JP2019207965A - Deposition device and deposition method - Google Patents

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Abstract

To provide a technology that improves productivity in a deposition device that supplies a deposition gas that reacts with a substrate to be a film material to deposit a film composed of the film material.SOLUTION: A rotary table is provided inside a processing container, causes a plurality of substrates mounted on a substrate mounting area to revolve around a rotation axis; a first gas supplying unit supplies a first deposition gas to be a raw material of a film material to a first supply position above the rotary table, and a second gas supplying unit supplies a second deposition gas to a second supply position separated from the first supply position in the direction of rotation of the rotary table, and thereby causes the first gas and second gas to be adsorbed to and react with a surface of the heated substrate to form a deposition material.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、成膜装置及び成膜方法に関する。   The present disclosure relates to a film forming apparatus and a film forming method.

半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)などの基板に対して供給した処理ガスを反応させて成膜処理を行う場合がある。   In the manufacturing process of a semiconductor device, there is a case where a film forming process is performed by reacting a processing gas supplied to a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”).

成膜処理の例として、例えば特許文献1には、回転テーブルの上に周方向に並べて配置され、互いに分離された雰囲気内に形成された第1の処理領域、及び第2の処理領域に、各々、第1の反応ガスノズル、及び活性化ガスインジェクターを配置した成膜装置が記載されている。   As an example of the film forming process, for example, in Patent Document 1, the first processing area and the second processing area, which are arranged in a circumferential direction on a rotary table and formed in an atmosphere separated from each other, Each describes a film forming apparatus in which a first reactive gas nozzle and an activated gas injector are arranged.

特開2010−239103号公報JP 2010-239103 A

本開示は、基板に互いに反応して膜物質となる成膜ガスを供給して、膜物質からなる膜を成膜する成膜装置において、生産性を向上させる技術を提供する。   The present disclosure provides a technique for improving productivity in a film forming apparatus that forms a film made of a film material by supplying film forming gases that react with each other to a substrate to form a film material.

本開示の成膜装置は、真空雰囲気が形成される処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、複数の基板を載置するための基板載置領域がその上面側に形成され、前記基板載置領域を回転軸周りに公転させるための回転機構を備えた回転テーブルと、
前記基板載置領域に載置された基板を加熱する加熱機構と、
基板の表面に形成される膜物質の原料となる原料ガスである第1の成膜ガスを前記加熱機構により加熱された基板の表面に吸着させるために、前記回転テーブルの上方の第1の供給位置に前記第1の成膜ガスを供給する第1のガス供給部と、
前記原料ガスであり、前記第1の成膜ガスと反応して前記膜物質を形成するための第2の成膜ガスを、前記加熱された基板の表面に吸着させるために、前記回転テーブルの上方であって、前記第1の供給位置から前記回転テーブルの回転方向に離間した第2の供給位置に前記第2の成膜ガスを供給する第2のガス供給部と、
前記処理容器内を排気するための排気部と、を備えたことを特徴とする。
A film forming apparatus of the present disclosure includes a processing container in which a vacuum atmosphere is formed,
A rotary table provided in the processing container, having a substrate placement area for placing a plurality of substrates on the upper surface thereof, and having a rotation mechanism for revolving the substrate placement area around a rotation axis. When,
A heating mechanism for heating the substrate placed in the substrate placement region;
A first supply above the turntable to adsorb a first film forming gas, which is a raw material gas used as a raw material for a film substance formed on the surface of the substrate, to the surface of the substrate heated by the heating mechanism. A first gas supply unit for supplying the first film-forming gas to a position;
In order to adsorb the second deposition gas, which is the source gas and reacts with the first deposition gas to form the film material, on the surface of the heated substrate, A second gas supply unit that supplies the second film-forming gas to a second supply position that is above and spaced from the first supply position in the rotation direction of the turntable;
And an exhaust part for exhausting the inside of the processing container.

本開示によれば、基板に互いに反応して膜物質となる成膜ガスを供給して、膜物質からなる膜を成膜する成膜装置において、生産性を向上させる技術を提供することができる。   According to the present disclosure, it is possible to provide a technique for improving productivity in a film forming apparatus that forms a film made of a film material by supplying film forming gases that react with each other to the substrate to form a film material. .

本開示の実施の形態に係るポリイミドが生成する過程を示す反応図である。It is a reaction diagram showing the process in which polyimide concerning an embodiment of this indication produces. 本開示の実施の形態に係る成膜装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the film-forming apparatus which concerns on embodiment of this indication. 前記成膜装置の横断平面図である。It is a cross-sectional top view of the said film-forming apparatus. ガス供給ノズルの配置例を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the example of arrangement | positioning of a gas supply nozzle. ガス供給ノズルの他の配置例を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows the other example of arrangement | positioning of a gas supply nozzle. ウエハに吸着する成膜ガスの吸着量が変化する仕組みに係る説明図である。It is explanatory drawing which concerns on the mechanism in which the adsorption amount of the film-forming gas adsorb | sucked to a wafer changes. 前記成膜装置における成膜ガスの分圧及びウエハの加熱温度の設定の考え方示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the view of the setting of the partial pressure of the film-forming gas in the said film-forming apparatus, and the heating temperature of a wafer. 前記成膜装置における成膜ガス供給領域及び成膜ガスの流れを説明する平面図である。It is a top view explaining the flow of the film-forming gas supply area | region and film-forming gas in the said film-forming apparatus. 実施の形態に係る成膜ガスの第1例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st example of the film-forming gas which concerns on embodiment. 前記成膜ガスの第2例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd example of the said film-forming gas. 前記成膜ガスの第3例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 3rd example of the film-forming gas. 予備試験に用いた成膜装置を示す縦断側面図であるIt is a vertical side view which shows the film-forming apparatus used for the preliminary test. 予備試験における温度ごとのガス供給ノズルからの距離に対して成膜される膜の膜厚を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the film thickness of the film | membrane formed with respect to the distance from the gas supply nozzle for every temperature in a preliminary test.

一の実施の形態に係る成膜装置について説明する。この成膜装置は、基板であるウエハに対し、膜物質の原料となる第1のモノマー、及び第2のモノマーを各々含む成膜ガス(原料ガス)である第1の成膜ガスと、第2の成膜ガスとを供給する。これら第1の成膜ガスと第2の成膜ガスとが互いに反応して、ウエハの表面に反応物の膜物質からなる膜を成膜する成膜処理を行う。実施の形態では、第1のモノマーとして二官能性の酸無水物、例えばPMDA(C10:無水ピロメリト酸)が用いられ、第2のモノマーとして二官能性のアミン、例えばODA(C1212O:4,4’―ジアミノジフェニルエーテル)が用いられて、ポリイミドからなる膜物質が生成される。なお、PMDA、ODAのいずれを第1のモノマー(第1の成膜ガス)、第2のモノマー(第2の成膜ガス)と設定するかについて特段の限定はなく、PMDAを第2のモノマー、ODAを第1のモノマーとしてもよい。 A film forming apparatus according to one embodiment will be described. In this film forming apparatus, a first film forming gas (raw material gas) containing a first monomer and a second monomer each serving as a raw material of a film substance are formed on a wafer as a substrate, 2 deposition gas is supplied. The first film forming gas and the second film forming gas react with each other to perform a film forming process for forming a film made of a reactant film material on the surface of the wafer. In an embodiment, a bifunctional acid anhydride such as PMDA (C 10 H 2 O 6 : pyromellitic anhydride) is used as the first monomer and a bifunctional amine such as ODA ( C 12 H 12 N 2 O: 4,4′-diaminodiphenyl ether) is used to produce a film material made of polyimide. There is no particular limitation on whether PMDA or ODA is set as the first monomer (first film forming gas) or the second monomer (second film forming gas), and PMDA is used as the second monomer. ODA may be the first monomer.

ポリイミドの合成について説明する。図1に示すようにPMDAは、具体的には4つの炭素元素(C)と1つの酸素元素(O)とが環状に単結合(一重結合)により互いに接続された5員環からなる官能基を2つ備えており、前記酸素元素に隣接する炭素元素には、夫々別の酸素元素が二重結合により接続している。そして、5員環を構成する酸素元素が各々外側を向くように配置されると共に、これら2つの官能基間に、各々の官能基の2つの炭素元素を共有するベンゼンが介在していて芳香族モノマーをなしている。前記5員環は、イミド環を形成するためのものである。   The synthesis of polyimide will be described. As shown in FIG. 1, PMDA is specifically a functional group consisting of a five-membered ring in which four carbon elements (C) and one oxygen element (O) are connected to each other by a single bond (single bond). Are provided, and another oxygen element is connected to the carbon element adjacent to the oxygen element by a double bond. The oxygen elements constituting the five-membered ring are arranged so as to face each other, and benzene sharing two carbon elements of each functional group is interposed between these two functional groups, so that the aromatic element is aromatic. It is a monomer. The 5-membered ring is for forming an imide ring.

ODAには、1つの窒素元素(N)と2つの水素元素(H)とを備えたアミノ基(−NH)が2つ配置されており、これら窒素元素は、ジフェニルエーテルの一端側及び他端側に夫々結合している。尚、図1では炭素元素及び水素元素については記載を省略している。そして、これら2種類のモノマーを互いに混合すると、前駆体であるポリアミド酸が生成するので、この前駆体の熱処理(加熱)によって脱水縮合が起こり、図1の下段に示すポリイミドが合成される。 In ODA, two amino groups (—NH 2 ) having one nitrogen element (N) and two hydrogen elements (H) are arranged, and these nitrogen elements are at one end side and the other end of diphenyl ether. Each side is joined. In FIG. 1, the description of carbon element and hydrogen element is omitted. Then, when these two types of monomers are mixed with each other, a precursor polyamic acid is generated. Thus, dehydration condensation occurs by heat treatment (heating) of the precursor, and a polyimide shown in the lower part of FIG. 1 is synthesized.

次いで成膜装置の構成について説明する。図2、図3に示すように成膜装置は、真空雰囲気が形成される扁平な概ね円形の真空容器(処理容器)10を備え、真空容器10は、側壁及び底部を構成する容器本体12と、天板11とにより構成されている。真空容器10内には、直径300mmの複数枚のウエハWを水平に載置する円形の回転テーブル2が設けられている。図2に示すように回転テーブル2の上面(一面側)には、回転テーブル2の周方向(回転方向)に沿って、6つの円形の凹部で構成された載置部(基板載置領域)24が設けられており、各載置部24の凹部内にウエハWが載置される。   Next, the configuration of the film forming apparatus will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the film forming apparatus includes a flat, generally circular vacuum vessel (processing vessel) 10 in which a vacuum atmosphere is formed. The vacuum vessel 10 includes a vessel main body 12 that constitutes a side wall and a bottom, and And the top plate 11. In the vacuum vessel 10, a circular turntable 2 is provided on which a plurality of wafers W having a diameter of 300 mm are horizontally placed. As shown in FIG. 2, on the upper surface (one surface side) of the turntable 2, a placement portion (substrate placement region) composed of six circular recesses along the circumferential direction (rotation direction) of the turntable 2. 24 is provided, and the wafer W is placed in the recess of each placement unit 24.

回転テーブル2の裏面中央部には、回転軸22を介して回転機構23が設けられ、回転テーブル2は、成膜処理中において鉛直軸(図2に示す回転テーブル2の中心C)周りに上方から見て時計回り方向に回転する。従って回転テーブル2は、ウエハWが載置された載置部24を回転軸22周りに公転させるように構成されている。ウエハWを載置した回転テーブル2を回転させると、載置部24に載置されたウエハWが公転する。図2中の符号20は回転軸22及び回転機構23を収納するケース体である。このケース体20には、回転テーブル2の下方領域に窒素ガスをパージガスとして供給するためのパージガス供給管72が接続されている。   A rotation mechanism 23 is provided at the center of the rear surface of the turntable 2 via a rotation shaft 22, and the turntable 2 moves upward about a vertical axis (center C of the turntable 2 shown in FIG. 2) during the film forming process. Rotate clockwise as viewed from the top. Therefore, the turntable 2 is configured to revolve the mounting portion 24 on which the wafer W is mounted around the rotation shaft 22. When the turntable 2 on which the wafer W is placed is rotated, the wafer W placed on the placement unit 24 revolves. Reference numeral 20 in FIG. 2 denotes a case body that houses the rotating shaft 22 and the rotating mechanism 23. A purge gas supply pipe 72 for supplying nitrogen gas as a purge gas to the lower region of the turntable 2 is connected to the case body 20.

