JP5839514B2 - Film forming method, film forming apparatus, and method of using film forming apparatus - Google Patents

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本発明は、Siソースガスおよび酸化種を用いて被処理体にシリコン酸化膜(SiO膜)を成膜する成膜方法、成膜装置、および成膜装置の使用方法に関し、特に半導体処理技術に関する。ここで、半導体処理とは、半導体ウエハやLCD(Liquid Crystal Display)のようなFPD(Flat Panel Display)用のガラス基板などの被処理体上に半導体層、絶縁層、導電層などを所定のパターンで形成することにより、該被処理体上に半導体デバイスや、半導体デバイスに接続される配線、電極などを含む構造物を製造するために実施される種々の処理を意味する。 The present invention relates to a film formation method, a film formation apparatus, and a method of using the film formation apparatus for forming a silicon oxide film (SiO 2 film) on an object to be processed using a Si source gas and an oxidizing species, and in particular, a semiconductor processing technique. About. Here, the semiconductor processing means that a semiconductor layer, an insulating layer, a conductive layer, and the like are formed in a predetermined pattern on a target object such as a semiconductor wafer or a glass substrate for an FPD (Flat Panel Display) such as an LCD (Liquid Crystal Display). This means various processes performed to manufacture a structure including a semiconductor device, a wiring connected to the semiconductor device, an electrode, and the like on the object to be processed.

半導体デバイスの製造シーケンスにおいては、シリコンウエハに代表される半導体ウエハ(以下、単にウエハと記す場合もある)に対してSiO膜を成膜する処理がある。このようなSiO膜の成膜処理には、縦型バッチ式の成膜装置がしばしば用いられ、Siソースガスと酸化種を用いた化学蒸着法(CVD)により被処理体である複数の半導体ウエハに対して一括してSiO膜を成膜する。 In the semiconductor device manufacturing sequence, there is a process of forming a SiO 2 film on a semiconductor wafer typified by a silicon wafer (hereinafter sometimes simply referred to as a wafer). For such a SiO 2 film forming process, a vertical batch type film forming apparatus is often used, and a plurality of semiconductors to be processed by chemical vapor deposition (CVD) using Si source gas and oxidizing species. A SiO 2 film is formed on the wafer at once.

近年、半導体デバイスの微細化・集積化の進展にともない、400℃以下の低温で良質な特性を有するSiO膜の成膜が求められるようになってきた。このようなことを実現可能な技術として、Siソースガスと酸化種とを交互に供給しながら原子層レベルまたは分子層レベルの層を積層して成膜するALD(Atomic Layer Deposition)を用いてSiO膜を成膜する技術が提案されている(例えば特許文献1)。 In recent years, with the progress of miniaturization and integration of semiconductor devices, it has been required to form a SiO 2 film having good quality characteristics at a low temperature of 400 ° C. or lower. As a technique capable of realizing this, SiO layer is formed by using ALD (Atomic Layer Deposition), in which layers of an atomic layer level or molecular layer level are stacked while alternately supplying Si source gas and oxidizing species. A technique for forming two films has been proposed (for example, Patent Document 1).

このようなCVDやALDを用いたSiO膜の成膜処理においては、複数のウエハに対して繰り返して成膜処理を行う。例えば、縦型のバッチ式熱処理装置では、1バッチのウエハを搭載したウエハボートを処理容器内に搬入して成膜処理を行う。次に、別のバッチのウエハを搭載した別の(または同じ)ウエハボートを処理容器内に搬入して成膜処理を行う。このように、成膜処理を複数回繰り返して行う。 In such a SiO 2 film forming process using CVD or ALD, the film forming process is repeatedly performed on a plurality of wafers. For example, in a vertical batch type heat treatment apparatus, a wafer boat carrying one batch of wafers is carried into a processing container and film formation is performed. Next, another (or the same) wafer boat on which another batch of wafers is loaded is carried into a processing container to perform a film forming process. In this way, the film forming process is repeated a plurality of times.

しかしながら、このような成膜処理を複数回繰り返し、処理容器内壁に堆積した膜の膜厚が増加すると、あるとき急激にウエハ上に付着するパーティクル数が増加する現象が生じる。特に、低温で成膜を行うALDの場合にこのような問題が顕著なものとなる。   However, when such a film forming process is repeated a plurality of times and the film thickness of the film deposited on the inner wall of the processing container increases, a phenomenon occurs in which the number of particles adhering to the wafer suddenly increases. In particular, such a problem becomes remarkable in the case of ALD in which film formation is performed at a low temperature.

処理容器内壁に堆積した膜を改質して膜剥がれに起因するパーティクルの発生を抑制する技術としては、特許文献2および特許文献3に開示されたものがある。   As techniques for modifying the film deposited on the inner wall of the processing container to suppress the generation of particles due to film peeling, there are those disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3.

特開2003−7700号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-7700 特開2006−351948号公報JP 2006-351948 A 特開2008−140864号公報JP 2008-140864 A

しかしながら、上記特許文献2および3は、CVDやALDを用いたSiO膜の成膜処理においてパーティクルの問題を解決するものではない。 However, Patent Documents 2 and 3 do not solve the problem of particles in the film forming process of the SiO 2 film using CVD or ALD.

したがって、本発明の課題は、Siソースガスと酸化種を用いて被処理体へのSiO膜成膜処理を繰り返し行う際に、被処理体に付着するパーティクル数を低減することにある。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the number of particles adhering to the object to be processed when the SiO 2 film forming process on the object to be processed is repeatedly performed using the Si source gas and the oxidizing species.

本発明者らは、本発明の開発の過程で、上記課題について研究した結果、以下の点を見出した。即ち、Siソースガスと酸化種を用いて被処理体へSiO膜を成膜する際に、処理容器の内壁にもSiO膜が堆積する。処理容器の内壁、特に処理領域から外れた部分に堆積したSiO膜には未反応のSi含有物質も含まれ、成膜処理中にこのようなSi含有物質がアウトガスとして発生する。成膜処理を繰り返し行って処理容器の内壁に堆積したSiO膜が厚くなると成膜処理中にアウトガスとして発生するSi含有物質が急激に増加する。このようにアウトガスとして発生したSi含有物質と酸化種とが気相反応することによりパーティクルが発生し、これが被処理体上に付着する。 As a result of studying the above problems in the course of development of the present invention, the present inventors have found the following points. That is, when forming the SiO 2 film to the object to be processed with an oxidizing species and Si source gas, a SiO 2 film is also deposited on the inner wall of the processing container. The SiO 2 film deposited on the inner wall of the processing vessel, particularly the portion outside the processing region, also contains unreacted Si-containing material, and such Si-containing material is generated as outgas during the film forming process. When the SiO 2 film deposited on the inner wall of the processing container becomes thicker by repeatedly performing the film forming process, the Si-containing material generated as outgas during the film forming process increases rapidly. Thus, particles are generated by the gas phase reaction between the Si-containing material generated as outgas and the oxidizing species, and these particles adhere to the object to be processed.

本発明の第1の視点は、処理容器内にSiソースガスとしてジイソプロピルアミノシラン(DIPAS)ガスを供給し且つ酸化種として酸素含有ガスのプラズマを供給し且つ処理温度として室温を使用して、前記処理容器内で被処理体の表面にSiO膜を形成する成膜処理を行う成膜方法であって、先行の前記成膜処理と次の前記成膜処理との間に、前記被処理体を前記処理容器から搬出した状態で、前記処理容器内を排気しつつ前記処理容器内に前記DIPASガスを供給することなく前記酸素含有ガスのプラズマを供給し且つ処理温度として室温を使用して、前記処理容器内に堆積した副生成物中に残留するアミノシランの量を減少させるための酸化を施す酸化パージ処理を行うことを特徴とする。 The first aspect of the present invention is to supply the diisopropylaminosilane (DIPAS) gas as the Si source gas into the processing vessel, supply the plasma of the oxygen-containing gas as the oxidizing species, and use room temperature as the processing temperature. A film forming method for performing a film forming process for forming a SiO 2 film on a surface of an object to be processed in a container, wherein the object to be processed is placed between the preceding film forming process and the next film forming process. In the state of being carried out from the processing container, supplying the plasma of the oxygen-containing gas without supplying the DIPAS gas into the processing container while evacuating the processing container, and using room temperature as the processing temperature , An oxidation purge process is performed in which oxidation is performed to reduce the amount of aminosilane remaining in the by-product deposited in the processing vessel .

本発明の第2の視点は成膜装置であって、真空保持可能な縦型の処理容器と、前記処理容器内で複数の被処理体を多段に保持した状態で保持する保持部材と、前記処理容器に対して前記保持部材を搬入出する搬入出機構と、前記処理容器内へSiソースガスとしてジイソプロピルアミノシラン(DIPAS)ガスを供給するソースガス供給機構と、前記処理容器内へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給機構と、前記処理容器に取り付けられた前記酸素含有ガスをプラズマ化するプラズマ生成機構と、前記処理容器内を排気する排気系と、装置動作を制御する制御機構と、を具備し、前記制御機構は、第1の視点に係る成膜方法が実行されるように、前記装置動作を制御することを特徴とする。   A second aspect of the present invention is a film forming apparatus, which is a vertical processing container that can be held in vacuum, a holding member that holds a plurality of objects to be processed in multiple stages in the processing container, A loading / unloading mechanism for loading / unloading the holding member into / from the processing container; a source gas supply mechanism for supplying diisopropylaminosilane (DIPAS) gas as an Si source gas into the processing container; and an oxygen-containing gas into the processing container. An oxygen-containing gas supply mechanism to supply; a plasma generation mechanism that converts the oxygen-containing gas attached to the processing vessel into plasma; an exhaust system that exhausts the inside of the processing vessel; and a control mechanism that controls the operation of the apparatus. And the control mechanism controls the operation of the apparatus so that the film forming method according to the first aspect is executed.

本発明の第3の視点は成膜装置の使用方法であって、成膜装置の使用方法であって、前記成膜装置は、真空保持可能な縦型の処理容器と、前記処理容器内で複数の被処理体を多段に保持した状態で保持する保持部材と、前記処理容器内へSiソースガスとしてジイソプロピルアミノシラン(DIPAS)ガスを供給するソースガス供給系と、前記処理容器内へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、前記処理容器に取り付けられた前記酸素含有ガスをプラズマ化するプラズマ生成機構と、前記処理容器内を排気する排気系と、を具備し、前記成膜装置による成膜処理は、前記処理容器内の成膜処理温度として室温を使用し、前記排気系によって前記処理容器内を排気しながら前記ソースガス供給系から前記処理容器内へ前記DIPASガスを供給する工程と、前記排気系によって前記処理容器内を排気しながら前記酸素含有ガス供給系から前記処理容器内へ前記酸素含有ガスを供給する工程と、ここで、前記プラズマ生成機構により前記酸素含有ガスをプラズマ化しながら供給し、これにより生成された前記酸素含有ガスに由来するラジカルにより、前記DIPASガスに由来する物質を酸化して前記シリコン酸化膜を形成することと、
を具備し、先行の前記成膜処理と次の前記成膜処理との間に、前記被処理体を前記処理容器から搬出した状態で、前記処理容器内を排気しつつ前記処理容器内に前記DIPASガスを供給することなく前記酸素含有ガスのプラズマを供給し且つ処理温度として室温を使用して、前記処理容器内に堆積した副生成物中に残留するアミノシランの量を減少させるための酸化を施す酸化パージ処理を行うことを特徴とする。
A third aspect of the present invention is a method of using a film forming apparatus, the method of using the film forming apparatus, wherein the film forming apparatus includes a vertical processing container capable of maintaining a vacuum and a processing container in the processing container. A holding member that holds a plurality of objects to be processed in a multi-stage state, a source gas supply system that supplies diisopropylaminosilane (DIPAS) gas as an Si source gas into the processing container, and an oxygen-containing gas into the processing container An oxygen-containing gas supply system for supplying gas, a plasma generation mechanism for converting the oxygen-containing gas attached to the processing vessel into plasma, and an exhaust system for exhausting the inside of the processing vessel. In the film formation process, room temperature is used as the film formation process temperature in the process container, and the DIPA is supplied from the source gas supply system into the process container while exhausting the process container by the exhaust system. A step of supplying a gas; a step of supplying the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system into the processing vessel while exhausting the inside of the processing vessel by the exhaust system; and Supplying the oxygen-containing gas while turning it into plasma, and oxidizing the substance derived from the DIPAS gas with the radicals derived from the oxygen-containing gas generated thereby to form the silicon oxide film;
Between the preceding film forming process and the next film forming process, while the object to be processed is carried out of the processing container, the process container is evacuated and the process container is evacuated. Oxidation is performed to reduce the amount of aminosilane remaining in the by-product deposited in the processing vessel by supplying plasma of the oxygen-containing gas without supplying DIPAS gas and using room temperature as the processing temperature. The oxidation purge process is performed.

