JP6096588B2

JP6096588B2 - Substrate processing apparatus and substrate processing method

Info

Publication number: JP6096588B2
Application number: JP2013107474A
Authority: JP
Inventors: 寿加藤; 繁博三浦
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: JP2014229715A

Description

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.

半導体装置の製造においては、被処理体である半導体ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ）に対して、原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法等の方法によって、各種成膜処理が施される。この成膜処理を施す基板処理装置では、ウエハを載置するサセプタに加熱手段が設けられており、この加熱手段よって間接的にウエハを加熱しながら、種々の成膜反応を進行させる。 In the manufacture of a semiconductor device, various film forming processes are performed on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) that is an object to be processed by a method such as an atomic layer deposition (ALD) method. In the substrate processing apparatus for performing the film forming process, the susceptor on which the wafer is placed is provided with a heating unit, and various film forming reactions are performed while the wafer is indirectly heated by the heating unit.

近年、半導体装置の微細化、低コスト化に対する要求に伴って、ウエハが大口径化し、ウエハに反りが生じ易くなっている。ウエハに反りが生じると、ウエハの位置ずれを引き起こすことがある。また、ウエハ外周部とサセプタとが接触し、ウエハの破損やパーティクル汚染が生じることがある。 In recent years, with the demand for miniaturization and cost reduction of semiconductor devices, the diameter of the wafer is increased, and the wafer is easily warped. When the wafer is warped, the wafer may be displaced. Further, the wafer outer peripheral portion and the susceptor may come into contact with each other, and the wafer may be damaged or particle contamination may occur.

ウエハの反りは、サセプタの熱伝導によって、ウエハの表面と裏面との間での温度差が生じることや、ウエハ面内で温度差が生じること等に起因する。そのため、ウエハの面内温度が安定して、ウエハの反りが収まるまで成膜処理を待機させる必要がある。 The warpage of the wafer is caused by a temperature difference between the front surface and the back surface of the wafer due to heat conduction of the susceptor, a temperature difference in the wafer surface, or the like. Therefore, it is necessary to wait for the film forming process until the in-plane temperature of the wafer is stabilized and the warpage of the wafer is settled.

ウエハの反りに関する問題を解決するため、特許文献１には、ウエハが支持ピン上に支持されている状態で、ウエハを、ウエハの反りが発生しやすい温度域に通過させる技術が開示されている。これにより、ウエハに反りが生じた場合であっても、ウエハの破損やパーティクル汚染を回避することができる。 In order to solve the problem related to the warpage of the wafer, Patent Document 1 discloses a technique for passing the wafer to a temperature range in which the wafer is likely to warp while the wafer is supported on the support pins. . Thereby, even when the wafer is warped, damage to the wafer and particle contamination can be avoided.

特許５００８５６２号明細書Japanese Patent No. 5008562

しかしながら、特許文献１の方法では、ウエハ搬送から成膜処理までのスループットが低く、生産性が低いという問題点を有していた。 However, the method of Patent Document 1 has a problem in that the throughput from wafer conveyance to film formation is low and the productivity is low.

上記課題に対して、ウエハの反りの発生を効率良く抑制する基板処理装置を提供する。 In response to the above problems, a substrate processing apparatus that efficiently suppresses the occurrence of wafer warpage is provided.

チャンバ内に略水平に設けられた回転テーブルの表面に形成された基板載置用の凹部上に基板が載置された状態で前記回転テーブルを連続回転させ、前記基板の処理を行う基板処理装置であって、
前記回転テーブルに前記基板を載置するための搬入搬出領域近傍に配置され、前記基板の前記回転テーブルへの載置面とは反対側の方向から前記基板の前記回転テーブルへの載置面とは反対側の面を加熱する加熱手段と、
前記搬入搬出領域へと搬入された前記基板を、前記基板の半径を３等分割して加熱するように、前記加熱手段を制御する、制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、少なくとも前記基板の半径を３等分割した場合の外周側の領域であるエッジを含む領域を加熱するように、前記加熱手段を制御する、
基板処理装置。
A substrate processing apparatus for processing the substrate by continuously rotating the rotary table in a state where the substrate is placed on a concave portion for placing the substrate formed on the surface of the rotary table provided substantially horizontally in the chamber. Because
A placement surface of the substrate on the turntable from a direction opposite to the placement surface of the substrate on the turntable , which is disposed in the vicinity of a loading / unloading region for placing the substrate on the turntable; Is a heating means for heating the opposite surface ;
Control means for controlling the heating means so as to heat the substrate carried into the carry-in / out region by dividing the radius of the substrate into three equal parts ; and
I have a,
The control means controls the heating means so as to heat an area including an edge which is an outer peripheral area when the radius of the substrate is divided into three equal parts.
Substrate processing equipment.

ウエハの反りの発生を効率良く抑制する基板処理装置を提供することできる。 It is possible to provide a substrate processing apparatus that efficiently suppresses the occurrence of wafer warpage.

本実施形態に係る基板処理装置の一例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of an example of the substrate processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る基板処理装置の内部構造の一例の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of an example of the internal structure of the substrate processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る基板処理装置の内部構造の一例の概略平面図である。It is a schematic plan view of an example of the internal structure of the substrate processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る加熱手段の一例の概略分解図である。It is a schematic exploded view of an example of the heating means which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る基板処理装置の回転テーブルの同心円に沿った断面図である。It is sectional drawing along the concentric circle of the turntable of the substrate processing apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る基板処理装置のチャンバの天井面が設けられている領域を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the area | region in which the ceiling surface of the chamber of the substrate processing apparatus which concerns on this embodiment is provided. 本実施形態に係る基板処理方法の一例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating an example of the substrate processing method which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るウエハの温度と反りとの関係の一例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating an example of the relationship between the temperature of the wafer which concerns on this embodiment, and curvature. 本実施形態に係るウエハの温度と反りとの関係の他の例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the other example of the relationship between the temperature of the wafer which concerns on this embodiment, and curvature. 本実施形態に係るウエハの温度と反りとの関係の他の例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the other example of the relationship between the temperature of the wafer which concerns on this embodiment, and curvature. 本実施形態に係るウエハの温度と反りとの関係の他の例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the other example of the relationship between the temperature of the wafer which concerns on this embodiment, and curvature. 本実施形態に係るウエハの温度と反りとの関係の他の例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the other example of the relationship between the temperature of the wafer which concerns on this embodiment, and curvature.

以下、添付図面を参照して、本実施形態に係る基板処理方法を実施するのに好適な基板処理装置について説明する。 Hereinafter, a substrate processing apparatus suitable for carrying out the substrate processing method according to the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

（基板処理装置の構成）
本実施形態に係る基板処理装置は、一例として、所謂回転テーブル（後述）を用いた基板処理装置であって、互いに反応する２種類以上の反応ガスを交互に供給することによって、複数の基板の表面を成膜処理する装置について、説明する。 (Configuration of substrate processing equipment)
The substrate processing apparatus according to the present embodiment is, for example, a substrate processing apparatus using a so-called rotary table (described later), and by supplying two or more kinds of reaction gases that react with each other alternately, An apparatus for forming a film on the surface will be described.

図１に、本実施形態に係る基板処理装置の一例の概略断面図を示す。また、図２に、本実施形態に係る基板処理装置の内部構造の一例の概略斜視図を示し、図３に、概略平面図を示す。なお、図１は、図３のＩ−Ｉ'線に沿った断面図を示しており、図２及び図３では、説明の便宜上、天板１１（図１参照）を省略している。 FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an example of a substrate processing apparatus according to this embodiment. FIG. 2 shows a schematic perspective view of an example of the internal structure of the substrate processing apparatus according to this embodiment, and FIG. 3 shows a schematic plan view. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 3. In FIG. 2 and FIG. 3, the top plate 11 (see FIG. 1) is omitted for convenience of explanation.

図１から図３までを参照すると、基板処理装置１００は、ほぼ円形の平面形状を有する扁平なチャンバ１と、このチャンバ１内に設けられ、チャンバ１の中心に回転中心を有する回転テーブル２と、を備えている。チャンバ１は、処理対象となる基板を収容し、基板に成膜処理を行うための容器である。図１に示すように、チャンバ１は、有底の円筒形状を有する容器本体１２と、容器本体１２の上面に対して、例えばＯリングなどのシール部材１３を介して気密に着脱可能に配置される天板１１とを有している。 Referring to FIGS. 1 to 3, a substrate processing apparatus 100 includes a flat chamber 1 having a substantially circular planar shape, and a turntable 2 provided in the chamber 1 and having a rotation center at the center of the chamber 1. It is equipped with. The chamber 1 is a container for accommodating a substrate to be processed and performing a film forming process on the substrate. As shown in FIG. 1, the chamber 1 is detachably and detachably disposed on a bottomed cylindrical container body 12 and an upper surface of the container body 12 through a seal member 13 such as an O-ring. The top plate 11 is provided.

