JP4655395B2 - Heat treatment apparatus and method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハ等の基板に対して熱処理を行う熱処理装置及びその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造プロセスの一つとして、半導体ウエハ(以下ウエハという)に例えばCVD(chemical vapor deposition)により成膜処理を施し、この成膜処理により形成された薄膜の膜質を改善するためにアニール処理を行う場合がある。このような処理の一例としては、酸化タンタル(Ta2O5)膜を形成し、この膜に酸素ラジカルを供給して膜質を改善する処理が挙げられる。
【0003】
図7の装置について説明すると、図中11は処理容器であり、この処理容器11内部には被処理基板であるウエハWを載置する載置台12と、この載置台12の上方側から成膜ガスを供給するためのシャワーヘッド13とが設けられており、載置台12の下方側開口部は例えば石英からなる透過窓14により気密に塞がれている。また処理容器11の下方側にはウエハWを裏面側から加熱するための加熱ランプ15が設けられている。処理容器11の近傍には活性種発生手段16が設けられており、アニール処理は例えば前記加熱ランプ15にてウエハWを加熱すると共に、この活性種発生手段16にて原料ガスを活性化して酸素ラジカルを発生させ、この酸素ラジカルを含む活性化されたガスを処理容器11の側壁に開口するガス供給口17を介し該ウエハWの表面へ側方側から供給して行われる。このような処理において酸素ラジカルはウエハW表面の薄膜内に入り込んで酸素イオンとなり、タンタルと酸素イオンとが当該膜内で化学的に安定した構造を形成するため、結果として膜質が向上する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら酸素ラジカルを含む活性化されたガスを処理容器11の側壁からウエハW表面に向けて供給すると、図8に示すようにガスが供給口17から離れるにつれて左右に拡散しながら前に進み、またガス供給口17から吹き出すときには中央部の方が流速が速いことから、ガスの流れをモデル化して考えてみると、図8に円弧状の点線で示すようにして広がっていく。図8に示す円弧状の点線はある時点で吹き出したガスが拡散していく様子であり、活性種の濃度はガス供給口17から見て手前側の方が高く、ここから離れるにつれて低くなる。従って中央ライン上のあるポイントから真横を見ると、当該ポイントにおける活性種の濃度よりも左右の領域の濃度は低いため、この濃度分布に対応して改質処理の面内均一性が低くなるという問題がある。
【0005】
ここでウエハWを回転させるようにすれば活性種の濃度分布の均一性を高めることができるが、処理容器11の下方側には加熱ランプ14を配置しているため、複雑な回転機構を設ける必要がある。
【0006】
一方、シャワーヘッド13から活性種を供給することも考えられるが、シャワーヘッドは成膜ガスを均一に拡散するための複数の拡散板を積み重ねた構成とされているため、その内部に形成される流路は距離が長く、活性種を流せばその途中で寿命が尽きて、処理容器11内に供給される活性種の濃度が所定値よりも低くなってしまうおそれが高く、実用的でない。
【0007】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、処理容器の外で生成した活性種を処理容器内に導いて基板を処理するにあたり、均一性の高い処理を行うことのできる技術を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る熱処理装置は、基板の載置台が設けられた処理容器と、前記載置台に載置された基板を加熱するための加熱部とを備え、前記処理容器内に基板を一枚ずつ搬入し、基板を加熱しながら活性種により当該基板に対して処理を行う熱処理装置において、
前記処理容器の近傍に設けられ、原料ガスを活性化して活性種を発生させるための活性種発生手段と、
前記活性種を前記基板の表面に向けて側方側から供給するためのガス供給口と、
このガス供給口から活性種が流入する向きを、当該ガス供給口から基板を見て左右に振るための風向調節手段と、
前記載置台に載置された基板の表面と対向するように設けられると共に多数の孔部を備え、これら孔部を介して基板に成膜ガスを供給する成膜ガス供給部と、
この成膜ガス供給部から基板に成膜ガスを供給して薄膜を形成し、次いでガス供給口から基板に活性種を供給して前記薄膜に対して処理を行うように装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【0009】
このような構成によれば、面内均一性の高い熱処理が行え、更に活性種を基板表面に向けてむらなく供給できる構成としているため、例えば成膜後の基板に対して行う薄膜の改質のためのアニール処理において処理むらの発生が生じにくいという効果がある。
【0010】
そして、基板を回転させなくても均一性の高い処理を行うことができることから、成膜処理と成膜後に行う上述のアニール処理とで装置を共用するときに効果的である。
【0011】
このような構成において形成される薄膜は例えば酸化タンタルのような金属酸化膜であり、例えば活性種に酸素ラジカルを用いることで酸素ラジカルが薄膜中に入り込んで安定化し、結果として膜質が改善される。
【0012】
また他の発明に係る熱処理装置は、処理容器内に配置された基板を加熱して処理ガスにより当該基板に対して処理を行う熱処理装置において、
処理ガスを基板の表面に向けて側方側から供給するためのガス供給口と、
