向に回転させつつ、前記第1のガスを加熱して前記第1のガス導入領域に導入し、前記基板載置台に載置された複数の基板を処理する基板処理工程と、
前記基板処理工程で処理された基板を前記処理室から搬出する基板搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
Another typical configuration of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is as follows. That is,
A process chamber dividing step of dividing a processing chamber for processing a substrate into a plurality of gas introduction regions including a first gas introduction region into which a first gas is introduced;
A substrate placement step of placing a plurality of substrates on a substrate placement table provided in the processing chamber and having a placement surface on which the plurality of substrates are placed concentrically;
While rotating the substrate mounting table on which the plurality of substrates are mounted in a direction parallel to the mounting surface, the first gas is heated and introduced into the first gas introduction region, and the substrate mounting table A substrate processing step for processing a plurality of substrates placed on the substrate;
A substrate unloading step of unloading the substrate processed in the substrate processing step from the processing chamber;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:

上記の構成によれば、複数の処理領域を回転させて処理する際に、原料ガスを短時間で十分に供給し反応させることができる。   According to said structure, when processing by rotating a some process area | region, source gas can fully be supplied and made to react in a short time.

本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略上面図である。1 is a schematic top view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略垂直断面図である。1 is a schematic vertical sectional view of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る基板処理室の概略水平断面図である。It is a schematic horizontal sectional view of a substrate processing chamber according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る基板処理室の概略垂直断面図である。1 is a schematic vertical sectional view of a substrate processing chamber according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る基板処理工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the substrate processing process which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る成膜工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the film-forming process which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る原料希釈ガスの温度と膜厚均一性の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature of the raw material dilution gas which concerns on embodiment of this invention, and film thickness uniformity.

(1)基板処理装置の構成
まずは、本発明の実施形態に係る基板処理装置の構成について、図1と図2を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る多枚葉式の基板処理装置10の概略上面図である。図2は、本実施形態に係る基板処理装置10の概略垂直断面図である。
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus First, the configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is a schematic top view of a multi-wafer type substrate processing apparatus 10 according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of the substrate processing apparatus 10 according to the present embodiment.

なお、本実施形態に係る基板処理装置10においては、製品としての処理基板200などの基板を搬送するキャリヤとしては、FOUP(Front Opening Unified Pod 。以下、ポッドという。)が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図1を基準とする。すなわち、図1に示されているX1の方向を右、X2方向を左、Y1方向を前、Y2方向を後ろとする。   In the substrate processing apparatus 10 according to the present embodiment, a FOUP (Front Opening Unified Pod, hereinafter referred to as a pod) is used as a carrier for transporting a substrate such as the processing substrate 200 as a product. In the following description, front, rear, left and right are based on FIG. That is, the X1 direction shown in FIG. 1 is the right, the X2 direction is the left, the Y1 direction is the front, and the Y2 direction is the back.

図1および図2に示されているように、基板処理装置10は真空状態などの大気圧未満の圧力(負圧)に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成された第一の搬送室103を備えている。第一の搬送室103の筐体101は平面視が五角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第一の搬送室103には負圧下で二枚の基板200を同時に移載出来る第一の基板移載機112が設置されている。ここで、第一の基板移載機112は、一枚の基板200を移載出来る物でも良い。第一の基板移載機112は、第一の基板移載機エレベータ115によって、第一の搬送室103の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate processing apparatus 10 includes a first transfer chamber 103 configured in a load-lock chamber structure that can withstand a pressure (negative pressure) less than atmospheric pressure such as a vacuum state. ing. The casing 101 of the first transfer chamber 103 is formed in a box shape with a pentagonal plan view and closed both upper and lower ends. In the first transfer chamber 103, a first substrate transfer machine 112 capable of simultaneously transferring two substrates 200 under a negative pressure is installed. Here, the first substrate transfer machine 112 may be one that can transfer a single substrate 200. The first substrate transfer machine 112 is configured to be moved up and down by the first substrate transfer machine elevator 115 while maintaining the airtightness of the first transfer chamber 103.

筐体101の五枚の側壁のうち前側に位置する二枚の側壁には、搬入用の予備室と搬出用の予備室とを併用可能な予備室122と123がそれぞれゲートバルブ126,127を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得る構造で構成されている。さらに、予備室(ロードロック室)122,123には基板支持台140により2枚の基板200を積み重ねるように置くことが可能である。   Of the five side walls of the casing 101, two side walls located on the front side are provided with spare chambers 122 and 123 in which a spare chamber for loading and a spare chamber for unloading can be used in combination with gate valves 126 and 127, respectively. Are connected to each other, and each has a structure capable of withstanding negative pressure. Furthermore, two substrates 200 can be stacked in the reserve chambers (load lock chambers) 122 and 123 by the substrate support stand 140.

予備室122,123には、基板の間に隔壁板(中間プレート)141が設置される。複数枚の処理済基板が予備室122または123に入る場合、先に入った処理済の冷却途中の基板が、次に入った処理済基板の熱影響で温度の下がり具合が遅くなるような熱干渉を、隔壁板を設けることで防止できる。   In the preliminary chambers 122 and 123, a partition plate (intermediate plate) 141 is installed between the substrates. When a plurality of processed substrates enter the preparatory chamber 122 or 123, the heat of the previously processed substrate being cooled is slowed down due to the thermal effect of the processed substrate that has entered next. Interference can be prevented by providing a partition plate.

ここで、一般的な冷却効率を上げるための手法を説明する。予備室122および123、隔壁板141には冷却水やチラーなどを流す。このような構造とすることで、壁面温度を低く抑え、どのスロットに入った処理済基板であっても冷却効率を上げることができる。負圧においては、基板と隔壁板の距離が離れすぎていると熱交換による冷却効率が低下するため、冷却効率を向上させる手法として、基板支持台(ピン)に置いたあと、基板支持台を上下させ、予備室壁面に近づけるための駆動機構を設ける場合もある。   Here, a general method for increasing the cooling efficiency will be described. Cooling water, a chiller, or the like is allowed to flow through the preliminary chambers 122 and 123 and the partition plate 141. With such a structure, the wall surface temperature can be kept low, and the cooling efficiency can be increased for any processed substrate in any slot. At negative pressure, if the distance between the substrate and the partition plate is too far, the cooling efficiency due to heat exchange will decrease. Therefore, as a method to improve the cooling efficiency, after placing the substrate support on the substrate support (pin), There is a case where a drive mechanism is provided for moving up and down to approach the spare chamber wall surface.

予備室122および予備室123の前側には、略大気圧下で用いられる第二の搬送室121がゲートバルブ128、129を介して連結されている。第二の搬送室121には基板200を移載する第二の基板移載機124が設置されている。第二の基板移載機124は第二の搬送室121に設置された第二の基板移載機エレベータ131によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ132によって左右方向に往復移動されるように構成されている。   A second transfer chamber 121 used at substantially atmospheric pressure is connected to the front side of the preliminary chamber 122 and the preliminary chamber 123 via gate valves 128 and 129. A second substrate transfer machine 124 for transferring the substrate 200 is installed in the second transfer chamber 121. The second substrate transfer machine 124 is configured to be moved up and down by a second substrate transfer machine elevator 131 installed in the second transfer chamber 121 and is reciprocated in the left-right direction by a linear actuator 132. It is comprised so that.

図1に示されているように、第二の搬送室121の左側にはノッチまたはオリフラ合わせ装置106を設置させることも出来る。また、図2に示されているように、第二の搬送室121の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット118が設置されている。   As shown in FIG. 1, a notch or orientation flat aligning device 106 can be installed on the left side of the second transfer chamber 121. Further, as shown in FIG. 2, a clean unit 118 for supplying clean air is installed in the upper part of the second transfer chamber 121.

図1および図2に示されているように、第二の搬送室121の筐体125の前側には、基板200を第二の搬送室121に対して搬入搬出するための基板搬入搬出口134と、ポッドオープナ108が設置されている。基板搬入搬出口134を挟んでポッドオープナ108と反対側、すなわち筐体125の外側にはロードポート(IOステージ)105が設置されている。ポッドオープナ108は、ポッド100のキャップ100aを開閉すると共に基板搬入搬出口134を閉塞可能なクロージャ142と、クロージャ142を駆動する駆動機構136とを備えており、ロードポート105に載置されたポッド100のキャップ100aを開閉することにより、ポッド100に対する基板200の出し入れを可能にする。また、ポッド100は図示しない工程内搬送装置(OHTなど)によって、ロードポート105に対して、供給および排出されるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, on the front side of the casing 125 of the second transfer chamber 121, a substrate loading / unloading port 134 for loading and unloading the substrate 200 to and from the second transfer chamber 121. A pod opener 108 is installed. A load port (IO stage) 105 is installed on the opposite side of the pod opener 108 across the substrate loading / unloading port 134, that is, on the outside of the housing 125. The pod opener 108 includes a closure 142 that can open and close the cap 100 a of the pod 100 and close the substrate loading / unloading port 134, and a drive mechanism 136 that drives the closure 142, and the pod placed on the load port 105. By opening and closing the cap 100a of 100, the substrate 200 can be taken in and out of the pod 100. The pod 100 is supplied to and discharged from the load port 105 by an in-process transfer device (OHT or the like) (not shown).

図1に示されているように、第一の搬送室筐体101の五枚の側壁のうち後ろ側(背面側)に位置する四枚の側壁には、基板に所望の処理を行う第一の処理室202aと、第二の処理室202b、第三の処理室202c、第四の処理室202dがゲートバルブ150、151、152、153を介してそれぞれ隣接して連結されている。   As shown in FIG. 1, the four side walls located on the rear side (back side) among the five side walls of the first transfer chamber casing 101 are subjected to a desired process on the substrate. , The second processing chamber 202b, the third processing chamber 202c, and the fourth processing chamber 202d are connected adjacently via gate valves 150, 151, 152, and 153, respectively.

以下、前記構成を有する基板処理装置を使用した処理工程を説明する。以下の制御は、図1および図2に示されているように、制御部(コントローラ)300によって制御される。コントローラ300は、前記構成において、装置全体を制御している。   Hereinafter, processing steps using the substrate processing apparatus having the above-described configuration will be described. The following control is controlled by a control unit (controller) 300 as shown in FIGS. 1 and 2. The controller 300 controls the entire apparatus in the above configuration.

基板200は最大25枚がポッド100に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図1および図2に示されているように、搬送されて来たポッド100はロードポート105の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド100のキャップ100aがポッドオープナ108によって取り外され、ポッド100の基板出し入れ口が開放される。   With a maximum of 25 substrates 200 stored in the pod 100, the substrate 200 is transferred to the substrate processing apparatus for performing the processing process by the in-process transfer apparatus. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the pod 100 that has been transported is delivered and placed on the load port 105 from the in-process transport device. The cap 100a of the pod 100 is removed by the pod opener 108, and the substrate outlet of the pod 100 is opened.

ポッド100がポッドオープナ108により開放された後、第二の搬送室121に設置された第二の基板移載機124は、ポッド100から基板200をピックアップする。更に、第二の基板移載機124は、基板200を予備室122に搬入し、基板200を基板支持台140に移載する。この移載作業の間、予備室122の第一の搬送室103側のゲートバルブ126は閉じられており、第一の搬送室103内の負圧は維持されている。ポッド100に収納されていた基板200を基板支持台140への移載が完了すると、ゲートバルブ128が閉じられ、予備室122内が排気装置(図示せず)によって負圧に排気される。   After the pod 100 is opened by the pod opener 108, the second substrate transfer machine 124 installed in the second transfer chamber 121 picks up the substrate 200 from the pod 100. Further, the second substrate transfer machine 124 carries the substrate 200 into the preliminary chamber 122 and transfers the substrate 200 to the substrate support 140. During this transfer operation, the gate valve 126 on the first transfer chamber 103 side of the preliminary chamber 122 is closed, and the negative pressure in the first transfer chamber 103 is maintained. When the transfer of the substrate 200 stored in the pod 100 to the substrate support base 140 is completed, the gate valve 128 is closed, and the inside of the preliminary chamber 122 is exhausted to a negative pressure by an exhaust device (not shown).

予備室122内が予め設定された圧力値となると、ゲートバルブ126が開かれ、予備室122と第一の搬送室103とが連通される。続いて、第一の搬送室103の第一の基板移載機112は基板支持台140から基板200を第一の搬送室103に搬入する。ゲートバルブ126が閉じられた後、ゲートバルブ151が開かれ、第一の搬送室103と第二の処理室202bとが連通される。ゲートバルブ151が閉じられた後、第二の処理室202内に処理ガスが供給され、基板200に対して所望の処理が施される。   When the pressure in the preliminary chamber 122 reaches a preset pressure value, the gate valve 126 is opened, and the preliminary chamber 122 and the first transfer chamber 103 communicate with each other. Subsequently, the first substrate transfer machine 112 in the first transfer chamber 103 loads the substrate 200 from the substrate support 140 into the first transfer chamber 103. After the gate valve 126 is closed, the gate valve 151 is opened, and the first transfer chamber 103 and the second processing chamber 202b are communicated with each other. After the gate valve 151 is closed, a processing gas is supplied into the second processing chamber 202 and a desired process is performed on the substrate 200.

第二の処理室202bで基板200に対する処理が完了すると、ゲートバルブ151が開かれ、基板200は第一の基板移載機112によって第一の搬送室103に搬出される。搬出後、ゲートバルブ151は閉じられる。
続いて、ゲートバルブ127が開かれ、第一の基板移載機112は第二の処理室202bから搬出した基板200を予備室123の基板支持台140へ搬送し、処理済みの基板200は冷却される。
When the processing on the substrate 200 is completed in the second processing chamber 202b, the gate valve 151 is opened, and the substrate 200 is carried out to the first transfer chamber 103 by the first substrate transfer machine 112. After unloading, the gate valve 151 is closed.
Subsequently, the gate valve 127 is opened, and the first substrate transfer machine 112 transports the substrate 200 unloaded from the second processing chamber 202b to the substrate support 140 in the preliminary chamber 123, and the processed substrate 200 is cooled. Is done.

予備室123に処理済み基板200を搬送し、予め設定された冷却時間が経過すると、予備室123が不活性ガスにより略大気圧に戻される。予備室123内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ129が開かれ、ロードポート105に載置された空のポッド100のキャップ100aがポッドオープナ108によって開かれる。   When the processed substrate 200 is transferred to the preliminary chamber 123 and a preset cooling time has elapsed, the preliminary chamber 123 is returned to approximately atmospheric pressure by the inert gas. When the inside of the preliminary chamber 123 is returned to substantially atmospheric pressure, the gate valve 129 is opened, and the cap 100 a of the empty pod 100 placed on the load port 105 is opened by the pod opener 108.

続いて、第二の搬送室121の第二の基板移載機124は基板支持台140から基板200を第二の搬送室121に搬出し、第二の搬送室121の基板搬入搬出口134を通してポッド100に収納して行く。
ここで、ポッド100のキャップ100aは、最大25枚の基板が戻されるまでずっと空け続けていても良く、空きのポッド100に収納せずに基板を搬出してきたポッドに戻しても良い。
Subsequently, the second substrate transfer machine 124 in the second transfer chamber 121 carries the substrate 200 from the substrate support base 140 to the second transfer chamber 121 and passes through the substrate loading / unloading port 134 in the second transfer chamber 121. Store it in the pod 100.
Here, the cap 100a of the pod 100 may continue to be emptied until a maximum of 25 substrates are returned, or may be returned to the pod from which the substrate is taken out without being stored in the empty pod 100.

