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JP2011058031A - Method for producing semiconductor device and substrate treatment apparatus - Google Patents

Method for producing semiconductor device and substrate treatment apparatus Download PDF

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JP2011058031A
JP2011058031A JP2009206883A JP2009206883A JP2011058031A JP 2011058031 A JP2011058031 A JP 2011058031A JP 2009206883 A JP2009206883 A JP 2009206883A JP 2009206883 A JP2009206883 A JP 2009206883A JP 2011058031 A JP2011058031 A JP 2011058031A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
processing
nickel
processing container
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009206883A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideji Itaya
秀治 板谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2009206883A priority Critical patent/JP2011058031A/en
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Abstract

【課題】 装置稼働率を高めることができ、量産性に優れる半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供する。
【解決手段】 処理容器内に基板を搬入する工程と、処理容器内にニッケルを含む原料を供給し基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行う工程と、処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、処理容器内に基板がない状態で、処理容器内にハロゲン系ガスを供給し処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物と反応させてニッケルハロゲン化物を生成し、その後、処理容器内にシクロペンタ基を含むガスを供給しニッケルハロゲン化物と反応させてニッケル化合物を生成し、このニッケル化合物を加熱し気化して処理容器内から排出することで、処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物を除去する工程と、を有する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor device and a substrate processing apparatus capable of increasing the apparatus operating rate and excellent in mass productivity.
A process for carrying a substrate into a processing container, a process for supplying a raw material containing nickel into the processing container and forming a film containing nickel on the substrate, and a processed substrate from the processing container. In the process of unloading and with no substrate in the processing container, a halogen-based gas is supplied into the processing container to react with deposits containing nickel adhering to the processing container to generate nickel halide, and then processing A gas containing a cyclopenta group is supplied into the container and reacted with nickel halide to produce a nickel compound. The nickel compound is heated and vaporized and discharged from the processing container, so that the nickel adhering to the processing container is removed. Removing the deposits that contain them.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、処理容器内で基板を処理する工程と、処理容器内をクリーニングする工程と、を有する半導体装置の製造方法及びその方法において好適に用いられる基板処理装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a step of processing a substrate in a processing container and a step of cleaning the inside of the processing container, and a substrate processing apparatus suitably used in the method.

基板上にニッケル等の金属を含有する膜を形成する成膜装置の処理容器内をクリーニングする際には、ClF3ガスあるいはFガスを処理容器内へ導入して接ガス部に付着した堆積物と接触させた後、水または酸性水溶液で洗浄する方法がある(例えば特許文献1参照)。 When cleaning the inside of a processing container of a film forming apparatus for forming a film containing a metal such as nickel on a substrate, deposition is carried out by introducing ClF 3 gas or F 2 gas into the processing container and adhering to the gas contact part. There is a method of washing with water or an acidic aqueous solution after contacting with an object (for example, see Patent Document 1).

特開平5−263281号公報JP-A-5-263281

しかしながらその場合、成膜装置の稼動を停止し、作業を行う必要がある。すなわち、処理容器内(反応室内)に設置されているサセプタ類を取り外したり、処理容器内壁、排気配管等を洗浄するために反応室内を大気開放する必要がある。   However, in that case, it is necessary to stop the operation of the film forming apparatus and perform the work. That is, it is necessary to open the reaction chamber to the atmosphere in order to remove the susceptors installed in the processing vessel (reaction chamber) and to clean the inner wall of the processing vessel, the exhaust pipe, and the like.

それに伴うヒータの昇降温(温度上昇、下降)、気密チェック、サセプタ類の再設置による温度調整、搬送調整などがダウンタイム(装置の非稼動状態)の増大を招き、装置稼働率が低下し量産性に乏しくなる。   As a result, the temperature rise and fall of the heater (temperature rise and fall), airtightness check, temperature adjustment by re-installation of susceptors, and conveyance adjustment lead to an increase in downtime (device non-operational state), resulting in a decrease in device operation rate and mass production. It becomes scarce.

本発明は、装置稼働率を高めることができ、量産性に優れる半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device and a substrate processing apparatus that can increase the device operation rate and are excellent in mass productivity.

本発明の一態様によれば、処理容器内に基板を搬入する工程と、前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給し前記基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行う工程と、前記処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、前記処理容器内に前記基板がない状態で、前記処理容器内にハロゲン系ガスを供給し前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物と反応させてニッケルハロゲン化物を生成し、その後、前記処理容器内にシクロペンタ基を含むガスを供給し前記ニッケルハロゲン化物と反応させてニッケル化合物を生成し、このニッケル化合物を加熱し気化して前記処理容器内から排出することで、前記処理容器内に付着した前記ニッケルを含む堆積物を除去する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, a step of carrying a substrate into a processing vessel, a step of supplying a raw material containing nickel into the processing vessel and forming a film containing nickel on the substrate, A step of unloading the processed substrate from the processing container, and a reaction with a deposit containing nickel attached to the processing container by supplying a halogen-based gas into the processing container without the substrate in the processing container A nickel halide is formed, and then a gas containing a cyclopenta group is supplied into the processing vessel to react with the nickel halide to form a nickel compound, and the nickel compound is heated and vaporized to form the processing vessel. And a step of removing the deposit containing nickel adhering to the inside of the processing container by discharging from the inside.

本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理容器と、前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給する原料供給系と、前記処理容器内にハロゲン系ガスを供給するハロゲン系ガス供給系と、前記処理容器内にシクロペンタ基を含むガスを供給するシクロペンタ基含有ガス供給系と、前記処理容器内を排気する排気系と、前記処理容器内を加熱するヒータと、前記処理容器内に前記原料を供給し基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行った後、前記処理容器内に前記基板がない状態で、前記処理容器内にハロゲン系ガスを供給し前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物と反応させてニッケルハロゲン化物を生成し、その後、前記処理容器内にシクロペンタ基を含むガスを供給し前記ニッケルハロゲン化物と反応させてニッケル化合物を生成し、このニッケル化合物を加熱し気化して前記処理容器内から排出することで、前記処理容器内に付着した前記ニッケルを含む堆積物を除去するように、前記原料供給系、前記ハロゲン系ガス供給系、前記シクロペンタ基含有ガス供給系、前記排気系、および前記ヒータ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 another aspect of the present invention, a processing container for processing a substrate, a raw material supply system for supplying a raw material containing nickel into the processing container, and a halogen-based gas supply for supplying a halogen-based gas into the processing container. A system, a cyclopenta group-containing gas supply system for supplying a gas containing a cyclopenta group into the processing container, an exhaust system for exhausting the processing container, a heater for heating the processing container, and the processing container After performing the process of supplying the raw material and forming a film containing nickel on the substrate, the halogen-based gas is supplied into the processing container and is attached to the processing container without the substrate in the processing container. A nickel halide is produced by reacting with the deposited nickel-containing deposit, and then a gas containing a cyclopenta group is supplied into the processing vessel to react with the nickel halide to cause nickel nickel. Generating the compound, heating and vaporizing the nickel compound, and discharging the nickel compound from the processing container, thereby removing the deposit containing the nickel adhering to the processing container, the raw material supply system, the halogen There is provided a substrate processing apparatus having a system gas supply system, the cyclopenta group-containing gas supply system, the exhaust system, and a control unit for controlling the heater.

本発明によれば、装置稼働率を高めることができ、量産性に優れる半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device and a substrate processing apparatus that can increase the apparatus operation rate and are excellent in mass productivity.

本発明の実施形態にかかるクリーニング工程のフロー図である。It is a flowchart of the cleaning process concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系および排気系の構成図である。It is a block diagram of the gas supply system and exhaust system which the substrate processing apparatus concerning embodiment of this invention has. 本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図である。It is a section lineblock diagram at the time of wafer processing of a substrate processing device concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図である。It is a section lineblock diagram at the time of wafer conveyance of a substrate processing device concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。It is a flowchart of the substrate processing process concerning embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態で好適に用いられる縦型CVD装置の縦型処理炉の概略構成図であり、(a)は処理炉302部分を縦断面で示し、(b)は処理炉302部分を(a)のA−A線断面図で示す。It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace of the vertical CVD apparatus used suitably by other embodiment of this invention, (a) shows the processing furnace 302 part in a longitudinal cross-section, (b) is the processing furnace 302 part. Is shown by a cross-sectional view along line AA in FIG.

(1)基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図3,4を参照しながら説明する。図3は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウェハ処理時における断面構成図であり、図4は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置のウェハ搬送時における断面構成図である。
(1) Configuration of Substrate Processing Apparatus First, the configuration of the substrate processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of the substrate processing apparatus according to one embodiment of the present invention during wafer processing, and FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of the substrate processing apparatus according to one embodiment of the present invention during wafer transfer. is there.

<処理室>
図3,4に示すとおり、本実施形態にかかる基板処理装置は処理容器202を備えている。処理容器202は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器202は、例えばアルミニウム(Al)やステンレス(SUS)などの金属材料により構成されている。処理容器202内には、基板としてのシリコンウェハ等のウェハ200を処理する処理室201が形成されている。
<Processing chamber>
As shown in FIGS. 3 and 4, the substrate processing apparatus according to this embodiment includes a processing container 202. The processing container 202 is configured as a flat sealed container having a circular cross section, for example. Moreover, the processing container 202 is comprised, for example with metal materials, such as aluminum (Al) and stainless steel (SUS). A processing chamber 201 for processing a wafer 200 such as a silicon wafer as a substrate is formed in the processing container 202.

<支持台>
処理室201内には、ウェハ200を支持する支持台203が設けられている。ウェハ200が直接触れる支持台203の上面には、例えば、石英(SiO2)、カーボン、セラミックス、炭化ケイ素(SiC)、酸化アルミニウム(Al2O3)、又は窒化アルミニウム(AlN)などから構成された支持板としてのサセプタ217が設けられている。また、支持台203には、ウェハ200を加熱する加熱手段(加熱源)としてのヒータ206が内蔵されている。なお、支持台203の下端部は、処理容器202の底部を貫通している。
<Support stand>
A support table 203 that supports the wafer 200 is provided in the processing chamber 201. On the upper surface of the support table 203 that the wafer 200 is in direct contact with, for example, a support plate made of quartz (SiO 2), carbon, ceramics, silicon carbide (SiC), aluminum oxide (Al 2 O 3), aluminum nitride (AlN), or the like. Susceptor 217 is provided. In addition, the support base 203 incorporates a heater 206 as a heating means (heating source) for heating the wafer 200. Note that the lower end portion of the support base 203 passes through the bottom portion of the processing container 202.

<昇降機構>
処理室201の外部には、支持台203を昇降させる昇降機構207bが設けられている。この昇降機構207bを作動させて支持台203を昇降させることにより、サセプタ217上に支持されるウェハ200を昇降させることが可能となっている。支持台203は、ウェハ200の搬送時には図4で示される位置(ウェハ搬送位置)まで下降し、ウェハ200の処理時には図3で示される位置(ウェハ処理位置)まで上昇する。なお、支持台203下端部の周囲は、ベローズ203aにより覆われており、処理室201内は気密に保持されている。
<Elevating mechanism>
Outside the processing chamber 201, an elevating mechanism 207b for elevating the support base 203 is provided. The wafer 200 supported on the susceptor 217 can be moved up and down by operating the lifting mechanism 207 b to raise and lower the support base 203. The support table 203 is lowered to the position shown in FIG. 4 (wafer transfer position) when the wafer 200 is transferred, and is raised to the position shown in FIG. 3 (wafer processing position) when the wafer 200 is processed. The periphery of the lower end portion of the support base 203 is covered with a bellows 203a, and the inside of the processing chamber 201 is kept airtight.

<リフトピン>
また、処理室201の底面(床面)には、例えば3本のリフトピン208bが鉛直方向に立ち上がるように設けられている。また、支持台203(サセプタ217も含む)には、かかるリフトピン208bを貫通させるための貫通孔208aが、リフトピン208bに対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、支持台203をウェハ搬送位置まで下降させた時には、図4に示すように、リフトピン208bの上端部がサセプタ217の上面から突出して、リフトピン208bがウェハ200を下方から支持するようになっている。また、支持台203をウェハ処理位置まで上昇させたときには、図3に示すようにリフトピン208bはサセプタ217の上面から埋没して、サセプタ217がウェハ200を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン208bは、ウェハ200と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
<Lift pin>
In addition, on the bottom surface (floor surface) of the processing chamber 201, for example, three lift pins 208b are provided so as to rise in the vertical direction. Further, the support base 203 (including the susceptor 217) is provided with through holes 208a through which the lift pins 208b pass, at positions corresponding to the lift pins 208b. When the support table 203 is lowered to the wafer transfer position, as shown in FIG. 4, the upper ends of the lift pins 208b protrude from the upper surface of the susceptor 217, and the lift pins 208b support the wafer 200 from below. Yes. When the support table 203 is raised to the wafer processing position, as shown in FIG. 3, the lift pins 208b are buried from the upper surface of the susceptor 217, and the susceptor 217 supports the wafer 200 from below. In addition, since the lift pins 208b are in direct contact with the wafer 200, it is desirable to form the lift pins 208b with a material such as quartz or alumina.

<ウェハ搬送口>
処理室201(処理容器202)の内壁側面には、処理室201の内外にウェハ200を搬送するためのウェハ搬送口250が設けられている。ウェハ搬送口250にはゲートバルブ251が設けられており、ゲートバルブ251を開くことにより、処理室201内と搬送室(予備室)271内とが連通するようになっている。搬送室271は搬送容器(密閉容器)272内に形成されており、搬送室271内にはウェハ200を搬送する搬送ロボット273が設けられている。搬送ロボット273には、ウェハ200を搬送する際にウェハ200を支持する搬送アーム273aが備えられている。支持台203をウェハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ251を開くことにより、搬送ロボット273により処理室201内と搬送室271内との間でウェハ200を搬送することが可能となっている。処理室201内に搬送されたウェハ200は、上述したようにリフトピン208b上に一時的に載置される。なお、搬送室271のウェハ搬送口250が設けられた側と反対側には、図示しないロードロック室が設けられており、搬送ロボット273によりロードロック室内と搬送室271内との間でウェハ200を搬送することが可能となっている。なお、ロードロック室は、未処理もしくは処理済のウェハ200を一時的に収容する予備室として機能する。
<Wafer transfer port>
On the inner wall side surface of the processing chamber 201 (processing container 202), a wafer transfer port 250 for transferring the wafer 200 into and out of the processing chamber 201 is provided. The wafer transfer port 250 is provided with a gate valve 251. By opening the gate valve 251, the processing chamber 201 and the transfer chamber (preliminary chamber) 271 communicate with each other. The transfer chamber 271 is formed in a transfer container (sealed container) 272, and a transfer robot 273 that transfers the wafer 200 is provided in the transfer chamber 271. The transfer robot 273 includes a transfer arm 273 a that supports the wafer 200 when the wafer 200 is transferred. By opening the gate valve 251 while the support table 203 is lowered to the wafer transfer position, the transfer robot 273 can transfer the wafer 200 between the processing chamber 201 and the transfer chamber 271. Yes. The wafer 200 transferred into the processing chamber 201 is temporarily placed on the lift pins 208b as described above. Note that a load lock chamber (not shown) is provided on the opposite side of the transfer chamber 271 from the side where the wafer transfer port 250 is provided, and the transfer robot 273 moves the wafer 200 between the load lock chamber and the transfer chamber 271. Can be transported. The load lock chamber functions as a spare chamber for temporarily storing unprocessed or processed wafers 200.

