JP6481363B2 - Film forming apparatus, film forming method, and storage medium - Google Patents

Film forming apparatus, film forming method, and storage medium Download PDF

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本発明は、原料ガスを基板に供給して薄膜を得る成膜装置、成膜方法及び記憶媒体に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus, a film forming method, and a storage medium for obtaining a thin film by supplying a source gas to a substrate.

半導体ウエハ(以下「ウエハ」と言う)などの基板にシリコン酸化物(SiO2)などの薄膜を成膜する手法として、例えばALD(Atomic Layer Deposition)を行う成膜装置が知られている。この成膜装置としては、処理容器内のステージに載置されたウエハに対して、例えばシリコン酸化膜の原料となる原料ガスと、この原料ガスを酸化する酸化ガスとを交互に繰り返し供給するガス供給部を備えるように構成される場合がある。しかし、このような成膜装置においては、原料ガスを供給する前には酸化ガスを、酸化ガスを供給する前には原料ガスを夫々処理容器内から十分にパージ及び排気しておくことが求められ、成膜処理に比較的長い時間を要する。   As a technique for forming a thin film such as silicon oxide (SiO 2) on a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”), for example, a film forming apparatus that performs ALD (Atomic Layer Deposition) is known. As this film forming apparatus, for example, a gas that alternately and repeatedly supplies a raw material gas that is a raw material of a silicon oxide film and an oxidizing gas that oxidizes this raw material gas to a wafer placed on a stage in a processing container It may be configured to include a supply unit. However, in such a film forming apparatus, it is required that the oxidizing gas is sufficiently purged and exhausted from the inside of the processing container before supplying the source gas and the source gas is sufficiently supplied before supplying the oxidizing gas. Therefore, a relatively long time is required for the film forming process.

そこで、その内部が真空雰囲気とされる処理容器内に回転テーブルが設けられる成膜装置による処理が行われる場合があり、この成膜装置においては、ウエハは例えば回転テーブル表面の凹部内に載置され、回転テーブル上には、原料ガスを吐出するガスノズルと、酸化ガスを吐出するガスノズルと、が配置される。そして、回転テーブルの回転によってウエハが公転し、原料ガスが供給される吸着領域と酸化ガスが供給される酸化領域とをウエハが交互に繰り返し通過して、前記シリコン酸化膜が形成される。このような成膜装置においては、ウエハの周囲の雰囲気が速やかに切り替えられる。特許文献1には、このようにウエハが公転する成膜装置について記載されている。   Therefore, there is a case where processing is performed by a film forming apparatus in which a rotary table is provided in a processing container whose inside is a vacuum atmosphere. In this film forming apparatus, a wafer is placed, for example, in a recess on the surface of the rotary table. On the turntable, a gas nozzle that discharges the source gas and a gas nozzle that discharges the oxidizing gas are arranged. Then, the rotation of the rotary table causes the wafer to revolve, and the wafer is alternately and repeatedly passed through the adsorption region to which the source gas is supplied and the oxidation region to which the oxidizing gas is supplied, thereby forming the silicon oxide film. In such a film forming apparatus, the atmosphere around the wafer is quickly switched. Patent Document 1 describes a film forming apparatus in which a wafer revolves in this way.

上記のウエハが公転する成膜装置においては、ウエハが載置される位置が回転テーブルの回転軸から離れていることから、ウエハの面内における回転テーブルの周縁部側の領域は中心部側の領域に比べて速度が大きいため、原料ガスの吸着領域に位置する時間が短いので、当該原料ガスに接する時間が短くなる。それに起因するウエハの面内の膜厚の均一性の低下を抑えるために、原料ガスを吐出するガスノズルのガス供給口の位置の調整が行われているが、このような調整を行うことによる前記膜厚の均一性の向上には限界があり、ウエハの面内各部の膜厚をより精度高く制御することができる装置が求められている。また、ウエハが公転する成膜装置においては、公転による遠心力でウエハの裏面が凹部の底面に対して摺動したり、ウエハの側周が凹部の側壁に接触したりすることでパーティクルが発生することが懸念されるので、そのような懸念が無い装置が求められている。   In the film forming apparatus in which the wafer revolves, since the position where the wafer is placed is away from the rotation axis of the rotary table, the area on the peripheral side of the rotary table in the plane of the wafer is on the center side. Since the speed is higher than that in the region, the time in the source gas adsorption region is short, so the time in contact with the source gas is shortened. The position of the gas supply port of the gas nozzle that discharges the source gas is adjusted in order to suppress the decrease in the uniformity of the film thickness in the surface of the wafer caused by the above. There is a limit to improving the uniformity of the film thickness, and there is a need for an apparatus that can control the film thickness of each part of the wafer surface with higher accuracy. Also, in a film deposition system where the wafer revolves, particles are generated when the back surface of the wafer slides against the bottom surface of the recess due to the centrifugal force caused by the revolution, or when the side periphery of the wafer contacts the side wall of the recess. Therefore, there is a demand for an apparatus that does not have such a concern.

特許文献2には、ウエハが載置されると共に自転する載置台と、載置台を水平方向に移動させる移動機構と、排気口を備える処理容器と、処理容器内を公転する複数のガスノズルとを備えたALDを行う成膜装置について記載されている。複数のガスノズルは、原料ガス、原料ガスを窒化させる窒化ガスを夫々ウエハに局所的に供給しながら公転するように移動し、ウエハ上で原料ガスと窒化ガスとが互いに反応して成膜が行われる。しかし、処理容器内において原料ガスと窒化ガスとを分離する手段については開示されておらず、ウエハ上から排気口へ流れた原料ガスと窒化ガスとが混合され、パーティクルが発生してしまう懸念がある。   Patent Document 2 includes a mounting table on which a wafer is mounted and rotates, a moving mechanism that moves the mounting table in a horizontal direction, a processing container having an exhaust port, and a plurality of gas nozzles that revolve in the processing container. A film forming apparatus for performing ALD is provided. The plurality of gas nozzles move so as to revolve while locally supplying a source gas and a nitriding gas for nitriding the source gas to the wafer, and the source gas and the nitriding gas react with each other on the wafer to form a film. Is called. However, the means for separating the source gas and the nitriding gas in the processing vessel is not disclosed, and there is a concern that the source gas flowing from the wafer to the exhaust port and the nitriding gas are mixed and particles are generated. is there.

特開2010−135510JP 2010-135510 A 特開2010−229436JP 2010-229436

本発明はこのような事情の下になされたものであり、成膜処理を速やかに行うことができると共に、基板の面内各部における膜厚を精度高く制御することができる技術を提供することである。   The present invention has been made under such circumstances, and can provide a technique capable of performing a film forming process quickly and controlling the film thickness in each in-plane part of the substrate with high accuracy. is there.

本発明の成膜装置は、真空容器内にて基板に吸着させるための原料ガスと、原料ガスと反応する反応ガスとを交互に供給して薄膜を形成する成膜装置において、
前記真空容器内に設けられる前記基板を載置するための載置部と、
前記基板の表面に局所的に原料ガスを供給する原料ガス供給口と、前記原料ガスが供給される領域を囲むように設けられ、原料ガスが供給される領域と当該領域の外側の領域とを分離するための気流を形成するためのパージガス供給口と排気口と、を備えた原料ガス供給機構と、
前記外側の領域に、前記反応ガスの雰囲気を形成する雰囲気形成部と、
前記基板の表面全体に前記反応生成物の層が積層されるように、前記載置部に対して前記原料ガス供給機構を相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記原料ガス供給機構は前記真空容器の壁部を上下方向に貫通し、その一端部に前記原料ガス供給口、前記パージガス供給口及び前記排気口が形成されると共に、その他端部は当該真空容器の外側に位置し、
前記移動機構は、前記原料ガス供給機構の他端部を自転させるための原料ガス供給機構用の回転機構を備え、
前記原料ガス供給機構の他端部の自転により、前記原料ガス供給口、前記パージガス供給口及び前記排気口は各々公転して前記基板上を移動するように開口し、前記排気口は前記原料ガス供給口を囲み、前記パージガス供給口は前記排気口を囲むように開口し、
前記原料ガス供給機構の他端部の自転半径は前記パージガス供給口の公転半径よりも小さく、
前記原料ガス供給機構の他端部を囲み、当該他端部との間に前記原料ガス供給口、前記パージガス供給口、前記排気口に夫々連通すると共に互いに区画された第1の隙間、第2の隙間、第3の隙間を形成する囲み部材と、
原料ガス供給機構の他端部の自転中に、前記第1の隙間への原料ガスの供給、前記第2の隙間へのパージガスの供給、前記第3の隙間の排気を夫々行うガス給排気機構と、を備えることを特徴とする。
The film forming apparatus of the present invention is a film forming apparatus that forms a thin film by alternately supplying a source gas for adsorbing to a substrate in a vacuum vessel and a reaction gas that reacts with the source gas.
A placement unit for placing the substrate provided in the vacuum vessel;
A source gas supply port for locally supplying source gas to the surface of the substrate, a region provided to surround the region to which the source gas is supplied, and a region to which the source gas is supplied and a region outside the region are provided. A source gas supply mechanism comprising a purge gas supply port and an exhaust port for forming an air flow for separation;
An atmosphere forming portion for forming an atmosphere of the reaction gas in the outer region;
A movement mechanism that moves the source gas supply mechanism relative to the mounting portion so that the reaction product layer is stacked on the entire surface of the substrate;
With
The source gas supply mechanism vertically penetrates the wall of the vacuum vessel, and the source gas supply port, the purge gas supply port, and the exhaust port are formed at one end thereof, and the other end is the vacuum vessel. Located outside the
The moving mechanism includes a rotation mechanism for a source gas supply mechanism for rotating the other end of the source gas supply mechanism,
Due to the rotation of the other end of the source gas supply mechanism, the source gas supply port, the purge gas supply port, and the exhaust port are opened so as to revolve and move on the substrate, and the exhaust port is the source gas. Surrounding the supply port, the purge gas supply port opens to surround the exhaust port,
The rotation radius of the other end of the source gas supply mechanism is smaller than the revolution radius of the purge gas supply port,
A first gap that surrounds the other end portion of the source gas supply mechanism and communicates with the source gas supply port, the purge gas supply port, and the exhaust port and is partitioned from the other end portion; A surrounding member forming a third gap,
A gas supply / exhaust mechanism for supplying the source gas to the first gap, supplying the purge gas to the second gap, and exhausting the third gap during rotation of the other end of the source gas supply mechanism And.

本発明の成膜方法は、真空容器内にて基板に吸着させるための原料ガスと、原料ガスと反応する反応ガスとを交互に供給して薄膜を形成する成膜方法において、
前記真空容器内に設けられる載置部に前記基板を載置する工程と、
原料ガス供給口から前記基板の表面に局所的に原料ガスを供給する工程と、
前記原料ガスが供給される領域を囲むように設けられるパージガス供給口及び排気口から、パージガスの供給及び排気を行い、原料ガスが供給される領域と当該領域の外側の領域とを分離するための気流を形成する工程と、
雰囲気形成部により前記外側の領域に、前記反応ガスの雰囲気を形成する工程と、
前記基板の表面全体に前記反応生成物の層が積層されるように、前記載置部に対して、前記原料ガス供給口、パージガス供給口及び排気口を備えた前記原料ガス供給機構を移動機構により相対的に移動させる移動工程と、
を備え、
前記原料ガス供給機構は前記真空容器の壁部を上下方向に貫通し、その一端部に原料ガス供給口、パージガス供給口及び排気口が形成されると共に、その他端部は当該真空容器の外側に位置し、
前記排気口は前記原料ガス供給口を囲み、前記パージガス供給口は前記排気口を囲むように開口し、
前記移動工程は、前記移動機構を構成する原料ガス供給機構用の回転機構により前記原料ガス供給機構の他端部を、前記パージガス供給口の公転半径よりも小さい自転半径で自転させる工程と、
前記原料ガス供給機構の他端部を囲み、当該他端部との間に前記原料ガス供給口、前記パージガス供給口、前記排気口に夫々連通すると共に互いに区画された第1の隙間、第2の隙間、第3の隙間を形成する囲み部材が設けられ、
ガス給排気機構により、原料ガス供給機構の他端部の自転中に前記第1の隙間への原料ガスの供給、前記第2の隙間へのパージガスの供給、前記第3の隙間の排気を夫々行う工程と、
を備えることを特徴とする。
また、本発明の記憶媒体は、成膜装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは上記の成膜方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする。




The film forming method of the present invention is a film forming method for forming a thin film by alternately supplying a source gas for adsorbing to a substrate in a vacuum vessel and a reaction gas that reacts with the source gas,
Placing the substrate on a placement portion provided in the vacuum vessel;
Supplying a source gas locally from the source gas supply port to the surface of the substrate;
Purging gas is supplied and exhausted from a purge gas supply port and an exhaust port provided so as to surround the region to which the source gas is supplied, and a region for supplying the source gas and a region outside the region are separated. Forming an air flow;
Forming an atmosphere of the reactive gas in the outer region by an atmosphere forming unit;
A moving mechanism that moves the source gas supply mechanism having the source gas supply port, the purge gas supply port, and the exhaust port with respect to the mounting portion so that the reaction product layer is stacked on the entire surface of the substrate. A moving process for relatively moving,
With
The source gas supply mechanism penetrates the wall of the vacuum vessel in the vertical direction, and a source gas supply port, a purge gas supply port and an exhaust port are formed at one end thereof, and the other end portion is formed outside the vacuum vessel. Position to,
The exhaust port surrounds the source gas supply port, the purge gas supply port opens to surround the exhaust port,
The moving step is a step of rotating the other end portion of the source gas supply mechanism with a rotation radius smaller than the revolution radius of the purge gas supply port by a rotation mechanism for the source gas supply mechanism constituting the movement mechanism ;
A first gap that surrounds the other end portion of the source gas supply mechanism and communicates with the source gas supply port, the purge gas supply port, and the exhaust port and is partitioned from the other end portion; And a surrounding member that forms a third gap,
By the gas supply / exhaust mechanism, during the rotation of the other end of the source gas supply mechanism, the supply of the source gas to the first gap, the supply of the purge gas to the second gap, and the exhaust of the third gap are performed. A process of performing;
It is characterized by providing.
The storage medium of the present invention is a storage medium storing a computer program used in the film forming apparatus,
The program includes steps for executing the film forming method.




