JP6012933B2 - Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and substrate processing method - Google Patents
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Description
本発明は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method.
半導体装置の製造工程では、基板を加熱して、窒化、酸化、アニール等の処理を行う基板処理装置が用いられる。係る基板処理装置は、例えば基板を処理する処理室内に設けられ基板を支持する基板支持部と、基板を加熱する加熱部とを有し、処理室内に搬入した基板を基板支持部に載置し、加熱部により加熱しながら基板を処理していた。係る加熱部は、例えば基板支持部内や処理室の上部に設けられる場合があった(例えば特許文献1)。 In the manufacturing process of a semiconductor device, a substrate processing apparatus is used that heats a substrate and performs processing such as nitriding, oxidation, annealing, and the like. Such a substrate processing apparatus includes, for example, a substrate support unit that is provided in a processing chamber for processing a substrate and supports the substrate, and a heating unit that heats the substrate, and places the substrate carried into the processing chamber on the substrate support unit. The substrate was processed while being heated by the heating unit. Such a heating unit may be provided, for example, in the substrate support unit or in the upper part of the processing chamber (for example, Patent Document 1).
上記のような加熱部を備える基板処理装置においては、基板支持部側若しくは処理室の上部側、又は両側からと、様々な方向から基板を加熱することが考えられる。しかしながら、基板を処理室内に搬入して基板支持部に移載すると、例えば基板の片面(下面)だけが基板支持部と接触することとなる。このため、いずれの方向から加熱する場合であっても、基板支持部との接触面(下面)ともう一方の非接触面(上面)とで加熱され易さが異なり、基板の上下面の昇温速度が異なってしまう場合があった。これにより、基板の温度均一性が低下してしまう場合があった。 In the substrate processing apparatus including the heating unit as described above, it is conceivable to heat the substrate from various directions such as from the substrate support unit side, the upper side of the processing chamber, or both sides. However, when the substrate is carried into the processing chamber and transferred to the substrate support portion, for example, only one side (lower surface) of the substrate comes into contact with the substrate support portion. For this reason, regardless of the direction of heating, the contact surface (lower surface) with the substrate support portion and the other non-contact surface (upper surface) have different easiness of heating. In some cases, the temperature rate was different. As a result, the temperature uniformity of the substrate may be reduced.
本発明の目的は、基板の温度均一性を向上させつつ、基板を高速に昇温することが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of increasing the temperature of a substrate at a high speed while improving the temperature uniformity of the substrate.
本発明の一態様によれば、基板を処理する処理室と、前記処理室内に搬入された前記基板を一時的に支持する第1基板支持部と、前記処理室内に設けられ、前記第1基板支持部から前記基板が移載される第2基板支持部と、前記処理室内に搬入された前記基板を加熱する加熱部と、前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、前記第2基板支持部の上方に、前記処理室内に搬入された前記基板を前記第1基板支持部により前記第2基板支持部から離して支持させ、前記ガス供給部により前記処理室内に前記ガスを供給させ、前記処理室内の圧力を前記基板の搬入時の圧力より高めさせた状態で、前記加熱部により前記基板を昇温させ、所定時間経過した後に、前記第1基板支持部から前記第2基板支持部へと前記基板を移載させ、前記加熱部により前記基板を加熱させながら前記基板を処理させるよう、前記第1基板支持部、前記加熱部および前記ガス供給部を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, a processing chamber for processing a substrate, a first substrate support portion for temporarily supporting the substrate carried into the processing chamber, and the first substrate provided in the processing chamber. A second substrate support unit on which the substrate is transferred from the support unit; a heating unit that heats the substrate carried into the processing chamber; a gas supply unit that supplies a gas into the processing chamber; and the second substrate Above the support part, the substrate carried into the processing chamber is supported away from the second substrate support part by the first substrate support part, and the gas is supplied into the processing chamber by the gas supply part, The substrate is heated by the heating unit in a state where the pressure in the processing chamber is higher than the pressure at the time of loading the substrate, and after a predetermined time has elapsed, the first substrate support unit to the second substrate support unit The substrate is transferred to and heated. The so as to process the substrate while heating the substrate, the first substrate supporting portion, wherein a heating unit and a control unit for controlling the gas supply unit, a substrate processing apparatus having a is provided by.
本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室内に前記基板を搬入する工程と、前記基板を一時的に支持する第1基板支持部により、前記処理室内に設けられた第2基板支持部の上方に、前記処理室内に搬入した前記基板を前記第2基板支持部から離して支持し、ガス供給部により前記処理室内にガスを供給し、前記処理室内の圧力を前記基板を搬入する工程における圧力より高めた状態で、前記処理室内に搬入された前記基板を加熱する加熱部により前記基板を昇温する工程と、所定時間経過した後に、前記第1基板支持部から前記第2基板支持部へと前記基板を移載する工程と、前記加熱部により前記基板を加熱
しながら前記基板を処理する工程と、前記処理室内から前記基板を搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, the second substrate provided in the processing chamber by the step of carrying the substrate into the processing chamber for processing the substrate and the first substrate support portion that temporarily supports the substrate. Above the support part, the substrate carried into the processing chamber is supported apart from the second substrate support part, gas is supplied into the processing chamber by a gas supply part, and the pressure in the processing chamber is carried into the substrate. A step of heating the substrate by a heating unit that heats the substrate carried into the processing chamber in a state where the pressure is higher than the pressure in the step of performing the second step from the first substrate support unit after a predetermined time has elapsed. Manufacturing a semiconductor device, comprising: transferring the substrate to a substrate support portion; processing the substrate while heating the substrate by the heating portion; and unloading the substrate from the processing chamber. Method proposed It is.
本発明によれば、基板の温度均一性を向上させつつ、基板を高速に昇温することが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the substrate processing apparatus and semiconductor device which can heat up a board | substrate at high speed, improving the temperature uniformity of a board | substrate are provided.
<本発明の一実施形態>
(1)基板処理装置の構成
本発明の第1実施形態に係る基板処理装置について、図1を用いて以下に説明する。図1は、本実施形態に係る基板処理装置としての変形マグネトロン型プラズマ処理装置の図であって、(a)は基板の搬入時の様子を示す断面図であり、(b)は基板の処理時の様子を示す断面図である。
<One Embodiment of the Present Invention>