<排気系>
処理室201(処理容器202)の内壁側面であって、ウェハ搬送口250の反対側には、処理室201内の雰囲気を排気する排気口260が設けられている。排気口260には排気チャンバ260aを介して排気管261が接続されており、排気管261には、処理室201内を所定の圧力に制御するAPC(Auto Pressure Controller)等の圧力調整器262、原料回収トラップ263、及び真空ポンプ264が順に直列に接続されている。主に、排気口260、排気チャンバ260a、排気管261、圧力調整器262、原料回収トラップ263、真空ポンプ264により排気系(排気ライン)が構成される。
<Exhaust system>
An exhaust port 260 for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201 is provided on the inner wall side surface of the processing chamber 201 (processing container 202) on the opposite side of the wafer transfer port 250. An exhaust pipe 261 is connected to the exhaust port 260 via an exhaust chamber 260a. The exhaust pipe 261 has a pressure regulator 262 such as an APC (Auto Pressure Controller) that controls the inside of the processing chamber 201 at a predetermined pressure. A raw material recovery trap 263 and a vacuum pump 264 are connected in series in this order. An exhaust system (exhaust line) is mainly configured by the exhaust port 260, the exhaust chamber 260a, the exhaust pipe 261, the pressure regulator 262, the raw material recovery trap 263, and the vacuum pump 264.

<ガス導入口>
処理室201の上部に設けられる後述のシャワーヘッド240の上面(天井壁)には、処理室201内に各種ガスを供給するためのガス導入口210が設けられている。なお、ガス導入口210に接続されるガス供給系の構成については後述する。
<Gas inlet>
A gas inlet 210 for supplying various gases into the processing chamber 201 is provided on the upper surface (ceiling wall) of a shower head 240 described later provided in the upper portion of the processing chamber 201. The configuration of the gas supply system connected to the gas inlet 210 will be described later.

<シャワーヘッド>
ガス導入口210と処理室201との間には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド240が設けられている。シャワーヘッド240は、ガス導入口210から導入されるガスを分散させるための分散板240aと、分散板240aを通過したガスをさらに均一に分散させて支持台203上のウェハ200の表面に供給するためのシャワー板240bと、を備えている。分散板240aおよびシャワー板240bには、複数の通気孔が設けられている。分散板240aは、シャワーヘッド240の上面及びシャワー板240bと対向するように配置されており、シャワー板240bは、支持台203上のウェハ200と対向するように配置されている。なお、シャワーヘッド240の上面と分散板240aとの間、および分散板240aとシャワー板240bとの間には、それぞれ空間が設けられており、かかる空間は、ガス導入口210から供給されるガスを分散させるための第1バッファ空間(分散室)240c、および分散板240aを通過したガスを拡散させるための第2バッファ空間240dとしてそれぞれ機能する。
<Shower head>
A shower head 240 as a gas dispersion mechanism is provided between the gas inlet 210 and the processing chamber 201. The shower head 240 disperses the gas introduced from the gas introduction port 210 and the gas that has passed through the dispersion plate 240 a are more uniformly dispersed and supplied to the surface of the wafer 200 on the support table 203. A shower plate 240b. The dispersion plate 240a and the shower plate 240b are provided with a plurality of vent holes. The dispersion plate 240 a is disposed so as to face the upper surface of the shower head 240 and the shower plate 240 b, and the shower plate 240 b is disposed so as to face the wafer 200 on the support table 203. Note that spaces are provided between the upper surface of the shower head 240 and the dispersion plate 240a, and between the dispersion plate 240a and the shower plate 240b, respectively, and the spaces are supplied from the gas inlet 210. Function as a first buffer space (dispersion chamber) 240c for dispersing the gas and a second buffer space 240d for diffusing the gas that has passed through the dispersion plate 240a.

<排気ダクト>
処理室201(処理容器202)の内壁側面には、段差部201aが設けられている。そして、この段差部201aは、コンダクタンスプレート204をウェハ処理位置近傍に保持するように構成されている。コンダクタンスプレート204は、内周部にウェハ200を収容する穴が設けられた1枚のドーナツ状(リング状)をした円板として構成されている。コンダクタンスプレート204の外周部には、所定間隔を開けて周方向に配列された複数の排出口204aが設けられている。排出口204aは、コンダクタンスプレート204の外周部がコンダクタンスプレート204の内周部を支えることができるよう、不連続に形成されている。
<Exhaust duct>
A step portion 201a is provided on the side surface of the inner wall of the processing chamber 201 (processing vessel 202). The step portion 201a is configured to hold the conductance plate 204 in the vicinity of the wafer processing position. The conductance plate 204 is configured as a single donut-shaped (ring-shaped) disk in which a hole for accommodating the wafer 200 is provided in the inner periphery. A plurality of discharge ports 204 a arranged in the circumferential direction with a predetermined interval are provided on the outer periphery of the conductance plate 204. The discharge port 204 a is formed discontinuously so that the outer periphery of the conductance plate 204 can support the inner periphery of the conductance plate 204.

一方、支持台203の外周部には、ロワープレート205が係止している。ロワープレート205は、リング状の凹部205bと、凹部205bの内側上部に一体的に設けられたフランジ部205aとを備えている。凹部205bは、支持台203の外周部と、処理室201の内壁側面との隙間を塞ぐように設けられている。凹部205bの底部のうち排気口260付近の一部には、凹部205b内から排気口260側へガスを排出(流通)させるためのプレート排気口205cが設けられている。フランジ部205aは、支持台203の上部外周縁上に係止する係止部として機能する。フランジ部205aが支持台203の上部外周縁上に係止することにより、ロワープレート205が、支持台203の昇降に伴い、支持台203と共に昇降されるようになっている。   On the other hand, a lower plate 205 is locked to the outer peripheral portion of the support base 203. The lower plate 205 includes a ring-shaped concave portion 205b and a flange portion 205a provided integrally on the inner upper portion of the concave portion 205b. The recess 205 b is provided so as to close a gap between the outer peripheral portion of the support base 203 and the inner wall side surface of the processing chamber 201. A part of the bottom of the recess 205b near the exhaust port 260 is provided with a plate exhaust port 205c for discharging (circulating) gas from the recess 205b to the exhaust port 260 side. The flange portion 205 a functions as a locking portion that locks on the upper outer periphery of the support base 203. When the flange portion 205 a is locked on the upper outer periphery of the support base 203, the lower plate 205 is moved up and down together with the support base 203 as the support base 203 is moved up and down.

支持台203がウェハ処理位置まで上昇したとき、ロワープレート205もウェハ処理位置まで上昇する。その結果、ウェハ処理位置近傍に保持されているコンダクタンスプレート204が、ロワープレート205の凹部205bの上面部分を塞ぎ、凹部205bの内部をガス流路領域とする排気ダクト259が形成されることとなる。なお、このとき、排気ダクト259(コンダクタンスプレート204及びロワープレート205)及び支持台203によって、処理室201内が、排気ダクト259よりも上方の処理室上部と、排気ダクト259よりも下方の処理室下部と、に仕切られることとなる。なお、コンダクタンスプレート204およびロワープレート205は、排気ダクト259の内壁に堆積する反応生成物をエッチングする場合(セルフクリーニングする場合)を考慮して、高温保持が可能な材料、例えば、耐高温高負荷用石英で構成することが好ましい。   When the support table 203 is raised to the wafer processing position, the lower plate 205 is also raised to the wafer processing position. As a result, the conductance plate 204 held in the vicinity of the wafer processing position closes the upper surface portion of the recess 205b of the lower plate 205, and the exhaust duct 259 having the gas passage region inside the recess 205b is formed. . At this time, due to the exhaust duct 259 (the conductance plate 204 and the lower plate 205) and the support base 203, the inside of the processing chamber 201 is above the processing chamber above the exhaust duct 259 and the processing chamber below the exhaust duct 259. It will be partitioned into a lower part. The conductance plate 204 and the lower plate 205 are made of materials that can be kept at a high temperature, for example, high temperature and high load resistance, in consideration of etching reaction products deposited on the inner wall of the exhaust duct 259 (self cleaning). Preferably, it is made of quartz for use.

ここで、ウェハ処理時における処理室201内のガスの流れについて説明する。まず、ガス導入口210からシャワーヘッド240の上部へと供給されたガスは、第1バッファ空間(分散室)240cを経て分散板240aの多数の孔から第2バッファ空間240dへと入り、さらにシャワー板240bの多数の孔を通過して処理室201内に供給され、ウェハ200上に均一に供給される。そして、ウェハ200上に供給されたガスは、ウェハ200の径方向外側に向かって放射状に流れる。そして、ウェハ200に接触した後の余剰なガスは、ウェハ200外周部に位置する排気ダクト259上、すなわち、コンダクタンスプレート204上を、ウェハ200の径方向外側に向かって放射状に流れ、コンダクタンスプレート204に設けられた排出口204aから、排気ダクト259内のガス流路領域内(凹部205b内)へと排出される。その後、ガスは排気ダクト259内を流れ、プレート排気口205cを経由して排気口260へと排気される。このようにガスを流すことで、処理室下部、すなわち、支持台203の裏面や処理室201の底面側へのガスの回り込みが抑制される。   Here, the flow of gas in the processing chamber 201 during wafer processing will be described. First, the gas supplied from the gas inlet 210 to the upper portion of the shower head 240 enters the second buffer space 240d through the first buffer space (dispersion chamber) 240c through a large number of holes in the dispersion plate 240a, and further into the shower. It passes through a large number of holes in the plate 240 b and is supplied into the processing chamber 201, and is uniformly supplied onto the wafer 200. The gas supplied onto the wafer 200 flows radially outward of the wafer 200 in the radial direction. Then, surplus gas after contacting the wafer 200 flows radially on the exhaust duct 259 located on the outer peripheral portion of the wafer 200, that is, on the conductance plate 204 toward the radially outer side of the wafer 200. Is discharged into the gas flow path region (in the recess 205b) in the exhaust duct 259. Thereafter, the gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260 via the plate exhaust port 205c. By flowing the gas in this way, gas wraparound to the lower part of the processing chamber, that is, the back surface of the support base 203 or the bottom surface side of the processing chamber 201 is suppressed.

<ガス供給系>
続いて、上述したガス導入口210に接続されるガス供給系の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系および排気系の構成図である。
<Gas supply system>
Next, the configuration of the gas supply system connected to the gas inlet 210 described above will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of a gas supply system and an exhaust system included in the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.

本発明の実施形態にかかる基板処理装置の有するガス供給系は、常温で液体状態であるニッケル(Ni)を含む液体原料を気化する気化部としてのバブラと、バブラにて液体原料を気化させて得た原料ガスを処理室201内に供給する原料ガス供給系と、クリーニングガス(エッチングガス)を処理室201内に供給するクリーニングガス供給系と、パージガスを処理室201内に供給するパージガス供給系と、を有している。さらに、本発明の実施形態にかかる基板処理装置は、バブラからの原料ガスを処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスするよう排気するベント(バイパス)系を有している。以下に、各部の構成について説明する。   A gas supply system of a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a bubbler as a vaporizing unit that vaporizes a liquid material containing nickel (Ni) that is in a liquid state at room temperature, and vaporizes the liquid material using the bubbler. A raw material gas supply system that supplies the obtained raw material gas into the processing chamber 201, a cleaning gas supply system that supplies a cleaning gas (etching gas) into the processing chamber 201, and a purge gas supply system that supplies a purge gas into the processing chamber 201 And have. Furthermore, the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention has a vent (bypass) system that exhausts the processing gas to bypass the processing chamber 201 without supplying the raw material gas from the bubbler into the processing chamber 201. Below, the structure of each part is demonstrated.

<バブラ>
処理室201の外部には、液体原料を収容する原料容器としてのバブラ220aが設けられている。バブラ220aは、内部に液体原料を収容(充填)可能なタンク(密閉容器)として構成されており、また、液体原料をバブリングにより気化させて原料ガスを生成させる気化部としても構成されている。なお、バブラ220aの周りには、バブラ220aおよび内部の液体原料を加熱するサブヒータ206aが設けられている。原料としては、例えば、ニッケル(Ni)元素を含む金属液体原料であるNi(PF34が用いられる。
<Bubbler>
Outside the processing chamber 201, a bubbler 220a is provided as a raw material container for storing a liquid raw material. The bubbler 220a is configured as a tank (sealed container) capable of containing (filling) a liquid source therein, and is also configured as a vaporizing unit that generates a source gas by vaporizing the liquid source by bubbling. A sub-heater 206a for heating the bubbler 220a and the liquid material inside is provided around the bubbler 220a. As the raw material, for example, Ni (PF 3 ) 4 which is a metal liquid raw material containing a nickel (Ni) element is used.

バブラ220aには、キャリアガス供給管237aが接続されている。キャリアガス供給管237aの上流側端部には、図示しないキャリアガス供給源が接続されている。また、キャリアガス供給管237aの下流側端部はバブラ220a内に収容した液体原料内に浸されている。キャリアガス供給管237aには、キャリアガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222aと、キャリアガスの供給を制御するバルブva1,va2が設けられている。なお、キャリアガスとしては、液体原料とは反応しないガスを用いることが好ましく、例えばNガスやArガスやHeガス等の不活性ガスが好適に用いられる。主に、キャリアガス供給管237a、MFC222a、バルブva1,va2により、キャリアガス供給系(キャリアガス供給ライン)が構成される。 A carrier gas supply pipe 237a is connected to the bubbler 220a. A carrier gas supply source (not shown) is connected to the upstream end of the carrier gas supply pipe 237a. Further, the downstream end of the carrier gas supply pipe 237a is immersed in the liquid raw material accommodated in the bubbler 220a. The carrier gas supply pipe 237a is provided with a mass flow controller (MFC) 222a as a flow rate controller for controlling the supply flow rate of the carrier gas, and valves va1 and va2 for controlling the supply of the carrier gas. As the carrier gas, a gas that does not react with the liquid raw material is preferably used. For example, an inert gas such as N 2 gas, Ar gas, or He gas is preferably used. A carrier gas supply system (carrier gas supply line) is mainly configured by the carrier gas supply pipe 237a, the MFC 222a, and the valves va1 and va2.

