KR102245563B1 - Film forming apparatus, method of forming film, and storage medium - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 반도체 웨이퍼에 대하여 예를 들어 원료 가스 및 반응 가스를 교대로 공급해서 반응 생성물을 순차적으로 적층해서 성막 처리를 행함에 있어서, 생산성이 높은 기술을 제공하는 것이다. 처리 용기(5) 내의 회전 테이블(1)에 둘레 방향으로 등간격으로 자전 가능한 적재대(2)를 배치한다. 회전 테이블(1)의 상방 영역은, 둘레 방향으로 등간격으로 설치된 분리부(4)에 의해 4개의 처리 영역(S1 내지 S4)으로 구획되고, 하나 걸러 배치된 처리 영역(S1, S3)에는 원료 가스를 공급한다. 또한, 처리 영역(S2, S4)에는, 반응 가스를 공급함과 함께 플라즈마를 발생시킨다. 각 적재대(2)에 웨이퍼(W)를 적재하고, 각 처리 영역(S1 내지 S4)에 순차적으로 정지하도록 회전 테이블(1)을 간헐적으로 회전시킴과 함께, 웨이퍼(W)가 처리 영역(S1 내지 S4)에 위치하고 있을 때는 적재대(2)를 자전시켜, 각 웨이퍼(W)에 대하여 동시에 소위 ALD 처리를 행한다.The present invention provides a technique with high productivity in performing a film formation process by sequentially stacking reaction products by alternately supplying a raw material gas and a reaction gas to a semiconductor wafer, for example. A mounting table 2 capable of rotating at equal intervals in the circumferential direction is disposed on the rotary table 1 in the processing container 5. The upper region of the turntable 1 is divided into four processing regions S1 to S4 by separation units 4 provided at equal intervals in the circumferential direction, and the processing regions S1 and S3 arranged in every other are divided into raw materials. Supply gas. Further, plasma is generated while supplying a reactive gas to the processing regions S2 and S4. The wafer W is placed on each mounting table 2, and the rotary table 1 is intermittently rotated so that the wafers W are sequentially stopped in each processing area S1 to S4, and the wafer W is transferred to the processing area S1. When it is located in to S4), the mounting table 2 is rotated, and so-called ALD processing is performed on each wafer W at the same time.

Description

성막 장치, 성막 방법 및 기억 매체{FILM FORMING APPARATUS, METHOD OF FORMING FILM, AND STORAGE MEDIUM}Film forming apparatus, film forming method, and storage medium TECHNICAL FIELD [FILM FORMING APPARATUS, METHOD OF FORMING FILM, AND STORAGE MEDIUM}

본 발명은, 기판에 대하여 처리 가스인 제1 가스 및 제2 가스를 교대로 공급해서 성막 처리를 행하는 기술 분야에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technical field in which a film forming process is performed by alternately supplying a first gas and a second gas, which are processing gases, to a substrate.

반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고 함)에 대하여 예를 들어 실리콘 질화막 등의 박막의 성막을 행하는 방법의 하나로서, 박막의 원료 가스와, 이 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 웨이퍼의 표면에 차례로 공급해서 반응 생성물을 적층하는 소위 ALD(Atomic Layer Deposition)법이 알려져 있다. 이 ALD법을 사용해서 성막 처리를 행하는 성막 장치로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 복수매의 웨이퍼를 둘레 방향으로 배열하여 공전시키기 위한 회전 테이블을 진공 용기 내에 설치함과 함께, 이 회전 테이블에 대향하도록 복수의 가스 공급 노즐을 설치한 구성을 들 수 있다. 이 장치에서는, 처리 가스가 각각 공급되는 처리 영역끼리의 사이에는, 처리 가스끼리가 서로 섞이지 않도록, 분리 가스가 공급되는 분리 영역이 형성되어 있다. 또한, 플라즈마를 사용해서 반응 가스를 활성화하는 영역 및 플라즈마를 사용해서 박막을 개질하는 영역이 둘레 방향으로 이격해서 형성되어 있다.As one of the methods for forming a thin film such as a silicon nitride film on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as "wafer"), a raw material gas of the thin film and a reaction gas reacting with the raw material gas are sequentially placed on the surface of the wafer. A so-called ALD (Atomic Layer Deposition) method in which a reaction product is stacked by supplying it is known. As a film forming apparatus for performing a film forming process using this ALD method, for example, as described in Patent Document 1, a rotary table for revolving by arranging a plurality of wafers in the circumferential direction is provided in a vacuum container. , A configuration in which a plurality of gas supply nozzles are provided so as to face this rotary table is exemplified. In this apparatus, a separation region to which a separation gas is supplied is formed between the processing regions to which the processing gas is supplied respectively so that the processing gases are not mixed with each other. Further, a region for activating a reactive gas using plasma and a region for modifying the thin film using plasma are formed spaced apart in the circumferential direction.

상기 성막 장치는, 회전 테이블에 복수매의 기판을 적재해서 처리가 행하여지는, 소위 세미 배치 방식이며, 면내 균일성이 양호하고, 스루풋의 향상을 도모할 수 있는 이점이 있지만, 업계에서는 이러한 방식의 장치에 있어서 한층 더한 생산성의 향상이 요망되고 있다.The film forming apparatus is a so-called semi-arrangement method in which a plurality of substrates are mounted on a rotary table to be processed, and has the advantage of having good in-plane uniformity and improving throughput. In the apparatus, further improvement in productivity is desired.

특허문헌 2에는, 4매의 반도체 타깃이 적재되고, 회전 가능한 테이블의 상방 영역을 격벽으로 4개로 분리하는 장치가 기재되어 있고, 「ALD 등의 자기 포화 반응에 대해서도 효과적이다」라는 기재가 있지만, 운용 방법이 불분명하며, 본 발명을 시사하는 것이 아니다.Patent Document 2 describes a device in which four semiconductor targets are mounted and the upper region of a rotatable table is separated into four by a partition wall, and there is a description that ``it is also effective against magnetic saturation reactions such as ALD''. The operation method is unclear, and does not suggest the present invention.

일본 특허 공개 제2013-161874호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2013-161874 일본 특허 공개 제2007-247066호 공보Japanese Patent Publication No. 2007-247066

본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것이며, 그 목적은, 기판에 대하여 제1 가스 및 제2 가스를 교대로 공급해서 성막 처리를 행함에 있어서, 생산성이 높은 기술을 제공하는 데 있다.The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to provide a technology with high productivity in performing a film forming process by alternately supplying a first gas and a second gas to a substrate.

본 발명은, 진공 분위기를 형성하는 처리 용기 내에서, 기판에 처리 가스인 제1 가스와 제2 가스를 교대로 공급하는 사이클을 복수회 행하여, 기판 상에 박막을 성막하는 성막 장치로서,The present invention is a film forming apparatus for forming a thin film on a substrate by performing a plurality of cycles of alternately supplying a first gas and a second gas serving as a processing gas to a substrate in a processing container for forming a vacuum atmosphere,

상기 처리 용기의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 형성되고, 상기 제1 가스를 공급해서 기판을 처리하기 위한 n(n은 2 이상의 정수)개의 제1 처리 영역과,N (n is an integer greater than or equal to 2) first processing regions formed at intervals along the circumferential direction of the processing container and for processing the substrate by supplying the first gas;

상기 둘레 방향을 따라 상기 n개의 제1 처리 영역의 사이에 형성되고, 상기 제2 가스를 공급해서 기판을 처리하기 위한 n개의 제2 처리 영역과,N second processing regions formed between the n first processing regions along the circumferential direction and for processing the substrate by supplying the second gas,

상기 n개의 제1 처리 영역과 상기 n개의 제2 처리 영역과의 사이를 분리하기 위한 분리부와,A separation unit for separating between the n first processing regions and the n second processing regions,

상기 둘레 방향을 따라 공전 가능하게 구성됨과 함께 상기 둘레 방향을 따라 복수 배치되고, 각각 기판을 적재하기 위한 적재부와,A mounting portion configured to be capable of revolving along the circumferential direction and disposed in plural along the circumferential direction, and for loading a substrate, respectively,

상기 기판이 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역에 공전을 정지한 상태에서 교대로 위치하도록 상기 적재부를 간헐적으로 공전시키는 제어부를 구비하고,And a control unit for intermittently orbiting the loading unit so that the substrate is alternately positioned in the n first processing regions and the n second processing regions in a state in which revolution is stopped,

상기 적재부는, 당해 적재부의 공전의 정지 시에, 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역의 각각에 동일한 매수의 기판이 위치하도록 배치된다.The mounting portion is disposed such that the same number of substrates is positioned in each of the n first processing regions and the n second processing regions when the revolution of the stacking portion is stopped.

다른 발명은, 진공 분위기를 형성하는 처리 용기 내에서, 기판에 처리 가스인 제1 가스와 제2 가스를 교대로 복수회 공급하여, 기판 상에 박막을 성막하는 성막 방법으로서,Another invention is a film forming method of forming a thin film on a substrate by alternately supplying a first gas and a second gas as a processing gas to a substrate a plurality of times in a processing container for forming a vacuum atmosphere,

상기 처리 용기 내에 당해 처리 용기의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 n(n은 2 이상의 정수)개의 제1 처리 영역을 형성함과 함께, 상기 둘레 방향을 따라 상기 n개의 제1 처리 영역의 사이에 분리 영역을 사이에 두고 n개의 제2 처리 영역을 형성하고,In the processing vessel, n (n is an integer of 2 or more) first processing regions are formed at intervals along the circumferential direction of the processing vessel, and separated between the n first processing regions along the circumferential direction. Forming n second processing regions with regions interposed therebetween,

상기 둘레 방향을 따라 공전 가능하게 구성됨과 함께 상기 둘레 방향을 따라 2n×m개(m은 1 이상의 정수) 배치되고, 각각 기판을 적재하기 위한 적재부를 설치하고,2n×m (m is an integer greater than or equal to 1) are arranged along the circumferential direction while being configured to be revolving along the circumferential direction, and mounting portions for loading the substrates are installed, respectively,

(1) 각 적재부에 기판을 적재하는 공정과,(1) The process of loading a substrate on each loading part, and

(2) 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역의 각 영역에 기판이 위치하도록 각 적재부의 공전을 정지한 상태에서, 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역에 각각 상기 제1 가스 및 상기 제2 가스를 공급하는 공정과,(2) the n first processing regions and the n second processing regions in a state in which the rotation of each loading unit is stopped so that the substrate is positioned in each region of the n first processing regions and the n second processing regions. A step of supplying the first gas and the second gas to regions, respectively,

계속해서 상기 적재부를 공전시켜, 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역의 각 영역에 놓여 있던 기판을 인접한 처리 영역에 위치시키는 공정과,Subsequently, a step of revolving the loading portion to position a substrate placed in each region of the n first processing regions and the n second processing regions in an adjacent processing region;

그 후, 상기 적재부의 공전을 정지한 상태에서, 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역에 각각 상기 제1 가스 및 상기 제2 가스를 공급하는 공정,Thereafter, a step of supplying the first gas and the second gas to the n first processing regions and the n second processing regions, respectively, while the revolving of the loading portion is stopped,

을 포함하는 사이클을 복수회 반복하는 공정,The process of repeating the cycle including a plurality of times,

을 포함한다.Includes.

또 다른 발명은, 진공 분위기를 형성하는 처리 용기 내에서, 기판에 처리 가스인 제1 가스와 제2 가스를 교대로 공급하는 사이클을 복수회 행하여, 기판 상에 박막을 성막하는 성막 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체로서,Another invention is used in a film forming apparatus for forming a thin film on a substrate by performing a cycle of alternately supplying a first gas and a second gas serving as a processing gas to a substrate in a processing container forming a vacuum atmosphere. As a storage medium storing a computer program,

상기 컴퓨터 프로그램은, 상기 성막 방법을 실행하도록 스텝 군이 짜여져 있다.In the computer program, a group of steps is woven so as to execute the film forming method.

처리 용기 내에 배치된 적재부에 기판을 적재하고, 처리 가스인 제1 가스 및 제2 가스를 교대로 공급해서 성막 처리를 행함에 있어서, 처리 용기의 둘레 방향을 따라 제1 처리 영역과 제2 처리 영역을 분리부를 개재해서 형성함과 함께 제1 처리 영역과 제2 처리 영역의 조를 복수로 하고 있다. 그리고, 적재부의 정지 시에, 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역의 각 영역에 동일한 매수의 기판이 위치하도록 적재부를 설정하고, 기판이 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역에 공전을 정지한 상태에서 교대로 위치하도록 상기 적재부를 간헐적으로 공전시켜 성막 처리를 행하고 있다. 이 때문에 적재부의 공전의 정지 시에, 제1 가스 및 제2 가스에 의해 처리를 동시에 복수 개소에서 행할 수 있으므로, 생산성이 높다.In performing film formation processing by loading a substrate on a mounting portion disposed in the processing container and alternately supplying the first gas and the second gas as processing gases, the first processing region and the second processing along the circumferential direction of the processing container The region is formed through the separating portion, and a plurality of sets of the first processing region and the second processing region are formed. And, when the loading section is stopped, the loading section is set so that the same number of substrates are located in each area of the first processing area and the second processing area, and the substrate stops idle in the first processing area and the second processing area. The stacking portions are intermittently revolved so as to be alternately positioned in the film forming process. For this reason, at the time of stopping the revolution of the mounting portion, the first gas and the second gas can be used to simultaneously perform processing at a plurality of locations, so that the productivity is high.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 장치의 주요부의 개요 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 장치의 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 성막 장치의 횡단면도이다.
도 4는 도 3에서 플라즈마 발생부를 겹쳐서 도시하는 횡단면도이다.
도 5는 상기 성막 장치에 사용되는 회전 테이블의 직경 방향의 일부를 따른 종단면도이다.
도 6은 상기 성막 장치의 작용을 도시하는 설명도이다.
도 7은 상기 성막 장치의 작용을 도시하는 설명도이다.
도 8은 상기 성막 장치의 작용을 도시하는 설명도이다.
도 9는 상기 성막 장치의 작용을 도시하는 설명도이다.
도 10은 상기 성막 장치의 작용을 도시하는 설명도이다.
도 11은 상기 성막 장치의 작용을 도시하는 설명도이다.
도 12는 상기 성막 장치의 작용을 도시하는 설명도이다.
도 13은 상기 성막 장치의 작용을 도시하는 설명도이다.
도 14는 상기 성막 장치의 작용을 도시하는 설명도이다.
도 15는 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시 형태에 사용되는 자전 기구를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 17은 상기 자전 기구의 자극의 배열을 도시하는 설명도이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 성막 장치의 종단면도이다.
도 19는 본 발명의 제3 실시 형태에서 사용되는 연속 회전 모드를 선택했을 때의 웨이퍼의 배열을 도시하는 평면도이다.
도 20은 본 발명의 제3 실시 형태에서 사용되는 간헐 회전 모드를 선택했을 때의 웨이퍼의 배열을 도시하는 평면도이다.
도 21은 본 발명의 제3 실시 형태의 성막 장치를 사용한 기판 처리 시스템을 도시하는 평면도이다.1 is a perspective view showing a schematic structure of a main part of a film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal sectional view of the film forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a film forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the plasma generator in FIG. 3 superimposed.
5 is a longitudinal cross-sectional view along a part of a radial direction of a rotary table used in the film forming apparatus.
6 is an explanatory diagram showing the operation of the film forming apparatus.
7 is an explanatory diagram showing the operation of the film forming apparatus.
8 is an explanatory diagram showing the operation of the film forming apparatus.
9 is an explanatory diagram showing the operation of the film forming apparatus.
10 is an explanatory diagram showing the operation of the film forming apparatus.
11 is an explanatory diagram showing the operation of the film forming apparatus.
12 is an explanatory diagram showing the operation of the film forming apparatus.
13 is an explanatory diagram showing the operation of the film forming apparatus.
14 is an explanatory diagram showing the operation of the film forming apparatus.
15 is a plan view showing a modified example of the first embodiment of the present invention.
16 is a perspective view schematically showing a rotating mechanism used in the second embodiment of the present invention.
17 is an explanatory diagram showing an arrangement of magnetic poles of the rotating mechanism.
18 is a longitudinal cross-sectional view of a film forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
19 is a plan view showing the arrangement of wafers when the continuous rotation mode used in the third embodiment of the present invention is selected.
Fig. 20 is a plan view showing the arrangement of wafers when the intermittent rotation mode used in the third embodiment of the present invention is selected.
Fig. 21 is a plan view showing a substrate processing system using a film forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.

