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JP4787636B2 - High pressure processing equipment - Google Patents

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JP4787636B2 JP2006068107A JP2006068107A JP4787636B2 JP 4787636 B2 JP4787636 B2 JP 4787636B2 JP 2006068107 A JP2006068107 A JP 2006068107A JP 2006068107 A JP2006068107 A JP 2006068107A JP 4787636 B2 JP4787636 B2 JP 4787636B2
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Description

本発明は、基板例えば半導体ウエハを超臨界流体及び成膜原料を含む処理流体を用いて処理する高圧処理装置に関する。   The present invention relates to a high-pressure processing apparatus for processing a substrate, for example, a semiconductor wafer, using a processing fluid containing a supercritical fluid and a film forming raw material.

半導体デバイスの高集積化に伴い、配線の形成についてもアスペクト比が高い微細なパターンに配線材料を埋め込む技術の開発が進められている。その手法の一つとして、超臨界流体を成膜原料の媒体として用いた微細パターンの成膜方法が提案されている。例えば銅(Cu)配線を形成するためには、超臨界状態の二酸化炭素(CO)にCuを含む例えば有機錯体化合物からなるプリカーサ(前駆体化合物)を溶解させ、これに還元剤である例えば水素(H)を添加した処理流体を、半導体ウエハ(以下「ウエハ」という)の表面に供給してCuの成膜が行われる。 Along with the high integration of semiconductor devices, development of a technique for embedding a wiring material in a fine pattern having a high aspect ratio is being promoted. As one of the techniques, a fine pattern film forming method using a supercritical fluid as a film forming material medium has been proposed. For example, in order to form a copper (Cu) wiring, a precursor (precursor compound) made of, for example, an organic complex compound containing Cu is dissolved in carbon dioxide (CO 2 ) in a supercritical state, and this is a reducing agent. A processing fluid to which hydrogen (H 2 ) is added is supplied to the surface of a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) to form a Cu film.

超臨界状態とは、物質の温度・圧力が当該物質固有の値(臨界点)以上となったときに、当該物質が気体と液体との特徴を併せ持つ状態になることをいう。そのため、超臨界状態にある物質を媒体に用いると、液体に近い密度・溶解度を持つことから、気体の媒体に比べてプリカーサの溶解度を高く維持できる一方、気体に近い拡散係数を利用することで、プリカーサを液体の媒体よりも効率よくウエハに輸送することが可能である。そのため、超臨界状態の媒体にプリカーサを溶解した処理流体を用いた成膜では、成膜速度が高く、且つ微細パターンへのカバレッジが良好な成膜を行うことが可能となっている(例えば、特許文献1)。   The supercritical state means that when the temperature / pressure of a substance becomes equal to or higher than the value (critical point) specific to the substance, the substance has a characteristic of both gas and liquid. Therefore, if a substance in a supercritical state is used for the medium, it has a density and solubility close to that of a liquid, so that the solubility of the precursor can be maintained higher than that of a gaseous medium, while using a diffusion coefficient close to that of a gas. It is possible to transport the precursor to the wafer more efficiently than the liquid medium. Therefore, in film formation using a processing fluid in which a precursor is dissolved in a supercritical medium, it is possible to perform film formation with high film formation speed and good coverage to a fine pattern (for example, Patent Document 1).

図17は、このような成膜方法を実施するシステムの一例であり、ウエハに処理流体を供給する高圧処理装置1については簡略化して示している。前記高圧処理装置1は、ウエハWを載置して加熱するためのステージヒータ11と、このステージヒータ11を囲む処理容器12とを備え、処理容器12内に超臨界状態の二酸化炭素とプリカーサと添加剤(還元剤)である水素とを含む処理流体を導入することで、ウエハWの表面にCu膜が成膜される。   FIG. 17 shows an example of a system that performs such a film forming method, and shows a simplified high-pressure processing apparatus 1 that supplies a processing fluid to a wafer. The high-pressure processing apparatus 1 includes a stage heater 11 for placing and heating the wafer W, and a processing container 12 surrounding the stage heater 11, and supercritical carbon dioxide and a precursor are contained in the processing container 12. A Cu film is formed on the surface of the wafer W by introducing a processing fluid containing hydrogen as an additive (reducing agent).

このように前記高圧処理装置1では、処理容器12内に高圧例えば約12MPaの処理流体を導入することから、処理容器12は高圧に耐え得る高張力材(高張力が加わっても破断しない材料)、例えばステンレススチール(以下「SUS」という)で形成されている。また成膜処理空間に導入される超臨界状態の二酸化炭素の温度は約40℃、ウエハWを加熱するステージヒータ11の設定温度は250〜300℃程度である。   As described above, in the high-pressure processing apparatus 1, a processing fluid having a high pressure, for example, about 12 MPa, is introduced into the processing container 12, so that the processing container 12 can withstand high pressure (a material that does not break even when high tension is applied). For example, it is formed of stainless steel (hereinafter referred to as “SUS”). Further, the temperature of carbon dioxide in the supercritical state introduced into the film formation processing space is about 40 ° C., and the set temperature of the stage heater 11 for heating the wafer W is about 250 to 300 ° C.

ここで超臨界状態の二酸化炭素を用いたCu金属膜の成膜においては、ウエハ温度に、ウエハに堆積するCu膜厚が依存している。図18にウエハ温度とCu膜の膜厚との関係について示すが、この結果によりウエハ温度が高くなるとCu膜の膜厚も大きくなり、両者には比例関係が存在することが認められる。なお図中横軸はウエハ温度、縦軸はCu膜の膜厚、◆のデータは成膜温度が300℃、□のデータは成膜温度が250℃の場合を夫々示している。   Here, in forming a Cu metal film using carbon dioxide in a supercritical state, the Cu film thickness deposited on the wafer depends on the wafer temperature. FIG. 18 shows the relationship between the wafer temperature and the film thickness of the Cu film. As a result, it is recognized that when the wafer temperature increases, the film thickness of the Cu film increases, and a proportional relationship exists between the two. In the figure, the horizontal axis represents the wafer temperature, the vertical axis represents the Cu film thickness, the ◆ data represents the film formation temperature of 300 ° C., and the square data represents the film formation temperature of 250 ° C.

このようにウエハ温度が成膜に与える影響は非常に大きいので、ウエハWを加熱するためのステージヒータ11には極めて良好な温度均一性が要求される。ところで現状のステージヒータ11は、超臨界状態のような高圧力下においては、温度均一性が悪いという問題がある。実際に、二酸化炭素圧力が12MPaの超臨界状態における、ステージヒータ11上に載置したウエハWの温度分布を図19に示す。   As described above, since the influence of the wafer temperature on the film formation is very large, the stage heater 11 for heating the wafer W is required to have extremely good temperature uniformity. Incidentally, the current stage heater 11 has a problem that the temperature uniformity is poor under a high pressure such as a supercritical state. FIG. 19 shows the temperature distribution of the wafer W actually placed on the stage heater 11 in a supercritical state where the carbon dioxide pressure is 12 MPa.

図中横軸はウエハ上の位置であって、0のときがウエハ中央を示し、左縦軸はウエハ温度、右縦軸はCu膜の膜厚を夫々示している。また図中◆はヒータ温度を300℃に設定したときの測定温度、□はヒータ温度を250℃に設定したときの測定温度であるが、両者共ステージヒータ11の中央部において温度が低く、周辺部において温度が高い傾向になっていることが明らかである。また同図にヒータ温度を300℃に設定したときのCu膜の膜厚のデータを●により、ヒータ温度を250℃に設定したときのCu膜の膜厚を△により併せて示すが、この特性図からも、膜厚がウエハWの温度に依存することが理解される。   In the figure, the horizontal axis is the position on the wafer, and when it is 0, it indicates the wafer center, the left vertical axis indicates the wafer temperature, and the right vertical axis indicates the film thickness of the Cu film. In the figure, ◆ is the measured temperature when the heater temperature is set to 300 ° C, and □ is the measured temperature when the heater temperature is set to 250 ° C. It is clear that the temperature tends to be high in the part. The figure also shows the Cu film thickness data when the heater temperature is set to 300 ° C., and the Cu film thickness data when the heater temperature is set to 250 ° C. by Δ. From the figure, it is understood that the film thickness depends on the temperature of the wafer W.

この理由については次のように考えられる。先ず超臨界流体を用いる処理容器12は、超臨界流体を維持する圧力に耐え得るためにSUSからなり、肉厚の大きいものが用いられており、これにより狭い成膜処理空間が形成されている。このように成膜処理空間を熱伝導率が小さいSUS層により囲んでおり、このSUS層の厚さが大きいので、成膜処理空間から処理容器12を介して逃げる熱の逃げ方が部位で異なり、処理容器12の底部では、何ら温度制御を行わない場合には、熱い部分と冷たい部分とができてしまう。そうすると処理容器12の面内温度差がステージヒータ11に反映され、さらにステージヒータ11の放熱むらが発生してしまう。これによってステージヒータ11の面内温度均一性が悪化し、それがウエハWの面内温度均一性を悪くする要因となっていると推察される。   The reason is considered as follows. First, the processing vessel 12 using a supercritical fluid is made of SUS in order to withstand the pressure for maintaining the supercritical fluid, and has a large thickness, thereby forming a narrow film formation processing space. . As described above, the film forming process space is surrounded by the SUS layer having a small thermal conductivity, and the thickness of the SUS layer is large. Therefore, the way of heat escaping from the film forming process space through the processing container 12 differs depending on the part. When the temperature control is not performed at the bottom of the processing container 12, a hot part and a cold part are formed. As a result, the in-plane temperature difference of the processing container 12 is reflected on the stage heater 11, and uneven heat dissipation of the stage heater 11 occurs. This infers that the in-plane temperature uniformity of the stage heater 11 deteriorates, which is a factor that deteriorates the in-plane temperature uniformity of the wafer W.

またステージヒータ11は図17に示すように、平面状のヒータ部13と、このヒータ部13の中央部にて下方側へ伸び、ヒータ部13のヒータの給電線等を収納する支持部14とにより構成された、キノコ型(縦断面がT字形状)をなしていることも要因の一つと考えられる。つまりこのようなステージヒータ11は支持部14を引っ張ってシール材15により処理容器12との間で圧力シールさせる構造となっているため、中央のシール部分から処理容器12へ熱が逃げやすくなって、結果としてステージヒータ11の中央部の温度が周縁部よりも低くなってしまう。また上述のシール構造では、支持部14が常時下方へ引っ張られているので、ステージヒータ11の中央部が構造上窪み易く、ウエハWとの接触ムラが発生しやすくなって、ウエハWの中央部の温度が周縁部に比べて低くなってしまうことも要因の一つと考えられる。このようなことから、超臨界状態で温度の面内均一性が高いステージヒータ11の開発が望まれている。   As shown in FIG. 17, the stage heater 11 includes a planar heater portion 13, a support portion 14 that extends downward at the center portion of the heater portion 13, and accommodates a heater power supply line and the like of the heater portion 13. One of the factors is considered to be a mushroom type (T-shaped longitudinal section) formed by That is, the stage heater 11 has a structure in which the support portion 14 is pulled and pressure-sealed with the processing container 12 by the sealing material 15, so that heat easily escapes from the central seal portion to the processing container 12. As a result, the temperature of the central portion of the stage heater 11 becomes lower than that of the peripheral portion. Further, in the above-described seal structure, since the support portion 14 is always pulled downward, the central portion of the stage heater 11 is easily recessed due to the structure, and uneven contact with the wafer W is likely to occur, so that the central portion of the wafer W is generated. It is also considered that one of the factors is that the temperature of the glass becomes lower than that of the peripheral portion. For this reason, it is desired to develop a stage heater 11 having high in-plane temperature uniformity in a supercritical state.

特開2005−187879号公報(図1、段落0018、段落0019)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-187879 (FIG. 1, paragraph 0018, paragraph 0019)

本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、超臨界流体を利用して基板に成膜処理を行うにあたって、ステージヒータの温度安定性の課題を解決し、当該ステージヒータの面内方向の温度の均一化を図って、面内均一性の高い成膜処理を行うことができる技術を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to solve the problem of temperature stability of the stage heater when performing film formation on a substrate using a supercritical fluid, and An object of the present invention is to provide a technique capable of uniforming the temperature in the in-plane direction of the stage heater and performing a film forming process with high in-plane uniformity.

このため本発明は、超臨界流体と成膜原料とを含む処理流体を耐圧容器内に供給して基板に対して成膜を行う高圧処理装置において、
前記基板がその上に載置され、発熱体が設けられたステージヒータと、
このステージヒータの下方側に設けられ、前記耐圧容器の材質の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する断熱層と、
この断熱層と前記耐圧容器の底面部との間に介在して設けられ、耐圧容器の外部との間で熱の授受が行われる温度調整部が設けられた温度調整層と、を備えたことを特徴とする。ここで前記温度調整部としては、温調媒体が通流する流路や、耐圧容器の外部から送られる温調媒体の流路内にその一端部が位置するヒートパイプを用いることができる。また前記温度調整層は、断熱層と前記耐圧容器の底面部との間に介在して設けられる代わりに、前記耐圧容器の底面部の一部をなすものであってもよい。
Therefore, the present invention provides a high-pressure processing apparatus for forming a film on a substrate by supplying a processing fluid containing a supercritical fluid and a film-forming raw material into a pressure-resistant vessel.
A stage heater on which the substrate is placed and provided with a heating element;
A heat insulating layer provided on the lower side of the stage heater and having a thermal conductivity smaller than the thermal conductivity of the material of the pressure vessel;
A temperature adjustment layer provided between the heat insulation layer and the bottom portion of the pressure vessel, and provided with a temperature adjustment portion for transferring heat to and from the outside of the pressure vessel. It is characterized by. Here, as the temperature adjusting unit, a flow pipe through which the temperature adjustment medium flows or a heat pipe having one end portion positioned in the flow path of the temperature adjustment medium sent from the outside of the pressure resistant container can be used. Moreover, the said temperature control layer may comprise a part of bottom face part of the said pressure | voltage resistant container instead of being interposed and provided between a heat insulation layer and the bottom face part of the said pressure | voltage resistant container.

