JP2012151386A

JP2012151386A - Nozzle attachment method

Info

Publication number: JP2012151386A
Application number: JP2011010509A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Sueyoshi; 守末吉
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-08-09

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for properly attaching a nozzle to a vertical reaction tube.SOLUTION: When a nozzle 20 is attached to a manifold 209, holding fixtures 10 are attached to both upper and lower ends of the nozzle 20; a horizontal part of the nozzle 20 is inserted into an attachment opening 210 of the manifold 209 from the side of a treatment chamber 201; and front end surfaces of the upper and lower holding fixtures 10 abut on an inner peripheral surface of the treatment chamber 201 to automatically maintain clearance between the nozzle 20 and the inner peripheral surface of the treatment chamber 201 and a parallel state of them. In a state in which the nozzle 20 is positioned by the holding fixtures 10, the horizontal part of the nozzle 20 is fixed to a joint 211 that is installed in the attachment opening 210. Subsequently, the upper and lower holding fixtures 10 are detached from the nozzle 209.

Description

本発明は、ノズル取付方法に関する。
詳しくは、基板処理装置のノズル取付方法に関するものである。 The present invention relates to a nozzle mounting method.
Specifically, the present invention relates to a nozzle mounting method for a substrate processing apparatus.

半導体集積回路装置（以下、ＩＣという）の製造方法において、ＩＣが作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという）に成膜するのに使用される基板処理装置として、例えば、特許文献１に示されたものがある。
従来のこの種の基板処理装置においては、ウエハを積載したボートをボートエレベータによって処理室に搬入した後に、ガス供給管からノズルを介して処理室内にガスが供給されるように、構成されている。 In a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as an IC), a substrate processing apparatus used for forming a film on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) in which an IC is formed is disclosed in, for example, Patent Document 1. There is something.
A conventional substrate processing apparatus of this type is configured such that after a boat loaded with wafers is carried into a processing chamber by a boat elevator, gas is supplied from the gas supply pipe into the processing chamber via a nozzle. .

ノズルは、例えば石英が使用されて垂直部と水平部とがＬ形状に接合されて形成されており、石英製ノズルの水平部の端部がステンレス鋼等の金属からなるマニホールドに挿通され、マニホールドに溶接されたステンレス鋼等の金属からなる継手に挿通部周辺が溶接等によって固定されている。 The nozzle is formed by, for example, using quartz and joining the vertical portion and the horizontal portion in an L shape, and the end portion of the horizontal portion of the nozzle made of quartz is inserted into a manifold made of metal such as stainless steel. The periphery of the insertion portion is fixed by welding or the like to a joint made of a metal such as stainless steel welded to the steel plate.

特開２００７−１４２２３７号公報JP 2007-142237 A

しかしながら、従来の基板処理装置においては、ノズルの水平部がマニホールドに挿通されて継手によって固定されていることにより、ノズルと反応管との隙間が狭すぎてお互いが接触してノズルや反応管が破損したり、逆に、ノズルと反応管との隙間が広すぎてノズルとボートまたはウエハとが接触してノズルやボートやウエハが破損したりするという問題点がある。また、ノズル、反応管、ボートおよびウエハが破損に至らずとも、ノズルの取付具合に依存する成膜安定性が一定にならない場合がある。
一般に、ノズルと反応管との間にスペーサを挟む込むことにより、ノズルと反応管との隙間（クリアランス）を確保しながら、ノズルの固定が実施されている。
しかしながら、基板処理装置の狭い筐体内での一人作業では、ノズルを安定して取り付けることは困難である。 However, in the conventional substrate processing apparatus, since the horizontal portion of the nozzle is inserted into the manifold and fixed by the joint, the gap between the nozzle and the reaction tube is too narrow to contact each other, and the nozzle and the reaction tube There is a problem that the nozzle is damaged, or conversely, the gap between the nozzle and the reaction tube is too wide so that the nozzle and the boat or wafer come into contact with each other and the nozzle, boat, or wafer is damaged. Even if the nozzle, the reaction tube, the boat, and the wafer are not damaged, the film formation stability depending on the mounting condition of the nozzle may not be constant.
Generally, the nozzle is fixed while securing a gap (clearance) between the nozzle and the reaction tube by sandwiching a spacer between the nozzle and the reaction tube.
However, it is difficult to stably attach the nozzle in one person working in a narrow housing of the substrate processing apparatus.

本発明の目的は、ノズルを反応管に適正に取り付けることができるノズル取付方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the nozzle attachment method which can attach a nozzle to a reaction tube appropriately.

本発明の一態様によれば、次の方法が提供される。
基板を収容して処理する反応管と、前記反応管を支持するマニホールドと、前記反応管内で複数枚の基板を多段に支持する支持具と、前記マニホールドに取り付けられるとともに、その一部が前記反応管と前記支持具との間に配置され、前記反応管内にガスを供給するノズルと、を有する基板処理装置に対して、前記ノズルを取り付ける方法であって、
前記反応管内に前記ノズルを配置するステップと、
前記反応管と前記ノズルとのクリアランスを保持するクリアランス保持治具を、前記ノズルに取り付けるステップと、
前記クリアランス保持治具を取り付けた前記ノズルを前記マニホールドに固定するステップと、
前記ノズルを前記マニホールドに固定した後に、前記ノズルから前記クリアランス保持治具を取り外すステップと、を有しており、
前記クリアランス保持治具は前記ノズルの側面を両サイドから挟み込む一対のアームを有しており、前記一対のアームのそれぞれの先端部は前記反応管の内面と接触するように構成され、前記一対のアームのそれぞれの側面には、内面が前記ノズルの側面形状に沿って接触する保持部が設けられている、
ことを特徴とするノズル取付方法。 According to one aspect of the present invention, the following method is provided.
A reaction tube that accommodates and processes substrates, a manifold that supports the reaction tube, a support that supports a plurality of substrates in the reaction tube in multiple stages, and a part of the reaction tube are attached to the manifold. A nozzle that is disposed between a tube and the support and has a nozzle for supplying gas into the reaction tube;
Disposing the nozzle in the reaction tube;
Attaching a clearance holding jig that holds the clearance between the reaction tube and the nozzle to the nozzle;
Fixing the nozzle to which the clearance holding jig is attached to the manifold;
Removing the clearance holding jig from the nozzle after fixing the nozzle to the manifold, and
The clearance holding jig has a pair of arms that sandwich the side surface of the nozzle from both sides, and each tip of the pair of arms is configured to come into contact with the inner surface of the reaction tube. Each side surface of the arm is provided with a holding portion whose inner surface contacts along the side surface shape of the nozzle.
A nozzle mounting method characterized by that.

本発明によれば、ノズルを反応管に適正に取り付けることができる。 According to the present invention, the nozzle can be appropriately attached to the reaction tube.

本実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を縦断面で示す図である。It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace of the substrate processing apparatus used suitably by this embodiment, and is a figure which shows a processing furnace part with a vertical cross section. 本実施形態で好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉部分を図１のＡ−Ａ’線断面図で示す図である。It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace of the substrate processing apparatus used suitably by this embodiment, and is a figure which shows a processing furnace part with the sectional view on the A-A 'line of FIG. 本実施形態における成膜フローを示す図である。It is a figure which shows the film-forming flow in this embodiment. 本実施形態の成膜シーケンスにおけるガス供給のタイミングを示す図であり、ＨＣＤガスを供給した後にＨＣＤガスの供給を停止し、その後、Ｏ_２ガスとＨ_２ガスとを供給する例を示している。Is a diagram showing the timing of gas supply in the film forming sequence of the present embodiment, by stopping the supply of the HCD gas after supplying the HCD gas, then, shows an example of supplying the O ₂ gas and H ₂ gas . 本実施形態で好適に用いられるクリアランス保持治具を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は（ｂ）のｅ−ｅ線に沿う断面図、（ｆ）は保持状態を示す平面図である。The clearance holding jig used suitably by this embodiment is shown, (a) is a top view, (b) is a front view, (c) is a side view, (d) is a rear view, (e) is ( Sectional drawing which follows the ee line of b), (f) is a top view which shows a holding state. 本実施形態にかかるノズル取付方法のクリアランス保持治具取付ステップおよびノズル挿入ステップを示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う平面断面図である。The clearance holding jig attachment step and nozzle insertion step of the nozzle attachment method concerning this embodiment are shown, (a) is a perspective view, (b) is plane sectional drawing which follows the bb line of (a). . （ａ）はノズル固定ステップを示しており、図６VII −VII 線に沿う断面図に相当する側面断面図であり、（ｂ）はクリアランス保持治具取り外しステップを示す側面断面図である。(A) has shown the nozzle fixing step, and is side sectional drawing equivalent to sectional drawing which follows FIG. 6VII-VII line, (b) is side sectional drawing which shows a clearance holding jig removal step. 他の実施形態にかかるノズル取付方法のクリアランス保持治具取付ステップおよびノズル挿入ステップを示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う平面断面図である。The clearance holding jig attachment step and nozzle insertion step of the nozzle attachment method concerning other embodiment are shown, (a) is a perspective view, (b) is a plane sectional view which meets the bb line of (a). is there.

以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の縦型処理炉の概略構成図であり、処理炉２０２部分を縦断面図で示している。
また、図２は、図１に示す処理炉のＡ−Ａ’断面図である。
なお、本発明は本実施形態にかかる基板処理装置に限らず、枚葉式、ＨｏｔＷａｌｌ型、ＣｏｌｄＷａｌｌ型の処理炉を有する基板処理装置にも好適に適用できる。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a substrate processing apparatus suitably used in an embodiment of the present invention, and shows a processing furnace 202 portion in a vertical sectional view.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the processing furnace shown in FIG.
The present invention is not limited to the substrate processing apparatus according to the present embodiment, and can be suitably applied to a substrate processing apparatus having a single wafer type, hot wall type, or cold wall type processing furnace.