以上の動作が繰り返されることによって25枚の処理済み基板200がポッド100への収納が完了すると、ポッド100のキャップ100aがポッドオープナ108によって閉じられる。閉じられたポッド100はロードポート105の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。   By repeating the above operation, when the 25 processed substrates 200 are completely stored in the pod 100, the cap 100 a of the pod 100 is closed by the pod opener 108. The closed pod 100 is transported from the top of the load port 105 to the next process by the in-process transport device.

以上の動作は第二の処理室202bおよび予備室122、123が使用される場合を例にして説明したが、第一の処理室202aおよび第三の処理室202c、第四の処理室202dが使用される場合についても同様の動作が実施される。   The above operation has been described by taking the case where the second processing chamber 202b and the spare chambers 122 and 123 are used as an example. However, the first processing chamber 202a, the third processing chamber 202c, and the fourth processing chamber 202d The same operation is performed when used.

また、ここでは4つの処理室で説明したが、それに限らず、対応する基板や形成する膜の種類によって、処理室数を決定しても良い。   In addition, although four processing chambers have been described here, the number of processing chambers may be determined depending on the type of the corresponding substrate and the film to be formed.

また、上述の基板処理装置では、予備室122を搬入用、予備室123を搬出用としたが、予備室123を搬入用、予備室122を搬出用としても良いし、予備室122または予備室123を搬入用と搬出用として併用しても良い。   In the above-described substrate processing apparatus, the spare chamber 122 is used for carrying in and the spare chamber 123 is used for carrying out. However, the spare chamber 123 may be used for carrying in, and the spare chamber 122 may be used for carrying out, or the spare chamber 122 or the spare chamber may be used. 123 may be used in combination for loading and unloading.

予備室122または予備室123を搬入用と搬出用を専用とすることによって、クロスコンタミネーションを低減することができ、併用とすることによって基板の搬送効率を向上させることができる。   By dedicating the spare chamber 122 or the spare chamber 123 for loading and unloading, cross-contamination can be reduced, and the combined use can improve the substrate transport efficiency.

また、全ての処理室で同じ処理を行っても良いし、各処理室で別の処理を行っても良い。例えば、第一の処理室202aと第二の処理室202bで別の処理を行う場合、第一の処理室202aで基板200にある処理を行った後、続けて第二の処理室202bで別の処理を行わせてもよい。第一の処理室202aで基板200にある処理を行った後、第二の処理室202bで別の処理を行わせる場合、予備室122または予備室123を経由するようにしてもよい。   Further, the same processing may be performed in all the processing chambers, or different processing may be performed in each processing chamber. For example, when different processing is performed in the first processing chamber 202a and the second processing chamber 202b, after the processing on the substrate 200 is performed in the first processing chamber 202a, the second processing chamber 202b is continuously processed. May be performed. In the case where another processing is performed in the second processing chamber 202b after the processing on the substrate 200 is performed in the first processing chamber 202a, the processing may be performed via the spare chamber 122 or the spare chamber 123.

また、処理室は少なくとも、処理室202a〜202bのいずれか1箇所の連結が成されていれば良く、処理室202cと202dの2箇所など、処理室202aから202dの最大4箇所の範囲において可能な組合せであればいくつ連結しても良い。   Further, at least one of the processing chambers 202a to 202b is required to be connected to the processing chamber, and the processing chambers 202c and 202d can be connected in a maximum of four locations such as the processing chambers 202a to 202d. Any number of combinations may be connected.

また、処理室で処理する基板の枚数は、一枚でも良く、複数枚でも良い。同様に予備室122または123において、クーリングする基板についても一枚でも良く、複数枚でも良い。処理済基板をクーリング出来る枚数は、予備室122および123のスロットに投入可能な最大5枚の範囲内であれば、どのような組合せでも良い。   Further, the number of substrates to be processed in the processing chamber may be one or plural. Similarly, in the preliminary chamber 122 or 123, a single substrate or a plurality of substrates may be cooled. The number of processed substrates that can be cooled may be any combination as long as it is within a range of up to five sheets that can be inserted into the slots of the spare chambers 122 and 123.

また、予備室122内で処理済みの基板を搬入して冷却を行っている途中で予備室122のゲートバルブを開閉し処理室に基板を搬入し、基板の処理を行っても良い。同様に、予備室123内で処理済みの基板を搬入して冷却を行っている途中で予備室123のゲートバルブを開閉し処理室に基板を搬入し、基板の処理を行っても良い。   Alternatively, the substrate may be processed by loading the substrate into the processing chamber by opening and closing the gate valve of the preliminary chamber 122 while the processed substrate is being carried in the preliminary chamber 122 and being cooled. Similarly, the substrate may be processed by bringing the substrate into the processing chamber by opening and closing the gate valve of the preliminary chamber 123 while the processed substrate is carried in the preliminary chamber 123 and cooling is being performed.

ここで、十分な冷却時間を経ずに略大気側のゲートバルブ128,129を開くと、基板200の輻射熱によって予備室122または123または予備室の周りに接続されている電気部品に損害を与える可能性がある。そのため、高温な基板をクーリングする場合は、予備室122内に処理済みの大きな輻射熱を持つ基板を搬入して冷却を行っている途中で、予備室123のゲートバルブを開閉し処理室に基板を搬入し、基板の処理を行うことが出来る。同様に、予備室123内に処理済みの基板を搬入して冷却を行っている途中で、予備室122のゲートバルブを開閉し処理室に基板を搬入し、基板の処理を行うことも出来る。   Here, if the gate valves 128 and 129 on the substantially atmospheric side are opened without sufficient cooling time, the radiant heat of the substrate 200 damages the spare chamber 122 or 123 or the electrical components connected around the spare chamber. there is a possibility. Therefore, when cooling a high-temperature substrate, the substrate with large radiant heat that has been processed is transferred into the preliminary chamber 122 and cooling is performed, and the gate valve of the preliminary chamber 123 is opened and closed to place the substrate in the processing chamber. Carry in and process substrates. Similarly, while the processed substrate is carried into the preliminary chamber 123 and cooling is being performed, the gate valve of the preliminary chamber 122 can be opened and closed, and the substrate can be loaded into the processing chamber to process the substrate.

(2)処理室の構成
続いて、本実施形態に係る処理室202の構成について、主に図3〜図4を用いて説明する。この処理室202は、例えば上述した第一の処理室202bである。図3は、本実施形態に係る処理室の水平断面(横断面)概略図である。図4は、本実施形態に係る処理室の垂直断面(縦断面)概略図であり、図3に示す処理室のA−A’線断面図である。
(2) Configuration of Processing Chamber Subsequently, the configuration of the processing chamber 202 according to the present embodiment will be described mainly with reference to FIGS. This processing chamber 202 is, for example, the first processing chamber 202b described above. FIG. 3 is a schematic horizontal cross section (transverse cross section) of the processing chamber according to the present embodiment. 4 is a schematic vertical cross-sectional view (longitudinal cross-section) of the processing chamber according to the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the processing chamber shown in FIG.

(反応容器)
図3〜図4に示すように、処理室202は、筒状の気密容器である反応容器203を備えている。反応容器203内には、基板200の処理空間207が形成されている。反応容器203内の処理空間207の上側には、中心部から放射状に延びる4枚の仕切板205が設けられている。仕切板205は、反応容器天井203aに取り付けられている。4枚の仕切板205は、処理空間207を4つの領域、すなわち、第一の処理領域201a、第一のパージ領域204a、第二の処理領域201b、第二のパージ領域204bに仕切るように構成されている。言い換えれば、処理領域とパージ領域が隣接した状態で配置されている。なお、第一の処理領域201a、第一のパージ領域204a、第二の処理領域201b、第二のパージ領域204bは、後述するサセプタ(基板載置台)217の回転方向(図3の矢印Bの方向)に沿って、この順番に配列するように構成されている。
(Reaction vessel)
As shown in FIGS. 3 to 4, the processing chamber 202 includes a reaction vessel 203 that is a cylindrical airtight vessel. A processing space 207 for the substrate 200 is formed in the reaction vessel 203. On the upper side of the processing space 207 in the reaction vessel 203, four partition plates 205 extending radially from the center are provided. The partition plate 205 is attached to the reaction vessel ceiling 203a. The four partition plates 205 are configured to partition the processing space 207 into four regions, that is, a first processing region 201a, a first purge region 204a, a second processing region 201b, and a second purge region 204b. Has been. In other words, the processing area and the purge area are arranged adjacent to each other. Note that the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b are in the direction of rotation of a susceptor (substrate mounting table) 217 (shown by an arrow B in FIG. 3). (Direction) and arranged in this order.

後述するように、サセプタ217を回転させることで、サセプタ217上に載置された基板200は、第一の処理領域201a、第一のパージ領域204a、第二の処理領域201b、第二のパージ領域204bの順に移動することとなる。また、後述するように、第一の処理領域201a内には第一のガスとしての第一の処理ガスが供給され、第二の処理領域201b内には第二のガスとしての第二の処理ガスが供給され、第一のパージ領域204a内及び第二のパージ領域204b内には不活性ガスが供給されるように構成されている。そのため、サセプタ217を回転させることで、基板200上には、第一の処理ガス、不活性ガス、第二の処理ガス、不活性ガスが、この順に供給されることとなる。サセプタ217及びガス供給系の構成については後述する。
このように、仕切板205は、処理室202内を、複数のガス導入領域に分割、詳しくは、処理ガスが導入される処理ガス導入領域と不活性ガスが導入される不活性ガス導入領域とに分割する分割構造体である。仕切板205は、例えばアルミニウムや石英等の材料で形成される。
As will be described later, by rotating the susceptor 217, the substrate 200 placed on the susceptor 217 has a first processing region 201a, a first purge region 204a, a second processing region 201b, and a second purge. It moves in the order of the area 204b. As will be described later, the first processing gas as the first gas is supplied into the first processing region 201a, and the second processing as the second gas is supplied into the second processing region 201b. A gas is supplied, and an inert gas is supplied into the first purge region 204a and the second purge region 204b. Therefore, by rotating the susceptor 217, the first processing gas, the inert gas, the second processing gas, and the inert gas are supplied onto the substrate 200 in this order. The configurations of the susceptor 217 and the gas supply system will be described later.
As described above, the partition plate 205 divides the inside of the processing chamber 202 into a plurality of gas introduction regions. Specifically, the processing gas introduction region into which the processing gas is introduced and the inert gas introduction region into which the inert gas is introduced. This is a divided structure that is divided into two. The partition plate 205 is formed of a material such as aluminum or quartz, for example.

仕切板205の端部と反応容器203の側壁との間には、所定の幅の隙間が設けられており、この隙間をガスが通過できるように構成されている。この隙間を介し、第一のパージ領域204a内及び第二のパージ領域204b内から第一の処理領域201a内及び第二の処理領域201b内に向けて不活性ガスを噴出させるようにする。このようにすることで、第一のパージ領域204a内及び第二のパージ領域204b内への処理ガスの侵入を抑制することができ、処理ガスの反応を防止することができるように構成されている。   A gap with a predetermined width is provided between the end of the partition plate 205 and the side wall of the reaction vessel 203, and the gas can pass through this gap. Through this gap, an inert gas is ejected from the first purge region 204a and the second purge region 204b toward the first processing region 201a and the second processing region 201b. By doing so, the processing gas can be prevented from entering the first purge region 204a and the second purge region 204b, and the reaction of the processing gas can be prevented. Yes.

なお、本実施形態では、各仕切板205の間の角度をそれぞれ90度としたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、基板200への各種ガスの供給時間等を考慮して、例えば第二の処理領域201bを形成する2枚の仕切板205の間の角度を大きくしたりする等、適宜変更してもよい。   In the present embodiment, the angle between the partition plates 205 is 90 degrees, but the present invention is not limited to this. That is, in consideration of the supply time of various gases to the substrate 200, for example, the angle between the two partition plates 205 forming the second processing region 201b may be increased or the like may be changed as appropriate. .

また、各処理領域を仕切板205で仕切ったが、それに限るものではなく、処理領域201aと201bそれぞれに供給されるガスを混合させないようにできる構成であればよい。   Moreover, although each process area | region was partitioned off with the partition plate 205, it is not restricted to it, What is necessary is just the structure which can prevent mixing the gas supplied to each of process area | region 201a and 201b.

(サセプタ:基板載置台)
図3〜図4に示すように、仕切板205の下側、すなわち反応容器203内の底側中央には、反応容器203の中心に回転軸の中心を有し、回転自在に構成された基板載置台としてのサセプタ217が設けられている。サセプタ217は、基板200の金属汚染を低減することができるように、例えば、カーボン(C)、窒化アルミニウム(AlN)、セラミックス、石英等の非金属材料で形成されている。金属汚染を考慮しない基板処理である場合は、アルミニウム(Al)で形成しても良い。なお、サセプタ217は、反応容器203とは電気的に絶縁されている。
(Susceptor: substrate mounting table)
As shown in FIG. 3 to FIG. 4, the substrate having a rotation axis at the center of the reaction vessel 203 at the lower side of the partition plate 205, that is, at the bottom center in the reaction vessel 203, is configured to be rotatable. A susceptor 217 is provided as a mounting table. The susceptor 217 is formed of a non-metallic material such as carbon (C), aluminum nitride (AlN), ceramics, or quartz so that metal contamination of the substrate 200 can be reduced. In the case of substrate processing not considering metal contamination, aluminum (Al) may be used. The susceptor 217 is electrically insulated from the reaction vessel 203.

サセプタ217は、反応容器203内にて、複数枚(本実施形態では例えば5枚)の基板200を同一面上に、かつ同一円周上に並べて支持するように構成されている。ここで、同一面上とは、完全な同一面に限られるものではなく、サセプタ217を上面から見たときに、図3及び図4に示すように、複数枚の基板200が互いに重ならないように並べられていればよい。このように、サセプタ217は、複数の基板200を同心円状に載置する載置面を有し、該載置面が反応容器203の天井と対向するように構成されている。   The susceptor 217 is configured to support a plurality of (for example, five in this embodiment) substrates 200 side by side on the same surface and on the same circumference in the reaction vessel 203. Here, “on the same plane” is not limited to the completely same plane. When the susceptor 217 is viewed from above, a plurality of substrates 200 do not overlap each other as shown in FIGS. As long as they are lined up. Thus, the susceptor 217 has a mounting surface on which a plurality of substrates 200 are mounted concentrically, and the mounting surface is configured to face the ceiling of the reaction vessel 203.

なお、サセプタ217表面における基板200の支持位置には、基板載置部217bを、処理する基板200の枚数に対応して設けることが好ましい。基板載置部217bは、例えば上面から見て円形状であり、側面から見て凹形状としてもよい。この場合、基板載置部の直径は基板200の直径よりもわずかに大きくなるように構成することが好ましい。この基板載置部217b内に基板200を載置することにより、基板200の位置決めを容易に行うことができる。更には、サセプタ217の回転に伴う遠心力により基板200がサセプタ217から飛び出してしまう場合等で発生する位置ズレを防止できるようになる。   In addition, it is preferable to provide the substrate mounting portion 217b corresponding to the number of substrates 200 to be processed at the support position of the substrate 200 on the surface of the susceptor 217. For example, the substrate platform 217b may have a circular shape when viewed from the top surface and a concave shape when viewed from the side surface. In this case, it is preferable that the diameter of the substrate mounting portion is configured to be slightly larger than the diameter of the substrate 200. By placing the substrate 200 in the substrate placement portion 217b, the substrate 200 can be easily positioned. Further, it is possible to prevent positional deviation that occurs when the substrate 200 jumps out of the susceptor 217 due to the centrifugal force accompanying the rotation of the susceptor 217.