図2に示すように真空容器10の底部における回転テーブル2の下方には加熱機構である複数のヒータ7が同心円状に設けられ、各載置部24に載置されたウエハWが加熱されるように構成されている。なお図2中の符号70は、ヒータ7の上方側を覆う覆い部材である。また図3に示すように真空容器10の側壁には、ウエハWの搬送口15が開口しており、ゲートバルブ16によって開閉自在に構成されている。真空容器10内における搬送口15に臨む位置は、ウエハWの受け渡し位置となっており、当該受け渡し位置に対応する部位には、回転テーブル2の下方側に載置部24を貫通してウエハWを裏面から持ち上げるための受け渡し用の昇降ピン及びその昇降機構(いずれも図示せず)が設けられている。そしてウエハWは搬送口15を介して、真空容器10の外部に設けられた図示しない基板搬送機構により、受け渡し位置に搬送され、基板搬送機構と昇降ピンとの協働作用により、載置部24に受け渡される。   As shown in FIG. 2, a plurality of heaters 7 serving as heating mechanisms are provided concentrically below the rotary table 2 at the bottom of the vacuum vessel 10, and the wafers W mounted on the mounting units 24 are heated. It is configured as follows. Reference numeral 70 in FIG. 2 is a covering member that covers the upper side of the heater 7. Further, as shown in FIG. 3, a transfer port 15 for the wafer W is opened on the side wall of the vacuum vessel 10 and is configured to be opened and closed by a gate valve 16. The position facing the transfer port 15 in the vacuum container 10 is a transfer position of the wafer W, and the wafer W passes through the mounting portion 24 below the turntable 2 at a position corresponding to the transfer position. A lifting / lowering pin for lifting and lifting mechanism (both not shown) are provided. The wafer W is transferred to a delivery position via a transfer port 15 by a substrate transfer mechanism (not shown) provided outside the vacuum vessel 10, and is moved to the placement unit 24 by the cooperative action of the substrate transfer mechanism and the lifting pins. Delivered.

また、真空容器10の側壁には、各々、回転テーブル2に向けて、PMDAを含む第1の成膜ガスを供給するためのガス供給ノズル(第1のガス供給部)3aと、ODAを含む第2の成膜ガスを供給するための第2のガス供給ノズル(第2のガス供給部)3とが設けられている。   Further, each of the side walls of the vacuum vessel 10 includes a gas supply nozzle (first gas supply unit) 3a for supplying a first film-forming gas containing PMDA toward the turntable 2, and ODA. A second gas supply nozzle (second gas supply unit) 3 for supplying a second film forming gas is provided.

第1のガス供給ノズル3aは、先端が封止された筒状に構成され、真空容器10の側壁から中心に向かって伸び出し、回転テーブル2の上方位置に配置されている。また平面視したとき、第1のガス供給ノズル3aは、回転テーブル2を回転させた時にウエハWが移動する領域と交差するように、回転テーブル2の径方向に向けて設けられている。   The first gas supply nozzle 3 a is configured in a cylindrical shape whose tip is sealed, extends from the side wall of the vacuum vessel 10 toward the center, and is disposed above the turntable 2. Further, when viewed in plan, the first gas supply nozzle 3 a is provided in the radial direction of the turntable 2 so as to intersect with a region where the wafer W moves when the turntable 2 is rotated.

同様に、第2のガス供給ノズル3bは、先端が封止された筒状に構成され、真空容器10の側壁から中心に向かって伸び出し、回転テーブル2の上方位置に配置されている。また平面視したとき、第2のガス供給ノズル3bは、回転テーブル2を回転させた時にウエハWが移動する領域と交差するように、回転テーブル2の径方向に向けて設けられている。   Similarly, the second gas supply nozzle 3 b is configured in a cylindrical shape whose tip is sealed, extends from the side wall of the vacuum vessel 10 toward the center, and is disposed above the turntable 2. When viewed in a plan view, the second gas supply nozzle 3 b is provided in the radial direction of the turntable 2 so as to intersect with the region in which the wafer W moves when the turntable 2 is rotated.

図3に示すように、本例の第1、第2のガス供給ノズル3a、3bは、回転テーブル2の直径方向に引いた線と真空容器10の側壁とが交差する位置に設けられている。即ち、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bは、平面視したとき、回転テーブル2の回転中心Cを挟んで対向する位置に、当該回転テーブル2の直径方向に沿って配置された状態となっていると言える。   As shown in FIG. 3, the first and second gas supply nozzles 3 a and 3 b of this example are provided at positions where a line drawn in the diameter direction of the rotary table 2 and the side wall of the vacuum vessel 10 intersect. . That is, the first and second gas supply nozzles 3a and 3b are arranged along the diameter direction of the turntable 2 at positions facing each other across the rotation center C of the turntable 2 when viewed in plan. It can be said that

筒状に構成された第1、第2のガス供給ノズル3a、3bの各下面には、その長さ方向に沿って等間隔に並ぶ複数のガス吐出孔30が設けられている。この構成により、図4A中に破線の矢印で示すように、吐出孔30から吐出された各成膜ガスは、吐出孔30の下方を通過する回転テーブル2やウエハWの表面に衝突して回転テーブル2(ウエハW)の上方の空間内に広がる。   A plurality of gas discharge holes 30 arranged at equal intervals along the length direction are provided on the lower surfaces of the first and second gas supply nozzles 3a and 3b configured in a cylindrical shape. With this configuration, as indicated by broken arrows in FIG. 4A, each film forming gas discharged from the discharge holes 30 collides with the surface of the rotary table 2 or wafer W passing under the discharge holes 30 and rotates. It spreads in the space above the table 2 (wafer W).

なお、図4Bに示すように、前記複数のガス吐出孔30は、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bの上面に、その長さ方向に沿って等間隔に並ぶように設けてもよい。この場合には、同図中に破線の矢印で示すように、吐出孔30から吐出された各成膜ガスは、真空容器10の天板11の天井面に衝突して回転テーブル2(ウエハW)の上方の空間内に広がる。なお、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bの上面にガス吐出孔30を設ける場合には、ガス吐出孔30と天板11との間に衝突部材(不図示)を設け、回転テーブル2の上方の空間内に広がる成膜ガスの流れ方向を下方側(ウエハW側)に案内してもよい。   As shown in FIG. 4B, the plurality of gas discharge holes 30 may be provided on the upper surfaces of the first and second gas supply nozzles 3a and 3b so as to be arranged at equal intervals along the length direction thereof. Good. In this case, as shown by broken arrows in the drawing, each film forming gas discharged from the discharge hole 30 collides with the ceiling surface of the top plate 11 of the vacuum vessel 10 and turns the rotary table 2 (wafer W). ) In the space above. In addition, when providing the gas discharge hole 30 in the upper surface of the 1st, 2nd gas supply nozzle 3a, 3b, a collision member (not shown) is provided between the gas discharge hole 30 and the top plate 11, and a rotary table is provided. 2 may be guided to the lower side (wafer W side).

第1のガス供給ノズル3aに設けられたガス吐出孔30から第1の成膜ガスが供給される位置は、本例の第1の供給位置に相当する。また、第2のガス供給ノズル3bに設けられたガス吐出孔30から第2の成膜ガスが供給される位置は、本例の第2の供給位置に相当する。   The position where the first film forming gas is supplied from the gas discharge hole 30 provided in the first gas supply nozzle 3a corresponds to the first supply position of this example. Further, the position where the second film forming gas is supplied from the gas discharge hole 30 provided in the second gas supply nozzle 3b corresponds to the second supply position of this example.

第1のガス供給ノズル3aの基端部は、真空容器10の外側に位置し、ガス導入管53に接続されている。ガス導入管53の上流側は、流量調整部M1、バルブV1をこの順に介してPMDA気化部51に接続されている。   The base end portion of the first gas supply nozzle 3 a is located outside the vacuum vessel 10 and is connected to the gas introduction pipe 53. The upstream side of the gas introduction pipe 53 is connected to the PMDA vaporization unit 51 through the flow rate adjustment unit M1 and the valve V1 in this order.

PMDA気化部51内においては、PMDAが固体の状態で貯蔵されており、PMDA気化部51はこのPMDAを加熱する図示しないヒータを備えている。また、PMDA気化部51にはキャリアガス供給管54の一端が接続されており、バルブV2、ガス加熱部58をこの順に介して、キャリアガス供給管54の他端はN(窒素)ガス供給源52に接続されている。このような構成により、キャリアガスであるNガスが加熱された状態でPMDA気化部51に供給され、当該PMDA気化部51内にて加熱され気化しているPMDAと、Nガスとが混合されて混合ガスとなり、第1の成膜ガスとして、第1ガス供給ノズル3aに導入される。
ここで、Nガス供給源52からPMDA気化部51へのNガスの供給を行わずに、PMDA気化部51内にて加熱され気化したPMDAの自圧を利用して、PMDAをガス導入管53側へと送り出してもよい。
In the PMDA vaporization unit 51, PMDA is stored in a solid state, and the PMDA vaporization unit 51 includes a heater (not shown) for heating the PMDA. One end of a carrier gas supply pipe 54 is connected to the PMDA vaporization section 51, and the other end of the carrier gas supply pipe 54 is supplied with N 2 (nitrogen) gas through the valve V2 and the gas heating section 58 in this order. Connected to the source 52. With such a configuration, the N 2 gas as the carrier gas is supplied to the PMDA vaporization unit 51 in a heated state, and the PMDA heated and vaporized in the PMDA vaporization unit 51 is mixed with the N 2 gas. As a result, the mixed gas is introduced into the first gas supply nozzle 3a as the first film forming gas.
Here, without supplying the N 2 gas from the N 2 gas supply source 52 to the PMDA vaporization unit 51, the PMDA is introduced into the gas using the self-pressure of the PMDA heated and vaporized in the PMDA vaporization unit 51. You may send out to the pipe | tube 53 side.

さらに、キャリアガス供給管54におけるガス加熱部58の下流側且つバルブV2の上流側は分岐してガス供給管55を形成し、このガス供給管55の下流端は、バルブV3を介してガス導入管53のバルブV1の下流側且つ流量調整部M1の上流側に接続されている。このような構成によって、上記の第1の成膜ガスを第1のガス供給ノズル3aに供給しないときには、ガス加熱部58で加熱されたNガスを、PMDA気化部51を迂回させて第1のガス供給ノズル3aに導入することもできる。 Further, the downstream side of the gas heating section 58 and the upstream side of the valve V2 in the carrier gas supply pipe 54 are branched to form a gas supply pipe 55. The downstream end of the gas supply pipe 55 is introduced with a gas via the valve V3. The pipe 53 is connected downstream of the valve V1 and upstream of the flow rate adjusting unit M1. With such a configuration, when the first film-forming gas is not supplied to the first gas supply nozzle 3a, the N 2 gas heated by the gas heating unit 58 is bypassed by the PMDA vaporization unit 51 and the first gas is supplied to the first gas supply nozzle 3a. It can also be introduced into the gas supply nozzle 3a.

また、流量調整部M1の下流側のガス導入管53に対しては、PMDA気化部51側から供給されたPMDAを希釈するための希釈ガスとして、Nガスの供給を行う希釈ガス供給管590が合流している。この合流位置の上流側の希釈ガス供給管590には、流量調節部591、バルブV9を介してNガス供給源592が接続されている。希釈ガス供給管590から供給されるNガスは、ガス導入管53内に堆積したPMDAを揮発させて除去するためのクリーニング用のガスとしても用いられる。 Further, a dilution gas supply pipe 590 that supplies N 2 gas as a dilution gas for diluting PMDA supplied from the PMDA vaporization section 51 side to the gas introduction pipe 53 on the downstream side of the flow rate adjustment section M1. Have joined. An N 2 gas supply source 592 is connected to the dilution gas supply pipe 590 on the upstream side of the merging position via a flow rate adjusting unit 591 and a valve V9. The N 2 gas supplied from the dilution gas supply pipe 590 is also used as a cleaning gas for volatilizing and removing the PMDA deposited in the gas introduction pipe 53.

一方、第2のガス供給ノズル3bの基端部は、真空容器10の外側に位置し、ガス導入管63に接続されている。ガス導入管63の上流側は、ガス導入管63の他端は、流量調整部M2、バルブV4をこの順に介してODA気化部61に接続されている。   On the other hand, the base end portion of the second gas supply nozzle 3 b is located outside the vacuum vessel 10 and is connected to the gas introduction pipe 63. On the upstream side of the gas introduction pipe 63, the other end of the gas introduction pipe 63 is connected to the ODA vaporization section 61 through the flow rate adjustment section M2 and the valve V4 in this order.