本発明によれば、Siソースガスと酸化種とを用いたSiO膜の成膜処理の間に、被処理体を前記処理容器から搬出した状態で酸化パージ処理を実施するので、成膜処理の際に処理容器の内壁に堆積した膜中のSiソースガスの放出量を少なくすることができ、被処理体上のパーティクルを少なくすることができる。 According to the present invention, the oxidation purge process is performed while the object to be processed is unloaded from the processing container during the film formation process of the SiO 2 film using the Si source gas and the oxidizing species. In this case, the amount of Si source gas released from the film deposited on the inner wall of the processing vessel can be reduced, and the number of particles on the object to be processed can be reduced.

本発明の実施形態に係る成膜装置(縦型プラズマALD装置)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the film-forming apparatus (vertical plasma ALD apparatus) which concerns on embodiment of this invention. 図1図示の装置の一部を示す横断平面図である。It is a cross-sectional top view which shows a part of apparatus shown in FIG. 本発明の実施形態に係る成膜方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the film-forming method which concerns on embodiment of this invention. 図3の成膜方法の成膜処理におけるガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing gas supply timings in the film forming process of the film forming method of FIG. 3. Siソースガスとしてアミノシランを用い、酸化種としてOプラズマを用いてALDにより成膜を繰り返した際のウエハ上の0.05μm以上のパーティクル数と成膜回数(累積膜厚)との関係を示す図である。The relationship between the number of particles of 0.05 μm or more on the wafer and the number of times of film formation (cumulative film thickness) is shown when ALD is used as the Si source gas and O 2 plasma is used as the oxidizing species and the film formation is repeated by ALD. FIG. 図5のうち0.05〜0.2μmの微小パーティクル数と成膜回数(累積膜厚)との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the number of fine particles of 0.05 to 0.2 μm and the number of film formation (cumulative film thickness) in FIG. 5. Siソースガスとしてのアミノシランと酸化種としてのOプラズマを用いたALDプロセスでSiO膜を成膜する様子を示す模式図である。Si is a schematic view showing a state of forming the SiO 2 film by ALD process using O 2 plasma as the aminosilane with oxidizing species as a source gas. アミノシランとOプラズマを用いてALDによりウエハ上にSiO膜を成膜する際に、Oプラズマフロー時間が短いものと長いもの、さらには熱酸化により形成したSiO膜の膜中のC濃度を示す図である。When an SiO 2 film is formed on a wafer by ALD using aminosilane and O 2 plasma, the O 2 plasma flow time is short and long, and further, C in the SiO 2 film formed by thermal oxidation It is a figure which shows a density | concentration. アミノシランとOプラズマを用いてALDによりウエハ上にSiO膜を成膜する際に、Oプラズマフロー時間が短いものと長いもの、さらには熱酸化により形成したSiO膜の膜中のN濃度を示す図である。When forming an SiO 2 film on the wafer by ALD using the aminosilane and O 2 plasma, O 2 as the plasma flow time is short and long, more N in the film of the SiO 2 film formed by thermal oxidation It is a figure which shows a density | concentration. 図10(a)はアミノシランとOプラズマによるALDによりウエハ上に約30nmの厚さのSiO膜の成膜し、次いでウエハを搬出せずに、Nガスを用いたサイクルパージを行い、これらを4回繰り返したシーケンスを示す図である。図10(b)は、図10(a)のシーケンスのサイクルパージの代わりに、Oプラズマを用いたパージ(酸化パージ)を行ったシーケンスを示す図である。In FIG. 10A, a SiO 2 film having a thickness of about 30 nm is formed on a wafer by ALD using aminosilane and O 2 plasma, and then a cycle purge using N 2 gas is performed without unloading the wafer. It is a figure which shows the sequence which repeated these 4 times. FIG. 10B is a diagram showing a sequence in which purging (oxidation purge) using O 2 plasma is performed instead of the cycle purge in the sequence of FIG. 10A. 図11(a)、(b)、(c)は、図10(a)、(b)のシーケンスで形成したSiO膜中の炭素・窒素化合物の分析結果を示す図である。FIGS. 11A, 11B, and 11C are diagrams showing analysis results of carbon / nitrogen compounds in the SiO 2 film formed by the sequence of FIGS. 10A and 10B. ウエハ上の0.2μmを超えるパーティクルのSEM写真のイメージおよび分析結果を示す図である。It is a figure which shows the image and analysis result of the SEM photograph of the particle | grains exceeding 0.2 micrometer on a wafer. ウエハ上の0.2μm以下のパーティクルのSEM写真のイメージおよび分析結果を示す図である。It is a figure which shows the image and analysis result of the SEM photograph of the particle | grains of 0.2 micrometer or less on a wafer. 図14(a)、(b)は、従来の方法と本発明の実施形態に係る方法でSiO膜を成膜する際の処理容器内の状態を示す模式図である。FIGS. 14A and 14B are schematic views showing the state in the processing container when the SiO 2 film is formed by the conventional method and the method according to the embodiment of the present invention. 従来の方法と本発明の実施形態に係る方法を比較するための実験を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the experiment for comparing the conventional method and the method which concerns on embodiment of this invention. 従来の方法と本発明の実施形態に係る方法を行った場合のウエハ上の0.05μm以上のパーティクルの数を示す図である。It is a figure which shows the number of the particles of 0.05 micrometer or more on a wafer at the time of performing the conventional method and the method which concerns on embodiment of this invention. 図16のパーティクルのうち、0.2μm超のパーティクルの数を示す図である。It is a figure which shows the number of particles more than 0.2 micrometer among the particles of FIG. 図16のパーティクルのうち、0.05〜0.2μmのパーティクルの数を示す図である。It is a figure which shows the number of 0.05-0.2 micrometer particles among the particles of FIG.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能および構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
図1は本発明の実施形態に係る成膜装置(縦型プラズマALD装置)を示す断面図である。図2は図1図示の装置の一部を示す横断平面図である。なお、図2においては、加熱機構を省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
FIG. 1 is a sectional view showing a film forming apparatus (vertical plasma ALD apparatus) according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional plan view showing a part of the apparatus shown in FIG. In FIG. 2, the heating mechanism is omitted.

成膜装置100は、Siソースガスと酸化種とによりSiO膜を成膜するためのものであり、下端が開口された有天井の円筒体状の処理容器1を有している。この処理容器1の全体は、例えば石英により形成されており、この処理容器1内の上端部近傍には、石英製の天井板2が設けられてその下側の領域が封止されている。また、この処理容器1の下端開口部には、例えばステンレススチールにより円筒体状に成形されたマニホールド3がOリング等のシール部材4を介して連結されている。 The film forming apparatus 100 is for forming a SiO 2 film with Si source gas and oxidizing species, and has a cylindrical processing container 1 having a ceiling with an open lower end. The entire processing container 1 is made of, for example, quartz, and a quartz ceiling plate 2 is provided in the vicinity of the upper end portion in the processing container 1, and a lower region thereof is sealed. In addition, a manifold 3 formed in a cylindrical shape from, for example, stainless steel is connected to the lower end opening of the processing container 1 via a seal member 4 such as an O-ring.

上記マニホールド3は処理容器1の下端を支持しており、このマニホールド3の下方から被処理体として多数枚、例えば50〜100枚の半導体ウエハWを多段に載置可能な石英製のウエハボート5が処理容器1内に挿入可能となっている。このウエハボート5は3本の支柱6を有し(図2参照)、支柱6に形成された溝により多数枚のウエハWが支持される。   The manifold 3 supports the lower end of the processing vessel 1, and a quartz wafer boat 5 on which a large number of, for example, 50 to 100 semiconductor wafers W can be placed in multiple stages as objects to be processed from below the manifold 3. Can be inserted into the processing container 1. The wafer boat 5 has three columns 6 (see FIG. 2), and a large number of wafers W are supported by grooves formed in the columns 6.

このウエハボート5は、石英製の保温筒7を介してテーブル8上に載置されており、このテーブル8は、マニホールド3の下端開口部を開閉する例えばステンレススチール製の蓋部9を貫通する回転軸10上に支持される。   The wafer boat 5 is placed on a table 8 via a quartz heat insulating cylinder 7, and the table 8 passes through a lid 9 made of, for example, stainless steel that opens and closes the lower end opening of the manifold 3. It is supported on the rotating shaft 10.

そして、この回転軸10の貫通部には、例えば磁性流体シール11が設けられており、回転軸10を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部9の周辺部とマニホールド3の下端部との間には、例えばOリングよりなるシール部材12が介設されており、これにより処理容器1内のシール性を保持している。   And the magnetic fluid seal | sticker 11 is provided in the penetration part of this rotating shaft 10, for example, and the rotating shaft 10 is supported rotatably, sealing airtightly. Further, a sealing member 12 made of, for example, an O-ring is interposed between the peripheral portion of the lid portion 9 and the lower end portion of the manifold 3, thereby maintaining the sealing performance in the processing container 1.

上記の回転軸10は、例えばボートエレベータ等の昇降機構(図示せず)に支持されたアーム13の先端に取り付けられており、ウエハボート5および蓋部9等を一体的に昇降して処理容器1内に対して挿脱される。なお、上記テーブル8を上記蓋部9側へ固定して設け、ウエハボート5を回転させることなくウエハWの処理を行うようにしてもよい。   The rotary shaft 10 is attached to the tip of an arm 13 supported by an elevating mechanism (not shown) such as a boat elevator, for example, and moves up and down the wafer boat 5 and the lid 9 etc. integrally. 1 is inserted into and removed from the inside. The table 8 may be fixedly provided on the lid 9 side, and the wafer W may be processed without rotating the wafer boat 5.

また、成膜装置100は、処理容器1内へ酸化種としての酸素含有プラズマを生成するために、酸素含有ガス、例えばOガスを供給する酸素含有ガス供給機構14と、処理容器1内へSiソースガスを供給するSiソースガス供給機構15と、処理容器1内へパージガスとして不活性ガス、例えばNガスを供給するパージガス供給機構16と、処理容器1内へクリーニングガス、例えばHFガスやFガス等のフッ素含有ガスを供給するクリーニングガス供給機構41とを有している。 In addition, the film forming apparatus 100 includes the oxygen-containing gas supply mechanism 14 that supplies an oxygen-containing gas, for example, O 2 gas, and the processing container 1 to generate oxygen-containing plasma as an oxidizing species in the processing container 1. A Si source gas supply mechanism 15 for supplying Si source gas, a purge gas supply mechanism 16 for supplying an inert gas such as N 2 gas into the processing container 1 as a purge gas, and a cleaning gas such as HF gas or the like into the processing container 1 And a cleaning gas supply mechanism 41 for supplying a fluorine-containing gas such as F 2 gas.

酸素含有ガス供給機構14は、酸素含有ガス供給源17と、ガス供給源17から酸素含有ガスを導くガス配管18と、このガス配管18に接続され、マニホールド3の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて垂直に延びる石英管よりなるガス分散ノズル19とを有している。このガス分散ノズル19の垂直部分には、ウエハボート5のウエハ支持範囲に対応する上下方向の長さに亘って複数のガス吐出孔19aが所定の間隔を隔てて形成されている。各ガス吐出孔19aから水平方向に処理容器1に向けて略均一に酸素含有ガス、例えばOガスを吐出することができる。 The oxygen-containing gas supply mechanism 14 is connected to the oxygen-containing gas supply source 17, a gas pipe 18 that guides the oxygen-containing gas from the gas supply source 17, and the gas pipe 18. And a gas dispersion nozzle 19 made of a quartz tube bent in the direction and extending vertically. A plurality of gas discharge holes 19 a are formed in the vertical portion of the gas dispersion nozzle 19 at a predetermined interval over the length in the vertical direction corresponding to the wafer support range of the wafer boat 5. An oxygen-containing gas, for example, O 2 gas, can be discharged from each gas discharge hole 19a toward the processing container 1 in a horizontal direction substantially uniformly.