さらに本発明は、超臨界流体と成膜原料とを含む処理流体を耐圧容器内に供給して基板に対して成膜を行う高圧処理装置において、
前記基板がその上に載置され、発熱体が設けられたステージヒータと、
このステージヒータと前記耐圧容器の底面部との間に設けられた、断熱用の超臨界流体を通流するための流路と、を備えたことを特徴とする。
Furthermore, the present invention provides a high-pressure processing apparatus for forming a film on a substrate by supplying a processing fluid containing a supercritical fluid and a film-forming raw material into a pressure-resistant vessel.
A stage heater on which the substrate is placed and provided with a heating element;
And a flow path for passing a heat-insulating supercritical fluid provided between the stage heater and the bottom surface of the pressure vessel.

ここでこの装置では、前記超臨界流体の流路と前記耐圧容器の底面部との間に介在するように、耐圧容器の外部との間で熱の授受が行われる温度調整部が設けられた温度調整層を備えるようにしてもよい。また前記温度調整部としては、温調媒体が通流する流路や、耐圧容器の外部から送られる温調媒体の流路内にその一端部が位置するヒートパイプを用いるようにしてもよい。   Here, in this apparatus, a temperature adjusting unit for transferring heat to and from the outside of the pressure vessel is provided so as to be interposed between the flow path of the supercritical fluid and the bottom portion of the pressure vessel. A temperature adjustment layer may be provided. Further, as the temperature adjusting section, a heat pipe in which one end portion is positioned in a flow path through which the temperature adjusting medium flows or in a flow path of the temperature adjusting medium sent from the outside of the pressure resistant container may be used.

また前記ステージヒータは、加熱手段が埋設される平面状のヒータ部と、このヒータ部のほぼ中心部から下方側に伸びる支持部とを備え、前記支持部のヒータ部と接する部位には、前記耐圧容器の材質の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する断熱層が設けられている構成であってもよいし、前記耐圧容器の底面部の一部の、前記超臨界流体の流路と接する部位に、前記耐圧容器の材質の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する断熱層が設けられている構成であってもよい。さらに前記超臨界流体の流路に供給する超臨界流体の温度を調整するための温度調整手段を設けるようにしてもよい。   The stage heater includes a planar heater portion in which a heating unit is embedded, and a support portion extending downward from a substantially central portion of the heater portion. The heat-insulating layer having a thermal conductivity smaller than the thermal conductivity of the material of the pressure vessel may be provided, or a part of the bottom surface portion of the pressure vessel, and the flow path of the supercritical fluid The structure in which the heat insulation layer which has heat conductivity smaller than the heat conductivity of the material of the said pressure | voltage resistant container is provided in the site | part which contact | connects may be sufficient. Furthermore, a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the supercritical fluid supplied to the flow path of the supercritical fluid may be provided.

本発明によれば、ステージヒータと耐圧容器の底面部との間に、前記耐圧容器の材質の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する断熱層を設けているので、ステージヒータからの熱が耐圧容器の底面部側に伝熱しにくくなり、ステージヒータの特定の部位から耐圧容器側に熱が逃げる状態が発生しにくくなる。またこの断熱層と耐圧容器の底面部との間に温度調整層を設け、この温度調整層の温度を温度調整部により設定温度に維持するように温度調整しているので、温度調整層の面内温度が揃えられ、これが断熱層を介してステージヒータに反映される。このためステージヒータからの放熱むらが発生しにくくなって、ステージヒータの面内温度の均一性が向上する。これにより基板の面内温度が安定となり、基板に対して面内均一性の高い成膜処理を行うことができる。   According to the present invention, since the heat insulating layer having a thermal conductivity smaller than the thermal conductivity of the material of the pressure vessel is provided between the stage heater and the bottom portion of the pressure vessel, the heat from the stage heater is reduced. It becomes difficult to transfer heat to the bottom surface side of the pressure vessel, and a state in which heat escapes from a specific part of the stage heater to the pressure vessel side is less likely to occur. In addition, a temperature adjustment layer is provided between the heat insulation layer and the bottom surface of the pressure vessel, and the temperature adjustment is performed so that the temperature of the temperature adjustment layer is maintained at the set temperature by the temperature adjustment unit. The internal temperature is made uniform, and this is reflected on the stage heater through the heat insulating layer. For this reason, unevenness of heat radiation from the stage heater is less likely to occur, and the uniformity of the in-plane temperature of the stage heater is improved. As a result, the in-plane temperature of the substrate becomes stable, and a film forming process with high in-plane uniformity can be performed on the substrate.

また本発明の他の発明によれば、ステージヒータと耐圧容器の底面部との間に断熱用の超臨界流体を通流させることにより、ステージヒータと耐圧容器の底面部との間に気体の断熱層を形成しているので、ステージヒータからの放熱が起こりにくくなる。このためステージヒータの放熱むらが発生しにくくなるので、基板の面内温度が安定となり、基板に対して面内均一性の高い成膜処理を行うことができる。   Further, according to another invention of the present invention, by passing a supercritical fluid for heat insulation between the stage heater and the bottom portion of the pressure vessel, gas is introduced between the stage heater and the bottom portion of the pressure vessel. Since the heat insulating layer is formed, heat radiation from the stage heater hardly occurs. For this reason, since the unevenness of heat radiation of the stage heater is less likely to occur, the in-plane temperature of the substrate becomes stable, and a film forming process with high in-plane uniformity can be performed on the substrate.

以下、本発明に係る高圧処理装置について図1に基づいて説明する。図1中2は装置本体であり、この装置本体2は、側面及び底面を構成する耐圧枠材20と、前記耐圧枠材20の上側開口部を塞ぐ上蓋21と、基板であるウエハWを載置するための載置台3とを備えている。前記耐圧枠材20と上蓋21は、後述する超臨界状態の処理流体を維持する圧力に耐え得るステンレススチール(以下「SUS」という)からなる。このSUSの熱伝導率は100℃で16.5W/m・Kである。またSUSの他に例えば炭素鋼、チタン、ハステロイ(米国ヘインズインターナショナル社の登録商標)及びインコネル(米国スペシャルメタル社の登録商標)等を用いてもよい。前記耐圧枠材20の上面と前記上蓋21の下面とが接触する部分には、耐圧枠材20側にリング溝22が形成されており、このリング溝22内にはOリング23が収容され、耐圧枠材20と上蓋21との密着性を高めている。また前記載置台3の下方側には後述するピストンを大気から分離するためのシールプレート24が設けられている。   Hereinafter, the high-pressure processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an apparatus main body. The apparatus main body 2 mounts a pressure-resistant frame member 20 constituting a side surface and a bottom surface, an upper lid 21 that closes an upper opening of the pressure-resistant frame member 20, and a wafer W that is a substrate. And a mounting table 3 for mounting. The pressure-resistant frame member 20 and the upper lid 21 are made of stainless steel (hereinafter referred to as “SUS”) that can withstand a pressure for maintaining a supercritical processing fluid described later. The thermal conductivity of this SUS is 16.5 W / m · K at 100 ° C. In addition to SUS, for example, carbon steel, titanium, Hastelloy (registered trademark of Haynes International, USA) and Inconel (registered trademark of USA Special Metal) may be used. A ring groove 22 is formed on the pressure frame material 20 side at a portion where the upper surface of the pressure frame material 20 and the lower surface of the upper lid 21 are in contact, and an O-ring 23 is accommodated in the ring groove 22. The adhesion between the pressure-resistant frame member 20 and the upper lid 21 is enhanced. A seal plate 24 for separating a piston, which will be described later, from the atmosphere, is provided below the mounting table 3.

前記載置台3は前記シールプレート24を貫通したピストンネック25を介してピストン本体26に連結されている。前記ピストン本体26の下方側には液圧キャビティ27が形成されており、この液圧キャビティ27には図示しない液流体システムが接続されている。液流体システムにより液圧キャビティ27内に供給する液体の量の調整するようになっている。また前記シールプレート24とピストン本体26との間には、気圧キャビティ28が形成されており、この気圧キャビティ28には図示しない気流体システムが接続されている。気流体システムにより気圧キャビティ28内に供給する気体の量を調整するようになっている。このようにこの例では、液体キャビティ27内に供給する液体の量と気圧キャビティ28内に供給する気体の量とを調整することによって前記ピストン本体26を昇降させるようになっている。そしてピストン本体26が昇降するのに伴って前記載置台3が昇降することになる。ここでシールプレート24と耐圧枠材20との間や、シールプレート24とピストンネック25との間には、夫々シールプレート24側にリング溝24a,24bが形成されており、このリング溝24a,24b内には夫々Oリング24c,24dが収容され、これらの間の密着性を高めている。またピストン本体26と耐圧枠材20との間には、ピストン本体26側にリング溝26aが形成されており、このリング溝26a内にはOリング26bが収容され、これらの間の密着性を高めている。   The mounting table 3 is connected to a piston body 26 through a piston neck 25 penetrating the seal plate 24. A hydraulic cavity 27 is formed below the piston body 26, and a hydraulic fluid system (not shown) is connected to the hydraulic cavity 27. The amount of liquid supplied into the hydraulic cavity 27 is adjusted by the liquid fluid system. A pneumatic cavity 28 is formed between the seal plate 24 and the piston body 26, and a pneumatic fluid system (not shown) is connected to the pneumatic cavity 28. The amount of gas supplied into the pneumatic cavity 28 is adjusted by the gas-fluid system. Thus, in this example, the piston body 26 is moved up and down by adjusting the amount of liquid supplied into the liquid cavity 27 and the amount of gas supplied into the atmospheric pressure cavity 28. As the piston body 26 moves up and down, the mounting table 3 moves up and down. Here, ring grooves 24 a and 24 b are formed on the seal plate 24 side between the seal plate 24 and the pressure-resistant frame member 20 and between the seal plate 24 and the piston neck 25, respectively. O-rings 24c and 24d are accommodated in 24b, respectively, to improve the adhesion between them. Further, a ring groove 26a is formed on the piston body 26 side between the piston body 26 and the pressure resistant frame member 20, and an O-ring 26b is accommodated in the ring groove 26a. It is increasing.

ここで載置台3は、載置台本体31の上方側に、ステージヒータ4と、断熱層51と、温度調整層53とを上からこの順序で積層して構成されている。また載置台3と前記耐圧枠材20と上蓋21とにより囲まれた空間が成膜処理空間Fとなり、載置台3と前記耐圧枠材20と上蓋21とにより、超臨界流体と成膜原料とを含む処理流体によりウエハWに対して成膜処理を行う耐圧容器が構成される。従って載置台本体31により特許請求の範囲でいう耐圧容器の底面部の一部が構成されることになり、このため載置台本体31は後述する超臨界状態の処理流体を維持する圧力に耐え得るようにSUSにより形成され、厚さは例えば10cm程度に設定される。   Here, the mounting table 3 is configured by laminating the stage heater 4, the heat insulating layer 51, and the temperature adjustment layer 53 in this order from above on the upper side of the mounting table main body 31. A space surrounded by the mounting table 3, the pressure-resistant frame material 20, and the upper lid 21 is a film-forming treatment space F. By the mounting table 3, the pressure-resistant frame material 20 and the upper lid 21, a supercritical fluid and a film-forming raw material are formed. A pressure-resistant container that performs a film forming process on the wafer W is configured by a processing fluid including Therefore, the mounting table main body 31 constitutes a part of the bottom surface portion of the pressure-resistant container in the scope of claims, and therefore the mounting table main body 31 can withstand the pressure for maintaining the supercritical processing fluid described later. Thus, the thickness is set to about 10 cm, for example.

前記載置台3の上部の中央部分には、平面状のステージヒータ4が設けられており、このステージヒータ4の上面には、例えば図2に示すように、ウエハWを落とし込むための凹部41が形成されている。この凹部41はウエハWとほぼ同じか僅かに大きい大きさを持ち、凹部41の深さは、0.5mm程度に形成されている。この凹部41のウエハWの載置面には、図示しない真空チャック層が形成されており、ウエハWが真空吸着されるようになっている。また、真空吸着に代えて、静電的に吸着させる静電チャックを用いることもできる。   A planar stage heater 4 is provided at the central portion of the upper portion of the mounting table 3. A concave portion 41 for dropping the wafer W is provided on the upper surface of the stage heater 4 as shown in FIG. Is formed. The recess 41 has a size substantially the same as or slightly larger than the wafer W, and the depth of the recess 41 is formed to be about 0.5 mm. A vacuum chuck layer (not shown) is formed on the mounting surface of the wafer W in the concave portion 41 so that the wafer W is vacuum-sucked. Further, instead of vacuum suction, an electrostatic chuck that electrostatically attracts can be used.

このステージヒータ4は、例えば耐圧容器と同じ材質であるSUSにより構成され、内部には、例えば図2及び図3に示すように、渦巻き状に形成された発熱体をなすシースヒータ42と、先端部がステージヒータ4の例えば中央部に位置するようにステージヒータ4内を水平に伸びるように設けられた熱電対43と、が埋設されている。前記シースヒータ42は、ステージヒータ4の中心領域が周縁領域に比べて疎にならないように、単位面積当たりの発熱量(発熱ワット数)がステージヒータ4全面においてほぼ揃うように配置されている。   The stage heater 4 is made of, for example, SUS, which is the same material as the pressure vessel, and includes a sheath heater 42 that forms a spiral heating element and a distal end portion as shown in FIGS. 2 and 3, for example. And a thermocouple 43 provided so as to extend horizontally in the stage heater 4 so as to be positioned at, for example, the center of the stage heater 4. The sheath heater 42 is disposed so that the amount of heat generated per unit area (heat generation wattage) is substantially uniform over the entire surface of the stage heater 4 so that the center region of the stage heater 4 is not sparser than the peripheral region.