また、チャンバ１は、真空ポンプ６４０に接続された排気口６１０を有し、真空排気可能な真空容器として構成されても良い。 The chamber 1 may have an exhaust port 610 connected to the vacuum pump 640 and may be configured as a vacuum container that can be evacuated.

回転テーブル２は、基板を載置するための載置台である。回転テーブル２は、表面に円形窪み状の凹部２４を有し、凹部２４上に基板を支持する。図１においては、凹部２４上に半導体ウエハＷが基板として載置された状態が示されている。基板は、必ずしも半導体ウエハＷには限定されないが、以下、基板として半導体ウエハＷ（以下「ウエハ」という。）が用いられた例を挙げて説明する。 The turntable 2 is a mounting table for mounting a substrate. The turntable 2 has a circular recess-like recess 24 on the surface, and supports the substrate on the recess 24. FIG. 1 shows a state in which the semiconductor wafer W is placed on the recess 24 as a substrate. Although the substrate is not necessarily limited to the semiconductor wafer W, an example in which the semiconductor wafer W (hereinafter referred to as “wafer”) is used as the substrate will be described below.

回転テーブル２は、例えば石英により作製されており、中心部にて円筒形状のコア部２１に固定されている。コア部２１は、鉛直方向に伸びる回転軸２２の上端に固定されている。回転軸２２は、チャンバ１の底部１４を貫通し、その下端が回転軸２２（図１）を鉛直軸回りに回転させるモータ２３に取り付けられている。回転軸２２及びモータ２３は、上面が開口した筒状のケース体２０内に収納されている。このケース体２０はその上面に設けられたフランジ部分がチャンバ１の底部１４の下面に気密に取り付けられており、ケース体２０の内部雰囲気と外部雰囲気との気密状態が維持されている。 The turntable 2 is made of, for example, quartz, and is fixed to a cylindrical core portion 21 at the center. The core portion 21 is fixed to the upper end of the rotating shaft 22 extending in the vertical direction. The rotating shaft 22 passes through the bottom portion 14 of the chamber 1, and a lower end thereof is attached to a motor 23 that rotates the rotating shaft 22 (FIG. 1) about the vertical axis. The rotating shaft 22 and the motor 23 are accommodated in a cylindrical case body 20 whose upper surface is open. A flange portion provided on the upper surface of the case body 20 is airtightly attached to the lower surface of the bottom portion 14 of the chamber 1, and the airtight state between the internal atmosphere and the external atmosphere of the case body 20 is maintained.

チャンバ１の側壁には、図３に示すように、外部の搬送アーム１０と回転テーブル２との間でウエハＷの受け渡しを行うための搬送口１５が形成されている。この搬送口１５は図示しないゲートバルブにより開閉される。また回転テーブル２におけるウエハ載置領域である凹部２４は、この搬送口１５に臨む位置にて搬送アーム１０との間でウエハＷの受け渡しが行われる。そのため、凹部２４の底面側には、ウエハＷの裏面を支えてウエハＷを昇降させるための、ウエハ保持機構２５（後述する図７参照）が設けられている。ウエハ保持機構２５は、例えば３本の昇降ピン２５ａ及びこの昇降ピン２５ａを収容可能であると共に昇降可能である昇降機構２５ｂを有する。また、凹部２４の底面には、昇降ピン２５ａが貫通する貫通孔２６が形成されている。 As shown in FIG. 3, a transfer port 15 for transferring the wafer W between the external transfer arm 10 and the rotary table 2 is formed on the side wall of the chamber 1. The transport port 15 is opened and closed by a gate valve (not shown). Further, the wafer 24 is transferred to and from the transfer arm 10 at a position facing the transfer port 15 in the recess 24 which is a wafer mounting area in the turntable 2. Therefore, a wafer holding mechanism 25 (see FIG. 7 to be described later) for raising and lowering the wafer W while supporting the back surface of the wafer W is provided on the bottom surface side of the recess 24. The wafer holding mechanism 25 includes, for example, three elevating pins 25a and an elevating mechanism 25b that can receive and elevate the elevating pins 25a. A through hole 26 through which the elevating pin 25a passes is formed in the bottom surface of the recess 24.

回転テーブル２における搬送口１５（図３参照）に対向する位置（以下、「搬入搬出領域Ｐ２ｍ」）の近傍には、ウエハＷの反りを短時間で抑制するための加熱手段８が配置される。図１乃至図３の例では、加熱手段８は、搬入搬出領域Ｐ２ｍの上方に配置されているが、本発明はこの点において限定されない。 A heating unit 8 for suppressing warpage of the wafer W in a short time is disposed in the vicinity of a position (hereinafter referred to as “carrying / unloading region P2m”) facing the transfer port 15 (see FIG. 3) in the turntable 2. . In the example of FIGS. 1 to 3, the heating means 8 is disposed above the carry-in / carry-out area P2m, but the present invention is not limited in this respect.

加熱手段８は、ウエハＷの反りを抑制する手段である。加熱手段８は、ウエハＷの、回転テーブル２への載置面とは反対側の面であって、少なくともウエハＷのエッジを含む領域を加熱する。以後、本明細書においては、ウエハＷの回転テーブル２への載置面をウエハＷの「裏面」と呼び、ウエハＷの載置面とは反対側の面をウエハＷの「表面」と呼ぶ。 The heating unit 8 is a unit that suppresses warpage of the wafer W. The heating unit 8 heats a region of the wafer W opposite to the mounting surface on the turntable 2 and including at least the edge of the wafer W. Hereinafter, in this specification, the mounting surface of the wafer W on the turntable 2 is referred to as the “back surface” of the wafer W, and the surface opposite to the mounting surface of the wafer W is referred to as the “front surface” of the wafer W. .

また、本明細書において、ウエハＷの「エッジを含む領域」とは、例えば、ウエハＷの外周領域を含む面である。具体的な例としては、円板形状を有するウエハＷの径方向に関して、３等分割した場合に、最も外周側の領域のことを指す。一例として、この３つの領域の内周側から外周側に向けて、各々、「センタ領域」、「ミドル領域」、「エッジ領域（又はエッジを含む領域）」と呼ぶことがある。 In this specification, the “region including the edge” of the wafer W is, for example, a surface including the outer peripheral region of the wafer W. As a specific example, when it divides into three equally with respect to the radial direction of the wafer W having a disk shape, it indicates the outermost region. As an example, these three regions may be referred to as “center region”, “middle region”, and “edge region (or region including an edge)” from the inner periphery side toward the outer periphery side, respectively.

加熱手段８による、ウエハＷの表面のエッジを含む領域の加熱温度は、後述するように、ウエハＷの「裏面」よりも高い温度であることが好ましい。なお、ウエハＷのセンタ領域の「裏面」は、ウエハＷが載置された後、図６を用いて後述するヒータユニット７によって、所定の温度へと加熱される。 The heating temperature of the region including the edge of the front surface of the wafer W by the heating means 8 is preferably higher than the “back surface” of the wafer W, as will be described later. The “back surface” of the center region of the wafer W is heated to a predetermined temperature by the heater unit 7 described later with reference to FIG. 6 after the wafer W is placed.

本実施形態に係る加熱手段８の更に詳細な構成について説明する。図４に、本実施形態に係る加熱手段８の一例の概略分解図を示す。 A more detailed configuration of the heating means 8 according to the present embodiment will be described. In FIG. 4, the schematic exploded view of an example of the heating means 8 which concerns on this embodiment is shown.

図４に示す実施形態では、加熱手段８の加熱ランプ８１の個数としては、加熱ランプ８１によって、ウエハＷの表面のエッジを含む領域を加熱することができれば、本発明はこの点において限定されない。また、加熱ランプ８１の配置は、ウエハＷの表面のエッジを含む領域を加熱することができれば、特に制限されない。 In the embodiment shown in FIG. 4, the number of heating lamps 81 of the heating means 8 is not limited in this respect as long as the heating lamp 81 can heat the region including the edge of the surface of the wafer W. Further, the arrangement of the heating lamp 81 is not particularly limited as long as the region including the edge of the surface of the wafer W can be heated.

加熱ランプ８１は、例えば透過部材８６の上面に略扇型形状で配置されている。透過部材８６は、天板１１の段部１１ａに配置される。ここで、透過部材８６の窓部８６ａには、光（例えば赤外線光）を透過する材質（例えば石英）により構成された部材が嵌合されている。また、段部１１ａには、シール部材（例えばＯリング）が配置されている。 For example, the heating lamp 81 is arranged in a substantially fan shape on the upper surface of the transmission member 86. The transmission member 86 is disposed on the step portion 11 a of the top plate 11. Here, a member made of a material (for example, quartz) that transmits light (for example, infrared light) is fitted into the window portion 86 a of the transmission member 86. Further, a seal member (for example, an O-ring) is disposed on the step portion 11a.