ODA気化部61内においては、ODAが液体(あるいは顆粒状の固体)の状態で貯留されており、ODA気化部61はこのODAを加熱する図示しないヒータを備えている。また、当該ODA気化部61にはキャリアガス供給管64の一端が接続されており、キャリアガス供給管64の他端はバルブV5、ガス加熱部68を介してNガス供給源62に接続されている。このような構成により、加熱されたキャリアガスNガスが加熱された状態でODA気化部61に供給され、当該ODA気化部61内にて加熱され気化しているODAと、Nガスとが混合されて混合ガスとなり、第2の成膜ガスとして、第2のガス供給ノズル3bに導入することができる。
ここで、Nガス供給源62からODA気化部61へのNガスの供給を行わずに、ODA気化部61内にて加熱され気化したODAの自圧を利用して、ODAをガス導入管63側へと送り出してもよい。
In the ODA vaporization unit 61, ODA is stored in a liquid (or granular solid) state, and the ODA vaporization unit 61 includes a heater (not shown) for heating the ODA. Further, one end of a carrier gas supply pipe 64 is connected to the ODA vaporization section 61, and the other end of the carrier gas supply pipe 64 is connected to an N 2 gas supply source 62 via a valve V5 and a gas heating section 68. ing. With such a configuration, the heated carrier gas N 2 gas is supplied to the ODA vaporization unit 61 in a heated state, and the ODA heated and vaporized in the ODA vaporization unit 61 and the N 2 gas are A mixed gas is formed and can be introduced into the second gas supply nozzle 3b as a second film forming gas.
Here, without supplying the N 2 gas from the N 2 gas supply source 62 to the ODA vaporization unit 61, the ODA is introduced into the gas by using the self-pressure of the ODA heated and vaporized in the ODA vaporization unit 61. You may send out to the pipe | tube 63 side.

さらに、キャリアガス供給管64におけるガス加熱部68の下流側且つバルブV5の上流側は分岐してガス供給管65を形成し、このガス供給管65の下流端は、バルブV6を介してガス導入管63のバルブV4の下流側且つ流量調整部M2の上流側に接続されている。このような構成によって、上記の第2の成膜ガスを第2のガス供給ノズル3bに供給しないときには、ガス加熱部68で加熱されたNガスを、ODA気化部61を迂回させて第2のガス供給ノズル3bに導入することもできる。 Further, the downstream side of the gas heating section 68 and the upstream side of the valve V5 in the carrier gas supply pipe 64 are branched to form a gas supply pipe 65, and the downstream end of the gas supply pipe 65 introduces gas through the valve V6. The pipe 63 is connected to the downstream side of the valve V4 and the upstream side of the flow rate adjusting unit M2. With such a configuration, when the second film forming gas is not supplied to the second gas supply nozzle 3b, the N 2 gas heated by the gas heating unit 68 bypasses the ODA vaporization unit 61 and is second. It can also be introduced into the gas supply nozzle 3b.

また、流量調整部M2の下流側のガス導入管63に対しては、ODA気化部61側から供給されたODAを希釈するための希釈ガスとして、Nガスの供給を行う希釈ガス供給管690が合流している。この合流位置の上流側の希釈ガス供給管690には、流量調節部691、バルブV10を介してNガス供給源692が接続されている。希釈ガス供給管690から供給されるNガスは、ガス導入管63内に堆積したODAを揮発させて除去するためのクリーニング用のガスとしても用いられる。 Further, a dilution gas supply pipe 690 that supplies N 2 gas as a dilution gas for diluting ODA supplied from the ODA vaporization section 61 side to the gas introduction pipe 63 on the downstream side of the flow rate adjustment section M2. Have joined. An N 2 gas supply source 692 is connected to the dilution gas supply pipe 690 on the upstream side of the merging position via a flow rate adjusting unit 691 and a valve V10. The N 2 gas supplied from the dilution gas supply pipe 690 is also used as a cleaning gas for volatilizing and removing the ODA deposited in the gas introduction pipe 63.

ここで各ガス導入管53、63には、流通中の成膜ガス中のPMDA及びODAが液化、または付着することを防ぐために、例えば管内を加熱するための配管ヒータ57、67が各々管の周囲に設けられる。この配管ヒータ57、67によって、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bから吐出される各成膜ガス(第1の成膜ガス、第2の成膜ガス)の温度が調整される。なお、図示の便宜上、配管ヒータ57、67は配管の一部のみに示しているが、液化を防ぐことができるように例えば配管全体に設けられている。   Here, in order to prevent PMDA and ODA in the flowing film forming gas from liquefying or adhering to each gas introduction pipe 53, 63, for example, pipe heaters 57, 67 for heating the inside of the pipe are respectively provided in the pipes. Provided around. The pipe heaters 57 and 67 adjust the temperature of each film forming gas (first film forming gas and second film forming gas) discharged from the first and second gas supply nozzles 3a and 3b. For convenience of illustration, the pipe heaters 57 and 67 are shown in only a part of the pipe, but are provided, for example, in the whole pipe so as to prevent liquefaction.

さらに、第1のガス供給ノズル3aの基端部に設側された既述のガス導入管53からは、クリーニング用のガスを供給するためのクリーニングガス供給管33の一端が分岐している。クリーニングガス供給管33の他端側は、2本に分岐し、各端部にNガス供給源34と、O(酸素)ガス供給源35と、が接続されている。なお図2、3中のV7、V8はバルブである。
このような構成により、真空容器10内に第1のガス供給ノズル3aを介し、クリーニングガスとして、Nガスにて希釈されたOガスを供給することができる。なお、ガス導入管53に替えて、ガス導入管63側からクリーニングガス供給管33の一端を分岐させてもよい。
Further, one end of a cleaning gas supply pipe 33 for supplying a cleaning gas is branched from the above-described gas introduction pipe 53 provided on the base end portion of the first gas supply nozzle 3a. The other end of the cleaning gas supply pipe 33 is branched into two, and an N 2 gas supply source 34 and an O 2 (oxygen) gas supply source 35 are connected to each end. In FIGS. 2 and 3, V7 and V8 are valves.
With such a configuration, the O 2 gas diluted with N 2 gas can be supplied as the cleaning gas into the vacuum vessel 10 through the first gas supply nozzle 3a. Instead of the gas introduction pipe 53, one end of the cleaning gas supply pipe 33 may be branched from the gas introduction pipe 63 side.

これらに加え、回転テーブル2の上面側であって、回転中心Cを含む中央領域には、第1のガス供給ノズル3aの配置位置(第1の供給位置)と第2のガス供給ノズル3bの配置位置(第2の供給位置)との間での成膜ガスの通流を阻害するための阻害部21が設けられている。図2、図3に示すように、阻害部21は円柱形状の部材により構成され、回転テーブル2の中央領域に取り付けられており、回転テーブル2と共に回転する。   In addition to these, in the central area including the rotation center C on the upper surface side of the turntable 2, the arrangement position (first supply position) of the first gas supply nozzle 3a and the second gas supply nozzle 3b are arranged. An inhibition unit 21 is provided for inhibiting the flow of the film forming gas between the arrangement position (second supply position) and the arrangement position (second supply position). As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the obstruction part 21 is configured by a cylindrical member, is attached to the central region of the turntable 2, and rotates together with the turntable 2.

ここで、既述のNガス供給源34及びOガス供給源35は、クリーニングガス供給管33と並列に分離ガス供給管36にも接続されている。分離ガス供給管36の下流端部は、天板11の中央部を上下方向に貫通するように形成された流路に接続され、当該流路の末端部は、円柱形状に形成された前記阻害部21の上面の中央部の上方位置に開口している。分離ガス供給管36からは、天板11の下面と阻害部21の上面との隙間に対して、分離ガスであるNガスが供給される。Nガスは、第1、第2の供給位置に各々供給され各成膜ガスが回転テーブル2の中央領域を通過することを阻害する役割を果たす。
また、分離ガス供給管36は、既述のクリーニングガス供給管33と並行して、天板11の中央部側から真空容器10内にクリーニングガス(Nガスにて希釈されたOガス)を供給する目的で用いてもよい。
Here, the N 2 gas supply source 34 and the O 2 gas supply source 35 described above are also connected to the separation gas supply pipe 36 in parallel with the cleaning gas supply pipe 33. The downstream end of the separation gas supply pipe 36 is connected to a channel formed so as to penetrate the center of the top plate 11 in the vertical direction, and the end of the channel is formed in a columnar shape. An opening is formed above the center of the upper surface of the portion 21. From the separation gas supply pipe 36, N 2 gas, which is a separation gas, is supplied to the gap between the lower surface of the top plate 11 and the upper surface of the inhibition portion 21. N 2 gas is supplied to the first and second supply positions, respectively, and plays a role of inhibiting each film forming gas from passing through the central region of the turntable 2.
Moreover, the separation gas supplying pipe 36, in parallel with the cleaning gas supply pipe 33 described above, (O 2 gas diluted by N 2 gas) cleaning gas from the central portion of the top plate 11 into the vacuum chamber 10 You may use for the purpose of supplying.

さらにまた、回転テーブル2よりも外方に位置する真空容器10の底面の周縁には、回転テーブル2の回転方向に沿って見て、第1のガス供給ノズル3aの配置位置(第1の供給位置)と第2のガス供給ノズル3bの配置位置(第2の供給位置)とに挟まれた2箇所の位置に、各々、排気口4が設けられている。   Furthermore, the arrangement position (first supply) of the first gas supply nozzle 3a is seen on the periphery of the bottom surface of the vacuum vessel 10 located outside the turntable 2 when viewed along the rotation direction of the turntable 2. Position) and an arrangement position (second supply position) of the second gas supply nozzle 3b, exhaust ports 4 are respectively provided at two positions.

本例の成膜装置では、これら2つの排気口4は、平面視したとき、回転テーブル2の直径方向に引いた線と真空容器10の側壁とが交差する位置に設けられている。また、第1のガス供給ノズル3a−回転中心C−第2のガス供給ノズル3bの並び方向に沿って引いた直径線と、一方側の排気口4−前記回転中心C−他方側の排気口4の並び方向に沿って引いた直径線とが直交するように、各排気口4は配置されている。   In the film forming apparatus of this example, these two exhaust ports 4 are provided at positions where a line drawn in the diameter direction of the turntable 2 and the side wall of the vacuum vessel 10 intersect when viewed in plan. Further, a diameter line drawn along the direction in which the first gas supply nozzle 3a, the rotation center C, and the second gas supply nozzle 3b are arranged, an exhaust port on one side, the rotation center C, and an exhaust port on the other side. The exhaust ports 4 are arranged so that the diameter lines drawn along the direction in which the four are arranged are orthogonal to each other.

さらに天板11には、ウエハWの加熱温度(200℃)よりも高温であって、成膜ガスの吸着を阻害して、ポリイミドの形成を抑える成膜阻害温度(240℃)に真空容器10を加熱する容器加熱部71が設けられている。これにより真空容器10内へのポリイミドの形成が抑制されている。   Furthermore, the vacuum vessel 10 is placed on the top plate 11 at a film formation inhibition temperature (240 ° C.) that is higher than the heating temperature (200 ° C.) of the wafer W and inhibits film formation gas adsorption and suppresses polyimide formation. A container heating unit 71 is provided for heating the container. Thereby, formation of the polyimide in the vacuum vessel 10 is suppressed.

この他、成膜装置は、回転テーブル2に向けて紫外線を照射し、回転テーブル2のクリーニングを行うための紫外線照射部8を備えている。図3に示すように、上面側から見たとき、紫外線照射部8は、回転テーブル2の中心Cを挟んで、その直径方向に沿うように設けられている。紫外線照射部8はランプハウス82の内部に紫外線ランプ83を配置した構造となっており、天板11に形成された透過窓81を介して回転テーブル2の表面に紫外線を照射できるように構成されている。なお、図示の便宜上、図2においては、第2のガス供給ノズル3bの上方に紫外線照射部8の縦断側面図を併記してある。   In addition, the film forming apparatus includes an ultraviolet irradiation unit 8 for irradiating the rotary table 2 with ultraviolet rays and cleaning the rotary table 2. As shown in FIG. 3, when viewed from the upper surface side, the ultraviolet irradiation unit 8 is provided along the diametrical direction with the center C of the turntable 2 interposed therebetween. The ultraviolet irradiation unit 8 has a structure in which an ultraviolet lamp 83 is disposed inside the lamp house 82, and is configured to irradiate the surface of the rotary table 2 with ultraviolet rays through a transmission window 81 formed on the top plate 11. ing. For convenience of illustration, in FIG. 2, a longitudinal side view of the ultraviolet irradiation unit 8 is also shown above the second gas supply nozzle 3 b.

