JP2012064857A - Semiconductor device manufacturing method and substrate processing apparatus - Google Patents

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有人 小川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress moisture absorption of a high dielectric constant insulator film and increase reliability.SOLUTION: The invention includes: a process to import a substrate into a processing container; a process in the processing container to form a high dielectric constant insulator film on the substrate; a process in the processing container to form on the high dielectric constant insulator film a low hygroscopicity insulator film that is less hygroscopic than the high dielectric constant insulator film; and a process to export the substrate from the processing container after the low hygroscopicity insulator film is formed.

Description

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

ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の高集積化及び高性能化に伴い、ゲート絶縁膜への高誘電率絶縁膜の採用が検討されている。また、ＤＲＡＭのキャパシタにおいては、ＺｒＯ２膜やＨｆＯ２膜等の高誘電率絶縁膜が使用されている。 With the high integration and high performance of MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors), adoption of high dielectric constant insulating films as gate insulating films is being studied. Further, in a DRAM capacitor, a high dielectric constant insulating film such as a ZrO 2 film or an HfO 2 film is used.

ＺｒＯ２膜やＨｆＯ２膜には吸湿性があることが知られている（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８８． ２０１９０１（２００６）参照）。高誘電率絶縁膜中に取り込まれたＨ２Ｏは、膜中でＭ−ＯＨ（ＭはＺｒやＨｆ）を形成し、ＴＤＤＢ（Ｔｉｍｅ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ：一定電圧を印加し続けた際に絶縁破壊が起こること）の特性を劣化させる等、高誘電率絶縁膜の長期信頼性を低下させることがある。 It is known that the ZrO 2 film and the HfO 2 film have a hygroscopic property (see Applied Physics Letters 88. 201901 (2006)). H 2 O taken into the high dielectric constant insulating film forms M-OH (M is Zr or Hf) in the film, and TDDB (Time Dependent Dielectric Breakdown: dielectric breakdown when a constant voltage is continuously applied) The long-term reliability of the high dielectric constant insulating film may be reduced.

本発明は、高誘電率絶縁膜の吸湿を抑制し、信頼性を向上させることが可能な半導体装置の製造方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a substrate processing apparatus capable of suppressing moisture absorption of a high dielectric constant insulating film and improving reliability.

本発明の一態様によれば、処理容器内に基板を搬入する工程と、前記処理容器内で前記基板上に高誘電率絶縁膜を形成する工程と、前記処理容器内で前記高誘電率絶縁膜上に前記高誘電率絶縁膜よりも吸湿性の低い低吸湿性絶縁膜を形成する工程と、前記処理容器内より前記低吸湿性絶縁膜形成後の前記基板を搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, a step of carrying a substrate into a processing container, a step of forming a high dielectric constant insulating film on the substrate in the processing container, and the high dielectric constant insulation in the processing container. Forming a low hygroscopic insulating film having a lower hygroscopicity than the high dielectric constant insulating film on the film, and unloading the substrate after the formation of the low hygroscopic insulating film from within the processing container. A method for manufacturing a semiconductor device is provided.

本発明の他の態様によれば、基板を収容して処理する処理容器と、前記処理容器内に第１の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給系と、前記処理容器内に前記第１の処理ガスとは異なる第２の処理ガスを供給する第２の処理ガス供給系と、前記処理容器内を排気する排気系と、基板を収容した前記処理容器内に前記第１の処理ガスを供給し排気して、前記基板上に高誘電率絶縁膜を形成する処理を行い、その後、前記処理容器内に前記第２の処理ガスを供給し排気して、前記高誘電率絶縁膜上に前記高誘電率絶縁膜よりも吸湿性の低い低吸湿性絶縁膜を形成する処理を行うように、前記第１の処理ガス供給系、前記第２の処理ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a processing container that accommodates and processes a substrate, a first processing gas supply system that supplies a first processing gas into the processing container, and the first processing gas in the processing container. A second processing gas supply system for supplying a second processing gas different from the first processing gas; an exhaust system for exhausting the processing container; and the first processing gas in the processing container containing a substrate. Is supplied and evacuated to perform a process of forming a high dielectric constant insulating film on the substrate, and then the second processing gas is supplied and exhausted into the processing container to form the high dielectric constant insulating film on the high dielectric constant insulating film. The first process gas supply system, the second process gas supply system, and the exhaust system are controlled so as to perform a process of forming a low hygroscopic insulating film having a lower hygroscopic property than the high dielectric constant insulating film. A substrate processing apparatus is provided.

本発明に係る半導体装置の製造方法及び基板処理装置によれば、高誘電率絶縁膜の吸湿を抑制し、信頼性を向上させることが可能となる。   According to the semiconductor device manufacturing method and the substrate processing apparatus of the present invention, it is possible to suppress moisture absorption of the high dielectric constant insulating film and improve reliability.

本発明の一実施形態に係るクラスタ装置の第１処理ユニット（高誘電率絶縁膜形成ユニット）におけるガス供給系及び排気系の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the gas supply system and exhaust system in the 1st processing unit (high dielectric constant insulating film formation unit) of the cluster apparatus concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る成膜工程のフロー図である。It is a flowchart of the film-forming process which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るクラスタ装置の第１処理ユニット（高誘電率絶縁膜形成ユニット）のウェハ処理時における断面構成図である。It is a section lineblock diagram at the time of wafer processing of the 1st processing unit (high dielectric constant insulating film formation unit) of the cluster device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るクラスタ装置の第１処理ユニット（高誘電率絶縁膜形成ユニット）のウェハ搬送時における断面構成図である。It is a section lineblock diagram at the time of wafer conveyance of the 1st processing unit (high dielectric constant insulating film formation unit) of the cluster device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るクラスタ装置の第２処理ユニット（熱処理ユニット）の断面構成図である。It is a section lineblock diagram of the 2nd processing unit (heat treatment unit) of the cluster device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るクラスタ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the cluster apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる縦型ＡＬＤ装置の縦型処理炉の概略構成図であり、（ａ）は、処理炉部分を縦断面図で示し、（ｂ）は、処理炉部分を（ａ）のＡ−Ａ線断面図で示す。It is a schematic block diagram of the vertical processing furnace of the vertical ALD apparatus concerning other embodiment of this invention, (a) shows a processing furnace part with a longitudinal cross-sectional view, (b) shows a processing furnace part ( It is shown by the AA line sectional view of a). （ａ）は本発明の実施例１に係る評価サンプルの作成フロー図であり、（ｂ）は実施例１に係る評価サンプルの積層構造を示す断面図である。(A) is a creation flowchart of the evaluation sample which concerns on Example 1 of this invention, (b) is sectional drawing which shows the laminated structure of the evaluation sample which concerns on Example 1. FIG. （ａ）は、本発明の実施例２に係る評価サンプルの作成フロー図であり、（ｂ）は、比較例に係る評価サンプルの作成フロー図である。(A) is a creation flowchart of the evaluation sample which concerns on Example 2 of this invention, (b) is a creation flowchart of the evaluation sample which concerns on a comparative example. 本発明の実施例２及び比較例に係る評価サンプルのＳＩＭＳ分析結果を示すグラフ図であり、（ａ）はＨ濃度を、（ｂ）はＣ濃度を、（ｃ）はＣＨ２濃度を、（ｄ）はＣ２Ｈ４濃度をそれぞれ示している。Is a graph showing SIMS analysis results of the evaluation samples according to Example 2 and Comparative Example of the present invention, the (a) is H concentration, (b) the C concentration, (c) is CH 2 concentration, ( d) shows the C 2 H 4 concentration, respectively.

＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。 <One Embodiment of the Present Invention>
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（１）基板処理装置の構成
まず、本発明の一実施形態に係る基板処理装置について説明する。 (1) Configuration of Substrate Processing Apparatus First, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

本実施形態に係る基板処理システムとしての基板処理装置は、図６に示されているようにクラスタ装置として構成されている。なお、本実施形態に係るクラスタ装置においては、ウェハ２を搬送するウェハ搬送用キャリア（基板収納容器）としては、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ 以下、ポッドという）１が使用されている。   The substrate processing apparatus as the substrate processing system according to the present embodiment is configured as a cluster apparatus as shown in FIG. In the cluster apparatus according to this embodiment, a FOUP (Front Opening Unified Pod) 1 is used as a wafer transfer carrier (substrate storage container) for transferring the wafer 2.

＜クラスタ装置＞
図６に示されているように、クラスタ装置１０は、大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得る構造に構成されたトランスファモジュール（搬送室）としての第１ウェハ移載室（以下、負圧移載室という）１１を備えている。負圧移載室１１の筐体（以下、負圧移載室筐体という）１２は、平面視が七角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。負圧移載室筐体１２は、搬送容器（密閉容器）として構成されている。負圧移載室１１の中央部には、負圧下においてウェハ２を移載する搬送ロボットとしてのウェハ移載機（以下、負圧移載機という）１３が設置されている。 <Cluster device>
As shown in FIG. 6, the cluster apparatus 10 includes a first wafer transfer chamber (hereinafter referred to as a negative transfer chamber) as a transfer module (transfer chamber) configured to withstand a pressure (negative pressure) less than atmospheric pressure. 11) (referred to as a pressure transfer chamber). A casing (hereinafter referred to as a negative pressure transfer chamber casing) 12 of the negative pressure transfer chamber 11 is formed in a box shape with a heptagonal shape in plan view and closed at both upper and lower ends. The negative pressure transfer chamber housing 12 is configured as a transfer container (sealed container). At the center of the negative pressure transfer chamber 11, a wafer transfer machine (hereinafter referred to as a negative pressure transfer machine) 13 as a transfer robot for transferring the wafer 2 under a negative pressure is installed.

負圧移載室筐体１２の７枚の側壁のうち最も大きい側壁（正面壁）には、ロードロックモジュール（ロードロック室）としての搬入用予備室（以下、搬入室という）１４と搬出用予備室（以下、搬出室という）１５とがそれぞれ隣接して連結されている。搬入室１４の筐体と搬出室１５の筐体とは、それぞれ平面視が略菱形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されているとともに、負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。   The largest side wall (front wall) of the seven side walls of the negative pressure transfer chamber housing 12 has a carry-in spare chamber (hereinafter referred to as a load-in chamber) 14 as a load lock module (load lock chamber) and a carry-out chamber. A spare room (hereinafter referred to as a carry-out room) 15 is connected adjacently. The housing of the carry-in chamber 14 and the housing of the carry-out chamber 15 are each formed in a box shape with a substantially rhombus in plan view and closed at both upper and lower ends, and are configured in a load lock chamber structure that can withstand negative pressure. Yes.

搬入室１４および搬出室１５の負圧移載室１１と反対側には、大気圧以上の圧力（以下、正圧という）を維持可能な構造に構成されたフロントエンドモジュールとしての第２ウェハ移載室（以下、正圧移載室という）１６が隣接して連結されている。正圧移載室１６の筐体は、平面視が横長の長方形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。搬入室１４と正圧移載室１６との境にはゲートバルブ１７Ａが設置されており、搬入室１４と負
圧移載室１１との間にはゲートバルブ１７Ｂが設置されている。搬出室１５と正圧移載室１６との境にはゲートバルブ１８Ａが設置されており、搬出室１５と負圧移載室１１との間にはゲートバルブ１８Ｂが設置されている。正圧移載室１６には、正圧下でウェハ２を移載する搬送ロボットとしての第２ウェハ移載機（以下、正圧移載機という）１９が設置されている。正圧移載機１９は、正圧移載室１６に設置されたエレベータによって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータによって左右方向に往復移動されるように構成されている。正圧移載室１６の左側端部には、ノッチ合わせ装置２０が設置されている。 On the opposite side of the carry-in chamber 14 and the carry-out chamber 15 from the negative pressure transfer chamber 11, the second wafer transfer as a front end module configured to maintain a pressure higher than atmospheric pressure (hereinafter referred to as positive pressure). A loading chamber (hereinafter referred to as a positive pressure transfer chamber) 16 is connected adjacently. The casing of the positive pressure transfer chamber 16 is formed in a box shape in which the plan view is a horizontally long rectangle and the upper and lower ends are closed. A gate valve 17A is installed at the boundary between the carry-in chamber 14 and the positive pressure transfer chamber 16, and a gate valve 17B is installed between the carry-in chamber 14 and the negative pressure transfer chamber 11. A gate valve 18 </ b> A is installed at the boundary between the carry-out chamber 15 and the positive pressure transfer chamber 16, and a gate valve 18 </ b> B is installed between the carry-out chamber 15 and the negative pressure transfer chamber 11. The positive pressure transfer chamber 16 is provided with a second wafer transfer machine (hereinafter referred to as a positive pressure transfer machine) 19 as a transfer robot for transferring the wafer 2 under positive pressure. The positive pressure transfer machine 19 is configured to be moved up and down by an elevator installed in the positive pressure transfer chamber 16, and is configured to be reciprocated in the left-right direction by a linear actuator. A notch aligning device 20 is installed at the left end of the positive pressure transfer chamber 16.

正圧移載室１６の正面壁には三つのウェハ搬入搬出口２１，２２，２３が、隣合わせに並べられて開設されている。これらのウェハ搬入搬出口２１，２２，２３は、ウェハ２を正圧移載室１６に対して搬入搬出し得るように構成されている。これらのウェハ搬入搬出口２１，２２，２３には、ポッドオープナ２４がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ２４は、ポッド１を載置する載置台２５と、載置台２５上に載置されたポッド１のキャップを着脱するキャップ着脱機構２６と、を備えており、載置台２５上に載置されたポッド１のキャップをキャップ着脱機構２６によって着脱することにより、ポッド１のウェハ出し入れ口を開閉するようになっている。ポッドオープナ２４の載置台２５に対しては、ポッド１が、工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって供給および排出されるようになっている。   Three wafer loading / unloading ports 21, 22, and 23 are opened side by side on the front wall of the positive pressure transfer chamber 16. These wafer loading / unloading ports 21, 22, and 23 are configured so that the wafer 2 can be loaded into and unloaded from the positive pressure transfer chamber 16. Pod openers 24 are respectively installed at the wafer loading / unloading ports 21, 22 and 23. The pod opener 24 includes a mounting table 25 on which the pod 1 is mounted, and a cap attaching / detaching mechanism 26 that attaches / detaches the cap of the pod 1 mounted on the mounting table 25, and is mounted on the mounting table 25. By removing and attaching the cap of the pod 1 by the cap attaching / detaching mechanism 26, the wafer loading / unloading opening of the pod 1 is opened and closed. The pod 1 is supplied to and discharged from the mounting table 25 of the pod opener 24 by an in-process transfer device (RGV).

図６に示されているように、負圧移載室筐体１２の７枚の側壁のうち正圧移載室１６と反対側に位置する２枚の側壁（背面壁）には、プロセスモジュールとしての第１処理ユニット（高誘電率絶縁膜形成ユニット）３１と第２処理ユニット（熱処理ユニット）３２とがそれぞれ隣接して連結されている。第１処理ユニット３１と負圧移載室１１との間にはゲートバルブ４４が設置されている。第２処理ユニット３２と負圧移載室１１との間にはゲートバルブ１１８が設置されている。また、負圧移載室筐体１２における７枚の側壁のうち正圧移載室１６側の他の２枚の側壁には、クーリングステージとしての第１クーリングユニット３５と第２クーリングユニット３６とがそれぞれ連結されている。第１クーリングユニット３５及び第２クーリングユニット３６は、何れも処理済みのウェハ２を冷却する冷却室として構成されている。   As shown in FIG. 6, among the seven side walls of the negative pressure transfer chamber casing 12, two side walls (back walls) located on the opposite side of the positive pressure transfer chamber 16 are provided with a process module. A first processing unit (high dielectric constant insulating film forming unit) 31 and a second processing unit (heat treatment unit) 32 are adjacently connected to each other. A gate valve 44 is installed between the first processing unit 31 and the negative pressure transfer chamber 11. A gate valve 118 is installed between the second processing unit 32 and the negative pressure transfer chamber 11. Of the seven side walls in the negative pressure transfer chamber housing 12, the other two side walls on the positive pressure transfer chamber 16 side are provided with a first cooling unit 35 and a second cooling unit 36 as cooling stages. Are connected to each other. Both the first cooling unit 35 and the second cooling unit 36 are configured as a cooling chamber for cooling the processed wafer 2.

クラスタ装置１０は、後述する基板処理フローを統括的に制御するメインコントローラ３７を備えている。なお、メインコントローラ３７は、クラスタ装置１０を構成する各部の動作を制御する。   The cluster apparatus 10 includes a main controller 37 that comprehensively controls a substrate processing flow to be described later. The main controller 37 controls the operation of each unit constituting the cluster device 10.

＜第１処理ユニット＞
次に、本実施形態に係るクラスタ装置における第１処理ユニット３１について説明する。第１処理ユニット３１は、高誘電率絶縁膜形成ユニットであり、図３，４に示されているように、枚葉式コールドウォール型の基板処理装置として構成されており、機能的にはＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置（以下、成膜装置という）４０として構成されている。以下、成膜装置４０の構成について、図３，４を参照しながら説明する。図３は、ウェハ処理時における成膜装置４０の断面構成図であり、図４は、ウェハ搬送時における成膜装置４０の断面構成図である。 <First processing unit>
Next, the first processing unit 31 in the cluster apparatus according to the present embodiment will be described. The first processing unit 31 is a high dielectric constant insulating film forming unit, and is configured as a single-wafer cold wall type substrate processing apparatus as shown in FIGS. (Atomic Layer Deposition) apparatus (hereinafter referred to as a film forming apparatus) 40 is configured. Hereinafter, the configuration of the film forming apparatus 40 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of the film forming apparatus 40 during wafer processing, and FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of the film forming apparatus 40 during wafer transfer.

図３，４に示すとおり、成膜装置４０は処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウェハ等のウェハ２を処理する処理室２０１が形成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the film forming apparatus 40 includes a processing container 202. The processing container 202 is configured as a flat sealed container having a circular cross section, for example. Moreover, the processing container 202 is comprised, for example with metal materials, such as aluminum (Al) and stainless steel (SUS). A processing chamber 201 for processing a wafer 2 such as a silicon wafer as a substrate is formed in the processing container 202.

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

処理室２０１の外部には、支持台２０３を昇降させる昇降機構２０７ｂが設けられている。この昇降機構２０７ｂを作動させて支持台２０３を昇降させることにより、サセプタ２１７上に支持されるウェハ２を昇降させることが可能となっている。支持台２０３は、ウェハ２の搬送時には図４で示される位置（ウェハ搬送位置）まで下降し、ウェハ２の処理時には図３で示される位置（ウェハ処理位置）まで上昇する。なお、支持台２０３下端部の周囲は、ベローズ２０３ａにより覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。   Outside the processing chamber 201, an elevating mechanism 207b for elevating the support base 203 is provided. The wafer 2 supported on the susceptor 217 can be moved up and down by operating the lifting mechanism 207 b to raise and lower the support base 203. The support table 203 is lowered to the position shown in FIG. 4 (wafer transfer position) when the wafer 2 is transferred, and is raised to the position shown in FIG. 3 (wafer processing position) when the wafer 2 is processed. The periphery of the lower end portion of the support base 203 is covered with a bellows 203a, and the inside of the processing chamber 201 is kept airtight.