本発明の成膜装置においては、基板の表面に局所的に原料を供給する原料ガス供給口と、原料ガスの供給領域とその外側の領域とを分離する気流を形成するパージガス供給口及び排気口と、を備えた原料ガス供給機構と、外側の領域に、原料ガスと反応して反応生成物の層を形成するための反応ガスの雰囲気を形成する雰囲気形成部と、反応生成物の層が積層されて前記薄膜が形成されるように基板の載置部に対して原料ガス供給機構を相対的に移動させる移動機構と、を備える。これによって真空容器内の雰囲気を原料ガス雰囲気と、原料ガスに対して反応する反応ガス雰囲気との間で切り替える必要が無くなるので、スループットの向上を図ることができる。さらにこの成膜装置によれば、成膜処理時に基板を公転させる必要が無いので、基板の面内各部の膜厚分布の制御性を向上させることができる。   In the film forming apparatus of the present invention, a source gas supply port for locally supplying a source material to the surface of the substrate, a purge gas supply port and an exhaust port for forming an air flow separating a source gas supply region and an outer region thereof A source gas supply mechanism comprising: an atmosphere forming portion that forms an atmosphere of a reaction gas to form a reaction product layer by reacting with the source gas in an outer region; and a reaction product layer. A moving mechanism that moves the source gas supply mechanism relative to the mounting portion of the substrate so that the thin film is formed by being stacked. This eliminates the need to switch the atmosphere in the vacuum vessel between the source gas atmosphere and the reaction gas atmosphere that reacts with the source gas, thereby improving throughput. Further, according to this film forming apparatus, since it is not necessary to revolve the substrate during the film forming process, it is possible to improve the controllability of the film thickness distribution of each part within the surface of the substrate.

本発明の第1の実施形態に係る成膜装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the film-forming apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 前記成膜装置の横断平面図である。It is a cross-sectional top view of the said film-forming apparatus. 前記成膜装置に設けられるホルダ載置用テーブル及びウエハホルダを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the holder mounting table and wafer holder provided in the said film-forming apparatus. 前記成膜装置の横断平面図である。It is a cross-sectional top view of the said film-forming apparatus. 前記成膜装置に設けられる原料ガス供給部の縦断側面図である。It is a vertical side view of the source gas supply part provided in the said film-forming apparatus. 前記原料ガス供給部の下面側斜視図である。It is a lower surface side perspective view of the source gas supply part. 前記原料ガス供給部の下面図である。It is a bottom view of the source gas supply unit. 前記成膜装置へのウエハの受け渡し動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the delivery operation | movement of the wafer to the said film-forming apparatus. 前記成膜装置の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the said film-forming apparatus. ウエハ表面の変化を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the change of the wafer surface. 第1の実施形態の第1の変形例に係る成膜装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the film-forming apparatus which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment. 第1の実施形態の第2の変形例に係る成膜装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the film-forming apparatus which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment. 前記成膜装置へのウエハの受け渡し動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the delivery operation | movement of the wafer to the said film-forming apparatus. 第1の実施形態の第3の変形例に係る成膜装置のへのウエハの受け渡し動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the delivery operation | movement of the wafer to the film-forming apparatus which concerns on the 3rd modification of 1st Embodiment. 前記成膜装置を構成するホルダ保持部の下面図である。It is a bottom view of the holder holding part which comprises the said film-forming apparatus. 他のホルダ保持部の下面図である。It is a bottom view of another holder holding part. 前記ホルダ保持部と成膜装置を構成する昇降ピンとの位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of the said holder holding part and the raising / lowering pin which comprises the film-forming apparatus. 第2の実施形態に係る成膜装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the film-forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 前記成膜装置に設けられる原料ガス供給部の平面図である。It is a top view of the source gas supply part provided in the said film-forming apparatus. 前記原料ガス供給部の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the said source gas supply part. 他の原料ガス供給部の動作を示す説明図であるIt is explanatory drawing which shows operation | movement of another source gas supply part. 第3の実施形態に係る成膜装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of the film-forming apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 原料ガス供給部を構成するガス供給ヘッドの他の例を示す下面図である。It is a bottom view which shows the other example of the gas supply head which comprises a raw material gas supply part.

(第1の実施形態)
本発明の成膜装置の第1の実施形態であり、基板であるウエハWにALDを行い、SiO(酸化シリコン)膜を形成する成膜装置1について説明する。この成膜装置1は、6枚のウエハWに並行して成膜処理を行うことができるように構成されている。図1は成膜装置1の縦断側面図であり、図2は成膜装置1の横断平面図である。成膜装置1は概ね円形の扁平な真空容器11を備えており、この真空容器11は、当該真空容器11の天井を形成する蓋体12と、当該真空容器11の側壁及び底部を形成する容器本体13と、を備えている。図中、真空容器11内のウエハWの処理空間を10として示している。図中14はOリングであり、蓋体12と容器本体13との隙間をシールする。図中15は、前記側壁に設けられたウエハWの搬送口であり、図中16は搬送口15を開閉自在なシャッタであり、図中17はシャッタ16と側壁との隙間をシールするOリングである。
(First embodiment)
A film forming apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention, which performs ALD on a wafer W as a substrate to form a SiO 2 (silicon oxide) film, will be described. The film forming apparatus 1 is configured to perform a film forming process on six wafers W in parallel. FIG. 1 is a longitudinal side view of the film forming apparatus 1, and FIG. 2 is a transverse plan view of the film forming apparatus 1. The film forming apparatus 1 includes a generally circular flat vacuum vessel 11, which is a lid 12 that forms a ceiling of the vacuum vessel 11, and a vessel that forms a side wall and a bottom of the vacuum vessel 11. And a main body 13. In the drawing, the processing space of the wafer W in the vacuum vessel 11 is shown as 10. In the figure, 14 is an O-ring that seals the gap between the lid 12 and the container body 13. In the figure, reference numeral 15 denotes a transfer port for the wafer W provided on the side wall, 16 in the figure denotes a shutter that can freely open and close the transfer port 15, and 17 in the figure denotes an O-ring that seals a gap between the shutter 16 and the side wall. It is.

図中18は、真空容器11の底部の中心部に設けられた開口部であり、垂直な回転軸21が挿通されている。図中19は回転軸21の軸受けであり、開口部18と回転軸21との隙間をシールする役割も有する。回転軸21の下端は真空容器11の外部において、当該回転軸21を軸周りに回転させる回転機構22に接続されている。回転軸21の上端は、水平な円板形のホルダ載置用テーブル23の裏面の中心部に接続されており、ホルダ載置用テーブル23は回転機構22によりその周方向に回転することができる。ホルダ載置用テーブル23は、搬送機構(図1,2では非表示)と後述のウエハホルダ26との間でのウエハWの移載時にはそのように回転し、ウエハWの処理時には所定の位置で静止する。図2は、そのように静止した状態のホルダ載置用テーブル23を示している。   In the figure, 18 is an opening provided at the center of the bottom of the vacuum vessel 11, and a vertical rotating shaft 21 is inserted therethrough. In the figure, reference numeral 19 denotes a bearing for the rotating shaft 21, which also serves to seal the gap between the opening 18 and the rotating shaft 21. The lower end of the rotating shaft 21 is connected to a rotating mechanism 22 that rotates the rotating shaft 21 around the axis outside the vacuum vessel 11. The upper end of the rotating shaft 21 is connected to the center of the back surface of the horizontal disk-shaped holder mounting table 23, and the holder mounting table 23 can be rotated in the circumferential direction by the rotating mechanism 22. . The holder mounting table 23 rotates in this manner when the wafer W is transferred between the transfer mechanism (not shown in FIGS. 1 and 2) and a wafer holder 26 described later, and at a predetermined position when the wafer W is processed. Quiesce. FIG. 2 shows the holder mounting table 23 in such a stationary state.

図3はホルダ載置用テーブル23の斜視図である。この図3に示すように、ホルダ載置用テーブル23には、周方向に間隔を置いて6つの円形の凹部24が形成されており、凹部24の底部の中央にはホルダ載置用テーブル23の表裏を形成する貫通孔が設けられている。当該貫通孔の外側、即ち凹部24の底部は、リング板状のホルダ載置部25として構成されている。そして、凹部24内には水平な円形のウエハホルダ26が、当該凹部24内を昇降自在に設けられている。このウエハホルダ26は、その表面中央に円形のウエハ載置用凹部27を備えている。このウエハ載置用凹部27内にウエハWが収められ、ウエハ載置用凹部27の底面上に水平に載置される。ウエハ載置用凹部27の底部には、ウエハホルダ26の表裏を貫通する3つの貫通孔28が設けられている。貫通孔28はホルダ載置用テーブル23の貫通孔に重なる位置に穿孔されており、後述の昇降ピン42が、当該貫通孔28を貫通して、ウエハ載置用凹部27の底面上に突出し、ウエハWの搬送機構とウエハホルダ26との間でウエハWの受け渡しを行うことができる。   FIG. 3 is a perspective view of the holder mounting table 23. As shown in FIG. 3, the holder mounting table 23 has six circular recesses 24 formed at intervals in the circumferential direction, and the holder mounting table 23 is located at the center of the bottom of the recess 24. The through-hole which forms the front and back of this is provided. The outside of the through-hole, that is, the bottom of the recess 24 is configured as a ring plate-shaped holder mounting portion 25. A horizontal circular wafer holder 26 is provided in the recess 24 so as to be movable up and down in the recess 24. The wafer holder 26 includes a circular wafer mounting recess 27 at the center of the surface thereof. The wafer W is accommodated in the wafer placement recess 27 and placed horizontally on the bottom surface of the wafer placement recess 27. Three through holes 28 that penetrate the front and back of the wafer holder 26 are provided at the bottom of the wafer mounting recess 27. The through hole 28 is drilled at a position overlapping with the through hole of the holder mounting table 23, and an elevating pin 42 described later passes through the through hole 28 and protrudes on the bottom surface of the wafer mounting recess 27. The wafer W can be transferred between the wafer W transfer mechanism and the wafer holder 26.

ウエハWに処理が行われない成膜装置1の待機時には、ウエハホルダ26の裏面周縁部がホルダ載置用テーブル23のホルダ載置部25上に載置される。ウエハWの処理時には、ウエハホルダ26の裏面周縁部は、ホルダ載置部25から浮き上がるように後述のホルダ保持部35に保持される。図1では、このようにホルダ載置部25から浮き上がったウエハホルダ26を示している。   At the time of standby of the film forming apparatus 1 where processing is not performed on the wafer W, the peripheral edge of the back surface of the wafer holder 26 is placed on the holder placement portion 25 of the holder placement table 23. During the processing of the wafer W, the peripheral edge of the back surface of the wafer holder 26 is held by a holder holding unit 35 described later so as to be lifted from the holder mounting unit 25. In FIG. 1, the wafer holder 26 that has been lifted from the holder mounting portion 25 in this way is shown.

上記の真空容器11における容器本体13の構成について、図4も用いてさらに説明する。図4は、図2とは異なる高さ位置の成膜装置1の断面を示している。容器本体13の底部には、その表裏を貫通するように貫通孔32が、真空容器11の周方向に間隔を置いて、6つ設けられている。この貫通孔32の位置は、ウエハWの成膜処理時における上記のホルダ載置用テーブル23の凹部24の位置に対応する。   The configuration of the container body 13 in the vacuum container 11 will be further described with reference to FIG. FIG. 4 shows a cross section of the film forming apparatus 1 at a height position different from that in FIG. Six through holes 32 are provided at the bottom of the container body 13 at intervals in the circumferential direction of the vacuum container 11 so as to penetrate the front and back surfaces thereof. The position of the through hole 32 corresponds to the position of the concave portion 24 of the holder mounting table 23 during the film forming process of the wafer W.

各貫通孔32には垂直な回転軸33が挿通され、回転軸33の下端は容器本体13の下方側に設けられる駆動部34に支持されている。駆動部34は、貫通孔32と回転軸33との間を塞ぐように設けられ、回転軸33を軸周りに回転させ、且つ昇降させることができる。回転軸33の上端部は拡径され、水平な円形のホルダ保持部35として構成されている。ホルダ保持部35は、待機時には図1に鎖線で示すようにホルダ載置用テーブル23の下方に位置しており、ウエハWの処理時には図1に実線で示すようにホルダ載置用テーブル23のウエハ載置用凹部27内に収まる高さに位置し、ウエハホルダ26の裏面中央部を保持する。これによってウエハホルダ26は既述のようにホルダ載置部25から浮き上がり、さらに回転軸33を介して当該ウエハホルダ26の周方向に回転可能になる。これによってウエハWが中心部まわりに回転することができる。   A vertical rotation shaft 33 is inserted into each through hole 32, and the lower end of the rotation shaft 33 is supported by a drive unit 34 provided on the lower side of the container body 13. The drive unit 34 is provided so as to close the space between the through hole 32 and the rotary shaft 33, and can rotate the rotary shaft 33 around the axis and move it up and down. The upper end portion of the rotating shaft 33 is enlarged in diameter and configured as a horizontal circular holder holding portion 35. The holder holding unit 35 is positioned below the holder mounting table 23 as shown by a chain line in FIG. 1 during standby, and when processing the wafer W, the holder holding unit 35 of the holder mounting table 23 as shown by a solid line in FIG. It is located at a height that fits within the wafer mounting recess 27 and holds the center of the back surface of the wafer holder 26. As a result, the wafer holder 26 is lifted from the holder mounting portion 25 as described above, and can be further rotated in the circumferential direction of the wafer holder 26 via the rotation shaft 33. As a result, the wafer W can rotate around the center.

また、容器本体13の底面には貫通孔32の外側にリング状のヒーター36が4つ設けられており、各ヒーター36は、容器本体13の底面の中心を中心とした同心円状に構成されている。図4では図の把握を容易にするために、当該ヒーター36には多数のドットを付して示している。ヒーター36から後述の底面カバー46を介して上方へ輻射される輻射熱により、ウエハホルダ26が加熱される。そして、ウエハホルダ26からの伝熱により、ウエハホルダ26に載置されたウエハWが加熱される。容器本体13の底面には、ヒーター36よりも外側に排気口37が開口している。排気口37は、排気管38を介してバルブや真空ポンプなどにより構成された排気機構39に接続されており、任意の排気量で処理空間10を排気することができる。   In addition, four ring-shaped heaters 36 are provided outside the through-hole 32 on the bottom surface of the container body 13, and each heater 36 is configured concentrically around the center of the bottom surface of the container body 13. Yes. In FIG. 4, the heater 36 is shown with a large number of dots for easy understanding of the drawing. The wafer holder 26 is heated by radiant heat radiated upward from the heater 36 via a bottom cover 46 described later. The wafer W placed on the wafer holder 26 is heated by the heat transfer from the wafer holder 26. On the bottom surface of the container body 13, an exhaust port 37 is opened outside the heater 36. The exhaust port 37 is connected to an exhaust mechanism 39 configured by a valve, a vacuum pump, or the like via an exhaust pipe 38 and can exhaust the processing space 10 with an arbitrary exhaust amount.