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus A substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a view of a modified magnetron type plasma processing apparatus as a substrate processing apparatus according to the present embodiment, wherein (a) is a cross-sectional view showing a state when a substrate is carried in, and (b) is a processing of the substrate. It is sectional drawing which shows the mode of time.
本実施形態に係る基板処理装置は、電界と磁界とにより高密度プラズマを生成する変形マグネトロン型プラズマ源(Modified Magnetron Typed Plasma Source)を用いて、シリコン(Si)基板等のウエハ200をプラズマ処理する変形マグネトロン型プラズマ処理装置(以下、MMT装置100と記載)である。MMT装置100は、気密性を保持した処理室201内にウエハ200を搬入し、処理室201内に供給した各種のガスに、一定の圧力下で高周波電圧をかけてマグネトロン放電を起こすように構成されている。MMT装置100によれば、係る機構により例えば処理ガス等を励起させて、ウエハ200に酸化、窒化等の拡散処理を行なったり、薄膜を形成したり、またはウエハ200の表面をエッチングしたり等の各種プラズマ処理を施すことができる。
The substrate processing apparatus according to the present embodiment performs plasma processing on a
(処理室)
MMT装置100は、ウエハ200をプラズマ処理する処理炉202を備えている。処理炉202には、処理室201を構成する処理容器203が設けられている。処理容器203は、第1の容器であるドーム型の上側容器210と、第2の容器である碗型の下側容器211とを備えている。上側容器210が下側容器211の上に被さることにより、処理室201が形成される。上側容器210は、例えば酸化アルミニウム(Al2O3)または石英(SiO2)等の非金属材料で形成されており、下側容器211は、例えばアルミニウム(Al)で形成されている。
(Processing room)
The
また、下側容器211の下部側壁には、ゲートバルブ244が設けられている。ゲートバルブ244は、開いているときには、搬送機構(図示せず)を用いて処理室201内へ
ウエハ200を搬入し、または処理室201外へウエハ200を搬出することができるように構成されている。ゲートバルブ244は、閉まっているときには、処理室201内の気密性を保持する仕切弁となるように構成されている。
A
(サセプタ)
処理室201の底側中央には、ウエハ200を支持する第2基板支持部としてのサセプタ217が配置されている。サセプタ217は、例えば窒化アルミニウム(AlN)、セラミックス、石英等の非金属材料から形成されており、ウエハ200上に形成される膜等への金属汚染を低減することができるように構成されている。
(Susceptor)
In the center of the bottom side of the
サセプタ217の内部には、加熱部としてのヒータ217bが一体的に埋め込まれている。ヒータ217bは、電力が供給されると、ウエハ200表面を例えば25℃〜700℃程度に加熱することができるように構成されている。
Inside the
サセプタ217は、下側容器211とは電気的に絶縁されている。サセプタ217内部にはインピーダンス調整電極217cが装備されている。インピーダンス調整電極217cは、インピーダンス調整部としてのインピーダンス可変機構274を介して接地されている。インピーダンス調整電極217cは、後述する第1の電極としての筒状電極215に対する第2の電極として機能する。インピーダンス可変機構274はコイルや可変コンデンサから構成されており、コイルのインダクタンス及び抵抗並びに可変コンデンサの容量値を制御することにより、インピーダンス調整電極217c及びサセプタ217を介して、ウエハ200の電位(バイアス電圧)を制御できるように構成されている。
The
サセプタ217には、サセプタ217を昇降させるサセプタ昇降機構268が設けられている。また、サセプタ217には貫通孔217aが設けられ、一方、下側容器211の底面には、第1基板支持部としてのウエハ突上げピン266が設けられている。貫通孔217aとウエハ突上げピン266とは互いに対向する位置に、少なくとも各3箇所ずつ設けられている。図1(a)に示すように、サセプタ昇降機構268によりサセプタ217が下降させられたときには、ウエハ突上げピン266がサセプタ217とは非接触な状態で貫通孔217aを突き抜ける(挿通する)ことで、ウエハ突上げピン266により、処理室201内に搬入されたウエハ200を一時的に支持するように構成されている。また、図1(b)に示すように、サセプタ昇降機構268によりサセプタ217が上昇させられたときには、ウエハ突上げピン266からサセプタ217へとウエハ200を移載するように構成されている。
The
(ランプ加熱ユニット)
処理室201の上方、つまり上側容器210の上面には、光透過窓278が設けられ、光透過窓278上の反応容器203外側には、ランプ加熱装置としてのランプ加熱ユニット280が設置されている。ランプ加熱ユニット280は、サセプタ217と対向する位置に設けられ、ウエハ200の上方からウエハ200を加熱するよう構成されている。ランプ加熱ユニット280を点灯することで、ヒータ217bと比較してより短時間でウエハ200を加熱することができるよう構成されている。また、ヒータ217bを併用することで、基板表面の温度を例えば900℃にすることができる。
(Lamp heating unit)
A
(ガス供給部)
処理室201の上方、つまり上側容器210の上部には、シャワーヘッド236が設けられている。シャワーヘッド236は、キャップ状の蓋体233と、ガス導入口234と、バッファ室237と、開口238と、遮蔽プレート240と、ガス吹出口239とを備え、各種のガスを処理室201内へ供給できるように構成されている。バッファ室237は、ガス導入口234より導入されるガスを分散する分散空間として構成されている。
(Gas supply part)
A
ガス導入口234には、水素含有ガスとしての水素(H2)ガスを供給する水素含有ガス供給管232aの下流端と、窒素含有ガスとしての窒素(N2)ガスを供給する窒素含有ガス供給管232bの下流端と、が合流するように接続されている。水素含有ガス供給管232aには、上流側から順にH2ガス供給源250a、流量制御装置としてのマスフローコントローラ252a、開閉弁としてのバルブ253aが設けられている。窒素含有ガス供給管232bには、上流側から順にN2ガス供給源250b、流量制御装置としてのマスフローコントローラ252b、開閉弁としてのバルブ253bが設けられている。水素含有ガス供給管232aと窒素含有ガス供給管232bとが合流した下流側には、バルブ254が設けられ、ガスケット203bを介してガス導入口234の上流端に接続されている。バルブ253a,253b,254を開くことによって、マスフローコントローラ252a,252bによりそれぞれのガスの流量を調整しつつ、ガス供給管232a,232bを介して、水素含有ガス及び窒素含有ガスを処理室201内へ供給できるように構成されている。
The
主に、シャワーヘッド236(蓋体233、ガス導入口234、バッファ室237、開口238、遮蔽プレート240、ガス吹出口239)、水素含有ガス供給管232a、窒素含有ガス供給管232b、H2ガス供給源250a、N2ガス供給源250b、マスフローコントローラ252a,252b、バルブ253a,253b,254により、本実施形態に係るガス供給部が構成されている。
Mainly, a shower head 236 (cover 233,
(ガス排気部)
下側容器211の側壁には、処理室201内からガスを排気するガス排気室201aが設けられている。ガス排気室201aには、ガス排気管231aの上流端が接続されている。図2に示すように、ガス排気室201aには、例えばキャパシタンスマノメータ等の圧力制御センサとしてのダイアフラムゲージ241aが設けられている。ダイアフラムゲージ241aは、例えば上限の圧力として2Torr(266Pa)まで計測可能に構成されている。ガス排気管231aには、上流側から順に圧力調整器(圧力調整部)としてのAPC(Auto Pressure Controller)242、真空排気装置としてのターボ分子ポンプ246a、開閉弁としての主要バルブ243a、真空排気装置としてのドライポンプ246bが設けられている。
(Gas exhaust part)
A
APC242は、弁を開閉することで真空排気・排気停止ができ、さらに、ダイアフラムゲージ241aにより計測された圧力情報に基づき弁を開度調節することで、処理室201内圧力の調整が可能な開閉弁である。MMT装置100を用いた基板処理は、例えば266Pa以下、より好ましくは240Pa以下の圧力下で実施される。ダイアフラムゲージ241aの上限の圧力を例えば2Torr(266Pa)とすることで、基板処理の圧力領域での計測精度が向上し、基板処理時に高い圧力制御性及び分解能を得ることができる。
The
ターボ分子ポンプ246aには、例えば広帯域型を用いることができ、その場合、ターボ分子ポンプ246aの上流側、すなわち、ターボ分子ポンプ246aの1次側の最大圧力として400Paまで対応可能に構成されている。
As the turbo
ターボ分子ポンプ246aの下流側、すなわち、ターボ分子ポンプ246aの2次側には、スロー排気ラインが設けられている。具体的には、ガス排気管231aのターボ分子ポンプ246aと主要バルブ243aとの間には、ガス排気管231bの上流端が接続されている。また、ガス排気管231aの主要バルブ243aとドライポンプ246bとの間には、ガス排気管231bの下流端が接続されている。ガス排気管231bには、例えば3/8インチ配管が用いられ、開閉弁としてのスロー排気バルブ243bが設けられて
いる。
A slow exhaust line is provided on the downstream side of the turbo
主に、ガス排気室201a、ダイアフラムゲージ241a、ガス排気管231a、APC242、ターボ分子ポンプ246a、主要バルブ243a、ドライポンプ246b、ガス排気管231b、スロー排気バルブ243bにより、本実施形態に係るガス排気部が構成されている。
The gas exhaust according to the present embodiment is mainly configured by the
(プラズマ生成部)
処理室201の外周部、すなわち上側容器210の側壁の外側には、処理室201を囲うように、第1の電極としての筒状電極215が設けられている。筒状電極215は、筒状、例えば円筒状に形成されている。筒状電極215は、インピーダンスの整合を行なう整合器272を介して高周波電力を印加する、例えば周波数が13.56MHzの高周波電源273に接続されている。
(Plasma generator)
A
筒状電極215の外側表面の上下端部には、上側磁石216a及び下側磁石216bがそれぞれ取り付けられている。上側磁石216aおよび下側磁石216bは、ともに筒状、例えば円筒状に形成された永久磁石により構成されている。上側磁石216aおよび下側磁石216bは、処理室201に向いた面側とその反対の面側とに磁極を有している。上側磁石216aおよび下側磁石216bの磁極の向きは、逆向きになるよう配置されている。すなわち、上側磁石216aおよび下側磁石216bの処理室201に向いた面側の磁極同士は互いに異極となっている。これにより、筒状電極215の内側表面に沿って円筒軸方向の磁力線が形成される。
Upper and
上側磁石216aおよび下側磁石216bにより磁界を発生させ、さらに処理室201内に各種のガスを導入した後、筒状電極215に高周波電力を供給して電界を形成することで、図1(b)に示すように、処理室201内のプラズマ生成領域224にマグネトロン放電プラズマが生成されるように構成されている。放出された電子を上述の電磁界が周回運動させることによって、プラズマの電離生成率が高まり、長寿命かつ高密度のプラズマを生成させることができる。
A magnetic field is generated by the
なお、筒状電極215、上側磁石216aおよび下側磁石216bの周囲には、これらが形成する電磁界が他の装置や外部環境に悪影響を及ぼさないように、電磁界を有効に遮蔽する金属製の遮蔽板223が設けられている。
The
主に、筒状電極215、整合器272、高周波電源273、上側磁石216aおよび下側磁石216bにより、本実施形態に係るプラズマ生成部が構成されている。
The plasma generation unit according to this embodiment is mainly configured by the
(基板搬送口)
また、MMT装置100には、ゲートバルブ244を介して処理容器203の外側に図示しない基板搬送室口が設けられている。基板搬送室口は、MMT装置100に接続される図示しない基板搬送室へと連通している。基板搬送室には図示しない搬送機構が設けられ、基板を処理室201内に搬入・搬出自在に構成されている。なお、基板搬送室内の温度は例えば室温に保たれ、圧力は0.1Pa以上266Pa以下であって、例えば100Pa程度に保たれている。これにより、基板搬送室内にパーティクルが発生したとしても、搬送機構による基板の搬入・搬出動作により、パーティクルが舞い上がることを抑制することができる。
(Substrate transfer port)
Further, the
(制御部)
制御部としてのコントローラ121は、信号線Aを通じてダイアフラムゲージ241a、APC242、ターボ分子ポンプ246a、ドライポンプ246b、主要バルブ243
a、スロー排気バルブ243bを、信号線Bを通じてサセプタ昇降機構268を、信号線Cを通じてヒータ217b及びインピーダンス可変機構274を、信号線Dを通じてゲートバルブ244を、信号線Eを通じて整合器272及び高周波電源273を、信号線Fを通じてマスフローコントローラ252a,252b及びバルブ253a,253b,254を、信号線Gを通じてランプ加熱ユニット280を、それぞれ制御するように構成されている。
