JP3414018B2 - Substrate surface treatment equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばダイオード、ト
ランジスタ、センサ、マイクロマシン等ならびそれらを
集積化したＩＣ等を製造する半導体加工組立プロセス技
術等で用いられる流体原料を供給、排出し基板（ウェ
ハ）表面を処理する基板表面処理装置に関し、特にその
処理が基板半径方向にむらを生じさせ易い場合にその半
径方向の均一性を著しく改良するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention supplies and discharges fluid raw materials used in, for example, semiconductor processing and assembly process technology for manufacturing diodes, transistors, sensors, micromachines, etc. and ICs in which they are integrated. The present invention relates to a substrate surface treating apparatus for treating a surface, and particularly when the treatment tends to cause unevenness in the radial direction of the substrate, the uniformity in the radial direction is remarkably improved.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から基板表面処理に関して、例えば
シリコンや化合物半導体系エピタキシャル結晶堆積装置
に代表される一般にＣＶＤ（化学蒸着堆積法）と総称し
て知られる装置ならびに操作法（例えば、薄膜作成ハン
ドブック、応用物理学会／薄膜・表面物理分科会編１９
９１共立出版株式会社ページ２５５〜。ＵＬＳＩ製造装
置実用便覧、菅原活朗、前田和男編、株式会社サイエン
スフォーラム、ページ２５８〜）、ＲＩＥ（リアクテブ
イオンエッチング）に代表されるシリコンや化合物半導
体系エピタキシャル結晶基板をドライエッチングする装
置（例えば、ＵＬＳＩ製造装置実用便覧、菅原活朗、前
田和男編、株式会社サイエンスフォーラム、ページ４３
７〜）、無水弗酸ガスプロセスに代表される蒸気エッチ
ングやスプレーエッチング装置を含む各種材料に対する
ウェットエッチング装置（例えば、ＵＬＳＩ製造装置実
用便覧、菅原活朗、前田和男編、株式会社サイエンスフ
ォーラム、ページ１８８〜、最新ＬＳＩプロセス技術、
前田和男著、株式会社工業調査会、ページ２８０〜）、
さらにはアイススクラブに代表される固体や液体の微粒
子を噴霧して行なう物理洗浄装置（例えば、ＵＬＳＩ製
造装置実用便覧、菅原活朗、前田和男編、株式会社サイ
エンスフォーラム、ページ１７３〜）を含む洗浄装置等
がある。さらには、アトマイザーを用いて半導体表面に
液相薄膜を形成し焼き固めてＰＺＴの固体薄膜を形成す
る装置（例えば、サムコイニターナショナル研究所製強
誘電体薄膜形成用液体ソースＣＶＤ装置）なども含まれ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, with respect to a substrate surface treatment, an apparatus and an operation method generally known as CVD (Chemical Vapor Deposition Method), which is typified by, for example, a silicon or compound semiconductor epitaxial crystal deposition apparatus, are known (for example, a thin film preparation handbook). , Applied Physics Society / Thin Film and Surface Physics Subcommittee 19
91 Kyoritsu Shuppan Co., Ltd. Page 255-. ULSI Manufacturing Equipment Practical Handbook, Sugawara Katsuo, Maeda Kazuo Ed., Science Forum Co., pp. 258-), RIE (Reactive Ion Etching) dry etching equipment for silicon and compound semiconductor epitaxial crystal substrates (eg, reactive ion etching). , Handbook for ULSI Manufacturing Equipment, Sukuro Sugawara, Kazuo Maeda, Science Forum, page 43
7-), wet etching equipment for various materials including vapor etching represented by the anhydrous hydrofluoric acid gas process and spray etching equipment (for example, ULSI manufacturing equipment practical handbook, Sutaro Sugawara, Kazuo Maeda, Science Forum, page 188 ~, latest LSI process technology,
Maeda Kazuo, Industrial Research Association, page 280),
Furthermore, a cleaning including a physical cleaning device typified by an ice scrub, which is performed by spraying solid or liquid fine particles (for example, ULSI manufacturing device practical handbook, Sugawara Kuro, Maeda Kazuo, Science Forum Co., Ltd., page 173-). There are devices, etc. Further, an apparatus for forming a liquid thin film on a semiconductor surface using an atomizer and baking it to form a solid thin film of PZT (for example, a liquid source CVD apparatus for forming a ferroelectric thin film manufactured by Samco Init National Research Laboratories), etc. included.

【０００３】図１６（同図（ａ），（ｂ）はそれぞれＡ
−Ａ′，Ｂ−Ｂ′の断面図）はＣＶＤ法により基板表面
に薄膜を堆積する基板表面処理装置の第１の従来例を示
している。反応瓦斯導入管３０から反応室１０に原料瓦
斯を供給し、ヒータ６０で加熱された基板（ウェハ）７
０の表面（図では下面）に、熱分解反応等により原料瓦
斯を分解して薄膜を堆積形成するようになっている。反
応瓦斯排出管４０で反応瓦斯の排出がなされる。しか
し、このような従来の装置は膜の堆積速度が半径方向に
分布を持つことが知られており、原料瓦斯供給端では反
応にあずかる有効瓦斯濃度が高くその結果形成膜厚は厚
くなり、瓦斯排出端に近づくにつれて反応瓦斯濃度が低
くなり形成膜厚は段々薄くなる。その原因は原料供給上
流では有効瓦斯濃度が一番濃く、下流に流れていくに従
って基板と反応した分だけ有効瓦斯成分濃度を段々低下
させ、その結果堆積膜厚は段々薄くなることに起因す
る。図２のＤ特性は、上記装置でモノシラン瓦斯を常圧
下で８００〜６００℃の熱分解を行ないシリコンウェハ
上にシリコン膜を堆積形成したデータの一例である。本
図中の５インチのシリコンウェハの左端より反応瓦斯が
供給され右端より排出される。反応瓦斯の濃度や供給速
度によっては左端と右端における形成膜厚差異が１００
％にも及んでいる。FIG. 16 (A in each of FIGS. 16A and 16B)
-A 'and BB' cross-sectional views) show a first conventional example of a substrate surface processing apparatus for depositing a thin film on the substrate surface by a CVD method. A substrate (wafer) 7 heated by a heater 60 by supplying a raw material gas from the reaction gas introduction pipe 30 to the reaction chamber 10.
On the surface of 0 (the lower surface in the figure), the raw material gas is decomposed by a thermal decomposition reaction or the like to deposit and form a thin film. The reaction gas discharge pipe 40 discharges the reaction gas. However, it is known that the deposition rate of the film has a radial distribution in such a conventional apparatus, and the effective gas concentration involved in the reaction is high at the raw material gas supply end, and as a result, the formed film thickness becomes thicker. The concentration of the reaction gas decreases and the formed film thickness gradually decreases toward the discharge end. The cause is that the effective gas concentration is the highest upstream of the raw material supply, and the effective gas component concentration is gradually reduced by the amount of reaction with the substrate as it flows downstream, and as a result, the deposited film thickness is gradually reduced. The D characteristic in FIG. 2 is an example of data in which a monosilane gas is thermally decomposed at 800 to 600 ° C. under atmospheric pressure in the above apparatus to deposit a silicon film on a silicon wafer. In the figure, the reaction gas is supplied from the left end of the 5-inch silicon wafer and discharged from the right end. Depending on the concentration of the reaction gas and the supply rate, the difference in the formed film thickness between the left end and the right end is 100.
It reaches as much as%.

