JP2010285670A - Substrate treatment device and method for producing semiconductor device - Google Patents

Substrate treatment device and method for producing semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2010285670A
JP2010285670A JP2009141837A JP2009141837A JP2010285670A JP 2010285670 A JP2010285670 A JP 2010285670A JP 2009141837 A JP2009141837 A JP 2009141837A JP 2009141837 A JP2009141837 A JP 2009141837A JP 2010285670 A JP2010285670 A JP 2010285670A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
gas supply
substrate
processing chamber
chlorine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009141837A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hironobu Miya
博信 宮
Kazuyuki Toyoda
一行 豊田
Fumihiko Hirose
文彦 廣瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2009141837A priority Critical patent/JP2010285670A/en
Publication of JP2010285670A publication Critical patent/JP2010285670A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a metal silicide film while retaining the temperature of a substrate to the low one. <P>SOLUTION: A gas for excitation is fed into a buffer chamber, further, electric power is fed to a plasma electrode, and plasma is generated inside the buffer chamber so as to activate the gas for excitation. A chlorine-containing gas is fed into a treatment chamber, and the chlorine-containing gas is activated by the activated gas for excitation made to flow from the inside of the buffer chamber into the treatment chamber. The activated chlorine-containing gas is brought into contact with a metal member so as to produce a metal chloride, and the metal chloride is deposited on a substrate so as to form a metal-containing thin film on the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method.

近年、ＤＲＡＭ等の半導体装置の高密度化や高速化に伴い、ゲート電極等のシート抵抗やコンタクト抵抗を低減するため、ＮｉやＴｉ等の金属とシリコン（Ｓｉ）との化合物である金属シリサイド膜（金属含有薄膜）によりゲート電極等が形成されるようになってきた。金属シリサイド膜は、例えばソース領域、ドレイン領域が予め形成されたシリコンウエハ等の基板上に、スパッタリング等によりＮｉやＴｉ等の金属薄膜を形成した後、赤外線ランプ等を用いて金属薄膜及び基板を不活性ガスの雰囲気下で加熱し、金属薄膜と基板表面のＳｉとを固相反応させるＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）処理を実施することで形成される。   In recent years, with the increase in density and speed of semiconductor devices such as DRAMs, a metal silicide film that is a compound of a metal such as Ni or Ti and silicon (Si) in order to reduce sheet resistance and contact resistance of gate electrodes and the like Gate electrodes and the like have been formed by (metal-containing thin films). For example, after forming a metal thin film such as Ni or Ti by sputtering or the like on a substrate such as a silicon wafer in which a source region and a drain region are formed in advance, the metal silicide film is formed using an infrared lamp or the like. It is formed by performing an RTA (Rapid Thermal Annealing) process in which the metal thin film and Si on the surface of the substrate are subjected to solid phase reaction by heating in an inert gas atmosphere.

しかしながら、上述のＲＴＡ処理を行うと、基板表面近傍にドープされている不純物が熱によって拡散してしまう場合があった。その結果、半導体装置の性能が低下したり、製造歩留りが悪化したりしてしまう場合があった。   However, when the RTA process described above is performed, impurities doped in the vicinity of the substrate surface may diffuse due to heat. As a result, the performance of the semiconductor device may be deteriorated or the manufacturing yield may be deteriorated.

本発明は、基板の温度を低温に保持しつつ金属シリサイド膜を形成することが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of forming a metal silicide film while maintaining the temperature of the substrate at a low temperature.

本発明の一態様によれば、基板が搬入される処理室と、前記処理室に連通するバッファ室と、前記処理室内に塩素含有ガスを供給し、前記バッファ室内に励起用ガスを供給するガス供給手段と、前記バッファ室内に設けられ、電力が供給されて前記バッファ室内にプラズマを生成するプラズマ電極と、前記処理室内に設けられた金属部材と、前記ガス供給手段によるガス供給及び前記プラズマ電極への電力供給を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記励起用ガスを前記バッファ室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する基板処理装置が提供される。   According to one embodiment of the present invention, a processing chamber into which a substrate is loaded, a buffer chamber communicating with the processing chamber, a gas that supplies a chlorine-containing gas into the processing chamber, and supplies an excitation gas into the buffer chamber A supply means; a plasma electrode that is provided in the buffer chamber and is supplied with electric power to generate plasma in the buffer chamber; a metal member provided in the processing chamber; a gas supply by the gas supply means; and the plasma electrode A controller for controlling power supply to the controller, wherein the controller supplies the excitation gas into the buffer chamber and supplies power to the plasma electrode to generate plasma in the buffer chamber. The excitation gas is activated, the chlorine-containing gas is supplied into the processing chamber, and the activated gas flows from the buffer chamber into the processing chamber. The chlorine-containing gas is activated by the excited gas, the activated chlorine-containing gas is brought into contact with the metal member to generate a metal chloride, the metal chloride is deposited on the substrate, and the metal chloride is deposited on the substrate. A substrate processing apparatus for forming a metal-containing thin film on a substrate is provided.

本発明の他の態様によれば、基板を処理室内に搬入する工程と、前記処理室に連通する第１バッファ室内に塩素含有ガスを供給すると共に、前記処理室に連通する第２バッファ室内に励起用ガスを供給し、前記第２バッファ室内に設けられたプラズマ電極に電力を供給して前記第２バッファ室内にプラズマを生成して前記励起用ガスを活性化させ、前記第１バッファ室内から前記処理室内に流れた塩素含有ガスを、前記第２バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化した励起用ガスにより活性化させ、前記活性化した塩素含有ガスを前記処理室内に設けられた金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する成膜工程と、前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, the step of carrying the substrate into the processing chamber, the chlorine-containing gas being supplied into the first buffer chamber communicating with the processing chamber, and the second buffer chamber communicating with the processing chamber are provided. An excitation gas is supplied, electric power is supplied to a plasma electrode provided in the second buffer chamber to generate plasma in the second buffer chamber to activate the excitation gas, and from the first buffer chamber. The chlorine-containing gas that has flowed into the processing chamber is activated by the activated excitation gas that has flowed from the second buffer chamber into the processing chamber, and the activated chlorine-containing gas is provided in the processing chamber. Forming a metal chloride by contacting with a metal member, depositing the metal chloride on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate; and unloading the substrate from the processing chamber That a method of manufacturing a semiconductor device having a step, is provided.

本発明に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、基板の温度を低温に保持しつつ金属シリサイド膜を形成することが可能となる。   According to the substrate processing apparatus and the semiconductor device manufacturing method of the present invention, it is possible to form the metal silicide film while keeping the temperature of the substrate at a low temperature.

本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の斜透視図である。1 is a perspective view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の側面透視図である。1 is a side perspective view of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the processing furnace with which the substrate processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is provided. 本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の横断面図である。1 is a cross-sectional view of a processing furnace provided in a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the gas supply sequence of the substrate processing process which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the gas supply sequence of the substrate processing process which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の横断面図である。It is a cross-sectional view of the processing furnace with which the substrate processing apparatus concerning the 3rd Embodiment of this invention is provided. 本発明の第３の実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the gas supply sequence of the substrate processing process which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the gas supply sequence of the substrate processing process which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the processing furnace with which the substrate processing apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention is provided. 本発明の第５の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の横断面図である。It is a cross-sectional view of the processing furnace with which the substrate processing apparatus concerning the 5th Embodiment of this invention is provided. 本発明の第５の実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the gas supply sequence of the substrate processing process which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施形態に係るプラズマ電極の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the plasma electrode which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the processing furnace with which the substrate processing apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention is provided. 本発明の他の実施形態に係る処理炉の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the processing furnace which concerns on other embodiment of this invention.

＜第１の実施形態＞
本実施形態では、プラズマにより活性化した励起用ガスを用いて塩素含有ガスを間接的に活性化させ、活性化させた塩素含有ガスを金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、生成した金属塩化物を基板上に供給して金属含有薄膜としての金属シリサイド膜を形成する。 <First Embodiment>
In the present embodiment, a chlorine-containing gas is indirectly activated using an excitation gas activated by plasma, and the activated chlorine-containing gas is brought into contact with a metal member to generate a metal chloride. Metal chloride is supplied onto the substrate to form a metal silicide film as a metal-containing thin film.

本実施形態に係る成膜プロセスの一部を、以下の式（１）〜式（６）に例示する。   A part of the film forming process according to this embodiment is exemplified by the following formulas (1) to (6).

２Ｈｅ＊ ＋ Ｃｌ２ → ２Ｃｌ＊ ＋ ２Ｈｅ ．．．（１）
Ｎｉ ＋ Ｃｌ＊ → ＮｉＣｌ（ガス） ．．．（２）
ＮｉＣｌ（ガス） → ＮｉＣｌ（吸着） ．．．（３）
ＮｉＣｌ（吸着） ＋ Ｓｉ → Ｎｉ（吸着） ＋ ＳｉＣｌ（ガス）．．（４）
Ｎｉ（吸着） ＋ Ｓｉ → ＮｉＳｉ ．．．（５）
ＮｉＳｉ ＋ Ｓｉ → ＮｉＳｉ２ ．．．（６） 2He * + Cl 2 → 2Cl * + 2He. . . (1)
Ni + Cl * → NiCl (gas). . . (2)
NiCl (gas) → NiCl (adsorption). . . (3)
NiCl (adsorption) + Si → Ni (adsorption) + SiCl (gas). . (4)
Ni (adsorption) + Si → NiSi. . . (5)
NiSi + Si → NiSi 2 . . . (6)

式（１）は、プラズマにより活性化した励起用ガスとしてのＨｅラジカル（Ｈｅ＊）と塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスのガス分子（Ｃｌ２）とが衝突し、活性化した塩素含有
ガスとしてのＣｌラジカル（Ｃｌ＊）が生成される様子を示している。式（２）は、ＣｌラジカルがＮｉからなる金属部材に接触し、金属塩化物としてのガス状のＮｉＣｌが生成される様子を示している。式（３）は、ガス状のＮｉＣｌが、基板としてのシリコンウエハ表面に吸着する様子を示している。式（４）は、吸着したＮｉＣｌがウエハ表面のＳｉと反応し、Ｎｉがウエハ表面に析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ）がウエハ表面から脱離する様子を示している。式（５）及び式（６）は、ウエハ表面に析出したＮｉがウエハ表面のＳｉと反応し、ＮｉＳｉやＮｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される様子を示している。 Equation (1) as He radical (He *) and collide Cl 2 gas in the gas molecules (Cl 2) and is as a chlorine-containing gas, a chlorine-containing gas and activated as excitation gas activated by plasma This shows how Cl radicals (Cl * ) are generated. Equation (2) shows that Cl radicals come into contact with a metal member made of Ni, and gaseous NiCl is produced as a metal chloride. Equation (3) shows how gaseous NiCl is adsorbed on the surface of a silicon wafer as a substrate. Equation (4) shows that the adsorbed NiCl reacts with Si on the wafer surface, Ni is deposited on the wafer surface, and silicon chloride (SiCl) is desorbed from the wafer surface. Equations (5) and (6) show how Ni deposited on the wafer surface reacts with Si on the wafer surface to form a metal silicide film made of NiSi or NiSi 2 .

以下に、本実施形態に係る基板処理装置の構成及び半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a configuration of a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態に係る基板処理装置の斜透視図である。図２は、本実施形態に係る基板処理装置の側面透視図である。図３は本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。図４は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の横断面図である。図５は、本実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。   FIG. 1 is a perspective view of the substrate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a side perspective view of the substrate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a processing furnace provided in the substrate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view of a processing furnace provided in the substrate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing a gas supply sequence in the substrate processing step according to the present embodiment.

（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態にかかる基板処理装置１０１の構成例について、図１、図２を用いて説明する。 (1) Configuration of Substrate Processing Apparatus First, a configuration example of the substrate processing apparatus 101 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図１および図２に示すように、本実施例にかかる基板処理装置１０１は筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａの下方には、筐体１１１内をメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口１０３が設けられている。正面メンテナンス口１０３には、正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４が設けられている。シリコンからなるウエハ（基板）２００を筐体１１１内外へ搬送するには、複数のウエハ２００を収納するウエハキャリア（基板収納容器）としてのカセット１１０が使用される。正面メンテナンス扉１０４には、カセット１１０を筐体１１１内外へ搬送する開口であるカセット搬入搬出口（基板収納容器搬入搬出口）１１２が、筐体１１１内外を連通するように設けられている。カセット搬入搬出口１１２は、フロントシャッタ（基板収納容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるように構成されている。カセット搬入搬出口１１２の筐体１１１内側には、カセットステージ（基板収納容器受渡し台）１１４が設けられている。カセット１１０は、図示しない工程内搬送装置によってカセットステージ１１４上に載置され、また、カセットステージ１１４上から筐体１１１外へ搬出されるように構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate processing apparatus 101 according to this embodiment includes a housing 111. Below the front wall 111a of the casing 111, a front maintenance port 103 is provided as an opening provided so that the inside of the casing 111 can be maintained. The front maintenance port 103 is provided with a front maintenance door 104 that opens and closes the front maintenance port 103. In order to transfer the wafer (substrate) 200 made of silicon into and out of the housing 111, a cassette 110 as a wafer carrier (substrate storage container) that stores a plurality of wafers 200 is used. The front maintenance door 104 is provided with a cassette loading / unloading port (substrate storage container loading / unloading port) 112 that is an opening for conveying the cassette 110 into and out of the casing 111 so as to communicate with the inside and outside of the casing 111. The cassette carry-in / out opening 112 is configured to be opened and closed by a front shutter (substrate storage container carry-in / out opening / closing mechanism) 113. A cassette stage (substrate storage container delivery table) 114 is provided inside the casing 111 of the cassette loading / unloading port 112. The cassette 110 is placed on the cassette stage 114 by an in-process transfer device (not shown), and is carried out of the casing 111 from the cassette stage 114.

カセット１１０は、工程内搬送装置によって、カセット１１０内のウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。カセットステージ１１４は、カセット１１０を筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させ、カセット１１０内のウエハ２００を水平姿勢とさせ、カセット１１０のウエハ出し入れ口を筐体１１１内の後方を向かせることが可能なように構成されている。   The cassette 110 is placed on the cassette stage 114 so that the wafer 200 in the cassette 110 is in a vertical posture and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces upward by the in-process transfer device. The cassette stage 114 rotates the cassette 110 90 degrees in the vertical direction toward the rear of the casing 111 to bring the wafer 200 in the cassette 110 into a horizontal posture, and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 is placed behind the casing 111. It is configured to be able to face.

筐体１１１内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収納容器載置棚）１０５が設置されている。カセット棚１０５は、複数段、複数列にて複数個のカセット１１０を保管するように構成されている。カセット棚１０５には、後述するウエハ移載機構１２５の搬送対象となるカセット１１０が収納される移載棚１２３が設けられている。また、カセットステージ１１４の上方には、予備カセット棚１０７が設けられ、予備的にカセット１１０を保管するように構成されている。   A cassette shelf (substrate storage container mounting shelf) 105 is installed at a substantially central portion in the front-rear direction in the housing 111. The cassette shelf 105 is configured to store a plurality of cassettes 110 in a plurality of rows and a plurality of rows. The cassette shelf 105 is provided with a transfer shelf 123 in which a cassette 110 to be transferred by a wafer transfer mechanism 125 described later is stored. Further, a preliminary cassette shelf 107 is provided above the cassette stage 114, and is configured to store the cassette 110 in a preliminary manner.

カセットステージ１１４とカセット棚１０５との間には、カセット搬送装置（基板収納容器搬送装置）１１８が設けられている。カセット搬送装置１１８は、カセット１１０を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収納容器昇降機構）１１８ａと、カセット１１０を保持したまま水平移動可能な搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収納容器搬送機構）１１８ｂと、を備えている。これらカセットエレベータ１１８ａとカセット搬送機構１１８ｂとの連続動作により、カセットステージ１１４、カセット棚１０５、予備カセット棚１０７、移載棚１２３の間で、カセット１１０を搬送するように構成されている。   A cassette transfer device (substrate container transfer device) 118 is provided between the cassette stage 114 and the cassette shelf 105. The cassette transport device 118 includes a cassette elevator (substrate storage container lifting mechanism) 118a that can be moved up and down while holding the cassette 110, and a cassette transport mechanism (substrate storage container transport mechanism) as a transport mechanism that can move horizontally while holding the cassette 110. 118b. The cassette 110 is transported between the cassette stage 114, the cassette shelf 105, the spare cassette shelf 107, and the transfer shelf 123 by the continuous operation of the cassette elevator 118a and the cassette transport mechanism 118b.

カセット棚１０５の後方には、ウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設けられている。ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させるウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂと、を備えている。なお、ウエハ移載装置１２５ａは、ウエハ２００を水平姿勢で保持するツイーザ（基板保持体）１２５ｃを備えている。これらウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連続動作により、ウエハ２００を移載棚１２３上のカセット１１０内からピックアップして後述するボート（基板保持具）２１７へ装填（チャージング）したり、ウエハ２００をボート２１７から脱装（ディスチャージング）して移載棚１２３上のカセット１１０内へ収納したりするように構成されている。   A wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 125 is provided behind the cassette shelf 105. The wafer transfer mechanism 125 includes a wafer transfer device (substrate transfer device) 125a that can rotate or linearly move the wafer 200 in the horizontal direction, and a wafer transfer device elevator (substrate transfer device) that moves the wafer transfer device 125a up and down. Elevating mechanism) 125b. The wafer transfer device 125a includes a tweezer (substrate holder) 125c that holds the wafer 200 in a horizontal posture. By continuous operation of the wafer transfer device 125a and the wafer transfer device elevator 125b, the wafer 200 is picked up from the cassette 110 on the transfer shelf 123 and loaded into a boat (substrate holder) 217 described later (charging). Or the wafer 200 is unloaded (discharged) from the boat 217 and stored in the cassette 110 on the transfer shelf 123.