図4に示すように、サセプタ217には、サセプタ217を昇降させる昇降機構268が設けられている。サセプタ217には、貫通孔217aが複数設けられている。上述の反応容器203の底面には、反応容器203内への基板200の搬入・搬出時に、基板200を突き上げて、基板200の裏面を支持する基板突き上げピン266が複数設けられている。貫通孔217a及び基板突き上げピン266は、基板突き上げピン266が上昇した時、又は昇降機構268によりサセプタ217が下降した時に、基板突き上げピン266がサセプタ217とは非接触な状態で貫通孔217aを突き抜けるように、互いに配置されている。   As shown in FIG. 4, the susceptor 217 is provided with a lifting mechanism 268 that lifts and lowers the susceptor 217. The susceptor 217 is provided with a plurality of through holes 217a. A plurality of substrate push-up pins 266 that push up the substrate 200 and support the back surface of the substrate 200 when the substrate 200 is carried into and out of the reaction vessel 203 are provided on the bottom surface of the reaction vessel 203 described above. The through-hole 217a and the board push-up pin 266 pass through the through-hole 217a in a state where the board push-up pin 266 is not in contact with the susceptor 217 when the board push-up pin 266 is raised or when the susceptor 217 is lowered by the lifting mechanism 268. Are arranged with each other.

昇降機構268には、サセプタ217を回転させる回転機構267が設けられている。回転機構267の図示しない回転軸は、サセプタ217に接続されている。回転機構267を作動させることで、サセプタ217は、サセプタ217の載置面と平行な方向に回転するように構成されている。回転機構267には、制御部300が、カップリング部267aを介して接続されている。カップリング部267aは、回転側と固定側との間を金属ブラシ等により電気的に接続するスリップリング機構として構成されている。これにより、サセプタ217の回転が妨げられないようになっている。制御部300は、サセプタ217を所定の速度で所定時間回転させるように、回転機構267への通電具合を制御するように構成されている。上述したように、サセプタ217を回転させることにより、サセプタ217上に載置された基板200は、第一の処理領域201a、第一のパージ領域204a、第二の処理領域201b及び第二のパージ領域204bをこの順番に移動することとなる。   The elevating mechanism 268 is provided with a rotating mechanism 267 that rotates the susceptor 217. A rotation shaft (not shown) of the rotation mechanism 267 is connected to the susceptor 217. By operating the rotation mechanism 267, the susceptor 217 is configured to rotate in a direction parallel to the mounting surface of the susceptor 217. The control unit 300 is connected to the rotation mechanism 267 via a coupling unit 267a. The coupling portion 267a is configured as a slip ring mechanism that electrically connects the rotating side and the fixed side with a metal brush or the like. This prevents the rotation of the susceptor 217 from being hindered. The controller 300 is configured to control the energization of the rotation mechanism 267 so that the susceptor 217 is rotated at a predetermined speed for a predetermined time. As described above, by rotating the susceptor 217, the substrate 200 placed on the susceptor 217 has the first processing region 201 a, the first purge region 204 a, the second processing region 201 b, and the second purge. The region 204b is moved in this order.

(サセプタ加熱部)
サセプタ217の内部には、サセプタ加熱部としてのヒータ218が一体的に埋め込まれている。ヒータ218に電力が供給されると、基板載置部217bに載置された基板200を加熱する。例えば、基板200の表面が所定温度(例えば室温〜1000℃程度)にまで加熱されるようになっている。なお、ヒータ218は、サセプタ217に載置されたそれぞれの基板200を個別に加熱するように、同一面上に複数(例えば5つ)設けてもよい。
(Susceptor heating part)
A heater 218 as a susceptor heating unit is integrally embedded in the susceptor 217. When power is supplied to the heater 218, the substrate 200 placed on the substrate platform 217b is heated. For example, the surface of the substrate 200 is heated to a predetermined temperature (for example, room temperature to about 1000 ° C.). A plurality (for example, five) of heaters 218 may be provided on the same surface so as to individually heat the respective substrates 200 placed on the susceptor 217.

サセプタ217には温度センサ274が設けられている。ヒータ218及び温度センサ274には、電力供給線222を介して、温度調整器223、電力調整器224及びヒータ電源225が電気的に接続されている。温度センサ274により検出された温度情報に基づいて、ヒータ218への通電具合が制御されるように構成されている。   The susceptor 217 is provided with a temperature sensor 274. A temperature regulator 223, a power regulator 224, and a heater power source 225 are electrically connected to the heater 218 and the temperature sensor 274 via a power supply line 222. Based on the temperature information detected by the temperature sensor 274, the power supply to the heater 218 is controlled.

(ガス導入部)
反応容器203の上側には、第一の処理ガス導入部251と、第二の処理ガス導入部252と、不活性ガス導入部253と、を備えるガス導入部250が設けられている。ガス導入部250は、サセプタ217の中心部の上方であって、反応容器203の上側に開設された開口に気密に設けられている。第一の処理ガス導入部251の側壁には、第一のガス噴出口254が設けられている。第二の処理ガス導入部252の側壁には、第二のガス噴出口255が設けられている。不活性ガス導入部253の側壁には、第一の不活性ガス噴出口256及び第二の不活性ガス噴出口257がそれぞれ対向するように設けられている。
(Gas introduction part)
A gas introduction unit 250 including a first process gas introduction unit 251, a second process gas introduction unit 252, and an inert gas introduction unit 253 is provided above the reaction vessel 203. The gas introduction unit 250 is provided in an airtight manner in an opening formed above the central portion of the susceptor 217 and above the reaction vessel 203. A first gas outlet 254 is provided on the side wall of the first processing gas introduction part 251. A second gas outlet 255 is provided on the side wall of the second processing gas introduction part 252. A first inert gas outlet 256 and a second inert gas outlet 257 are provided on the side wall of the inert gas inlet 253 so as to face each other.

ガス導入部250は、第一の処理ガス導入部251から第一の処理領域201a内に第一の処理ガスを導入し、第二の処理ガス導入部252から第二の処理領域201b内に第二の処理ガスを導入し、不活性ガス導入部253から第一のパージ領域204a内及び第二のパージ領域204b内に不活性ガスを導入するように構成されている。ガス導入部250は、各処理ガス及び不活性ガス導入部253からの不活性ガスを混合させずに個別に各領域に導入することができ、更には、各処理ガス及び不活性ガスを併行して各領域に導入することができるように構成されている。   The gas introduction unit 250 introduces the first processing gas from the first processing gas introduction unit 251 into the first processing region 201a, and the second processing gas introduction unit 252 introduces the first processing gas into the second processing region 201b. The second processing gas is introduced, and the inert gas is introduced into the first purge region 204a and the second purge region 204b from the inert gas introduction part 253. The gas introduction part 250 can introduce each processing gas and the inert gas from the inert gas introduction part 253 individually into each region without mixing them. Furthermore, the processing gas and the inert gas are combined. It can be introduced into each area.

(処理ガス供給部)
第一の処理ガス導入部251の上流側には、第一のガス供給管232aが接続されている。第一のガス供給管232aには、第一加熱部232ahが設けられている。
第一のガス供給管232aの上流側には、第一の処理ガス供給管232fが接続されている。第一の処理ガス供給管232fには、上流方向から順に、原料ガス供給源232b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)232c、及び開閉弁であるバルブ232dが設けられている。また、第一の処理ガス供給管232fには、第二加熱部232fhが設けられている。第一加熱部232ah、第二加熱部232fhについては後述する。
(Processing gas supply unit)
A first gas supply pipe 232 a is connected to the upstream side of the first processing gas introduction part 251. A first heating unit 232ah is provided in the first gas supply pipe 232a.
A first processing gas supply pipe 232f is connected to the upstream side of the first gas supply pipe 232a. The first process gas supply pipe 232f is provided with a raw material gas supply source 232b, a mass flow controller (MFC) 232c as a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 232d as an on-off valve in order from the upstream direction. Yes. The first processing gas supply pipe 232f is provided with a second heating unit 232fh. The first heating unit 232ah and the second heating unit 232fh will be described later.

原料ガス供給源232bからは、第一の処理ガスとして、例えば、シリコン含有ガスが、マスフローコントローラ232c、バルブ232d、第一のガス供給管232a、第一の処理ガス導入部251及び第一のガス噴出口254を介して、第一の処理領域201a内に供給される。シリコン含有ガスとしては、例えばプリカーサーとして、ビスターシャリブチルアミノシラン(SiH(NH(C))、略称:BTBAS)ガスを用いることができる。なお、第一の処理ガスは、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。第一の処理ガスがBTBASのように常温常圧で液体の場合は、原料ガス供給源232bは、液体のBTBASを収容した恒温槽と気化装置で構成される。気化装置として、バブラーや気化器等を用いる。気化装置においては、例えば50℃で気化するように設定される。 From the source gas supply source 232b, as the first process gas, for example, a silicon-containing gas is a mass flow controller 232c, a valve 232d, a first gas supply pipe 232a, a first process gas introduction unit 251 and a first gas. It is supplied into the first processing region 201a via the jet port 254. As the silicon-containing gas, for example, a precursor butylaminosilane (SiH 2 (NH (C 4 H 9 )) 2 , abbreviation: BTBAS) gas can be used as a precursor. The first processing gas may be any of solid, liquid, and gas at normal temperature and pressure. When the first process gas is a liquid at normal temperature and pressure, such as BTBAS, the source gas supply source 232b is constituted by a thermostatic chamber containing a liquid BTBAS and a vaporizer. A bubbler, a vaporizer, etc. are used as a vaporizer. The vaporizer is set to vaporize at 50 ° C., for example.

なお、シリコン含有ガスとしては、BTBASの他に、例えば有機シリコン材料であるヘキサメチルジシラザン(C19NSi、略称:HMDS)、トリスジメチルアミノシラン(Si[N(CH3)2]3H、略称:3DMAS)、トリシリルアミン((SiHN、略称:TSA)等を用いることができる。
これら、第一の処理ガスは、後述する第二の処理ガスより粘着度の高い材料が用いられる。
As the silicon-containing gas, in addition to BTBAS, for example, hexamethyldisilazane (C 6 H 19 NSi 2 , abbreviation: HMDS) which is an organic silicon material, trisdimethylaminosilane (Si [N (CH 3) 2] 3 H, Abbreviations: 3DMAS), trisilylamine ((SiH 3 ) 3 N, abbreviations: TSA), and the like can be used.
For these first processing gases, a material having a higher degree of adhesion than a second processing gas described later is used.

第二の処理ガス導入部252の上流側には、第二のガス供給管233aが接続されている。第二のガス供給管233aには、上流方向から順に、反応ガス供給源233b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)233c、及び開閉弁であるバルブ233dが設けられている。   A second gas supply pipe 233 a is connected to the upstream side of the second processing gas introduction part 252. In the second gas supply pipe 233a, a reactive gas supply source 233b, a mass flow controller (MFC) 233c that is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 233d that is an on-off valve are provided in order from the upstream direction. .

反応ガス供給源233bからは、第二の処理ガス(反応ガス)として、例えば酸素含有ガスである酸素(O)ガスが、マスフローコントローラ233c、バルブ233d、第二の処理ガス導入部252及び第二のガス噴出口255を介して、第二の処理領域201b内に供給される。第二の処理ガスである酸素ガスは、プラズマ生成部206によりプラズマ状態とされ、基板200上に晒される。なお、第二の処理ガスである酸素ガスは、ヒータ218の温度及び反応容器203内の圧力を所定の範囲に調整し、熱で活性化させてもよい。なお、酸素含有ガスとしては、オゾン(O)ガスや水蒸気(HO)を用いてもよい。
これら第二の処理ガスは、第一の処理ガスより粘着度の低い材料が用いられる。
From the reactive gas supply source 233b, as the second processing gas (reactive gas), for example, oxygen (O 2 ) gas that is an oxygen-containing gas is supplied from the mass flow controller 233c, the valve 233d, the second processing gas introduction unit 252 and the second processing gas. The gas is supplied into the second processing region 201b through the second gas outlet 255. The oxygen gas that is the second processing gas is brought into a plasma state by the plasma generation unit 206 and exposed to the substrate 200. The oxygen gas that is the second processing gas may be activated by adjusting the temperature of the heater 218 and the pressure in the reaction vessel 203 within a predetermined range. Note that ozone (O 3 ) gas or water vapor (H 2 O) may be used as the oxygen-containing gas.
These second process gases are made of a material having a lower degree of adhesion than the first process gas.

主に、第一のガス供給管232a、第一の処理ガス供給管232f及びバルブ232dにより、第一の処理ガス供給部(シリコン含有ガス供給系ともいう)232が構成される。なお、原料ガス供給源232b、マスフローコントローラ232c、第一加熱部232ah、第二加熱部232fh、第一の処理ガス導入部251及び第一のガス噴出口254を、第一の処理ガス供給部に含めて考えてもよい。
また、主に、第二のガス供給管233a、マスフローコントローラ233c及びバルブ233dにより、第二の処理ガス供給部(酸素含有ガス供給系ともいう)233が構成される。なお、反応ガス供給源233b、第二の処理ガス導入部252及び第二のガス噴出口255を、第二の処理ガス供給部に含めて考えてもよい。そして、主に、第一の処理ガス供給部及び第二の処理ガス供給部により、処理ガス供給部が構成される。
A first process gas supply unit (also referred to as a silicon-containing gas supply system) 232 is mainly configured by the first gas supply pipe 232a, the first process gas supply pipe 232f, and the valve 232d. The source gas supply source 232b, the mass flow controller 232c, the first heating unit 232ah, the second heating unit 232fh, the first processing gas introduction unit 251 and the first gas outlet 254 are used as the first processing gas supply unit. You may think including it.
In addition, a second processing gas supply unit (also referred to as an oxygen-containing gas supply system) 233 is mainly configured by the second gas supply pipe 233a, the mass flow controller 233c, and the valve 233d. Note that the reactive gas supply source 233b, the second processing gas introduction unit 252 and the second gas outlet 255 may be included in the second processing gas supply unit. And a process gas supply part is mainly comprised by the 1st process gas supply part and the 2nd process gas supply part.

(不活性ガス供給部)
第一のガス供給管232aのバルブ232dよりも下流側には、第一の不活性ガス供給管235aの下流端が接続されている。第一の不活性ガス供給管235aには、上流方向から順に、不活性ガス供給源235b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)235c、第三加熱部としての熱交換器235g、及び開閉弁であるバルブ235dが設けられている。熱交換器235gの機能については後述する。
(Inert gas supply unit)
A downstream end of the first inert gas supply pipe 235a is connected to the downstream side of the valve 232d of the first gas supply pipe 232a. The first inert gas supply pipe 235a includes, in order from the upstream direction, an inert gas supply source 235b, a mass flow controller (MFC) 235c which is a flow rate controller (flow rate control unit), and a heat exchanger as a third heating unit. 235g and a valve 235d which is an on-off valve are provided. The function of the heat exchanger 235g will be described later.

不活性ガス供給源235bからは、不活性ガスとして、例えばNガスが、マスフローコントローラ235c、熱交換器235g、バルブ235dを介して、第一のガス供給管232aに供給され、さらに、第一の処理ガス導入部251及び第一のガス噴出口254を介して、第一の処理領域201a内に供給される。第一の処理領域201a内に供給される不活性ガスは、成膜工程(S106)ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。 From the inert gas supply source 235b, for example, N 2 gas is supplied as an inert gas to the first gas supply pipe 232a via the mass flow controller 235c, the heat exchanger 235g, and the valve 235d, Are supplied into the first processing region 201a via the processing gas introduction part 251 and the first gas outlet 254. The inert gas supplied into the first processing region 201a acts as a carrier gas or a dilution gas in the film forming step (S106).