【０００４】図１７（同図（ａ），（ｂ）はそれぞれＡ
−Ａ′，Ｂ−Ｂ′の断面図）はＣＶＤ法により基板表面
に薄膜を堆積する基板表面処理装置の第２の従来例を示
している。シャワープレート（反応瓦斯導入管）３１で
反応室１０に原料瓦斯を供給し、ヒータ６０で加熱され
た基板７０の表面（図では下面）に薄膜を堆積形成する
ようになっている。反応瓦斯排出管４０で反応瓦斯の排
出がなされる。図２のＣ特性は、上記装置でモノシラン
瓦斯を８００〜６００℃で熱分解して５インチのシリコ
ンウェハ下面にシリコン膜を堆積形成したデータの一例
である。装置構造以外はＤと同一の条件のものである。
Ｄよりも向上が見られるものの、左端と右端における形
成膜厚差異が３０〜４０％にも及んでいる。更に、瓦斯
供給速度や供給瓦斯濃度（反応瓦斯分圧）を変化させる
とその値が最大６０％にも及び、瓦斯供給速度や供給瓦
斯濃度（反応瓦斯分圧）を様々に変化させる操作には対
応できないばかりか、上述したようなシリコン半導体エ
ピタキシャル結晶堆積装置での一般的要求仕様であるプ
ラスマイナス数％以下の膜厚均一性には到底及ばない。FIG. 17 ((a) and (b) of FIG.
(A 'and BB' cross-sectional views) show a second conventional example of a substrate surface processing apparatus for depositing a thin film on a substrate surface by a CVD method. A raw material gas is supplied to the reaction chamber 10 by a shower plate (reaction gas introduction pipe) 31, and a thin film is deposited and formed on the surface (lower surface in the figure) of the substrate 70 heated by the heater 60. The reaction gas discharge pipe 40 discharges the reaction gas. The C characteristic of FIG. 2 is an example of data obtained by thermally decomposing monosilane gas at 800 to 600 ° C. with the above-described apparatus to deposit and form a silicon film on the lower surface of a 5-inch silicon wafer. The conditions are the same as those of D except the device structure.
Although it is improved compared with D, the difference in the formed film thickness between the left end and the right end reaches 30 to 40%. Furthermore, when the gas supply rate and the gas concentration (reaction gas partial pressure) are changed, the value reaches a maximum of 60%, and it is necessary to perform various operations to change the gas supply rate and the gas concentration (reaction gas partial pressure). Not only can it not be applied, but the film thickness uniformity of plus or minus a few percent or less, which is the general required specification in the above-described silicon semiconductor epitaxial crystal deposition apparatus, cannot be achieved.

【０００５】この問題を解決する一つの方法として、瓦
斯供給の上流ではウェハと装置壁との距離αを大きく
し、下流部では距離βを小さくし上流から下流に瓦斯が
移動する際に反応に供される瓦斯種の減り分を調整する
等の、瓦斯流れに対してウェハをどういう方向に置くか
ということで分布を小さくする工夫がなされている（例
えば、HANDBOOK OF THIN-FILM DEPOSITION PROCESSES A
ND TECHNIQUES,K.K.Schuegraf,NOYES PUBLICATION １９
８８ ページ３９，４０，４１，４２）。しかし、この
工夫では、ある狭い範囲における操作条件のみに適応可
能であるだけであることが多く、その均一性を瓦斯供給
速度や供給瓦斯濃度（反応瓦斯分圧）、反応温度を変化
させることに対応できない場合が多く、操作条件の変化
に応じて相対位置を調整する必要がある。例えば、図１
６に示した第１の従来例の装置で堆積膜厚分布が当初
（α：βが１：１）約２５％だったものが、α：βを
３：１とした時にその相対分布が数％以下になったが、
当初の膜厚相対分布（α：βが１：１）約１０％である
操作条件でα：βを３：１としたにもかかわらずその相
対分布が約８％程度にしか向上しなかった。なお、この
ように位置を連続的に変化させるに便利な自動装置は通
常数１００℃、高いときは１０００℃を越える反応温度
の装置には組み込みが困難である。さらには、図１７に
示した第２の従来例の装置のようにウェハ中央から瓦斯
を供給する場合はその工夫もできない。As one method for solving this problem, the distance α between the wafer and the equipment wall is increased upstream of the gas supply, and the distance β is decreased downstream so that the reaction occurs when the gas moves from upstream to downstream. The device is designed to reduce the distribution depending on the direction of the wafer with respect to the flow of gas, such as adjusting the reduction of the type of gas provided (for example, HANDBOOK OF THIN-FILM DEPOSITION PROCESSES A
ND TECHNIQUES, KKSchuegraf, NOYES PUBLICATION 19
88 pages 39, 40, 41, 42). However, this technique is often applicable only to operating conditions in a certain narrow range, and its uniformity can be achieved by changing the gas supply rate, gas concentration (reaction gas partial pressure), and reaction temperature. In many cases, the relative position cannot be adjusted, and it is necessary to adjust the relative position according to changes in operating conditions. For example, in FIG.
In the first conventional example shown in FIG. 6, the deposited film thickness distribution was about 25% at the beginning (α: β is 1: 1), but when α: β is set to 3: 1, the relative distribution is several. Fell below%,
Even though the initial film thickness relative distribution (α: β was 1: 1) was about 10% and α: β was set to 3: 1, the relative distribution improved only to about 8%. . It is difficult to install such an automatic device, which is convenient for continuously changing the position, in a device having a reaction temperature of usually several hundreds of degrees Celsius, and higher than 1000 ° C. Further, in the case where the gas is supplied from the center of the wafer as in the device of the second conventional example shown in FIG. 17, it cannot be devised.

【０００６】また、パンケーキ型のシリコンエピタキシ
ャル結晶堆積装置のようにチャンバー内での流動が複雑
な装置で行なわれているように各ウェハをウェハ中心に
回転させたり（自転）、数枚のウェハをのせたサセプタ
を回転させたり（公転）する機構を設ける等の工夫をす
ると同時に、瓦斯流れをどのように形成し、かつそれに
対してウェハをどう相対的に位置させるかという流動制
御で堆積速度分布を小さくしている。回転機構を流体装
置に組み込むことは回転機器やそのコントローラを用い
ることが必要で装置コストの上昇をまねく。さらには、
装置の大型化や信頼性を損なう危険性も高くなる。減
圧、加圧装置に組み入れることはコスト、信頼性の点で
常圧装置に比べ一層不利となる。また回転軸のシール部
からの原料の漏洩の危険性をはらみ安全確保の点からも
好ましくない。また、操作温度は反応制御や反応機構解
のためにも最も精確に測定する必要があるにもかかわら
ず、回転しているウェハ上には熱電対を固定することが
不可能であり精確な測定が不可能である。さらに、これ
ら流巾制御で堆積速度分布を小さくしきれないときは、
ウェハ下面に位置する抵抗加熱コイルを上下し、ウェハ
との距離を調整することにより、ウェハの位置における
加熱温度に対する流れによる瓦斯濃度分布の影響を相殺
するようにしたやり方がある（例えば、ＵＬＳＩ製造装
置実用便覧、菅原活朗、前田和男編、株式会社サイエン
スフォーラム、ページ３２３〜）。しかし、この方法
は、装置機構が複雑で高価になる上、ウェハを搭載する
台板（サセプタ）は石英やシリコンカーバイド製で、そ
の加工精度によって決まる出来上がり具合を考慮した調
整には熟練が必要で工数、時間を要するばかりでなく、
多くの場合、装置を設計、製造、販売、サービスを専業
の一つとする専門メーカーからの派遣熟練技術者の力が
必要である。このような調整を、瓦斯供給速度や供給瓦
斯濃度（反応瓦斯分圧）等の操作条件の変化に応じてし
ょっちゅう調整を繰り返す必要がある。Further, each wafer is rotated around the center of the wafer (rotation) so that the flow in the chamber is complicated, such as a pancake type silicon epitaxial crystal deposition apparatus, or several wafers are rotated. At the same time as devising a mechanism to rotate (revolve) the susceptor on which the wafer is mounted (revolution), the deposition rate is controlled by the flow control of how to form the gas flow and how to position the wafer relative to it. The distribution is narrowed. Incorporating a rotating mechanism into a fluid device requires the use of a rotating device and its controller, leading to an increase in device cost. Moreover,
The risk of increasing the size of the device and impairing reliability also increases. Incorporation into the depressurization and pressurization device is more disadvantageous than the atmospheric pressure device in terms of cost and reliability. In addition, it is not preferable from the viewpoint of ensuring safety by considering the risk of leakage of the raw material from the seal portion of the rotary shaft. In addition, it is impossible to fix the thermocouple on the rotating wafer even though it is necessary to measure the operating temperature most accurately for reaction control and solution of the reaction mechanism. Is impossible. Furthermore, when the deposition rate distribution cannot be made smaller by controlling these flow widths,
There is a method in which the resistance heating coil located on the lower surface of the wafer is moved up and down to adjust the distance to the wafer so as to cancel the influence of the gas concentration distribution due to the flow on the heating temperature at the wafer position (for example, ULSI manufacturing). Handbook for practical use of equipment, Sugawara Kuro, edited by Kazuo Maeda, Science Forum, page 323). However, in this method, the device mechanism is complicated and expensive, and the base plate (susceptor) for mounting the wafer is made of quartz or silicon carbide, and it requires skill to make adjustments in consideration of the finished condition determined by the processing accuracy. Not only does it take man-hours and time,
In many cases, it is necessary to have the skills of dispatched technicians from specialized manufacturers who specialize in designing, manufacturing, selling and servicing equipment. It is necessary to repeat such adjustments frequently according to changes in operating conditions such as gas supply rate and gas concentration (reaction gas partial pressure).