上述の構成を備える成膜装置はコンピュータである制御部90を備えており、この制御部90は、プログラム、メモリ、CPUを備えている。プログラムには、後述するウエハWに対する処理を進行させるように命令(各ステップ:ステップ群)が組み込まれている。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、DVD等に格納され、制御部90にインストールされる。制御部90は当該プログラムにより成膜装置の各部に制御信号を出力し、各部の動作を制御する。具体的には、真空ポンプ43による排気流量、流量調整部M1、M2による真空容器10内へ供給する各ガスの流量、Nガス供給源52、62からのNガスの供給、各ヒータへの供給電力、などの各制御対象が制御信号により制御される。 The film forming apparatus having the above-described configuration includes a control unit 90 that is a computer, and the control unit 90 includes a program, a memory, and a CPU. In the program, instructions (each step: step group) are incorporated so as to advance processing on the wafer W described later. This program is stored in a computer storage medium such as a compact disk, a hard disk, a magneto-optical disk, a DVD, and the like, and is installed in the control unit 90. The control unit 90 outputs a control signal to each part of the film forming apparatus according to the program, and controls the operation of each part. Specifically, the exhaust flow rate by the vacuum pump 43, a flow rate adjustment unit M1, the flow rate of the gas supplied M2 into the vacuum chamber 10 by the supply of N 2 gas from the N 2 gas supply source 52 and 62, to each of the heaters Each control object such as the supplied power is controlled by a control signal.

以上に説明した構成を備える実施の形態に係る成膜装置においては、ウエハWの加熱温度及び第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスの供給量(第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスの分圧)を操作変数としてウエハWの表面に成膜されるポリイミドの膜の膜厚を制御する。   In the film forming apparatus according to the embodiment having the configuration described above, the heating temperature of the wafer W and the supply amounts of the first film forming gas and the second film forming gas (the first film forming gas and the second film forming gas). The film thickness of the polyimide film formed on the surface of the wafer W is controlled using the partial pressure of the film forming gas as an operation variable.

ウエハWの表面に、互いに反応するモノマーを吸着させて膜物質を形成する吸着反応において、膜物質の形成量(以下、「成膜量」ともいう)は、ウエハWに対する、各モノマーの吸着量に依存する。そして、ウエハWに対するモノマーの吸着量は、モノマーである第1の成膜ガスや第2の成膜ガスの各分子の衝突頻度(単位時間当たりの衝突量)に依存する。従って、ウエハWに対する各モノマーの吸着量は、第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスの分圧により制御することができる。   In an adsorption reaction in which monomers reacting with each other are adsorbed on the surface of the wafer W to form a film substance, the film substance formation amount (hereinafter also referred to as “film formation amount”) is the amount of each monomer adsorbed on the wafer W Depends on. The monomer adsorption amount on the wafer W depends on the collision frequency (collision amount per unit time) of each molecule of the first film forming gas and the second film forming gas which are monomers. Therefore, the adsorption amount of each monomer to the wafer W can be controlled by the partial pressure of the first film forming gas and the second film forming gas.

一方で、分子レベルで見たとき、ウエハWの表面に吸着しているモノマーの振動エネルギーが大きくなると、モノマーはウエハWの表面から脱離する。従って、ウエハWの表面に付着しているモノマーの正味の吸着量は、図5に模式的に示すように、モノマーが単位時間にウエハWの表面に衝突する量と、吸着したモノマーがウエハWの表面から脱離する量と、のバランスによって決定される。そして、両成膜ガスのモノマーがウエハWに吸着している時間(吸着滞留時間)が長くなると、ウエハWに吸着したモノマー同士が反応する確率が増大し、成膜量が増える。   On the other hand, when viewed at the molecular level, the monomer desorbs from the surface of the wafer W when the vibration energy of the monomer adsorbed on the surface of the wafer W increases. Therefore, the net adsorption amount of the monomer adhering to the surface of the wafer W is as shown in FIG. 5 in an amount that the monomer collides with the surface of the wafer W per unit time and the adsorbed monomer is the wafer W. It is determined by the balance with the amount desorbed from the surface. When the time during which the monomers of both film forming gases are adsorbed on the wafer W (adsorption residence time) becomes longer, the probability that the monomers adsorbed on the wafer W react with each other increases, and the amount of film formation increases.

このため例えば、PMDAとODAとの吸着反応によりポリイミドを生成させる場合に、部材の温度を240℃以上に加熱すると、単位時間あたりのモノマーの吸着量よりも脱離量が多くなり、当該部材の表面におけるモノマーの正味の吸着量が殆どゼロとなる。そこで、成膜対象であるウエハW以外の真空容器10の温度を例えば240℃(既述の成膜阻害温度に相当する)に加熱することにより、処理容器10内に第1、第2の成膜ガスを同時に供給したとしても、これらの部材の表面への膜物質の堆積を抑えることができる。   For this reason, for example, in the case where polyimide is produced by the adsorption reaction between PMDA and ODA, if the temperature of the member is heated to 240 ° C. or more, the desorption amount becomes larger than the adsorption amount of the monomer per unit time, The net amount of monomer adsorbed on the surface is almost zero. Therefore, by heating the temperature of the vacuum container 10 other than the wafer W to be deposited to 240 ° C. (corresponding to the film formation inhibition temperature described above), the first and second growth components are formed in the processing container 10. Even if the film gas is supplied at the same time, deposition of the film material on the surfaces of these members can be suppressed.

以上に説明したメカニズムをまとめると、各成膜ガスの供給量(分圧)を上げると、当該成膜ガスのモノマーの吸着量が増えて成膜量は増大し、供給量(分圧)を下げると吸着量が減って成膜量は減少する。また、ウエハWの温度を上げるとモノマーの振動エネルギーが大きくなってモノマーの脱離量が増大すると共に吸着滞留時間が短くなることにより、成膜量は減少する。反対にウエハWの温度を下げると(但し、反応温度以上に加熱されていること)、モノマーの脱離量が減少すると共に吸着滞留時間が長くなることにより成膜量が増大する傾向がみられる。   Summarizing the mechanism described above, when the supply amount (partial pressure) of each film formation gas is increased, the amount of adsorption of the monomer of the film formation gas increases and the film formation amount increases, and the supply amount (partial pressure) is reduced. When lowered, the amount of adsorption decreases and the amount of film formation decreases. Further, when the temperature of the wafer W is raised, the vibration energy of the monomer is increased, the amount of monomer desorption is increased, and the adsorption residence time is shortened, so that the film formation amount is decreased. On the contrary, when the temperature of the wafer W is lowered (however, it is heated to the reaction temperature or higher), the desorption amount of the monomer decreases and the adsorption residence time increases, so that the film formation amount tends to increase. .

以上に検討したように、各成膜ガスの供給量やウエハWの温度を変化させて成膜を行う場合、これらの成膜ガスの飽和蒸気圧に留意しなければならない。温度一定の条件下で圧力が当該成膜ガスの飽和蒸気圧曲線を上回った場合には、成膜ガスが液化して、精密な膜厚制御を行うことができなくなってしまうおそれがある。従って成膜ガスの吸着量を増加させるにあたって、成膜ガスが液化しない範囲において成膜ガスの分圧及びウエハWの加熱温度を調整する必要がある。   As discussed above, when film formation is performed by changing the supply amount of each film formation gas or the temperature of the wafer W, attention must be paid to the saturated vapor pressure of these film formation gases. If the pressure exceeds the saturated vapor pressure curve of the film forming gas under a constant temperature condition, the film forming gas may be liquefied and precise film thickness control cannot be performed. Therefore, in order to increase the amount of adsorption of the film forming gas, it is necessary to adjust the partial pressure of the film forming gas and the heating temperature of the wafer W within a range where the film forming gas is not liquefied.

図6は、第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスの飽和蒸気圧曲線を示す特性図であり、横軸は温度を示し、縦軸には圧力を対数表示してある。同図中、第1の成膜ガスの飽和蒸気圧曲線を実線で示し、第2の成膜ガスの飽和蒸気圧曲線を破線で示してある。なお図6に示す第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスの飽和蒸気圧曲線は模式的な表示であり、PMDAやODAの実際の飽和蒸気圧曲線を記載したものではない。   FIG. 6 is a characteristic diagram showing saturation vapor pressure curves of the first film-forming gas and the second film-forming gas, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the logarithm. In the figure, the saturated vapor pressure curve of the first film-forming gas is indicated by a solid line, and the saturated vapor pressure curve of the second film-forming gas is indicated by a broken line. Note that the saturated vapor pressure curves of the first film forming gas and the second film forming gas shown in FIG. 6 are schematic representations, and do not describe the actual saturated vapor pressure curves of PMDA and ODA.

図1を用いて説明したように第1のモノマーと第2のモノマーとが1対1で反応してポリイミドの繰り返し単位構造が形成されるとし、例えば第1の成膜ガスの飽和蒸気圧が第2の成膜ガスの飽和蒸気圧よりも低い例で説明する。   As described with reference to FIG. 1, it is assumed that the first monomer and the second monomer react one-to-one to form a repeating unit structure of polyimide. For example, the saturated vapor pressure of the first film-forming gas is An example in which the saturation vapor pressure is lower than that of the second film forming gas will be described.

この場合には、まず飽和蒸気圧が低い成膜ガス(図6に示す例では第1の成膜ガス)については、当該成膜ガスが気体の状態を維持可能な温度、分圧条件下で成膜処理を行う。即ち、図6の例では、第1の成膜ガスの飽和蒸気圧曲線よりも下方側の温度、分圧条件下で成膜処理を行えばよいことになる。   In this case, first, with respect to a film forming gas having a low saturated vapor pressure (first film forming gas in the example shown in FIG. 6), the film forming gas is maintained at a temperature and a partial pressure under which the gas state can be maintained. A film forming process is performed. That is, in the example of FIG. 6, the film forming process may be performed under the temperature and partial pressure conditions below the saturation vapor pressure curve of the first film forming gas.

例えば図6に一点鎖線で示したウエハWの温度範囲内の所定の加熱温度で成膜処理を行う場合には、第1の成膜ガスの分圧が飽和蒸気圧未満の範囲でできるだけ両成膜ガスの分圧を上昇させてモノマーがウエハWの表面に衝突する量を増加させる。これによりモノマーの吸着量をできるだけ増加させることができる。   For example, when the film forming process is performed at a predetermined heating temperature within the temperature range of the wafer W indicated by the one-dot chain line in FIG. By increasing the partial pressure of the film gas, the amount of the monomer colliding with the surface of the wafer W is increased. Thereby, the adsorption amount of the monomer can be increased as much as possible.

また、図6に二点鎖線で示した分圧範囲の所定の成膜ガス分圧で成膜処理を行う場合には、同じく第1の成膜ガスの分圧が飽和蒸気圧未満の範囲でできるだけ加熱温度を下げてモノマーの脱離量を少なくする。これによりモノマーの脱離量を減少させると共に、吸着滞留時間を長くすることができる。   In addition, when the film forming process is performed at a predetermined film forming gas partial pressure in the partial pressure range shown by the two-dot chain line in FIG. 6, the partial pressure of the first film forming gas is also in the range below the saturated vapor pressure. Lower the heating temperature as much as possible to reduce the amount of monomer desorption. As a result, the amount of monomer desorption can be reduced and the adsorption residence time can be increased.

このように飽和蒸気圧が低い低蒸気圧ガスの飽和蒸気圧を越えない分圧となるように低蒸気圧ガスの供給量を設定する。
一方、飽和蒸気圧が高い成膜ガス(図6に示す例では第2の成膜ガス)については、化学量論比的には低蒸気圧ガスと同量の(分圧を揃えた)高蒸気圧ガスを供給すればよいようにも考えられる。しかしながら、分圧を揃えた状態の場合、低蒸気圧ガスと比較して、高蒸気圧ガスはウエハWへの吸着量が少なくなってしまうおそれもある。そこで、高蒸気圧ガスについては、飽和蒸気圧を越えない分圧範囲にて、低蒸気圧ガスよりも過剰量供給することが好ましい。
Thus, the supply amount of the low vapor pressure gas is set so that the partial vapor pressure does not exceed the saturation vapor pressure of the low vapor pressure gas having a low saturation vapor pressure.
On the other hand, the film forming gas with a high saturated vapor pressure (second film forming gas in the example shown in FIG. 6) has a stoichiometric ratio equal to that of the low vapor pressure gas (high in partial pressure). It can be considered that vapor pressure gas may be supplied. However, in the case where the partial pressures are uniform, the high vapor pressure gas may be less adsorbed onto the wafer W than the low vapor pressure gas. Therefore, it is preferable that the high vapor pressure gas is supplied in an excessive amount as compared with the low vapor pressure gas in a partial pressure range that does not exceed the saturated vapor pressure.

なお、上述の成膜ガスの供給量(分圧)設定法は、成膜ガスが昇華曲線を超えて固化することを防止する場合にも同様に適用することができる。   Note that the above-described method for setting the supply amount (partial pressure) of the film forming gas can be similarly applied to the case where the film forming gas is prevented from solidifying beyond the sublimation curve.