(Control part)
The
a, a
(2)基板処理工程
次に、本実施形態に係る基板処理工程について説明する。本実施形態に係る基板処理工程は、例えば半導体装置の製造工程の一工程として、上述のMMT装置100により実施される。本実施形態に係る基板処理工程においては、第2基板支持部としてのサセプタ217に内蔵される加熱部としてのヒータ217bにより、サセプタ217側からウエハ200を昇温し、また、加熱しつつ、例えばシリコン(Si)からなるウエハ200に所定の基板処理、例えば窒化処理を施す。なお以下の説明において、MMT装置100を構成する各部の動作は、コントローラ121により制御される。
(2) Substrate Processing Step Next, the substrate processing step according to the present embodiment will be described. The substrate processing process according to this embodiment is performed by the above-described
(基板搬入工程)
まずは、処理室201内の圧力を処理室201に隣接する基板搬送室(図示せず)と同じ圧力、例えば100Paとし、ウエハ200を基板搬送室から処理室201内に搬入する。具体的には、ターボ分子ポンプ246aとドライポンプ246bとを用いて処理室201内を真空排気すると共に、ウエハ200若しくはウエハ200に施す処理に対して不活性なガスを処理室201内に供給し、処理室201内の圧力を基板搬送室と略同圧力に調整する。次に、ウエハ200の搬送位置までサセプタ217を下降させて、サセプタ217の貫通孔217aにウエハ突上げピン266を貫通させる。その結果、ウエハ突上げピン266が、サセプタ217上面よりも所定の高さ分だけ、例えば0.5mm〜3.0mm程度、突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ244を開き、図中省略の搬送機構を用いて基板搬送室から処理室201内にウエハ200を搬入する。その結果、ウエハ200は、サセプタ217の上面から突出したウエハ突上げピン266上に水平姿勢で支持される。処理室201内にウエハ200を搬入したら、搬送機構を処理室201外へ退避させ、ゲートバルブ244を閉じて処理室201内を密閉する。
(Substrate loading process)
First, the pressure in the
ヒータ217bには予め電力が供給され、ヒータ271b及びサセプタ217は、例えば25℃以上700℃以下、ランプ加熱ユニット280を併用した場合には900℃以下の範囲内の所定温度に加熱されている。ここで、搬入したウエハ200を直ちにサセプタ217上に移載すると、ウエハ200のサセプタ217との接触面の方が加熱され易く、ウエハ200の反対側の面との昇温速度に差が生じてしまう。その結果、ウエハ200の温度均一性が低下してしまうおそれがある。ウエハ200の温度均一性の低下は、例えば700℃以上で起こり易い。
Electric power is supplied to the
そこで本実施形態においては、ウエハ200をサセプタ217に移載する前に以下の基板昇温工程を実施する。すなわち、本発明者等は、以下に述べるように、ウエハ突上げピン266によりウエハ200をサセプタ217から離して支持させ、サセプタ217からの熱の輻射により、ウエハ200の温度均一性を良好に保ったまま徐々に昇温することに想到した。しかしながら、係る手法では、ウエハ200が所定温度にまで昇温されるのに長時間を要してしまう懸念がある。
Therefore, in the present embodiment, the following substrate heating step is performed before the
このため、本発明者等は、ウエハ200を高速に昇温すべく、更に研究を重ねた。以下、係る研究結果から本発明者等が得た知見に基づき、ウエハ200の温度均一性を向上させつつ、ウエハ200を高速に昇温する手法について説明する。
For this reason, the present inventors have further studied to raise the temperature of the
(基板昇温工程)
基板昇温工程では、処理室201内に搬入したウエハ200の昇温を行う。具体的には、例えばヒータ217bにより25℃以上700℃以下、ランプ加熱ユニット280を併用した場合には900℃以下の範囲内の所定温度に加熱されたサセプタ217の上方に、ウエハ突上げピン266によりウエハ200をサセプタ217から離して支持させる。また、ターボ分子ポンプ246a及びドライポンプ246bによりガス排気管231aを介して処理室201内を排気しつつ、例えば昇圧ガスとしてのN2ガスを処理室201内に供給して、処理室201内の圧力を高める。具体的には、バルブ253b,254を開け、マスフローコントローラ252bにて流量制御しながら、バッファ室237を介して処理室201内にN2ガスを供給する。このとき、N2ガスの流量を、例えば1000sccm以上2000sccm以下の範囲内の所定値とする。これにより、処理室201内の圧力を例えば100Pa以上266Pa以下の範囲内であって、基板搬入工程における圧力より高い所定値とする。ターボ分子ポンプ246a及びドライポンプ246bは、少なくとも後述の基板搬出工程が終了するまで作動させておく。
(Substrate heating process)
In the substrate temperature raising step, the temperature of the
上記の状態を所定時間、例えば40秒間〜60秒間保つことで、サセプタ217からの熱の輻射により、ウエハ200は、サセプタ217側の面から徐々に昇温される。このとき、ウエハ200をサセプタ217から離して支持させているので、ウエハ200のサセプタ217側の面が急激に昇温されてしまうことを抑制し、ウエハ200のサセプタ217側の面(以降、下面ともいう)と反対側の面(以降、上面ともいう)との昇温速度の差を低減して、ウエハ200の温度均一性を向上させることができる。
By maintaining the above state for a predetermined time, for example, 40 seconds to 60 seconds, the temperature of the
また、上記により、処理室201内はN2ガスで満たされた状態となっている。これにより、サセプタ217とウエハ200との間に存在するN2ガスによって、サセプタ217からウエハ200へと熱が伝達される。つまり、サセプタ217からの熱の輻射に加え、N2ガスの熱伝達によってもウエハ200が加熱されるので、ウエハ200の昇温速度を向上させることができる。
In addition, due to the above, the inside of the
また、ウエハ200とサセプタ217との距離は、搬入時のウエハ200の温度(例えば常温)と、ヒータ217bにより所定温度に加熱されたサセプタ217の温度との差に応じて調整することが好ましい。すなわち、ウエハ200の温度とサセプタ217の温度との差が大きいときは、ウエハ200とサセプタ217との距離を大きく取ることで、ウエハ200の下面が急激に昇温されて上面との昇温速度差が生じることを抑制する。また、ウエハ200の温度とサセプタ217の温度との差が小さいときは、ウエハ200とサセプタ217との距離を小さく取ることで、ウエハ200の昇温を加速し、ウエハ200が所定温度に到達するまでの時間を短縮することができる。ウエハ200とサセプタ217との距離は、例えばサセプタ昇降機構268によるサセプタ217の昇降により調整することができる。
The distance between the
また、ウエハ200とサセプタ217との距離は、ウエハ200とサセプタ217との温度差だけでなく、処理室201内に供給するガスの種類(本実施形態ではN2ガス)や、ガスの流量、処理室201内の圧力等に応じて調整することがより好ましい。これにより、ウエハ200の下面が急激に昇温されることを抑制したり、或いはウエハ200の昇温を加速したりすることができる。
The distance between the
(基板移載工程)
所定時間が経過した後に、所定温度まで昇温されたウエハ200をウエハ突上げピン266からサセプタ217へと移載する。つまり、サセプタ昇降機構268を用いてサセプタ217を上昇させ、ウエハ200をサセプタ217の上面に支持させる。その後、ウエハ200を所定の処理位置まで上昇させる。
(Substrate transfer process)
After a predetermined time has elapsed, the
(処理ガス供給工程)
次に、処理室201内に処理ガスとしてのN2ガスの供給を行う。本実施形態では、例えば昇圧ガスとして用いたN2ガスを処理ガスとしても用いるので、上述の基板昇温工程にて開始した、N2ガスの処理室201内への供給を継続しておくことでN2ガスの供給が可能である。この状態で、マスフローコントローラ252b及びAPC242による再調整を行って、処理ガスとしてのN2ガスの流量及び処理室201内の圧力を、基板処理に係る所定値とする。すなわち、N2ガスの流量を、例えば100sccm以上500sccm以下の範囲内の所定値とする。また、処理室201内の圧力が、例えば1Pa以上266Pa以下の範囲内の所定圧力となるように、APC242の開度を調整して処理室201内を排気する。このように、処理室201内を適度に排気しつつ、後述のプラズマ処理工程の終了時までN2ガスの供給をさらに継続する。
(Processing gas supply process)
Next, N 2 gas as a processing gas is supplied into the
(プラズマ処理工程)
処理室201内の圧力が安定したら、筒状電極215に対して高周波電源273から整合器272を介して、例えば150W以上1000W以下の範囲内の所定の出力値の高周波電力の印加を開始する。このとき、インピーダンス可変機構274は、予め所定のインピーダンス値に制御しておく。これにより、処理室201内、より具体的にはウエハ200の上方のプラズマ生成領域224内にプラズマ放電を起こしてN2ガスを励起する。N2ガスは例えばプラズマ化されて解離し、窒素(N)を含む窒素活性種等の反応種を生成する。N2ガスが励起して生じた窒素活性種により、ウエハ200の表面に窒化処理が施される。
(Plasma treatment process)
When the pressure in the
その後、所定の処理時間が経過したら、高周波電源273からの電力の印加を停止して、処理室201内のプラズマ放電を停止する。また、バルブ253b,254を閉めて、N2ガスの処理室201内への供給を停止する。以上により、プラズマ処理工程が終了する。
Thereafter, when a predetermined processing time has elapsed, application of power from the high-
(排気工程)
N2ガスの供給を停止したら、ガス排気管231aを用いて処理室201内を排気する。これにより、処理室201内のN2ガスや、N2ガスが反応した排ガス等を処理室201外へと排気する。その後、APC242の開度を調整し、処理室201内の圧力を処理室201に隣接する基板搬送室(ウエハ200の搬出先。図示せず)と同じ圧力(例えば100Pa)に調整する。
(Exhaust process)
When the supply of N 2 gas is stopped, the inside of the
(基板搬出工程)
処理室201内が所定の圧力となったら、サセプタ217をウエハ200の搬送位置まで下降させ、ウエハ突上げピン266上にウエハ200を支持させる。そして、ゲートバルブ244を開き、図中省略の搬送機構を用いてウエハ200を処理室201外へ搬出する。以上により、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
(Substrate unloading process)
When the inside of the
なお、上述の基板昇温工程にてN2ガスを供給して処理室201内の圧力を高める際には、処理室201内を密閉状態としてN2ガスを処理室201内に封入するようにしてもよい。すなわち、N2ガスを処理室201内に供給しつつ、APC242を閉じて処理室201内の排気を停止してN2ガスを処理室201内に封入し、処理室201内の圧力を高めてもよい。これにより、処理室201内の圧力の上昇速度を高めることができ、また、ウエハ200の温度の上昇速度を高めることができる。また、圧力の上限を266Paとし、基板処理時の圧力から大きく外れないようにすることによって、基板昇温工程からプラズマ処理工程にかけての圧力調整時間を短縮することができる。
When the N 2 gas is supplied and the pressure in the
また、昇温工程で処理室201内にN2ガス等を供給する際には、N2ガス等の供給位置を上述とは異ならせることも可能である。例えば、処理炉203が備える下側容器211の側壁にノズルを設け、サセプタ217を下降させたときのウエハ200の搬送位置近傍、より具体的には、ウエハ突上げピン266にて支持されたウエハ200とサセプタ217との間に、ノズルを介してN2ガス等を供給する。これにより、ウエハ200の下面側でサセプタ217から熱を受け取ったN2ガスの一部がウエハ200の上面側に回り込み、上面側への熱伝達が促進される。このように、N2ガス等の対流によってもウエハ200の昇温速度を速めることができる。
Further, when N 2 gas or the like is supplied into the
(3)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果を奏する。
(3) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, the following one or more effects are achieved.