【０００７】さらには分子流量域にまで減圧して流れの
影響を無視できる試みがなされている。しかし、そのた
めには真空ポンプや、装置効率を向上するために真空を
保持したまま半導体ウェハを反応室に搬送する機構、構
造（ロードロック）が必要になる。真空チャンバー中の
半導体ウェハを搬送する精密なメカトロ機器が必要とさ
れ、ダブルチャンバーと搬送系でその装置価格の５０％
を優に越えることも多い（例えば、東芝機械技報、三谷
慎一、No．１２ Oct．１９９３ ページ２４〜）。また
この装置では、真空を保持したまま半導体ウェハを反応
室に入れる構造を採らないと、常圧から真空状態に減圧
するために極めて長時間を要する。ポンプ性能と反応室
の容積、操作真空度により異なってくるので普遍的な定
量値は提示できないが、例えば、市販の真空装置付き薄
膜堆積装置で、一般に多くの瓦斯系では未だ分子流には
遷移しない気圧と言われている０．００１mmHgに減圧す
るに通常３０分程度必要であり、０．０００００１mmHg
に減圧するには最低数時間程度は必要とする。このこと
をもってしても、膜の堆積時間が数十分である場合が多
いことを考慮すると真空系の装置が如何に低効率かがわ
かる。Furthermore, attempts have been made to reduce the pressure to the molecular flow rate range and to ignore the influence of the flow. However, for that purpose, a vacuum pump, a mechanism and a structure (load lock) for transferring the semiconductor wafer to the reaction chamber while maintaining the vacuum in order to improve the apparatus efficiency are required. Precise mechatronics equipment for transporting semiconductor wafers in a vacuum chamber is required, and 50% of the equipment price is due to the double chamber and transportation system.
In many cases, this is often the case (for example, Toshiba Machine Technical Report, Shinichi Mitani, No. 12 Oct. 1993, page 24). Further, in this apparatus, unless a structure in which the semiconductor wafer is put into the reaction chamber while maintaining the vacuum is adopted, it takes an extremely long time to reduce the pressure from the atmospheric pressure to the vacuum state. A universal quantitative value cannot be presented because it varies depending on the pump performance, the volume of the reaction chamber, and the operating vacuum level.However, for example, in a commercially available thin-film deposition apparatus with a vacuum device, in general, many gas systems still transition to the molecular flow. It takes about 30 minutes to reduce the pressure to 0.001 mmHg, which is said to be atmospheric pressure.
A minimum of several hours is required to reduce the pressure. Even with this fact, it can be seen how low the efficiency of the vacuum system device is, considering that the film deposition time is often several tens of minutes.

【０００８】シリコンウェハの大口径化は急速に進展し
ており、４Ｍ，１６Ｍbit のＤＲＡＭの製造では８イン
チのシリコンウェハが用いられており、６４Ｍbit 以上
の集積化には１２インチウェハの使用が取りざたされて
いる（例えば、ウルトラクリーンテクノロジー、滝口蓮
一等、 vol．５，No．３）。上記シリコンエピタキシャ
ル結晶堆積装置においてもウェハの大口径化に伴い従来
の多数枚一括処理を行なうパンケーキ型（バーティカル
型）やシリンダー型（例えば、HANDBOOK OF THIN-FILM
DEPOSITION PROCESSES AND TECHNIQUES,K.K.Schuegraf,
NOYES PUBLICATION １９８８ ページ３４）から枚葉式
への検討が盛んである（例えば、ウルトラクリーンテク
ノロジー、古池保等、 vol．５，No．３，ページ１７
〜、東芝機械技報、三谷慎一、No．１２ Oct．１９９３
ページ２４〜）。このような装置にあっては、１０mm
Hgに減圧しそのために高価なロードロック装置、高速加
熱ヒーターを設置し、しかもウェハを載せたサセプタを
数百回転以上の高速で回転する特殊かつ非常に高価な機
構を付加することにより、ウェハ面内の堆積膜厚の均一
性、高速堆積速度及びスループットの向上を図っている
（例えば、東芝機械技報、三谷慎一、No．１２ Oct．１
９９３ ページ２４〜）。The increase in diameter of silicon wafers is rapidly progressing, and 8-inch silicon wafers are used in the manufacture of 4M and 16Mbit DRAMs, and 12-inch wafers are used for integration of 64Mbit or more. (For example, Ultra Clean Technology, Renichi Takiguchi, vol.5, No.3). Even in the above silicon epitaxial crystal deposition apparatus, a pancake type (vertical type) or a cylinder type (for example, HANDBOOK OF THIN-FILM) that performs conventional batch processing with a large diameter of wafers
DEPOSITION PROCESSES AND TECHNIQUES, KKSchuegraf,
From NOYES PUBLICATION 1988 page 34) to the single-wafer type is being actively studied (for example, Ultra Clean Technology, Yasushi Furuike, vol. 5, No. 3, page 17).
~, Toshiba Machine Technical Report, Shinichi Mitani, No. 12 Oct. 1993
Page 24 ~). In such a device, 10 mm
By reducing the pressure to Hg and installing an expensive load lock device and high-speed heater for that purpose, and by adding a special and very expensive mechanism that rotates the susceptor with the wafer at a high speed of several hundred rotations or more, the wafer surface The uniformity of the deposited film thickness, the high deposition rate, and the throughput are improved (for example, Toshiba Machine Technical Report, Shinichi Mitani, No. 12 Oct. 1).
993, page 24-).

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、流体原料を供給、排出し基
板表面を処理する基板表面処理装置において、前記基板
表面の主面と対向し略平行をもってなる面の略全面にわ
たり開口部の有効面積が互いに略等しい前記原料供給用
の供給口と前記排出用の排出口からなる供給・排出対を
アレイ状に配設してなり、供給・排出対は、内口と、こ
の内口の外側に、この内口と同心的に形成された外口
と、で構成され、供給口がこれら内口及び外口の何れか
一方を構成し、排出口が他方を構成することを要旨とす
る。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a substrate surface treating apparatus for treating a substrate surface by supplying and discharging a fluid raw material. disposed substantially opening portion of the effective area is substantially equal to the raw material feed supply opening and made of the discharge port for discharging the supply and discharge vs. each other over the entire surface of the opposing surface to be with a substantially parallel in an array Ri Na , Supply / discharge pairs are
Outer opening concentric with this inner opening outside the inner opening
And, and the supply port is either the inner port or the outer port.
The gist is to configure one and the discharge port constitutes the other .