このガス供給口の左側に設けられ、ガス供給口の前方右側に向けてキャリアガスを吹き出すことにより当該ガス供給口から処理容器内に流入する処理ガスの流れの向きを右側に寄せるための第1のガス噴射手段と、
このガス供給口の右側に設けられ、ガス供給口の前方左側に向けてキャリアガスを吹き出すことにより当該ガス供給口から処理容器内に流入する処理ガスの流れの向きを左側に寄せるための第2のガス噴射手段と、
これら第1のガス噴射手段及び第2のガス噴射手段のガス噴射流量を調整して処理ガスの流れの向きを左右に振るための調整部と、を備えたことを特徴とする。
【0013】
このような構成によれば、第1及び第2のガス噴射手段を用いることで基板に対して側方側から供給される処理ガスの向きを、該処理ガスの供給側から見て左右方向に振ることができるので、基板表面の部分ごとに処理むらが生じにくく、面内均一性の高い熱処理を行うことができる。
【0014】
また本発明に係る熱処理方法は、基板を処理容器内に搬入する工程と、
次いで、基板の表面と対向するように設けられた多数のガス供給孔から当該基板に成膜ガスを供給して薄膜を形成する工程と、
その後、活性種を基板の表面に向けて側方側から左右に流入方向を変えながら供給して、前記薄膜に対して処理を行う工程と、を含むことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る熱処理装置の実施の形態を、図1及び図2を参照しながら説明する。21は例えばアルミニウムよりなる処理容器であり、この処理容器21内には被処理基板であるウエハWより僅かに大きな円板状をなす例えばSiCによってコーティングされたカーボン製のウエハ載置台22が設けられている。また処理容器21の側壁の一方にはウエハWを処理容器21内に搬入するためのゲートバルブ23が設けられており、他方側にはガス供給口である開口部24が形成され、処理容器21と活性種発生手段3とを連通させるガス供給路31が気密に接続されている。
【0016】
活性種発生手段3は、後述する成膜処理にてウエハW表面に形成される薄膜の膜質を改善するため、ウエハW表面に向けて供給する活性種例えば酸素ラジカルを生成するものであり、例えば原料ガスに高周波電圧を印可して当該ガスを活性化させるように構成されている。活性種発生手段3は活性種の寿命が短いことを考慮して例えば処理容器21側方の近い位置に設けられており、また開口部24はウエハW表面に近く且つウエハWを臨む位置、例えばウエハWの表面と概ね同レベルの処理容器21側壁に形成される。一方、活性種発生手段3における酸素ラジカル生成用の原料ガス例えば窒素と酸素の混合ガスは、供給路32及びバルブV0を介して原料ガス供給源33から供給されるように構成されている。
【0017】
また処理容器21の側壁には、ガス供給路31及び開口部24を介して処理容器21内に活性種が流入される向きを左右に振るための、風向調節手段である一対のガス噴射手段4a,4b(図1では図示せず)が設けられている。
【0018】
ここで活性種発生手段3の中心とウエハWの中心とを直線で結ぶガス供給路31の中心線をL1とすると、ガス噴射手段4a,4bは例えば図2の平面図に示すように開口部24を挟み、且つ中心線L1に対して線対称となるように左右に設けられる。これらガス噴射手段4a,4b先端の吐出孔41が臨む方向は、開口部24からウエハWを臨む方向を前方とすると、右手に設けられるガス噴射口4aは左前方を、左手に設けられるガス噴射口4bは右前方を向くように夫々位置決めされ、活性種に対し後述するキャリアガスによる推進力を斜め後方側から与えられるようになっている。
【0019】
一方、ガス噴射手段4aの基端側はバルブV1を介して、またガス噴射手段4bの基端側はバルブV2を介して、夫々例えば窒素ガス等の不活性ガスからなるキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給源42へと接続されている。バルブV1及びV2はキャリアガスの吐出流量を調節するために設けられるものであり、制御部43にてこれらバルブV1及びV2の開度を調節するように構成されている。この制御部43における開度調節はバルブV1とバルブV2とで別々に行うことができるため、そのバランスを変えることで開口部24から活性種が流入する向きを当該開口部24から基板を見て左右に振ることができるようになっている。
【0020】
またウエハ載置台22の周囲には、図示するように例えば開口部24からみて手前に排気口101,102が、奥側には排気口103,104が夫々設けられており、各々が図示しない真空ポンプと接続されている。これら排気口101〜104は例えば制御部43にて図示しない開閉手段の制御を行うことで、排気を行う箇所の切り替えができるように構成されており、例えば成膜処理時と成膜後に行う薄膜の改質処理(アニール処理)とで開閉箇所を切り替えることにより、処理容器21内に各処理ごとに適したガスの流れを形成することができる。
【0021】
ここで再び図1に戻って説明を続けると、処理容器21の天井部には、ウエハ載置台22に対向するように成膜ガス供給部であるシャワーヘッド51が設けられており、このシャワーヘッド51はウエハWの表面全体に成膜ガスの供給を行うことができるように、底面に下方側を向いた多数の孔部52が形成されている。シャワーヘッド51の内部には多数の孔部53が形成された拡散板54が複数段設けられている。なお上述のように拡散板54は実際には複数設けられているが、ここでは作図の都合上一枚だけ図示している。またシャワーヘッド51の上端には、ガス供給管55及びバルブV3を介して成膜ガス供給源56が接続されている。この成膜ガス供給源56には例えば酸化タンタル(Ta2O5)膜の成膜成分としてTa(OC2H5)5の液体ソースが貯留されており、成膜処理時にはキャリアガスを用いてこの液体ソースを気化させて蒸気とし、この蒸気を図示しないキャリアガス供給源から供給されるキャリアガスと共に成膜ガスとしてシャワーヘッド51へ送り出すことができるように構成されている。