(a)本実施形態によれば、処理室201内に搬入したウエハ200を昇温する基板昇温工程を有する。つまり、基板昇温工程では、ウエハ200を一時的に支持するウエハ突上げピン266により、処理室201内に設けられたサセプタ217の上方に、処理室201内に搬入したウエハ200をサセプタ217から離して支持し、ヒータ217bによりサセプタ217を介してウエハ200を昇温する。これにより、ウエハ200のサセプタ217側の面(下面)と反対側の面(上面)との昇温速度の差が低減され、ウエハ200の温度均一性を向上させることができる。
(A) According to the present embodiment, there is a substrate temperature raising step for raising the temperature of the
(b)また、本実施形態によれば、基板昇温工程では、ガス供給部により処理室201内にN2ガスを供給し、処理室200内の圧力を基板搬入工程における圧力より高めた状態で、ウエハ200を昇温する。これにより、サセプタ217からの熱輻射に加え、サセプタ217とウエハ200との間のN2ガスによってもサセプタ217からウエハ200へと熱が伝達され、ウエハ200の昇温速度を向上させてウエハ200を高速に昇温することができる。
(B) According to the present embodiment, in the substrate heating step, the gas supply unit supplies N 2 gas into the
(c)また、本実施形態における、ウエハ200をサセプタ217から離して一時的に支持する構成は、ウエハ200を処理室201内へ搬入し処理位置へと配置するシーケンスの一部のタイミングを変更するだけで適用することができる。後のプラズマ処理工程への影響もほとんど生じることがない。
(C) In the present embodiment, the configuration in which the
(d)また、本実施形態によれば、ウエハ突上げピン266が支持するウエハ200とサセプタ217との距離を、搬入時のウエハ200の温度と、ヒータ217bにより所定温度に加熱されたサセプタ217の温度との差に応じて調整する。これによって、温度差が大きいときは距離を大きく取り、ウエハ200の下面と上面との昇温速度の差を低減することができる。また、温度差が小さいときは距離を小さく取り、ウエハ200の昇温にかかる時間をさらに短縮することができる。
(D) Further, according to the present embodiment, the distance between the
(e)また、本実施形態によれば、ウエハ突上げピン266が支持するウエハ200と、サセプタ217との距離を、昇温工程にて処理室201内に供給するガスの種類や、ガスの流量、処理室201内の圧力等に応じて調整する。これにより、ウエハ200の下面の急激な昇温を抑制したり、ウエハ200の昇温時間の短縮を図ったりすることができる。
(E) Further, according to the present embodiment, the distance between the
(f)また、本実施形態によれば、基板昇温工程にてN2ガスを供給する際、ウエハ突上げピン266にて支持されたウエハ200とサセプタ217との間に、ノズルを介してN2ガス等を供給する。これにより、サセプタ217から熱を受け取ったウエハ200の下面側のN2ガスが、ウエハ200の上面側に一部回り込んで熱伝達を促進し、ウエハ200の昇温速度を向上させて昇温時間を短縮することができる。
(F) Also, according to the present embodiment, when N 2 gas is supplied in the substrate heating step, the
(g)なお、本実施形態によれば、ウエハ200の温度均一性を向上させることができる。したがって、ウエハ200の上下面の熱膨張の差によるウエハ200の反りを低減する効果も期待することができる。係るウエハ200の反りは、例えばウエハ200の温度が700℃以上となったときに起こり易い。
(G) According to the present embodiment, the temperature uniformity of the
<本発明の第2実施形態>
上述の実施形態では、ウエハ突上げピン266によりウエハ200をサセプタ217から離して支持させ、また、処理室201内をN2ガスで満たし圧力を高めた状態で、サセプタ217からの熱の輻射とN2ガスの熱伝達とによりウエハ200を昇温する場合について説明した。係る構成では、処理室201内の圧力を高めるほど、熱伝達による昇温速度が向上するはずである。しかしながら、上述の実施形態に係るMMT装置100では、基板処理時の圧力領域に合わせたダイアフラムゲージ241aの上限の圧力が使用可能な圧力の上限値であった。
<Second Embodiment of the Present Invention>
In the above-described embodiment, the
そこで本実施形態では、基板処理の圧力領域での計測精度を低下させることなく、ウエハ200の昇温にかかる時間をさらに短縮すべく、更に高い圧力領域での基板処理工程が可能となるMMT装置および係るMMT装置を用いた基板処理工程について説明する。
Therefore, in the present embodiment, an MMT apparatus capable of performing a substrate processing step in a higher pressure region in order to further reduce the time required for heating the
(1)基板処理装置の構成
本実施形態に係るMMT装置は、ガス排気部の構成が上述の実施形態と異なる。それ以外の構成については、上述の図1に示すMMT装置100と同様であるので説明を省略し、ガス排気部の構成について図3を用いて以下に説明する。図3は、本実施形態に係るMMT装置が備えるガス排気部の図であって、(a)はガス排気部の一例を示す模式図であり、(b)はガス排気部の他の例を示す模式図である。図3において、上述の実施形態の図2の構成と同様の構成には同様の符号を付して説明を省略する。
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus The MMT apparatus according to this embodiment differs from the above-described embodiment in the configuration of the gas exhaust unit. Since other configurations are the same as those of the
図3(a)に示すガス排気部のガス排気室201aには、ダイアフラムゲージ241aに加え、例えばキャパシタンスマノメータ等の圧力制御センサとしてのダイアフラムゲージ241bが設けられている。ダイアフラムゲージ241bは、例えば上限の圧力として10Torr(1330Pa)まで計測可能に構成されている。これにより、ダイアフラムゲージ241bにて計測された圧力情報に基づき、APC242の弁開度を調整することで、制御可能な処理室201内圧力を、例えばターボ分子ポンプ246aが対応可能な最大圧力である400Pa程度まで高めることができる。
In the
図3(b)のガス排気部においても、ガス排気室201aには、ダイアフラムゲージ241bが設けられている。また、図3(b)に示すガス排気部では、スロー排気ラインがターボ分子ポンプ246aを迂回する構造をとっている。すなわち、上流端がガス排気室201aに接続されるガス排気管231aの、APC242とターボ分子ポンプ246aとの間には、開閉弁としての遮断バルブ243cが設けられている。また、ガス排気管231aのAPC242と遮断バルブ243cとの間には、スロー排気ラインのガス排気管231cの上流端が接続され、ガス排気管231aの主要バルブ243aとドライポンプ246bとの間には、ガス排気管231cの下流端が接続されている。これにより、ターボ分子ポンプ246aの対応可能圧力によらず、例えばダイアフラムゲージ241bの上限の圧力である10Torr(1330Pa)程度まで、処理室201内の圧力を高めることができる。すなわち、遮断バルブ243cを閉じ、スロー排気バルブ243bを開けた状態で、ダイアフラムゲージ241bにて計測された圧力情報に基づき、APC242の弁開度を調整することで、ターボ分子ポンプ246aを高圧下に曝すことなく処理室201内の圧力を高圧に制御することができる。なお、スロー排気ラインのガス排気管231cは、例えば3/8インチ配管と同等の排気コンダクタンスを有するため、400Pa以上の高圧力であっても対応可能である。
Also in the gas exhaust part of FIG. 3B, a
(2)基板処理工程
本実施形態に係る基板処理工程は、例えば半導体装置の製造工程の一工程として、上述の図3に示すガス排気部を備えるMMT装置により実施される。本実施形態に係る基板処理工程においても、上述の実施形態と同様、N2ガスによる窒化処理を行うものとするが、本実施形態に係る基板処理工程は、主に基板昇温工程が上述の実施形態とは異なる。以下、異なる点について説明する。以下の説明において、MMT装置は図3(b)のガス排気部を備えるものとする。また、本実施形態に係るMMT装置を構成する各部の動作は、上述の図1のコントローラ121と同様のコントローラにより制御される。
(2) Substrate Processing Step The substrate processing step according to the present embodiment is performed, for example, by an MMT apparatus including the gas exhaust unit shown in FIG. 3 as one step of a semiconductor device manufacturing process. Also in the substrate processing step according to the present embodiment, nitriding treatment with N 2 gas is performed as in the above-described embodiment. However, in the substrate processing step according to the present embodiment, the substrate heating step is mainly described above. Different from the embodiment. Hereinafter, different points will be described. In the following description, it is assumed that the MMT apparatus includes the gas exhaust unit shown in FIG. In addition, the operation of each unit constituting the MMT apparatus according to the present embodiment is controlled by a controller similar to the