[본 발명의 실시 형태의 개요][Summary of embodiment of the present invention]

본 발명의 실시 형태의 개요에 대해서 설명한다. 이 실시 형태에서 사용되는 성막 장치는, 진공 용기인 처리 용기 내에 예를 들어 석영제의 회전 테이블을 구비하고 있고, 도 1은, 회전 테이블(1) 및 그 주변 부위를 개략적으로 나타내고 있다. 회전 테이블(1)의 상면측에는 둘레 방향으로 등간격으로 4개의 원 형상의 오목부(11)가 형성되어 있고, 각 오목부(11) 내에는, 기판인 웨이퍼를 적재하는 적재부를 이루는 적재대(2)가 배치되어 있다. 회전 테이블(1)의 하방측에는, 외형이 회전 테이블(1)과 동심의 원형을 이루는 회전 지지체(12)가 설치되고, 회전 테이블(1)은, 이 회전 지지체(12)에, 도 1에서는 보이지 않는 지지 부재를 통해서 지지되어 있다. 회전 지지체(12)는, 도 1에서는 보이지 않는 회전축에 의해 회전할 수 있도록 되어 있고, 회전 테이블(1)은, 회전 지지체(12)의 회전과 함께 예를 들어 시계 방향으로 회전한다.An outline of an embodiment of the present invention will be described. The film forming apparatus used in this embodiment is provided with a rotating table made of, for example, quartz in a processing container that is a vacuum container, and Fig. 1 schematically shows the rotating table 1 and its peripheral portion. On the upper surface side of the rotary table 1, four circular concave portions 11 are formed at equal intervals in the circumferential direction, and in each concave portion 11, a mounting table ( 2) is placed. On the lower side of the rotary table 1, a rotary support 12 having an external shape concentric with the rotary table 1 is provided, and the rotary table 1 is visible on the rotary support 12, as shown in FIG. 1. It is supported through a supporting member that does not. The rotational support 12 can be rotated by a rotational shaft that is not visible in FIG. 1, and the rotational table 1 rotates, for example, in a clockwise direction together with the rotation of the rotational support 12.

적재대(2)는 자전축(21)의 상단에 설치되어 있고, 자전축(21)은, 오목부(11)의 중앙부를 관통하여, 회전 지지체(12)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 자전축(21)의 하단부에는, 자석으로 이루어지는 종동 기어부(31)가 설치됨과 함께, 처리 용기측에는 종동 기어부(31)를 비접촉으로 회전시키기 위한 자석으로 이루어지는 구동 기어부(32)가 회전 테이블(1)의 정지 위치에 대응해서 설치되고, 구동 기어부(32)의 회전에 의해 종동 기어부(31)를 통해서 자전축(21)이 회전하고, 이에 의해 적재대(2)가 자전한다.The mounting table 2 is provided on the upper end of the rotating shaft 21, and the rotating shaft 21 penetrates the central portion of the recess 11 and is rotatably supported by the rotation support 12. At the lower end of the rotating shaft 21, a driven gear part 31 made of a magnet is installed, and a driving gear part 32 made of a magnet for non-contact rotation of the driven gear part 31 is provided on the processing container side. It is provided corresponding to the stop position of 1), and the rotation shaft 21 rotates through the driven gear part 31 by the rotation of the drive gear part 32, whereby the mounting table 2 rotates.

처리 용기의 천장부에는, 회전 테이블(1)의 상방 영역을 둘레 방향으로 4개의 처리 영역으로 등분하도록 4개의 분리부(4)가 각각 회전 테이블(1)의 직경 방향으로 신장되도록 설치되어 있다. 회전 테이블(1)은, 간헐적으로 회전하고, 4개의 적재대(2)가 각각 4개의 처리 영역에 정지하도록 제어된다. 이 때문에 각 적재대(2)에 웨이퍼를 적재해서 평면적으로 보면, 후술하는 예를 들어 도 6에 도시하는 상태가 된다.On the ceiling of the processing container, four separating portions 4 are provided so as to extend in the radial direction of the rotating table 1 so that the upper area of the rotating table 1 is equally divided into four processing areas in the circumferential direction. The rotary table 1 rotates intermittently and is controlled so that the four mounting tables 2 stop in each of the four processing areas. For this reason, when a wafer is mounted on each mounting table 2 and viewed in plan view, it is in a state shown in Fig. 6, for example, to be described later.

소위 ALD는, 박막의 원료 가스(흡착 가스)와, 이 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 웨이퍼의 표면에 차례로 공급해서 반응 생성물을 적층하는 처리이며, 원료 가스, 반응 가스의 순서대로 공급하는 사이클을 복수 사이클 반복하는 방법이다. 본 실시 형태에서는, 예를 들어 시계 방향에서 볼 때 4개의 처리 영역에, 각각 원료 가스를 공급하는 영역, 반응 가스를 공급하는 영역, 원료 가스를 공급하는 영역, 반응 가스를 공급하는 영역을 할당하고 있다. 따라서, 회전 테이블(1)을, 웨이퍼가 각 처리 영역에 위치하고 있는 상태에서 정지하도록 간헐적으로 회전시킴으로써, 회전 테이블(1)을 1회전시키는 동안에 2사이클을 행할 수 있다.The so-called ALD is a process in which a raw material gas (adsorption gas) of a thin film and a reaction gas that reacts with the raw material gas are sequentially supplied to the surface of a wafer to stack a reaction product. It is a method of repeating multiple cycles. In the present embodiment, for example, a region for supplying a raw material gas, a region for supplying a reaction gas, a region for supplying a raw material gas, and a region for supplying a reaction gas are allocated to the four processing regions when viewed in a clockwise direction, respectively. have. Therefore, by rotating the rotary table 1 intermittently so as to stop while the wafer is positioned in each processing area, two cycles can be performed while the rotary table 1 is rotated once.

또한, 웨이퍼에 대하여 성막 처리를 하기 위해서 회전 테이블(1)이 정지하는 정지 위치에서는, 구동 기어부(32)의 회전에 의해 이미 설명한 바와 같이 해서 자전축(21)이 자전하므로, 웨이퍼가 자전한다. 즉, 웨이퍼는 자전되면서 성막 처리되게 된다.In addition, in the stop position where the rotation table 1 stops in order to perform a film forming process on the wafer, the rotation of the drive gear 32 rotates the rotation shaft 21 as previously described, so that the wafer rotates. That is, the wafer is subjected to film formation while being rotated.

[본 발명의 실시 형태의 상세][Details of the embodiment of the present invention]

(제1 실시 형태)(First embodiment)

다음으로 본 발명의 제1 실시 형태에 사용되는 성막 장치의 구조의 상세, 동작에 대해서 설명한다. 도 2는, 원료 가스를 공급하는 영역에 상당하는 부위의 단면을 우측에, 반응 가스를 공급하는 영역에 상당하는 부위의 단면을 좌측에, 각각 위치시킨 성막 장치의 종단면도이다. 성막 장치는 편평한 처리 용기(5)를 구비하고 있고, 처리 용기(5)의 저부는, 중앙 부분(51)과 당해 중앙 부분(51)을 둘러싸는 환상 부분(52)으로 직경 방향으로 분할되어 있다. 중앙 부분(51)은 처리 용기(5)의 천장부의 중앙에 상방으로부터 돌입해서 설치된 지주(53)에 지지되어 있고, 환상 부분(52)은 처리 용기(5)의 측벽에 고정되어 있다.Next, details of the structure and operation of the film forming apparatus used in the first embodiment of the present invention will be described. Fig. 2 is a longitudinal sectional view of a film forming apparatus in which a cross section of a region corresponding to a source gas supply region is positioned on the right side and a cross section of a region corresponding to a reactive gas supply region is positioned on the left. The film forming apparatus is provided with a flat processing container 5, and the bottom of the processing container 5 is divided in a radial direction into a central portion 51 and an annular portion 52 surrounding the central portion 51. . The central part 51 is supported by a post 53 protruding from the upper side in the center of the ceiling part of the processing container 5, and the annular part 52 is fixed to the side wall of the processing container 5.

중앙 부분(51) 및 환상 부분(52)의 상면측에는, 기판인 웨이퍼(W)를 가열하기 위한 가열부(54)를 구비하고 있고, 가열부(54)는, 예를 들어 석영제의 용기 내에 발열선을 설치해서 구성되어 있다. 중앙 부분(51)에서의 가열부(54)의 급전선(55)은, 지주(53) 내를 통해서 외부로 인출된다. 환상 부분(52)에서의 가열부(54)의 급전선은 도시하고 있지 않지만, 처리 용기(5) 내를 통해서 외부로 인출된다.On the upper surface side of the central portion 51 and the annular portion 52, a heating portion 54 for heating the wafer W, which is a substrate, is provided, and the heating portion 54 is, for example, in a quartz container. It is constructed by installing a heating wire. The power supply line 55 of the heating part 54 in the central part 51 is drawn out through the inside of the post 53. Although the power supply line of the heating part 54 in the annular part 52 is not shown, it is drawn out through the inside of the processing container 5.

처리 용기(5)의 하방측에는, 처리 용기(5)의 중앙부에 대응하는 위치에 설치된 회전축(13)에 의해 수평 회전할 수 있도록 이미 설명한 회전 지지체(12)가 배치되어 있다. 회전축(13)은, 케이스체(14) 내에 수납된 도면에서는 보이지 않는 구동부에 의해 회전 구동된다.On the lower side of the processing container 5, the rotation support 12 described above is disposed so as to be able to horizontally rotate by a rotation shaft 13 provided at a position corresponding to the central portion of the processing container 5. The rotation shaft 13 is rotationally driven by a driving unit that is not visible in the drawing housed in the case body 14.

처리 용기(5) 내에는 회전 테이블(1)이 설치되고, 회전 테이블(1)은, 회전 지지체(12)에 막대 형상의 지지 부재(15)를 통해서 지지되어 있다. 지지 부재(15)는, 처리 용기(5)의 저부인 중앙 부분(51)과 환상 부분(52)과의 사이의 환상의 간극(56)을 지나서 배치되어 있고, 둘레 방향을 따라 복수개 설치되어 있다. 또한, 도 2에서의 회전 테이블(2)의 우측 부위는, 적재대(2)가 설치되어 있지 않은 영역을, 좌측 부위는, 적재대(2)가 설치되어 있는 부위를 각각 나타내고 있다.A rotary table 1 is provided in the processing container 5, and the rotary table 1 is supported by the rotary support 12 via a rod-shaped support member 15. The support member 15 is arranged past the annular gap 56 between the central part 51 which is the bottom part of the processing container 5 and the annular part 52, and is provided in plural along the circumferential direction. . In addition, the right part of the turntable 2 in FIG. 2 represents an area in which the mounting table 2 is not provided, and the left part represents a part in which the mounting table 2 is provided.

회전 테이블(1)의 상면측에는, 이미 설명한 바와 같이 둘레 방향으로 등간격으로 4개의 원 형상의 오목부(11)가 형성되어 있고, 웨이퍼(W)를 적재하는 적재대(2)가 각 오목부(11) 내에 수렴되도록 자전축(21)에 지지되어 있다. 적재대(2)는, 웨이퍼(W)가 적재되었을 때 당해 웨이퍼(W)의 상면이 회전 테이블(1)의 상면의 높이와 일치하도록 설정되어 있다. 또한, 도 3 및 도 4에서는, 적재대(2)의 주위에 위치하는 오목부(11)에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 각 자전축(21)은, 환상의 간극(56)을 지나서 베어링부(22)에 의해 회전 지지체(12)에 자전 가능하게 지지되어 있다.On the upper surface side of the rotary table 1, four circular concave portions 11 are formed at equal intervals in the circumferential direction, as previously described, and a mounting table 2 for loading the wafers W is provided for each concave portion. It is supported by the rotating shaft 21 so that it may converge in (11). The mounting table 2 is set so that the upper surface of the wafer W coincides with the height of the upper surface of the rotary table 1 when the wafer W is loaded. In addition, in FIGS. 3 and 4, illustration of the concave portion 11 positioned around the mounting table 2 is omitted. Each of the rotating shafts 21 is supported by a bearing 22 so as to be able to rotate through a ring-shaped gap 56.