【0022】
ウエハ載置台22の周囲にはウエハリフト25が設けられており、このウエハリフト25はウエハWの搬入出を行う図示しない搬送アームとの間でウエハWの受け渡しができるように、昇降自在に構成されている。また、ウエハ載置台22の下方側には不活性ガスが通流するように孔部が形成されたガス整流板26が設けられ、その更に下方側には処理容器21の下方開口部を塞ぐ透過窓27が気密に設けられている。
【0023】
一方、透過窓27の下方側には加熱部6が設けられており、この加熱部6は複数のすり鉢状の凹み60を有する反射板61と、これら凹み60に収まるように例えば同心円に沿って配列される例えばハロゲンランプやアークランプなどからなる複数の加熱ランプ62と、ウエハWを全面に亘って均等に昇温させるため、反射板61を裏面側から鉛直軸周りに回転させる回転テーブル63とで構成されている。
【0024】
次に上述実施の形態における作用について説明する。先ずゲートバルブ23を開くと図示しない搬送アームが処理容器21内へと進入し、ウエハWは搬送アームからウエハリフト25へ受け渡される。しかる後ウエハリフト25を降下させてウエハWをウエハ載置台22の中央に載置し、加熱ランプ62によりウエハWの表面温度を所定のプロセス温度例えば480℃となるまで昇温させる。そしてバルブV3を開き、シャワーヘッド51からウエハW表面に向けて成膜ガスを供給するときに排気口101〜104を介して図示しない真空ポンプにより処理容器21内を所定の真空度に維持する。この結果、成膜ガスはウエハW上で熱エネルギーを受けて分解し、化学的気相反応によりウエハWの表面全体に例えば酸化タンタル(Ta2O5)の薄膜が形成され、所定時間経過後バルブV3を閉じて成膜ガスの供給を停止し、更に加熱部6による加熱を停止してウエハWの温度を次行程のアニール処理のプロセス温度まで降温する。
【0025】
次いでウエハW表面に形成された酸化タンタル膜の膜質を改善するためのアニール処理の説明を行う。先ずシャワーヘッド51から不活性ガスを供給して処理容器21内を不活性ガス雰囲気とすると共に、2つの排気口101,102を閉じて残りの2つの排気口103,104を介して真空排気し、所定の真空度に維持する。一方、加熱ランプ62によりウエハWを所定のプロセス温度例えば580℃に維持し、この状態で活性種発生手段3に例えば窒素と酸素とを混合した原料ガスを供給して活性種である酸素ラジカルを含む、活性化されたガス(プラズマ)を開口部24から処理容器21内に供給する。このガスはウエハW表面へと向かい、酸素ラジカルはウエハW表面の薄膜内に入り込んで酸素イオンとなり、タンタルと酸素イオンとが当該膜内で化学的に安定した構造を形成していくが、このとき処理容器21内では制御部43によるガス噴射手段4a,4bのガスの吐出制御が行われており、これによりガス流は左へ右へと向きを変えて供給される。ここでガス流の向きとガス噴射手段4a,4bの働きの関係について図3を参照しながら説明する。ここで目的としていることは、活性種発生手段3からガス供給路31に沿って直進してくるガス流を開口部24からウエハWを臨んだときにおける左右方向へ振り分け、酸素ラジカルがウエハWの表面全体に均等に供給されるようにすることである。左右方向への振り分けは本実施の形態ではガス噴射手段4aとガス噴射手段4bとのキャリアガスの吐出流量のバランスを変化させることで実現される。
【0026】
即ち、先ず制御部43はガス噴射手段4aに係るバルブV1を閉じ、ガス噴射手段4bに係るバルブV2を全開にする。これによりガス流はガス噴射手段4bの先端よりも前方に進んだあたりで、左斜め後方からキャリアガスの噴出圧力を受けることとなり、図3(a)に実線で示すように右方向へ進路を変えることとなる。
【0027】
そして徐々にバルブV1を開いてガス噴射手段4aの吐出流量を大きくすると共にバルブV2を閉じてガス噴射手段4bの吐出流量を低下させていくことによりガス流の向きは、図3(b)に点線で示すウエハWの右側から左側へと徐々に振られていく。図3(b)中に実線で示す矢印は例えばガス噴射手段4aの吐出流量がガス噴射手段4bの吐出流量よりも少し多いときのガス流の進行方向を示したものである。そして図3(c)は、ガス噴射手段4bに係るバルブV2を閉じガス噴射手段4(a)に係るバルブV1を全開にした状態を示したものであり、このようにガス流の方向がウエハW左端まで達すると、こんどは逆にガス流の向きを図3(c)から図3(b),図3(a)へと順に戻し、一連の動作を繰り返す。
【0028】
ところでガス流は既述の図8のように拡散するため、ガス流がウエハWの中心に向いたままだと酸素ラジカル濃度はウエハW中心と開口部24とを結ぶ線上から横に離れていく程小さくなるが、ガス流の向きを右に振ったときにはウエハWの右側領域の酸素ラジカル濃度が大きく、ウエハWの中央部領域の酸素ラジカル濃度が小さくなり、またガス流の向きを左に振ったときにはウエハWの左側領域の酸素ラジカル濃度が大きく、ウエハWの中央部領域の酸素ラジカル濃度が小さくなるため、結局酸素ラジカル濃度がならされ、ウエハWに対して面内均一性の高い改質処理を行うことができる。
【0029】