基板処理装置１００は、透過部材８６を段部１１ａに差し込むことで、透過部材８６のフランジ部８３と天板１１の段部１１ａとを互いに係止する。また、基板処理装置１００は、段部１１ａに配置されたシール部材によって、段部１１ａ（天板１１）と透過部材８６とを気密に接続する。更に、基板処理装置１００は、透過部材８６を図示しないボルトなどにより天板１１に固定することによって、チャンバ１の内部の気密性を確保する。 The substrate processing apparatus 100 engages the flange portion 83 of the transmissive member 86 and the step portion 11a of the top plate 11 by inserting the transmissive member 86 into the step portion 11a. In addition, the substrate processing apparatus 100 hermetically connects the step portion 11a (top plate 11) and the transmissive member 86 with a seal member disposed on the step portion 11a. Furthermore, the substrate processing apparatus 100 secures the airtightness of the inside of the chamber 1 by fixing the transmissive member 86 to the top plate 11 with a bolt or the like (not shown).

加熱ランプ８１の種類としては、特に制限はなく、例えばウエハＷの吸収波長領域の光、例えば赤外線光を照射するものを使用することができる。より具体的には、例えば０．５μｍ以上３μｍ以下の波長の赤外線光をするハロゲンランプを用いることができる。 There is no restriction | limiting in particular as the kind of the heating lamp 81, For example, what irradiates the light of the absorption wavelength range of the wafer W, for example, infrared light, can be used. More specifically, for example, a halogen lamp that emits infrared light having a wavelength of 0.5 μm to 3 μm can be used.

次に、図２〜図６を用いて、基板処理装置１００の構成についてより詳細に説明する。 Next, the configuration of the substrate processing apparatus 100 will be described in more detail with reference to FIGS.

図２及び図３に示すように、回転テーブル２の表面には、回転方向（周方向）に沿って複数（図示の例では５枚）の基板である半導体ウエハＷを載置するための円形状の凹部２４が設けられている。なお図３には便宜上１個の凹部２４だけにウエハＷを示す。この凹部２４は、ウエハＷの直径よりも僅かに例えば４ｍｍ大きい内径と、ウエハＷの厚さにほぼ等しいか、又はウエハＷの厚さよりも深い深さとを有している。したがって、ウエハＷが凹部２４に収容されると、ウエハＷの表面と回転テーブル２の表面（ウエハＷが載置されない領域）とが同じ高さになるか、ウエハＷの表面が回転テーブル２の表面よりも低くなる。凹部２４の深さは、ウエハＷの厚さよりも深い場合であっても、あまり深くすると成膜に影響が出てしまうので、ウエハＷの厚さの３倍程度の深さまでとすることが好ましい。 As shown in FIGS. 2 and 3, on the surface of the turntable 2, a circle for mounting a plurality of (five in the illustrated example) semiconductor wafers W along the rotation direction (circumferential direction). A concave portion 24 having a shape is provided. In FIG. 3, for convenience, the wafer W is shown in only one recess 24. The concave portion 24 has an inner diameter slightly larger than the diameter of the wafer W, for example, 4 mm, and a depth substantially equal to the thickness of the wafer W or deeper than the thickness of the wafer W. Therefore, when the wafer W is accommodated in the recess 24, the surface of the wafer W and the surface of the turntable 2 (area where the wafer W is not placed) are the same height or the surface of the wafer W is the surface of the turntable 2. Lower than the surface. Even if the depth of the recess 24 is deeper than the thickness of the wafer W, if it is too deep, the film formation is affected. Therefore, it is preferable to set the depth to about three times the thickness of the wafer W. .

図２及び図３に示すように、回転テーブル２の上方には、各々例えば石英からなる反応ガスノズル３１、反応ガスノズル３２及び分離ガスノズル４１，４２がチャンバ１の周方向（回転テーブル２の回転方向（図３の矢印Ａ））に互いに間隔をおいて配置されている。図示の例では、後述の搬送口１５から時計回り（回転テーブル２の回転方向）に、分離ガスノズル４１、反応ガスノズル３１、分離ガスノズル４２、及び反応ガスノズル３２がこの順番で配列されている。これらのノズル３１、３２、４１、４２は、各ノズル３１、３２、４１、４２の基端部であるガス導入ポート、３１ａ、３２ａ、４１ａ、４２ａ（図３）を容器本体１２の外周壁に固定することにより、チャンバ１の外周壁からチャンバ１内に導入され、容器本体１２の半径方向に沿って回転テーブル２に対して水平に伸びるように取り付けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, above the turntable 2, a reaction gas nozzle 31, a reaction gas nozzle 32, and separation gas nozzles 41 and 42 made of quartz, for example, are arranged in the circumferential direction of the chamber 1 (the rotation direction of the turntable 2 ( Arranged at intervals in the arrows A)) in FIG. In the illustrated example, the separation gas nozzle 41, the reaction gas nozzle 31, the separation gas nozzle 42, and the reaction gas nozzle 32 are arranged in this order in a clockwise direction (a rotation direction of the turntable 2) from a later-described transfer port 15. These nozzles 31, 32, 41, 42 have gas introduction ports 31 a, 32 a, 41 a, 42 a (FIG. 3) that are the base ends of the nozzles 31, 32, 41, 42 on the outer peripheral wall of the container body 12. By being fixed, it is introduced into the chamber 1 from the outer peripheral wall of the chamber 1 and attached so as to extend horizontally with respect to the turntable 2 along the radial direction of the container body 12.

反応ガスノズル３１は、不図示の配管及び流量制御器などを介して、第１の反応ガスの供給源（図示せず）に接続される。反応ガスノズル３２は、不図示の配管及び流量制御器などを介して、第２の反応ガスの供給源（図示せず）に接続される。分離ガスノズル４１、４２は、いずれも不図示の配管及び流量制御バルブなどを介して、分離ガスとして、例えば窒素（Ｎ_２）ガスの供給源（図示せず）に接続される。 The reactive gas nozzle 31 is connected to a first reactive gas supply source (not shown) via a pipe and a flow rate controller (not shown). The reactive gas nozzle 32 is connected to a second reactive gas supply source (not shown) via a pipe and a flow rate controller (not shown). The separation gas nozzles 41 and 42 are both connected to a supply source (not shown) of, for example, nitrogen (N ₂ ) gas as a separation gas via a pipe and a flow rate control valve (not shown).

反応ガスノズル３１、３２には、回転テーブル２に向かって開口する複数のガス吐出孔３３が、反応ガスノズル３１、３２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。反応ガスノズル３１の下方領域は、第１の反応ガスをウエハＷに吸着させるための第１の処理領域Ｐ１となる。反応ガスノズル３２の下方領域は、第１の処理領域Ｐ１においてウエハＷに吸着された第１の反応ガスと第２の反応ガスとが反応する第２の処理領域Ｐ２となる。 In the reaction gas nozzles 31 and 32, a plurality of gas discharge holes 33 opening toward the turntable 2 are arranged along the length direction of the reaction gas nozzles 31 and 32, for example, at an interval of 10 mm. A region below the reactive gas nozzle 31 is a first processing region P1 for adsorbing the first reactive gas to the wafer W. A region below the reactive gas nozzle 32 is a second processing region P2 in which the first reactive gas and the second reactive gas adsorbed on the wafer W in the first processing region P1 react.

図２及び図３を参照すると、チャンバ１内には２つの凸状部４が設けられている。凸状部４は、分離ガスノズル４１、４２とともに分離領域Ｄを構成するため、後述のとおり、回転テーブル２に向かって突出するように天板１１の裏面に取り付けられている。また、凸状部４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有し、本実施形態においては、内円弧が突出部５（後述）に連結し、外円弧が、チャンバ１の容器本体１２の内周面に沿うように配置されている。 Referring to FIGS. 2 and 3, two convex portions 4 are provided in the chamber 1. Since the convex portion 4 constitutes the separation region D together with the separation gas nozzles 41 and 42, the convex portion 4 is attached to the back surface of the top plate 11 so as to protrude toward the turntable 2 as described later. Further, the convex portion 4 has a fan-like planar shape with the top portion cut in an arc shape. In the present embodiment, the inner arc is connected to the protruding portion 5 (described later), and the outer arc is the chamber 1. It arrange | positions so that the inner peripheral surface of the container main body 12 may be followed.