筐体１１１の後部上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部には開口が設けられ、かかる開口は炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。なお、処理炉２０２の構成については後述する。   A processing furnace 202 is provided above the rear portion of the casing 111. An opening is provided at the lower end of the processing furnace 202, and the opening is configured to be opened and closed by a furnace port shutter (furnace port opening / closing mechanism) 147. The configuration of the processing furnace 202 will be described later.

処理炉２０２の下方には、ボート２１７を昇降させて処理炉２０２内外へ搬入搬出させる昇降機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設けられている。ボートエレベータ１１５の昇降台には、連結具としてのアーム１２８が設けられている。アーム１２８上には、ボート２１７を垂直に支持するとともに、ボートエレベータ１１５によりボート２１７が上昇したときに処理炉２０２の下端部を気密に閉塞する蓋体としてのシールキャップ２１９が水平姿勢で設けられている。   Below the processing furnace 202, a boat elevator (substrate holder lifting mechanism) 115 is provided as a lifting mechanism that lifts and lowers the boat 217 into and out of the processing furnace 202. The elevator 128 of the boat elevator 115 is provided with an arm 128 as a connecting tool. On the arm 128, a seal cap 219 is provided in a horizontal posture as a lid that supports the boat 217 vertically and that hermetically closes the lower end of the processing furnace 202 when the boat 217 is raised by the boat elevator 115. ing.

ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１５０枚程度）のウエハ２００を、水平姿勢で、かつその中心を揃えた状態で垂直方向に整列させて多段に保持するように構成されている。   The boat 217 includes a plurality of holding members, and a plurality of (for example, about 50 to 150) wafers 200 are aligned in the vertical direction in a horizontal posture and in a state where the centers thereof are aligned in multiple stages. Configured to hold.

カセット棚１０５の上方には、供給ファンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット１３４ａが設けられている。クリーンユニット１３４ａは、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを筐体１１１の内部に流通させるように構成されている。   Above the cassette shelf 105, a clean unit 134a having a supply fan and a dustproof filter is provided. The clean unit 134 a is configured to circulate clean air, which is a cleaned atmosphere, inside the housing 111.

また、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびボートエレベータ１１５側と反対側である筐体１１１の左側端部には、クリーンエアを供給するよう供給フアンと防塵フィルタとを備えたクリーンユニット（図示せず）が設置されている。図示しない前記クリーンユニットから吹き出されたクリーンエアは、ウエハ移載装置１２５ａ、ボート２１７を流通した後に、図示しない排気装置に吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気されるように構成されている。   In addition, a clean unit (not shown) provided with a supply fan and a dustproof filter so as to supply clean air to the left end portion of the housing 111 opposite to the wafer transfer device elevator 125b and the boat elevator 115 side. Is installed. Clean air blown out from the clean unit (not shown) is configured to be sucked into an exhaust device (not shown) and exhausted to the outside of the casing 111 after passing through the wafer transfer device 125a and the boat 217. .

（２）基板処理装置の動作
次に、本発明の実施例にかかる基板処理装置１０１の動作について説明する。 (2) Operation of Substrate Processing Apparatus Next, the operation of the substrate processing apparatus 101 according to the embodiment of the present invention will be described.

まず、カセット１１０がカセットステージ１１４上に載置されるに先立って、カセット搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放される。その後、カセット１１０が、工程内搬送装置によってカセット搬入搬出口１１２から搬入され、ウエハ２００が垂直姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口が上方向を向くように、カセットステージ１１４上に載置される。その後、カセット１１０は、カセットステージ１１４によって、筐体１１１の後方に向けて縦方向に９０°回転させられる。その結果、カセット１１０内のウエハ２００は水平姿勢となり、カセット１１０のウエハ出し入れ口は筐体１１１内の後方を向く。   First, before the cassette 110 is placed on the cassette stage 114, the cassette loading / unloading port 112 is opened by the front shutter 113. Thereafter, the cassette 110 is loaded from the cassette loading / unloading port 112 by the in-process transfer device, and is placed on the cassette stage 114 so that the wafer 200 is in a vertical posture and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces upward. . Thereafter, the cassette 110 is rotated 90 ° in the vertical direction toward the rear of the casing 111 by the cassette stage 114. As a result, the wafer 200 in the cassette 110 assumes a horizontal posture, and the wafer loading / unloading port of the cassette 110 faces rearward in the housing 111.

次に、カセット１１０は、カセット搬送装置１１８によって、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７の指定された棚位置へ自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚１０５ないし予備カセット棚１０７から移載棚１２３に移載されるか、もしくは直接移載棚１２３に搬送される。   Next, the cassette 110 is automatically transported to the designated shelf position of the cassette shelf 105 or the spare cassette shelf 107 by the cassette transport device 118, delivered, temporarily stored, and then stored in the cassette shelf 105 to It is transferred from the spare cassette shelf 107 to the transfer shelf 123 or directly transferred to the transfer shelf 123.

カセット１１０が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００は、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによって、ウエハ出し入れ口を通じてカセット１１０からピックアップされ、ウエハ移載装置１２５ａとウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとの連続動作によって移載室１２４の後方にあるボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載機構１２５は、カセット１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。   When the cassette 110 is transferred to the transfer shelf 123, the wafer 200 is picked up from the cassette 110 through the wafer loading / unloading port by the tweezer 125c of the wafer transfer device 125a, and the wafer transfer device 125a and the wafer transfer device elevator 125b are picked up. Are loaded (charged) into the boat 217 behind the transfer chamber 124. The wafer transfer mechanism 125 that has transferred the wafer 200 to the boat 217 returns to the cassette 110 and loads the next wafer 200 into the boat 217.

予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって開放される。続いて、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、ウエハ２００群を保持したボート２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）される。ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。かかる処理については後述する。処理後は、ウエハ２００およびカセット１１０は、上述の手順とは逆の手順で筐体１１１の外部へ払出される。   When a predetermined number of wafers 200 are loaded into the boat 217, the lower end portion of the processing furnace 202 closed by the furnace port shutter 147 is opened by the furnace port shutter 147. Subsequently, the seal cap 219 is raised by the boat elevator 115, so that the boat 217 holding the group of wafers 200 is loaded into the processing furnace 202. After loading, arbitrary processing is performed on the wafer 200 in the processing furnace 202. Such processing will be described later. After the processing, the wafer 200 and the cassette 110 are discharged to the outside of the casing 111 by a procedure reverse to the above procedure.

（３）処理炉の構成
続いて、本実施形態にかかる処理炉２０２の構成について、図３、図４を参照しながら説明する。 (3) Configuration of Processing Furnace Next, the configuration of the processing furnace 202 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

（処理室）
本実施形態にかかる処理炉２０２は、反応管２０３及びマニホールド２０９を備えている。反応管２０３は、基板としてのウエハ２００が収容されるインナチューブ２０３ｂ、及びインナチューブ２０３ｂを取り囲むアウタチューブ２０３ａを備えている。インナチューブ２０３ｂ及びアウタチューブ２０３ａは、それぞれ例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端が閉塞され、下端が開放された円筒形状となっている。マニホールド２０９は、例えばＳＵＳ等の金属材料から構成され、上端及び下端が開放された円筒形状となっている。インナチューブ２０３ｂ及びアウタチューブ２０３ａは、マニホールド２０９により下端側から縦向きに支持されている。インナチューブ２０３ｂ、アウタチューブ２０３ａ、及びマニホールド２０９は、互いに同心円状に配置されている。マニホールド２０９の下端（炉口）は、上述したボートエレベータ１１５が上昇した際に、蓋体としての円盤状のシールキャップ２１９により気密に封止されるように構成されている。マニホールド２０９の下端とシールキャップ２１９との間には、インナチューブ２０３ｂ内を気密に封止するＯリングなどの封止部材２２０が設けられている。 (Processing room)
The processing furnace 202 according to this embodiment includes a reaction tube 203 and a manifold 209. The reaction tube 203 includes an inner tube 203b that accommodates a wafer 200 as a substrate, and an outer tube 203a that surrounds the inner tube 203b. Each of the inner tube 203b and the outer tube 203a is made of a heat-resistant non-metallic material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and has a cylindrical shape with its upper end closed and its lower end open. Yes. The manifold 209 is made of, for example, a metal material such as SUS, and has a cylindrical shape with an open upper end and a lower end. The inner tube 203b and the outer tube 203a are supported by the manifold 209 vertically from the lower end side. The inner tube 203b, the outer tube 203a, and the manifold 209 are arranged concentrically with each other. The lower end (furnace port) of the manifold 209 is configured to be hermetically sealed by a disk-shaped seal cap 219 as a lid when the above-described boat elevator 115 is raised. Between the lower end of the manifold 209 and the seal cap 219, a sealing member 220 such as an O-ring that hermetically seals the inner tube 203b is provided.

インナチューブ２０３ｂの内部には、ウエハ２００を処理する処理室２０１が形成され
ている。インナチューブ２０３ｂ内（処理室２０１内）には基板保持具としてのボート２１７が下方から挿入されるように構成されている。インナチューブ２０３ｂ及びマニホールド２０９の内径は、ウエハ２００を装填したボート２１７の最大外形よりも大きくなるように構成されている。 A processing chamber 201 for processing the wafer 200 is formed inside the inner tube 203b. A boat 217 as a substrate holder is inserted into the inner tube 203b (inside the processing chamber 201) from below. The inner diameters of the inner tube 203b and the manifold 209 are configured to be larger than the maximum outer shape of the boat 217 loaded with the wafers 200.

ボート２１７は、複数枚（例えば７５枚から１００枚）のウエハ２００を、略水平状態で所定の隙間（基板ピッチ間隔）をもって多段に保持するように構成されている。ボート２１７は、ボート２１７からの熱伝導を遮断する断熱キャップ２１８上に搭載されている。断熱キャップ２１８は、回転軸２５５により下方から支持されている。回転軸２５５は、処理室２０１内の気密を保持しつつ、シールキャップ２１９の中心部を貫通するように設けられている。シールキャップ２１９の下方には、回転軸２５５を回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７により回転軸２５５を回転させることにより、処理室２０１内の気密を保持したまま、複数のウエハ２００を搭載したボート２１７を回転させることが出来るように構成されている。   The boat 217 is configured to hold a plurality of (for example, 75 to 100) wafers 200 in multiple stages with a predetermined gap (substrate pitch interval) in a substantially horizontal state. The boat 217 is mounted on a heat insulating cap 218 that blocks heat conduction from the boat 217. The heat insulating cap 218 is supported from below by the rotating shaft 255. The rotation shaft 255 is provided so as to penetrate the center portion of the seal cap 219 while maintaining airtightness in the processing chamber 201. A rotation mechanism 267 that rotates the rotation shaft 255 is provided below the seal cap 219. By rotating the rotation shaft 255 by the rotation mechanism 267, the boat 217 on which the plurality of wafers 200 are mounted can be rotated while maintaining the airtightness in the processing chamber 201.

反応管２０３の外周には、反応管２０３と同心円状に加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７が設けられている。ヒータ２０７は円筒形状であり、図示しないヒータベースに支持されることにより垂直に据え付けられている。   A heater 207 as a heating means (heating mechanism) is provided on the outer periphery of the reaction tube 203 concentrically with the reaction tube 203. The heater 207 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a heater base (not shown).

（バッファ室）
インナチューブ２０３ｂとアウタチューブ２０３ａとの間には、円弧状のバッファ室３２０が設けられている。バッファ室３２０と処理室２０１とは、ガス供給孔２１１を介して連通している。バッファ室３２０内には、後述する励起用ガス供給ノズル２３３ｂ、及び後述する一対のプラズマ電極３３０，３３１がそれぞれ設けられている。 (Buffer room)
An arc-shaped buffer chamber 320 is provided between the inner tube 203b and the outer tube 203a. The buffer chamber 320 and the processing chamber 201 communicate with each other through the gas supply hole 211. In the buffer chamber 320, an excitation gas supply nozzle 233b to be described later and a pair of plasma electrodes 330 and 331 to be described later are provided.

（ガス供給手段）
マニホールド２０９には塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃ、励起用ガス供給ノズル２３３ｂが接続されている。塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃ、励起用ガス供給ノズル２３３ｂは、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃの垂直部は、インナチューブ２０３ｂとアウタチューブ２０３ａとの間であってバッファ室３２０外に設けられ、ウエハ２００の積層方向に沿って鉛直方向に延在されている。励起用ガス供給ノズル２３３ｂの垂直部は、バッファ室３２０内に設けられ、ウエハ２００の積層方向に沿って鉛直方向に延在されている。塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、励起用ガス供給ノズル２３３ｂ、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通しており、水平端（上流端）がマニホールド２０９の側壁外側へ突出するように構成されている。 (Gas supply means)
A chlorine-containing gas supply nozzle 233a, a silicon-containing gas supply nozzle 233c, and an excitation gas supply nozzle 233b are connected to the manifold 209. The chlorine-containing gas supply nozzle 233a, the silicon-containing gas supply nozzle 233c, and the excitation gas supply nozzle 233b are each configured in an L shape having a vertical portion and a horizontal portion. The vertical portions of the chlorine-containing gas supply nozzle 233a and the silicon-containing gas supply nozzle 233c are provided between the inner tube 203b and the outer tube 203a and outside the buffer chamber 320, and extend vertically along the stacking direction of the wafers 200. Has been extended. A vertical portion of the excitation gas supply nozzle 233 b is provided in the buffer chamber 320 and extends in the vertical direction along the stacking direction of the wafers 200. The horizontal portions of the chlorine-containing gas supply nozzle 233a, the excitation gas supply nozzle 233b, and the silicon-containing gas supply nozzle 233c pass through the side wall of the manifold 209, and the horizontal end (upstream end) protrudes outside the side wall of the manifold 209. It is configured as follows.

塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃ、励起用ガス供給ノズル２３３ｂの垂直部には、それぞれガス供給孔２３４ａ，２３４ｃ，２３４ｂが鉛直方向に複数設けられている。ガス供給孔２３４ａ，２３４ｃは、インナチューブ２０３ｂの側壁に設けられた貫通孔に直結している。すなわち、塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ内と処理室２０１とはガス供給孔２３４ａを介して連通しており、塩素含有ガス供給ノズル２３３ａから供給される塩素含有ガスは、ガス供給孔２３４ａを介して処理室２０１内に供給されるように構成されている。また、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃ内と処理室２０１とはガス供給孔２３４ｃを介して連通しており、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃから供給されるシリコン含有ガスは、ガス供給孔２３４ｃを介して処理室２０１内に供給されるように構成されている。また、ガス供給孔２３４ｂは、後述する一対のプラズマ電極３３０，３３１の間に向けてガスを噴出するように開口している。ガス供給孔２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｃの開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一と
されていてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされていてもよい。 A plurality of gas supply holes 234a, 234c, and 234b are provided in the vertical direction in the vertical portions of the chlorine-containing gas supply nozzle 233a, the silicon-containing gas supply nozzle 233c, and the excitation gas supply nozzle 233b, respectively. The gas supply holes 234a and 234c are directly connected to through holes provided in the side wall of the inner tube 203b. That is, the inside of the chlorine-containing gas supply nozzle 233a and the processing chamber 201 communicate with each other through the gas supply hole 234a, and the chlorine-containing gas supplied from the chlorine-containing gas supply nozzle 233a is processed through the gas supply hole 234a. It is configured to be supplied into the chamber 201. The inside of the silicon-containing gas supply nozzle 233c and the processing chamber 201 communicate with each other through the gas supply hole 234c, and the silicon-containing gas supplied from the silicon-containing gas supply nozzle 233c is processed through the gas supply hole 234c. It is configured to be supplied into the chamber 201. Further, the gas supply hole 234b is opened so as to eject gas toward a pair of plasma electrodes 330 and 331 described later. The opening diameters of the gas supply holes 234a, 234b, and 234c may be the same from the lower part to the upper part, or may be gradually increased from the lower part to the upper part.

マニホールド２０９の側壁外側へ突出した塩素含有ガス供給ノズル２３３ａの水平端（上流端）には、塩素含有ガスとしての塩素（Ｃｌ２）ガスや塩化水素（ＨＣｌ）ガス等を供給する塩素含有ガス供給管２３２ａが接続されている。塩素含有ガス供給管２３２ａには、上流側から順に、図示しない塩素含有ガス供給源、流量制御装置２４０ａ、バルブ２４２ａが設けられている。塩素含有ガス供給管２３２ａのバルブ２４２ａの下流側には、パージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスであるＮ２ガス等を供給する不活性ガス供給管２４４ａの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４４ａには、上流側から順に、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ａ、バルブ２４３ａが設けられている。 A chlorine-containing gas supply for supplying chlorine (Cl 2 ) gas, hydrogen chloride (HCl) gas, or the like as a chlorine-containing gas to the horizontal end (upstream end) of the chlorine-containing gas supply nozzle 233a protruding to the outside of the side wall of the manifold 209 A tube 232a is connected. The chlorine-containing gas supply pipe 232a is provided with a chlorine-containing gas supply source, a flow rate controller 240a, and a valve 242a (not shown) in order from the upstream side. A downstream end of an inert gas supply pipe 244a that supplies N 2 gas that is an inert gas as a purge gas or a carrier gas is connected to the downstream side of the valve 242a of the chlorine-containing gas supply pipe 232a. The inert gas supply pipe 244a is provided with an inert gas supply source, a flow rate controller 241a, and a valve 243a (not shown) in order from the upstream side.