また、処理室２０１の底面（床面）には、例えば３本のリフトピン２０８ｂが鉛直方向に立ち上がるように設けられている。また、支持台２０３（サセプタ２１７も含む）には、かかるリフトピン２０８ｂを貫通させるための貫通孔２０８ａが、リフトピン２０８ｂに対応する位置にそれぞれ設けられている。そして、支持台２０３をウェハ搬送位置まで下降させた時には、図４に示すように、リフトピン２０８ｂの上端部がサセプタ２１７の上面から突出して、リフトピン２０８ｂがウェハ２を下方から支持するようになっている。また、支持台２０３をウェハ処理位置まで上昇させたときには、図３に示すようにリフトピン２０８ｂはサセプタ２１７の上面から埋没して、サセプタ２１７がウェハ２を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０８ｂは、ウェハ２と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。   In addition, on the bottom surface (floor surface) of the processing chamber 201, for example, three lift pins 208b are provided so as to rise in the vertical direction. Further, the support base 203 (including the susceptor 217) is provided with through holes 208a through which the lift pins 208b pass, at positions corresponding to the lift pins 208b. When the support table 203 is lowered to the wafer transfer position, as shown in FIG. 4, the upper ends of the lift pins 208b protrude from the upper surface of the susceptor 217, and the lift pins 208b support the wafer 2 from below. Yes. When the support base 203 is raised to the wafer processing position, the lift pins 208b are buried from the upper surface of the susceptor 217 as shown in FIG. 3, so that the susceptor 217 supports the wafer 2 from below. In addition, since the lift pins 208b are in direct contact with the wafer 2, it is desirable to form the lift pins 208b with a material such as quartz or alumina.

（ウェハ搬送口）
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面には、処理室２０１の内外にウェハ２を搬送するためのウェハ搬送口２５０が設けられている。ウェハ搬送口２５０にはゲートバルブ４４が設けられており、ゲートバルブ４４を開くことにより、処理室２０１内と負圧移載室１１内とが連通するようになっている。上述したように、負圧移載室１１は負圧移載室筐体１２内に形成されており、負圧移載室１１内には上述の負圧移載機１３が設けられている。負圧移載機１３には、ウェハ２を搬送する際にウェハ２を支持する搬送アーム１３ａが備えられている。支持台２０３をウェハ搬送位置まで下降させた状態で、ゲートバルブ４４を開くことにより、負圧移載機１３により処理室２０１内と負圧移載室１１内との間でウェハ２を搬送することが可能となっている。処理室２０１内に搬送されたウェハ２は、上述したようにリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。 (Wafer transfer port)
On the inner wall side surface of the processing chamber 201 (processing container 202), a wafer transfer port 250 for transferring the wafer 2 into and out of the processing chamber 201 is provided. The wafer transfer port 250 is provided with a gate valve 44. By opening the gate valve 44, the inside of the processing chamber 201 and the inside of the negative pressure transfer chamber 11 are communicated with each other. As described above, the negative pressure transfer chamber 11 is formed in the negative pressure transfer chamber casing 12, and the negative pressure transfer machine 13 is provided in the negative pressure transfer chamber 11. The negative pressure transfer machine 13 includes a transfer arm 13a that supports the wafer 2 when the wafer 2 is transferred. With the support table 203 lowered to the wafer transfer position, the gate valve 44 is opened to transfer the wafer 2 between the processing chamber 201 and the negative pressure transfer chamber 11 by the negative pressure transfer machine 13. It is possible. The wafer 2 transferred into the processing chamber 201 is temporarily placed on the lift pins 208b as described above.

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

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

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

（排気ダクト）
処理室２０１（処理容器２０２）の内壁側面には、段差部２０１ａが設けられている。そして、この段差部２０１ａは、コンダクタンスプレート２０４をウェハ処理位置近傍に保持するように構成されている。コンダクタンスプレート２０４は、内周部にウェハ２を収容する穴が設けられた１枚のドーナツ状（リング状）をした円板として構成されている。コンダクタンスプレート２０４の外周部には、所定間隔を開けて周方向に配列された複数の排出口２０４ａが設けられている。排出口２０４ａは、コンダクタンスプレート２０４の外周部がコンダクタンスプレート２０４の内周部を支えることができるよう、不連続に形成されている。 (Exhaust duct)
A step portion 201a is provided on the side surface of the inner wall of the processing chamber 201 (processing vessel 202). The step portion 201a is configured to hold the conductance plate 204 in the vicinity of the wafer processing position. The conductance plate 204 is configured as a single donut-shaped (ring-shaped) disk in which a hole for accommodating the wafer 2 is provided in the inner periphery. A plurality of discharge ports 204 a arranged in the circumferential direction with a predetermined interval are provided on the outer periphery of the conductance plate 204. The discharge port 204 a is formed discontinuously so that the outer periphery of the conductance plate 204 can support the inner periphery of the conductance plate 204.

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

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

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

続いて、上述したガス導入口２１０に接続されるガス供給系の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る成膜装置４０におけるガス供給系及び排気系の概略構成図である。   Next, the configuration of the gas supply system connected to the gas inlet 210 described above will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas supply system and an exhaust system in a film forming apparatus 40 according to an embodiment of the present invention.

（液体原料供給系）
処理室２０１の外部には、第１液体原料としてのＺｒ（ジルコニウム）を含む有機金属液体原料（以下、Ｚｒ原料ともいう）を供給する第１液体原料供給源２２０ｚと、第２液体原料としてのＨｆ（ハフニウム）を含む有機金属液体原料（以下、Ｈｆ原料ともいう）を供給する第２液体原料供給源２２０ｈと、が設けられている。第１液体原料供給源２２０ｚ、第２液体原料供給源２２０ｈは、内部に液体原料を収容（充填）可能なタンク（密閉容器）としてそれぞれ構成されている。 (Liquid raw material supply system)
Outside the processing chamber 201, a first liquid source supply source 220z that supplies an organometallic liquid source (hereinafter also referred to as a Zr source) containing Zr (zirconium) as a first liquid source, and a second liquid source as a second liquid source And a second liquid source supply source 220h for supplying an organometallic liquid source containing Hf (hafnium) (hereinafter also referred to as Hf source). The first liquid source supply source 220z and the second liquid source supply source 220h are respectively configured as tanks (sealed containers) capable of containing (filling) the liquid source.

第１液体原料供給源２２０ｚ、第２液体原料供給源２２０ｈには、圧送ガス供給管２３７ｚ，２３７ｈがそれぞれ接続されている。圧送ガス供給管２３７ｚ，２３７ｈの上流側端部には、図示しない圧送ガス供給源が接続されている。また、圧送ガス供給管２３７ｚ，２３７ｈの下流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源２２０ｚ、第２液体原料供給源２２０ｈ内の上部に存在する空間に連通しており、この空間内に圧送ガスを供給するようになっている。なお、圧送ガスとしては、液体原料とは反応しないガスを用いることが好ましく、例えばＮ２ガス等の不活性ガスが用いられる。 Pressure gas supply pipes 237z and 237h are connected to the first liquid source supply source 220z and the second liquid source supply source 220h, respectively. A pressure gas supply source (not shown) is connected to upstream ends of the pressure gas supply pipes 237z and 237h. Further, the downstream end portions of the pressurized gas supply pipes 237z and 237h are communicated with spaces in the upper portions of the first liquid source supply source 220z and the second liquid source supply source 220h, respectively. Gas is supplied. As the pressurized gas, it is preferable to use a gas that does not react with the liquid material, for example an inert gas such as N 2 gas is used.

また、第１液体原料供給源２２０ｚ、第２液体原料供給源２２０ｈには、第１液体原料供給管２１１ｚ、第２液体原料供給管２１１ｈがそれぞれ接続されている。ここで、第１液体原料供給管２１１ｚ、第２液体原料供給管２１１ｈの上流側端部は、それぞれ第１液体原料供給源２２０ｚ、第２液体原料供給源２２０ｈ内に収容した液体原料内に浸されている。また、第１液体原料供給管２１１ｚ、第２液体原料供給管２１１ｈの下流側端部は、液体原料を気化させる気化部としての気化器２２９ｚ，２２９ｈにそれぞれ接続されている。なお、第１液体原料供給管２１１ｚ、第２液体原料供給管２１１ｈには、液体原料の液体供給流量を制御する流量制御器としての液体流量コントローラ（ＬＭＦＣ）２２１ｚ，２２１ｈと、液体原料の供給を制御する開閉弁としてのバルブｖｚ１，ｖｈ１と、がそれぞれ設けられている。なお、バルブｖｚ１，ｖｈ１は、それぞれ気化器２２９ｚ，２２９ｈの内部に設けられている。   A first liquid source supply pipe 211z and a second liquid source supply pipe 211h are connected to the first liquid source supply source 220z and the second liquid source supply source 220h, respectively. Here, the upstream end portions of the first liquid source supply pipe 211z and the second liquid source supply pipe 211h are immersed in the liquid source accommodated in the first liquid source supply source 220z and the second liquid source supply source 220h, respectively. Has been. Further, the downstream end portions of the first liquid source supply pipe 211z and the second liquid source supply pipe 211h are connected to vaporizers 229z and 229h as vaporizers for vaporizing the liquid source, respectively. The first liquid source supply pipe 211z and the second liquid source supply pipe 211h are supplied with liquid flow rate controllers (LMFC) 221z and 221h as flow rate controllers for controlling the liquid supply flow rate of the liquid source and supply of the liquid source. Valves vz1 and vh1 are provided as open / close valves to be controlled. The valves vz1 and vh1 are provided inside the vaporizers 229z and 229h, respectively.

上記構成により、バルブｖｚ１，ｖｈ１を開くとともに、圧送ガス供給管２３７ｚ，２３７ｈから圧送ガスを供給することにより、第１液体原料供給源２２０ｚ、第２液体原料供給源２２０ｈから気化器２２９ｚ，２２９ｈへ液体原料を圧送（供給）することが可能となる。主に、第１液体原料供給源２２０ｚ、圧送ガス供給管２３７ｚ、第１液体原料供給管２１１ｚ、液体流量コントローラ２２１ｚ、バルブｖｚ１により第１液体原料供給系（第１液体原料供給ライン）が構成され、主に、第２液体原料供給源２２０ｈ、圧送ガス供給管２３７ｈ、第２液体原料供給管２１１ｈ、液体流量コントローラ２２１ｈ、バルブ
ｖｈ１により第２液体原料供給系（第２液体原料供給ライン）が構成される。 With the above configuration, the valves vz1 and vh1 are opened and the pressurized gas is supplied from the pressurized gas supply pipes 237z and 237h, so that the vaporizers 229z and 229h are supplied from the first liquid source supply source 220z and the second liquid source supply source 220h. The liquid raw material can be pumped (supplied). A first liquid source supply system (first liquid source supply line) is mainly configured by the first liquid source supply source 220z, the pressurized gas supply tube 237z, the first liquid source supply tube 211z, the liquid flow rate controller 221z, and the valve vz1. The second liquid source supply system (second liquid source supply line) is mainly configured by the second liquid source supply source 220h, the pressure gas supply pipe 237h, the second liquid source supply pipe 211h, the liquid flow rate controller 221h, and the valve vh1. Is done.

（気化部）
液体原料を気化する気化部としての気化器２２９ｚ，２２９ｈは、液体原料をヒータ２３ｚ，２３ｈで加熱して気化させて原料ガスを発生させる気化室２０ｚ，２０ｈと、この気化室２０ｚ，２０ｈ内へ液体原料を吐出するまでの流路である液体原料流路２１ｚ，２１ｈと、液体原料の気化室２０ｚ，２０ｈ内への供給を制御する上述のバルブｖｚ１，ｖｈ１と、気化室２０ｚ，２０ｈにて発生させた原料ガスを後述する第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈへ供給するアウトレットとしての原料ガス供給口２２ｚ，２２ｈと、をそれぞれ有している。上述の第１液体原料供給管２１１ｚ、第２液体原料供給管２１１ｈの下流側端部は、それぞれバルブｖｚ１，ｖｈ１を介して液体原料流路２１ｚ，２１ｈの上流側端部に接続されている。液体原料流路２１ｚ，２１ｈには、それぞれキャリアガス供給管２４ｚ，２４ｈの下流側端部が接続されており、液体原料流路２１ｚ，２１ｈを介して気化室２０ｚ，２０ｈ内にキャリアガスを供給するように構成されている。キャリアガス供給管２４ｚ，２４ｈの上流側端部には、キャリアガスとしてのＮ２ガスを供給するためのＮ２ガス供給源２３０ｃが接続されている。キャリアガス供給管２４ｚ，２４ｈには、Ｎ２ガスの供給流量を制御する流量制御器としての流量コントローラ（ＭＦＣ）２２５ｚ，２２５ｈと、Ｎ２ガスの供給を制御するバルブｖｚ２，ｖｈ２とが、それぞれ設けられている。主に、Ｎ２ガス供給源２３０ｃ、キャリアガス供給管２４ｚ，２４ｈ、流量コントローラ２２５ｚ，２２５ｈ、バルブｖｚ２，ｖｈ２によりキャリアガス供給系（キャリアガス供給ライン）が構成される。なお、気化器２２９ｚ，２２９ｈはそれぞれ第１気化部、第２気化部として構成されている。 (Vaporization Department)
Vaporizers 229z and 229h serving as vaporization units for vaporizing the liquid raw material are vaporized chambers 20z and 20h for generating a raw material gas by heating the liquid raw material with heaters 23z and 23h, and into the vaporizing chambers 20z and 20h. In the liquid material flow paths 21z and 21h, which are flow paths until the liquid material is discharged, the above-described valves vz1 and vh1 for controlling the supply of the liquid raw material into the vaporization chambers 20z and 20h, and the vaporization chambers 20z and 20h There are source gas supply ports 22z and 22h as outlets for supplying the generated source gas to a first source gas supply pipe 213z and a second source gas supply pipe 213h, which will be described later. The downstream end portions of the first liquid source supply pipe 211z and the second liquid source supply pipe 211h are connected to the upstream end portions of the liquid source flow paths 21z and 21h via valves vz1 and vh1, respectively. The downstream ends of the carrier gas supply pipes 24z and 24h are connected to the liquid source channels 21z and 21h, respectively, and the carrier gas is supplied into the vaporization chambers 20z and 20h via the liquid source channels 21z and 21h. Is configured to do. An N 2 gas supply source 230c for supplying N 2 gas as a carrier gas is connected to upstream ends of the carrier gas supply pipes 24z and 24h. Carrier gas supply pipe 24z, the 24h, flow controller (MFC) 225z as a flow rate controller for controlling the supply flow rate of N 2 gas, and 225h, and the valve Vz2, vh2 for controlling the supply of N 2 gas, respectively Is provided. A carrier gas supply system (carrier gas supply line) is mainly configured by the N 2 gas supply source 230c, carrier gas supply pipes 24z and 24h, flow rate controllers 225z and 225h, and valves vz2 and vh2. The vaporizers 229z and 229h are configured as a first vaporizer and a second vaporizer, respectively.

（原料ガス供給系）
上記の気化器２２９ｚ，２２９ｈの原料ガス供給口２２ｚ，２２ｈには、処理室２０１内に原料ガスを供給する第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈの上流側端部がそれぞれ接続されている。第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈの下流側端部は、合流するように一本化して原料ガス供給管２１３となり、原料ガス供給管２１３はガス導入口２１０に接続されている。第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈには、処理室２０１内への原料ガスの供給を制御するバルブｖｚ３，ｖｈ３がそれぞれ設けられている。 (Raw gas supply system)
The upstream side ends of the first source gas supply pipe 213z and the second source gas supply pipe 213h that supply the source gas into the processing chamber 201 are respectively connected to the source gas supply ports 22z and 22h of the vaporizers 229z and 229h. It is connected. The downstream end portions of the first source gas supply pipe 213z and the second source gas supply pipe 213h are unified so as to merge to form the source gas supply pipe 213, and the source gas supply pipe 213 is connected to the gas inlet 210. ing. The first source gas supply pipe 213z and the second source gas supply pipe 213h are provided with valves vz3 and vh3 for controlling the supply of the source gas into the processing chamber 201, respectively.

上記構成により、気化器２２９ｚ，２２９ｈにて液体原料を気化させて原料ガスを発生させるとともに、バルブｖｚ３，ｖｈ３を開くことにより、第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈから原料ガス供給管２１３を介して処理室２０１内へと原料ガスを供給することが可能となる。主に、第１原料ガス供給管２１３ｚ、バルブｖｚ３により、第１原料ガス供給系（第１原料ガス供給ライン）が構成され、主に、第２原料ガス供給管２１３ｈ、バルブｖｈ３により、第２原料ガス供給系（第２原料ガス供給ライン）が構成される。また、第１液体原料供給系、第１気化部、第１原料ガス供給系により第１原料供給系（ジルコニウム原料供給系）が構成され、第２液体原料供給系、第２気化部、第２原料ガス供給系により第２原料供給系（ハフニウム原料供給系）が構成される。   With the above configuration, the raw material gas is generated by vaporizing the liquid raw material in the vaporizers 229z and 229h, and the raw material is supplied from the first raw material gas supply pipe 213z and the second raw material gas supply pipe 213h by opening the valves vz3 and vh3. The source gas can be supplied into the processing chamber 201 through the gas supply pipe 213. The first source gas supply system (first source gas supply line) is mainly configured by the first source gas supply pipe 213z and the valve vz3, and the second source gas supply pipe 213h and the valve vh3 are mainly used for the second source gas supply system. A source gas supply system (second source gas supply line) is configured. The first liquid source supply system, the first vaporization unit, and the first source gas supply system constitute a first source supply system (zirconium source supply system), and the second liquid source supply system, the second vaporization unit, and the second source The source gas supply system constitutes a second source supply system (hafnium source supply system).

（酸化源供給系）
また、処理室２０１の外部には、酸化源（酸化剤）としてのオゾンガス（Ｏ３）のもととなる酸素ガス（Ｏ２）を供給するＯ２ガス供給源２３０ｏが設けられている。Ｏ２ガス供給源２３０ｏには、Ｏ２ガス供給管２１１ｏの上流側端部が接続されている。Ｏ２ガス供給管２１１ｏの下流側端部には、プラズマによりＯ２ガスから酸化源としてのＯ３ガスを生成させるオゾナイザ２２９ｏが接続されている。なお、Ｏ２ガス供給管２１１ｏには、Ｏ２ガスの供給流量を制御する流量制御器としての流量コントローラ２２１ｏが設けられている。 (Oxidation source supply system)
In addition, an O 2 gas supply source 230 o that supplies oxygen gas (O 2 ) that is a source of ozone gas (O 3 ) as an oxidation source (oxidant) is provided outside the processing chamber 201. The upstream end of the O 2 gas supply pipe 211o is connected to the O 2 gas supply source 230o. An ozonizer 229o that generates O 3 gas as an oxidation source from O 2 gas by plasma is connected to the downstream end of the O 2 gas supply pipe 211o. The O 2 gas supply pipe 211o is provided with a flow rate controller 221o as a flow rate controller for controlling the supply flow rate of the O 2 gas.