図５は、反応ガスノズル３１から反応ガスノズル３２まで回転テーブル２の同心円に沿ったチャンバ１の断面を示している。図示のとおり、天板１１の裏面に凸状部４が取り付けられているため、チャンバ１内には、凸状部４の下面である平坦な低い天井面４４（第１の天井面）と、この天井面４４の周方向両側に位置する、天井面４４よりも高い天井面４５（第２の天井面）とが存在する。天井面４４は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有している。また、図示のとおり、凸状部４には周方向中央において、半径方向に伸びるように形成された溝部４３が形成され、分離ガスノズル４２が溝部４３内に収容されている。もう一つの凸状部４にも同様に溝部４３が形成され、ここに分離ガスノズル４１が収容されている。また、高い天井面４５の下方の空間に反応ガスノズル３１、３２がそれぞれ設けられている。これらの反応ガスノズル３１、３２は、天井面４５から離間してウエハＷの近傍に設けられている。なお、説明の便宜上、図５に示すように、反応ガスノズル３１が設けられる、高い天井面４５の下方の空間を参照符号４８１で表し、反応ガスノズル３２が設けられる、高い天井面４５の下方の空間を参照符号４８２で表す。 FIG. 5 shows a cross section of the chamber 1 along the concentric circle of the turntable 2 from the reaction gas nozzle 31 to the reaction gas nozzle 32. As illustrated, since the convex portion 4 is attached to the back surface of the top plate 11, the chamber 1 has a flat low ceiling surface 44 (first ceiling surface) which is the lower surface of the convex portion 4, and There are ceiling surfaces 45 (second ceiling surfaces) higher than the ceiling surface 44 located on both sides of the ceiling surface 44 in the circumferential direction. The ceiling surface 44 has a fan-shaped planar shape with a top portion cut into an arc shape. Further, as shown in the figure, the convex portion 4 is formed with a groove 43 formed so as to extend in the radial direction at the center in the circumferential direction, and the separation gas nozzle 42 is accommodated in the groove 43. A groove 43 is similarly formed in the other convex portion 4, and a separation gas nozzle 41 is accommodated therein. In addition, reaction gas nozzles 31 and 32 are provided in the space below the high ceiling surface 45, respectively. These reaction gas nozzles 31 and 32 are provided in the vicinity of the wafer W so as to be separated from the ceiling surface 45. For convenience of explanation, as shown in FIG. 5, the space below the high ceiling surface 45 in which the reaction gas nozzle 31 is provided is denoted by reference numeral 481, and the space below the high ceiling surface 45 in which the reaction gas nozzle 32 is provided. Is represented by reference numeral 482.

また、凸状部４の溝部４３に収容される分離ガスノズル４１、４２には、回転テーブル２に向かって開口する複数のガス吐出孔４１ｈ（不図示）、４２ｈ（図５参照）が、分離ガスノズル４１、４２の長さ方向に沿って、例えば１０ｍｍの間隔で配列されている。 Further, the separation gas nozzles 41 and 42 accommodated in the groove portion 43 of the convex portion 4 are provided with a plurality of gas discharge holes 41h (not shown) and 42h (see FIG. 5) that open toward the rotary table 2, respectively. Along the length direction of 41, 42, for example, an interval of 10 mm is arranged.

天井面４４は、狭い空間である分離空間Ｈを回転テーブル２に対して形成している。分離ガスノズル４２の吐出孔４２ｈからＮ_２ガスが供給されると、このＮ_２ガスは、分離空間Ｈを通して空間４８１及び空間４８２へ向かって流れる。このとき、分離空間Ｈの容積は空間４８１及び４８２の容積よりも小さいため、Ｎ_２ガスにより分離空間Ｈの圧力を空間４８１及び４８２の圧力に比べて高くすることができる。すなわち、空間４８１及び４８２の間に圧力の高い分離空間Ｈが形成される。また、分離空間Ｈから空間４８１及び４８２へ流れ出るＮ_２ガスが、第１の領域Ｐ１からの第１の反応ガスと、第２の領域Ｐ２からの第２の反応ガスとに対するカウンターフローとして働く。したがって、第１の領域Ｐ１からの第１の反応ガスと、第２の領域Ｐ２からの第２の反応ガスとが分離空間Ｈにより分離される。よって、チャンバ１内において第１の反応ガスと第２の反応ガスとが混合し、反応することが抑制される。 The ceiling surface 44 forms a separation space H that is a narrow space with respect to the turntable 2. When N ₂ gas is supplied from the discharge hole 42 h of the separation gas nozzle 42, the N ₂ gas flows toward the space 481 and the space 482 through the separation space H. At this time, since the volume of the separation space H is smaller than the volume of the spaces 481 and 482, the pressure of the separation space H can be made higher than the pressure of the spaces 481 and 482 by N ₂ gas. That is, a separation space H having a high pressure is formed between the spaces 481 and 482. Further, the N ₂ gas flowing out from the separation space H to the spaces 481 and 482 serves as a counter flow for the first reaction gas from the first region P1 and the second reaction gas from the second region P2. Therefore, the first reaction gas from the first region P1 and the second reaction gas from the second region P2 are separated by the separation space H. Therefore, mixing and reaction of the first reaction gas and the second reaction gas in the chamber 1 is suppressed.

なお、回転テーブル２の上面に対する天井面４４の高さｈ１は、成膜時のチャンバ１内の圧力、回転テーブル２の回転速度、供給する分離ガス（Ｎ_２ガス）の供給量などを考慮し、分離空間Ｈの圧力を空間４８１及び４８２の圧力に比べて高くするのに適した高さに設定することが好ましい。 The height h1 of the ceiling surface 44 relative to the upper surface of the turntable 2 takes into account the pressure in the chamber 1 during film formation, the rotation speed of the turntable 2, the supply amount of separation gas (N ₂ gas) to be supplied, and the like. The pressure in the separation space H is preferably set to a height suitable for increasing the pressure in the spaces 481 and 482.

一方、天板１１の下面には、回転テーブル２を固定するコア部２１の外周を囲む突出部５（図２及び図３）が設けられている。この突出部５は、本実施形態においては、凸状部４における回転中心側の部位と連続しており、その下面が天井面４４と同じ高さに形成されている。 On the other hand, a protrusion 5 (FIGS. 2 and 3) surrounding the outer periphery of the core portion 21 that fixes the rotary table 2 is provided on the lower surface of the top plate 11. In this embodiment, the protruding portion 5 is continuous with a portion on the rotation center side of the convex portion 4, and the lower surface thereof is formed at the same height as the ceiling surface 44.

先に参照した図１は、図３のＩ−Ｉ'線に沿った断面図であり、天井面４５が設けられている領域と後述する加熱手段８とが設けられている領域を示している。一方、図６は、天井面４４が設けられている領域を示す断面図である。図６に示すように、扇型の凸状部４の周縁部（チャンバ１の外縁側の部位）には、回転テーブル２の外端面に対向するようにＬ字型に屈曲する屈曲部４６が形成されている。この屈曲部４６は、凸状部４と同様に、分離領域Ｄの両側から反応ガスが侵入することを抑制して、両反応ガスの混合を抑制する。扇型の凸状部４は天板１１に設けられ、天板１１が容器本体１２から取り外せるようになっていることから、屈曲部４６の外周面と容器本体１２との間には僅かに隙間がある。屈曲部４６の内周面と回転テーブル２の外端面との隙間、及び屈曲部４６の外周面と容器本体１２との隙間は、例えば回転テーブル２の上面に対する天井面４４の高さと同様の寸法に設定されている。 FIG. 1 referred to above is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 3, and shows a region where a ceiling surface 45 is provided and a heating means 8 which will be described later. . On the other hand, FIG. 6 is a cross-sectional view showing a region where the ceiling surface 44 is provided. As shown in FIG. 6, a bent portion 46 that bends in an L-shape so as to face the outer end surface of the turntable 2 is provided at the peripheral portion (the portion on the outer edge side of the chamber 1) of the fan-shaped convex portion 4. Is formed. Similar to the convex portion 4, the bent portion 46 suppresses the reaction gas from entering from both sides of the separation region D and suppresses the mixing of both reaction gases. The fan-shaped convex portion 4 is provided on the top plate 11 so that the top plate 11 can be removed from the container body 12, so that there is a slight gap between the outer peripheral surface of the bent portion 46 and the container body 12. There is. The gap between the inner peripheral surface of the bent portion 46 and the outer end surface of the turntable 2 and the gap between the outer peripheral surface of the bent portion 46 and the container body 12 are, for example, the same dimensions as the height of the ceiling surface 44 with respect to the upper surface of the turntable 2. Is set to

容器本体１２の内周壁は、分離領域Ｄにおいては図６に示すように屈曲部４６の外周面と接近して垂直面に形成されているが、分離領域Ｄ以外の部位においては、図１に示すように例えば回転テーブル２の外端面と対向する部位から底部１４に亘って外方側に窪んでいる。以下、説明の便宜上、概ね矩形の断面形状を有する窪んだ部分を排気領域と記す。具体的には、第１の処理領域Ｐ１に連通する排気領域を第１の排気領域Ｅ１と記し、第２の処理領域Ｐ２に連通する領域を第２の排気領域Ｅ２と記す。これらの第１の排気領域Ｅ１及び第２の排気領域Ｅ２の底部には、図１から図３に示すように、それぞれ、第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０が形成されている。第１の排気口６１０及び第２の排気口６２０は、図１に示すように各々排気管６３０を介して真空排気手段である例えば真空ポンプ６４０に接続されている。なお図１中、参照符号６５０は圧力制御器である。 As shown in FIG. 6, the inner peripheral wall of the container main body 12 is formed in a vertical plane close to the outer peripheral surface of the bent portion 46 as shown in FIG. 6. As shown, for example, it is recessed outward from the portion facing the outer end surface of the turntable 2 to the bottom 14. Hereinafter, for convenience of explanation, a recessed portion having a substantially rectangular cross-sectional shape is referred to as an exhaust region. Specifically, an exhaust region communicating with the first processing region P1 is referred to as a first exhaust region E1, and a region communicating with the second processing region P2 is referred to as a second exhaust region E2. As shown in FIGS. 1 to 3, a first exhaust port 610 and a second exhaust port 620 are formed at the bottoms of the first exhaust region E1 and the second exhaust region E2, respectively. . As shown in FIG. 1, the first exhaust port 610 and the second exhaust port 620 are connected to, for example, a vacuum pump 640 that is a vacuum exhaust unit via an exhaust pipe 630. In FIG. 1, reference numeral 650 is a pressure controller.