また、マニホールド２０９の側壁外側へ突出したシリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃの水平端（上流端）には、シリコン含有ガスとしての例えばシラン（ＳｉＨ４）ガス、テトラメチルシラン（Ｓｉ(ＣＨ３）４）ガス，テトラエチルシラン（Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５）４
）ガス等を供給するシリコン含有ガス供給管２３２ｃが接続されている。シリコン含有ガス供給管２３２ｃには、上流側から順に、図示しないシリコン含有ガス供給源、流量制御装置２４０ｃ、バルブ２４２ｃが設けられている。シリコン含有ガス供給管２３２ｃのバルブ２４２ｃの下流側には、パージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスであるＮ２ガス等を供給する不活性ガス供給管２４４ｃの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４４ｃには、上流側から順に、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｃ、バルブ２４３ｃが設けられている。 Further, for example, silane (SiH 4 ) gas or tetramethylsilane (Si (CH 3 ) 4 ) as a silicon-containing gas is provided at the horizontal end (upstream end) of the silicon-containing gas supply nozzle 233 c protruding to the outside of the side wall of the manifold 209. Gas, tetraethylsilane (Si (C 2 H 5 ) 4
) A silicon-containing gas supply pipe 232c for supplying gas or the like is connected. The silicon-containing gas supply pipe 232c is provided with a silicon-containing gas supply source, a flow rate controller 240c, and a valve 242c (not shown) in order from the upstream side. A downstream end of an inert gas supply pipe 244c that supplies N 2 gas that is an inert gas as a purge gas or a carrier gas is connected to the downstream side of the valve 242c of the silicon-containing gas supply pipe 232c. The inert gas supply pipe 244c is provided with an inert gas supply source, a flow rate controller 241c, and a valve 243c (not shown) in order from the upstream side.

また、マニホールド２０９の側壁外側へ突出した励起用ガス供給ノズル２３３ｂの水平端（上流端）には、励起用ガスとしてのヘリウム（Ｈｅ），アルゴン（Ａｒ），ネオン（Ｎｅ），窒素（Ｎ２）ガス等を供給する励起用ガス供給管２３２ｂが接続されている。励起用ガス供給管２３２ｂには、上流側から順に、図示しない励起用ガス供給源、流量制御装置２４０ｂ、バルブ２４２ｂが設けられている。励起用ガス供給管２３２ｂのバルブ２４２ｂの下流側には、パージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスであるＮ２ガス等を供給する不活性ガス供給管２４４ｂの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４４ｂには、上流側から順に、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｂ、バルブ２４３ｂが設けられている。 Further, helium (He), argon (Ar), neon (Ne), nitrogen (N 2 ) as excitation gases are provided at the horizontal end (upstream end) of the excitation gas supply nozzle 233b protruding to the outside of the side wall of the manifold 209. ) An excitation gas supply pipe 232b for supplying gas or the like is connected. The excitation gas supply pipe 232b is provided with an excitation gas supply source, a flow rate controller 240b, and a valve 242b (not shown) in order from the upstream side. A downstream end of an inert gas supply pipe 244b that supplies N 2 gas that is an inert gas as a purge gas or a carrier gas is connected to the downstream side of the valve 242b of the excitation gas supply pipe 232b. The inert gas supply pipe 244b is provided with an inert gas supply source, a flow rate controller 241b, and a valve 243b (not shown) in order from the upstream side.

主に、塩素含有ガス供給ノズル２３３ａ、ガス供給孔２３４ａ、塩素含有ガス供給管２３２ａ、図示しない塩素含有ガス供給源、流量制御装置２４０ａ、バルブ２４２ａ、不活性ガス供給管２４４ａ、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ａ、バルブ２４３ａにより、処理室２０１内に塩素含有ガスを供給する塩素含有ガス供給手段が構成される。また、シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃ、ガス供給孔２３４ｃ、シリコン含有ガス供給管２３２ｃ、図示しないシリコン含有ガス供給源、流量制御装置２４０ｃ、バルブ２４２ｃ、不活性ガス供給管２４４ｃ、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｃ、バルブ２４３ｃにより、処理室２０１内にシリコン含有ガスを供給するシリコン含有ガス供給手段が構成される。また、励起用ガス供給ノズル２３３ｂ、ガス供給孔２３４ｂ、励起用ガス供給管２３２ｂ、図示しない励起用ガス供給源、流量制御装置２４０ｂ、バルブ２４２ｂ、不活性ガス供給管２４４ｂ、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｂ、バルブ２４３ｂにより、バッファ室３２０内に励起用ガスを供給する励起用ガス供給手段が構成される。また、主に塩素含有ガス供給手段、シリコン含有ガス供給手段、励起用ガス供給手段により、本実施形態に係るガス供給手段が構成される。   Mainly, a chlorine-containing gas supply nozzle 233a, a gas supply hole 234a, a chlorine-containing gas supply pipe 232a, a chlorine-containing gas supply source (not shown), a flow rate controller 240a, a valve 242a, an inert gas supply pipe 244a, an inert gas (not shown) The supply source, the flow rate control device 241a, and the valve 243a constitute a chlorine-containing gas supply unit that supplies a chlorine-containing gas into the processing chamber 201. Further, a silicon-containing gas supply nozzle 233c, a gas supply hole 234c, a silicon-containing gas supply pipe 232c, a silicon-containing gas supply source (not shown), a flow rate controller 240c, a valve 242c, an inert gas supply pipe 244c, and an inert gas supply (not shown) A silicon-containing gas supply means for supplying a silicon-containing gas into the processing chamber 201 is constituted by the source, the flow rate control device 241c, and the valve 243c. Further, an excitation gas supply nozzle 233b, a gas supply hole 234b, an excitation gas supply pipe 232b, an excitation gas supply source (not shown), a flow rate controller 240b, a valve 242b, an inert gas supply pipe 244b, an inert gas supply (not shown) The source, the flow rate control device 241b, and the valve 243b constitute excitation gas supply means for supplying excitation gas into the buffer chamber 320. Further, the gas supply means according to the present embodiment is mainly constituted by the chlorine-containing gas supply means, the silicon-containing gas supply means, and the excitation gas supply means.

（プラズマ電極）
バッファ室３２０内には、上述したように一対のプラズマ電極３３０，３３１が設けら
れている。プラズマ電極３３０，３３１は、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。プラズマ電極３３０，３３１の垂直部及び水平部は、例えば石英や炭化珪素等からなる保護管３１８，３１９によりそれぞれ覆われている。プラズマ電極３３０，３３１の垂直部は、ウエハ２００の積層方向に沿って、バッファ室３２０内に鉛直方向に延在されている。プラズマ電極３３０，３３１の水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。マニホールド２０９の側壁から突出したプラズマ電極３３０，３３１の水平部には、インピーダンス調整装置３３２を介して、高周波交流電力を供給する電源装置３３３の出力側（二次側）がそれぞれ接続されている。 (Plasma electrode)
As described above, the pair of plasma electrodes 330 and 331 are provided in the buffer chamber 320. Each of the plasma electrodes 330 and 331 is configured in an L shape having a vertical portion and a horizontal portion. The vertical and horizontal portions of the plasma electrodes 330 and 331 are respectively covered with protective tubes 318 and 319 made of, for example, quartz or silicon carbide. The vertical portions of the plasma electrodes 330 and 331 extend vertically in the buffer chamber 320 along the stacking direction of the wafers 200. The horizontal portions of the plasma electrodes 330 and 331 are provided so as to penetrate the side wall of the manifold 209. The output side (secondary side) of the power supply device 333 that supplies high-frequency AC power is connected to the horizontal portions of the plasma electrodes 330 and 331 protruding from the side wall of the manifold 209 via the impedance adjustment device 332.

主に、一対のプラズマ電極３３０，３３１、保護管３１８，３１９、インピーダンス調整装置３３２、電源装置３３３により、本実施形態に係るプラズマ生成手段が構成される。   The pair of plasma electrodes 330 and 331, the protective tubes 318 and 319, the impedance adjustment device 332, and the power supply device 333 mainly constitute the plasma generation unit according to this embodiment.

（金属部材）
インナチューブ２０３ｂ内（処理室２０１内）には、ボート２１７に支持されるウエハ２００の外周を囲うように、例えばメッシュ状或いは多孔状の金属筒として構成された金属部材２０４が設けられている。金属部材２０４は、例えばニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により構成されている。なお、金属部材２０４を構成する金属材料は、ウエハ２００上に形成する金属シリコン膜の膜種に応じて適宜選択される。 (Metal member)
In the inner tube 203b (inside the processing chamber 201), for example, a metal member 204 configured as a mesh or porous metal cylinder is provided so as to surround the outer periphery of the wafer 200 supported by the boat 217. The metal member 204 is made of a metal material such as nickel (Ni), titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), and aluminum (Al). The metal material constituting the metal member 204 is appropriately selected according to the film type of the metal silicon film formed on the wafer 200.

（排気系）
インナチューブ２０３ｂの側壁には、ガス供給孔２３４ａ、２３４ｃ、２１１と対向する位置に、複数の貫通孔或いはスリット状のガス排気孔２１２が鉛直方向に設けられている。また、マニホールド２０９の側壁には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、上流側から順に、圧力検出器としての図示しない圧力センサ、圧力調整器としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３ｅ、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。真空ポンプ２４６を作動させつつ、ＡＰＣバルブ２４３ｅの開閉弁の開度を調整することにより、処理室２０１内を所望の圧力とすることが可能なように構成されている。主に、ガス排気孔２１２、排気管２３１、図示しない圧力センサ、ＡＰＣバルブ２４３ｅ、真空ポンプ２４６により、処理室２０１内を排気する本実施形態に係る排気系が構成される。 (Exhaust system)
On the side wall of the inner tube 203b, a plurality of through holes or slit-like gas exhaust holes 212 are provided in the vertical direction at positions facing the gas supply holes 234a, 234c, 211. Further, an exhaust pipe 231 for exhausting the atmosphere in the processing chamber 201 is connected to the side wall of the manifold 209. In the exhaust pipe 231, a pressure sensor (not shown) as a pressure detector, an APC (Auto Pressure Controller) valve 243 e as a pressure regulator, and a vacuum pump 246 as a vacuum exhaust device are provided in order from the upstream side. The interior of the processing chamber 201 can be set to a desired pressure by adjusting the opening degree of the opening / closing valve of the APC valve 243e while operating the vacuum pump 246. The exhaust system according to this embodiment that exhausts the inside of the processing chamber 201 is mainly configured by the gas exhaust hole 212, the exhaust pipe 231, the pressure sensor (not shown), the APC valve 243e, and the vacuum pump 246.

（コントローラ）
制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ヒータ２０７、ＡＰＣバルブ２４３ｅ、真空ポンプ２４６、回転機構２６７、ボートエレベータ２１５、バルブ２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃ，２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃ、流量制御装置２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ，２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃ、電源装置３３３、インピーダンス調整装置３３２等に接続されている。コントローラ２８０により、ヒータ２０７の温度調整動作、ＡＰＣバルブ２４３ｅの開閉及び圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動・停止、回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ２１５の昇降動作、バルブ２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃ，２４３ａ，２４３ｂ，２４３ｃの開閉動作、流量制御装置２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ，２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃの流量制御動作、電源装置３３３による高周波電力の供給動作、インピーダンス調整装置３３２によるインピーダンス調整動作が制御される。 (controller)
The controller 280 as a control unit (control means) includes a heater 207, an APC valve 243e, a vacuum pump 246, a rotation mechanism 267, a boat elevator 215, valves 242a, 242b, 242c, 243a, 243b, 243c, and flow rate control devices 240a, 240b. , 240c, 241a, 241b, 241c, power supply device 333, impedance adjustment device 332, and the like. The controller 280 adjusts the temperature of the heater 207, opens and closes the APC valve 243e, and adjusts the pressure. The vacuum pump 246 is started and stopped. , 243a, 243b, 243c, flow control devices 240a, 240b, 240c, 241a, 241b, 241c, high frequency power supply operation by power supply device 333, impedance adjustment operation by impedance adjustment device 332 are controlled. The

（４）基板処理工程
続いて、本実施形態に係る基板処理工程について図５を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制
御される。 (4) Substrate Processing Step Next, the substrate processing step according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 280.

（基板搬入工程（Ｓ１０））
まず、複数枚のウエハ２００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）する。そして、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７を、ボートエレベータ２１５によって持ち上げて処理室２０１内に搬入（ボートローディング）する。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。基板搬入工程（Ｓ１０）においては、バルブ２４３ａ，２４３ｂを開けて、処理室２０１内にパージガスを供給し続けることが好ましい。 (Substrate carrying-in process (S10))
First, a plurality of wafers 200 are loaded into the boat 217 (wafer charge). Then, the boat 217 holding the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 215 and loaded into the processing chamber 201 (boat loading). In this state, the seal cap 219 seals the lower end of the manifold 209 via the O-ring 220b. In the substrate carry-in step (S10), it is preferable that the valves 243a and 243b are opened and the purge gas is continuously supplied into the processing chamber 201.

（減圧及び昇温工程（Ｓ２０））
続いて、バルブ２４３ａ，２４３ｂを閉め、処理室２０１内が所望の圧力（好ましくは１Ｐａ以上１０，０００Ｐａ以下）となるように、処理室２０１内を真空ポンプ２４６により排気する（Ｓ２０）。この際、処理室２０１内の圧力を圧力センサ２４５で測定して、この測定された圧力に基づき、ＡＰＣバルブ２４３ｅの開度をフィードバック制御する。また、処理室２０１内が所望の温度（０℃以上７００℃以下、好ましくは２００℃以上３００℃以下）となるように、ヒータ２０７によって加熱する（Ｓ２０）。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサが検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合をフィードバック制御する。そして、回転機構２６７によりボート２１７を回転させ、ウエハ２００を回転させる。 (Decompression and temperature raising step (S20))
Subsequently, the valves 243a and 243b are closed, and the inside of the processing chamber 201 is evacuated by the vacuum pump 246 so that the inside of the processing chamber 201 has a desired pressure (preferably 1 Pa or more and 10,000 Pa or less) (S20). At this time, the pressure in the processing chamber 201 is measured by the pressure sensor 245, and the opening degree of the APC valve 243e is feedback-controlled based on the measured pressure. Further, heating is performed by the heater 207 so that the inside of the processing chamber 201 becomes a desired temperature (0 ° C. or higher and 700 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower) (S20). At this time, feedback control of the energization state to the heater 207 is performed based on the temperature information detected by the temperature sensor so that the inside of the processing chamber 201 has a desired temperature distribution. Then, the boat 217 is rotated by the rotation mechanism 267 to rotate the wafer 200.

（成膜工程（Ｓ３０））
続いて、ウエハ２００上に金属含有薄膜としての金属シリサイド膜を形成する（Ｓ３０）。 (Film formation process (S30))
Subsequently, a metal silicide film as a metal-containing thin film is formed on the wafer 200 (S30).

まず、流量制御装置２４０ｂにより流量制御しながら、バルブ２４２ｂを開け、処理室２０１に連通するバッファ室３２０内に励起用ガスとしてのＨｅガスを供給する。そして、インピーダンス調整装置３３２によりインピーダンス調整しながら、バッファ室３２０内に設けられた一対のプラズマ電極３３０，３３１に電源装置３３３から高周波電力（例えば周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１．４ｋＷ）を供給し、バッファ室３２０内にプラズマを生成する。その結果、バッファ室３２０内に供給されたＨｅガスが活性化し、Ｈｅラジカル（Ｈｅ＊）が生成される。バッファ室３２０内にて生成されたＨｅラジカルは、ガス供給孔２１１を介して処理室２０１内に流れる。 First, while controlling the flow rate with the flow rate control device 240b, the valve 242b is opened, and He gas as an excitation gas is supplied into the buffer chamber 320 communicating with the processing chamber 201. Then, high-frequency power (for example, frequency 13.56 MHz, output 1.4 kW) is supplied from the power supply device 333 to the pair of plasma electrodes 330 and 331 provided in the buffer chamber 320 while impedance adjustment is performed by the impedance adjustment device 332. Plasma is generated in the buffer chamber 320. As a result, the He gas supplied into the buffer chamber 320 is activated, and He radicals (He * ) are generated. He radicals generated in the buffer chamber 320 flow into the processing chamber 201 through the gas supply hole 211.