オゾナイザ２２９ｏのアウトレット２２ｏには、Ｏ３ガス供給管２１３ｏの上流側端部が接続されている。また、Ｏ３ガス供給管２１３ｏの下流側端部は、原料ガス供給管２１３に接続されている。すなわち、Ｏ３ガス供給管２１３ｏは、Ｏ３ガスを処理室２０１内に供給するように構成されている。なお、Ｏ３ガス供給管２１３ｏには、処理室２０１内へのＯ３ガスの供給を制御するバルブｖｏ３が設けられている。 The upstream end of the O 3 gas supply pipe 213o is connected to the outlet 22o of the ozonizer 229o. The downstream end of the O 3 gas supply pipe 213o is connected to the source gas supply pipe 213. That is, the O 3 gas supply pipe 213o is configured to supply O 3 gas into the processing chamber 201. The O 3 gas supply pipe 213o is provided with a valve vo3 that controls the supply of O 3 gas into the processing chamber 201.

なお、Ｏ２ガス供給管２１１ｏの流量コントローラ２２１ｏよりも上流側には、Ｏ２ガス供給管２１２ｏの上流側端部が接続されている。また、Ｏ２ガス供給管２１２ｏの下流側端部は、Ｏ３ガス供給管２１３ｏのバルブｖｏ３よりも上流側に接続されている。なお、Ｏ２ガス供給管２１２ｏには、Ｏ２ガスの供給流量を制御する流量制御器としての流量コントローラ２２２ｏが設けられている。 Incidentally, O on the upstream side than the flow rate controller 221o of second gas supply pipe 211o, the upstream end of the O 2 gas supply pipe 212o are connected. The downstream end of the O 2 gas supply pipe 212o is connected to the upstream side of the valve vo3 of the O 3 gas supply pipe 213o. The O 2 gas supply pipe 212o is provided with a flow rate controller 222o as a flow rate controller that controls the supply flow rate of the O 2 gas.

上記構成において、オゾナイザ２２９ｏにＯ２ガスを供給してＯ３ガスを発生させるとともに、バルブｖｏ３を開くことにより、処理室２０１内へＯ３ガスを供給することが可能となる。なお、処理室２０１内へのＯ３ガスの供給中に、Ｏ２ガス供給管２１２ｏからＯ２ガスを供給するようにすれば、処理室２０１内へ供給するＯ３ガスをＯ２ガスにより希釈して、Ｏ３ガス濃度を調整することが可能となる。主に、Ｏ２ガス供給源２３０ｏ、Ｏ２ガス供給管２１１ｏ、オゾナイザ２２９ｏ、流量コントローラ２２１ｏ、Ｏ３ガス供給管２１３ｏ、バルブｖｏ３、Ｏ２ガス供給管２１２ｏ、流量コントローラ２２２ｏにより酸化源供給系（Ｏ３供給系）が構成される。 In the above configuration, the O 3 gas is generated by supplying the O 2 gas to the ozonizer 229o, and the O 3 gas can be supplied into the processing chamber 201 by opening the valve vo3. Incidentally dilution in the feed of the O 3 gas into the processing chamber 201, from the O 2 gas supply pipe 212o to supply O 2 gas, O 3 gas supplied into the processing chamber 201 by the O 2 gas Thus, the O 3 gas concentration can be adjusted. Mainly, an O 2 gas supply source 230o, an O 2 gas supply pipe 211o, an ozonizer 229o, a flow rate controller 221o, an O 3 gas supply pipe 213o, a valve vo3, an O 2 gas supply pipe 212o, and a flow rate controller 222o are used as an oxidation source supply system ( O 3 supply system) is configured.

主に上述の第１原料ガス供給系及び酸化源供給系により、処理容器内に第１処理ガス（第１液体原料を気化させた原料ガスおよび酸化剤）を供給する第１の処理ガス供給系が構成される。また、主に上述の第２原料ガス供給系及び酸化源供給系により、処理容器内に第２処理ガス（第２液体原料を気化させた原料ガス、酸化剤）を供給する第２の処理ガス供給系が構成される。   A first processing gas supply system that supplies a first processing gas (a raw material gas and an oxidant obtained by vaporizing the first liquid raw material) into the processing container mainly by the above-described first raw material gas supply system and oxidation source supply system. Is configured. Also, a second processing gas for supplying a second processing gas (a raw material gas or an oxidizing agent vaporized from the second liquid raw material) into the processing vessel mainly by the above-described second raw material gas supply system and oxidation source supply system. A supply system is configured.

（パージガス供給系）
また、処理室２０１の外部には、パージガスとしてのＮ２ガスを供給するＮ２ガス供給源２３０ｐが設けられている。Ｎ２ガス供給源２３０ｐには、パージガス供給管２１４の上流側端部が接続されている。パージガス供給管２１４の下流側端部は、３本のライン、すなわち、第１パージガス供給管２１４ｚ、第２パージガス供給管２１４ｈ、第３パージガス供給管２１４ｏに分岐している。第１パージガス供給管２１４ｚ、第２パージガス供給管２１４ｈ、第３パージガス供給管２１４ｏの下流側端部は、第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈ、Ｏ３ガス供給管２１３ｏのバルブｖｚ３，ｖｈ３，ｖｏ３の下流側にそれぞれ接続されている。なお、第１パージガス供給管２１４ｚ、第２パージガス供給管２１４ｈ、第３パージガス供給管２１４ｏには、Ｎ２ガスの供給流量を制御する流量制御器としての流量コントローラ（ＭＦＣ）２２４ｚ，２２４ｈ，２２４ｏと、Ｎ２ガスの供給を制御するバルブｖｚ４，ｖｈ４，ｖｏ４とが、それぞれ設けられている。主に、Ｎ２ガス供給源２３０ｐ、パージガス供給管２１４、第１パージガス供給管２１４ｚ、第２パージガス供給管２１４ｈ、第３パージガス供給管２１４ｏ、流量コントローラ２２４ｚ，２２４ｈ，２２４ｏ、バルブｖｚ４，ｖｈ４，ｖｏ４によりパージガス供給系（パージガス供給ライン）が構成される。 (Purge gas supply system)
Further, at the outside of the processing chamber 201, N 2 gas supply source 230p supplying N 2 gas as a purge gas is provided. The upstream end of the purge gas supply pipe 214 is connected to the N 2 gas supply source 230p. The downstream end of the purge gas supply pipe 214 branches into three lines, that is, a first purge gas supply pipe 214z, a second purge gas supply pipe 214h, and a third purge gas supply pipe 214o. The downstream end portions of the first purge gas supply pipe 214z, the second purge gas supply pipe 214h, and the third purge gas supply pipe 214o are the first source gas supply pipe 213z, the second source gas supply pipe 213h, and the O 3 gas supply pipe 213o. The valves vz3, vh3, and vo3 are connected to the downstream side, respectively. The first purge gas supply pipe 214z, the second purge gas supply pipe 214h, and the third purge gas supply pipe 214o include flow rate controllers (MFC) 224z, 224h, and 224o as flow rate controllers that control the supply flow rate of N 2 gas. , Valves vz4, vh4, and vo4 for controlling the supply of N 2 gas are provided. Mainly, N 2 gas supply source 230p, purge gas supply pipe 214, first purge gas supply pipe 214z, second purge gas supply pipe 214h, third purge gas supply pipe 214o, flow rate controllers 224z, 224h, 224o, valves vz4, vh4, vo4. Thus, a purge gas supply system (purge gas supply line) is configured.

（ベント系）
また、第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈ、Ｏ３ガス供給管２１３ｏのバルブｖｚ３，ｖｈ３，ｖｏ３の上流側には、第１ベント管２１５ｚ、第２ベント管２１５ｈ、第３ベント管２１５ｏの上流側端部がそれぞれ接続されている。また、第１ベント管２１５ｚ、第２ベント管２１５ｈ、第３ベント管２１５ｏの下流側端部は合流
するように一本化してベント管２１５となり、ベント管２１５は排気管２６１の原料回収トラップ２６３よりも上流側に接続されている。第１ベント管２１５ｚ、第２ベント管２１５ｈ、第３ベント管２１５ｏには、ガスの供給を制御するためのバルブｖｚ５，ｖｈ５，ｖｏ５がそれぞれ設けられている。 (Vent system)
Further, on the upstream side of the valves vz3, vh3, vo3 of the first source gas supply pipe 213z, the second source gas supply pipe 213h, the O 3 gas supply pipe 213o, the first vent pipe 215z, the second vent pipe 215h, The upstream end of the 3 vent pipe 215o is connected to each other. In addition, the downstream end portions of the first vent pipe 215z, the second vent pipe 215h, and the third vent pipe 215o are unified so as to be merged to form a vent pipe 215. The vent pipe 215 is a raw material recovery trap 263 of the exhaust pipe 261. It is connected to the upstream side. The first vent pipe 215z, the second vent pipe 215h, and the third vent pipe 215o are provided with valves vz5, vh5, and vo5 for controlling gas supply, respectively.

上記構成により、バルブｖｚ３，ｖｈ３，ｖｏ３を閉じ、バルブｖｚ５，ｖｈ５，ｖｏ５を開くことで、第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈ、Ｏ３ガス供給管２１３ｏ内を流れるガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気することが可能となる。 With the above configuration, the valves vz3, vh3, vo3 are closed and the valves vz5, vh5, vo5 are opened, so that the gas flowing in the first source gas supply pipe 213z, the second source gas supply pipe 213h, and the O 3 gas supply pipe 213o. Without being supplied into the processing chamber 201, the processing chamber 201 can be bypassed and exhausted out of the processing chamber 201.

また、第１パージガス供給管２１４ｚ、第２パージガス供給管２１４ｈ、第３パージガス供給管２１４ｏのバルブｖｚ４，ｖｈ４，ｖｏ４よりも上流側であって流量コントローラ２２４ｚ，２２４ｈ，２２４ｏよりも下流側には、第４ベント管２１６ｚ、第５ベント管２１６ｈ、第６ベント管２１６ｏがそれぞれ接続されている。また、第４ベント管２１６ｚ、第５ベント管２１６ｈ、第６ベント管２１６ｏの下流側端部は合流するように一本化してベント管２１６となっている。ベント管２１６は、排気管２６１の原料回収トラップ２６３よりも下流側であって真空ポンプ２６４よりも上流側に接続されている。第４ベント管２１６ｚ、第５ベント管２１６ｈ、第６ベント管２１６ｏには、ガスの供給を制御するためのバルブｖｚ６，ｖｈ６，ｖｏ６がそれぞれ設けられている。   Further, upstream of the valves vz4, vh4, vo4 of the first purge gas supply pipe 214z, the second purge gas supply pipe 214h, and the third purge gas supply pipe 214o and downstream of the flow rate controllers 224z, 224h, 224o, The fourth vent pipe 216z, the fifth vent pipe 216h, and the sixth vent pipe 216o are connected to each other. Further, the downstream end portions of the fourth vent pipe 216z, the fifth vent pipe 216h, and the sixth vent pipe 216o are unified so as to be a vent pipe 216. The vent pipe 216 is connected downstream of the raw material recovery trap 263 in the exhaust pipe 261 and upstream of the vacuum pump 264. The fourth vent pipe 216z, the fifth vent pipe 216h, and the sixth vent pipe 216o are provided with valves vz6, vh6, and vo6 for controlling gas supply, respectively.

上記構成により、バルブｖｚ４，ｖｈ４，ｖｏ４を閉じ、バルブｖｚ６，ｖｈ６，ｖｏ６を開くことで、第１パージガス供給管２１４ｚ、第２パージガス供給管２１４ｈ、第３パージガス供給管２１４ｏ内を流れるＮ２ガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気することが可能となる。なお、バルブｖｚ３，ｖｈ３，ｖｏ３を閉じ、バルブｖｚ５，ｖｈ５，ｖｏ５を開くことで、第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈ、Ｏ３ガス供給管２１３ｏ内を流れるガスを、処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスさせ、処理室２０１外へとそれぞれ排気する場合には、バルブｖｚ４，ｖｈ４，ｖｏ４を開くことにより、第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈ、Ｏ３ガス供給管２１３ｏ内にＮ２ガスを導入して、各原料ガス供給管内をパージするように設定されている。また、バルブｖｚ６，ｖｈ６，ｖｏ６は、バルブｖｚ４，ｖｈ４，ｖｏ４と逆動作を行うように設定されており、Ｎ２ガスを各原料ガス供給管内に供給しない場合には、処理室２０１をバイパスしてＮ２ガスを排気するようになっている。主に、第１ベント管２１５ｚ、第２ベント管２１５ｈ、第３ベント管２１５ｏ、ベント管２１５、第４ベント管２１６ｚ、第５ベント管２１６ｈ、第６ベント管２１６ｏ、ベント管２１６、バルブｖｚ５，ｖｈ５，ｖｏ５、バルブｖｚ６，ｖｈ６，ｖｏ６によりベント系（ベントライン）が構成される。 With the above configuration, the valves vz4, vh4, vo4 are closed, and the valves vz6, vh6, vo6 are opened, so that the N 2 gas flowing in the first purge gas supply pipe 214z, the second purge gas supply pipe 214h, and the third purge gas supply pipe 214o Without being supplied into the processing chamber 201, the processing chamber 201 can be bypassed and exhausted out of the processing chamber 201. By closing the valves vz3, vh3, vo3 and opening the valves vz5, vh5, vo5, the gas flowing in the first source gas supply pipe 213z, the second source gas supply pipe 213h, and the O 3 gas supply pipe 213o is When the processing chamber 201 is bypassed without being supplied into the processing chamber 201 and is exhausted to the outside of the processing chamber 201, the valves vz4, vh4, vo4 are opened to open the first source gas supply pipe 213z, the second N 2 gas is introduced into the source gas supply pipe 213h and the O 3 gas supply pipe 213o, and the inside of each source gas supply pipe is purged. Further, the valves vz6, vh6, vo6 are set so as to perform the reverse operation of the valves vz4, vh4, vo4, and when the N 2 gas is not supplied into each source gas supply pipe, the processing chamber 201 is bypassed. N 2 gas is exhausted. Mainly, the first vent pipe 215z, the second vent pipe 215h, the third vent pipe 215o, the vent pipe 215, the fourth vent pipe 216z, the fifth vent pipe 216h, the sixth vent pipe 216o, the vent pipe 216, the valve vz5. A vent system (vent line) is configured by vh5, vo5 and valves vz6, vh6, vo6.

（コントローラ）
なお、成膜装置４０は、成膜装置４０の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。コントローラ２８０は、メインコントローラ３７により制御されることで、ゲートバルブ４４、昇降機構２０７ｂ、負圧移載機１３、ヒータ２０６、圧力調整器（ＡＰＣ）２６２、気化器２２９ｚ，２２９ｈ、オゾナイザ２２９ｏ、真空ポンプ２６４、バルブｖｚ１〜ｖｚ６，ｖｈ１〜ｖｈ６，ｖｏ３〜ｖｏ６、液体流量コントローラ２２１ｚ，２２１ｈ、流量コントローラ２２５ｚ，２２５ｈ，２２１ｏ，２２２ｏ，２２４ｚ，２２４ｈ，２２４ｏ等の動作を制御する。 (controller)
The film forming apparatus 40 includes a controller 280 that controls the operation of each unit of the film forming apparatus 40. The controller 280 is controlled by the main controller 37 so that the gate valve 44, the lifting mechanism 207b, the negative pressure transfer machine 13, the heater 206, the pressure regulator (APC) 262, the vaporizers 229z and 229h, the ozonizer 229o, the vacuum Operations of the pump 264, valves vz1 to vz6, vh1 to vh6, vo3 to vo6, liquid flow rate controllers 221z and 221h, flow rate controllers 225z and 225h, 221o, 222o, 224z, 224h, and 224o are controlled.

＜第２処理ユニット＞
次に、本実施形態に係るクラスタ装置における第２処理ユニット３２について説明する。本実施の形態においては、第２処理ユニット３２は熱処理ユニットであり、図５に示さ
れているように、枚葉式コールドウォール型の基板処理装置として構成されており、機能的にはＲＴＰ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）装置（以下、ＲＴＰ装置という）１１０として構成されている。以下、ＲＴＰ装置１１０の構成について、図５を参照しながら説明する。図５は、ウェハ処理時におけるＲＴＰ装置１１０の断面構成図である。 <Second processing unit>
Next, the second processing unit 32 in the cluster device according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the second processing unit 32 is a heat treatment unit, and is configured as a single-wafer cold wall type substrate processing apparatus, as shown in FIG. A Rapid Thermal Processing (110) device (hereinafter referred to as an RTP device) 110 is configured. Hereinafter, the configuration of the RTP device 110 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram of the RTP apparatus 110 during wafer processing.

図５に示すとおり、ＲＴＰ装置１１０は、ウェハ２を処理する処理室１１１を形成した処理容器としての筐体１１２を備えている。筐体１１２は上下面が開口した円筒形状に形成されたチューブ１１３と、チューブ１１３の上面開口部を閉塞する円盤形状のトッププレート１１４と、チューブ１１３の下面開口部を閉塞する円盤形状のボトムプレート１１５と、が組み合わされて円筒中空体形状に構築されている。チューブ１１３の側壁の一部には、排気口１１６が処理室１１１の内外を連通するように開設されている。排気口１１６には、処理室１１１内を大気圧未満（以下、負圧という）に排気し得る排気装置が接続されている。チューブ１１３の側壁の排気口１１６と反対側の位置には、ウェハ２を処理室１１１内に搬入搬出するウェハ搬入搬出口１１７が開設されており、ウェハ搬入搬出口１１７はゲートバルブ１１８によって開閉されるようになっている。   As shown in FIG. 5, the RTP apparatus 110 includes a housing 112 as a processing container in which a processing chamber 111 for processing the wafer 2 is formed. The casing 112 has a tube 113 formed in a cylindrical shape with upper and lower surfaces open, a disk-shaped top plate 114 that closes the upper surface opening of the tube 113, and a disk-shaped bottom plate that closes the lower surface opening of the tube 113. 115 is combined to form a cylindrical hollow body shape. An exhaust port 116 is formed in a part of the side wall of the tube 113 so as to communicate with the inside and outside of the processing chamber 111. Connected to the exhaust port 116 is an exhaust device that can exhaust the inside of the processing chamber 111 to below atmospheric pressure (hereinafter referred to as negative pressure). A wafer loading / unloading port 117 for loading / unloading the wafer 2 into / from the processing chamber 111 is opened at a position opposite to the exhaust port 116 on the side wall of the tube 113, and the wafer loading / unloading port 117 is opened and closed by a gate valve 118. It has become so.