上記構成により、バルブva1,va2を開き、キャリアガス供給管237aからMFC222aで流量制御されたキャリアガスをバブラ220a内に供給することにより、バブラ220a内部に収容された液体原料をバブリングにより気化させて原料ガスを生成させることが可能となる。   With the above configuration, by opening the valves va1 and va2 and supplying the carrier gas whose flow rate is controlled by the MFC 222a from the carrier gas supply pipe 237a into the bubbler 220a, the liquid raw material stored in the bubbler 220a is vaporized by bubbling. Source gas can be generated.

<原料ガス供給系>
バブラ220aには、バブラ220a内で生成された原料ガスを処理室201内に供給する原料ガス供給管213aが接続されている。原料ガス供給管213aの上流側端部は、バブラ220aの上部に存在する空間に連通している。原料ガス供給管213aの下流側端部は、ガス導入口210に接続されている。原料ガス供給管213aには上流側から順にバルブva5,va3が設けられている。バルブva5はバブラ220aから原料ガス供給管213a内への原料ガスの供給を制御するバルブであり、バブラ220aの近傍に設けられている。バルブva3は、原料ガス供給管213aから処理室201内への原料ガスの供給を制御するバルブであり、ガス導入口210の近傍に設けられている。バルブva3と後述するバルブve3は高耐久高速ガスバルブとして構成されている。高耐久高速ガスバルブは、短時間で素早くガス供給の切り替えおよびガス排気ができるように構成された集積バルブである。なお、バルブve3は、原料ガス供給管213aのバルブva3とガス導入口210との間の空間を高速にパージしたのち、処理室201内をパージするためのパージガスの導入を制御するバルブである。
<Raw gas supply system>
A raw material gas supply pipe 213a for supplying the raw material gas generated in the bubbler 220a into the processing chamber 201 is connected to the bubbler 220a. The upstream end of the source gas supply pipe 213a communicates with the space existing above the bubbler 220a. The downstream end of the source gas supply pipe 213a is connected to the gas inlet 210. The source gas supply pipe 213a is provided with valves va5 and va3 in order from the upstream side. The valve va5 is a valve for controlling the supply of the source gas from the bubbler 220a into the source gas supply pipe 213a, and is provided in the vicinity of the bubbler 220a. The valve va3 is a valve that controls the supply of the source gas from the source gas supply pipe 213a into the processing chamber 201, and is provided in the vicinity of the gas inlet 210. The valve va3 and a valve ve3 described later are configured as a highly durable high-speed gas valve. The high durability high-speed gas valve is an integrated valve configured so that gas supply can be switched and gas exhausted quickly in a short time. The valve ve3 is a valve that controls the introduction of a purge gas for purging the inside of the processing chamber 201 after purging the space between the valve va3 of the source gas supply pipe 213a and the gas inlet 210 at high speed.

上記構成により、バブラ220aにて液体原料を気化させて原料ガスを発生させるとともに、バルブva5,va3を開くことにより、原料ガス供給管213aから処理室201内へ原料ガスを供給することが可能となる。主に、原料ガス供給管213a、バルブva5,va3により原料ガス供給系(原料ガス供給ライン)が構成される。   With the above configuration, it is possible to supply the source gas from the source gas supply pipe 213a into the processing chamber 201 by opening the valves va5 and va3 while vaporizing the liquid source in the bubbler 220a. Become. A source gas supply system (source gas supply line) is mainly configured by the source gas supply pipe 213a and the valves va5 and va3.

また、主に、キャリアガス供給系、バブラ220a、原料ガス供給系により、原料供給系(原料供給ライン)が構成される。   Further, a raw material supply system (raw material supply line) is mainly configured by the carrier gas supply system, the bubbler 220a, and the raw material gas supply system.

<クリーニングガス供給系>
また、処理室201の外部には、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給源220b,220dが設けられている。クリーニングガス供給源220b,220dには、それぞれクリーニングガス供給管213b,213dの上流側端部が接続されている。クリーニングガス供給管213b,213dの下流側端部は、それぞれバルブvb3,vd3を介してガス導入口210に接続されている。クリーニングガス供給管213bには、クリーニングガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222bと、クリーニングガスの供給を制御するバルブvb1,vb2,vb3が設けられている。クリーニングガス供給管213dには、クリーニングガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222dと、クリーニングガスの供給を制御するバルブvd1,vd2,vd3が設けられている。クリーニングガスとしては、第1のクリーニングガスとしてハロゲン系ガスが用いられ、第2のクリーニングガスとしてシクロペンタ基を含むガスが用いられる。すなわち、クリーニングガスとしては、2種類のガスが用いられる。本実施形態では、クリーニングガス供給源220b,220dは、それぞれハロゲン系ガス供給源、シクロペンタ基含有ガス供給源として構成される。主に、クリーニングガス供給源220b、クリーニングガス供給管213b、MFC222b、バルブvb1,vb2,vb3により、第1のクリーニングガス供給系(第1のクリーニングガス供給ライン)、すなわちハロゲン系ガス供給系(ハロゲン系ガス供給ライン)が構成される。また主に、クリーニングガス供給源220d、クリーニングガス供給管213d、MFC222d、バルブvd1,vd2,vd3により、第2のクリーニングガス供給系(第2のクリーニングガス供給ライン)、すなわちシクロペンタ基含有ガス供給系(シクロペンタ基含有ガス供給ライン)が構成される。また、第1のクリーニングガス供給系および第2のクリーニングガス供給系により、クリーニングガス供給系(クリーニングガス供給ライン)が構成される。
<Cleaning gas supply system>
Further, outside the processing chamber 201, cleaning gas supply sources 220b and 220d for supplying a cleaning gas are provided. The upstream ends of the cleaning gas supply pipes 213b and 213d are connected to the cleaning gas supply sources 220b and 220d, respectively. The downstream end portions of the cleaning gas supply pipes 213b and 213d are connected to the gas inlet 210 through valves vb3 and vd3, respectively. The cleaning gas supply pipe 213b is provided with a mass flow controller (MFC) 222b as a flow rate controller for controlling the supply flow rate of the cleaning gas, and valves vb1, vb2, and vb3 for controlling the supply of the cleaning gas. The cleaning gas supply pipe 213d is provided with a mass flow controller (MFC) 222d as a flow rate controller for controlling the supply flow rate of the cleaning gas, and valves vd1, vd2, and vd3 for controlling the supply of the cleaning gas. As the cleaning gas, a halogen-based gas is used as the first cleaning gas, and a gas containing a cyclopenta group is used as the second cleaning gas. That is, two types of gases are used as the cleaning gas. In the present embodiment, the cleaning gas supply sources 220b and 220d are configured as a halogen-based gas supply source and a cyclopenta group-containing gas supply source, respectively. A cleaning gas supply source 220b, a cleaning gas supply pipe 213b, an MFC 222b, and valves vb1, vb2, and vb3 are mainly used to provide a first cleaning gas supply system (first cleaning gas supply line), that is, a halogen-based gas supply system (halogen). System gas supply line). The second cleaning gas supply system (second cleaning gas supply line), that is, the cyclopenta group-containing gas supply system is mainly constituted by the cleaning gas supply source 220d, the cleaning gas supply pipe 213d, the MFC 222d, and the valves vd1, vd2, and vd3. (Cyclopentagroup-containing gas supply line) is configured. The first cleaning gas supply system and the second cleaning gas supply system constitute a cleaning gas supply system (cleaning gas supply line).

<パージガス供給系>
また、処理室201の外部には、パージガスを供給するためのパージガス供給源220c,220eが設けられている。パージガス供給源220c,220eには、パージガス供給管213c,213eの上流側端部がそれぞれ接続されている。パージガス供給管213cの下流側端部はバルブvc3を介してガス導入口210に接続されている。パージガス供給管213eの下流側端部はバルブve3を介して、原料ガス供給管213aのバルブva3とガス導入口210との間の部分に合流して、ガス導入口210に接続されている。パージガス供給管213c,213eには、パージガスの供給流量を制御する流量制御器としてのマスフローコントローラ(MFC)222c,222eと、パージガスの供給を制御するバルブvc1,vc2,vc3,ve1,ve2,ve3がそれぞれ設けられている。さらに、メンテナンス用として、クリーニングガス供給管213bのクリーニングガス供給源220bとバルブvb1との間に、パージガス供給管213fがバルブvc4を介して接続されており、また、クリーニングガス供給管213dのクリーニングガス供給源220dとバルブvd1との間に、パージガス供給管213gがバルブvc5を介して接続されている。パージガス供給管213f,213gはパージガス供給管213cのマスフローコントローラ222cとバルブvc2との間の部分から分岐して設けられている。パージガスとしては、例えばNガスやArガスやHeガス等の不活性ガスが用いられる。主に、パージガス供給源220c,220e、パージガス供給管213c,213e,213f,213g、MFC222c,222e、バルブvc1,vc2,vc3,vc4,vc5,ve1,ve2,ve3により、パージガス供給系(パージガス供給ライン)が構成される。
<Purge gas supply system>
In addition, purge gas supply sources 220 c and 220 e for supplying purge gas are provided outside the processing chamber 201. The upstream ends of the purge gas supply pipes 213c and 213e are connected to the purge gas supply sources 220c and 220e, respectively. The downstream end of the purge gas supply pipe 213c is connected to the gas inlet 210 through the valve vc3. The downstream end of the purge gas supply pipe 213e joins a portion between the valve va3 and the gas inlet 210 of the source gas supply pipe 213a via the valve ve3 and is connected to the gas inlet 210. The purge gas supply pipes 213c and 213e include mass flow controllers (MFC) 222c and 222e as flow rate controllers that control the supply flow rate of the purge gas, and valves vc1, vc2, vc3, ve1, ve2, and ve3 that control the supply of the purge gas. Each is provided. Further, for maintenance, a purge gas supply pipe 213f is connected via a valve vc4 between the cleaning gas supply source 220b of the cleaning gas supply pipe 213b and the valve vb1, and a cleaning gas of the cleaning gas supply pipe 213d. A purge gas supply pipe 213g is connected between the supply source 220d and the valve vd1 through a valve vc5. The purge gas supply pipes 213f and 213g are branched from the portion between the mass flow controller 222c and the valve vc2 of the purge gas supply pipe 213c. As the purge gas, for example, an inert gas such as N 2 gas, Ar gas, or He gas is used. Purge gas supply sources 220c and 220e, purge gas supply pipes 213c, 213e, 213f and 213g, MFC 222c and 222e, valves vc1, vc2, vc3, vc4, vc5, ve1, ve2 and ve3 ) Is configured.

<ベント(バイパス)系>
また、原料ガス供給管213aのバルブva3よりも上流側には、ベント管215aの上流側端部が接続されている。また、ベント管215a下流側端部は排気管261の圧力調整器262よりも下流側であって原料回収トラップ263よりも上流側に接続されている。ベント管215aには、ガスの流通を制御するためのバルブva4が設けられている。
<Vent (bypass) system>
The upstream end of the vent pipe 215a is connected to the upstream side of the valve va3 of the source gas supply pipe 213a. Further, the downstream end of the vent pipe 215 a is connected to the downstream side of the pressure regulator 262 of the exhaust pipe 261 and to the upstream side of the raw material recovery trap 263. The vent pipe 215a is provided with a valve va4 for controlling the gas flow.

上記構成により、バルブva3を閉じ、バルブva4を開くことで、原料ガス供給管213a内を流れるガスを、処理室201内に供給することなく、ベント管215aを介して処理室201をバイパスさせ、排気管261より排気することが可能となる。主に、ベント管215a、バルブva4によりベント系(ベントライン)が構成される。   With the above configuration, by closing the valve va3 and opening the valve va4, the processing chamber 201 is bypassed through the vent pipe 215a without supplying the gas flowing in the raw material gas supply pipe 213a into the processing chamber 201, Exhaust from the exhaust pipe 261 becomes possible. A vent system (vent line) is mainly configured by the vent pipe 215a and the valve va4.

なお、バブラ220aの周りには、サブヒータ206aが設けられることは上述した通りだが、この他、キャリアガス供給管237a、原料ガス供給管213a、パージガス供給管213e、ベント管215a、排気管261、処理容器202、シャワーヘッド240等の周囲にもサブヒータ206aが設けられている。サブヒータ206aはこれらの部材を、例えば100℃以下の温度に加熱することで、これらの部材内部での原料ガスの再液化を防止するように構成されている。   Although the sub-heater 206a is provided around the bubbler 220a as described above, the carrier gas supply pipe 237a, the source gas supply pipe 213a, the purge gas supply pipe 213e, the vent pipe 215a, the exhaust pipe 261, the processing A sub-heater 206a is also provided around the container 202, the shower head 240, and the like. The sub-heater 206a is configured to prevent re-liquefaction of the source gas inside these members by heating these members to a temperature of, for example, 100 ° C. or less.

<制御部>
なお、本実施形態にかかる基板処理装置は、基板処理装置の各部の動作を制御する制御部としてのコントローラ280を有している。コントローラ280は、ゲートバルブ251、昇降機構207b、搬送ロボット273、ヒータ206、サブヒータ206a、圧力調整器(APC)262、真空ポンプ264、バルブva1〜va5,vb1〜vb3,vc1〜vc5,vd1〜vd3,ve1〜ve3、流量コントローラ222a,222b,222c,222d,222e等の動作を制御する。
<Control unit>
The substrate processing apparatus according to the present embodiment includes a controller 280 as a control unit that controls the operation of each unit of the substrate processing apparatus. The controller 280 includes a gate valve 251, an elevating mechanism 207b, a transport robot 273, a heater 206, a sub heater 206a, a pressure regulator (APC) 262, a vacuum pump 264, valves va1 to va5, vb1 to vb3, vc1 to vc5, vd1 to vd3. , Ve1 to ve3, and the operations of the flow controllers 222a, 222b, 222c, 222d, and 222e.