主に、第一の不活性ガス供給管235a、マスフローコントローラ235c及びバルブ235dにより第一の不活性ガス供給部235が構成される。なお、不活性ガス供給源235b、第一のガス供給管232a、熱交換器235g、第一の処理ガス導入部251及び第一のガス噴出口254を、第一の不活性ガス供給部235に含めて考えてもよい。   The first inert gas supply unit 235 is mainly configured by the first inert gas supply pipe 235a, the mass flow controller 235c, and the valve 235d. The inert gas supply source 235b, the first gas supply pipe 232a, the heat exchanger 235g, the first process gas introduction part 251 and the first gas outlet 254 are connected to the first inert gas supply part 235. You may think including it.

また、第二のガス供給管233aのバルブ233dよりも下流側には、第二の不活性ガス供給管236aの下流端が接続されている。第二の不活性ガス供給管236aには、上流方向から順に、不活性ガス供給源236b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)236c、及び開閉弁であるバルブ236dが設けられている。   Further, the downstream end of the second inert gas supply pipe 236a is connected to the downstream side of the valve 233d of the second gas supply pipe 233a. The second inert gas supply pipe 236a is provided with an inert gas supply source 236b, a mass flow controller (MFC) 236c, which is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 236d, which is an on-off valve, in order from the upstream direction. It has been.

不活性ガス供給源236bからは、不活性ガスとして、例えばNガスが、マスフローコントローラ236c、バルブ236dを介して、第二のガス供給管233aに供給され、さらに、第二の処理ガス導入部252及び第二のガス噴出口255を介して、第二の処理領域201b内に供給される。第二の処理領域201b内に供給される不活性ガスは、第一の処理領域201a内に供給される不活性ガスと同様に、成膜工程(S106)ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。 From the inert gas supply source 236b, for example, N 2 gas is supplied as an inert gas to the second gas supply pipe 233a via the mass flow controller 236c and the valve 236d. The gas is supplied into the second processing region 201b via 252 and the second gas outlet 255. The inert gas supplied into the second processing region 201b acts as a carrier gas or a dilution gas in the film forming step (S106), similarly to the inert gas supplied into the first processing region 201a.

主に、第二の不活性ガス供給管236a、マスフローコントローラ236c及びバルブ236dにより第二の不活性ガス供給部236が構成される。なお、不活性ガス供給源236b、第二のガス供給管233a、第二の処理ガス導入部252及び第二のガス噴出口255を、第二の不活性ガス供給部236に含めて考えてもよい。   The second inert gas supply unit 236 is mainly configured by the second inert gas supply pipe 236a, the mass flow controller 236c, and the valve 236d. Note that the inert gas supply source 236b, the second gas supply pipe 233a, the second processing gas introduction part 252 and the second gas jet outlet 255 may be included in the second inert gas supply part 236. Good.

不活性ガス導入部253の上流側には、第三の不活性ガス供給管234aが接続されている。第三の不活性ガス供給管234aには、上流方向から順に、不活性ガス供給源234b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)234c、及び開閉弁であるバルブ234dが設けられている。   A third inert gas supply pipe 234 a is connected to the upstream side of the inert gas introduction part 253. The third inert gas supply pipe 234a is provided with an inert gas supply source 234b, a mass flow controller (MFC) 234c, which is a flow rate controller (flow rate control unit), and a valve 234d, which is an on-off valve, in order from the upstream direction. It has been.

不活性ガス供給源234bからは、例えば窒素(N)ガスで構成される不活性ガスが、マスフローコントローラ234c、バルブ234d、不活性ガス導入部253、第一の不活性ガス噴出口256及び第二の不活性ガス噴出口257を介して、第一のパージ領域204a内及び第二のパージ領域204b内にそれぞれ供給される。第一のパージ領域204a内及び第二のパージ領域204b内に供給される不活性ガスは、後述する成膜工程(S106)ではパージガスとして作用する。 An inert gas composed of, for example, nitrogen (N 2 ) gas is supplied from the inert gas supply source 234b to the mass flow controller 234c, the valve 234d, the inert gas introduction unit 253, the first inert gas outlet 256, and the second The gas is supplied into the first purge region 204a and the second purge region 204b through the second inert gas outlet 257, respectively. The inert gas supplied into the first purge region 204a and the second purge region 204b acts as a purge gas in the film forming step (S106) described later.

主に、第三の不活性ガス供給管234a、マスフローコントローラ234c及びバルブ234dにより第三の不活性ガス供給部234が構成される。なお、不活性ガス供給源234b、不活性ガス導入部253、第一の不活性ガス噴出口256及び第二の不活性ガス噴出口257を、第三の不活性ガス供給部234に含めて考えてもよい。そして、主に、第一〜第三の不活性ガス供給部により、不活性ガス供給部が構成される。
なお、不活性ガス供給部から供給する不活性ガスとして、Nガスのほか、例えばヘリウム(He)ガス、ネオン(Ne)ガス、アルゴン(Ar)ガス等の希ガスを用いることができる。
A third inert gas supply unit 234 is mainly configured by the third inert gas supply pipe 234a, the mass flow controller 234c, and the valve 234d. The inert gas supply source 234b, the inert gas inlet 253, the first inert gas outlet 256, and the second inert gas outlet 257 are included in the third inert gas supply part 234. May be. And an inert gas supply part is mainly comprised by the 1st-3rd inert gas supply part.
In addition to N 2 gas, for example, a rare gas such as helium (He) gas, neon (Ne) gas, or argon (Ar) gas can be used as the inert gas supplied from the inert gas supply unit.

(ガス供給部)
処理ガス供給部と不活性ガス供給部とにより、ガス供給部が構成される。
(Gas supply part)
The processing gas supply unit and the inert gas supply unit constitute a gas supply unit.

次に、第一加熱部232ah、第二加熱部232fh、第三加熱部(熱交換器)235gについて説明する。
第一加熱部232ahは、第一のガス供給管232a内を流れる第一のガスを、所定温度、例えば100℃以上、好ましくは120℃以上に加熱する。加熱することにより、第一の不活性ガス供給管235aからの希釈ガス及びキャリアガスとしてのNガスが、第一の処理ガス供給管232fからのBTBASガスと混合したときに、BTBASガスが冷却されて再液化することを防止する。
Next, the first heating unit 232ah, the second heating unit 232fh, and the third heating unit (heat exchanger) 235g will be described.
The first heating unit 232ah heats the first gas flowing through the first gas supply pipe 232a to a predetermined temperature, for example, 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher. By heating, when the diluted gas from the first inert gas supply pipe 235a and the N 2 gas as the carrier gas are mixed with the BTBAS gas from the first processing gas supply pipe 232f, the BTBAS gas is cooled. To prevent re-liquefaction.

なお、BTBASガス等のシリコン含有ガスは、温度が低い方が基板等に付着し易い傾向にある。そのため、低温では、形成されたシリコン含有層の膜厚にむらが発生し易く、膜厚の面内均一性が低下する。逆に、高温にすると、エネルギーの高い状態とすることができるので、基板表面上で拡散し易くなり、均一に基板に付着するようになる。その結果、膜厚の面内均一性が向上する。
そこで、第一のガスを加熱することにより、液化を防止するだけでなく、第一の処理領域201aにおいて基板200表面のシリコン含有層の膜厚均一性を向上させる。つまり、BTBASガスを基板200表面へ均一に供給させる。その結果、基板200表面におけるシリコン含有層の膜厚むらを抑制でき、膜厚の面内均一性を向上することができる。
そのため、第一加熱部232ahは、第一のガス供給管232a内において、第一の処理ガスが液化することを防止できる温度であって、ガス供給源232bの気化装置で生成されるガスの温度(本実施形態の場合は50℃)や後述する第一のガス供給管232fの温度よりも高く、BTBASガスが熱分解する温度(本実施形態の場合は170℃)よりも低い温度で、第一のガスを加熱する。具体的には、例えば、120℃以上に加熱する。なお、第一のガス供給管232a内の圧力は、第一の処理ガス供給管232f内よりも低いので、第一のガス供給管232a内において第一の処理ガスが液化することを防止できる温度は、第一の処理ガス供給管232f内において第一の処理ガスが液化することを防止できる温度よりも低い。
第一加熱部232ahは、例えば、第一のガス供給管232aの外周をテープヒータ等で覆うことにより構成される。
Note that silicon-containing gas such as BTBAS gas tends to adhere to a substrate or the like at a lower temperature. Therefore, at low temperatures, the thickness of the formed silicon-containing layer is likely to be uneven, and the in-plane uniformity of the thickness is reduced. On the other hand, when the temperature is high, the energy can be increased, so that it is easily diffused on the surface of the substrate and uniformly adheres to the substrate. As a result, the in-plane uniformity of the film thickness is improved.
Therefore, heating the first gas not only prevents liquefaction, but also improves the film thickness uniformity of the silicon-containing layer on the surface of the substrate 200 in the first processing region 201a. That is, the BTBAS gas is uniformly supplied to the surface of the substrate 200. As a result, the film thickness unevenness of the silicon-containing layer on the surface of the substrate 200 can be suppressed, and the in-plane uniformity of the film thickness can be improved.
Therefore, the first heating unit 232ah is a temperature at which the first process gas can be prevented from being liquefied in the first gas supply pipe 232a, and the temperature of the gas generated by the vaporizer of the gas supply source 232b. (50 ° C. in the case of the present embodiment) or higher than the temperature of the first gas supply pipe 232f described later and lower than the temperature at which the BTBAS gas is thermally decomposed (170 ° C. in the case of the present embodiment) One gas is heated. Specifically, for example, it is heated to 120 ° C. or higher. Since the pressure in the first gas supply pipe 232a is lower than that in the first process gas supply pipe 232f, the temperature at which the first process gas can be prevented from being liquefied in the first gas supply pipe 232a. Is lower than the temperature at which the first process gas can be prevented from being liquefied in the first process gas supply pipe 232f.
The first heating unit 232ah is configured by, for example, covering the outer periphery of the first gas supply pipe 232a with a tape heater or the like.

第二加熱部232fhは、第一の処理ガス供給管232f内を流れる第一の処理ガスを加熱する。第二加熱部232fhは、原料ガス供給源232bから供給される原料ガスの再液化を防止するためのもので、第一の処理ガス供給管232f内において原料ガスの再液化を防止できる温度に加熱できればよい。例えば、原料ガスがBTBASガスの場合は、第一の処理ガス供給管232f内においてBTBASガスの再液化を防止できる温度以上であって、ガス供給源232bの気化装置で生成されるガスの温度(本実施形態の場合は50℃)よりも高く、BTBASガスが熱分解する温度よりも低い温度で、例えば60℃に加熱する。ガス供給源232bの恒温槽よりも高い温度とすることで、ガス供給源232bで気化された原料ガスが再液化され、第一の処理ガス供給管232f内に原料ガスが付着し、それが異物となってパーティクルとなることを抑制することができる。言いえれば、原料の気化状態を維持することができる。
第二加熱部232fhは、例えば、第一の処理ガス供給管232fの外周をテープヒータ等で覆うことにより構成される。
The second heating unit 232fh heats the first processing gas flowing in the first processing gas supply pipe 232f. The second heating unit 232fh is for preventing re-liquefaction of the source gas supplied from the source gas supply source 232b, and is heated to a temperature at which the source gas can be prevented from being re-liquefied in the first process gas supply pipe 232f. I can do it. For example, when the raw material gas is BTBAS gas, the temperature of the gas generated by the vaporizer of the gas supply source 232b is equal to or higher than the temperature at which re-liquefaction of the BTBAS gas can be prevented in the first process gas supply pipe 232f. In the case of this embodiment, it is heated to, for example, 60 ° C. at a temperature higher than 50 ° C. and lower than the temperature at which the BTBAS gas is thermally decomposed. By setting the temperature higher than the constant temperature bath of the gas supply source 232b, the source gas vaporized by the gas supply source 232b is reliquefied, and the source gas adheres in the first processing gas supply pipe 232f, which is a foreign matter. And can be prevented from becoming particles. In other words, the vaporized state of the raw material can be maintained.
The second heating unit 232fh is configured by, for example, covering the outer periphery of the first processing gas supply pipe 232f with a tape heater or the like.

第一の処理ガスであるBTBASガスは、ガス管中をスムーズに流すために、多量のキャリアガス(例えばNガス)が必要である。しかしながら、加熱されていない多量のキャリアガスが原料ガスであるBTBASガスに混合されると、原料ガスが冷却され、再液化する恐れがある。
そこで、第三加熱部としての熱交換器235gにより、第一の不活性ガス供給管235a内を流れるキャリアガスとしての第一の不活性ガス(Nガス)を、第一の処理ガス供給管232fよりも高い温度、例えば100℃以上、好ましくは120℃以上に加熱する。加熱することにより、第一の不活性ガス(Nガス)がBTBASガスと混合したときに、BTBASガスが冷却されて再液化することを防止する。
The BTBAS gas, which is the first processing gas, requires a large amount of carrier gas (for example, N 2 gas) in order to smoothly flow through the gas pipe. However, when a large amount of unheated carrier gas is mixed with BTBAS gas, which is a raw material gas, the raw material gas may be cooled and reliquefied.
Therefore, the first inert gas (N 2 gas) as the carrier gas flowing in the first inert gas supply pipe 235a is converted into the first processing gas supply pipe by the heat exchanger 235g as the third heating unit. Heat to a temperature higher than 232f, for example, 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher. By heating, when the first inert gas (N 2 gas) is mixed with the BTBAS gas, the BTBAS gas is prevented from being cooled and re-liquefied.

また、第一の不活性ガスを加熱することにより、第一のガスを加熱することができるので、上述した第一加熱部232ahと同様に、基板上に形成されるシリコン含有層の膜厚むらを抑制することができる。
熱交換器235gは、第一加熱部232ah以上の温度で第一の不活性ガスを加熱することが好ましい。第一加熱部232ah以上の温度で加熱すると、第一のガス供給管232a内を流れる第一のガスを所定温度以上に加熱することが容易になる。
Further, since the first gas can be heated by heating the first inert gas, the film thickness unevenness of the silicon-containing layer formed on the substrate is the same as the first heating unit 232ah described above. Can be suppressed.
The heat exchanger 235g preferably heats the first inert gas at a temperature equal to or higher than the first heating unit 232ah. Heating at a temperature equal to or higher than the first heating unit 232ah facilitates heating the first gas flowing through the first gas supply pipe 232a to a predetermined temperature or higher.

なお、熱交換器235gにより第一の不活性ガス(Nガス)を、第一加熱部232ahによる加熱温度以上の高温に加熱するように構成した場合は、第一のガス供給管232a内を流れる第一のガスを所定温度以上に加熱できる限り、第一加熱部232ahによる加熱度合いを低くすることや、第一加熱部232ahを省略することが可能である。例えば、第一のガス供給管232aの長さが極めて短いようなときは、第一加熱部232ahを省略可能な場合がある。 When the first inert gas (N 2 gas) is heated by the heat exchanger 235g to a temperature higher than the heating temperature by the first heating unit 232ah, the inside of the first gas supply pipe 232a is As long as the flowing first gas can be heated to a predetermined temperature or higher, the degree of heating by the first heating unit 232ah can be reduced, or the first heating unit 232ah can be omitted. For example, when the length of the first gas supply pipe 232a is extremely short, the first heating unit 232ah may be omitted.