Ｈｅラジカルの生成と並行して、流量制御装置２４０ａにより流量制御しながら、バルブ２４２ａを開け、塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスを処理室２０１内に供給する。すると、処理室２０１内に供給されたＣｌ２のガス分子は、ガス供給孔２１１を介して処理室２０１内に流れてきたＨｅラジカルと衝突し、活性化した塩素含有ガスとしてのＣｌラジカル（Ｃｌ＊）が生成される。 In parallel with the generation of the He radical, the valve 242a is opened while the flow rate is controlled by the flow rate controller 240a, and Cl 2 gas as a chlorine-containing gas is supplied into the processing chamber 201. Then, Cl 2 gas molecules supplied into the processing chamber 201 collide with He radicals flowing into the processing chamber 201 through the gas supply holes 211, and Cl radicals (Cl as activated chlorine-containing gas) * ) Is generated.

処理室２０１内で生成されたＣｌラジカル（Ｃｌ＊）は、処理室２０１内に設けられた金属部材２０４に接触し、これによりガス状のＮｉＣｌやＴｉＣｌ等の金属塩化物が生成される。ガス状の金属塩化物は、ウエハ２００表面に吸着する。そして、吸着した金属塩化物がウエハ２００表面のＳｉと反応し、ウエハ表面にＮｉやＴｉ等の金属が析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ等）がウエハ２００表面から脱離する。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属がウエハ２００表面のＳｉと反応し、例えばＮｉＳｉ、ＴｉＳｉ、ＮｉＳｉ２、ＴｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される。 Cl radicals (Cl * ) generated in the processing chamber 201 come into contact with the metal member 204 provided in the processing chamber 201, thereby generating gaseous metal chlorides such as NiCl and TiCl. The gaseous metal chloride is adsorbed on the surface of the wafer 200. Then, the adsorbed metal chloride reacts with Si on the surface of the wafer 200, a metal such as Ni or Ti is deposited on the wafer surface, and silicon chloride (SiCl or the like) is desorbed from the surface of the wafer 200. Then, a metal such as Ni or Ti deposited on the surface of the wafer 200 reacts with Si on the surface of the wafer 200 to form a metal silicide film made of, for example, NiSi, TiSi, NiSi 2 , or TiSi 2 .

所望の膜厚の金属シリサイド膜が形成されたら、電源装置３３３から一対のプラズマ電極３３０，３３１への電力供給を停止する。また、バルブ２４３ａを閉めて処理室２０１
内へのＣｌ２ガスの供給を停止すると共に、バルブ２４３ａを閉めてバッファ室３２０内へのＨｅガスの供給を停止する。そして、バルブ２４３ａ，２４３ｂを開けて、処理室２０１内及びバッファ室３２０内へパージガスとしての不活性ガスを供給し、処理室２０１内及びバッファ室３２０内に残留しているＣｌ２ガス、Ｈｅガス、反応生成物などを排出する。 When the metal silicide film having a desired thickness is formed, the power supply from the power supply device 333 to the pair of plasma electrodes 330 and 331 is stopped. Further, the valve 243a is closed and the processing chamber 201 is closed.
The supply of Cl 2 gas to the inside is stopped, and the valve 243a is closed to stop the supply of He gas to the buffer chamber 320. Then, the valves 243a and 243b are opened, an inert gas as a purge gas is supplied into the processing chamber 201 and the buffer chamber 320, and Cl 2 gas and He gas remaining in the processing chamber 201 and the buffer chamber 320 are supplied. And discharge reaction products.

（昇圧工程（Ｓ４０）、基板搬出工程（Ｓ５０））
続いて、ＡＰＣバルブ２４３ｅの開度を小さくし、処理室２０１内の圧力が大気圧になるまで処理室２０１内にパージガスとしての不活性ガスを供給する（Ｓ４０）。そして、基板搬入工程（Ｓ１０）と逆の手順により、成膜済のウエハ２００を処理室２０１内から搬出し（Ｓ５０）て、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。なお、基板搬出工程（Ｓ５０）においては、バルブ２４３ａ，２４３ｂを開けて、処理室２０１内にパージガスを供給し続けることが好ましい。 (Pressurizing step (S40), substrate unloading step (S50))
Subsequently, the opening degree of the APC valve 243e is reduced, and an inert gas as a purge gas is supplied into the processing chamber 201 until the pressure in the processing chamber 201 reaches atmospheric pressure (S40). Then, the film-formed wafer 200 is unloaded from the processing chamber 201 (S50) by a procedure reverse to the substrate loading step (S10), and the substrate processing step according to the present embodiment is completed. In the substrate unloading step (S50), it is preferable that the valves 243a and 243b are opened and the purge gas is continuously supplied into the processing chamber 201.

（５）本実施形態にかかる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。 (5) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, the following one or more effects are achieved.

（ａ）本実施形態によれば、プラズマにより活性化したＨｅガスを用いてＣｌラジカルを生成させ、生成したＣｌラジカルを金属部材２０４に接触させて金属塩化物を生成させ、生成した金属塩化物をウエハ２００上に堆積させて金属シリサイド膜を形成する。すなわち、ＲＴＡ処理等の熱処理を行うことなく、ウエハ２００温度を低温（例えば０℃以上７００℃以下）に保持したままウエハ２００上に金属シリサイド膜を形成できる。これにより、ウエハ２００表面近傍に予めドープされている不純物が熱によって拡散してしまうこと等を抑制でき、半導体装置の性能低下を抑制し、製造歩留りを向上させることができる。 (A) According to the present embodiment, Cl radicals are generated using He gas activated by plasma, and the generated Cl radicals are brought into contact with the metal member 204 to generate metal chloride. Is deposited on the wafer 200 to form a metal silicide film. That is, the metal silicide film can be formed on the wafer 200 while maintaining the temperature of the wafer 200 at a low temperature (for example, 0 ° C. or more and 700 ° C. or less) without performing heat treatment such as RTA treatment. As a result, it is possible to suppress diffusion of impurities doped in advance in the vicinity of the surface of the wafer 200 due to heat, and the like, thereby suppressing a decrease in performance of the semiconductor device and improving a manufacturing yield.

（ｂ）本実施形態によれば、酸素含有ガスを用いずに、金属塩化物をウエハ２００上に供給することで金属シリサイド膜を形成するため、金属シリサイド膜中に酸素原子が含まれてしまうことを抑制できる。そして、金属シリサイド膜とウエハ２００との界面が酸化されてしまうことを抑制できる。 (B) According to the present embodiment, the metal silicide film is formed by supplying the metal chloride onto the wafer 200 without using the oxygen-containing gas, so that oxygen atoms are included in the metal silicide film. This can be suppressed. Then, it is possible to suppress the interface between the metal silicide film and the wafer 200 from being oxidized.

（ｃ）本実施形態によれば、プラズマにより活性化したＨｅガスを用いてＣｌ２ガスを間接的に活性化させている。これにより、Ｃｌラジカルの失活を抑制して長寿命化させ、Ｃｌラジカルの密度を増大させることが出来る。そして、ウエハ２００への金属塩化物の供給を増大させ、成膜速度を向上させることが出来る。 (C) According to the present embodiment, Cl 2 gas is indirectly activated using He gas activated by plasma. Thereby, the deactivation of Cl radicals can be suppressed and the life can be extended, and the density of Cl radicals can be increased. Then, the supply of metal chloride to the wafer 200 can be increased, and the film formation rate can be improved.

（ｄ）本実施形態によれば、処理室２０１内を２００℃以上３００℃に加熱することで、処理室２０１内への塩化物の吸着を抑制することができる。 (D) According to the present embodiment, adsorption of chloride into the processing chamber 201 can be suppressed by heating the processing chamber 201 to 200 ° C. or more and 300 ° C.

＜本発明の第２の実施形態＞
本実施形態では、金属シリサイド膜を形成する成膜工程（Ｓ３０）を実施する前に、処理室２０１内にシリコン含有ガスを供給し、ウエハ２００の表面にシリコン含有ガスを予め吸着させておくシリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）を実施する点が、上述の実施形態と異なる。また、シリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）と成膜工程（Ｓ３０）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行う点が、上述の実施形態と異なる。 <Second Embodiment of the Present Invention>
In this embodiment, before performing the film forming step (S30) for forming the metal silicide film, silicon containing gas is supplied into the processing chamber 201, and silicon containing gas is adsorbed on the surface of the wafer 200 in advance. The point which implements a content gas supply process (S25) differs from the above-mentioned embodiment. Moreover, the point which performs a silicon | silicone containing gas supply process (S25) and the film-forming process (S30) as 1 cycle, and performing this cycle predetermined number of times differs from the above-mentioned embodiment.

図６は、本実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。   FIG. 6 is a flowchart showing a gas supply sequence in the substrate processing process according to this embodiment.

図６に示すように、本実施形態では、減圧及び昇温工程（Ｓ２０）を実施した後であって成膜工程（Ｓ３０）を実施する前に、流量制御装置２４０ｃにより流量制御しながら、
バルブ２４２ｃを開け、処理室２０１内にシリコン含有ガスとしてのＳｉＨ４ガスを供給する。処理室２０１内に供給されたＳｉＨ４ガスは、ウエハ２００の表面に吸着する。所定時間が経過したら、バルブ２４２ｃを閉めて処理室２０１内へのＳｉＨ４ガスの供給を停止する。 As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the flow rate is controlled by the flow rate controller 240c after the pressure reduction and temperature raising step (S20) and before the film formation step (S30).
The valve 242 c is opened and SiH 4 gas as a silicon-containing gas is supplied into the processing chamber 201. The SiH 4 gas supplied into the processing chamber 201 is adsorbed on the surface of the wafer 200. When the predetermined time has elapsed, the valve 242c is closed and the supply of SiH 4 gas into the processing chamber 201 is stopped.

その後、上述の成膜工程（Ｓ３０）を実施すると、ＮｉＣｌやＴｉＣｌ等のガス状の金属塩化物は、ウエハ２００表面に吸着しているＳｉＨ４と反応し、ウエハ２００表面にＮｉやＴｉ等の金属が析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ等）がウエハ２００表面から脱離する。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属と、主にＳｉＨ４ガスに含まれていたＳｉと、が反応することで、例えばＮｉＳｉ、ＴｉＳｉ、ＮｉＳｉ２、ＴｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される。 Thereafter, when the above-described film forming step (S30) is performed, gaseous metal chlorides such as NiCl and TiCl react with SiH 4 adsorbed on the surface of the wafer 200, and Ni, Ti, and the like are formed on the surface of the wafer 200. As the metal precipitates, silicon chloride (SiCl or the like) is detached from the surface of the wafer 200. Then, a metal silicide film made of, for example, NiSi, TiSi, NiSi 2 , or TiSi 2 reacts with a metal such as Ni or Ti deposited on the surface of the wafer 200 and Si mainly contained in the SiH 4 gas. Is formed.

そして、シリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）と成膜工程（Ｓ３０）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うことにより、所望の膜厚の金属シリサイド膜を形成する。その後、上述の昇圧工程（Ｓ４０）、基板搬出工程（Ｓ５０）を実施する。   Then, the silicon-containing gas supply step (S25) and the film formation step (S30) are set as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times to form a metal silicide film having a desired film thickness. Thereafter, the above-described pressure increasing step (S40) and substrate unloading step (S50) are performed.

本実施形態によれば、成膜工程（Ｓ３０）を実施する前に、ＳｉＨ４ガスをウエハ２００上に予め供給して吸着させている。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属と、主にＳｉＨ４ガスに含まれていたＳｉとが反応することで、金属シリサイド膜が形成される。このように、金属シリサイド膜が形成するためのＳｉをシリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）により予め補充しておくことにより、金属シリサイド膜を形成する際におけるウエハ２００表面を構成するＳｉの消費が抑制され（ウエハ２００表面の侵食が抑制され）、ウエハ２００のダメージが抑制される。 According to the present embodiment, before performing the film forming step (S30), SiH 4 gas is supplied and adsorbed on the wafer 200 in advance. Then, a metal such as Ni or Ti deposited on the surface of the wafer 200 reacts with Si contained mainly in the SiH 4 gas to form a metal silicide film. In this way, by replenishing Si for forming the metal silicide film in advance in the silicon-containing gas supply step (S25), consumption of Si constituting the surface of the wafer 200 when the metal silicide film is formed is suppressed. (Erosion of the surface of the wafer 200 is suppressed), and damage to the wafer 200 is suppressed.

また、本実施形態によれば、シリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）と成膜工程（Ｓ３０）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うようにしているため、金属シリサイド膜の膜厚制御を容易に行うことができる。   In addition, according to the present embodiment, the silicon-containing gas supply step (S25) and the film formation step (S30) are set as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times. It can be done easily.

＜本発明の第３の実施形態＞
第１及び第２の実施形態では、プラズマにより活性化した励起用ガスを用いて塩素含有ガスを間接的に活性化させていた。これに対し、本実施形態では、プラズマにより塩素含有ガスを直接的に活性化させる点が上述の実施形態と異なる。 <Third Embodiment of the Present Invention>
In the first and second embodiments, the chlorine-containing gas is indirectly activated using the excitation gas activated by plasma. In contrast, the present embodiment is different from the above-described embodiment in that the chlorine-containing gas is directly activated by plasma.

本実施形態に係る成膜プロセスの一部を、以下の式（１）〜式（５）に例示する。   A part of the film forming process according to this embodiment is exemplified by the following formulas (1) to (5).

Ｎｉ ＋ Ｃｌ＊ → ＮｉＣｌ（ガス） ．．．（１）
ＮｉＣｌ（ガス） → ＮｉＣｌ（吸着） ．．．（２）
ＮｉＣｌ（吸着） ＋ Ｓｉ → Ｎｉ（吸着） ＋ ＳｉＣｌ（ガス）．．．（３）
Ｎｉ（吸着） ＋ Ｓｉ → ＮｉＳｉ ．．．（４）
ＮｉＳｉ ＋ Ｓｉ → ＮｉＳｉ２ ．．．（５） Ni + Cl * → NiCl (gas). . . (1)
NiCl (gas) → NiCl (adsorption). . . (2)
NiCl (adsorption) + Si → Ni (adsorption) + SiCl (gas). . . (3)
Ni (adsorption) + Si → NiSi. . . (4)
NiSi + Si → NiSi 2 . . . (5)

式（１）は、プラズマにより塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスを直接的に活性化することで生成したＣｌラジカル（Ｃｌ＊）が、Ｎｉからなる金属部材に接触し、金属塩化物としてのガス状のＮｉＣｌが生成される様子を示している。式（２）は、ガス状のＮｉＣｌが、基板としてのシリコンウエハ表面に吸着する様子を示している。式（３）は、吸着したＮｉＣｌがウエハ表面のＳｉと反応し、Ｎｉがウエハ表面に析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ）がウエハ表面から脱離する様子を示している。式（４）及び式（５）は、ウエハ表面に析出したＮｉがウエハ表面のＳｉと反応し、ＮｉＳｉやＮｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される様子を示している。 Formula (1) indicates that Cl radicals (Cl * ) generated by directly activating Cl 2 gas as a chlorine-containing gas by plasma come into contact with a metal member made of Ni and gas as metal chloride. It shows how the NiCl is produced. Equation (2) shows how gaseous NiCl is adsorbed on the surface of a silicon wafer as a substrate. Equation (3) shows that the adsorbed NiCl reacts with Si on the wafer surface, Ni is deposited on the wafer surface, and silicon chloride (SiCl) is desorbed from the wafer surface. Equations (4) and (5) show how Ni deposited on the wafer surface reacts with Si on the wafer surface to form a metal silicide film made of NiSi or NiSi 2 .

以下に、本実施形態に係る基板処理装置の構成及び半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a configuration of a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図７は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉２０２の横断面図である。図７に示すように、本実施形態に係る処理炉２０２が備える反応管２０３は、インナチューブとアウタチューブとを備える二重管になっておらず、一重管として構成されている。反応管２０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端が閉塞され、下端が開放された円筒形状となっている。反応管２０３は、マニホールド２０９により下端側から縦向きに支持されている。反応管２０３内には処理室２０１が構成されている。金属部材２０４は、ボート２１７に支持されるウエハ２００の外周を囲うように、処理室２０１内に設けられている。 FIG. 7 is a cross-sectional view of the processing furnace 202 provided in the substrate processing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the reaction tube 203 provided in the processing furnace 202 according to this embodiment is not a double tube including an inner tube and an outer tube, but is configured as a single tube. The reaction tube 203 is made of a heat-resistant non-metallic material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and has a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end open. The reaction tube 203 is supported vertically from the lower end side by the manifold 209. A processing chamber 201 is configured in the reaction tube 203. The metal member 204 is provided in the processing chamber 201 so as to surround the outer periphery of the wafer 200 supported by the boat 217.