(2)基板処理工程
続いて、半導体装置の製造工程の一工程として、上述の基板処理装置を用いて処理容器内でウェハ上に金属膜を形成する基板処理工程と、処理容器内をクリーニングするクリーニング工程と、について、図1及び図5を参照しながら説明する。図5は、本発明の実施形態にかかる基板処理工程のフロー図である。図1は、本発明の実施形態にかかるクリーニング工程のフロー図である。まず、基板処理工程について図5を参照しつつ説明する。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。
(2) Substrate Processing Step Subsequently, as a step of manufacturing the semiconductor device, a substrate processing step of forming a metal film on the wafer in the processing container using the above-described substrate processing apparatus, and cleaning the inside of the processing container. The cleaning process will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart of the substrate processing process according to the embodiment of the present invention. FIG. 1 is a flowchart of a cleaning process according to an embodiment of the present invention. First, the substrate processing process will be described with reference to FIG. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 280.

なお、ここでは、基板を収容した処理容器内にニッケル(Ni)を含む原料としてNi(PF34を供給して基板上にニッケルを含む金属膜としてニッケル膜(Ni膜)を形成する工程と、処理容器内にパージガスを供給して処理容器内をパージする工程と、を1サイクルとしてこのサイクルを所定回数行うことで、CVD法により基板上にニッケル膜を形成する例について説明する。 Here, the step of supplying Ni (PF 3 ) 4 as a raw material containing nickel (Ni) into a processing container containing the substrate and forming a nickel film (Ni film) as a metal film containing nickel on the substrate. An example in which a nickel film is formed on a substrate by a CVD method will be described in which a purge gas is supplied into the processing container and the inside of the processing container is purged as one cycle.

なお、本明細書では、金属膜という用語は金属原子を含む導電性の物質を意味しており、これには、金属単体で構成される膜の他、導電性の金属窒化膜、導電性の金属酸化膜、導電性の金属複合膜、導電性の金属合金膜等も含まれる。なお、Ni膜は導電性の金属膜である。以下、これを詳細に説明する。   Note that in this specification, the term metal film means a conductive substance containing a metal atom. In addition to a film made of a single metal, a conductive metal nitride film, a conductive metal Also included are metal oxide films, conductive metal composite films, conductive metal alloy films, and the like. The Ni film is a conductive metal film. This will be described in detail below.

<基板搬入工程(S1)、基板載置工程(S2)>
まず、昇降機構207bを作動させ、支持台203を、図4に示すウェハ搬送位置まで下降させる。そして、ゲートバルブ251を開き、処理室201と搬送室271とを連通させる。そして、搬送ロボット273により搬送室271内から処理室201内へ処理対象のウェハ200を搬送アーム273aで支持した状態で搬入する(S1)。処理室201内に搬入したウェハ200は、支持台203の上面から突出しているリフトピン208b上に一時的に載置される。搬送ロボット273の搬送アーム273aが処理室201内から搬送室271内へ戻ると、ゲートバルブ251が閉じられる。
<Substrate Loading Step (S1), Substrate Placement Step (S2)>
First, the elevating mechanism 207b is operated to lower the support table 203 to the wafer transfer position shown in FIG. Then, the gate valve 251 is opened to allow the processing chamber 201 and the transfer chamber 271 to communicate with each other. Then, the wafer 200 to be processed is loaded from the transfer chamber 271 into the processing chamber 201 by the transfer robot 273 while being supported by the transfer arm 273a (S1). The wafer 200 carried into the processing chamber 201 is temporarily placed on the lift pins 208 b protruding from the upper surface of the support table 203. When the transfer arm 273a of the transfer robot 273 returns from the processing chamber 201 to the transfer chamber 271, the gate valve 251 is closed.

続いて、昇降機構207bを作動させ、支持台203を、図3に示すウェハ処理位置まで上昇させる。その結果、リフトピン208bは支持台203の上面から埋没し、ウェハ200は、支持台203上面のサセプタ217上に載置される(S2)。   Subsequently, the elevating mechanism 207b is operated to raise the support table 203 to the wafer processing position shown in FIG. As a result, the lift pins 208b are buried from the upper surface of the support table 203, and the wafer 200 is placed on the susceptor 217 on the upper surface of the support table 203 (S2).

<圧力調整工程(S3)、温度調整工程(S4)>
続いて、圧力調整器(APC)262により、処理室201内の圧力が所定の処理圧力となるように制御する(S3)。また、ヒータ206に供給する電力を調整し、ウェハ200の表面温度が所定の処理温度となるように制御する(S4)。なお、温度調整工程(S4)は、圧力調整工程(S3)と並行して行うようにしてもよいし、圧力調整工程(S3)よりも先行して行うようにしてもよい。ここで、所定の処理温度、処理圧力とは、後述する原料供給工程において、CVD法によりNi膜を形成可能な処理温度、処理圧力である。すなわち、原料供給工程で用いる原料が自己分解する程度の処理温度、処理圧力である。
<Pressure adjustment step (S3), temperature adjustment step (S4)>
Subsequently, the pressure regulator (APC) 262 controls the pressure in the processing chamber 201 to be a predetermined processing pressure (S3). Further, the power supplied to the heater 206 is adjusted to control the surface temperature of the wafer 200 to a predetermined processing temperature (S4). The temperature adjustment step (S4) may be performed in parallel with the pressure adjustment step (S3), or may be performed prior to the pressure adjustment step (S3). Here, the predetermined processing temperature and processing pressure are processing temperature and processing pressure at which a Ni film can be formed by a CVD method in a raw material supply step described later. That is, the processing temperature and the processing pressure are such that the raw material used in the raw material supply process is self-decomposed.

なお、基板搬入工程(S1)、基板載置工程(S2)、圧力調整工程(S3)、及び温度調整工程(S4)においては、真空ポンプ264を作動させつつ、バルブva3,vb3,vd3を閉じ、バルブvc1,vc2,vc3,ve1,ve2,ve3を開くことで、処理室201内にNガスを常に流しておく。これにより、ウェハ200上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。 In the substrate loading step (S1), the substrate placement step (S2), the pressure adjustment step (S3), and the temperature adjustment step (S4), the valves va3, vb3, vd3 are closed while the vacuum pump 264 is operated. The valves vc 1, vc 2, vc 3, ve 1, ve 2, and ve 3 are opened, so that the N 2 gas always flows into the processing chamber 201. Thereby, adhesion of particles on the wafer 200 can be suppressed.

工程S1〜S4と並行して、原料(Ni(PF34)を気化させて原料ガスを生成(予備気化)させておく。すなわち、バルブva1,va2,va5を開き、キャリアガス供給管237aからMFC222aで流量制御されたキャリアガスをバブラ220a内に供給することにより、バブラ220a内部に収容された原料をバブリングにより気化させて原料ガスを生成させておく(予備気化工程)。この予備気化工程では、真空ポンプ264を作動させつつ、バルブva3を閉じたまま、バルブva4を開くことにより、原料ガスを処理室201内に供給することなく処理室201をバイパスして排気しておく。バブラにて原料ガスを安定して生成させるには所定の時間を要する。このため、本実施形態では、原料ガスを予め生成させておき、バルブva3,va4の開閉を切り替えることにより、原料ガスの流路を切り替える。その結果、バルブの切り替えにより、処理室201内への原料ガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。 In parallel with the steps S1 to S4, the raw material (Ni (PF 3 ) 4 ) is vaporized to generate a raw material gas (preliminary vaporization). That is, by opening the valves va1, va2, va5 and supplying the carrier gas whose flow rate is controlled by the MFC 222a from the carrier gas supply pipe 237a into the bubbler 220a, the raw material stored in the bubbler 220a is vaporized by bubbling. A gas is generated (preliminary vaporization step). In this preliminary vaporization step, while the vacuum pump 264 is operated, the valve va4 is opened while the valve va3 is closed, thereby bypassing and exhausting the processing chamber 201 without supplying the source gas into the processing chamber 201. deep. A predetermined time is required to stably generate the source gas in the bubbler. For this reason, in this embodiment, the raw material gas is generated in advance, and the flow path of the raw material gas is switched by switching the opening and closing of the valves va3 and va4. As a result, it is preferable that the stable supply of the source gas into the processing chamber 201 can be started or stopped quickly by switching the valve.

<Ni膜形成工程(S5)>
〔原料供給工程(S5a)〕
続いて、真空ポンプ264を作動させたまま、バルブva4を閉じ、バルブva3を開いて、処理室201内への原料ガス(Ni原料)の供給を開始する。原料ガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のウェハ200上に均一に供給される。余剰な原料ガスは、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。このとき処理温度、処理圧力は原料ガスが自己分解する程度の処理温度、処理圧力とされるので、ウェハ200上に供給された原料ガスが熱分解することでCVD反応が生じ、これによりウェハ200上にNi膜が形成される。
<Ni film forming step (S5)>
[Raw material supply step (S5a)]
Subsequently, the valve va4 is closed and the valve va3 is opened while the vacuum pump 264 is operated, and supply of the source gas (Ni source) into the processing chamber 201 is started. The source gas is dispersed by the shower head 240 and is uniformly supplied onto the wafer 200 in the processing chamber 201. Excess source gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261. At this time, since the processing temperature and the processing pressure are set to a processing temperature and processing pressure at which the source gas is self-decomposed, the source gas supplied onto the wafer 200 is thermally decomposed to cause a CVD reaction. A Ni film is formed thereon.

なお、処理室201内への原料ガスの供給時には、クリーニングガス供給管213b内への原料ガスの侵入を防止するように、また、処理室201内における原料ガスの拡散を促すように、バルブvc1,vc2,vc3は開いたままとし、処理室201内にNガスを常に流しておくことが好ましい。 Note that when the source gas is supplied into the processing chamber 201, the valve vc1 is used to prevent the source gas from entering the cleaning gas supply pipe 213b and to promote the diffusion of the source gas in the processing chamber 201. , Vc2 and vc3 are preferably kept open, and N 2 gas is always allowed to flow into the processing chamber 201.

バルブva3を開き原料ガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、バルブva3を閉じ、バルブva4を開いて、処理室201内への原料ガスの供給を停止する。   When a predetermined time has elapsed after opening the valve va3 and starting the supply of the raw material gas, the valve va3 is closed and the valve va4 is opened to stop the supply of the raw material gas into the processing chamber 201.

〔パージ工程(S5b)〕
バルブva3を閉じ、原料ガスの供給を停止した後は、バルブvc1,vc2,vc3,ve1,ve2,ve3を開き、処理室201内にNガスを供給する。Nガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。これにより、処理室201内に残留している原料ガスを除去し、処理室201内をNガスによりパージする。
[Purge process (S5b)]
After the valve va3 is closed and the supply of the raw material gas is stopped, the valves vc1, vc2, vc3, ve1, ve2, ve3 are opened, and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201. The N 2 gas is dispersed by the shower head 240 and supplied into the processing chamber 201, flows through the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261. Thereby, the source gas remaining in the processing chamber 201 is removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with N 2 gas.

〔所定回数実施工程(S5c)〕
以上の原料ガス供給工程、パージ工程、を1サイクルとして、このサイクルを所定回数実施することにより、ウェハ200上に、所定膜厚のニッケル膜(Ni膜)を形成する。
[Predetermined number of steps (S5c)]
A nickel film (Ni film) having a predetermined film thickness is formed on the wafer 200 by performing the above-described source gas supply process and purge process as one cycle and performing this cycle a predetermined number of times.

〔残留ガス除去工程(S6)〕
ウェハ200上に、所定膜厚のNi膜が形成された後、処理室201内の真空引きを行い、バルブvc1,vc2,vc3,ve1,ve2,ve3を開き、処理室201内にNガスを供給する。Nガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。これにより、処理室201内に残留しているガスや反応副生成物を除去し、処理室201内をNガスによりパージする。
[Residual gas removal step (S6)]
After the Ni film having a predetermined thickness is formed on the wafer 200, the processing chamber 201 is evacuated, the valves vc1, vc2, vc3, ve1, ve2, and ve3 are opened, and the N 2 gas is supplied into the processing chamber 201. Supply. The N 2 gas is dispersed by the shower head 240 and supplied into the processing chamber 201, flows through the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261. As a result, gas and reaction byproducts remaining in the processing chamber 201 are removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with N 2 gas.

<基板搬出工程(S7)>
その後、上述した基板搬入工程(S1)、基板載置工程(S2)に示した手順とは逆の手順により、所定膜厚のNi膜を形成した後のウェハ200を処理室201内から搬送室271内へ搬出して、本実施形態にかかる基板処理工程を完了する。
<Substrate unloading step (S7)>
Thereafter, the wafer 200 after the Ni film having a predetermined film thickness is formed from the inside of the processing chamber 201 by a procedure opposite to the procedure shown in the substrate loading step (S1) and the substrate placing step (S2). Then, the substrate processing step according to the present embodiment is completed.

なお、本実施形態におけるNi膜形成工程(S5)でのウェハ200の処理条件としては、
処理温度:150〜250℃、
処理圧力:50〜5000Pa、
バブリング用キャリアガス供給流量:10〜1000sccm、
(ニッケル原料(Ni(PF34)ガス供給流量:0.1〜2sccm)
パージガス(N)供給流量:10〜10000sccm、
1サイクルあたりの原料(Ni(PF34)供給時間:0.1〜600秒、
1サイクルあたりのパージ時間:0.1〜600秒、
サイクル数:1〜400回、
Ni膜厚:20〜50nm
が例示される。
In addition, as processing conditions of the wafer 200 in the Ni film forming step (S5) in the present embodiment,
Process temperature: 150-250 degreeC,
Processing pressure: 50 to 5000 Pa,
Bubbling carrier gas supply flow rate: 10 to 1000 sccm,
(Nickel raw material (Ni (PF 3 ) 4 ) gas supply flow rate: 0.1 to 2 sccm)
Purge gas (N 2 ) supply flow rate: 10 to 10,000 sccm,
Raw material (Ni (PF 3 ) 4 ) supply time per cycle: 0.1 to 600 seconds,
Purge time per cycle: 0.1 to 600 seconds,
Number of cycles: 1 to 400 times
Ni film thickness: 20-50 nm
Is exemplified.