Siソースガス供給機構15は、Siソースガス供給源20と、ガス供給源20からSiソースガスを導くガス配管21と、このガス配管21に接続され、マニホールド3の側壁を内側へ貫通して上方向へ屈曲されて垂直に延びる石英管よりなるガス分散ノズル22とを有している。ここではガス分散ノズル22は2本設けられており(図2参照)、各ガス分散ノズル22の垂直部分にも、ウエハボート5のウエハ支持範囲に対応する上下方向の長さに亘って複数のガス吐出孔22aが所定の間隔を隔てて形成されている。各ガス吐出孔22aから水平方向に処理容器1内に略均一にSiソースガスを吐出することができる。なお、このガス分散ノズル22は1本のみであってもよい。   The Si source gas supply mechanism 15 is connected to the Si source gas supply source 20, a gas pipe 21 that guides the Si source gas from the gas supply source 20, and the gas pipe 21, and penetrates the side wall of the manifold 3 inward. And a gas dispersion nozzle 22 made of a quartz tube bent in a direction and extending vertically. Here, two gas dispersion nozzles 22 are provided (see FIG. 2), and a plurality of vertical portions corresponding to the wafer support range of the wafer boat 5 are also provided in the vertical portion of each gas dispersion nozzle 22. Gas discharge holes 22a are formed at a predetermined interval. Si source gas can be discharged substantially uniformly into the processing container 1 in the horizontal direction from each gas discharge hole 22a. Note that only one gas dispersion nozzle 22 may be provided.

パージガス供給機構16は、パージガス供給源23と、ガス供給源23からパージガスを導くガス配管24と、このガス配管24に接続され、マニホールド3の側壁を貫通して設けられた短い石英管からなるガスノズル25とを有している。パージガスとしては不活性ガス例えばNガスを好適に用いることができる。
クリーニングガス供給機構41は、クリーニングガス供給源42と、ガス供給源42から延びるガス配管43とを有している。ガス配管43は途中で分岐して、ガス配管18およびガス配管21に接続されている。
The purge gas supply mechanism 16 includes a purge gas supply source 23, a gas pipe 24 that guides the purge gas from the gas supply source 23, and a gas nozzle that is connected to the gas pipe 24 and is formed of a short quartz tube that passes through the side wall of the manifold 3. 25. As the purge gas, an inert gas such as N 2 gas can be preferably used.
The cleaning gas supply mechanism 41 includes a cleaning gas supply source 42 and a gas pipe 43 extending from the gas supply source 42. The gas pipe 43 branches in the middle and is connected to the gas pipe 18 and the gas pipe 21.

ガス配管18、21、24、43には、それぞれ開閉弁18a、21a、24a、43aおよびマスフローコントローラのような流量制御器18b、21b、24b、43bが設けられている。これにより、酸素含有ガス、Siソースガス、パージガス、およびクリーニングガスをそれぞれ流量制御しつつ供給することができる。   The gas pipes 18, 21, 24, 43 are provided with on-off valves 18a, 21a, 24a, 43a and flow controllers 18b, 21b, 24b, 43b such as a mass flow controller, respectively. As a result, the oxygen-containing gas, the Si source gas, the purge gas, and the cleaning gas can be supplied while controlling their flow rates.

上記処理容器1の側壁の一部には、酸素含有ガスをプラズマ化して酸化種としての酸素含有プラズマを形成するプラズマ生成機構30が形成されている。このプラズマ生成機構30は、上記処理容器1の側壁を上下方向に沿って所定の幅で削りとることによって上下に細長く形成された開口31をその外側より覆うようにして処理容器1の外壁に気密に溶接されたプラズマ区画壁32を有している。プラズマ区画壁32は、断面凹部状をなし上下に細長く形成され、例えば石英で形成されている。
また、プラズマ生成機構30は、このプラズマ区画壁32の両側壁の外面に上下方向に沿って互いに対向するようにして配置された細長い一対のプラズマ電極33と、このプラズマ電極33に給電ライン34を介して接続され高周波電力を供給する高周波電源35とを有している。そして、上記プラズマ電極33に高周波電源35から例えば13.56MHzの高周波電圧を印加することにより酸素含有ガスのプラズマが発生し得る。なお、この高周波電圧の周波数は13.56MHzに限定されず、他の周波数、例えば400kHz等を用いてもよい。
A plasma generation mechanism 30 is formed on a part of the side wall of the processing vessel 1 to convert the oxygen-containing gas into plasma to form oxygen-containing plasma as an oxidizing species. This plasma generation mechanism 30 is airtight on the outer wall of the processing container 1 so as to cover the opening 31 formed vertically from the outside by scraping the side wall of the processing container 1 with a predetermined width along the vertical direction. And has a plasma compartment wall 32 welded thereto. The plasma partition wall 32 has a concave cross-sectional shape and is elongated vertically, and is made of, for example, quartz.
The plasma generation mechanism 30 includes a pair of elongated plasma electrodes 33 disposed on the outer surfaces of both side walls of the plasma partition wall 32 so as to face each other in the vertical direction, and a power supply line 34 provided to the plasma electrode 33. And a high frequency power supply 35 for supplying high frequency power. Then, by applying a high frequency voltage of 13.56 MHz, for example, from the high frequency power supply 35 to the plasma electrode 33, plasma of oxygen-containing gas can be generated. Note that the frequency of the high-frequency voltage is not limited to 13.56 MHz, and other frequencies such as 400 kHz may be used.

上記のようなプラズマ区画壁32を形成することにより、処理容器1の側壁の一部が凹部状に外側へ窪ませた状態となり、プラズマ区画壁32の内部空間が処理容器1の内部空間に一体的に連通された状態となる。また、プラズマ区画壁32の内部空間および開口31は、ウエハボート5に保持されている全てのウエハWを高さ方向においてカバーできるように上下方向に十分に長く形成されている。   By forming the plasma partition wall 32 as described above, a part of the side wall of the processing container 1 is recessed outward in the shape of a recess, and the internal space of the plasma partition wall 32 is integrated with the internal space of the processing container 1. Will be in a state of communication. The internal space of the plasma partition wall 32 and the opening 31 are formed long enough in the vertical direction so that all the wafers W held by the wafer boat 5 can be covered in the height direction.

酸素含有ガスのガス分散ノズル19は、処理容器1内を上方向に延びていく途中で処理容器1の半径方向外方へ屈曲されて、上記プラズマ区画壁32内の最も奥の部分(処理容器1の中心から最も離れた部分)に沿って上方に向けて起立されている。このため、高周波電源35がオンされて両電極33間に高周波電界が形成された際に、ガス分散ノズル19のガス噴射孔19aから噴射された酸素含有ガスがプラズマ化されて処理容器1の中心に向けて拡散しつつ流れる。   The gas dispersion nozzle 19 for the oxygen-containing gas is bent outward in the radial direction of the processing container 1 in the middle of extending upward in the processing container 1, and is the innermost part (processing container) in the plasma partition wall 32. (The portion farthest from the center of 1)). Therefore, when the high frequency power supply 35 is turned on and a high frequency electric field is formed between the electrodes 33, the oxygen-containing gas injected from the gas injection holes 19a of the gas dispersion nozzle 19 is turned into plasma and the center of the processing vessel 1 It flows while diffusing towards.

上記プラズマ区画壁32の外側には、これを覆うようにして例えば石英よりなる絶縁保護カバー36が取り付けられている。また、この絶縁保護カバー36の内側部分には、図示しない冷媒通路が設けられており、例えば冷却された窒素ガスを流すことにより上記プラズマ電極33を冷却し得る。   An insulating protective cover 36 made of, for example, quartz is attached to the outside of the plasma partition wall 32 so as to cover it. Further, a refrigerant passage (not shown) is provided in an inner portion of the insulating protective cover 36, and the plasma electrode 33 can be cooled by flowing a cooled nitrogen gas, for example.

Siソースガスの2本のガス分散ノズル22は、処理容器1の内側壁の上記開口31を挟む位置に起立して設けられている。このガス分散ノズル22に形成された複数のガス噴射孔22aより処理容器1の中心方向に向けてSiソースガスを吐出し得る。   The two gas distribution nozzles 22 of the Si source gas are provided upright at a position sandwiching the opening 31 on the inner wall of the processing container 1. Si source gas can be discharged toward the center of the processing container 1 from the plurality of gas injection holes 22 a formed in the gas dispersion nozzle 22.

一方、処理容器1の開口31の反対側の部分には、処理容器1内を真空排気するための排気口37が設けられている。この排気口37は処理容器1の側壁を上下方向へ削りとることによって細長く形成されている。処理容器1のこの排気口37に対応する部分には、排気口37を覆うように断面コ字状に成形された排気口カバー部材38が溶接により取り付けられている。この排気口カバー部材38は、処理容器1の側壁に沿って上方に延びており、処理容器1の上方にガス出口39を規定している。そして、このガス出口39から真空ポンプ等を含む真空排気機構VEMにより真空引きされる。また、この処理容器1の外周を囲むようにしてこの処理容器1およびその内部のウエハWを加熱する筒体状の加熱機構40が設けられている。   On the other hand, an exhaust port 37 for evacuating the inside of the processing container 1 is provided at a portion opposite to the opening 31 of the processing container 1. The exhaust port 37 is formed in an elongated shape by scraping the side wall of the processing container 1 in the vertical direction. An exhaust port cover member 38 having a U-shaped cross section so as to cover the exhaust port 37 is attached to a portion corresponding to the exhaust port 37 of the processing container 1 by welding. The exhaust port cover member 38 extends upward along the side wall of the processing container 1, and defines a gas outlet 39 above the processing container 1. The gas outlet 39 is evacuated by an evacuation mechanism VEM including a vacuum pump and the like. Further, a cylindrical heating mechanism 40 for heating the processing container 1 and the wafer W therein is provided so as to surround the outer periphery of the processing container 1.

成膜装置100の各構成部の制御、例えばバルブ18a、21a、24a、43aの開閉による各ガスの供給・停止、マスフローコントローラ18b、21b、24b、43bによるガス流量の制御、真空排気機構による排気制御、高周波電源35による高周波電力のオン・オフ制御、および加熱機構40によるウエハWの温度の調整等は例えばマイクロプロセッサ(コンピュータ)からなるコントローラ50により行われる。コントローラ50には、オペレータが成膜装置100を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、成膜装置100の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース51が接続されている。   Control of each component of the film forming apparatus 100, for example, supply / stop of each gas by opening / closing valves 18a, 21a, 24a, 43a, control of gas flow rate by the mass flow controllers 18b, 21b, 24b, 43b, exhaust by a vacuum exhaust mechanism The control, the on / off control of the high frequency power by the high frequency power source 35, the adjustment of the temperature of the wafer W by the heating mechanism 40, and the like are performed by a controller 50 including, for example, a microprocessor (computer). Connected to the controller 50 is a user interface 51 including a keyboard for an operator to input commands for managing the film forming apparatus 100, a display for visualizing and displaying the operating status of the film forming apparatus 100, and the like. Yes.

また、コントローラ50には、成膜装置100で実行される各種処理をコントローラ50の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて成膜装置100の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部52が接続されている。レシピは記憶部52の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリ等の固定型のものであってもよいし、CDROM、DVD、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。   Further, the controller 50 causes each component of the film forming apparatus 100 to execute processes according to a control program for realizing various processes executed by the film forming apparatus 100 under the control of the controller 50 and processing conditions. A storage unit 52 that stores a program for storing the recipe, that is, a recipe, is connected. The recipe is stored in a storage medium in the storage unit 52. The storage medium may be a fixed type such as a hard disk or a semiconductor memory, or may be a portable type such as a CDROM, DVD, or flash memory. Moreover, you may make it transmit a recipe suitably from another apparatus via a dedicated line, for example.

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース51からの指示等にて任意のレシピを記憶部52から呼び出してコントローラ50に実行させることで、コントローラ50の制御下で、成膜装置100での所望の処理が行われる。   Then, if necessary, an arbitrary recipe is called from the storage unit 52 by an instruction from the user interface 51 and is executed by the controller 50, so that a desired process in the film forming apparatus 100 is performed under the control of the controller 50. Is done.

次に、以上のように構成された成膜装置を用いて行なわれる本発明の実施形態に係るシリコン酸化膜(SiO膜)の成膜方法について図3、図4を参照して説明する。図3は本実施形態に係る成膜方法を説明するための図である。図4は本実施形態に係る成膜方法の成膜処理におけるガスの供給のタイミングを示すタイミングチャートである。 Next, a method for forming a silicon oxide film (SiO 2 film) according to an embodiment of the present invention performed using the film forming apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a view for explaining the film forming method according to the present embodiment. FIG. 4 is a timing chart showing the gas supply timing in the film forming process of the film forming method according to the present embodiment.