このようなステージヒータ4は、例えば図3に示すように、SUSにより夫々構成された上側部材4Aと下側部材4Bとによりシースヒータ42と熱電対43とを上下方向から挟み込むように形成され、凹部41部分の厚さL1は10mm程度に設定されている。なおシースヒータ42の代わりにペルチェ素子を用いるようにしてもよいし、熱電対43の代わりに測温抵抗体を用いるようにしてもよい。   For example, as shown in FIG. 3, such a stage heater 4 is formed so as to sandwich the sheath heater 42 and the thermocouple 43 from above and below by an upper member 4A and a lower member 4B each made of SUS. The thickness L1 of the 41 portion is set to about 10 mm. A Peltier element may be used instead of the sheath heater 42, or a resistance temperature detector may be used instead of the thermocouple 43.

また載置台3には、ステージヒータ4の下方側に、当該ステージヒータ4の下面と側面とを囲むように断熱層51が設けられている。この断熱層51は、耐圧容器2とステージヒータ4とを熱的に遮断するために用いられるので、耐圧容器2よりも熱伝導率の小さい材質、例えば石英(石英ガラス:熱伝導率が100℃で1.9W/m・K)が用いられる。また石英の他に例えばアルミナセラミックス等を用いてもよい。また断熱層51の上面には例えば図2及び図3に示すように、内部にステージヒータ4を納めるための円形の凹部52が構成され、断熱層51の凹部52部分の厚さL2は、例えば1mm〜5cm程度に構成される。   The mounting table 3 is provided with a heat insulating layer 51 on the lower side of the stage heater 4 so as to surround the lower surface and the side surface of the stage heater 4. Since this heat insulating layer 51 is used to thermally shut off the pressure vessel 2 and the stage heater 4, a material having a lower thermal conductivity than the pressure vessel 2, for example, quartz (quartz glass: thermal conductivity of 100 ° C. 1.9 W / m · K) is used. In addition to quartz, for example, alumina ceramics may be used. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, for example, a circular recess 52 for accommodating the stage heater 4 is formed on the upper surface of the heat insulating layer 51, and the thickness L2 of the recess 52 portion of the heat insulating layer 51 is, for example, It is comprised about 1 mm-5 cm.

さらに載置台3には、断熱層51の下方側に、当該断熱層51の下面と側面とを囲むように、温度調整層53が設けられている。この温度調整層53の上面には例えば図2及び図3に示すように、内部に断熱層51を納めるための円形の凹部54が構成され、さらに温度調整層53の内部には、図2及び図3に示すように、渦巻き状に形成された温度調整部をなす温調流路55が埋設されている。この温調流路55は、例えば1/4〜1/2インチサイズのステンレス製配管より構成される。この温度調整部は、耐圧容器の外部との間で熱の授受を行なうためのものであって、耐圧容器の外部から熱が供給されるものであってもよいし、耐圧容器の外部に熱を放出するものであってもよい。   Further, the mounting table 3 is provided with a temperature adjustment layer 53 on the lower side of the heat insulating layer 51 so as to surround the lower surface and the side surface of the heat insulating layer 51. For example, as shown in FIGS. 2 and 3, a circular recess 54 for accommodating the heat insulating layer 51 is formed on the upper surface of the temperature adjustment layer 53. As shown in FIG. 3, a temperature control flow path 55 that constitutes a temperature adjustment portion formed in a spiral shape is embedded. The temperature control channel 55 is made of, for example, a 1/4 to 1/2 inch stainless steel pipe. The temperature adjusting unit is for transferring heat to and from the outside of the pressure vessel, and heat may be supplied from the outside of the pressure vessel, or heat may be supplied to the outside of the pressure vessel. May be released.

このような温度調整層53は、耐圧容器の材質と熱伝導率が同じか大きい材質、例えばSUSやAlなどにより形成されている。ここでAlは熱伝導率が100℃で240W/m・Kとかなり大きく、好ましい材質であるが、これに限らずCu(熱伝導率が350〜420W/m・K)、窒化アルミニウム(AlN:熱伝導率が150〜280W/m・K)、又は炭化ケイ素(SiC:熱伝導率が200〜300W/m・K)、あるいはこれらの複合物等を用いてもよい。   Such a temperature adjustment layer 53 is made of a material having the same or larger thermal conductivity as that of the pressure vessel, such as SUS or Al. Here, Al is a preferable material having a thermal conductivity as high as 240 W / m · K at 100 ° C., but is not limited to this, and Cu (thermal conductivity is 350 to 420 W / m · K), aluminum nitride (AlN: A thermal conductivity of 150 to 280 W / m · K), silicon carbide (SiC: thermal conductivity of 200 to 300 W / m · K), or a composite thereof may be used.

そして温度調整層53は、例えば図3に示すように、上側部材53Aと下側部材53Bとにより温調流路55を上下方向から挟み込むように形成され、温度調整層53の凹部54部分の厚みL3は例えば10mm〜5cm程度であることが好ましく、例えば20mm程度に設定される。また温度調整層53の周縁領域の厚さL4は例えば10mm程度に設定される。   For example, as shown in FIG. 3, the temperature adjustment layer 53 is formed so as to sandwich the temperature adjustment channel 55 from above and below by the upper member 53 </ b> A and the lower member 53 </ b> B. L3 is preferably about 10 mm to 5 cm, for example, and is set to about 20 mm, for example. The thickness L4 of the peripheral region of the temperature adjustment layer 53 is set to about 10 mm, for example.

この載置台3の下面部(密閉容器の底面部)には、図1に示すように、高圧雰囲気と大気雰囲気とを区画する2つのシール装置32,33が形成されている。前記ステージヒータ4の、シースヒータ42の導線と熱電対43の他端側は、共通の筐体44に収納されて、例えばステージヒータ4の周縁部近傍位置にて下方側に伸びるように設けられ、断熱層51と、温度調整層53、載置台本体31を介して前記シール装置32に接続されている。そしてこのシール装置32を介して夫々電源部45及び温度コントローラ46に接続されており、温度コントローラ46は熱電対43の温度検出値に基づいて、シースヒータ42の温度調整を行い、ステージヒータ4を加熱制御するように構成されている。図2中51a、53aは、夫々断熱層51と温度調整層53に設けられた、前記筐体44を通すための孔部である。   As shown in FIG. 1, two sealing devices 32 and 33 that partition the high-pressure atmosphere and the air atmosphere are formed on the lower surface portion (the bottom surface portion of the sealed container) of the mounting table 3. The lead wire of the sheath heater 42 and the other end side of the thermocouple 43 of the stage heater 4 are housed in a common housing 44 and provided to extend downward at a position near the peripheral edge of the stage heater 4, for example. The heat insulating layer 51, the temperature adjusting layer 53, and the mounting table main body 31 are connected to the sealing device 32. The temperature controller 46 adjusts the temperature of the sheath heater 42 based on the detected temperature value of the thermocouple 43 to heat the stage heater 4. Configured to control. In FIG. 2, 51a and 53a are holes provided in the heat insulation layer 51 and the temperature adjustment layer 53, respectively, through which the housing 44 passes.

また温度調整層53の温調流路55は、温度調整層53の周縁部近傍位置にて下方側に伸びるように設けられ、載置台本体31を介して前記シール装置33に接続されている。そしてこのシール装置33を介して耐圧容器の外部に設けられたチラーユニット56に接続されている。温調媒体としてはガルデン(伊国ソルベイソレクシス社の登録商標)やフロリナート(米国スリーエム社の登録商標)等が用いられ、チラーユニット56にて、例えば超臨界流体の温度(例えば40℃)と同じか、あるいはそれよりも高い温度例えば40℃〜90℃程度に設定され、予め設定された温度に調整された温調媒体が温調流路55に供給されるようになっている。こうして温度調整層53に設けられた温度調整部である温調流路55に、耐圧容器の外部との間で熱の授受が行われることになる。さらに載置台3には、当該載置台3にウエハWを受け渡すための、例えば三点支持方式の昇降機構34により昇降自在に構成されたリフタピン35が設けられている。   The temperature adjustment channel 55 of the temperature adjustment layer 53 is provided so as to extend downward at a position near the peripheral edge of the temperature adjustment layer 53, and is connected to the sealing device 33 via the mounting table body 31. And it is connected to the chiller unit 56 provided outside the pressure vessel through this sealing device 33. As the temperature control medium, Galden (registered trademark of Ikuno Solvay Solexis) or Florinart (registered trademark of 3M USA) is used. The temperature control medium set to the same or higher temperature, for example, about 40 ° C. to 90 ° C. and adjusted to a preset temperature is supplied to the temperature control flow channel 55. In this way, heat is transferred to and from the outside of the pressure vessel in the temperature adjustment flow path 55 which is a temperature adjustment unit provided in the temperature adjustment layer 53. Further, the mounting table 3 is provided with lifter pins 35 configured to be movable up and down by, for example, a three-point support type lifting mechanism 34 for delivering the wafer W to the mounting table 3.

また前記上蓋21の下面部と前記耐圧部材20の上面部との間にはスペーサ36が介在されている。前記耐圧枠材20の上面と前記スペーサ36の下面とが接触する部分には、耐圧枠材20側にリング溝26が形成されており、このリング溝26内にはOリング27が収容され、耐圧枠材20とスペーサ36との間の密着性を高めている。また前記スペーサ36の下面と前記載置台3(載置台本体31)の上面とが接触する部分には、載置台3側にリング溝28が形成されており、このリング溝28内にはOリング29が収容され、載置台3とスペーサ36との密着性を高めている。   A spacer 36 is interposed between the lower surface portion of the upper lid 21 and the upper surface portion of the pressure-resistant member 20. A ring groove 26 is formed on the pressure frame material 20 side at a portion where the upper surface of the pressure frame material 20 and the lower surface of the spacer 36 are in contact, and an O-ring 27 is accommodated in the ring groove 26. The adhesion between the pressure-resistant frame member 20 and the spacer 36 is enhanced. Further, a ring groove 28 is formed on the mounting table 3 side at a portion where the lower surface of the spacer 36 and the upper surface of the mounting table 3 (mounting table main body 31) are in contact with each other. 29 is accommodated, and the adhesion between the mounting table 3 and the spacer 36 is enhanced.

さらに前記上蓋21の内部には、図1に示すように媒体である超臨界流体と成膜原料とを含む処理流体を、前記成膜処理空間F内に供給するための供給路60と、成膜処理空間F内から前記処理流体を排出するための排出路61とが形成されており、この例では供給路60を通流してきた処理流体はウエハWの一端側から他端側(図1中においては左側から右側)に向かって流れ、排出路61を通って排出されるようになっている。   Further, inside the upper lid 21, as shown in FIG. 1, a supply path 60 for supplying a processing fluid containing a supercritical fluid as a medium and a film forming raw material into the film forming processing space F, A discharge path 61 for discharging the processing fluid from the film processing space F is formed. In this example, the processing fluid flowing through the supply path 60 is from one end side to the other end side of the wafer W (FIG. 1). It flows from the left side to the right side in the inside and is discharged through the discharge path 61.

また前記供給路60及び排出路61には、供給管62及び排出管63が夫々接続され、この供給管62と排出管63とにより循環路64が形成される。そしてこの循環路64には、排出管63側から順に排出バルブV1、V2、循環・加熱・冷却部65、バルブV3が接続されている。前記排出バルブV1とV2との間には、分岐管66が形成されており、前記分岐管66には、背圧弁V4及び排出部67が接続されている。前記排出部67は、分離回収器、回収バルブ、液体回収部、気体排出部(図示せず)から構成され、さらに必要に応じて真空ポンプ(図示せず)が設けられる。   A supply pipe 62 and a discharge pipe 63 are connected to the supply path 60 and the discharge path 61, respectively, and a circulation path 64 is formed by the supply pipe 62 and the discharge pipe 63. Discharge valves V1 and V2, a circulation / heating / cooling unit 65, and a valve V3 are connected to the circulation path 64 in this order from the discharge pipe 63 side. A branch pipe 66 is formed between the discharge valves V1 and V2, and a back pressure valve V4 and a discharge portion 67 are connected to the branch pipe 66. The discharge part 67 includes a separation / recovery unit, a recovery valve, a liquid recovery part, and a gas discharge part (not shown), and a vacuum pump (not shown) is further provided as necessary.

前記供給管62には、分岐管68及び分岐管69が接続されている。前記分岐管68には、導入バルブV7を介して原料混合・加熱器100が接続されている。前記分岐管69には、導入バルブV12を介して還元剤混合・加熱器110が接続されている。前記原料混合・加熱器100には、バルブV8を介してプリカーサ供給部101が接続される。前記プリカーサ供給部101は、成膜原料であるCuを含む例えば有機錯体化合物からなるプリカーサ(前駆体化合物)、例えばCu(hfac)が貯留されている金属原料貯槽102及び金属原料加圧器103から構成される。前記還元剤混合・加熱器110には、バルブV11を介して還元剤供給部111が接続される。前記還元剤供給部111は、還元剤である例えば水素(H)が貯留されている還元剤貯槽112からなる。 A branch pipe 68 and a branch pipe 69 are connected to the supply pipe 62. A raw material mixer / heater 100 is connected to the branch pipe 68 via an introduction valve V7. A reducing agent mixing / heating device 110 is connected to the branch pipe 69 via an introduction valve V12. A precursor supply unit 101 is connected to the raw material mixer / heater 100 via a valve V8. The precursor supply unit 101 includes a precursor (precursor compound) made of, for example, an organic complex compound containing Cu as a film forming raw material, for example, a metal raw material storage tank 102 and a metal raw material pressurizer 103 in which Cu (hfac) 2 is stored. Composed. A reducing agent supply unit 111 is connected to the reducing agent mixing / heating device 110 via a valve V11. The reducing agent supply unit 111 includes a reducing agent storage tank 112 in which, for example, hydrogen (H 2 ) as a reducing agent is stored.