ここで既述のように、本実施の形態においては、回転方向に沿って見て、第1のガス供給ノズル3aの配置位置と第2のガス供給ノズル3bの配置位置とに挟まれた2箇所の位置に、各々、排気口4が設けられている。この配置に伴い、後述の図7に示すように、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bから供給された各成膜ガスは、各々、回転テーブル2の上方側のおよそ半分の空間に広がった後、各排気口4から排出される。   Here, as described above, in the present embodiment, as viewed along the rotation direction, 2 sandwiched between the arrangement position of the first gas supply nozzle 3a and the arrangement position of the second gas supply nozzle 3b. Exhaust ports 4 are respectively provided at the positions. With this arrangement, as shown in FIG. 7 to be described later, the respective film forming gases supplied from the first and second gas supply nozzles 3a and 3b are respectively placed in approximately half of the space above the turntable 2. After spreading, it is discharged from each exhaust port 4.

このように、例えば回転テーブル2の上面全体に第1、第2の成膜ガスの混合ガスを供給する場合と比較すると、図7に示す例のように限られた空間に第1、第2の成膜ガスを供給する場合には、供給から排気までの時間が相対的に短くなる。このため、図5を用いて説明した模式図において、モノマーが単位時間にウエハWの表面に衝突する量が多い方が好ましい。   As described above, for example, when compared with the case where the mixed gas of the first and second film forming gases is supplied to the entire upper surface of the turntable 2, the first and second spaces are limited to a limited space as in the example shown in FIG. When the film forming gas is supplied, the time from supply to exhaust becomes relatively short. Therefore, in the schematic diagram described with reference to FIG. 5, it is preferable that the amount of the monomer colliding with the surface of the wafer W per unit time is large.

一方で、本例の成膜装置では、できるだけ第1、第2のガス供給ノズル3a、3bの配置位置(第1、第2の供給位置)の周辺にて各モノマーを吸着させた方が、これらのガス供給ノズル3a、3bを離間して配置した構成の特徴をより発揮させることができる。この観点では、ウエハWの加熱温度を適度に低くして、モノマーの吸着滞留時間を調整することにより、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bの配置位置の周辺で各モノマーの大部分を吸着させることが可能となる。   On the other hand, in the film forming apparatus of this example, it is better to adsorb each monomer around the arrangement positions (first and second supply positions) of the first and second gas supply nozzles 3a and 3b as much as possible. The characteristics of the configuration in which the gas supply nozzles 3a and 3b are spaced apart can be exhibited more. From this viewpoint, the heating temperature of the wafer W is moderately lowered and the adsorption residence time of the monomer is adjusted, so that most of each monomer is arranged around the arrangement position of the first and second gas supply nozzles 3a and 3b. Can be adsorbed.

前者(単位時間当たりのモノマーの衝突量の増大)の観点では、供給する成膜ガスについては、飽和蒸気圧に近い値であることが好ましい。一方で既述のように、成膜ガスの供給圧が飽和蒸気圧を超えてしまうと、成膜ガスが液化してしまう。そこで、第1、第2の成膜ガスのうちの飽和蒸気圧が低い成膜ガス(低蒸気圧ガス)に着目して成膜ガスの供給圧の制御を行う。即ち、低蒸気圧ガスの飽和蒸気圧をP0とし、第1のガス供給ノズル3aから供給される低蒸気圧ガスの分圧をP1とすると、低蒸気圧ガスの供給圧力はP1/P0の値が1以下の、できるだけ高い値になるように設定されることが好ましい。   From the viewpoint of the former (increase in the amount of monomer collision per unit time), the film forming gas to be supplied preferably has a value close to the saturated vapor pressure. On the other hand, as described above, when the supply pressure of the film forming gas exceeds the saturated vapor pressure, the film forming gas is liquefied. Therefore, the supply pressure of the film forming gas is controlled by paying attention to the film forming gas (low vapor pressure gas) having a low saturated vapor pressure among the first and second film forming gases. That is, when the saturated vapor pressure of the low vapor pressure gas is P0 and the partial pressure of the low vapor pressure gas supplied from the first gas supply nozzle 3a is P1, the supply pressure of the low vapor pressure gas is a value of P1 / P0. Is preferably set to a value as high as possible, which is 1 or less.

一方、既述のように、第1、第2の成膜ガスのうちの飽和蒸気圧が高い成膜ガス(高蒸気圧ガス)は、高蒸気圧ガスの飽和蒸気圧をP0’、分圧をP1’としたとき、P1’/P0’の値が1以下であり、且つ、低蒸気圧ガスよりも高い分圧にて第2のガス供給ノズル3bから供給するとよい。   On the other hand, as described above, the deposition gas (high vapor pressure gas) having a high saturation vapor pressure among the first and second film formation gases has a saturated vapor pressure of P0 ′ and a partial pressure of the high vapor pressure gas. Is set to P1 ′, the value of P1 ′ / P0 ′ is 1 or less, and the gas is preferably supplied from the second gas supply nozzle 3b at a partial pressure higher than that of the low vapor pressure gas.

また後者(モノマーの吸着滞留時間を調整する)観点では、ウエハWの加熱温度を適度に低くして、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bの配置位置の周辺で各モノマーの大部分を吸着させる温度に調整すればよい。
これらの観点を総合的に勘案し、本例では、供給された成膜ガス(低蒸気圧ガスを基準とする)に対する当該成膜ガスの消費量の割合である反応効率Eが5%以上、25%以下の範囲の例えば10%となる温度にウエハWを加熱するようにヒータ7の加熱温度が設定されている。
Further, from the viewpoint of adjusting the monomer adsorption residence time, the heating temperature of the wafer W is moderately lowered, and most of each monomer is disposed around the positions where the first and second gas supply nozzles 3a and 3b are arranged. What is necessary is just to adjust to the temperature which adsorb | sucks.
Considering these viewpoints comprehensively, in this example, the reaction efficiency E, which is the ratio of consumption of the film forming gas to the supplied film forming gas (based on the low vapor pressure gas) is 5% or more, The heating temperature of the heater 7 is set so that the wafer W is heated to a temperature that is, for example, 10% within a range of 25% or less.

具体的には、第1のガス供給ノズル3aから供給される低蒸気圧ガスの供給流量をL1、排気口4に到達する当該低蒸気圧ガスの排気流量をL1’とし、成膜処理にて消費された成膜ガスの割合を反応効率E(%)とする。このとき、成膜処理にて消費された前記成膜ガスの量は、低蒸気圧ガスの供給流量L1と、低蒸気圧ガスの排気流量L1’と、の差分値より求めることができる。この考え方に基づき下記の式(1)で表される反応効率Eが5%以上、25%以下となるようにウエハWの加熱温度を設定する。これにより、回転テーブル2の上方側のおよそ半分の空間に各々、第1、第2の成膜ガスを供給しつつ、ウエハW表面での各成膜ガスの吸着、反応を進行させることができる。なお、排気流量L1’は、排気口4より排気される気体の流量及び組成から求めることができる。
E(%)={(L1−L1’)/L1}×100 …(1)
Specifically, the flow rate of the low vapor pressure gas supplied from the first gas supply nozzle 3a is L1, and the exhaust flow rate of the low vapor pressure gas reaching the exhaust port 4 is L1 ′. The ratio of consumed film forming gas is defined as reaction efficiency E (%). At this time, the amount of the film forming gas consumed in the film forming process can be obtained from a difference value between the supply flow rate L1 of the low vapor pressure gas and the exhaust flow rate L1 ′ of the low vapor pressure gas. Based on this idea, the heating temperature of the wafer W is set so that the reaction efficiency E represented by the following formula (1) is 5% or more and 25% or less. As a result, the adsorption and reaction of each film forming gas on the surface of the wafer W can be advanced while supplying the first and second film forming gases to approximately half of the space above the turntable 2. . The exhaust flow rate L1 ′ can be obtained from the flow rate and composition of the gas exhausted from the exhaust port 4.
E (%) = {(L1-L1 ′) / L1} × 100 (1)

以上に説明した考え方に基づきポリイミドの成膜を行う本例の成膜装置の作用について説明する。
例えば図示しない外部の基板搬送機構により6枚のウエハWを回転テーブル2の各載置部24に載置し、ゲートバルブ16を閉じる。載置部24に載置されたウエハWは、ヒータ7によって所定の温度、例えば160℃に加熱される。次いで真空排気部43により排気口4を介して排気を行い、Nガス供給源52、62から供給されるNガスにより、真空容器10内の圧力(全圧)を、例えば50Pa(0.4Torr)に調節し、回転テーブル2を例えば10rpm〜30rpmで回転させる。
Based on the concept described above, the operation of the film forming apparatus of this example for forming a polyimide film will be described.
For example, six wafers W are mounted on the mounting portions 24 of the turntable 2 by an external substrate transfer mechanism (not shown), and the gate valve 16 is closed. The wafer W placed on the placement unit 24 is heated to a predetermined temperature, for example, 160 ° C. by the heater 7. Then it was evacuated through the exhaust port 4 by the vacuum evacuation unit 43, the N 2 gas supplied from N 2 gas supply source 52 and 62, the pressure in the vacuum chamber 10 (the total pressure), for example, 50 Pa (0. 4 Torr), and the rotary table 2 is rotated at, for example, 10 rpm to 30 rpm.

次いで上述の全圧を維持しつつ、PMDAを含む第1の成膜ガス(低蒸気圧ガス)を例えば1.33Pa(0.01Torr)の分圧で第1のガスノズル3aに供給する。また、ODAを含む第2の成膜ガス(高蒸気圧ガス)を例えば1.46Pa(0.011Torr)の分圧で第2のガス供給ノズル3bに供給する。これらの成膜ガスは、各々、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bの配置位置に対応する、第1、第2の供給位置より、処理容器10内に別々に供給される。PMDA及びODAは、成膜処理の期間中、継続的に供給される。   Next, the first film forming gas (low vapor pressure gas) containing PMDA is supplied to the first gas nozzle 3a at a partial pressure of, for example, 1.33 Pa (0.01 Torr) while maintaining the above total pressure. Further, the second film forming gas (high vapor pressure gas) containing ODA is supplied to the second gas supply nozzle 3b at a partial pressure of, for example, 1.46 Pa (0.011 Torr). These film forming gases are separately supplied into the processing container 10 from the first and second supply positions corresponding to the arrangement positions of the first and second gas supply nozzles 3a and 3b, respectively. PMDA and ODA are continuously supplied during the film forming process.

PMDAやODAの供給方式について説明すると、キャリアガス供給方式と自圧供給方式とに大別することができる。キャリアガス供給方式は、Nガス供給源52、62からPMDA気化部51やODA気化部61に対して、キャリアガスであるNガスを導入し、PMDAやODAの供給を行う。自圧供給方式は、キャリアガスを用いずにPMDA気化部51やODA気化部61内の各ガスの自圧を利用してPMDAやODAの供給を行う。
これらの供給法において、希釈ガス供給管590、690からの希釈ガス供給を行うことにより、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bに対して安定して各ガスの供給を行うことができる。
The PMDA and ODA supply methods can be broadly classified into carrier gas supply methods and self-pressure supply methods. Carrier gas supply system, to the N 2 gas supply source 52 and 62 PMDA vaporizing unit 51 and ODA vaporizing section 61 from N 2 gas was introduced as a carrier gas, to supply the PMDA and ODA. In the self-pressure supply system, PMDA and ODA are supplied using the self-pressure of each gas in the PMDA vaporization unit 51 and the ODA vaporization unit 61 without using a carrier gas.
In these supply methods, by supplying the dilution gas from the dilution gas supply pipes 590 and 690, each gas can be stably supplied to the first and second gas supply nozzles 3a and 3b. .

キャリアガス供給方式では、バルブV1、V2を開き、バルブV3を閉じてPMDA気化部51にNガスを導入し、PMDAとNガスとの混合ガスを第1のガス供給ノズル3aへ向けて送気する。例えばこのとき、各ガス吐出孔30から吐出されるガス流量を調整する目的で、Nガス供給源52からのNガスの供給量を変化させると、PMDA気化部51内におけるPMDAの気化量が変化してしまうおそれがある。そこで、希釈ガス供給管590側のバルブV9を開いた状態としておき、Nガス供給源52からのNガスの供給量は一定の状態のまま、希釈ガスであるNガスの流量を増減する。この操作により、PMDA気化部51内でのPMDAの気化量を一定の状態に保ったまま、各ガス吐出孔30からのガス流量を調整することができる。 In the carrier gas supply method, the valves V1 and V2 are opened, the valve V3 is closed, N 2 gas is introduced into the PMDA vaporization section 51, and a mixed gas of PMDA and N 2 gas is directed toward the first gas supply nozzle 3a. Air. For example this time, for the purpose of adjusting the flow rate of the gas discharged from the gas discharge holes 30, varying the supply amount of N 2 gas from the N 2 gas supply source 52, the amount of vaporization PMDA in the PMDA vaporization section 51 May change. Therefore, leave an open state of the valve V9 of the dilution gas supply pipe 590 side, the supply amount of N 2 gas from the N 2 gas supply source 52 remains constant state, increase or decrease the flow rate of N 2 gas is dilution gas To do. By this operation, the gas flow rate from each gas discharge hole 30 can be adjusted while the PMDA vaporization amount in the PMDA vaporization unit 51 is kept constant.