本実施形態では、図3に示すように、処理容器1内に例えば50〜100枚のウエハWが搭載された状態のウエハボート5を入れた状態でウエハW(製品用のウエハ)へSiO膜を成膜する成膜処理201を複数バッチ繰り返し行い、各バッチの成膜処理の間のウエハボート5の入れ替えの際に、処理容器1内にウエハを搬入せずに、マニホールド3の下端開口部を閉じた状態で処理容器1内に酸素含有プラズマを生成して処理容器1の内壁に堆積した膜(副生成物膜)を酸化しながらパージを行う酸化パージ処理202を実施する。なお、成膜処理201を10〜1000バッチ繰り返して処理容器1の内壁に堆積した膜が厚く形成された際には、処理容器1の内壁に堆積した膜を除去するためのドライクリーニング処理を実施する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, SiO 2 is applied to the wafer W (product wafer) with the wafer boat 5 in a state where, for example, 50 to 100 wafers W are mounted in the processing container 1. The film forming process 201 for forming a film is repeated a plurality of batches, and when the wafer boat 5 is replaced during the film forming process of each batch, the wafer 3 is not carried into the processing container 1 and the lower end of the manifold 3 is opened. An oxidation purge process 202 is performed in which oxygen-containing plasma is generated in the processing container 1 in a closed state and a film (byproduct film) deposited on the inner wall of the processing container 1 is purged while being purged. When the film deposited on the inner wall of the processing container 1 is formed thick by repeating the film forming process 201 10 to 1000 batches, a dry cleaning process is performed to remove the film deposited on the inner wall of the processing container 1. To do.

成膜処理201においては、最初に、常温において、例えば50〜100枚の半導体ウエハWが搭載された状態のウエハボート5を予め所定の温度に制御された処理容器1内にその下方から上昇させることによりロードし、蓋部9でマニホールド3の下端開口部を閉じることにより処理容器1内を密閉空間とする。半導体ウエハWとしては、直径300mmのものが例示される。   In the film forming process 201, first, at room temperature, for example, the wafer boat 5 on which 50 to 100 semiconductor wafers W are mounted is raised from below into the processing container 1 controlled to a predetermined temperature in advance. Then, the inside of the processing container 1 is made a sealed space by closing the lower end opening of the manifold 3 with the lid 9. An example of the semiconductor wafer W is 300 mm in diameter.

そして処理容器1内を真空引きして所定のプロセス圧力に維持するととともに、加熱機構40への供給電力を制御して、ウエハ温度を上昇させてプロセス温度である450℃以下の所定温度に維持する。そして、ウエハボート5を回転させた状態で成膜処理を開始する。なお、後述するように、場合によっては室温程度でも処理を行うことができ、このような場合には加熱機構40は不要である。   Then, the inside of the processing container 1 is evacuated and maintained at a predetermined process pressure, and the power supplied to the heating mechanism 40 is controlled to increase the wafer temperature and maintain the process temperature at a predetermined temperature of 450 ° C. or lower. . Then, the film forming process is started with the wafer boat 5 rotated. As will be described later, in some cases, the treatment can be performed even at about room temperature. In such a case, the heating mechanism 40 is unnecessary.

この際の成膜処理は、図4に示すように、工程S1と工程S2とを交互に繰り返すいわゆるプラズマALDにより行う。工程S1では、Siソースガスを処理容器1に供給し、ウエハW上に吸着させる。工程S2では、酸化ガスである酸素含有ガスを供給してプラズマ化し、酸素含有プラズマ(酸素ラジカル)を処理容器1で生成し、ウエハW上に吸着されたSiソースガスを酸化させる。これら工程S1および工程S2の間で処理容器1内から処理容器1内に残留するガスを除去する工程S3a、S3bを実施する。
Siソースガスは、例えばトリスジメチルアミノシラン(3DMAS)、テトラキスジメチルアミノシラン(4DMAS)、ビスターシャリブチルアミノシラン(BTBAS)、ジイソプロピルアミノシラン(DIPAS)等のアミノシランガスからなる。
As shown in FIG. 4, the film formation process at this time is performed by so-called plasma ALD in which the step S1 and the step S2 are alternately repeated. In step S1, Si source gas is supplied to the processing container 1 and adsorbed onto the wafer W. In step S <b> 2, an oxygen-containing gas that is an oxidizing gas is supplied to generate plasma, and oxygen-containing plasma (oxygen radicals) is generated in the processing container 1 to oxidize the Si source gas adsorbed on the wafer W. Between these steps S1 and S2, steps S3a and S3b for removing the gas remaining in the processing vessel 1 from the processing vessel 1 are performed.
The Si source gas is composed of an aminosilane gas such as trisdimethylaminosilane (3DMAS), tetrakisdimethylaminosilane (4DMAS), bisteria butylaminosilane (BTBAS), diisopropylaminosilane (DIPAS), or the like.

具体的には、工程S1においては、Siソースガス供給機構15のガス供給源20からSiソースガスをガス配管21およびガス分散ノズル22を介してガス吐出孔22aから処理容器1内にT1の期間供給する。これにより、半導体ウエハ上にSiソースガスを吸着させる。このときの期間T1は1〜180secが例示される。また、Siソースガスの流量は1〜1000mL/min(sccm)が例示される。また、この際の処理容器1内の圧力は13.3〜1333Pa(0.1〜10Torr)が例示される。   Specifically, in step S1, the Si source gas is supplied from the gas supply source 20 of the Si source gas supply mechanism 15 through the gas pipe 21 and the gas dispersion nozzle 22 into the processing container 1 from the gas discharge hole 22a. Supply. Thereby, Si source gas is adsorbed on the semiconductor wafer. The period T1 at this time is exemplified by 1 to 180 seconds. Further, the flow rate of the Si source gas is exemplified by 1-1000 mL / min (sccm). Moreover, the pressure in the processing container 1 at this time is exemplified by 13.3 to 1333 Pa (0.1 to 10 Torr).

工程S2においては、酸素含有ガス供給機構14のガス供給源17から酸素含有ガスとして例えばOガスをガス配管18およびガス分散ノズル19を介してガス吐出孔19aから吐出する。このとき、必要に応じて、プラズマ生成機構30の高周波電源35をオンにして高周波電界を形成し、この高周波電界により酸素含有ガス、例えばOガスをプラズマ化する。そして、このようにプラズマ化された酸素含有ガスが酸化種として処理容器1内に供給される。これにより、ウエハWに吸着されたSiソースガスが酸化されてSiOが形成される。この処理の期間T2は1〜300secの範囲が例示される。また、酸素含有ガスの流量は半導体ウエハWの搭載枚数によっても異なるが、100〜20000mL/min(sccm)が例示される。また、高周波電源35の周波数は13.56MHzが例示され、パワーとしては5〜1000W、好ましくは10〜250Wが採用される。また、この際の処理容器1内の圧力は13.3〜1333Pa(0.1〜10Torr)、好ましくは13.3〜120Pa(0.1〜0.93Torr)が例示される。 In step S < b > 2, for example, O 2 gas is discharged from the gas supply hole 17 a as the oxygen-containing gas from the gas supply source 17 of the oxygen-containing gas supply mechanism 14 through the gas pipe 18 and the gas dispersion nozzle 19. At this time, if necessary, the high-frequency power source 35 of the plasma generation mechanism 30 is turned on to form a high-frequency electric field, and oxygen-containing gas, for example, O 2 gas is converted into plasma by this high-frequency electric field. Then, the oxygen-containing gas that has been plasmatized in this way is supplied into the processing vessel 1 as an oxidizing species. Thereby, the Si source gas adsorbed on the wafer W is oxidized to form SiO 2 . The period T2 of this process is exemplified by a range of 1 to 300 seconds. The flow rate of the oxygen-containing gas varies depending on the number of semiconductor wafers W mounted, but is exemplified by 100 to 20000 mL / min (sccm). The frequency of the high frequency power supply 35 is exemplified as 13.56 MHz, and the power is 5 to 1000 W, preferably 10 to 250 W. Moreover, the pressure in the processing container 1 at this time is 13.3 to 1333 Pa (0.1 to 10 Torr), preferably 13.3 to 120 Pa (0.1 to 0.93 Torr).

この場合に、酸素含有ガスとしては、Oガスの他、COガス、NOガス、NOガス、HOガス、Oガスを挙げることができ、これらを必要に応じて高周波電界によりプラズマ化して酸化種として用いる。酸化種としては、Oプラズマが好ましい。なお、Oガスを用いる場合にはプラズマは不要である。 In this case, examples of the oxygen-containing gas include O 2 gas, CO 2 gas, NO gas, N 2 O gas, H 2 O gas, and O 3 gas. To be used as oxidizing species. As the oxidizing species, O 2 plasma is preferable. Note that plasma is not necessary when O 3 gas is used.

また、工程S1と工程S2との間に行われる工程S3a、S3bは、工程S1の後または工程S2の後に処理容器1内に残留するガスを除去して次の工程において所望の反応を生じさせる工程である。ここでは、処理容器1内を真空排気しつつパージガス供給機構16のガス供給源23からガス配管24およびガスノズル25を介してパージガスとして不活性ガス例えばNガスを供給する。この工程S3a、S3bの期間T3a、T3bとしては1〜60secが例示される。また、パージガス流量としては50〜20000mL/min(sccm)が例示される。なお、この工程S3a、S3bは処理容器1内に残留しているガスを除去することができれば、パージガスを供給せずに全てのガスの供給を停止した状態で真空引きを継続して行うようにしてもよい。ただし、パージガスを供給することにより、短時間で処理容器1内の残留ガスを除去することができる。なお、この際の処理容器1内の圧力は13.3〜1333Pa(0.1〜10Torr)が例示される。 Further, in steps S3a and S3b performed between step S1 and step S2, gas remaining in the processing container 1 is removed after step S1 or after step S2 to cause a desired reaction in the next step. It is a process. Here, an inert gas such as N 2 gas is supplied as a purge gas from the gas supply source 23 of the purge gas supply mechanism 16 through the gas pipe 24 and the gas nozzle 25 while evacuating the inside of the processing container 1. Examples of the periods T3a and T3b of the steps S3a and S3b include 1 to 60 sec. The purge gas flow rate is exemplified by 50 to 20000 mL / min (sccm). Note that, in steps S3a and S3b, if the gas remaining in the processing container 1 can be removed, the evacuation is continuously performed with the supply of all gases stopped without supplying the purge gas. May be. However, the residual gas in the processing container 1 can be removed in a short time by supplying the purge gas. The pressure in the processing container 1 at this time is exemplified by 13.3 to 1333 Pa (0.1 to 10 Torr).

このようにして、処理容器1内から残留ガスを除去する工程S3a、S3bを挟んで交互に間欠的にSiソースガスを供給する工程S1と酸素ラジカルを含む酸素含有プラズマを供給する工程S2とを繰り返すことにより、SiO膜の薄い膜を一層ずつ繰り返し堆積して所定の厚さとすることができる。このときの繰り返し回数は、得ようとするSiO膜の膜厚により適宜決定される。 In this way, the step S1 of intermittently supplying the Si source gas with the steps S3a and S3b of removing the residual gas from the processing vessel 1 and the step S2 of supplying the oxygen-containing plasma containing oxygen radicals alternately and intermittently. By repeating, a thin SiO 2 film can be repeatedly deposited one by one to obtain a predetermined thickness. The number of repetitions at this time is appropriately determined depending on the thickness of the SiO 2 film to be obtained.

酸化パージ処理は、上記成膜処理終了後、処理済みのウエハWを搭載したウエハボート5を処理容器1から搬出した後に行われる。酸化パージ処理は、成膜処理が完了したあるバッチのウエハWを処理容器1から搬出した後、次に成膜処理を行うバッチのウエハWを処理容器1へ搬入する間の、装置のアイドリング状態中に行うことができる。この装置のアイドリング状態は、次のバッチのウエハWをウエハボート5上に準備する操作、例えば、処理済みバッチのウエハWの装置周囲からの移動、次のバッチのウエハWの装置周囲の所定位置への移動、次のバッチのウエハWのウエハボート5上への積み込み等のために装置の運転上不可欠なものとなる。従って、酸化パージ処理をこのような装置のアイドリング状態中に行うことにより、装置のダウンタイムを増加させることが防止される。   The oxidation purge process is performed after the film formation process is completed and the wafer boat 5 loaded with the processed wafers W is unloaded from the process container 1. The oxidation purge process is an idling state of the apparatus during the time when a batch of wafers W to be subjected to a film forming process is carried into the processing container 1 after the batch of wafers W after the film forming process is completed. Can be done inside. The idling state of this apparatus is an operation for preparing the wafer W of the next batch on the wafer boat 5, for example, movement of the wafer W of the processed batch from the periphery of the apparatus, a predetermined position around the apparatus of the wafer W of the next batch This is indispensable in the operation of the apparatus for moving to the next step, loading the next batch of wafers W onto the wafer boat 5, and the like. Therefore, by performing the oxidation purge process during the idling state of such an apparatus, it is possible to prevent an increase in apparatus downtime.