更に前記原料混合・加熱器100及び前記還元剤混合・加熱器110には、上流側から例えば二酸化炭素が貯留されている媒体貯槽120、供給元バルブV5、冷却器121、加圧器122が接続されている。前記媒体貯槽120としては二酸化炭素ボンベ等を用いることができる。また配管内を流れる媒体例えば二酸化炭素や原料を溶解した二酸化炭素といった処理流体が、超臨界状態を維持するための30℃を超えた温度例えば40℃に維持されるように、また前記処理流体の温度が大きく変動したりすることのないように、加圧器122の下流側から排出部67に至る配管やバルブには、ヒータや保温材などが巻かれ、適宜温度制御が可能なように構成されている。また前記耐圧枠材20の側面には、耐圧容器2に対してウエハWを搬入出するための搬送口2Aが形成されている。   Further, the raw material mixing / heating device 100 and the reducing agent mixing / heating device 110 are connected to a medium storage tank 120 storing carbon dioxide, a supply source valve V5, a cooler 121, and a pressurizer 122 from the upstream side. ing. As the medium storage tank 120, a carbon dioxide cylinder or the like can be used. In addition, a processing fluid such as a medium flowing in the pipe, for example, carbon dioxide or carbon dioxide in which a raw material is dissolved is maintained at a temperature exceeding 30 ° C. for maintaining a supercritical state, for example, 40 ° C. To prevent the temperature from fluctuating greatly, a pipe or a valve extending from the downstream side of the pressurizer 122 to the discharge unit 67 is wound with a heater, a heat insulating material, or the like so that the temperature can be appropriately controlled. ing. Further, a transfer port 2 </ b> A for carrying the wafer W in and out of the pressure resistant container 2 is formed on the side surface of the pressure resistant frame member 20.

次に上述の高圧処理装置において、耐圧枠材20と上蓋21と載置台3とにより構成された耐圧容器内の載置台3の上にウエハWを載置する動作までを述べる。図4(a)に示す状態では、載置台3は閉鎖位置にあり、つまり載置台3とスペーサ36とがOリング29を介して密着しており、上蓋21と載置台3とで囲まれる成膜処理空間Fは空の状態にある。先ず図4(b)に示すように、ピストン本体26(図示せず)によって載置台3が積載(ロード)位置に下げられる。しかる後、図示しない搬送アームによって真空雰囲気のロードロック室(図示せず)から基板であるウエハWを搬送口2Aを介して前記耐圧容器内に搬入する。   Next, in the above-described high-pressure processing apparatus, the operation until the wafer W is mounted on the mounting table 3 in the pressure-resistant container constituted by the pressure-resistant frame member 20, the upper lid 21, and the mounting table 3 will be described. In the state shown in FIG. 4A, the mounting table 3 is in the closed position, that is, the mounting table 3 and the spacer 36 are in close contact via the O-ring 29 and are surrounded by the upper lid 21 and the mounting table 3. The film processing space F is in an empty state. First, as shown in FIG. 4B, the mounting table 3 is lowered to the loading position by the piston body 26 (not shown). Thereafter, a wafer W as a substrate is carried into the pressure-resistant container through a transfer port 2A from a load lock chamber (not shown) in a vacuum atmosphere by a transfer arm (not shown).

続いて図4(c)に示すように、リフタピン35が昇降機構34によってウエハWの受け渡しを行う位置まで上昇し、これによりウエハWが上昇させられて図示しない搬送アームから離され、当該搬送アームが前記耐圧容器内から退出される。こうしてウエハWがリフタピン35に受け渡された後、図5(a)に示すように、リフタピン35を下降させてステージヒータ4の凹部41により形成されたウエハWの載置位置へウエハWを受け渡し、次いで図示しない真空チャック層によりウエハWをステージヒータ4上に真空吸着させる。しかる後、図5(b)に示すように、載置台3がピストン本体26(図示せず)によって上昇させられ、載置台3とスペーサ36とがOリング29を介して密着される。   Subsequently, as shown in FIG. 4C, the lifter pins 35 are moved up to a position where the wafer W is transferred by the elevating mechanism 34, whereby the wafer W is raised and separated from the transfer arm (not shown). Is withdrawn from the pressure vessel. After the wafer W is transferred to the lifter pins 35 in this way, the lifter pins 35 are lowered to transfer the wafer W to the mounting position of the wafer W formed by the recess 41 of the stage heater 4 as shown in FIG. Then, the wafer W is vacuum-adsorbed on the stage heater 4 by a vacuum chuck layer (not shown). Thereafter, as shown in FIG. 5B, the mounting table 3 is raised by the piston body 26 (not shown), and the mounting table 3 and the spacer 36 are brought into close contact with each other via the O-ring 29.

続いて本発明の高圧処理装置を用いた一連の成膜処理について図6を参照しながら述べる。先ず、耐圧容器内に既述の手順でウエハWを搬入し、成膜処理空間F内を排出部67を用いて真空排気する(ステップS1)。一方、載置台3内のステージヒータ4は予めオン状態になっており、載置台3の表面は例えば200℃〜350℃、好ましくは250℃〜300℃の温度に設定されている。また温度調整層53には、チラーユニット56により40℃〜90℃、好ましくは40℃〜70℃に設定された温調媒体が通流されている。   Next, a series of film forming processes using the high-pressure processing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. First, the wafer W is loaded into the pressure-resistant container according to the procedure described above, and the inside of the film formation processing space F is evacuated using the discharge unit 67 (step S1). On the other hand, the stage heater 4 in the mounting table 3 is turned on in advance, and the surface of the mounting table 3 is set to a temperature of 200 ° C. to 350 ° C., preferably 250 ° C. to 300 ° C., for example. Further, a temperature control medium set to 40 ° C. to 90 ° C., preferably 40 ° C. to 70 ° C., is passed through the temperature adjustment layer 53 by the chiller unit 56.

次に供給元バルブV5、導入バルブV7を開放し、原料混合・加熱器100を通して所定の温度例えば40℃まで加熱した媒体(二酸化炭素)を前記成膜処理空間F内に導入することにより、成膜処理空間F内の圧力を媒体貯槽120内部の圧力程度まで上昇させる。その後、媒体貯槽120内部の圧力を超える圧力の二酸化炭素を導入するため、冷却器121を経て、加圧器122により加圧した二酸化炭素を前記成膜処理空間Fに導入する。この場合も原料混合・加圧器100を通すことで、導入する二酸化炭素は所定の温度を維持しながら、成膜処理空間F内を所定の処理圧力、例えば12MPaまで加圧して、超臨界状態の二酸化炭素(超臨界流体)を得る。この時点で排出バルブV1は開放し、背圧弁V4の圧力制御によって所定の圧力を維持する(ステップS2)。   Next, the supply valve V5 and the introduction valve V7 are opened, and a medium (carbon dioxide) heated to a predetermined temperature, for example, 40 ° C., is introduced into the film formation processing space F through the raw material mixing / heating device 100, whereby The pressure in the film processing space F is increased to about the pressure in the medium storage tank 120. Thereafter, in order to introduce carbon dioxide having a pressure exceeding the pressure inside the medium storage tank 120, the carbon dioxide pressurized by the pressurizer 122 is introduced into the film forming treatment space F through the cooler 121. Also in this case, by passing the raw material mixing / pressurizing device 100, the carbon dioxide to be introduced is pressurized to a predetermined processing pressure, for example, 12 MPa, while maintaining a predetermined temperature, and in a supercritical state. Carbon dioxide (supercritical fluid) is obtained. At this time, the discharge valve V1 is opened, and a predetermined pressure is maintained by pressure control of the back pressure valve V4 (step S2).

なお、このプロセスは媒体貯槽120内部の圧力よりも高い圧力の二酸化炭素を耐圧容器へ導入する例であり、媒体貯槽120に加圧部が設けられ、処理圧力よりも高い圧力にて二酸化炭素を供給できる場合には、冷却器121、加圧器122の代わりに、減圧弁を経て、原料混合・加圧器100のみを通る経路とすればよい。   This process is an example in which carbon dioxide having a pressure higher than the pressure inside the medium storage tank 120 is introduced into the pressure vessel. The medium storage tank 120 is provided with a pressurizing unit, and the carbon dioxide is supplied at a pressure higher than the processing pressure. In the case where it can be supplied, instead of the cooler 121 and the pressurizer 122, a path that passes only the raw material mixing / pressurizer 100 through a pressure reducing valve may be used.

金属原料加圧器103を稼動後、速やかにバルブV8を開放し、冷却器121、加圧器122を経た所定の圧力の超臨界二酸化炭素に、液体の金属原料を原料混合・加熱器100で混合する。これにより、所定の温度例えば40℃の超臨界流体に金属原料を混合した処理流体を生成する。この処理流体は加圧器122及び金属原料加圧器103を連続に運転することにより、導入バルブV7を通して耐圧容器に連続的に供給することもできる。ここで、液体の金属原料には、プリカーサであるCu(hfac)等をアルコールなどの有機溶媒に溶解したものを用いることができる。 After the metal raw material pressurizer 103 is operated, the valve V8 is immediately opened, and the liquid metal raw material is mixed with the supercritical carbon dioxide having a predetermined pressure through the cooler 121 and the pressurizer 122 by the raw material mixing / heating device 100. . Thereby, the process fluid which mixed the metal raw material with the supercritical fluid of predetermined temperature, for example, 40 degreeC is produced | generated. This processing fluid can be continuously supplied to the pressure vessel through the introduction valve V7 by operating the pressurizer 122 and the metal raw material pressurizer 103 continuously. Here, as the liquid metal raw material, a precursor of Cu (hfac) 2 or the like dissolved in an organic solvent such as alcohol can be used.

気体の還元剤この例では水素を混合する場合には、所定の圧力例えば0.9MPaに調整された還元剤を、還元剤混合・加熱器110を通じ、超臨界二酸化炭素に混合させ、処理流体を生成する。この処理流体を、導入バルブV12を通して成膜処理空間Fに供給する(ステップS3)。なお、液体の還元剤例えばアルコール類を用いた場合には、液体の金属原料と同様に加圧して混合させて処理流体を生成することも可能である。   Gaseous reducing agent In this example, when mixing hydrogen, a reducing agent adjusted to a predetermined pressure, for example, 0.9 MPa, is mixed with supercritical carbon dioxide through the reducing agent mixing / heating device 110, and the processing fluid is mixed. Generate. This processing fluid is supplied to the film forming processing space F through the introduction valve V12 (step S3). When a liquid reducing agent such as alcohol is used, it is possible to generate a processing fluid by applying pressure and mixing in the same manner as the liquid metal raw material.

そして供給路60を通流してきた処理流体は、成膜処理空間F内に入り、ウエハWの一端側から他端側(図1中において左側から右側)に向かって流れ、排出路61を通って排出される。この際循環路64のバルブV2とバルブV3とを開放し、処理流体を循環・加熱・冷却部65により循環させることにより、成膜処理を所定の時間行なう。こうして載置台3に載置されているウエハWの表面では、下記(1)式に示す反応が生じてプリカーサが熱分解することにより、ウエハWの表面にCu膜が成膜される。   Then, the processing fluid flowing through the supply path 60 enters the film forming processing space F, flows from one end side of the wafer W to the other end side (from the left side to the right side in FIG. 1), and passes through the discharge path 61. Discharged. At this time, the valve V2 and the valve V3 of the circulation path 64 are opened, and the processing fluid is circulated by the circulation / heating / cooling unit 65, thereby performing the film formation process for a predetermined time. On the surface of the wafer W thus placed on the mounting table 3, a reaction shown in the following formula (1) occurs, and the precursor is thermally decomposed, whereby a Cu film is formed on the surface of the wafer W.

Cu(hfac)+H → Cu+2H(hfac)・・・(1)
ウエハW上にCu膜が形成された後、バルブV2、V3、導入バルブV7及び導入バルブV12を閉じて処理流体の供給を停止する。金属原料については、バルブV8を閉じると共に、金属原料加圧器103を停止することにより、処理流体への混合を停止させる。同様に還元剤についても、バルブV9、V11を閉じて処理媒体への供給を停止させる(ステップS4)。
Cu (hfac) 2 + H 2 → Cu + 2H (hfac) (1)
After the Cu film is formed on the wafer W, the valves V2, V3, the introduction valve V7, and the introduction valve V12 are closed to stop the supply of the processing fluid. For the metal raw material, the valve V8 is closed and the metal raw material pressurizer 103 is stopped to stop the mixing with the processing fluid. Similarly, the supply of the reducing agent to the processing medium is stopped by closing the valves V9 and V11 (step S4).

そして排出バルブV1を開放すると共に、設定圧力を下げることで背圧弁V4を開放状態とし、成膜処理空間F内の処理流体を排出部67により排出する(ステップS5)。この際排出部67において、二酸化炭素が気体排出部から排出される。また気体排出部の先に二酸化炭素の分離精製・凝縮器を設けるようにすれば、二酸化炭素を再利用することが可能である。そして上述したように耐圧容器内の載置台3の上にウエハWを載置する一連の動作とは逆の動作を行うことによって、耐圧容器からウエハWが図示しない真空雰囲気のロードロック室に排出される(ステップS6)。そして後続のウエハWに対しても同様にして成膜処理が行われる。   Then, the discharge valve V1 is opened, the back pressure valve V4 is opened by lowering the set pressure, and the processing fluid in the film formation processing space F is discharged by the discharge unit 67 (step S5). At this time, carbon dioxide is discharged from the gas discharge portion in the discharge portion 67. Further, if a separation / purification / condenser for carbon dioxide is provided at the end of the gas discharge section, carbon dioxide can be reused. As described above, the wafer W is discharged from the pressure vessel into a load lock chamber in a vacuum atmosphere (not shown) by performing a reverse operation to the series of operations for placing the wafer W on the mounting table 3 in the pressure vessel. (Step S6). The film forming process is performed on the subsequent wafer W in the same manner.