따라서 적재대(2)는, 공전 가능하면서 또한 자전 가능하게 구성되어 있다고 할 수 있다. 각 자전축(21)은 베어링부(22)의 하방까지 신장되어 있고, 하단부에는 이미 설명한 종동 기어부(31)가 설치되어 있다. 처리 용기(5)의 저부의 하방측에는, 회전 지지체(12) 등을 대기 분위기로부터 구획하기 위한 커버체(6)가 설치되어 있다. 커버체(6)는, 편평한 원통체의 주연에 가까운 부위를 오목하게 해서 환상의 오목 부위(61)를 형성한 형상으로 성형되어 있고, 오목 부위(61)의 외주측의 내벽면에는, 평면에서 볼 때 등간격으로 4군데에 구동 기어부(32)가 설치되어 있다.Therefore, it can be said that the mounting table 2 is comprised so that rotation is possible and rotation is possible. Each of the rotating shafts 21 extends to a lower portion of the bearing portion 22, and a driven gear portion 31 described above is provided at the lower end portion. A cover body 6 for partitioning the rotating support 12 or the like from the atmospheric atmosphere is provided below the bottom of the processing container 5. The cover body 6 is formed in a shape in which a portion close to the periphery of the flat cylindrical body is concave to form an annular concave portion 61, and on the inner wall surface on the outer circumference side of the concave portion 61, in a plane As viewed, drive gear units 32 are installed in four places at equal intervals.

구동 기어부(32)는, 커버체(6)의 오목 부위(61)의 측벽을 관통하는 수평한 회전축(33)의 선단에 설치되어 있고, 회전축(33)의 기단측에는, 당해 회전축(33)을 회전시킴과 함께 축 방향으로 이동시키기 위한 구동부(34)가 설치되어 있다. 종동 기어부(31)의 측 둘레면에는, N극 및 S극이 교대로 둘레 방향으로 착자되어 있고, 구동 기어부(32)의 일면측에는, N극 및 S극이 교대로 둘레 방향으로 착자되어 있다. 종동 기어부(31) 및 구동 기어부(32)는, 종동 기어부(31)의 통과 영역이 구동 기어부(32)의 일면측의 중앙보다도 상방에 가까운 부위에 대향하도록 위치 설정되어 있다.The drive gear unit 32 is provided at the front end of the horizontal rotation shaft 33 penetrating the side wall of the concave portion 61 of the cover body 6, and at the base end side of the rotation shaft 33, the rotation shaft 33 A drive unit 34 is provided for rotating and moving in the axial direction. On the side circumferential surface of the driven gear unit 31, N and S poles are alternately magnetized in the circumferential direction, and on one side of the drive gear unit 32, N and S poles are alternately magnetized in the circumferential direction. have. The driven gear part 31 and the drive gear part 32 are positioned so that the passage area of the driven gear part 31 faces a part closer to the upper side of the center of one side of the drive gear part 32.

구동 기어부(32)는, 회전 테이블(1)의 정지 위치에 대응한 위치에, 즉 이미 설명한 4개의 처리 영역의 각각에서의 둘레 방향의 중앙부에 웨이퍼(W)가 위치했을 때, 종동 기어부(31)와의 사이에서 자기 기어가 구성되는 위치에 설치되어 있다. 구동 기어부(32)는, 종동 기어부(31)가 당해 구동 기어부(32)와 대향하는 위치에 정지했을 때, 당해 종동 기어부(31)에 접근해서 자기 기어를 구성하도록 회전축(33)에 의해 전진한다(처리 용기(5)의 직경 방향 중앙측으로 이동함). 그리고, 구동 기어부(32)를 예를 들어 회전축(33)측에서 볼 때 반시계 방향으로 회전시킴으로써, 종동 기어부(31)가 시계 방향으로 회전하고, 이에 의해 적재대(2)가 자전한다. 또한, 커버체(6)의 오목 부위(61)의 내주측의 벽면에 있어서, 구동 기어부(32)에 대하여 종동 기어부(31)의 통과 영역을 사이에 두고 대향하는 위치에는, 예를 들어 자석체로 이루어지는 브레이크 부재(35)가 설치되어 있다. 이 브레이크 부재(35)는, 회전 테이블(1)을 회전시킬 때, 구동 기어부(32)를 후퇴시켜서 종동 기어부(31)로부터 분리한 후, 종동 기어부(31)의 회전을 멈추는 역할을 하는 것이다.The drive gear unit 32 is a driven gear unit when the wafer W is located at a position corresponding to the stop position of the rotary table 1, that is, in the central portion of the circumferential direction in each of the four processing regions described previously. It is installed in the position where the magnetic gear is formed between (31). When the driven gear unit 32 is stopped at a position opposite to the driving gear unit 32, the driven gear unit 32 approaches the driven gear unit 31 to form a magnetic gear. Advances by (moves toward the center of the processing vessel 5 in the radial direction). And, by rotating the drive gear unit 32 in a counterclockwise direction when viewed from the rotation shaft 33 side, for example, the driven gear unit 31 rotates in a clockwise direction, whereby the mounting table 2 rotates. . In addition, on the wall surface on the inner circumferential side of the concave portion 61 of the cover body 6, at a position facing the drive gear portion 32 with the passage region of the driven gear portion 31 therebetween, for example A brake member 35 made of a magnet body is provided. This brake member 35 serves to stop the rotation of the driven gear unit 31 after being separated from the driven gear unit 31 by retracting the drive gear unit 32 when rotating the rotary table 1. It is to do.

이미 설명한 4개의 처리 영역 중, 원료 가스를 공급해서 웨이퍼(W)에 흡착시키기 위한 영역을 제1 처리 영역, 반응 가스를 공급해서 웨이퍼(W) 상의 원료 가스와 반응시키기 위한 영역을 제2 처리 영역이라 칭하기로 한다. 실시 형태의 개요의 항목에서 설명한 바와 같이, 제1 처리 영역, 제2 처리 영역은, 처리 용기(5)의 둘레 방향을 따라 교대로 형성되어 있다.Of the four processing regions already described, the region for supplying the raw material gas and adsorbing it on the wafer W is the first processing region, and the region for supplying the reactive gas to react with the raw material gas on the wafer W is the second processing region It will be called this. As described in the section of the outline of the embodiment, the first processing regions and the second processing regions are alternately formed along the circumferential direction of the processing container 5.

도 2에서의 처리 용기(5)의 중앙보다도 우측에 위치하는 제1 처리 영역에는, 원료 가스를 공급하기 위한 원료 가스 공급부인 원료 가스 노즐(71)이 후술하는 반송 기구(CA)의 진입로보다도 높은 위치에서, 처리 용기(5)의 측벽을 관통해서 회전 테이블(1)과 평행하게 배치되어 있다. 원료 가스 노즐(71)은, 도 3에 도시한 바와 같이 처리 용기(5)의 측벽을 관통하는 부위와 회전 테이블(1)의 중심을 연결하는 라인에 대하여 가로 방향으로 경사진 라인을 따라 신장되어 있다. 또한 원료 가스 노즐(71)은, 하면측에 가스 토출 구멍(72)이 길이 방향으로 간격을 두고 형성되고, 가스 토출 구멍(72)의 배치 영역은, 웨이퍼(W)의 직경을 커버하는 길이로 설정되어 있다.In the first processing region located to the right of the center of the processing container 5 in FIG. 2, the source gas nozzle 71, which is a source gas supply unit for supplying the source gas, is higher than the entrance path of the transport mechanism CA described later. At the position, it penetrates the side wall of the processing container 5 and is arrange|positioned parallel to the rotation table 1. The source gas nozzle 71 extends along a line inclined in the transverse direction with respect to the line connecting the center of the rotary table 1 and the portion penetrating the sidewall of the processing container 5 as shown in FIG. have. In addition, the raw material gas nozzle 71 has gas discharge holes 72 formed at intervals in the longitudinal direction on the lower surface side, and the arrangement area of the gas discharge holes 72 has a length covering the diameter of the wafer W. It is set.

원료 가스 노즐(71)의 기단측은, 원료 가스 공급원, 가스 공급 제어 기기 군 등을 포함하는 원료 가스의 공급계(73)에 접속되어 있다. 일례로서 웨이퍼(W)에 대하여 행하여지는 성막 처리가 실리콘 질화막이라고 하면, 원료 가스로서는 예를 들어 DCS(디클로로실란) 가스가 사용된다.The base end side of the source gas nozzle 71 is connected to a source gas supply system 73 including a source gas supply source and a group of gas supply control devices. As an example, if the film forming process performed on the wafer W is a silicon nitride film, for example, a DCS (dichlorosilane) gas is used as the raw material gas.

도 2에서의 처리 용기(5)의 중앙보다도 좌측에 위치하는 제2 처리 영역의 상방에는, 처리 용기(5)의 천장부의 일부를 구성하는 유전체 부재(81)를 개재해서 플라즈마 발생 기구(8)가 설치되어 있다. 유전체 부재(81)는, 처리 용기(5)의 천장부에 형성된 개구부에 끼워 맞춰지는 형상으로 성형되어 있고, 도 4에 도시한 바와 같이 평면 형상이 부채형이며, 주연부가 기립되어 외측으로 굴곡되는 플랜지부로서 형성되어 있다.Above the second processing region located to the left of the center of the processing container 5 in FIG. 2, the plasma generating mechanism 8 is interposed by a dielectric member 81 constituting a part of the ceiling of the processing container 5. Is installed. The dielectric member 81 is molded into a shape that fits into an opening formed on the ceiling of the processing container 5, and has a fan-shaped planar shape as shown in FIG. 4, and a plan in which the periphery is erected and bent outward. It is formed as a branch.

플라즈마 발생 기구(8)는, 코일 형상으로 감긴 안테나(82)를 구비하고, 안테나(82)의 양단에는 고주파 전원(83)이 접속되어 있다. 또한, 안테나(82) 및 유전체 부재(81)의 사이에는, 안테나(82)에서 발생하는 전계 및 자계 중 전계 성분이 웨이퍼(W)를 향하는 것을 저지하기 위해서 슬릿이 형성된 도전성의 판인 패러데이 실드(84)가 개재되어 있다. 84a는 유전체판이다.The plasma generating mechanism 8 includes an antenna 82 wound in a coil shape, and a high-frequency power supply 83 is connected to both ends of the antenna 82. In addition, between the antenna 82 and the dielectric member 81, a Faraday shield 84, which is a conductive plate with slits formed thereon, in order to prevent the electric field component of the electric and magnetic fields generated from the antenna 82 from going toward the wafer W. ) Is interposed. 84a is a dielectric plate.

도 3은, 처리 용기(5)의 천장부보다도 하방측의 부위를 나타내고 있는데, 제2 처리 영역에서 편의상 안테나(82)의 위치를 점선으로 나타내고 있다.3 shows a portion below the ceiling of the processing container 5, and for convenience, the position of the antenna 82 is indicated by a dotted line in the second processing area.

또한, 제2 처리 영역에는, 도 3에 도시한 바와 같이 회전 테이블(1)의 회전 방향에 있어서, 유전체 부재(81)보다도 상류측에 반응 가스 공급부인 반응 가스 노즐(85)이 처리 용기(5)의 측벽을 관통해서 회전 테이블(1)과 평행하게 배치되어 있다. 반응 가스 노즐(85)은, 회전 테이블(1)의 직경 방향으로 신장됨과 함께, 하면측에 가스 토출 구멍이 길이 방향으로 간격을 두고 형성되고, 회전 테이블(1)의 직경 방향을 따라 보았을 때, 웨이퍼(W)의 통과 영역 전체에 반응 가스가 공급되도록 가스 토출 구멍의 배치 영역이 설정되어 있다.In the second processing region, as shown in FIG. 3, in the rotational direction of the rotary table 1, a reaction gas nozzle 85 serving as a reaction gas supply unit is located upstream of the dielectric member 81. ) Is disposed in parallel with the rotary table 1 through the side wall. The reactive gas nozzle 85 is extended in the radial direction of the rotary table 1, and gas discharge holes are formed at intervals in the longitudinal direction on the lower surface side, and when viewed along the radial direction of the rotary table 1, An arrangement region of gas discharge holes is set so that the reaction gas is supplied to the entire passage region of the wafer W.

반응 가스 노즐(85)의 기단측은, 반응 가스 공급원, 가스 공급 제어 기기 군 등을 포함하는 반응 가스의 공급계(86)에 접속되어 있다. 성막 처리가 실리콘 질화막을 성막하는 처리이면, 반응 가스로서는 예를 들어 암모니아 가스가 사용된다. 또한, 반응 가스 노즐(85)로부터 반응 가스 외에도 플라즈마 착화용의 아르곤 가스 등의 희가스를 공급하도록 해도 된다.The base end side of the reactive gas nozzle 85 is connected to a reactive gas supply system 86 including a reactive gas supply source and a group of gas supply control devices. If the film forming process is a process of forming a silicon nitride film, for example, ammonia gas is used as the reactive gas. In addition, a rare gas such as argon gas for plasma ignition may be supplied from the reactive gas nozzle 85 in addition to the reactive gas.

처리 용기(5)의 저부의 주연부에는, 회전 테이블(1)을 둘러싸도록 배기용 홈부(62)가 형성되어 있고, 이 홈부(62)에는, 회전 테이블(1)의 회전 방향에서 볼 때 각 처리 영역의 하류 단부에 대응하는 위치에 배기구(63)가 형성되어 있다. 각 배기구(63)에는, 배기관(64)(도 2 참조)의 일단측이 접속되어 있고, 배기관(64)의 타단측에는, 진공 배기 기구(65)인 예를 들어 진공 펌프가 접속되어 있다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이 2개의 제1 처리 영역 중 한쪽의 처리 영역에 면하는 처리 용기(5)의 측벽에는, 도시하지 않은 게이트 밸브에 의해 개폐되는, 웨이퍼(W)의 반입출구(50)가 형성되어 있고, 이 반입출구(50)를 통해서 외부의 반송 기구(CA)에 의해 각 적재대(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수가 행하여진다.An exhaust groove 62 is formed at the periphery of the bottom of the processing container 5 so as to surround the rotary table 1, and in this groove 62, each process is processed as viewed from the rotational direction of the rotary table 1 An exhaust port 63 is formed at a position corresponding to the downstream end of the region. Each of the exhaust ports 63 is connected to one end of the exhaust pipe 64 (see FIG. 2 ), and to the other end of the exhaust pipe 64, a vacuum pump, for example, a vacuum exhaust mechanism 65 is connected. In addition, as shown in Fig. 3, on the side wall of the processing vessel 5 facing one of the two first processing regions, a carry-in/outlet of the wafer W opened and closed by a gate valve (not shown) ( 50) is formed, and transfer of the wafers W is performed between the mounting tables 2 and the respective mounting tables 2 by an external transfer mechanism CA through the carry-in/out port 50.