ボトムプレート１１５の下面の中心線上には昇降駆動装置１１９が設置されている。昇降駆動装置１１９は、ボトムプレート１１５に挿通されてボトムプレート１１５に対して上下方向に摺動自在に構成された昇降軸１２０を昇降させるように構成されている。昇降軸１２０の上端には昇降板１２１が水平に固定されており、昇降板１２１の上面には複数本（通常は３本または４本）のリフタピン１２２が垂直に立脚されて固定されている。各リフタピン１２２は昇降板１２１の昇降に伴って昇降することにより、ウェハ２を下から水平に支持して昇降させるようになっている。   An elevating drive device 119 is installed on the center line of the bottom surface of the bottom plate 115. The elevating drive device 119 is configured to elevate an elevating shaft 120 that is inserted into the bottom plate 115 and is slidable in the vertical direction with respect to the bottom plate 115. A lifting plate 121 is horizontally fixed to the upper end of the lifting shaft 120, and a plurality (usually three or four) of lifter pins 122 are vertically fixed and fixed to the upper surface of the lifting plate 121. Each lifter pin 122 is moved up and down as the elevating plate 121 is moved up and down to support and lift the wafer 2 horizontally from below.

ボトムプレート１１５の上面における昇降軸１２０の外側には支持筒１２３が突設されている。支持筒１２３の上端面の上には冷却プレート１２４が水平に架設されている。冷却プレート１２４の上方には、複数本の加熱ランプから構成された第１加熱ランプ群１２５および第２加熱ランプ群１２６が下から順に配置されて、それぞれ水平に架設されている。第１加熱ランプ群１２５および第２加熱ランプ群１２６は、第１支柱１２７および第２支柱１２８によってそれぞれ水平に支持されている。第１加熱ランプ群１２５および第２加熱ランプ群１２６の電力供給電線１２９は、ボトムプレート１１５を挿通して外部に引き出されている。   A support cylinder 123 protrudes outside the lifting shaft 120 on the upper surface of the bottom plate 115. A cooling plate 124 is installed horizontally on the upper end surface of the support cylinder 123. Above the cooling plate 124, a first heating lamp group 125 and a second heating lamp group 126 composed of a plurality of heating lamps are arranged in order from the bottom, and are laid horizontally. The first heating lamp group 125 and the second heating lamp group 126 are horizontally supported by the first support column 127 and the second support column 128, respectively. The power supply wires 129 of the first heating lamp group 125 and the second heating lamp group 126 are inserted through the bottom plate 115 and drawn to the outside.

処理室１１１内には、タレット１３１が処理室１１１と同心円に配置されている。タレット１３１は、内歯平歯車１３３の上面に同心円に固定されている。内歯平歯車１３３は、ボトムプレート１１５に介設されたベアリング１３２によって水平に支承されている。内歯平歯車１３３には原動側平歯車１３４が噛合されている。原動側平歯車１３４は、ボトムプレート１１５に介設されたベアリング１３５によって水平に支承され、ボトムプレート１１５の下に設置されたサセプタ回転装置１３６によって回転駆動されるようになっている。タレット１３１の上端面の上には、平板の円形リング形状に形成されたアウタプラットホーム１３７が水平に架設されている。アウタプラットホーム１３７の内側には、インナプラットホーム１３８が水平に架設されている。インナプラットホーム１３８の内周の下端部には、サセプタ１４０が、内周面の下端部に径方向内向きに突設された係合部１３９に係合されて保持されている。サセプタ１４０の各リフタピン１２２に対向する位置には、挿通孔１４１がそれぞれ開設されている。   A turret 131 is arranged concentrically with the processing chamber 111 in the processing chamber 111. The turret 131 is concentrically fixed to the upper surface of the internal spur gear 133. The internal spur gear 133 is supported horizontally by a bearing 132 interposed in the bottom plate 115. A driving side spur gear 134 is engaged with the internal spur gear 133. The driving side spur gear 134 is horizontally supported by a bearing 135 interposed in the bottom plate 115, and is rotationally driven by a susceptor rotating device 136 installed under the bottom plate 115. On the upper end surface of the turret 131, an outer platform 137 formed in a flat circular ring shape is horizontally installed. An inner platform 138 is horizontally installed inside the outer platform 137. A susceptor 140 is engaged and held at the lower end portion of the inner periphery of the inner platform 138 by an engagement portion 139 projecting radially inward from the lower end portion of the inner peripheral surface. Insertion holes 141 are formed at positions facing the lifter pins 122 of the susceptor 140.

トッププレート１１４には、アニールガス供給管１４２および不活性ガス供給管１４３が処理室１１１に連通するようにそれぞれ接続されている。また、トッププレート１１４には、放射温度計のプローブ１４４が複数本、互いに半径方向にウェハ２の中心から周辺
にかけてずらされてそれぞれ配置され、ウェハ２の上面と対向するように挿入されている。放射温度計は、複数本のプローブ１４４がそれぞれ検出したウェハ２からの放射光に基づく計測温度を、コントローラ１５０に逐次送信するように構成されている。コントローラ１５０は、複数本のプローブ１４４による計測温度と設定温度とを比較し、第１加熱ランプ群１２５および第２加熱ランプ群１２６への電力供給量を制御する。 An annealing gas supply pipe 142 and an inert gas supply pipe 143 are connected to the top plate 114 so as to communicate with the processing chamber 111. Further, a plurality of radiation thermometer probes 144 are arranged on the top plate 114 so as to be shifted from each other in the radial direction from the center to the periphery of the wafer 2, and are inserted so as to face the upper surface of the wafer 2. The radiation thermometer is configured to sequentially transmit the measurement temperature based on the radiation light from the wafer 2 detected by each of the plurality of probes 144 to the controller 150. The controller 150 compares the temperature measured by the plurality of probes 144 with the set temperature, and controls the amount of power supplied to the first heating lamp group 125 and the second heating lamp group 126.

トッププレート１１４の他の場所には、ウェハ２の放射率を非接触にて測定する放射率測定装置１４５が設置されている。放射率測定装置１４５は、リファレンスプローブ１４６を備えている。リファレンスプローブ１４６は、リファレンスプローブ用モータ１４７によって垂直面内で回転されるようになっている。リファレンスプローブ１４６の上側には、参照光を照射するリファレンスランプ１４８がリファレンスプローブ１４６の先端に対向するように設置されている。リファレンスプローブ１４６は、リファレンスランプ１４８からの放射と、ウェハ２からの放射とを比較することにより、ウェハ２の温度を測定する。なお、複数本のプローブ１４４により測定されたウェハ温度は、リファレンスプローブ１４６により測定されたウェハ温度と比較され、補正されることでより正確なウェハ温度の検出を可能としている。   An emissivity measuring device 145 that measures the emissivity of the wafer 2 in a non-contact manner is installed at another location of the top plate 114. The emissivity measuring device 145 includes a reference probe 146. The reference probe 146 is rotated in a vertical plane by a reference probe motor 147. On the upper side of the reference probe 146, a reference lamp 148 that emits reference light is installed so as to face the tip of the reference probe 146. The reference probe 146 measures the temperature of the wafer 2 by comparing the radiation from the reference lamp 148 with the radiation from the wafer 2. The wafer temperature measured by the plurality of probes 144 is compared with the wafer temperature measured by the reference probe 146 and is corrected, thereby enabling more accurate detection of the wafer temperature.

コントローラ１５０は、ＲＴＰ装置１１０の各部の動作を制御する。なお、コントローラ１５０は、メインコントローラ３７により制御される。   The controller 150 controls the operation of each unit of the RTP device 110. The controller 150 is controlled by the main controller 37.

（２）基板処理工程
次に、前記構成に係るクラスタ装置１０を使用して、半導体装置の製造工程の一工程として、ウェハ２を処理する方法（基板処理工程）について説明する。ここでは、キャパシタの下部電極（電極膜）としての窒化チタン膜（ＴｉＮ膜）が表面に形成されたウェハ２に対して処理を施す例について説明する。なお、以下の説明において、クラスタ装置１０を構成する各部の動作はメインコントローラ３７により制御される。 (2) Substrate Processing Step Next, a method (substrate processing step) for processing the wafer 2 as one step of the semiconductor device manufacturing process using the cluster device 10 having the above configuration will be described. Here, an example in which processing is performed on the wafer 2 on which a titanium nitride film (TiN film) as a lower electrode (electrode film) of the capacitor is formed will be described. In the following description, the operation of each part constituting the cluster device 10 is controlled by the main controller 37.

クラスタ装置１０の載置台２５上に載置されたポッド１のキャップが、キャップ着脱機構２６によって取り外され、ポッド１のウェハ出し入れ口が開放される。ポッド１が開放されると、正圧移載室１６に設置された正圧移載機１９は、ウェハ搬入搬出口を通してポッド１からウェハ２を１枚ずつピックアップし、搬入室１４内に投入し、搬入室用仮置き台上に載置して行く。この移載作業中には、搬入室１４の正圧移載室１６側はゲートバルブ１７Ａによって開かれており、また、搬入室１４の負圧移載室１１側はゲートバルブ１７Ｂによって閉じられており、負圧移載室１１内の圧力は、例えば、１００Ｐａに維持されている。   The cap of the pod 1 mounted on the mounting table 25 of the cluster apparatus 10 is removed by the cap attaching / detaching mechanism 26, and the wafer loading / unloading port of the pod 1 is opened. When the pod 1 is opened, the positive pressure transfer machine 19 installed in the positive pressure transfer chamber 16 picks up the wafers 2 from the pod 1 one by one through the wafer carry-in / out port and puts them into the carry-in chamber 14. Then, place it on the temporary storage stand for the loading room. During this transfer operation, the positive pressure transfer chamber 16 side of the carry-in chamber 14 is opened by the gate valve 17A, and the negative pressure transfer chamber 11 side of the carry-in chamber 14 is closed by the gate valve 17B. The pressure in the negative pressure transfer chamber 11 is maintained at 100 Pa, for example.

搬入室１４の正圧移載室１６側がゲートバルブ１７Ａによって閉じられ、搬入室１４が排気装置によって負圧に排気される。搬入室１４内が予め設定された圧力値に減圧されると、搬入室１４の負圧移載室１１側がゲートバルブ１７Ｂによって開かれる。次に、負圧移載室１１の負圧移載機１３は、搬入室用仮置き台からウェハ２を１枚ずつピックアップして負圧移載室１１内に搬入する。その後、搬入室１４の負圧移載室１１側がゲートバルブ１７Ｂによって閉じられる。続いて、第１処理ユニット３１のゲートバルブ４４が開かれ、負圧移載機１３は、ウェハ２を第１処理ユニット３１の処理室２０１内へ搬入（ウェハロード）する。なお、処理室２０１内へのウェハ２の搬入に際しては、搬入室１４内および負圧移載室１１内が予め真空排気されているため、処理室２０１内に酸素や水分が侵入することは確実に防止される。   The positive pressure transfer chamber 16 side of the carry-in chamber 14 is closed by the gate valve 17A, and the carry-in chamber 14 is exhausted to a negative pressure by the exhaust device. When the inside of the carry-in chamber 14 is depressurized to a preset pressure value, the negative pressure transfer chamber 11 side of the carry-in chamber 14 is opened by the gate valve 17B. Next, the negative pressure transfer machine 13 in the negative pressure transfer chamber 11 picks up the wafers 2 one by one from the temporary placement table for the transfer chamber and loads the wafers 2 into the negative pressure transfer chamber 11. Thereafter, the negative pressure transfer chamber 11 side of the carry-in chamber 14 is closed by the gate valve 17B. Subsequently, the gate valve 44 of the first processing unit 31 is opened, and the negative pressure transfer machine 13 loads the wafer 2 into the processing chamber 201 of the first processing unit 31 (wafer load). When the wafer 2 is loaded into the processing chamber 201, the loading chamber 14 and the negative pressure transfer chamber 11 are evacuated in advance, so that it is certain that oxygen and moisture will enter the processing chamber 201. To be prevented.

＜成膜工程＞
次に、第１処理ユニット３１としての成膜装置４０を使用して、ウェハ２上に形成された下部電極上に、高誘電率絶縁膜と低吸湿性絶縁膜との積層膜を形成する成膜工程につい
て、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施形態にかかる成膜工程のフロー図である。ここでは、まず、Ｚｒ原料としてＺｒプリカーサであるＴＥＭＡＺ（Ｔｅｔｒａｋｉｓ−Ｅｔｈｙｌ−Ｍｅｔｈｙｌ−Ａｍｉｎｏ−Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ： Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ３）２（Ｃ２Ｈ５）２］４）を、酸化源としてＯ３を用いて、下部電極としてのＴｉＮ膜上に、高誘電率絶縁膜としてのキャパシタ絶縁膜である酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２膜）をＡＬＤ法によって成膜する。その後、Ｈｆ原料としてＨｆプリカーサであるＴＥＭＡＨ（Ｔｅｔｒａｋｉｓ−Ｅｔｈｙｌ−Ｍｅｔｈｙｌ−Ａｍｉｎｏ−Ｈａｆｎｉｕｍ ： Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ３）２（Ｃ２Ｈ５）２］４）を、酸化源としてＯ３を用いて、高誘電率絶縁膜としてのＺｒＯ２膜上に、低吸湿性絶縁膜としてのキャップ膜である酸化ハフニウム（ＨｆＯ２膜）をＡＬＤ法によって成膜する。なお、以下の説明において、成膜装置４０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。また、コントローラ２８０の動作はメインコントローラ３７により制御される。 <Film formation process>
Next, using the film forming apparatus 40 as the first processing unit 31, a stacked film of a high dielectric constant insulating film and a low hygroscopic insulating film is formed on the lower electrode formed on the wafer 2. The film process will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart of the film forming process according to the embodiment of the present invention. Here, first, TEMAZ (Tetrakis-Ethyl-Methyl-Amino-Zirconium: Zr [N (CH 3 ) 2 (C 2 H 5 ) 2 ] 4 ), which is a Zr precursor, is used as a Zr raw material, and O 3 is used as an oxidation source. Then, a zirconium oxide (ZrO 2 film) as a capacitor insulating film as a high dielectric constant insulating film is formed on the TiN film as the lower electrode by an ALD method. Thereafter, TEMAH (Tetrakis-Ethyl-Methyl-Amino-Hafnium: Hf [N (CH 3 ) 2 (C 2 H 5 ) 2 ] 4 ), which is an Hf precursor, is used as the Hf raw material, and O 3 is used as the oxidation source. On the ZrO 2 film as a high dielectric constant insulating film, hafnium oxide (HfO 2 film) as a cap film as a low hygroscopic insulating film is formed by the ALD method. In the following description, the operation of each unit constituting the film forming apparatus 40 is controlled by the controller 280. The operation of the controller 280 is controlled by the main controller 37.

〔ウェハロード工程（Ｓ１）〕
まず、昇降機構２０７ｂを作動させ、支持台２０３を、図４に示すウェハ搬送位置まで下降させる。そして、上述のようにゲートバルブ４４を開き、処理室２０１と負圧移載室１１とを連通させる。そして、上述のように負圧移載機１３により負圧移載室１１内から処理室２０１内へウェハ２を搬送アーム１３ａで支持した状態でロードする。処理室２０１内に搬入したウェハ２は、支持台２０３の上面から突出しているリフトピン２０８ｂ上に一時的に載置される。負圧移載機１３の搬送アーム１３ａが処理室２０１内から負圧移載室１１内へ戻ると、ゲートバルブ４４が閉じられる。 [Wafer loading process (S1)]
First, the elevating mechanism 207b is operated to lower the support table 203 to the wafer transfer position shown in FIG. Then, the gate valve 44 is opened as described above, and the processing chamber 201 and the negative pressure transfer chamber 11 are communicated with each other. Then, as described above, the negative pressure transfer machine 13 loads the wafer 2 from the negative pressure transfer chamber 11 into the processing chamber 201 while being supported by the transfer arm 13a. The wafer 2 carried into the processing chamber 201 is temporarily placed on lift pins 208 b protruding from the upper surface of the support table 203. When the transfer arm 13a of the negative pressure transfer machine 13 returns from the processing chamber 201 to the negative pressure transfer chamber 11, the gate valve 44 is closed.

続いて、昇降機構２０７を作動させ、支持台２０３を、図３に示すウェハ処理位置まで上昇させる。その結果、リフトピン２０８ｂは支持台２０３の上面から埋没し、ウェハ２は、支持台２０３上面のサセプタ２１７上に載置される。   Subsequently, the lifting mechanism 207 is operated to raise the support table 203 to the wafer processing position shown in FIG. As a result, the lift pins 208 b are buried from the upper surface of the support table 203, and the wafer 2 is placed on the susceptor 217 on the upper surface of the support table 203.

〔プレヒート工程（Ｓ２）〕
続いて、圧力調整器２６２により、処理室２０１内の圧力が所定の処理圧力となるように制御する。また、ヒータ２０６に供給する電力を調整し、ウェハ温度を昇温させ、ウェハ２の表面温度が所定の処理温度となるように制御する。 [Preheating step (S2)]
Subsequently, the pressure regulator 262 performs control so that the pressure in the processing chamber 201 becomes a predetermined processing pressure. Further, the power supplied to the heater 206 is adjusted, the wafer temperature is raised, and the surface temperature of the wafer 2 is controlled to be a predetermined processing temperature.

なお、ウェハロード工程（Ｓ１）、プレヒート工程（Ｓ２）および後述するウェハアンロード工程（Ｓ６）においては、真空ポンプ２６４を作動させつつ、バルブｖｚ３，ｖｈ３，ｖｏ３を閉じ、バルブｖｚ４，ｖｈ４，ｖｏ４を開くことで、処理室２０１内にＮ２ガスを常に流し、処理室２０１内をＮ２雰囲気としておく。これにより、ウェハ２上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。なお、真空ポンプ２６４は、少なくともウェハロード工程（Ｓ１）から後述のウェハアンロード工程（Ｓ６）までの間は、常に作動させた状態とする。 In the wafer loading step (S1), the preheating step (S2), and the wafer unloading step (S6) described later, the valves vz3, vh3, vo3 are closed while the vacuum pump 264 is operated, and the valves vz4, vh4, vo4 are closed. , N 2 gas is always flowed into the processing chamber 201, and the processing chamber 201 is kept in an N 2 atmosphere. Thereby, it becomes possible to suppress adhesion of particles on the wafer 2. The vacuum pump 264 is always operated at least from the wafer loading step (S1) to the later-described wafer unloading step (S6).

工程Ｓ１〜Ｓ２と並行して、液体原料（Ｚｒ原料）であるＴＥＭＡＺを気化させた原料ガス（Ｚｒ原料ガス）、すなわちＴＥＭＡＺガスを生成（予備気化）させておく。すなわち、バルブｖｚ３を閉じたまま、バルブｖｚ２を開き、気化器２２９ｚへキャリアガスを供給しつつ、バルブｖｚ１を開くとともに、圧送ガス供給管２３７ｚから圧送ガスを供給して、第１液体原料供給源２２０ｚから気化器２２９ｚへ液体原料を圧送（供給）し、気化器２２９ｚにて液体原料を気化させて原料ガスを生成させておく。この予備気化工程では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、バルブｖｚ３を閉じたまま、バルブｖｚ５を開くことにより、原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。   In parallel with the steps S1 and S2, a raw material gas (Zr raw material gas) obtained by vaporizing TEMAZ which is a liquid raw material (Zr raw material), that is, a TEMAZ gas is generated (preliminary vaporization). That is, while the valve vz3 is closed, the valve vz2 is opened, the carrier gas is supplied to the vaporizer 229z, the valve vz1 is opened, and the pressurized gas is supplied from the pressurized gas supply pipe 237z. The liquid raw material is pumped (supplied) from 220z to the vaporizer 229z, and the liquid raw material is vaporized by the vaporizer 229z to generate a raw material gas. In this preliminary vaporization step, the processing chamber 201 is bypassed and exhausted without supplying the raw material gas into the processing chamber 201 by opening the valve vz5 while operating the vacuum pump 264 and keeping the valve vz3 closed. deep.

また、このとき、酸化源（酸化性ガス）としてのＯ３ガスも生成させた状態としておく
。すなわち、Ｏ２ガス供給源２３０ｏからオゾナイザ２２９ｏへＯ２ガスを供給して、オゾナイザ２２９ｏにてＯ３ガスを生成させておく。この際、真空ポンプ２６４を作動させつつ、バルブｖｏ３を閉じたまま、バルブｖｏ５を開くことにより、Ｏ３ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。 At this time, O 3 gas as an oxidation source (oxidizing gas) is also generated. That is, by supplying O 2 gas from the O 2 gas supply source 230o to the ozonizer 229o, allowed to generate the O 3 gas in the ozonizer 229o. At this time, while operating the vacuum pump 264, the valve vo5 is opened while the valve vo3 is closed, so that the processing chamber 201 is bypassed and exhausted without supplying the O 3 gas into the processing chamber 201.

また、このとき、液体原料（Ｈｆ原料）であるＴＥＭＡＨを気化させた原料ガス（Ｈｆ原料ガス）、すなわちＴＥＭＡＨガスを生成（予備気化）させておくことが好ましい。すなわち、バルブｖｈ３を閉じたまま、バルブｖｈ２を開き、気化器２２９ｈへキャリアガスを供給しつつ、バルブｖｈ１を開くとともに、圧送ガス供給管２３７ｈから圧送ガスを供給して、第２液体原料供給源２２０ｈから気化器２２９ｈへ液体原料を圧送（供給）し、気化器２２９ｈにて液体原料を気化させて原料ガスを生成させておくことが好ましい。この予備気化工程では、真空ポンプ２６４を作動させつつ、バルブｖｈ３を閉じたまま、バルブｖｈ５を開くことにより、原料ガスを処理室２０１内に供給することなく処理室２０１をバイパスして排気しておく。   Further, at this time, it is preferable to generate (preliminarily vaporize) a raw material gas (Hf raw material gas) obtained by vaporizing TEMAH which is a liquid raw material (Hf raw material). That is, while the valve vh3 is closed, the valve vh2 is opened, the carrier gas is supplied to the vaporizer 229h, the valve vh1 is opened, and the pressurized gas is supplied from the pressurized gas supply pipe 237h. It is preferable that the liquid raw material is pumped (supplied) from 220h to the vaporizer 229h, and the liquid raw material is vaporized by the vaporizer 229h to generate a raw material gas. In this preliminary vaporization step, the process chamber 201 is bypassed and exhausted without supplying the raw material gas into the process chamber 201 by opening the valve vh5 while operating the vacuum pump 264 and keeping the valve vh3 closed. deep.

気化器２２９ｚ，２２９ｈにて原料ガス（ＴＥＭＡＺガス、ＴＥＭＡＨガス）を安定した状態で生成させたり、オゾナイザ２２９ｏにてＯ３ガスを安定した状態で生成させたりするには所定の時間を要する。すなわち、原料ガスやＯ３ガスの生成初期は、これらが不安定な状態で供給される。このため、本実施形態では、原料ガス、Ｏ３ガスを予め生成させておくことで安定供給可能な状態としておき、バルブｖｈ３，ｖｈ５，ｖｚ３，ｖｚ５，ｖｏ３，ｖｏ５の開閉を切り替えることにより、原料ガス、Ｏ３ガスの流路を切り替える。その結果、バルブの切り替えにより、処理室２０１内への原料ガス、Ｏ３ガスの安定した供給を迅速に開始あるいは停止できるようになり、好ましい。 It takes a predetermined time to generate the source gas (TEMAZ gas, TEMAH gas) in a stable state with the vaporizers 229z and 229h and to generate the O 3 gas in a stable state with the ozonizer 229o. That is, in the initial generation of the raw material gas and the O 3 gas, they are supplied in an unstable state. For this reason, in this embodiment, the raw material gas and the O 3 gas are generated in advance so that they can be stably supplied, and by switching the opening and closing of the valves vh3, vh5, vz3, vz5, vo3, and vo5, The flow path of gas and O 3 gas is switched. As a result, it is preferable that the stable supply of the source gas and O 3 gas into the processing chamber 201 can be started or stopped quickly by switching the valve.

〔高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）〕
続いて、以下の工程Ｓ３ａ〜Ｓ３ｅを実施することにより、処理容器内に、第１の処理ガスとしてのＴＥＭＡＺガス及びＯ３ガスを供給し排気して、ウェハ２上（下部電極であるＴｉＮ膜上）に高誘電率絶縁膜としてのキャパシタ絶縁膜であるＺｒＯ２膜を形成する処理を行う。 [High dielectric constant insulating film forming step (S3)]
Subsequently, by performing the following steps S3a to S3e, the TEMAZ gas and the O 3 gas as the first processing gas are supplied and exhausted into the processing container, and the wafer 2 (TiN film as the lower electrode) is exhausted. A process for forming a ZrO 2 film, which is a capacitor insulating film as a high dielectric constant insulating film, is performed on the above.

〔ＴＥＭＡＺ供給工程（Ｓ３ａ）〕
まず、バルブｖｚ４，ｖｚ５を閉じ、バルブｖｚ３を開いて、処理室２０１内への原料ガスとしてのＴＥＭＡＺガスの供給、すなわち、ウェハ２へのＴＥＭＡＺガスの照射を開始する。ＴＥＭＡＺガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２上に均一に供給される。余剰なＴＥＭＡＺガスは、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内へのＴＥＭＡＺガスの供給時には、第２原料ガス供給管２１３ｈ、Ｏ３ガス供給管２１３ｏ内へのＴＥＭＡＺガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内におけるＴＥＭＡＺガスの拡散を促すように、バルブｖｈ４，ｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内にＮ２ガスを常に流しておくことが好ましい。バルブｖｚ３を開き、ＴＥＭＡＺガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、バルブｖｚ３を閉じ、バルブｖｚ４，ｖｚ５を開いて、処理室２０１内へのＴＥＭＡＺガスの供給を停止する。 [TEMAZ supply process (S3a)]
First, the valves vz4 and vz5 are closed and the valve vz3 is opened, and supply of the TEMAZ gas as the source gas into the processing chamber 201, that is, irradiation of the wafer 2 with the TEMAZ gas is started. The TEMAZ gas is dispersed by the shower head 240 and is uniformly supplied onto the wafer 2 in the processing chamber 201. Excess TEMAZ gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260. Note that when supplying the TEMAZ gas into the processing chamber 201, the TEMAZ gas in the processing chamber 201 is prevented so as to prevent the TEMAZ gas from entering the second raw material gas supply pipe 213h and the O 3 gas supply pipe 213o. It is preferable that the valves vh4 and vo4 are kept open and N 2 gas is always allowed to flow into the processing chamber 201 so as to promote diffusion of the gas. When a predetermined time has elapsed after opening the valve vz3 and starting the supply of TEMAZ gas, the valve vz3 is closed and the valves vz4 and vz5 are opened to stop the supply of TEMAZ gas into the processing chamber 201.

〔パージ工程（Ｓ３ｂ）〕
バルブｖｚ３を閉じ、処理室２０１内へのＴＥＭＡＺガスの供給を停止した後は、バルブｖｚ４，ｖｈ４，ｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内へのＮ２ガスの供給を継続して行う。Ｎ２ガスは、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内に供給され、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。このようにして、処理室２０１内をＮ２ガスによりパージし、処理室２０１内に残留しているＴＥＭＡＺガスを除去する。 [Purge process (S3b)]
After the valve vz3 is closed and the supply of the TEMAZ gas into the processing chamber 201 is stopped, the valves vz4, vh4, and vo4 are kept open, and the supply of N 2 gas into the processing chamber 201 is continued. The N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 through the shower head 240, flows in the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260. In this way, the inside of the processing chamber 201 is purged with N 2 gas, and the TEMAZ gas remaining in the processing chamber 201 is removed.

〔Ｏ３供給工程（Ｓ３ｃ）〕
処理室２０１内のパージが完了したら、バルブｖｏ４，ｖｏ５を閉じ、バルブｖｏ３を開いて、処理室２０１内への酸化源としてのＯ３ガスの供給、すなわち、ウェハ２へのＯ３ガスの照射を開始する。Ｏ３ガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２上に均一に供給される。余剰なＯ３ガスは、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内へのＯ３ガスの供給時には、第１原料ガス供給管２１３ｚ、第２原料ガス供給管２１３ｈ内へのＯ３ガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内におけるＯ３ガスの拡散を促すように、バルブｖｚ４，ｖｈ４は開いたままとし、処理室２０１内にＮ２ガスを常に流しておくことが好ましい。バルブｖｏ３を開き、Ｏ３ガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、バルブｖｏ３を閉じ、バルブｖｏ４，ｖｏ５を開いて、処理室２０１内へのＯ３ガスの供給を停止する。 [O 3 supply step (S3c)]
When the purge in the processing chamber 201 is completed, the valves vo4 and vo5 are closed and the valve vo3 is opened to supply the O 3 gas as an oxidation source into the processing chamber 201, that is, to irradiate the wafer 2 with the O 3 gas. To start. The O 3 gas is dispersed by the shower head 240 and is uniformly supplied onto the wafer 2 in the processing chamber 201. Excess O 3 gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260. Note that when the O 3 gas is supplied into the processing chamber 201, the ingress of the O 3 gas into the first source gas supply pipe 213 z and the second source gas supply pipe 213 h is prevented, It is preferable that the valves vz4 and vh4 are kept open and N 2 gas is always allowed to flow into the processing chamber 201 so as to promote the diffusion of O 3 gas. After a predetermined time has elapsed after opening the valve vo3 and starting the supply of O 3 gas, the valve vo3 is closed, the valves vo4 and vo5 are opened, and the supply of O 3 gas into the processing chamber 201 is stopped.

〔パージ工程（Ｓ３ｄ）〕
バルブｖｏ３を閉じ、処理室２０１内へのＯ３ガスの供給を停止した後は、バルブｖｚ４，ｖｈ４，ｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内へのＮ２ガスの供給を継続して行う。Ｎ２ガスは、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内に供給され、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。このようにして、処理室２０１内をＮ２ガスによりパージし、処理室２０１内に残留しているＯ３ガスや反応副生成物を除去する。 [Purge process (S3d)]
After the valve vo3 is closed and the supply of O 3 gas into the processing chamber 201 is stopped, the valves vz4, vh4, and vo4 are kept open and the supply of N 2 gas into the processing chamber 201 is continued. . The N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 through the shower head 240, flows in the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260. In this manner, the inside of the processing chamber 201 is purged with N 2 gas, and O 3 gas and reaction byproducts remaining in the processing chamber 201 are removed.

〔所定回数実施工程（Ｓ３ｅ）〕
そして、工程Ｓ３ａ〜Ｓ３ｄまでを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、ウェハ２上（下部電極であるＴｉＮ膜上）に、所定膜厚のジルコニウムを含む高誘電率絶縁膜としてのＺｒＯ２膜が初期層として形成される。 [Predetermined number of steps (S3e)]
Then, ZrO 2 as a high dielectric constant insulating film containing zirconium having a predetermined thickness is formed on the wafer 2 (on the TiN film which is the lower electrode) by performing this cycle a predetermined number of times from steps S3a to S3d. A film is formed as the initial layer.

〔低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）〕
続いて、以下の工程Ｓ４ａ〜Ｓ４ｅを実施することにより、処理容器内に、第２の処理ガスとしてのＴＥＭＡＨガス及びＯ３ガスを供給し排気して、ウェハ２上（ＺｒＯ２膜上）に、ＺｒＯ２膜よりも吸湿性の低い低吸湿性絶縁膜としてのＨｆＯ２膜を形成する処理を行う。なお、低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）は、高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）で形成したＺｒＯ２膜を大気に曝すことなく、すなわち、ウェハ２を処理室２０１内から搬出することなく、また、処理室２０１内の減圧状態を維持したまま、連続して行う。 [Low hygroscopic insulating film forming step (S4)]
Subsequently, by performing the following steps S4a to S4e, the TEMAH gas and the O 3 gas as the second processing gas are supplied into the processing container and exhausted, and the wafer 2 (on the ZrO 2 film) is discharged. The HfO 2 film is formed as a low hygroscopic insulating film having a lower hygroscopicity than the ZrO 2 film. In the low hygroscopic insulating film forming step (S4), the wafer 2 is carried out of the processing chamber 201 without exposing the ZrO 2 film formed in the high dielectric constant insulating film forming step (S3) to the atmosphere. In addition, it is continuously performed while maintaining the reduced pressure state in the processing chamber 201.

〔ＴＥＭＡＨ供給工程（Ｓ４ａ）〕
まず、バルブｖｈ４，ｖｈ５を閉じ、バルブｖｈ３を開いて、処理室２０１内への原料ガスとしてのＴＥＭＡＨガスの供給、すなわち、ウェハ２へのＴＥＭＡＨガスの照射を開始する。ＴＥＭＡＨガスは、シャワーヘッド２４０により分散されて処理室２０１内のウェハ２上に均一に供給される。余剰なＴＥＭＡＨガスは、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。なお、処理室２０１内へのＴＥＭＡＨガスの供給時には、第１原料ガス供給管２１３ｚ、Ｏ３ガス供給管２１３ｏ内へのＴＥＭＡＨガスの侵入を防止するように、また、処理室２０１内におけるＴＥＭＡＨガスの拡散を促すように、バルブｖｚ４，ｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内にＮ２ガスを常に流しておくことが好ましい。バルブｖｈ３を開き、ＴＥＭＡＨガスの供給を開始した後、所定時間が経過したら、バルブｖｈ３を閉じ、バルブｖｈ４，ｖｈ５を開いて、処理室２０１内へのＴＥＭＡＨガスの供給を停止する。 [TEMAH supply process (S4a)]
First, the valves vh4 and vh5 are closed and the valve vh3 is opened, and supply of TEMAH gas as a raw material gas into the processing chamber 201, that is, irradiation of the TEMAH gas to the wafer 2 is started. The TEMAH gas is dispersed by the shower head 240 and is uniformly supplied onto the wafer 2 in the processing chamber 201. Excess TEMAH gas flows through the exhaust duct 259 and is exhausted to the exhaust port 260. Note that when supplying the TEMAH gas into the processing chamber 201, the TEMAH gas in the processing chamber 201 is prevented so as to prevent the TEMAH gas from entering the first raw material gas supply pipe 213 z and the O 3 gas supply pipe 213 o. It is preferable to keep the valves vz4 and vo4 open so that the N 2 gas always flows into the processing chamber 201 so as to promote diffusion of the gas. After a predetermined time has elapsed after opening the valve vh3 and starting the supply of TEMAH gas, the valve vh3 is closed and the valves vh4 and vh5 are opened to stop the supply of the TEMAH gas into the processing chamber 201.

〔パージ工程（Ｓ４ｂ）〕
バルブｖｈ３を閉じ、処理室２０１内へのＴＥＭＡＨガスの供給を停止した後は、バルブｖｚ４，ｖｈ４，ｖｏ４は開いたままとし、処理室２０１内へのＮ２ガスの供給を継続
して行う。Ｎ２ガスは、シャワーヘッド２４０を介して処理室２０１内に供給され、排気ダクト２５９内を流れ、排気口２６０へと排気される。このようにして、処理室２０１内をＮ２ガスによりパージし、処理室２０１内に残留しているＴＥＭＡＨガスを除去する。 [Purge process (S4b)]
After the valve vh3 is closed and the supply of the TEMAH gas into the processing chamber 201 is stopped, the valves vz4, vh4, and vo4 are kept open, and the supply of N 2 gas into the processing chamber 201 is continued. The N 2 gas is supplied into the processing chamber 201 through the shower head 240, flows in the exhaust duct 259, and is exhausted to the exhaust port 260. In this way, the inside of the processing chamber 201 is purged with N 2 gas, and the TEMAH gas remaining in the processing chamber 201 is removed.

〔Ｏ３供給工程（Ｓ４ｃ）〕
続いて、ＨｆＯ２膜形成工程（Ｓ３）におけるＯ３供給工程（Ｓ３ｃ）と同様に、ウェハ２へのＯ３ガスの照射を行う。 [O 3 supply step (S4c)]
Subsequently, similarly to the O 3 supply step (S3c) in the HfO 2 film formation step (S3), the wafer 2 is irradiated with O 3 gas.

〔パージ工程（Ｓ４ｄ）〕
その後、ＨｆＯ２膜形成工程（Ｓ３）におけるパージ工程（Ｓ３ｄ）と同様に、処理室２０１内のパージを行う。 [Purge process (S4d)]
Thereafter, the inside of the processing chamber 201 is purged as in the purge step (S3d) in the HfO 2 film formation step (S3).

〔所定回数実施工程（Ｓ４ｅ）〕
そして、工程Ｓ４ａ〜Ｓ４ｄまでを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、ウェハ２上に形成された高誘電率絶縁膜としてのＺｒＯ２膜上に、所定膜厚の低吸湿性絶縁膜としてのＨｆＯ２膜が形成される。 [Predetermined number of steps (S4e)]
Then, the steps S4a to S4d are defined as one cycle, and this cycle is performed a predetermined number of times, thereby forming a low hygroscopic insulating film having a predetermined thickness on the ZrO 2 film as the high dielectric constant insulating film formed on the wafer 2. HfO 2 film is formed.

ＨｆＯ２はＺｒＯ２よりも吸湿性が低いため、ＺｒＯ２膜上に形成されたＨｆＯ２膜は、ＺｒＯ２膜の吸湿を抑制するキャップ膜として機能する。すなわち、ＺｒＯ２膜上にＨｆＯ２膜を形成することにより、ＺｒＯ２膜を単体で用いる場合と比較して、ＺｒＯ２膜の吸湿を抑制することが可能となる。そして、吸湿に起因するＺｒＯ２膜中への不純物の混入を抑制することが可能となる。 Since HfO 2 is less hygroscopic than ZrO 2, HfO 2 film formed on the ZrO 2 film functions moisture absorption of the ZrO 2 film as the suppressing cap layer. That is, by forming the HfO 2 film on the ZrO 2 film, as compared with the case of using the ZrO 2 film alone, it is possible to suppress moisture absorption of the ZrO 2 film. In addition, it is possible to suppress contamination of impurities into the ZrO 2 film due to moisture absorption.

なお、ＨｆＯ２膜の厚さは、下地のＺｒＯ２膜よりも薄くするのが好ましく、例えば０．２ｎｍ以上、１．０ｎｍ以下とすることが好ましい。ＨｆＯ２膜がキャップ膜として機能するには、少なくとも１原子層（０．２ｎｍ）以上の厚さを有する必要があり、それ未満だと十分な吸湿抑制効果が得られない場合がある。また、ＨｆＯ２膜の厚さが１．０ｎｍを超えると、ＨｆＯ２膜の影響が強くなりすぎてしまい、下地のＺｒＯ２膜に悪影響を及ぼしてしまう場合がある。従って、ＨｆＯ２膜の膜厚は、０．２ｎｍ以上、１．０ｎｍ以下とするのが好ましい。 Note that the thickness of the HfO 2 film is preferably thinner than that of the underlying ZrO 2 film, for example, 0.2 nm or more and 1.0 nm or less. In order for the HfO 2 film to function as a cap film, it is necessary to have a thickness of at least one atomic layer (0.2 nm) or more, and if it is less than that, a sufficient moisture absorption suppressing effect may not be obtained. On the other hand, if the thickness of the HfO 2 film exceeds 1.0 nm, the influence of the HfO 2 film becomes too strong, which may adversely affect the underlying ZrO 2 film. Therefore, the thickness of the HfO 2 film is preferably 0.2 nm or more and 1.0 nm or less.

なお、高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）をＡＬＤ法により行う場合には、処理温度（ウェハ温度）をＴＥＭＡＺガスが自己分解しない程度の温度帯となるように制御する。この場合、ＴＥＭＡＺ供給工程（Ｓ３ａ）においては、ＴＥＭＡＺはウェハ２上に吸着する。Ｏ３供給工程（Ｓ３ｃ）においては、ウェハ２上に吸着したＴＥＭＡＺとＯ３とが反応することによりウェハ２上に１原子層未満のＺｒＯ２膜が形成される。 When the high dielectric constant insulating film forming step (S3) is performed by the ALD method, the processing temperature (wafer temperature) is controlled so as to be a temperature range in which the TEMAZ gas is not self-decomposed. In this case, TEMAZ is adsorbed onto the wafer 2 in the TEMAZ supply step (S3a). In the O 3 supply step (S3c), TEMAZ adsorbed on the wafer 2 and O 3 react to form a ZrO 2 film of less than one atomic layer on the wafer 2.

また、低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）をＡＬＤ法により行う場合には、処理温度（ウェハ温度）をＴＥＭＡＨガスが自己分解しない程度の温度帯となるように制御する。この場合、ＴＥＭＡＨ供給工程（Ｓ４ａ）においては、ＴＥＭＡＨはウェハ２上に吸着する。Ｏ３供給工程（Ｓ４ｃ）においては、ウェハ２上に吸着したＴＥＭＡＨとＯ３とが反応することによりウェハ２上に１原子層未満のＨｆＯ２膜が形成される。 Further, when the low hygroscopic insulating film forming step (S4) is performed by the ALD method, the processing temperature (wafer temperature) is controlled to be a temperature range in which the TEMAH gas is not self-decomposed. In this case, TEMAH is adsorbed onto the wafer 2 in the TEMAH supply step (S4a). In the O 3 supply step (S4c), the TEMAH adsorbed on the wafer 2 and O 3 react to form a HfO 2 film having a thickness of less than one atomic layer on the wafer 2.

本実施形態の成膜装置にて、ＡＬＤ法により、ＺｒＯ２膜を形成する際の処理条件としては、
ウェハ温度：１００〜４００℃、
処理室内圧力：１〜１０００Ｐａ、
ＴＥＭＡＺ供給流量：１０〜２０００ｓｃｃｍ、
Ｏ３供給流量：１０〜２０００ｓｃｃｍ、
Ｎ２（パージガス）供給流量：１０〜１００００ｓｃｃｍ、
が例示される。 In the film forming apparatus of this embodiment, the processing conditions for forming the ZrO 2 film by the ALD method are as follows:
Wafer temperature: 100-400 ° C.
Processing chamber pressure: 1-1000 Pa,
TEMAZ supply flow rate: 10 to 2000 sccm,
O 3 supply flow rate: 10 to 2000 sccm,
N 2 (purge gas) supply flow rate: 10 to 10,000 sccm,
Is exemplified.

また、本実施形態の成膜装置にて、ＡＬＤ法により、ＨｆＯ２膜を形成する際の処理条件としては、
ウェハ温度：１００〜４００℃、
処理室内圧力：１〜１０００Ｐａ、
ＴＥＭＡＨ供給流量：１０〜２０００ｓｃｃｍ、
Ｏ３供給流量：１０〜２０００ｓｃｃｍ、
Ｎ２（パージガス）供給流量：１０〜１００００ｓｃｃｍ、
膜厚：０．２〜１ｎｍ（ＺｒＯ２膜およびＨｆＯ２膜の総膜厚：６〜１０ｎｍ）
が例示される。 Further, in the film forming apparatus of this embodiment, the processing conditions for forming the HfO 2 film by the ALD method are as follows:
Wafer temperature: 100-400 ° C.
Processing chamber pressure: 1-1000 Pa,
TEMAH supply flow rate: 10 to 2000 sccm,
O 3 supply flow rate: 10 to 2000 sccm,
N 2 (purge gas) supply flow rate: 10 to 10,000 sccm,
Film thickness: 0.2-1 nm (total film thickness of ZrO 2 film and HfO 2 film: 6-10 nm)
Is exemplified.

〔ガス排気工程（Ｓ５）〕
所定膜厚のＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜が形成されると、処理室２０１内が真空排気される。もしくは処理室２０１内に不活性ガスが供給されつつ処理室２０１内が真空排気されパージされる。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換される。 [Gas exhaust process (S5)]
When the laminated film of the ZrO 2 film and the HfO 2 film having a predetermined thickness is formed, the inside of the processing chamber 201 is evacuated. Alternatively, the inside of the processing chamber 201 is evacuated and purged while an inert gas is supplied into the processing chamber 201. Thereafter, the atmosphere in the processing chamber 201 is replaced with an inert gas.

〔ウェハアンロード工程（Ｓ６）〕
その後、上述したウェハロード工程（Ｓ１）に示した手順とは逆の手順により、所定膜厚のＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜が形成された後のウェハ２を、処理室２０１内から負圧移載室１１内へ搬出する。 [Wafer unloading step (S6)]
Thereafter, the wafer 2 after the laminated film of the ZrO 2 film and the HfO 2 film having a predetermined film thickness is formed in the processing chamber 201 by a procedure reverse to the procedure shown in the wafer loading step (S1) described above. From the inside to the negative pressure transfer chamber 11.

＜熱処理工程＞
次に、第２処理ユニット３２としてのＲＴＰ装置１１０を使用して、ウェハ２上に形成された所定膜厚のＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜を熱処理する熱処理工程（ＰＤＡ）について説明する。すなわち、不活性ガス雰囲気下で、所定膜厚のＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜を、アニールにより緻密化もしくは結晶化する工程について説明する。なお、以下の説明において、ＲＴＰ装置１１０を構成する各部の動作はコントローラ１５０により制御され、コントローラ１５０はメインコントローラ３７により制御される。 <Heat treatment process>
Next, a heat treatment step (PDA) for heat-treating a laminated film of a ZrO 2 film and a HfO 2 film having a predetermined thickness formed on the wafer 2 using the RTP apparatus 110 as the second processing unit 32 will be described. To do. That is, a process of densifying or crystallizing a laminated film of a ZrO 2 film and a HfO 2 film having a predetermined thickness in an inert gas atmosphere by annealing will be described. In the following description, the operation of each unit constituting the RTP device 110 is controlled by the controller 150, and the controller 150 is controlled by the main controller 37.

ウェハアンロード工程（Ｓ６）にてゲートバルブ４４が閉じられた後に、ゲートバルブ１１８が開かれる。ゲートバルブ１１８が開かれると、アニールを施すべきウェハ２は、第２処理ユニット３２であるＲＴＰ装置１１０の処理室１１１内に負圧移載機１３によってウェハ搬入搬出口１１７から搬入され、複数本のリフタピン１２２の上端間に移載される。ウェハ２をリフタピン１２２に移載した負圧移載機１３が処理室１１１の外へ退避すると、ウェハ搬入搬出口１１７がゲートバルブ１１８により閉じられる。また、昇降軸１２０が昇降駆動装置１１９によって下降されることにより、リフタピン１２２の上のウェハ２がサセプタ１４０の上に受け渡される。処理室１１１が気密に閉じられた状態で、処理室１１１内は１〜１０００Ｐａの範囲内の所定の圧力となるように排気口１１６を通じて排気される。   After the gate valve 44 is closed in the wafer unloading step (S6), the gate valve 118 is opened. When the gate valve 118 is opened, a plurality of wafers 2 to be annealed are loaded into the processing chamber 111 of the RTP apparatus 110 as the second processing unit 32 from the wafer loading / unloading port 117 by the negative pressure transfer machine 13. Are transferred between the upper ends of the lifter pins 122. When the negative pressure transfer machine 13 that has transferred the wafer 2 onto the lifter pins 122 retreats out of the processing chamber 111, the wafer loading / unloading port 117 is closed by the gate valve 118. Further, the lift shaft 120 is lowered by the lift drive device 119, whereby the wafer 2 on the lifter pins 122 is transferred onto the susceptor 140. With the processing chamber 111 closed in an airtight manner, the processing chamber 111 is exhausted through the exhaust port 116 so as to have a predetermined pressure in the range of 1 to 1000 Pa.

ウェハ２がサセプタ１４０に受け渡されると、ウェハ２をサセプタ１４０によって保持したタレット１３１が、サセプタ回転装置１３６によって回転させられる。サセプタ１４０に保持されたウェハ２は、サセプタ回転装置１３６によって回転させられながら、４００〜７００℃の範囲内の所定の温度、好ましくは高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）及び低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）におけるウェハ温度よりも高い温度となるように、第１加熱ランプ群１２５および第２加熱ランプ群１２６によって加熱される。この回転および加熱中に、処理室１１１内に、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスがアニールガス供給管１４２から供給される。このとき不活性ガス供給流量は、１０〜１００００ｓｃｃｍの範囲内の所定の流量となるように制御される。サセプタ１４０がサセプタ回転装置１３６
によって回転させられながら、サセプタ１４０の上に保持されたウェハ２は第１加熱ランプ群１２５および第２加熱ランプ群１２６によって均一に加熱されるため、ウェハ２上に形成された所定膜厚のＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜は全面にわたって均一にアニールされる。このアニールの処理時間は、例えば１〜６０秒間の範囲内の所定の時間とする。以上の熱処理工程により、ウェハ２上に形成された所定膜厚のＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜は緻密化もしくは結晶化される。 When the wafer 2 is transferred to the susceptor 140, the turret 131 that holds the wafer 2 by the susceptor 140 is rotated by the susceptor rotating device 136. While the wafer 2 held by the susceptor 140 is rotated by the susceptor rotating device 136, the wafer 2 is rotated at a predetermined temperature within a range of 400 to 700 ° C., preferably a high dielectric constant insulating film forming step (S3) and a low hygroscopic insulating film. Heating is performed by the first heating lamp group 125 and the second heating lamp group 126 so that the temperature becomes higher than the wafer temperature in the forming step (S4). During the rotation and heating, an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is supplied from the annealing gas supply pipe 142 into the processing chamber 111. At this time, the inert gas supply flow rate is controlled to be a predetermined flow rate within a range of 10 to 10,000 sccm. The susceptor 140 is a susceptor rotating device 136.
Since the wafer 2 held on the susceptor 140 is uniformly heated by the first heating lamp group 125 and the second heating lamp group 126 while being rotated by the susceptor 140, ZrO having a predetermined film thickness formed on the wafer 2. The laminated film of the two films and the HfO 2 film is uniformly annealed over the entire surface. The annealing treatment time is, for example, a predetermined time within a range of 1 to 60 seconds. Through the above heat treatment process, the laminated film of the ZrO 2 film and the HfO 2 film having a predetermined film thickness formed on the wafer 2 is densified or crystallized.

ＲＴＰ装置１１０において予め設定された所定の処理時間が経過すると、処理室１１１内が排気口１１６より所定の負圧となるように排気された後に、ゲートバルブ１１８が開かれる。そして、アニールが施されたウェハ２は、負圧移載機１３によって搬入時と逆の手順で処理室１１１から負圧移載室１１に搬出される。   When a predetermined processing time set in advance in the RTP apparatus 110 elapses, the gate valve 118 is opened after the processing chamber 111 is evacuated from the exhaust port 116 to a predetermined negative pressure. Then, the annealed wafer 2 is unloaded from the processing chamber 111 to the negative pressure transfer chamber 11 by the negative pressure transfer device 13 in the reverse order of loading.

なお、成膜工程、熱処理工程実施後のウェハ２は、必要に応じて第１クーリングユニット３５または第２クーリングユニット３６により、冷却される場合もある。   The wafer 2 after the film formation process and the heat treatment process may be cooled by the first cooling unit 35 or the second cooling unit 36 as necessary.

その後、搬出室１５の負圧移載室１１側がゲートバルブ１８Ｂによって開かれ、負圧移載機１３はウェハ２を負圧移載室１１から搬出室１５へ搬送し、搬出室１５の搬出室用仮置き台の上に移載する。この際には、事前に、搬出室１５の正圧移載室１６側がゲートバルブ１８Ａによって閉じられ、搬出室１５が排気装置により負圧に排気される。搬出室１５が予め設定された圧力値に減圧されると、搬出室１５の負圧移載室１１側がゲートバルブ１８Ｂによって開かれ、ウェハ２の搬出が行われることとなる。ウェハ２の搬出後に、ゲートバルブ１８Ｂは閉じられる。   Thereafter, the negative pressure transfer chamber 11 side of the carry-out chamber 15 is opened by the gate valve 18 </ b> B, and the negative pressure transfer machine 13 carries the wafer 2 from the negative pressure transfer chamber 11 to the carry-out chamber 15. Transfer on the temporary table. In this case, the positive pressure transfer chamber 16 side of the carry-out chamber 15 is closed by the gate valve 18A in advance, and the carry-out chamber 15 is exhausted to a negative pressure by the exhaust device. When the unloading chamber 15 is depressurized to a preset pressure value, the negative pressure transfer chamber 11 side of the unloading chamber 15 is opened by the gate valve 18B, and the wafer 2 is unloaded. After the wafer 2 is unloaded, the gate valve 18B is closed.

以上の作動が繰り返されることにより、搬入室１４に一括して搬入された２５枚のウェハ２について、上述の各工程が順次実施されて行く。２５枚のウェハ２について一連の所定の処理が完了すると、処理済のウェハ２は搬出室１５の仮置き台に溜められた状態になる。   By repeating the above operation, the above-described steps are sequentially performed on the 25 wafers 2 that are collectively loaded into the loading chamber 14. When a series of predetermined processes are completed for the 25 wafers 2, the processed wafers 2 are stored in a temporary table in the carry-out chamber 15.

その後、負圧に維持された搬出室１５内に窒素ガスが供給され、搬出室１５内が大気圧となった後に、搬出室１５の正圧移載室１６側が、ゲートバルブ１８Ａによって開かれる。次いで、載置台２５上に載置された空のポッド１のキャップが、ポッドオープナ２４のキャップ着脱機構２６によって開かれる。続いて、正圧移載室１６の正圧移載機１９は搬出室１５からウェハ２をピックアップして正圧移載室１６に搬出し、正圧移載室１６のウェハ搬入搬出口２３を通してポッド１に収納して行く。処理済みの２５枚のウェハ２のポッド１への収納が完了すると、ポッド１のキャップがポッドオープナ２４のキャップ着脱機構２６によってウェハ出し入れ口に装着され、ポッド１が閉じられる。   Thereafter, nitrogen gas is supplied into the carry-out chamber 15 maintained at a negative pressure, and after the inside of the carry-out chamber 15 reaches atmospheric pressure, the positive pressure transfer chamber 16 side of the carry-out chamber 15 is opened by the gate valve 18A. Next, the cap of the empty pod 1 placed on the placing table 25 is opened by the cap attaching / detaching mechanism 26 of the pod opener 24. Subsequently, the positive pressure transfer machine 19 in the positive pressure transfer chamber 16 picks up the wafer 2 from the carry-out chamber 15 and carries it out to the positive pressure transfer chamber 16, and passes through the wafer loading / unloading port 23 in the positive pressure transfer chamber 16. Store it in pod 1. When the storage of the 25 processed wafers 2 in the pod 1 is completed, the cap of the pod 1 is attached to the wafer loading / unloading port by the cap attaching / detaching mechanism 26 of the pod opener 24 and the pod 1 is closed.

本実施の形態においては、クラスタ装置１０における一連の工程が終了したウェハ２は、ポッド１内に気密に収納された状態で、上部電極形成工程を実施する他の成膜装置に搬送されていく。   In the present embodiment, the wafer 2 that has undergone a series of steps in the cluster apparatus 10 is transported to another film forming apparatus that performs the upper electrode forming step while being hermetically stored in the pod 1. .

（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す効果のうち１つ又は複数の効果を奏する。 (3) Effects according to this embodiment According to this embodiment, one or more of the following effects are achieved.

本実施形態によれば、高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）及び低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）を順次実施することで、ウェハ２上（下部電極であるＴｉＮ膜上）に、ＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜を形成する。ＨｆＯ２はＺｒＯ２よりも吸湿性が低いため、ＺｒＯ２膜上に形成されたＨｆＯ２膜は、ＺｒＯ２膜の吸湿を抑制するキャップ膜として機能する。ＺｒＯ２膜上にＨｆＯ２膜を形成することにより、ＺｒＯ２膜を単体で用いる場合と比較して、ＺｒＯ２膜の吸湿を抑制することが可能となる。そして、吸湿に起因するＺ
ｒＯ２膜中への不純物の混入を抑制することが可能となる。 According to the present embodiment, the high dielectric constant insulating film forming step (S3) and the low hygroscopic insulating film forming step (S4) are sequentially performed, so that ZrO is formed on the wafer 2 (on the TiN film as the lower electrode). A laminated film of two films and an HfO 2 film is formed. Since HfO 2 is less hygroscopic than ZrO 2, HfO 2 film formed on the ZrO 2 film functions moisture absorption of the ZrO 2 film as the suppressing cap layer. By forming the HfO 2 film on the ZrO 2 film, as compared with the case of using the ZrO 2 film alone, it is possible to suppress moisture absorption of the ZrO 2 film. And Z due to moisture absorption
It becomes possible to suppress the mixing of impurities into the rO 2 film.

また、本実施形態によれば、高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）を実施した後、ウェハ２を処理室２０１内から搬出することなく、また、処理室２０１内の減圧状態を維持したまま、低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）を連続して行っている。すなわち、ウェハ２上に形成されたＺｒＯ２膜の表面は、一度も大気に曝されることなくＨｆＯ２膜により覆われる。これにより、ＺｒＯ２膜の吸湿を抑制することができ、吸湿に起因するＺｒＯ２膜中への不純物の混入を抑制することが可能となる。 Further, according to the present embodiment, after the high dielectric constant insulating film forming step (S3) is performed, the wafer 2 is not carried out of the processing chamber 201, and the reduced pressure state in the processing chamber 201 is maintained. The low hygroscopic insulating film forming step (S4) is continuously performed. That is, the surface of the ZrO 2 film formed on the wafer 2 is covered with the HfO 2 film without being exposed to the atmosphere. This can suppress the moisture absorption of the ZrO 2 film, it becomes possible to suppress contamination of impurities into the ZrO 2 film due to moisture absorption.

また、本実施形態によれば、高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）の温度条件と低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）の温度条件とを、同様の範囲内となるように設定している。そのため、高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）及び低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）を、同一の処理室２０１内で、大幅な温度調整を要さずに、例えば同一の温度条件で連続して行うことができる。これにより、成膜工程の所要時間を短縮させ、基板処理の生産性を向上させることが出来る。   Further, according to the present embodiment, the temperature condition of the high dielectric constant insulating film forming step (S3) and the temperature condition of the low hygroscopic insulating film forming step (S4) are set so as to be within the same range. Yes. Therefore, the high dielectric constant insulating film forming step (S3) and the low hygroscopic insulating film forming step (S4) are continuously performed in the same processing chamber 201, for example, under the same temperature condition without requiring a large temperature adjustment. Can be done. Thereby, the time required for the film forming process can be shortened and the productivity of the substrate processing can be improved.

また、本実施形態によれば、第２処理ユニット３２としてのＲＴＰ装置１１０を使用して、ウェハ２上に形成された所定膜厚のＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜を熱処理する熱処理工程（ＰＤＡ）を実施している。これにより、ＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜を緻密化もしくは結晶化させることが出来る。 Further, according to the present embodiment, the heat treatment for heat-treating the laminated film of the ZrO 2 film and the HfO 2 film having a predetermined film thickness formed on the wafer 2 using the RTP apparatus 110 as the second processing unit 32. The process (PDA) is performed. Thereby, the laminated film of the ZrO 2 film and the HfO 2 film can be densified or crystallized.

（実施例１）
本実施例では、上述の実施形態と同様の手法を用いてＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜を有する評価サンプルを製造した。 Example 1
In this example, an evaluation sample having a laminated film of a ZrO 2 film and an HfO 2 film was manufactured using the same method as in the above-described embodiment.

図８（ａ）は本実施例に係る評価サンプルの作成フロー図であり、（ｂ）は本実施例に係る評価サンプルの積層構造を示す断面図である。図８（ａ）に示す実施例では、下部電極としてのＴｉＮ膜の形成（Ｂｏｔｔｏｍ ＴｉＮ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＴｉＮ膜上へのＺｒＯ２膜の形成（ＺｒＯ２成膜）、ＺｒＯ２膜上へのＨｆＯ２膜の形成（ＨｆＯ２成膜）、７００℃での熱処理工程（ＰＤＡ）、熱処理後のＨｆＯ２膜上への上部電極としてのＴｉＮ膜の形成（Ｔｏｐ ＴｉＮ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニング（Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）、ＦＧＡ処理（ＦＧＡ）を順に実施した。なお、上記において、“ＺｒＯ２成膜”は上述の実施形態の高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）に、“ＨｆＯ２成膜”は低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）に、“ＰＤＡ”は上述の実施形態の熱処理工程にそれぞれ相当する。また、図８（ａ）では、“ＺｒＯ２成膜”から“ＰＤＡ”までは、上述の実施形態に係る基板処理装置を用いて行った。なお、各工程における各処理条件は、上述の実施形態にて示した各処理条件の範囲内の条件に設定して行った。 FIG. 8A is a flow chart for creating an evaluation sample according to the present example, and FIG. 8B is a cross-sectional view showing a laminated structure of the evaluation sample according to the present example. In the embodiment shown in FIG. 8A, a TiN film is formed as a lower electrode (Bottom TiN deposition), a ZrO 2 film is formed on the TiN film (ZrO 2 film formation), and HfO 2 is formed on the ZrO 2 film. Film formation (HfO 2 film formation), heat treatment step (PDA) at 700 ° C., formation of TiN film as an upper electrode on the HfO 2 film after heat treatment (Top TiN deposition), patterning using photolithography technology (Patterning) and FGA treatment (FGA) were sequentially performed. In the above, “ZrO 2 film formation” is used for the high dielectric constant insulating film forming step (S3) of the above-described embodiment, and “HfO 2 film forming” is used for the low hygroscopic insulating film forming step (S4). "Corresponds to the heat treatment step of the above-described embodiment. Further, in FIG. 8A, “ZrO 2 film formation” to “PDA” are performed using the substrate processing apparatus according to the above-described embodiment. In addition, each process condition in each process was set and performed in the conditions within the range of each process condition shown in the above-mentioned embodiment.

本実施例によれば、ＺｒＯ２膜の吸湿を抑制でき、吸湿に起因するＺｒＯ２膜中への不純物の混入を抑制でき、ＺｒＯ２膜の信頼性を向上できることが確認できた。 According to this embodiment, it is possible to suppress moisture absorption of the ZrO 2 film, it is possible to suppress contamination of impurities into the ZrO 2 film due to moisture absorption, it was confirmed that reliability can be improved ZrO 2 film.

（実施例２）
本実施例では、上述の実施形態と同様の手法を用いてＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜を有する評価サンプルを製造し、ＨｆＯ２膜による不純物混入の抑制効果を検討した。 (Example 2)
In this example, an evaluation sample having a laminated film of a ZrO 2 film and an HfO 2 film was manufactured by using the same method as that in the above-described embodiment, and the effect of suppressing impurity contamination by the HfO 2 film was examined.

図９（ａ）は、本実施例に係る評価サンプルの作成フロー図である。図９（ａ）に示すように、本実施例に係る評価サンプルは、シリコンウェハ上へのＺｒＯ２膜の形成（ＺｒＯ２成膜）後、形成したＺｒＯ２膜を大気に曝すことなく、ＺｒＯ２膜上へのＨｆＯ２膜
の形成（ＨｆＯ２成膜）を連続して行うことで製造した。上記において、“ＺｒＯ２成膜”は上述の実施形態の高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）に、“ＨｆＯ２成膜”は低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）にそれぞれ相当する。形成したＺｒＯ２膜の膜厚は１０ｎｍとし、ＨｆＯ２膜の膜厚は２ｎｍとした。 FIG. 9A is a flowchart for creating an evaluation sample according to the present embodiment. As shown in FIG. 9 (a), the evaluation sample according to this example is obtained by forming a ZrO 2 film on a silicon wafer (ZrO 2 film formation) and then exposing the formed ZrO 2 film to the atmosphere without exposing it to the atmosphere. formation of the HfO 2 film onto 2 film (HfO 2 film formation) was made by continuously performed. In the above, “ZrO 2 film formation” corresponds to the high dielectric constant insulating film forming step (S3) of the above-described embodiment, and “HfO 2 film forming” corresponds to the low hygroscopic insulating film forming step (S4). The film thickness of the formed ZrO 2 film was 10 nm, and the film thickness of the HfO 2 film was 2 nm.

図９（ｂ）は、比較例に係る評価サンプルの作成フロー図である。図９（ｂ）に示すように、比較例に係る評価サンプルは、シリコンウェハ上へのＺｒＯ２膜の形成（ＺｒＯ２成膜）の後、ＺｒＯ２膜が形成されたウェハを所定時間大気中へ放置（大気放置）し、その後、ＺｒＯ２膜上へのＨｆＯ２膜の形成（ＨｆＯ２成膜）を行うことで製造した。形成したＺｒＯ２膜の膜厚は１０ｎｍとし、ＨｆＯ２膜の膜厚は２ｎｍとした。大気中へ放置した時間は２４時間とした。 FIG. 9B is a flowchart for creating an evaluation sample according to a comparative example. As shown in FIG. 9 (b), the evaluation sample of the comparative example, the formation of ZrO 2 film on the silicon wafer after (ZrO 2 film formation), a wafer ZrO 2 film is formed a prescribed time in the air and left to (atmospheric left), then it was made by performing the formation of the HfO 2 film to the ZrO 2 film on the (HfO 2 film formation). The film thickness of the formed ZrO 2 film was 10 nm, and the film thickness of the HfO 2 film was 2 nm. The time allowed to stand in the atmosphere was 24 hours.

本実施例及び比較例に係る評価サンプルのそれぞれに対し、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ−ｍｉｃｒｏｐｒｏｂｅ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）分析を行った。図１０は、本実施例及び比較例に係る評価サンプルのＳＩＭＳ分析結果を示すグラフ図であり、（ａ）はマスナンバーが２であるＨの濃度を、（ｂ）はマスナンバーが１２であるＣの濃度を、（ｃ）はマスナンバーが１４であるＣＨ２の濃度を、（ｄ）はマスナンバーが２８であるＣ２Ｈ４の濃度をそれぞれ示している。図１０（ａ）〜（ｄ）の横軸は、ＳＩＭＳ分析を開始してからのイオン照射時間（すなわち、評価サンプル表面からの観測深さ）を示しており、図１０（ａ）〜（ｄ）の縦軸は、観測された二次イオンの数（すなわち不純物濃度）をそれぞれ示している。 SIMS (Secondary Ion-microprobe Mass Spectrometer) analysis was performed on each of the evaluation samples according to the present example and the comparative example. FIG. 10 is a graph showing the SIMS analysis results of the evaluation samples according to the present example and the comparative example. (A) shows the concentration of H having a mass number of 2, and (b) shows the mass number of 12. The concentration of C, (c) shows the concentration of CH 2 having a mass number of 14, and (d) shows the concentration of C 2 H 4 having a mass number of 28, respectively. The horizontal axes of FIGS. 10A to 10D show the ion irradiation time after starting SIMS analysis (that is, the observation depth from the surface of the evaluation sample), and FIGS. The vertical axis of) indicates the number of observed secondary ions (that is, impurity concentration).

図１０から分かるように、ＺｒＯ２膜の形成後に、大気中への放置を行うことなく連続してＨｆＯ２膜を形成した評価サンプル（実施例：図中実線で示す）では、ＺｒＯ２膜の形成後に大気中への放置を行ってからＨｆＯ２膜を形成した評価サンプル（比較例：図中破線で示す）に比べ、ＺｒＯ２膜中のＨ，Ｃ，ＣＨ２，Ｃ２Ｈ４の濃度がそれぞれ低下していることが分かる。すなわち、ＺｒＯ２膜の形成後に、ＺｒＯ２膜を大気に曝すことなく連続してＨｆＯ２膜を形成することで、ＺｒＯ２膜の吸湿を抑制でき、吸湿に起因するＺｒＯ２膜中への不純物の混入を抑制できることが分かる。 As can be seen from Figure 10, after formation of the ZrO 2 film, evaluation samples were formed HfO 2 film continuously without performing the standing into the atmosphere (Example: indicated by the solid line in the drawing) in of the ZrO 2 film Compared to an evaluation sample (comparative example: indicated by a broken line in the figure) in which the HfO 2 film is formed after being left in the atmosphere after formation, the concentration of H, C, CH 2 , C 2 H 4 in the ZrO 2 film It can be seen that the values have decreased. That is, after the formation of the ZrO 2 film, a ZrO 2 film by forming the HfO 2 film continuously without being exposed to the atmosphere, can suppress moisture absorption of the ZrO 2 film, an impurity of the ZrO 2 film due to moisture absorption It turns out that mixing of can be suppressed.

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

図７は、本実施形態で好適に用いられる縦型ＡＬＤ装置の縦型処理炉の概略構成図であり、（ａ）は、処理炉３０２部分を縦断面で示し、（ｂ）は、処理炉３０２部分を図７（ａ）のＡ−Ａ線断面図で示す。   FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a vertical processing furnace of a vertical ALD apparatus preferably used in this embodiment. FIG. 7A shows a processing furnace 302 portion in a vertical cross section, and FIG. 7B shows a processing furnace. 302 part is shown with the sectional view on the AA line of Fig.7 (a).

図７（ａ）に示されるように、処理炉３０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ３０７を有する。ヒータ３０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベースに支持されることにより垂直に据え付けられている。   As shown in FIG. 7A, the processing furnace 302 has a heater 307 as a heating means (heating mechanism). The heater 307 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a heater base as a holding plate.

ヒータ３０７の内側には、ヒータ３０７と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ３０３が配設されている。プロセスチューブ３０３は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。プロセスチューブ３０３の筒中空部には処理室３０１が形成されており、基板としてのウェハ２を、後述するボート３１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列
した状態で収容可能に構成されている。 Inside the heater 307, a process tube 303 as a reaction tube is disposed concentrically with the heater 307. The process tube 303 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO 2 ) or silicon carbide (SiC), and has a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. A processing chamber 301 is formed in a hollow cylindrical portion of the process tube 303, and the wafer 2 as a substrate can be accommodated in a state of being aligned in multiple stages in a vertical posture in a horizontal posture by a boat 317 described later.

プロセスチューブ３０３の下方には、プロセスチューブ３０３と同心円状にマニホールド３０９が配設されている。マニホールド３０９は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド３０９は、プロセスチューブ３０３に係合しており、プロセスチューブ３０３を支持するように設けられている。なお、マニホールド３０９とプロセスチューブ３０３との間には、シール部材としてのＯリング３２０ａが設けられている。マニホールド３０９がヒータベースに支持されることにより、プロセスチューブ３０３は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ３０３とマニホールド３０９とにより反応容器が形成される。   A manifold 309 is disposed below the process tube 303 concentrically with the process tube 303. The manifold 309 is made of, for example, stainless steel and is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. The manifold 309 is engaged with the process tube 303 and is provided to support the process tube 303. An O-ring 320a as a seal member is provided between the manifold 309 and the process tube 303. Since the manifold 309 is supported by the heater base, the process tube 303 is vertically installed. A reaction vessel is formed by the process tube 303 and the manifold 309.

マニホールド３０９には、第１ガス導入部としての第１ノズル３３３ａと、第２ガス導入部としての第２ノズル３３３ｂとが、マニホールド３０９の側壁を貫通するように接続されている。第１ノズル３３３ａと第２ノズル３３３ｂは、それぞれ水平部と垂直部とを有するＬ字形状であり、水平部がマニホールド３０９に接続され、垂直部がプロセスチューブ３０３の内壁とウェハ２との間における円弧状の空間に、プロセスチューブ３０３の下部より上部の内壁に沿って、ウェハ２の積載方向に向かって立ち上がるように設けられている。第１ノズル３３３ａ、第２ノズル３３３ｂの垂直部の側面には、ガスを供給する供給孔である第１ガス供給孔３４８ａ、第２ガス供給孔３４８ｂがそれぞれ設けられている。この第１ガス供給孔３４８ａ、第２ガス供給孔３４８ｂは、それぞれ下部から上部にわたって同一の開口面積を有し、更に同じ開口ピッチで設けられている。   A first nozzle 333 a as a first gas introduction part and a second nozzle 333 b as a second gas introduction part are connected to the manifold 309 so as to penetrate the side wall of the manifold 309. Each of the first nozzle 333a and the second nozzle 333b has an L shape having a horizontal portion and a vertical portion, the horizontal portion is connected to the manifold 309, and the vertical portion is between the inner wall of the process tube 303 and the wafer 2. It is provided in an arc-shaped space so as to rise in the stacking direction of the wafer 2 along the inner wall above the lower part of the process tube 303. A first gas supply hole 348a and a second gas supply hole 348b, which are supply holes for supplying gas, are provided on the side surfaces of the vertical portions of the first nozzle 333a and the second nozzle 333b, respectively. The first gas supply hole 348a and the second gas supply hole 348b have the same opening area from the lower part to the upper part, and are provided at the same opening pitch.

第１ノズル３３３ａ、第２ノズル３３３ｂに接続されるガス供給系は、上述の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、第１ノズル３３３ａに第１原料ガス供給管２１３ｚ及び第２原料ガス供給管２１３ｈが接続され、第２ノズル３３３ｂにＯ３ガス供給管２１３ｏが接続される点が、上述の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態では、原料ガス（ＴＥＭＡＺガス、ＴＥＭＡＨガス）と、酸化源（Ｏ３）とを、別々のノズルにより供給する。なお、さらに各原料ガスを別々のノズルにより供給するようにしてもよい。 The gas supply system connected to the first nozzle 333a and the second nozzle 333b is the same as in the above-described embodiment. However, in the present embodiment, the first source gas supply pipe 213z and the second source gas supply pipe 213h are connected to the first nozzle 333a, and the O 3 gas supply pipe 213o is connected to the second nozzle 333b. Different from the embodiment. That is, in the present embodiment, the source gas (TEMAZ gas, TEMAH gas) and the oxidation source (O 3 ) are supplied by separate nozzles. In addition, you may make it supply each raw material gas with a separate nozzle.

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

マニホールド３０９の下方には、マニホールド３０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ３１９が設けられている。シールキャップ３１９は、マニホールド３０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ３１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ３１９の上面には、マニホールド３０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング３２０ｂが設けられている。シールキャップ３１９の処理室３０１と反対側には、後述するボート３１７を回転させる回転機構３６７が設置されている。回転機構３６７の回転軸３５５は、シールキャップ３１９を貫通してボート３１７に接続されており、ボート３１７を回転させることでウェハ２を回転させるように構成されている。シールキャップ３１９は、プロセスチューブ３０３の外部に配置された昇降機構としてのボートエレベータ３１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート３１７を
処理室３０１内に対し搬入搬出することが可能となっている。 Below the manifold 309, a seal cap 319 is provided as a furnace port lid that can airtightly close the lower end opening of the manifold 309. The seal cap 319 is brought into contact with the lower end of the manifold 309 from the lower side in the vertical direction. The seal cap 319 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a disk shape. On the upper surface of the seal cap 319, an O-ring 320b is provided as a seal member that contacts the lower end of the manifold 309. On the opposite side of the seal cap 319 from the processing chamber 301, a rotation mechanism 367 for rotating a boat 317 described later is installed. A rotation shaft 355 of the rotation mechanism 367 is connected to the boat 317 through the seal cap 319, and is configured to rotate the wafer 2 by rotating the boat 317. The seal cap 319 is configured to be moved up and down in a vertical direction by a boat elevator 315 as an elevating mechanism disposed outside the process tube 303, and thereby the boat 317 is carried into and out of the processing chamber 301. It is possible.

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

制御部（制御手段）であるコントローラ３８０は、ＡＰＣバルブ３４２、ヒータ３０７、温度センサ３６３、真空ポンプ３４６、回転機構３６７、ボートエレベータ３１５、気化器２２９ｚ，２２９ｈ、オゾナイザ２２９ｏ、バルブｖｚ１〜ｖｚ６，ｖｈ１〜ｖｈ６，ｖｏ３〜ｖｏ６、液体流量コントローラ２２１ｚ，２２１ｈ、流量コントローラ２２５ｚ，２２５ｈ，２２１ｏ，２２２ｏ，２２４ｚ，２２４ｈ，２２４ｏ等の動作を制御する。   The controller 380 as a control unit (control means) includes an APC valve 342, a heater 307, a temperature sensor 363, a vacuum pump 346, a rotation mechanism 367, a boat elevator 315, a vaporizer 229z, 229h, an ozonizer 229o, valves vz1 to vz6, vh1. ˜vh6, vo3˜vo6, liquid flow rate controllers 221z, 221h, flow rate controllers 225z, 225h, 221o, 222o, 224z, 224h, 224o and the like are controlled.

次に、上記構成にかかる縦型ＡＬＤ装置の処理炉３０２を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として、ＡＬＤ法によりウェハ２上に薄膜を形成する基板処理工程について説明する。なお、以下の説明において、縦型ＡＬＤ装置を構成する各部の動作は、コントローラ３８０により制御される。   Next, a substrate processing step for forming a thin film on the wafer 2 by the ALD method will be described as one step of the manufacturing process of the semiconductor device using the processing furnace 302 of the vertical ALD apparatus according to the above configuration. In the following description, the operation of each part constituting the vertical ALD apparatus is controlled by the controller 380.

複数枚のウェハ２をボート３１７に装填（ウェハチャージ）する。そして、図７（ａ）に示すように、複数枚のウェハ２を保持したボート３１７を、ボートエレベータ３１５によって持ち上げて処理室３０１内に搬入（ボートロード）する。この状態で、シールキャップ３１９はＯリング３２０ｂを介してマニホールド３０９の下端をシールした状態となる。   A plurality of wafers 2 are loaded into the boat 317 (wafer charge). Then, as shown in FIG. 7A, the boat 317 holding the plurality of wafers 2 is lifted by the boat elevator 315 and loaded into the processing chamber 301 (boat loading). In this state, the seal cap 319 is in a state of sealing the lower end of the manifold 309 via the O-ring 320b.

処理室３０１内が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ３４６によって処理室３０１内を真空排気する。この際、処理室３０１内の圧力を圧力センサ３４５で測定して、この測定された圧力に基づき、ＡＰＣバルブ３４２をフィードバック制御する。また、処理室３０１内が所望の温度となるように、ヒータ３０７によって加熱する。この際、処理室３０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ３６３が検出した温度情報に基づきヒータ３０７への通電具合をフィードバック制御する。続いて、回転機構３６７によりボート３１７を回転させることで、ウェハ２を回転させる。   The inside of the processing chamber 301 is evacuated by a vacuum pump 346 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the processing chamber 301 is measured by the pressure sensor 345, and the APC valve 342 is feedback-controlled based on the measured pressure. In addition, heating is performed by the heater 307 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature. At this time, feedback control of the power supply to the heater 307 is performed based on the temperature information detected by the temperature sensor 363 so that the inside of the processing chamber 301 has a desired temperature distribution. Subsequently, the wafer 2 is rotated by rotating the boat 317 by the rotation mechanism 367.

その後、例えば上述の実施形態と同様に、高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）および低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）を実施することにより、ウェハ２上に所定膜厚のＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜を形成する。なお、低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）は、高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）で形成したＺｒＯ２膜を大気に曝すことなく、連続して行う。 Thereafter, for example, similarly to the above-described embodiment, a ZrO 2 film having a predetermined film thickness is formed on the wafer 2 by performing a high dielectric constant insulating film forming step (S3) and a low hygroscopic insulating film forming step (S4). A laminated film with the HfO 2 film is formed. The low hygroscopic insulating film forming step (S4) is continuously performed without exposing the ZrO 2 film formed in the high dielectric constant insulating film forming step (S3) to the atmosphere.

その後、ボートエレベータ３１５によりシールキャップ３１９を下降させて、マニホールド３０９の下端を開口させるとともに、所定膜厚のＺｒＯ２膜とＨｆＯ２膜との積層膜が形成された後のウェハ２を、ボート３１７に保持させた状態でマニホールド３０９の下端からプロセスチューブ３０３の外部に搬出（ボートアンロード）する。その後、処理済のウェハ２をボート３１７より取り出す（ウェハディスチャージ）。処理済みのウェハ２は、この後、熱処理装置に搬送され、熱処理工程が行われることとなる。 Thereafter, the seal cap 319 is lowered by the boat elevator 315 to open the lower end of the manifold 309, and the wafer 2 after the laminated film of the ZrO 2 film and the HfO 2 film having a predetermined film thickness is formed on the boat 317. In the state where the pressure is held, the bottom end of the manifold 309 is unloaded from the process tube 303 (boat unloading). Thereafter, the processed wafer 2 is taken out from the boat 317 (wafer discharge). After that, the processed wafer 2 is transferred to a heat treatment apparatus, and a heat treatment process is performed.

本実施形態においても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、ＺｒＯ２膜上にＨｆＯ２膜を形成することにより、ＺｒＯ２膜を単体で用いる場合と比較して、ＺｒＯ２膜の吸湿を抑制することが可能となる。そして、吸湿に起因するＺｒＯ２膜中への不純物の混入を抑制することが可能となる。また、高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）を実施した後、ＺｒＯ２膜を大気に曝すことなく低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）を連続して実施することで、ＺｒＯ２膜の吸湿をより確実に抑制することができ、吸湿に起因するＺｒＯ２膜中への不純物の混入をより確実に抑制することが可能となる。 Also in this embodiment, there exists an effect similar to the above-mentioned embodiment. That is, by forming the HfO 2 film on the ZrO 2 film, as compared with the case of using the ZrO 2 film alone, it is possible to suppress moisture absorption of the ZrO 2 film. In addition, it is possible to suppress contamination of impurities into the ZrO 2 film due to moisture absorption. In addition, after the high dielectric constant insulating film forming step (S3) is performed, the low hygroscopic insulating film forming step (S4) is continuously performed without exposing the ZrO 2 film to the atmosphere, so that the moisture absorption of the ZrO 2 film is performed. Can be more reliably suppressed, and contamination of impurities into the ZrO 2 film due to moisture absorption can be more reliably suppressed.

＜本発明の更に他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 <Still another embodiment of the present invention>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change variously in the range which does not deviate from the summary.

例えば、上述の実施形態では、高誘電率絶縁膜としてＺｒＯ２膜を形成する場合について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、高誘電率絶縁膜として、ＨｆＯ２膜、酸化チタン膜（ＴｉＯ２膜）、酸化ニオブ膜（Ｎｂ２Ｏ５膜）、酸化タンタル膜（Ｔａ２Ｏ５膜）、チタン酸ストロンチウム膜（ＳｒＴｉＯ膜）、チタン酸バリウムストロンチウム膜（ＢａＳｒＴｉＯ膜）、チタン酸ジルコン酸鉛膜（ＰＺＴ膜）、もしくは、それらの膜に他の元素を添加した膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, the case where the ZrO 2 film is formed as the high dielectric constant insulating film has been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, as a high dielectric constant insulating film, an HfO 2 film, a titanium oxide film (TiO 2 film), a niobium oxide film (Nb 2 O 5 film), a tantalum oxide film (Ta 2 O 5 film), a strontium titanate film (SrTiO 3) Film), barium strontium titanate film (BaSrTiO film), lead zirconate titanate film (PZT film), or a film in which other elements are added to these films, the present invention is preferably applied. Is possible.

また、上述の実施形態では、低吸湿性絶縁膜としてＨｆＯ２膜を形成する場合について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。すなわち、低吸湿性絶縁膜として、酸化アルミニウム膜（Ａｌ２Ｏ３膜）、窒化アルミニウム膜（ＡｌＮ）膜または窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）、もしくは、それらの膜に他の元素を添加した膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用可能である。なお、低吸湿性絶縁膜は、下地となる高誘電率絶縁膜よりも吸湿性の低い膜を用いる。例えば、ＺｒＯ２膜、ＨｆＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３膜はこの順に吸湿性が小さくなることから、高誘電率絶縁膜としてＺｒＯ２膜を用いる場合には、低吸湿性絶縁膜としてＨｆＯ２膜やＡｌ２Ｏ３膜を用いることで、ＺｒＯ２膜を単体で用いる場合よりも吸湿性を下げることができ、吸湿を抑制でき、吸湿に起因する膜中への不純物の混入を抑制できる。また、高誘電率絶縁膜としてＨｆＯ２膜を用いる場合には、低吸湿性絶縁膜としてＡｌ２Ｏ３膜を用いることで、同様の効果を得ることができる。なお、キャップ膜としてＳｉＮ膜等も用いることができるが、誘電率の観点から、誘電率の高いＨｆＯ２膜やＡｌ２Ｏ３膜等を用いる方が好ましい。 In the above-described embodiment, the case where the HfO 2 film is formed as the low hygroscopic insulating film has been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, as the low hygroscopic insulating film, an aluminum oxide film (Al 2 O 3 film), an aluminum nitride film (AlN) film, a silicon nitride film (SiN film), or a film obtained by adding other elements to these films is used. The present invention can be preferably applied to the formation. Note that the low hygroscopic insulating film is a film having a lower hygroscopic property than the high dielectric constant insulating film serving as a base. For example, the ZrO 2 film, the HfO 2 film, and the Al 2 O 3 film are less hygroscopic in this order. Therefore, when the ZrO 2 film is used as the high dielectric constant insulating film, the HfO 2 film is used as the low hygroscopic insulating film. Further, by using the Al 2 O 3 film, the hygroscopicity can be lowered as compared with the case where the ZrO 2 film is used alone, moisture absorption can be suppressed, and impurities mixed into the film due to moisture absorption can be suppressed. Further, when an HfO 2 film is used as the high dielectric constant insulating film, the same effect can be obtained by using an Al 2 O 3 film as the low hygroscopic insulating film. Although a SiN film or the like can be used as the cap film, it is preferable to use a HfO 2 film or an Al 2 O 3 film having a high dielectric constant from the viewpoint of dielectric constant.

また、上述の実施形態では、酸化剤としてＯ３を用いる場合について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、プラズマで活性化した酸素含有物質や、Ｈ２Ｏガスを酸化剤として用いてもよい。なお、プラズマで活性化した酸素含有物質を酸化源として用いる場合には、オゾナイザ２２９ｏの代わりにリモートプラズマユニットを設ければよい。また、Ｈ２Ｏは、Ｏ３やプラズマで活性化した酸素含有物質に比べ酸化力が小さいので、例えば高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）の酸化源としてＨ２Ｏを用いることで、成膜時における下部電極の酸化を有効に防止することができる。この場合、高誘電率絶縁膜形成工程（Ｓ３）で用いる酸化源と、低吸湿性絶縁膜形成工程（Ｓ４）で用いる酸化源とを異ならせてもよい。 In the above-described embodiment, the case where O 3 is used as the oxidizing agent has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, an oxygen-containing substance activated by plasma or H 2 O gas may be used as the oxidizing agent. In the case where an oxygen-containing substance activated by plasma is used as an oxidation source, a remote plasma unit may be provided instead of the ozonizer 229o. In addition, since H 2 O has a lower oxidizing power than O 3 or oxygen-containing materials activated by plasma, for example, by using H 2 O as an oxidation source in the high dielectric constant insulating film forming step (S3), The oxidation of the lower electrode during film formation can be effectively prevented. In this case, the oxidation source used in the high dielectric constant insulating film forming step (S3) may be different from the oxidation source used in the low hygroscopic insulating film forming step (S4).

また、上述の実施形態では、成膜工程と熱処理工程とを別々の処理容器（成膜装置４０の処理容器２０２、ＲＴＰ装置１１０の筐体１１２）により行うこととしていたが、本発明は係る形態に限定されない。すなわち、成膜工程と熱処理工程とを同一の処理容器内にて行うこととしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the film forming process and the heat treatment process are performed by separate processing containers (the processing container 202 of the film forming apparatus 40 and the casing 112 of the RTP apparatus 110). It is not limited to. That is, the film forming process and the heat treatment process may be performed in the same processing container.

＜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.

本発明の一態様によれば、
処理容器内に基板を搬入する工程と、
前記処理容器内で前記基板上に高誘電率絶縁膜を形成する工程と、
前記処理容器内で前記高誘電率絶縁膜上に前記高誘電率絶縁膜よりも吸湿性の低い低吸湿性絶縁膜を形成する工程と、
前記処理容器内より前記低吸湿性絶縁膜形成後の前記基板を搬出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。 According to one aspect of the invention,
A step of carrying the substrate into the processing container;
Forming a high dielectric constant insulating film on the substrate in the processing vessel;
Forming a low hygroscopic insulating film having lower hygroscopicity than the high dielectric constant insulating film on the high dielectric constant insulating film in the processing container;
A step of unloading the substrate after the formation of the low hygroscopic insulating film from within the processing container;
A method of manufacturing a semiconductor device having the above is provided.

好ましくは、前記高誘電率絶縁膜が、酸化ジルコニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化チタン膜、酸化ニオブ膜、酸化タンタル膜、チタン酸ストロンチウム膜、チタン酸バリウムストロンチウム膜またはチタン酸ジルコン酸鉛膜、もしくは、それらの膜に他の元素を添加した膜である。   Preferably, the high dielectric constant insulating film is a zirconium oxide film, a hafnium oxide film, a titanium oxide film, a niobium oxide film, a tantalum oxide film, a strontium titanate film, a barium strontium titanate film, or a lead zirconate titanate film, or These are films obtained by adding other elements to these films.

また好ましくは、前記低吸湿性絶縁膜が、酸化ハフニウム膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜または窒化シリコン膜、もしくは、それらの膜に他の元素を添加した膜である。   Preferably, the low hygroscopic insulating film is a hafnium oxide film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, a silicon nitride film, or a film obtained by adding another element to these films.

また好ましくは、前記高誘電率絶縁膜が酸化ジルコニウム膜であり、前記低吸湿性絶縁膜が酸化ハフニウム膜または酸化アルミニウム膜である。   Preferably, the high dielectric constant insulating film is a zirconium oxide film, and the low hygroscopic insulating film is a hafnium oxide film or an aluminum oxide film.

また好ましくは、前記高誘電率絶縁膜が酸化ハフニウム膜であり、前記低吸湿性絶縁膜が酸化アルミニウム膜である。   Preferably, the high dielectric constant insulating film is a hafnium oxide film, and the low hygroscopic insulating film is an aluminum oxide film.

また好ましくは、前記低吸湿性絶縁膜の膜厚を、前記高誘電率絶縁膜の膜厚よりも小さくする。   Preferably, the film thickness of the low hygroscopic insulating film is made smaller than the film thickness of the high dielectric constant insulating film.

また好ましくは、前記低吸湿性絶縁膜の膜厚を０．２ｎｍ以上１ｎｍ以下とする。   Preferably, the low hygroscopic insulating film has a thickness of 0.2 nm to 1 nm.

また好ましくは、前記基板上に高誘電率絶縁膜を形成した後、前記高誘電率絶縁膜を大気に曝すことなく連続して前記高誘電率絶縁膜上に前記低吸湿性絶縁膜を形成する。   Preferably, after forming a high dielectric constant insulating film on the substrate, the low dielectric constant insulating film is continuously formed on the high dielectric constant insulating film without exposing the high dielectric constant insulating film to the atmosphere. .

また好ましくは、前記基板上には電極膜が形成されており、前記高誘電率絶縁膜を形成する工程では、前記電極膜上に前記高誘電率絶縁膜を形成する。   Preferably, an electrode film is formed on the substrate, and in the step of forming the high dielectric constant insulating film, the high dielectric constant insulating film is formed on the electrode film.

本発明の他の態様によれば、
基板を収容して処理する処理容器と、
前記処理容器内に第１の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給系と、
前記処理容器内に前記第１の処理ガスとは異なる第２の処理ガスを供給する第２の処理ガス供給系と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
基板を収容した前記処理容器内に前記第１の処理ガスを供給し排気して、前記基板上に高誘電率絶縁膜を形成する処理を行い、その後、前記処理容器内に前記第２の処理ガスを供給し排気して、前記高誘電率絶縁膜上に前記高誘電率絶縁膜よりも吸湿性の低い低吸湿性絶縁膜を形成する処理を行うように、前記第１の処理ガス供給系、前記第２の処理ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。 According to another aspect of the invention,
A processing container for accommodating and processing the substrate;
A first processing gas supply system for supplying a first processing gas into the processing container;
A second processing gas supply system for supplying a second processing gas different from the first processing gas into the processing container;
An exhaust system for exhausting the inside of the processing vessel;
Supplying and exhausting the first processing gas into the processing container containing the substrate to form a high dielectric constant insulating film on the substrate, and then performing the second processing in the processing container. The first process gas supply system is configured to supply and exhaust a gas to form a low hygroscopic insulating film having a lower hygroscopic property than the high dielectric constant insulating film on the high dielectric constant insulating film. A control unit for controlling the second processing gas supply system and the exhaust system;
A substrate processing apparatus is provided.

本発明の更に他の態様によれば、
基板上に形成された電極膜と、
前記電極膜上に形成された高誘電率絶縁膜と、
前記高誘電率絶縁膜上に形成された前記高誘電率絶縁膜よりも吸湿性の低い低吸湿性絶縁膜と、
を有する半導体装置が提供される。 According to yet another aspect of the invention,
An electrode film formed on the substrate;
A high dielectric constant insulating film formed on the electrode film;
A low hygroscopic insulating film that is less hygroscopic than the high dielectric constant insulating film formed on the high dielectric constant insulating film;
A semiconductor device is provided.

２ ウェハ（基板）
１０ クラスタ装置（基板処理装置）
２０１ 処理室
２８０ コントローラ 2 Wafer (substrate)
10 Cluster device (substrate processing equipment)
201 processing chamber 280 controller

Claims (2)

処理容器内に基板を搬入する工程と、
前記処理容器内で前記基板上に高誘電率絶縁膜を形成する工程と、
前記処理容器内で前記高誘電率絶縁膜上に前記高誘電率絶縁膜よりも吸湿性の低い低吸湿性絶縁膜を形成する工程と、
前記処理容器内より前記低吸湿性絶縁膜形成後の前記基板を搬出する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A step of carrying the substrate into the processing container;
Forming a high dielectric constant insulating film on the substrate in the processing vessel;
Forming a low hygroscopic insulating film having lower hygroscopicity than the high dielectric constant insulating film on the high dielectric constant insulating film in the processing container;
A step of unloading the substrate after the formation of the low hygroscopic insulating film from within the processing container;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: 基板を収容して処理する処理容器と、
前記処理容器内に第１の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給系と、
前記処理容器内に前記第１の処理ガスとは異なる第２の処理ガスを供給する第２の処理ガス供給系と、
前記処理容器内を排気する排気系と、
基板を収容した前記処理容器内に前記第１の処理ガスを供給し排気して、前記基板上に高誘電率絶縁膜を形成する処理を行い、その後、前記処理容器内に前記第２の処理ガスを供給し排気して、前記高誘電率絶縁膜上に前記高誘電率絶縁膜よりも吸湿性の低い低吸湿性絶縁膜を形成する処理を行うように、前記第１の処理ガス供給系、前記第２の処理ガス供給系および前記排気系を制御する制御部と、
を有することを特徴とする基板処理装置。 A processing container for accommodating and processing the substrate;
A first processing gas supply system for supplying a first processing gas into the processing container;
A second processing gas supply system for supplying a second processing gas different from the first processing gas into the processing container;
An exhaust system for exhausting the inside of the processing vessel;
Supplying and exhausting the first processing gas into the processing container containing the substrate to form a high dielectric constant insulating film on the substrate, and then performing the second processing in the processing container. The first process gas supply system is configured to supply and exhaust a gas to form a low hygroscopic insulating film having a lower hygroscopic property than the high dielectric constant insulating film on the high dielectric constant insulating film. A control unit for controlling the second processing gas supply system and the exhaust system;
A substrate processing apparatus comprising:
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