以上において、上述の装置では、成膜処理空間Fの周囲に、耐圧枠材20と上蓋21と載置台3とにより耐圧容器が形成されており、前記成膜処理では、ステージヒータ4からの熱は、断熱層51、温度調整層53を介して耐圧容器の底面部をなす載置台本体31へ放熱していく。この際、上述の実施の形態によれば、ステージヒータ4の周囲を、前記耐圧容器の熱伝導率よりも熱伝導率の小さい材質により構成された断熱層51にて覆っているので、ステージヒータ4と耐圧容器の底面部(載置台本体31)とは熱的に遮断され、ステージヒータ4の熱が耐圧容器側に伝熱しにくい状態となっている。これによりステージヒータ4の特定の場所から熱が逃げるといった現象が発生しにくくなるので、ステージヒータ4から耐熱容器側への放熱むらを防ぐことができ、結果としてステージヒータ4の面内温度の均一性を高めることができる。   As described above, in the above-described apparatus, the pressure-resistant container is formed by the pressure-resistant frame member 20, the upper lid 21, and the mounting table 3 around the film-forming process space F. In the film-forming process, the heat from the stage heater 4 is formed. Radiates heat through the heat insulating layer 51 and the temperature adjusting layer 53 to the mounting table body 31 forming the bottom surface of the pressure vessel. At this time, according to the above-described embodiment, the stage heater 4 is covered with the heat insulating layer 51 made of a material having a thermal conductivity smaller than that of the pressure vessel. 4 and the bottom surface of the pressure vessel (mounting table main body 31) are thermally blocked, and the heat of the stage heater 4 is difficult to transfer to the pressure vessel side. This makes it difficult for heat to escape from a specific location of the stage heater 4, so that uneven heat dissipation from the stage heater 4 to the heat-resistant container can be prevented. As a result, the in-plane temperature of the stage heater 4 is uniform. Can increase the sex.

さらにこの例では、ステージヒータ4と載置台本体31との間に温度調整層53を設け、この温度調整層53に温調媒体を通流させることによって、耐圧容器の外部との間で熱の授受が行われて、当該温度調整層53の温度が設定された温度に維持できるように温度調整されている。これにより温度調整層53の面内方向の温度が揃えられるので、この温度調整層53と接触する断熱層51も面内方向の温度に勾配がつきにくい。従って断熱層51の面内温度が均一になるので、これがステージヒータ4に反映され、ステージヒータ4からの熱は面内方向に均一に断熱層51に向けて流れるようになる。このようにステージヒータ4の放熱むらをより一層防ぐことができるので、ステージヒータ4の面内温度均一性をより高めることができる。これによりウエハ温度の面内均一性も高くなり、結果としてウエハWに対して面内均一性の高い成膜処理を行うことができて、Cu膜の膜厚について高い面内均一性を得ることができる。   Further, in this example, a temperature adjustment layer 53 is provided between the stage heater 4 and the mounting table main body 31, and the temperature adjustment medium 53 is passed through the temperature adjustment layer 53, so that heat can be transferred between the outside of the pressure-resistant container. The temperature is adjusted so that the temperature of the temperature adjustment layer 53 can be maintained at the set temperature by giving and receiving. As a result, the temperature in the in-plane direction of the temperature adjustment layer 53 is uniformed, so that the heat insulating layer 51 in contact with the temperature adjustment layer 53 is also less likely to have a gradient in the temperature in the in-plane direction. Accordingly, since the in-plane temperature of the heat insulating layer 51 becomes uniform, this is reflected in the stage heater 4, and the heat from the stage heater 4 flows toward the heat insulating layer 51 uniformly in the in-plane direction. In this way, uneven heat dissipation of the stage heater 4 can be further prevented, so that the in-plane temperature uniformity of the stage heater 4 can be further improved. As a result, the in-plane uniformity of the wafer temperature is also increased. As a result, a film forming process with high in-plane uniformity can be performed on the wafer W, and a high in-plane uniformity of the Cu film thickness can be obtained. Can do.

さらに上述の例では、ステージヒータ4は平面状であるので、従来のキノコ型のステージヒータに比べて、ステージヒータ4からの熱の逃げが小さくなり、また形状上放熱の仕方も面内において均一になりやすい。さらにまたステージヒータ4内に埋設されるシースヒータ42が、単位面積当たりの発熱ワット数が面内においてほぼ均一になるように設けられているので、発熱量が面内において揃えられ、ステージヒータ4の温度の面内均一性がより高くなる。   Furthermore, in the above-described example, the stage heater 4 has a planar shape, so that heat escape from the stage heater 4 is smaller than that of a conventional mushroom type stage heater, and the shape of heat dissipation is uniform in the plane. It is easy to become. Furthermore, since the sheath heater 42 embedded in the stage heater 4 is provided so that the heat generation wattage per unit area is substantially uniform in the plane, the heat generation amount is aligned in the plane, and the stage heater 4 In-plane uniformity of temperature is higher.

さらにシースヒータ42の導線及び熱電対43を、ステージヒータ4の周縁部において下方側に引き出しているので、仮にこれらを収納する筐体44を設けることによって、この近傍での熱の逃げ方が変わることを想定した場合であっても、筐体44が設けられる位置はステージヒータ4の周縁部の一部であるので、ステージヒータ4の中央部からシースヒータ42の導線及び熱電対43を下方側に引き出す場合に比べて、面内温度均一性に与える影響は小さい。またこの例では、シースヒータ42の導線及び熱電対43のみをシール装置32でシールしているので、従来のキノコ型のステージヒータの支持部自体を引っ張って圧力シールする場合のように、ステージヒータ4の中央部が窪むという構造上の問題が発生せず、ステージヒータ4とウエハWとの接触ムラが発生しにくいため、この点からもウエハWの温度の面内均一性の悪化を防ぐことができる。   Further, since the lead wire of the sheath heater 42 and the thermocouple 43 are drawn downward on the peripheral edge of the stage heater 4, provision of a housing 44 for storing them changes the way in which the heat escapes in the vicinity. Even if the case 44 is assumed, the position where the housing 44 is provided is a part of the peripheral edge of the stage heater 4, so that the lead wire of the sheath heater 42 and the thermocouple 43 are drawn downward from the center of the stage heater 4. Compared to the case, the influence on the in-plane temperature uniformity is small. Further, in this example, since only the conductor wire of the sheath heater 42 and the thermocouple 43 are sealed by the sealing device 32, the stage heater 4 is pulled as in the case of pressure sealing by pulling the supporting part of the conventional mushroom type stage heater. In this respect, it is difficult to cause uneven contact between the stage heater 4 and the wafer W, so that deterioration of the in-plane uniformity of the temperature of the wafer W can be prevented. Can do.

続いて本発明の他の例について図7に基づいて説明する。この例が図1に示す装置と異なる点は、温度調整層53の温調流路55の代わりに、温度調整部をなすヒートパイプ71を渦巻き状に埋設すると共に、温度検知手段である熱電対72を先端部が温度調整層53のほぼ中央部に位置するように、当該温度調整層53内を水平に伸びるように設けたことである。
前記ヒートパイプ71は両端が封止され、金属や金属フェルトなどによる多孔質体が内壁に貼設された、内部が真空の金属製例えば銅製の管体の中に揮発性の液体(作動流体)が少量封入された構成になっている。そしてヒートパイプ71の一端が加熱されると作動流体が蒸発して他端側へ移動し、その後多孔質体を通って還流されて熱の輸送が行われる。
Next, another example of the present invention will be described with reference to FIG. This example is different from the apparatus shown in FIG. 1 in that a heat pipe 71 forming a temperature adjustment unit is embedded in a spiral shape instead of the temperature adjustment channel 55 of the temperature adjustment layer 53, and a thermocouple as a temperature detection means. 72 is provided so as to extend horizontally in the temperature adjustment layer 53 so that the front end portion is located at substantially the center of the temperature adjustment layer 53.
The heat pipe 71 is sealed at both ends, and a porous body made of metal, metal felt, or the like is attached to the inner wall, and a volatile liquid (working fluid) in a tube made of metal having a vacuum inside, for example, copper. Is configured to be enclosed in a small amount. When one end of the heat pipe 71 is heated, the working fluid evaporates and moves to the other end side, and then is refluxed through the porous body to transport heat.

前記ヒートパイプ71の一端側と熱電対72とは、例えば温度調整層53の周縁部において下方側に伸び、シール装置73を介して載置台本体31の下方側に接続されている。そしてヒートパイプ71の一端側は、シール装置73を介して、装置本体2の外部に設けられた温調媒体貯槽74内部の温調媒体と接続され、これによりヒートパイプ71の一端側が耐圧容器の外部から送られる温調媒体の流路内に位置するようになっている。また前記熱電対72はシール装置73を介して温度コントローラ75に接続されている。前記温調媒体貯槽74にはチラーユニット76が接続されており、前記温調媒体貯槽74に例えば前記ガルデンやフロリナート等の温調媒体を所定温度例えば40℃〜90℃に調整して供給するようになっている。前記温度コントローラ75は熱電対72の温度検出値に基づいて、チラーユニット76に温調媒体の温度調整を行うための指令を出力し、こうして温調媒体貯槽74には所定温度の温調媒体が供給されるように構成されている。   One end side of the heat pipe 71 and the thermocouple 72 extend downward, for example, at the peripheral edge of the temperature adjustment layer 53, and are connected to the lower side of the mounting table body 31 via a seal device 73. Then, one end side of the heat pipe 71 is connected to a temperature control medium inside the temperature control medium storage tank 74 provided outside the apparatus main body 2 via the sealing device 73, whereby one end side of the heat pipe 71 is connected to the pressure vessel. It is located in the flow path of the temperature control medium sent from the outside. The thermocouple 72 is connected to a temperature controller 75 via a sealing device 73. A chiller unit 76 is connected to the temperature control medium storage tank 74 so that the temperature control medium storage tank 74 is supplied with a temperature control medium such as Galden or Florinart adjusted to a predetermined temperature, for example, 40 ° C. to 90 ° C. It has become. The temperature controller 75 outputs a command for adjusting the temperature of the temperature control medium to the chiller unit 76 based on the temperature detection value of the thermocouple 72, and thus the temperature control medium having a predetermined temperature is stored in the temperature control medium storage tank 74. It is configured to be supplied.

この例では、温度調整層53の温度が設定温度以下になると、温調媒体貯槽74の温調媒体の熱がヒートパイプ71を介して温度調整層53に流れ、温度調整層53の温度が設定温度以上になると、温調媒体貯槽74の温調媒体に向けてヒートパイプ71から熱が流れるようになっている。そして温度調整層53の温度が設定温度範囲に維持されるように、熱電対72により温度調整層53の温度を検出し、温度コントローラ75を介してチラーユニット76にて温調媒体の温度を調整するようになっている。   In this example, when the temperature of the temperature adjustment layer 53 becomes equal to or lower than the set temperature, the heat of the temperature adjustment medium in the temperature adjustment medium storage tank 74 flows to the temperature adjustment layer 53 via the heat pipe 71, and the temperature of the temperature adjustment layer 53 is set. When the temperature is higher than the temperature, heat flows from the heat pipe 71 toward the temperature control medium in the temperature control medium storage tank 74. Then, the temperature of the temperature adjustment layer 53 is detected by the thermocouple 72 so that the temperature of the temperature adjustment layer 53 is maintained within the set temperature range, and the temperature of the temperature adjustment medium is adjusted by the chiller unit 76 via the temperature controller 75. It is supposed to be.

このような構成では、温度調整層53にヒートパイプ71と熱電対72とを設け、温度調整層53の温度が設定温度範囲になるように制御されているので、断熱層51からの熱の逃げ方が面内においてより均一になりやすく、図1に示す例と同様に、ステージヒータ4から耐圧容器に向かう放熱の面内均一性を高めることができ、ステージヒータ4の温度の面内均一性が向上する。このためウエハWの面内温度の均一性が高まるので、ウエハWに対して高い面内均一性で成膜処理を行うことでき、Cu膜の膜厚について高い面内均一性を確保することができる。   In such a configuration, the heat adjustment layer 53 is provided with the heat pipe 71 and the thermocouple 72 and is controlled so that the temperature of the temperature adjustment layer 53 falls within the set temperature range. The surface becomes more uniform in the plane, and in the same manner as in the example shown in FIG. 1, the in-plane uniformity of the heat radiation from the stage heater 4 to the pressure vessel can be increased, and the in-plane uniformity of the temperature of the stage heater 4 Will improve. For this reason, since the uniformity of the in-plane temperature of the wafer W is increased, it is possible to perform the film forming process with high in-plane uniformity on the wafer W, and to ensure a high in-plane uniformity with respect to the film thickness of the Cu film. it can.

続いて本発明の他の例について図8に基づいて説明する。この例が図1に示す装置と異なる点は、温度調整層53を断熱層51と載置台本体31との間に介在して設ける代わりに、断熱層51の外側に、断熱層51の下面と側面の周囲を覆うように載置台本体31を設け、温度調整層を耐圧容器の底面部の一部をなす載置台本体31により構成し、載置台本体31に、温度調整部をなすヒートパイプ77を複数本埋設して設けたことである。これら複数本のヒートパイプ77は、図8(b)に示すように、載置台本体31の内部に放射状に設けられている。なおこのヒートパイプ77は、格子状に設けるようにしてもよい。はまた載置台本体31の内部には、周縁領域に環状の温調流路78が形成され、この温調流路78内に各ヒートパイプ77の一端側が位置するようになっている。   Next, another example of the present invention will be described with reference to FIG. This example is different from the apparatus shown in FIG. 1 in that the temperature adjustment layer 53 is provided between the heat insulation layer 51 and the mounting table body 31 instead of being provided between the heat insulation layer 51 and the lower surface of the heat insulation layer 51. A mounting table main body 31 is provided so as to cover the periphery of the side surface, and the temperature adjustment layer is configured by the mounting table main body 31 that forms a part of the bottom surface portion of the pressure vessel, and the heat pipe 77 that forms the temperature adjustment unit on the mounting table main body 31. It is that a plurality of them are buried. The plurality of heat pipes 77 are provided radially inside the mounting table main body 31 as shown in FIG. The heat pipe 77 may be provided in a lattice shape. Further, an annular temperature control channel 78 is formed in the peripheral region inside the mounting table main body 31, and one end side of each heat pipe 77 is positioned in the temperature control channel 78.