(基板昇温工程)
基板搬入工程にて処理室201内に搬入したウエハ200に対し、昇温工程を実施する。すなわち、上述の実施形態と同様の手順で、例えばヒータ217bにより25℃以上700℃以下、ランプ加熱ユニット280を併用した場合には900℃以下の範囲内の所定温度に加熱されたサセプタ217の上方に、ウエハ200を離して支持する。また、例えば昇圧ガスとしてのN2ガスを処理室201内に供給して、処理室201内の圧力を例えば基板搬入工程における圧力より高める。具体的には、バルブ253b,254を開け、マスフローコントローラ252bにて流量制御しながら、バッファ室237を介して処理室201内にN2ガスを供給する。このとき、N2ガスの流量を、例えば1000sccm以上2000sccm以下の範囲内の所定値とする。また、処理室201内の圧力を、例えば240Pa以上1000Pa以下、より好ましくは400Pa以上1000Pa以下の範囲内の所定圧力とする。具体的には、遮断バルブ243cを閉じ、スロー排気バルブ243bを開けた状態で、ダイアフラムゲージ241bにて計測された圧力情報に基づきAPC242の開度を調整し、処理室201内を排気する。
(Substrate heating process)
A temperature raising step is performed on the
これにより、処理室201内がN2ガスで満たされる。この状態を所定時間、例えば40秒間〜60秒間保つことで、サセプタ217とウエハ200との間に存在するN2ガスによって、サセプタ217からウエハ200へと熱が伝達される。つまり、サセプタ217からの熱の輻射に加え、N2ガスの熱伝達によってもウエハ200が加熱されるので、ウエハ200の昇温速度を向上させることができる。
Thereby, the inside of the
また、ウエハ突上げピン266により支持されるウエハ200と、サセプタ217との距離を、ウエハ200とサセプタ217との温度差や、処理室201内に供給するガスの種類(本実施形態ではN2ガス)、ガスの流量、処理室201内の圧力等に応じて調整することができる。これにより、ウエハ200の下面が急激に昇温されることを抑制したり、或いはウエハ200の昇温を加速したりすることができる。
Further, the distance between the
(基板移載工程)
所定時間が経過した後、上述の実施形態に係る基板移載工程と同様の手順により、ウエハ200をサセプタ217へと移載して所定の処理位置へと上昇させる。
(Substrate transfer process)
After the predetermined time has elapsed, the
(処理ガス供給工程)
本実施形態では、例えば上述の基板昇温工程にて開始した、N2ガスの処理室201内への供給を継続しておく。この状態で、マスフローコントローラ252b及びAPC242による再調整を行って、処理ガスとしてのN2ガスの流量及び処理室201内の圧力を、例えば上述の実施形態に係る処理ガス供給工程と同様の所定値とする。
(Processing gas supply process)
In the present embodiment, for example, the supply of N 2 gas into the
このとき、APC242による圧力制御は、ダイアフラムゲージ241aにて計測された圧力情報に基づいて行う。これにより、例えば266Pa以下、より好ましくは240Pa以下の圧力下で実施される基板処理時の圧力を、精度よく制御することができる。こ
のように、各工程における制御圧力に応じてそれぞれのダイアフラムゲージ241a,241bを使い分けることで、処理室201内の圧力を精度よく計測し、制御することができる。
At this time, the pressure control by the
また、処理室201内の圧力を所定値とするにあたっては、処理室201内の圧力が例えば400Pa程度に下がるまでは、ターボ分子ポンプ246aが高圧下に曝されないよう、遮断バルブ243cを閉じ、スロー排気バルブ243bを開けた状態で、スロー排気ラインを介して処理室201内の排気を継続する。処理室201内の圧力が400Pa以下となった後は、スロー排気バルブ243bを閉じ、遮断バルブ243cを開けて、ターボ分子ポンプ246aを介して処理室201内の排気を行う。
In order to set the pressure in the
以上、図3(b)のガス排気部を備えるMMT装置による基板処理工程の説明を終了する。 This is the end of the description of the substrate processing process performed by the MMT apparatus including the gas exhaust unit shown in FIG.
なお、上述の実施形態で述べた、基板昇温工程にてN2ガス等の供給に下側容器211の側壁に設けたノズルを用いる手法や、N2ガスを処理室201内に封入して処理室201内の圧力を高める手法は、本実施形態においても適用可能である。N2ガスを封入する場合には、本実施形態では上限の圧力を1000Paまで高めることができる。
Note that the method using the nozzle provided on the side wall of the
また、MMT装置が図3(a)のガス排気部を備える場合は、昇温工程における処理室201内の圧力を、ターボ分子ポンプ246aの対応可能圧力を上限として、例えば1Pa以上400Pa以下とすることができる。
Further, when the MMT apparatus includes the gas exhaust unit of FIG. 3A, the pressure in the
(3)本実施形態に係る効果
本実施形態においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。
(3) Effects according to the present embodiment The present embodiment has the same effects as the above-described embodiment.
(a)また、本実施形態によれば、基板昇温工程で、処理室200内の圧力を240Pa以上1000Pa以下、より好ましくは400Pa以上1000Pa以下に高める。これにより、N2ガスによるサセプタ217からウエハ200への熱の伝達が一層促進され、ウエハ200の昇温速度をより一層向上させて昇温時間を短縮することができる。
(A) Moreover, according to this embodiment, the pressure in the
(b)また、本実施形態によれば、ガス排気部は、計測圧力の上限が2Torr(266Pa)のダイアフラムゲージ241aと、計測圧力の上限が10Torr(1330Pa)のダイアフラムゲージ241bと、を備えている。また、処理ガス供給工程やプラズマ処理工程等ではダイアフラムゲージ241aの圧力情報に基づき処理室201内の圧力制御を行い、基板昇温工程ではダイアフラムゲージ241bの圧力情報に基づき処理室201内の圧力制御を行う。これにより、基板処理時の制御圧力の精度を維持したまま、基板昇温工程では処理室201内の圧力をいっそう高めることができる。
(B) Further, according to the present embodiment, the gas exhaust part includes the
(c)また、本実施形態によれば、ガス排気部は、ターボ分子ポンプ246aを迂回する構造のスロー排気ラインを備えている。これにより、昇温工程では、ターボ分子ポンプ246aの対応可能圧力よりさらに高い、ダイアフラムゲージ241bの上限圧力まで処理室201内の圧力を高めることができる。よって、ウエハ200をさらに高速に昇温することができる。
(C) Moreover, according to this embodiment, the gas exhaust part is provided with the slow exhaust line of the structure which bypasses the turbo-
<本発明の第3実施形態>
上述の実施形態では、サセプタ217に埋め込まれたヒータ217bを加熱部として、ウエハ200を昇温する場合について説明した。しかしながら、係る手法では、主にウエハ200の下面側からウエハ200を加熱して昇温することとなり、ウエハ200の下面と上面との昇温速度の差が充分に低減されない場合が考えられる。
<Third embodiment of the present invention>
In the above-described embodiment, the case where the temperature of the
また、上述の実施形態のように、N2ガス等をウエハ200の上方のシャワーヘッド236から吹き出させて処理室201内に供給すると、例えば供給されるN2ガス等が比較的低温であった場合、ウエハ200の上面にN2ガス等が直接当たってウエハ200の上面が冷却され、ウエハ200の下面との昇温速度の差を低減する効果が弱まってしまうことが考えられる。
Further, as in the above-described embodiment, when N 2 gas or the like is blown from the
そこで本発明者等は、ウエハ200の下面と上面との昇温速度の差を低減する効果を一層高めるべく、更に研究を重ねた。以下、係る研究結果から本発明者等が得た知見に基づき、ウエハ200の下面と上面との昇温速度の差を一層低減し、ウエハ200の温度均一性を更に向上させる手法について説明する。
Accordingly, the present inventors have further studied to further increase the effect of reducing the difference in temperature increase rate between the lower surface and the upper surface of the
(1)基板処理工程
本実施形態に係る基板処理工程においても、上述の図3(b)に示すガス排気部を備えるMMT装置を用いてN2ガスによる窒化処理を行うものとする。以下、上述の実施形態とは異なる基板昇温工程について、主に説明する。
(1) Substrate Processing Step Also in the substrate processing step according to the present embodiment, nitriding processing with N 2 gas is performed using the MMT apparatus provided with the gas exhaust section shown in FIG. Hereinafter, the substrate heating process different from the above-described embodiment will be mainly described.