なお、処理温度を150℃未満とすると、原料供給工程(S5a)において、原料(Ni(PF34)が自己分解せず、CVDによる成膜反応が生じなくなる。また、処理温度が250℃を超えると、成膜レートが上昇し過ぎ、膜厚を制御するのが難しくなる。よって、原料供給工程(S5a)において、CVDによる成膜反応を生じさせ、膜厚を制御可能とするためには、処理温度を150℃以上、250℃以下とする必要がある。 If the processing temperature is less than 150 ° C., the raw material (Ni (PF 3 ) 4 ) does not self-decompose in the raw material supply step (S5a), and the film formation reaction by CVD does not occur. On the other hand, when the processing temperature exceeds 250 ° C., the film formation rate increases excessively, making it difficult to control the film thickness. Therefore, in the raw material supply step (S5a), in order to cause a film formation reaction by CVD and to control the film thickness, the processing temperature needs to be 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.

(3)クリーニング工程
上述の基板処理工程を繰り返すと、処理容器202の内壁や、シャワー板240b、サセプタ217、コンダクタンスプレート204等の処理室201内のウェハ周辺の部材にNiが累積する。すなわち、Niを含む堆積物(膜)が処理容器202の内壁等に付着する。この内壁等に付着した堆積物の厚さがある厚さを超えると堆積物のストレス(膜ストレス)により堆積物の剥がれが生じ、これが原因で発生したパーティクルが基板上に付着し、製造歩留まりの低下を招く。そこで、この内壁等に付着した堆積物の厚さが、堆積物に剥離・落下が生じる前の所定の厚さに達した時点で、処理容器202内のクリーニングが行われる。
(3) Cleaning Step When the above-described substrate processing step is repeated, Ni accumulates on members around the wafer in the processing chamber 201 such as the inner wall of the processing vessel 202, the shower plate 240b, the susceptor 217, and the conductance plate 204. That is, a deposit (film) containing Ni adheres to the inner wall or the like of the processing container 202. When the thickness of the deposit attached to the inner wall exceeds a certain thickness, the deposit is peeled off due to the stress of the deposit (film stress), and the generated particles adhere to the substrate, and the production yield increases. Incurs a decline. Therefore, when the thickness of the deposit adhered to the inner wall or the like reaches a predetermined thickness before the deposit is peeled off or dropped, the inside of the processing container 202 is cleaned.

本実施形態では、2種類のクリーニングガスを用いて、2段階でクリーニングが行われる。すなわち、処理容器202内に第1のクリーニングガスとしてハロゲン系ガス(塩素(Cl)、フッ素(F)、または臭素(Br)を含むガス)を供給し処理容器202内に付着したNiを含む堆積物と反応させてNiハロゲン化物を生成し、その後、処理容器202内に第2のクリーニングガスとしてシクロペンタ基を含むガスを供給しNiハロゲン化物と反応させてNi化合物を生成し、このNi化合物を加熱し気化して処理容器202内から排出することで、処理容器202内に付着したNiを含む堆積物を除去する。
以下、クリーニング工程について図1を参照しつつ説明する。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。
In the present embodiment, cleaning is performed in two stages using two types of cleaning gases. That is, deposition containing Ni adhering to the processing container 202 by supplying a halogen-based gas (a gas containing chlorine (Cl), fluorine (F), or bromine (Br)) as a first cleaning gas into the processing container 202. Ni halide is produced by reacting with a product, and then a gas containing a cyclopenta group is supplied as a second cleaning gas into the processing vessel 202 to react with Ni halide to produce a Ni compound. By heating, vaporizing, and discharging from the inside of the processing container 202, the deposit containing Ni adhering to the inside of the processing container 202 is removed.
Hereinafter, the cleaning process will be described with reference to FIG. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 280.

<温度調整工程(S101)>
まず、処理容器202内にウェハ200(被処理ウェハ、処理済ウェハ)がない状態で、ヒータ206に供給する電力を調整し、処理容器202内の温度が所定のクリーニング温度となるように制御する。
<Temperature adjustment step (S101)>
First, in a state where there is no wafer 200 (processed wafer, processed wafer) in the processing container 202, the power supplied to the heater 206 is adjusted to control the temperature in the processing container 202 to a predetermined cleaning temperature. .

<圧力調整工程(S102)>
続いて、圧力調整器(APC)262により、処理室201内の圧力が所定のクリーニング圧力となるように制御する。なお、圧力調整工程(S102)は、温度調整工程(S101)と並行して行うようにしてもよい。
<Pressure adjustment step (S102)>
Subsequently, the pressure regulator (APC) 262 performs control so that the pressure in the processing chamber 201 becomes a predetermined cleaning pressure. In addition, you may make it perform a pressure adjustment process (S102) in parallel with a temperature adjustment process (S101).

ここで、所定のクリーニング温度、クリーニング圧力とは、後述するクリーニング工程において、処理容器202内に付着したNiを含む堆積物とクリーニングガスとを反応させて所定の化合物を生成させ、気化させることが可能な温度、圧力である。すなわち、処理容器202内に付着したNiを含む堆積物と第1のクリーニングガスであるハロゲン系ガスとを反応させてNiハロゲン化物を生成させることが可能な温度、圧力であって、且つ、生成されたNiハロゲン化物と第2のクリーニングガスであるシクロペンタ基含有ガスとを反応させてNi化合物を生成させることが可能な温度、圧力である。更には、このNi化合物を気化させることが可能な温度、圧力でもある。   Here, the predetermined cleaning temperature and the cleaning pressure refer to reacting a deposit containing Ni adhering in the processing container 202 with the cleaning gas in a cleaning process described later to generate a predetermined compound and vaporize it. Possible temperature and pressure. That is, the temperature and pressure at which Ni deposits adhering to the inside of the processing vessel 202 and the halogen-based gas that is the first cleaning gas can be reacted to generate Ni halide. The temperature and pressure at which the Ni halide can be reacted with the cyclopentagroup-containing gas as the second cleaning gas to produce a Ni compound. Furthermore, it is also the temperature and pressure at which this Ni compound can be vaporized.

なお、温度調整工程(S101)、圧力調整工程(S102)においては、真空ポンプ264を作動させつつ、バルブva3,vb3,vd3を閉じ、バルブvc1,vc2,vc3,ve1,ve2,ve3を開くことで、処理室201内にNガスを常に流しておく。 In the temperature adjustment step (S101) and the pressure adjustment step (S102), the valves va3, vb3, vd3 are closed and the valves vc1, vc2, vc3, ve1, ve2, ve3 are opened while operating the vacuum pump 264. Thus, N 2 gas is always allowed to flow into the processing chamber 201.

<クリーニング工程(S103)>
〔ハロゲン系ガス供給工程(S103a)〕
続いて、真空ポンプ264を作動させたまま、バルブvb1,vb2,vb3を開いて、処理室201内への第1のクリーニングガスとしてのハロゲン系ガスの供給を開始する。ハロゲン系ガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のサセプタ217、コンダクタンスプレート204上に均一に供給される。余剰なハロゲン系ガスは、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。
<Cleaning step (S103)>
[Halogen gas supply step (S103a)]
Subsequently, while operating the vacuum pump 264, the valves vb1, vb2, and vb3 are opened, and supply of the halogen-based gas as the first cleaning gas into the processing chamber 201 is started. The halogen-based gas is dispersed by the shower head 240 and is uniformly supplied onto the susceptor 217 and the conductance plate 204 in the processing chamber 201. Excess halogen-based gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261.

このとき処理容器202内、すなわち、処理容器202の内壁や、シャワー板240b、サセプタ217、コンダクタンスプレート204等の処理室201内の部材に付着したNiを含む堆積物はハロゲン系ガス(Cl、F、またはBrを含むガス)と反応して、Niハロゲン化物(NiCl、NiF、またはNiBr)が生成される。 At this time, the deposit containing Ni adhering to the inside of the processing container 202, that is, the inner wall of the processing container 202, the members in the processing chamber 201 such as the shower plate 240b, the susceptor 217, and the conductance plate 204 is halogenated gas (Cl, F Or a gas containing Br), Ni halide (NiCl 2 , NiF 2 , or NiBr 2 ) is generated.

なお、処理室201内へのハロゲン系ガスの供給時には、原料ガス供給管213a内へのハロゲン系ガスの侵入を防止するように、また、処理室201内におけるハロゲン系ガスの拡散を促すように、バルブve1,ve2,ve3は開いたままとし、処理室201内にNガスを常に流しておくことが好ましい Note that when the halogen-based gas is supplied into the processing chamber 201, intrusion of the halogen-based gas into the source gas supply pipe 213a is prevented, and diffusion of the halogen-based gas in the processing chamber 201 is promoted. The valves ve1, ve2, and ve3 are preferably kept open, and the N 2 gas is always allowed to flow into the processing chamber 201.

バルブvb1,vb2,vb3を開きハロゲン系ガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、バルブvb1,vb2,vb3を閉じ、処理室201内へのハロゲン系ガスの供給を停止する。その後、クリーニングガス供給源220bに設けられた図示しないバルブを閉じた状態で、バルブvc1,vc4,vb1,vb2,vb3を開き、クリーニングガス供給管213b内にNガスを供給して、クリーニングガス供給管213b内をパージする。 When a predetermined time elapses after the valves vb1, vb2, and vb3 are opened and the supply of the halogen-based gas is started, the valves vb1, vb2, and vb3 are closed, and the supply of the halogen-based gas into the processing chamber 201 is stopped. Thereafter, with the valves (not shown) provided in the cleaning gas supply source 220b closed, the valves vc1, vc4, vb1, vb2, and vb3 are opened to supply N 2 gas into the cleaning gas supply pipe 213b, and the cleaning gas The supply pipe 213b is purged.

〔パージ工程(S103b)〕
その後、処理室201内の真空引きを行い、バルブvc1,vc2,vc3,ve1,ve2,ve3を開き、処理室201内にNガスを供給する。Nガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。これにより、処理室201内に残留しているハロゲン系ガスや反応副生成物を除去し、処理室201内をNガスによりパージする。
[Purge process (S103b)]
Thereafter, the processing chamber 201 is evacuated, the valves vc 1, vc 2, vc 3, ve 1, ve 2 and ve 3 are opened, and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201. The N 2 gas is dispersed by the shower head 240 and supplied into the processing chamber 201, flows through the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261. As a result, the halogen-based gas and reaction byproducts remaining in the processing chamber 201 are removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with N 2 gas.

〔シクロペンタ基含有ガス供給工程(S103c)〕
続いて、真空ポンプ264を作動させたまま、バルブvd1,vd2,vd3を開いて、処理室201内への第2のクリーニングガスとしてのシクロペンタ基含有ガスの供給を開始する。シクロペンタ基含有ガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内のサセプタ217、コンダクタンスプレート204上に均一に供給される。余剰なシクロペンタ基含有ガスは、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。
[Cyclopenta group-containing gas supply step (S103c)]
Subsequently, while the vacuum pump 264 is operated, the valves vd1, vd2, and vd3 are opened, and the supply of the cyclopenta group-containing gas as the second cleaning gas into the processing chamber 201 is started. The cyclopenta group-containing gas is dispersed by the shower head 240 and is uniformly supplied onto the susceptor 217 and the conductance plate 204 in the processing chamber 201. Excess cyclopenta group-containing gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261.

このとき、ハロゲン系ガス供給工程(S103a)において処理容器202内、すなわち、処理容器202の内壁や、シャワー板240b、サセプタ217、コンダクタンスプレート204等の処理室201内の部材上に生成されたNiハロゲン化物(NiCl、NiF、またはNiBr)はシクロペンタ基含有ガスと反応して、Ni化合物(Ni(CやNi(CCH等)が生成される。そして、このNi化合物は上述のクリーニング温度、クリーニング圧力下で加熱されて気化することで、処理容器202内から排出される。すなわち、加熱されて気化したNi化合物は、シクロペンタ基含有ガスと一緒に排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。 At this time, in the halogen-based gas supply step (S103a), the Ni generated in the processing container 202, that is, on the inner wall of the processing container 202, the members in the processing chamber 201 such as the shower plate 240b, the susceptor 217, and the conductance plate 204. Halides (NiCl 2 , NiF 2 , or NiBr 2 ) react with the cyclopenta group-containing gas to produce Ni compounds (Ni (C 5 H 5 ) 2 , Ni (C 5 H 4 CH 3 ) 2, etc.). The The Ni compound is heated and vaporized under the above-described cleaning temperature and cleaning pressure, and is discharged from the processing container 202. That is, the heated and vaporized Ni compound flows through the exhaust duct 259 together with the cyclopentagroup-containing gas, and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261.

なお、処理室201内へのシクロペンタ基含有ガスの供給時には、原料ガス供給管213a内へのシクロペンタ基含有ガスの侵入を防止するように、また、処理室201内におけるシクロペンタ基含有ガスの拡散を促すように、バルブve1,ve2,ve3は開いたままとし、処理室201内にNガスを常に流しておくことが好ましい Note that when the cyclopenta group-containing gas is supplied into the processing chamber 201, the cyclopenta group-containing gas is diffused in the processing chamber 201 so as to prevent the cyclopenta group-containing gas from entering the source gas supply pipe 213a. It is preferable to keep the valves ve 1, ve 2 and ve 3 open so that the N 2 gas always flows into the processing chamber 201 so as to facilitate the operation.

バルブvd1,vd2,vd3を開きシクロペンタ基含有ガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、バルブvd1,vd2,vd3を閉じ、処理室201内へのシクロペンタ基含有ガスの供給を停止する。その後、クリーニングガス供給源220dに設けられた図示しないバルブを閉じた状態で、バルブvc1,vc5,vd1,vd2,vd3を開き、クリーニングガス供給管213d内にNガスを供給して、クリーニングガス供給管213d内をパージする。 After the valves vd1, vd2, vd3 are opened and the supply of the cyclopenta group-containing gas is started, when a predetermined time has elapsed, the valves vd1, vd2, vd3 are closed, and the supply of the cyclopenta group-containing gas into the processing chamber 201 is stopped. Thereafter, with the valves (not shown) provided in the cleaning gas supply source 220d closed, the valves vc1, vc5, vd1, vd2, and vd3 are opened to supply N 2 gas into the cleaning gas supply pipe 213d, and the cleaning gas The supply pipe 213d is purged.

〔パージ工程(S103d)〕
その後、処理室201内の真空引きを行い、バルブvc1,vc2,vc3,ve1,ve2,ve3を開き、処理室201内にNガスを供給する。Nガスは、シャワーヘッド240により分散されて処理室201内に供給され、排気ダクト259内を流れ、排気口260、排気管261へと排気される。これにより、処理室201内に残留しているシクロペンタ基含有ガスや反応副生成物を除去し、処理室201内をNガスによりパージする。
[Purge process (S103d)]
Thereafter, the processing chamber 201 is evacuated, the valves vc 1, vc 2, vc 3, ve 1, ve 2 and ve 3 are opened, and N 2 gas is supplied into the processing chamber 201. The N 2 gas is dispersed by the shower head 240 and supplied into the processing chamber 201, flows through the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260 and the exhaust pipe 261. Thereby, the cyclopenta group-containing gas and reaction byproducts remaining in the processing chamber 201 are removed, and the inside of the processing chamber 201 is purged with N 2 gas.