前記温調流路78は載置台本体31の周縁において下方側に伸び、装置本体2から外部に伸び出して、チラーユニット79に接続されている。チラーユニット79では、前記温調流路78に例えば前記ガルデンやフロリナート等の温調媒体を所定温度例えば40℃〜90℃に調整して供給するようになっている。なお図8(b)中80は、チラーユニット79から温調流路78への温調媒体の供給路、81は温調流路78からチラーユニット79への温調媒体の排出路であり、温調流路78のこれらの接続部位の間には仕切り82が設けられていて、チラーユニット79から供給路80を介して供給された温調媒体が温調流路78を通流して排出路81からスムーズに排出され、こうして排出路81から排出仕切れなかった温調媒体と、供給された温調媒体とが混ざることがないようになっている。図8(b)中31aは、載置台本体31に形成された、前記ステージヒータ4からの筐体44を通すための孔部である。   The temperature control channel 78 extends downward on the periphery of the mounting table body 31, extends outward from the apparatus body 2, and is connected to the chiller unit 79. In the chiller unit 79, a temperature adjusting medium such as Galden or Fluorinert is adjusted to a predetermined temperature, for example, 40 ° C. to 90 ° C. and supplied to the temperature adjusting channel 78. In FIG. 8B, reference numeral 80 denotes a temperature control medium supply path from the chiller unit 79 to the temperature control flow path 78, and 81 denotes a temperature control medium discharge path from the temperature control flow path 78 to the chiller unit 79. A partition 82 is provided between these connection portions of the temperature control flow path 78, and the temperature control medium supplied from the chiller unit 79 via the supply path 80 flows through the temperature control flow path 78 and is a discharge path. The temperature control medium that has been smoothly discharged from 81 and thus not separated from the discharge path 81 is not mixed with the supplied temperature control medium. In FIG. 8B, reference numeral 31 a denotes a hole formed in the mounting table main body 31 for passing the housing 44 from the stage heater 4.

この例では、断熱層51の外側に載置台本体31が設けられているので、ステージヒータ4からの熱は、断熱層51を介して載置台本体31側(耐圧容器の底面部側)へ放熱していくが、この際載置台本体31は温度調整層として作用し、当該載置台本体31の温度が温調媒体の温度と同じになるようにヒートパイプ77により熱の輸送が行われる。これにより耐圧容器の底面部では、冷たい領域と暖かい領域とが発生することなく、面内温度均一性が高まるので、ステージヒータ4から耐圧容器への熱の逃げ方が面内において均一になり、図1に示す例と同様に、ステージヒータ4の温度の面内均一性が向上する。このためウエハWの面内温度の均一性が高まるので、高い面内均一性で成膜処理を行うことができ、Cu膜の膜厚について高い面内均一性を確保することができる。   In this example, since the mounting table main body 31 is provided outside the heat insulating layer 51, the heat from the stage heater 4 is dissipated to the mounting table main body 31 side (the bottom surface side of the pressure vessel) through the heat insulating layer 51. However, at this time, the mounting table main body 31 acts as a temperature adjustment layer, and heat is transferred by the heat pipe 77 so that the temperature of the mounting table main body 31 becomes the same as the temperature of the temperature control medium. As a result, in the bottom surface portion of the pressure vessel, the in-plane temperature uniformity is increased without generating a cold region and a warm region, so that the heat escape from the stage heater 4 to the pressure vessel becomes uniform in the surface, Similar to the example shown in FIG. 1, the in-plane uniformity of the temperature of the stage heater 4 is improved. For this reason, since the uniformity of the in-plane temperature of the wafer W is increased, the film forming process can be performed with high in-plane uniformity, and high in-plane uniformity can be ensured with respect to the film thickness of the Cu film.

なおこの例においても、図7に示す例と同様に、載置台本体31に熱電対を設け、載置台本体31の温度が設定温度以下になると、温調媒体貯槽の温調媒体からヒートパイプ77を介して熱が載置台本体31に流れ、載置台本体31の温度が設定温度以上になると、温調媒体貯槽の温調媒体に向けてヒートパイプ77から熱が流れるようにし、載置台本体31の温度が設定温度範囲に維持されるように、熱電対からの温度情報に基づいて、チラーユニットにて温調媒体の温度を調整するように構成してもよい。   Also in this example, similarly to the example shown in FIG. 7, when the mounting table main body 31 is provided with a thermocouple, and the temperature of the mounting table main body 31 falls below the set temperature, the heat pipe 77 from the temperature control medium in the temperature control medium storage tank. When the temperature of the mounting table main body 31 becomes equal to or higher than the set temperature, heat flows from the heat pipe 77 toward the temperature control medium of the temperature control medium storage tank. The temperature of the temperature control medium may be adjusted by the chiller unit based on the temperature information from the thermocouple so that the temperature of the temperature is maintained within the set temperature range.

続いて本発明のさらに他の例について図9に基づいて説明する。この例が図1に示す装置と異なる点は、固体からなる断熱層51と温度調整層53とを設ける代わりに、ステージヒータ4と載置台本体31との間に、断熱用の超臨界流体を通流させるための流路を形成し、この超臨界流体により断熱層を形成したことである。具体的には、ステージヒータ4の下面と側面とを夫々1〜20mm、1〜20mm程度の隙間を介して載置台本体31により覆うように、ステージヒータ4は載置台本体31の上に、複数個の支持突部83を介して設けられており、こうしてステージヒータ4と載置台本体31との間には所定の大きさの隙間が形成され、この隙間は断熱用の超臨界流体が通流する流路84となる。   Next, still another example of the present invention will be described with reference to FIG. This example differs from the apparatus shown in FIG. 1 in that a supercritical fluid for heat insulation is provided between the stage heater 4 and the mounting table body 31 instead of providing a solid heat insulation layer 51 and a temperature adjustment layer 53. This is because a flow path for allowing flow is formed, and a heat insulating layer is formed by this supercritical fluid. Specifically, a plurality of stage heaters 4 are placed on the mounting table body 31 so that the lower surface and the side surface of the stage heater 4 are covered with the mounting table body 31 through gaps of about 1 to 20 mm and 1 to 20 mm, respectively. Thus, a gap of a predetermined size is formed between the stage heater 4 and the mounting table main body 31, and a supercritical fluid for heat insulation flows through the gap. It becomes the flow path 84 to do.

そして前記上蓋21と載置台本体31には、当該流路84に断熱用の超臨界流体を供給するための供給路85が形成されている。前記供給路85は、例えば上蓋21と載置台本体31の内部を下方側に伸びると共に、ステージヒータ4の下方側でステージヒータ4の中央に向かうように屈曲し、ステージヒータ4の下方側にて前記流路84と接続されている。この際前記供給路85はステージヒータ4の下面側に形成された流路84の複数箇所に超臨界流体が供給されるように、ステージヒータ4の中央部の下方側にて分岐され、分岐された各供給路85の先端が前記流路84に接続されるようになっている。   A supply path 85 for supplying a heat-insulating supercritical fluid to the flow path 84 is formed in the upper lid 21 and the mounting table body 31. The supply path 85 extends, for example, to the lower side of the upper lid 21 and the mounting table body 31 and bends toward the center of the stage heater 4 on the lower side of the stage heater 4, and on the lower side of the stage heater 4. The flow path 84 is connected. At this time, the supply path 85 is branched and branched at the lower side of the central portion of the stage heater 4 so that the supercritical fluid is supplied to a plurality of locations of the flow path 84 formed on the lower surface side of the stage heater 4. Further, the tip of each supply path 85 is connected to the flow path 84.

断熱用の超臨界流体としては、例えば40℃〜90℃に温度調整された超臨界状態の二酸化炭素が用いられ、例えば前記供給路85に、バルブV13、加熱器86を介して、前記加圧器122、冷却器121、バルブV5、媒体貯槽120を接続することにより、温度調整された超臨界状態の二酸化炭素が供給されるようになっている。そして前記供給路85に、温度調整された超臨界状態の二酸化炭素が供給されると、この超臨界流体は前記流路84を介してステージヒータ4の下面側から側面側に通流していき、成膜処理空間Fに流れ込み、排出路61を介してされるようになっている。   As the supercritical fluid for heat insulation, for example, carbon dioxide in a supercritical state whose temperature is adjusted to 40 ° C. to 90 ° C. is used. For example, the pressurizer is connected to the supply path 85 via a valve V13 and a heater 86. 122, the cooler 121, the valve V5, and the medium storage tank 120 are connected to supply the temperature-controlled supercritical carbon dioxide. When the supercritical carbon dioxide whose temperature is adjusted is supplied to the supply path 85, the supercritical fluid flows from the lower surface side to the side surface side of the stage heater 4 through the flow path 84. The film flows into the film forming process space F and is discharged via the discharge path 61.

このような構成では、ステージヒータ4を載置台本体31から浮上させているので、ステージヒータ4から載置台本体31への熱の移動が抑えられる。さらに超臨界状態の二酸化炭素は、温度40℃、圧力が12MPaの状態では、熱伝導率が0.08W/m・Kと非常に低いため、ステージヒータ4と載置台本体31との間に超臨界状態の二酸化炭素を通流させると、これが断熱層として作用し、さらにステージヒータ4から載置台本体31への熱の移動が抑えられる。   In such a configuration, since the stage heater 4 is levitated from the mounting table main body 31, movement of heat from the stage heater 4 to the mounting table main body 31 is suppressed. Further, since carbon dioxide in a supercritical state has a very low thermal conductivity of 0.08 W / m · K at a temperature of 40 ° C. and a pressure of 12 MPa, it is superb between the stage heater 4 and the mounting table body 31. When carbon dioxide in a critical state is passed, this acts as a heat insulating layer, and further, heat transfer from the stage heater 4 to the mounting table body 31 is suppressed.

このように、ステージヒータ4と載置台本体31との間に、熱伝導率が非常に低い超臨界状態の二酸化炭素を通流させることによって、ステージヒータ4と耐圧容器の底面部の一部をなす載置台本体31とが熱的に遮断されるので、ステージヒータ4の特定の部位からの熱が耐圧容器の底面部側ヘ向けて逃げるという状態が起こりにくく、ステージヒータ4の温度の面内均一性を図ることができる。このためウエハWの面内温度の均一性が高まるので、高い面内均一性にて成膜処理を行うことができ、Cu膜の膜厚について高い面内均一性を確保することができる。さらにステージヒータ4と載置台本体31との間に超臨界状態の二酸化炭素を通流させることにより、当該流路84への処理流体である超臨界流体と原料ガスとの回り込みを抑えることができる。ひいてはステージヒータ4の側面や裏面側へのCuの付着を防止することができる。   In this way, by passing carbon dioxide in a supercritical state having a very low thermal conductivity between the stage heater 4 and the mounting table main body 31, a part of the bottom portion of the stage heater 4 and the pressure vessel can be obtained. Since the mounting table main body 31 is thermally cut off, it is difficult for heat from a specific part of the stage heater 4 to escape toward the bottom surface side of the pressure vessel, and the temperature of the stage heater 4 is within the plane. Uniformity can be achieved. For this reason, since the uniformity of the in-plane temperature of the wafer W is increased, the film forming process can be performed with high in-plane uniformity, and high in-plane uniformity can be ensured with respect to the film thickness of the Cu film. Further, by passing carbon dioxide in a supercritical state between the stage heater 4 and the mounting table body 31, it is possible to suppress the wraparound of the supercritical fluid that is the processing fluid and the raw material gas into the flow path 84. . As a result, it is possible to prevent Cu from adhering to the side surface and the back surface side of the stage heater 4.

さらにこの例では、例えば図10に示すように、前記処理流体の通流領域と、断熱用の超臨界流体の通流領域とを分けて設けるようにしてもよい。図10に示す例では、成膜処理空間Fの外側に、断熱用の超臨界流体の排出路87,87を形成することにより、両者の通流領域を分割するようになっている。例えば排出路87,87は、前記上蓋21の内部に、前記ステージヒータ4の側周面と載置台本体31との間に形成された流路84と接続するように形成されている。このようにすると、成膜処理空間Fにおいて成膜原料となる処理流体と断熱用の超臨界流体との混合が起こらないので、より精度の高い成膜処理を行うことができる。   Further, in this example, as shown in FIG. 10, for example, the flow region of the processing fluid and the flow region of the supercritical fluid for heat insulation may be provided separately. In the example shown in FIG. 10, the heat-conducting supercritical fluid discharge paths 87 and 87 are formed outside the film formation processing space F so that the flow areas of both are divided. For example, the discharge paths 87 and 87 are formed inside the upper lid 21 so as to be connected to a flow path 84 formed between the side peripheral surface of the stage heater 4 and the mounting table main body 31. In this way, since the mixing of the processing fluid as the film forming raw material and the heat insulating supercritical fluid does not occur in the film forming processing space F, the film forming process with higher accuracy can be performed.

続いて本発明のさらに他の例について図11に基づいて説明する。この例が図9に示す装置と異なる点は、ステージヒータ88が断面形状がT字状のキノコ型形状をなしていることである。先ずこのステージヒータ88について説明すると、SUSにより構成された円形平板状のヒータ部88aと、このヒータ部88aの下面側中央部から下方側に伸びる支持部88bとを備えており、ヒータ部88aには、シースヒータ89と熱電対90とが支持部材88bの内部を介して埋設されている。そしてこの例では、図9に示す例と同様に、ステージヒータ88の下面と側面とを隙間を介して載置台本体31により覆うように構成され、前記隙間により形成された流路91に供給路85を介して断熱用の超臨界流体が供給されるようになっている。この例では供給路85の一部は載置台本体31の外部に飛び出し、支持部88bの下端部近傍において流路91に接続されているが、載置台本体31の厚みを大きくして供給路85を載置台本体31の内部に形成するようにしてもよい。なお載置台本体31とステージヒータ88の支持部88bの下端側は載置台本体31側に設けられたOリング92a,92bを介して接続されている。   Next, still another example of the present invention will be described with reference to FIG. This example is different from the apparatus shown in FIG. 9 in that the stage heater 88 has a mushroom shape with a T-shaped cross section. First, the stage heater 88 will be described. The heater portion 88a includes a circular flat plate-shaped heater portion 88a made of SUS and a support portion 88b extending downward from the lower surface side central portion of the heater portion 88a. The sheath heater 89 and the thermocouple 90 are embedded through the inside of the support member 88b. In this example, similarly to the example shown in FIG. 9, the lower surface and the side surface of the stage heater 88 are configured to be covered with the mounting table body 31 via a gap, and the supply path is connected to the flow path 91 formed by the gap. A supercritical fluid for heat insulation is supplied through 85. In this example, a part of the supply path 85 protrudes to the outside of the mounting table main body 31 and is connected to the flow path 91 in the vicinity of the lower end of the support portion 88b. However, the supply path 85 is increased by increasing the thickness of the mounting table main body 31. May be formed inside the mounting table main body 31. The lower end side of the mounting table main body 31 and the support portion 88b of the stage heater 88 is connected via O-rings 92a and 92b provided on the mounting table main body 31 side.