ODA側のキャリアガス供給方式についても同様に、バルブV4、V5を開き、バルブV6を閉じてODA気化部61にNガスを導入し、ODAとNガスとの混合ガスを第2のガス供給ノズル3bへ向けて送気する。そして、希釈ガス供給管690側のバルブV10を開いた状態としておき、Nガス供給源62からのNガスの供給量は一定の状態のまま、希釈ガスであるNガスの流量を増減する。この操作により、ODA気化部61内でのODAの気化量を一定の状態に保ったまま、各ガス吐出孔30からのガス流量を調整することができる。 Similarly, for the carrier gas supply system on the ODA side, the valves V4 and V5 are opened, the valve V6 is closed, N 2 gas is introduced into the ODA vaporization unit 61, and the mixed gas of ODA and N 2 gas is used as the second gas. Air is supplied toward the supply nozzle 3b. Then, leave an open state of the valve V10 of the dilution gas supply pipe 690 side, the supply amount of N 2 gas from the N 2 gas supply source 62 remains constant state, increase or decrease the flow rate of N 2 gas is dilution gas To do. By this operation, the gas flow rate from each gas discharge hole 30 can be adjusted while keeping the vaporization amount of ODA in the ODA vaporization unit 61 in a constant state.

一方、自圧供給方式では、バルブV1を開き、バルブV2、V3を閉じてキャリアガスであるNガスを用いずに、PMDA気化部51内で発生したPMDAをその自圧により第1のガス供給ノズル3aへ向けて送気する。しかしながらPMDAの自圧だけでは十分な流量が確保できず、各ガス吐出孔30からのPMDAの拡散性が確保できないおそれもある。そこで、希釈ガス供給管590側のバルブV9を開いた状態としておき、各ガス吐出孔30から所定のガス流量のPMDAが供給されるように、希釈ガスであるNガスの流量を増減する。このとき、希釈ガス供給管590側から供給されるNガスの流れにより、PMDA気化部51側からPMDAを第1のガス供給ノズル3a側へと引き込む作用が奏されていてもよい。 On the other hand, in the self-pressure supply system, opening the valve V1, without using the N 2 gas as a carrier gas by closing the valve V2, V3, by its own pressure of PMDA generated in the PMDA vaporizing unit 51 first gas Air is supplied toward the supply nozzle 3a. However, a sufficient flow rate cannot be ensured only by the self-pressure of PMDA, and the diffusibility of PMDA from each gas discharge hole 30 may not be ensured. Accordingly, the valve V9 on the side of the dilution gas supply pipe 590 is kept open, and the flow rate of N 2 gas that is the dilution gas is increased or decreased so that PMDA of a predetermined gas flow rate is supplied from each gas discharge hole 30. At this time, the action of drawing PMDA from the PMDA vaporization section 51 side to the first gas supply nozzle 3a side may be achieved by the flow of N 2 gas supplied from the dilution gas supply pipe 590 side.

ODA側の自圧供給方式についても同様に、バルブV4を開き、バルブV5、V6を閉じて、ODA気化部61内で発生したODAをその自圧により第2のガス供給ノズル3bへ向けて送気する。そして、希釈ガス供給管690側のバルブV10を開いた状態としておき、各ガス吐出孔30から所定のガス流量のPMDAが供給されるように、希釈ガスであるNガスの流量を増減する。このとき、希釈ガス供給管690側から供給されるNガスの流れにより、ODA気化部61側からODAを第2のガス供給ノズル3b側へと引き込む作用が奏されていてもよい。 Similarly for the ODA side self-pressure supply system, the valve V4 is opened, the valves V5 and V6 are closed, and the ODA generated in the ODA vaporization section 61 is sent to the second gas supply nozzle 3b by the self-pressure. I care. Then, the valve V10 on the side of the dilution gas supply pipe 690 is kept open, and the flow rate of N 2 gas that is the dilution gas is increased or decreased so that PMDA of a predetermined gas flow rate is supplied from each gas discharge hole 30. At this time, the action of drawing ODA from the ODA vaporization section 61 side to the second gas supply nozzle 3b side may be achieved by the flow of N 2 gas supplied from the dilution gas supply pipe 690 side.

図4A、図4Bを用いて説明したように、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bから供給された各成膜ガス(PMDA、ODA)は、これらのガス供給ノズル3a、3bの周囲に向けて、回転テーブル2(ウエハW)の上方の空間内に広がる。そして、図7中に流線を示すように、回転テーブル2の上方には、各供給位置(第1、第2の供給位置)から排気口4へ向けて流れる成膜ガスの通流領域が形成される。   As described with reference to FIGS. 4A and 4B, the film forming gases (PMDA and ODA) supplied from the first and second gas supply nozzles 3a and 3b are around these gas supply nozzles 3a and 3b. Toward the surface of the rotary table 2 (wafer W). Then, as shown by the flow lines in FIG. 7, above the turntable 2, there are flow regions for the film forming gas flowing from the supply positions (first and second supply positions) toward the exhaust port 4. It is formed.

ここで図7に示すように、第1のガス供給ノズル3aから見ると、当該第1のガス供給ノズル3a及び回転テーブル2を側方から挟む位置に2つの排気口4が配置されている。このため、第1のガス供給ノズル3aの各吐出孔30から両排気口4へ向けて、回転テーブル2のほぼ半面を覆うように、第1の成膜ガスの通流領域が形成される。図7においては、第1のガス供給ノズル3aから供給された成膜ガスの流線によって覆われている領域が、第1の成膜ガスの通流領域に相当する。   Here, as shown in FIG. 7, when viewed from the first gas supply nozzle 3a, the two exhaust ports 4 are arranged at positions sandwiching the first gas supply nozzle 3a and the rotary table 2 from the side. For this reason, the flow area of the first film-forming gas is formed so as to cover almost half of the turntable 2 from the discharge holes 30 of the first gas supply nozzle 3a toward the exhaust ports 4. In FIG. 7, the region covered by the flow line of the film forming gas supplied from the first gas supply nozzle 3a corresponds to the flow region of the first film forming gas.

また、第2のガス供給ノズル3bについても同様に、当該第2のガス供給ノズル3b及び回転テーブル2を側方から挟む位置に2つの排気口4が配置されている。よって、第2のガス供給ノズル3bの各吐出孔30から両排気口4へ向けて、回転テーブル2の残りのほぼ半面を覆うように、第2の成膜ガスの通流領域が形成される。図7においては、第2のガス供給ノズル3bから供給された成膜ガスの流線によって覆われている領域が、第2の成膜ガスの通流領域に相当する。   Similarly, with respect to the second gas supply nozzle 3b, two exhaust ports 4 are arranged at positions sandwiching the second gas supply nozzle 3b and the rotary table 2 from the side. Therefore, the second film-forming gas flow region is formed so as to cover the remaining half of the turntable 2 from the discharge holes 30 of the second gas supply nozzle 3b toward the exhaust ports 4. . In FIG. 7, the region covered by the flow line of the film forming gas supplied from the second gas supply nozzle 3 b corresponds to the flow region of the second film forming gas.

ここで、処理容器10内において第1、第2の成膜ガスの通流領域は、区画壁などで互いに区画された状態とはなっていない。従って、各成膜ガスの流れの乱れや拡散などに伴って、一方の成膜ガスの一部が、他方の成膜ガスの通流領域に進入することは可能である。但し、回転テーブル2の中央領域には、既述の阻害部21が設けられているので、当該中央領域を横切って、一方の成膜ガスが、他方の成膜ガスの通流領域に進入する流れ(進入流れ)の形成は抑えられている。さらに、分離ガス供給管36から、天板11と阻害部21との隙間に向けて分離ガスが供給されることにより、回転テーブル2の径方向へ向けて、当該隙間から分離ガスが流出する流れが形成される。この分離ガスの流れによっても、成膜ガスの進入流れの形成が抑えられる。   Here, the flow regions of the first and second film forming gases in the processing vessel 10 are not separated from each other by a partition wall or the like. Therefore, part of one film forming gas can enter the flow area of the other film forming gas as the flow of each film forming gas is disturbed or diffused. However, since the inhibition portion 21 described above is provided in the central region of the turntable 2, one film forming gas enters the flow region of the other film forming gas across the central region. The formation of flow (entrance flow) is suppressed. Further, the separation gas is supplied from the separation gas supply pipe 36 toward the gap between the top plate 11 and the obstruction part 21, whereby the separation gas flows out from the gap toward the radial direction of the turntable 2. Is formed. This separation gas flow also suppresses the formation of the inflow of film forming gas.

上述の作用に基づき、回転テーブル2の中心Cの周りを公転している各ウエハWは、第1の成膜ガスの通流領域と、第2の成膜ガスの通流領域とを交互に、繰り返し通過する。このとき、後述の図10に予備実験の結果を示すように、第1の成膜ガスの通流領域内では、第1のガス供給ノズル3aが配置されている第1の供給位置の周辺にて最も第1のモノマーの吸着量が多く、排気口4側へ近づくにつれて吸着量が少なくなるように、ウエハWの加熱温度が設定されている。この結果、第1のモノマーであるPMDAの吸着、及び既にウエハWに吸着しているODAとPMDAとの反応は、第1の供給位置の周辺にて進行する。   Based on the above-described operation, each wafer W revolving around the center C of the turntable 2 alternately has a first film formation gas flow area and a second film formation gas flow area. , Pass repeatedly. At this time, as shown in FIG. 10 to be described later, the result of the preliminary experiment is shown in the vicinity of the first supply position where the first gas supply nozzle 3a is arranged in the flow region of the first film forming gas. The heating temperature of the wafer W is set so that the adsorption amount of the first monomer is the largest and the adsorption amount decreases as it approaches the exhaust port 4 side. As a result, the adsorption of the first monomer PMDA and the reaction between ODA and PMDA already adsorbed on the wafer W proceed around the first supply position.

また、既述の加熱温度は、第2のガス供給ノズル3bが配置されている第2の供給位置の周辺においても第2のモノマーの吸着量が最も多く、排気口4側へ近づくにつれて吸着量が少なくなるように設定されている。この結果、第2の成膜ガスに含まれる第2のモノマーであるODAの吸着、及び既にウエハWに吸着しているPMDAとPMDAとの反応は、第2の供給位置の周辺にて進行する。
これらの作用により、PMDAとODAとの反応が進行し、ウエハWの表面にはポリイミドが形成され、当該ポリイミドを堆積させることにより成膜が行われる。
Further, the heating temperature described above has the largest amount of adsorption of the second monomer even in the vicinity of the second supply position where the second gas supply nozzle 3b is disposed, and the amount of adsorption as it approaches the exhaust port 4 side. Is set to be less. As a result, the adsorption of ODA, which is the second monomer contained in the second deposition gas, and the reaction between PMDA and PMDA already adsorbed on the wafer W proceed around the second supply position. .
By these actions, the reaction between PMDA and ODA proceeds, polyimide is formed on the surface of the wafer W, and deposition is performed by depositing the polyimide.

なおこのとき、回転テーブル2の回転速度が小さすぎると、各ウエハWが一方側の成膜ガスの供給位置を通過してから、他方側の成膜ガスの供給位置に到達するまでの移動時間が長くなる。そして、各モノマーの滞留吸着時間に比べて、前述の移動時間が長くなると、ウエハWから脱離するモノマー量が多くなり、十分な成膜速度が得られなくなるおそれもある。この観点で、回転テーブル2は、一方側成膜ガスの供給位置の周辺にて吸着させたモノマーがウエハWの表面に残存しているうちに、他方側の成膜ガスの供給位置に到達するように回転速度を調整することが好ましい。好適な回転速度は、回転速度の設定値を変化させて実際に成膜を行う予備実験を行い、単位時間当たりの成膜量が所望の値以上となる回転速度の範囲を特定することなどにより、把握することができる。   At this time, if the rotation speed of the turntable 2 is too low, the movement time from the time when each wafer W passes through the film deposition gas supply position on one side to the position on the other film deposition gas supply. Becomes longer. If the moving time is longer than the residence time of each monomer, the amount of monomer desorbed from the wafer W increases, and a sufficient film formation rate may not be obtained. From this point of view, the turntable 2 reaches the film deposition gas supply position on the other side while the monomer adsorbed in the vicinity of the one film deposition gas supply position remains on the surface of the wafer W. Thus, it is preferable to adjust the rotation speed. A suitable rotation speed is determined by performing a preliminary experiment in which film formation is actually performed by changing the set value of the rotation speed, and by specifying a rotation speed range in which the film formation amount per unit time is equal to or greater than a desired value. Can grasp.