このように本実施の形態によれば、成膜後のウエハに対して行う膜質改善のためのアニール処理において、面内均一性が向上する。そして前記活性種をウエハWの各部位に振り分けるために一対のガス噴射手段4a,4bを用いるようにしているため、成膜処理と薄膜を改質するためのアニール処理とを共通の装置で行い、且つウエハWの回転機構を用いることなく上述効果を上げることができ、更にはアニール処理において移動の途中に活性種の寿命が尽きるおそれがない。また、活性種の進行方向を気体の噴出力で変えるようにしているため、処理容器内における可動パーツを減らせるという利点もある。
【0030】
なお上述実施の形態におけるガス噴射手段4a,4bを左右方向に回動できるように構成し、両ガス噴射手段4a,4bにおけるガスの吐出流量の比に加えてガス噴射の向きも変えることにより、ガス流の進行方向を細かに調節するようにしてもよい。
【0031】
また、本実施の形態における風向調節手段はガス噴射手段に限られるものではなく、同様の効果を奏する他の手段によることも可能である。例えば図4に示す実施の形態は、風向調節手段として上述のガス噴射手段4a,4bに代えてガス供給路31の先端近傍に風向調節板71を設けるようにしたものである。この風向調節手段は例えば図5に示すように横断面流線型をなす風向調節板71と、ガス供給路31を鉛直方向に気密に貫通して風向調節板71を軸支する軸部72と、この軸部72の例えば上端におけるガス供給路31の外に設けられた被作動部73とを備え、この被作動部73が例えば図示しない作動部からの磁力によって風向調節板71が鉛直軸周りに回転する。そしてウエハWに対して活性種を供給する際には、図4に示すように風向調節板71の先端の向きを徐々に変えていくことで、上述実施の形態と同様にガス流が左右に振られてウエハW全体に酸素ラジカルが高い均一性で行き渡る。この風向調節板71の位置はガス流の向きを左右に振ることができれば任意の位置に設定できる。
【0032】
更にまた、図6に示す実施の形態によっても上述した2つの実施の形態と同様の効果を上げることが可能である。本実施の形態はガス供給路31の先端部81の形状を、活性種発生手段3側から処理容器21側に左右に向けて広がるラッパ形とし、その後端と活性種発生手段3とを屈曲自在な部材例えばベローズ82にて気密に接続すると共に、活性種発生手段3の下方側に駆動部及びレールからなる移動手段83を設け、該活性種発生手段3自体がウエハWの左右方向にスライドするように構成したものである。
【0033】
即ち本実施の形態は、活性種発生手段3自体を動かすことにより活性種の進行方向を定めようとするものであり、ガス供給路31について言えばベローズ82は活性種発生手段3の移動に伴い屈曲且つ伸縮し、また先端部81は活性種発生手段3の移動する角度に合わせて先端が広がった形状とされているため、ガス流は開口部24の左右端に当たって方向を変えてしまうおそれが少なく、活性種発生手段3の位置に応じてウエハW表面の左右方向に向かって直進する。従って本実施の形態においても、既述の実施の形態と同様にガス流を左右に振り分けることができ、面内均一性の高い改質処理が行える。。
【0034】
なおこれまで述べてきた3つの実施の形態は、夫々組み合わせて使用してもよく、例えば図4に示した実施の形態においてガス供給路31の先端を図6にて示した先端部81のようなラッパ状のものとすると共に板状体7の位置を例えば開口部24よりも後方側に配置すれば、開口部24近傍の処理容器21内壁にぶつかる活性種の量を減らすことができるため、活性種を意図した部位に向かわせる精度を高めることができる。
【0035】
また上述実施の形態にて用いてきた各風向調節手段は、酸素ラジカルによるアニール処理でのみ用いられるものではなく、例えばCVDにやエッチングにおける処理ガスの供給時に用いるようにしてもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る熱処理装置及びその方法によれば、基板に対して面内均一性の高い熱処理を行うことができる。特に、成膜処理後の薄膜に対する改質処理については、処理むらの発生が起こりにくく効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る熱処理装置の実施の形態を示す縦断面図である。
【図2】本発明に係る熱処理装置の実施の形態を示す平面図である。
【図3】本実施の形態の作用を説明するための作用説明図である。
【図4】本発明に係る熱処理装置の他の実施の形態を示す概略平面図である。
【図5】前記他の実施の形態における要部を説明するための概略斜視図である。
【図6】本発明に係る熱処理装置の更に他の実施の形態を示す概略斜視図である。
【図7】従来発明に係る熱処理装置を示す概略平面図である。
【図8】発明が解決しようとする課題を説明するための説明図である。
【符号の説明】
W ウエハ
21 処理容器
22 ウエハ載置台
24 開口部
3 活性種発生手段
31 ガス供給路
4a,4b ガス噴射手段
41 吐出孔
42 キャリアガス供給源
43 制御部
51 シャワーヘッド
56 成膜ガス供給源
6 加熱部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat treatment apparatus and method for performing heat treatment on a substrate such as a semiconductor wafer.
[0002]
[Prior art]