(排気部)
図4に示すように、反応容器203には、処理領域201a,201b内及びパージ領域204a,204b内の雰囲気を排気する排気管231が設けられている。排気管231には、ガス流量を制御する流量制御器(流量制御部)としての流量制御バルブ245、及び圧力調整器(圧力調整部)としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ243を介して、真空排気装置としての真空ポンプ246が接続されており、反応容器203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243は、弁を開閉して反応容器203内の真空排気や真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。主に、排気管231、APCバルブ243及び流量制御バルブ245により排気部が構成される。なお、排気部には、真空ポンプ246を含めても良い。
(Exhaust part)
As shown in FIG. 4, the reaction vessel 203 is provided with an exhaust pipe 231 for exhausting the atmosphere in the processing regions 201a and 201b and the purge regions 204a and 204b. The exhaust pipe 231 is evacuated through a flow rate control valve 245 as a flow rate controller (flow rate control unit) for controlling the gas flow rate and an APC (Auto Pressure Controller) valve 243 as a pressure regulator (pressure adjustment unit). A vacuum pump 246 serving as an exhaust device is connected, and is configured so that vacuum exhaust can be performed so that the pressure in the reaction vessel 203 becomes a predetermined pressure (degree of vacuum). The APC valve 243 is an open / close valve that can open and close the valve to evacuate or stop evacuation of the reaction vessel 203, and further adjust the valve opening to adjust the pressure. The exhaust part is mainly constituted by the exhaust pipe 231, the APC valve 243 and the flow rate control valve 245. Note that a vacuum pump 246 may be included in the exhaust part.

(サセプタの周辺構造)
図3に示すように、反応容器203には、第一の搬送室筐体101がゲートバルブ150から153のいずれかを介して隣接するように設けられている。例えば、ゲートバルブ151が開かれることで、反応容器203内と第一の搬送室筐体101とが連通するようになっている。第一の基板移載機112はポッドから第二の基板移載機124を介して、サセプタ217の載置部217bとの間で、基板200を搬送する。
前述したように、サセプタ217には、基板200を載置する載置部217bが複数、形成されている。本実施形態においては、載置部217bはそれぞれが順時計方向に対して等間隔(例えば72度の間隔)となるように、五つ設けられ、サセプタ217が回転することで、五つの載置部217bが一括して回転される。
(Surceptor peripheral structure)
As shown in FIG. 3, the reaction container 203 is provided with a first transfer chamber casing 101 adjacent to one another via any one of gate valves 150 to 153. For example, when the gate valve 151 is opened, the inside of the reaction vessel 203 and the first transfer chamber casing 101 communicate with each other. The first substrate transfer machine 112 transports the substrate 200 from the pod to the placement unit 217 b of the susceptor 217 via the second substrate transfer machine 124.
As described above, the susceptor 217 has a plurality of mounting portions 217b on which the substrate 200 is mounted. In the present embodiment, five placement portions 217b are provided so that each of the placement portions 217b is equidistant with respect to the forward clockwise direction (for example, an interval of 72 degrees), and the susceptor 217 is rotated, so that the five placement portions 217b are rotated. The part 217b is rotated together.

(制御部)
制御手段である制御部300は、以上説明した各構成の制御を行うものである。すなわち、制御部300は、ゲートバルブの開閉、基板移載機による基板搬送、サセプタ上への基板載置、サセプタの回転動作、サセプタ上の基板加熱、処理室内へのガス供給及び排出制御、プラズマ供給の開始及び停止等を制御する。また、制御部300は、第一加熱部232ah、第二加熱部232fh、第三加熱部(熱交換器)235gの加熱度合いを制御するように構成してもよい。
(Control part)
The control unit 300 serving as a control unit controls each component described above. That is, the control unit 300 opens and closes the gate valve, transports the substrate by the substrate transfer machine, places the substrate on the susceptor, rotates the susceptor, heats the substrate on the susceptor, controls gas supply and discharge into the processing chamber, plasma Controls start and stop of supply. Further, the control unit 300 may be configured to control the heating degree of the first heating unit 232ah, the second heating unit 232fh, and the third heating unit (heat exchanger) 235g.

(3)基板処理工程
続いて、本実施形態にかかる半導体製造工程の一工程として、上述した反応容器203を備える処理室202bを用いて実施される基板処理工程について、図5及び図6を用いて説明する。図5は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図であり、図6は、本実施形態に係る基板処理工程における成膜工程での基板への処理を示すフロー図である。なお、以下の説明において、基板処理装置10の処理室202の構成各部の動作は、制御部300により制御される。
(3) Substrate Processing Step Subsequently, as one step of the semiconductor manufacturing process according to the present embodiment, a substrate processing step performed using the processing chamber 202b including the reaction vessel 203 described above will be described with reference to FIGS. I will explain. FIG. 5 is a flowchart showing a substrate processing process according to the present embodiment, and FIG. 6 is a flowchart showing a process on the substrate in the film forming process in the substrate processing process according to the present embodiment. In the following description, the operation of each component of the processing chamber 202 of the substrate processing apparatus 10 is controlled by the control unit 300.

ここでは、第一のガスとして、シリコン含有ガスであるビスターシャリブチルアミノシラン(BTBAS)を用い、第二の処理ガスとして、酸素含有ガスである酸素ガスを用い、基板200上に絶縁膜として酸化シリコン膜(SiO膜、以下、単にSiO膜ともいう)を形成する例について説明する。 Here, as the first gas, a silicon-containing gas, bistally butylaminosilane (BTBAS) is used, and as the second processing gas, an oxygen gas, which is an oxygen-containing gas, is used, and silicon oxide is formed on the substrate 200 as an insulating film. An example of forming a film (SiO 2 film, hereinafter also simply referred to as an SiO film) will be described.

(基板搬入・載置工程(S102))
まず、基板200の搬送位置まで基板突き上げピン266を上昇させ、サセプタ217の貫通孔217aに基板突き上げピン266を貫通させる。その結果、基板突き上げピン266が、サセプタ217表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ151を開き、第一の基板移載機112を用いて、反応容器203内に所定枚数(例えば5枚)の基板200(処理基板)を搬入する。そして、サセプタ217の図示しない回転軸を中心として、各基板200が重ならないように、サセプタ217の同一面上に載置する。これにより、基板200は、サセプタ217の表面から突出した基板突き上げピン266上に水平姿勢で支持される。
(Substrate loading / placement step (S102))
First, the substrate push-up pin 266 is raised to the transfer position of the substrate 200, and the substrate push-up pin 266 is passed through the through hole 217a of the susceptor 217. As a result, the substrate push-up pin 266 is in a state of protruding by a predetermined height from the surface of the susceptor 217. Subsequently, the gate valve 151 is opened, and a predetermined number (for example, five) of substrates 200 (processing substrates) is loaded into the reaction vessel 203 using the first substrate transfer machine 112. Then, the susceptor 217 is placed on the same surface of the susceptor 217 so that the substrates 200 do not overlap with each other about the rotation axis (not shown). Accordingly, the substrate 200 is supported in a horizontal posture on the substrate push-up pins 266 protruding from the surface of the susceptor 217.

反応容器203内に基板200を搬入したら、第一の基板移載機112を反応容器203外へ退避させ、ゲートバルブ151を閉じて反応容器203内を密閉する。その後、基板突き上げピン266を下降させて、第一の処理領域201a、第一のパージ領域204a、第二の処理領域201b、第二のパージ領域204bの各底面のサセプタ217に設けられた載置部217b上に基板200を載置する。   When the substrate 200 is loaded into the reaction vessel 203, the first substrate transfer machine 112 is retracted out of the reaction vessel 203, the gate valve 151 is closed, and the inside of the reaction vessel 203 is sealed. Thereafter, the substrate push-up pin 266 is lowered to place the susceptors 217 on the bottom surfaces of the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b. The substrate 200 is placed on the portion 217b.

なお、基板200を反応容器203内に搬入する際には、排気部により反応容器203内を排気しつつ、不活性ガス供給部から反応容器203内にパージガスとしてのNガスを供給することが好ましい。すなわち、真空ポンプ246を作動させ、APCバルブ243を開けることにより、反応容器203内を排気しつつ、少なくとも第三の不活性ガス供給部234のバルブ234dを開けることにより、反応容器203内にNガスを供給することが好ましい。これにより、処理領域201内へのパーティクルの侵入や、基板200上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。併行して、さらに第一の不活性ガス供給部235及び第二の不活性ガス供給部236から不活性ガスを供給してもよい。なお、真空ポンプ246は、少なくとも基板搬入・載置工程(S102)から後述する基板搬出工程(S108)が終了するまでの間は、常に作動させた状態とする。 When the substrate 200 is carried into the reaction vessel 203, N 2 gas as a purge gas is supplied from the inert gas supply unit into the reaction vessel 203 while the reaction vessel 203 is exhausted by the exhaust unit. preferable. That is, by operating the vacuum pump 246 and opening the APC valve 243, while exhausting the inside of the reaction vessel 203, at least opening the valve 234 d of the third inert gas supply unit 234, It is preferable to supply two gases. Thereby, it is possible to suppress intrusion of particles into the processing region 201 and adhesion of particles onto the substrate 200. In parallel, an inert gas may be supplied from the first inert gas supply unit 235 and the second inert gas supply unit 236. The vacuum pump 246 is always operated at least from the substrate loading / mounting step (S102) to the substrate unloading step (S108) described later.

(温度・圧力調整工程(S104))
続いて、サセプタ217の内部に埋め込まれたヒータ218に電力を供給し、基板200の表面が所定の温度(例えば室温〜400℃以下)となるように加熱する。この際、ヒータ218の温度は、温度センサ274により検出された温度情報に基づいてヒータ218への通電具合を制御することによって調整される。
(Temperature / pressure adjustment process (S104))
Subsequently, power is supplied to the heater 218 embedded in the susceptor 217 to heat the surface of the substrate 200 to a predetermined temperature (for example, room temperature to 400 ° C. or lower). At this time, the temperature of the heater 218 is adjusted by controlling the power supply to the heater 218 based on the temperature information detected by the temperature sensor 274.

なお、シリコンで構成される基板200の加熱処理では、表面温度を750℃以上にまで加熱すると、基板200の表面に形成されたソース領域やドレイン領域等に不純物の拡散が生じ、回路特性が劣化し、半導体デバイスの性能が低下してしまう場合がある。基板200の温度を上述のように制限することにより、基板200の表面に形成されたソース領域やドレイン領域における不純物の拡散、回路特性の劣化、半導体デバイスの性能の低下を抑制できる。   Note that in the heat treatment of the substrate 200 made of silicon, if the surface temperature is heated to 750 ° C. or higher, impurities are diffused in a source region, a drain region, or the like formed on the surface of the substrate 200, so that circuit characteristics deteriorate. However, the performance of the semiconductor device may be degraded. By limiting the temperature of the substrate 200 as described above, diffusion of impurities in the source region and drain region formed on the surface of the substrate 200, deterioration in circuit characteristics, and reduction in performance of the semiconductor device can be suppressed.

また、反応容器203内が所望の圧力(例えば0.1Pa〜1000Pa、好ましくは100〜500Pa)となるように、反応容器203内を真空ポンプ246によって真空排気する。この際、反応容器203内の圧力は図中省略の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243の開度をフィードバック制御する。   Further, the inside of the reaction vessel 203 is evacuated by a vacuum pump 246 so that the inside of the reaction vessel 203 has a desired pressure (for example, 0.1 Pa to 1000 Pa, preferably 100 to 500 Pa). At this time, the pressure in the reaction vessel 203 is measured by a pressure sensor (not shown), and the opening degree of the APC valve 243 is feedback controlled based on the measured pressure information.

また、基板200を加熱しつつ、回転機構267を作動して、サセプタ217の回転を開始させる。この際、サセプタ217の回転速度は制御部300によって制御される。サセプタ217の回転速度は条件によって変更し例えば1〜60回転/秒である。サセプタ217を回転させることにより、基板200は、第一の処理領域201a、第一のパージ領域204a、第二の処理領域201b、第二のパージ領域204bの順に移動を開始し、各領域を基板200が通過する。   Further, while the substrate 200 is heated, the rotation mechanism 267 is operated to start the rotation of the susceptor 217. At this time, the rotation speed of the susceptor 217 is controlled by the controller 300. The rotation speed of the susceptor 217 is changed depending on conditions, for example, 1 to 60 rotations / second. By rotating the susceptor 217, the substrate 200 starts moving in the order of the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b. 200 passes.

(成膜工程(S106))
次に、第一の処理領域201a内に第一の処理ガスとしてのBTBASガスを供給し、第二の処理領域201b内に第二の処理ガスとしての酸素ガスを供給して、基板200上にSiO膜を成膜する工程を例に成膜工程を説明する。なお、以下の説明では、BTBASガス、酸素ガス、不活性ガスを併行してそれぞれの領域に供給する。
(Film formation process (S106))
Next, BTBAS gas as the first processing gas is supplied into the first processing region 201a, and oxygen gas as the second processing gas is supplied into the second processing region 201b. The film forming process will be described by taking the process of forming the SiO film as an example. In the following description, BTBAS gas, oxygen gas, and inert gas are supplied in parallel to each region.

基板200を加熱して所望とする温度に達し、サセプタ217が所望とする回転速度に到達したら、少なくともバルブ232d,233d,234d及び235dを同時に開け、処理ガス及び不活性ガスの処理領域201及びパージ領域204への供給を開始する。すなわち、バルブ232dと235dを開けて、第一の処理領域201a内に、加熱されたNガスで希釈されたBTBASガスを供給し、バルブ233dを開けて第二の処理領域201b内に酸素ガスを供給することで、処理ガス供給部から処理ガスを供給する。さらにバルブ234dを開けて第一のパージ領域204a及び第二のパージ領域204b内に不活性ガスであるNガスを供給することで、不活性ガス供給部から不活性ガスを供給する。このとき、APCバルブ243を適正に調整して反応容器203内の圧力を、例えば100〜500Paの範囲内の圧力とする。このときヒータ218の温度は、基板200の温度が、例えば200℃〜400℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。 When the substrate 200 is heated to reach a desired temperature and the susceptor 217 reaches a desired rotational speed, at least the valves 232d, 233d, 234d, and 235d are simultaneously opened to treat the processing region 201 and purge of the processing gas and the inert gas. Supply to area 204 is started. That is, the valves 232d and 235d are opened, the BTBAS gas diluted with the heated N 2 gas is supplied into the first processing region 201a, the valve 233d is opened, and the oxygen gas is supplied into the second processing region 201b. The processing gas is supplied from the processing gas supply unit. Further, the inert gas is supplied from the inert gas supply unit by opening the valve 234d and supplying the N 2 gas which is an inert gas into the first purge region 204a and the second purge region 204b. At this time, the APC valve 243 is appropriately adjusted so that the pressure in the reaction vessel 203 is, for example, in the range of 100 to 500 Pa. At this time, the temperature of the heater 218 is set to such a temperature that the temperature of the substrate 200 becomes a temperature within a range of 200 ° C. to 400 ° C., for example.