回転テーブル２とチャンバ１の底部１４との間の空間には、図１及び図５に示すようにヒータユニット７が設けられ、回転テーブル２を介して回転テーブル２上のウエハＷが、プロセスレシピで決められた温度（例えば４５０℃）に加熱される。回転テーブル２の周縁付近の下方側には、回転テーブル２の上方空間から排気領域Ｅ１、Ｅ２に至るまでの雰囲気とヒータユニット７が置かれている雰囲気とを区画して回転テーブル２の下方領域へのガスの侵入を抑えるために、リング状のカバー部材７１が設けられている（図６参照）。このカバー部材７１は、回転テーブル２の外縁部及び外縁部よりも外周側を下方側から臨むように設けられた内側部材７１ａと、この内側部材７１ａとチャンバ１の内壁面との間に設けられた外側部材７１ｂと、を備えている。外側部材７１ｂは、分離領域Ｄにおいて凸状部４の外縁部に形成された屈曲部４６の下方にて、屈曲部４６と近接して設けられ、内側部材７１ａは、回転テーブル２の外縁部下方（及び外縁部よりも僅かに外側の部分の下方）において、ヒータユニット７を全周に亘って取り囲んでいる。 A heater unit 7 is provided in the space between the turntable 2 and the bottom 14 of the chamber 1 as shown in FIGS. 1 and 5, and the wafer W on the turntable 2 is transferred to the process recipe via the turntable 2. It is heated to a temperature determined at (for example, 450 ° C.). On the lower side near the periphery of the turntable 2, the lower area of the turntable 2 is partitioned by dividing the atmosphere from the upper space of the turntable 2 to the exhaust areas E1 and E2 and the atmosphere in which the heater unit 7 is placed. A ring-shaped cover member 71 is provided in order to suppress the gas from entering (see FIG. 6). The cover member 71 is provided between the outer edge of the turntable 2 and an inner member 71 a provided to face the outer peripheral side from the lower side with respect to the outer edge, and between the inner member 71 a and the inner wall surface of the chamber 1. An outer member 71b. The outer member 71b is provided close to the bent portion 46 below the bent portion 46 formed at the outer edge portion of the convex portion 4 in the separation region D, and the inner member 71a is provided below the outer edge portion of the turntable 2. The heater unit 7 is surrounded over the entire circumference (and below the portion slightly outside the outer edge).

ヒータユニット７が配置されている空間よりも回転中心寄りの部位における底部１４は、回転テーブル２の下面の中心部付近におけるコア部２１に接近するように上方側に突出して突出部１２ａをなしている。この突出部１２ａとコア部２１との間は狭い空間になっており、また底部１４を貫通する回転軸２２の貫通穴の内周面と回転軸２２との隙間が狭くなっていて、これら狭い空間はケース体２０に連通している。そしてケース体２０にはパージガスであるＮ_２ガスを狭い空間内に供給してパージするためのパージガス供給管７２が設けられている。またチャンバ１の底部１４には、ヒータユニット７の下方において周方向に所定の角度間隔で、ヒータユニット７の配置空間をパージするための複数のパージガス供給管７３が設けられている（図６には一つのパージガス供給管７３を示す）。また、ヒータユニット７と回転テーブル２との間には、ヒータユニット７が設けられた領域へのガスの侵入を抑えるために、外側部材７１ｂの内周壁（内側部材７１ａの上面）から突出部１２ａの上端部との間を周方向に亘って覆う蓋部材７ａが設けられている。蓋部材７ａは例えば石英で作製することができる。 The bottom portion 14 at a portion closer to the rotation center than the space where the heater unit 7 is disposed protrudes upward so as to approach the core portion 21 near the center portion of the lower surface of the turntable 2 to form a protrusion 12a. Yes. The space between the projecting portion 12a and the core portion 21 is a narrow space, and the gap between the inner peripheral surface of the through hole of the rotary shaft 22 penetrating the bottom portion 14 and the rotary shaft 22 is narrow, and these narrow spaces are formed. The space communicates with the case body 20. The case body 20 is provided with a purge gas supply pipe 72 for supplying N ₂ gas as a purge gas into a narrow space for purging. Further, a plurality of purge gas supply pipes 73 for purging the arrangement space of the heater unit 7 at a predetermined angular interval in the circumferential direction below the heater unit 7 are provided at the bottom 14 of the chamber 1 (see FIG. 6). Shows one purge gas supply pipe 73). In addition, between the heater unit 7 and the turntable 2, in order to suppress gas intrusion into the region where the heater unit 7 is provided, the protruding portion 12a from the inner peripheral wall of the outer member 71b (the upper surface of the inner member 71a). A lid member 7a is provided to cover the space between the upper end portion of the cover member and the upper end portion in the circumferential direction. The lid member 7a can be made of quartz, for example.

また、チャンバ１の天板１１の中心部には分離ガス供給管５１が接続されていて、天板１１とコア部２１との間の空間５２に分離ガスであるＮ_２ガスを供給するように構成されている。この空間５２に供給された分離ガスは、突出部５と回転テーブル２との狭い隙間５０を介して回転テーブル２の凹部２４側の表面に沿って周縁に向けて吐出される。空間５０は分離ガスにより空間４８１及び空間４８２よりも高い圧力に維持され得る。したがって、空間５０により、第１の処理領域Ｐ１に供給されるＳｉ含有ガスと第２の処理領域Ｐ２に供給される酸化ガスとが、中心領域Ｃを通って混合することが抑制される。すなわち、空間５０（又は中心領域Ｃ）は分離空間Ｈ（又は分離領域Ｄ）と同様に機能することができる。 Further, a separation gas supply pipe 51 is connected to the central portion of the top plate 11 of the chamber 1 so that N ₂ gas which is a separation gas is supplied to a space 52 between the top plate 11 and the core portion 21. It is configured. The separation gas supplied to the space 52 is discharged toward the periphery along the surface on the concave portion 24 side of the rotary table 2 through a narrow gap 50 between the protrusion 5 and the rotary table 2. The space 50 can be maintained at a higher pressure than the spaces 481 and 482 by the separation gas. Therefore, the space 50 prevents the Si-containing gas supplied to the first processing region P1 and the oxidizing gas supplied to the second processing region P2 from mixing through the central region C. That is, the space 50 (or the center region C) can function in the same manner as the separation space H (or the separation region D).

制御部１０１は、基板処理装置１００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御するものである。制御部１０１は、記憶部１０２（図１）に記憶されたプログラムを実行し、ハードウェアと協働することで、複数の基板の表面を成膜処理する。なお、制御部１０２は、公知技術のＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリ（ROM、RAMなど）等を含む演算処理装置で構成することができる。 The control unit 101 instructs each component of the substrate processing apparatus 100 to operate, and controls the operation of each component. The control unit 101 executes a program stored in the storage unit 102 (FIG. 1), and forms a film on the surfaces of a plurality of substrates by cooperating with hardware. Note that the control unit 102 can be configured by an arithmetic processing unit including a known CPU (Central Processing Unit) and a memory (ROM, RAM, etc.).

具体的には、制御部１０２は、内蔵するメモリ内に、後述する基板処理方法を基板処理装置１００に実施させるためのプログラムを格納する。このプログラムは、例えばステップ群を組まれている。基板処理装置１００は、媒体１０３（図１）に記憶されている上記プログラムを記憶部１０２へ読み込み、その後、制御部１０２（が内蔵するメモリ）にインストールする。なお、媒体１０３は、例えばハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどを用いることができる。 Specifically, the control unit 102 stores a program for causing the substrate processing apparatus 100 to execute a substrate processing method described later in a built-in memory. This program has, for example, a group of steps. The substrate processing apparatus 100 reads the program stored in the medium 103 (FIG. 1) into the storage unit 102, and then installs the program in the control unit 102 (memory built in). As the medium 103, for example, a hard disk, a compact disk, a magneto-optical disk, a memory card, a flexible disk, or the like can be used.