なお、反応管２０３は一重管として構成されているため、本実施形態に係る処理炉２０２は、上述の実施形態のようにバッファ室を備えていない。そして、本実施形態に係るガス供給手段は、塩素含有ガス供給手段、シリコン含有ガス供給手段のみを有しており、励起用ガス供給手段を備えていない。塩素含有ガス供給ノズル２３３ａのガス供給孔２３４ａ，シリコン含有ガス供給ノズル２３３ｃのガス供給孔２３４ｃは、反応管２０３の側壁に設けられた貫通孔に直結している。また、プラズマ電極３３０，３３１は、反応管２０３の外部に設けられている。プラズマ電極３３０，３３１の垂直部は、反応管２０３の外側壁に沿って鉛直方向に延在されている。プラズマ電極３３０，３３１に電源装置３３３から高周波電力を供給することで、処理室２０１内にプラズマを生成することが可能なように構成されている。   Since the reaction tube 203 is configured as a single tube, the processing furnace 202 according to this embodiment does not include a buffer chamber as in the above-described embodiment. And the gas supply means which concerns on this embodiment has only a chlorine containing gas supply means and a silicon containing gas supply means, and is not provided with the gas supply means for excitation. The gas supply hole 234a of the chlorine-containing gas supply nozzle 233a and the gas supply hole 234c of the silicon-containing gas supply nozzle 233c are directly connected to a through hole provided in the side wall of the reaction tube 203. Further, the plasma electrodes 330 and 331 are provided outside the reaction tube 203. The vertical portions of the plasma electrodes 330 and 331 extend in the vertical direction along the outer wall of the reaction tube 203. By supplying high-frequency power from the power supply device 333 to the plasma electrodes 330 and 331, the plasma can be generated in the processing chamber 201.

図８は、本実施形態に係る成膜工程（Ｓ３０）のガス供給シーケンスを示すフロー図である。   FIG. 8 is a flowchart showing a gas supply sequence in the film forming step (S30) according to the present embodiment.

まず、流量制御装置２４０ａにより流量制御しながら、バルブ２４２ａを開け、塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスを処理室２０１内に供給する。そして、インピーダンス調整装置３３２によりインピーダンス調整しながら、一対のプラズマ電極３３０，３３１に電源装置３３３から高周波電力を供給し、処理室２０１内にプラズマを生成する。その結果、処理室２０１内に供給されたＣｌ２ガスが活性化し、Ｃｌラジカル（Ｃｌ＊）が生成される。 First, while controlling the flow rate by the flow rate control device 240a, the valve 242a is opened to supply Cl 2 gas as a chlorine-containing gas into the processing chamber 201. Then, high-frequency power is supplied from the power supply device 333 to the pair of plasma electrodes 330 and 331 while impedance adjustment is performed by the impedance adjustment device 332, and plasma is generated in the processing chamber 201. As a result, the Cl 2 gas supplied into the processing chamber 201 is activated, and Cl radicals (Cl * ) are generated.

生成されたＣｌラジカルは、処理室２０１内に設けられた金属部材２０４に接触し、これによりガス状のＮｉＣｌやＴｉＣｌ等の金属塩化物が生成される。ガス状の金属塩化物は、ウエハ２００表面に吸着する。そして、吸着した金属塩化物がウエハ２００表面のＳｉと反応し、ウエハ表面にＮｉやＴｉ等の金属が析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ等）がウエハ２００表面から脱離する。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属がウエハ２００表面のＳｉと反応し、例えばＮｉＳｉ、ＴｉＳｉ、ＮｉＳｉ２、ＴｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される。 The generated Cl radical comes into contact with a metal member 204 provided in the processing chamber 201, and thereby, a metal chloride such as gaseous NiCl or TiCl is generated. The gaseous metal chloride is adsorbed on the surface of the wafer 200. Then, the adsorbed metal chloride reacts with Si on the surface of the wafer 200, a metal such as Ni or Ti is deposited on the wafer surface, and silicon chloride (SiCl or the like) is detached from the surface of the wafer 200. Then, a metal such as Ni or Ti deposited on the surface of the wafer 200 reacts with Si on the surface of the wafer 200 to form a metal silicide film made of, for example, NiSi, TiSi, NiSi 2 , or TiSi 2 .

所望の膜厚の金属シリサイド膜が形成されたら、電源装置３３３から一対のプラズマ電極３３０，３３１への電力供給を停止する。また、バルブ２４３ａを閉めて処理室２０１内へのＣｌ２ガスの供給を停止する。そして、バルブ２４３ａ，２４３ｃを開けて、処理室２０１内へパージガスとしての不活性ガスを供給し、処理室２０１内に残留しているＣｌ２ガス、反応生成物などを排出する。 When the metal silicide film having a desired thickness is formed, the power supply from the power supply device 333 to the pair of plasma electrodes 330 and 331 is stopped. Further, the valve 243a is closed to stop the supply of Cl 2 gas into the processing chamber 201. Then, the valves 243a and 243c are opened, an inert gas as a purge gas is supplied into the processing chamber 201, and Cl 2 gas remaining in the processing chamber 201, reaction products, and the like are discharged.

本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、ＲＴＡ処理を行うことなく、ウエハ温度を低温に保持したままウエハ上に金属シリサイド膜を形成できる。また、酸素含有ガスを用いずに、金属塩化物をウエハ２００上に供給することで金属シリサイド膜を形成するため
、金属シリサイド膜中に酸素原子が含まれてしまうことを抑制できる。 In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the metal silicide film can be formed on the wafer while the wafer temperature is kept low without performing the RTA process. Further, since the metal silicide film is formed by supplying the metal chloride onto the wafer 200 without using the oxygen-containing gas, it is possible to suppress oxygen atoms from being included in the metal silicide film.

＜本発明の第４の実施形態＞
プラズマにより塩素含有ガスを直接的に活性化させる場合においても、処理室２０１内にシリコン含有ガスを供給し、ウエハ２００の表面にシリコン含有ガスを予め吸着させておくシリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）を実施することが可能である。 <Fourth Embodiment of the Present Invention>
Even when the chlorine-containing gas is directly activated by the plasma, the silicon-containing gas supply step (S25) in which the silicon-containing gas is supplied into the processing chamber 201 and the silicon-containing gas is adsorbed in advance on the surface of the wafer 200. Can be implemented.

図９は、本実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。   FIG. 9 is a flowchart showing a gas supply sequence in the substrate processing step according to the present embodiment.

図９に示すように、本実施形態では、減圧及び昇温工程（Ｓ２０）を実施した後であって成膜工程（Ｓ３０）を実施する前に、流量制御装置２４０ｃにより流量制御しながら、バルブ２４２ｃを開け、処理室２０１内にシリコン含有ガスとしてのＳｉＨ４ガスを供給する。処理室２０１内に供給されたＳｉＨ４ガスは、ウエハ２００の表面に吸着する。所定時間が経過したら、バルブ２４２ｃを閉めて処理室２０１内へのＳｉＨ４ガスの供給を停止する。 As shown in FIG. 9, in this embodiment, the flow rate is controlled by the flow rate controller 240c after the pressure reduction and temperature raising step (S20) and before the film formation step (S30). 242 c is opened, and SiH 4 gas as a silicon-containing gas is supplied into the processing chamber 201. The SiH 4 gas supplied into the processing chamber 201 is adsorbed on the surface of the wafer 200. When the predetermined time has elapsed, the valve 242c is closed and the supply of SiH 4 gas into the processing chamber 201 is stopped.

その後、第３の実施形態で示した成膜工程（Ｓ３０）を実施すると、ＮｉＣｌやＴｉＣｌ等のガス状の金属塩化物は、ウエハ２００表面に吸着しているＳｉＨ４と反応し、ウエハ２００表面にＮｉやＴｉ等の金属が析出すると共に、シリコン塩化物（ＳｉＣｌ等）がウエハ２００表面から脱離する。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属と、主にＳｉＨ４ガスに含まれていたＳｉと、が反応することで、例えばＮｉＳｉ、ＴｉＳｉ、ＮｉＳｉ２、ＴｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される。 Thereafter, when the film forming step (S30) shown in the third embodiment is performed, gaseous metal chlorides such as NiCl and TiCl react with SiH 4 adsorbed on the surface of the wafer 200, and the surface of the wafer 200 At this time, a metal such as Ni or Ti is deposited, and silicon chloride (SiCl or the like) is detached from the wafer 200 surface. Then, a metal silicide film made of, for example, NiSi, TiSi, NiSi 2 , or TiSi 2 reacts with a metal such as Ni or Ti deposited on the surface of the wafer 200 and Si mainly contained in the SiH 4 gas. Is formed.

そして、シリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）と成膜工程（Ｓ３０）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うことにより、所望の膜厚の金属シリサイド膜を形成する。その後、上述の昇圧工程（Ｓ４０）、基板搬出工程（Ｓ５０）を実施する。   Then, the silicon-containing gas supply step (S25) and the film formation step (S30) are set as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times to form a metal silicide film having a desired film thickness. Thereafter, the above-described pressure increasing step (S40) and substrate unloading step (S50) are performed.

本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、金属シリサイド膜が形成するためのＳｉをシリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）により予め補充しておくことにより、金属シリサイド膜を形成する際におけるウエハ２００表面を構成するＳｉの消費が抑制され（ウエハ２００表面の侵食が抑制され）、ウエハ２００のダメージが抑制される。また、シリコン含有ガス供給工程（Ｓ２５）と成膜工程（Ｓ３０）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うようにしているため、金属シリサイド膜の膜厚制御を容易に行うことができる。   Also in this embodiment, as in the second embodiment, Si for forming the metal silicide film is replenished in advance by the silicon-containing gas supply step (S25), thereby forming the metal silicide film. Consumption of Si constituting the surface of the wafer 200 is suppressed (erosion of the surface of the wafer 200 is suppressed), and damage to the wafer 200 is suppressed. In addition, since the silicon-containing gas supply step (S25) and the film formation step (S30) are set as one cycle and this cycle is performed a predetermined number of times, the film thickness control of the metal silicide film can be easily performed.

＜本発明の第５の実施形態＞
本実施形態においては、ウエハ２００上に金属塩化物を供給した後、活性化した還元性ガスをウエハ２００上に供給して金属塩化物と反応させ、ウエハ２００上に金属含有薄膜を形成する点が、第１の実施形態と異なる。そして、ウエハ２００上に金属塩化物を供給する工程と、活性化した還元性ガスをウエハ２００上に供給する工程とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行う点が、上述の実施形態と異なる。 <Fifth Embodiment of the Present Invention>
In this embodiment, after supplying a metal chloride onto the wafer 200, an activated reducing gas is supplied onto the wafer 200 to react with the metal chloride, thereby forming a metal-containing thin film on the wafer 200. However, this is different from the first embodiment. Then, the step of supplying the metal chloride onto the wafer 200 and the step of supplying the activated reducing gas onto the wafer 200 as one cycle is different from the above-described embodiment in that this cycle is performed a predetermined number of times. .

本実施形態に係る成膜プロセスの一部を、以下の式（１）〜式（６）に例示する。   A part of the film forming process according to this embodiment is exemplified by the following formulas (1) to (6).

２Ｈｅ＊ ＋ Ｃｌ２ → ２Ｃｌ＊ ＋ ２Ｈｅ ．．．（１）
Ｎｉ ＋ Ｃｌ＊ → ＮｉＣｌ（ガス） ．．．（２）
ＮｉＣｌ（ガス） → ＮｉＣｌ（吸着） ．．．（３）
２Ｈｅ＊ ＋ Ｈ２ → Ｈ２ ＊ ＋ ２Ｈｅ ．．．（４）
ＮｉＣｌ（吸着） ＋ Ｈ２ ＊ → Ｎｉ（吸着） ＋ ＨＣｌ（ガス）．．．（５）
Ｎｉ（吸着） ＋ Ｓｉ → ＮｉＳｉ ．．．（６）
ＮｉＳｉ ＋ Ｓｉ → ＮｉＳｉ２ ．．．（７） 2He * + Cl 2 → 2Cl * + 2He. . . (1)
Ni + Cl * → NiCl (gas). . . (2)
NiCl (gas) → NiCl (adsorption). . . (3)
2He * + H 2 → H 2 * + 2He. . . (4)
NiCl (adsorption) + H 2 * → Ni (adsorption) + HCl (gas). . . (5)
Ni (adsorption) + Si → NiSi. . . (6)
NiSi + Si → NiSi 2 . . . (7)

式（１）は、プラズマにより活性化した励起用ガスとしてのＨｅラジカル（Ｈｅ＊）と塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスのガス分子（Ｃｌ２）とが衝突し、活性化させた塩素含有ガスとしてのＣｌラジカル（Ｃｌ＊）が生成される様子を示している。式（２）は、ＣｌラジカルがＮｉからなる金属部材に接触し、金属塩化物としてのガス状のＮｉＣｌが生成される様子を示している。式（３）は、ガス状のＮｉＣｌが、基板としてのシリコンウエハ表面に吸着する様子を示している。式（４）は、プラズマにより活性化した励起用ガスとしてのＨｅラジカル（Ｈｅ＊）と還元性ガスとしてのＨ２ガスのガス分子（Ｈ２）とが衝突し、活性化した還元性ガスとしてのＨ２ラジカル（Ｈ２ ＊）が生成される様子を示している。式（５）は，吸着したＮｉＣｌがＨ２ ＊と反応し、Ｎｉがウエハ表面に析出すると共に、塩化物（ＨＣｌ）がウエハ表面から脱離する様子を示している。式（６）及び式（７）は、ウエハ表面に析出したＮｉがウエハ表面のＳｉと反応し、ＮｉＳｉやＮｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜が形成される様子を示している。 Formula (1) is a chlorine-containing gas activated by collision of He radicals (He * ) as excitation gas activated by plasma and gas molecules (Cl 2 ) of Cl 2 gas as chlorine-containing gas. As shown, Cl radicals (Cl * ) are generated. Equation (2) shows that Cl radicals come into contact with a metal member made of Ni, and gaseous NiCl is produced as a metal chloride. Equation (3) shows how gaseous NiCl is adsorbed on the surface of a silicon wafer as a substrate. Equation (4) as He radical (He *) with the gas molecules of H 2 gas as a reducing gas (H 2) and collide, activated reducing gas as an excitation gas activated by plasma This shows the generation of H 2 radicals (H 2 * ). Equation (5) shows that the adsorbed NiCl reacts with H 2 * , Ni is deposited on the wafer surface, and chloride (HCl) is desorbed from the wafer surface. Equations (6) and (7) show how Ni deposited on the wafer surface reacts with Si on the wafer surface to form a metal silicide film made of NiSi or NiSi 2 .

以下に、本実施形態に係る基板処理装置の構成及び半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の縦断面図である。図１１は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉の横断面図である。図１２は、本実施形態に係る基板処理工程のガス供給シーケンスを示すフロー図である。   Hereinafter, a configuration of a substrate processing apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a processing furnace provided in the substrate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view of a processing furnace provided in the substrate processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 12 is a flowchart showing a gas supply sequence in the substrate processing step according to the present embodiment.

（１）処理炉の構成
図１０、図１１に示すように、本実施形態にかかる処理炉２０２は、反応管２０３と、マニホールド２０９とを備えている。反応管２０３は、基板としてのウエハ２００が収容されるインナチューブ２０３ｂと、インナチューブ２０３ｂを取り囲むアウタチューブ２０３ａと、を備えている。インナチューブ２０３ｂとアウタチューブ２０３ａとの間には、円弧状の第１バッファ室３２０ａと、円弧状の第２バッファ室３２０ｂと、が設けられている。第１バッファ室３２０ａと処理室２０１とは、ガス供給孔２１１ａを介して連通している。第２バッファ室３２０ｂと処理室２０１とは、ガス供給孔２１１ｂを介して連通している。 (1) Configuration of Processing Furnace As shown in FIGS. 10 and 11, the processing furnace 202 according to the present embodiment includes a reaction tube 203 and a manifold 209. The reaction tube 203 includes an inner tube 203b that accommodates a wafer 200 as a substrate, and an outer tube 203a that surrounds the inner tube 203b. An arc-shaped first buffer chamber 320a and an arc-shaped second buffer chamber 320b are provided between the inner tube 203b and the outer tube 203a. The first buffer chamber 320a and the processing chamber 201 communicate with each other through a gas supply hole 211a. The second buffer chamber 320b and the processing chamber 201 communicate with each other through a gas supply hole 211b.

マニホールド２０９には塩素含有ガス及び第１励起用ガスを供給する第１ガス供給ノズル３４３ａ、及び還元性ガス及び第２励起用ガスを供給する第２ガス供給ノズル３４３ｂが接続されている。第１ガス供給ノズル３４３ａ、第２ガス供給ノズル３４３ｂは、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。第１ガス供給ノズル３４３ａの垂直部は、第１バッファ室３２０ａ内に設けられ、ウエハ２００の積層方向に沿って鉛直方向に延在されている。第２ガス供給ノズル３４３ｂの垂直部は、第２バッファ室３２０ｂ内に設けられ、ウエハ２００の積層方向に沿って鉛直方向に延在されている。第１ガス供給ノズル３４３ａ、第２ガス供給ノズル３４３ｂの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通しており、水平端（上流端）がマニホールド２０９の側壁外側へ突出するように構成されている。   The manifold 209 is connected to a first gas supply nozzle 343a that supplies a chlorine-containing gas and a first excitation gas, and a second gas supply nozzle 343b that supplies a reducing gas and a second excitation gas. The first gas supply nozzle 343a and the second gas supply nozzle 343b are configured in an L shape having a vertical portion and a horizontal portion, respectively. A vertical portion of the first gas supply nozzle 343 a is provided in the first buffer chamber 320 a and extends in the vertical direction along the stacking direction of the wafers 200. A vertical portion of the second gas supply nozzle 343 b is provided in the second buffer chamber 320 b and extends in the vertical direction along the stacking direction of the wafers 200. The horizontal portions of the first gas supply nozzle 343a and the second gas supply nozzle 343b pass through the side wall of the manifold 209, and the horizontal end (upstream end) protrudes to the outside of the side wall of the manifold 209.