(基板昇温工程)
上述の実施形態と同様の手順で、例えばヒータ217bにより25℃以上700℃以下、ランプ加熱ユニット280を併用した場合には900℃以下の範囲内の所定温度に加熱されたサセプタ217の上方に、ウエハ200を離して支持する。また、バルブ253a,254を開け、マスフローコントローラ252aにて流量制御しながら、バッファ室237を介して処理室201内に、ウエハ200若しくはウエハ200に施す処理に対して不活性なガス、例えばN2ガス、ヘリウム(He)ガス、アルゴン(Ar)ガス、クリプトン(Kr)ガス、キセノン(Xe)ガス等の不活性ガスを供給する。ここで、例えばN2ガスを用いるとすると、N2ガスの流量を、例えば1000sccm以上2000sccm以下の範囲内の所定値とすることができる。また、処理室201内の圧力を、例えば240Pa以上1000Pa以下、より好ましくは400Pa以上1000Pa以下の範囲内の所定圧力とする。
(Substrate heating process)
Above the
次に、処理室201内の圧力が安定したら、筒状電極215に対して高周波電源273から整合器272を介して、例えば150W以上1000W以下の範囲内の所定の出力値の高周波電力の印加を開始する。このとき、インピーダンス可変機構274は、予め所定のインピーダンス値に制御しておく。これにより、処理室201内、より具体的にはウエハ200の上方のプラズマ生成領域224内にプラズマ放電を起こす。
Next, when the pressure in the
このように、不活性ガスを励起させてウエハ200の上方にプラズマを生成させることで、プラズマからの熱がウエハ200に伝わり、ウエハ200は上面側からも加熱される。これにより、ウエハ200下面側のヒータ217bとウエハ200の上面側のプラズマとを熱源として、ウエハ200を両面から加熱して昇温させることができる。よって、ウエハ200の下面と上面との昇温速度の差を一層低減することができる。
In this manner, the inert gas is excited to generate plasma above the
また、高周波電力の印加時には、ウエハ200の温度は急速に上昇する。このため、上述の実施形態のようにガスをプラズマ化せずに供給する場合に比べ、ウエハ200の昇温時間を一層短縮することができる。
Further, when the high frequency power is applied, the temperature of the
また、処理室201内への搬入前、ウエハ200は例えば大気に曝されており、ウエハ200の表面には予め自然酸化膜(SiO2膜)が形成されている場合がある。このような場合に、処理室201内にH2ガスを導入し、励起させてもよい。H2ガスは例えばプラズマ化されて解離し、水素(H)を含む水素活性種等の反応種を生成する。生成した水
素活性種等により、ウエハ200の表面の自然酸化膜をエッチングして、少なくとも一部を除去することができる。H2ガスプラズマによる自然酸化膜のエッチングレートは、ウエハ200の温度が高いほど、つまり、予めヒータ217bの温度を高く設定しておくほど増大する。また、筒状電極215に印加する高周波電力を高めることによってもエッチングレートが増大する。このように、ウエハ200の表面の自然酸化膜を予め除去しておくことで、プラズマ処理工程における窒化速度および窒化濃度を向上させることができる。
In addition, the
また、ウエハ200の表面には凹凸のパターンが形成されることがあり、さらに、係る表面の略全体に自然酸化膜(SiO2)が形成されていることがある。このような場合に、突上げピン266の突出高さを高くすることで、ウエハ200とインピーダンス調整電極217cとの間に真空のキャパシタンスを形成する。真空のキャパシタンスにより、ウエハ200のバイアスを低減してプラズマの引き込み量を減少させ、凹凸パターンの側面に対する凹部の底面や凸部の上面の除去レートを抑えて、凹凸パターンの底面や上面と、側面とに形成された自然酸化膜を均一に除去することができる。よって、ウエハ200の表面に凹凸パターンが形成されている場合でも、自然酸化膜による影響を低減することができ、プラズマ処理工程における窒化速度及び窒化濃度を向上させることができる。
In addition, an uneven pattern may be formed on the surface of the
所定時間、例えば40秒間〜60秒間経過後、処理室201内のプラズマ放電を停止し、H2ガスの供給を停止する。なお、高周波電力の印加後、上記昇温速度差の低減や昇温時間の短縮等のいずれかの効果が得られた時点でプラズマ放電を停止してもよく、必ずしも昇温工程の全期間に亘ってプラズマ放電を維持しなくともよい。
After elapse of a predetermined time, for example, 40 seconds to 60 seconds, plasma discharge in the
以上のように、本実施形態においては、プラズマ生成部も加熱部としての機能を果たす。 As described above, in the present embodiment, the plasma generation unit also functions as a heating unit.
(基板移載工程)
所定時間が経過した後、上述の実施形態に係る基板移載工程と同様の手順により、ウエハ200をサセプタ217へと移載して所定の処理位置へと上昇させる。また、処理室201内のH2ガスや、H2ガスが反応した排ガス等を処理室201外へと排気する。これにより、H2ガス等が処理室201内に残留して後の工程に影響を及ぼすことを抑制することができる。
(Substrate transfer process)
After the predetermined time has elapsed, the
以上、本実施形態に係る基板処理工程の、上述の実施形態とは異なる点についての説明を終了する。 The description of the substrate processing step according to the present embodiment that is different from the above-described embodiment is completed.
なお、ウエハ200の上面側からウエハ200を加熱してウエハ200の下面と上面との昇温速度の差を低減する手法は、上述のプラズマを用いる手法のほかにも考えられうる。例えば、ウエハ200の上方のシャワーヘッド236から、所定温度に加熱したガスを噴出させて処理室201内に供給する。これにより、上面側からウエハ200を加熱することができる。この手法によれば、所定温度のガスで処理室201内が満たされることで、ウエハ200の周囲が略一定温度となり、ウエハ200の外周部からの放熱を抑えることができる。これにより、ウエハ200の面内における昇温速度の差も低減することができる。よって、ウエハ200の温度均一性を一層向上させることができる。このように、係る構成においてはガス供給部も加熱部としての機能を果たす。
In addition to the above-described technique using plasma, a method of heating the
また、これまでに述べてきたランプ加熱装置としてのランプ加熱ユニット280を用いることによっても、ウエハ200の上方からウエハ200を加熱することとなっており、ウエハ200の下面と上面との昇温速度の差を低減する効果がある。このように、係る観点からは、ランプ加熱ユニット280も加熱部としての機能を果たしているといえる。
Further, by using the
(2)本実施形態に係る効果
本実施形態においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。
(2) Effects according to the present embodiment The same effects as those of the above-described embodiment are also achieved in the present embodiment.
(a)また、本実施形態によれば、基板昇温工程で、ウエハ突上げピン266に支持したウエハ200を昇温する際、ガス供給部により処理室201内に不活性ガスを供給し、プラズマ生成部により不活性ガスを励起させ、ウエハ200の上方にプラズマを生成させる。これにより、ウエハ200下面側のヒータ217bとウエハ200の上面側のプラズマとを熱源として、ウエハ200を加熱して昇温することができる。よって、ウエハ200の下面と上面との昇温速度の差を一層低減することができ、ウエハ200の温度均一性を更に向上させることが可能となる。
(A) Further, according to the present embodiment, when the temperature of the
(b)また、本実施形態によれば、基板昇温工程で、高周波電力を印加して不活性ガスをプラズマ化している。これにより、高周波電力を印加した際、ウエハ200の温度を急速に上昇させることができる。よって、ガスをプラズマ化せずに供給する場合に比べ、ウエハ200を更に高速に昇温することが可能となる。
(B) According to the present embodiment, the inert gas is turned into plasma by applying high-frequency power in the substrate heating step. Thereby, when the high frequency power is applied, the temperature of the
(c)また、本実施形態によれば、基板昇温工程で、H2ガスを励起させてプラズマ化している。これにより、ウエハ200の表面に形成された自然酸化膜を除去することができ、プラズマ処理工程における窒化速度および窒化密度を向上させることができる。
(C) Further, according to the present embodiment, in the substrate heating step, the H 2 gas is excited and turned into plasma. Thereby, the natural oxide film formed on the surface of the
図4(a)に示すフローにて製作したサンプルのAPM洗浄後およびH2ガスプラズマ処理後の自然酸化膜厚の測定値を、図4(b)に示す。H2ガスプラズマによる処理は、ウエハ200の温度を制御して実験精度を上げるため、ウエハ200をサセプタ217上に直接載置した状態で、ヒータ217bの温度をそれぞれ600℃(図中、□印の)と900℃(図中、●印)としてデータを取得した。図4(b)に示すように、ヒータ217bの温度をより高温にし、かつ、H2ガスプラズマによる処理を行うことで、自然酸化膜を除去することができる。
FIG. 4B shows measured values of the natural oxide film thickness after the APM cleaning and the H 2 gas plasma treatment of the sample manufactured by the flow shown in FIG. In the process using H 2 gas plasma, the temperature of the
本実施形態では、同一の処理室201内で、H2ガスプラズマによる処理に引き続いて窒化処理を行うため、途中、ウエハ200が大気に曝されることがなく、より一層、窒化処理が効率化される。
In the present embodiment, since the nitriding process is performed subsequent to the process using the H 2 gas plasma in the
(d)また、本実施形態によれば、ウエハ200をサセプタ217から離してウエハ突上げピン266に支持した状態で、H2ガスを励起させてプラズマ化している。これにより、ウエハ200とインピーダンス調整電極217cとの距離が離れ、真空インピーダンスが形成されるため、バイアスを弱めることができる。つまり、プラズマ中の活性種をウエハ200に引き込む力を弱めることができる。よって、ウエハ200に凹凸パターンが形成され、さらに凹凸パターンの表面に自然酸化膜が形成されている場合であっても、凹凸パターンの底面や上面と、側面とに形成された自然酸化膜を均一に除去することができる。
(D) Further, according to the present embodiment, the H 2 gas is excited to become plasma while the
(e)また、本実施形態によれば、昇温工程においてウエハ200の昇温のみならず、自然酸化膜除去等の副次的な処理を行う。これにより、基板処理工程の効率化が図られ、基板処理の生産性を向上させることができる。
(E) According to the present embodiment, not only the temperature of the
(f)また、本実施形態によれば、加熱したガスやランプ加熱ユニット280により、ウエハ200を上方から加熱する。これにより、ウエハ200の上面と下面との昇温速度の差が更に低減される。
(F) Further, according to the present embodiment, the
(g)また、加熱したガスを用いる場合、所定温度のガスでウエハ200の周囲が満たされることで、ウエハ200の外周部からの放熱が抑えられ、ウエハ200の面内の昇温速度の差も低減でき、ウエハ200の温度均一性が一層向上する。
(G) In addition, when a heated gas is used, heat from the outer periphery of the
<本発明の他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施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変更可能である。
<Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change variously in the range which does not deviate from the summary.