〔所定回数実施工程(S103e)〕
以上のハロゲン系ガス供給工程(S103a)、パージ工程(S103b)、シクロペンタ基含有ガス供給工程(S103c)、パージ工程(S103d)を1サイクルとして、このサイクルを所定回数実施することにより、処理容器202内に付着したNiを含む堆積物のエッチングが行われる。なお、このサイクルを1回だけ行うようにしてもよいし、複数回繰り返すようにしてもよい。このサイクルを複数回繰り返した方が、より均一に処理容器202内に付着したNiを含む堆積物をエッチングすることが可能となる。
以上のように、本実施形態では、ハロゲン系ガス供給工程(S103a)と、シクロペンタ基含有ガス供給工程(S103c)と、の2段階で処理容器202内に付着したNiを含む堆積物のエッチングが行われる。また、この2段階で行われるエッチングは、少なくとも1回、好ましくは複数回行われる。
[Predetermined number of steps (S103e)]
The above halogen-based gas supply step (S103a), purge step (S103b), cyclopentagroup-containing gas supply step (S103c), and purge step (S103d) are set as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times, thereby processing container 202. Etching of the deposit containing Ni adhering to the inside is performed. This cycle may be performed only once or may be repeated a plurality of times. By repeating this cycle a plurality of times, it becomes possible to etch the deposit containing Ni adhering in the processing vessel 202 more uniformly.
As described above, in the present embodiment, the etching of the deposit containing Ni adhering to the inside of the processing vessel 202 in the two stages of the halogen-based gas supply process (S103a) and the cyclopentagroup-containing gas supply process (S103c) is performed. Done. The etching performed in these two stages is performed at least once, preferably a plurality of times.

以上により、処理容器202内のクリーニングが終了する。
クリーニング終了後は、処理室201内の環境をNi膜形成工程(S5)時の状態と同様の状態とするためにプリコートを実施する。すなわち、ダミー基板としてのダミーウェハを用いてNi膜形成工程(S5)時と同様に成膜を行う。その後、ウェハに対してNi膜形成工程(S5)時と同様に成膜を行い、成膜特性を確認する。処理室201内の環境がNi膜形成工程(S5)時の状態と同様の状態となったら、再度、上述の基板処理工程が繰り返されることとなる。
Thus, the cleaning inside the processing container 202 is completed.
After the cleaning is completed, pre-coating is performed in order to make the environment in the processing chamber 201 the same as that in the Ni film forming step (S5). That is, film formation is performed in the same manner as in the Ni film formation step (S5) using a dummy wafer as a dummy substrate. Thereafter, film formation is performed on the wafer in the same manner as in the Ni film formation step (S5), and the film formation characteristics are confirmed. When the environment in the processing chamber 201 becomes the same state as that in the Ni film forming step (S5), the above-described substrate processing step is repeated again.

なお、本実施形態における第1のクリーニング条件、すなわちハロゲン系ガス供給工程(S103a)でのクリーニング処理条件、および、パージ工程(S103b)でのパージ条件としては、
処理室内温度:150〜400℃、
処理室内圧力:50〜3990Pa、
ハロゲン系ガス供給流量:100〜1000sccm、
希釈ガス(N)供給流量:500〜1000sccm、
パージガス(N)供給流量:10〜10000sccm、
1サイクルあたりのハロゲン系ガス供給時間:60〜1800秒、
1サイクルあたりのパージ時間:60〜600秒、
が例示される。
The first cleaning condition in this embodiment, that is, the cleaning process condition in the halogen-based gas supply process (S103a) and the purge condition in the purge process (S103b) are as follows:
Processing chamber temperature: 150-400 ° C.
Processing chamber pressure: 50-3990 Pa,
Halogen-based gas supply flow rate: 100 to 1000 sccm,
Dilution gas (N 2 ) supply flow rate: 500 to 1000 sccm,
Purge gas (N 2 ) supply flow rate: 10 to 10,000 sccm,
Halogen gas supply time per cycle: 60 to 1800 seconds,
Purge time per cycle: 60-600 seconds,
Is exemplified.

また、本実施形態における第2のクリーニング条件、すなわちシクロペンタ基含有ガス供給工程(S103c)でのクリーニング処理条件、および、パージ工程(S103d)でのパージ条件としては、
処理室内温度:150〜400℃、
処理室内圧力:50〜3990Pa、
シクロペンタ基含有ガス供給流量:100〜1000sccm、
希釈ガス(N)供給流量:500〜1000sccm、
パージガス(N)供給流量:10〜10000sccm、
1サイクルあたりのシクロペンタ基含有ガス供給時間:60〜1800秒、
1サイクルあたりのパージ時間:60〜600秒、
が例示される。
また、所定回数実施工程(S103e)でのサイクル数としては1〜100回が例示される。
In addition, the second cleaning condition in this embodiment, that is, the cleaning process condition in the cyclopentagroup-containing gas supply process (S103c) and the purge condition in the purge process (S103d) are as follows:
Processing chamber temperature: 150-400 ° C.
Processing chamber pressure: 50-3990 Pa,
Cyclopenta group-containing gas supply flow rate: 100 to 1000 sccm,
Dilution gas (N 2 ) supply flow rate: 500 to 1000 sccm,
Purge gas (N 2 ) supply flow rate: 10 to 10,000 sccm,
Gas supply time of cyclopenta group-containing gas per cycle: 60 to 1800 seconds,
Purge time per cycle: 60-600 seconds,
Is exemplified.
The number of cycles in the predetermined number of execution steps (S103e) is exemplified by 1 to 100 times.

なお、クリーニング条件は、量産性を考慮すると一般にエッチングレートの高い高温度、高圧力、高クリーニングガス濃度が好ましいが、基板処理装置上の制限やトータルのダウンタイム等を考慮すると、クリーニング工程(S103)での処理室内温度は、Ni膜形成工程(S5)での処理室内温度と同一温度とするのが望ましい。すなわち、クリーニング工程(S103)での処理室内温度は150〜250℃とするのが好ましい。クリーニング工程(S103)での処理室内温度をこのような温度に設定すれば、クリーニング工程の際に処理室内の温度を変更する必要がないので、基板処理装置のダウンタイムを短縮することができ、装置稼働率を高めることができる。また、クリーニング工程(S103)での処理室内温度を200〜400℃とすることで、エッチングレートを高めることができ、処理室内に付着したNiを含む堆積物を効率よく除去することができる。さらには、クリーニング工程(S103)での処理室内温度を200〜250℃とすることで、クリーニング工程の際に処理室内の温度を変更する必要がなく、また処理室内に付着したNiを含む堆積物を効率よく除去することができる。   The cleaning conditions are generally preferably high temperature, high pressure, and high cleaning gas concentration with a high etching rate in consideration of mass productivity. However, in consideration of restrictions on the substrate processing apparatus, total downtime, etc., the cleaning process (S103 It is desirable that the temperature in the processing chamber at (1) is the same as the temperature in the processing chamber in the Ni film forming step (S5). That is, the processing chamber temperature in the cleaning step (S103) is preferably 150 to 250 ° C. If the processing chamber temperature in the cleaning step (S103) is set to such a temperature, it is not necessary to change the temperature in the processing chamber during the cleaning step, so that the downtime of the substrate processing apparatus can be shortened. The apparatus operating rate can be increased. In addition, by setting the processing chamber temperature in the cleaning step (S103) to 200 to 400 ° C., the etching rate can be increased, and deposits containing Ni adhering to the processing chamber can be efficiently removed. Furthermore, by setting the processing chamber temperature in the cleaning step (S103) to 200 to 250 ° C., it is not necessary to change the temperature in the processing chamber during the cleaning step, and deposits containing Ni adhering to the processing chamber. Can be efficiently removed.

ところで、Niを含む堆積物を除去するには、シクロペンタ基を含むガスがハロゲン化ニッケル(Niハロゲン化物)と反応し、Niを含む堆積物がガス化することが必要である。Niハロゲン化物(NiCl、NiF、またはNiBr)やNi化合物(Ni(CやNi(CCH)の気化温度(蒸気圧)は次の通りである。
NiBr:−
NiCl:760@973℃
NiF:760@1750℃
Ni(C:10@200℃
Ni(CCH:100@200℃
By the way, in order to remove the deposit containing Ni, it is necessary that the gas containing a cyclopenta group reacts with nickel halide (Ni halide) and the deposit containing Ni is gasified. The vaporization temperature (vapor pressure) of Ni halide (NiCl 2 , NiF 2 , or NiBr 2 ) or Ni compound (Ni (C 5 H 5 ) 2 or Ni (C 5 H 4 CH 3 ) 2 ) is as follows. is there.
NiBr 2 :-
NiCl 2 : 760 @ 973 ° C
NiF 2 : 760 @ 1750 ° C
Ni (C 5 H 5 ) 2 : 10 @ 200 ° C.
Ni (C 5 H 4 CH 3 ) 2 : 100 @ 200 ° C.

これらの蒸気圧はクリーニング工程において生成したNi化合物が気化して除去できるか否かの指標となる。上述のようにクリーニング工程での処理室内の温度はNi膜の成膜温度(Ni膜形成工程(S5)での処理室内温度)近傍であるほうが、昇降温時間(温度上昇、下降時間)が少なく望ましいことから、Ni膜の成膜温度(150〜250℃)に対して上記のNiCl、NiFの蒸気圧は実用的でないことが推測できる。一方、Ni(C、Ni(CCHの蒸気圧は充分に気化、排出が可能な値であり、Ni膜の成膜温度と略同一温度でガスクリーニングが可能であることを示唆している。つまりクリーニング工程において昇降温が発生せず、基板処理装置のダウンタイムを短縮することができる。 These vapor pressures serve as an indicator of whether or not the Ni compound generated in the cleaning process can be vaporized and removed. As described above, the temperature in the processing chamber in the cleaning process is near the Ni film forming temperature (the processing chamber temperature in the Ni film forming process (S5)), and the temperature rise / fall time (temperature rise / fall time) is smaller. Since it is desirable, it can be estimated that the vapor pressures of NiCl 2 and NiF 2 described above are not practical with respect to the Ni film formation temperature (150 to 250 ° C.). On the other hand, the vapor pressures of Ni (C 5 H 5 ) 2 and Ni (C 5 H 4 CH 3 ) 2 are values that can be sufficiently vaporized and discharged, and gas cleaning is performed at substantially the same temperature as the Ni film deposition temperature. Suggests that it is possible. That is, no temperature increase or decrease occurs in the cleaning process, and the downtime of the substrate processing apparatus can be shortened.

なお、上述のクリーニング条件(第1のクリーニング条件、第2のクリーニング条件)下では、Niを含む堆積物とシクロペンタ基を含むガスとを直接反応させてNi(C、Ni(CCH等のNi化合物を生成することは難しい。そこで、本実施形態では、上述のクリーニング条件(第1のクリーニング条件)下で、Niを含む堆積物とハロゲン系ガスとを反応させて、Niを含む堆積物を、一旦、NiCl、NiF、またはNiBr等のNiハロゲン化物に変えてから、上述のクリーニング条件(第2のクリーニング条件)下で、このNiハロゲン化物とシクロペンタ基を含むガスとを反応させて、Niハロゲン化物をNi(C、Ni(CCH等のNi化合物に変えるようにしている。ハロゲン系ガスとしては、塩素(Cl)、フッ素(F)、または臭素(Br)を含むガスを用いるのが好ましく、例えば、ClF、Cl、HCl、NF、F、BCl、BBr、およびHBrからなる群より選択される少なくとも1種類のガスを用いる。シクロペンタ基を含むガスとしては、シクロペンタジエン(C)、ジシクロペンタジエン(C1012)、またはメチルシクロペンタジエン(C)等のガスを用いる。なお、Niを含む堆積物は、Clを含むガス、Fを含むガス、Brを含むガスと反応した場合、それぞれ、NiCl、NiF、NiBrに化学変化する。さらにNiCl、NiF、NiBrはシクロペンタ基を含むガスと反応した場合、Ni(C、Ni(CCH等に化学変化する。そして、Ni(C、Ni(CCH等のNi化合物は加熱されて気化することで、処理室内から排出される。 Note that, under the above-described cleaning conditions (first cleaning condition, second cleaning condition), a deposit containing Ni and a gas containing a cyclopenta group are directly reacted to form Ni (C 5 H 5 ) 2 , Ni ( C 5 H 4 CH 3) it is difficult to produce a Ni compound of 2. Therefore, in the present embodiment, the deposit containing Ni is reacted with the halogen-based gas under the above-described cleaning condition (first cleaning condition) to temporarily convert the deposit containing Ni into NiCl 2 and NiF 2. Or after changing to Ni halide such as NiBr 2, the Ni halide is reacted with a gas containing a cyclopenta group under the above-described cleaning condition (second cleaning condition) to convert the Ni halide into Ni ( C 5 H 5) 2, Ni (C 5 H 4 CH 3) so that changes in the Ni compound such as 2. As the halogen-based gas, a gas containing chlorine (Cl), fluorine (F), or bromine (Br) is preferably used. For example, ClF 3 , Cl 2 , HCl, NF 3 , F 2 , BCl 3 , BBr 3 and at least one gas selected from the group consisting of HBr is used. As the gas containing a cyclopenta group, a gas such as cyclopentadiene (C 5 H 6 ), dicyclopentadiene (C 10 H 12 ), or methylcyclopentadiene (C 6 H 8 ) is used. The deposit containing Ni chemically changes to NiCl 2 , NiF 2 , and NiBr 2 when reacted with a gas containing Cl, a gas containing F, and a gas containing Br, respectively. Furthermore, NiCl 2 , NiF 2 , and NiBr 2 chemically change to Ni (C 5 H 5 ) 2 , Ni (C 5 H 4 CH 3 ) 2, etc., when reacted with a gas containing a cyclopenta group. Ni compounds such as Ni (C 5 H 5 ) 2 and Ni (C 5 H 4 CH 3 ) 2 are heated and vaporized to be discharged from the processing chamber.