具体的には、バルブ232dを開け、第一の処理ガス供給管232fから、第一のガス供給管232aと第一の処理ガス導入部251及び第一のガス噴出口254とを介して、第一の処理領域201aにBTBASガスを供給しつつ、排気管231から排気する。このとき、BTBASガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ232cを調整する。なお、マスフローコントローラ232cで制御する。BTBASガスの供給流量は、例えば100sccm〜5000sccmの範囲内の流量とする。
また、このとき、第一の処理ガス供給管232f内を流れる第一の処理ガスを、第二加熱部232fhにより、例えば60℃に加熱する。また、第一のガス供給管232aを流れる第一のガスを、第一加熱部232ahにより、例えば120℃に加熱する。
Specifically, the valve 232d is opened, and the first process gas supply pipe 232f is connected to the first gas supply pipe 232a, the first process gas introduction part 251 and the first gas jet outlet 254, through the first gas supply pipe 232a. While supplying BTBAS gas to one processing region 201a, the exhaust pipe 231 is exhausted. At this time, the mass flow controller 232c is adjusted so that the flow rate of the BTBAS gas becomes a predetermined flow rate. It is controlled by the mass flow controller 232c. The supply flow rate of the BTBAS gas is set to a flow rate in the range of 100 sccm to 5000 sccm, for example.
At this time, the first processing gas flowing in the first processing gas supply pipe 232f is heated to, for example, 60 ° C. by the second heating unit 232fh. Further, the first gas flowing through the first gas supply pipe 232a is heated to, for example, 120 ° C. by the first heating unit 232ah.

BTBASガスを第一の処理領域201a内に供給する際には、上述したように、バルブ235dを開け、第一の不活性ガス供給管235aからキャリアガス或いは希釈ガスとしてのNガスを第一の処理領域201a内に供給する。これにより、第一の処理領域201a内へのBTBASガスの供給を促進させることができる。このようにして、基板上にシリコン含有層を形成する。このとき、上述したように、第一の不活性ガス供給管235a内のNガスを熱交換器235gにより、例えば120℃に加熱して供給する。これにより、Nガスが、第一の処理ガス供給管232fからのBTBASガスと混合したときに、BTBASガスが冷却されて液化することを防止し、さらに、シリコン含有層の膜厚むらを抑制する。 When supplying the BTBAS gas into the first processing region 201a, as described above, the valve 235d is opened, and the N 2 gas as the carrier gas or dilution gas is supplied from the first inert gas supply pipe 235a to the first. In the processing area 201a. Thereby, supply of BTBAS gas into the 1st processing field 201a can be promoted. In this way, a silicon-containing layer is formed on the substrate. At this time, as described above, the N 2 gas in the first inert gas supply pipe 235a is heated and supplied to, for example, 120 ° C. by the heat exchanger 235g. This prevents the BTBAS gas from being cooled and liquefied when the N 2 gas is mixed with the BTBAS gas from the first processing gas supply pipe 232f, and further suppresses the film thickness unevenness of the silicon-containing layer. To do.

また、バルブ233dを開け、第二のガス供給管233aから第二の処理ガス導入部252及び第二のガス噴出口255を介して第二の処理領域201bに酸素ガスを供給しつつ、排気管231から排気する。このとき、酸素ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ233cを調整する。なお、マスフローコントローラ233cで制御する酸素ガスの供給流量は、例えば1000sccm〜10000sccmの範囲内の流量とする。   Further, the exhaust pipe is opened while the valve 233d is opened and oxygen gas is supplied from the second gas supply pipe 233a to the second processing region 201b through the second processing gas inlet 252 and the second gas outlet 255. Exhaust from 231. At this time, the mass flow controller 233c is adjusted so that the flow rate of the oxygen gas becomes a predetermined flow rate. Note that the supply flow rate of the oxygen gas controlled by the mass flow controller 233c is, for example, a flow rate in the range of 1000 sccm to 10000 sccm.

酸素ガスを第二の処理領域201b内に供給する際には、バルブ236dを開け、第二の不活性ガス供給管236aからキャリアガス或いは希釈ガスとしてのNガスを第二の処理領域201b内に供給することが好ましい。これにより、第二の処理領域201b内への酸素ガスの供給を促進することができる。 When supplying oxygen gas into the second processing region 201b, the valve 236d is opened, and N 2 gas as carrier gas or dilution gas is supplied from the second inert gas supply pipe 236a into the second processing region 201b. It is preferable to supply to. Thereby, supply of oxygen gas into the second processing region 201b can be promoted.

また、バルブ234dを開け、パージガスとしての不活性ガスであるNガスを、第三の不活性ガス供給管234aから不活性ガス導入部253、第一の不活性ガス噴出口256及び第二の不活性ガス噴出口257を介して第一のパージ領域204a及び第二のパージ領域204bにそれぞれ供給しつつ排気する。このとき、Nガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ234cを調整する。なお、仕切板205の端部と反応容器203の側壁との隙間を介し、第一のパージ領域204a内及び第二のパージ領域204b内から第一の処理領域201a内及び第二の処理領域201b内に向けて不活性ガスを噴出させることで、第一のパージ領域204a内及び第二のパージ領域204b内への処理ガスの侵入を抑制することができる。 Further, the valve 234d is opened, and N 2 gas, which is an inert gas as a purge gas, is supplied from the third inert gas supply pipe 234a to the inert gas inlet 253, the first inert gas outlet 256, and the second gas. The exhaust gas is exhausted while being supplied to the first purge region 204a and the second purge region 204b through the inert gas outlet 257, respectively. At this time, the mass flow controller 234c is adjusted so that the flow rate of the N 2 gas becomes a predetermined flow rate. Note that, through the gap between the end portion of the partition plate 205 and the side wall of the reaction vessel 203, the first processing region 201a and the second processing region 201b from the first purge region 204a and the second purge region 204b. By injecting the inert gas toward the inside, it is possible to suppress intrusion of the processing gas into the first purge region 204a and the second purge region 204b.

ガスの供給開始と共に、第二の処理領域201bの上方に設けられたプラズマ生成部206に図示しない高周波電源から高周波電力を供給する。第二の処理領域201b内に供給され、プラズマ生成部206の下方を通過した酸素ガスは、第二の処理領域201b内でプラズマ状態となり、これに含まれる活性種が基板200に供給される。   With the start of gas supply, high-frequency power is supplied from a high-frequency power source (not shown) to the plasma generation unit 206 provided above the second processing region 201b. The oxygen gas that has been supplied into the second processing region 201b and passed below the plasma generation unit 206 is in a plasma state in the second processing region 201b, and the active species contained therein are supplied to the substrate 200.

酸素ガスは反応温度が高く、上述のような基板200の処理温度、反応容器203内の圧力では反応しづらいが、本実施形態のように酸素ガスをプラズマ状態とし、これに含まれる活性種を基板200に供給するようにすると、例えば400℃以下の温度帯でも成膜処理を行うことができる。
なお、第一の処理ガスと第二の処理ガスとで要求する処理温度が異なる場合、処理温度が低い方の処理ガスの温度に合わせてヒータ218を制御し、処理温度を高くする必要のある他方の処理ガスを、プラズマ状態として供給するとよい。このようにプラズマを利用することにより基板200を低温で処理することができ、例えばアルミニウム等の熱に弱い配線等を有する基板200に対する熱ダメージを抑制することが可能となる。また、処理ガスの不完全反応による生成物等の異物の発生を抑制することができ、基板200上に形成する薄膜の均質性や耐電圧特性等を向上させることができる。また、プラズマ状態とした酸素ガスの高い酸化力によって、酸化処理時間を短縮することができる等、基板処理の生産性を向上させることができる。
また、第一の処理ガスの温度を第二の処理ガスよりも高くする場合は、第一加熱部232ah、第二加熱部232fh、第三加熱部(熱交換器)235gのうち、少なくとも1つの加熱部の加熱温度を調整するように構成してもよい。
Oxygen gas has a high reaction temperature, and it is difficult to react at the processing temperature of the substrate 200 and the pressure in the reaction vessel 203 as described above. However, as in this embodiment, the oxygen gas is brought into a plasma state, and the active species contained therein are changed. When supplied to the substrate 200, for example, the film forming process can be performed even in a temperature range of 400 ° C. or lower.
When the required processing temperature is different between the first processing gas and the second processing gas, it is necessary to increase the processing temperature by controlling the heater 218 in accordance with the temperature of the processing gas having the lower processing temperature. The other processing gas may be supplied in a plasma state. By using plasma in this way, the substrate 200 can be processed at a low temperature, and for example, thermal damage to the substrate 200 having a wiring weak to heat such as aluminum can be suppressed. In addition, generation of foreign substances such as products due to incomplete reaction of the processing gas can be suppressed, and the uniformity and withstand voltage characteristics of the thin film formed on the substrate 200 can be improved. In addition, productivity of substrate processing can be improved, for example, the oxidation processing time can be shortened by the high oxidizing power of oxygen gas in a plasma state.
When the temperature of the first processing gas is higher than that of the second processing gas, at least one of the first heating unit 232ah, the second heating unit 232fh, and the third heating unit (heat exchanger) 235g. You may comprise so that the heating temperature of a heating part may be adjusted.

上述したように、サセプタ217を回転させることにより、基板200は、第一の処理領域201a、第一のパージ領域204a、第二の処理領域201b、第二のパージ領域204bの順に移動を繰り返す。そのため、図6に示すように、基板200には、BTBASガスの供給、Nガスの供給(パージ)、プラズマ状態とされた酸素ガスの供給、N2ガスの供給(パージ)が交互に所定回数実施されることになる。ここで、成膜処理シーケンスの詳細について、図6を用いて説明する。 As described above, by rotating the susceptor 217, the substrate 200 repeats moving in the order of the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b. Therefore, as shown in FIG. 6, the substrate 200 is alternately supplied with BTBAS gas, N 2 gas (purge), plasma oxygen gas, and N 2 gas (purge) alternately a predetermined number of times. Will be implemented. Here, the details of the film forming process sequence will be described with reference to FIG.

(第一の処理ガス領域通過(S202))
まず、第一の処理領域201aを通過した基板200表面に、加熱されたNガスと共にBTBASガスが供給され、基板200上にシリコン含有層が形成される。
(First process gas region passage (S202))
First, the BTBAS gas is supplied together with the heated N 2 gas to the surface of the substrate 200 that has passed through the first processing region 201 a, and a silicon-containing layer is formed on the substrate 200.

(第一のパージ領域通過(S204))
次に、シリコン含有層が形成された基板200が第一のパージ領域204aを通過する。このとき、第一のパージ領域204aを通過する基板200に対して不活性ガスであるNガスが供給される。
(First purge region passage (S204))
Next, the substrate 200 on which the silicon-containing layer is formed passes through the first purge region 204a. At this time, N 2 gas that is an inert gas is supplied to the substrate 200 that passes through the first purge region 204a.

(第二の処理ガス領域通過(S206))
次に、第二の処理領域201bを通過した基板200に酸素ガスが供給され、基板200上にはシリコン酸化層(SiO層)が形成される。すなわち、酸素ガスは、第一の処理領域201aで基板200上に形成されたシリコン含有層の少なくとも一部と反応する。これにより、シリコン含有層は酸化されて、シリコン及び酸素を含むSiO層へと改質される。
(Second process gas region passage (S206))
Next, oxygen gas is supplied to the substrate 200 that has passed through the second processing region 201 b, and a silicon oxide layer (SiO layer) is formed on the substrate 200. That is, the oxygen gas reacts with at least a part of the silicon-containing layer formed on the substrate 200 in the first processing region 201a. As a result, the silicon-containing layer is oxidized and modified into a SiO layer containing silicon and oxygen.

(第二のパージ領域通過(S208))
そして、第二の処理領域201bでSiO層が形成された基板200が第二のパージ領域204bを通過する。このとき、第二のパージ領域204bを通過する基板200に対して不活性ガスであるNガスが供給される。
(Second purge region passage (S208))
Then, the substrate 200 on which the SiO layer is formed in the second processing region 201b passes through the second purge region 204b. At this time, N 2 gas, which is an inert gas, is supplied to the substrate 200 that passes through the second purge region 204b.

(サイクル数の確認(S210))
このように、サセプタ217の1回転を1サイクルとし、すなわち第一の処理領域201a、第一のパージ領域204a、第二の処理領域201b及び第二のパージ領域204bの基板200の通過を1サイクルとし、このサイクルを少なくとも1回以上行うことにより、基板200上に所定膜厚のSiO膜を成膜することができる。
ここでは、前述のサイクルを所定回数実施したか否かを確認する。
サイクルを所定の回数実施した場合、所望の膜厚に到達できたと判断し、成膜処理を終了する。サイクルを所定の回数実施しなかった場合、即ち所望の膜厚に到達できなかったと判断し、S202に戻りサイクル処理を継続する。
(Check number of cycles (S210))
In this way, one rotation of the susceptor 217 is defined as one cycle, that is, one cycle passes through the substrate 200 through the first processing region 201a, the first purge region 204a, the second processing region 201b, and the second purge region 204b. By performing this cycle at least once, a SiO film having a predetermined thickness can be formed on the substrate 200.
Here, it is confirmed whether or not the above-described cycle has been performed a predetermined number of times.
When the cycle is performed a predetermined number of times, it is determined that the desired film thickness has been reached, and the film forming process is terminated. If the cycle has not been performed a predetermined number of times, that is, it is determined that the desired film thickness has not been reached, the process returns to S202 and the cycle process continues.

S210にて、前述のサイクルを所定回数実施し、基板200上に所望の膜厚のSiO膜が形成されたと判断した後、少なくともバルブ232d及びバルブ233dを閉じ、BTBASガス及び酸素ガスの第一の処理領域201a及び第二の処理領域201bへの供給を停止する。このとき、プラズマ生成部206への電力供給も停止する。さらに、ヒータ218の通電量を制御して温度を低くするか、ヒータ218への通電を停止する。あるいは、ヒータ温度を維持するよう制御する。更に、サセプタ217の回転を停止する。   In S210, the above-described cycle is performed a predetermined number of times, and after determining that the SiO film having a desired film thickness is formed on the substrate 200, at least the valve 232d and the valve 233d are closed, and the first BTBAS gas and oxygen gas Supply to the processing area 201a and the second processing area 201b is stopped. At this time, power supply to the plasma generation unit 206 is also stopped. Further, the energization amount of the heater 218 is controlled to lower the temperature, or the energization to the heater 218 is stopped. Or it controls to maintain heater temperature. Further, the rotation of the susceptor 217 is stopped.

(基板搬出工程(S108))
成膜工程106が終了したら、次のように基板を搬出する。
まず、基板突き上げピン266を上昇させ、サセプタ217の表面から突出させた基板突き上げピン266上に基板200を支持させる。そして、ゲートバルブ151を開き、第一の基板移載機112を用いて基板200を反応容器203の外へ搬出し、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。なお、上記において、基板200の温度、反応容器203内の圧力、各ガスの流量、プラズマ生成部206に印加する電力、処理時間、第一加熱部232ahの加熱温度、第二加熱部232fhの加熱温度、第三加熱部(熱交換器)235gの加熱温度等の条件等は、改質対象の膜の材料や膜厚等によって任意に調整する。
(Substrate unloading step (S108))
When the film forming step 106 is completed, the substrate is unloaded as follows.
First, the substrate push-up pins 266 are raised, and the substrate 200 is supported on the substrate push-up pins 266 that protrude from the surface of the susceptor 217. Then, the gate valve 151 is opened, the substrate 200 is carried out of the reaction vessel 203 using the first substrate transfer machine 112, and the substrate processing step according to this embodiment is completed. In the above, the temperature of the substrate 200, the pressure in the reaction vessel 203, the flow rate of each gas, the power applied to the plasma generation unit 206, the processing time, the heating temperature of the first heating unit 232ah, the heating of the second heating unit 232fh The conditions such as the temperature and the heating temperature of the third heating unit (heat exchanger) 235 g are arbitrarily adjusted according to the material and film thickness of the film to be modified.