第１ガス供給ノズル３４３ａ、第２ガス供給ノズル３４３ｂの垂直部には、それぞれガス供給孔３４４ａ，３４４ｂが鉛直方向に複数設けられている。ガス供給孔３４４ａは、後述する一対のプラズマ電極３３０ａ，３３１ａの間に向けてガスを噴出するように開口している。ガス供給孔３４４ｂは、後述する一対のプラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂの間に向けてガスを噴出するように開口している。ガス供給孔３４４ａ，３４４ｂの開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一とされていてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされていてもよい。   A plurality of gas supply holes 344a and 344b are provided in the vertical direction in the vertical portions of the first gas supply nozzle 343a and the second gas supply nozzle 343b, respectively. The gas supply hole 344a is opened so as to eject gas toward a pair of plasma electrodes 330a and 331a described later. The gas supply hole 344b is opened so as to eject gas toward a pair of plasma electrodes 330b and 331b described later. The opening diameters of the gas supply holes 344a and 344b may be the same from the lower part to the upper part, or may be gradually increased from the lower part to the upper part.

マニホールド２０９の側壁外側へ突出した第１ガス供給ノズル３４３ａの水平端（上流端）には、塩素含有ガスとしての塩素（Ｃｌ２）ガスや塩化水素（ＨＣｌ）ガス等を供給する塩素含有ガス供給管２３２ａが接続されている。塩素含有ガス供給管２３２ａには、上流側から順に、図示しない塩素含有ガス供給源、流量制御装置２４０ａ、バルブ２４２ａが設けられている。塩素含有ガス供給管２３２ａのバルブ２４２ａの下流側には、パージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスであるＮ２ガス等を供給する不活性ガス供給管２４４ａの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４４ａには、上流側から順に、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ａ、バルブ２４３ａが設けられている。塩素含有ガス供給管２３２ａの不活性ガス供給管２４４ａとの合流箇所よりも下流側には、第１励起用ガスとしてのＨｅガス等を供給する第１励起用ガス供給管２３２ｅの下流端が接続されている。第１励起用ガス供給管２３２ｅには、上流側から順に、図示しない励起用ガス供給源、流量制御装置２４０ｅ、バルブ２４２ｅが設けられている。 A chlorine-containing gas supply that supplies chlorine (Cl 2 ) gas, hydrogen chloride (HCl) gas, or the like as a chlorine-containing gas to the horizontal end (upstream end) of the first gas supply nozzle 343 a that protrudes to the outside of the side wall of the manifold 209. A tube 232a is connected. The chlorine-containing gas supply pipe 232a is provided with a chlorine-containing gas supply source, a flow rate controller 240a, and a valve 242a (not shown) in order from the upstream side. A downstream end of an inert gas supply pipe 244a that supplies N 2 gas that is an inert gas as a purge gas or a carrier gas is connected to the downstream side of the valve 242a of the chlorine-containing gas supply pipe 232a. The inert gas supply pipe 244a is provided with an inert gas supply source, a flow rate controller 241a, and a valve 243a (not shown) in order from the upstream side. A downstream end of the first excitation gas supply pipe 232e for supplying He gas or the like as the first excitation gas is connected to the downstream side of the location where the chlorine-containing gas supply pipe 232a joins with the inert gas supply pipe 244a. Has been. The first excitation gas supply pipe 232e is provided with an excitation gas supply source, a flow rate controller 240e, and a valve 242e (not shown) in order from the upstream side.

また、マニホールド２０９の側壁外側へ突出した第２ガス供給ノズル３４３ｂの水平端（上流端）には、還元性ガスとしての水素（Ｈ２）ガス、水素ラジカル、塩素ラジカル等を供給する還元性ガス供給管２３２ｈが接続されている。還元性ガス供給管２３２ｈには、上流側から順に、図示しない還元性ガス供給源、流量制御装置２４０ｈ、バルブ２４２ｈが設けられている。還元性ガス供給管２３２ｈのバルブ２４２ｈの下流側には、パージガス或いはキャリアガスとしての不活性ガスであるＮ２ガス等を供給する不活性ガス供給管２４４ｂの下流端が接続されている。不活性ガス供給管２４４ｂには、上流側から順に、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｂ、バルブ２４３ｂが設けられている。還元性ガス供給管２３２ｈの不活性ガス供給管２４４ｂとの合流箇所よりも下流側には、第２励起用ガスとしてのＨｅガス等を供給する第２励起用ガス供給管２３２ｆの下流端が接続されている。第２励起用ガス供給管２３２ｆの上流端は、第１励起用ガス供給管２３２ｅの流量制御装置２４０ｅの上流側に接続されている。第２励起用ガス供給管２３２ｆには、上流側から順に、流量制御装置２４０ｆ、バルブ２４２ｆが設けられている。 Further, a reducing gas that supplies hydrogen (H 2 ) gas, hydrogen radicals, chlorine radicals, or the like as a reducing gas to the horizontal end (upstream end) of the second gas supply nozzle 343b protruding to the outside of the side wall of the manifold 209. A supply pipe 232h is connected. The reducing gas supply pipe 232h is provided with a reducing gas supply source, a flow rate controller 240h, and a valve 242h (not shown) in order from the upstream side. A downstream end of an inert gas supply pipe 244b that supplies N 2 gas that is an inert gas as a purge gas or a carrier gas is connected to the downstream side of the valve 242h of the reducing gas supply pipe 232h. The inert gas supply pipe 244b is provided with an inert gas supply source, a flow rate controller 241b, and a valve 243b (not shown) in order from the upstream side. A downstream end of a second excitation gas supply pipe 232f that supplies He gas or the like as a second excitation gas is connected to the downstream side of the reducing gas supply pipe 232h where the inert gas supply pipe 244b joins. Has been. The upstream end of the second excitation gas supply pipe 232f is connected to the upstream side of the flow rate control device 240e of the first excitation gas supply pipe 232e. The second excitation gas supply pipe 232f is provided with a flow rate control device 240f and a valve 242f in order from the upstream side.

主に、第１ガス供給ノズル３４３ａ、第２ガス供給ノズル３４３ｂ、ガス供給孔３４４ａ，３４４ｂ、塩素含有ガス供給管２３２ａ、図示しない塩素含有ガス供給源、流量制御装置２４０ａ、バルブ２４２ａ、不活性ガス供給管２４４ａ、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ａ、バルブ２４３ａ、第１励起用ガス供給管２３２ｅ、図示しない励起用ガス供給源、流量制御装置２４０ｅ、バルブ２４２ｅ、還元性ガス供給管２３２ｈ、図示しない還元性ガス供給源、流量制御装置２４０ｈ、バルブ２４２ｈ、不活性ガス供給管２４４ｂ、図示しない不活性ガス供給源、流量制御装置２４１ｂ、バルブ２４３ｂ、第２励起用ガス供給管２３２ｆ、流量制御装置２４０ｆ、バルブ２４２ｆにより、本実施形態に係るガス供給手段が構成される。   Mainly, a first gas supply nozzle 343a, a second gas supply nozzle 343b, gas supply holes 344a and 344b, a chlorine-containing gas supply pipe 232a, a chlorine-containing gas supply source (not shown), a flow control device 240a, a valve 242a, an inert gas Supply pipe 244a, inert gas supply source (not shown), flow rate controller 241a, valve 243a, first excitation gas supply pipe 232e, excitation gas supply source (not shown), flow rate controller 240e, valve 242e, reducing gas supply pipe 232h, a reducing gas supply source (not shown), a flow rate control device 240h, a valve 242h, an inert gas supply pipe 244b, an inert gas supply source (not shown), a flow rate control device 241b, a valve 243b, a second excitation gas supply pipe 232f, The gas supply means according to this embodiment is configured by the flow control device 240f and the valve 242f. It is.

第１バッファ室３２０ａ内には、上述したように一対のプラズマ電極３３０ａ，３３１ａが設けられている。プラズマ電極３３０ａ，３３１ａは、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。プラズマ電極３３０ａ，３３１ａの垂直部は、ウエハ２００の積層方向に沿って、第１バッファ室３２０ａ内に鉛直方向に延在されている。プラズマ電極３３０ａ，３３１ａの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。マニホールド２０９の側壁から突出したプラズマ電極３３０ａ，３３１ａの水平部には、インピーダンス調整装置３３２ａを介して、高周波交流電力を供給する電源装置３３３ａの出力側（二次側）がそれぞれ接続されている。   As described above, the pair of plasma electrodes 330a and 331a are provided in the first buffer chamber 320a. The plasma electrodes 330a and 331a are each configured in an L shape having a vertical portion and a horizontal portion. The vertical portions of the plasma electrodes 330 a and 331 a extend vertically in the first buffer chamber 320 a along the stacking direction of the wafers 200. The horizontal portions of the plasma electrodes 330 a and 331 a are provided so as to penetrate the side wall of the manifold 209. The output side (secondary side) of the power supply device 333a for supplying high-frequency AC power is connected to the horizontal portions of the plasma electrodes 330a and 331a protruding from the side wall of the manifold 209 via the impedance adjustment device 332a.

なお、プラズマ電極３３０ａ，３３１ａは、例えばニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により構成されている。そして、プラズマ電極３３０ａ，３３１ａは、保護管により覆われておらず、第１バッファ室３２０ａ内に露出した金属露出面を備えている。後述するように
、第１バッファ室３２０ａ内に第１励起用ガスが供給された状態でプラズマ電極３３０ａ，３３１ａに高周波電力が供給されると、第１バッファ室３２０ａ内に第１励起用ガスのプラズマが生成され、これにより第１バッファ室３２０ａ内に供給された塩素含有ガスが間接的に活性化されるように構成されている。そして、活性化させた塩素含有ガスがプラズマ電極３３０ａ，３３１ａの金属表面に接触し、ＴｉＣｌやＮｉＣｌ等の金属塩化物が生成されるように構成されている。すなわち、プラズマ電極３３０ａ，３３１ａは、処理室２０１内に金属塩化物を供給する金属部材としても機能するように構成されている。 The plasma electrodes 330a and 331a are made of a metal material such as nickel (Ni), titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), and aluminum (Al). The plasma electrodes 330a and 331a are not covered with a protective tube and have a metal exposed surface exposed in the first buffer chamber 320a. As will be described later, when high frequency power is supplied to the plasma electrodes 330a and 331a in a state where the first excitation gas is supplied into the first buffer chamber 320a, the first excitation gas is introduced into the first buffer chamber 320a. Plasma is generated, whereby the chlorine-containing gas supplied into the first buffer chamber 320a is indirectly activated. Then, the activated chlorine-containing gas is configured to come into contact with the metal surfaces of the plasma electrodes 330a and 331a to generate metal chlorides such as TiCl and NiCl. In other words, the plasma electrodes 330 a and 331 a are configured to function also as a metal member that supplies metal chloride into the processing chamber 201.

第２バッファ室３２０ｂ内には、上述したように一対のプラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂが設けられている。プラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂは、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。プラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂの垂直部及び水平部は、例えば石英や炭化珪素等からなる保護管３１８ｂ，３１９ｂによりそれぞれ覆われている。プラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂの垂直部は、ウエハ２００の積層方向に沿って、第２バッファ室３２０ｂ内に鉛直方向に延在されている。プラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通するように設けられている。マニホールド２０９の側壁から突出したプラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂの水平部には、インピーダンス調整装置３３２ｂを介して、高周波交流電力を供給する電源装置３３３ｂの出力側（二次側）がそれぞれ接続されている。   As described above, the pair of plasma electrodes 330b and 331b is provided in the second buffer chamber 320b. The plasma electrodes 330b and 331b are configured in an L shape having a vertical portion and a horizontal portion, respectively. The vertical and horizontal portions of the plasma electrodes 330b and 331b are respectively covered with protective tubes 318b and 319b made of, for example, quartz or silicon carbide. The vertical portions of the plasma electrodes 330 b and 331 b extend vertically in the second buffer chamber 320 b along the stacking direction of the wafers 200. The horizontal portions of the plasma electrodes 330 b and 331 b are provided so as to penetrate the side wall of the manifold 209. The output side (secondary side) of the power supply device 333b for supplying high-frequency AC power is connected to the horizontal portions of the plasma electrodes 330b and 331b protruding from the side wall of the manifold 209 via the impedance adjustment device 332b.

主に、一対のプラズマ電極３３０ａ，３３１ａ，３３０ｂ，３３１ｂ、インピーダンス調整装置３３２ａ，３３２ｂ、電源装置３３３ａ，３３３ｂにより、本実施形態に係るプラズマ生成手段が構成される。   A pair of plasma electrodes 330a, 331a, 330b, 331b, impedance adjusting devices 332a, 332b, and power supply devices 333a, 333b mainly constitute the plasma generating means according to the present embodiment.

なお、流量制御装置２４０ａ，２４０ｈ，２４０ｅ，２４０ｆ，２４１ａ，２４１ｂ、バルブ２４２ａ、２４２ｈ、２４２ｅ，２４２ｆ，２４３ａ，２４３ｂは、コントローラ２８０に接続されている。コントローラ２８０により、流量制御装置２４０ａ，２４０ｈ，２４０ｅ，２４０ｆ，２４１ａ，２４１ｂによる流量制御動作、バルブ２４２ａ、２４２ｈ、２４２ｅ，２４２ｆ，２４３ａ，２４３ｂの開閉動作が制御される。   The flow rate control devices 240a, 240h, 240e, 240f, 241a, 241b, valves 242a, 242h, 242e, 242f, 243a, 243b are connected to the controller 280. The controller 280 controls the flow rate control operation by the flow rate control devices 240a, 240h, 240e, 240f, 241a, 241b and the opening / closing operations of the valves 242a, 242h, 242e, 242f, 243a, 243b.

上記以外の構成は、第１の実施形態に係る基板処理装置と同じである。   Other configurations are the same as those of the substrate processing apparatus according to the first embodiment.

（２）基板処理工程
続いて、本実施形態に係る基板処理工程について、図１２を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。 (2) Substrate Processing Step Next, the substrate processing step according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 280.

第１の実施形態と同様に、基板搬入工程（Ｓ１０）、減圧及び昇温工程（Ｓ２０）を実施し、その後、以下に示す成膜工程（Ｓ３０）を実施する。成膜工程（Ｓ３０）では、金属塩化物供給工程（Ｓ３０ａ）と還元性ガス供給工程（Ｓ３０ｂ）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行う。   As in the first embodiment, the substrate carrying-in process (S10), the pressure reduction and temperature raising process (S20) are performed, and then the film forming process (S30) shown below is performed. In the film forming step (S30), the metal chloride supply step (S30a) and the reducing gas supply step (S30b) are set as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times.

（金属塩化物供給工程（Ｓ３０ａ））
まず、流量制御装置２４０ｅにより流量制御しながら、バルブ２４２ｅを開け、処理室２０１に連通する第１バッファ室３２０ａ内に第１励起用ガスとしてのＨｅガスを供給する。そして、インピーダンス調整装置３３２ａによりインピーダンス調整しながら、第１バッファ室３２０ａ内に設けられた一対のプラズマ電極３３０ａ，３３１ａに電源装置３３３ａから高周波電力（例えば周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１．４ｋＷ）を供給し、第１バッファ室３２０ａ内にプラズマを生成する。その結果、第１バッファ室３２０ａ内に供給されたＨｅガスが活性化し、Ｈｅラジカル（Ｈｅ＊）が生成される。 (Metal chloride supply step (S30a))
First, while controlling the flow rate by the flow rate control device 240e, the valve 242e is opened, and He gas as the first excitation gas is supplied into the first buffer chamber 320a communicating with the processing chamber 201. Then, high-frequency power (for example, a frequency of 13.56 MHz and an output of 1.4 kW) is supplied from the power supply device 333a to the pair of plasma electrodes 330a and 331a provided in the first buffer chamber 320a while impedance adjustment is performed by the impedance adjustment device 332a. Then, plasma is generated in the first buffer chamber 320a. As a result, the He gas supplied into the first buffer chamber 320a is activated, and He radicals (He * ) are generated.

第１バッファ室３２０ａ内におけるＨｅラジカルの生成と並行して、流量制御装置２４０ａにより流量制御しながら、バルブ２４２ａを開け、塩素含有ガスとしてのＣｌ２ガスを第１バッファ室３２０ａ内に供給する。すると、第１バッファ室３２０ａ内に供給されたＣｌ２のガス分子は、Ｈｅラジカルと衝突し、活性化した塩素含有ガスとしてのＣｌラジカル（Ｃｌ＊）が生成される。Ｃｌラジカルは、プラズマ電極３３０ａ，３３１ａの金属表面に接触し、ＴｉＣｌやＮｉＣｌ等のガス状の金属塩化物が生成される。生成された金属塩化物は、ガス供給孔２１１ａを介して処理室２０１内へ流れ、ウエハ２００の表面に吸着する。 In parallel with the generation of He radicals in the first buffer chamber 320a, the flow rate is controlled by the flow rate control device 240a while the valve 242a is opened to supply Cl 2 gas as a chlorine-containing gas into the first buffer chamber 320a. Then, Cl 2 gas molecules supplied into the first buffer chamber 320a collide with He radicals, and Cl radicals (Cl * ) as activated chlorine-containing gas are generated. Cl radicals come into contact with the metal surfaces of the plasma electrodes 330a and 331a, and gaseous metal chlorides such as TiCl and NiCl are generated. The generated metal chloride flows into the processing chamber 201 through the gas supply hole 211 a and is adsorbed on the surface of the wafer 200.