As one of the semiconductor device manufacturing processes, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) is subjected to a film forming process by, for example, chemical vapor deposition (CVD), and an annealing process is performed to improve the film quality of the thin film formed by the film forming process. May do. As an example of such a process, there is a process of forming a tantalum oxide (Ta2O5) film and supplying oxygen radicals to the film to improve the film quality.
[0003]
The apparatus of FIG. 7 will be described. In FIG. 7,
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an activated gas containing oxygen radicals is supplied from the side wall of the
[0005]
If the wafer W is rotated here, the uniformity of the concentration distribution of the active species can be improved. However, since the
[0006]
On the other hand, it is conceivable to supply active species from the
[0007]
The present invention has been made based on such circumstances, and the purpose thereof is to perform highly uniform processing when processing the substrate by introducing the active species generated outside the processing container into the processing container. It is to provide technology that can be used.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A heat treatment apparatus according to the present invention includes a processing container provided with a substrate mounting table, and a heating unit for heating the substrate mounted on the mounting table, and the substrates are placed one by one in the processing container. In a heat treatment apparatus that carries in and processes the substrate with active species while heating the substrate,
An active species generating means provided in the vicinity of the processing vessel for activating a source gas to generate active species;
A gas supply port for supplying the active species from the side toward the surface of the substrate;
Wind direction adjusting means for swinging the direction in which the active species flows from the gas supply port to the left and right when viewing the substrate from the gas supply port,
A film forming gas supply unit that is provided so as to face the surface of the substrate placed on the mounting table and includes a large number of holes, and supplies a film forming gas to the substrate through these holes,
A control unit that controls the apparatus to supply a deposition gas to the substrate from the deposition gas supply unit to form a thin film, and then supply active species to the substrate from the gas supply port to perform processing on the thin film. And .