この酸化パージ処理では、まず、空の処理容器1内を真空排気しつつパージガス供給機構16のパージガス供給源23からガス配管24およびガスノズル25を介してパージガスとして不活性ガス例えばNガスを供給して処理容器1内の残留ガスをパージする。次に、処理容器1内を0.133〜1333Pa(0.001〜10Torr)程度に真空引きする。そして、酸素含有ガス供給機構14のガス供給源17から酸素含有ガスとして例えばOガスをガス配管18およびガス分散ノズル19を介してガス吐出孔19aから吐出する。
このとき、必要に応じて、プラズマ生成機構30の高周波電源35をオンにして高周波電界を形成し、この高周波電界により酸素含有ガス、例えばOガスをプラズマ化する。そして、このようにプラズマ化された酸素含有ガスが酸化種として処理容器1内に供給される。これにより、処理容器1内に堆積して成膜処理においてパーティクル発生の原因となる反応性Si含有物質を含む副生成物膜に対して酸化を行う。この酸化パージ処理における酸化の時間は60〜3600secが好ましい。酸素含有ガスとしては、Oガスの他、COガス、NOガス、NOガス、HOガス、Oガスを挙げることができ、これらを必要に応じて高周波電界によりプラズマ化して酸化種として用いる。酸化種としては、Oプラズマが好ましい。なお、Oガスを用いる場合にはプラズマは不要である。
In this oxidation purge process, first, an inert gas such as N 2 gas is supplied as a purge gas from the purge gas supply source 23 of the purge gas supply mechanism 16 through the gas pipe 24 and the gas nozzle 25 while evacuating the inside of the empty processing container 1. Then, the residual gas in the processing container 1 is purged. Next, the inside of the processing container 1 is evacuated to about 0.133 to 1333 Pa (0.001 to 10 Torr). Then, for example, O 2 gas is discharged from the gas supply source 17 of the oxygen-containing gas supply mechanism 14 as an oxygen-containing gas from the gas discharge hole 19 a through the gas pipe 18 and the gas dispersion nozzle 19.
At this time, if necessary, the high-frequency power source 35 of the plasma generation mechanism 30 is turned on to form a high-frequency electric field, and oxygen-containing gas, for example, O 2 gas is converted into plasma by this high-frequency electric field. Then, the oxygen-containing gas that has been plasmatized in this way is supplied into the processing vessel 1 as an oxidizing species. Thus, oxidation is performed on the by-product film containing the reactive Si-containing material that is deposited in the processing container 1 and causes generation of particles in the film forming process. The oxidation time in this oxidation purge process is preferably 60 to 3600 seconds. The oxygen-containing gas, other O 2 gas, CO 2 gas, NO gas, N 2 O gas, there may be mentioned H 2 O gas, O 3 gas, into a plasma by a high frequency electric field in accordance with these necessary Used as oxidizing species. As the oxidizing species, O 2 plasma is preferable. Note that plasma is not necessary when O 3 gas is used.

以上のような成膜処理を所定数のバッチのウエハWに対して繰り返した後、処理容器1内に堆積する副生成物膜を除去するためのクリーニング処理を行う。例えば、このクリーニング処理は、成膜処理の繰り返しによってSiO膜(シリコン酸化膜)の累積膜厚が2〜5μm内の所定値に達した後、次のバッチのウエハWに成膜処理を行う前に行う。クリーニング処理のタイミングを決定するために使用する累積膜厚は、成膜処理のレシピで規定される1回の成膜処理で形成されるSiO膜の厚さを積算した理論値とすることができる。代わりに、この累積膜厚は、成膜処理において、ウエハボート5に製品用のウエハWと共にモニタウエハを積載し、このモニタウエハに形成されたSiO膜の厚さを実際に計測した値を積算した測定値とすることもできる。
クリーニング処理では、処理容器1内に製品用のウエハが搭載されていないウエハボート5を保温筒7に載せた状態で、所定の温度に加熱された処理容器1内にその下方から上昇させることによりロードする。次に、蓋部9でマニホールド3の下端開口部を閉じることにより処理容器1内を密閉空間とする。次に、処理容器1内を排気しながら、クリーニングガス供給源42からガス配管43、18、21、ガス分散ノズル19、22を経て、クリーニングガスとして、例えばHFガス、Fガス、ClFガス等のフッ素含有ガスを処理容器1内に供給する。これにより、処理容器1の内壁、ウエハボート5、保温筒7、ガス分散ノズル19、22に付着した反応生成物を除去する。クリーニング処理の際の処理容器1内の温度は、0〜600℃、好ましく25〜475℃に設定する。
After the film forming process as described above is repeated for a predetermined number of batches of wafers W, a cleaning process for removing the by-product film deposited in the processing container 1 is performed. For example, in this cleaning process, after the accumulated film thickness of the SiO 2 film (silicon oxide film) reaches a predetermined value within 2 to 5 μm by repeating the film forming process, the film forming process is performed on the wafer W of the next batch. Do before. The cumulative film thickness used for determining the timing of the cleaning process may be a theoretical value obtained by integrating the thicknesses of the SiO 2 films formed in one film forming process defined by the film forming process recipe. it can. Instead, the cumulative film thickness is a value obtained by actually measuring the thickness of the SiO 2 film formed on the monitor wafer by loading a monitor wafer together with the product wafer W on the wafer boat 5 in the film formation process. The integrated measurement value can also be used.
In the cleaning process, the wafer boat 5 on which product wafers are not mounted in the processing container 1 is placed on the heat insulating cylinder 7 and is raised from below in the processing container 1 heated to a predetermined temperature. Load it. Next, the inside of the processing container 1 is made into a sealed space by closing the lower end opening of the manifold 3 with the lid 9. Next, while exhausting the inside of the processing container 1, the cleaning gas is supplied from the cleaning gas supply source 42 through the gas pipes 43, 18, 21 and the gas dispersion nozzles 19, 22, for example, HF gas, F 2 gas, ClF 3 gas. A fluorine-containing gas such as is supplied into the processing container 1. Thereby, the reaction product adhering to the inner wall of the processing container 1, the wafer boat 5, the heat insulating cylinder 7, and the gas dispersion nozzles 19 and 22 is removed. The temperature in the processing container 1 during the cleaning process is set to 0 to 600 ° C., preferably 25 to 475 ° C.

次に、上述の酸化パージ処理がウエハW上のパーティクル低減に有効である理由について説明する。   Next, the reason why the above-described oxidation purge process is effective in reducing particles on the wafer W will be described.

従来の手法において、縦型バッチ式の成膜装置でSiO膜を成膜する場合、下記のような手順を繰り返す。まず、1つのバッチのウエハに対してSiソースガスと酸素含有ガスとを使用して成膜処理を行う。次に、このバッチのウエハをウエハボートと共に処理容器から搬出した後、処理容器内を真空排気しながら不活性ガスを供給するパージを行う。次に、後続のバッチのウエハに対して成膜処理を行う。次に、このバッチのウエハを搬出後、処理容器内を不活性ガスによるパージを行う。 In the conventional method, when the SiO 2 film is formed by the vertical batch type film forming apparatus, the following procedure is repeated. First, film formation is performed on a batch of wafers using a Si source gas and an oxygen-containing gas. Next, after carrying out the batch of wafers together with the wafer boat from the processing container, a purge is performed to supply an inert gas while evacuating the processing container. Next, a film forming process is performed on the subsequent batch of wafers. Next, after carrying out the batch of wafers, the inside of the processing container is purged with an inert gas.

成膜処理により、ウエハにSiO膜が堆積されると同時に、処理容器の内壁にもSiOを主体とする膜が堆積される。そして、成膜処理を繰り返していくと、処理容器の内壁に堆積された膜が厚くなっていく。本発明者らの実験によれば、従来の手法を用いた場合には、処理容器内壁に堆積された膜が所定の膜厚以上になると急激にウエハ上のパーティクルが増加することが判明した。
実験において、Siソースガスとして1価のアミノシラン(DIPAS)を用い、酸化種としてOプラズマを用いてALDにより成膜を繰り返した際のウエハ上の0.05μm以上のパーティクル数を測定した。図5はこの実験の結果を示す図であり、この図から、成膜回数が増加するほどパーティクル数が増加していることがわかる。図6は、図5のうち0.05〜0.2μmの微小パーティクル数と成膜回数(累積膜厚)との関係を示す図である。図6に示すように、パーティクルの大部分が0.05〜0.2μmの範囲の微小なものであることが判明した。
By the film forming process, a SiO 2 film is deposited on the wafer, and at the same time, a film mainly composed of SiO 2 is deposited on the inner wall of the processing container. As the film forming process is repeated, the film deposited on the inner wall of the processing container becomes thicker. According to the experiments by the present inventors, it has been found that when the conventional method is used, the number of particles on the wafer increases abruptly when the film deposited on the inner wall of the processing container exceeds a predetermined thickness.
In the experiment, monovalent aminosilane (DIPAS) was used as the Si source gas, and the number of particles of 0.05 μm or more on the wafer was measured when the film formation was repeated by ALD using O 2 plasma as the oxidizing species. FIG. 5 is a diagram showing the results of this experiment. From this figure, it can be seen that the number of particles increases as the number of film formation increases. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the number of fine particles of 0.05 to 0.2 μm in FIG. 5 and the number of film formation (cumulative film thickness). As shown in FIG. 6, it was found that most of the particles were minute particles in the range of 0.05 to 0.2 μm.

Siソースガスとしてのアミノシランと酸化種としてのOプラズマを用いたALDプロセスでSiO膜を成膜する際には、上述のようにアミノシランフロー→アミノシランパージ→Oプラズマフロー→Oプラズマパージを繰り返して行う。図7は、Siソースガスとしてのアミノシランと酸化種としてのOプラズマを用いたALDプロセスでSiO膜を成膜する様子を示す模式図である。図7に示すように、この成膜の過程でアミンが生成する。なお、図7中Rは炭化水素基、Oは酸素ラジカルである。このときの反応は、以下の(1)式のような反応式で表すことができる。
アミノシラン+(O、O )→SiO+アミン↑ ・・・(1)
When an SiO 2 film is formed by an ALD process using amino silane as a Si source gas and O 2 plasma as an oxidizing species, as described above, amino silane flow → amino silane purge → O 2 plasma flow → O 2 plasma purge. Repeat this step. FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which a SiO 2 film is formed by an ALD process using aminosilane as a Si source gas and O 2 plasma as an oxidizing species. As shown in FIG. 7, amine is generated during the film formation process. In FIG. 7, R is a hydrocarbon group, and O * is an oxygen radical. The reaction at this time can be expressed by a reaction formula such as the following formula (1).
Aminosilane + (O * , O 2 * ) → SiO 2 + Amine ↑ (1)

したがって、処理容器の内壁にはSiO膜が堆積する際に膜中にアミン系物質が含まれ、何らかの形で0.05〜0.2μmの微小なパーティクル生成に寄与していることが推測される。しかし、アミンはガス成分であるため、単体ではウエハに付着することはなく、また、アミン自体は酸化種との混合状態で反応しても固体にはならない。 Therefore, it is presumed that when the SiO 2 film is deposited on the inner wall of the processing container, an amine-based substance is contained in the film, which contributes to the generation of fine particles of 0.05 to 0.2 μm in some form. The However, since amine is a gas component, it does not adhere to the wafer alone, and the amine itself does not become a solid even if it reacts in a mixed state with oxidizing species.