図１に示されているように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。 As shown in FIG. 1, the processing furnace 202 includes a heater 207 as a heating means (heating mechanism). The heater 207 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a heater base (not shown) as a holding plate.

ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は、例えば石英（ＳｉＯ_２）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。プロセスチューブ２０３の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。 Inside the heater 207, a process tube 203 as a reaction tube is disposed concentrically with the heater 207. The process tube 203 is made of a heat resistant material such as quartz (SiO ₂ ) or silicon carbide (SiC), and is formed in a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. A process chamber 201 is formed in a cylindrical hollow portion of the process tube 203 so that wafers 200 as substrates can be accommodated by a boat 217, which will be described later, in a horizontal posture and aligned in multiple stages in the vertical direction.

プロセスチューブ２０３の下方には、プロセスチューブ２０３と同心円状にマニホールド２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９は、プロセスチューブ２０３に係合しており、プロセスチューブ２０３を支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とプロセスチューブ２０３との間にはシール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベースに支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９とにより反応容器（処理容器）が形成される。 A manifold 209 is disposed below the process tube 203 concentrically with the process tube 203. The manifold 209 is made of, for example, stainless steel and is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The manifold 209 is engaged with the process tube 203 and is provided to support the process tube 203. An O-ring 220a as a seal member is provided between the manifold 209 and the process tube 203. Since the manifold 209 is supported by the heater base, the process tube 203 is installed vertically. A reaction vessel (processing vessel) is formed by the process tube 203 and the manifold 209.

マニホールド２０９には、第１ガス導入部としての第１ノズル２３３ａと、第２ガス導入部としての第２ノズル２３３ｂと、第３ガス導入部としての第３ノズル２３３ｃとが、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられており、第１ノズル２３３ａ、第２ノズル２３３ｂ、第３ノズル２３３ｃには、それぞれ第１ガス供給管２３２ａ、第２ガス供給管２３２ｂ、第３ガス供給管２３２ｃが接続されている。このように、処理室２０１内へは複数種類、ここでは３種類の処理ガスを供給するガス供給路として、３本のガス供給管が設けられている。 The manifold 209 includes a first nozzle 233a as a first gas introduction part, a second nozzle 233b as a second gas introduction part, and a third nozzle 233c as a third gas introduction part. A first gas supply pipe 232a, a second gas supply pipe 232b, and a third gas supply pipe 232c are connected to the first nozzle 233a, the second nozzle 233b, and the third nozzle 233c, respectively. ing. Thus, three gas supply pipes are provided in the processing chamber 201 as gas supply paths for supplying a plurality of types, here three types of processing gases.

第１ガス供給管２３２ａには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ａ、及び開閉弁であるバルブ２４３ａが設けられている。また、第１ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａよりも下流側には、不活性ガスを供給する第１不活性ガス供給管２３４ａが接続されている。この第１不活性ガス供給管２３４ａには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｃが設けられている。また、第１ガス供給管２３２ａの先端部には、上述の第１ノズル２３３ａが接続されている。第１ノズル２３３ａは、処理室２０１を構成しているプロセスチューブ２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。第１ノズル２３３ａの側面にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ａが設けられている。このガス供給孔２４８ａは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第１ガス供給管２３２ａ、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２３３ａにより第１ガス供給系が構成される。また主に、第１不活性ガス供給管２３４ａ、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃにより、第１不活性ガス供給系が構成される。 The first gas supply pipe 232a is provided with a mass flow controller 241a as a flow rate controller (flow rate control means) and a valve 243a as an on-off valve in order from the upstream direction. A first inert gas supply pipe 234a that supplies an inert gas is connected to the downstream side of the valve 243a of the first gas supply pipe 232a. The first inert gas supply pipe 234a is provided with a mass flow controller 241c that is a flow rate controller (flow rate control means) and a valve 243c that is an on-off valve in order from the upstream direction. The first nozzle 233a is connected to the tip of the first gas supply pipe 232a. The first nozzle 233a is placed in an arcuate space between the inner wall of the process tube 203 constituting the processing chamber 201 and the wafer 200 along the upper direction from the lower part of the inner wall of the process tube 203, in the loading direction of the wafer 200. It is provided to rise upward. A gas supply hole 248a that is a supply hole for supplying a gas is provided on a side surface of the first nozzle 233a. The gas supply holes 248a have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch. A first gas supply system is mainly configured by the first gas supply pipe 232a, the mass flow controller 241a, the valve 243a, and the first nozzle 233a. In addition, a first inert gas supply system is mainly configured by the first inert gas supply pipe 234a, the mass flow controller 241c, and the valve 243c.

第２ガス供給管２３２ｂには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｂ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｂが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂよりも下流側には、不活性ガスを供給する第２不活性ガス供給管２３４ｂが接続されている。この第２不活性ガス供給管２３４ｂには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｄ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。また、第２ガス供給管２３２ｂの先端部には、上述の第２ノズル２３３ｂが接続されている。第２ノズル２３３ｂは、処理室２０１を構成しているプロセスチューブ２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。第２ノズル２３３ｂの側面にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ｂが設けられている。このガス供給孔２４８ｂは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第２ガス供給管２３２ｂ、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２３３ｂにより第２ガス供給系が構成される。また主に、第２不活性ガス供給管２３４ｂ、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄにより第２不活性ガス供給系が構成される。 The second gas supply pipe 232b is provided with a mass flow controller 241b as a flow rate controller (flow rate control means) and a valve 243b as an on-off valve in order from the upstream direction. A second inert gas supply pipe 234b that supplies an inert gas is connected to the downstream side of the valve 243b of the second gas supply pipe 232b. The second inert gas supply pipe 234b is provided with a mass flow controller 241d as a flow rate controller (flow rate control means) and a valve 243d as an on-off valve in order from the upstream direction. The second nozzle 233b is connected to the tip of the second gas supply pipe 232b. The second nozzle 233b is placed in an arc-shaped space between the inner wall of the process tube 203 constituting the processing chamber 201 and the wafer 200, along the upper portion from the lower portion of the inner wall of the process tube 203, in the loading direction of the wafer 200. It is provided to rise upward. A gas supply hole 248b, which is a supply hole for supplying gas, is provided on the side surface of the second nozzle 233b. The gas supply holes 248b have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch. A second gas supply system is mainly configured by the second gas supply pipe 232b, the mass flow controller 241b, the valve 243b, and the second nozzle 233b. In addition, a second inert gas supply system is mainly configured by the second inert gas supply pipe 234b, the mass flow controller 241d, and the valve 243d.

第３ガス供給管２３２ｃには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｅ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｅが設けられている。また、第３ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｅよりも下流側には、不活性ガスを供給する第３不活性ガス供給管２３４ｃが接続されている。この第３不活性ガス供給管２３４ｃには、上流方向から順に、流量制御器（流量制御手段）であるマスフローコントローラ２４１ｆ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｆが設けられている。また、第３ガス供給管２３２ｃの先端部には、上述の第３ノズル２３３ｃが接続されている。第３ノズル２３３ｃは、処理室２０１を構成しているプロセスチューブ２０３の内壁とウエハ２００との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ２０３の内壁の下部より上部に沿って、ウエハ２００の積載方向上方に向かって立ち上がるように設けられている。第３ノズル２３３ｃの側面にはガスを供給する供給孔であるガス供給孔２４８ｃが設けられている。このガス供給孔２４８ｃは、下部から上部にわたってそれぞれ同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。主に、第３ガス供給管２３２ｃ、マスフローコントローラ２４１ｅ、バルブ２４３ｅ、第３ノズル２３３ｃにより第３ガス供給系が構成される。また主に、第３不活性ガス供給管２３４ｃ、マスフローコントローラ２４１ｆ、バルブ２４３ｆにより第３不活性ガス供給系が構成される。 The third gas supply pipe 232c is provided with a mass flow controller 241e as a flow rate controller (flow rate control means) and a valve 243e as an on-off valve in order from the upstream direction. Further, a third inert gas supply pipe 234c for supplying an inert gas is connected to the downstream side of the valve 243e of the third gas supply pipe 232c. The third inert gas supply pipe 234c is provided with a mass flow controller 241f as a flow rate controller (flow rate control means) and a valve 243f as an on-off valve in order from the upstream direction. The third nozzle 233c described above is connected to the tip of the third gas supply pipe 232c. The third nozzle 233c is placed in the arc-shaped space between the inner wall of the process tube 203 constituting the processing chamber 201 and the wafer 200, along the upper portion from the lower portion of the inner wall of the process tube 203, in the loading direction of the wafer 200. It is provided to rise upward. A gas supply hole 248c, which is a supply hole for supplying gas, is provided on the side surface of the third nozzle 233c. The gas supply holes 248c have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch. A third gas supply system is mainly configured by the third gas supply pipe 232c, the mass flow controller 241e, the valve 243e, and the third nozzle 233c. Further, the third inert gas supply system is mainly configured by the third inert gas supply pipe 234c, the mass flow controller 241f, and the valve 243f.

第１ガス供給管２３２ａからは、酸素を含むガス（酸素含有ガス）として、例えば酸素（Ｏ_２）ガスが、マスフローコントローラ２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１ノズル２３３ａを介して処理室２０１内に供給される。すなわち、第１ガス供給系は酸素含有ガス供給系として構成される。このとき同時に、第１不活性ガス供給管２３４ａから、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４１ｃ、バルブ２４３ｃを介して第１ガス供給管２３２ａ内に供給されるようにしてもよい。 From the first gas supply pipe 232a, for example, oxygen (O ₂ ) gas is supplied as oxygen-containing gas (oxygen-containing gas) into the processing chamber 201 via the mass flow controller 241a, the valve 243a, and the first nozzle 233a. The That is, the first gas supply system is configured as an oxygen-containing gas supply system. At the same time, the inert gas may be supplied from the first inert gas supply pipe 234a into the first gas supply pipe 232a via the mass flow controller 241c and the valve 243c.