[0009]
According to such a configuration, a heat treatment with high in-plane uniformity can be performed, and further, active species can be supplied uniformly toward the substrate surface. For this reason, there is an effect that unevenness of the processing hardly occurs in the annealing process.
[0010]
Since a highly uniform process can be performed without rotating the substrate, it is effective when the apparatus is shared by the film forming process and the above-described annealing process performed after the film forming .
[0011]
The thin film formed in such a configuration is, for example, a metal oxide film such as tantalum oxide. For example, by using oxygen radicals as active species, oxygen radicals enter and stabilize the thin film, and as a result, the film quality is improved. .
[0012]
Further, a heat treatment apparatus according to another invention is a heat treatment apparatus for heating a substrate disposed in a processing vessel and processing the substrate with a processing gas.
A gas supply port for supplying a processing gas from the side toward the surface of the substrate;
A first gas passage is provided on the left side of the gas supply port, and blows the carrier gas toward the front right side of the gas supply port to bring the direction of the flow of the processing gas flowing into the processing container from the gas supply port to the right side. Gas injection means,
A second gas passage is provided on the right side of the gas supply port, and blows the carrier gas toward the front left side of the gas supply port to move the flow direction of the processing gas flowing into the processing container from the gas supply port toward the left side. Gas injection means,
And an adjusting unit for adjusting the gas injection flow rates of the first gas injection unit and the second gas injection unit to change the flow direction of the processing gas to the left and right.
[0013]
According to such a configuration, by using the first and second gas injection means, the direction of the processing gas supplied from the side with respect to the substrate is set in the left-right direction as viewed from the processing gas supply side. Since it can be shaken, processing unevenness hardly occurs for each portion of the substrate surface, and heat treatment with high in-plane uniformity can be performed .
[0014]
Moreover, the heat treatment method according to the present invention includes a step of carrying a substrate into a processing container,
Next, a process of forming a thin film by supplying a deposition gas to the substrate from a number of gas supply holes provided to face the surface of the substrate;
Thereafter, the active species are supplied toward the surface of the substrate while changing the inflow direction from the side to the left and right, and the thin film is processed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a heat treatment apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0016]
The active species generating means 3 generates active species such as oxygen radicals supplied toward the surface of the wafer W in order to improve the film quality of a thin film formed on the surface of the wafer W in a film forming process to be described later. A high frequency voltage is applied to the source gas to activate the gas. The active species generating means 3 is provided at a position close to the side of the
[0017]
A pair of gas injection means 4a, which are wind direction adjusting means, are provided on the side wall of the
[0018]
Here, assuming that the center line of the
[0019]
On the other hand, the base end side of the gas injection means 4a is supplied through a valve V1, and the base end side of the gas injection means 4b is supplied through a valve V2 to supply a carrier gas made of an inert gas such as nitrogen gas, respectively. Are connected to a carrier
[0020]
Further, around the wafer mounting table 22, as shown in the figure, for example,
[0021]
Here, returning to FIG. 1 again, the description will be continued. A shower head 51, which is a film forming gas supply unit, is provided on the ceiling of the
[0022]
A
[0023]
On the other hand, a
[0024]
Next, the operation in the above embodiment will be described. First, when the
[0025]
Next, an annealing process for improving the film quality of the tantalum oxide film formed on the surface of the wafer W will be described. First, an inert gas is supplied from the shower head 51 to make the inside of the
[0026]
That is, first, the
[0027]
The valve V1 is gradually opened to increase the discharge flow rate of the gas injection means 4a, and the valve V2 is closed to decrease the discharge flow rate of the gas injection means 4b. The direction of the gas flow is as shown in FIG. The wafer W is gradually shaken from the right side to the left side of the wafer W indicated by the dotted line. An arrow indicated by a solid line in FIG. 3B indicates a traveling direction of the gas flow when the discharge flow rate of the
[0028]
By the way, since the gas flow is diffused as shown in FIG. 8 described above, the oxygen radical concentration is further away from the line connecting the center of the wafer W and the
[0029]
Thus, according to the present embodiment, in-plane uniformity is improved in the annealing process for improving the film quality performed on the wafer after film formation. Since the pair of gas injection means 4a and 4b is used to distribute the active species to each part of the wafer W, the film forming process and the annealing process for modifying the thin film are performed by a common apparatus. In addition, the above-described effect can be improved without using the rotation mechanism of the wafer W, and there is no possibility that the lifetime of the active species will be exhausted during the movement in the annealing process. Further, since the traveling direction of the active species is changed by the gas jet power, there is an advantage that the movable parts in the processing container can be reduced.