制御部１０２は、本実施形態では、加熱手段８及び昇降機構２５等の動作を制御することで、ウエハＷの反りを制御することができる。 In this embodiment, the control unit 102 can control the warpage of the wafer W by controlling the operations of the heating unit 8 and the lifting mechanism 25.

また、制御部１０２は、反応ガスノズル３１（第１のガス供給部）の動作を制御することで、回転テーブル２の上面に第１の反応ガスを供給する動作を制御することができる。また、制御部１０２は、反応ガスノズル３２（第２のガス供給部）の動作を制御することで、回転テーブル２の上面に第２の反応ガスを供給する動作を制御することができる。また、制御部１０２は、分離ガスノズル４１，４２（分離ガス供給部）の動作を制御することで、回転テーブル２の上面に分離ガスを供給する動作を制御することができる。 Further, the control unit 102 can control the operation of supplying the first reactive gas to the upper surface of the turntable 2 by controlling the operation of the reactive gas nozzle 31 (first gas supply unit). Further, the control unit 102 can control the operation of supplying the second reaction gas to the upper surface of the turntable 2 by controlling the operation of the reaction gas nozzle 32 (second gas supply unit). Further, the control unit 102 can control the operation of supplying the separation gas to the upper surface of the turntable 2 by controlling the operation of the separation gas nozzles 41 and 42 (separation gas supply unit).

（基板処理方法）
上述した本実施形態に係る基板処理方法における、特に基板の搬入について、図７を参照して説明する。 (Substrate processing method)
In the substrate processing method according to the present embodiment described above, particularly the loading of a substrate will be described with reference to FIG.

図７に、本実施形態に係る基板処理方法の一例を説明するための概略図を示す。 FIG. 7 is a schematic view for explaining an example of the substrate processing method according to the present embodiment.

基板の搬入においては、先ず、所定の凹部２４が搬入搬出領域Ｐ２ｍに臨む位置に来るように、回転テーブル２を間欠的に回転させる。そして、図７（ａ）に示すように、昇降ピン２５ａの端部を凹部２４よりも高く保持した状態で、搬送アーム１０を用いてウエハＷを昇降ピン２５ａの上方へと移動させる。そして、図７（ｂ）に示すように、更に昇降ピン２５ａを上方へと移動させ、昇降ピン２５ａをウエハＷに当接させる。次に、図７（ｃ）に示すように、搬送アーム１０を搬送口１５から基板処理装置１００の外側へと移動させ、最後に、図７（ｄ）に示すように、昇降ピン２５ａを降下させて、ウエハＷを凹部２４上に載置する。 In loading the substrate, first, the turntable 2 is intermittently rotated so that the predetermined recess 24 comes to a position facing the loading / unloading area P2m. Then, as shown in FIG. 7A, the wafer W is moved above the lift pins 25a using the transfer arm 10 with the end of the lift pins 25a held higher than the recess 24. Then, as shown in FIG. 7B, the lifting pins 25 a are further moved upward to bring the lifting pins 25 a into contact with the wafer W. Next, as shown in FIG. 7C, the transfer arm 10 is moved from the transfer port 15 to the outside of the substrate processing apparatus 100. Finally, as shown in FIG. Thus, the wafer W is placed on the recess 24.

前述したように、本実施形態の基板処理方法においては、前述した加熱手段８によって、ウエハＷの表面の少なくともエッジを含む領域を加熱することによって、ウエハＷの反りを抑制する。 As described above, in the substrate processing method of the present embodiment, the warp of the wafer W is suppressed by heating the region including at least the edge of the surface of the wafer W by the heating unit 8 described above.

本実施形態に係る基板処理方法は、回転テーブル２にウエハＷを載置するための搬入搬出領域Ｐ２ｍへと搬入されたウエハＷを、ウエハＷの回転テーブル２への載置面とは反対側の面であって、ウエハＷの少なくともエッジを含む領域を加熱する工程を有する。加熱する工程のタイミングとしては、ウエハＷが搬入搬出領域Ｐ２ｍへと搬送された後であって、例えば成膜処理を実施する前であれば、特に制限はない。例えば、図７（ａ）に示すように、ウエハＷを昇降ピン２５ａの上方へと移動させた後でも良いし、図７（ｂ）に示すように、昇降ピン２５ａをウエハＷに当接させた後でも良いし、図７（ｃ）に示すように、搬送アーム１０を基板処理装置１００の外側へと移動させた後でも良いし、図７（ｄ）に示すように、昇降ピン２５ａを降下させて、ウエハＷを凹部２４上に載置した後でも良い。 In the substrate processing method according to the present embodiment, the wafer W loaded into the loading / unloading region P2m for placing the wafer W on the turntable 2 is opposite to the placement surface of the wafer W on the turntable 2. And heating the region including at least the edge of the wafer W. The timing of the heating process is not particularly limited as long as it is after the wafer W is transferred to the loading / unloading area P2m and before, for example, the film forming process is performed. For example, as shown in FIG. 7 (a), the wafer W may be moved above the lifting pins 25a, or the lifting pins 25a may be brought into contact with the wafer W as shown in FIG. 7 (b). 7c, or after moving the transfer arm 10 to the outside of the substrate processing apparatus 100 as shown in FIG. 7C, or as shown in FIG. Alternatively, the wafer W may be lowered and placed on the recess 24.

前述した加熱する工程における、ウエハＷの反りを抑制する効果について、具体的な実施形態及び図面を参照して、説明する。 The effect of suppressing the warpage of the wafer W in the heating step described above will be described with reference to specific embodiments and drawings.

（第１の実施形態）
ウエハＷの回転テーブル２への載置面とは反対側の面であって、ウエハＷの少なくともエッジを含む領域を加熱することにより、ウエハＷの反りを抑制できることを確認した実施形態について、説明する。 (First embodiment)
An embodiment in which it is confirmed that the warpage of the wafer W can be suppressed by heating a region on the opposite side of the mounting surface of the wafer W to the turntable 2 and including at least the edge of the wafer W will be described. To do.

以後、第１の実施形態においては、ウエハとして、φ３００ｍｍ（半径Ｒ＝１５０ｍｍ）のシリコンウエハを想定した。このウエハの径方向に関して３等分割し、半径が０〜５０ｍｍの領域をセンタ領域と呼び、半径Ｒが５０ｍｍ〜１００ｍｍの領域をミドル領域と呼び、半径Ｒが１００ｍｍ〜１５０ｍｍの領域をエッジ領域と呼ぶ。また、ウエハの回転テーブル２に対する載置面を「裏面」とし、この裏面とは反対側の面を「表面」と呼ぶ。 Hereinafter, in the first embodiment, a silicon wafer having a diameter of 300 mm (radius R = 150 mm) is assumed as the wafer. This wafer is divided into three equal parts in the radial direction, the region having a radius of 0 to 50 mm is called a center region, the region having a radius R of 50 mm to 100 mm is called a middle region, and the region having a radius R of 100 mm to 150 mm is called an edge region. Call. Further, the mounting surface of the wafer on the turntable 2 is referred to as “back surface”, and the surface opposite to the back surface is referred to as “front surface”.

図８に、本実施形態に係るウエハの温度と反りとの関係の一例を説明するための概略図を示す。より具体的には、図８は、「裏面」の「センタ領域」の温度を６００℃に固定し、「センタ領域」に対して、「エッジ領域」（及び「ミドル領域」）の温度が所定の温度高く又は低く、「裏面」に対して、「表面」の温度が所定の温度同等又は低い場合のウエハの反り量を、シミュレーションにより求めてプロットした図である。また、シミュレーション時には、ウエハは、ウエハの裏面の中心で固定されており、他に外力は印加されていないと仮定した。 FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an example of the relationship between the temperature and warpage of the wafer according to the present embodiment. More specifically, in FIG. 8, the temperature of the “center area” of the “back surface” is fixed at 600 ° C., and the temperature of the “edge area” (and “middle area”) is predetermined with respect to the “center area”. FIG. 5 is a diagram in which the amount of warpage of a wafer when the temperature of the “front surface” is equal to or lower than a predetermined temperature with respect to the “back surface” is obtained by simulation and plotted with respect to the “back surface”. In the simulation, it was assumed that the wafer was fixed at the center of the back surface of the wafer and no other external force was applied.