また、第２ガス供給管２３２ｂからは、水素を含むガス（水素含有ガス）として、例えば水素（Ｈ_２）ガスが、マスフローコントローラ２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２ノズル２３３ｂを介して処理室２０１内に供給される。すなわち、第２ガス供給系は水素含有ガス供給系として構成される。このとき同時に、第２不活性ガス供給管２３４ｂから、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４１ｄ、バルブ２４３ｄを介して第２ガス供給管２３２ｂ内に供給されるようにしてもよい。 Further, from the second gas supply pipe 232b, for example, hydrogen (H ₂ ) gas as hydrogen-containing gas (hydrogen-containing gas) enters the processing chamber 201 via the mass flow controller 241b, the valve 243b, and the second nozzle 233b. Supplied. That is, the second gas supply system is configured as a hydrogen-containing gas supply system. At the same time, the inert gas may be supplied from the second inert gas supply pipe 234b into the second gas supply pipe 232b via the mass flow controller 241d and the valve 243d.

また、第３ガス供給管２３２ｃからは、原料ガス、すなわち、シリコンを含む原料ガス（シリコン含有ガス）として、例えばヘキサクロロジシラン（Ｓｉ_２Ｃｌ_６、略称：ＨＣＤ）ガスが、マスフローコントローラ２４１ｅ、バルブ２４３ｅ、第３ノズル２３３ｃを介して処理室２０１内に供給される。すなわち、第３ガス供給系は原料ガス供給系（シリコン含有ガス供給系）として構成される。このとき同時に、第３不活性ガス供給管２３４ｃから、不活性ガスが、マスフローコントローラ２４１ｆ、バルブ２４３ｆを介して第３ガス供給管２３２ｃ内に供給されるようにしてもよい。 Further, from the third gas supply pipe 232c, for example, hexachlorodisilane (Si ₂ Cl ₆ , abbreviation: HCD) gas is supplied as a source gas, that is, a source gas containing silicon (silicon-containing gas), such as a mass flow controller 241e and a valve 243e. , And supplied into the processing chamber 201 through the third nozzle 233c. That is, the third gas supply system is configured as a source gas supply system (silicon-containing gas supply system). At the same time, the inert gas may be supplied from the third inert gas supply pipe 234c into the third gas supply pipe 232c via the mass flow controller 241f and the valve 243f.

なお、第１ガス供給系と第２ガス供給系とにより反応ガス供給系が構成され、第３ガス供給系により原料ガス供給系が構成される。 The first gas supply system and the second gas supply system constitute a reactive gas supply system, and the third gas supply system constitutes a source gas supply system.

なお、本実施形態では、Ｏ_２ガス、Ｈ_２ガス、ＨＣＤガスを、それぞれ別々のノズルから処理室２０１内に供給するようにしているが、例えば、Ｈ_２ガスとＨＣＤガスとを同じノズルから処理室２０１内に供給するようにしてもよい。また、Ｏ_２ガスとＨ_２ガスとを同じノズルから処理室２０１内に供給するようにしてもよい。このように、複数種類のガスでノズルを共用とすれば、ノズルの本数を減らすことができ、装置コストを低減することができ、またメンテナンスも容易となる等のメリットがある。また、Ｏ_２ガスとＨ_２ガスとを同じノズルから処理室２０１内に供給することで、酸化力向上効果および酸化力均一化効果を高めることも可能となる。
なお、後述する成膜温度帯では、ＨＣＤガスとＨ_２ガスとは反応しないが、ＨＣＤガスとＯ_２ガスとは反応することが考えられるので、ＨＣＤガスとＯ_２ガスとは別々のノズルから処理室２０１内に供給した方がよい。 In this embodiment, O ₂ gas, H ₂ gas, and HCD gas are supplied into the processing chamber 201 from separate nozzles. For example, H ₂ gas and HCD gas are supplied from the same nozzle. You may make it supply in the process chamber 201. FIG. Alternatively, O ₂ gas and H ₂ gas may be supplied into the processing chamber 201 from the same nozzle. As described above, if the nozzles are shared by a plurality of types of gases, the number of nozzles can be reduced, the apparatus cost can be reduced, and maintenance can be facilitated. Further, by supplying the O ₂ gas and the H ₂ gas from the same nozzle into the processing chamber 201, it becomes possible to enhance the oxidizing power improving effect and the oxidizing power uniformizing effect.
In the deposition temperature range to be described later, but do not react with HCD gas and H ₂ gas, since it is considered to react with HCD gas and O ₂ gas, from different nozzles and HCD gas and O ₂ gas It is better to supply it into the processing chamber 201.

マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１には、圧力検出器としての圧力センサ２４５及び圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４２を介して、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。なお、ＡＰＣバルブ２４２は、弁を開閉して処理室２０１内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能なように構成されている開閉弁である。真空ポンプ２４６を作動させつつ、圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の弁の開度を調節することにより、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。主に、排気管２３１、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６により排気系が構成される。 The manifold 209 is provided with an exhaust pipe 231 that exhausts the atmosphere in the processing chamber 201. A vacuum pump 246 as a vacuum exhaust device is connected to the exhaust pipe 231 via a pressure sensor 245 as a pressure detector and an APC (Auto Pressure Controller) valve 242 as a pressure regulator (pressure adjustment unit). . The APC valve 242 is an open / close valve configured to open / close the valve to stop evacuation / evacuation in the processing chamber 201 and to adjust the pressure by adjusting the valve opening. By adjusting the opening degree of the APC valve 242 based on the pressure detected by the pressure sensor 245 while operating the vacuum pump 246, the pressure in the processing chamber 201 becomes a predetermined pressure (degree of vacuum). It is configured to be evacuated. An exhaust system is mainly configured by the exhaust pipe 231, the pressure sensor 245, the APC valve 242, and the vacuum pump 246.

マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、後述する基板保持具としてのボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、プロセスチューブ２０３の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０１内に対して搬入・搬出することが可能なように構成されている。 Below the manifold 209, a seal cap 219 is provided as a furnace port lid that can airtightly close the lower end opening of the manifold 209. The seal cap 219 is configured to contact the lower end of the manifold 209 from the lower side in the vertical direction. The seal cap 219 is made of a metal such as stainless steel and has a disk shape. On the upper surface of the seal cap 219, an O-ring 220b is provided as a seal member that contacts the lower end of the manifold 209. On the opposite side of the seal cap 219 from the processing chamber 201, a rotation mechanism 267 for rotating a boat 217 as a substrate holder described later is installed. A rotation shaft 255 of the rotation mechanism 267 passes through the seal cap 219 and is connected to the boat 217. The rotation mechanism 267 is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 217. The seal cap 219 is configured to be lifted and lowered in the vertical direction by a boat elevator 115 as a lifting mechanism that is vertically installed outside the process tube 203. The boat elevator 115 is configured such that the boat 217 can be carried into and out of the processing chamber 201 by moving the seal cap 219 up and down.

基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。なお、ボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる断熱部材２１８が設けられており、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなるように構成されている。なお、断熱部材２１８は、石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる複数枚の断熱板と、これら断熱板を水平姿勢で多段に支持する断熱板ホルダとにより構成してもよい。プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合を調整することにより、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ２６３は、第１ノズル２３３ａ、第２ノズル２３３ｂ及び第３ノズル２３３ｃと同様に、プロセスチューブ２０３の内壁に沿って設けられている。 A boat 217 as a substrate holder is made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide, and holds a plurality of wafers 200 in a horizontal posture and in a state where the centers are aligned with each other and held in multiple stages. It is configured. A heat insulating member 218 made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide is provided at the lower part of the boat 217 so that heat from the heater 207 is not easily transmitted to the seal cap 219 side. . The heat insulating member 218 may be constituted by a plurality of heat insulating plates made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide, and a heat insulating plate holder that supports the heat insulating plates in a horizontal posture in multiple stages. A temperature sensor 263 as a temperature detector is installed in the process tube 203, and the temperature in the processing chamber 201 is adjusted by adjusting the degree of energization to the heater 207 based on the temperature information detected by the temperature sensor 263. Is configured to have a desired temperature distribution. The temperature sensor 263 is provided along the inner wall of the process tube 203, similarly to the first nozzle 233a, the second nozzle 233b, and the third nozzle 233c.

制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、マスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅ、２４１ｆ、バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、２４３ｆ、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４２、ヒータ２０７、温度センサ２６３、真空ポンプ２４６、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されている。コントローラ２８０により、マスフローコントローラ２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、２４１ｅ、２４１ｆによるガス流量調整、バルブ２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄ、２４３ｅ、２４３ｆの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４２の開閉及び圧力センサ２４５に基づく圧力調整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整、真空ポンプ２４６の起動・停止、回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等の制御が行われる。 The controller 280 serving as a control unit (control means) includes mass flow controllers 241a, 241b, 241c, 241d, 241e, 241f, valves 243a, 243b, 243c, 243d, 243e, 243f, pressure sensor 245, APC valve 242, heater 207, The temperature sensor 263, the vacuum pump 246, the rotation mechanism 267, the boat elevator 115, etc. are connected. The controller 280 adjusts the gas flow rate by the mass flow controllers 241a, 241b, 241c, 241d, 241e, 241f, the opening / closing operation of the valves 243a, 243b, 243c, 243d, 243e, 243f, the opening / closing of the APC valve 242 and the pressure based on the pressure sensor 245. Control such as adjustment operation, temperature adjustment of the heater 207 based on the temperature sensor 263, start / stop of the vacuum pump 246, adjustment of the rotation speed of the rotation mechanism 267, raising / lowering operation of the boat 217 by the boat elevator 115, and the like are performed.

次に、上述の基板処理装置の処理炉を用いて、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に絶縁膜としての酸化膜を成膜する方法の例について説明する。
なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。 Next, an example of a method for forming an oxide film as an insulating film on a substrate as a process of manufacturing a semiconductor device (device) using the above-described processing furnace of the substrate processing apparatus will be described.
In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 280.

図３に、本実施形態における成膜フロー図を、図４に本実施形態の成膜シーケンスにおけるガス供給のタイミング図を示す。
本実施形態の成膜シーケンスでは、基板を収容した処理容器内に、所定元素としてのシリコンを含む原料ガス（ＨＣＤガス）を供給することで、基板上に所定元素含有層としてのシリコン含有層を形成する工程と、処理容器内に原料ガスとは異なる反応ガスとして、酸素含有ガス（Ｏ_２ガス）と水素含有ガス（Ｈ_２ガス）とを供給することで、シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる（改質する）工程と、を交互に繰り返すことで、基板上に所定膜厚のシリコン酸化膜を形成する。 FIG. 3 shows a flow chart of film formation in the present embodiment, and FIG. 4 shows a timing chart of gas supply in the film formation sequence of the present embodiment.
In the film forming sequence of the present embodiment, a silicon-containing layer as a predetermined element-containing layer is formed on a substrate by supplying a source gas (HCD gas) containing silicon as a predetermined element into a processing container containing the substrate. A silicon-containing layer is formed into a silicon oxide layer by supplying an oxygen-containing gas (O ₂ gas) and a hydrogen-containing gas (H ₂ gas) as reaction gases different from the raw material gas in the process step A silicon oxide film having a predetermined thickness is formed on the substrate by alternately repeating the step of changing (modifying).

基板上にシリコン含有層を形成する工程は、ＣＶＤ反応が生じる条件下で行う。このとき基板上に１原子層未満から数原子層程度のシリコン含有層としてのシリコン層を形成する。シリコン含有層は原料ガスの吸着層であってもよい。ここで、シリコン層とは、シリコンにより構成される連続的な層の他、不連続な層や、これらが重なってできるシリコン薄膜をも含む総称である。なお、シリコンにより構成される連続的な層をシリコン薄膜という場合もある。また、原料ガスの吸着層とは、原料ガスのガス分子の連続的な化学吸着層の他、不連続な化学吸着層をも含む。なお、１原子層未満の層とは不連続に形成される原子層のことを意味している。原料ガスが自己分解する条件下では、基板上にシリコンが堆積することでシリコン層が形成される。原料ガスが自己分解しない条件下では、基板上に原料ガスが吸着することで原料ガスの吸着層が形成される。なお、基板上に原料ガスの吸着層を形成するよりも、基板上にシリコン層を形成する方が、成膜レートを高くすることができ好ましい。 The step of forming the silicon-containing layer on the substrate is performed under conditions that cause a CVD reaction. At this time, a silicon layer as a silicon-containing layer of less than one atomic layer to several atomic layers is formed on the substrate. The silicon-containing layer may be a source gas adsorption layer. Here, the silicon layer is a generic name including a continuous layer made of silicon, a discontinuous layer, and a silicon thin film formed by overlapping these layers. A continuous layer made of silicon may be referred to as a silicon thin film. The source gas adsorption layer includes a discontinuous chemical adsorption layer in addition to a continuous chemical adsorption layer of gas molecules of the source gas. In addition, the layer less than 1 atomic layer means the atomic layer formed discontinuously. Under conditions where the source gas self-decomposes, silicon is deposited on the substrate to form a silicon layer. Under the condition that the source gas does not self-decompose, the source gas is adsorbed on the substrate to form an adsorption layer of the source gas. Note that it is preferable to form a silicon layer on the substrate, rather than forming a source gas adsorption layer on the substrate, because the film formation rate can be increased.

また、シリコン含有層をシリコン酸化層に変化させる工程では、反応ガスを熱で活性化させて供給することで、シリコン含有層を酸化してシリコン酸化層に変化させる。このとき、大気圧未満の圧力雰囲気下にある処理容器内で反応ガスとしての酸素含有ガスと水素含有ガスとを反応させて酸素を含む酸化種を生成し、この酸化種によりシリコン含有層を酸化してシリコン酸化層に変化させる。この酸化処理によれば、酸素含有ガスを単独で供給する場合に比べ、酸化力を大幅に向上させることができる。すなわち、減圧雰囲気下において酸素含有ガスに水素含有ガスを添加することで、酸素含有ガス単独供給の場合に比べ大幅な酸化力向上効果が得られる。シリコン含有層を酸化層に改質する工程はノンプラズマの減圧雰囲気下で行われる。
なお、反応ガスとしては、酸素含有ガスを単独で用いることもできる。 In the step of changing the silicon-containing layer into the silicon oxide layer, the reaction gas is activated by heat and supplied to oxidize the silicon-containing layer and change it into a silicon oxide layer. At this time, an oxygen-containing gas as a reaction gas and a hydrogen-containing gas are reacted in a processing container under a pressure atmosphere less than atmospheric pressure to generate an oxygen-containing oxidizing species, and the silicon-containing layer is oxidized by the oxidizing species. Then, the silicon oxide layer is changed. According to this oxidation treatment, the oxidizing power can be greatly improved as compared with the case where the oxygen-containing gas is supplied alone. That is, by adding a hydrogen-containing gas to an oxygen-containing gas in a reduced-pressure atmosphere, a significant effect of improving the oxidizing power can be obtained compared to the case of supplying an oxygen-containing gas alone. The step of modifying the silicon-containing layer into an oxide layer is performed in a non-plasma reduced pressure atmosphere.
In addition, as a reactive gas, oxygen-containing gas can also be used independently.

以下、これを具体的に説明する。なお、本実施形態では、シリコンを含む原料ガスとしてＨＣＤガスを、反応ガスとしての酸素含有ガス、水素含有ガスとしてＯ_２ガス、Ｈ_２ガスをそれぞれ用い、図３の成膜フロー、図４の成膜シーケンスにより、基板上に絶縁膜としてシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）を形成する例について説明する。 This will be specifically described below. In this embodiment, the HCD gas is used as the source gas containing silicon, the oxygen-containing gas as the reaction gas, the O ₂ gas and the H ₂ gas as the hydrogen-containing gas, respectively, and the film formation flow in FIG. An example of forming a silicon oxide film (SiO ₂ film) as an insulating film on a substrate by a film forming sequence will be described.

複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。 When a plurality of wafers 200 are loaded into the boat 217 (wafer charge), as shown in FIG. 1, the boat 217 holding the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 115 and processed in the processing chamber 201. It is carried in (boat loading). In this state, the seal cap 219 seals the lower end of the manifold 209 via the O-ring 220b.

処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づきＡＰＣバルブ２４２がフィードバック制御される（圧力調整）。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される（温度調整）。続いて、回転機構２６７によりボート２１７が回転されることでウエハ２００が回転される。その後、後述する４つのステップを順次実行する。 The processing chamber 201 is evacuated by a vacuum pump 246 so that a desired pressure (degree of vacuum) is obtained. At this time, the pressure in the processing chamber 201 is measured by the pressure sensor 245, and the APC valve 242 is feedback-controlled based on the measured pressure (pressure adjustment). Further, the processing chamber 201 is heated by the heater 207 so as to have a desired temperature. At this time, the power supply to the heater 207 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 263 so that the inside of the processing chamber 201 has a desired temperature distribution (temperature adjustment). Subsequently, the wafer 200 is rotated by rotating the boat 217 by the rotation mechanism 267. Thereafter, the following four steps are sequentially executed.

［ステップ１］
第３ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｅ、第３不活性ガス供給管２３４ｃのバルブ２４３ｆを開き、第３ガス供給管２３２ｃにＨＣＤガス、第３不活性ガス供給管２３４ｃに不活性ガス（例えばＮ_２ガス）を流す。不活性ガスは、第３不活性ガス供給管２３４ｃから流れ、マスフローコントローラ２４１ｆにより流量調整される。ＨＣＤガスは、第３ガス供給管２３２ｃから流れ、マスフローコントローラ２４１ｅにより流量調整される。流量調整されたＨＣＤガスと、流量調整された不活性ガスは、第３ガス供給管２３２ｃ内で混合されて、第３ノズル２３３ｃのガス供給孔２４８ｃから、加熱された減圧状態の処理室２０１内に供給され排気管２３１から排気される（ＨＣＤ供給）。 [Step 1]
The valve 243e of the third gas supply pipe 232c and the valve 243f of the third inert gas supply pipe 234c are opened, the HCD gas is supplied to the third gas supply pipe 232c, and the inert gas (for example, N _{2 is} supplied to the third inert gas supply pipe 234c). Gas). The inert gas flows from the third inert gas supply pipe 234c, and the flow rate is adjusted by the mass flow controller 241f. The HCD gas flows from the third gas supply pipe 232c and the flow rate is adjusted by the mass flow controller 241e. The flow-adjusted HCD gas and the flow-adjusted inert gas are mixed in the third gas supply pipe 232c, and are heated from the gas supply hole 248c of the third nozzle 233c into the heated processing chamber 201 in a reduced pressure state. And exhausted from the exhaust pipe 231 (HCD supply).

このとき、ＡＰＣバルブ２４２を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、大気圧未満、例えば１０〜１０００Ｐａの範囲内の圧力に維持する。マスフローコントローラ２４１ｅで制御するＨＣＤガスの供給流量は、例えば１〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。ＨＣＤガスにウエハ２００を晒す時間は、例えば１〜１２０秒間の範囲内の時間とする。ヒータ２０７の温度は、処理室２０１内でＣＶＤ反応が生じるような温度となるように設定する。すなわち、ウエハ２００の温度が、例えば３５０〜８５０℃、好ましくは４００〜７００℃の範囲内の温度となるようにヒータ２０７の温度を設定する。 At this time, the APC valve 242 is appropriately adjusted to maintain the pressure in the processing chamber 201 at a pressure lower than atmospheric pressure, for example, in a range of 10 to 1000 Pa. The supply flow rate of the HCD gas controlled by the mass flow controller 241e is set to a flow rate in the range of 1 to 1000 sccm, for example. The time for exposing the wafer 200 to the HCD gas is, for example, a time within a range of 1 to 120 seconds. The temperature of the heater 207 is set so that the CVD reaction occurs in the processing chamber 201. That is, the temperature of the heater 207 is set so that the temperature of the wafer 200 is, for example, in the range of 350 to 850 ° C., preferably 400 to 700 ° C.

なお、ウエハ２００の温度が３５０℃未満となると、ウエハ２００上にＨＣＤが吸着しにくくなるし、ＨＣＤが分解しにくくなる。また、ウエハ２００の温度が４００℃未満となると、成膜レートが実用レベルを下回る。また、ウエハ２００の温度が７００℃、特に８５０℃を超えると、ＣＶＤ反応が強くなり、均一性が悪化しやすくなる。よって、ウエハ２００の温度は３５０〜８５０℃、好ましくは４００〜７００℃とするのがよい。 When the temperature of the wafer 200 is less than 350 ° C., it becomes difficult for HCD to be adsorbed on the wafer 200 and it becomes difficult for HCD to decompose. Further, when the temperature of the wafer 200 is less than 400 ° C., the film formation rate falls below the practical level. Further, when the temperature of the wafer 200 exceeds 700 ° C., particularly 850 ° C., the CVD reaction becomes strong and the uniformity tends to deteriorate. Therefore, the temperature of the wafer 200 is 350 to 850 ° C., preferably 400 to 700 ° C.

上述の条件にてＨＣＤガスを処理室２０１内に供給することで、ウエハ２００（表面の下地膜）上に１原子層未満から数原子層のシリコン含有層としてのシリコン層（Ｓｉ層）が形成される。シリコン含有層はＨＣＤガスの化学吸着層であってもよい。なお、ＨＣＤガスが自己分解する条件下では、ウエハ２００上にシリコンが堆積することでシリコン層が形成される。ＨＣＤガスが自己分解しない条件下では、ウエハ２００上にＨＣＤガスが化学吸着することでＨＣＤガスの化学吸着層が形成される。ウエハ２００上に形成されるシリコン含有層の厚さが数原子層を超えると、後述するステップ３での酸化の作用がシリコン含有層の全体に届かなくなる。また、ウエハ２００上に形成可能なシリコン含有層の最小値は１原子層未満である。よって、シリコン含有層の厚さは１原子層未満から数原子層とするのが好ましい。 By supplying the HCD gas into the processing chamber 201 under the above-described conditions, a silicon layer (Si layer) as a silicon-containing layer of less than one atomic layer to several atomic layers is formed on the wafer 200 (surface underlayer film). Is done. The silicon-containing layer may be a chemical adsorption layer of HCD gas. Note that silicon is deposited on the wafer 200 to form a silicon layer under conditions in which the HCD gas self-decomposes. Under the condition that the HCD gas does not self-decompose, the HCD gas is chemisorbed on the wafer 200 to form an HCD gas chemisorption layer. When the thickness of the silicon-containing layer formed on the wafer 200 exceeds several atomic layers, the oxidation action in step 3 described later does not reach the entire silicon-containing layer. The minimum value of the silicon-containing layer that can be formed on the wafer 200 is less than one atomic layer. Therefore, the thickness of the silicon-containing layer is preferably less than one atomic layer to several atomic layers.

シリコンを含む原料としては、ＨＣＤの他、ＴＣＳ（テトラクロロシラン、ＳｉＣｌ_４）、ＤＣＳ（ジクロロシラン、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）、ＳｉＨ_４（モノシラン）等の無機原料だけでなく、アミノシラン系の４ＤＭＡＳ（テトラキスジメチルアミノシラン、Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_４）、３ＤＭＡＳ（トリスジメチルアミノシラン、Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ_３）_２］_３Ｈ）、２ＤＥＡＳ（ビスジエチルアミノシラン、Ｓｉ［Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）_２］_２Ｈ_２）、ＢＴＢＡＳ（ビスターシャリーブチルアミノシラン、ＳｉＨ_２［ＮＨ（Ｃ_４Ｈ_９）］_２）などの有機原料を用いてもよい。 In addition to HCD, raw materials containing silicon include not only inorganic materials such as TCS (tetrachlorosilane, SiCl ₄ ), DCS (dichlorosilane, SiH ₂ Cl ₂ ), SiH ₄ (monosilane), but also aminosilane-based 4DMAS (tetrakis). Dimethylaminosilane, Si [N (CH ₃ ) ₂ ] ₄ ), 3DMAS (trisdimethylaminosilane, Si [N (CH ₃ ) ₂ ] ₃ H), 2DEAS (bisdiethylaminosilane, Si [N (C ₂ H ₅ ) ₂ ] ₂ H ₂ ), BTBAS (Bisturary butylaminosilane, SiH ₂ [NH (C ₄ H ₉ )] ₂ ) or the like may be used.

不活性ガスとしては、Ｎ_２ガスの他、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ等の希ガスを用いてもよい。なお、不活性ガスとして窒素（Ｎ）を含まないガスであるＡｒやＨｅ等の希ガスを使用することで、形成されるシリコン酸化膜の膜中Ｎ不純物濃度を低減できる。よって、不活性ガスとしては、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスを用いるのが好ましい。後述するステップ２、３、４においても同様なことが言える。 As the inert gas, a rare gas such as Ar, He, Ne, or Xe may be used in addition to the N ₂ gas. Note that the use of a rare gas such as Ar or He that does not contain nitrogen (N) as the inert gas can reduce the N impurity concentration in the formed silicon oxide film. Therefore, it is preferable to use a rare gas such as Ar or He as the inert gas. The same can be said for steps 2, 3, and 4 described later.

［ステップ２］
ウエハ２００上にシリコン含有層が形成された後、第３ガス供給管２３２ｃのバルブ２４３ｅを閉じ、ＨＣＤガスの供給を停止する。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４２は開いたままとし、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、残留したＨＣＤガスを処理室２０１内から排除する。このとき、不活性ガスを処理室２０１内へ供給すると、残留したＨＣＤガスを排除する効果が更に高まる（残留ガス除去）。このときのヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度がＨＣＤガスの供給時と同じく３５０〜８５０℃、好ましくは４００〜７００℃の範囲内の温度となるように設定する。 [Step 2]
After the silicon-containing layer is formed on the wafer 200, the valve 243e of the third gas supply pipe 232c is closed, and the supply of HCD gas is stopped. At this time, the APC valve 242 of the exhaust pipe 231 is kept open, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and the remaining HCD gas is removed from the processing chamber 201. At this time, if an inert gas is supplied into the processing chamber 201, the effect of removing the remaining HCD gas is further enhanced (residual gas removal). The temperature of the heater 207 at this time is set so that the temperature of the wafer 200 is 350 to 850 ° C., preferably 400 to 700 ° C., as in the case of supplying the HCD gas.

［ステップ３］
処理室２０１内の残留ガスを除去した後、第１ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａ、第１不活性ガス供給管２３４ａのバルブ２４３ｃを開き、第１ガス供給管２３２ａにＯ_２ガス、第１不活性ガス供給管２３４ａに不活性ガスを流す。不活性ガスは、第１不活性ガス供給管２３４ａから流れ、マスフローコントローラ２４１ｃにより流量調整される。Ｏ_２ガスは第１ガス供給管２３２ａから流れ、マスフローコントローラ２４１ａにより流量調整される。流量調整されたＯ_２ガスは、流量調整された不活性ガスと第１ガス供給管２３２ａ内で混合されて、第１ノズル２３３ａのガス供給孔２４８ａから、加熱された減圧状態の処理室２０１内に供給され排気管２３１から排気される。
このとき同時に、第２ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂ、第２不活性ガス供給管２３４ｂのバルブ２４３ｄを開き、第２ガス供給管２３２ｂにＨ_２ガス、第２不活性ガス供給管２３４ｂに不活性ガスを流す。不活性ガスは、第２不活性ガス供給管２３４ｂから流れ、マスフローコントローラ２４１ｄにより流量調整される。Ｈ_２ガスは第２ガス供給管２３２ｂから流れ、マスフローコントローラ２４１ｂにより流量調整される。流量調整されたＨ_２ガスは、流量調整された不活性ガスと第２ガス供給管２３２ｂ内で混合されて、第２ノズル２３３ｂのガス供給孔２４８ｂから、加熱された減圧状態の処理室２０１内に供給され排気管２３１から排気される（Ｏ_２及びＨ_２供給）。なお、Ｏ_２ガス及びＨ_２ガスはプラズマによって活性化することなく処理室２０１内に供給する。 [Step 3]
After the residual gas in the processing chamber 201 is removed, the valve 243a of the first gas supply pipe 232a and the valve 243c of the first inert gas supply pipe 234a are opened, and O ₂ gas and the first inert gas are supplied to the first gas supply pipe 232a. An inert gas is allowed to flow through the active gas supply pipe 234a. The inert gas flows from the first inert gas supply pipe 234a, and the flow rate is adjusted by the mass flow controller 241c. The O ₂ gas flows from the first gas supply pipe 232a and the flow rate is adjusted by the mass flow controller 241a. The O ₂ gas whose flow rate has been adjusted is mixed with the inert gas whose flow rate has been adjusted in the first gas supply pipe 232a, and is heated from the gas supply hole 248a of the first nozzle 233a into the heated processing chamber 201 in a reduced pressure state. Is exhausted from the exhaust pipe 231.
At the same time, the valve 243b of the second gas supply pipe 232b and the valve 243d of the second inert gas supply pipe 234b are opened, the H ₂ gas is supplied to the second gas supply pipe 232b, and the inert gas is supplied to the second inert gas supply pipe 234b. Flow gas. The inert gas flows from the second inert gas supply pipe 234b, and the flow rate is adjusted by the mass flow controller 241d. The H ₂ gas flows from the second gas supply pipe 232b and the flow rate is adjusted by the mass flow controller 241b. The H ₂ gas whose flow rate has been adjusted is mixed with the inert gas whose flow rate has been adjusted in the second gas supply pipe 232b, and is heated from the gas supply hole 248b of the second nozzle 233b into the heated processing chamber 201 in a reduced pressure state. And exhausted from the exhaust pipe 231 (O ₂ and H ₂ supply). Note that the O ₂ gas and the H ₂ gas are supplied into the processing chamber 201 without being activated by plasma.

このとき、ＡＰＣバルブ２４２を適正に調整して、処理室２０１内の圧力を、大気圧未満、例えば１〜１０００Ｐａの範囲内の圧力に維持する。マスフローコントローラ２４１ａで制御するＯ_２ガスの供給流量は、例えば１ｓｃｃｍ〜２００００ｓｃｃｍ（２０ｓｌｍ）の範囲内の流量とする。マスフローコントローラ２４１ｂで制御するＨ_２ガスの供給流量は、例えば１ｓｃｃｍ〜２００００ｓｃｃｍ（２０ｓｌｍ）の範囲内の流量とする。なお、Ｏ_２ガス及びＨ_２ガスにウエハ２００を晒す時間は、例えば１〜１２０秒間の範囲内の時間とする。ヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が、例えば３５０〜１０００℃の範囲内の温度となるように設定する。なお、この範囲内の温度であれば減圧雰囲気下でのＯ_２ガスへのＨ_２ガス添加による酸化力向上の効果が得られることを確認した。また、ウエハ２００の温度が低すぎると酸化力向上の効果が得られないことも確認した。ただしスループットを考慮すると、ウエハ２００の温度が、酸化力向上の効果が得られる温度であってステップ１のＨＣＤガスの供給時と同一の温度となるように、すなわちステップ１とステップ３とで処理室２０１内の温度を同一の温度に保持するようにヒータ２０７の温度を設定するのが好ましい。この場合、ステップ１とステップ３とでウエハ２００の温度、すなわち処理室２０１内の温度が３５０〜８５０℃、好ましくは４００〜７００℃の範囲内の一定の温度となるようにヒータ２０７の温度を設定する。さらには、ステップ１〜ステップ４（後述）にかけて処理室２０１内の温度を同一の温度に保持するようにヒータ２０７の温度を設定するのがより好ましい。この場合、ステップ１〜ステップ４（後述）にかけて処理室２０１内の温度が３５０〜８５０℃、好ましくは４００〜７００℃の範囲内の一定の温度となるようにヒータ２０７の温度を設定する。なお、減圧雰囲気下でのＯ_２ガスへのＨ_２ガス添加による酸化力向上の効果を得るには、処理室２０１内の温度を３５０℃以上とする必要があるが、処理室２０１内の温度は４００℃以上とするのが好ましく、さらには４５０℃以上とするのが好ましい。処理室２０１内の温度を４００℃以上とすれば、４００℃以上の温度で行うＯ_３酸化処理による酸化力を超える酸化力を得ることができ、処理室２０１内の温度を４５０℃以上とすれば、４５０℃以上の温度で行うＯ_２プラズマ酸化処理による酸化力を超える酸化力を得ることができる。 At this time, the APC valve 242 is appropriately adjusted to maintain the pressure in the processing chamber 201 at a pressure lower than atmospheric pressure, for example, in a range of 1 to 1000 Pa. The supply flow rate of O ₂ gas controlled by the mass flow controller 241a is, for example, a flow rate in the range of 1 sccm to 20000 sccm (20 slm). The supply flow rate of the H ₂ gas controlled by the mass flow controller 241b is, for example, a flow rate in the range of 1 sccm to 20000 sccm (20 slm). Note that the time for which the wafer 200 is exposed to the O ₂ gas and the H ₂ gas is, for example, a time within a range of 1 to 120 seconds. The temperature of the heater 207 is set so that the temperature of the wafer 200 becomes a temperature within a range of 350 to 1000 ° C., for example. Note that it was confirmed that the effect of improving the oxidizing power by adding H ₂ gas to the O ₂ gas under a reduced pressure atmosphere can be obtained at a temperature within this range. It has also been confirmed that if the temperature of the wafer 200 is too low, the effect of improving the oxidizing power cannot be obtained. However, in consideration of the throughput, the temperature of the wafer 200 is a temperature at which the effect of improving the oxidizing power can be obtained and is the same as that at the time of supplying the HCD gas in Step 1, that is, in Step 1 and Step 3. It is preferable to set the temperature of the heater 207 so that the temperature in the chamber 201 is kept at the same temperature. In this case, the temperature of the heater 207 is set so that the temperature of the wafer 200 in step 1 and step 3, that is, the temperature in the processing chamber 201 becomes a constant temperature in the range of 350 to 850 ° C., preferably 400 to 700 ° C. Set. Furthermore, it is more preferable that the temperature of the heater 207 is set so that the temperature in the processing chamber 201 is maintained at the same temperature in steps 1 to 4 (described later). In this case, the temperature of the heater 207 is set so that the temperature in the processing chamber 201 becomes a constant temperature in the range of 350 to 850 ° C., preferably 400 to 700 ° C., in steps 1 to 4 (described later). Incidentally, in order to obtain the effect of the oxidizing power improvement by H ₂ gas added to the O ₂ gas under a reduced pressure atmosphere, although the temperature in the processing chamber 201 is required to be 350 ° C. or higher, the temperature in the processing chamber 201 Is preferably 400 ° C. or higher, more preferably 450 ° C. or higher. If the temperature in the processing chamber 201 is 400 ° C. or higher, an oxidizing power exceeding the oxidizing power by the O ₃ oxidation treatment performed at a temperature of 400 ° C. or higher can be obtained. For example, an oxidizing power exceeding the oxidizing power by the O ₂ plasma oxidation treatment performed at a temperature of 450 ° C. or higher can be obtained.

上述の条件にてＯ_２ガス及びＨ_２ガスを処理室２０１内に供給することで、Ｏ_２ガス及びＨ_２ガスは加熱された減圧雰囲気下においてノンプラズマで活性化されて反応し、それにより原子状酸素（Ｏ）等の酸素を含む酸化種が生成される。そして、主にこの酸化種により、ステップ１でウエハ２００上に形成されたシリコン含有層に対して酸化処理が行われる。そして、この酸化処理により、シリコン含有層はシリコン酸化層（ＳｉＯ_２層、以下、単にＳｉＯ層ともいう。）へと変化させられる。 By supplying O ₂ gas and H ₂ gas into the processing chamber 201 under the above-described conditions, the O ₂ gas and H ₂ gas are activated and reacted with non-plasma in a heated reduced pressure atmosphere, thereby Oxidized species containing oxygen, such as atomic oxygen (O), are generated. Then, an oxidation process is performed on the silicon-containing layer formed on the wafer 200 in Step 1 mainly by this oxidation species. By this oxidation treatment, the silicon-containing layer is changed into a silicon oxide layer (SiO ₂ layer, hereinafter, also simply referred to as “SiO layer”).

酸素含有ガスとしては、酸素（Ｏ_２）ガスの他、オゾン（Ｏ_３）ガス等を用いてもよい。なお、上述の温度帯において、一酸化窒素（ＮＯ）ガスや亜酸化窒素（Ｎ_２Ｏ）ガスへの水素含有ガス添加効果を試してみたところ、ＮＯガス単独供給やＮ_２Ｏガス単独供給に比べて酸化力向上の効果が得られないことを確認した。すなわち、酸素含有ガスとしては窒素非含有の酸素含有ガス（窒素を含まず酸素を含むガス）を用いるのが好ましい。水素含有ガスとしては、水素（Ｈ_２）ガスの他、重水素（Ｄ_２）ガス等を用いてもよい。なお、アンモニア（ＮＨ_３）ガスやメタン（ＣＨ_４）ガス等を用いると、窒素（Ｎ）不純物や炭素（Ｃ）不純物の膜中への混入が考えられる。すなわち、水素含有ガスとしては、他元素非含有の水素含有ガス（他元素を含まず水素または重水素を含むガス）を用いるのが好ましい。すなわち、酸素含有ガスとしては、Ｏ_２ガスおよびＯ_３ガスよりなる群から選択される少なくとも一つのガスを用いることができ、水素含有ガスとしては、Ｈ_２ガスおよびＤ_２ガスよりなる群から選択される少なくとも一つのガスを用いることができる。 As the oxygen-containing gas, in addition to oxygen (O ₂ ) gas, ozone (O ₃ ) gas or the like may be used. In addition, when the hydrogen-containing gas addition effect to the nitrogen monoxide (NO) gas and the nitrous oxide (N ₂ O) gas was tried in the above temperature range, the NO gas alone supply and the N ₂ O gas alone supply were performed. It was confirmed that the effect of improving the oxidizing power was not obtained. That is, it is preferable to use a nitrogen-free oxygen-containing gas (a gas that does not contain nitrogen but contains oxygen) as the oxygen-containing gas. As the hydrogen-containing gas, deuterium (D ₂ ) gas or the like may be used in addition to hydrogen (H ₂ ) gas. Note that when ammonia (NH ₃ ) gas, methane (CH ₄ ) gas, or the like is used, nitrogen (N) impurities or carbon (C) impurities may be mixed into the film. That is, as the hydrogen-containing gas, it is preferable to use a hydrogen-containing gas that does not contain other elements (a gas that does not contain other elements and contains hydrogen or deuterium). That is, as the oxygen-containing gas, at least one gas selected from the group consisting of O ₂ gas and O ₃ gas can be used, and as the hydrogen-containing gas, selected from the group consisting of H ₂ gas and D ₂ gas At least one gas can be used.

［ステップ４］
シリコン含有層をシリコン酸化層へと変化させた後、第１ガス供給管２３２ａのバルブ２４３ａを閉じ、Ｏ_２ガスの供給を停止する。また、第２ガス供給管２３２ｂのバルブ２４３ｂを閉じ、Ｈ_２ガスの供給を停止する。このとき、排気管２３１のＡＰＣバルブ２４２は開いたままとし、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、残留したＯ_２ガスやＨ_２ガスを処理室２０１内から排除する。このとき、不活性ガスを処理室２０１内へ供給すると、残留したＯ_２ガスやＨ_２ガスを排除する効果が更に高まる（残留ガス除去）。このときのヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度がＯ_２ガス及びＨ_２ガスの供給時と同じく３５０〜８５０℃、好ましくは４００〜７００℃の範囲内の温度となるような温度に設定する。 [Step 4]
After changing the silicon-containing layer to the silicon oxide layer, the valve 243a of the first gas supply pipe 232a is closed, and the supply of O ₂ gas is stopped. Further, the valve 243b of the second gas supply pipe 232b is closed, and the supply of H ₂ gas is stopped. At this time, the APC valve 242 of the exhaust pipe 231 is kept open, the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246, and the remaining O ₂ gas and H ₂ gas are removed from the processing chamber 201. At this time, if the inert gas is supplied into the processing chamber 201, the effect of removing the remaining O ₂ gas and H ₂ gas is further enhanced (residual gas removal). The temperature of the heater 207 at this time is set to a temperature such that the temperature of the wafer 200 is 350 to 850 ° C., preferably 400 to 700 ° C., as in the case of supplying the O ₂ gas and the H ₂ gas. .

上述したステップ１〜４を１サイクルとして、このサイクルを複数回繰り返すことにより、ウエハ２００上に所定膜厚のシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜、以下、単にＳｉＯ膜ともいう）を成膜することができる。 By repeating steps 1 to 4 described above as one cycle and repeating this cycle a plurality of times, a silicon oxide film (SiO ₂ film, hereinafter simply referred to as SiO film) having a predetermined thickness can be formed on the wafer 200. it can.

所定膜厚のシリコン酸化膜を成膜すると、不活性ガスが処理室２０１内へ供給され排気されることで処理室２０１内が不活性ガスでパージされる（パージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。 When a silicon oxide film having a predetermined thickness is formed, the inside of the processing chamber 201 is purged with the inert gas (purge) by supplying and exhausting the inert gas into the processing chamber 201. Thereafter, the atmosphere in the processing chamber 201 is replaced with an inert gas, and the pressure in the processing chamber 201 is returned to normal pressure (return to atmospheric pressure).

その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済のウエハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンロード）される。その後、処理済みのウエハ２００はボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。 Thereafter, the seal cap 219 is lowered by the boat elevator 115, the lower end of the manifold 209 is opened, and the processed wafer 200 is carried out from the lower end of the manifold 209 to the outside of the process tube 203 while being held by the boat 217. (Boat unload). Thereafter, the processed wafer 200 is taken out from the boat 217 (wafer discharge).

以下、本実施形態にかかる基板処理装置のノズル取付方法を、図５〜図７を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a nozzle mounting method of the substrate processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態にかかるノズル取付方法においては、図５に示されたクリアランス保持治具（以下、保持治具という）１０が使用される。保持治具１０は第１ノズル２３３ａ、第２ノズル２３３ｂ、第３ノズル２３３ｃにそれぞれ使用されるが、その構成および作用は原理的に同様であるので、便宜上、ノズル２０に使用されるものとして説明する。 In the nozzle mounting method according to the present embodiment, a clearance holding jig (hereinafter referred to as a holding jig) 10 shown in FIG. 5 is used. Although the holding jig 10 is used for each of the first nozzle 233a, the second nozzle 233b, and the third nozzle 233c, the configuration and operation thereof are the same in principle, so that it is described as being used for the nozzle 20 for convenience. To do.

図５に示されているように、保持治具１０は洗濯挟み構造に構成されている。すなわち、保持治具１０はノズル２０の側面を両サイドから挟み込む一対のアーム１１、１１を有しており、一対のアーム１１、１１は中間部を回動自在に枢支するピン１２によって開閉自在に連結されている。一対のアーム１１、１１の一端部（以下、後端部とする）間にはスプリング１４が介設されており、スプリング１４は後端部を開く（離間させる）方向に常時付勢している。一対のアーム１１、１１の後端部外側面には滑り止め１３、１３がそれぞれ縦（ピン１２と平行方向）溝形状に形成されている。
一対のアーム１１、１１の前端面は、反応管としてのプロセスチューブ２０３の内面とそれぞれ接触するように形成されている。一対のアーム１１、１１の前端部の対向する両方の側面には、内面がノズル２０の側面形状に沿って接触する保持部１５、１５がそれぞれ没設されている。すなわち、両保持部１５、１５は円形のノズル２０の円周面に一致する円弧形凹曲面形状にそれぞれ形成されている。 As shown in FIG. 5, the holding jig 10 has a laundry pinching structure. That is, the holding jig 10 has a pair of arms 11 and 11 that sandwich the side surface of the nozzle 20 from both sides, and the pair of arms 11 and 11 can be opened and closed by a pin 12 that pivotally supports an intermediate portion. It is connected to. A spring 14 is interposed between one end portions (hereinafter referred to as rear end portions) of the pair of arms 11 and 11, and the spring 14 is constantly biased in a direction of opening (separating) the rear end portions. . Anti-skids 13 and 13 are formed in a longitudinal (parallel to the pin 12) groove shape on the outer surfaces of the rear ends of the pair of arms 11 and 11, respectively.
The front end surfaces of the pair of arms 11 and 11 are formed so as to come into contact with the inner surface of the process tube 203 as a reaction tube, respectively. On both side surfaces of the front end portions of the pair of arms 11 and 11, holding portions 15 and 15 whose inner surfaces are in contact with the side surface shape of the nozzle 20 are respectively submerged. That is, the holding portions 15 and 15 are each formed in an arcuate concave curved surface shape that coincides with the circumferential surface of the circular nozzle 20.

マニホールド２０９にノズル２０を取り付けるに際しては、図６に示されているように、保持治具１０がノズル２０の上下両端部にそれぞれ取り付けられ、ノズル２０の水平部がマニホールド２０９の取付口２１０に処理室２０１側から挿入される。ノズル２０が取付口２１０に挿入されると、上下の保持治具１０、１０の前端面が処理室２０１の内周面にそれぞれ当接するので、ノズル２０と処理室２０１の内周面とのクリアランスおよび平行が自動的に調整されて保持される。
保持治具１０をノズル２０に取り付けるに際しては、図６（ａ）の上端部に示されているように、一対のアーム１１、１１の後端部がスプリング１４の弾発力に抗して閉じられて前端部が開かれた状態で、ノズル２０がその前端部間に相対的に挿入される。続いて、両側の保持部１５、１５がノズル２０の外周面にそれぞれ対向されてから、保持治具１０がスプリング１４の弾発力よって閉じられる。保持治具１０が閉じられると、両側の保持部１５、１５がノズル２０の円周面に当接してノズル２０を挟んだ状態になるので、保持治具１０はノズル２０に相対的に保持された状態になる。 When the nozzle 20 is attached to the manifold 209, as shown in FIG. 6, the holding jig 10 is attached to the upper and lower ends of the nozzle 20, and the horizontal portion of the nozzle 20 is processed into the attachment port 210 of the manifold 209. It is inserted from the chamber 201 side. When the nozzle 20 is inserted into the attachment port 210, the front end surfaces of the upper and lower holding jigs 10 and 10 come into contact with the inner peripheral surface of the processing chamber 201, so that the clearance between the nozzle 20 and the inner peripheral surface of the processing chamber 201 is reached. And parallelism are automatically adjusted and maintained.
When attaching the holding jig 10 to the nozzle 20, the rear end portions of the pair of arms 11, 11 are closed against the elastic force of the spring 14 as shown in the upper end portion of FIG. The nozzle 20 is relatively inserted between the front end portions with the front end portion opened. Subsequently, after the holding portions 15 on both sides are opposed to the outer peripheral surface of the nozzle 20, the holding jig 10 is closed by the elastic force of the spring 14. When the holding jig 10 is closed, the holding parts 15 and 15 on both sides come into contact with the circumferential surface of the nozzle 20 and sandwich the nozzle 20, so that the holding jig 10 is relatively held by the nozzle 20. It becomes a state.

図７（ａ）（ｂ）に示されているように、ノズル２０が保持治具１０によって位置決めされた状態で、ノズル２０の水平部は、取付口２１０に設置された継手２１１に固定される。この固定により、ノズル２０は処理室２０１の内周面とのクリアランスおよび平行を上下の保持治具１０、１０によって保持された状態で、マニホールド２０９に固定的に取り付けられる。 As shown in FIGS. 7A and 7B, the horizontal portion of the nozzle 20 is fixed to the joint 211 installed in the attachment port 210 in a state where the nozzle 20 is positioned by the holding jig 10. . By this fixing, the nozzle 20 is fixedly attached to the manifold 209 with the clearance and parallel to the inner peripheral surface of the processing chamber 201 being held by the upper and lower holding jigs 10 and 10.

図７（ｂ）に示されているように、ノズル２０がマニホールド２０９に固定された後に、上下の保持治具１０、１０がノズル２０９からそれぞれ取り外される。ノズル２０はマニホールド２０９に固定されているので、上下の保持治具１０、１０が取り外されても、処理室２０１の内周面とのクリアランスおよび平行を維持した状態になっている。 As shown in FIG. 7B, after the nozzle 20 is fixed to the manifold 209, the upper and lower holding jigs 10 and 10 are removed from the nozzle 209, respectively. Since the nozzle 20 is fixed to the manifold 209, even if the upper and lower holding jigs 10 and 10 are removed, the clearance and parallelism with the inner peripheral surface of the processing chamber 201 are maintained.

本実施形態によれば、次の効果が得られる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.