容器本体13の底部には3つの貫通孔41が設けられている。図4に示すように、この3つの貫通孔41は平面視1つのホルダ保持部35の外側に、当該ホルダ保持部35の周に沿って設けられている。この貫通孔41には、各々昇降ピン42が垂直に挿通されている。図1を用いて説明すると、図中43は昇降ピン42の基端を支持する支持板、44は支持板43を介して昇降ピン42を昇降させる昇降機構であり、45は外側カバーである。外側カバー45は、容器本体13の外側から貫通孔41、昇降ピン42、支持板43、昇降機構44及び前記ホルダ保持部35が接続される駆動部34を囲み、真空容器11内の真空度を担保する。支持板43は、当該駆動部34と干渉せずに昇降できるように構成されている。   Three through holes 41 are provided at the bottom of the container body 13. As shown in FIG. 4, the three through holes 41 are provided on the outer side of one holder holding portion 35 in plan view along the circumference of the holder holding portion 35. The elevating pins 42 are vertically inserted into the through holes 41. Referring to FIG. 1, reference numeral 43 denotes a support plate that supports the base end of the lift pin 42, 44 denotes a lift mechanism that lifts the lift pin 42 via the support plate 43, and 45 denotes an outer cover. The outer cover 45 surrounds the through hole 41, the elevating pins 42, the support plate 43, the elevating mechanism 44, and the driving unit 34 to which the holder holding unit 35 is connected from the outside of the container main body 13, and the degree of vacuum in the vacuum container 11 is increased. secure. The support plate 43 is configured to be able to move up and down without interfering with the drive unit 34.

また、図1中46は、容器本体13の底面の略全体を覆う底面カバーであり、そのように底面を覆うことで、当該底面上に互いに区画されたリング状の領域47、48を形成している。リング状領域47は上記のヒーター36を含んでいる。リング状領域48はリング状領域47の外側に形成され、排気口37上に位置している。底面カバー46の表面には、リング状領域48に連通する開口部49が設けられ、処理空間10の雰囲気は、当該開口部49を介して排気口37から排気される。このように互いに区画されたリング状領域47、48を形成するのは、排気されるガスがヒーター36に接触して当該ヒーター36を劣化させることを防ぐためである。また、底面カバー46には、上記の昇降ピン42が昇降するために通過する貫通孔、及び既述の回転軸33が挿通された貫通孔が設けられている。   Further, 46 in FIG. 1 is a bottom cover that covers substantially the entire bottom surface of the container body 13, and by covering the bottom surface in this way, ring-shaped regions 47 and 48 partitioned from each other are formed on the bottom surface. ing. The ring-shaped region 47 includes the heater 36 described above. The ring-shaped region 48 is formed outside the ring-shaped region 47 and is located on the exhaust port 37. An opening 49 communicating with the ring-shaped region 48 is provided on the surface of the bottom cover 46, and the atmosphere of the processing space 10 is exhausted from the exhaust port 37 through the opening 49. The reason why the ring-shaped regions 47 and 48 partitioned from each other in this way is to prevent the exhausted gas from contacting the heater 36 and deteriorating the heater 36. Further, the bottom cover 46 is provided with a through-hole through which the above-described lifting pins 42 pass and a through-hole through which the above-described rotating shaft 33 is inserted.

続いて、真空容器11の蓋体12について説明する。この蓋体12には、例えば6つのガスシャワーヘッド51と、6つの原料ガス供給部6と、が設けられており、図2に示すようにウエハWの成膜処理時には、1つのウエハW上に1つのガスシャワーヘッド51及び1つの原料ガス供給部6が位置する。雰囲気形成部をなすガスシャワーヘッド51には、酸化ガスであるオゾン(O)ガスの供給源52が接続されており、当該ガス供給源52に貯留された反応ガスであるオゾンガスが、ガスシャワーヘッド51から処理空間10に供給される。 Next, the lid 12 of the vacuum container 11 will be described. The lid body 12 is provided with, for example, six gas shower heads 51 and six source gas supply units 6. When the wafer W is formed, as shown in FIG. One gas shower head 51 and one raw material gas supply unit 6 are located at the same position. A gas shower head 51 that forms an atmosphere is connected to a supply source 52 of ozone (O 3 ) gas that is an oxidizing gas, and ozone gas that is a reaction gas stored in the gas supply source 52 is supplied to the gas shower head. It is supplied from the head 51 to the processing space 10.

上記の原料ガス供給部6について、図5の縦断側面図及び図6の下面側斜視図を参照しながら説明する。原料ガス供給部6は、本体部61と、外筒部71と、を備えている。本体部61は蓋体12を貫通するように設けられており、本体部61の上部側は垂直に伸びる円柱形状に構成され、本体部61の下部側は蓋体12の下方にて横方向に向かうように屈曲して、ガス供給ヘッド62を構成している。このように横方向に向かって伸びるガス供給ヘッド62の先端部は、下方に突出する円形の対向部63として構成されている。この対向部63は平面視円形に構成されており、その下面は、ウエハホルダ26に保持されるウエハWの表面に近接すると共に対向する対向面として構成されている。   The raw material gas supply unit 6 will be described with reference to a longitudinal side view of FIG. 5 and a bottom perspective view of FIG. The source gas supply unit 6 includes a main body portion 61 and an outer cylinder portion 71. The main body portion 61 is provided so as to penetrate the lid body 12, and the upper side of the main body portion 61 is configured in a columnar shape extending vertically, and the lower side of the main body portion 61 is laterally below the lid body 12. The gas supply head 62 is configured to bend toward the head. Thus, the front end portion of the gas supply head 62 extending in the lateral direction is configured as a circular facing portion 63 protruding downward. The facing portion 63 is configured in a circular shape in plan view, and the lower surface thereof is configured as a facing surface that is close to and faces the surface of the wafer W held by the wafer holder 26.

対向部63の下面の中心部には、Si(シリコン)を含む原料ガスであるBTBAS(ビスターシャルブチルアミノシラン)ガスを吐出する供給口である原料ガス吐出口64が開口している。また、対向部63の下面には、この原料ガス吐出口64を囲むように、夫々気流形成部をなす排気口65、パージガスの供給口であるパージガス吐出口66が、対向部63の下面の中心を中心とする同心円状に開口しており、排気口65は、パージガス吐出口66の内側に位置している。また、本体部61には、その下流端が原料ガス吐出口64、排気口65、パージガス吐出口66に夫々接続されるガス流路64A、65A、66Aが形成されており、ガス流路64A、65A、66Aの上流端は、本体部61の外側面に、当該本体部61の周に沿って形成された溝64B、65B、66Bに夫々接続されている。また、本体部61の外側面には、本体部61の周に沿って形成された溝67B、68Bが設けられている。溝65B、67B、64B、68B、66Bは、本体部61の上方側から下方側に向かってこの順に形成されており、これら溝64B〜68Bは、蓋体12よりも上方に位置している。   A source gas discharge port 64 that is a supply port for discharging a BTBAS (Bistal Butylaminosilane) gas that is a source gas containing Si (silicon) is opened at the center of the lower surface of the facing portion 63. Further, an exhaust port 65 that forms an air flow forming portion and a purge gas discharge port 66 that is a purge gas supply port are provided on the lower surface of the facing portion 63 so as to surround the source gas discharging port 64. The exhaust port 65 is located inside the purge gas discharge port 66. Further, the main body 61 is provided with gas flow paths 64A, 65A, 66A whose downstream ends are connected to the source gas discharge port 64, the exhaust port 65, and the purge gas discharge port 66, respectively. The upstream ends of 65 </ b> A and 66 </ b> A are respectively connected to grooves 64 </ b> B, 65 </ b> B, and 66 </ b> B formed on the outer surface of the main body 61 along the circumference of the main body 61. In addition, grooves 67 </ b> B and 68 </ b> B formed along the circumference of the main body 61 are provided on the outer surface of the main body 61. The grooves 65 </ b> B, 67 </ b> B, 64 </ b> B, 68 </ b> B, 66 </ b> B are formed in this order from the upper side to the lower side of the main body 61, and these grooves 64 </ b> B to 68 </ b> B are located above the lid 12.

外筒部71は本体部61の側周と上部とを囲み、図中72は、外筒部71の下端と蓋体12との隙間をシールするOリングである。外筒部71の上方には回転機構73が当該外筒部71に固定されて設けられ、この回転機構73は、外筒部71の内部に進入する回転軸74を介して本体部61に接続され、本体部61を鉛直軸周りに回転させることができる。この回転機構73及びウエハWの載置部をなすウエハホルダ26を回転させる上記の駆動部34は、ウエハWに対して原料ガス供給機構を構成するガス供給ヘッド62を相対的に移動させる移動機構を構成する。   The outer cylinder part 71 surrounds the side periphery and the upper part of the main body part 61, and 72 in the figure is an O-ring that seals the gap between the lower end of the outer cylinder part 71 and the lid 12. A rotation mechanism 73 is fixed to the outer cylinder portion 71 above the outer cylinder portion 71, and the rotation mechanism 73 is connected to the main body portion 61 via a rotation shaft 74 that enters the inside of the outer cylinder portion 71. Thus, the main body 61 can be rotated around the vertical axis. The driving unit 34 that rotates the rotating mechanism 73 and the wafer holder 26 that forms the wafer W mounting portion has a moving mechanism that moves the gas supply head 62 that constitutes the source gas supply mechanism relative to the wafer W. Configure.

また、外筒部71の内側面には、本体部61の溝67B、68B、66Bと夫々同じ高さに外筒部71の周に沿って溝67C、68C、66Cが形成されており、外筒部71の外側からこれら溝67C、68C、66Cに開口するように、ガス供給管67D、68D、66Dの下流端が接続されている。ガス供給管67D、68D、66Dの上流端は、N(窒素)ガス供給源75に接続されている。また、外筒部71の外側には、溝64B、65Bに夫々開口するようにガス供給管64D、排気管65Dの一端が接続されており、排気管65D、ガス供給管64Dの他端はBTBASガス供給源76、上記の排気機構39に夫々接続されている。 Further, grooves 67C, 68C, 66C are formed on the inner side surface of the outer cylinder portion 71 along the circumference of the outer cylinder portion 71 at the same height as the grooves 67B, 68B, 66B of the main body portion 61, respectively. The downstream ends of the gas supply pipes 67D, 68D, and 66D are connected so as to open to the grooves 67C, 68C, and 66C from the outside of the cylindrical portion 71. The upstream ends of the gas supply pipes 67D, 68D, 66D are connected to an N 2 (nitrogen) gas supply source 75. Further, one end of the gas supply pipe 64D and the exhaust pipe 65D is connected to the outside of the outer cylinder portion 71 so as to open into the grooves 64B and 65B, respectively, and the other end of the exhaust pipe 65D and the gas supply pipe 64D is BTBAS. The gas supply source 76 and the exhaust mechanism 39 are respectively connected.

上記の構成によって、BTBASガス供給源76に貯留されたBTBASガスが、溝64Bに供給されて原料ガス吐出口64から吐出される。また、Nガス供給源75に貯留されたNガスがパージガスとして溝66Bに供給されて、パージガス吐出口66から吐出される。さらに、溝65Bを介して排気口65から対向部63とウエハWの表面との間の雰囲気を排気することができる。 With the above configuration, the BTBAS gas stored in the BTBAS gas supply source 76 is supplied to the groove 64 </ b> B and discharged from the source gas discharge port 64. Further, N 2 gas stored in the N 2 gas supply source 75 is supplied to the groove 66B as the purge gas, is discharged from the purge gas discharge port 66. Further, the atmosphere between the facing portion 63 and the surface of the wafer W can be exhausted from the exhaust port 65 through the groove 65B.

外筒部71と本体部61との間には、ベアリング77及びシール部材78A〜78Dが設けられている。シール部材78Aは、溝65Bの上方に配置され、シール部材78Bは溝65Bと溝67Bとの間に配置され、シール部材78Cは溝68B、溝66Bとの間に配置され、シール部材78Dは溝66Bの下方に配置されている。このような構成によって溝65Bと、溝67B、64B、68Bと、溝66Bとが互いに区画され、これらの各溝に供給されるガスが互いに混合されないようにされている。   Between the outer cylinder part 71 and the main-body part 61, the bearing 77 and the sealing members 78A-78D are provided. The seal member 78A is disposed above the groove 65B, the seal member 78B is disposed between the grooves 65B and 67B, the seal member 78C is disposed between the grooves 68B and 66B, and the seal member 78D is disposed in the groove. It is arranged below 66B. With such a configuration, the groove 65B, the grooves 67B, 64B, 68B, and the groove 66B are partitioned from each other so that gases supplied to these grooves are not mixed with each other.

ただし、外筒部71の溝67C、68Cから溝67B、68Bに供給されるNガスは、外筒部71と本体部61との隙間を介して溝64Bへと流れるように各溝が形成されている。そして溝64Bに流れたNガスは、当該溝64Bに供給されるBTBASガスと共にガス流路64Aを介して原料ガス吐出口64から吐出される。このように溝67B、68Bに供給されるNガスにより、BTBASガスが外筒部71及び本体部61との隙間をシール部材78B、78Cに向かって流れることが防がれる。従って、当該BTBASガスが、これらシール部材78B、78Cに接触して吸着され、パーティクルとなってしまうことが防がれる。 However, each groove is formed so that the N 2 gas supplied from the grooves 67C and 68C of the outer cylinder part 71 to the grooves 67B and 68B flows into the groove 64B through the gap between the outer cylinder part 71 and the main body part 61. Has been. The N 2 gas flowing into the groove 64B is discharged from the raw material gas discharge port 64 through the gas flow path 64A together with the BTBAS gas supplied to the groove 64B. Thus, the N 2 gas supplied to the grooves 67B and 68B prevents the BTBAS gas from flowing through the gap between the outer cylinder portion 71 and the main body portion 61 toward the seal members 78B and 78C. Therefore, the BTBAS gas is prevented from coming into contact with these seal members 78B and 78C and becoming particles.