次に、実験において、アミノシランフロー→アミノシランパージ→Oプラズマフロー→Oプラズマパージを繰り返すALDによりウエハ上にSiO膜を成膜する際に、Oプラズマフロー時間が短いものと長いものについて、膜中のC濃度とN濃度を測定した。比較のため、1000℃での熱酸化により形成したSiO膜についても同様に膜中のC濃度とN濃度を測定した。これらの実験により得られたC濃度を図8に、N濃度を図9に示す。これらの図に示すように、ALDのOプラズマフロー時間(酸化工程時間)を延ばすことにより膜中のC濃度およびN濃度は減少する。しかし、いずれもアミノシランを用いない熱酸化によるSiO膜よりもC濃度およびN濃度がはるかに多いことがわかった。このことから、膜中のC、Nはアミノシランに起因するアミン系物質に由来するものであり、このようなアミン系物質は酸化種であるOプラズマフロー時間を延ばすことである程度低減させることができることが見出された。 Next, in the experiment, when the SiO 2 film is formed on the wafer by ALD in which aminosilane flow → aminosilane purge → O 2 plasma flow → O 2 plasma purge is repeated, the O 2 plasma flow time is short and long. The C concentration and N concentration in the film were measured. For comparison, the C 2 concentration and N concentration of the SiO 2 film formed by thermal oxidation at 1000 ° C. were similarly measured. The C concentration obtained by these experiments is shown in FIG. 8, and the N concentration is shown in FIG. As shown in these drawings, C concentration and N concentration in the film by extending the ALD of O 2 plasma flow time (oxidation process time) decreases. However, it has been found that the C concentration and the N concentration are much higher than those of the SiO 2 film formed by thermal oxidation without using aminosilane. From this, C and N in the film are derived from amine-based materials derived from aminosilane, and such amine-based materials can be reduced to some extent by extending the O 2 plasma flow time which is an oxidizing species. It was found that it was possible.

次に、処理容器の内壁に堆積される膜の状態を模擬するための実験を行った。ここで、処理容器内にウエハを搬入し、Siソースガスとして1価のアミノシランを用い、酸化種としてOプラズマを用いてウエハ上にALDにより約30nmの厚さのSiO膜を成膜する成膜処理を行った。次いでウエハを搬出せずに、バッチの入れ替えの際のパージに対応させて後処理を行った。成膜処理及び後処理を4回繰り返した。次に、昇温脱離ガス分析(TDS)により成膜されたSiO膜中の炭素・窒素化合物の分析を行った。
図10(a)はこの実験において用いた比較例のシーケンスを示す図であり、ここで、後処理として、Nガスをパージガスとして用いてサイクルパージを行った。図10(b)はこの実験において用いた実施例のシーケンスを示す図であり、ここで、後処理として、Oプラズマを用いたパージ(酸化パージ)を行った。
図11(a)、(b)、(c)は、図10(a)、(b)のシーケンスで形成したSiO膜中の炭素・窒素化合物の分析結果を示す図である。図11(a)、(b)、(c)に示すように、各成膜処理後で行うサイクルパージをOプラズマパージに代えることにより、炭素・窒素化合物が減少することがわかった。このことから、先行の成膜処理と次の成膜処理との間でOプラズマパージにより酸化パージ処理することにより、処理容器の内壁に堆積した膜中のアミン系物質の量が減少することが見出された。
Next, an experiment was performed to simulate the state of the film deposited on the inner wall of the processing container. Here, the wafer is carried into the processing container, and a monovalent aminosilane is used as the Si source gas, and an O 2 plasma is used as the oxidizing species to form a SiO 2 film having a thickness of about 30 nm on the wafer by ALD. A film forming process was performed. Next, the wafers were not carried out, and post-processing was performed in accordance with the purge at the time of batch replacement. The film formation process and post-treatment were repeated four times. Next, the carbon / nitrogen compound in the SiO 2 film formed by temperature programmed desorption gas analysis (TDS) was analyzed.
FIG. 10A is a diagram showing a sequence of a comparative example used in this experiment. Here, as a post-treatment, a cycle purge was performed using N 2 gas as a purge gas. FIG. 10B is a diagram showing the sequence of the example used in this experiment. Here, purging (oxidation purging) using O 2 plasma was performed as post-processing.
FIGS. 11A, 11B, and 11C are diagrams showing analysis results of carbon / nitrogen compounds in the SiO 2 film formed by the sequence of FIGS. 10A and 10B. As shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C, it was found that carbon / nitrogen compounds are reduced by replacing the cycle purge performed after each film forming process with an O 2 plasma purge. From this, the amount of amine-based substance in the film deposited on the inner wall of the processing vessel is reduced by performing the oxidation purge process by the O 2 plasma purge between the previous film formation process and the next film formation process. Was found.

次に、ウエハ上に付着したパーティクルについて、0.2μmを超えるものおよび大部分を占める0.05〜0.2μmのものに分けて、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて写真を撮影し、エネルギー分散型X線分析器(EDX)を用いて組成分析した。図12は0.2μmを超えるパーティクルのSEM写真のイメージおよび分析結果を示す。図13は0.05〜0.2μmのパーティクルのSEM写真のイメージおよび分析結果を示す。これらの図に示すように、0.2μmを超えるサイズのパーティクルは破片のような形状をしており、Si:Oがほぼ1:2となるピーク強度比でSiとOが検出された。このことから、0.2μmを超えるサイズのパーティクルは、処理容器内壁に成膜された膜剥がれが原因と考えられる。一方、0.2μm以下の小さいパーティクルでは形状は破片状ではなく、またSi:OがSiOよりもSiリッチで、C等の不純物も微量含まれていた。このことから、0.2μm以下のパーティクルは膜剥がれではなく気相反応が関与していると考えられる。 Next, the particles adhering to the wafer are divided into those exceeding 0.2 μm and those occupying most of 0.05 to 0.2 μm, and photographs are taken using a scanning electron microscope (SEM). The composition was analyzed using an energy dispersive X-ray analyzer (EDX). FIG. 12 shows an image of an SEM photograph of particles exceeding 0.2 μm and the analysis results. FIG. 13 shows an image of an SEM photograph of particles of 0.05 to 0.2 μm and analysis results. As shown in these figures, particles having a size exceeding 0.2 μm are shaped like fragments, and Si and O were detected at a peak intensity ratio where Si: O was approximately 1: 2. From this, it is considered that particles having a size exceeding 0.2 μm are caused by peeling of the film formed on the inner wall of the processing container. On the other hand, small particles of 0.2 μm or less were not in the shape of fragments, Si: O was more Si-rich than SiO 2 , and a small amount of impurities such as C was included. From this, it is considered that particles of 0.2 μm or less are involved in gas phase reaction rather than film peeling.

以上のことから、Siソースガスであるアミノシランと酸化種であるOプラズマにより成膜を行った際に処理容器内壁に堆積したSiO膜にはアミン系物質が含まれており、それが放出されて気相反応することにより0.2μm以下のパーティクルが生成されると考えられる。しかし、上述したように、アミン自体はガス成分であるため、単体ではウエハに付着することはなく、しかも、酸化種との混合状態で反応しても固体にはならないため、アミン自体が放出されてもパーティクルは生成されない。上述したように、0.2μm以下のパーティクルにはSiが含まれC等も含まれていることから、パーティクルに関与しているアミン系物質は、アミン自体ではなく、未反応のアミノシランであると考えられる。
すなわち、処理容器内壁に堆積した膜には、主成分であるSiOの他に、反応生成物であるアミンと、未反応のアミノシランが含まれており、この未反応のアミノシランが気相中に放出されると、酸化種であるOプラズマと反応して固体の酸化物となり、これが0.2μm以下の微小パーティクルになるものと考えられる。したがって、成膜処理中における処理容器1の内壁に堆積した膜からのアミノシランの放出を減少させることが微小パーティクルの減少に有効である。そのために、本実施形態では先行の成膜処理と次の成膜処理との間にOプラズマパージ(酸化パージ)を行う。
From the above, the SiO 2 film deposited on the inner wall of the processing vessel when the film was formed using amino silane as the Si source gas and O 2 plasma as the oxidizing species contained an amine-based substance, which was released. It is considered that particles having a size of 0.2 μm or less are generated by the gas phase reaction. However, as described above, since the amine itself is a gas component, it does not adhere to the wafer by itself, and it does not become a solid even if it reacts in a mixed state with an oxidizing species, so the amine itself is released. However, no particles are generated. As described above, since particles containing 0.2 μm or less contain Si and also contain C and the like, the amine-based substance involved in the particles is not an amine itself but an unreacted aminosilane. Conceivable.
That is, the film deposited on the inner wall of the processing vessel contains amine, which is a reaction product, and unreacted aminosilane in addition to SiO 2 as the main component, and this unreacted aminosilane is contained in the gas phase. When released, it is considered that it reacts with O 2 plasma, which is an oxidizing species, to become a solid oxide, which becomes fine particles of 0.2 μm or less. Therefore, reducing the release of aminosilane from the film deposited on the inner wall of the processing container 1 during the film forming process is effective in reducing microparticles. Therefore, in this embodiment, an O 2 plasma purge (oxidation purge) is performed between the preceding film forming process and the next film forming process.

つまり、従来は、成膜処理と成膜処理との間には本実施形態のような酸化パージは行わずに不活性ガスを用いたサイクルパージを行っており、処理容器1の内壁に堆積したSiO膜60には多くのアミノシランが残留する。この場合、図14(a)に示すように、次の成膜処理中に処理容器1の内壁のSiO膜60から多くのアミノシランガスが放出される。このガスは気相中でOプラズマにより酸化されるため、気相パーティクルが多く生じてウエハWに付着するパーティクルが多くなる。一方、成膜処理後にOプラズマパージ(酸化パージ)を行うことによりサイクルパージを行った場合よりもSiO膜60中に残留するアミノシランの量が少なくなる。この場合、図14(b)に示すように、次の成膜処理中に処理容器1の内壁のSiO膜60から放出するアミノシランガスの量が少なくなる。このため、気相パーティクルが少なくなり、ウエハW上に付着するパーティクルを少なくすることができる。 In other words, conventionally, a cycle purge using an inert gas is performed between the film forming process and the film forming process without performing the oxidation purge as in the present embodiment, and the film is deposited on the inner wall of the processing container 1. A lot of aminosilane remains in the SiO 2 film 60. In this case, as shown in FIG. 14A, a large amount of aminosilane gas is released from the SiO 2 film 60 on the inner wall of the processing container 1 during the next film forming process. Since this gas is oxidized by O 2 plasma in the gas phase, a lot of gas phase particles are generated and the number of particles adhering to the wafer W is increased. On the other hand, the amount of aminosilane remaining in the SiO 2 film 60 is reduced by performing the O 2 plasma purge (oxidation purge) after the film formation process, compared with the case where the cycle purge is performed. In this case, as shown in FIG. 14B, the amount of aminosilane gas released from the SiO 2 film 60 on the inner wall of the processing container 1 is reduced during the next film forming process. For this reason, gas phase particles are reduced, and particles adhering to the wafer W can be reduced.

この点、本実施形態は、処理容器内壁に堆積した膜を改質することにより膜剥がれを防止する上記特許文献2、3とは全く異なる技術である。   In this regard, the present embodiment is a technique that is completely different from the above-described Patent Documents 2 and 3 that prevent film peeling by modifying the film deposited on the inner wall of the processing container.

本実施形態において、酸化パージ処理で使用する酸化ガスは、SiO膜の成膜処理で使用する酸化ガスと同じものを用いることができる。また、酸化パージ処理で使用する酸化ガスは、SiO膜の成膜処理と同じ態様で供給することがができ(本実施形態ではOプラズマが例示される)、特別な設備は不要である。 In the present embodiment, the oxidizing gas used in the oxidation purge process can be the same as the oxidizing gas used in the SiO 2 film forming process. Further, the oxidizing gas used in the oxidation purge process can be supplied in the same manner as the film forming process of the SiO 2 film (O 2 plasma is exemplified in this embodiment), and no special equipment is required. .

なお、このような処理容器の内壁に堆積するSiO膜にSiソースガスが含有され処理中に放出する現象は、Siソースガスとしてアミノシランを用いる場合以外にも生じるものである。 Such a phenomenon that the Si source gas is contained in the SiO 2 film deposited on the inner wall of the processing container and is released during the processing occurs even when aminosilane is used as the Si source gas.

本実施形態による効果を確認するため、別の実験を行った。図15は、従来の方法と本発明の実施形態に係る方法を比較するための実験を説明するための図である。ここでは、処理容器の内壁にパーティクルが十分発生する累積膜厚で膜が堆積した状態で、図15に示すように、ウエハを搬入しない状態で処理容器内をOプラズマパージ(酸化パージ)した。次に、処理容器内にウエハを搬入し、Siソースガスとして1価のアミノシラン(DIPAS)を用い、酸化種としてOプラズマを用いてウエハ上にALDにより約30nmの厚さのSiO膜を成膜した。そして、ウエハ上のパーティクルを測定した。このシーケンスを2回繰り返した。その後、ウエハを搬入しない状態で処理容器内をNガスによりサイクルパージした。次に、同様の手法でウエハ上にALDにより約30nmの厚さのSiO膜を成膜した。そして、ウエハ上のパーティクルを測定した。このシーケンスを2回繰り返した。 In order to confirm the effect of this embodiment, another experiment was conducted. FIG. 15 is a diagram for explaining an experiment for comparing a conventional method and a method according to an embodiment of the present invention. Here, as shown in FIG. 15, the inside of the processing chamber was O 2 plasma purged (oxidation purge) without depositing a wafer, with the film deposited with a cumulative film thickness sufficient to generate particles on the inner wall of the processing chamber. . Next, the wafer is carried into the processing container, and monovalent aminosilane (DIPAS) is used as the Si source gas, and O 2 plasma is used as the oxidizing species to form a SiO 2 film having a thickness of about 30 nm on the wafer by ALD. A film was formed. Then, the particles on the wafer were measured. This sequence was repeated twice. Thereafter, the inside of the processing container was cycle purged with N 2 gas without carrying in the wafer. Next, a SiO 2 film having a thickness of about 30 nm was formed on the wafer by ALD in the same manner. Then, the particles on the wafer were measured. This sequence was repeated twice.