웨이퍼(W)의 수수는, 회전 테이블(1)을 정지시킨 상태에서, 적재대(2)의 하방측으로부터 승강 핀(도시하지 않음)을 상승시켜, 반송 기구(CA)상의 웨이퍼(W)를 들어 올려서 수취하고, 반송 기구(CA)가 후퇴한 후, 승강 핀을 하강시킴으로써 행하여진다. 이를 위해 각 적재대(2)에는, 예를 들어 둘레 방향의 3군데에 승강 핀의 통과 구멍이 형성됨과 함께, 상기 통과 구멍의 배열에 대응해서 회전 테이블(1) 및 웨이퍼(W)의 반입출구(50)에 면하는 처리 영역에서의 처리 용기(5)의 저부에 관통 구멍이 형성되고, 관통 구멍 및 상기 통과 구멍에 걸쳐서 승강 핀이 승강할 수 있도록 되어 있다. 승강 핀의 승강 기구는, 예를 들어 커버체(6) 내에 설치되어 있다.The transfer of the wafer W is performed by raising the lifting pin (not shown) from the lower side of the mounting table 2 in the state where the rotary table 1 is stopped, so that the wafer W on the transfer mechanism CA is removed. It is lifted up and received, and is carried out by lowering the lifting pin after the conveyance mechanism CA retreats. To this end, in each of the mounting tables 2, for example, three passage holes for the lifting pins are formed in the circumferential direction, and the carrying-in/outlet of the turntable 1 and the wafer W corresponding to the arrangement of the passage holes. A through hole is formed in the bottom of the processing container 5 in the processing region facing 50, and the lifting pin can be moved up and down over the through hole and the through hole. The lifting mechanism of the lifting pin is provided in the cover body 6, for example.

여기서 분리부(4)에 대해 설명해 둔다. 분리부(4)는, 도 5에 도시하는 바와 같이 처리 용기(5)의 중앙측으로부터 외주측을 향함에 따라서 폭 방향의 치수가 서서히 커지도록 형성된, 평면 형상이 부채형인 분리용 플레이트(41)를 구비하고 있다. 분리용 플레이트(41)는, 외단측이 하방측으로 열쇠 형태로 굴곡되어, 회전 테이블(1)의 외주보다도 하방측까지 신장되어 있어, 처리 영역간의 가스의 분리 기능을 확보하고 있다. 또한 분리용 플레이트(41)는, 내단측이 지주(53)에 고정됨과 함께 상면이 처리 용기(5)의 천장부에 고정되고, 하면측은 폭 방향으로 서로 이격해서 돌출부가 형성되어 있다. 바꿔 말하면 분리용 플레이트(41)의 하면측은, 폭 방향의 중앙부에 홈부(42)가 형성되어 있다.Here, the separating part 4 will be described. As shown in FIG. 5, the separating part 4 is formed so that the dimension in the width direction gradually increases from the center side to the outer circumferential side of the processing container 5, as shown in FIG. It is equipped with. The separating plate 41 has an outer end bent downward in a key shape and extends to a lower side than the outer periphery of the rotary table 1, thereby securing a function of separating gas between processing regions. In addition, as for the separation plate 41, the inner end side is fixed to the post 53, the upper surface is fixed to the ceiling portion of the processing container 5, and the lower surface side is spaced apart from each other in the width direction, and protrusions are formed. In other words, on the lower surface side of the separating plate 41, the groove portion 42 is formed in the central portion in the width direction.

이 홈부(42)에는, 분리 가스 노즐(43)이 처리 용기(5)의 측벽을 관통해서 회전 테이블(1)과 평행하면서 또한 직경 방향으로 신장되도록 배치되어 있다. 분리 가스 노즐(43)은, 하면측에 가스 토출 구멍(44)이 길이 방향으로 간격을 두고 형성되고, 회전 테이블(1)의 직경 방향을 따라 보았을 때, 웨이퍼(W)의 통과 영역 전체에 분리 가스가 공급되도록 가스 토출 구멍(44)의 배치 영역이 설정되어 있다. 분리 가스 노즐(43)의 기단측은, 도시하고 있지 않으나, 분리 가스 공급원, 가스 공급 제어 기기 군 등을 포함하는 분리 가스의 공급계에 접속되어 있다. 분리 가스로서는 예를 들어 불활성 가스인 질소 가스 등이 사용된다.In this groove 42, the separation gas nozzle 43 is disposed so as to penetrate the side wall of the processing container 5 and extend in a radial direction while being parallel to the rotary table 1. Separation gas nozzle 43, the gas discharge hole 44 is formed at intervals in the longitudinal direction on the lower surface side, when viewed along the radial direction of the rotary table 1, separated over the entire passage area of the wafer (W) An arrangement area of the gas discharge holes 44 is set so that gas is supplied. Although not shown, the base end side of the separation gas nozzle 43 is connected to a separation gas supply system including a separation gas supply source, a group of gas supply control devices, and the like. As the separation gas, for example, nitrogen gas, which is an inert gas, is used.

성막 장치는, 도 2에 도시한 바와 같이 제어부(100)를 구비하고 있고, 제어부(100)는, 후술하는 성막 장치의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 구비하고 있다. 이 프로그램은, 처리 수순이나 처리 파라미터가 기입된 처리 레시피 등도 포함하는 의미이다. 프로그램은, 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 광디스크, USB 메모리, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되어 있으며, 제어부(100)에 다운로드된다.The film forming apparatus is provided with a control unit 100 as shown in FIG. 2, and the control unit 100 is provided with a program for controlling the operation of the film forming apparatus to be described later. This program is meant to include a processing procedure and a processing recipe in which processing parameters are written. The program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, an optical disk, a USB memory, and a memory card, and is downloaded to the control unit 100.

다음으로 상술한 성막 장치를 사용한 성막 처리에 대해서, 웨이퍼(W) 상에 실리콘 질화막(실리콘 나이트라이드막)을 성막하는 처리를 예로 들어 설명한다. 처리 용기(5)에 인접하고 있는 진공 반송실 내의 반송 기구(CA)에 의해, 도 6에 도시하는 바와 같이 반입출구(50)를 통해서 4매의 웨이퍼(W)를 순차적으로 적재대(2)에 반송한다. 각 웨이퍼(W)의 수수는, 상술한 바와 같이, 도시하지 않은 승강 핀을 개재해서 행하여지고, 1매의 웨이퍼(W)가 적재대(2)에 반송된 후, 회전 테이블(1)을 예를 들어 시계 방향으로 회전시켜, 당해 적재대(2)에 인접하는 적재대(2)에 대하여 후속하는 웨이퍼(W)를 건네 준다. 이후의 설명에서는, 최초로 적재대(2)에 건네진 웨이퍼(W)부터 순서대로 각 웨이퍼(W)에 대하여 W1 내지 W4의 부호를 할당한다. 4매의 웨이퍼에 대해서 개별적인 설명을 할 때는, 할당한 부호를 사용하고, 총괄적인 설명을 할 때는 「W」를 사용하는 것으로 한다.Next, with respect to the film forming process using the film forming apparatus described above, a process of forming a silicon nitride film (silicon nitride film) on the wafer W will be described as an example. The four wafers W are sequentially placed on the loading table 2 through the carry-in/out port 50 as shown in FIG. 6 by a transfer mechanism CA in the vacuum transfer chamber adjacent to the processing container 5. To return to. As described above, the transfer of each wafer (W) is performed via an elevating pin (not shown), and after one wafer (W) is transferred to the mounting table (2), the rotary table (1) is used as an example. For example, it is rotated clockwise, and the subsequent wafer W is handed over to the mounting table 2 adjacent to the mounting table 2. In the following description, reference numerals W1 to W4 are assigned to each wafer W in order from the wafer W handed to the mounting table 2 first. For individual descriptions of the four wafers, the assigned symbols are used, and for a general description, "W" is used.

또한 설명의 편의상, 4개의 처리 영역을, 반입출구(50)에 면하는 영역으로부터 시계 방향으로 차례로 처리 영역(S1), 처리 영역(S2), 처리 영역(S3), 처리 영역(S4)으로서 부호를 할당하는 것으로 하면, 처리 영역(S1, S3)은, 제1 처리 영역(원료 가스가 공급되는 영역)이며, 처리 영역(S2, S4)은, 제2 처리 영역(반응 가스가 공급되는 영역)이다.In addition, for convenience of explanation, the four processing areas are indicated as processing area S1, processing area S2, processing area S3, and processing area S4 in clockwise order from the area facing the carry-in/outlet 50. Assuming that is assigned, the processing regions S1 and S3 are the first processing regions (areas supplied with the raw material gas), and the processing regions S2 and S4 are the second processing regions (the regions supplied with the reactive gas). to be.

도 6으로 돌아가서, 각 적재대(2)에 웨이퍼(W1 내지 W4)를 적재한 후, 도시하지 않은 게이트 밸브에 의해 반입출구(50)를 폐쇄하고, 처리 용기(5) 내를 소정의 프로세스 압력, 예를 들어 100Pa로 조정함과 함께, 도 7에 도시하는 바와 같이 각 적재대(2)를 자전시킨다(웨이퍼(W1 내지 W4)를 자전시킴). 이때까지 가열부(54)에 의해 처리 용기(5) 내가 소정의 온도, 예를 들어 400℃까지 가열되어 있다.Returning to Fig. 6, after loading the wafers W1 to W4 on each mounting table 2, the carry-in/outlet 50 is closed by a gate valve (not shown), and the inside of the processing container 5 is placed under a predetermined process pressure. , For example, while adjusting to 100 Pa, each mounting table 2 is rotated as shown in Fig. 7 (wafers W1 to W4 are rotated). Until this time, the inside of the processing container 5 is heated by the heating part 54 to a predetermined temperature, for example, 400°C.

그리고 제1 처리 영역(S1, S3)에서는, 원료 가스인 DCS 가스를 원료 가스 노즐(71)(도 2 내지 도 4 참조)로부터, 예를 들어 900sccm의 유량으로 토출한다. 또한 제2 처리 영역(S2, S4)에서는, 반응 가스인 암모니아 가스와 플라즈마 착화용 가스인 예를 들어 아르곤 가스와의 혼합 가스를 반응 가스 노즐(85)(도 2, 도 3 참조)로부터 토출한다. 유량의 일례로서는, 암모니아 가스가 300sccm, 아르곤 가스가 2,000sccm이다. 또한 제2 처리 영역(S2, S4)에서는, 안테나(82)에 고주파 전력을 공급함으로써 아르곤 가스 및 암모니아 가스가 플라즈마화된다.Then, in the first processing regions S1 and S3, the DCS gas, which is the raw material gas, is discharged from the raw material gas nozzle 71 (see Figs. 2 to 4) at a flow rate of, for example, 900 sccm. Further, in the second processing regions S2 and S4, a mixed gas of ammonia gas as a reactive gas and argon gas, for example, a plasma ignition gas, is discharged from the reactive gas nozzle 85 (refer to FIGS. 2 and 3). . An example of the flow rate is 300 sccm for ammonia gas and 2,000 sccm for argon gas. Further, in the second processing regions S2 and S4, by supplying high-frequency power to the antenna 82, argon gas and ammonia gas are converted into plasma.

또한 분리부(4)에서는, 도 5에 도시하는 분리 가스 노즐(43)로부터 분리 가스인 질소 가스가 소정의 유량으로 토출되고, 이에 의해, 서로 인접하는 처리 영역의 가스끼리 혼합되는 것이 억제된다. 즉, 각 처리 영역이 분위기에 대해서 분리되어 있다. 또한, 각 처리 영역마다 회전 테이블(1)의 회전 방향에서 볼 때 처리 영역의 하류단에 배기구(63)가 형성되어 있으므로, 각 처리 영역에 공급된 가스는 당해 처리 영역을 하류측으로 흘러, 분리부(4)로부터 유출하는 분리 가스와 함께 배기된다.Further, in the separation unit 4, nitrogen gas, which is a separation gas, is discharged from the separation gas nozzle 43 shown in FIG. 5 at a predetermined flow rate, thereby suppressing mixing of gases in the processing regions adjacent to each other. That is, each processing area is separated from the atmosphere. In addition, since the exhaust port 63 is formed at the downstream end of the treatment region when viewed from the rotational direction of the rotary table 1 for each treatment region, the gas supplied to each treatment region flows downstream through the treatment region, It is exhausted together with the separated gas flowing out from (4).

제1 처리 영역(S1, S3)에 각각 위치하고 있는 웨이퍼(W4, W2)의 표면에는 DCS 가스가 흡착된다. 이때, 이미 설명한 자기 기어 기구에 의해 웨이퍼(W1 내지 W4) 각각이 자전하기 때문에, 웨이퍼(W4, W2)에는, 둘레 방향으로 양호한 균일성을 갖고 DCS 가스가 흡착된다.DCS gas is adsorbed on the surfaces of the wafers W4 and W2 positioned in the first processing regions S1 and S3, respectively. At this time, since each of the wafers W1 to W4 rotates by the magnetic gear mechanism described above, DCS gas is adsorbed to the wafers W4 and W2 with good uniformity in the circumferential direction.

제2 처리 영역(S2, S4)에 각각 위치하고 있는 웨이퍼(W3, W1)의 표면에는 암모니아의 플라즈마화에 의해 생성된 활성종이 공급되는데, 이 시점에서는 아직 DCS 가스의 흡착이 행하여지지 않고 있으므로, 반응 생성물은 생성되지 않는다. 또한, 제2 처리 영역(S2, S4)에서의 가스의 공급 및 플라즈마의 발생은, 회전 테이블(1)의 다음 회전(간헐 회전) 후, 즉 이미 DCS 가스가 흡착된 웨이퍼(W4, W2)가 제2 처리 영역(S2, S4)에 위치한 후부터 행해도 된다.Active species generated by plasmaization of ammonia are supplied to the surfaces of the wafers W3 and W1, respectively located in the second processing regions S2 and S4. At this point, the DCS gas has not been adsorbed yet, so the reaction No product is produced. In addition, gas supply and plasma generation in the second processing regions S2 and S4 are performed after the next rotation (intermittent rotation) of the rotary table 1, that is, the wafers W4 and W2 to which the DCS gas has already been adsorbed. It may be performed from after being positioned in the second processing areas S2 and S4.