（１）洗濯挟み構造の保持治具をノズルの上下端部にそれぞれ取り付けて、ノズルの水平部をマニホールドの取付口に挿入して固定することにより、ノズルと処理室内周面とのクリアランスを保持し、かつ、ノズルを処理室内周面と平行にマニホールドに固定することができるので、プロセスチューブに適正に取り付けることができる。 (1) Retain the clearance between the nozzle and the peripheral surface of the processing chamber by attaching the holding jigs with the washing pin structure to the upper and lower ends of the nozzle and inserting and fixing the horizontal part of the nozzle into the attachment port of the manifold. In addition, since the nozzle can be fixed to the manifold in parallel with the peripheral surface of the processing chamber, it can be properly attached to the process tube.

（２）ノズルをプロセスチューブに適正に取り付けることができるので、ノズルのプロセスチューブやボートやウエハとの干渉を防止することができ、ノズルやプロセスチューブやボートやウエハの破損を防止することができる。 (2) Since the nozzle can be properly attached to the process tube, it is possible to prevent the nozzle from interfering with the process tube, boat and wafer, and to prevent damage to the nozzle, process tube, boat and wafer. .

（３）ノズルをプロセスチューブに適正に取り付けることができるので、ノズルの取付具合に依存する成膜安定性を一定に維持することができる。 (3) Since the nozzle can be properly attached to the process tube, the film formation stability depending on the attachment condition of the nozzle can be kept constant.

（４）保持治具をノズルに取り付けることにより、ノズルと処理室内周面とのクリアランスを自己制御的に保持することができるので、狭い空間内の一人作業でもノズルをプロセスチューブに適正に取り付けることができる。 (4) By attaching the holding jig to the nozzle, the clearance between the nozzle and the peripheral surface of the processing chamber can be held in a self-controlling manner, so that the nozzle can be properly attached to the process tube even in a single work in a narrow space. Can do.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、真円形筒形状ノズル２０の取付方法への適用に限定されるものではなく、長円形（小判形）筒形状ノズル２０Ａの取付方法（図８参照）や、楕円形筒形状ノズルの取付方法（図示せず）に適用することができる。
長円形（小判形）筒形状ノズル２０Ａおよび楕円形筒形状ノズルに使用される場合には、図８に示されているように、保持治具１０Ａの一対のアーム１１Ａ、１１Ａの間隔が広く設定される。 For example, the present invention is not limited to the application method of the true circular cylindrical nozzle 20, but is an installation method of the oval (oval) cylindrical nozzle 20 </ b> A (see FIG. 8) or an elliptical cylindrical nozzle installation method. (Not shown).
When used for an oval (oval) cylindrical nozzle 20A and an elliptical cylindrical nozzle, as shown in FIG. 8, the interval between the pair of arms 11A, 11A of the holding jig 10A is set wide. Is done.

一対のアームを強制的に閉じるスプリングとしては、圧縮コイルスプリングを使用するに限らず、例えば、トーションスプリングを使用してもよい。 The spring that forcibly closes the pair of arms is not limited to a compression coil spring, and for example, a torsion spring may be used.

保持治具はノズルをマニホールドの取付口に挿入した後で、かつ、継手に固定する前に、ノズルに取り付けてもよい。 The holding jig may be attached to the nozzle after the nozzle is inserted into the attachment port of the manifold and before being fixed to the joint.

以下、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様によれば、次の方法が提供される。
基板を収容して処理する反応管と、前記反応管を支持するマニホールドと、前記反応管内で複数枚の基板を多段に支持する支持具と、前記マニホールドに取り付けられるとともに、その一部が前記反応管と前記支持具との間に配置され、前記反応管内にガスを供給するノズルと、を有する基板処理装置に対して、前記ノズルを取り付ける方法であって、
前記反応管内に前記ノズルを配置するステップと、
前記反応管と前記ノズルとのクリアランスを保持するクリアランス保持治具を、前記ノズルに取り付けるステップと、
前記クリアランス保持治具を取り付けた前記ノズルを前記マニホールドに固定するステップと、
前記ノズルを前記マニホールドに固定した後に、前記ノズルから前記クリアランス保持治具を取り外すステップと、を有しており、
前記クリアランス保持治具は前記ノズルの側面を両サイドから挟み込む一対のアームを有しており、前記一対のアームのそれぞれの先端部は前記反応管の内面と接触するように構成され、前記一対のアームのそれぞれの側面には、内面が前記ノズルの側面形状に沿って接触する保持部が設けられている、
ことを特徴とするノズル取付方法。
基板を収容して処理する反応管と、前記反応管を支持するマニホールドと、前記反応管内で複数枚の基板を多段に支持する支持具と、前記マニホールドに取り付けられると共にその一部が前記反応管と前記支持具との間に配置され、前記反応管内にガスを供給するノズルと、を有する基板処理装置に対して、前記ノズルを取り付ける方法であって、
前記反応管内にノズルを配置する工程と、
前記ノズルに、前記反応管と前記ノズルとのクリアランスを保持するクリアランス保持治具を取り付ける工程と、
その状態で前記ノズルを前記マニホールドに固定する工程と、
前記ノズルを前記マニホールドに固定した後、前記ノズルから前記クリアランス保持治具を取り外す工程と、を有しており、
前記クリアランス保持治具は、前記ノズルの側面を両サイドから挟み込む一対のアーム部を有しており、前記各アーム部の先端部は前記反応管の内壁と接触するように構成され、前記各アーム部の側面には、前記ノズルの側面形状に沿って凹部が設けられ、該凹部は、その内壁が前記ノズルの側面と接触するように構成されることを特徴とするノズル取り付け方法。
好ましくは、前記ノズルの断面形状が真円形である。
また好ましくは、前記ノズルの断面形状が真円形ではない。
また好ましくは、前記ノズルの断面形状がひしゃげた円形である。
また好ましくは、前記ノズルの断面形状が長円形（小判形）である。
また好ましくは、前記ノズルの断面形状が楕円形である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
According to one aspect of the present invention, the following method is provided.
A reaction tube that accommodates and processes substrates, a manifold that supports the reaction tube, a support that supports a plurality of substrates in the reaction tube in multiple stages, and a part of the reaction tube are attached to the manifold. A nozzle that is disposed between a tube and the support and has a nozzle for supplying gas into the reaction tube;
Disposing the nozzle in the reaction tube;
Attaching a clearance holding jig that holds the clearance between the reaction tube and the nozzle to the nozzle;
Fixing the nozzle to which the clearance holding jig is attached to the manifold;
Removing the clearance holding jig from the nozzle after fixing the nozzle to the manifold, and
The clearance holding jig has a pair of arms that sandwich the side surface of the nozzle from both sides, and each tip of the pair of arms is configured to come into contact with the inner surface of the reaction tube. Each side surface of the arm is provided with a holding portion whose inner surface contacts along the side surface shape of the nozzle.
A nozzle mounting method characterized by that.
A reaction tube that accommodates and processes substrates, a manifold that supports the reaction tube, a support that supports a plurality of substrates in the reaction tube in multiple stages, and a part of the reaction tube that is attached to the manifold. And a nozzle for supplying a gas into the reaction tube, the nozzle being attached to the substrate processing apparatus,
Placing a nozzle in the reaction tube;
Attaching a clearance holding jig for maintaining clearance between the reaction tube and the nozzle to the nozzle;
Fixing the nozzle to the manifold in that state;
Removing the clearance holding jig from the nozzle after fixing the nozzle to the manifold, and
The clearance holding jig has a pair of arm portions that sandwich the side surface of the nozzle from both sides, and the distal end portion of each arm portion is configured to come into contact with the inner wall of the reaction tube. A nozzle mounting method, wherein a concave portion is provided on a side surface of the portion along the shape of a side surface of the nozzle, and the concave portion is configured such that an inner wall thereof is in contact with a side surface of the nozzle.
Preferably, the cross-sectional shape of the nozzle is a true circle.
Preferably, the cross-sectional shape of the nozzle is not a perfect circle.
Preferably, the cross-sectional shape of the nozzle is a circular shape.
Preferably, the cross-sectional shape of the nozzle is an oval (oval shape).
Preferably, the cross-sectional shape of the nozzle is an ellipse.

１０、１０Ａ保持治具（クリアランス保持治具）
１１、１１Ａアーム
１２ピン
１３滑り止め
１４スプリング
１５保持部
２０真円形筒形状ノズル（ノズル）
２０Ａ長円形（小判形）筒形状ノズル（ノズル）
２００ウエハ（基板）
２０１処理室
２０３プロセスチューブ（反応管）
２０９マニホールド
２１０取付口
２１１継手
２３３ａ第１ノズル
２３３ｂ第２ノズル
２３３ｃ第３ノズル 10, 10A Holding jig (clearance holding jig)
11, 11A Arm 12 Pin 13 Non-slip 14 Spring 15 Holding portion 20 True circular cylindrical nozzle (nozzle)
20A oval (oval) cylindrical nozzle (nozzle)
200 wafer (substrate)
201 processing chamber 203 process tube (reaction tube)
209 Manifold 210 Mounting port 211 Joint 233a First nozzle 233b Second nozzle 233c Third nozzle

Claims

A reaction tube that accommodates and processes substrates, a manifold that supports the reaction tube, a support that supports a plurality of substrates in the reaction tube in multiple stages, and a part of the reaction tube are attached to the manifold. A nozzle that is disposed between a tube and the support and has a nozzle for supplying gas into the reaction tube;
Disposing the nozzle in the reaction tube;
Attaching a clearance holding jig that holds the clearance between the reaction tube and the nozzle to the nozzle;
Fixing the nozzle to which the clearance holding jig is attached to the manifold;
Removing the clearance holding jig from the nozzle after fixing the nozzle to the manifold, and
The clearance holding jig has a pair of arms that sandwich the side surface of the nozzle from both sides, and each tip of the pair of arms is configured to come into contact with the inner surface of the reaction tube. Each side surface of the arm is provided with a holding portion whose inner surface contacts along the side surface shape of the nozzle.
A nozzle mounting method characterized by that.