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来の基板表面処理装
置にあっては、基板の一端側から反応流体原料を供給し
他端側から排出するか、又は基板中央部から反応流体原
料を供給し周辺部から排出するようになっていたため、
反応流体原料供給端では反応にあずかる有効流体原料濃
度が高く、排出端に近づくにつれて反応流体原料濃度が
低くなって膜の堆積速度が半径方向に分布を持ち、形成
膜厚が半径方向で不均一になるという問題点があった。
また、この点を改良するため基板を回転させる等、可動
にすることはコストのみならず安全性の確保や、操作の
安定化、操作因子の測定等に著しい不利を招くという問
題点があった。In the conventional substrate surface treatment apparatus, the reaction fluid raw material is supplied from one end side of the substrate and discharged from the other end side, or the reaction fluid raw material is supplied from the central portion of the substrate. Because it was supposed to be discharged from the periphery,
The concentration of the effective fluid raw material that participates in the reaction is high at the reaction fluid raw material supply end, the reaction fluid raw material concentration decreases as it approaches the discharge end, and the deposition rate of the film has a radial distribution, and the formed film thickness is non-uniform in the radial direction. There was a problem that became.
In addition, in order to improve this point, moving the substrate such as by rotating it causes a significant disadvantage not only in cost but also in ensuring safety, stabilizing the operation, and measuring the operation factor. .

【００１１】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、上記したごとき回転機構装置や真
空装置やロードロック装置等の高価な装置を用いないこ
とはもとより、長い経験に基づく高度の熟練技能が必要
な調整を必要とせず、安価にしかも殆んどの反応系、反
応条件に対応可能で、基板半径方向での処理の均一性を
改善することのできる基板表面処理装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, and not only does not use an expensive device such as the rotation mechanism device, the vacuum device and the load lock device as described above, but also a long experience. Substrate surface treatment equipment that can improve the uniformity of processing in the radial direction of the substrate, can be applied to most reaction systems and reaction conditions at low cost without requiring adjustments that require highly skilled skills based on The purpose is to provide.

【００１２】本発明は、常圧法、減圧法、加圧法であっ
ても、ホットウオール、コールトウオール形式であって
も、反応形式が熱分解型、プラズマ反応型あるいは、デ
ジタル法、光や磁界アシスト法何れであっても適応で
き、特にその反応流体の移動がそれによる処理反応に影
響を与える場合の系に有効な改良をもたらすものであ
る。The present invention, whether it is an atmospheric pressure method, a reduced pressure method, a pressure method, a hot wall type or a cold wall type, has a reaction type of thermal decomposition type, plasma reaction type, digital method, light or magnetic field. Any of the assist methods can be applied, and in particular, it brings about an effective improvement in the system when the movement of the reaction fluid influences the processing reaction.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、流体原料を供給、排出し基
板表面を処理する基板表面処理装置において、前記基板
表面の主面と対向し略平行をもってなる面の略全面にわ
たり開口部の有効面積が互いに略等しい前記原料供給用
の供給口と前記排出用の排出口からなる供給・排出対を
アレイ状に配設してなることを要旨とする。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a substrate surface treating apparatus for treating a substrate surface by supplying and discharging a fluid raw material. Supplying / discharging pairs of supply ports for supplying the raw materials and discharge ports for the discharge are arranged in an array over substantially the entire surfaces facing each other and substantially parallel to each other. Is the gist.

【００１４】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の基板表面処理装置において、前記基板表面の処理は該
基板表面に固体膜を堆積形成する処理であることを要旨
とする。The invention according to claim 2 is, in the substrate surface treatment apparatus according to claim 1, characterized in that the treatment of the substrate surface is a treatment for depositing and forming a solid film on the substrate surface.

【００１５】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の基板表面処理装置において、前記基板表面の処理は該
基板表面のエッチング処理又は洗浄処理の何れかである
ことを要旨とする。A third aspect of the present invention provides the substrate surface treatment apparatus according to the first aspect, wherein the treatment of the substrate surface is either an etching treatment or a cleaning treatment of the substrate surface.

【００１６】請求項４記載の発明は、アトマイザーを用
いた液体ソースＣＶＤ装置等に関するもので上記請求項
１記載の基板表面処理装置において、前記基板表面の処
理は該基板表面に塗布膜を形成する処理であることを要
旨とする。The invention according to claim 4 relates to a liquid source CVD apparatus or the like using an atomizer, and in the substrate surface treatment apparatus according to claim 1, the treatment of the substrate surface forms a coating film on the substrate surface. The point is that it is processing.

【００１７】請求項５記載の発明は気泡撹拌エッチング
法、スプレーエッチング法、アイススクラブ洗浄法等の
様な装置に関するもので、上記請求項２，３又は４記載
の基板表面処理装置において、気相を主とする原料が液
相若しくは固相、又は、両相からなる粒子を当該気相中
にほぼ均一に分散した２相若しくは３相のものからなる
こと若しくは、液相を主とする原料が気相若しくは固
相、又は、両相からなる微粒子を当該液相中にほぼ均一
に分散した２相若しくは３相のものからなることを要旨
とする。The invention according to claim 5 relates to an apparatus such as a bubble stirring etching method, a spray etching method, an ice scrub cleaning method, etc., and in the substrate surface treatment apparatus according to claim 2, 3 or 4, The raw material mainly composed of is a liquid phase or a solid phase, or is composed of two-phase or three-phase particles in which particles composed of both phases are almost uniformly dispersed in the gas phase, or the raw material mainly composed of a liquid phase is The gist is that it consists of a gas phase or a solid phase, or a two-phase or three-phase structure in which fine particles composed of both phases are almost uniformly dispersed in the liquid phase.

【００１８】請求項６記載の発明は、流体原料を供給、
排出し基板表面を処理する基板表面処理装置において、
基板表面の主面と対向し略平行をもってなる面の略全面
にわたり開口部の有効面積が互いに略等しい原料供給用
の供給口と排出用の排出口からなる供給・排出対をアレ
イ状に配設してなり、供給口と排出口とは内口と該内口
を囲繞する複数の外口の何れか一方と何れか他方をもっ
て構成してなることを要旨とする。According to a sixth aspect of the invention, a fluid raw material is supplied.
In the substrate surface processing device that discharges and processes the substrate surface,
Substantially the entire surface that faces the main surface of the substrate and is substantially parallel
For supply of raw materials with effective areas of openings that are approximately equal to each other
The supply / discharge pair consisting of the supply port and the discharge outlet for
It is arranged in a shape, and the supply port and the discharge port are the inner port and the inner port.
With either one of the plurality of outer openings surrounding the
The summary is that it is configured .

【００１９】請求項７記載の発明は、請求項１〜５の何
れか１項に記載の基板表面処理装置において、基板表面
の主面と対向し略平行をもってなる面を略水平に保持し
てなることを要旨とする。The invention according to claim 7 is the same as that of claims 1 to 5.
In the substrate surface treatment apparatus according to item 1, the substrate surface
Hold the surface facing the main surface of the
The main point is to become .

【００２０】請求項８記載の発明は、請求項１〜５の何
れか１項に記載の基板表面処理装置において、基板表面
の主面と対向し略平行をもってなる面を略鉛直に保持し
てなることを要旨とする。The invention according to claim 8 is the same as that of claims 1 to 5.
In the substrate surface treatment apparatus according to item 1, the substrate surface
Hold the surface that faces the main surface of the
The main point is to become .

【００２１】請求項９記載の発明は、請求項１〜５の何
れか１項に記載の基板表面処理装置において、基板表面
の主面と対向し略平行をもってなる面を適宜傾けて保持
してなることを要旨とする。The invention according to claim 9 is the same as that of claims 1 to 5.
In the substrate surface treatment apparatus according to item 1, the substrate surface
Holds the surface that faces the main surface of the
What is done is the gist.