図16は、この実験により得られた、ウエハ上の0.05μm以上のパーティクルの数を示す図である。図17は、図16のパーティクルのうち、0.2μm超のパーティクルの数を示す図である。図18は、図16のパーティクルのうち、0.05〜0.2μmのパーティクルの数を示す図である。図16に示すように、Oプラズマパージを行うことにより、サイクルパージを行った場合よりもパーティクル数が減少することが確認された。また、図17、図18に示すように、0.2μm超のパーティクルは非常に少なくOプラズマパージの有無によってその数は変わらなかった。しかし、全体の中で0.05〜0.2μmの微小パーティクルが大部分を占め、Oプラズマパージによりこの微小パーティクルの数が減少することが確認された。 FIG. 16 is a diagram showing the number of particles of 0.05 μm or more on the wafer obtained by this experiment. FIG. 17 is a diagram showing the number of particles exceeding 0.2 μm among the particles shown in FIG. FIG. 18 is a diagram showing the number of particles of 0.05 to 0.2 μm among the particles of FIG. As shown in FIG. 16, it was confirmed that the number of particles decreased by performing the O 2 plasma purge as compared with the case of performing the cycle purge. Further, as shown in FIGS. 17 and 18, the number of particles exceeding 0.2 μm is very small, and the number does not change depending on the presence or absence of the O 2 plasma purge. However, it was confirmed that the fine particles of 0.05 to 0.2 μm occupy most of the whole, and the number of fine particles was reduced by the O 2 plasma purge.

なお、上述のシリコン酸化膜(SiO膜)の成膜処理、酸化パージ処理、副生成物膜のクリーニング処理は、特定の処理ガスと処理条件とを採用することにより、全て室温(20〜30℃、例えば25℃)で行うことが可能となる。以下に、室温シーケンスを実現するための成膜装置の使用方法について説明する。 Note that the above-described silicon oxide film (SiO 2 film) film forming process, oxidation purge process, and by-product film cleaning process are all performed at room temperature (20 to 30) by using a specific processing gas and processing conditions. (For example, 25 ° C.). Below, the usage method of the film-forming apparatus for implement | achieving a room temperature sequence is demonstrated.

この室温シーケンスのため、図1の成膜装置100において、酸素含有ガス供給源17は、酸素含有ガスとしてはOガスを供給するように構成する。但し、酸素含有ガスとしては、代わりに、COガス、NOガス、NOガス、HOガス、Oガスを使用することも可能である。Siソースガス供給源20は、ジイソプロピルアミノシラン(DIPAS)ガスを供給するように構成する。クリーニングガス供給源42は、HFガスを供給するように構成する。 For this room temperature sequence, in the film forming apparatus 100 of FIG. 1, the oxygen-containing gas supply source 17 is configured to supply O 2 gas as the oxygen-containing gas. However, as the oxygen-containing gas, CO 2 gas, NO gas, N 2 O gas, H 2 O gas, and O 3 gas can be used instead. The Si source gas supply source 20 is configured to supply diisopropylaminosilane (DIPAS) gas. The cleaning gas supply source 42 is configured to supply HF gas.

成膜処理においては、処理容器1内の成膜処理温度を室温とし、真空排気機構VEMによって処理容器1内を排気しながら、下記のサイクルを繰り返すALDを行う。即ち、まず、処理容器1内にDIPASガスを供給する一方、処理容器1内にOガスを供給しない吸着工程を行う。これにより、ウエハWの表面にシリコンを含む吸着層を形成する。次に、処理容器1内に不活性ガスを供給する一方、処理容器1内にDIPASガス及びOガスを供給しないと共に、処理容器1内を排気する第1パージ工程を行う。次に、処理容器1内にOガスを供給する一方、処理容器1内にDIPASガスを供給しない酸化工程を行う。これにより、ウエハWの表面上の吸着層を酸化する。次に、処理容器1内に不活性ガスを供給する一方、処理容器1内にDIPASガス及びOガスを供給しないと共に、処理容器1内を排気する第2パージ工程を行う。 In the film forming process, the film forming process temperature in the processing container 1 is set to room temperature, and ALD is performed by repeating the following cycle while the processing container 1 is exhausted by the vacuum exhaust mechanism VEM. That is, first, an adsorption process is performed in which the DIPAS gas is supplied into the processing container 1 while the O 2 gas is not supplied into the processing container 1. Thereby, an adsorption layer containing silicon is formed on the surface of the wafer W. Next, a first purge step is performed in which the inert gas is supplied into the processing container 1 while the DIPAS gas and the O 2 gas are not supplied into the processing container 1 and the processing container 1 is evacuated. Next, an oxidation process is performed in which the O 2 gas is supplied into the processing container 1 while the DIPAS gas is not supplied into the processing container 1. Thereby, the adsorption layer on the surface of the wafer W is oxidized. Next, a second purge step is performed in which the inert gas is supplied into the processing container 1 while the DIPAS gas and the O 2 gas are not supplied into the processing container 1 and the inside of the processing container 1 is exhausted.

ここで、吸着工程は、処理容器1内の圧力を13.3〜3990Pa(0.1〜30Torr)、好ましくは、13.3〜666.5Pa(0.1〜5.0Torr)に設定する。酸化工程は、処理容器1内の圧力を13.3〜1333Pa(0.1〜10Torr)、好ましくは13.3〜120Pa(0.1〜0.93Torr)に設定する。また、酸化工程は、プラズマ生成機構30の圧力が400Pa未満で且つ電極に印加される高周波電力が50〜500W、好ましくは10〜250Wの状態の機構30によりOガスをプラズマ化することにより励起しながら処理容器1内に供給する。これにより生成されたOガスに由来するラジカルにより、ウエハWの表面上の吸着層を酸化する。
成膜済みのウエハWを搭載したウエハボート5を処理容器1から搬出した後に行う酸化パージ処理においては、処理容器1内の酸化パージ処理温度を室温とし、真空排気機構VEMによって処理容器1内を排気しながら、下記の操作を行う。
Here, in the adsorption step, the pressure in the processing container 1 is set to 13.3 to 3990 Pa (0.1 to 30 Torr), preferably 13.3 to 666.5 Pa (0.1 to 5.0 Torr). In the oxidation step, the pressure in the processing container 1 is set to 13.3 to 1333 Pa (0.1 to 10 Torr), preferably 13.3 to 120 Pa (0.1 to 0.93 Torr). The oxidation step is excited by converting the O 2 gas into plasma by the mechanism 30 in which the pressure of the plasma generation mechanism 30 is less than 400 Pa and the high frequency power applied to the electrode is 50 to 500 W, preferably 10 to 250 W. While being supplied into the processing container 1. The adsorption layer on the surface of the wafer W is oxidized by radicals derived from the generated O 2 gas.
In the oxidation purge process that is performed after the wafer boat 5 loaded with the film-formed wafer W is unloaded from the processing vessel 1, the oxidation purge processing temperature in the processing vessel 1 is set to room temperature, and the inside of the processing vessel 1 is evacuated by the vacuum exhaust mechanism VEM. The following operation is performed while exhausting.

まず、処理容器1内を0.133〜1333Pa(0.001〜10Torr)程度に真空引きする。そして、処理容器1内にOガスを供給する一方、処理容器1内にDIPASガスを供給しない工程を行う。この工程は、処理容器1内の圧力を13.3〜1333Pa(0.1〜10Torr)、好ましくは、13.3〜120Pa(0.1〜0.93Torr)に設定する。また、この工程は、プラズマ生成機構30の圧力が400Pa未満で且つ電極に印加される高周波電力が10〜500W、好ましくは50〜250Wの状態の機構30によりOガスをプラズマ化することにより励起しながら処理容器1内に供給する。この工程の時間は60〜3600secに設定する。これにより生成されたOガスに由来するラジカルにより、処理容器1内に堆積した副生成物膜に対して酸化を施す。 First, the inside of the processing container 1 is evacuated to about 0.133 to 1333 Pa (0.001 to 10 Torr). Then, while supplying an O 2 gas into the processing container 1, a step of not supplying DIPAS gas into the processing vessel 1. In this step, the pressure in the processing container 1 is set to 13.3 to 1333 Pa (0.1 to 10 Torr), preferably 13.3 to 120 Pa (0.1 to 0.93 Torr). This step is excited by converting the O 2 gas into plasma by the mechanism 30 in which the pressure of the plasma generation mechanism 30 is less than 400 Pa and the high frequency power applied to the electrode is 10 to 500 W, preferably 50 to 250 W. While being supplied into the processing container 1. The time for this step is set to 60-3600 sec. Oxidation is performed on the by-product film deposited in the processing container 1 by radicals derived from the generated O 2 gas.

シリコン酸化膜(SiO膜)の累積膜厚が2〜5μm内の所定値となった時点で行うクリーニング処理においては、処理容器1内のクリーニング処理温度を室温とし、真空排気機構VEMによって処理容器1内を排気しながら、下記の操作を行う。 In the cleaning process performed when the accumulated film thickness of the silicon oxide film (SiO 2 film) reaches a predetermined value within 2 to 5 μm, the cleaning process temperature in the process container 1 is set to room temperature, and the process container is operated by the vacuum exhaust mechanism VEM. The following operation is performed while evacuating the interior of 1.

まず、製品用のウエハが搭載されていないウエハボート5を収容する処理容器1内を0.133〜1333Pa(0.001〜10Torr)程度に真空引きする。次に、処理容器1内にHFガスを供給する一方、処理容器1内にOガス、DIPASガスを供給しない工程を行う。この工程は、処理容器1内の圧力を13.3〜101325Pa(0.1〜760Torr)、好ましくは133〜13332Pa(1〜100Torr)に設定する。これによりHFガスにより、処理容器1内に堆積した副生成物膜をエッチング除去する。 First, the inside of the processing container 1 that accommodates the wafer boat 5 on which product wafers are not mounted is evacuated to about 0.133 to 1333 Pa (0.001 to 10 Torr). Next, a process of supplying HF gas into the processing container 1 while not supplying O 2 gas and DIPAS gas into the processing container 1 is performed. In this step, the pressure in the processing container 1 is set to 13.3 to 101325 Pa (0.1 to 760 Torr), preferably 133 to 13332 Pa (1 to 100 Torr). Thereby, the by-product film deposited in the processing container 1 is removed by etching with HF gas.

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では本発明を複数の半導体ウエハを搭載して一括して成膜を行うバッチ式の成膜装置に適用した例を示した。これに代え、本発明は、一枚のウエハ毎に成膜を行う枚葉式の成膜装置に適用することもできる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above-described embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a batch-type film forming apparatus in which a plurality of semiconductor wafers are mounted and film formation is performed collectively. Instead, the present invention can also be applied to a single-wafer type film forming apparatus that forms a film for each wafer.

また、上記実施形態ではSiソースガスとしてアミノシランを用い、酸化種にOプラズマのような酸素含有プラズマを用いてSiO膜をALDにより成膜した例について示した。これに代え、本発明は、SiH、SiHCl、SiHCl、SiHCl等他のSiソースガスを用いることができる。酸化種は、酸素含有プラズマに限らず、オゾンガス等の他の活性種を用いることもできる。Siソースガスによっては活性種に限らずOガスのような酸素含有ガスそのものを用いることができる。、成膜手法もALDに限らずCVDであってもよい。ただし、ALDでは低温成膜が指向されるため、膜中へのSiソースガスの残留がより多くなると考えられる。このため、本発明はALDでSiO膜を成膜する場合に有効である。 In the above embodiment, an example was shown in which an aminosilane was used as the Si source gas and an SiO 2 film was formed by ALD using oxygen-containing plasma such as O 2 plasma as the oxidizing species. Instead, other Si source gases such as SiH 4 , SiH 3 Cl, SiH 2 Cl 2 , and SiHCl 3 can be used in the present invention. The oxidizing species is not limited to oxygen-containing plasma, and other active species such as ozone gas can also be used. Depending on the Si source gas, not only the active species but also an oxygen-containing gas such as O 2 gas can be used. The film forming method is not limited to ALD but may be CVD. However, since ALD is directed to low-temperature film formation, it is considered that more Si source gas remains in the film. For this reason, the present invention is effective when the SiO 2 film is formed by ALD.