제1 처리 영역(S1, S3)에서 원료 가스 노즐(71)(도 3 참조)로부터 DCS 가스의 토출이 예를 들어 10초간 행하여진 후, 회전 테이블(1)을 시계 방향으로 90도 회전시켜(도 8 참조), 각 웨이퍼(W1 내지 W4)를, 그때까지 위치하고 있던 처리 영역에 대하여 인접하는(상세하게는 회전 테이블(1)의 회전 방향에서 볼 때 시계 방향으로 인접하는) 처리 영역으로 이동시킨다(공전시킨다). 도 9에 나타낸 웨이퍼(W1 내지 W4)의 배열은, 회전 테이블(1)의 회전 후의 상태이며, 처리 영역(S1 내지 S4)에 각각 웨이퍼(W1, W4, W3, W2)가 위치하고 있다.After the DCS gas is discharged from the source gas nozzle 71 (see Fig. 3) in the first processing regions S1 and S3 for, for example, 10 seconds, the rotary table 1 is rotated 90 degrees clockwise ( 8), each of the wafers W1 to W4 is moved to a processing area adjacent to the processing area located so far (in detail, it is adjacent in the clockwise direction when viewed from the rotational direction of the rotary table 1). (Revolve). The arrangement of the wafers W1 to W4 shown in Fig. 9 is a state after the rotation of the turntable 1, and the wafers W1, W4, W3, and W2 are positioned in the processing regions S1 to S4, respectively.

그리고, 각 웨이퍼(W1, W4, W3, W2)는, 자전하면서 각 처리 영역(S1 내지 S4)에서 처리가 행하여진다. 웨이퍼(W4, W2)는, 이미 원료 가스인 DCS 가스가 흡착되어 있으므로, 제2 처리 영역(S2, S4)에서, 반응 가스인 암모니아 가스의 활성종이 웨이퍼(W4, W2) 상의 DCS 가스와 반응해서 반응 생성물인 실리콘 질화층이 형성된다.Then, the wafers W1, W4, W3, and W2 are processed in each of the processing regions S1 to S4 while being rotated. Since the wafers W4 and W2 have already adsorbed the DCS gas as the raw material gas, in the second processing regions S2 and S4, the active species of the ammonia gas as the reactive gas reacts with the DCS gas on the wafers W4 and W2. A silicon nitride layer, which is a reaction product, is formed.

제1 처리 영역(S1, S3)에서는, 원료 가스 노즐(71)로부터 DCS 가스가 토출되어, 당해 제1 처리 영역(S1, S3)에 각각 위치하고 있는 웨이퍼(W1, W3)에 DCS 가스가 흡착한다.In the first processing regions S1 and S3, DCS gas is discharged from the source gas nozzle 71, and the DCS gas is adsorbed to the wafers W1 and W3 respectively located in the first processing regions S1 and S3. .

제2 처리 영역(S2, S4)에서는, 암모니아 가스의 활성종을 웨이퍼(W) 상에 공급해서 DCS와 반응시켜 반응 생성물을 생성하기 위해서 필요한 시간은, 예를 들어 20초이다. 필요한 시간이란, DCS와 충분히 반응시켜서(웨이퍼(W)의 표면을 충분히 질화해서), 스펙에 걸맞는 막질을 얻기 위해 필요한 시간이라는 의미이다. 한편, DCS 가스를 웨이퍼(W)의 표면에 흡착시키기 위해 필요한 시간은, 예를 들어 10초이며, 암모니아 가스의 활성종에 의한 반응에 필요한 시간보다도 짧다. 따라서, 제1 처리 영역(S1, S3)에 각각 웨이퍼(W1, W3)가 위치하고, 원료 가스 노즐(71)로부터 DCS 가스를 필요한 시간 토출한 후에는 DCS 가스의 토출을 정지시키고, 웨이퍼(W1, W3)는, 각각 제2 처리 영역(S2, S4)에서의 처리의 종료까지 제1 처리 영역(S1, S3)에서 대기하고 있다.In the second processing regions S2 and S4, the time required to generate a reaction product by supplying active species of ammonia gas onto the wafer W and reacting with DCS is, for example, 20 seconds. The required time means a time required to sufficiently react with DCS (by sufficiently nitriding the surface of the wafer W) to obtain a film quality that satisfies the specifications. On the other hand, the time required for adsorbing the DCS gas to the surface of the wafer W is, for example, 10 seconds, which is shorter than the time required for the reaction by the active species of the ammonia gas. Therefore, the wafers W1 and W3 are respectively positioned in the first processing regions S1 and S3, and after the DCS gas is discharged from the source gas nozzle 71 for a required time, the discharge of the DCS gas is stopped, and the wafers W1 and W3 are discharged. W3) waits in the first processing areas S1 and S3 until the end of the processing in the second processing areas S2 and S4, respectively.

한편, 제2 처리 영역(S2, S4)에서의 반응은, 프로세스의 진행의 율속으로 되어 있으므로, 예를 들어 암모니아 가스의 공급 및 플라즈마의 발생은, 4매의 웨이퍼(W1 내지 W4)에 대하여 일련의 성막 처리가 종료될 때까지 계속된다.On the other hand, since the reaction in the second processing regions S2 and S4 is at a rate of progression of the process, for example, supply of ammonia gas and generation of plasma are performed in series with respect to the four wafers W1 to W4. It continues until the film formation process of is finished.

제2 처리 영역(S2, S4)에서 각각 웨이퍼(W4, W2)에 대한 처리를 하면, 즉 반응에 필요한 시간에 따라서 사전에 설정된 설정 시간이 경과하면, 도 10에 도시하는 바와 같이 회전 테이블(1)이 시계 방향으로 90도 회전하여, 각 웨이퍼(W4, W3, W2, W1)가 각각 하나 하류측의 처리 영역(S3, S4, S1, S2)으로 이동한다. 도 11은, 이동 후의 상태를 나타내고 있다. 그리고, 마찬가지로 각 웨이퍼(W4, W3, W2, W1)가 자전하면서, 제1 처리 영역(S1, S3)에서는, 각각 웨이퍼(W2, W4)에 대하여 DCS 가스의 흡착이 행하여지고, 제2 처리 영역(S2, S4)에서는, 각각 웨이퍼(W1, W3)에 대하여 암모니아 가스의 활성종에 의한 반응 처리가 행하여진다.When the wafers W4 and W2 are respectively processed in the second processing regions S2 and S4, that is, when a preset set time has elapsed according to the time required for the reaction, the rotary table 1 ) Rotates 90 degrees in the clockwise direction, and each of the wafers W4, W3, W2, and W1 moves to the downstream processing regions S3, S4, S1, and S2, one respectively. 11 shows the state after movement. Similarly, while each wafer W4, W3, W2, W1 rotates, in the first processing regions S1 and S3, DCS gas is adsorbed to the wafers W2 and W4, respectively, and the second processing region In (S2, S4), the wafers W1 and W3 are reacted with active species of ammonia gas, respectively.

그 후, 도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이 회전 테이블(1)이 시계 방향으로 90도 회전한다. 웨이퍼(W4, W2)는, 자전하면서 각각 제2 처리 영역(S4, S2)에서 암모니아의 활성종이 공급되어, 이미 제1 처리 영역(S3, S1)에서 흡착되어 있는 DCS 가스와 반응하여 실리콘 질화층이 적층된다. 또한 웨이퍼(W1, W3)는, 각각 제1 처리 영역(S1, S3)에서, 이미 형성되어 있는 실리콘 질화층 상에 DCS 가스가 흡착된다. 그리고, 설정 시간이 경과하면, 도 14에 도시하는 바와 같이 회전 테이블(1)이 회전하여, 도 6의 상태로 복귀된다.Thereafter, as shown in Figs. 12 and 13, the rotary table 1 is rotated 90 degrees clockwise. The wafers W4 and W2 are rotated while being supplied with active ammonia species from the second processing regions S4 and S2, respectively, and react with the DCS gas already adsorbed in the first processing regions S3 and S1 to form a silicon nitride layer. Are stacked. Further, in the wafers W1 and W3, DCS gas is adsorbed onto the silicon nitride layer already formed in the first processing regions S1 and S3, respectively. Then, when the set time has elapsed, the rotary table 1 rotates as shown in Fig. 14 and returns to the state shown in Fig. 6.

그 후에는 마찬가지로 하여 회전 테이블(1)이 설정 시간만큼 순차적으로 정지하고, 시계 방향으로 90도씩 간헐적으로 회전하는 동작이 설정 횟수만큼 반복된다. 또한, 최후의 회전 테이블(1)의 정지 위치가 도 6의 상태라고 하면, 제2 처리 영역(S2, S4)에서 처리가 행하여지고 있을 때는, 원료 가스의 불필요한 소비를 없애기 위해서, 제1 처리 영역(S1, S3)에서는, 원료 가스의 토출은 행하여지지 않는다. 이렇게 해서 일련의 성막 처리가 종료되고, 각 웨이퍼(W)에 ALD에 의한 실리콘 질화막이 성막되면, 이미 설명한 웨이퍼(W)의 반입 수순과 반대의 수순으로 반송 기구(CA)에 의해 각 웨이퍼(W)가 처리 용기(5)로부터 반출된다.Thereafter, in the same manner, the rotation table 1 is sequentially stopped for a set time, and the operation of intermittently rotating by 90 degrees clockwise is repeated for a set number of times. In addition, assuming that the stop position of the last rotary table 1 is in the state of Fig. 6, when processing is being performed in the second processing regions S2 and S4, in order to eliminate unnecessary consumption of the raw material gas, the first processing region In (S1, S3), the raw material gas is not discharged. In this way, when a series of film-forming processes are finished and a silicon nitride film by ALD is deposited on each wafer W, each wafer W is transferred by the transfer mechanism CA in a procedure opposite to the procedure for carrying in the wafer W described previously. ) Is taken out from the processing container 5.

상술한 실시 형태에 따르면, 처리 용기(5) 내를 회전 테이블(1)의 둘레 방향을 따라 등간격으로 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역을 분리부(4)를 개재해서 등간격으로 각각 2개씩 교대로 형성하고 있다. 그리고, 각 처리 영역에 1매씩 웨이퍼(W)가 위치하도록 적재대(2)를 배치하고, 회전 테이블(1)을 간헐적으로 회전시켜서 각 웨이퍼(W)를 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역에 교대로 위치시켜, ALD에 의해 실리콘 질화막을 성막하도록 하고 있다. 따라서, 회전 테이블(1)이 1회전하는 동안에, 원료 가스인 DCS 가스의 흡착, 반응 가스인 암모니아 가스의 활성종에 의한 반응의 사이클을 2회 행할 수 있으므로, 생산성이 높다는 효과가 있다.According to the above-described embodiment, the first processing region and the second processing region are separated from each other at equal intervals in the processing container 5 at equal intervals along the circumferential direction of the rotary table 1. They are formed by turns. Then, the mounting table 2 is arranged so that the wafers W are positioned one by one in each processing area, and the rotating table 1 is intermittently rotated to move each wafer W to the first processing area and the second processing area. They are alternately positioned to form a silicon nitride film by ALD. Therefore, during one rotation of the rotary table 1, the cycle of adsorption of the DCS gas as the raw material gas and the reaction by the active species of the ammonia gas as the reactive gas can be carried out twice, thereby improving productivity.

또한, 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역의 각각에서는, 웨이퍼(W)를 자전시키면서 처리를 행하고 있으므로, 웨이퍼(W)의 둘레 방향의 막 두께, 막질에 관한 균일성이 양호하다. 또한, DCS 가스의 흡착에 필요한 시간보다도 긴 시간을 요하는 암모니아 가스의 활성종에 의한 반응에 필요한 시간에 맞춰서 회전 테이블(1)을 간헐적으로 회전시키고 있기 때문에, 질화 처리를 충분히 행할 수 있어, 품질이 높은 막을 얻을 수 있다. 그리고, DCS 가스의 토출을 필요한 시간만큼 행한 후, 암모니아 가스에 의한 처리가 종료될 때까지 대기하고 있는 동안에는, DCS 가스의 토출을 정지하고 있기 때문에, DCS 가스의 소비량의 삭감에 기여한다.Further, in each of the first processing region and the second processing region, processing is performed while rotating the wafer W, so that the uniformity of the film thickness and film quality in the circumferential direction of the wafer W is good. In addition, since the rotary table 1 is intermittently rotated in accordance with the time required for the reaction by the active species of ammonia gas, which requires a longer time than the time required for adsorption of the DCS gas, the nitriding treatment can be sufficiently performed, and the quality You can get this high membrane. Then, after the DCS gas is discharged for a required time, since the DCS gas is stopped while waiting until the processing with the ammonia gas is finished, it contributes to a reduction in the consumption amount of the DCS gas.

(제1 실시 형태의 변형예)(Modified example of the first embodiment)

상술한 실시 형태에서는, 4개의 처리 영역에 각각 1매의 웨이퍼(W)가 위치하도록 구성하고 있지만, 도 15에 도시하는 바와 같이 적재대(2)를 8개 설치하고, 4개의 처리 영역에 각각 2매씩의 웨이퍼(W)가 위치하도록 구성해도 된다. 도 15 중, 50a, 50b는 반입구이다. 또한, 회전 테이블(1)의 정지 시에 각 처리 영역에 놓이는 웨이퍼(W)의 수는, 3매이어도 되고, 4매 이상이어도 된다.In the above-described embodiment, one wafer W is disposed in each of the four processing regions, but as shown in FIG. 15, eight mounting tables 2 are provided, and each of the four processing regions is You may configure so that two wafers W may be positioned. In Fig. 15, 50a and 50b are carry-in ports. Further, the number of wafers W placed in each processing area when the rotary table 1 is stopped may be three or four or more.