【００２２】請求項１０記載の発明は、請求項７又は９
記載の基板表面処理装置において、基板表面の主面を平
行をもってなる面に対し下方に位置させてなることを要
旨とする。The invention according to claim 10 is the invention according to claim 7 or 9.
In the described substrate surface treatment device, the main surface of the substrate surface is flat.
The gist is that it is located below the surface having rows .

【００２３】請求項１１記載の発明は、請求項７又は９
記載の基板表面処理装置において、基板表面の主面を平
行をもってなる面に対し上方に位置させてなることを要
旨とする。The invention according to claim 11 is the invention according to claim 7 or 9.
In the described substrate surface treatment device, the main surface of the substrate surface is flat.
The gist is that it is located above the surface having rows .

【００２４】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
の基板表面処理装置において、供給口の開口面を排出口
の開口面より高く構成してなることを要旨とする。The invention according to claim 12 is the invention according to claim 11.
In the substrate surface treatment equipment of
The gist is that it is configured to be higher than the opening surface of .

【００２５】請求項１３記載の発明は、請求項６記載の
基板表面処理装置において、基板表面の主面を平行をも
ってなる面に対し上方に位置させ、且つ、供給口の開口
面を排出口の開口面より高く構成してなることを要旨と
する。The invention according to claim 13 is the same as that according to claim 6.
In the substrate surface treatment equipment, even if the main surface of the substrate is parallel
The upper side of the surface and the opening of the supply port
The gist is that the surface is configured to be higher than the opening surface of the discharge port .

【００２６】請求項１４記載の発明は、請求項１２又は
１３記載の基板表面処理装置において、供給口と排出口
との間の部分は、供給口の開口部から排出口の開口部に
向かって傾斜していることを要旨とする。The invention according to claim 14 is the invention according to claim 12 or
In the substrate surface treatment apparatus according to item 13, a supply port and a discharge port
From the opening of the inlet to the opening of the outlet.
The main point is to be inclined .

【００２７】請求項１５記載の発明は、請求項１〜５の
何れか１項に記載の基板表面処理装置において、基板
を、該基板表面の主面と対向し略平行をもってなる面に
対し移動可能に構成してなることを要旨とする。The invention according to claim 15 is the same as claims 1 to 5.
In the substrate surface treatment apparatus according to any one of the items, the substrate
On the surface that is substantially parallel to the main surface of the substrate surface.
The gist is that it is configured to be movable .

【００２８】請求項１６記載の発明は、流体原料を供
給、排出し基板表面を処理する基板表面処理装置におい
て、前記基板表面の主面と対向し略平行をもってなる面
を少なくとも２組設け、前記各面には、開口部の有効面
積が互いに略等しい前記原料供給用の供給口と前記排出
用の排出口からなる供給・排出対が、略全面にわたりア
レイ状に配設されており、１組の前記基板表面の主面と
対向し略平行をもってなる面上で基板表面の処理に供さ
れた原料流体を以降の他の組の前記基板表面の主面と対
向し略平行をもってなる面上での他の基板表面の処理に
供するように構成してなることを要旨とする。According to a sixteenth aspect of the present invention, a fluid raw material is supplied.
In the substrate surface treatment equipment that supplies and discharges the substrate surface
A surface that is substantially parallel to the main surface of the substrate surface.
At least two sets are provided, and the effective surface of the opening is provided on each surface.
The supply port for supplying the raw material and the discharge for which the products are substantially equal to each other
A supply / discharge pair consisting of discharge outlets for
They are arranged in a lay shape and have a pair of main surfaces of the substrate surface.
Used for processing the substrate surface on the surfaces facing each other and substantially parallel
The prepared source fluid with the other main surface of the substrate surface of the subsequent set.
For the treatment of other substrate surfaces on surfaces that are substantially parallel to each other
The main point is that it is configured to serve .

【００２９】請求項１７記載の発明は、上記請求項１６
記載の基板表面処理装置において、前記他の組の面上で
の他の基板表面の処理に供される前記原料流体に、該原
料流体より処理に供される有効成分濃度の高い流体を付
加して供給するように構成してなることを要旨とする。The invention according to claim 17 is the above-mentioned claim 16.
In the substrate surface treatment apparatus described above, a fluid having a higher concentration of active ingredient to be treated than the source fluid is added to the source fluid to be treated to the surface of another substrate on the surface of the other set. The gist is that it is configured to be supplied as

【００３０】[0030]

【作用】請求項１記載の発明においては、基板表面の各
供給・排出対の近傍でそれぞれ独立の半球若しくは薄い
円柱形状の完全混合系に近い瓦斯態領域が形成され、そ
れらが周囲で若干重なり連結されることにより被処理基
板の主面のほぼ全域に少なくとも横方向には瓦斯濃度に
分布の少ない反応空間が形成される。つまり、反応流体
の基板半径方向での供給と排出の均一性が向上すること
により、反応流体相の物質移動がその処理面で均一にな
る。その結果、基板半径方向での該処理に対する有効成
分の濃度分布を無くすことが可能となり、基板半径方向
の処理、加工の均一性が改善される。さらに、当該供給
・排出対が同心的に形成した内口と外口で構成されるの
で、処理の均一化を目的としたアレイ状の配設が極めて
容易化される。 According to the present invention, in the vicinity of each supply / discharge pair on the surface of the substrate, independent hemispherical or thin columnar tile-like regions close to a perfect mixed system are formed, and they are slightly overlapped in the periphery. By being connected, a reaction space having a small distribution of gas concentration is formed at least in the lateral direction over almost the entire main surface of the substrate to be processed. That is, by improving the uniformity of supply and discharge of the reaction fluid in the radial direction of the substrate, the mass transfer of the reaction fluid phase becomes uniform on the processing surface. As a result, it is possible to eliminate the concentration distribution of the active ingredient in the processing in the radial direction of the substrate, and improve the uniformity of processing and processing in the radial direction of the substrate. Furthermore, the relevant supply
.Composed of a concentric inner and outer outlet pair
Therefore, it is extremely possible to arrange in array for the purpose of uniform processing.
Facilitated.

【００３１】請求項２記載の発明においては、ＩＣ等の
製造において大口径化が進む半導体ウェハ上への半導体
薄膜等の堆積を基板半径方向において均一化することが
可能となる。According to the second aspect of the present invention, it becomes possible to make uniform the deposition of the semiconductor thin film or the like on the semiconductor wafer whose diameter is increasing in the manufacture of ICs and the like in the radial direction of the substrate.

【００３２】請求項３記載の発明においては、半導体の
製造プロセス等において半導体ウェハ表面のエッチング
処理又は洗浄処理を基板半径方向でむらなく行なうこと
が可能となる。According to the third aspect of the present invention, it becomes possible to uniformly perform the etching treatment or the cleaning treatment on the surface of the semiconductor wafer in the substrate radial direction in the semiconductor manufacturing process or the like.

【００３３】請求項４記載の発明においては、混成集積
回路等の製造プロセスにおいて所要の塗布膜を基板半径
方向においてむらなく塗布処理を行なうことが可能とな
る。According to the fourth aspect of the present invention, it becomes possible to perform a coating process of a required coating film in the radial direction of the substrate evenly in the manufacturing process of the hybrid integrated circuit or the like.

【００３４】請求項５記載の発明においては、上記エッ
チング処理、洗浄処理又は塗布膜処理における流体原料
は、気相、液相若しくは固相のうち少なくとも２相を含
む流体原料により、基板半径方向での均一化処理が実現
される。In the invention according to claim 5, the fluid raw material in the etching treatment, cleaning treatment or coating film treatment is a fluid raw material containing at least two phases of a gas phase, a liquid phase or a solid phase, and is formed in the radial direction of the substrate. The uniformization processing of is realized.