図7は、下方から見たガスシャワーヘッド51と、ガス供給ヘッド62とを示している。上記のようにガス供給ヘッド62は回転することができ、それによって原料ガス吐出口64は、ウエハWの中心部上と周縁部上との間で移動することができる。ウエハWの処理時には、このガス供給ヘッド62の回転に並行してウエハWの回転が行われることで、ウエハWの表面全体に原料ガスを供給することができる。図中P1、P2は、夫々ガス供給ヘッドの回転中心、ウエハWの回転中心を示している。   FIG. 7 shows the gas shower head 51 and the gas supply head 62 as viewed from below. As described above, the gas supply head 62 can rotate, so that the source gas discharge port 64 can move between the central portion and the peripheral portion of the wafer W. When the wafer W is processed, the raw material gas can be supplied to the entire surface of the wafer W by rotating the wafer W in parallel with the rotation of the gas supply head 62. In the drawing, P1 and P2 indicate the rotation center of the gas supply head and the rotation center of the wafer W, respectively.

この成膜装置1には、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部100が設けられている(図1参照)。この制御部100には、後述のように成膜処理を実行するプログラムが格納されている。前記プログラムは、成膜装置1の各部に制御信号を送信して各部の動作を制御する。具体的には、ヒーター36によるウエハWの加熱、回転機構22によるホルダ載置用テーブル23の回転、昇降機構44による昇降ピン42の昇降、排気機構39による排気量の調整、駆動部34によるホルダ保持部35の昇降及び回転、各ガス供給源からガス供給ヘッド62及びガスシャワーヘッド51へのガスの給断などの動作が、前記制御信号に従って制御される。上記のプログラムにおいてはこれらの制御を行い、後述の各処理が実行されるようにステップ群が組まれている。当該プログラムは、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の記憶媒体に格納され、当該記憶媒体から制御部100内にインストールされる。   The film forming apparatus 1 is provided with a control unit 100 including a computer for controlling the operation of the entire apparatus (see FIG. 1). The control unit 100 stores a program for executing a film forming process as will be described later. The program controls the operation of each unit by transmitting a control signal to each unit of the film forming apparatus 1. Specifically, the wafer 36 is heated by the heater 36, the holder mounting table 23 is rotated by the rotating mechanism 22, the lifting pins 42 are lifted / lowered by the lifting / lowering mechanism 44, the exhaust amount is adjusted by the exhaust mechanism 39, and the holder is driven by the drive unit 34. Operations such as raising and lowering and rotation of the holding unit 35 and supply / disconnection of gas from each gas supply source to the gas supply head 62 and the gas shower head 51 are controlled according to the control signal. In the above program, these controls are performed, and a group of steps is set so that each process described later is executed. The program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magneto-optical disk, a memory card, or a flexible disk, and installed in the control unit 100 from the storage medium.

処理空間10の外部からウエハホルダ26にウエハWが受け渡される際の成膜装置1の動作について、図8を参照しながら説明する。ホルダ保持部35がホルダ載置用テーブル23の下方に位置し、且つ各ウエハホルダ26がホルダ載置用テーブル23のホルダ載置部25に載置された状態で、ホルダ載置用テーブル23が回転し、ウエハホルダ26の1つが所定の位置に移動する。そして、ウエハWを保持した搬送機構29が外部から処理空間10に進入し、昇降ピン42の先端がウエハホルダ26の貫通孔28を介してホルダ載置用テーブル23の上方に突出して、搬送機構29から昇降ピン42にウエハWが受け渡される(図8上段)。   The operation of the film forming apparatus 1 when the wafer W is transferred from the outside of the processing space 10 to the wafer holder 26 will be described with reference to FIG. The holder mounting table 23 is rotated in a state where the holder holding portion 35 is located below the holder mounting table 23 and each wafer holder 26 is mounted on the holder mounting portion 25 of the holder mounting table 23. Then, one of the wafer holders 26 moves to a predetermined position. Then, the transfer mechanism 29 holding the wafer W enters the processing space 10 from the outside, and the tip of the elevating pin 42 protrudes above the holder mounting table 23 through the through hole 28 of the wafer holder 26 to transfer the transfer mechanism 29. Then, the wafer W is delivered to the lift pins 42 (upper stage in FIG. 8).

搬送機構29が処理空間10から退出すると、昇降ピン42が下降し、ウエハホルダ26のウエハ載置用凹部27内にウエハWが載置され、昇降ピン42の先端は、ホルダ載置用テーブル23の回転を妨げないように、当該ホルダ載置用テーブル23の下方へ移動する(図8中段)。以降、ホルダ載置用テーブル23の回転と上記の昇降ピン42の昇降とにより、他のウエハ載置用凹部27にも順次ウエハWが受け渡される。そして、全てのウエハ載置用凹部27にウエハWが受け渡されると、ホルダ載置用テーブル23の回転が停止した状態でホルダ保持部35が上昇して、ウエハホルダ26の裏面中心部を保持し、ウエハホルダ26がホルダ載置部25から浮き上がる(図8下段)。   When the transfer mechanism 29 is withdrawn from the processing space 10, the lift pins 42 are lowered and the wafer W is placed in the wafer placement recesses 27 of the wafer holder 26, and the tips of the lift pins 42 are positioned on the holder placement table 23. It moves below the holder mounting table 23 so as not to prevent the rotation (middle of FIG. 8). Thereafter, the wafer W is sequentially transferred to the other wafer mounting recesses 27 by the rotation of the holder mounting table 23 and the lifting / lowering of the lift pins 42. When the wafer W is delivered to all the wafer mounting recesses 27, the holder holding unit 35 is raised while the rotation of the holder mounting table 23 is stopped to hold the center of the back surface of the wafer holder 26. Then, the wafer holder 26 is lifted from the holder mounting portion 25 (lower stage in FIG. 8).

続いて、上記のようにウエハホルダ26に載置されたウエハWの表面に成膜処理が行われる様子を、図9、図10を参照しながら説明する。図9では実線の矢印で、処理空間10のガスの流れを示している。図10は、成膜処理中のウエハW表面の様子を模式的に示している。先ず、各ウエハホルダ26が回転してウエハWがその中心周りに回転する。つまり、ホルダ載置用テーブル23によるウエハWの移動を公転と見ると、各ウエハWは自転するように回転する。また、このウエハWの回転に並行して、ヒーター36の出力の増大によるウエハWの温度上昇、各ガスシャワーヘッド51から処理空間10へのOガスの供給、排気口37を介しての処理空間10の排気が、夫々行われる。 Next, how the film forming process is performed on the surface of the wafer W placed on the wafer holder 26 as described above will be described with reference to FIGS. In FIG. 9, the gas flow in the processing space 10 is indicated by solid arrows. FIG. 10 schematically shows the state of the surface of the wafer W during the film forming process. First, each wafer holder 26 rotates and the wafer W rotates around its center. That is, when the movement of the wafer W by the holder mounting table 23 is regarded as revolution, each wafer W rotates so as to rotate. In parallel with the rotation of the wafer W, the temperature of the wafer W increases due to an increase in the output of the heater 36, the supply of O 3 gas from each gas shower head 51 to the processing space 10, and the processing through the exhaust port 37. Each space 10 is exhausted.

ウエハWの回転により当該ウエハWの各部がヒーター36の上方を通過して、ウエハWの面内全体が所定の温度に加熱される。それに並行して、処理空間10のOガスの濃度が所定の濃度になると共に、処理空間10が所定の圧力の真空雰囲気となる。然る後、各ガス供給ヘッド62が回転し、各ガス供給ヘッド62の原料ガス吐出口64、パージガス吐出口66から、対向部63とウエハWとの間の空間にBTBASガス、Nガスが夫々吐出される。また、これらのガスの吐出に並行して、各ガス供給ヘッド62の排気口65から排気が行われる。図9は、このときの処理空間10のガスの流れを示している。 Due to the rotation of the wafer W, each part of the wafer W passes over the heater 36 and the entire surface of the wafer W is heated to a predetermined temperature. In parallel, the O 3 gas concentration in the processing space 10 becomes a predetermined concentration, and the processing space 10 becomes a vacuum atmosphere at a predetermined pressure. Thereafter, each gas supply head 62 is rotated, and BTBAS gas and N 2 gas are supplied from the source gas discharge port 64 and the purge gas discharge port 66 of each gas supply head 62 to the space between the facing portion 63 and the wafer W. Each is discharged. In parallel with the discharge of these gases, exhaust is performed from the exhaust port 65 of each gas supply head 62. FIG. 9 shows the gas flow in the processing space 10 at this time.

吐出されたBTBASガスはウエハWの表面に沿って対向部63の外側へと流れ、ウエハWの表面に吸着される。そしてウエハWに吸着されなかった余剰のBTBASガスは、対向部63の下方のOガスと共に排気口65から排気されて除去される。また、吐出されたNガスは、前記余剰のBTBASガスが排気口65の外側へ流れ出ることを防ぐように、ウエハWの表面に沿って対向部63の内側へと流れ、上記したBTBASガス及びOガスと共に排気口65から除去される。このようにガスの流れが形成されることで、対向部63とウエハWとの間の空間において排気口65の内側の領域に、局所的にBTBASガス雰囲気が形成される。このBTBASガス雰囲気の領域を原料ガス吸着領域60とする。処理空間10において原料ガス吸着領域60の外側領域は、Oガス雰囲気とされる(図10上段参照)。 The discharged BTBAS gas flows to the outside of the facing portion 63 along the surface of the wafer W and is adsorbed on the surface of the wafer W. Excess BTBAS gas that has not been adsorbed to the wafer W is exhausted from the exhaust port 65 together with the O 3 gas below the facing portion 63 and removed. Further, the discharged N 2 gas flows to the inside of the facing portion 63 along the surface of the wafer W so as to prevent the surplus BTBAS gas from flowing out of the exhaust port 65, and the above-described BTBAS gas and It is removed from the exhaust port 65 together with the O 3 gas. By forming the gas flow in this way, a BTBAS gas atmosphere is locally formed in a region inside the exhaust port 65 in the space between the facing portion 63 and the wafer W. This region of the BTBAS gas atmosphere is referred to as a source gas adsorption region 60. In the processing space 10, the outer region of the source gas adsorption region 60 is an O 3 gas atmosphere (see the upper part of FIG. 10).

ウエハWの回転及びガス供給ヘッド62の回転によって、ウエハWの面内における原料ガス吸着領域60の位置が移動する。それによって、ウエハWの面内において、それまでOガス雰囲気に曝されていた領域がBTBASガス雰囲気に曝され、当該領域にBTBASガスが吸着されると共に、それまでBTBASガス雰囲気に曝されてBTBASガスが吸着されている領域がOガス雰囲気に曝される(図10中段参照)。そして、このようにOガス雰囲気に曝されることで、吸着されたBTBASガスが酸化され、反応生成物としてSiOの分子層が形成される(図10下段参照)。 Due to the rotation of the wafer W and the rotation of the gas supply head 62, the position of the source gas adsorption region 60 in the plane of the wafer W is moved. As a result, the area that has been exposed to the O 3 gas atmosphere in the plane of the wafer W is exposed to the BTBAS gas atmosphere, and the BTBAS gas is adsorbed to the area and is exposed to the BTBAS gas atmosphere. A region where the BTBAS gas is adsorbed is exposed to an O 3 gas atmosphere (see the middle stage of FIG. 10). By being exposed to the O 3 gas atmosphere in this way, the adsorbed BTBAS gas is oxidized, and a molecular layer of SiO 2 is formed as a reaction product (see the lower part of FIG. 10).

ガス供給ヘッド62の対向部63はウエハWの表面全体を1回通過し、各ウエハWの表面全体にSiOの分子層が一層或いは複数層形成される。その後も引き続き、ウエハWの回転及びガス供給ヘッド62の回転が行われ、対向部63は繰り返し複数回、ウエハWの表面全体を通過する。ウエハWの面内の各部から見れば、BTBASガスとOガスとが交互に、繰り返し供給される。それによって、SiOの分子層が積層される。このように分子層が積層されることで、ウエハWの表面全体にSiO膜が成膜され、当該SiO膜の膜厚が増加する。SiO膜の膜厚が所望の大きさになると、ガス供給ヘッド62からのガス供給及び排気が停止すると共に、ウエハWの回転及びガス供給ヘッド62の回転が停止する。そして、ウエハホルダ26に受け渡すときとは逆の動作で搬送機構29にウエハWが受け渡され、処理空間10から搬出される。なお、上記のウエハW表面全体とは、ウエハW表面における半導体デバイスの形成領域の全体の意味であり、従って、形成領域の外側のウエハWの周縁部においてはSiO膜が形成されなくてもよい。 The facing portion 63 of the gas supply head 62 passes through the entire surface of the wafer W once, and one or more SiO 2 molecular layers are formed on the entire surface of each wafer W. Thereafter, the rotation of the wafer W and the rotation of the gas supply head 62 are continued, and the facing portion 63 repeatedly passes through the entire surface of the wafer W a plurality of times. As viewed from each part in the plane of the wafer W, BTBAS gas and O 3 gas are alternately and repeatedly supplied. Thereby, a molecular layer of SiO 2 is laminated. By stacking the molecular layers in this way, a SiO 2 film is formed on the entire surface of the wafer W, and the thickness of the SiO 2 film increases. When the thickness of the SiO 2 film reaches a desired size, the gas supply and exhaust from the gas supply head 62 are stopped, and the rotation of the wafer W and the rotation of the gas supply head 62 are stopped. Then, the wafer W is transferred to the transfer mechanism 29 by the reverse operation to the transfer to the wafer holder 26 and transferred from the processing space 10. Note that the entire surface of the wafer W described above means the entire semiconductor device formation region on the surface of the wafer W. Therefore, even if the SiO 2 film is not formed on the periphery of the wafer W outside the formation region. Good.