また、図８における横軸は、ウエハの面内方向における最大の温度差であり、縦軸は、各温度におけるウエハＷに関する最大反り量である。なお、横軸は、「センタ領域」の温度よりも「エッジ領域」の温度が低い場合が正の値となり、縦軸は、「表面」方向へとウエハが反る場合に、正の値となる。なお、「裏面」方向への反りは、載置台である凹部２４によって吸収されるため、反り量が略０ｍｍ又は０ｍｍ以下のプロットは、実質的に反りが発生しないことを意味する。 Further, the horizontal axis in FIG. 8 is the maximum temperature difference in the in-plane direction of the wafer, and the vertical axis is the maximum amount of warp with respect to the wafer W at each temperature. The horizontal axis is a positive value when the temperature of the “edge region” is lower than the temperature of the “center region”, and the vertical axis is a positive value when the wafer is warped in the “surface” direction. Become. In addition, since the warp in the “back surface” direction is absorbed by the concave portion 24 that is a mounting table, a plot with a warp amount of approximately 0 mm or less than 0 mm means that the warp does not substantially occur.

また、図８におけるダイヤ印、正方形印、三角印、バツ印及び米印は、各々、ウエハの表面と裏面との温度差が各々、０℃、５℃、２５℃、５０℃、１００℃（裏面に対して表面の温度が低い）である場合のプロットである。 In addition, the diamond mark, square mark, triangle mark, cross mark, and rice mark in FIG. 8 each have a temperature difference between the front surface and the back surface of the wafer of 0 ° C., 5 ° C., 25 ° C., 50 ° C., 100 ° C. ( This is a plot when the surface temperature is lower than the back surface).

図８の横軸が０℃の場合のプロットから、ウエハの「裏面」の温度が面内で６００℃であり、ウエハの「表面」の温度が面内で５００℃である場合、２．０ｍｍものウエハ反りが発生することがわかる（米印参照）。 From the plot in the case where the horizontal axis in FIG. 8 is 0 ° C., when the temperature of the “back surface” of the wafer is 600 ° C. in the plane and the temperature of the “front surface” of the wafer is 500 ° C. in the plane, It can be seen that wafer warpage occurs (see US mark).

また、図８の横軸の値が負となる領域のプロットから、「センタ領域」の温度に対して、「エッジ領域」の温度が大きくなる場合に、ウエハの反りが抑制されることがわかる。 Further, from the plot of the region where the value of the horizontal axis in FIG. 8 is negative, it can be seen that the warpage of the wafer is suppressed when the temperature of the “edge region” is larger than the temperature of the “center region”. .

さらに、図８の各々の印を比較することにより、ウエハの「表面」の温度と「裏面」の温度との間の温度差を小さくすることにより、より具体的には、「裏面」の温度に対して「表面」の温度を５℃以内の差となる温度にする、又は、「表面」の温度を「裏面」の温度と略同じにすることにより、ウエハの反りが略０となることがわかる。このことは、また、「表面」の温度を「裏面」の温度よりも高くすることにより、ウエハの反りが実質的に０となることも意味している。 Further, by comparing the marks in FIG. 8, the temperature difference between the “front surface” temperature and the “back surface” temperature of the wafer is reduced, more specifically, the “back surface” temperature. The warpage of the wafer becomes substantially zero by setting the temperature of the “front surface” to a temperature within 5 ° C. or making the temperature of the “front surface” substantially the same as the temperature of the “back surface”. I understand. This also means that the warpage of the wafer becomes substantially zero by making the “front surface” temperature higher than the “back surface” temperature.

以上の結果より、ウエハの表面であって、少なくともエッジを含む領域を加熱することにより、確実にウエハの反りを抑制できることがわかった。また、ウエハの表面の温度を裏面の温度と略同じにする、若しくは、表面の温度が裏面の温度より高くすることにより、ウエハの反りをより効率的に抑制可能であることがわかった。 From the above results, it was found that the warpage of the wafer can be surely suppressed by heating the region including at least the edge on the surface of the wafer. It has also been found that the warpage of the wafer can be more efficiently suppressed by making the temperature of the front surface of the wafer substantially the same as the temperature of the back surface or by making the surface temperature higher than the temperature of the back surface.

（第２の実施形態）
ウエハＷの回転テーブル２への載置面とは反対側の面であって、ウエハＷの少なくともエッジを含む領域を加熱することにより、ウエハＷの反りを短時間で抑制できることを実証した実施形態について、説明する。 (Second Embodiment)
An embodiment demonstrating that the warpage of the wafer W can be suppressed in a short time by heating the area of the wafer W opposite to the mounting surface on the turntable 2 and including at least the edge of the wafer W. Will be described.

第２の実施形態においては、ウエハとして、φ３００ｍｍ（半径Ｒ＝１５０ｍｍ）のシリコンウエハを想定した。また、ウエハＷの回転テーブル２に対する載置面を「裏面」と呼び、この裏面とは反対側の面を「表面」と呼ぶ。さらに、ウエハの熱伝導率を２００Ｗ／ｍ^２Ｋ（６７０℃）と仮定し、ウエハＷ全面からの輻射は、輻射率を０．４（４５０℃）と仮定した。さらに、ウエハの裏面であって、半径Ｒが０〜５０ｍｍである領域が、回転テーブル２によって支持され、ヒータユニット７によって加熱されていると仮定した。またさらに、ウエハＷの表面であって、半径Ｒが７５．６ｍｍ〜１５０ｍｍの領域が、加熱手段８によって加熱されると仮定した。 In the second embodiment, a silicon wafer having a diameter of 300 mm (radius R = 150 mm) is assumed as the wafer. In addition, the mounting surface of the wafer W with respect to the turntable 2 is referred to as “back surface”, and the surface opposite to the back surface is referred to as “front surface”. Furthermore, the thermal conductivity of the wafer was assumed to be 200 W / m ² K (670 ° C.), and the radiation from the entire surface of the wafer W was assumed to be 0.4 (450 ° C.). Further, it was assumed that a region on the back surface of the wafer having a radius R of 0 to 50 mm is supported by the rotary table 2 and heated by the heater unit 7. Furthermore, it was assumed that a region on the surface of the wafer W having a radius R of 75.6 mm to 150 mm is heated by the heating means 8.

図９に、本実施形態に係るウエハの温度と反りとの関係の他の例を説明するための概略図を示す。図９の例は、加熱手段８による加熱が実施されない実施形態である。図９において、横軸はウエハＷを凹部２４上に載置した後の時間であり、縦軸は、ウエハの表面の温度である。また、図９及び図１１におけるＲとは、ウエハの中心からの面内位置（ｍｍ）を意味する。 FIG. 9 is a schematic diagram for explaining another example of the relationship between the temperature and warpage of the wafer according to the present embodiment. The example of FIG. 9 is an embodiment in which heating by the heating means 8 is not performed. In FIG. 9, the horizontal axis represents the time after the wafer W is placed on the recess 24, and the vertical axis represents the temperature of the wafer surface. Further, R in FIGS. 9 and 11 means an in-plane position (mm) from the center of the wafer.

図９に示すように、加熱手段８を設置しない場合、ウエハの載置後、約５秒でウエハの面内温度差が１００℃程度となる。図９で得られた面内での温度差から、ウエハの載置後の経過時間と反りとの関係を求めた。 As shown in FIG. 9, when the heating means 8 is not installed, the in-plane temperature difference of the wafer becomes about 100 ° C. in about 5 seconds after the wafer is placed. From the in-plane temperature difference obtained in FIG. 9, the relationship between the elapsed time after the wafer was placed and the warpage was obtained.

図１０に、本実施形態に係るウエハの温度と反りとの関係の他の例を説明するための概略図を示す。図１０の横軸は、ウエハＷを凹部２４上に載置した後の時間であり、縦軸は、上はＷの最大反り量である。図１０に示されるように、加熱手段８を設置しない場合、ウエハの載置後、約５秒でウエハの反り量が約２．２ｍｍであり、ウエハの反りが収まるまでに、約数十秒から約１分程度必要となることがわかる。 FIG. 10 is a schematic diagram for explaining another example of the relationship between the temperature and warpage of the wafer according to the present embodiment. The horizontal axis in FIG. 10 is the time after the wafer W is placed on the recess 24, and the vertical axis is the maximum amount of warpage of W. As shown in FIG. 10, when the heating means 8 is not installed, the amount of warpage of the wafer is about 2.2 mm in about 5 seconds after placing the wafer, and about several tens of seconds until the warpage of the wafer is settled. It can be seen that about 1 minute is required.

図１１に、実施形態に係るウエハの温度と反りとの関係の他の例を説明するための概略図を示す。図１１の例は、加熱手段８による加熱が実施される実施形態である。図１１において、横軸はウエハＷを凹部２４上に載置した後の時間であり、縦軸は、ウエハの表面の温度である。 FIG. 11 is a schematic diagram for explaining another example of the relationship between the temperature and warpage of the wafer according to the embodiment. The example of FIG. 11 is an embodiment in which heating by the heating means 8 is performed. In FIG. 11, the horizontal axis represents the time after the wafer W is placed on the recess 24, and the vertical axis represents the temperature of the wafer surface.