図7は、本実施形態に係る原料希釈ガスの温度と膜厚均一性の関係を示す図である。つまり、第一の不活性ガス供給管235a内を流れる希釈ガスの温度と膜厚均一性の関係を示す図である。具体的には、酸化膜成膜において、熱交換器235gによって希釈ガスの温度を変更した際の、基板200上の膜厚と膜厚面内均一性の変化を示す。
図7において、左縦軸は、基板200に堆積した酸化膜の膜厚である。右縦軸は、膜厚の基板面内均一性の相対比率である。横軸は、原料希釈ガスの温度である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the temperature of the raw material dilution gas and the film thickness uniformity according to the present embodiment. That is, it is a diagram showing the relationship between the temperature of the dilution gas flowing through the first inert gas supply pipe 235a and the film thickness uniformity. Specifically, in the oxide film formation, changes in the film thickness and the in-plane uniformity of the film thickness when the temperature of the dilution gas is changed by the heat exchanger 235g are shown.
In FIG. 7, the left vertical axis represents the thickness of the oxide film deposited on the substrate 200. The right vertical axis is the relative ratio of the in-plane uniformity of film thickness. The horizontal axis represents the temperature of the raw material dilution gas.

図7の例では、原料ガス(第一の処理ガス)としてBTBASを使用し、原料希釈ガスあるいはキャリアガスとしてNガスを使用した。その際、第一の処理ガス供給管232f内のBTBASガスの温度は40℃とし、第一の不活性ガス供給管235a内のNガスの温度は、40℃から熱交換器235gの耐熱温度である200℃まで変化させた。また、活性種ガス(第二の処理ガス)としては、プラズマ励起したOガスを使用し、パージ領域にはNガスを使用して成膜を行った。なお、この場合の原料希釈ガスの流量は、原料ガスの流量に比べてはるかに大量としているので、原料希釈ガスの温度と第一のガス供給管232a内を流れる第一のガスの温度は、ほぼ同じである。 In the example of FIG. 7, BTBAS is used as the source gas (first processing gas), and N 2 gas is used as the source dilution gas or carrier gas. At that time, the temperature of the BTBAS gas in the first process gas supply pipe 232f is 40 ° C., and the temperature of the N 2 gas in the first inert gas supply pipe 235a is from 40 ° C. to the heat resistant temperature of the heat exchanger 235g. The temperature was changed to 200 ° C. Further, as the active species gas (second processing gas), a plasma-excited O 2 gas was used, and N 2 gas was used in the purge region to form a film. Since the flow rate of the raw material dilution gas in this case is much larger than the flow rate of the raw material gas, the temperature of the raw material dilution gas and the temperature of the first gas flowing in the first gas supply pipe 232a are: It is almost the same.

図7に示すように、他の条件を変えずに、熱交換器235gにより原料希釈ガス温度のみを変更した場合、膜厚に関してはほぼ同値を示している。しかし、膜厚面内均一性に関しては、原料希釈ガス温度40℃の場合(このときの均一性を1.0とする)と比較して、原料希釈ガス温度120℃以上とすることにより、均一性が0.44となり大幅に改善することを確認できた。なお、この場合の膜厚面内均一性は、基板面内における膜厚のばらつきの大きさを示すものである。つまり、膜厚面内均一性の数値が小さいほど、均一性が良好である。   As shown in FIG. 7, when only the raw material dilution gas temperature is changed by the heat exchanger 235g without changing other conditions, the film thicknesses are almost the same. However, with respect to the in-plane film thickness uniformity, by setting the raw material dilution gas temperature to 120 ° C. or higher compared to the case of the raw material dilution gas temperature of 40 ° C. (the uniformity at this time is 1.0) It was confirmed that the property was 0.44 and improved significantly. In this case, the film thickness in-plane uniformity indicates the magnitude of the film thickness variation in the substrate surface. That is, the smaller the numerical value of the film thickness in-plane uniformity, the better the uniformity.

膜厚面内均一性を大幅に改善できた理由は、次のように考えられる。すなわち、原料ガスのキャリアガス温度を高くすることにより、第一のガス供給管232a内を流れる第一のガスの温度を高くできる。その結果、第一の処理領域201aにおいて基板表面におけるシリコン含有層の膜厚のむらを抑制、つまり、基板表面へのBTBASガスの供給量(付着した量)の均一性を向上させることができたものと考えられる。一般的に、本実施形態における基板処理方法においては、基板上に形成される膜の膜厚均一性は、原料ガスを主とした膜(ここではシリコン含有層)の膜厚均一性に依存する。そのため、本実施形態では、基板上に形成される膜の面内均一性を向上させることができる。   The reason why the in-plane uniformity of the film thickness can be greatly improved is considered as follows. That is, the temperature of the first gas flowing in the first gas supply pipe 232a can be increased by increasing the carrier gas temperature of the source gas. As a result, in the first processing region 201a, the unevenness of the film thickness of the silicon-containing layer on the substrate surface was suppressed, that is, the uniformity of the supply amount (attached amount) of BTBAS gas to the substrate surface was improved. it is conceivable that. In general, in the substrate processing method in the present embodiment, the film thickness uniformity of the film formed on the substrate depends on the film thickness uniformity of the film mainly composed of the source gas (here, the silicon-containing layer). . Therefore, in this embodiment, the in-plane uniformity of the film formed on the substrate can be improved.

(4)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、少なくとも以下に示す効果を奏する。
(a)原料ガス導入領域に原料ガスを供給する第1のガス供給管内を流れる第1のガスを加熱するためのガス加熱部を設けたので、基板に形成される原料ガスを主とした層の膜厚むらを抑制でき、その結果基板上に形成される膜の膜厚面内均一性を向上させることができる。
(b)第1のガス供給管に繋がる不活性ガス供給管に不活性ガス加熱部(第三加熱部)を設けたので、不活性ガス供給管から第1のガス供給管に流れる不活性ガスの温度を高くすることができる。その結果、不活性ガスと合流したときの原料ガスの液化を防止することができ、また、基板に形成される原料ガスを主とした層の膜厚むらを抑制することができる。
(c)第1のガス供給管の上流に繋がる原料ガス供給管に処理ガス加熱部(第二加熱部)を設け、第1のガス供給管に第1のガス加熱部(第一加熱部)を設け、圧力のより低い第1のガス供給管内のガスを加熱する第1のガス加熱部が、圧力のより高い原料ガス供給管内のガスを加熱する処理ガス加熱部よりも高い温度で加熱するので、処理ガス加熱部で必要以上に温度を高くせずに済む。また、処理ガス加熱部により原料ガスの液化を防止し、第1のガス加熱部により、原料ガスの液化を防止するとともに基板に形成される原料ガスを主とした層の膜厚むらを抑制することができる。
(d)原料ガス導入領域に供給される原料ガスの温度を高くすることで、サセプタ上の基板温度を高温にすることなく、基板表面でのエネルギー状態を高くすることが可能となる。したがって、基板のサーマルバジェットを低減することができる。
(e)不活性ガス加熱部の加熱温度変更をすることのみで、原料ガス導入領域に供給される原料ガスの温度を変更することができる。したがって、原料供給温度や供給量を変更することなく、また、処理室内の圧力やサセプタ温度などの基板処理環境を変化させることなく、不活性ガス加熱部の加熱温度変更をすることのみで、膜厚面内均一性の改善が可能となる。
(f)複数の処理領域を有し、処理領域毎に処理ガスを供給し、基板を複数枚載せたサセプタを回転させて基板処理する基板処理装置にて、原料ガス導入領域に原料ガスを供給する第1のガス供給管内を流れる第1のガスを加熱するためのガス加熱部を設けたので、各処理領域毎に個別に圧力を調整することが困難な装置において、基板に形成する膜における膜厚のむらを抑制でき、膜厚面内均一性を向上させることができる。
(4) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, at least the following effects are provided.
(A) Since the gas heating unit for heating the first gas flowing in the first gas supply pipe for supplying the source gas to the source gas introduction region is provided, the layer mainly includes the source gas formed on the substrate. The film thickness unevenness of the film can be suppressed, and as a result, the in-plane uniformity of the film formed on the substrate can be improved.
(B) Since the inert gas heating section (third heating section) is provided in the inert gas supply pipe connected to the first gas supply pipe, the inert gas flowing from the inert gas supply pipe to the first gas supply pipe The temperature can be increased. As a result, liquefaction of the raw material gas when combined with the inert gas can be prevented, and unevenness in the thickness of the layer mainly composed of the raw material gas formed on the substrate can be suppressed.
(C) A processing gas heating unit (second heating unit) is provided in the source gas supply pipe connected upstream of the first gas supply pipe, and the first gas heating unit (first heating unit) is provided in the first gas supply pipe. And the first gas heating section that heats the gas in the first gas supply pipe having a lower pressure is heated at a temperature higher than the processing gas heating section that heats the gas in the source gas supply pipe having a higher pressure. Therefore, it is not necessary to raise the temperature more than necessary in the processing gas heating section. Further, the process gas heating unit prevents liquefaction of the source gas, and the first gas heating unit prevents liquefaction of the source gas and suppresses the film thickness unevenness of the layer mainly composed of the source gas formed on the substrate. be able to.
(D) By increasing the temperature of the source gas supplied to the source gas introduction region, it is possible to increase the energy state on the substrate surface without increasing the substrate temperature on the susceptor. Therefore, the thermal budget of the substrate can be reduced.
(E) The temperature of the source gas supplied to the source gas introduction region can be changed only by changing the heating temperature of the inert gas heating unit. Therefore, without changing the raw material supply temperature and supply amount, and without changing the substrate processing environment such as the pressure in the processing chamber and the susceptor temperature, it is only necessary to change the heating temperature of the inert gas heating unit. It is possible to improve the in-plane uniformity.
(F) A source gas is supplied to a source gas introduction region in a substrate processing apparatus that has a plurality of processing regions, supplies a processing gas to each processing region, and rotates a susceptor on which a plurality of substrates are mounted. Since the gas heating unit for heating the first gas flowing in the first gas supply pipe is provided, it is difficult to adjust the pressure individually for each processing region, in the film formed on the substrate Unevenness of the film thickness can be suppressed, and the film thickness in-plane uniformity can be improved.

<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、第一加熱部、第二加熱部としてヒータを用い、第三加熱部として熱交換器を用いたが、これに限られるものではない。ガスを所定の温度に加熱できるものであればよい。   For example, in the above-described embodiment, the heater is used as the first heating unit and the second heating unit, and the heat exchanger is used as the third heating unit. However, the present invention is not limited to this. Any gas can be used as long as the gas can be heated to a predetermined temperature.

また、上述の実施形態では、第一加熱部は第一のガス供給管232aの全体を覆うようにカバーし、第二加熱部は第一の処理ガス供給管232fの全体を覆うようにカバーしたが、状況に応じ、第一加熱部は第一のガス供給管232aの一部を覆うようにカバーし、第二加熱部は第一の処理ガス供給管232fの一部を覆うようにカバーするよう構成することもできる。   Moreover, in the above-mentioned embodiment, the 1st heating part covered so that the whole 1st gas supply pipe | tube 232a might be covered, and the 2nd heating part covered so that the whole 1st process gas supply pipe | tube 232f might be covered. However, depending on the situation, the first heating unit covers to cover a part of the first gas supply pipe 232a, and the second heating unit covers to cover a part of the first process gas supply pipe 232f. It can also comprise.

また、上述の実施形態では、酸素ガスを処理室に供給し、プラズマ生成部206でプラズマを生成していたが、それに限るものではなく、処理室の外でプラズマを生成するリモートプラズマ方法や、エネルギーレベルの高いオゾンを用いても良い。   In the above-described embodiment, oxygen gas is supplied to the processing chamber, and plasma is generated by the plasma generation unit 206. However, the present invention is not limited thereto, and a remote plasma method for generating plasma outside the processing chamber, Ozone with a high energy level may be used.

また、上述の実施形態では、ガス導入部250の不活性ガス導入部253を、第一のパージ領域204aと第二のパージ領域204bとで共通としたが、不活性ガス導入部は個別に設けてもよい。   In the above-described embodiment, the inert gas introduction unit 253 of the gas introduction unit 250 is common to the first purge region 204a and the second purge region 204b. However, the inert gas introduction unit is provided separately. May be.

また、上述の実施形態では、基板突き上げピン266が昇降することで基板200を処理位置や搬送位置に移動させたが、昇降機構268を用い、サセプタ217を昇降させることで、基板200を処理位置や搬送位置に移動させてもよい。   In the above-described embodiment, the substrate push-up pins 266 are moved up and down to move the substrate 200 to the processing position and the transfer position. However, the substrate 200 is moved to the processing position by moving the susceptor 217 up and down using the lifting mechanism 268. Or may be moved to the transport position.

また、上述の実施形態では、処理ガスとしてシリコン含有ガス及び酸素含有ガスを用い、基板200上にSiO膜を形成しているが、これに限られるものではない。すなわち、処理ガスとして、例えばハフニウム(Hf)含有ガス及び酸素含有ガス、ジルコニウム(Zr)含有ガス及び酸素含有ガス、チタン(Ti)含有ガス及び酸素含有ガスを用いて、酸化ハフニウム膜(HfO膜)、酸化ジルコニウム(ZrO膜)、酸化チタン膜(TiO膜)等のHigh−k膜等を基板200上に形成してもよい。また、プラズマ化する処理ガスとして、酸素含有ガスのほかに、窒素(N)含有ガスであるアンモニア(NH)ガス等を用いてもよい。 In the above-described embodiment, a silicon-containing gas and an oxygen-containing gas are used as the processing gas and the SiO film is formed on the substrate 200. However, the present invention is not limited to this. That is, for example, a hafnium oxide film (HfO film) using a hafnium (Hf) -containing gas and an oxygen-containing gas, a zirconium (Zr) -containing gas and an oxygen-containing gas, a titanium (Ti) -containing gas, and an oxygen-containing gas as the processing gas. Alternatively, a high-k film such as zirconium oxide (ZrO film) or titanium oxide film (TiO film) may be formed on the substrate 200. In addition to the oxygen-containing gas, ammonia (NH 3 ) gas, which is a nitrogen (N) -containing gas, or the like may be used as the processing gas to be converted into plasma.

以下に、付記として本発明の態様を記す。
<付記1>
基板を処理するための処理室であって、分割構造体により、第1のガスが導入される第1のガス導入領域を含む複数のガス導入領域に分割される処理室と、
前記処理室内に設けられた基板載置台であって、複数の基板が同心円状に載置される載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台を前記載置面と平行な方向に回転させる回転機構と、
前記第1のガス導入領域に前記第1のガスを供給する第1のガス供給管と、前記第1のガスを加熱するためのガス加熱部とを有する第1のガス供給部と、
前記第1のガス供給部から供給されたガスを前記処理室内から排気する排気部と、
を有する基板処理装置。
Below, the aspect of this invention is described as an appendix.
<Appendix 1>
A processing chamber for processing a substrate, wherein the processing chamber is divided into a plurality of gas introduction regions including a first gas introduction region into which the first gas is introduced by the divided structure;
A substrate mounting table provided in the processing chamber, the substrate mounting table having a mounting surface on which a plurality of substrates are mounted concentrically;
A rotation mechanism for rotating the substrate mounting table in a direction parallel to the mounting surface;
A first gas supply unit having a first gas supply pipe for supplying the first gas to the first gas introduction region, and a gas heating unit for heating the first gas;
An exhaust unit for exhausting the gas supplied from the first gas supply unit from the processing chamber;
A substrate processing apparatus.