[0030]
The gas injection means 4a, 4b in the above-described embodiment is configured to be able to rotate in the left-right direction, and by changing the direction of gas injection in addition to the ratio of the gas discharge flow rates in both gas injection means 4a, 4b, The traveling direction of the gas flow may be finely adjusted.
[0031]
Further, the wind direction adjusting means in the present embodiment is not limited to the gas injection means, and other means that achieve the same effect can be used. For example, in the embodiment shown in FIG. 4, a wind
[0032]
Furthermore, the embodiment shown in FIG. 6 can achieve the same effects as those of the above-described two embodiments. In the present embodiment, the shape of the
[0033]
That is, in the present embodiment, the active species generating means 3 itself is moved to determine the advancing direction of the active species, and the
[0034]
The three embodiments described so far may be used in combination. For example, in the embodiment shown in FIG. 4, the tip of the
[0035]
In addition, each wind direction adjusting means used in the above-described embodiment is not used only in the annealing process using oxygen radicals, but may be used, for example, when supplying a processing gas for CVD or etching.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the heat treatment apparatus and method according to the present invention, heat treatment with high in-plane uniformity can be performed on the substrate. In particular, the reforming process for the thin film after the film forming process is effective in preventing the occurrence of process unevenness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a heat treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of a heat treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the present embodiment;
FIG. 4 is a schematic plan view showing another embodiment of the heat treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic perspective view for explaining a main part in the other embodiment.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing still another embodiment of the heat treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic plan view showing a heat treatment apparatus according to a conventional invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a problem to be solved by the invention.
[Explanation of symbols]
Claims (4)
前記処理容器の近傍に設けられ、原料ガスを活性化して活性種を発生させるための活性種発生手段と、
前記活性種を前記基板の表面に向けて側方側から供給するためのガス供給口と、
このガス供給口から活性種が流入する向きを、当該ガス供給口から基板を見て左右に振るための風向調節手段と、
前記載置台に載置された基板の表面と対向するように設けられると共に多数の孔部を備え、これら孔部を介して基板に成膜ガスを供給する成膜ガス供給部と、
この成膜ガス供給部から基板に成膜ガスを供給して薄膜を形成し、次いでガス供給口から基板に活性種を供給して前記薄膜に対して処理を行うように装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする熱処理装置。 A processing container provided with a substrate mounting table, and a heating unit for heating the substrate mounted on the mounting table, and carrying the substrates one by one into the processing container while heating the substrate In a heat treatment apparatus for processing the substrate with active species,
An active species generating means provided in the vicinity of the processing vessel for activating a source gas to generate active species;
A gas supply port for supplying the active species from the side toward the surface of the substrate;
Wind direction adjusting means for swinging the direction in which the active species flows from the gas supply port to the left and right when viewing the substrate from the gas supply port;
A film forming gas supply unit that is provided so as to face the surface of the substrate placed on the mounting table and includes a large number of holes, and supplies a film forming gas to the substrate through these holes,
A control unit that controls the apparatus to supply a film forming gas to the substrate from the film forming gas supply unit to form a thin film, and then to supply active species to the substrate from the gas supply port to perform processing on the thin film And a heat treatment apparatus comprising:
処理ガスを基板の表面に向けて側方側から供給するためのガス供給口と、
このガス供給口の左側に設けられ、ガス供給口の前方右側に向けてキャリアガスを吹き出すことにより当該ガス供給口から処理容器内に流入する処理ガスの流れの向きを右側に寄せるための第1のガス噴射手段と、
このガス供給口の右側に設けられ、ガス供給口の前方左側に向けてキャリアガスを吹き出すことにより当該ガス供給口から処理容器内に流入する処理ガスの流れの向きを左側に寄せるための第2のガス噴射手段と、
これら第1のガス噴射手段及び第2のガス噴射手段のガス噴射流量を調整して処理ガスの流れの向きを左右に振るための調整部と、を備えたことを特徴とする熱処理装置。 In a heat treatment apparatus for heating a substrate disposed in a processing container and processing the substrate with a processing gas,
A gas supply port for supplying a processing gas from the side toward the surface of the substrate;
A first gas passage is provided on the left side of the gas supply port, and blows the carrier gas toward the front right side of the gas supply port so that the flow direction of the processing gas flowing into the processing container from the gas supply port is shifted to the right side. Gas injection means,
A second gas gas is provided on the right side of the gas supply port, and blows the carrier gas toward the front left side of the gas supply port to move the flow direction of the processing gas flowing into the processing container from the gas supply port to the left side. Gas injection means,
A heat treatment apparatus , comprising: an adjustment unit configured to adjust a gas injection flow rate of the first gas injection unit and the second gas injection unit to change the flow direction of the processing gas to the left and right .