図１１に示すように、加熱手段８を設置する場合、図９の例と比較して、ウエハの面内温度差６０℃程度と低くなり、さらに、ウエハの中心部（Ｒ＝０ｍｍ）とウエハの外周部（Ｒ＝１５０ｍｍ）とでは、温度差が約２０℃と更に低くなる。図１１で得られた面内での温度差から、ウエハの載置後の経過時間と反りとの関係を求めた。 As shown in FIG. 11, when the heating means 8 is installed, the in-plane temperature difference of the wafer becomes as low as about 60 ° C. compared to the example of FIG. 9, and the wafer center (R = 0 mm) and the wafer In the outer peripheral portion (R = 150 mm), the temperature difference is further lowered to about 20 ° C. From the in-plane temperature difference obtained in FIG. 11, the relationship between the elapsed time after the wafer was placed and the warpage was obtained.

図１２に、本実施形態に係るウエハの温度と反りとの関係の他の例を説明するための概略図を示す。図１２の横軸は、ウエハＷを凹部２４上に載置した後の時間であり、縦軸は、上はＷの最大反り量である。図１２に示されるように、加熱手段８を設置する場合、ウエハの載置後においても、ウエハの反りが発生していない。なお、図１２には、図１０の加熱手段８を設置しない場合の例についても、併せて示した。 FIG. 12 is a schematic diagram for explaining another example of the relationship between the temperature and warpage of the wafer according to the present embodiment. The horizontal axis in FIG. 12 is the time after the wafer W is placed on the recess 24, and the vertical axis is the maximum amount of warpage of W. As shown in FIG. 12, when the heating means 8 is installed, the wafer is not warped even after the wafer is placed. FIG. 12 also shows an example in which the heating means 8 of FIG. 10 is not installed.

ウエハの処理においては、多数枚を処理する観点から、ウエハ搬送から各種処理までのスループットは、例えば数秒であっても短いことが好ましい。加熱手段８を設置しない実施形態では、ウエハ搬送から各種処理を実施するまでには、１枚あたり約数十秒から約１分程度必要とされるが、本実施形態においては略０秒である。即ち、ウエハＷの回転テーブル２への載置面とは反対側の面であって、ウエハＷの少なくともエッジを含む領域を加熱することにより、ウエハＷの反りを短時間で効率良く抑制できる。 In wafer processing, from the viewpoint of processing a large number of wafers, it is preferable that the throughput from wafer transfer to various processing is short even if it is several seconds, for example. In the embodiment in which the heating means 8 is not installed, it takes about several tens of seconds to about one minute per wafer from carrying the wafer to performing various processes, but in this embodiment it is about 0 second. . That is, by heating a region of the wafer W opposite to the surface on which the turntable 2 is placed and including at least the edge of the wafer W, the warpage of the wafer W can be efficiently suppressed in a short time.

なお、第２の実施形態においては、昇降ピン２５ａをウエハＷに当接させた時点で加熱手段８により、ウエハの表面の少なくともエッジを含む領域を加熱する場合について、説明したが、本発明はこの点において限定されない。図７を用いて説明したように、ウエハＷを昇降ピン２５ａの上方へと移動させた後でも良いし、昇降ピン２５ａをウエハＷに当接させた後でも良いし、搬送アーム１０を基板処理装置１００の外側へと移動させた後でも良いし、昇降ピン２５ａを降下させて、ウエハＷを凹部２４上に載置した後でも良い。 In the second embodiment, the case where the heating means 8 heats the region including at least the edge of the wafer surface when the lifting pins 25a are brought into contact with the wafer W has been described. There is no limitation in this respect. As described with reference to FIG. 7, it may be after the wafer W is moved above the lift pins 25a, after the lift pins 25a are brought into contact with the wafer W, or the transfer arm 10 may be subjected to substrate processing. It may be after the wafer 100 is moved to the outside of the apparatus 100 or after the lift pins 25 a are lowered and the wafer W is placed on the recess 24.

１チャンバ
２回転テーブル
８加熱手段
１１天板
１２容器本体
１３シール部材
２４凹部
２５ウエハ保持機構
２６貫通孔
３１ガスノズル
３２反応ガスノズル
４１分離ガスノズル
４２分離ガスノズル
４４天井面
８１加熱ランプ
８６透過部材
１００基板処理装置
１０１制御部
１０２記憶部
１０３媒体
６１０排気口
６４０真空ポンプ
Ｗウエハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 2 Rotary table 8 Heating means 11 Top plate 12 Container main body 13 Seal member 24 Recessed part 25 Wafer holding mechanism 26 Through-hole 31 Gas nozzle 32 Reaction gas nozzle 41 Separation gas nozzle 42 Separation gas nozzle 44 Ceiling surface 81 Heating lamp 86 Transmission member 100 Substrate processing apparatus 101 Control Unit 102 Storage Unit 103 Medium 610 Exhaust Port 640 Vacuum Pump W Wafer

Claims

A substrate processing apparatus for processing the substrate by continuously rotating the rotary table in a state where the substrate is placed on a concave portion for placing the substrate formed on the surface of the rotary table provided substantially horizontally in the chamber. Because
A placement surface of the substrate on the turntable from a direction opposite to the placement surface of the substrate on the turntable , which is disposed in the vicinity of a loading / unloading region for placing the substrate on the turntable; Is a heating means for heating the opposite surface ;
Control means for controlling the heating means so as to heat the substrate carried into the carry-in / out region by dividing the radius of the substrate into three equal parts ; and
I have a,
The control means controls the heating means so as to heat an area including an edge which is an outer peripheral area when the radius of the substrate is divided into three equal parts.
Substrate processing equipment.

The control means controls the heating means so as to heat the whole surface of the substrate opposite to the placement surface of the substrate, the substrate carried into the carry-in / out region.
The substrate processing apparatus according to claim 1 .

In the recess, a through hole is formed through which a lifting pin for transfer used when the substrate is transferred onto the recess,
The control means may be configured to heat the substrate so that the substrate is heated after the substrate is transferred above the lift pins and before the substrate is transferred onto the lift pins. Control,
The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2 .

In the recess, a through hole is formed through which a lifting pin for transfer used when the substrate is transferred onto the recess,
The heating means is configured to heat the substrate after the substrate is transferred onto the elevating pins and before the substrate is transferred to the recess by the elevating pins. To control the
The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2 .

In the recess, a through hole is formed through which a lifting pin for transfer used when the substrate is transferred onto the recess,
Said control means, even after which the substrate is transferred onto the lift pins, after the substrate by the lift pin is transferred to the recess, so as to heat the substrate, said heating means Control,
The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2 .

A heater for heat-treating the substrate is provided below the turntable,
The control means controls the heating means so that the surface temperature of the opposite surface is higher than the surface temperature of the placement surface of the substrate heated by the heater,
The substrate processing apparatus according to claim 5 .

A substrate processing apparatus for processing the substrate by continuously rotating the rotary table in a state where the substrate is placed on a concave portion for placing the substrate formed on the surface of the rotary table provided substantially horizontally in the chamber. A substrate processing method used for
The substrate carried into the carry-in / out region for placing the substrate on the turntable is transferred to the turntable of the substrate from the direction opposite to the placement surface of the substrate on the turntable. Heating the surface opposite to the mounting surface by dividing the radius of the substrate into three equal parts,
The heating step heats at least a region including an edge that is a region on the outer peripheral side when the radius of the substrate is divided into three equal parts.
Substrate processing method.

The step of heating includes a step of heating the entire surface of the surface opposite to the mounting surface of the substrate, the substrate carried into the carry-in / out region.
The substrate processing method according to claim 7 .

In the recess, a through hole is formed through which a lifting pin for transfer used when the substrate is transferred onto the recess,
The heating step includes heating the substrate after the substrate is transferred above the lifting pins and before the substrate is transferred onto the lifting pins.
The substrate processing method according to claim 7 or 8 .

In the recess, a through hole is formed through which a lifting pin for transfer used when the substrate is transferred onto the recess,
The heating step includes heating the substrate after the substrate has been transferred onto the lift pins and before the substrate is transferred to the recesses by the lift pins.
The substrate processing method according to claim 7 or 8 .

In the recess, a through hole is formed through which a lifting pin for transfer used when the substrate is transferred onto the recess,
The heating step is after the substrate has been transferred onto the lift pins, and after the substrate has been transferred to the recesses by the lift pins, the substrate is heated.
The substrate processing method according to claim 7 or 8 .

A heater for heat-treating the substrate is provided below the turntable,
The step of heating heats the substrate so that the surface temperature of the opposite surface is higher than the surface temperature of the placement surface of the substrate heated by the heater,
The substrate processing method according to claim 11 .