例えば、上述の実施形態においては、サセプタ217を上昇させることにより、ウエハ突上げピン266により支持したウエハ200をサセプタ217上に移載することとしたが、例えばウエハ突上げピンに昇降等を行う駆動機構を設け、ウエハ突上げピンを降下させることによりウエハ200をサセプタ上に移載してもよい。また、上述の実施形態においては、ウエハ200をウエハ突上げピン266上に支持する際に、サセプタ217を降下させたが、ウエハ突上げピンを上昇させることによりウエハ200をウエハ突上げピン上に支持させてもよい。これにより、サセプタ217を昇降動作させるよりも昇降動作の機構を簡略化することができ、基板処理装置の消費電力を低減することができる。また、サセプタ及びウエハ突上げピンの両方が昇降動作するように、サセプタ及びウエハ突上げピンのそれぞれに昇降等を行う駆動機構を設け、それぞれが相対的に昇降動作するようにしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態においては、ウエハ突上げピン266によりウエハ200をサセプタ217から離して支持することとしたが、ウエハ200の支持はウエハ突上げピン266によるものに限られず、例えばウエハ200をサセプタの上方に所定距離離して吊り下げて支持たり、処理室201内にウエハ200を搬入する搬送機構をサセプタの上方で所定時間停止することでウエハ200をサセプタから離して支持したりしてもよい。また、例えばサセプタの上面に凹凸加工(エンボス加工)を施して、サセプタ上面の凸部によりウエハ200を支持してもよい。これにより、サセプタとウエハ200との接触面積が減り、ウエハ200を載置したときのウエハ200の横滑りを抑制することができる。また、ウエハ200の裏面に形成される傷等を減らすことができる。さらに、ウエハ200の反りを低減することができる。
In the above-described embodiment, the
また、上述したように、サセプタ217が備えるヒータ217b、ランプ加熱ユニット280、プラズマ生成部、加熱したガスを供給するガス供給部等が加熱部として用いられ得る。その際、加熱部は、ヒータ217b、ランプ加熱ユニット280、プラズマ生成部、ガス供給部のいずれか、又はこれらのうちのいくつか若しくは全てを組み合わせたものとすることができる。上記いずれの組み合わせにおいても、基板昇温工程にてサセプタ217から離してウエハ200を支持し、また、サセプタ217とウエハ200との距離を適宜調整することで、ウエハ200の上下面の温度環境を均一化させることができる。よって、上下面での昇温速度の差が生じ難くなり、ウエハ200の温度均一性を向上させることができる。
Further, as described above, the
また、昇温工程で処理室201内に供給して圧力を高めるガスやプラズマ化するガスは、上述の実施形態で示したN2ガスやH2ガスに限られず、基板処理の内容やウエハ200の表面状態(所定膜の形成有無等)に応じて適宜選択することができる。以下に、いくつかの具体例を示す。
Further, the gas to be supplied into the
例えば、ウエハ200のSi表面やシリコン酸化膜(SiO2膜)の窒化時には、上述のN2ガスやH2ガスのほか、例えばArガス、Heガス、Krガス等の希ガスを用いることができる。但し、O2ガスは、処理室201内に残留して窒化効率を低下させるおそれがあるので好ましくない。
For example, when nitriding the Si surface of the
また、Si等の酸化処理時には、例えばN2ガスやO2ガス、H2ガス、希ガス等を用いることができる。但し、フラッシュメモリ等の半導体装置のゲート酸化膜の形成時には、ゲート酸化膜中に取り込まれて電気的特性を悪化させるおそれがあるH2ガスを使用することは好ましくない。 Further, for example, N 2 gas, O 2 gas, H 2 gas, rare gas, or the like can be used at the time of oxidation treatment of Si or the like. However, when forming a gate oxide film of a semiconductor device such as a flash memory, it is not preferable to use H 2 gas that is taken into the gate oxide film and may deteriorate the electrical characteristics.
また、アニール処理時には、例えばN2ガスや希ガス等を用いることができる。但し、O2ガスやH2ガス等、アニール処理時の高温下でウエハ200やウエハ200上に形成された膜を酸化あるいは還元させてしまうおそれのあるガスは好ましくない。
In addition, for example, N 2 gas or rare gas can be used during the annealing process. However, a gas that may oxidize or reduce the
また、SiO2膜/金属膜(順不同)等の積層構造に対して行う選択酸化時には、N2ガスやO2ガス、H2ガス、希ガス等を用いることができ、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いた各種成膜時には、N2ガスや希ガス等を用いることができる。 In addition, N 2 gas, O 2 gas, H 2 gas, rare gas, or the like can be used at the time of selective oxidation performed on a laminated structure such as a SiO 2 film / metal film (in no particular order), and CVD (Chemical Vapor Deposition). N 2 gas, rare gas, or the like can be used at the time of various film formations using the method.
いずれの処理においても、例えばHeガス等の分子量や分子サイズが小さいガスを用いることで、熱の伝達効率をより向上させることができる。 In any process, heat transfer efficiency can be further improved by using a gas having a small molecular weight or molecular size, such as He gas.
また、本発明は上記に挙げた基板処理のみならず、ベアウエハや各種の膜が形成されたウエハに対する、酸化と窒化とを一緒に行う酸窒化、拡散、エッチング、アニール等の処理にも適用可能である。上記処理は、プラズマにより、又はプラズマによらずに行うことができる。 Further, the present invention can be applied not only to the substrate processing described above but also to processing such as oxynitriding, diffusion, etching, annealing, etc., in which oxidation and nitriding are performed together on a bare wafer or a wafer on which various films are formed. It is. The above treatment can be performed with plasma or without plasma.
<本発明の好ましい態様>
以下に、本発明の好ましい態様を付記する。
<Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.
本発明の一態様は、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に搬入された前記基板を一時的に支持する第1基板支持部と、
前記処理室内に設けられ、前記第1基板支持部から前記基板が移載される第2基板支持部と、
前記処理室内に搬入された前記基板を加熱する加熱部と、
前記第2基板支持部の上方に、前記処理室内に搬入された前記基板を前記第1基板支持部により前記第2基板支持部から離して支持させ、前記加熱部により前記基板を昇温させ、
所定時間経過した後に、前記第1基板支持部から前記第2基板支持部へと前記基板を移載させ、
前記加熱部により前記基板を加熱させながら前記基板を処理させるよう、前記第1基板支持部および前記加熱部を制御する制御部と、を有する
基板処理装置である。
One embodiment of the present invention provides:
A processing chamber for processing the substrate;
A first substrate support part for temporarily supporting the substrate carried into the processing chamber;
A second substrate support unit provided in the processing chamber and to which the substrate is transferred from the first substrate support unit;
A heating section for heating the substrate carried into the processing chamber;
Above the second substrate support unit, the substrate carried into the processing chamber is supported by the first substrate support unit away from the second substrate support unit, and the substrate is heated by the heating unit,
After a predetermined time has elapsed, the substrate is transferred from the first substrate support part to the second substrate support part,
A substrate processing apparatus comprising: the first substrate support unit and a control unit that controls the heating unit so that the substrate is processed while the substrate is heated by the heating unit.
好ましくは、
前記第1基板支持部に支持させた前記基板と前記第2基板支持部との距離は、搬入時の前記基板の温度と前記加熱部により所定温度に加熱された前記第2基板支持部の温度との差に応じて調整されるよう構成される。
Preferably,
The distance between the substrate supported by the first substrate support unit and the second substrate support unit is the temperature of the substrate at the time of loading and the temperature of the second substrate support unit heated to a predetermined temperature by the heating unit. It is configured to be adjusted according to the difference.
好ましくは、
前記処理室内にガスを供給するガス供給部を有し、
前記制御部は、
前記第1基板支持部に支持させた前記基板を昇温させる際、前記ガス供給部により前記
処理室内に前記ガスを供給させ、前記処理室内の圧力を前記基板の搬入時の圧力より高めさせるよう、更に前記ガス供給部を制御する。
Preferably,
A gas supply unit for supplying gas into the processing chamber;
The controller is
When raising the temperature of the substrate supported by the first substrate support unit, the gas is supplied into the processing chamber by the gas supply unit so that the pressure in the processing chamber is higher than the pressure at the time of loading the substrate. Further, the gas supply unit is controlled.
好ましくは、
前記加熱部は、
前記処理室内に供給された前記ガスを励起するプラズマ生成部を有し、
前記制御部は、
前記ガス供給部により前記処理室内に前記ガスを供給させて前記第1基板支持部に支持させた前記基板を昇温させる際、前記プラズマ生成部により前記ガスを励起させるよう、更に前記プラズマ生成部を制御する。
Preferably,
The heating unit is
A plasma generation unit for exciting the gas supplied into the processing chamber;
The controller is
The plasma generation unit is further configured to excite the gas by the plasma generation unit when the temperature of the substrate supplied by the gas supply unit into the processing chamber and supported by the first substrate support unit is increased. To control.
さらに好ましくは、
前記基板の表面には自然酸化膜が形成されており、
前記ガスは水素含有ガスである。
More preferably,
A natural oxide film is formed on the surface of the substrate,
The gas is a hydrogen-containing gas.
好ましくは、
前記加熱部は、
前記第1基板支持部の上方に設けられたランプ加熱装置を有し、
前記制御部は、
前記第1基板支持部に支持させた前記基板を昇温させる際、前記ランプ加熱装置により前記基板を上方から加熱させるよう、更に前記ランプ加熱装置を制御する。
Preferably,
The heating unit is
A lamp heating device provided above the first substrate support;
The controller is
When the temperature of the substrate supported by the first substrate support portion is raised, the lamp heating device is further controlled so that the lamp heating device heats the substrate from above.