所定時間経過後、電源装置３３３ａから一対のプラズマ電極３３０ａ，３３１ａへの電力供給を停止すると共に、バルブ２４３ａ，２４３ｅを閉めて第１バッファ室３２０ａ内へのＣｌ２ガス及びＨｅガスの供給を停止する。そして、バルブ２４３ａ，２４３ｂを開けて、第１バッファ室３２０ａ、第２バッファ室３２０ｂ、処理室２０１内へパージガスとしての不活性ガスを供給し、第１バッファ室３２０ａ、第２バッファ室３２０ｂ、処理室２０１内に残留しているＣｌ２ガス、Ｈｅガス、反応生成物などを排出する。 After a predetermined time has elapsed, power supply from the power supply device 333a to the pair of plasma electrodes 330a and 331a is stopped, and the valves 243a and 243e are closed to stop supply of Cl 2 gas and He gas into the first buffer chamber 320a. To do. Then, the valves 243a and 243b are opened to supply an inert gas as a purge gas into the first buffer chamber 320a, the second buffer chamber 320b, and the processing chamber 201, and the first buffer chamber 320a, the second buffer chamber 320b, and the processing Cl 2 gas, He gas, reaction products, etc. remaining in the chamber 201 are discharged.

なお、第１バッファ室３２０ａ内に供給するＨｅガスの流量と、第１バッファ室３２０ａ内に供給するＣｌ２ガスの流量との比率は、例えば９９：１〜５０：５０、好ましくは９０：１０である。 The ratio between the flow rate of He gas supplied into the first buffer chamber 320a and the flow rate of Cl 2 gas supplied into the first buffer chamber 320a is, for example, 99: 1 to 50:50, preferably 90:10. It is.

（還元性ガス供給工程（Ｓ３０ｂ））
続いて、流量制御装置２４０ｆにより流量制御しながら、バルブ２４２ｆを開け、処理室２０１に連通する第２バッファ室３２０ｂ内に第２励起用ガスとしてのＨｅガスを供給する。そして、インピーダンス調整装置３３２ｂによりインピーダンス調整しながら、第２バッファ室３２０ｂ内に設けられた一対のプラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂに電源装置３３３ｂから高周波電力（例えば周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１．４ｋＷ）を供給し、第２バッファ室３２０ｂ内にプラズマを生成する。その結果、第２バッファ室３２０ｂ内に供給されたＨｅガスが活性化し、Ｈｅラジカル（Ｈｅ＊）が生成される。 (Reducing gas supply step (S30b))
Subsequently, while controlling the flow rate by the flow rate control device 240f, the valve 242f is opened, and He gas as the second excitation gas is supplied into the second buffer chamber 320b communicating with the processing chamber 201. Then, high-frequency power (for example, a frequency of 13.56 MHz and an output of 1.4 kW) is supplied from the power supply device 333b to the pair of plasma electrodes 330b and 331b provided in the second buffer chamber 320b while impedance adjustment is performed by the impedance adjustment device 332b. Then, plasma is generated in the second buffer chamber 320b. As a result, the He gas supplied into the second buffer chamber 320b is activated, and He radicals (He * ) are generated.

第２バッファ室３２０ｂ内におけるＨｅラジカルの生成と並行して、流量制御装置２４０ｈにより流量制御しながら、バルブ２４２ｈを開け、還元性ガスとしてのＨ２ガスを第２バッファ室３２０ｂ内に供給する。すると、第２バッファ室３２０ｂ内に供給されたＨ２のガス分子は、Ｈｅラジカルと衝突し、活性化した還元性ガスとしてのＨ２ラジカル（Ｈ２ ＊）が生成される。Ｈ２ラジカルは、ガス供給孔２１１ｂを介して処理室２０１内へ流れ、ウエハ２００の表面に吸着する。 In parallel with the generation of He radicals in the second buffer chamber 320b, the flow rate is controlled by the flow rate controller 240h while the valve 242h is opened to supply H 2 gas as a reducing gas into the second buffer chamber 320b. Then, the H 2 gas molecules supplied into the second buffer chamber 320b collide with He radicals to generate H 2 radicals (H 2 * ) as an activated reducing gas. The H 2 radical flows into the processing chamber 201 through the gas supply hole 211 b and is adsorbed on the surface of the wafer 200.

その結果、ウエハ２００の表面に吸着に吸着している金属塩化物とＨ２ラジカルとが反応し、ウエハ２００表面にＮｉやＴｉ等の金属が析出すると共に、塩化物（ＨＣｌ）がウエハ２００表面から脱離する。そして、ウエハ２００表面に析出したＮｉやＴｉ等の金属がウエハ２００表面のＳｉと反応し、ＮｉＳｉやＮｉＳｉ２からなる金属シリサイド膜がウエハ２００の表面に形成される。 As a result, the metal chloride adsorbed on the surface of the wafer 200 reacts with the H 2 radical, and a metal such as Ni or Ti is deposited on the surface of the wafer 200, and chloride (HCl) is deposited on the surface of the wafer 200. Detach from. Then, a metal such as Ni or Ti deposited on the surface of the wafer 200 reacts with Si on the surface of the wafer 200, and a metal silicide film made of NiSi or NiSi 2 is formed on the surface of the wafer 200.

所定時間経過後、電源装置３３３ｂから一対のプラズマ電極３３０ｂ，３３１ｂへの電力供給を停止すると共に、バルブ２４３ｈ，２４３ｆを閉めて第２バッファ室３２０ｂ内へのＨ２ガス及びＨｅガスの供給を停止する。そして、バルブ２４３ａ，２４３ｂを開けて、第１バッファ室３２０ａ、第２バッファ室３２０ｂ、処理室２０１内へパージガスとしての不活性ガスを供給し、第１バッファ室３２０ａ、第２バッファ室３２０ｂ、処理室２０１内に残留しているＨ２ガス、Ｈｅガス、反応生成物などを排出する。 After a predetermined time has elapsed, power supply from the power supply device 333b to the pair of plasma electrodes 330b and 331b is stopped, and the valves 243h and 243f are closed to stop the supply of H 2 gas and He gas into the second buffer chamber 320b. To do. Then, the valves 243a and 243b are opened to supply an inert gas as a purge gas into the first buffer chamber 320a, the second buffer chamber 320b, and the processing chamber 201, and the first buffer chamber 320a, the second buffer chamber 320b, and the processing H 2 gas, He gas, reaction products and the like remaining in the chamber 201 are discharged.

そして、金属塩化物供給工程（Ｓ３０ａ）と還元性ガス供給工程（Ｓ３０ｂ）とを１サ
イクルとして、このサイクルを所定回数行うことにより、所望の膜厚の金属シリサイド膜を形成する。 Then, the metal chloride supply step (S30a) and the reducing gas supply step (S30b) are set as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times to form a metal silicide film having a desired film thickness.

その後、第１の実施形態と同様に、昇圧工程（Ｓ４０）、基板搬出工程（Ｓ５０）を実施して、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。   Thereafter, as in the first embodiment, the pressure increasing step (S40) and the substrate unloading step (S50) are performed, and the substrate processing step according to the present embodiment is completed.

（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。 (3) Effects according to the present embodiment According to the present embodiment, the following one or more effects are achieved.

（ａ）第１の実施形態と同様に、ＲＴＡ処理を行うことなく、ウエハ温度を低温に保持したままウエハ上に金属シリサイド膜を形成できる。また、酸素含有ガスを用いずに、金属塩化物をウエハ２００上に供給することで金属シリサイド膜を形成するため、金属シリサイド膜中に酸素原子が含まれてしまうことを抑制できる。 (A) As in the first embodiment, a metal silicide film can be formed on a wafer while maintaining the wafer temperature at a low temperature without performing an RTA process. Further, since the metal silicide film is formed by supplying the metal chloride onto the wafer 200 without using the oxygen-containing gas, it is possible to suppress oxygen atoms from being included in the metal silicide film.

（ｂ）本実施形態によれば、ウエハ２００上に金属塩化物を供給した後、Ｈ２ラジカルをウエハ２００上に供給して金属塩化物と反応させ、ウエハ２００上に金属シリサイド膜を形成する。このように、金属塩化物とＨ２ラジカルとを反応させ、金属塩化物とウエハ２００表面を構成するＳｉとの反応を抑制することで、ウエハ２００表面の侵食が抑制され、ウエハ２００のダメージを抑制できる。 (B) According to this embodiment, after supplying metal chloride onto the wafer 200, H 2 radicals are supplied onto the wafer 200 to react with the metal chloride, thereby forming a metal silicide film on the wafer 200. . In this way, by reacting the metal chloride with the H 2 radical and suppressing the reaction between the metal chloride and Si constituting the surface of the wafer 200, erosion of the wafer 200 surface is suppressed, and damage to the wafer 200 is reduced. Can be suppressed.

（ｃ）本実施形態によれば、金属塩化物供給工程（Ｓ３０ａ）と還元性ガス供給工程（Ｓ３０ｂ）とを１サイクルとして、このサイクルを所定回数行うようにしているため、金属シリサイド膜の膜厚制御を容易に行うことができる。 (C) According to the present embodiment, the metal chloride supply step (S30a) and the reducing gas supply step (S30b) are set as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times. Thickness control can be easily performed.

（ｄ）本実施形態によれば、プラズマにより活性化したＨｅガスを用いてＣｌ２ガスを間接的に活性化させている。これにより、Ｃｌラジカルの失活を抑制して長寿命化させ、Ｃｌラジカルの密度を増大させることが出来る。そして、ウエハ２００への金属塩化物の供給を増大させ、成膜速度を向上させることが出来る。また本実施形態によれば、プラズマにより活性化したＨｅガスを用いてＨ２ガスを間接的に活性化させている。これにより、Ｈ２ラジカルの失活を抑制して長寿命化させ、Ｈ２ラジカルの密度を増大させることが出来る。そして、ウエハ２００へのＨ２ラジカルの供給量を増大させ、成膜速度を向上させることが出来る。 (D) According to the present embodiment, Cl 2 gas is indirectly activated using He gas activated by plasma. Thereby, the deactivation of Cl radicals can be suppressed and the life can be extended, and the density of Cl radicals can be increased. Then, the supply of metal chloride to the wafer 200 can be increased, and the film formation rate can be improved. According to this embodiment, the indirectly activates the H 2 gas with activated He gas by the plasma. Thereby, deactivation of H 2 radicals can be suppressed and the life can be extended, and the density of H 2 radicals can be increased. Then, the amount of H 2 radicals supplied to the wafer 200 can be increased, and the film formation rate can be improved.

＜本発明の第６の実施形態＞
本実施形態においては、第１ガス供給ノズル３４３ａ、プラズマ電極３３０ａ，３３１ａ、第１バッファ室３２０ａが一体に構成されている点が、第５の実施形態と異なる。 <Sixth Embodiment of the Present Invention>
This embodiment is different from the fifth embodiment in that the first gas supply nozzle 343a, the plasma electrodes 330a and 331a, and the first buffer chamber 320a are integrally configured.

図１３は、本実施形態に係るプラズマ電極の部分拡大図である。図１４は、本実施形態に係る基板処理装置が備える処理炉を示す横断面図である。   FIG. 13 is a partially enlarged view of the plasma electrode according to the present embodiment. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a processing furnace provided in the substrate processing apparatus according to the present embodiment.

図１３、図１４に示すように、本実施形態に係る処理炉２０２は、第２バッファ室３２０ｂを備えているが、第１バッファ室３２０ａを備えていない。その代わり、インナチューブ２０３ｂの内部に、プラズマ電極を兼ねた金属からなる第３ガス供給ノズル４３０ａと、第３ガス供給ノズル４３０ａの内部に設けられたプラズマ電極４３１ａと、を備えている。第３ガス供給ノズル４３０ａ、プラズマ電極４３１ａは、それぞれ垂直部と水平部とを有するＬ字形状に構成されている。第３ガス供給ノズル４３０ａ、プラズマ電極４３１ａの垂直部は、ウエハ２００の積層方向に沿って鉛直方向に延在されている。第３ガス供給ノズル４３０ａ、プラズマ電極４３１ａの水平部は、マニホールド２０９の側壁を貫通しており、水平端（上流端）がマニホールド２０９の側壁外側へ突出するように構成されている。   As shown in FIGS. 13 and 14, the processing furnace 202 according to the present embodiment includes the second buffer chamber 320b, but does not include the first buffer chamber 320a. Instead, the inner tube 203b includes a third gas supply nozzle 430a made of metal that also serves as a plasma electrode, and a plasma electrode 431a provided inside the third gas supply nozzle 430a. The third gas supply nozzle 430a and the plasma electrode 431a are configured in an L shape having a vertical portion and a horizontal portion, respectively. The vertical portions of the third gas supply nozzle 430 a and the plasma electrode 431 a extend in the vertical direction along the stacking direction of the wafers 200. The horizontal portions of the third gas supply nozzle 430a and the plasma electrode 431a pass through the side wall of the manifold 209, and the horizontal end (upstream end) protrudes outside the side wall of the manifold 209.

第３ガス供給ノズル４３０ａの垂直部には、ガス供給孔４４４ａが鉛直方向に複数設けられている。ガス供給孔４４４ａは、ウエハ２００の中心に向けてガスを噴出するように開口している。ガス供給孔３４４ａの開口径は、それぞれ下部から上部にわたって同一とされていてもよく、下部から上部にわたって徐々に大きくされていてもよい。なお、プラズマ電極４３１ａは、例えばニッケル（Ｎｉ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により構成されている。そして、プラズマ電極４３１ａは、保護管により覆われておらず、第３ガス供給ノズル４３０ａ内に露出した金属露出面を備えている。   A plurality of gas supply holes 444a are provided in the vertical direction in the vertical portion of the third gas supply nozzle 430a. The gas supply hole 444 a is opened to eject gas toward the center of the wafer 200. The opening diameters of the gas supply holes 344a may be the same from the lower part to the upper part, or may be gradually increased from the lower part to the upper part. Note that the plasma electrode 431a is made of, for example, a metal material such as nickel (Ni), titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), or aluminum (Al). The plasma electrode 431a is not covered with a protective tube and has a metal exposed surface exposed in the third gas supply nozzle 430a.

マニホールド２０９の側壁外側へ突出した第３ガス供給ノズル４３０ａの水平端（上流端）には、第５実施形態にて示した塩素含有ガス供給管２３２ａが接続されている。   The chlorine-containing gas supply pipe 232a shown in the fifth embodiment is connected to the horizontal end (upstream end) of the third gas supply nozzle 430a protruding to the outside of the side wall of the manifold 209.

マニホールド２０９の側壁から突出した第３ガス供給ノズル４３０ａ，プラズマ電極４３１ａの水平部には、インピーダンス調整装置３３２ａを介して、高周波交流電力を供給する電源装置３３３ａの出力側（二次側）がそれぞれ接続されている。   On the horizontal portions of the third gas supply nozzle 430a and the plasma electrode 431a protruding from the side wall of the manifold 209, the output side (secondary side) of the power supply device 333a that supplies high-frequency AC power via the impedance adjustment device 332a is respectively provided. It is connected.

本実施形態においても、第５の実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、第３ガス供給ノズル４３０ａは、第５の実施形態におけるプラズマ電極３３０ａと同様に機能する。また、第３ガス供給ノズル４３０ａの内部は、第５の実施形態における第１バッファ室３２０ａと同様に機能する。   In the present embodiment, the same effects as in the fifth embodiment are obtained. That is, the third gas supply nozzle 430a functions in the same manner as the plasma electrode 330a in the fifth embodiment. Further, the inside of the third gas supply nozzle 430a functions in the same manner as the first buffer chamber 320a in the fifth embodiment.

＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図１５に示すような枚葉式基板処理装置であっても本発明は好適に適用可能である。 <Other Embodiments of the Present Invention>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various changes are possible in the range which does not deviate from the summary. For example, the present invention can be suitably applied to a single wafer processing apparatus as shown in FIG.

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

本発明の第１の態様は、
基板が搬入される処理室と、
前記処理室に連通するバッファ室と、
前記処理室内に塩素含有ガスを供給し、前記バッファ室内に励起用ガスを供給するガス供給手段と、
前記バッファ室内に設けられ、電力が供給されて前記バッファ室内にプラズマを生成するプラズマ電極と、
前記処理室内に設けられた金属部材と、
前記ガス供給手段によるガス供給及び前記プラズマ電極への電力供給を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記励起用ガスを前記バッファ室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する
基板処理装置である。 The first aspect of the present invention is:
A processing chamber into which the substrate is loaded; and
A buffer chamber communicating with the processing chamber;
A gas supply means for supplying a chlorine-containing gas into the processing chamber and supplying an excitation gas into the buffer chamber;
A plasma electrode provided in the buffer chamber and supplied with electric power to generate plasma in the buffer chamber;
A metal member provided in the processing chamber;
A controller for controlling the gas supply by the gas supply means and the power supply to the plasma electrode,
The controller is
Supplying the excitation gas into the buffer chamber, and supplying power to the plasma electrode to generate plasma in the buffer chamber to activate the excitation gas,
Supplying the chlorine-containing gas into the processing chamber, activating the chlorine-containing gas with the activated excitation gas flowing from the buffer chamber into the processing chamber;
In the substrate processing apparatus, the activated chlorine-containing gas is brought into contact with the metal member to form a metal chloride, and the metal chloride is deposited on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate. .