【００３５】請求項６記載の発明においては、供給・排
出対を内口と、この内口を囲繞する複数の外口とで構成
することにより、内口（内管）の取付け容易性が得られ
る。 According to the sixth aspect of the invention, supply / discharge
The pair consists of an inner opening and a plurality of outer openings surrounding this inner opening.
By doing so, ease of installation of the inner port (inner tube) can be obtained.
It

【００３６】請求項７記載の発明においては、基板表面
の主面と対向し略平行をもってなる面を略水平に保持す
ることにより、装置構成の容易化とともに装置への基板
セットの容易化が実現される。 In the invention according to claim 7, the substrate surface
Hold the surface that is parallel to the main surface of the
This simplifies the configuration of the device and provides a substrate for the device.
Ease of setting is realized.

【００３７】請求項８記載の発明においては、基板表面
の主面と対向し略平行をもってなる面を略鉛直に保持す
ることにより、装置断面積当たりの基板処理枚数が多く
なり大量処理が可能となる。 In the invention described in claim 8, the substrate surface
Hold the surface that faces the main surface of and that is substantially parallel and that is substantially vertical.
As a result, a large number of substrates can be processed per device cross-sectional area.
Therefore, large-scale processing becomes possible.

【００３８】請求項９記載の発明においては、基板表面
の主面と対向し略平行をもってなる面を適宜傾けて保持
することにより、上記請求項８記載の発明と略同様の作
用が得られる。 According to the invention of claim 9, the surface of the substrate
Holds the surface that faces the main surface of the
As a result, the same operation as that of the invention described in claim 8 is performed.
You get the benefit.

【００３９】請求項１０記載の発明においては、基板表
面の主面を前記平行をもってなる面に対し下方、即ち被
処理面を上面とすることにより基板保持の容易性が得ら
れる。 In the tenth aspect of the invention, the substrate surface is
The main surface of the surface is lower than the parallel surface, that is,
By making the processing surface the upper surface, it is easy to hold the substrate.
Be done.

【００４０】請求項１１記載の発明においては、基板表
面の主面を前記平行をもってなる面に対し上方、即ち被
処理面を下面とすることにより、例えば半導体基板表面
への薄膜堆積処理等において、熱分解反応等で生じるパ
ーティクルがその薄膜堆積面に付着することが防止され
て良質の薄膜堆積が可能となる。 In the invention described in claim 11, the substrate surface is
The main surface of the surface is above the parallel surface, that is,
By making the processing surface the lower surface, for example, the semiconductor substrate surface
When a thin film is deposited on the
Particles are prevented from adhering to the thin film deposition surface.
Therefore, high quality thin film deposition becomes possible.

【００４１】請求項１２記載の発明においては、上記の
基板被処理面を下面とした場合において供給口の開口面
を排出口の開口面より高く構成することにより、パーテ
ィクルが基板被処理面に舞い上がることが防止されて一
層良質の薄膜堆積等が可能となる。 According to a twelfth aspect of the present invention, the above
Opening surface of the supply port when the substrate surface is the bottom surface
Is higher than the opening surface of the discharge port,
It is possible to prevent the
It is possible to deposit thin films with good layer quality.

【００４２】請求項１３記載の発明においては、上記の
基板被処理面を下面とした場合において供給口の開口面
を排出口の開口面より高く構成することにより、パーテ
ィクルが基板被処理面に舞い上がることが防止されて一
層良質の薄膜堆積等が可能となる。 In the thirteenth aspect of the present invention, the above
Opening surface of the supply port when the substrate surface is the bottom surface
Is higher than the opening surface of the discharge port,
It is possible to prevent the
It is possible to deposit thin films with good layer quality.

【００４３】請求項１４記載の発明においては、供給口
から流体原料を供給すると同時に、反応により生じるパ
ーティクルを排出口から装置外に取り出すことができ
る。 In the fourteenth aspect of the invention, the supply port
At the same time as supplying the fluid raw material from the
Can be taken out of the device from the outlet.
It

【００４４】請求項１５記載の発明においては、被処理
基板を移動可能に構成することにより、連続処理が可能
となって量産性が高められる。According to the fifteenth aspect of the present invention, since the substrate to be processed is configured to be movable, continuous processing is possible and mass productivity is improved.

【００４５】請求項１６記載の発明において、１組の基
板表面の主面と対向し略平行をもってなる面上で基板表
面の処理に供された原料流体を以降の他の組の基板表面
の主面と対向し略平行をもってなる面上での他の基板表
面の処理に供することにより、原料を効率よく使用する
ことが可能となる。In the sixteenth aspect of the present invention, the raw material fluid that has been subjected to the treatment of the substrate surface on the surface which faces and is substantially parallel to the principal surface of the substrate surface of one set is used as the main fluid of the substrate surface of the other set thereafter. The raw material can be used efficiently by subjecting the surface of the other substrate on the surface which faces the surface and is substantially parallel to the surface.

【００４６】請求項１７記載の発明においては、上記の
他の基板表面の処理に供される原料流体に、その原料よ
り処理に供される有効成分濃度の高い成分を付加して供
給することにより、各段において均等な処理を行なうこ
とが可能となる。In the seventeenth aspect of the present invention, by adding to the raw material fluid used for the treatment of the other substrate surface described above, a component having a higher concentration of the active ingredient used for the treatment than the raw material is supplied. , It becomes possible to perform uniform processing in each stage.

【００４７】[0047]

【実施例】以下、本発明の気相ＣＶＤにおける実施例を
図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明の第
１実施例を示す図である。図１の（ａ），（ｂ）はそれ
ぞれＡ−Ａ′，Ｂ−Ｂ′の断面図である。図１に示すよ
うに、本実施例においては、反応瓦斯導入管３２を外
管、反応瓦斯排出管４１を内管とする供給・排出対Ｓ１
が基板（ウェハ）７１表面（図１では下面）の主面と対
向しほぼ平面をもってなる面のほぼ全面にわたりアレイ
状に多数設置されている。小面積のエリアに多数の反応
瓦斯の供給・排出対（サイト）Ｓ１よりなるセグメント
エリアＳＥ１が形成されている。反応瓦斯導入管３２か
ら反応室１１に原料瓦斯を供給し、ヒータ６１で加熱さ
れた基板７１の表面（図では下面）に、熱分解反応等に
より原料瓦斯を分解して薄膜を堆積形成するようになっ
ている。反応瓦斯排出管４１で反応瓦斯の排出がなされ
る。５１はウェハホルダである。薄膜形成の際、セグメ
ントエリアＳＥ１を充分小さく区切ればその小面積内で
の瓦斯の供給、排出は分布を持たなくなる。各供給・排
出対をカバーするセグメントエリアＳＥ１のサイズは、
一つの目安として反応瓦斯排出管４１の中心からの半径
が基板７１の下面と瓦斯管上端部がなす平面との距離に
等しくなるように瓦斯管上端部がなす平面に描かれた円
を考えればよい。そして、その円形セグメントエリアＳ
Ｅ１の周がお互いに接するか若干重なり合う程度がアレ
イの密度度合いとして適当な目安となる。また、薄膜成
長において正味の成長反応に用いられる有効瓦斯成分は
極く小量であるため、原料瓦斯の供給、排出の線速度を
ほぼ等しくするつまり、反応瓦斯排出管４１の内管径と
反応瓦斯導入管３２の外管径の有効断面積がほぼ等しい
ことが寸法の目安である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of vapor phase CVD according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are views showing a first embodiment of the present invention. 1A and 1B are cross-sectional views of AA 'and BB', respectively. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the supply / discharge pair S1 in which the reaction gas introduction pipe 32 is the outer pipe and the reaction gas discharge pipe 41 is the inner pipe.
Are arranged in an array on almost the entire surface of the surface of the substrate (wafer) 71 (the lower surface in FIG. 1) facing the main surface and having a substantially flat surface. A segment area SE1 including a large number of reaction gas supply / discharge pairs (sites) S1 is formed in a small area. The raw material gas is supplied to the reaction chamber 11 from the reaction gas introduction pipe 32, and the raw material gas is decomposed by a thermal decomposition reaction or the like to deposit and form a thin film on the surface (lower surface in the figure) of the substrate 71 heated by the heater 61. It has become. The reaction gas discharge pipe 41 discharges the reaction gas. Reference numeral 51 is a wafer holder. When forming the thin film, if the segment area SE1 is divided into sufficiently small areas, the gas supply and discharge within the small area will have no distribution. The size of the segment area SE1 that covers each supply / discharge pair is
As one guide, consider a circle drawn on the plane formed by the upper end of the gas pipe so that the radius from the center of the reaction gas discharge pipe 41 becomes equal to the distance between the lower surface of the substrate 71 and the plane formed by the upper end of the gas pipe. Good. And the circular segment area S
The degree to which the circumferences of E1 are in contact with each other or slightly overlap with each other is an appropriate measure as the degree of density of the array. Further, since the effective gas component used for the net growth reaction in the thin film growth is extremely small, the linear velocities of the supply and discharge of the raw material gas are made substantially equal, that is, the inner diameter of the reaction gas discharge pipe 41 and the reaction It is a dimensional guideline that the effective cross-sectional areas of the outer tube diameter of the gas introduction tube 32 are substantially equal.