この成膜装置1によれば、ガス供給ヘッド62の対向部63とウエハW表面との間において局所的にBTBASガスが供給される領域が形成されると共に、処理空間10において当該BTBASガスが供給される領域の外側はOガス雰囲気が形成されるように、ガス供給ヘッド62からのBTBASガス及びパージガスの吐出と、排気とが行われ、且つガスシャワーヘッド51からのOガスの吐出が行われている。そして、ウエハW表面全体に原料ガスが供給されるように、原料ガス供給部6の回転機構73及びウエハホルダ26の駆動部34によって、ガス供給ヘッド62及びウエハWが回転する。このような成膜処理では、真空容器11内にBTBASガス雰囲気及びOガスの雰囲気の一方を形成した後、他方を形成する前に処理空間10全体をパージ及び排気して残留するガスを除去する必要が無いので、スループットの低下を防ぐことができる。さらに、この成膜装置1によれば、背景技術の項目で説明した成膜処理中におけるウエハWの公転を行う必要が無い。従って、公転することに起因してウエハWの面内各部にて、原料ガスに接する時間に差が生じることが抑えられるため、ウエハWの膜厚分布の均一性を向上させることができる。なお、本発明の発明者はシミュレーションを行うことで、ガス供給ヘッド62を上記の構成とすることで、既述のように原料ガスが供給される領域を限定することができることを確認している。 According to the film forming apparatus 1, a region where the BTBAS gas is locally supplied is formed between the facing portion 63 of the gas supply head 62 and the surface of the wafer W, and the BTBAS gas is supplied in the processing space 10. The BTBAS gas and the purge gas are discharged from the gas supply head 62 and exhausted so that an O 3 gas atmosphere is formed outside the region to be discharged, and the O 3 gas is discharged from the gas shower head 51. Has been done. Then, the gas supply head 62 and the wafer W are rotated by the rotation mechanism 73 of the source gas supply unit 6 and the drive unit 34 of the wafer holder 26 so that the source gas is supplied to the entire surface of the wafer W. In such a film forming process, after one of the BTBAS gas atmosphere and the O 3 gas atmosphere is formed in the vacuum vessel 11, the entire processing space 10 is purged and exhausted to remove the remaining gas before forming the other. Therefore, it is possible to prevent a decrease in throughput. Further, according to the film forming apparatus 1, it is not necessary to perform the revolution of the wafer W during the film forming process described in the background art section. Therefore, it is possible to suppress a difference in the time of contact with the source gas at each part in the surface of the wafer W due to the revolution, and thus the uniformity of the film thickness distribution of the wafer W can be improved. In addition, the inventor of the present invention has confirmed by performing a simulation that the region where the source gas is supplied can be limited as described above by configuring the gas supply head 62 with the above-described configuration. .

また、ウエハWを公転させる場合と異なり、成膜装置1での成膜処理中には遠心力がウエハWの周の各部に均一性高く働くため、ウエハWがウエハホルダ26内を移動することが抑えられる。従って、ウエハWの裏面がウエハホルダ26の底面に擦れたり、ウエハWの側面がウエハホルダ26の側壁に衝突することが抑えられるので、パーティクルの発生を抑えることができる。さらに、当該遠心力によるウエハホルダ26からのウエハWの脱離が起きることも抑えられる。   Unlike the case of revolving the wafer W, the centrifugal force acts on each part of the circumference of the wafer W with high uniformity during the film forming process in the film forming apparatus 1, so that the wafer W may move in the wafer holder 26. It can be suppressed. Therefore, since the back surface of the wafer W is rubbed against the bottom surface of the wafer holder 26 and the side surface of the wafer W is prevented from colliding with the side wall of the wafer holder 26, the generation of particles can be suppressed. Furthermore, it is possible to prevent the wafer W from being detached from the wafer holder 26 due to the centrifugal force.

ところで成膜装置1においてガス供給ヘッド62及びウエハWは、等速で回転することには限られない。従って、成膜装置1によれば、ウエハWの回転速度及び/またはガス供給ヘッド62の回転速度を調整することによって、ウエハWの面内各部におけるガス供給ヘッド62の相対的な移動速度を調整することができ、それによってウエハWの面内において膜厚の均一性をより向上させることができる。   Incidentally, in the film forming apparatus 1, the gas supply head 62 and the wafer W are not limited to rotating at a constant speed. Therefore, according to the film forming apparatus 1, the relative moving speed of the gas supply head 62 in each part within the surface of the wafer W is adjusted by adjusting the rotation speed of the wafer W and / or the rotation speed of the gas supply head 62. Thereby, the uniformity of the film thickness can be further improved in the plane of the wafer W.

具体的には、成膜処理中のガス供給ヘッド62の回転速度を等速にして処理を行った結果、ウエハWの周縁部よりも中心部の膜厚が大きい場合、ガス供給ヘッド62について、ウエハWの中心部側を移動するときの回転速度より、ウエハWの周縁部側を移動するときの回転速度を小さくすることで、ウエハWの周縁部へのBTBASガスの吸着量を上昇させる。それによって、周縁部の膜厚を増加させ、ウエハWの面内での成膜処理の均一性の向上を図ることができる。また、ガス供給ヘッド62がウエハWの周縁部上を通過するときに、ウエハWの中心部上を通過するときに比べて、ウエハWの回転速度が小さくなるようにすることで、ウエハWの周縁部へのBTBASガスの吸着量を上昇させて、周縁部の膜厚を大きくしてもよい。即ち、ガス供給ヘッド62がウエハWの周縁部上を通過するときのウエハWに対する相対的な移動速度が、ガス供給ヘッド62がウエハWの中心部上を通過するときのウエハWに対する相対的な移動速度よりも小さくなるように、ガス供給ヘッド62及びウエハWの回転を制御する。反対にウエハWの中心部よりも周縁部の膜厚が大きい場合は、ガス供給ヘッド62がウエハWの中心部上を通過するときのウエハWに対する相対的な移動速度が、ガス供給ヘッド62がウエハWの周縁部上を通過するときのウエハWに対する相対的な移動速度よりも小さくなるように、ガス供給ヘッド62及びウエハWの回転を制御する。   Specifically, as a result of performing the processing at a constant rotational speed of the gas supply head 62 during the film formation process, when the film thickness in the central portion is larger than the peripheral portion of the wafer W, the gas supply head 62 The amount of BTBAS gas adsorbed on the peripheral edge of the wafer W is increased by making the rotational speed when moving on the peripheral edge side of the wafer W smaller than the rotational speed when moving on the central edge side of the wafer W. Thereby, the film thickness of the peripheral portion can be increased, and the uniformity of the film forming process within the surface of the wafer W can be improved. Further, when the gas supply head 62 passes over the peripheral portion of the wafer W, the rotation speed of the wafer W is reduced compared to when the gas supply head 62 passes over the central portion of the wafer W. The film thickness of the peripheral portion may be increased by increasing the amount of BTBAS gas adsorbed on the peripheral portion. That is, when the gas supply head 62 passes over the peripheral edge of the wafer W, the relative moving speed with respect to the wafer W is relative to the wafer W when the gas supply head 62 passes over the center of the wafer W. The rotation of the gas supply head 62 and the wafer W is controlled so as to be lower than the moving speed. On the contrary, when the film thickness of the peripheral portion is larger than the central portion of the wafer W, the relative moving speed of the gas supply head 62 with respect to the wafer W when the gas supply head 62 passes over the central portion of the wafer W The rotation of the gas supply head 62 and the wafer W is controlled so as to be smaller than the relative moving speed with respect to the wafer W when passing over the peripheral edge of the wafer W.

さらに成膜装置1によれば、ガス供給ヘッド62とウエハWとの相関運動を制御する、即ちガス供給ヘッド62の移動速度及び/またはウエハWの回転速度を制御することで、ウエハWの各部について、上記したBTBASガスの吸着量を制御するだけではなくALDの回数について制御し、それによって膜厚を制御することができる。つまり、交互に行われるBTBASガスの供給とOガスの供給との繰り返しの回数を、ウエハWの各部について夫々制御することができる。例えばウエハWの径方向の各部で、そのようにALDの回数を制御することができるので、当該径方向の各部の膜厚を所望の大きさにすることができる。従って、ウエハWの周縁部及び中心部について、形成される膜厚が互いに等しくなるように成膜することができるし、周縁部及び中心部のうちの一方の膜厚が、他方の膜厚よりも大きくなるように成膜することもできる。 Further, according to the film forming apparatus 1, the correlating motion between the gas supply head 62 and the wafer W is controlled, that is, the moving speed of the gas supply head 62 and / or the rotational speed of the wafer W is controlled. In addition to controlling the adsorption amount of the BTBAS gas described above, the number of ALDs can be controlled, thereby controlling the film thickness. That is, the number of repetitions of alternately supplying BTBAS gas and O 3 gas can be controlled for each part of the wafer W. For example, since the number of times of ALD can be controlled in each part in the radial direction of the wafer W, the film thickness of each part in the radial direction can be set to a desired size. Therefore, it is possible to form the film so that the film thicknesses formed at the peripheral part and the central part of the wafer W are equal to each other, and the film thickness of one of the peripheral part and the central part is larger than the film thickness of the other. The film can also be formed so as to be larger.

また、上記のウエハWが公転する成膜装置はBTBASガスが供給される領域には、Oガスが供給されないため、ウエハWの面内でBTBASガスを酸化する時間の調整は、Oガスが供給される領域が広がるように部材の変更などを行うような大掛かりなものとなるおそれがあるが、成膜装置1では上記のようにガス供給ヘッド62の回転速度及びウエハWの回転を制御することで酸化時間の長さを制御することができる。つまり、酸化時間を長くしたい場合には当該回転速度を比較的小さくし、ウエハWの面内の所定の領域に原料ガス吸着領域60が位置してから、次に当該領域に原料ガス吸着領域60が位置するまでの時間を長くすればよい。このように成膜装置1には、酸化時間の長さの調整が容易であるという利点がある。 In addition, since the O 3 gas is not supplied to the region where the BTBAS gas is supplied in the film forming apparatus in which the wafer W revolves, the time for oxidizing the BTBAS gas in the plane of the wafer W is adjusted by the O 3 gas. However, the film forming apparatus 1 controls the rotation speed of the gas supply head 62 and the rotation of the wafer W as described above. By doing so, the length of the oxidation time can be controlled. That is, when it is desired to lengthen the oxidation time, the rotational speed is made relatively small, and after the source gas adsorption region 60 is located in a predetermined region in the surface of the wafer W, the source gas adsorption region 60 is next placed in the region. What is necessary is just to lengthen the time until is located. Thus, the film forming apparatus 1 has an advantage that the length of the oxidation time can be easily adjusted.

また、上記のウエハWを公転させる場合の公転の中心と公転の中心から最も離れたウエハWの周縁部との距離よりも、成膜装置1のウエハWの回転中心とウエハWの周縁部との距離は小さくなる。従って、成膜装置1ではウエハWの周縁部の速度を比較的小さくすることができるので、当該周縁部がBTBASガスに接する時間及び吸着されたBTBASガスがOガスに接して酸化される時間を比較的長くすることができる。従って、成膜装置1においては、この酸化時間に起因してウエハWの面内にて処理の均一性が低下することを抑えることができるという利点がある。 Further, the rotation center of the wafer W of the film forming apparatus 1 and the peripheral portion of the wafer W are larger than the distance between the center of revolution in the case of revolving the wafer W and the peripheral portion of the wafer W farthest from the center of revolution. The distance becomes smaller. Therefore, since the speed of the peripheral portion of the wafer W can be relatively reduced in the film forming apparatus 1, the time when the peripheral portion is in contact with the BTBAS gas and the time when the adsorbed BTBAS gas is in contact with the O 3 gas are oxidized. Can be made relatively long. Therefore, the film forming apparatus 1 has an advantage that it is possible to suppress a reduction in processing uniformity in the plane of the wafer W due to the oxidation time.

そして、成膜装置1では、BTBASガスが供給される領域がガス供給ヘッド62の対向部63の下方に限定されるので、ウエハWの表面以外におけるBTBASガスが供給される領域の縮小化を図ることができる。従って、処理コストの上昇を抑えることができる。また、成膜処理中にはウエハWがその中心周りに回転しているため、上記の例で示すように、真空容器11の底面を径方向に見て、ヒーター36を回転軸33よりも外側のみに配置することでウエハW全体を加熱することができる。そのようにヒーター36を回転軸33の外側のみに配置する代わりに、内側のみに配置してもよい。このようにヒーター36を設けるために必要となる領域が比較的小さいため、ヒーター36の配置の自由度を高くすることができる。上記の例ではヒーター36を真空容器11内の真空雰囲気に設けているが、例えば真空容器11の外部の大気雰囲気に設けてもよい。   In the film forming apparatus 1, the region to which the BTBAS gas is supplied is limited to the lower part of the facing portion 63 of the gas supply head 62, so that the region to which the BTBAS gas is supplied outside the surface of the wafer W is reduced. be able to. Therefore, an increase in processing cost can be suppressed. Further, since the wafer W is rotated around its center during the film forming process, the heater 36 is placed outside the rotation shaft 33 when the bottom surface of the vacuum vessel 11 is viewed in the radial direction as shown in the above example. The entire wafer W can be heated by disposing it only on the substrate. Instead of arranging the heater 36 only on the outer side of the rotating shaft 33 as described above, the heater 36 may be arranged only on the inner side. Thus, since the area | region required in order to provide the heater 36 is comparatively small, the freedom degree of arrangement | positioning of the heater 36 can be made high. In the above example, the heater 36 is provided in a vacuum atmosphere in the vacuum vessel 11, but may be provided in an air atmosphere outside the vacuum vessel 11, for example.

上記の成膜処理1では、各ウエハホルダ26のウエハWには、同様の膜厚で成膜されるように処理が行われる。つまり、各ウエハホルダ26が互いに同様の速度で回転すると共に各ウエハWが同様の速度で回転する。ただし、例えば各ウエハホルダ26の回転速度及び/または各ウエハWの回転速度について互いに異なる速度に設定して、各ウエハホルダ26のウエハWに異なる膜厚のSiO膜が成膜されるようにしてもよい。なお、上記の例では、6つのガスシャワーヘッド51を配置しているが、処理空間10にOガス雰囲気を形成できればよいため、ガスシャワーヘッド51は1つのみ設けるようにしてもよい。 In the film forming process 1, the wafer W of each wafer holder 26 is processed so as to form a film with the same film thickness. That is, the wafer holders 26 rotate at the same speed and the wafers W rotate at the same speed. However, for example, the rotational speed of each wafer holder 26 and / or the rotational speed of each wafer W is set to a different speed so that SiO 2 films having different film thicknesses are formed on the wafers W of each wafer holder 26. Good. In the above example, six gas shower heads 51 are arranged. However, since it is sufficient if an O 3 gas atmosphere can be formed in the processing space 10, only one gas shower head 51 may be provided.