この例においても、ステージヒータ88と載置台本体31との間に、熱伝導率が非常に低い超臨界状態の二酸化炭素を通流させることによって、ステージヒータ88と載置台本体31とが熱的に遮断されるので、ステージヒータ88の温度の面内均一性を図ることができ、ウエハW上に対して面内均一性の高い成膜処理を行なうことができて、Cu膜の膜厚について高い面内均一性を確保することができる。またステージヒータ88の支持部88bの長さを例えば10cm程度と大きくすることにより、ヒータ部88aから耐圧容器の底面部側(載置台本体31の下方側)への熱の移動を抑えることができる。   Also in this example, the stage heater 88 and the mounting table main body 31 are thermally moved by passing carbon dioxide in a supercritical state having a very low thermal conductivity between the stage heater 88 and the mounting table main body 31. Therefore, the in-plane uniformity of the temperature of the stage heater 88 can be achieved, and a film forming process with high in-plane uniformity can be performed on the wafer W. High in-plane uniformity can be ensured. Further, by increasing the length of the support portion 88b of the stage heater 88 to, for example, about 10 cm, it is possible to suppress the movement of heat from the heater portion 88a to the bottom surface side of the pressure vessel (the lower side of the mounting table main body 31). .

また図12に示す例は、図11に示す例において、キノコ型のステージヒータ93の支持部93bを例えば5cm程度と短くし、支持部93bのヒータ部93aとの接触する部位に、例えば石英ガラス等の熱伝導率の低い材料により形成された断熱層94を設けたものである。この例では支持部93bが短いので、前記供給路85は載置台本体31の内部に形成されている。その他の構成は図11に示す例と同様である。   Further, in the example shown in FIG. 12, the support part 93b of the mushroom-type stage heater 93 is shortened to, for example, about 5 cm in the example shown in FIG. A heat insulating layer 94 formed of a material having a low thermal conductivity such as the above is provided. In this example, since the support portion 93 b is short, the supply path 85 is formed inside the mounting table main body 31. Other configurations are the same as the example shown in FIG.

このようにすると、支持部93bの長さが短い場合であっても、ヒータ部93aから耐圧容器の底面部側(載置台本体31の下方側)への熱の移動を抑えることができるので、ステージヒータ93の温度の面内均一性を高めることができる。前記断熱層94は例えばPEEK(ビクトレックス社の登録商標)やTORLON(ソルベイアドバンストポリマーズ社の登録商標)等のプラスチックにより形成してもよい。また支持部93bの下端側は載置台本体31と接触し、応力がかかるのでSUSより構成することが好ましい。   In this way, even if the length of the support portion 93b is short, it is possible to suppress the movement of heat from the heater portion 93a to the bottom surface side of the pressure vessel (the lower side of the mounting table main body 31). In-plane uniformity of the temperature of the stage heater 93 can be improved. The heat insulating layer 94 may be formed of a plastic such as PEEK (registered trademark of Victrex) or TORLON (registered trademark of Solvay Advanced Polymers). Moreover, since the lower end side of the support part 93b contacts the mounting base main body 31, and stress is applied, it is preferable to comprise from SUS.

さらに図13に示す例は、図11に示す例において、載置台本体31の断熱用の超臨界流体の流路91と接する部位、つまりヒータ部88aの下面に対向する載置台本体31の表面と、支持部材88bの側面に対向する載置台本体31の表面に、例えば石英ガラス等の熱伝導率の低い材料により形成された断熱層95を設けたものであり、その他の構成は図11に示す例と同様である。このようにすると、ステージヒータ88と載置台本体31との間に断熱層95が設けられているので、ステージヒータ88から耐圧容器の底面部側(載置台本体31の下方側)への熱の移動を抑えることができ、ステージヒータ88の温度の面内均一性をさらに高めることができる。   Further, the example shown in FIG. 13 is the same as the part shown in FIG. In addition, a heat insulating layer 95 formed of a material having a low thermal conductivity such as quartz glass is provided on the surface of the mounting table main body 31 facing the side surface of the support member 88b. The other configuration is shown in FIG. Similar to the example. In this way, since the heat insulating layer 95 is provided between the stage heater 88 and the mounting table body 31, the heat from the stage heater 88 to the bottom surface side of the pressure vessel (the lower side of the mounting table body 31). The movement can be suppressed, and the in-plane uniformity of the temperature of the stage heater 88 can be further enhanced.

以上において載置台本体31は、その内部に温度調整部を埋設して温度調整層として機能させるように構成してもよい。このような例について、図14を用いて説明する。この例の載置台本体31には、ステージヒータ88のヒータ部88aと対向するように、複数の第1のヒートパイプ96aが埋設されると共に、ステージヒータ88の支持部88bと対向するように、複数の第2のヒートパイプ96bが埋設されている。これら第1のヒートパイプ96a及び第2のヒートパイプ96bは温度調整部をなすものであり、例えば図8に示すヒートパイプのように載置台本体31の内部に例えば放射状に設けられる。また載置台本体31の周縁部には環状の第1の温調流路97aが形成され、前記第1のヒートパイプ96aの一端側は、第1の温調流路97a内に位置するように設けられると共に、載置台本体31の下端側周縁部には環状の第2の温調流路97bが形成され、前記第2のヒートパイプ96bの一端側は、第2の温調流路97b内に位置するように設けられる。   In the above, the mounting table main body 31 may be configured so as to function as a temperature adjusting layer by embedding a temperature adjusting unit therein. Such an example will be described with reference to FIG. In the mounting table main body 31 of this example, a plurality of first heat pipes 96a are embedded so as to face the heater portion 88a of the stage heater 88, and so as to face the support portion 88b of the stage heater 88. A plurality of second heat pipes 96b are embedded. The first heat pipe 96a and the second heat pipe 96b form a temperature adjusting unit, and are provided, for example, radially inside the mounting table main body 31 like the heat pipe shown in FIG. An annular first temperature control flow path 97a is formed at the peripheral edge of the mounting table main body 31, and one end side of the first heat pipe 96a is located in the first temperature control flow path 97a. An annular second temperature control flow path 97b is formed at the lower end side peripheral portion of the mounting table main body 31, and one end side of the second heat pipe 96b is in the second temperature control flow path 97b. It is provided so that it may be located in.

これら第1の温調流路97aと第2の温調流路97bとは、例えば載置台本体31の内部において、図中点線で示すように互いに接続されている。また前記第1の温調流路97aは載置台本体31の周縁において下方側に伸び、装置本体2から外部に伸び出して、チラーユニット98に接続されている。チラーユニット98では、前記第1の温調流路97aに例えば前記ガルデンやフロリナート等の温調媒体を所定温度例えば40℃〜90℃に調整して供給するようになっている。そして第1の温調流路97aに供給された温調媒体は、第1の温調流路97aから第2の温調流路97bに通流し、第2の温調流路97bからチラーユニット98に戻されるようになっている。   The first temperature control channel 97a and the second temperature control channel 97b are connected to each other as indicated by a dotted line in the drawing, for example, inside the mounting table body 31. The first temperature control channel 97 a extends downward on the periphery of the mounting table main body 31, extends outward from the apparatus main body 2, and is connected to the chiller unit 98. In the chiller unit 98, a temperature control medium such as Galden or Fluorinert is adjusted to a predetermined temperature, for example, 40 ° C. to 90 ° C. and supplied to the first temperature control flow path 97a. The temperature control medium supplied to the first temperature control flow path 97a flows from the first temperature control flow path 97a to the second temperature control flow path 97b, and from the second temperature control flow path 97b to the chiller unit. Return to 98.

こうして載置台本体31には、温度調整部である第1及び第2のヒートパイプ96a,96bが設けられると共に、これらヒートパイプ96a,96bの一端側が、耐圧容器の外部から送られる温調媒体と接触し、これにより載置台本体31に、耐圧容器の外部との間で熱の授受が行われて、載置台本体31が温度調整層として作用することになる。   Thus, the mounting table main body 31 is provided with the first and second heat pipes 96a and 96b which are temperature adjusting sections, and one end side of the heat pipes 96a and 96b is a temperature control medium sent from the outside of the pressure vessel and Thus, heat is exchanged between the mounting table main body 31 and the outside of the pressure-resistant container, and the mounting table main body 31 acts as a temperature adjustment layer.

このような構成では、載置台本体31では、第1のヒートパイプ96a及び第2のヒートパイプ96bにより、当該載置台本体31の温度が温調媒体の温度と同じになるように熱の輸送が行われる。これにより耐圧容器の底面部をなす載置台本体31の温度の面内均一性が高まるので、ステージヒータ88から耐圧容器の底面部に向かう放熱の面内均一性をより高めることができ、ステージヒータ88の温度の面内均一性をより向上させることができる。   In such a configuration, in the mounting table body 31, heat is transported by the first heat pipe 96 a and the second heat pipe 96 b so that the temperature of the mounting table body 31 becomes the same as the temperature of the temperature control medium. Done. As a result, the in-plane uniformity of the temperature of the mounting table main body 31 forming the bottom surface portion of the pressure vessel increases, so that the in-plane uniformity of heat radiation from the stage heater 88 toward the bottom surface portion of the pressure vessel can be further increased. The in-plane uniformity of the temperature of 88 can be further improved.

また本発明では、図15に示すように、ステージヒータ88の支持部88bが長い場合であって、耐圧容器の底面部(載置台本体31の支持部88bが設けられている部位)を下方側に伸ばすように構成した場合には、この載置台本体31の下方側に伸びる部位の根元に、AlやCuにより構成された温度調整手段をなす第1の温調流路99aを設け、この温調流路99aに所定の温度に温度調整されたガルデンやフロリナート等の温調媒体を通流させるようにしてもよい。このようにすると、ステージヒータ88では支持部88bの根元部分が最も放熱しやすい部位であるが、ここに近い載置台本体31の下方側に伸びる部位の根元領域を温調流路99aにより温調することによって、当該領域の温度上昇を抑え、ステージヒータ88から耐圧容器の底面部への放熱の面内均一化を図ることができる。   Further, in the present invention, as shown in FIG. 15, when the support portion 88b of the stage heater 88 is long, the bottom portion of the pressure vessel (the portion where the support portion 88b of the mounting table main body 31 is provided) 1 is provided at the base of the portion extending downward of the mounting table main body 31 to provide a first temperature control flow path 99a that constitutes a temperature adjusting means made of Al or Cu. A temperature adjusting medium such as Galden or Fluorinert whose temperature is adjusted to a predetermined temperature may be passed through the adjusting flow path 99a. In this way, in the stage heater 88, the base part of the support part 88b is the part where heat is most easily dissipated, but the temperature of the base region of the part extending to the lower side of the mounting table body 31 close to this is controlled by the temperature control channel 99a. By doing so, it is possible to suppress an increase in temperature in the region, and to achieve in-plane uniformity of heat radiation from the stage heater 88 to the bottom surface of the pressure vessel.

また図15に示すように、載置台本体31の外側に供給路85が設けられている場合には、この供給路85の外側にAlやCuにより構成された温度調整手段をなす第2の温調流路99bを設け、この温調流路99bに所定の温度に温度調整されたガルデンやフロリナート等の温調媒体を通流させると共に、この温調媒体に供給路85を接触させることによって、供給路85を通流する断熱用の超臨界流体の温度調整を行なうようにしてもよい。このようにすると、前記流路91内に、より精度高く温度調整された断熱用の超臨界流体が通流されるので、ステージヒータ88と耐圧容器の底面部との間の断熱効率をさらに向上させることができる。なおこの例では、第1及び第2の温調流路99a,99bは耐圧容器の外部に設けられており、これらには圧力が加わらないのでAlやCu等により構成することができる。   As shown in FIG. 15, when the supply path 85 is provided outside the mounting table main body 31, the second temperature forming the temperature adjusting means composed of Al or Cu is provided outside the supply path 85. By providing a temperature control channel 99b and passing a temperature control medium such as Galden or Fluorinert adjusted to a predetermined temperature through the temperature control channel 99b, and bringing the supply channel 85 into contact with the temperature control medium, The temperature of the supercritical fluid for heat insulation flowing through the supply path 85 may be adjusted. In this way, since the heat-insulating supercritical fluid whose temperature is adjusted with higher accuracy is passed through the flow path 91, the heat insulation efficiency between the stage heater 88 and the bottom surface of the pressure vessel is further improved. be able to. In this example, the first and second temperature control channels 99a and 99b are provided outside the pressure vessel, and pressure is not applied to them, so that the first and second temperature control channels 99a and 99b can be made of Al, Cu, or the like.