【００４８】図２のＡ特性は上記装置を用いた実験結果
である。装置構造以外はＣ，Ｄと同一の条件であり形成
膜厚差異は数％以内であった。図２のＢ特性は、上記装
置において最も外周の供給・排出対Ｓ１を塞いで、中心
近傍の１２の対のみを用いた実験結果である。装置構造
以外はＡと同一の条件であり、供給・排出対Ｓ１の形成
されている中央部分の堆積膜厚差異は数％以内であり、
その外周部で２０〜３０％であった。このように供給・
排出対Ｓ１をアレイ状にすることは膜厚の均一化に効果
的であり、しかも、その存在するセグメントエリアＳＥ
１が広いほど効果的である。なお図１では、反応瓦斯導
入管３２が外管、反応瓦斯排出管４１が内管を構成して
いるが、その逆でも膜厚の均一化作用は変わらない。ま
た、瓦斯供給速度や供給瓦斯濃度（反応瓦斯分圧）を変
化させてその値が最大６０％にも及ぶ瓦斯供給速度や供
給瓦斯濃度（反応瓦斯分圧）条件を用いても膜厚分布は
プラスマイナス１％に満たない低下であった。The characteristic A in FIG. 2 is the result of an experiment using the above apparatus. The conditions other than the device structure were the same as those of C and D, and the difference in the formed film thickness was within several%. The B characteristic of FIG. 2 is an experimental result using only the 12 pairs near the center with the supply / discharge pair S1 at the outermost periphery closed in the above apparatus. Except for the device structure, the conditions are the same as A, and the difference in the deposited film thickness between the supply / discharge pair and the central portion where S1 is formed is within several percent.
It was 20 to 30% in the outer peripheral portion. Supply in this way
Forming the discharge pairs S1 in an array is effective for making the film thickness uniform, and the existing segment area SE
The wider 1 is, the more effective it is. In FIG. 1, the reaction gas introduction pipe 32 constitutes the outer pipe and the reaction gas discharge pipe 41 constitutes the inner pipe, but the reverse effect does not change the uniformizing effect of the film thickness. Further, even if the gas supply rate and the supply gas concentration (reaction gas partial pressure) are changed and the values thereof reach a maximum of 60%, the film thickness distribution can be obtained even if the conditions are used. It was less than plus or minus 1%.

【００４９】上述したように本実施例によれば、各原料
の供給・排出対Ｓ１をアレイ状に設けたため、それら供
給・排出対Ｓ１近傍でそれぞれ独立の半球若しくは薄い
円柱形状の完全混合系に近い瓦斯態領域が形成され、そ
れらが周囲で若干重なり連結されることにより被堆積基
板７１の直下ほぼ全域に少なくとも横方向には瓦斯濃度
に分布の少ない反応空間が形成される。その結果、半径
方向での有効瓦斯成分の濃度分布を無くすことができ、
半径方向の堆積膜厚の分布を無くすことができる。As described above, according to the present embodiment, since the supply / discharge pairs S1 of the respective raw materials are provided in an array, in the vicinity of the supply / discharge pairs S1, independent complete mixing systems of hemisphere or thin column shape are formed. By forming adjacent ash-like regions and connecting them with a slight overlap in the periphery, a reaction space having a small flue concentration distribution is formed at least in the lateral direction in almost the entire area immediately below the deposition target substrate 71. As a result, the concentration distribution of the effective gas component in the radial direction can be eliminated,
The distribution of the deposited film thickness in the radial direction can be eliminated.

【００５０】図３には、本発明の第２実施例を示す。本
実施例は基板７１の被堆積面を下面にしたものである。
被堆積面にパーティクルの落下付着が少なく良質の堆積
膜等が得られる。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the deposition surface of the substrate 71 is the lower surface.
Particles are less likely to drop and adhere to the surface to be deposited, and a high quality deposited film or the like can be obtained.

【００５１】図４には、本発明の第３実施例を示す。本
実施例は基板７１を縦置きにして処理するようにしたも
のである。装置断面積当たりの基板処理枚数が多くでき
大量処理に向き装置の効率が高い。５２はウェハホルダ
である。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the substrate 71 is placed vertically and processed. The number of substrates to be processed per unit cross-sectional area can be increased and the efficiency of the device is high, which is suitable for mass processing. 52 is a wafer holder.

【００５２】図５には、本発明の第４実施例を示す。本
実施例は基板７１を斜置きにして処理するようにしたも
のである。上記第３実施例とほぼ同様の作用、効果があ
る。FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the substrate 71 is placed obliquely for processing. The operation and effect are almost the same as those of the third embodiment.

【００５３】図６には、本発明の第５実施例を示す。本
実施例は、基板処理が枚葉形式でなく、ウェハ移動ホル
ダ５３により基板７１をシリーズに処理するようにした
ものである。連続処理が可能で生産速度が高い。FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the substrate processing is not a single-wafer type, but the substrates 71 are processed in series by the wafer moving holder 53. Continuous processing is possible and production speed is high.

【００５４】図７には、本発明の第６実施例を示す。本
実施例は、基板７１が横置きで多数枚一括処理を可能と
したものであり、生産速度が高い。当然、基板７１の成
長表面を下向きにする装置型式もある。FIG. 7 shows a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, a large number of substrates 71 can be collectively processed with the substrates 71 placed horizontally, and the production speed is high. Naturally, there is also an apparatus type in which the growth surface of the substrate 71 is faced down.

【００５５】図８には、本発明の第７実施例を示す。基
板７１を縦置きにして多数枚一括処理を可能としたもの
であり、上記と同様に生産速度が高い。FIG. 8 shows a seventh embodiment of the present invention. The substrate 71 is placed vertically so that a large number of substrates can be collectively processed, and the production speed is high similarly to the above.