(第1の実施形態の第1の変形例)
図11には、第1の実施形態の第1の変形例に係る成膜装置81を示している。成膜装置1との差異点を中心に説明すると、成膜装置81では排気口37がウエハWの底面の周縁部に設けられる代りに、ホルダ載置用テーブル23の表面の中心部に開口している。ホルダ載置用テーブル23の裏面中心部には、回転軸21の代わりに起立した回転筒82が、ホルダ載置用テーブル23を支持するように設けられ、上記の排気口37は、この回転筒82内に連通する。そして、回転筒82内の下方側には起立した排気管83の一端が設けられ、排気口37を介して処理空間10に開口している。排気管83の他端は排気機構39に接続されている。
(First modification of the first embodiment)
In FIG. 11, the film-forming apparatus 81 which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment is shown. The difference from the film forming apparatus 1 will be mainly described. In the film forming apparatus 81, the exhaust port 37 is opened at the center of the surface of the holder mounting table 23 instead of being provided at the peripheral edge of the bottom surface of the wafer W. ing. In the center of the back surface of the holder mounting table 23, a rotating cylinder 82 is provided so as to support the holder mounting table 23 in place of the rotating shaft 21, and the exhaust port 37 is formed on the rotating cylinder. 82 communicates. One end of an upright exhaust pipe 83 is provided on the lower side in the rotary cylinder 82 and opens into the processing space 10 through the exhaust port 37. The other end of the exhaust pipe 83 is connected to the exhaust mechanism 39.

図中84は、容器本体13の底部の開口部18の内周と回転筒82の外周との隙間をシールするシール部材であり、図中85は排気管83の外周と回転筒82の内周との隙間をシールするシール部材である。これらのシール部材84、85は、回転筒82がその軸周りに回転可能であるように各隙間をシールしている。図中86は、モーターとベルトとからなり、回転筒82をその中心軸周りに回転させるための回転機構である。   In the figure, 84 is a seal member that seals the gap between the inner periphery of the opening 18 at the bottom of the container body 13 and the outer periphery of the rotary cylinder 82, and 85 in the figure is the outer periphery of the exhaust pipe 83 and the inner periphery of the rotary cylinder 82. It is a sealing member which seals the clearance gap. These sealing members 84 and 85 seal each gap so that the rotary cylinder 82 can rotate around its axis. In the figure, reference numeral 86 denotes a rotating mechanism that is composed of a motor and a belt and rotates the rotating cylinder 82 around its central axis.

(第1の実施形態の第2の変形例)
図12には、第1の実施形態の第2の変形例に係る成膜装置86を示している。ただし、成膜装置1と同様に構成されている部分に関して、図示を省いているものがある。成膜装置86における成膜装置1との構成の差異点を説明すると、この成膜装置86ではホルダ保持部35が昇降せず、ホルダ載置用テーブル23が昇降する。ホルダ載置用テーブル23の回転軸21は、上記の回転機構22の代わりに駆動部87に接続されており、当該駆動部87によりホルダ載置用テーブル23の昇降及び回転が行われる。
(Second modification of the first embodiment)
FIG. 12 shows a film forming apparatus 86 according to a second modification of the first embodiment. However, some of the parts that are configured in the same manner as the film forming apparatus 1 are not shown. The difference in configuration between the film forming apparatus 86 and the film forming apparatus 1 will be described. In this film forming apparatus 86, the holder holding unit 35 does not move up and down, and the holder mounting table 23 moves up and down. The rotating shaft 21 of the holder mounting table 23 is connected to a drive unit 87 instead of the rotation mechanism 22, and the holder mounting table 23 is moved up and down and rotated by the drive unit 87.

この成膜装置86においては、ウエハホルダ26に対するウエハWの受け渡しについて、成膜装置1における受け渡しと異なる。この差異点を説明すると、図12に示すように、先ずホルダ載置用テーブル23がホルダ保持部35よりも高い位置に位置する状態で、当該ホルダ載置用テーブル23の回転と昇降ピン42の昇降とが行われ、搬送機構29からウエハWがウエハホルダ26に受け渡される。全てのウエハホルダ26にウエハWが受け渡されると、ウエハホルダ26の裏面の中心部下方にホルダ保持部35が位置する状態となり(図13上段)、然る後、ホルダ載置用テーブル23が下降する。そして、ホルダ保持部35によって、ウエハホルダ26がホルダ載置用テーブル23のホルダ載置部25から浮き上がると共にホルダ保持部35にウエハホルダ26が保持され、ウエハホルダ26がホルダ保持部35により回転可能な状態となる(図13下段)。   In the film forming apparatus 86, the delivery of the wafer W to the wafer holder 26 is different from the delivery in the film forming apparatus 1. To explain this difference, as shown in FIG. 12, first, in the state where the holder mounting table 23 is positioned higher than the holder holding portion 35, the rotation of the holder mounting table 23 and the lifting pins 42 The wafer W is transferred to the wafer holder 26 from the transfer mechanism 29. When the wafer W is delivered to all the wafer holders 26, the holder holding portion 35 is positioned below the center portion of the back surface of the wafer holder 26 (the upper stage in FIG. 13), and then the holder mounting table 23 is lowered. . Then, the holder holder 35 causes the wafer holder 26 to rise from the holder placement section 25 of the holder placement table 23 and the holder holder 35 holds the wafer holder 26, so that the wafer holder 26 can be rotated by the holder holder 35. (Lower row in FIG. 13).

ウエハホルダ26から搬送機構29にウエハWを受け渡す際には、このような動作と逆の動作が行われる。なお、例えばウエハホルダ26には係合部としてピン、ホルダ保持部35には被係合部として凹部が夫々設けられ、当該ピンが凹部に差し込まれて係合することで、既述のようにウエハホルダ26がホルダ保持部35に保持されるようにすることができる。ホルダ保持部35にピンが設けられ、ウエハホルダ26に凹部が設けられていてもよい。   When the wafer W is transferred from the wafer holder 26 to the transfer mechanism 29, an operation opposite to the above operation is performed. For example, the wafer holder 26 is provided with a pin as an engaging portion, and the holder holding portion 35 is provided with a concave portion as an engaged portion, and the pin is inserted into the concave portion to engage with the wafer holder as described above. 26 can be held by the holder holding portion 35. The holder holding part 35 may be provided with pins, and the wafer holder 26 may be provided with a recess.

(第1の実施形態の第3の変形例)
図14の各段には、第1の実施形態の第3の変形例に係る成膜装置91を示している。この成膜装置91は、ホルダ保持部35とは形状が異なるホルダ保持部92を備えていることを除いて成膜装置1と同様に構成されており、ウエハWの受け渡しについて関連性が低い一部の部材についての図示を省略している。図15は、下方から見たホルダ保持部92を示しており、ホルダ保持部92はホルダ保持部35に相当する円形部93と、円形部から放射状に3方向に伸びる羽根部94と、を備えている。円形部93は、ウエハホルダ26の裏面中心部を保持する。
(Third Modification of First Embodiment)
Each stage of FIG. 14 shows a film forming apparatus 91 according to a third modification of the first embodiment. This film forming apparatus 91 is configured in the same manner as the film forming apparatus 1 except that it includes a holder holding part 92 having a shape different from that of the holder holding part 35, and is less related to the transfer of the wafer W. The illustration of the members of the part is omitted. FIG. 15 shows the holder holding portion 92 viewed from below, and the holder holding portion 92 includes a circular portion 93 corresponding to the holder holding portion 35 and a blade portion 94 extending radially from the circular portion in three directions. ing. The circular portion 93 holds the center of the back surface of the wafer holder 26.

成膜装置1と同様に、成膜装置91においてはホルダ保持部92がホルダ載置用テーブル23の下方に位置する状態で、昇降ピン42の昇降とホルダ載置用テーブル23の回転とが行われ、各ウエハホルダ26に順次ウエハWが受け渡される。図14の上段は、そのように昇降ピン42が昇降している状態を示している。このように昇降ピン42が昇降するとき、図15の上段に示すようにホルダ保持部92の各羽根部94の向きは、当該ウエハホルダ26の貫通孔28に重ならない向きとなっている。   Similar to the film forming apparatus 1, in the film forming apparatus 91, the elevating pins 42 are moved up and down and the holder mounting table 23 is rotated while the holder holding portion 92 is positioned below the holder mounting table 23. Then, the wafers W are sequentially delivered to each wafer holder 26. The upper part of FIG. 14 shows a state in which the elevating pin 42 is moving up and down. When the elevating pins 42 are moved up and down in this way, the direction of each blade portion 94 of the holder holding portion 92 is such that it does not overlap the through hole 28 of the wafer holder 26 as shown in the upper part of FIG.

ウエハホルダ26へのウエハWの受け渡しが終わり、昇降ピン42がホルダ保持部92よりも下方に位置すると、各羽根部94がウエハホルダ26の貫通孔28に重なるようにホルダ保持部92が回転した後に上昇する。それによって、ホルダ保持部92の円形部93によりウエハホルダ26が保持されると共に、羽根部94により貫通孔28が塞がれる。図14の下段は、そのようにウエハホルダ26が保持された状態を示しており、図15の下段は、このときの貫通孔28と羽根部94との位置を示している。   When the transfer of the wafer W to the wafer holder 26 is completed and the elevating pins 42 are positioned below the holder holding portion 92, the lifting is performed after the holder holding portion 92 rotates so that each blade portion 94 overlaps the through hole 28 of the wafer holder 26. To do. Thereby, the wafer holder 26 is held by the circular portion 93 of the holder holding portion 92 and the through hole 28 is closed by the blade portion 94. The lower part of FIG. 14 shows a state in which the wafer holder 26 is held as such, and the lower part of FIG. 15 shows the positions of the through hole 28 and the blade part 94 at this time.

成膜装置91においては、このように貫通孔28がウエハホルダ26の裏面側から塞がれた状態でウエハWが回転して、成膜処理が行われる。このように貫通孔28を塞ぐことで、ウエハホルダ26の表面側と裏面側との間で圧力差が生じても、貫通孔28を介してウエハホルダ26の裏面からウエハWの裏面へガスが流れることが防がれる。結果として、ウエハホルダ26からのウエハWの脱離を抑えることができる。   In the film forming apparatus 91, the wafer W is rotated in a state where the through hole 28 is closed from the back side of the wafer holder 26 as described above, and the film forming process is performed. By closing the through hole 28 in this way, gas flows from the back surface of the wafer holder 26 to the back surface of the wafer W through the through hole 28 even if a pressure difference occurs between the front surface side and the back surface side of the wafer holder 26. Is prevented. As a result, detachment of the wafer W from the wafer holder 26 can be suppressed.

図16にはホルダ保持部の他の構成として、下方から見たホルダ保持部96を示している。このホルダ保持部96は、成膜装置1のホルダ保持部35と同様に円形に構成されているが、その径はホルダ保持部35の径よりも大きい。そして、ウエハホルダ26の裏面中央部を保持すると共に、ウエハホルダ26の貫通孔28を塞ぐことができるように構成されている。図17は、このホルダ保持部96を備えるように成膜装置1を構成した場合の昇降ピン42の位置の例を示している。この例では昇降ピン42は、処理空間10を周方向に見て、一のホルダ保持部96と、当該一のホルダ保持部96に隣接する他のホルダ保持部96との間を昇降するように構成されている。このような配置によって昇降ピン42がホルダ保持部96に干渉せずに、ウエハWをウエハホルダ26に受け渡すことができる。   FIG. 16 shows a holder holding portion 96 as viewed from below as another configuration of the holder holding portion. The holder holding part 96 is configured in a circular shape like the holder holding part 35 of the film forming apparatus 1, but its diameter is larger than the diameter of the holder holding part 35. The central portion of the back surface of the wafer holder 26 is held and the through hole 28 of the wafer holder 26 can be closed. FIG. 17 shows an example of the position of the elevating pins 42 when the film forming apparatus 1 is configured to include the holder holding portion 96. In this example, the elevating pins 42 move up and down between one holder holding portion 96 and another holder holding portion 96 adjacent to the one holder holding portion 96 when the processing space 10 is viewed in the circumferential direction. It is configured. With this arrangement, the wafer W can be transferred to the wafer holder 26 without the lifting pins 42 interfering with the holder holding portion 96.

(第2の実施形態)
続いて、図18に示す第2の実施形態に係る成膜装置101について、第1の実施形態の第1の変形例として示した成膜装置81との差異点を中心に説明する。成膜装置101では、ホルダ載置用テーブル23の表面中心部には排気口89が設けられておらず、成膜装置1と同様に、容器本体13の底面の周縁に排気口37が設けられている。ホルダ載置用テーブル23には、ホルダ載置用テーブル23の中心部を表裏方向に貫通する中心部貫通孔102が設けられており、回転筒82内に連通している。回転筒82の下端部は、容器本体13の底面において開口部18の外側を囲むように形成されたリング状の開口部103を介して真空容器11の外部に延出されており、回転筒82の外側、内側に夫々設けられるシール部材84、85は、夫々この開口部103と回転筒82との隙間をシールする。
(Second Embodiment)
Next, the film forming apparatus 101 according to the second embodiment shown in FIG. 18 will be described focusing on differences from the film forming apparatus 81 shown as the first modification of the first embodiment. In the film forming apparatus 101, the exhaust port 89 is not provided at the center of the surface of the holder mounting table 23, and the exhaust port 37 is provided at the periphery of the bottom surface of the container body 13, as in the film forming apparatus 1. ing. The holder mounting table 23 is provided with a center through hole 102 that passes through the center of the holder mounting table 23 in the front and back direction, and communicates with the rotary cylinder 82. A lower end portion of the rotary cylinder 82 extends to the outside of the vacuum vessel 11 through a ring-shaped opening 103 formed so as to surround the outside of the opening 18 on the bottom surface of the container body 13. Seal members 84 and 85 respectively provided on the outer side and the inner side seal the gap between the opening 103 and the rotary cylinder 82, respectively.

そして成膜装置101には、原料ガス供給部6が設けられる代りに、当該原料ガス供給部6と概ね同様に構成された原料ガス供給部111が設けられている。原料ガス供給部111において、原料ガス供給部6と同様に構成された部材については、当該原料ガス供給部6の部材と同じ符号を付している。原料ガス供給部111の原料ガス供給部6との差異点としては、外筒部71がOリング72を介して、容器本体13の底部の開口部18を、真空容器11の外部の下方側から塞ぐように設けられていることが挙げられる。   Instead of the source gas supply unit 6, the film forming apparatus 101 is provided with a source gas supply unit 111 configured in the same manner as the source gas supply unit 6. In the source gas supply unit 111, members configured in the same manner as the source gas supply unit 6 are denoted by the same reference numerals as the members of the source gas supply unit 6. The difference between the raw material gas supply unit 111 and the raw material gas supply unit 6 is that the outer cylinder portion 71 opens the opening 18 at the bottom of the container body 13 from the lower side outside the vacuum vessel 11 via the O-ring 72. It is mentioned that it is provided so as to close it.