<付記2>
前記第1のガス供給部は、前記第1のガス供給管に接続され前記第1のガス供給管に第1の処理ガスを供給する第1の処理ガス供給管と、前記第1のガス供給管に接続され前記第1のガス供給管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管とを有し、
前記ガス加熱部は、前記不活性ガス供給管に設けられ該不活性ガス供給管内の不活性ガスを加熱する不活性ガス加熱部を含む付記1記載の基板処理装置。
<Appendix 2>
The first gas supply unit is connected to the first gas supply pipe and connected to the first gas supply pipe to supply a first processing gas to the first gas supply pipe; and the first gas supply An inert gas supply pipe connected to a pipe for supplying an inert gas to the first gas supply pipe,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the gas heating unit includes an inert gas heating unit that is provided in the inert gas supply pipe and heats the inert gas in the inert gas supply pipe.

<付記3>
前記第1の処理ガス供給管に、該第1の処理ガス供給管内の前記第1の処理ガスを加熱する処理ガス加熱部が設けられ、前記第1のガス供給管に、該第1のガス供給管内の前記第1のガスを加熱する第1のガス加熱部が設けられ、
前記ガス加熱部は、前記第1のガス加熱部と前記不活性ガス加熱部とを含み、
前記第1のガス加熱部は、前記処理ガス加熱部よりも高い温度で前記第1のガスを加熱する付記2記載の基板処理装置。
<Appendix 3>
A processing gas heating unit for heating the first processing gas in the first processing gas supply pipe is provided in the first processing gas supply pipe, and the first gas is supplied to the first gas supply pipe. A first gas heating unit for heating the first gas in the supply pipe is provided;
The gas heating unit includes the first gas heating unit and the inert gas heating unit,
The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the first gas heating unit heats the first gas at a temperature higher than that of the processing gas heating unit.

<付記4>
酸化膜成膜の際には、前記第1の処理ガスとして、Siソースのガス種である、TSA(トリシリルアミン)を含むSi系ガスと、BTBAS(ビスターシャリブチルアミノシラン)又は3DMAS(トリスジメチルアミノシラン)を含む有機アミノシラン系ガスと、DCS(ジクロルシラン)又はHCDS(ヘキサクロロジシラン)を含むシラン塩素化物とのいずれかを使用する付記2又は付記3記載の基板処理装置。
<Appendix 4>
When forming an oxide film, as the first processing gas, an Si-based gas containing TSA (trisilylamine), which is a gas source of Si source, and BTBAS (Bisteria butylaminosilane) or 3DMAS (Trisdimethyl) are used. The substrate processing apparatus according to supplementary note 2 or supplementary note 3, wherein an organic aminosilane-based gas containing aminosilane) and a silane chlorinated product containing DCS (dichlorosilane) or HCDS (hexachlorodisilane) are used.

<付記5>
基板を処理するための処理室であって、分割構造体により、第1のガスが導入される第1のガス導入領域を含む複数のガス導入領域に分割される処理室と、
前記処理室内に設けられた基板載置台であって、複数の基板が同心円状に載置される載置面を有する基板載置台と、
前記第1のガス導入領域に前記第1のガスを供給する第1のガス供給管と、前記第1のガスを加熱するためのガス加熱部とを有する第1のガス供給部と、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、
前記基板載置台に複数の基板を同心円状に載置する基板載置工程と、
前記複数の基板が載置された基板載置台を前記載置面と平行な方向に回転させつつ、前記ガス加熱部により前記第1のガスを加熱して前記第1のガス供給管から前記第1のガス導入領域に供給し、前記基板載置台に載置された複数の基板を処理する基板処理工程と、
前記基板処理工程で処理された基板を前記処理室から搬出する基板搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
<Appendix 5>
A processing chamber for processing a substrate, wherein the processing chamber is divided into a plurality of gas introduction regions including a first gas introduction region into which the first gas is introduced by the divided structure;
A substrate mounting table provided in the processing chamber, the substrate mounting table having a mounting surface on which a plurality of substrates are mounted concentrically;
A first gas supply section having a first gas supply pipe for supplying the first gas to the first gas introduction region and a gas heating section for heating the first gas; A method of manufacturing a semiconductor device using a substrate processing apparatus,
A substrate mounting step of concentrically mounting a plurality of substrates on the substrate mounting table;
The first gas is heated from the first gas supply pipe by rotating the substrate mounting table on which the plurality of substrates are mounted in a direction parallel to the mounting surface, and from the first gas supply pipe. A substrate processing step of supplying a gas introduction region of 1 and processing a plurality of substrates mounted on the substrate mounting table;
A substrate unloading step of unloading the substrate processed in the substrate processing step from the processing chamber;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:

<付記6>
基板を処理するための処理室内を、第1のガスが導入される第1のガス導入領域を含む複数のガス導入領域に分割する処理室分割工程と、
前記処理室内に設けられ、複数の基板が同心円状に載置される載置面を有する基板載置台に、複数の基板を載置する基板載置工程と、
前記複数の基板が載置された基板載置台を前記載置面と平行な方向に回転させつつ、前記第1のガスを加熱して前記第1のガス導入領域に導入し、前記基板載置台に載置された複数の基板を処理する基板処理工程と、
前記基板処理工程で処理された基板を前記処理室から搬出する基板搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
<Appendix 6>
A process chamber dividing step of dividing a processing chamber for processing a substrate into a plurality of gas introduction regions including a first gas introduction region into which a first gas is introduced;
A substrate placement step of placing a plurality of substrates on a substrate placement table provided in the processing chamber and having a placement surface on which the plurality of substrates are placed concentrically;
While rotating the substrate mounting table on which the plurality of substrates are mounted in a direction parallel to the mounting surface, the first gas is heated and introduced into the first gas introduction region, and the substrate mounting table A substrate processing step for processing a plurality of substrates placed on the substrate;
A substrate unloading step of unloading the substrate processed in the substrate processing step from the processing chamber;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:

10・・基板処理装置、100・・ポッド、100a・・キャップ、101・・第一の搬送室筐体、103・・第一の搬送室、105・・ロードポート(I/Oステージ)、106・・ノッチ合わせ装置、108・・ポッドオープナ、112・・第一の基板移載機、115・・第一の基板移載機エレベータ、118・・クリーンユニット、121・・第二の搬送室、122,123・・予備室、124・・第二の基板移載機、125・・第二の搬送室筐体、126,127・・ゲートバルブ、128,129・・ゲートバルブ、131・・第二の基板移載機エレベータ、132・・リニアアクチュエータ、134・・基板搬入搬出口、136・・駆動機構、140・・基板支持台、141・・隔壁板、142・・クロージャ、150,151,152,153・・ゲートバルブ、200・・基板、201a・・第一の処理領域、201b・・第二の処理領域、202a・・第一の処理室、202b・・第二の処理室、202c・・第三の処理室、202d・・第四の処理室、203・・反応容器、203a・・反応容器天井、204a・・第一のパージ領域、204b・・第二のパージ領域、205・・仕切板、206・・プラズマ生成部、207・・処理空間、217・・サセプタ(基板載置台)、217a・・貫通孔、217b・・基板載置部、218・・ヒータ、222・・電力供給線、223・・温度調整器、224・・電力調整器、225・・ヒータ電源、231・・排気管、232・・第一の処理ガス供給部、232a・・第一のガス供給管、232ah・・第一加熱部(第1のガス加熱部)、232b・・原料ガス供給源、232c・・MFC、232d・・バルブ、232f・・第一の処理ガス供給管、232fh・・第二加熱部(処理ガス加熱部)、233・・第二の処理ガス供給部、233a・・第二のガス供給管、233b・・反応ガス供給源、233c・・MFC、233d・・バルブ、234・・第三の不活性ガス供給部、234a・・第三の不活性ガス供給管、234b・・不活性ガス供給源、234c・・MFC、234d・・バルブ、235・・第一の不活性ガス供給部、235a・・第一の不活性ガス供給管、235b・・不活性ガス供給源、235c・・MFC、235d・・バルブ、235g・・熱交換器(第三加熱部、不活性ガス加熱部)、236・・第二の不活性ガス供給部、236a・・第二の不活性ガス供給管、236b・・不活性ガス供給源、236c・・MFC、236d・・バルブ、243・・APCバルブ、245・・流量制御バルブ、246・・真空ポンプ、250・・ガス導入部、251・・第一の処理ガス導入部、252・・第二の処理ガス導入部、253・・不活性ガス導入部、254・・第一のガス噴出口、255・・第二のガス噴出口、256・・第一の不活性ガス噴出口、257・・第二の不活性ガス噴出口、266・・基板突き上げピン、267・・回転機構、267a・・カップリング部、268・・昇降機構、274・・温度センサ、300・・制御部(コントローラ)。   10 .... Substrate processing apparatus, 100 ... pod, 100a ... cap, 101 ... first transfer chamber housing, 103 ... first transfer chamber, 105 ... load port (I / O stage), 106 .. Notch aligning device 108 .. Pod opener 112.. First substrate transfer machine 115 115 First substrate transfer machine elevator 118 118 Clean unit 121 Second transfer chamber 122, 123 ··· Preliminary chamber, 124 ··· Second substrate transfer machine, 125 · · Second transfer chamber housing, 126, 127 · · Gate valve, 128, 129 · · Gate valve, 131 ··· Second substrate transfer machine elevator, 132 ... Linear actuator, 134 ... Substrate loading / unloading port, 136 ... Drive mechanism, 140 ... Substrate support base, 141 ... Bulkhead plate, 142 ... Closure, 150, 151 152, 153... Gate valve, 200... Substrate, 201 a... First processing region, 201 b... Second processing region, 202 a .. First processing chamber, 202 b. ··· Third processing chamber, 202d · · · Fourth processing chamber, 203 · · Reaction vessel, 203a · · Reaction vessel ceiling, 204a · · First purge region, 204b · · Second purge region, 205 · · .. Partition plate 206 .. Plasma generation unit 207 .. Processing space 217 .. Susceptor (substrate mounting table) 217 a .. Through hole 217 b .. Substrate mounting unit 218 .. Heater 222. Supply line, 223 ... Temperature regulator, 224 ... Power regulator, 225 ... Heater power supply, 231 ... Exhaust pipe, 232 ... First process gas supply unit, 232a ... First gas supply pipe, 232ah ... First heating (First gas heating section) 232b ... Raw material gas supply source, 232c ... MFC, 232d, valve, 232f, first processing gas supply pipe, 232fh, second heating section (processing gas heating section) 233 ··· Second processing gas supply unit, 233a · · Second gas supply pipe, 233b · · Reaction gas supply source, 233c · · MFC, 233d · · valve, 234 · · · third inert gas Supply unit 234a, third inert gas supply pipe, 234b, inert gas supply source, 234c, MFC, 234d, valve, 235, first inert gas supply unit, 235a, second One inert gas supply pipe, 235b .. inert gas supply source, 235c .. MFC, 235d .. valve, 235g .. heat exchanger (third heating section, inert gas heating section), 236. A second inert gas supply, 236a, second inert gas supply pipe, 236b, inert gas supply source, 236c, MFC, 236d, valve, 243, APC valve, 245, flow control valve, 246, vacuum pump, 250 ·· Gas introduction portion, 251 ·· First treatment gas introduction portion, 252 ·· Second treatment gas introduction portion, 253 ·· Inert gas introduction portion, 254 ·· First gas outlet, 255 · Second gas outlet 256, First inert gas outlet 257, Second inert gas outlet 266, Substrate push-up pin 267, Rotating mechanism 267a, Coupling Parts, 268... Elevating mechanism, 274 .. Temperature sensor, 300 .. Control part (controller).

Claims (4)

基板を処理するための処理室であって、分割構造体により、第1のガスが導入される第1のガス導入領域を含む複数のガス導入領域に分割される処理室と、
前記処理室内に設けられた基板載置台であって、複数の基板が同心円状に載置される載置面を有する基板載置台と、
前記基板載置台を前記載置面と平行な方向に回転させる回転機構と、
前記第1のガス導入領域に前記第1のガスを供給する第1のガス供給管と、前記第1のガスを加熱するためのガス加熱部とを有する第1のガス供給部と、
前記第1のガス供給部から供給されたガスを前記処理室内から排気する排気部と、
を有する基板処理装置。
A processing chamber for processing a substrate, wherein the processing chamber is divided into a plurality of gas introduction regions including a first gas introduction region into which the first gas is introduced by the divided structure;
A substrate mounting table provided in the processing chamber, the substrate mounting table having a mounting surface on which a plurality of substrates are mounted concentrically;
A rotation mechanism for rotating the substrate mounting table in a direction parallel to the mounting surface;
A first gas supply unit having a first gas supply pipe for supplying the first gas to the first gas introduction region, and a gas heating unit for heating the first gas;
An exhaust unit for exhausting the gas supplied from the first gas supply unit from the processing chamber;
A substrate processing apparatus.
前記第1のガス供給部は、前記第1のガス供給管に接続され前記第1のガス供給管に第1の処理ガスを供給する第1の処理ガス供給管と、前記第1のガス供給管に接続され前記第1のガス供給管に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管とを有し、
前記ガス加熱部は、前記不活性ガス供給管に設けられ該不活性ガス供給管内の不活性ガスを加熱する不活性ガス加熱部を含む請求項1記載の基板処理装置。
The first gas supply unit is connected to the first gas supply pipe and connected to the first gas supply pipe to supply a first processing gas to the first gas supply pipe; and the first gas supply An inert gas supply pipe connected to a pipe for supplying an inert gas to the first gas supply pipe,
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the gas heating unit includes an inert gas heating unit that is provided in the inert gas supply pipe and heats the inert gas in the inert gas supply pipe.
前記第1の処理ガス供給管に、該第1の処理ガス供給管内の前記第1の処理ガスを加熱する処理ガス加熱部が設けられ、前記第1のガス供給管に、該第1のガス供給管内の前記第1のガスを加熱する第1のガス加熱部が設けられ、
前記ガス加熱部は、前記第1のガス加熱部と前記不活性ガス加熱部とを含み、
前記第1のガス加熱部は、前記処理ガス加熱部よりも高い温度で前記第1のガスを加熱する請求項2記載の基板処理装置。
A processing gas heating unit for heating the first processing gas in the first processing gas supply pipe is provided in the first processing gas supply pipe, and the first gas is supplied to the first gas supply pipe. A first gas heating unit for heating the first gas in the supply pipe is provided;
The gas heating unit includes the first gas heating unit and the inert gas heating unit,
The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the first gas heating unit heats the first gas at a temperature higher than that of the processing gas heating unit.
基板を処理するための処理室内を、第1のガスが導入される第1のガス導入領域を含む複数のガス導入領域に分割する処理室分割工程と、
前記処理室内に設けられ、複数の基板が同心円状に載置される載置面を有する基板載置台に、複数の基板を載置する基板載置工程と、
前記複数の基板が載置された基板載置台を前記載置面と平行な方向に回転させつつ、前記第1のガスを加熱して前記第1のガス導入領域に導入し、前記基板載置台に載置された複数の基板を処理する基板処理工程と、
前記基板処理工程で処理された基板を前記処理室から搬出する基板搬出工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
A process chamber dividing step of dividing a processing chamber for processing a substrate into a plurality of gas introduction regions including a first gas introduction region into which a first gas is introduced;
A substrate placement step of placing a plurality of substrates on a substrate placement table provided in the processing chamber and having a placement surface on which the plurality of substrates are placed concentrically;
While rotating the substrate mounting table on which the plurality of substrates are mounted in a direction parallel to the mounting surface, the first gas is heated and introduced into the first gas introduction region, and the substrate mounting table A substrate processing step for processing a plurality of substrates placed on the substrate;
A substrate unloading step of unloading the substrate processed in the substrate processing step from the processing chamber;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
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