なお、上述の実施形態では、Niを含む膜またはNiを含む堆積物がNiである場合について説明したが、Niを含む膜またはNiを含む堆積物は、Ni、NiSi、またはNi(式中、xおよびyは整数または分数を意味する)であってもよい。本発明は、Niを含む膜またはNiを含む堆積物がこれらの場合にも、同様に適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the film containing Ni or the deposit containing Ni is Ni has been described. However, the film containing Ni or the deposit containing Ni is Ni, Ni x Si y , or Ni x. O y (wherein x and y represent integers or fractions) may be used. The present invention can be similarly applied to the case where a film containing Ni or a deposit containing Ni is used.

また、上述の実施形態では、処理容器内にウェハ200(被処理ウェハ、処理済ウェハ)がない状態で処理容器内のクリーニングを行う例について説明したが、処理容器内にダミーウェハを搬入しサセプタ217上にダミーウェハを載置した状態でクリーニングを行うようにしてもよい。このようにすることで、クリーニング工程において、サセプタ217のウェハ載置エリアを保護することができ、また、支持台203やサセプタ217の貫通孔208aを介した処理室下部へのクリーニングガスの回り込みを抑制することができる。この場合、温度調整工程(S101)の前に処理容器内へのダミーウェハ搬入工程を行い、クリーニング工程(S103)の後に処理容器内からのダミーウェハ搬出工程を行うこととなる。ダミーウェハはシリコン製の他、石英製やSiC製であってもよい。また、ダミーウェハの代わりに、円板状のカバー部材を用いるようにしてもよい。カバー部材は、例えば、耐高温高負荷用石英で構成することができる。   In the above-described embodiment, the example in which the processing container is cleaned without the wafer 200 (processed wafer, processed wafer) in the processing container has been described. However, a dummy wafer is carried into the processing container and the susceptor 217 is loaded. You may make it perform cleaning in the state which mounted the dummy wafer on it. In this manner, the wafer placement area of the susceptor 217 can be protected in the cleaning process, and the cleaning gas can be circulated to the lower portion of the processing chamber via the support base 203 and the through hole 208a of the susceptor 217. Can be suppressed. In this case, a dummy wafer carrying-in process into the processing container is performed before the temperature adjustment process (S101), and a dummy wafer carrying-out process from the processing container is performed after the cleaning process (S103). In addition to silicon, the dummy wafer may be made of quartz or SiC. Further, a disc-shaped cover member may be used instead of the dummy wafer. The cover member can be made of, for example, high temperature resistant high load quartz.

<本発明の他の実施形態>
上述の実施形態では、基板処理装置(成膜装置)として1度に1枚の基板を処理する枚葉式のCVD装置を用いて成膜する例について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、基板処理装置として1度に複数枚の基板を処理するバッチ式の縦型CVD装置を用いて成膜するようにしてもよい。以下、この縦型CVD装置について説明する。
<Other Embodiments of the Present Invention>
In the above-described embodiment, an example of forming a film using a single-wafer type CVD apparatus that processes one substrate at a time as a substrate processing apparatus (film forming apparatus) has been described. It is not limited to. For example, the film may be formed using a batch type vertical CVD apparatus that processes a plurality of substrates at a time as a substrate processing apparatus. Hereinafter, this vertical CVD apparatus will be described.

図6は、本実施形態で好適に用いられる縦型CVD装置の縦型処理炉の概略構成図であり、(a)は、処理炉302部分を縦断面で示し、(b)は、処理炉302部分を図15(a)のA−A線断面図で示す。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a vertical CVD apparatus preferably used in the present embodiment. FIG. 6A shows a processing furnace 302 portion in a vertical cross section, and FIG. 6B shows a processing furnace. A portion 302 is shown in the cross-sectional view along the line AA in FIG.

図6(a)に示されるように、処理炉302は加熱手段(加熱機構)としてのヒータ307を有する。ヒータ307は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース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. 6A, the processing furnace 302 has a heater 307 as a heating means (heating mechanism). The heater 307 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a heater base as a holding plate.

ヒータ307の内側には、ヒータ307と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ303が配設されている。プロセスチューブ303は、例えば石英(SiO)や炭化シリコン(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303の筒中空部には処理室301が形成されており、基板としてのウェハ200を、後述するボート317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 307, a process tube 303 as a reaction tube is disposed concentrically with the heater 307. The process tube 303 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and has a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. A processing chamber 301 is formed in a cylindrical hollow portion of the process tube 303 so that wafers 200 as substrates can be accommodated in a state of being aligned in multiple stages in a vertical posture in a horizontal posture by a boat 317 described later.

プロセスチューブ303の下方には、プロセスチューブ303と同心円状にマニホールド309が配設されている。マニホールド309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309は、プロセスチューブ303に係合しており、プロセスチューブ303を支持するように設けられている。なお、マニホールド309とプロセスチューブ303との間には、シール部材としてのOリング320aが設けられている。マニホールド309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303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303とマニホールド309とにより反応容器が形成される。   A manifold 309 is disposed below the process tube 303 concentrically with the process tube 303. The manifold 309 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 309 is engaged with the process tube 303 and is provided to support the process tube 303. An O-ring 320a as a seal member is provided between the manifold 309 and the process tube 303. Since the manifold 309 is supported by the heater base, the process tube 303 is vertically installed. A reaction vessel is formed by the process tube 303 and the manifold 309.

マニホールド309には、第1ガス導入部としての第1ノズル333aと、第2ガス導入部としての第2ノズル333bとが、マニホールド309の側壁を貫通するように接続されている。第1ノズル333aと第2ノズル333bは、それぞれ水平部と垂直部とを有するL字形状であり、水平部がマニホールド309に接続され、垂直部がプロセスチューブ303の内壁とウェハ200との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ303の下部より上部の内壁に沿って、ウェハ200の積載方向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333a、第2ノズル333bの垂直部の側面には、ガスを供給する供給孔である第1ガス供給孔348a、第2ガス供給孔348bがそれぞれ設けられている。この第1ガス供給孔348a、第2ガス供給孔348bは、それぞれ下部から上部にわたって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。   A first nozzle 333 a as a first gas introduction part and a second nozzle 333 b as a second gas introduction part are connected to the manifold 309 so as to penetrate the side wall of the manifold 309. Each of the first nozzle 333a and the second nozzle 333b has an L shape having a horizontal portion and a vertical portion, the horizontal portion is connected to the manifold 309, and the vertical portion is between the inner wall of the process tube 303 and the wafer 200. It is provided in an arc-shaped space so as to rise in the stacking direction of the wafer 200 along the inner wall above the lower part of the process tube 303. A first gas supply hole 348a and a second gas supply hole 348b, which are supply holes for supplying gas, are provided on the side surfaces of the vertical portions of the first nozzle 333a and the second nozzle 333b, respectively. The first gas supply hole 348a and the second gas supply hole 348b have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch.

第1ノズル333a、第2ノズル333bに接続されるガス供給系は、上述の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、第1ノズル333aに原料ガス供給系が接続され、第2ノズル333bにクリーニングガス供給系が接続される点が、上述の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、原料ガスと、クリーニングガスとを、別々のノズルにより供給する。なお、原料ガスとクリーニングガスは同一のノズルにより供給するようにしてもよい。原料ガスとクリーニングガスとを同一のノズルにより供給するようにすれば、ノズル内のクリーニングも並行して行うことができる。   The gas supply system connected to the first nozzle 333a and the second nozzle 333b is the same as in the above-described embodiment. However, the present embodiment is different from the above-described embodiment in that the source gas supply system is connected to the first nozzle 333a and the cleaning gas supply system is connected to the second nozzle 333b. That is, in this embodiment, the source gas and the cleaning gas are supplied by separate nozzles. The source gas and the cleaning gas may be supplied from the same nozzle. If the source gas and the cleaning gas are supplied from the same nozzle, the cleaning in the nozzle can be performed in parallel.

マニホールド309には、処理室301内の雰囲気を排気する排気管331が設けられている。排気管331には、圧力検出器としての圧力センサ345及び圧力調整器としてのAPC(Auto Pressure Controller)バルブ342を介して、真空排気装置としての真空ポンプ346が接続されており、圧力センサ345により検出された圧力情報に基づきAPCバルブ342を調整することで、処理室301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。なお、APCバルブ342は弁を開閉して処理室301内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調整して処理室301内の圧力を調整することができるよう構成されている開閉弁である。   The manifold 309 is provided with an exhaust pipe 331 that exhausts the atmosphere in the processing chamber 301. A vacuum pump 346 as an evacuation device is connected to the exhaust pipe 331 through a pressure sensor 345 as a pressure detector and an APC (Auto Pressure Controller) valve 342 as a pressure regulator. By adjusting the APC valve 342 based on the detected pressure information, the processing chamber 301 is configured to be evacuated so that the pressure in the processing chamber 301 becomes a predetermined pressure (degree of vacuum). Note that the APC valve 342 is configured to open and close the valve to evacuate / stop evacuation in the processing chamber 301, and to adjust the valve opening to adjust the pressure in the processing chamber 301. Open / close valve.

マニホールド309の下方には、マニホールド309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319が設けられている。シールキャップ319は、マニホールド309の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ319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319の上面には、マニホールド309の下端と当接するシール部材としてのOリング320bが設けられている。シールキャップ319の処理室301と反対側には、後述するボート317を回転させる回転機構367が設置されている。回転機構367の回転軸355は、シールキャップ319を貫通して、ボート317に接続されており、ボート317を回転させることでウェハ200を回転させるように構成されている。シールキャップ319は、プロセスチューブ303の外部に配置された昇降機構としてのボートエレベータ315によって、垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート317を処理室301内に対し搬入搬出することが可能となっている。   Below the manifold 309, a seal cap 319 is provided as a furnace port lid that can airtightly close the lower end opening of the manifold 309. The seal cap 319 is brought into contact with the lower end of the manifold 309 from the lower side in the vertical direction. The seal cap 319 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a disk shape. On the upper surface of the seal cap 319, an O-ring 320b is provided as a seal member that contacts the lower end of the manifold 309. On the opposite side of the seal cap 319 from the processing chamber 301, a rotation mechanism 367 for rotating a boat 317 described later is installed. A rotation shaft 355 of the rotation mechanism 367 passes through the seal cap 319 and is connected to the boat 317, and is configured to rotate the wafer 200 by rotating the boat 317. The seal cap 319 is configured to be moved up and down in a vertical direction by a boat elevator 315 as an elevating mechanism disposed outside the process tube 303, and thereby the boat 317 is carried into and out of the processing chamber 301. It is possible.

基板保持具としてのボート317は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱材料からなり、複数枚のウェハ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317の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱材料からなる断熱部材318が設けられており、ヒータ307からの熱がシールキャップ319側に伝わりにくくなるように構成されている。プロセスチューブ303内には、温度検出器としての温度センサ363が設置されており、温度センサ363により検出された温度情報に基づきヒータ307への通電具合を調整することにより、処理室301内の温度が所定の温度分布となるように構成されている。温度センサ363は、第1ノズル333a及び第2ノズル333bと同様に、プロセスチューブ303の内壁に沿って設けられている。   The boat 317 as a substrate holder is made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide, and is configured to hold 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. Yes. A heat insulating member 318 made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide is provided at the lower part of the boat 317 so that heat from the heater 307 is not easily transmitted to the seal cap 319 side. A temperature sensor 363 as a temperature detector is installed in the process tube 303, and the temperature in the processing chamber 301 is adjusted by adjusting the power supply to the heater 307 based on the temperature information detected by the temperature sensor 363. Is configured to have a predetermined temperature distribution. The temperature sensor 363 is provided along the inner wall of the process tube 303, similarly to the first nozzle 333a and the second nozzle 333b.

制御部(制御手段)であるコントローラ380は、APCバルブ342、ヒータ307、温度センサ363、真空ポンプ346、回転機構367、ボートエレベータ315、バルブva1〜va5,vb1〜vb3,vc1〜vc5,vd1〜vd3,ve1〜ve3、流量コントローラ222a,222b,222c,222d,222e等の動作を制御する。   The controller 380 which is a control unit (control means) includes an APC valve 342, a heater 307, a temperature sensor 363, a vacuum pump 346, a rotation mechanism 367, a boat elevator 315, valves va1 to va5, vb1 to vb3, vc1 to vc5, vdl1. Controls the operations of vd3, ve1 to ve3, flow rate controllers 222a, 222b, 222c, 222d, and 222e.

次に、上記構成にかかる縦型CVD装置の処理炉302を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として、CVD法によりウェハ200上に金属膜を形成する基板処理工程と、処理容器内をクリーニングするクリーニング工程と、について説明する。なお、以下の説明において、縦型CVD装置を構成する各部の動作は、コントローラ380により制御される。   Next, using the processing furnace 302 of the vertical CVD apparatus according to the above configuration, as a process of a semiconductor device manufacturing process, a substrate processing process for forming a metal film on the wafer 200 by a CVD method, The cleaning process for cleaning will be described. In the following description, the operation of each unit constituting the vertical CVD apparatus is controlled by the controller 380.

まず、基板処理工程について説明する。
複数枚のウェハ200をボート317に装填(ウェハチャージ)する。そして、図6(a)に示すように、複数枚のウェハ200を保持したボート317を、ボートエレベータ315によって持ち上げて処理室301内に搬入(ボートロード)する。この状態で、シールキャップ319はOリング320bを介してマニホールド309の下端をシールした状態となる。
First, the substrate processing process will be described.
A plurality of wafers 200 are loaded into the boat 317 (wafer charge). Then, as shown in FIG. 6A, the boat 317 holding the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 315 and loaded into the processing chamber 301 (boat loading). In this state, the seal cap 319 is in a state of sealing the lower end of the manifold 309 via the O-ring 320b.

処理室301内が所望の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ346によって処理室301内を真空排気する。この際、処理室301内の圧力を圧力センサ345で測定して、この測定された圧力に基づき、APCバルブ342をフィードバック制御する。また、処理室301内が所望の温度となるように、ヒータ307によって加熱する。この際、処理室301内が所望の温度分布となるように、温度センサ363が検出した温度情報に基づきヒータ307への通電具合をフィードバック制御する。続いて、回転機構367によりボート317を回転させることで、ウェハ200を回転させる。   The inside of the processing chamber 301 is evacuated by a vacuum pump 346 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the processing chamber 301 is measured by the pressure sensor 345, and the APC valve 342 is feedback-controlled based on the measured pressure. In addition, heating is performed by the heater 307 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature. At this time, feedback control of the power supply to the heater 307 is performed based on the temperature information detected by the temperature sensor 363 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature distribution. Then, the wafer 200 is rotated by rotating the boat 317 by the rotation mechanism 367.