또한, 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역의 각각의 수는 2개에 한정되는 것은 아니며, 3개 이상이어도 된다.Incidentally, the number of each of the first processing region and the second processing region is not limited to two, but may be three or more.

상술한 실시 형태에서는, 암모니아 가스를 플라즈마화하고 있지만, 플라즈마화하지 않고 암모니아 가스를 웨이퍼(W)에 공급해도 된다.In the above-described embodiment, the ammonia gas is converted to plasma, but the ammonia gas may be supplied to the wafer W without plasma conversion.

상술한 실시 형태에서는, DCS 가스를 설정 시간만큼 토출한 후, 암모니아 가스에 의한 반응이 종료될 때까지 토출을 정지하고 있지만, 웨이퍼(W)가 제1 처리 영역에 위치하고, 소정 시간 경과한 후, DCS 가스를 필요한 시간만큼 토출시켜, 예를 들어 DCS 가스의 흡착과 암모니아 가스에 의한 반응을 동일한 타이밍에 종료하도록 해도, 원료 가스의 소비를 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)에 대하여 일련의 성막 처리가 종료될 때까지, DCS 가스를 흘린 채로 두는 경우에도, 본 발명의 범위에 포함된다.In the above-described embodiment, after discharging the DCS gas for a set time, the discharging is stopped until the reaction by the ammonia gas is terminated. However, after the wafer W is positioned in the first processing region and a predetermined time has elapsed, Even if the DCS gas is discharged for a required time, for example, the adsorption of the DCS gas and the reaction by the ammonia gas are terminated at the same timing, the consumption of the raw material gas can be suppressed. Further, even when the DCS gas is left flowing until the series of film-forming processes on the wafer W are completed, it is included in the scope of the present invention.

성막 처리로서는, 실리콘 질화막의 성막에 한하지 않고, 예를 들어 실리콘 원료 가스로서, 예를 들어 비스터셜부틸아미노실란 가스와 반응 가스인 산소 가스 또는 오존 가스를 사용해서 실리콘 산화막을 성막하는 처리이어도 된다. 또한, 원료 가스로서 사염화티타늄 가스를 사용함과 함께 반응 가스로서 암모니아 가스를 사용하여, 티타늄 질화막(티타늄 나이트라이드막)을 성막하는 처리이어도 된다.The film formation treatment is not limited to the formation of a silicon nitride film, but may be a treatment of forming a silicon oxide film using, for example, a silicon raw material gas, for example, an oxygen gas or ozone gas as a reaction gas with a non-sterial butylaminosilane gas. do. Further, a treatment of forming a titanium nitride film (titanium nitride film) may be employed by using titanium tetrachloride gas as the raw material gas and using ammonia gas as the reaction gas.

자전 기구인 종동 기어부(31), 구동 기어부(32)의 한쪽은 착자되어 있지 않은 자성체로 만들어져 있어도 된다. 또한, 종동 기어부(31)를 수평 회전하도록 구성하여, 종동 기어부(31)의 하방측에 당해 종동 기어부(31)와 대향하도록 구동 기어부(32)를 배치해도 된다. 또한, 자전 기구는, 자기를 이용한 것에 한하지 않고, 기계적인 기어로서 종동 기어부와 구동 기어부를 설치하고, 구동 기어부가 종동 기어부의 이동로에 대하여 진퇴하는 구성이어도 된다. 또는 자전 기구는, 각 자전축(21)마다 회전 기구가 설치된 구성이어도 된다.One of the driven gear unit 31 and the drive gear unit 32 as a rotation mechanism may be made of a magnetic material that is not magnetized. Further, the driven gear unit 31 may be configured to rotate horizontally, and the drive gear unit 32 may be disposed on the lower side of the driven gear unit 31 so as to face the driven gear unit 31. Further, the rotation mechanism is not limited to the one using magnetism, and may be configured such that a driven gear portion and a drive gear portion are provided as mechanical gears, and the drive gear portion advances and retreats with respect to the moving path of the driven gear portion. Alternatively, the rotation mechanism may have a configuration in which a rotation mechanism is provided for each of the rotation shafts 21.

(제2 실시 형태)(2nd embodiment)

적재대(2)를 자전시키기 위한 자전 기구의 다른 예를 사용한 성막 장치에 대해서, 도 16 내지 도 18을 참조하면서 본 발명의 제2 실시 형태로서 설명한다. 제1 실시 형태에서는, 구동 기어부(32)는, 회전 테이블(1)의 둘레 방향을 따른 4군데의 위치에 배치되어 있지만, 제2 실시 형태에서는, 구동 기어부는, 회전 테이블(1)의 공전 궤도를 따라서 전체 둘레에 걸쳐 설치되어 있다. 즉, 구동 기어부(90)는, 종동 기어부(36)의 공전 궤도에 면하도록 설치됨과 함께, 그 중앙부에 원형의 개구부(91a)를 구비한 원환 형상의 판상체(91)를 구비하고, 개구부(91a)의 중심이 회전 테이블(1)의 회전 중심과 정렬되도록 배치되어 있다. 구동 기어부(90)의 상면에는, 종동 기어부(36)의 공전 궤도를 따라서 전체 둘레에 걸쳐, 영구 자석으로 이루어지는 자극부인 N극부(사선으로 나타내고 있음)(92) 및 S극부(93)가 교대로 배치되어 있다.A film forming apparatus using another example of a rotating mechanism for rotating the mounting table 2 will be described as a second embodiment of the present invention with reference to FIGS. 16 to 18. In the first embodiment, the drive gear unit 32 is disposed at four positions along the circumferential direction of the rotary table 1, but in the second embodiment, the drive gear unit is rotated by the rotary table 1 It is installed over the entire circumference along the track. That is, the drive gear unit 90 is provided so as to face the orbit of the driven gear unit 36, and has an annular plate-shaped body 91 having a circular opening 91a at the center thereof, It is arranged so that the center of the opening 91a is aligned with the center of rotation of the rotary table 1. On the upper surface of the driving gear unit 90, an N-pole portion (shown by a diagonal line) 92 and an S-pole portion 93, which are magnetic pole portions made of a permanent magnet, are formed over the entire circumference along the orbit of the driven gear portion 36. They are arranged alternately.

종동 기어부(36)의 하면에는, 자전 방향을 따라서, 영구 자석으로 이루어지는 자극부인 사각 형상의 N극부(37)(사선으로 나타내고 있음) 및 S극부(38)가 당해 종동 기어부(36)의 둘레 방향을 따라 교대로 배열되어 있다. 구동 기어부(90)의 N극부(92) 및 S극부(93)는, 종동 기어부(36)의 하면과 대향하는 면에 배열되어 있다. 도 17은, 하나의 종동 기어부(36)의 자극부와, 그 하방의 구동 기어부(90)의 자극부를 대응시켜서 그린 도이다.On the lower surface of the driven gear part 36, along the direction of rotation, a square-shaped N-pole part 37 (shown by a diagonal line) and an S-pole part 38, which are magnetic pole parts made of a permanent magnet, are formed of the driven gear part 36. They are arranged alternately along the circumferential direction. The N-pole portion 92 and the S-pole portion 93 of the drive gear portion 90 are arranged on a surface facing the lower surface of the driven gear portion 36. FIG. 17 is a diagram drawn in association with a magnetic pole portion of one driven gear portion 36 and a magnetic pole portion of the driving gear portion 90 below the magnetic pole portion.

도 18에 도시한 바와 같이, 종동 기어부(36)는, 커버체(6)의 내측(진공 분위기측)에 배치되고, 구동 기어부(90)는, 커버체(6)의 외측(대기측)에 배치되어 있다. 즉, 종동 기어부(36)와 구동 기어부(90)와의 사이는, 커버체(6), 예를 들어 자력선이 통하는 재료인 알루미늄 또는 SUS로 이루어지는 커버체(6)에 의해 구획되어 있다. 구동 기어부(90)는, 회전 지지체(12)의 회전축(13)을 둘러싸도록 설치된, 유지대(95) 상의 환상의 다이렉트 드라이브 모터(DD 모터)(94)에 의해 회전할 수 있도록 구성되어 있다. 도 18에서 13a는 베어링부이다.As shown in FIG. 18, the driven gear part 36 is arranged inside the cover body 6 (vacuum atmosphere side), and the drive gear part 90 is outside the cover body 6 (atmospheric side). ). That is, between the driven gear portion 36 and the drive gear portion 90 is partitioned by a cover body 6, for example, a cover body 6 made of aluminum or SUS, which is a material through which magnetic lines of force pass. The drive gear unit 90 is configured to be rotatable by an annular direct drive motor (DD motor) 94 on the holder 95 provided so as to surround the rotation shaft 13 of the rotation support 12 . In Fig. 18, 13a is a bearing part.

이러한 자전 기구에서는, 종동 기어부(36)는, 종동 기어부(36)의 자극부와 구동 기어부(90)의 자극부와의 사이의 흡인력 및 반발력의 종합 작용에 의해 결정되는 위치에서 정지한다. 따라서, 종동 기어부(36)의 공전 속도(회전 테이블(1)의 회전수(rpm))와 구동 기어부(90)의 회전수가 동일할 때는, 종동 기어부(36)는 자전하지 않지만, 양자의 회전수에 차가 발생했을 때는, 종동 기어부(36)가 자전하고, 그 자전 속도는 상기 회전수의 차에 따라서 결정된다. 또한, 구동 기어부(90)의 회전수가 회전 테이블(1)의 회전수보다도 클 때는, 도 16에서 종동 기어부(36)는 시계 방향으로 회전한다.In such a rotating mechanism, the driven gear part 36 stops at a position determined by the combined action of the attraction force and the repulsion force between the magnetic pole part of the driven gear part 36 and the magnetic pole part of the drive gear part 90. . Therefore, when the revolution speed of the driven gear unit 36 (rotation speed (rpm) of the rotary table 1) and the rotation speed of the drive gear unit 90 are the same, the driven gear unit 36 does not rotate, but both When a difference occurs in the number of revolutions, the driven gear unit 36 rotates, and the rotation speed is determined according to the difference in the number of revolutions. In addition, when the rotation speed of the drive gear part 90 is larger than the rotation speed of the rotation table 1, the driven gear part 36 rotates clockwise in FIG.

또한, 제1 실시 형태에서는, 웨이퍼(W)의 반출입을 행할 때 사용하는 승강 핀에 대해서는 도시하지 않았지만, 도 18에서는 승강 핀을 도시하고 있다. 승강 핀(96)은, 승강 기구(97)에 의해 베어링부(22)의 이동로와 간섭하지 않도록 예를 들어 3개 설치되고, 선단부가 커버체(6) 내에 대기하고 있다. 외부의 반송 기구(CA)와이 사이에서 웨이퍼(W)의 수수를 행할 때는, 승강 핀(96)은, 처리 용기(5)의 저판부, 가열부(54), 회전 테이블(1) 및 각 적재대(2)에 형성된 구멍부를 관통해서 웨이퍼(W)를 유지한다. 승강 핀(96)과 커버체(6)와의 사이는, 예를 들어 벨로즈에 의해 기밀이 유지되어 있다. 도 16에는, 적재대(2)에 형성된 구멍부(관통 구멍)를 96a의 부호로 나타내고 있다.Incidentally, in the first embodiment, a lifting pin used for carrying in/out of the wafer W is not shown, but FIG. 18 shows a lifting pin. Three lifting pins 96 are provided, for example, so as not to interfere with the moving path of the bearing part 22 by the lifting mechanism 97, and the tip end is waiting in the cover body 6. When transferring the wafer W between the external conveyance mechanism CA and therebetween, the lifting pin 96 includes the bottom plate part, the heating part 54, the rotary table 1, and each stack of the processing container 5 The wafer W is held through the hole formed in the base 2. Airtightness is maintained between the lifting pin 96 and the cover body 6 by, for example, a bellows. In Fig. 16, a hole portion (through hole) formed in the mounting table 2 is indicated by a reference numeral 96a.

(제3 실시 형태)(3rd embodiment)

상술한 실시 형태에서는, 회전 테이블(1)을 간헐적으로 회전시켜서 각 웨이퍼(W)를 제1 처리 영역 및 제2 처리 영역에 교대로 위치시키고 있다. 이 운전 모드를 간헐 회전 모드라 칭하기로 하면, 본 발명의 제3 실시 형태는, 간헐 회전 모드 외에도, 회전 테이블(1)을 연속적으로 회전시켜서 성막 처리를 행하는 연속 회전 모드를 준비하여, 양 모드를 선택할 수 있도록 구성한 것이다.In the above-described embodiment, the rotation table 1 is intermittently rotated to alternately position each wafer W in the first processing region and the second processing region. When this operation mode is referred to as an intermittent rotation mode, in addition to the intermittent rotation mode, in the third embodiment of the present invention, a continuous rotation mode in which a film formation process is performed by continuously rotating the rotary table 1 is prepared, and both modes are provided. It is organized so that you can choose.

도 19는, 연속 회전 모드를 선택했을 때의 웨이퍼(W)의 배열을 나타내고 있다. 제1 실시 형태에서는, 도 3, 도 6에 나타내고 있는 바와 같이, 제1 처리 영역(S1, S3) 및 제2 처리 영역(S2, S4)의 각각에 1매씩 웨이퍼(W)가 위치하도록 적재대(2)를 배치하고 있다. 또한 도 15의 예에서는, 각 처리 영역(S1 내지 S4)의 각각에 2매씩 웨이퍼(W)가 위치하도록 적재대(2)를 배치하고 있다.19 shows the arrangement of the wafers W when the continuous rotation mode is selected. In the first embodiment, as shown in Figs. 3 and 6, a mounting table is provided so that one wafer W is placed in each of the first processing regions S1 and S3 and the second processing regions S2 and S4. (2) is placed. In addition, in the example of FIG. 15, the mounting table 2 is arrange|positioned so that the wafer W may be located in each of each processing area|region S1-S4 two.

이에 반해 제3 실시 형태에서는, 각 처리 영역(S1 내지 S4)의 각각에 예를 들어 1매씩, 또는 2매씩(도 19 참조) 웨이퍼(W)가 위치하고 있는 상태에서, 각 처리 영역(S1 내지 S4)의 사이, 즉 4개의 분리부(4)의 각각에도 웨이퍼(W)가 위치하도록 적재대(2)를 배치하고 있다. 따라서, 각 처리 영역(S1 내지 S4)의 각각에 2매씩 웨이퍼(W)를 위치시키는 경우에는, 적재대(2)는 12개 배치된다.On the other hand, in the third embodiment, in a state in which, for example, one or two (see Fig. 19) wafers W are positioned in each of the processing regions S1 to S4, each processing region S1 to S4 ), that is, the mounting table 2 is arranged so that the wafer W is also located in each of the four separating portions 4. Therefore, when placing two wafers W in each of the processing regions S1 to S4, 12 mounting tables 2 are arranged.