本発明の他の態様は、
基板を処理する処理室内に前記基板を搬入する工程と、
前記基板を一時的に支持する第1基板支持部により、前記処理室内に設けられた第2基板支持部の上方に、前記処理室内に搬入した前記基板を前記第2基板支持部から離して支持し、前記処理室内に搬入された前記基板を加熱する加熱部により前記基板を昇温する工程と、
所定時間経過した後に、前記第1基板支持部から前記第2基板支持部へと前記基板を移載する工程と、
前記加熱部により前記基板を加熱しながら前記基板を処理する工程と、
前記処理室内から前記基板を搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法である。
Another aspect of the present invention is:
Carrying the substrate into a processing chamber for processing the substrate;
The first substrate support unit that temporarily supports the substrate is supported above the second substrate support unit provided in the processing chamber and separated from the second substrate support unit above the second substrate support unit. And heating the substrate by a heating unit that heats the substrate carried into the processing chamber;
Transferring the substrate from the first substrate support to the second substrate support after a predetermined time has elapsed;
Processing the substrate while heating the substrate by the heating unit;
And a step of unloading the substrate from the processing chamber.
好ましくは、
前記第1基板支持部が支持する前記基板と前記第2基板支持部との距離は、搬入時の前記基板の温度と前記加熱部により所定温度に加熱された前記第2基板支持部の温度との差に応じて調整する。
Preferably,
The distance between the substrate supported by the first substrate support unit and the second substrate support unit is the temperature of the substrate at the time of loading and the temperature of the second substrate support unit heated to a predetermined temperature by the heating unit. Adjust according to the difference.
好ましくは、
前記第1基板支持部に支持した前記基板を昇温する工程では、
ガス供給部により前記処理室内にガスを供給し、前記処理室内の圧力を前記基板を搬入する工程における圧力より高める。
Preferably,
In the step of raising the temperature of the substrate supported by the first substrate support part,
Gas is supplied into the processing chamber by the gas supply unit, and the pressure in the processing chamber is increased from the pressure in the step of loading the substrate.
好ましくは、
前記第1基板支持部に支持した前記基板を昇温する工程では、
ガス供給部により前記処理室内にガスを供給し、前記加熱部が有するプラズマ生成部により前記ガスを励起する。
Preferably,
In the step of raising the temperature of the substrate supported by the first substrate support part,
A gas is supplied into the processing chamber by a gas supply unit, and the gas is excited by a plasma generation unit included in the heating unit.
さらに好ましくは、
前記基板の表面には自然酸化膜が形成されており、
前記ガスは水素含有ガスである。
More preferably,
A natural oxide film is formed on the surface of the substrate,
The gas is a hydrogen-containing gas.
好ましくは、
前記第1基板支持部に支持した前記基板を昇温する工程では、
前記加熱部が有し、前記第1基板支持部の上方に設けられたランプ加熱装置により、前記基板を上方から加熱する。
Preferably,
In the step of raising the temperature of the substrate supported by the first substrate support part,
The substrate is heated from above by a lamp heating device provided in the heating unit and provided above the first substrate support unit.
121 コントローラ(制御部)
200 ウエハ(基板)
201 処理室
217 サセプタ(第2基板支持部)
217b ヒータ(加熱部)
266 ウエハ突上げピン(第1基板支持部)
121 Controller (control unit)
200 wafer (substrate)
201
217b Heater (heating unit)
266 Wafer push-up pin (first substrate support)
Claims (7)
前記処理室内に搬入された前記基板を一時的に支持する第1基板支持部と、
前記処理室内に設けられ、前記第1基板支持部から前記基板が移載される第2基板支持部と、
少なくとも前記第1基板支持部の上方に設けられたランプ加熱装置と前記第2基板支持部の内部に設けられたヒータにより構成され、前記処理室内に搬入された前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理室内にガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内を排気する排気部と、を有し、
前記第2基板支持部の上方に、前記処理室内に搬入された前記基板を前記第1基板支持部により前記第2基板支持部から離して支持させるステップと、
前記処理室内の圧力を前記基板の搬入時の圧力より高い所定の圧力とし、前記第1基板支持部により支持された前記基板を前記加熱部により昇温させるステップと、
所定時間経過した後に、前記第1基板支持部から前記第2基板支持部へと前記基板を移載させるステップと、
前記ガス供給部から処理ガスを供給して、前記第2基板支持部により支持された前記基板を前記加熱部により加熱させながら前記基板を処理させるステップと、
を実行するように、前記第1基板支持部又は前記第2基板支持部の少なくとも一方、前記加熱部、前記ガス供給部および前記排気部を制御するよう構成される制御部と、
をさらに有する基板処理装置。 A processing chamber for processing the substrate;
A first substrate support part for temporarily supporting the substrate carried into the processing chamber;
A second substrate support unit provided in the processing chamber and to which the substrate is transferred from the first substrate support unit;
A heating unit configured to include at least a lamp heating device provided above the first substrate support and a heater provided inside the second substrate support, and heating the substrate carried into the processing chamber;
A gas supply unit for supplying gas into the processing chamber;
An exhaust part for exhausting the processing chamber,
Supporting the substrate carried into the processing chamber away from the second substrate support unit by the first substrate support unit above the second substrate support unit;
Setting the pressure in the processing chamber to a predetermined pressure higher than the pressure at the time of loading the substrate, and raising the temperature of the substrate supported by the first substrate support unit by the heating unit;
Transferring the substrate from the first substrate support to the second substrate support after a predetermined time has elapsed;
Supplying a processing gas from the gas supply unit, and processing the substrate while heating the substrate supported by the second substrate support unit by the heating unit;
A control unit configured to control at least one of the first substrate support unit or the second substrate support unit, the heating unit, the gas supply unit, and the exhaust unit,
A substrate processing apparatus further comprising:
前記制御部は、
前記基板を処理させるステップにおいて、前記処理室内に供給された前記処理ガスをプラズマ励起させるよう、前記プラズマ生成部を制御する請求項1又は請求項2に記載の基板処理装置。 A plasma generation unit for plasma-exciting the gas in the processing chamber;
The controller is
The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein, in the step of processing the substrate, the plasma generation unit is controlled so that the processing gas supplied into the processing chamber is plasma-excited.
前記基板を一時的に支持する第1基板支持部により、前記処理室内に設けられた第2基板支持部の上方に、前記処理室内に搬入した前記基板を前記第2基板支持部から離して支持する工程と、
前記処理室内の圧力を前記基板の搬入時の圧力より高い所定の圧力とし、前記第1基板支持部により支持された前記基板を、少なくとも前記第1基板支持部の上方に設けられたランプ加熱装置と前記第2基板支持部の内部に設けられたヒータにより構成される加熱部により昇温する工程と、
所定時間経過した後に、前記第1基板支持部から前記第2基板支持部へと前記基板を移載する工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給して、前記第2基板支持部により支持された前記基板を前記加熱部により加熱しながら前記基板を処理する工程と、
前記処理室内から前記基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 Carrying the substrate into a processing chamber for processing the substrate;
The first substrate support unit that temporarily supports the substrate is supported above the second substrate support unit provided in the processing chamber and separated from the second substrate support unit above the second substrate support unit. And a process of
A lamp heating apparatus in which the pressure in the processing chamber is set to a predetermined pressure higher than the pressure at the time of loading the substrate, and the substrate supported by the first substrate support is provided at least above the first substrate support. And a step of raising the temperature by a heating part constituted by a heater provided inside the second substrate support part,
Transferring the substrate from the first substrate support to the second substrate support after a predetermined time has elapsed;
Supplying a processing gas into the processing chamber and processing the substrate while heating the substrate supported by the second substrate support unit by the heating unit;
Unloading the substrate from the processing chamber;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記処理室内に水素含有ガスを供給し、前記処理室内の前記水素含有ガスをプラズマ励起する請求項4又は請求項5に記載の半導体装置の製造方法。 In the step of raising the temperature of the substrate supported by the first substrate support part,
Manufacturing method of the process by supplying a hydrogen-containing gas into the chamber, the semiconductor device according to the hydrogen-containing gas in the processing chamber to claim 4 or claim 5 for plasma excitation.
前記基板を一時的に支持する第1基板支持部により、前記処理室内に設けられた第2基板支持部の上方に、前記処理室内に搬入した前記基板を前記第2基板支持部から離して支持する工程と、
前記処理室内の圧力を前記基板の搬入時の圧力より高い所定の圧力とし、前記第1基板支持部により支持された前記基板を、少なくとも前記第1基板支持部の上方に設けられたランプ加熱装置と前記第2基板支持部の内部に設けられたヒータにより構成される加熱部により昇温する工程と、
所定時間経過した後に、前記第1基板支持部から前記第2基板支持部へと前記基板を移載する工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給して、前記第2基板支持部により支持された前記基板を前記加熱部により加熱しながら前記基板を処理する工程と、
前記処理室内から前記基板を搬出する工程と、を有する基板処理方法。 Carrying the substrate into a processing chamber for processing the substrate;
The first substrate support unit that temporarily supports the substrate is supported above the second substrate support unit provided in the processing chamber and separated from the second substrate support unit above the second substrate support unit. And a process of
A lamp heating apparatus in which the pressure in the processing chamber is set to a predetermined pressure higher than the pressure at the time of loading the substrate, and the substrate supported by the first substrate support is provided at least above the first substrate support. And a step of raising the temperature by a heating part constituted by a heater provided inside the second substrate support part,
Transferring the substrate from the first substrate support to the second substrate support after a predetermined time has elapsed;
Supplying a processing gas into the processing chamber and processing the substrate while heating the substrate supported by the second substrate support unit by the heating unit;
Unloading the substrate from the processing chamber.
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