そして、原料ガス供給部111を構成する本体部61は、この外筒部71内から回転筒82内及び中心部貫通孔102を介して、ホルダ載置用テーブル23の上方へ向かって伸びる中心軸112と、中心軸112の上端部から6方向に放射状に広がるように伸びるアーム113を形成し、アーム113の先端部は各々平面視円形のガス供給ヘッド114を形成している。即ち、ガス供給ヘッド114内、アーム113内及び中心軸112内に、第1の実施形態で説明した排気路65A及びガス流路64A、66Aが設けられている。このように、ガス供給ヘッド114は6つ設けられるが、図18では図の複雑化を防ぐために、そのうちの1つのみ表示している。図19では、各ガス供給ヘッド114の上面を示している。各ガス供給ヘッド114は、回転機構73によって、平面視、処理空間10の中心周りに公転することができる。   The main body 61 constituting the source gas supply unit 111 has a central axis extending from the inside of the outer cylinder 71 to the upper side of the holder mounting table 23 through the inside of the rotary cylinder 82 and the central through hole 102. 112 and an arm 113 that extends radially from the upper end of the central shaft 112 in six directions are formed, and the tip of the arm 113 forms a gas supply head 114 that is circular in plan view. That is, the exhaust passage 65A and the gas passages 64A and 66A described in the first embodiment are provided in the gas supply head 114, the arm 113, and the central shaft 112. As described above, six gas supply heads 114 are provided, but only one of them is shown in FIG. 18 in order to prevent complication of the drawing. In FIG. 19, the upper surface of each gas supply head 114 is shown. Each gas supply head 114 can revolve around the center of the processing space 10 in a plan view by the rotation mechanism 73.

ガス供給ヘッド114はその形状が異なる他は、第1の実施形態のガス供給ヘッド62と同様に構成されており、ガス供給ヘッド114の下部は、ガス供給ヘッド62の対向部に相当する。即ち、ガス供給ヘッド114の下面はウエハWに近接すると共に対向し、原料ガス吐出口64、排気口65及びパージガス吐出口66が当該下面に開口している。   The gas supply head 114 is configured in the same manner as the gas supply head 62 of the first embodiment except that the shape thereof is different, and the lower part of the gas supply head 114 corresponds to a facing portion of the gas supply head 62. That is, the lower surface of the gas supply head 114 is close to and faces the wafer W, and the source gas discharge port 64, the exhaust port 65, and the purge gas discharge port 66 are opened on the lower surface.

図20は、6つのうち1つのガス供給ヘッド106を例に挙げて、成膜処理中におけるガス供給ヘッド106の動作を示している。当該ガス供給ヘッド106は、平面視時計回りの移動と反時計回りとの移動とを交互に繰り返すことでウエハWの周縁部上と中心部上との間を往復移動する。このような往復移動が行われるにあたり、移動領域の一端、他端に夫々位置するときのガス供給ヘッド106を、図中に実線、鎖線で夫々示している。当該一端に位置するときのガス供給ヘッド106の原料ガス吐出口64の中心と、当該他端に位置するときのガス供給ヘッド106の原料ガス吐出口64の中心と、ガス供給ヘッド106の公転の中心とのなす角θは、例えば30°である。   FIG. 20 shows the operation of the gas supply head 106 during the film forming process, taking one of the six gas supply heads 106 as an example. The gas supply head 106 reciprocates between the peripheral portion and the central portion of the wafer W by alternately repeating the clockwise movement and the counterclockwise movement in plan view. When such a reciprocating movement is performed, the gas supply head 106 located at one end and the other end of the moving region is indicated by a solid line and a chain line, respectively. The center of the source gas discharge port 64 of the gas supply head 106 at the one end, the center of the source gas discharge port 64 of the gas supply head 106 at the other end, and the revolution of the gas supply head 106. The angle θ formed with the center is, for example, 30 °.

成膜処理中はこのようにガス供給ヘッド106が移動することに加えて、第1の実施形態のガス供給ヘッド62と同様に、ガス供給ヘッド106からBTBASガス及びNガスの吐出が行われると共にガス供給ヘッド106から排気が行われる。それによって、ウエハWとガス供給ヘッド106との間の排気口65の内側領域が、原料ガス吸着領域60とされる。また、第1の実施形態と同様にガスシャワーヘッド51からガスが供給され、原料ガス吸着領域60の外側がOガス雰囲気にされると共にウエハWが回転することで、ウエハWの表面全体にSiO膜が形成される。従って、この第2の実施形態の成膜装置101も成膜装置1と同様の効果を奏する。また、上記の図20に示した例では成膜処理時にガス供給ヘッド106は往復運動しているが、このように往復運動することには限られず、上記の平面視時計回りの移動及び反時計回りの移動のうちの一方のみを継続して行い、真空容器11内を回転運動するようにしてもよい。即ち、1つのガス供給ヘッド106が6つのウエハW上を移動するようにしてもよい。 During the film forming process, in addition to the movement of the gas supply head 106 in this way, the BTBAS gas and the N 2 gas are discharged from the gas supply head 106 in the same manner as the gas supply head 62 of the first embodiment. At the same time, exhaust is performed from the gas supply head 106. As a result, the inner region of the exhaust port 65 between the wafer W and the gas supply head 106 becomes the source gas adsorption region 60. Similarly to the first embodiment, gas is supplied from the gas shower head 51, the outside of the source gas adsorption region 60 is changed to an O 3 gas atmosphere, and the wafer W rotates, so that the entire surface of the wafer W is rotated. A SiO 2 film is formed. Therefore, the film forming apparatus 101 of the second embodiment also has the same effect as the film forming apparatus 1. In the example shown in FIG. 20, the gas supply head 106 reciprocates during the film forming process. However, the gas supply head 106 is not limited to reciprocating in this manner. Only one of the revolving movements may be continuously performed, and the inside of the vacuum vessel 11 may be rotated. That is, one gas supply head 106 may move on the six wafers W.

(第2の実施形態の第1の変形例)
ところで、ガス供給ヘッド106は1つのウエハWに対して1つ設けられることに限られず、複数のウエハWに共用されるようにしてもよい。図21に示す第2の実施形態の第1の変形例では上記の成膜装置101において、ガス供給ヘッド106を1つのみ設けている。このガス供給ヘッド106は、成膜処理中に処理空間10を例えば平面視時計回りに繰り返し移動する。即ち、6つの回転するウエハW上を移動することで、各ウエハWの表面全体にBTBASガスを供給することができる。このような構成とすることで、装置の製造コストの低下を図ることができる。
(First Modification of Second Embodiment)
Incidentally, one gas supply head 106 is not limited to be provided for one wafer W, and may be shared by a plurality of wafers W. In the first modification of the second embodiment shown in FIG. 21, only one gas supply head 106 is provided in the film forming apparatus 101 described above. The gas supply head 106 repeatedly moves, for example, clockwise in a plan view in the processing space 10 during the film forming process. That is, the BTBAS gas can be supplied to the entire surface of each wafer W by moving on the six rotating wafers W. With such a configuration, the manufacturing cost of the device can be reduced.

(第3の実施形態)
図22は、第3の実施形態に係る成膜装置121の縦断斜視図である。この成膜装置121では、真空容器11内で1枚のウエハWに成膜処理が行われる。成膜装置1との差異点を説明すると、成膜装置1にはホルダ載置用テーブル23及びホルダ保持部35が設けられておらず、回転軸33の上端は、ウエハホルダ26に接続されている。図中122は、回転軸33と容器本体13との隙間をシールするシール部材である。図中123は、ウエハホルダ26に載置されるウエハWの側周を囲む水平なリング板である。リング板123の周縁部は下方へ向けて折り曲げられて筒状の屈曲部124をなし、屈曲部124は容器本体13の側面から若干離れている。この屈曲部124と容器本体13の内側面との間の隙間は、容器本体13の底面の排気口37に連通しており、処理空間10を排気することができる。
(Third embodiment)
FIG. 22 is a vertical perspective view of a film forming apparatus 121 according to the third embodiment. In this film forming apparatus 121, a film forming process is performed on one wafer W in the vacuum container 11. The difference from the film forming apparatus 1 will be described. The film forming apparatus 1 is not provided with the holder mounting table 23 and the holder holding portion 35, and the upper end of the rotating shaft 33 is connected to the wafer holder 26. . In the figure, reference numeral 122 denotes a seal member that seals the gap between the rotary shaft 33 and the container body 13. In the figure, reference numeral 123 denotes a horizontal ring plate surrounding the side periphery of the wafer W placed on the wafer holder 26. The peripheral edge of the ring plate 123 is bent downward to form a cylindrical bent portion 124, and the bent portion 124 is slightly separated from the side surface of the container body 13. The gap between the bent portion 124 and the inner side surface of the container body 13 communicates with the exhaust port 37 on the bottom surface of the container body 13 so that the processing space 10 can be exhausted.

図中125はリング板112の裏面から下方に伸びる筒状部であり、126は容器本体13の底面から上方に伸びる筒状部であり、筒状部126の上端は筒状部125の下端と屈曲部124の下端との間に進入している。筒状部125の内側には、同心円状に配置された3つのヒーター36がウエハWの周に沿って設けられており、筒状部125、126は、排気口37へと排気されるガスが、ヒーター36に向かうことを抑える役割を有する。   In the figure, 125 is a cylindrical portion extending downward from the back surface of the ring plate 112, 126 is a cylindrical portion extending upward from the bottom surface of the container body 13, and the upper end of the cylindrical portion 126 is connected to the lower end of the cylindrical portion 125. It enters between the lower end of the bent portion 124. Inside the cylindrical portion 125, three heaters 36 arranged concentrically are provided along the circumference of the wafer W, and the cylindrical portions 125 and 126 receive gas exhausted to the exhaust port 37. , Has a role of suppressing the heading toward the heater 36.

この成膜装置121にも原料ガス供給部6が設けられている。図22中では、図5に示したベアリング77、各シール部材78A〜78D、溝67B、68B及び回転機構73などを省略して示している。また、この成膜装置121の真空容器11の蓋体12にはガスシャワーヘッド51が設けられる代りに、処理空間10にOガスを供給するための供給路127が設けられている。このような成膜装置121においても、ウエハWを公転させることなく成膜処理が行えると共に、処理空間10をパージ及び排気して真空容器11内の全体の雰囲気を切り替える必要が無いので、第1の実施形態で説明した効果を得ることができる。 The film forming apparatus 121 is also provided with a source gas supply unit 6. In FIG. 22, the bearing 77, the seal members 78A to 78D, the grooves 67B and 68B, the rotation mechanism 73, and the like shown in FIG. The lid 12 of the vacuum vessel 11 of the film forming apparatus 121 is provided with a supply path 127 for supplying O 3 gas to the processing space 10 instead of providing the gas shower head 51. Even in such a film forming apparatus 121, the film forming process can be performed without revolving the wafer W, and it is not necessary to purge and exhaust the processing space 10 to switch the entire atmosphere in the vacuum vessel 11. The effects described in the embodiment can be obtained.

上記の各実施形態の成膜装置において、例えば処理空間10内にプラズマ発生用ガスを供給するガス供給部と、前記プラズマ発生用ガスをプラズマ化するプラズマ発生部を設け、当該プラズマによりSiO膜の改質を行ってもよい。成膜処理中にウエハWは回転しているため、プラズマが形成される領域は回転するウエハWの半径をカバーする大きさであればよい。つまり、プラズマを形成するために必要な領域を比較的小さくすることができるので、前記プラズマ発生部の小型化を図ることができる。その結果として、成膜装置の大型化を抑えることができる。前記プラズマ発生部としては、例えば鉛直軸周りに巻回されるコイルと、コイルの下方にて、導電性の板状体からなる、接地されたファラデーシールドと、を備えるように構成する。ファラデーシールドにおいては、コイルの周囲に発生した電磁界における電界成分が処理空間10へ向かうことを阻止するために、例えばコイルと直交する方向に伸びるスリットが、コイルの伸びる方向に多数配列されるように形成する。 In the film forming apparatus of each of the above embodiments, for example, a gas supply unit that supplies a plasma generating gas into the processing space 10 and a plasma generating unit that converts the plasma generating gas into plasma are provided, and the plasma is used to form a SiO 2 film. May be modified. Since the wafer W is rotating during the film forming process, the region where the plasma is formed may be a size that covers the radius of the rotating wafer W. That is, since the area necessary for forming plasma can be made relatively small, the plasma generating portion can be downsized. As a result, an increase in the size of the film forming apparatus can be suppressed. The plasma generator is configured to include, for example, a coil wound around a vertical axis, and a grounded Faraday shield made of a conductive plate-like body below the coil. In the Faraday shield, in order to prevent the electric field component in the electromagnetic field generated around the coil from going to the processing space 10, for example, a large number of slits extending in the direction orthogonal to the coil are arranged in the extending direction of the coil. To form.

また、上記のプラズマ処理部を設ける場合、ウエハホルダ26の下方にファラデーシールドと対向し、高周波電力が印加されるバイアス電極を設けてもよい。例えば、ホルダ保持部35に当該バイアス電極を設け、当該バイアス電極に接続される配線については、例えば回転軸33を貫通するように下方に伸び、容器本体13の外部で高周波電源に接続されるようにする。これによって、ファラデーシールドとバイアス電極との間の空間に容量結合型のプラズマが形成され、当該プラズマ中のイオンが上下動し、ウエハWに衝突するのでウエハWに比較的深い凹部が形成されており、当該凹部内にSiO膜が成膜されても、当該SiO膜の改質を確実に行うことができる。 When the plasma processing unit is provided, a bias electrode that is opposed to the Faraday shield and to which high-frequency power is applied may be provided below the wafer holder 26. For example, the holder holding portion 35 is provided with the bias electrode, and the wiring connected to the bias electrode extends downward, for example, so as to penetrate the rotating shaft 33, and is connected to the high frequency power source outside the container body 13. To. As a result, a capacitively coupled plasma is formed in the space between the Faraday shield and the bias electrode, and ions in the plasma move up and down and collide with the wafer W, so that a relatively deep recess is formed in the wafer W. cage, even if SiO 2 film is deposited on the recess, it is possible to reliably perform reforming of the SiO 2 film.