好ましくは、
前記ガス供給手段は、前記処理室内に更にシリコン含有ガスを供給するように構成されており、
前記コントローラは、
前記シリコン含有ガスを前記処理室内に供給して前記基板表面に吸着させ、
前記励起用ガスを前記バッファ室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する。 Preferably,
The gas supply means is configured to further supply a silicon-containing gas into the processing chamber,
The controller is
Supplying the silicon-containing gas into the processing chamber and adsorbing it on the substrate surface;
Supplying the excitation gas into the buffer chamber, and supplying power to the plasma electrode to generate plasma in the buffer chamber to activate the excitation gas,
Supplying the chlorine-containing gas into the processing chamber, activating the chlorine-containing gas with the activated excitation gas flowing from the buffer chamber into the processing chamber;
The activated chlorine-containing gas is brought into contact with the metal member to form a metal chloride, and the metal chloride is deposited on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate.

また好ましくは、
前記コントローラは、
前記シリコン含有ガスを前記処理室内に供給して前記基板表面に吸着させる工程と、
前記励起用ガスを前記バッファ室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する工程と、
を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う。 Also preferably,
The controller is
Supplying the silicon-containing gas into the processing chamber and adsorbing it on the substrate surface;
Supplying the excitation gas into the buffer chamber, and supplying power to the plasma electrode to generate plasma in the buffer chamber to activate the excitation gas,
Supplying the chlorine-containing gas into the processing chamber, activating the chlorine-containing gas with the activated excitation gas flowing from the buffer chamber into the processing chamber;
Contacting the activated chlorine-containing gas with the metal member to form a metal chloride, depositing the metal chloride on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate;
This cycle is performed a predetermined number of times.

本発明の他の態様は、
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室に連通するバッファ室内に励起用ガスを供給すると共に、前記バッファ室内に設けられたプラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させ塩素含有ガスを前記処理室内に設けられた金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する成膜工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法である。 Another aspect of the present invention is:
Carrying a substrate into the processing chamber;
The excitation gas is supplied into the buffer chamber communicating with the processing chamber, and the excitation gas is activated by supplying power to the plasma electrode provided in the buffer chamber to generate plasma in the buffer chamber. ,
Supplying a chlorine-containing gas into the processing chamber, activating the chlorine-containing gas with the activated excitation gas flowing from the buffer chamber into the processing chamber;
The activated chlorine-containing gas is brought into contact with a metal member provided in the processing chamber to generate metal chloride, and the metal chloride is deposited on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate. A film forming process;
And a step of unloading the substrate from the processing chamber.

好ましくは、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板表面に吸着させるシリコン含有ガス供給工程を有する。 Preferably,
A silicon-containing gas supply step of supplying a silicon-containing gas into the processing chamber and adsorbing the silicon-containing gas on the substrate surface;

また好ましくは、
前記シリコン含有ガス供給工程と前記成膜工程とを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う。 Also preferably,
The silicon-containing gas supply step and the film forming step are set as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times.

本発明の更に他の態様は、
基板が搬入される処理室と、
前記処理室内に塩素含有ガスを供給するガス供給手段と、
電力が供給されて前記処理室内にプラズマを生成するプラズマ電極と、
前記処理室内に設けられた金属部材と、
前記ガス供給手段によるガス供給及び前記プラズマ電極への電力供給を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記処理室内にプラズマを生成することで前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する
基板処理装置である。 Still another aspect of the present invention provides:
A processing chamber into which the substrate is loaded; and
Gas supply means for supplying a chlorine-containing gas into the processing chamber;
A plasma electrode which is supplied with electric power and generates plasma in the processing chamber;
A metal member provided in the processing chamber;
A controller for controlling the gas supply by the gas supply means and the power supply to the plasma electrode,
The controller is
Supplying the chlorine-containing gas into the processing chamber, supplying electric power to the plasma electrode to generate plasma in the processing chamber to activate the chlorine-containing gas,
In the substrate processing apparatus, the activated chlorine-containing gas is brought into contact with the metal member to form a metal chloride, and the metal chloride is deposited on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate. .

好ましくは、
前記ガス供給手段は、前記処理室内に更にシリコン含有ガスを供給するように構成されており、
前記コントローラは、
前記シリコン含有ガスを前記処理室内に供給して前記基板表面に吸着させ、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記処理室内にプラズマを生成することで前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する。 Preferably,
The gas supply means is configured to further supply a silicon-containing gas into the processing chamber,
The controller is
Supplying the silicon-containing gas into the processing chamber and adsorbing it on the substrate surface;
Supplying the chlorine-containing gas into the processing chamber, supplying electric power to the plasma electrode to generate plasma in the processing chamber to activate the chlorine-containing gas,
The activated chlorine-containing gas is brought into contact with the metal member to form a metal chloride, and the metal chloride is deposited on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate.

また好ましくは、
前記コントローラは、
前記シリコン含有ガスを前記処理室内に供給して前記基板表面に吸着させる工程と、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記処理室内にプラズマを生成することで前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する工程と、
を１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う。 Also preferably,
The controller is
Supplying the silicon-containing gas into the processing chamber and adsorbing it on the substrate surface;
Supplying the chlorine-containing gas into the processing chamber, supplying electric power to the plasma electrode to generate plasma in the processing chamber to activate the chlorine-containing gas,
Contacting the activated chlorine-containing gas with the metal member to form a metal chloride, depositing the metal chloride on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate;
This cycle is performed a predetermined number of times.

本発明の更に他の態様は、
基板を処理室内に搬入する工程と、
塩素含有ガスを前記処理室内に供給すると共に、プラズマ電極に電力を供給して前記処理室内にプラズマを生成することで前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記処理室内に設けられた金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する成膜工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
半導体装置の製造方法である。 Still another aspect of the present invention provides:
Carrying a substrate into the processing chamber;
Supplying the chlorine-containing gas into the processing chamber, supplying power to the plasma electrode to generate plasma in the processing chamber to activate the chlorine-containing gas,
The activated chlorine-containing gas is brought into contact with a metal member provided in the processing chamber to generate metal chloride, and the metal chloride is deposited on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate. A film forming step to perform,
And a step of unloading the substrate from the processing chamber.

好ましくは、
前記処理室内にシリコン含有ガスを供給して前記基板表面に吸着させるシリコン含有ガス供給工程を有する。 Preferably,
A silicon-containing gas supply step of supplying a silicon-containing gas into the processing chamber and adsorbing the silicon-containing gas on the substrate surface;

また好ましくは、
前記シリコン含有ガス供給工程と前記成膜工程とを１サイクルとしてこのサイクルを所定回数行う。 Also preferably,
The silicon-containing gas supply step and the film forming step are set as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times.

基板が搬入される処理室と、
前記処理室に連通する第１バッファ室と、
前記処理室に連通する第２バッファ室と、
前記第１バッファ室内に塩素含有ガス及び第１励起用ガスを供給し、前記第２バッファ室内に還元性ガス及び第２励起用ガスを供給するガス供給手段と、
前記第１バッファ室内に設けられ、金属露出面を備え、電力が供給されて前記第１バッ
ファ室内にプラズマを生成する第１プラズマ電極と、
前記第２バッファ室内に設けられ、電力が供給されて前記第２バッファ室内にプラズマを生成する第２プラズマ電極と、
前記ガス供給手段によるガス供給、前記第１プラズマ電極及び第２プラズマ電極への電力供給を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記第１バッファ室内に塩素含有ガス及び前記第１励起用ガスを供給し、前記第１プラズマ電極に電力を供給して前記第１バッファ室内にプラズマを生成して前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化した塩素含有ガスを前記第１プラズマ電極の前記金属露出面に接触させて金属塩化物を生成させ、
前記第１バッファ室内から前記処理室内に流れた前記金属塩化物を前記基板上に堆積させ、
前記第２バッファ室内に還元性ガス及び第２励起用ガスを供給し、前記第２プラズマ電極に電力を供給して前記第２バッファ室内にプラズマを生成して前記還元性ガスを活性化させ、
前記第２バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化した還元性ガスを、前記基板上に堆積している前記金属塩化物と反応させ、前記基板上に金属含有薄膜を形成する
基板処理装置である。 A processing chamber into which the substrate is loaded; and
A first buffer chamber communicating with the processing chamber;
A second buffer chamber communicating with the processing chamber;
Gas supply means for supplying a chlorine-containing gas and a first excitation gas into the first buffer chamber, and supplying a reducing gas and a second excitation gas into the second buffer chamber;
A first plasma electrode provided in the first buffer chamber, provided with a metal exposed surface, and supplied with electric power to generate plasma in the first buffer chamber;
A second plasma electrode provided in the second buffer chamber and supplied with electric power to generate plasma in the second buffer chamber;
A controller for controlling gas supply by the gas supply means and power supply to the first plasma electrode and the second plasma electrode,
The controller is
A chlorine-containing gas and the first excitation gas are supplied into the first buffer chamber, and power is supplied to the first plasma electrode to generate plasma in the first buffer chamber to activate the chlorine-containing gas. ,
Contacting the activated chlorine-containing gas with the exposed metal surface of the first plasma electrode to form a metal chloride;
Depositing the metal chloride that has flowed from the first buffer chamber into the processing chamber on the substrate;
Supplying a reducing gas and a second excitation gas into the second buffer chamber, supplying power to the second plasma electrode to generate plasma in the second buffer chamber to activate the reducing gas;
A substrate processing apparatus for reacting the activated reducing gas flowing from the second buffer chamber into the processing chamber with the metal chloride deposited on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate. It is.

本発明の更に他の態様は、
基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室に連通する第１バッファ室内に塩素含有ガス及び第１励起用ガスを供給し、前記第１バッファ室内に設けられ金属露出面を備える第１プラズマ電極に電力を供給して前記第１バッファ室内にプラズマを生成して前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化した塩素含有ガスを前記第１プラズマ電極の前記金属露出面に接触させて金属塩化物を生成させ、
前記第１バッファ室内から前記処理室内に流れた前記金属塩化物を前記基板上に堆積させ、
前記処理室に連通する第２バッファ室内に還元性ガス及び第２励起用ガスを供給し、第２バッファ室内に設けられた第２プラズマ電極に電力を供給して前記第２バッファ室内にプラズマを生成して前記還元性ガスを活性化させ、
前記第２バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化した還元性ガスを、前記基板上に堆積している前記金属塩化物と反応させ、前記基板上に金属含有薄膜を形成する工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Still another aspect of the present invention provides:
Carrying a substrate into the processing chamber;
A chlorine-containing gas and a first excitation gas are supplied into a first buffer chamber communicating with the processing chamber, and electric power is supplied to a first plasma electrode provided in the first buffer chamber and having a metal exposed surface. Plasma is generated in the buffer chamber to activate the chlorine-containing gas,
Contacting the activated chlorine-containing gas with the exposed metal surface of the first plasma electrode to form a metal chloride;
Depositing the metal chloride that has flowed from the first buffer chamber into the processing chamber on the substrate;
A reducing gas and a second excitation gas are supplied into a second buffer chamber communicating with the processing chamber, and power is supplied to a second plasma electrode provided in the second buffer chamber to generate plasma in the second buffer chamber. Producing and activating the reducing gas,
Reacting the activated reducing gas flowing from the second buffer chamber into the processing chamber with the metal chloride deposited on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate;
And a step of unloading the substrate from the processing chamber.

１０１ 基板処理装置
２００ ウエハ（基板）
２０１ 処理室
２８０ コントローラ
３２０ バッファ室
３２０ａ 第１バッファ室
３２０ｂ 第２バッファ室
３３０ プラズマ電極
３３０ａ プラズマ電極
３３０ｂ プラズマ電極
４３１ａ プラズマ電極 101 substrate processing apparatus 200 wafer (substrate)
201 processing chamber 280 controller 320 buffer chamber 320a first buffer chamber 320b second buffer chamber 330 plasma electrode 330a plasma electrode 330b plasma electrode 431a plasma electrode

Claims (2)

基板が搬入される処理室と、
前記処理室に連通するバッファ室と、
前記処理室内に塩素含有ガスを供給し、前記バッファ室内に励起用ガスを供給するガス供給手段と、
前記バッファ室内に設けられ、電力が供給されて前記バッファ室内にプラズマを生成するプラズマ電極と、
前記処理室内に設けられた金属部材と、
前記ガス供給手段によるガス供給及び前記プラズマ電極への電力供給を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記励起用ガスを前記バッファ室内に供給すると共に、前記プラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
前記塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させた塩素含有ガスを前記金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する
ことを特徴とする基板処理装置。 A processing chamber into which the substrate is loaded; and
A buffer chamber communicating with the processing chamber;
A gas supply means for supplying a chlorine-containing gas into the processing chamber and supplying an excitation gas into the buffer chamber;
A plasma electrode provided in the buffer chamber and supplied with electric power to generate plasma in the buffer chamber;
A metal member provided in the processing chamber;
A controller for controlling the gas supply by the gas supply means and the power supply to the plasma electrode,
The controller is
Supplying the excitation gas into the buffer chamber, and supplying power to the plasma electrode to generate plasma in the buffer chamber to activate the excitation gas,
Supplying the chlorine-containing gas into the processing chamber, activating the chlorine-containing gas with the activated excitation gas flowing from the buffer chamber into the processing chamber;
The activated chlorine-containing gas is brought into contact with the metal member to form a metal chloride, and the metal chloride is deposited on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate. Substrate processing equipment. 基板を処理室内に搬入する工程と、
前記処理室に連通するバッファ室内に励起用ガスを供給すると共に、前記バッファ室内に設けられたプラズマ電極に電力を供給して前記バッファ室内にプラズマを生成することで前記励起用ガスを活性化させ、
塩素含有ガスを前記処理室内に供給し、前記バッファ室内から前記処理室内に流れた前記活性化させた励起用ガスにより前記塩素含有ガスを活性化させ、
前記活性化させ塩素含有ガスを前記処理室内に設けられた金属部材に接触させて金属塩化物を生成させ、前記金属塩化物を前記基板上に堆積させて前記基板上に金属含有薄膜を形成する成膜工程と、
前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Carrying a substrate into the processing chamber;
The excitation gas is supplied into the buffer chamber communicating with the processing chamber, and the excitation gas is activated by supplying power to the plasma electrode provided in the buffer chamber to generate plasma in the buffer chamber. ,
Supplying a chlorine-containing gas into the processing chamber, activating the chlorine-containing gas with the activated excitation gas flowing from the buffer chamber into the processing chamber;
The activated chlorine-containing gas is brought into contact with a metal member provided in the processing chamber to generate metal chloride, and the metal chloride is deposited on the substrate to form a metal-containing thin film on the substrate. A film forming process;
And a step of unloading the substrate from the processing chamber.
JP2009141837A 2009-06-15 2009-06-15 Substrate treatment device and method for producing semiconductor device Pending JP2010285670A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009141837A JP2010285670A (en) 2009-06-15 2009-06-15 Substrate treatment device and method for producing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009141837A JP2010285670A (en) 2009-06-15 2009-06-15 Substrate treatment device and method for producing semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010285670A true JP2010285670A (en) 2010-12-24

Family

ID=43541590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009141837A Pending JP2010285670A (en) 2009-06-15 2009-06-15 Substrate treatment device and method for producing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010285670A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6270575B2 (en) Reaction tube, substrate processing apparatus, and semiconductor device manufacturing method
JP5247528B2 (en) Substrate processing apparatus, semiconductor device manufacturing method, substrate processing method, and gas introducing means
JP5774822B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus
TWI428986B (en) Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus
CN106098591B (en) The manufacturing method of substrate processing device and semiconductor devices
JP5222652B2 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP5916909B1 (en) Substrate processing apparatus, gas rectifier, semiconductor device manufacturing method and program
JP5902073B2 (en) Semiconductor device manufacturing method, substrate processing method, and substrate processing apparatus
JP4361932B2 (en) Substrate processing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP5787488B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus
JP2013012719A (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP5524785B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus
JP2014067796A5 (en)
JP2008303452A (en) Substrate treatment device
JP5888820B2 (en) Substrate processing apparatus, cleaning method, and semiconductor device manufacturing method
JP2009263764A (en) Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP2011061007A (en) Method of manufacturing semiconductor device and substrate-processing apparatus
JP5546654B2 (en) Substrate processing apparatus, semiconductor manufacturing method, substrate processing method, and foreign matter removal method
WO2020175314A1 (en) Method for producing semiconductor device, substrate processing apparatus, and program
TWI578384B (en) A semiconductor device manufacturing method, a substrate processing method, and a substrate processing apparatus
JP2009123950A (en) Substrate treating device
JP5457287B2 (en) Substrate processing apparatus, substrate processing method, and semiconductor device manufacturing method
JP2009272367A (en) Wafer processing device
JP2012049349A (en) Substrate processing apparatus
JP2012138530A (en) Substrate manufacturing method, semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus