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Description
本発明は、処理管に関し、例えば、半導体集積回路装置の製造方法において、半導体素子を含む半導体集積回路を作り込む半導体ウエハ(以下、ウエハという。)に絶縁膜や金属膜を堆積(デポジション)するのに利用して有効なものに関する。 The present invention relates to a processing tube. For example, in a manufacturing method of a semiconductor integrated circuit device, an insulating film or a metal film is deposited (deposition) on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) in which a semiconductor integrated circuit including semiconductor elements is formed. It is related to what is effective to use.
半導体集積回路装置の一例であるDRAM(Dynamic Random Access Memorry )のキャパシタ(Capacitor )の静電容量部(絶縁膜)を形成するために、五酸化タンタル(Ta2 O5 )の使用が検討されている。
Ta2 O5 は高い誘電率を持つため、微細面積で大きな静電容量を得るのに適している。
そして、生産性や膜質等の観点からDRAMの製造方法においては、Ta2 O5 はMOCVD装置によって成膜することが要望されている。
The use of tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) has been studied in order to form a capacitance portion (insulating film) of a capacitor (capacitor) of a dynamic random access memory (DRAM) which is an example of a semiconductor integrated circuit device. Yes.
Since Ta 2 O 5 has a high dielectric constant, it is suitable for obtaining a large capacitance in a fine area.
From the viewpoint of productivity, film quality, and the like, Ta 2 O 5 is required to be formed by a MOCVD apparatus in a DRAM manufacturing method.
一方、Ta2 O5 膜をMOCVD装置によって形成すると、リーク電流発生の原因になるカーボン(C)がTa2 O5 膜の表面近傍に付着することが知られている。
そこで、ウエハにTa2 O5 膜が形成された後に、Ta2 O5 膜の表面近傍に存在するカーボンを除去する必要がある。
そして、枚葉式リモートプラズマCVD装置はウエハに対するプラズマダメージを防止しつつ、ウエハの加熱温度を300〜400℃に下げることができるため、枚葉式リモートプラズマCVD装置によってTa2 O5 膜のカーボンを除去することが検討されている。
On the other hand, it is known that when the Ta 2 O 5 film is formed by the MOCVD apparatus, carbon (C) that causes the generation of leakage current adheres to the vicinity of the surface of the Ta 2 O 5 film.
Therefore, after the Ta 2 O 5 film is formed on the wafer, it is necessary to remove carbon existing near the surface of the Ta 2 O 5 film.
The single-wafer remote plasma CVD apparatus while preventing plasma damage to the wafer, since the heating temperature of the wafer can be lowered to 300 to 400 ° C., of the Ta 2 O 5 film by single-wafer remote plasma CVD apparatus Carbon It is being considered to remove
しかしながら、枚葉式リモートプラズマCVD装置においては、Ta2 O5 膜のカーボンの除去を一枚ずつ実施するために、スループットが小さくなるという問題点がある。例えば、枚葉式リモートプラズマCVD装置における正味の処理時間を10分、搬送系の動作時間を2分とすると、1時間当たりのウエハの処理枚数は5枚に過ぎない。 However, the single-wafer remote plasma CVD apparatus has a problem in that throughput is reduced because the removal of carbon from the Ta 2 O 5 film is performed one by one. For example, if the net processing time in the single wafer remote plasma CVD apparatus is 10 minutes and the operation time of the transfer system is 2 minutes, the number of wafers processed per hour is only five.
そして、枚葉式リモートプラズマCVD装置はサセプタだけが処理温度に加熱されるコールドウオール形が一般的であるため、枚葉式リモートプラズマCVD装置においては、ウエハ面内を均一に加熱することが困難であり、また、チャンバの材料の選択の関係でウエハを400℃以上に加熱することが困難であるという問題点がある。さらに、サセプタにヒータを埋設してウエハを加熱する場合においては、ウエハの反りや平面粗さによってウエハへの熱伝達が不均一になるため、例えば、500℃±1%の均一加熱は困難である。このため、静電チャック付きヒータの利用が考えられるが、静電チャック付きヒータはきわめて高価であり、信頼性に関する価格対効果の面で支障がある。 In addition, since the single-wafer remote plasma CVD apparatus is generally a cold wall type in which only the susceptor is heated to the processing temperature, it is difficult to uniformly heat the wafer surface in the single-wafer remote plasma CVD apparatus. In addition, there is a problem that it is difficult to heat the wafer to 400 ° C. or higher due to the selection of the material of the chamber. Furthermore, when a wafer is heated by embedding a heater in the susceptor, heat transfer to the wafer becomes non-uniform due to the warpage or planar roughness of the wafer. For example, uniform heating at 500 ° C. ± 1% is difficult. is there. For this reason, the use of a heater with an electrostatic chuck is conceivable, but the heater with an electrostatic chuck is very expensive and has a problem in terms of cost effectiveness regarding reliability.
本発明の目的は、大きなスループットを得ることができるとともに、被処理基板の温度の均一性を高めることができるバッチ式リモートプラズマ処理装置に適用される処理管を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a processing tube applied to a batch type remote plasma processing apparatus that can obtain a large throughput and can improve the uniformity of the temperature of the substrate to be processed.
課題を解決するための手段のうち、代表的なものは次の通りである。
(1)複数枚の基板が積層して収容される処理室と、
前記処理室から区画され、処理ガスが供給される放電室であって、少なくともこの放電室内でプラズマを生成する一対の電極部を収容する放電室と、
を備えたことを特徴とする処理管。
(2)前記放電室は前記処理管の内側に形成されていることを特徴とする前記(1)の処理管。
(3)前記放電室は隔壁により前記処理室から区画され、前記隔壁には前記処理ガスを前記処理室内に供給する吹出口が設けられていることを特徴とする前記(1)または(2)の処理管。
Among the means for solving the problems, typical ones are as follows.
(1) a processing chamber in which a plurality of substrates are stacked and accommodated;
A discharge chamber partitioned from the processing chamber and supplied with a processing gas, and at least a discharge chamber containing a pair of electrode portions for generating plasma in the discharge chamber;
A processing tube comprising:
(2) The processing tube according to (1), wherein the discharge chamber is formed inside the processing tube.
(3) The discharge chamber is partitioned from the processing chamber by a partition, and the partition is provided with an outlet for supplying the processing gas into the processing chamber. Processing tube.
前記した(1)において、処理室から区画された放電室内でプラズマが生成されるので、このプラズマ雰囲気中に処理ガスが供給されると、中性の活性粒子が形成される。この活性粒子が処理室の内部に搬入された複数枚の被処理基板に供給されることにより、複数枚の被処理基板を一括してプラズマ処理することができる。
そして、前記(1)によれば、複数枚の被処理基板が一括してバッチ処理されるため、スループットは被処理基板が一枚ずつ処理(枚葉処理)される場合に比べて大幅に向上させることができる。
また、処理室の内部に収納された複数枚の被処理基板をホットウオール形のヒータによって加熱することにより、各被処理基板面内を均一に加熱することができるため、被処理基板のプラズマによる処理を均一化することができる。
In (1) described above, since plasma is generated in the discharge chamber partitioned from the processing chamber, neutral active particles are formed when the processing gas is supplied into the plasma atmosphere. By supplying the active particles to the plurality of substrates to be processed carried into the processing chamber, the plurality of substrates to be processed can be plasma-processed collectively.
According to the above (1), since a plurality of substrates to be processed are batch-processed in batch, the throughput is greatly improved as compared with the case where the substrates to be processed are processed one by one (single wafer processing). Can be made.
In addition, by heating a plurality of substrates to be processed accommodated in the processing chamber with a hot wall heater, the surface of each substrate to be processed can be heated uniformly. Processing can be made uniform.
以下、本発明の一実施の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.
本実施の形態において、図1〜図3に示されているように、本発明に係る処理管は、バッチ式縦形ホットウオール形リモートプラズマCVD装置(以下、CVD装置という。)として構成されている。
すなわち、CVD装置10は石英ガラス等の耐熱性の高い材料が用いられて一端開口で他端閉塞の円筒形状に形成されたプロセスチューブ11を備えており、プロセスチューブ11は中心線が垂直になるように縦に配されて固定的に支持されている。
プロセスチューブ11の筒中空部は複数枚のウエハ1が収容される処理室12を形成しており、プロセスチューブ11の下端開口は被処理物としてのウエハ1を出し入れするための炉口13を形成している。プロセスチューブ11の内径は取り扱うウエハ1の最大外径よりも大きくなるように設定されている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the processing tube according to the present invention is configured as a batch type vertical hot wall type remote plasma CVD apparatus (hereinafter referred to as a CVD apparatus). .
That is, the
A cylindrical hollow portion of the
プロセスチューブ11の外部には処理室12を全体にわたって均一に加熱するためのヒータ14が、プロセスチューブ11の周囲を包囲するように同心円に設備されており、ヒータ14はCVD装置10の機枠(図示せず)に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっている。
A
プロセスチューブ11の下端面にはマニホールド15が当接されており、マニホールド15は金属が使用されて上下両端部に径方向外向きに突出したフランジを有する円筒形状に形成されている。マニホールド15はプロセスチューブ11についての保守点検作業や清掃作業のためにプロセスチューブ11に着脱自在に取り付けられている。
そして、マニホールド15がCVD装置10の機枠(図示せず)に支持されることにより、プロセスチューブ11は垂直に据え付けられた状態になっている。
A
The
マニホールド15の側壁の一部には排気管16の一端が接続されており、排気管16は他端が排気装置(図示せず)に接続されて、処理室12を排気し得るように構成されている。
マニホールド15の下端面には下端開口を閉塞するシールキャップ17が、垂直方向下側からシールリング18を挟んで当接されるようになっている。シールキャップ17はマニホールド15の外径と略等しい円盤形状に形成されており、プロセスチューブ11の外部に垂直に設備されたエレベータ(図示せず)によって垂直方向に昇降されるように構成されている。
シールキャップ17の中心線上には回転軸19が挿通されており、回転軸19はシールキャップ17と共に昇降し、かつ、回転駆動装置(図示せず)によって回転されるようになっている。回転軸19の上端には被処理物としてのウエハ1を保持するためのボート2が垂直に立脚されて支持されるようになっている。
One end of an
A
A
ボート2は上下で一対の端板3、4と、両端板3、4間に架設されて垂直に配設された複数本(本実施の形態では三本)の保持部材5とを備えており、各保持部材5には多数条の保持溝6が長手方向に等間隔に配されて互いに対向して開口するように没設されている。
そして、ウエハ1の外周縁辺が各保持部材5の多数条の保持溝6間にそれぞれ挿入されることにより、複数枚のウエハ1がボート2に水平にかつ互いに中心を揃えられて整列されて保持されるようになっている。
ボート2の下側端板4の下面には断熱キャップ部7が形成されており、断熱キャップ部7の下端面が回転軸19に支持されている。
The
Then, by inserting the outer peripheral edge of the wafer 1 between the
A heat insulating
プロセスチューブ11の内周面の近傍における排気管16と異なる位置(図示例では、180度反対側の位置)には、処理ガスを供給するためのガス供給管21が垂直に立脚されており、ガス供給管21は誘電体が使用されて細長い円形のパイプ形状に形成されている。ガス供給管21の下端部のガス導入口部22はエルボ形状に直角に屈曲されて、マニホールド15の側壁を径方向外向きに貫通して外部に突き出されている。
ガス供給管21には複数個の吹出口23が垂直方向に並べられて開設されており、これら吹出口23の個数は処理されるウエハ1の枚数に対応されている。
本実施の形態において、これら吹出口23の個数は処理されるウエハ1の枚数に一致されており、各吹出口23の高さ位置はボートに保持された上下で隣合うウエハ1と1との間の空間に対向するようにそれぞれ設定されている。
At a position different from the
The
In the present embodiment, the number of these
マニホールド15におけるガス供給管21のガス導入口部22の周方向の両脇には、一対の支持筒部24、24が径方向外向きに突設されており、両支持筒部24、24には一対の保護管25、25のホルダ部26、26が径方向に挿通されてそれぞれ支持されている。
各保護管25は誘電体が使用されて上端が閉塞した細長い円形のパイプ形状に形成されており、それぞれの上下端がガス供給管21に揃えられて垂直に立脚されている。各保護管25の下端部のホルダ部26はエルボ形状に直角に屈曲されて、マニホールド15の支持筒部24を径方向外向きに貫通して外部に突き出されており、各保護管25の中空部内は処理室12の外部(大気圧)に連通されている。
A pair of
Each
両保護管25、25の中空部内には導電材料が使用されて細長い棒状に形成された一対の電極27、27がそれぞれ同心的に敷設されており、各電極27の下端部である被保持部28はホルダ部26に、放電防止のための絶縁筒29およびシールド筒30を介して保持されている。
両電極27、27間には高周波電力を印加する高周波電源31が整合器32を介して電気的に接続されている。
A pair of
A high
次に、以上の構成に係るCVD装置10を使用して、DRAMのキャパシタの静電容量部のためのTa2 O5 膜の表面近傍に存在したカーボンを除去する方法を説明する。
すなわち、本実施の形態においては、CVD装置10に供給されるウエハ1にはキャパシタの静電容量部を形成するためのTa2 O5 膜(図示せず)が前のMOCVD工程において被着されており、Ta2 O5 膜の表面近傍にはカーボン(図示せず)が存在しているものとし、このカーボンをCVD装置10によって除去するものとする。
Next, a method of removing carbon existing near the surface of the Ta 2 O 5 film for the capacitance portion of the DRAM capacitor using the
That is, in the present embodiment, a Ta 2 O 5 film (not shown) for forming a capacitance portion of a capacitor is deposited on the wafer 1 supplied to the
CVD装置10の被処理基板としてのウエハ1は複数枚がボート2にウエハ移載装置(図示せず)によって装填(チャージング)される。
図2および図3に示されているように、複数枚のウエハ1が装填されたボート2はシールキャップ17および回転軸19と共にエレベータによって上昇されて、プロセスチューブ11の処理室12に搬入(ボートローディング)される。
A plurality of wafers 1 as substrates to be processed by the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ウエハ1群を保持したボート2が処理室12に搬入されると、処理室12は排気管16に接続された排気装置によって所定の圧力以下に排気され、ヒータ14への供給電力が上昇されることにより、処理室12の温度が所定の温度に上昇される。
ヒータ14がホットウオール形構造であることにより、処理室12の温度は全体にわたって均一に維持された状態になり、その結果、ボート2に保持されたウエハ1群の温度分布は全長にわたって均一になるとともに、各ウエハ1の面内の温度分布も均一かつ同一になる。
When the
Since the
処理室12の温度が予め設定された値に達して安定した後に、処理ガス41として酸素(O2 )ガスが導入され、圧力が予め設定された値に達すると、ボート2が回転軸19によって回転されながら、一対の電極27、27間には高周波電力が高周波電源31および整合器32によって印加される。
処理ガス41である酸素ガスがガス供給管21に供給され、両電極27、27間に高周波電力が印加されると、図2に示されているように、ガス供給管21の内部にプラズマ40が形成され、処理ガス41は反応が活性な状態になる。
After the temperature of the
When oxygen gas, which is the processing
図1および図2に破線矢印をもって示されているように、処理ガス41の活性化した粒子(酸素ラジカル)42は、ガス供給管21の各吹出口23から処理室12にそれぞれ吹き出す。
As shown by broken line arrows in FIGS. 1 and 2, the activated particles (oxygen radicals) 42 of the
活性化した粒子(以下、活性粒子という。)42は各吹出口23からそれぞれ吹き出すことにより、それぞれが対向するウエハ1、1間に流れ込んで各ウエハ1に接触するため、活性粒子42のウエハ1群の全体に対する接触分布はボート2の全長にわたって均一になり、また、活性粒子の流れ方向に相当する各ウエハ1のウエハ面内の径方向の接触分布も均一になる。
この際、ウエハ1はボート2の回転によって回転されているため、ウエハ1、1間に流れ込んだ活性粒子42のウエハ面内の接触分布は周方向においても均一になる。
The activated particles 42 (hereinafter referred to as “active particles”) are blown out from the
At this time, since the wafer 1 is rotated by the rotation of the
ウエハ1に接触した活性粒子(酸素ラジカル)42はウエハ1のTa2 O5 膜の表面近傍に存在するカーボンと熱反応してCO(一酸化炭素)を生成することにより、カーボンをTa2 O5 膜から除去する。
この際、前述した通りに、ウエハ1の温度分布がボート2の全長かつウエハ面内で均一に維持されており、活性粒子42のウエハ1との接触分布がボート2の全位置かつウエハ面内で均一の状態になるため、活性粒子42の熱反応によるウエハ1におけるカーボンの除去作用はボート2の全位置かつウエハ面内において均一の状態になる。
Active particles (oxygen radicals) 42 in contact with the wafer 1 thermally react with carbon existing near the surface of the Ta 2 O 5 film of the wafer 1 to generate CO (carbon monoxide), thereby converting the carbon into Ta 2 O. 5 Remove from membrane.
At this time, as described above, the temperature distribution of the wafer 1 is maintained uniformly over the entire length of the
ちなみに、DRAMのキャパシタの静電容量部を形成するためのTa2 O5 膜のカーボンを除去する場合の処理条件は、次の通りである。
処理ガスとして使用される酸素ガスの供給流量は8.45×10-1〜3.38Pa・m3 /s、処理室の圧力は10〜100Pa、温度は500〜700℃である。
Incidentally, the processing conditions for removing carbon from the Ta 2 O 5 film for forming the capacitance portion of the DRAM capacitor are as follows.
The supply flow rate of oxygen gas used as the processing gas is 8.45 × 10 −1 to 3.38 Pa · m 3 / s, the pressure in the processing chamber is 10 to 100 Pa, and the temperature is 500 to 700 ° C.
予め設定された処理時間が経過すると、処理ガス41の供給、回転軸19の回転、高周波電力の印加、ヒータ14の加熱および排気管16の排気等が停止された後に、シールキャップ17が下降されることによって炉口13が開口されるとともに、ボート2に保持された状態でウエハ1群が炉口13から処理室12の外部に搬出(ボートアンローディング)される。
When a preset processing time elapses, supply of the
処理室12の外部に搬出されたウエハ1群はボート2からウエハ移載装置によってディスチャージングされる(降ろされる)。
以降、前記した作動が繰り返されることにより、複数枚のウエハ1が一括してバッチ処理される。
The group of wafers carried out of the
Thereafter, the plurality of wafers 1 are batch processed by repeating the above-described operation.
前記実施の形態によれば、次の効果が得られる。 According to the embodiment, the following effects can be obtained.
1) 複数枚のウエハを一括してバッチ処理することにより、ウエハを一枚ずつ枚葉処理する場合に比べて、スループットを大幅に向上させることができる。
例えば、枚葉処理する場合の1時間当たりの処理枚数は、処理時間を10分、搬送系の動作時間を2分とすると、5枚である。これに対して、100枚のウエハをバッチ処理する場合の1時間当たりの処理枚数は、処理時間を30分、搬送系の動作時間が60分とすると、66.7枚である。
1) By batch processing a plurality of wafers at a time, the throughput can be greatly improved as compared with the case where wafers are processed one by one.
For example, the number of sheets processed per hour in the case of sheet processing is 5 sheets when the processing time is 10 minutes and the operation time of the transport system is 2 minutes. On the other hand, the number of processed wafers per hour when batch processing 100 wafers is 66.7, assuming that the processing time is 30 minutes and the operation time of the transfer system is 60 minutes.
2) ボートに保持されて処理室に搬入された複数枚のウエハをホットウオール形のヒータによって加熱することにより、ウエハのボート全長および各ウエハ面内の温度を均一に分布させることができるため、処理ガスがプラズマによって活性化されてなる活性粒子によるウエハの処理状況すなわちTa2 O5 膜のカーボンの除去分布を均一化することができる。 2) By heating a plurality of wafers held in a boat and carried into a processing chamber with a hot-wall heater, the boat's overall length of the wafer and the temperature within each wafer surface can be uniformly distributed. The processing state of the wafer by the active particles obtained by activating the processing gas with plasma, that is, the carbon removal distribution of the Ta 2 O 5 film can be made uniform.
3) 一対の細長い電極を処理室に互いに対向して敷設することにより、両電極の全長にわたってプラズマを形成することができるため、処理ガスがプラズマによって活性化されてなる活性粒子をボートに保持されたウエハ群の全長にわたってより一層均一に供給することができる。 3) By laying a pair of elongate electrodes opposite to each other in the processing chamber, plasma can be formed over the entire length of both electrodes, so that active particles obtained by activating the processing gas by the plasma are held in the boat. It is possible to supply even more uniformly over the entire length of the wafer group.
4) 一対の細長い電極間の空間に処理ガスが供給されるガス供給管を敷設することにより、ガス供給管の内部において処理ガスをプラズマによって活性化することができるため、プラズマダメージがウエハに及ぶのを防止することができ、プラズマダメージによるウエハの歩留りの低下を未然に防止することができる。 4) By laying a gas supply pipe through which the processing gas is supplied in the space between the pair of elongated electrodes, the processing gas can be activated by plasma inside the gas supply pipe, so that the plasma damage reaches the wafer. Therefore, it is possible to prevent a decrease in wafer yield due to plasma damage.
5) ガス供給管に吹出口をボートに保持された上下のウエハの間の空間に対向させて開口することにより、活性粒子を各ウエハ間にそれぞれ流れ込ませることができるため、活性粒子のウエハ群の全体に対する接触分布をボートの全長にわたって均等にすることができ、その結果、活性粒子による処理状況をより一層均一化させることができる。 5) The active particles can be allowed to flow between the wafers by opening the gas supply pipe so that the air outlet faces the space between the upper and lower wafers held by the boat. It is possible to make the contact distribution with respect to the entire length of the boat uniform over the entire length of the boat, and as a result, the treatment state with the active particles can be made more uniform.
6) 複数枚のウエハを保持したボートを回転させることにより、ウエハ間に流れ込んだ活性粒子のウエハ面内の接触分布を周方向において均一化させることができるため、活性粒子による処理状況をより一層均一化させることができる。 6) By rotating a boat holding multiple wafers, the contact distribution within the wafer surface of the active particles that flowed between the wafers can be made uniform in the circumferential direction. It can be made uniform.
7) DRAMのキャパシタの静電容量部に使用されるTa2 O5 膜のカーボンを除去することにより、キャパシタ電極間のリーク電流を低減することができるため、DRAMの性能を高めることができる。 7) By removing the carbon of the Ta 2 O 5 film used in the capacitance part of the DRAM capacitor, the leakage current between the capacitor electrodes can be reduced, so that the performance of the DRAM can be improved.
図4および図5は本発明の第二の実施の形態であるCVD装置を示している。 4 and 5 show a CVD apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、一対の電極27A、27Bがプロセスチューブ11の内外にそれぞれ敷設されており、ガス供給管21Aが両電極27Aと27Bとの対向空間以外の位置に配設されている点である。
This embodiment is different from the above embodiment in that a pair of
本実施の形態においては、内側の電極27Aと外側の電極27Bとの間に高周波電力が高周波電源31および整合器32によって印加され、処理ガス41がガス供給管21Aによって処理室12に供給されると、プロセスチューブ11の側壁と内側の電極27Aとの間にプラズマ40が形成され、処理ガス41は反応活性な状態になる。
そして、活性化した粒子42は処理室12の全体に拡散することにより、ボート2に保持された各ウエハ1に接触する。ウエハ1に接触した活性粒子42は熱反応によってウエハ1のTa2 O5 膜に介在したカーボンを除去する。
In the present embodiment, high frequency power is applied between the
The activated
図6〜図8は本発明の第三の実施の形態であるCVD装置を示している。 6 to 8 show a CVD apparatus according to the third embodiment of the present invention.
本実施の形態において、プロセスチューブ11の内壁面に沿うように垂直に設けられた一対の保護管25、25は、下方で曲げられプロセスチューブ11の側面を貫通しており、両保護管25、25には一対の電極27、27がプロセスチューブ11の側面の下方から挿入されている。
また、プロセスチューブ11の内周にはプラズマ室33を形成する樋形状の隔壁34が両保護管25、25を気密に取り囲むように設置されており、隔壁34には複数個の吹出口35が上下のウエハ1、1間に対向するように配列されて開設されている。
さらに、プロセスチューブ11の側面下部のプラズマ室33にガスを供給可能な位置には、ガス供給管21が設けられている。
In the present embodiment, a pair of
In addition, a bowl-shaped
Further, a
処理ガス41をプラズマ室33に供給し所定の圧力に維持した後に、高周波電力が両電極27と27との間に高周波電源31および整合器32によって印加されると、プラズマ40がプラズマ室33に形成され、処理ガス41は活性化される。
そして、活性化した電気的に中性の粒子42は隔壁34に開設された吹出口35から吹き出て処理室12に供給されることにより、ボート2に保持された各ウエハ1に接触する。ウエハ1に接触した活性な粒子42はウエハ1の表面を処理する。
After supplying the
Then, the activated electrically
図9〜図11は本発明の第四の実施の形態であるCVD装置を示している。 9 to 11 show a CVD apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
本実施の形態に係るCVD装置は、プロセスチューブ11よりも短い長さの細長い平板形状に形成された一対の電極27C、27Cを備えており、両電極27C、27Cはプロセスチューブ11の側壁の一部に互いに平行でかつ上下端を揃えられた状態で垂直方向に延在するように開設された一対の電極挿入口36、36にプロセスチューブ11の外側からそれぞれ挿入されている。
プロセスチューブ11の内周面には一対の保護管25C、25Cが一対の電極挿入口36、36にそれぞれ対向するように突設されており、両電極27C、27Cの挿入端部は一対の保護管25C、25Cにそれぞれ挿入されて包囲されている。両電極挿入口36、36および両保護管25C、25Cの間口幅は両電極27C、27Cの板厚よりも若干広めに設定されており、両電極27C、27Cは大気圧に露出した状態になっている。
両電極27C、27Cの下端部には接続部28C、28Cが外向きにそれぞれ突設されており、接続部28C、28Cには高周波電力を印加する高周波電源31が、整合器32を介して電気的に接続されている。