次いで、基板の表面と対向するように設けられた多数のガス供給孔から当該基板に成膜ガスを供給して薄膜を形成する工程と、
その後、活性種を基板の表面に向けて側方側から左右に流入方向を変えながら供給して、前記薄膜に対して処理を行う工程と、を含むことを特徴とする熱処理方法。Carrying a substrate into a processing container;
Next, a process of forming a thin film by supplying a deposition gas to the substrate from a number of gas supply holes provided to face the surface of the substrate;
Then, the active species is supplied toward the surface of the substrate while changing the inflow direction from the side to the left and right, and the thin film is processed.
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Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH029116A (en) * | 1988-06-27 | 1990-01-12 | Tel Sagami Ltd | Forming method for film on semiconductor substrate |
JPH03203317A (en) * | 1989-12-29 | 1991-09-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Plasma processor |
JPH04171944A (en) * | 1990-11-06 | 1992-06-19 | Fujitsu Ltd | Vapor phase epitaxial growth equipment |
JPH04177831A (en) * | 1990-11-13 | 1992-06-25 | Toshiba Corp | Vacuum treatment device |
JPH04133428U (en) * | 1991-05-30 | 1992-12-11 | 日本電信電話株式会社 | Reaction tube for vapor phase growth |
JPH05271950A (en) * | 1992-03-26 | 1993-10-19 | Toshiba Corp | Cvd device |
JPH05335239A (en) * | 1992-05-27 | 1993-12-17 | Tokyo Electron Ltd | Film forming apparatus |
JPH08139079A (en) * | 1994-09-17 | 1996-05-31 | Toshiba Corp | Charged beam device |
JPH0964307A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Hitachi Ltd | Heat treatment method of oxide thin film |
JPH1032169A (en) * | 1996-07-17 | 1998-02-03 | Nippon Sanso Kk | Method and device for vapor growth |
JPH11204518A (en) * | 1998-01-09 | 1999-07-30 | Nec Corp | Method and device for manufacturing semiconductor device |
JPH11329975A (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-30 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | One-by-one-type epitaxial growing device and method for cleaning the same |
JP2000054145A (en) * | 1998-08-04 | 2000-02-22 | Komatsu Ltd | Surface treating device |
JP2000173945A (en) * | 1998-12-02 | 2000-06-23 | Sharp Corp | Vertical heat treating device for semiconductor substrate |
JP2000331939A (en) * | 1999-05-17 | 2000-11-30 | Applied Materials Inc | Film-forming device |
-
2001
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Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH029116A (en) * | 1988-06-27 | 1990-01-12 | Tel Sagami Ltd | Forming method for film on semiconductor substrate |
JPH03203317A (en) * | 1989-12-29 | 1991-09-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Plasma processor |
JPH04171944A (en) * | 1990-11-06 | 1992-06-19 | Fujitsu Ltd | Vapor phase epitaxial growth equipment |
JPH04177831A (en) * | 1990-11-13 | 1992-06-25 | Toshiba Corp | Vacuum treatment device |
JPH04133428U (en) * | 1991-05-30 | 1992-12-11 | 日本電信電話株式会社 | Reaction tube for vapor phase growth |
JPH05271950A (en) * | 1992-03-26 | 1993-10-19 | Toshiba Corp | Cvd device |
JPH05335239A (en) * | 1992-05-27 | 1993-12-17 | Tokyo Electron Ltd | Film forming apparatus |
JPH08139079A (en) * | 1994-09-17 | 1996-05-31 | Toshiba Corp | Charged beam device |
JPH0964307A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Hitachi Ltd | Heat treatment method of oxide thin film |
JPH1032169A (en) * | 1996-07-17 | 1998-02-03 | Nippon Sanso Kk | Method and device for vapor growth |
JPH11204518A (en) * | 1998-01-09 | 1999-07-30 | Nec Corp | Method and device for manufacturing semiconductor device |
JPH11329975A (en) * | 1998-05-12 | 1999-11-30 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | One-by-one-type epitaxial growing device and method for cleaning the same |
JP2000054145A (en) * | 1998-08-04 | 2000-02-22 | Komatsu Ltd | Surface treating device |
JP2000173945A (en) * | 1998-12-02 | 2000-06-23 | Sharp Corp | Vertical heat treating device for semiconductor substrate |
JP2000331939A (en) * | 1999-05-17 | 2000-11-30 | Applied Materials Inc | Film-forming device |
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