도 19는, 연속 회전 모드에 의해 웨이퍼(W)를 처리하고 있을 때이며, 각 처리 영역(S1 내지 S4)의 각각에 2매씩 웨이퍼(W)가 위치하고 있을 때의 순간의 웨이퍼(W)의 위치를 나타내고 있다. 연속 회전 모드에서는, 12개의 적재대(2) 모두에 처리할 피처리 웨이퍼인 제품 웨이퍼(W)가 적재된다. 이 예에서는 반입출구(50)는, 2매의 웨이퍼(W)가 일괄해서 통과할 수 있도록 구성되어 있고, 외부의 도시하지 않은 반송 기구에 2매의 웨이퍼(W)가 횡배열로 유지되어, 서로 인접하는 2개의 적재대(2)에 동시에 건네진다. 이미 설명한 승강 핀(96)의 조는, 2개의 적재대(2)의 정지 위치에 대응하는 위치에 설치됨과 함께 반송 기구의 선단부의 웨이퍼 유지 부재는, 승강 핀(96)과 평면적으로 간섭하지 않는 형상으로 구성되어 있다. 따라서, 반송 기구와 승강 핀(96)과의 협동 작용에 의해, 반송 기구와 적재대(2)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 수수가 행하여진다.19 shows the position of the wafer W at the moment when the wafer W is being processed in the continuous rotation mode, and when the wafers W are placed two each in each of the processing regions S1 to S4. Is shown. In the continuous rotation mode, a product wafer W, which is a wafer to be processed, is mounted on all of the 12 mounting tables 2. In this example, the carry-in/out port 50 is configured so that two wafers W can pass at once, and two wafers W are held in a horizontal arrangement by an external transport mechanism (not shown), It is simultaneously handed over to the two mounting platforms 2 adjacent to each other. The set of the lift pins 96 described above is installed at a position corresponding to the stop positions of the two mounting tables 2, and the wafer holding member at the tip of the transfer mechanism does not interfere with the lift pins 96 in plan view. It consists of. Therefore, the transfer of the wafer W is performed between the transfer mechanism and the mounting table 2 by the cooperative action between the transfer mechanism and the lifting pin 96.

연속 회전 모드에서는, 적재대(2) 모두에 피처리 웨이퍼(W)가 적재되고, 반입출구(50)가 폐쇄된 후, 회전 테이블(1)을 회전시켜서 적재대(2)를 회전(공전)시킴과 함께 적재대(2)를 자전시켜, 프로세스 조건을 확립시킨다. 즉, 제1 실시 형태에서 상술한 바와 같이, 처리 용기(5) 내를 소정의 압력으로 설정하고, 웨이퍼(W)를 소정의 온도까지 가열함과 함께, 제1 처리 영역(S1, S3)에서는, 원료 가스인 DCS 가스를 공급하고, 또한 제2 처리 영역(S2, S4)에서는, 이미 설명한 혼합 가스를 공급해서 플라즈마화한다. 또한, 분리부(4)에서는 분리 가스를 공급한다.In the continuous rotation mode, after the processing target wafers W are loaded on all of the mounting tables 2 and the carry-in/outlet 50 is closed, the rotating table 1 is rotated to rotate the mounting table 2 (orbiting). The mounting table 2 is rotated together with the shikim to establish process conditions. That is, as described above in the first embodiment, while setting the inside of the processing container 5 to a predetermined pressure, heating the wafer W to a predetermined temperature, in the first processing regions S1 and S3, , DCS gas as a raw material gas is supplied, and in the second processing regions S2 and S4, the mixed gas described above is supplied to form plasma. In addition, separation gas is supplied from the separation unit 4.

각 웨이퍼(W)는, 제1 처리 영역(S1(S3))과 제2 처리 영역(S2(S4))을 교대로 연속적으로 통과하여, DCS 가스의 흡착과, 흡착된 DCS 가스와 암모니아 가스의 활성종과의 반응에 의한 반응 생성물인 실리콘 질화층의 형성이 반복되어, 실리콘 질화층이 적층된다. 연속 회전 모드는, 12개의 적재대(2) 모두에 피처리 웨이퍼(W)를 적재하는 것, 각 적재대(2)를 연속적으로 회전시키는 것에 있어서 간헐 회전 모드와는 상이하다.Each wafer W alternately and continuously passes through the first processing region S1 (S3) and the second processing region S2 (S4) to allow adsorption of DCS gas and of adsorbed DCS gas and ammonia gas. The formation of a silicon nitride layer, which is a reaction product by reaction with an active species, is repeated, and a silicon nitride layer is laminated. The continuous rotation mode is different from the intermittent rotation mode in loading the processing target wafer W on all 12 mounting tables 2 and continuously rotating each mounting table 2.

다음으로 간헐 회전 모드를 선택했을 때는, 도 20에 도시하는 바와 같이 제1 처리 영역(S1, S3) 및 제2 처리 영역(S2, S4) 각각에 2매씩 피처리 웨이퍼(W)가 위치하도록, 피처리 웨이퍼(W)를 적재대(2)에 적재하고 있다. 이 경우, 분리부(4)에 위치하는 적재대(2)에는, 피처리 웨이퍼(W)는 적재되지 않지만, 비우지 않고 더미 웨이퍼(DW)(도 20에서 사선으로 나타내는 웨이퍼)를 적재하고 있다. 그 이유는 다음과 같다. 회전 테이블(1)과 가열부(54)와의 사이에는, 도시하지 않지만 퍼지 가스가 공급되고 있고, 적재대(2) 상에 웨이퍼(W)가 적재되지 않을 때는, 그대로 두면, 적재대(2)에 형성된 승강 핀(96)이 통과하는 구멍부(96a)를 통해서 퍼지 가스가 처리 분위기에 유입된다. 이 때문에, 적재대(2) 상에 더미 웨이퍼(DW)를 적재하고 있다.Next, when the intermittent rotation mode is selected, as shown in Fig. 20, the processing target wafers W are positioned in each of the first processing regions S1 and S3 and the second processing regions S2 and S4, respectively, The processing target wafer W is mounted on the mounting table 2. In this case, the processing target wafer W is not loaded on the mounting table 2 positioned in the separating portion 4, but a dummy wafer DW (wafer indicated by a diagonal line in Fig. 20) is loaded without emptying. The reason for this is as follows. Although not shown, a purge gas is supplied between the rotary table 1 and the heating unit 54, and when the wafer W is not loaded on the mounting table 2, if left as it is, the mounting table 2 The purge gas flows into the processing atmosphere through the hole 96a through which the elevating pins 96 formed in are passed. For this reason, the dummy wafer DW is mounted on the mounting table 2.

간헐 회전 모드에서는, 웨이퍼(W)를 각 처리 영역(S1 내지 S4)에서 정지한 상태에서 처리하고 있고, 연속 회전 모드에서는 웨이퍼(W)를 각 처리 영역(S1 내지 S4)에서 이동시키면서 처리하고 있으므로, 실리콘 질화막의 막질은, 연속 회전 모드보다도 간헐 회전 모드에 의해 성막한 것이 더 양호하다. 이에 반해 연속 회전 모드에서는, 간헐 회전 모드의 경우에 비해 웨이퍼(W)의 탑재 매수가 4매 많고, 게다가 연속 회전에 의해 처리를 행하므로, 동일한 막 두께를 얻음에 있어서, 간헐 회전 모드보다도 처리 용기(5) 내에 체류하는 시간이 짧아도 된다. 따라서, 연속 회전 모드는, 간헐 회전 모드보다도 높은 스루풋이 얻어진다. 이 때문에, 고품질의 막을 우선하는 경우에는 간헐 회전 모드를 선택하고, 스루풋을 우선하는 경우에는 연속 회전 모드를 선택하는 등, 웨이퍼의 로트에 따라서 양 모드 중 한쪽을 설정할 수 있는 이점이 있다.In the intermittent rotation mode, the wafer W is processed while being stopped in each processing region S1 to S4, and in the continuous rotation mode, the wafer W is processed while moving in each processing region S1 to S4. As for the film quality of the silicon nitride film, it is preferable that the film is formed by the intermittent rotation mode than the continuous rotation mode. On the other hand, in the continuous rotation mode, the number of wafers W is 4 more than in the case of the intermittent rotation mode, and furthermore, processing is performed by continuous rotation, so that the same film thickness is obtained, compared to the intermittent rotation mode. (5) The time to stay within may be short. Therefore, in the continuous rotation mode, a higher throughput than the intermittent rotation mode is obtained. For this reason, there is an advantage that one of both modes can be set according to the lot of the wafer, such as selecting the intermittent rotation mode when giving priority to a high-quality film, and selecting the continuous rotation mode when giving priority to throughput.

여기서 상술한 성막 장치를 2대 구비한 기판 처리 시스템을 도 21에 도시해 둔다. 도 21에서, 301은 캐리어 적재대, 302는 대기 반송실, 300은 제1 웨이퍼 반송 기구, 303, 304는 로드 로크실, 305는 진공 반송실, 306은 제2 웨이퍼 반송 기구이다. 또한, 대기 반송실(302)에 면하는 예를 들어 우측의 위치에는, 더미 웨이퍼(DW)를 복수매, 적어도 4매 수납한 유지 선반(307)이 설치되어 있다.Fig. 21 shows a substrate processing system including two film forming apparatuses described above. In Fig. 21, 301 is a carrier mounting table, 302 is an atmospheric transfer chamber, 300 is a first wafer transfer mechanism, 303, 304 is a load lock chamber, 305 is a vacuum transfer room, and 306 is a second wafer transfer mechanism. Further, a holding shelf 307 in which a plurality of dummy wafers DW is accommodated, for example, at a position on the right side facing the atmospheric transfer chamber 302 is provided.

예를 들어 복수매의 웨이퍼(W)를 수납한 FOUP인 캐리어(C)가 캐리어 적재대(301)에 반입되면, 캐리어(C)의 전방면의 덮개가 제거되고 제1 웨이퍼 반송 기구(300)에 의해 웨이퍼(W)가 취출되어, 로드 로크실(303 또는 304), 제2 웨이퍼 반송 기구(306)를 통해서 처리 용기(5) 내에 웨이퍼(W)가 반입된다. 제2 웨이퍼 반송 기구(306)는, 예를 들어 2매의 웨이퍼(W)를 횡배열로 유지해서, 일괄하여 처리 용기(5), 로드 로크실(303 또는 304)에 대하여 전달할 수 있도록 구성되어 있다.For example, when the carrier C, which is a FOUP containing a plurality of wafers W, is carried into the carrier mounting table 301, the cover on the front surface of the carrier C is removed, and the first wafer transfer mechanism 300 As a result, the wafer W is taken out, and the wafer W is carried into the processing container 5 through the load lock chamber 303 or 304 and the second wafer transfer mechanism 306. The second wafer transfer mechanism 306 is configured so that, for example, two wafers W are held in a horizontal arrangement and can be transferred to the processing container 5 and the load lock chamber 303 or 304 in a batch. have.

200은, 제어부이며, 간헐 회전 모드 또는 연속 회전 모드를 선택하는 운전 모드 선택부(201)를 구비하고 있다. 간헐 회전 모드를 선택했을 때는, 제1 웨이퍼 반송 기구(300)가 더미 웨이퍼(DW)를 취출하고, 이미 설명한 경로에 의해 처리 용기(5) 내에 반입되어, 도 20에 나타낸 위치에 적재된다.200 is a control unit and includes an operation mode selection unit 201 that selects an intermittent rotation mode or a continuous rotation mode. When the intermittent rotation mode is selected, the first wafer transfer mechanism 300 takes out the dummy wafer DW, is carried into the processing container 5 by the previously described path, and is loaded in the position shown in FIG. 20.

이상의 실시 형태에서 사용된 회전 테이블(1)은, 가열부(54)의 열을 웨이퍼(W)에 전열시키는 역할을 갖고, 적재대(2)를 공전시키기 위한 지지체(12)에 의해 지지되도록 구성되어 있지만, 회전 테이블(1)은 고정되어 있어도 된다. 이 경우 회전 테이블(1)에 상당하는 판상체는, 전열판으로서 기능하는데, 중심부를 지주에 의해 지지하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 적재대(2)를 공전시키는 회전 기구는, 상기 지주의 주위를 둘러싸도록 다이렉트 드라이브 모터(DD 모터)가 사용된다. 또한, 지주에 고정된 전열판의 둘레 방향으로 적재대(2)의 자전축(21)이 이동하기 위한 공극이 형성되게 되고, 따라서, 전열판은 중앙 부분과 외측의 링 형상 부분으로 분리되는 구성이 된다. 따라서, 본 발명은 회전 테이블을 반드시 요건으로 하는 것은 아니다.The rotary table 1 used in the above embodiment has a role of transferring heat from the heating unit 54 to the wafer W, and is configured to be supported by the support 12 for revolving the mounting table 2 However, the rotary table 1 may be fixed. In this case, the plate-like body corresponding to the rotary table 1 functions as a heat transfer plate, but it is preferable that the central portion is supported by a post. In this case, a direct drive motor (DD motor) is used as the rotation mechanism for revolving the mounting table 2 so as to surround the post. In addition, a void for moving the rotation axis 21 of the mounting table 2 in the circumferential direction of the heat transfer plate fixed to the post is formed, and thus, the heat transfer plate is divided into a central portion and an outer ring-shaped portion. Therefore, the present invention does not necessarily require a rotary table.