このとき既述のように実施の形態に係る成膜装置においては、第1の成膜ガスまたは第2の成膜ガスの分圧をP1とし、同成膜ガスの飽和蒸気圧をP0とすると、これらの圧力の比であるP1/P0の値が、各々、1以下となるように設定している。また、第1、第2の成膜ガスのうち、相対的に蒸気圧の高い高蒸気圧ガスの分圧が、蒸気圧の低い低蒸気圧ガスの分圧よりも高くなるように設定している。この結果、低蒸気圧ガスの液化を防止しつつ、各成膜ガスが対応する通流領域を通過するまでの時間にて、ウエハWへの吸着、及びPMDAとODAとの反応を効率的に進行させることができる。   At this time, in the film forming apparatus according to the embodiment as described above, if the partial pressure of the first film forming gas or the second film forming gas is P1, and the saturated vapor pressure of the film forming gas is P0. The values of P1 / P0, which is the ratio of these pressures, are set to be 1 or less, respectively. In addition, among the first and second film forming gases, the partial pressure of the high vapor pressure gas having a relatively high vapor pressure is set to be higher than the partial pressure of the low vapor pressure gas having a low vapor pressure. Yes. As a result, while preventing the liquefaction of the low vapor pressure gas, the adsorption to the wafer W and the reaction between PMDA and ODA are efficiently performed in the time until each deposition gas passes through the corresponding flow area. Can be advanced.

また、第1、第2の成膜ガスの反応効率Eが5%以上、25%以下の範囲の例えば10%となるようにウエハWの加熱温度を設定している(PMDAとODAとを反応させる本例では160℃)。この反応効率の範囲では、一旦、ウエハWに吸着したモノマーの一部を脱離させて、各通流領域の下流側に再供給することが可能となる。   In addition, the heating temperature of the wafer W is set so that the reaction efficiency E of the first and second film forming gases is, for example, 10% in the range of 5% to 25% (reacting PMDA and ODA). In this example, 160 ° C.). Within this reaction efficiency range, it is possible to once desorb a part of the monomer adsorbed on the wafer W and re-supply it to the downstream side of each flow region.

従って、第1、第2のガス供給ノズル3a、3bから供給された第1、第2の成膜ガスは、その供給位置(第1、第2の供給位置)にて各モノマーが消費され切らない。この結果、各成膜ガスの通流領域の前面に亘ってPMDAやODAを供給することができる。こうして、ウエハWに各モノマーが吸着した状態で第1の成膜ガスの通流領域と第2の成膜ガスの通流領域とを、繰り返し通過することにより、ポリイミドが徐々に堆積されて成膜が行われる。   Accordingly, the first and second film-forming gases supplied from the first and second gas supply nozzles 3a and 3b are consumed by the respective monomers at the supply positions (first and second supply positions). Absent. As a result, PMDA and ODA can be supplied over the front surface of each deposition gas flow region. In this way, polyimide is gradually deposited by repeatedly passing through the first film forming gas flow region and the second film forming gas flow region while the monomers are adsorbed on the wafer W. A membrane is performed.

以上に説明した動作に基づき、予め設定された膜厚の膜を成膜したら、成膜ガスの供給、回転テーブル2の回転、及びウエハWの加熱を停止し、搬入時とは反対手順にて成膜処理を終えたウエハWを搬出した後、次の成膜処理の開始を待つ。
このとき、次の成膜処理を開始する前に、例えば真空容器10内にクリーニングガスであるOガスを供給すると共に、紫外線ランプ83により紫外線を照射してもよい。これにより活性化したOガスを回転テーブル2の表面に供給し、載置部24以外のウエハWによって覆われていなかった領域に形成されたポリイミドの膜を分解する処理を行うことができる。また回転テーブル2に形成された膜の分解は、予め設定された回数の成膜処理を行った後に行うようにしてもよい。
When a film having a preset film thickness is formed based on the operation described above, the supply of the film forming gas, the rotation of the turntable 2 and the heating of the wafer W are stopped, and the procedure opposite to that at the time of loading is performed. After unloading the wafer W after the film formation process, the process waits for the start of the next film formation process.
At this time, before starting the next film forming process, for example, an O 2 gas that is a cleaning gas may be supplied into the vacuum vessel 10 and ultraviolet rays may be irradiated by the ultraviolet lamp 83. Thus, the activated O 2 gas is supplied to the surface of the turntable 2, and a process of decomposing the polyimide film formed in the region not covered by the wafer W other than the mounting unit 24 can be performed. Further, the film formed on the turntable 2 may be disassembled after performing a predetermined number of film forming processes.

上述の実施の形態によれば、回転テーブル2の上方の第1の供給位置に第1の成膜ガスを供給し、第1の供給位置から回転テーブル2の回転方向に離間した第2の供給位置に第2の成膜ガスを供給する。この構成により、複数のウエハWに並行して第1の成膜ガス、第2の成膜ガスを供給することができるため生産性が向上する。   According to the above-described embodiment, the first film forming gas is supplied to the first supply position above the turntable 2, and the second supply is separated from the first supply position in the rotation direction of the turntable 2. A second deposition gas is supplied to the position. With this configuration, the first film forming gas and the second film forming gas can be supplied in parallel to the plurality of wafers W, so that productivity is improved.

ここで、2つの排気口4を設ける位置は、図3、図7に示した配置例に限定されるものではない。回転テーブル2の回転方向に沿って見て、第1のガス供給ノズル3aの配置位置(第1の供給位置)と第2のガス供給ノズル3bの配置位置(第2の供給位置)とに挟まれる範囲で、これらの図に示した位置とは異なる位置に各排気口4を設け、各成膜ガスの通流領域の範囲を変化させてもよい。   Here, the positions where the two exhaust ports 4 are provided are not limited to the arrangement examples shown in FIGS. 3 and 7. When viewed along the rotation direction of the turntable 2, the first gas supply nozzle 3a is sandwiched between the arrangement position (first supply position) and the second gas supply nozzle 3b (second supply position). In such a range, each exhaust port 4 may be provided at a position different from the position shown in these drawings, and the range of the flow region of each film forming gas may be changed.

また、実施の形態に係る成膜装置を用いて形成する膜は、図8Aに示すようにアミノ基を備えたモノマーを含む成膜ガスとエポキシ基を備えたモノマーを含む成膜ガスとを反応させて、エポキシ結合を有する膜物質により形成してもよい。また図8Bに示すようにアミノ基を備えたモノマーを含む成膜ガスとイソシアネートを備えたモノマーを含む成膜ガスとにより尿素結合を有する膜物質から膜の形成を行ってもよい。あるいは図8Cに示すようにアミノ基を備えたモノマーを含む成膜ガスと、酸無水物であるモノマーを含む成膜ガスとによりイミド結合を有する膜物質から膜を形成してもよい。さらには、アルコールであるモノマーを含む成膜ガスとイソシアネートであるモノマーを含む成膜ガスとによるウレタン結合を有する膜物質や、アミノ基を備えたモノマーを含む成膜ガスと、カルボン酸であるモノマーを含む成膜ガスとによるアミド結合を有する膜物質から膜を形成してもよい。さらには共重合、2分子反応、3分子反応、あるいは3種混合により重合体を形成して膜を形成してもよい。   In addition, as shown in FIG. 8A, a film formed using the film forming apparatus according to the embodiment reacts with a film forming gas containing a monomer having an amino group and a film forming gas containing a monomer having an epoxy group. It may be formed of a film substance having an epoxy bond. Further, as shown in FIG. 8B, a film may be formed from a film substance having a urea bond with a film forming gas containing a monomer having an amino group and a film forming gas containing a monomer having an isocyanate. Alternatively, as shown in FIG. 8C, a film may be formed from a film material having an imide bond by a film forming gas containing a monomer having an amino group and a film forming gas containing a monomer that is an acid anhydride. Furthermore, a film substance having a urethane bond by a film forming gas containing a monomer that is alcohol and a film forming gas containing a monomer that is isocyanate, a film forming gas containing a monomer having an amino group, and a monomer that is a carboxylic acid A film may be formed from a film substance having an amide bond with a film-forming gas containing. Further, a film may be formed by forming a polymer by copolymerization, two-molecule reaction, three-molecule reaction, or a mixture of three kinds.

そして第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスは、イソシアネート基やアミノ基などの官能基が互いに一官能性であるモノマーのほか、二官能性以上のモノマー同士を互いに結合させて膜物質を形成するものであってもよい。さらに膜物質を成膜するためのモノマーの骨格構造としては、芳香族、脂環族、脂肪族や、芳香族及び脂肪族の結合体などを用いることができる。   The first film forming gas and the second film forming gas are formed by combining monomers having functional groups such as isocyanate groups and amino groups which are monofunctional with each other and monomers having two or more functional groups with each other. May be formed. Furthermore, as a skeleton structure of a monomer for forming a film substance, aromatic, alicyclic, aliphatic, and aromatic and aliphatic conjugates can be used.

この他、既述の紫外線照射部8により、回転テーブル2に載置されたウエハWに向けて紫外線を照射し、成膜された膜を改質してもよい。あるいは、紫外線照射部8に代えて回転テーブル2の表面に赤外線を照射し、熱によって回転テーブル2に付着した膜物質を除去する構成でもよい。またクリーニング用の照射部と、ウエハWの改質用の照射部と、をともに備えていてもよい。
以上に検討したように、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
In addition, the deposited film may be modified by irradiating the wafer W placed on the turntable 2 with ultraviolet rays by the ultraviolet irradiation unit 8 described above. Alternatively, instead of the ultraviolet irradiation unit 8, the surface of the turntable 2 may be irradiated with infrared rays, and the film material attached to the turntable 2 may be removed by heat. Further, both an irradiation unit for cleaning and an irradiation unit for modifying the wafer W may be provided.
As discussed above, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The above-described embodiments may be omitted, replaced, and modified in various forms without departing from the scope and spirit of the appended claims.

次に、図7にて説明したように第1、第2のガス供給ノズル3a、3bの配置位置第1、第2の供給位置)の周辺で各成膜ガスに含まれるモノマーを吸着させることが可能であることを確認するための予備実験を行った結果について説明する。図9に示すように、真空容器100内にウエハWが載置される載置台101を備え、載置台101にはヒータ102が埋設された枚葉式の成膜装置を予備実験に用いた。また真空容器100の側壁には、第1の成膜ガス(PMDA)及び第2の成膜ガス(ODA)を供給する共通のガス供給ノズル3が設けられ、載置台101に載置されたウエハWの表面に向けて横方向に成膜ガスを供給できるように構成されている。一方載置台101を挟んで、ガス供給ノズル3から成膜ガスが吐出される方向と対向する位置には、排気部を成す排気口4aが設けられている。   Next, as described with reference to FIG. 7, the monomer contained in each film forming gas is adsorbed around the first and second gas supply nozzles 3 a and 3 b (positions of the first and second supply positions). The result of a preliminary experiment for confirming that this is possible will be described. As shown in FIG. 9, a single-wafer type film forming apparatus provided with a mounting table 101 on which a wafer W is mounted in a vacuum vessel 100 and having a heater 102 embedded in the mounting table 101 was used for a preliminary experiment. In addition, a common gas supply nozzle 3 for supplying a first film forming gas (PMDA) and a second film forming gas (ODA) is provided on the side wall of the vacuum vessel 100, and the wafer mounted on the mounting table 101. The film forming gas can be supplied in the lateral direction toward the surface of W. On the other hand, an exhaust port 4a constituting an exhaust unit is provided at a position opposite to the direction in which the film forming gas is discharged from the gas supply nozzle 3 with the mounting table 101 interposed therebetween.

このような成膜装置を用い、ウエハWの温度を140、160、180及び200℃に各々設定して成膜処理を行い、成膜ガスの吐出方向に伸びウエハWの中心を通る直線に沿った位置における、膜厚の分布を調べた。なお真空容器100内の圧力、第1、第2の成膜ガスの分圧については、図2、図3などを用いて説明した実施の形態に係る成膜装置と同様に設定し、これらの成膜ガスの供給シーケンスについては、実施の形態と同様に第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスを混合した後、ガス供給ノズル3から連続的に供給するシーケンスを用いた。
図10は、ウエハWの加熱温度を140、160、180及び200℃の各々に設定したときの膜厚分布を示す特性図である。図10の横軸は、成膜ガスの吐出位置からの距離を示し、縦軸は各位置に成膜されたポリイミドの膜厚を示している。
Using such a film forming apparatus, the temperature of the wafer W is set to 140, 160, 180, and 200 ° C., respectively, and the film forming process is performed. The film extends in the film forming gas discharge direction and runs along the straight line passing through the center of the wafer W. The film thickness distribution at different positions was examined. The pressure in the vacuum vessel 100 and the partial pressures of the first and second film forming gases are set in the same manner as the film forming apparatus according to the embodiment described with reference to FIGS. As for the film forming gas supply sequence, a sequence in which the first film forming gas and the second film forming gas are mixed and then continuously supplied from the gas supply nozzle 3 is used as in the embodiment.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the film thickness distribution when the heating temperature of the wafer W is set to 140, 160, 180 and 200 ° C., respectively. The horizontal axis in FIG. 10 indicates the distance from the film formation gas discharge position, and the vertical axis indicates the film thickness of the polyimide film formed at each position.

図10に示すように、いずれの加熱温度においても、ウエハWに成膜される膜の膜厚は、ガス供給ノズル3からの距離が長くなるに従い減少していることが分かる。例えばウエハWの加熱温度が最も低い140℃のときには、ウエハWに成膜される膜の膜厚は、ガス供給ノズル3からの吐出位置に近い領域にて他の加熱温度よりも厚い膜が形成され、当該吐出位置からの距離が大きくなるに連れて、急激に減少している。これは、図6を用いて説明したように、加熱温度が比較的低温の場合、ウエハWに吸着したモノマーが離脱する離脱量が少なくなるため、吐出位置に近い領域の膜が厚くなる一方、下流側に流れてくる成膜ガス中のモノマーの量が急激に減少し、これに伴って膜が薄くなっていると考えられる。   As shown in FIG. 10, at any heating temperature, it can be seen that the film thickness of the film formed on the wafer W decreases as the distance from the gas supply nozzle 3 increases. For example, when the heating temperature of the wafer W is the lowest, 140 ° C., a film formed on the wafer W is thicker than other heating temperatures in a region near the discharge position from the gas supply nozzle 3. As the distance from the discharge position increases, the distance decreases rapidly. As described with reference to FIG. 6, when the heating temperature is relatively low, the amount of the monomer adsorbed on the wafer W is reduced, so that the film in the region near the discharge position is thickened. It is considered that the amount of monomer in the film-forming gas flowing downstream decreases rapidly, and the film becomes thinner accordingly.

これに対してウエハWの加熱温度を例えば200℃に上げた場合には、吐出位置からの距離に対して、一次直線を描くように膜厚が減少しているが、その減少量が少ない。これは、加熱温度が高温になるに連れて、ウエハWからのモノマーの離脱量が多くなるためと考えられる。さらにウエハWからのモノマーの離脱量が多くなることでガス供給ノズル3からの距離が長くなってもガス中に成膜ガスが残りやすいと考えられ、ガス供給ノズル3から離れた位置においても成膜されやすいと言える。   On the other hand, when the heating temperature of the wafer W is increased to 200 ° C., for example, the film thickness decreases so as to draw a linear line with respect to the distance from the discharge position, but the decrease amount is small. This is presumably because the amount of monomer released from the wafer W increases as the heating temperature increases. Furthermore, it is considered that the amount of monomer released from the wafer W increases, so that even if the distance from the gas supply nozzle 3 is increased, the film forming gas is likely to remain in the gas. It can be said that it is easy to form a film.

これらの加熱温度と比較して、160℃の場合には、ガス供給ノズル3からの吐出位置に近い領域にて比較的厚い膜が形成され、当該吐出位置からの距離が大きくなるに連れて、緩やかに膜厚が減少する膜厚分布となっている。このように、ウエハWの加熱温度を調整することにより、成膜ガスの供給位置の周辺にて、モノマーを吸着させる領域を適度に広げることも可能であることが確認できた。そして、第1、第2のモノマーとして、PMDAとODA以外のモノマーを用いる場合であっても、反応エネルギーに応じた適切な加熱温度を設定することにより、成膜ガスに含まれるモノマーを吸着させる領域は、図10に示す例と同様に調節することができる。従って図3、図7を用いて説明した実施形態に係る第1、第2のガス供給ノズル3a、3bを用いて成膜処理を行ったときに、ウエハWの加熱温度を適切に選択することにより、各供給位置の周辺でモノマーを吸着、反応させて成膜処理を進行させることができると言える。   Compared to these heating temperatures, in the case of 160 ° C., a relatively thick film is formed in a region close to the discharge position from the gas supply nozzle 3, and as the distance from the discharge position increases, The film thickness distribution gradually decreases. As described above, it was confirmed that by adjusting the heating temperature of the wafer W, it is possible to appropriately widen the region for adsorbing the monomer in the vicinity of the deposition gas supply position. Even when monomers other than PMDA and ODA are used as the first and second monomers, the monomer contained in the film forming gas is adsorbed by setting an appropriate heating temperature according to the reaction energy. The region can be adjusted similarly to the example shown in FIG. Therefore, when the film forming process is performed using the first and second gas supply nozzles 3a and 3b according to the embodiment described with reference to FIGS. 3 and 7, the heating temperature of the wafer W is appropriately selected. Thus, it can be said that the film forming process can proceed by adsorbing and reacting the monomer around each supply position.

3a 第1のガス供給ノズル
3b 第2のガス供給ノズル
4 排気口
2 回転テーブル
10 真空容器
7 ヒータ
3a First gas supply nozzle 3b Second gas supply nozzle 4 Exhaust port 2 Rotary table 10 Vacuum vessel 7 Heater

Claims (10)

真空雰囲気が形成される処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、複数の基板を載置するための基板載置領域がその上面側に形成され、前記基板載置領域を回転軸周りに公転させるための回転機構を備えた回転テーブルと、
前記基板載置領域に載置された基板を加熱する加熱機構と、
基板の表面に形成される膜物質の原料となる原料ガスである第1の成膜ガスを前記加熱機構により加熱された基板の表面に吸着させるために、前記回転テーブルの上方の第1の供給位置に前記第1の成膜ガスを供給する第1のガス供給部と、
前記原料ガスであり、前記第1の成膜ガスと反応して前記膜物質を形成するための第2の成膜ガスを、前記加熱された基板の表面に吸着させるために、前記回転テーブルの上方であって、前記第1の供給位置から前記回転テーブルの回転方向に離間した第2の供給位置に前記第2の成膜ガスを供給する第2のガス供給部と、
前記処理容器内を排気するための排気部と、を備えたことを特徴とする成膜装置。
A processing vessel in which a vacuum atmosphere is formed;
A rotary table provided in the processing container, having a substrate placement area for placing a plurality of substrates on the upper surface thereof, and having a rotation mechanism for revolving the substrate placement area around a rotation axis. When,
A heating mechanism for heating the substrate placed in the substrate placement region;
A first supply above the turntable to adsorb a first film forming gas, which is a raw material gas used as a raw material for a film substance formed on the surface of the substrate, to the surface of the substrate heated by the heating mechanism. A first gas supply unit for supplying the first film-forming gas to a position;
In order to adsorb the second deposition gas, which is the source gas and reacts with the first deposition gas to form the film material, on the surface of the heated substrate, A second gas supply unit that supplies the second film-forming gas to a second supply position that is above and spaced from the first supply position in the rotation direction of the turntable;
And a gas exhaust apparatus for exhausting the inside of the processing container.
前記第1の供給位置と、前記第2の供給位置とは、平面視したとき、前記回転テーブルの回転中心を挟んで対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。   The said 1st supply position and the said 2nd supply position are provided in the position which opposes on both sides of the rotation center of the said rotary table, when planarly viewed. Deposition device. 前記回転テーブルの上面側であって、当該回転テーブルの回転中心を含む中央領域には、前記第1の供給位置と前記第2の供給位置との間での成膜ガスの通流を阻害するための阻害部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の成膜装置。   In the central region including the rotation center of the turntable on the upper surface side of the turntable, the flow of the film forming gas between the first supply position and the second supply position is hindered. The film forming apparatus according to claim 2, further comprising an obstructing unit for the purpose. 前記排気部は、前記回転テーブルの回転方向に沿って見て、前記第1の供給位置と前記第2の供給位置とに挟まれた位置であって、当該回転テーブルよりも外方に設けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の成膜装置。   The exhaust portion is a position sandwiched between the first supply position and the second supply position when viewed along the rotation direction of the rotary table, and is provided outside the rotary table. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the film forming apparatus is provided. 前記第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスのうちの飽和蒸気圧が低い低蒸気圧ガスの飽和蒸気圧をP0とし、前記ガス供給部から供給される第1、第2の成膜ガスの分圧をP1とすると、前記第1、第2の成膜ガスの各供給圧力はP1/P0が各々1以下になるように設定され、
前記加熱機構は、供給された各成膜ガスに対する当該成膜ガスの消費量の割合である反応効率が5%以上、25%以下となる温度に基板を加熱することを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。
The saturation vapor pressure of the low vapor pressure gas having a low saturation vapor pressure among the first film formation gas and the second film formation gas is P0, and the first and second film formation supplied from the gas supply unit. Assuming that the partial pressure of the gas is P1, the supply pressures of the first and second film forming gases are set so that P1 / P0 is 1 or less,
The heating mechanism heats the substrate to a temperature at which a reaction efficiency, which is a ratio of a consumption amount of the film forming gas to each supplied film forming gas, is 5% or more and 25% or less. 2. The film forming apparatus according to 1.
前記処理容器の天井面側には、前記回転テーブル側に向けて、膜の処理を行うための光を照射する照射部を備えたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一つに記載の成膜装置。   The irradiation part which irradiates the light for performing the process of a film | membrane toward the said rotary table side was provided in the ceiling surface side of the said process container, The one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. The film-forming apparatus of description. 前記照射部は、前記ガス供給部を介して供給されたクリーニングガスを活性化して前記回転テーブルの表面に付着した膜のクリーニングを行うための紫外線照射部であることを特徴とする請求項6に記載の成膜装置。   The said irradiation part is an ultraviolet irradiation part for activating the cleaning gas supplied through the said gas supply part, and cleaning the film | membrane adhering to the surface of the said rotary table. The film-forming apparatus of description. 前記照射部は、前記膜を改質するための紫外線照射部であることを特徴とする請求項6に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 6, wherein the irradiation unit is an ultraviolet irradiation unit for modifying the film. 真空雰囲気が形成される処理容器内に設けられ、回転テーブルの一面側に形成された複数の基板載置領域に基板を載置し、当該回転テーブルを回転させてその回転軸周りに基板を公転させる工程と、
次いで、前記基板載置領域に載置された基板を加熱すると共に、前記加熱された基板の表面に、当該基板の表面に形成される膜物質の原料となる原料ガスである第1の成膜ガスを吸着させるために、前記回転テーブルの上方の第1の供給位置に前記第1の成膜ガスを供給する工程と、
前記第1の成膜ガスの供給と並行して、前記原料ガスであり前記第1の成膜ガスと反応して前記膜物質を形成するための第2の成膜ガスを、前記加熱された基板の表面に吸着させるために、前記回転テーブルの上方であって、前記第1の供給位置から前記回転テーブルの回転方向に離間した第2の供給位置に前記第2の成膜ガスを供給する工程と、
前記処理容器内を排気する工程と、を含むことを特徴とする成膜方法。
A substrate is placed in a plurality of substrate placement areas that are provided in a processing vessel where a vacuum atmosphere is formed and is formed on one side of the turntable, and the turntable is rotated to revolve the substrate around its rotation axis. A process of
Next, the substrate placed on the substrate placement region is heated, and a first film forming material gas serving as a raw material for a film substance formed on the surface of the substrate is heated on the surface of the heated substrate. Supplying the first deposition gas to a first supply position above the turntable to adsorb gas;
In parallel with the supply of the first film-forming gas, the source gas, the second film-forming gas for reacting with the first film-forming gas to form the film material, is heated. In order to adsorb to the surface of the substrate, the second film forming gas is supplied to a second supply position above the turntable and spaced from the first supply position in the rotation direction of the turntable. Process,
And a step of exhausting the inside of the processing container.
成膜ガスを供給する工程では、前記第1の成膜ガス及び第2の成膜ガスのうちの飽和蒸気圧が低い低蒸気圧ガスの飽和蒸気圧をP0とし、前記ガス供給部から供給される第1、第2の成膜ガスの分圧P1とすると、前記第1、第2の成膜ガスの各供給圧力はP1/P0が各々1以下になるように設定されることと、
前記処理容器に供給された各成膜ガスに対する当該成膜ガスの消費量の割合である反応効率が5%以上、25%以下となる温度に基板を加熱することと、を特徴とする請求項9に記載の成膜方法。
In the step of supplying the film forming gas, the saturated vapor pressure of the low vapor pressure gas having a low saturated vapor pressure among the first film forming gas and the second film forming gas is set to P0 and supplied from the gas supply unit. Assuming that the partial pressure P1 of the first and second film-forming gases is set, the supply pressures of the first and second film-forming gases are set so that P1 / P0 is 1 or less,
The substrate is heated to a temperature at which a reaction efficiency, which is a ratio of consumption of the film forming gas to each film forming gas supplied to the processing container, is 5% or more and 25% or less. 10. The film forming method according to 9.
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