上記実施形態では、成膜処理と成膜処理の間の酸化パージをOプラズマのような酸素含有プラズマを用いて行う。これに代え、成膜処理の際の酸化工程と同様、酸化パージをオゾンガス等の他の活性種を用いて行うこともできる。この場合も、Siソースガスによっては活性種に限らずOガスのような酸素含有ガスそのものを用いることもできる。 In the above embodiment, the oxidation purge between the film forming process is performed using an oxygen-containing plasma such as O 2 plasma. Alternatively, the oxidation purge can be performed using other active species such as ozone gas as in the oxidation step during the film formation process. Also in this case, depending on the Si source gas, not only the active species but also an oxygen-containing gas itself such as O 2 gas can be used.

さらにまた、被処理体としては、半導体ウエハに限定されず、LCDガラス基板等の他の基板にも本発明を適用することができる。   Furthermore, the object to be processed is not limited to a semiconductor wafer, and the present invention can be applied to other substrates such as an LCD glass substrate.

1;処理容器
5;ウエハボート
14;酸素含有ガス供給機構
15;Siソースガス供給機構
16;パージガス供給機構
19;ガス分散ノズル
22;ガス分散ノズル
30;プラズマ生成機構
33;プラズマ電極
35;高周波電源
40;加熱機構
100;成膜装置
201;成膜処理
202;酸化パージ処理
W;半導体ウエハ(被処理体)
1; processing vessel 5; wafer boat 14; oxygen-containing gas supply mechanism 15; Si source gas supply mechanism 16; purge gas supply mechanism 19; gas dispersion nozzle 22; gas dispersion nozzle 30; plasma generation mechanism 33; 40; heating mechanism 100; film forming apparatus 201; film forming process 202; oxidation purge process W; semiconductor wafer (object to be processed)

Claims (11)

処理容器内にSiソースガスとしてジイソプロピルアミノシラン(DIPAS)ガスを供給し且つ酸化種として酸素含有ガスのプラズマを供給し且つ処理温度として室温を使用して、前記処理容器内で被処理体の表面にSiO膜を形成する成膜処理を行う成膜方法であって、
先行の前記成膜処理と次の前記成膜処理との間に、
前記被処理体を前記処理容器から搬出した状態で、前記処理容器内を排気しつつ前記処理容器内に前記DIPASガスを供給することなく前記酸素含有ガスのプラズマを供給し且つ処理温度として室温を使用して、前記処理容器内に堆積した副生成物中に残留するアミノシランの量を減少させるための酸化を施す酸化パージ処理を行うことを特徴とする成膜方法。
A diisopropylaminosilane (DIPAS) gas is supplied as a Si source gas in the processing vessel, an oxygen-containing gas plasma is supplied as an oxidizing species, and room temperature is used as a processing temperature. A film forming method for performing a film forming process for forming a SiO 2 film,
Between the preceding film forming process and the next film forming process,
In a state where the object to be processed is unloaded from the processing container, the oxygen-containing gas plasma is supplied without supplying the DIPAS gas into the processing container while exhausting the processing container, and the processing temperature is set to room temperature. A film-forming method characterized by performing an oxidation purge process for performing oxidation for reducing the amount of aminosilane remaining in a by-product deposited in the processing vessel .
前記方法は、前記成膜処理により形成される前記SiO膜の累積膜厚が2〜5μm内の所定値に到達した後、次に前記成膜処理を行う前に、前記処理容器内に堆積した副生成物膜を除去するクリーニング処理を行うことを更に具備し、前記クリーニング処理は、前記処理容器内を排気しながら前記処理容器内にフッ素含有ガスを供給して、前記副生成物膜をエッチングすることを特徴とする請求項1に記載の成膜方法。 In the method, after the cumulative film thickness of the SiO 2 film formed by the film formation process reaches a predetermined value within 2 to 5 μm, the film is deposited in the processing container before performing the film formation process next. A cleaning process for removing the by-product film, wherein the cleaning process is performed by supplying a fluorine-containing gas into the processing container while evacuating the processing container. The film forming method according to claim 1, wherein etching is performed. 前記クリーニング処理は、前記処理容器内の処理温度として室温を使用し、前記フッ素含有ガスとしてHFガスを供給することを特徴とする請求項2に記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 2, wherein the cleaning process uses room temperature as a processing temperature in the processing container and supplies HF gas as the fluorine-containing gas. 前記成膜処理は、前記DIPASガスを前記処理容器内へ供給する工程と、前記酸素含有ガスを前記処理容器内へ供給する工程を、前記処理容器内に残留しているガスを除去する工程を挟んで交互に実施することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の成膜方法。   The film forming process includes a step of supplying the DIPAS gas into the processing container and a step of supplying the oxygen-containing gas into the processing container, and a step of removing the gas remaining in the processing container. The film forming method according to any one of claims 1 to 3, wherein the film forming method is alternately performed with a sandwich. 前記酸素含有ガスは、Oガス、COガス、NOガス、NOガス、HOガスから選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の成膜方法。 5. The oxygen-containing gas according to claim 1, wherein the oxygen-containing gas is at least one selected from O 2 gas, CO 2 gas, NO gas, N 2 O gas, and H 2 O gas. The film forming method according to one item. 前記成膜処理の前記DIPASガスを供給する工程は、前記処理容器内の圧力を13.3〜3990Paに設定し、前記酸素含有ガスのプラズマを供給する工程は、前記酸素含有ガスとしてOガスを使用し、前記処理容器内の圧力を13.3〜1333Paに設定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の成膜方法。 The step of supplying the DIPAS gas in the film forming process sets the pressure in the processing vessel to 13.3 to 3990 Pa, and the step of supplying plasma of the oxygen-containing gas includes O 2 gas as the oxygen-containing gas. The film forming method according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure in the processing container is set to 13.3 to 1333 Pa. 前記酸化パージ処理の前記酸素含有ガスのプラズマを供給する工程は、前記処理容器内の圧力を13.3〜1333Paに設定することを特徴とする請求項6に記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 6, wherein in the step of supplying the oxygen-containing gas plasma in the oxidation purge process, the pressure in the processing container is set to 13.3 to 1333 Pa. 前記処理容器は、複数の被処理体を多段に保持する保持部材を収容するように構成され、前記酸化パージ処理は、次に前記成膜処理を行うバッチの被処理体を前記保持部材上に準備する操作を前記処理容器外で行うことと並行して行うことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の成膜方法。   The processing container is configured to accommodate a holding member that holds a plurality of objects to be processed in multiple stages, and the oxidation purge process is performed by placing a batch of objects to be processed next on the holding member. The film forming method according to claim 1, wherein the preparation operation is performed in parallel with performing the operation outside the processing container. 成膜装置であって、
真空保持可能な縦型の処理容器と、
前記処理容器内で複数の被処理体を多段に保持した状態で保持する保持部材と、
前記処理容器に対して前記保持部材を搬入出する搬入出機構と、
前記処理容器内へSiソースガスとしてジイソプロピルアミノシラン(DIPAS)ガスを供給するソースガス供給機構と、
前記処理容器内へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給機構と、
前記処理容器に取り付けられた前記酸素含有ガスをプラズマ化するプラズマ生成機構と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
装置動作を制御する制御機構と、
を具備し、前記制御機構は、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載された成膜方法が実行されるように、前記装置動作を制御することを特徴とする成膜装置。
A film forming apparatus,
A vertical processing container capable of holding a vacuum;
A holding member for holding a plurality of objects to be processed in a multistage manner in the processing container;
A loading / unloading mechanism for loading / unloading the holding member with respect to the processing container;
A source gas supply mechanism for supplying diisopropylaminosilane (DIPAS) gas as Si source gas into the processing vessel;
An oxygen-containing gas supply mechanism for supplying an oxygen-containing gas into the processing vessel;
A plasma generation mechanism for converting the oxygen-containing gas attached to the processing vessel into plasma;
An exhaust system for exhausting the inside of the processing vessel;
A control mechanism for controlling the operation of the device;
And the control mechanism includes:
9. A film forming apparatus, wherein the apparatus operation is controlled so that the film forming method according to claim 1 is executed.
成膜装置の使用方法であって、
前記成膜装置は、
真空保持可能な縦型の処理容器と、
前記処理容器内で複数の被処理体を多段に保持した状態で保持する保持部材と、
前記処理容器内へSiソースガスとしてジイソプロピルアミノシラン(DIPAS)ガスを供給するソースガス供給系と、
前記処理容器内へ酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給系と、
前記処理容器に取り付けられた前記酸素含有ガスをプラズマ化するプラズマ生成機構と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
を具備し、
前記成膜装置による成膜処理は、
前記処理容器内の成膜処理温度として室温を使用し、
前記排気系によって前記処理容器内を排気しながら前記ソースガス供給系から前記処理容器内へ前記DIPASガスを供給する工程と、
前記排気系によって前記処理容器内を排気しながら前記酸素含有ガス供給系から前記処理容器内へ前記酸素含有ガスを供給する工程と、ここで、前記プラズマ生成機構により前記酸素含有ガスをプラズマ化しながら供給し、これにより生成された前記酸素含有ガスに由来するラジカルにより、前記DIPASガスに由来する物質を酸化して前記シリコン酸化膜を形成することと、
を具備し、
先行の前記成膜処理と次の前記成膜処理との間に、
前記被処理体を前記処理容器から搬出した状態で、前記処理容器内を排気しつつ前記処理容器内に前記DIPASガスを供給することなく前記酸素含有ガスのプラズマを供給し且つ処理温度として室温を使用して、前記処理容器内に堆積した副生成物中に残留するアミノシランの量を減少させるための酸化を施す酸化パージ処理を行うことを特徴とする成膜装置の使用方法。
A method of using a film forming apparatus,
The film forming apparatus includes:
A vertical processing container capable of holding a vacuum;
A holding member for holding a plurality of objects to be processed in a multistage manner in the processing container;
A source gas supply system for supplying diisopropylaminosilane (DIPAS) gas as Si source gas into the processing vessel;
An oxygen-containing gas supply system for supplying an oxygen-containing gas into the processing vessel;
A plasma generation mechanism for converting the oxygen-containing gas attached to the processing vessel into plasma;
An exhaust system for exhausting the inside of the processing vessel;
Comprising
The film forming process by the film forming apparatus includes:
Use room temperature as the film forming temperature in the processing vessel,
Supplying the DIPAS gas from the source gas supply system into the processing container while exhausting the processing container by the exhaust system;
Supplying the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply system into the processing container while exhausting the inside of the processing container by the exhaust system; and while the oxygen-containing gas is converted into plasma by the plasma generation mechanism Supplying and oxidizing the substance derived from the DIPAS gas with radicals derived from the oxygen-containing gas generated thereby to form the silicon oxide film;
Comprising
Between the preceding film forming process and the next film forming process,
In a state where the object to be processed is unloaded from the processing container, the oxygen-containing gas plasma is supplied without supplying the DIPAS gas into the processing container while exhausting the processing container, and the processing temperature is set to room temperature. A method of using a film forming apparatus, comprising: performing an oxidation purge process for performing oxidation to reduce the amount of aminosilane remaining in a byproduct deposited in the processing container .
前記方法は、前記成膜処理により形成される前記シリコン酸化膜の累積膜厚が2〜5μm内の所定値に到達した後、次に前記成膜処理を行う前に、前記処理容器内に堆積した副生成物膜を除去するクリーニング処理を行うことを更に具備し、前記クリーニング処理は、前記処理容器内の処理温度として室温を使用し、前記処理容器内を排気しながら前記処理容器内にHFガスを供給して、前記副生成物膜をエッチングすることを特徴とする請求項10に記載の成膜装置の使用方法。   In the method, after the accumulated film thickness of the silicon oxide film formed by the film forming process reaches a predetermined value within 2 to 5 μm, it is deposited in the processing container before performing the film forming process next. A cleaning process is further performed to remove the by-product film, and the cleaning process uses room temperature as the processing temperature in the processing container, and HF is put into the processing container while exhausting the processing container. The method for using a film forming apparatus according to claim 10, wherein a gas is supplied to etch the by-product film.
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