본 발명은, ALD에 의한 성막 처리에 한정되는 것은 아니며, 제1 처리 영역에 제1 가스를 공급해서 CVD 처리에 의한 제1 막을 성막하고, 계속해서 제2 처리 영역에 제2 가스를 공급해서 CVD 처리에 의한 제2 막을 성막하는 경우에 적용해도 된다. 이 경우에는 제1 막과 제2 막이 교대로 복수 적층되어, 예를 들어 3차원 NAND 회로의 제조에 이용할 수 있다. 이 경우, 제1 가스로서 2종류 또는 3종류 이상의 가스를 사용하는 경우에는, 그 가스가 제1 가스에 상당하고, 제2 가스로서 2종류 또는 3종류 이상의 가스를 사용하는 경우에는, 그 가스가 제2 가스에 상당한다.The present invention is not limited to the film-forming process by ALD, by supplying the first gas to the first processing region to form a first film by CVD treatment, and then supplying the second gas to the second processing region to form a CVD process. You may apply when forming the 2nd film by processing into a film. In this case, a plurality of first films and second films are alternately stacked and can be used, for example, for manufacturing a three-dimensional NAND circuit. In this case, when two or three or more types of gases are used as the first gas, the gas corresponds to the first gas, and when two or three or more types of gases are used as the second gas, the gas is It is equivalent to the second gas.

또한, 회전 테이블(1)의 회전은, 일방향으로 간헐적으로 회전시키는 것에 한하지 않고, 시계 방향의 회전, 반시계 방향의 회전을 교대로 행하게 해도 된다.Further, the rotation of the rotary table 1 is not limited to intermittent rotation in one direction, but may alternately rotate in a clockwise direction and in a counterclockwise direction.

1 : 회전 테이블 12 : 회전 지지체
13 : 회전축 2 : 적재대
21 : 자전축 31 : 종동 기어부
32 : 구동 기어부 4 : 분리부
5 : 처리 용기 53 : 가열부
54 : 간극 6 : 커버체
63 : 배기구 71 : 원료 가스 노즐
8 : 플라즈마 발생 기구 81 : 유전체 부재
82 : 안테나 85 : 반응 가스 노즐
W : 반도체 웨이퍼 S1, S3 : 제1 처리 영역
S2, S4 : 제2 처리 영역1: rotary table 12: rotary support
13: rotating shaft 2: mounting table
21: rotating shaft 31: driven gear unit
32: drive gear unit 4: separation unit
5: processing vessel 53: heating unit
54: gap 6: cover body
63: exhaust port 71: source gas nozzle
8 plasma generating mechanism 81 dielectric member
82: antenna 85: reactive gas nozzle
W: semiconductor wafer S1, S3: first processing region
S2, S4: second processing area

Claims (14)

진공 분위기를 형성하는 처리 용기 내에서, 기판에 처리 가스인 제1 가스와 제2 가스를 교대로 공급하는 사이클을 복수회 행하여, 기판 상에 박막을 성막하는 성막 장치로서,
상기 처리 용기의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 형성되고, 상기 제1 가스를 공급해서 기판을 처리하기 위한 n(n은 2 이상의 정수)개의 제1 처리 영역과,
상기 둘레 방향을 따라 상기 n개의 제1 처리 영역의 사이에 형성되고, 상기 제2 가스를 공급해서 기판을 처리하기 위한 n개의 제2 처리 영역과,
상기 n개의 제1 처리 영역과 상기 n개의 제2 처리 영역과의 사이를 분리하기 위한 분리부와,
상기 둘레 방향을 따라 공전 가능하게 구성됨과 함께 상기 둘레 방향을 따라 복수 배치되고, 각각 기판을 적재하기 위한 적재부와,
상기 적재부에 형성된, 외부의 기판 반송 기구와의 사이에서 기판의 수수를 행하기 위한 승강 핀이 승강하기 위한 관통 구멍과,
상기 기판이 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역에서 공전을 정지한 상태에서 교대로 위치하도록 상기 적재부를 간헐적으로 공전시키는 운전 모드인 간헐 회전 모드와 상기 기판이 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역을 연속해서 통과하도록 상기 적재부를 연속적으로 공전시키는 연속 회전 모드 중 한쪽을 선택할 수 있도록 구성되어 선택된 운전 모드를 실행하기 위한 제어부를 포함하고,
상기 적재부는, 당해 적재부의 공전의 정지 시에, 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역의 각각에 동일한 매수의 기판이 위치하도록 배치되고,
상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역의 각각에 동일한 매수의 기판이 위치할 때, 상기 분리부에도 기판의 적재부가 위치하도록 적재부의 수가 설정되고,
상기 제어부는, 상기 간헐 회전 모드가 선택되었을 때는, 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역의 각각에 동일한 매수의 처리할 기판이 위치할 때 상기 분리부에 위치하는 적재부에는, 당해 적재부의 상기 관통 구멍을 막기 위해서 더미의 기판을 적재하도록, 상기 연속 회전 모드가 선택되었을 때는, 모든 적재부에 처리할 기판이 적재되도록 제어 신호를 출력하는 성막 장치.A film forming apparatus for forming a thin film on a substrate by performing a plurality of cycles of alternately supplying a first gas and a second gas serving as a processing gas to a substrate in a processing container for forming a vacuum atmosphere, comprising:
N (n is an integer greater than or equal to 2) first processing regions formed at intervals along the circumferential direction of the processing container and for processing the substrate by supplying the first gas;
N second processing regions formed between the n first processing regions along the circumferential direction and for processing the substrate by supplying the second gas,
A separation unit for separating between the n first processing regions and the n second processing regions,
A mounting portion configured to be capable of revolving along the circumferential direction and disposed in plural along the circumferential direction, and for loading a substrate, respectively,
A through hole for lifting and lowering a lifting pin for transferring a substrate between an external substrate transfer mechanism and an external substrate transfer mechanism formed in the mounting portion;
An intermittent rotation mode, which is an operation mode in which the loading part is intermittently revolved so that the substrate is alternately positioned in the n first processing regions and the n second processing regions in a state in which the revolution is stopped, and the n-th processing region And a control unit configured to select one of a continuous rotation mode in which the loading unit continuously revolves so as to continuously pass through one processing area and the n second processing areas, and includes a control unit for executing the selected operation mode,
The loading portion is disposed such that the same number of substrates is positioned in each of the n first processing regions and the n second processing regions when the revolution of the loading portion is stopped,
When the same number of substrates is located in each of the n first processing regions and the n second processing regions, the number of stacking portions is set so that the stacking portions of the substrate are also located in the separation portion,
The control unit, when the intermittent rotation mode is selected, when the same number of substrates to be processed are located in each of the n first processing regions and the n second processing regions, the loading unit located in the separating unit is And, when the continuous rotation mode is selected so as to load a dummy substrate to close the through hole of the mounting portion, a control signal is output so that the substrates to be processed are stacked in all of the mounting portions. 제1항에 있어서,
상기 제1 가스는, 기판에 흡착시키는 박막의 원료인 원료 가스이며, 상기 제2 가스는 당해 원료 가스와 반응해서 반응 생성물을 생성하는 반응 가스인 성막 장치.The method of claim 1,
The first gas is a raw material gas that is a raw material for a thin film adsorbed on a substrate, and the second gas is a reaction gas that reacts with the raw material gas to generate a reaction product. 제1항에 있어서,
상기 n개의 제1 처리 영역에서의 필요한 제1 가스의 공급 시간 및 상기 n개의 제2 처리 영역에서의 필요한 제2 가스의 공급 시간이 서로 상이하고, 회전 테이블은, 필요한 가스의 공급 시간이 긴 쪽의 시간에 맞춰서 정지하고 있는 성막 장치.The method of claim 1,
The supply time of the required first gas in the n first processing regions and the supply time of the required second gas in the n second processing regions are different from each other, and the rotation table has a longer supply time of the required gas. The film-forming device is stopped according to the time of. 제3항에 있어서,
상기 필요한 제1 가스를 공급하기 위한 공급 시간이 상기 필요한 제2 가스를 공급하기 위한 공급 시간보다 짧은 경우, 상기 제1 가스의 공급 시간이 상기 제2 가스의 공급 시간보다도 짧게 설정되고, 상기 필요한 제2 가스를 공급하기 위한 공급 시간이 상기 필요한 제1 가스를 공급하기 위한 공급 시간보다 짧은 경우, 상기 제2 가스의 공급 시간이 상기 제1 가스의 공급 시간보다도 짧게 설정되어 있는 성막 장치.The method of claim 3,
When the supply time for supplying the required first gas is shorter than the supply time for supplying the required second gas, the supply time of the first gas is set shorter than the supply time of the second gas, and the required second gas 2 When the supply time for supplying the gas is shorter than the supply time for supplying the required first gas, the supply time of the second gas is set shorter than the supply time of the first gas. 제1항에 있어서,
상기 적재부를 자전시키는 자전 기구를 포함하고, 적어도 기판에 대하여 상기 처리 가스가 공급되고 있을 때는 당해 기판이 적재되어 있는 적재부가 자전하는 성막 장치.The method of claim 1,
A film forming apparatus comprising a rotating mechanism for rotating the mounting portion, wherein the mounting portion on which the substrate is mounted rotates when the processing gas is supplied to at least the substrate. 제1항에 있어서,
상기 처리 용기의 둘레 방향으로 자전하는 회전 테이블을 포함하고,
상기 복수의 적재부는, 상기 회전 테이블의 상면측에 배치되어 있는 성막 장치.The method of claim 1,
It includes a rotary table rotating in the circumferential direction of the processing container,
The plurality of mounting portions are disposed on an upper surface side of the rotary table. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 진공 분위기를 형성하는 처리 용기 내에서, 기판에 처리 가스인 제1 가스와 제2 가스를 교대로 복수회 공급하여, 기판 상에 박막을 성막하는 성막 방법으로서,
상기 처리 용기 내에 당해 처리 용기의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 n(n은 2 이상의 정수)개의 제1 처리 영역을 형성함과 함께, 상기 둘레 방향을 따라 상기 n개의 제1 처리 영역의 사이에 분리 영역을 사이에 두고 n개의 제2 처리 영역을 형성하고,
상기 둘레 방향을 따라 공전 가능하게 구성됨과 함께 상기 둘레 방향을 따라 복수 배치되고, 각각 기판을 적재하기 위한 적재부를 설치하고,
상기 적재부에는, 외부의 기판 반송 기구와의 사이에서 기판의 수수를 행하기 위한 승강 핀이 승강하기 위한 관통 구멍이 형성되고,
상기 적재부는, 당해 적재부의 공전의 정지 시에, 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역의 각각에 동일한 매수의 기판이 위치하도록 배치되고,
상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역의 각각에 동일한 매수의 기판이 위치할 때, 상기 분리 영역에도 기판의 적재부가 위치하도록 적재부의 수가 설정되는 성막 장치를 이용하여,
상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역의 각각에 동일한 매수의 처리할 기판이 위치할 때 상기 분리 영역에 위치하는 적재부에는, 당해 적재부의 상기 관통 구멍을 막기 위해서 더미의 기판을 적재하고, 상기 기판이 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역에서 공전을 정지한 상태에서 교대로 위치하도록 상기 적재부를 간헐적으로 공전시키고, 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역에 각각 상기 제1 가스 및 상기 제2 가스를 공급하는 공정과,
모든 적재부에 처리할 기판을 적재하고, 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역에 각각 상기 제1 가스 및 상기 제2 가스를 공급하면서, 상기 기판이 상기 n개의 제1 처리 영역 및 상기 n개의 제2 처리 영역을 연속해서 통과하도록 상기 적재부를 연속적으로 공전시키는 공정을 포함하는 성막 방법.As a film forming method of forming a thin film on a substrate by alternately supplying a first gas and a second gas serving as a processing gas to a substrate a plurality of times in a processing container for forming a vacuum atmosphere, the method comprising:
In the processing vessel, n (n is an integer of 2 or more) first processing regions are formed at intervals along the circumferential direction of the processing vessel, and separated between the n first processing regions along the circumferential direction. Forming n second processing regions with regions interposed therebetween,
It is configured to be revolving along the circumferential direction and is disposed in a plurality along the circumferential direction, and a mounting portion for loading a substrate is installed, respectively,
In the mounting portion, a through hole for lifting a lifting pin for transferring a substrate between an external substrate transfer mechanism is formed,
The loading portion is disposed such that the same number of substrates is positioned in each of the n first processing regions and the n second processing regions when the revolution of the loading portion is stopped,
When the same number of substrates is located in each of the n first processing regions and the n second processing regions, using a film forming apparatus in which the number of stacking portions is set so that the stacking portions of the substrate are also located in the separation area,
When the same number of substrates to be processed are located in each of the n first processing regions and the n second processing regions, the stacking portion located in the separation region includes a dummy substrate to close the through hole of the stacking portion. And, intermittently orbiting the loading portion so that the substrate is alternately positioned in a state in which revolution is stopped in the n first processing regions and the n second processing regions, and the n first processing regions and the supplying the first gas and the second gas to n second processing regions, respectively,
A substrate to be processed is loaded on all loading units, and the first gas and the second gas are supplied to the n first processing regions and the n second processing regions, respectively, while the substrate is subjected to the n first processing. And a step of continuously orbiting the mounting portion so as to continuously pass through a region and the n second processing regions. 제10항에 있어서,
상기 제1 가스는, 기판에 흡착시키는 박막의 원료인 원료 가스이며, 상기 제2 가스는 당해 원료 가스와 반응해서 반응 생성물을 생성하는 반응 가스인 성막 방법.The method of claim 10,
The first gas is a raw material gas that is a raw material for a thin film adsorbed on a substrate, and the second gas is a reaction gas that reacts with the raw material gas to generate a reaction product. 제10항에 있어서,
적어도 기판에 대하여 상기 처리 가스가 공급되고 있을 때는 당해 기판이 적재되어 있는 적재부가 자전하는 성막 방법.The method of claim 10,
At least when the processing gas is supplied to the substrate, the mounting portion on which the substrate is mounted rotates. 삭제delete 진공 분위기를 형성하는 처리 용기 내에서, 기판에 처리 가스인 제1 가스와 제2 가스를 교대로 공급하는 사이클을 복수회 행하여, 기판 상에 박막을 성막하는 성막 장치에 사용되는 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억 매체로서,
상기 컴퓨터 프로그램은, 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 성막 방법을 실행하도록 스텝 군이 짜여져 있는 기억 매체.A computer program used in a film forming apparatus for forming a thin film on a substrate by performing a cycle of alternately supplying a first gas and a second gas serving as a processing gas to a substrate in a processing container forming a vacuum atmosphere is stored. As a storage medium,
A storage medium in which a group of steps is woven in the computer program so as to execute the film forming method according to any one of claims 10 to 12.
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