その後、上述の実施形態におけるNi膜形成工程(S5)と同様な手順でNi膜形成工程を行う。ウェハ200上に、所定膜厚のNi膜が形成された後、上述の実施形態における残留ガス除去工程(S6)と同様な手順で残留ガス除去工程を行う。   Thereafter, the Ni film forming step is performed in the same procedure as the Ni film forming step (S5) in the above-described embodiment. After the Ni film having a predetermined thickness is formed on the wafer 200, the residual gas removal step is performed in the same procedure as the residual gas removal step (S6) in the above-described embodiment.

その後、ボートエレベータ315によりシールキャップ319を下降させて、マニホールド309の下端を開口させるとともに、所定膜厚のNi膜が形成された後のウェハ200を、ボート317に保持させた状態でマニホールド309の下端からプロセスチューブ303の外部に搬出(ボートアンロード)する。その後、処理済のウェハ200をボート317より取り出す(ウェハディスチャージ)。   Thereafter, the seal cap 319 is lowered by the boat elevator 315 to open the lower end of the manifold 309, and the wafer 200 after the Ni film having a predetermined film thickness is formed on the manifold 309 while being held by the boat 317. Unload from the lower end of the process tube 303 (boat unload). Thereafter, the processed wafer 200 is taken out from the boat 317 (wafer discharge).

上述の基板処理工程を繰り返し、プロセスチューブ303の内壁やボート317等に付着した堆積物の厚さが、堆積物に剥離・落下が生じる前の所定の厚さに達した時点で、プロセスチューブ303内のクリーニングが行われる。以下、クリーニング工程について説明する。   The above-described substrate processing step is repeated, and when the thickness of the deposit attached to the inner wall of the process tube 303, the boat 317, etc. reaches a predetermined thickness before the deposit is peeled off or dropped, the process tube 303 is reached. Inside cleaning is performed. Hereinafter, the cleaning process will be described.

ウェハ200を装填(ウェハチャージ)していない空のボート317を、ボートエレベータ315によって持ち上げて処理室301内に搬入(ボートロード)する。この状態で、シールキャップ319はOリング320bを介してマニホールド309の下端をシールした状態となる。   An empty boat 317 not loaded with a wafer 200 (wafer charge) is lifted by the boat elevator 315 and loaded into the processing chamber 301 (boat loading). In this state, the seal cap 319 is in a state of sealing the lower end of the manifold 309 via the O-ring 320b.

処理室301内が所望の圧力(真空度)となるように、真空ポンプ346によって処理室301内を真空排気する。この際、処理室301内の圧力を圧力センサ345で測定して、この測定された圧力に基づき、APCバルブ342をフィードバック制御する。また、処理室301内が所望の温度となるように、ヒータ307によって加熱する。この際、処理室301内が所望の温度分布となるように、温度センサ363が検出した温度情報に基づきヒータ307への通電具合をフィードバック制御する。続いて、回転機構367によりボート317を回転させることで、ウェハ200を回転させる。   The inside of the processing chamber 301 is evacuated by a vacuum pump 346 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the processing chamber 301 is measured by the pressure sensor 345, and the APC valve 342 is feedback-controlled based on the measured pressure. In addition, heating is performed by the heater 307 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature. At this time, feedback control of the power supply to the heater 307 is performed based on the temperature information detected by the temperature sensor 363 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature distribution. Then, the wafer 200 is rotated by rotating the boat 317 by the rotation mechanism 367.

その後、上述の実施形態におけるクリーニング工程(S103)と同様な手順でクリーニング工程を行う。   Thereafter, the cleaning process is performed in the same procedure as the cleaning process (S103) in the above-described embodiment.

クリーニング工程(S103)が終了した後、ボートエレベータ315によりシールキャップ319を下降させて、マニホールド309の下端を開口させるとともに、空のボート317をマニホールド309の下端からプロセスチューブ303の外部に搬出(ボートアンロード)する。   After the cleaning step (S103) is completed, the seal cap 319 is lowered by the boat elevator 315 to open the lower end of the manifold 309, and the empty boat 317 is carried out of the process tube 303 from the lower end of the manifold 309 (boat) Unload).

以上により、処理室301内のクリーニングが終了する。
クリーニング終了後は、上述の実施形態と同様に、プリコートを実施し、ウェハに対する成膜を行い、成膜特性を確認する。処理室301内の環境がNi膜形成工程時の状態と同様の状態となったら、再度、上述の基板処理工程が繰り返されることとなる。
Thus, the cleaning in the processing chamber 301 is completed.
After the cleaning is completed, as in the above-described embodiment, pre-coating is performed, film formation is performed on the wafer, and film formation characteristics are confirmed. When the environment in the processing chamber 301 becomes the same state as that in the Ni film forming step, the above-described substrate processing step is repeated again.

<本発明の好ましい態様>
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
<Preferred embodiment of the present invention>
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be additionally described.

本発明の一態様によれば、
処理容器内に基板を搬入する工程と、
前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給し前記基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行う工程と、
前記処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、
前記処理容器内に前記基板がない状態で、前記処理容器内にハロゲン系ガスを供給し前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物と反応させてニッケルハロゲン化物を生成し、その後、前記処理容器内にシクロペンタ基を含むガスを供給し前記ニッケルハロゲン化物と反応させてニッケル化合物を生成し、このニッケル化合物を加熱し気化して前記処理容器内から排出することで、前記処理容器内に付着した前記ニッケルを含む堆積物を除去する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
According to one aspect of the invention,
A step of carrying the substrate into the processing container;
Supplying a raw material containing nickel into the processing container and performing a process of forming a film containing nickel on the substrate;
Unloading the processed substrate from the processing container;
In a state where the substrate is not present in the processing container, a halogen-based gas is supplied into the processing container to react with a deposit containing nickel adhering to the processing container to generate nickel halide, and then the processing A gas containing a cyclopenta group is supplied into the container and reacted with the nickel halide to form a nickel compound. The nickel compound is heated and vaporized and discharged from the processing container, thereby adhering to the processing container. Removing the nickel-containing deposit,
A method of manufacturing a semiconductor device having the above is provided.

好ましくは、前記ニッケルを含む膜または前記ニッケルを含む堆積物が、Ni、NiSi、またはNi(式中、xおよびyは整数または分数を意味する)である。
また好ましくは、前記ニッケル化合物が、Ni(CまたはNi(CCHである。
また好ましくは、前記ハロゲン系ガスが、塩素、フッ素、または臭素を含むガスである。
また好ましくは、前記ハロゲン系ガスが、ClF、Cl、HCl、NF、F、BCl、BBr、およびHBrからなる群より選択される少なくとも1種類のガスである。
また好ましくは、前記シクロペンタ基を含むガスが、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、またはメチルシクロペンタジエンである。
Preferably, the nickel-containing film or the nickel-containing deposit is Ni, Ni x Si y , or Ni x O y (wherein x and y represent integers or fractions).
Preferably, the nickel compound is Ni (C 5 H 5 ) 2 or Ni (C 5 H 4 CH 3 ) 2 .
Further preferably, the halogen-based gas is a gas containing chlorine, fluorine, or bromine.
Preferably, the halogen gas is at least one gas selected from the group consisting of ClF 3 , Cl 2 , HCl, NF 3 , F 2 , BCl 3 , BBr 3 , and HBr.
Preferably, the gas containing a cyclopenta group is cyclopentadiene, dicyclopentadiene, or methylcyclopentadiene.

本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理容器と、
前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給する原料供給系と、
前記処理容器内にハロゲン系ガスを供給するハロゲン系ガス供給系と、
前記処理容器内にシクロペンタ基を含むガスを供給するシクロペンタ基含有ガス供給系と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
前記処理容器内を加熱するヒータと、
前記処理容器内に前記原料を供給し基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行った後、前記処理容器内に前記基板がない状態で、前記処理容器内にハロゲン系ガスを供給し前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物と反応させてニッケルハロゲン化物を生成し、その後、前記処理容器内にシクロペンタ基を含むガスを供給し前記ニッケルハロゲン化物と反応させてニッケル化合物を生成し、このニッケル化合物を加熱し気化して前記処理容器内から排出することで、前記処理容器内に付着した前記ニッケルを含む堆積物を除去するように、前記原料供給系、前記ハロゲン系ガス供給系、前記シクロペンタ基含有ガス供給系、前記排気系、および前記ヒータ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 another aspect of the invention,
A processing vessel for processing a substrate;
A raw material supply system for supplying a raw material containing nickel into the processing vessel;
A halogen-based gas supply system for supplying a halogen-based gas into the processing vessel;
A cyclopenta group-containing gas supply system for supplying a gas containing a cyclopenta group into the processing vessel;
An exhaust system for exhausting the inside of the processing vessel;
A heater for heating the inside of the processing container;
After performing the process of supplying the raw material into the processing container and forming a film containing nickel on the substrate, the halogenated gas is supplied into the processing container without the substrate in the processing container. A nickel halide is produced by reacting with a deposit containing nickel adhering to the inside of the processing vessel, and then a gas containing a cyclopenta group is supplied into the processing vessel to react with the nickel halide to produce a nickel compound. The raw material supply system, the halogen-based gas supply system so as to remove the deposits containing nickel adhering to the processing container by heating and vaporizing the nickel compound and discharging it from the processing container. A control unit for controlling the cyclopenta group-containing gas supply system, the exhaust system, and the heater;
A substrate processing apparatus is provided.

200 ウェハ(基板)
201 処理室
202 処理容器
203 支持台
206 ヒータ
213a 原料ガス供給管
213b クリーニングガス供給管
213c パージガス供給管
213d クリーニングガス供給管
213e パージガス供給管
237a キャリアガス供給管
220a バブラ
261 排気管
280 コントローラ
200 wafer (substrate)
201 processing chamber 202 processing container 203 support stand 206 heater 213a raw material gas supply pipe 213b cleaning gas supply pipe 213c purge gas supply pipe 213d cleaning gas supply pipe 213e purge gas supply pipe 237a carrier gas supply pipe 220a bubbler 261 exhaust pipe 280 controller

Claims (7)

処理容器内に基板を搬入する工程と、
前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給し前記基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行う工程と、
前記処理容器内から処理済基板を搬出する工程と、
前記処理容器内に前記基板がない状態で、前記処理容器内にハロゲン系ガスを供給し前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物と反応させてニッケルハロゲン化物を生成し、その後、前記処理容器内にシクロペンタ基を含むガスを供給し前記ニッケルハロゲン化物と反応させてニッケル化合物を生成し、このニッケル化合物を加熱し気化して前記処理容器内から排出することで、前記処理容器内に付着した前記ニッケルを含む堆積物を除去する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of carrying the substrate into the processing container;
Supplying a raw material containing nickel into the processing container and performing a process of forming a film containing nickel on the substrate;
Unloading the processed substrate from the processing container;
In a state where the substrate is not present in the processing container, a halogen-based gas is supplied into the processing container to react with a deposit containing nickel adhering to the processing container to generate nickel halide, and then the processing A gas containing a cyclopenta group is supplied into the container and reacted with the nickel halide to form a nickel compound. The nickel compound is heated and vaporized and discharged from the processing container, thereby adhering to the processing container. Removing the nickel-containing deposit,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記ニッケルを含む膜または前記ニッケルを含む堆積物が、Ni、NiSi、またはNi(式中、xおよびyは整数または分数を意味する)であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 The nickel-containing film or the nickel-containing deposit is Ni, Ni x Si y , or Ni x O y (wherein x and y are integers or fractions). 2. A method for manufacturing a semiconductor device according to 1. 前記ニッケル化合物が、Ni(CまたはNi(CCHであることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the nickel compound is Ni (C 5 H 5 ) 2 or Ni (C 5 H 4 CH 3 ) 2 . 前記ハロゲン系ガスが、塩素、フッ素、または臭素を含むガスであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the halogen-based gas is a gas containing chlorine, fluorine, or bromine. 前記ハロゲン系ガスが、ClF、Cl、HCl、NF、F、BCl、BBr、およびHBrからなる群より選択される少なくとも1種類のガスであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 2. The halogen-based gas is at least one gas selected from the group consisting of ClF 3 , Cl 2 , HCl, NF 3 , F 2 , BCl 3 , BBr 3 , and HBr. 4. A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of items 1 to 3. 前記シクロペンタ基を含むガスが、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、またはメチルシクロペンタジエンであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the gas containing a cyclopenta group is cyclopentadiene, dicyclopentadiene, or methylcyclopentadiene. 基板を処理する処理容器と、
前記処理容器内にニッケルを含む原料を供給する原料供給系と、
前記処理容器内にハロゲン系ガスを供給するハロゲン系ガス供給系と、
前記処理容器内にシクロペンタ基を含むガスを供給するシクロペンタ基含有ガス供給系と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
前記処理容器内を加熱するヒータと、
前記処理容器内に前記原料を供給し基板上にニッケルを含む膜を形成する処理を行った後、前記処理容器内に前記基板がない状態で、前記処理容器内にハロゲン系ガスを供給し前記処理容器内に付着したニッケルを含む堆積物と反応させてニッケルハロゲン化物を生成し、その後、前記処理容器内にシクロペンタ基を含むガスを供給し前記ニッケルハロゲン化物と反応させてニッケル化合物を生成し、このニッケル化合物を加熱し気化して前記処理容器内から排出することで、前記処理容器内に付着した前記ニッケルを含む堆積物を除去するように、前記原料供給系、前記ハロゲン系ガス供給系、前記シクロペンタ基含有ガス供給系、前記排気系、および前記ヒータを制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
A processing vessel for processing a substrate;
A raw material supply system for supplying a raw material containing nickel into the processing vessel;
A halogen-based gas supply system for supplying a halogen-based gas into the processing vessel;
A cyclopenta group-containing gas supply system for supplying a gas containing a cyclopenta group into the processing vessel;
An exhaust system for exhausting the inside of the processing vessel;
A heater for heating the inside of the processing container;
After performing the process of supplying the raw material into the processing container and forming a film containing nickel on the substrate, the halogenated gas is supplied into the processing container without the substrate in the processing container. A nickel halide is produced by reacting with a deposit containing nickel adhering to the inside of the processing vessel, and then a gas containing a cyclopenta group is supplied into the processing vessel to react with the nickel halide to produce a nickel compound. The raw material supply system, the halogen-based gas supply system so as to remove the deposits containing nickel adhering to the processing container by heating and vaporizing the nickel compound and discharging it from the processing container. A control unit for controlling the cyclopenta group-containing gas supply system, the exhaust system, and the heater;
A substrate processing apparatus comprising:
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