ここで図9〜図13、図15に示す例においても、図14に示す例のように、載置台本体31にヒートパイプを埋設して、載置台本体31を温度調整層として機能させたり、図1や図7に示す例のように、載置台本体31の上面に別に温度調整層を設け、この温度調整層に、温度調整部をなす温調流路やヒートパイプを埋設し、温度調整層に対して耐圧容器の外部から熱の授受を行うようにしてもよい。また図12に示す例と図13に示す例とを組み合わせてもよい。また図11〜図15に示す例においても、例えば図10に示すように、処理流体(超臨界流体と原料ガス)の通流領域と、断熱用の超臨界流体の通流領域とを分けて設けるようにしてもよい。   Here, also in the examples shown in FIGS. 9 to 13 and 15, as in the example shown in FIG. 14, a heat pipe is embedded in the mounting table main body 31, and the mounting table main body 31 functions as a temperature adjustment layer. As shown in FIG. 1 and FIG. 7, a temperature adjustment layer is separately provided on the upper surface of the mounting table body 31, and the temperature adjustment flow path and heat pipe forming the temperature adjustment unit are embedded in the temperature adjustment layer to adjust the temperature. Heat may be transferred to the layer from the outside of the pressure vessel. Moreover, you may combine the example shown in FIG. 12, and the example shown in FIG. Also in the examples shown in FIGS. 11 to 15, for example, as shown in FIG. 10, the flow region of the processing fluid (supercritical fluid and source gas) and the flow region of the supercritical fluid for heat insulation are separated. You may make it provide.

さらに以上において本発明のステージヒータ4は、図16に示すように、SUS製の平面状のヒータ部47の上に断面コ字状の均熱板48を備えるものであってもよい。この均熱板48は、SUSよりも熱伝導率が大きい材質、例えばAl、Cu、AlN、SiCやこれらの複合材より構成される。この例では、均熱板48によりウエハWを落とし込むための凹部49が形成されており、ヒータ部47の厚さL5は例えば10mm程度に、均熱板48の凹部49部分の厚さL6は例えば5mm程度に夫々形成されている。   Furthermore, as described above, the stage heater 4 of the present invention may include a soaking plate 48 having a U-shaped cross section on a flat heater portion 47 made of SUS as shown in FIG. The soaking plate 48 is made of a material having a higher thermal conductivity than SUS, such as Al, Cu, AlN, SiC, or a composite material thereof. In this example, a recess 49 for dropping the wafer W is formed by the soaking plate 48, the thickness L5 of the heater portion 47 is, for example, about 10 mm, and the thickness L6 of the recess 49 portion of the soaking plate 48 is, for example, Each is formed to about 5 mm.

このように平面型のステージヒータでは圧力が均一にかかるので、ヒータ自体の強度が小さくて済むため、ステージヒータにSUSよりも熱伝導率の大きい材質を用いることができる。この際熱電対(図示せず)は例えば均熱板48の内部に埋設される。このようなステージヒータでは、ウエハWを載置する凹部49は、SUSよりも熱伝導率の大きい材質により構成されているので、この部位では熱が面内に伝わりやすく、面内温度の高い均一性を確保することができる。さらにまたヒータ自体の強度がそれ程必要ではない場合には、平面状のステージヒータ全体をSUSよりも熱伝導率の大きい材質、例えばAl、Cu、AlN、SiCやこれらの複合材より構成するようにしてもよい。   As described above, since the pressure is uniformly applied to the planar stage heater, the strength of the heater itself can be small, and therefore, a material having a higher thermal conductivity than SUS can be used for the stage heater. At this time, a thermocouple (not shown) is embedded in, for example, the soaking plate 48. In such a stage heater, the concave portion 49 on which the wafer W is placed is made of a material having a thermal conductivity higher than that of SUS. Therefore, in this portion, heat is easily transferred in-plane, and the in-plane temperature is uniform. Sex can be secured. Furthermore, when the strength of the heater itself is not so high, the entire planar stage heater is made of a material having a higher thermal conductivity than SUS, for example, Al, Cu, AlN, SiC, or a composite material thereof. May be.

本発明に係る高圧処理装置の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the high-pressure processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る高圧処理装置の構成要素の一部であるステージヒータと、断熱層と、温度調整層を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the stage heater which is a part of component of the high pressure processing apparatus which concerns on this invention, a heat insulation layer, and a temperature control layer. 本発明に係る高圧処理装置の構成要素の一部であるステージヒータと、断熱層と、温度調整層を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the stage heater which is a part of component of the high pressure processing apparatus which concerns on this invention, a heat insulation layer, and a temperature control layer. 上記高圧処理装置を用いて行われる一連の処理を示す作用図である。It is an effect | action figure which shows a series of processes performed using the said high pressure processing apparatus. 上記高圧処理装置を用いて行われる一連の処理を示す作用図である。It is an effect | action figure which shows a series of processes performed using the said high pressure processing apparatus. 上記高圧処理装置を用いて行われる一連の処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows a series of processes performed using the said high voltage | pressure processing apparatus. 本発明に係る高圧処理装置の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the high voltage | pressure processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る高圧処理装置のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the high-pressure processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る高圧処理装置のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the high-pressure processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る高圧処理装置のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the high-pressure processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る高圧処理装置のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the high-pressure processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る高圧処理装置のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the high-pressure processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る高圧処理装置のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the high-pressure processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る高圧処理装置のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the high-pressure processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る高圧処理装置のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the high-pressure processing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る高圧処理装置のさらに他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the high-pressure processing apparatus which concerns on this invention. 従来の高圧処理装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the conventional high-pressure processing apparatus. ウエハの表面に形成されるCu膜の膜厚とステージヒータの温度との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the film thickness of Cu film formed on the surface of a wafer, and the temperature of a stage heater. ステージヒータの温度と、ウエハ上の位置と、ウエハの表面に形成されるCu膜の膜厚との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the temperature of a stage heater, the position on a wafer, and the film thickness of Cu film formed on the surface of a wafer.

符号の説明Explanation of symbols

F 成膜処理空間
W 半導体ウエハ
2 装置本体
20 耐圧枠材
21 上蓋
3 載置台
31 載置台本体
4 ステージヒータ
41 凹部
42 シースヒータ
43 熱電対
51 断熱層
53 温度調整層
55 温調流路
71 ヒートパイプ
84 断熱用の超臨界流体の流路
85 断熱用の超臨界流体の供給路
100 原料混合・加熱器
101 プリカーサ供給部
110 還元剤混合・加熱器
111 還元剤供給部
120 媒体貯槽
F Deposition processing space W Semiconductor wafer 2 Device main body 20 Pressure-resistant frame member 21 Upper lid 3 Mounting base 31 Mounting base main body 4 Stage heater 41 Recess 42 Sheath heater 43 Thermocouple 51 Thermal insulation layer 53 Temperature adjustment layer 55 Temperature control channel 71 Heat pipe 84 Insulating supercritical fluid flow path 85 Insulating supercritical fluid supply path 100 Raw material mixing / heating device 101 Precursor supply unit 110 Reducing agent mixing / heating device 111 Reducing agent supply unit 120 Medium storage tank

Claims (11)

超臨界流体と成膜原料とを含む処理流体を耐圧容器内に供給して基板に対して成膜を行う高圧処理装置において、
前記基板がその上に載置され、発熱体が設けられたステージヒータと、
このステージヒータの下方側に設けられ、前記耐圧容器の材質の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する断熱層と、
この断熱層と前記耐圧容器の底面部との間に介在して設けられ、耐圧容器の外部との間で熱の授受が行われる温度調整部が設けられた温度調整層と、を備えたことを特徴とする高圧処理装置。
In a high-pressure processing apparatus for forming a film on a substrate by supplying a processing fluid containing a supercritical fluid and a film-forming raw material into a pressure-resistant container,
A stage heater on which the substrate is placed and provided with a heating element;
A heat insulating layer provided on the lower side of the stage heater and having a thermal conductivity smaller than the thermal conductivity of the material of the pressure vessel;
A temperature adjustment layer provided between the heat insulation layer and the bottom portion of the pressure vessel, and provided with a temperature adjustment portion for transferring heat to and from the outside of the pressure vessel. High pressure processing equipment characterized by.
前記温度調整部は、温調媒体が通流する流路であることを特徴とする請求項1記載の高圧処理装置。   The high-pressure processing apparatus according to claim 1, wherein the temperature adjustment unit is a flow path through which a temperature adjustment medium flows. 前記温度調整部は、耐圧容器の外部から送られる温調媒体の流路内にその一端部が位置するヒートパイプであることを特徴とする請求項1記載の高圧処理装置。   The high-pressure processing apparatus according to claim 1, wherein the temperature adjusting unit is a heat pipe having one end located in a flow path of a temperature control medium sent from the outside of the pressure vessel. 前記温度調整層は、断熱層と前記耐圧容器の底面部との間に介在して設けられる代わりに、前記耐圧容器の底面部の一部をなすことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一に記載の高圧処理装置。   4. The temperature control layer according to claim 1, wherein the temperature adjustment layer forms a part of the bottom surface portion of the pressure vessel, instead of being interposed between the heat insulating layer and the bottom surface portion of the pressure vessel. The high-pressure processing apparatus according to claim 1. 超臨界流体と成膜原料とを含む処理流体を耐圧容器内に供給して基板に対して成膜を行う高圧処理装置において、
前記基板がその上に載置され、発熱体が設けられたステージヒータと、
このステージヒータと前記耐圧容器の底面部との間に設けられた、断熱用の超臨界流体を通流するための流路と、を備えたことを特徴とする高圧処理装置。
In a high-pressure processing apparatus for forming a film on a substrate by supplying a processing fluid containing a supercritical fluid and a film-forming raw material into a pressure-resistant container,
A stage heater on which the substrate is placed and provided with a heating element;
A high-pressure processing apparatus comprising: a passage for passing a supercritical fluid for heat insulation provided between the stage heater and the bottom surface of the pressure vessel.
前記超臨界流体の流路と前記耐圧容器の底面部との間に介在するように、耐圧容器の外部との間で熱の授受が行われる温度調整部が設けられた温度調整層を備えたことを特徴とする請求項5記載の高圧処理装置。   A temperature adjustment layer provided with a temperature adjustment portion for transferring heat to and from the outside of the pressure vessel so as to be interposed between the flow path of the supercritical fluid and the bottom portion of the pressure vessel. The high-pressure processing apparatus according to claim 5. 前記温度調整部は、温調媒体が通流する流路であることを特徴とする請求項6記載の高圧処理装置。   The high-pressure processing apparatus according to claim 6, wherein the temperature adjustment unit is a flow path through which a temperature adjustment medium flows. 前記温度調整部は、耐圧容器の外部から送られる温調媒体の流路内にその一端部が位置するヒートパイプであることを特徴とする請求項6記載の高圧処理装置。   The high-pressure processing apparatus according to claim 6, wherein the temperature adjusting unit is a heat pipe having one end located in a flow path of a temperature control medium sent from the outside of the pressure vessel. 前記ステージヒータは、加熱手段が埋設される平面状のヒータ部と、このヒータ部のほぼ中心部から下方側に伸びる支持部とを備え、前記支持部の前記ヒータ部と接する部位には、前記耐圧容器の材質の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する断熱層が設けられていることを特徴とする請求項5ないし8のいずれか一に記載の高圧処理装置。   The stage heater includes a planar heater portion in which a heating unit is embedded, and a support portion extending downward from a substantially central portion of the heater portion, and the portion of the support portion in contact with the heater portion includes: The high-pressure processing apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein a heat insulating layer having a thermal conductivity smaller than that of the material of the pressure vessel is provided. 前記ステージヒータは、加熱手段が埋設される平面状のヒータ部と、このヒータ部のほぼ中心部から下方側に伸びる支持部とを備え、前記耐圧容器の底面部の一部の、前記超臨界流体の流路と接する部位には、前記耐圧容器の材質の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する断熱層が設けられていることを特徴とする請求項5ないし9のいずれか一に記載の高圧処理装置。   The stage heater includes a planar heater portion in which a heating means is embedded, and a support portion extending downward from a substantially central portion of the heater portion, and a part of the bottom portion of the pressure vessel is the supercritical The heat insulating layer having a thermal conductivity smaller than the thermal conductivity of the material of the pressure vessel is provided at a portion in contact with the fluid flow path. High pressure processing equipment. 前記超臨界流体の流路に供給する超臨界流体の温度を調整するための温度調整手段を設けることを特徴とする請求項5ないし10のいずれか一に記載の高圧処理装置。   11. The high-pressure processing apparatus according to claim 5, further comprising a temperature adjusting unit configured to adjust a temperature of the supercritical fluid supplied to the flow path of the supercritical fluid.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230073851A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-09 Wonik Ips Co., Ltd. Substrate processing apparatus

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5146413B2 (en) * 2009-06-23 2013-02-20 東京エレクトロン株式会社 High pressure processing equipment
KR101073379B1 (en) * 2011-04-15 2011-10-13 (주)일신오토클레이브 Substrate treatment device using supercritical fluid that can move up and down
JP6219229B2 (en) * 2014-05-19 2017-10-25 東京エレクトロン株式会社 Heater feeding mechanism
JP6378942B2 (en) 2014-06-12 2018-08-22 東京エレクトロン株式会社 Mounting table and plasma processing apparatus
KR102400583B1 (en) * 2017-09-22 2022-05-20 삼성전자주식회사 Process chamber for a supercritical process and apparatus for treating substrates having the same
JP7254542B2 (en) * 2019-02-01 2023-04-10 東京エレクトロン株式会社 Mounting table and substrate processing device
CN111443681B (en) * 2020-05-29 2021-05-11 聊城信源集团有限公司 Multi-model predictive control design method for supercritical thermal power generating unit coordinated control system
KR102475295B1 (en) 2020-10-08 2022-12-08 주식회사 메카로 pedestal heater block having asymmetric heater line structure
US20230072156A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-09 Wonik Ips Co., Ltd. Substrate processing apparatus
CN115419829B (en) * 2022-08-25 2023-05-23 北京航天试验技术研究所 High-pressure liquid hydrogen conveying system and method for liquid hydrogen engine test

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4083512B2 (en) * 2002-08-30 2008-04-30 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing equipment
JP2005187879A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Tokyo Electron Ltd Film-forming apparatus and film-forming method
JP5066336B2 (en) * 2005-12-14 2012-11-07 東京エレクトロン株式会社 High pressure processing apparatus and high pressure processing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230073851A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-09 Wonik Ips Co., Ltd. Substrate processing apparatus

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