ところで、例えば成膜装置1において、原料ガスの吸着領域60がウエハWの半径をカバーする大きさとなるようにガス供給ヘッド62を構成し、ガス供給ヘッド62を回転させず、ウエハWのみを回転させることで、ウエハW表面に成膜してもよい。また、そのように吸着領域60がウエハWの半径をカバーするようにした場合、ウエハWは回転せず、ガス供給ヘッド62がウエハWの周方向に回転するように装置を構成することで、ウエハW表面に成膜してもよい。さらに、上記の各例では原料ガスを反応ガスである酸化ガスにより酸化する例について示したが、本発明は原料ガスの酸化に限られず、例えば原料ガスを反応ガスによって窒化する処理を行ってもよい。具体的には例えば原料ガスとしてTiCl(四塩化チタン)ガスを供給する。そして、反応ガスとして、酸化ガスの代わりに窒化ガスであるNH(アンモニア)を供給し、ALDによりウエハWの表面にTiN(窒化チタン)を形成してもよい。また各実施形態及び実施形態の変形例で示した各構成は互いに組み合わせることができる。 For example, in the film forming apparatus 1, the gas supply head 62 is configured so that the source gas adsorption region 60 is large enough to cover the radius of the wafer W, and only the wafer W is rotated without rotating the gas supply head 62. By doing so, a film may be formed on the surface of the wafer W. Further, when the suction region 60 covers the radius of the wafer W as described above, the apparatus is configured such that the wafer W does not rotate and the gas supply head 62 rotates in the circumferential direction of the wafer W. A film may be formed on the surface of the wafer W. Furthermore, in each of the above examples, the example in which the source gas is oxidized by the oxidizing gas that is the reaction gas has been shown. However, the present invention is not limited to the oxidation of the source gas, and for example, even if the source gas is nitrided by the reactive gas Good. Specifically, for example, TiCl 4 (titanium tetrachloride) gas is supplied as a raw material gas. Then, NH 3 (ammonia), which is a nitriding gas, may be supplied as a reactive gas instead of the oxidizing gas, and TiN (titanium nitride) may be formed on the surface of the wafer W by ALD. The configurations shown in the embodiments and the modified examples of the embodiments can be combined with each other.

ところで、第1の実施形態で示した原料ガス供給ヘッド62の対向部63について、パージガス吐出口66及び排気口65は、原料ガスが供給される領域を外側の領域に対して分離することができるように設けられていればよい。従って、当該対向部63においてパージガス吐出口66が開口している位置に排気口65を設け、当該対向部63において排気口65が開口している位置にパージガス吐出口66を設けてもよい。つまり、排気口65はパージガス吐出口66の内側に設けられることに限られず、外側を設けられるようにしてもよい。また、図23は他の対向部63の構成を示している。この図23の対向部63においては、原料ガス吐出口64の外側に、多数の円形のパージガス吐出口66が、対向部63の周方向に間隔をおいて開口している。そして、これらのパージガス吐出口66を各々囲むように、パージガス吐出口66の外側に多数のリング状の排気口65が形成されている。前記周方向に配置された各排気口65は互いに近接して形成されており、原料ガスは、Oガスと接触せずに排気口65から排気される。このように排気口65は、原料ガス吐出口64の全周を囲んでいなくても良い。 By the way, with respect to the facing portion 63 of the source gas supply head 62 shown in the first embodiment, the purge gas discharge port 66 and the exhaust port 65 can separate the region to which the source gas is supplied from the outer region. As long as it is provided. Therefore, the exhaust port 65 may be provided at a position where the purge gas discharge port 66 is opened in the facing portion 63, and the purge gas discharge port 66 may be provided at a position where the exhaust port 65 is opened in the facing portion 63. That is, the exhaust port 65 is not limited to being provided inside the purge gas discharge port 66 but may be provided outside. FIG. 23 shows the configuration of another facing portion 63. In the facing portion 63 of FIG. 23, a large number of circular purge gas discharging ports 66 are opened outside the source gas discharging port 64 at intervals in the circumferential direction of the facing portion 63. A large number of ring-shaped exhaust ports 65 are formed outside the purge gas discharge ports 66 so as to surround the purge gas discharge ports 66, respectively. The exhaust ports 65 arranged in the circumferential direction are formed close to each other, and the source gas is exhausted from the exhaust port 65 without contacting the O 3 gas. Thus, the exhaust port 65 does not have to surround the entire circumference of the source gas discharge port 64.

W ウエハ
1 成膜装置
10 処理空間
11 真空容器
23 ホルダ載置用テーブル
26 ウエハホルダ
34 駆動部
51 ガスシャワーヘッド
6 原料ガス供給部
64 原料ガス吐出口
65 排気口
66 パージガス吐出口
73 回転機構
100 制御部
W Wafer 1 Film forming apparatus 10 Processing space 11 Vacuum container 23 Holder mounting table 26 Wafer holder 34 Drive unit 51 Gas shower head 6 Source gas supply unit 64 Source gas discharge port 65 Exhaust port 66 Purge gas discharge port 73 Rotating mechanism 100 Control unit

Claims (9)

真空容器内にて基板に吸着させるための原料ガスと、原料ガスと反応する反応ガスとを交互に供給して薄膜を形成する成膜装置において、
前記真空容器内に設けられる前記基板を載置するための載置部と、
前記基板の表面に局所的に原料ガスを供給する原料ガス供給口と、前記原料ガスが供給される領域を囲むように設けられ、原料ガスが供給される領域と当該領域の外側の領域とを分離するための気流を形成するためのパージガス供給口と排気口と、を備えた原料ガス供給機構と、
前記外側の領域に、前記反応ガスの雰囲気を形成する雰囲気形成部と、
前記基板の表面全体に前記反応生成物の層が積層されるように、前記載置部に対して前記原料ガス供給機構を相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記原料ガス供給機構は前記真空容器の壁部を上下方向に貫通し、その一端部に前記原料ガス供給口、前記パージガス供給口及び前記排気口が形成されると共に、その他端部は当該真空容器の外側に位置し、
前記移動機構は、前記原料ガス供給機構の他端部を自転させるための原料ガス供給機構用の回転機構を備え、
前記原料ガス供給機構の他端部の自転により、前記原料ガス供給口、前記パージガス供給口及び前記排気口は各々公転して前記基板上を移動するように開口し、前記排気口は前記原料ガス供給口を囲み、前記パージガス供給口は前記排気口を囲むように開口し、
前記原料ガス供給機構の他端部の自転半径は前記パージガス供給口の公転半径よりも小さく、
前記原料ガス供給機構の他端部を囲み、当該他端部との間に前記原料ガス供給口、前記パージガス供給口、前記排気口に夫々連通すると共に互いに区画された第1の隙間、第2の隙間、第3の隙間を形成する囲み部材と、
原料ガス供給機構の他端部の自転中に、前記第1の隙間への原料ガスの供給、前記第2の隙間へのパージガスの供給、前記第3の隙間の排気を夫々行うガス給排気機構と、を備えることを特徴とする成膜装置。
In a film forming apparatus for forming a thin film by alternately supplying a source gas for adsorbing to a substrate in a vacuum vessel and a reaction gas that reacts with the source gas,
A placement unit for placing the substrate provided in the vacuum vessel;
A source gas supply port for locally supplying source gas to the surface of the substrate, a region provided to surround the region to which the source gas is supplied, and a region to which the source gas is supplied and a region outside the region are provided. A source gas supply mechanism comprising a purge gas supply port and an exhaust port for forming an air flow for separation;
An atmosphere forming portion for forming an atmosphere of the reaction gas in the outer region;
A movement mechanism that moves the source gas supply mechanism relative to the mounting portion so that the reaction product layer is stacked on the entire surface of the substrate;
With
The source gas supply mechanism vertically penetrates the wall of the vacuum vessel, and the source gas supply port, the purge gas supply port, and the exhaust port are formed at one end thereof, and the other end is the vacuum vessel. Located outside the
The moving mechanism includes a rotation mechanism for a source gas supply mechanism for rotating the other end of the source gas supply mechanism,
Due to the rotation of the other end of the source gas supply mechanism, the source gas supply port, the purge gas supply port, and the exhaust port are opened so as to revolve and move on the substrate, and the exhaust port is the source gas. Surrounding the supply port, the purge gas supply port opens to surround the exhaust port,
The rotation radius of the other end of the source gas supply mechanism is smaller than the revolution radius of the purge gas supply port,
A first gap that surrounds the other end portion of the source gas supply mechanism and communicates with the source gas supply port, the purge gas supply port, and the exhaust port and is partitioned from the other end portion; A surrounding member forming a third gap,
A gas supply / exhaust mechanism for supplying the source gas to the first gap, supplying the purge gas to the second gap, and exhausting the third gap during rotation of the other end of the source gas supply mechanism And a film forming apparatus comprising:
前記移動機構は、基板が中心部周りに回転するように前記載置部を回転させる載置部用の回転機構を備えることを特徴とする請求項記載の成膜装置。 The moving mechanism, the film formation apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a rotation mechanism for placing portion that rotates the placing part as the substrate is rotated about the center. 前記原料ガス供給機構用の回転機構は、基板の中心部上と周縁部上との間で原料ガス供給機構を移動させることを特徴とする請求項1または2に記載の成膜装置。 The rotating mechanism for the raw material gas supply mechanism, the film-forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that moving the raw material gas supply mechanism between the upper and the peripheral portion on the central portion of the substrate. 前記真空容器内には、前記載置部が複数設けられることを特徴とする請求項1ないしのいずれか一つに記載の成膜装置。 Wherein the vacuum chamber, film deposition apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the mounting section is plurality. 前記原料ガス供給機構は、載置部毎に設けられることを特徴とする請求項記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 4 , wherein the source gas supply mechanism is provided for each mounting portion. 真空容器内にて基板に吸着させるための原料ガスと、原料ガスと反応する反応ガスとを交互に供給して薄膜を形成する成膜方法において、
前記真空容器内に設けられる載置部に前記基板を載置する工程と、
原料ガス供給口から前記基板の表面に局所的に原料ガスを供給する工程と、
前記原料ガスが供給される領域を囲むように設けられるパージガス供給口及び排気口から、パージガスの供給及び排気を行い、原料ガスが供給される領域と当該領域の外側の領域とを分離するための気流を形成する工程と、
雰囲気形成部により前記外側の領域に、前記反応ガスの雰囲気を形成する工程と、
前記基板の表面全体に前記反応生成物の層が積層されるように、前記載置部に対して、前記原料ガス供給口、パージガス供給口及び排気口を備えた前記原料ガス供給機構を移動機構により相対的に移動させる移動工程と、
を備え、
前記原料ガス供給機構は前記真空容器の壁部を上下方向に貫通し、その一端部に原料ガス供給口、パージガス供給口及び排気口が形成されると共に、その他端部は当該真空容器の外側に位置し、
前記排気口は前記原料ガス供給口を囲み、前記パージガス供給口は前記排気口を囲むように開口し、
前記移動工程は、前記移動機構を構成する原料ガス供給機構用の回転機構により前記原料ガス供給機構の他端部を、前記パージガス供給口の公転半径よりも小さい自転半径で自転させる工程と、
前記原料ガス供給機構の他端部を囲み、当該他端部との間に前記原料ガス供給口、前記パージガス供給口、前記排気口に夫々連通すると共に互いに区画された第1の隙間、第2の隙間、第3の隙間を形成する囲み部材が設けられ、
ガス給排気機構により、原料ガス供給機構の他端部の自転中に前記第1の隙間への原料ガスの供給、前記第2の隙間へのパージガスの供給、前記第3の隙間の排気を夫々行う工程と、
を備えることを特徴とする成膜方法。
In a film forming method for forming a thin film by alternately supplying a source gas for adsorbing to a substrate in a vacuum vessel and a reaction gas that reacts with the source gas,
Placing the substrate on a placement portion provided in the vacuum vessel;
Supplying a source gas locally from the source gas supply port to the surface of the substrate;
Purging gas is supplied and exhausted from a purge gas supply port and an exhaust port provided so as to surround the region to which the source gas is supplied, and a region for supplying the source gas and a region outside the region are separated. Forming an air flow;
Forming an atmosphere of the reactive gas in the outer region by an atmosphere forming unit;
A moving mechanism that moves the source gas supply mechanism having the source gas supply port, the purge gas supply port, and the exhaust port with respect to the mounting portion so that the reaction product layer is stacked on the entire surface of the substrate. A moving process for relatively moving,
With
The source gas supply mechanism penetrates the wall of the vacuum vessel in the vertical direction, and a source gas supply port, a purge gas supply port and an exhaust port are formed at one end thereof, and the other end portion is formed outside the vacuum vessel. Position to,
The exhaust port surrounds the source gas supply port, the purge gas supply port opens to surround the exhaust port,
The moving step is a step of rotating the other end portion of the source gas supply mechanism with a rotation radius smaller than the revolution radius of the purge gas supply port by a rotation mechanism for the source gas supply mechanism constituting the movement mechanism ;
A first gap that surrounds the other end portion of the source gas supply mechanism and communicates with the source gas supply port, the purge gas supply port, and the exhaust port and is partitioned from the other end portion; And a surrounding member that forms a third gap,
By the gas supply / exhaust mechanism, during the rotation of the other end of the source gas supply mechanism, the supply of the source gas to the first gap, the supply of the purge gas to the second gap, and the exhaust of the third gap are performed. A process of performing;
A film forming method comprising:
前記移動工程は、基板がその中心部周りに回転するように前記載置部を回転させる工程を備えることを特徴とする請求項記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 6 , wherein the moving step includes a step of rotating the mounting portion so that the substrate rotates around a central portion thereof. 前記移動工程は、基板の中心部上と周縁部上との間で原料ガス供給機構を移動させる工程を含むことを特徴とする請求項または記載の成膜方法。 The moving step, according to claim 6 or 7 film forming method according to, characterized in that it comprises a step of moving the raw material gas supply mechanism between the upper central portion and on the peripheral portion of the substrate. 成膜装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項ないしのいずれか一つに記載された成膜方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
A storage medium storing a computer program used in a film forming apparatus,
A storage medium, wherein the program has steps for executing the film forming method according to any one of claims 6 to 8 .
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