両保護管25C、25C間には両保護管25C、25Cと協働してプラズマ室33Cを形成する平板形状の隔壁34Cが架設されており、隔壁34Cには複数個の吹出口35Cが上下のウエハ1、1間に対向するように配列されて開設されている。
プラズマ室33Cには処理ガス41が、ガス供給管21から供給されるようになっている。
The CVD apparatus according to this embodiment includes a pair of
A pair of
Between the
A processing
処理ガス41をガス供給管21によってプラズマ室33Cに供給し所定の圧力に維持した後に、高周波電力が両電極27Cと27Cとの間に高周波電源31および整合器32によって印加されると、プラズマ40がプラズマ室33Cに形成され、処理ガス41は活性な状態となる。
そして、活性化した粒子42は隔壁34Cに開設された吹出口35Cから吹き出て処理室12に供給されることにより、ボート2に保持された各ウエハ1に接触する。ウエハ1に接触した活性な粒子42はウエハ1の表面を処理する。
When high-frequency power is applied between the
Then, the activated
図12〜図14は本発明の第五の実施の形態であるCVD装置を示している。 12 to 14 show a CVD apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
本実施の形態に係るCVD装置は、プラズマ室37を形成する放電管38を備えており、放電管38は誘電体が使用されてプロセスチューブ11よりも短い長さの略正方形の角筒形状に形成されてプロセスチューブ11の側壁の外周の一部に垂直方向に延在するように敷設されている。
放電管38が包囲したプロセスチューブ11の側壁には複数個の吹出口39が上下のウエハ1、1間に対向するように配列されて開設されており、放電管38のプラズマ室37には処理ガス41がガス供給管21から供給されるようになっている。
放電管38の周方向の両脇には放電管38よりも短い長さの細長い平板形状に形成された一対の電極27D、27Dが大気圧に露出した状態で敷設されており、両電極27D、27Dにそれぞれ形成された各接続部28D、28Dには、高周波電力を印加する高周波電源31が整合器32を介して電気的に接続されている。
The CVD apparatus according to the present embodiment includes a
A plurality of
On both sides in the circumferential direction of the
処理ガス41をガス供給管21によってプラズマ室37に供給し所定の圧力に維持した後に、高周波電力が両電極27Dと27Dの間に高周波電源31および整合器32によって印加されると、プラズマ40がプラズマ室37に形成され、処理ガス41は活性な状態となる。
そして、活性化した粒子42は放電管38に連通した吹出口39から吹き出て処理室12に供給されることにより、ボート2に保持された各ウエハ1に接触する。ウエハ1に接触した活性な粒子42はウエハ1の表面を処理する。
When high-frequency power is applied between the
The activated
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.
ガス供給管の吹出口の個数は、処理するウエハの枚数に一致させるに限らず、処理するウエハの枚数に対応して増減することができる。
例えば、吹出口は上下で隣合うウエハ同士間にそれぞれ対向して配置するに限らず、二枚や三枚置きに配設してもよい。
The number of outlets of the gas supply pipe is not limited to the number of wafers to be processed, but can be increased or decreased according to the number of wafers to be processed.
For example, the air outlets are not limited to be disposed between the upper and lower adjacent wafers, but may be arranged in two or three.
前記実施の形態では、キャパシタの静電容量部のTa2 O5 膜に介在したカーボンを除去する場合について説明したが、本発明は、その他の膜種に介在した異物(その膜種以外の分子や原子等)を除去する場合、ウエハにCVD膜を形成する場合、拡散する場合、熱処理する場合等に適用することができる。 In the above embodiment, the case of removing carbon intervening in the Ta 2 O 5 film of the capacitance portion of the capacitor has been described. However, the present invention is not limited to foreign substances intervening in other film types (molecules other than the film type). In the case where a CVD film is formed on a wafer, the case where diffusion is performed, the case where heat treatment is performed, and the like.
例えば、DRAMのゲート電極用の酸化膜を窒化する処理において、ガス供給管に窒素(N2 )ガスまたはアンモニア(NH3 )または一酸化窒素(N2 O)を供給し、処理室を室温〜750℃に加熱することにより、酸化膜の表面を窒化することができた。
また、シリコンゲルマニウム(SiGe)膜が形成される前のシリコンウエハの表面を水素(H2 )ガスの活性粒子によってプラズマ処理したところ、自然酸化膜を除去することができ、所望のSiGe膜を形成することができた。
また、低温での窒素膜の形成において、DCS(ジクロロシラン)とNH3 (アンモニア)とを交互に供給してSi(シリコン)とN(窒素)とを一層ずつ形成するALD(Atomic Layer Deposition 原子層成膜)を行う場合、NH3 の供給時にNH3 をプラズマで活性化して供給したところ、高品質の窒化膜が得られた。
For example, in a process of nitriding an oxide film for a gate electrode of a DRAM, nitrogen (N 2 ) gas, ammonia (NH 3 ), or nitrogen monoxide (N 2 O) is supplied to a gas supply pipe, and the processing chamber is set to room temperature to By heating to 750 ° C., the surface of the oxide film could be nitrided.
In addition, when the surface of the silicon wafer before the formation of the silicon germanium (SiGe) film is plasma-treated with active particles of hydrogen (H 2 ) gas, the natural oxide film can be removed and a desired SiGe film is formed. We were able to.
Further, in forming a nitrogen film at a low temperature, ALD (Atomic Layer Deposition atoms) is formed by alternately supplying DCS (dichlorosilane) and NH 3 (ammonia) to form Si (silicon) and N (nitrogen) one by one. In the case of layer formation), when NH 3 was supplied with NH 3 activated by plasma when supplied, a high-quality nitride film was obtained.
前記実施の形態ではウエハに処理が施される場合について説明したが、処理対象はホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the wafer is processed has been described. However, the processing target may be a photomask, a printed wiring board, a liquid crystal panel, a compact disk, a magnetic disk, or the like.
1…ウエハ(被処理基板)、2…ボート、3、4…端板、5…保持部材、6…保持溝、7…断熱キャップ部、10…CVD装置(バッチ式リモートプラズマ処理装置)、11…プロセスチューブ、12…処理室、13…炉口、14…ヒータ、15…マニホールド、16…排気管、17…シールキャップ、18…シールリング、19…回転軸、21…ガス供給管、22…ガス導入口部、23…吹出口、24…支持筒部、25…保護管、26…ホルダ部、27…電極、28…被保持部、29…絶縁筒、30…シールド筒、31…高周波電源、32…整合器、40…プラズマ、41…処理ガス、42…活性粒子、21A…ガス供給管、27A…内側の電極、27B…外側の電極、33…プラズマ室(放電室)、34…隔壁、35…吹出口、25C…保護管、27C…電極、28C…接続部、33C…プラズマ室、34C…隔壁、35C…吹出口、36…電極挿入口、27D…電極、28D…接続部、37…プラズマ室、38…放電管、39…吹出口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer (substrate to be processed), 2 ... Boat, 3, 4 ... End plate, 5 ... Holding member, 6 ... Holding groove, 7 ... Thermal insulation cap part, 10 ... CVD apparatus (batch type remote plasma processing apparatus), 11 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Process tube, 12 ... Processing chamber, 13 ... Furnace opening, 14 ... Heater, 15 ... Manifold, 16 ... Exhaust pipe, 17 ... Seal cap, 18 ... Seal ring, 19 ... Rotating shaft, 21 ... Gas supply pipe, 22 ... Gas inlet port, 23 ... outlet, 24 ... support tube, 25 ... protective tube, 26 ... holder, 27 ... electrode, 28 ... held portion, 29 ... insulating tube, 30 ... shield tube, 31 ... high
Claims (2)
前記処理室の内周面に区画され、処理ガスが供給される放電室であって、この放電室内でプラズマを生成する一対の電極部を収容する放電室と、
を備えたことを特徴とする処理管。 A processing chamber in which a plurality of substrates are stacked and accommodated;
Is divided into an inner peripheral surface of the processing chamber, a discharge chamber for the process gas is supplied, a discharge chamber for accommodating a pair of electrode members for generating a plasma in the discharge chamber of this,
A processing tube comprising:
複数枚の基板が積層して収容される処理室と、 A processing chamber in which a plurality of substrates are stacked and accommodated;
前記処理室の内周面に区画され、処理ガスが供給される放電室であって、この放電室内でプラズマを生成する一対の電極部を収容する放電室と、 A discharge chamber partitioned into an inner peripheral surface of the processing chamber and supplied with a processing gas, and containing a pair of electrode portions for generating plasma in the discharge chamber;
を備えたことを特徴とする処理管。 A processing tube comprising:
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