【００５６】図９には、本発明の第８実施例を示す。本
実施例は、原料を効率良く使うようにしたものであり、
図の上方の反応室１１ａで膜形成に供した原料を連結管
３３を用いて下方の反応室１１ｂに導き膜形成に供する
ようにしている。さらに連結管４２を用いて次の反応に
供してもよい。連結管３３，４２に送る原料に、より有
効成分の濃度の高い原料を加えてもよい。この付加する
原料の濃度、量を制御して、前段で減少した分を補えば
各段で等しい反応が行なえる。勿論、新たな原料種を供
給して各段での様々な反応系に変えたりすることもでき
る。本例では２段形式を示したが勿論３段以上にすれば
効率は更に増すことになる。FIG. 9 shows an eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, raw materials are used efficiently,
The raw material used for film formation in the upper reaction chamber 11a in the figure is guided to the lower reaction chamber 11b using the connecting pipe 33 and used for film formation. Further, the connecting pipe 42 may be used for the next reaction. A raw material having a higher concentration of the active ingredient may be added to the raw material sent to the connecting pipes 33 and 42. By controlling the concentration and amount of the added raw material and compensating for the amount reduced in the previous stage, the same reaction can be performed in each stage. Of course, it is also possible to supply a new raw material species and change it into various reaction systems in each stage. In this example, the two-stage type is shown, but if the number of stages is three or more, the efficiency is further increased.

【００５７】図１０には、本発明の第９実施例を示す。
同図の（ａ），（ｂ）はそれぞれＡ−Ａ′，Ｂ−Ｂ′の
断面図である。瓦斯供給管３４を細管して排出管４１を
囲繞するように構成したものである。堆積膜厚分布を小
さくする効果は第１実施例（図１）に比べて遜色なく、
排出管４１である内管の取付けがより容易となる。Ｓ２
が一つの供給・排出対である。FIG. 10 shows a ninth embodiment of the present invention.
(A) and (b) of the same figure are sectional views of AA 'and BB', respectively. The gas supply pipe 34 is made thin to surround the discharge pipe 41. The effect of reducing the deposited film thickness distribution is comparable to that of the first embodiment (FIG. 1),
It becomes easier to attach the inner pipe that is the discharge pipe 41. S2
Is one supply / discharge pair.

【００５８】図１１には、本発明の第１０実施例を示
す。同図の（ａ），（ｂ）はそれぞれＡ−Ａ′，Ｂ−
Ｂ′の断面図である。本実施例はインジェクションマニ
ホールド２１を用いたものであり、装置製作費用が安価
にできる。Ｓ３が一つの供給・排出対である。堆積膜厚
分布を小さくする効果は第１実施例（図１）に比べて遜
色ない。図１１では反応瓦斯導入管３５が外管、反応瓦
斯排出管４１が内管を構成しているが、その逆でも効果
は変わらない。FIG. 11 shows a tenth embodiment of the present invention. (A) and (b) of the figure are A-A 'and B-, respectively.
It is a sectional view of B '. In this embodiment, the injection manifold 21 is used, and the device manufacturing cost can be reduced. S3 is one supply / discharge pair. The effect of reducing the distribution of the deposited film thickness is comparable to that of the first embodiment (FIG. 1). In FIG. 11, the reaction gas introduction pipe 35 constitutes the outer pipe and the reaction gas discharge pipe 41 constitutes the inner pipe, but the opposite effect does not change.

【００５９】図１２には、本発明の第１１実施例を示
す。同図の（ａ），（ｂ）はそれぞれＡ−Ａ′，Ｂ−
Ｂ′の断面図である。本実施例は、上記第１０実施例
（図１１）の一部の構成を変化させたもので、瓦斯導入
を管３５ａにしてそれらの開口面を排出管４１の開口部
の面より高くしてある。このような構成により、膜堆積
時に、反応室１２で分解反応が三次元的に発生し、基板
７１の膜厚成長面に付着すると成長薄膜の結晶性を損な
ったり、その基板７１を用いたトランジスタ等の形成を
損なうパーティクルをインジェクションマニホールド２
１に沈降させて舞い上がらせない効果がある。この装置
型式は第１実施例（図１）、第４実施例（図５）、第５
実施例（図６）、第６実施例（図７）、第９実施例（図
１０）、後述の第１３実施例（図１４）及び第１４実施
例（図１５）等の何れにも適用可能である。FIG. 12 shows an eleventh embodiment of the present invention. (A) and (b) of the figure are A-A 'and B-, respectively.
It is a sectional view of B '. In this embodiment, a part of the construction of the tenth embodiment (FIG. 11) is changed, and gas is introduced into the pipe 35a so that their opening surfaces are higher than the opening surface of the discharge pipe 41. is there. With such a configuration, when a film is deposited, a decomposition reaction occurs three-dimensionally in the reaction chamber 12, and if the film adheres to the film thickness growth surface of the substrate 71, the crystallinity of the grown thin film may be impaired, or a transistor using the substrate 71 may be formed. Particles that impair the formation of particles such as injection manifold 2
It has the effect of sinking to 1 and not letting it rise. This device type is the first embodiment (FIG. 1), the fourth embodiment (FIG. 5), the fifth embodiment.
Applied to any of the embodiment (FIG. 6), the sixth embodiment (FIG. 7), the ninth embodiment (FIG. 10), the thirteenth embodiment (FIG. 14) and the fourteenth embodiment (FIG. 15) described later, etc. It is possible.

【００６０】図１３には、本発明の第１２実施例を示
す。同図の（ａ），（ｂ）はそれぞれＡ−Ａ′，Ｂ−
Ｂ′の断面図である。本実施例は、上記第１１実施例
（図１２）の一部の構成を変化させたもので、瓦斯導入
を管３５ａにしてそれらの開口面を排出管４３の開口部
の面より高くしてあり、膜堆積時に、反応室１２で分解
反応が三次元的に発生し、基板７１の薄膜成長面に付着
すると成長薄膜の結晶性を損なったり、その基板７１を
用いたトランジスタ等の形成を損なうパーティクルをイ
ンジェクションマニホールド２１に沈降させて舞い上が
らせないという効果に加えて、漏斗型にした排出管４３
を用いて瓦斯排出と同時にそのパーティクルを装置外に
取り出すことを可能としたものである。この装置型式
は、上記と同様に第１実施例（図１）、第４実施例（図
５）、第５実施例（図６）、第６実施例（図７）、第９
実施例（図１０）、後述の第１３実施例（図１４）及び
第１４実施例（図１５）等の何れにも適用可能である。FIG. 13 shows a twelfth embodiment of the present invention. (A) and (b) of the figure are A-A 'and B-, respectively.
It is a sectional view of B '. In this embodiment, a part of the construction of the eleventh embodiment (FIG. 12) is changed, and gas is introduced into the pipe 35a so that their opening surfaces are higher than the opening surface of the discharge pipe 43. Therefore, when a film is deposited, a decomposition reaction occurs three-dimensionally in the reaction chamber 12 and adheres to the thin film growth surface of the substrate 71, which impairs the crystallinity of the grown thin film and damages the formation of transistors and the like using the substrate 71. In addition to the effect that the particles are not allowed to settle in the injection manifold 21 and rise up, a funnel-shaped discharge pipe 43 is provided.
It is possible to take out the particles to the outside of the apparatus at the same time as the waste is discharged by using the. This device type is the same as the above, namely, the first embodiment (FIG. 1), the fourth embodiment (FIG. 5), the fifth embodiment (FIG. 6), the sixth embodiment (FIG. 7), and the ninth embodiment.
It is applicable to any of the embodiment (FIG. 10), the thirteenth embodiment (FIG. 14) and the fourteenth embodiment (FIG. 15) described later, and the like.

【００６１】図１４には、本発明の第１３実施例を示
す。同図の（ａ），（ｂ）はそれぞれＡ−Ａ′，Ｂ−
Ｂ′の断面図である。本実施例は、反応瓦斯導入管３６
を外管、反応瓦斯排出管４４を内管として四角状の供給
・排出対を配置したものである。Ｓ４が一つの供給・排
出対である。堆積膜厚分布を小さくする効果は第１実施
例（図１）等に比べて遜色ない。条件によっては、反応
瓦斯導入管３６が各供給・排出対Ｓ４で共用になってお
り、第１実施例（図１）に比べて各セグメントエリアが
近接しており瓦斯濃度の均一化に効果がある。図１４で
は反応瓦斯導入管３６が外管、反応瓦斯排出管４４が内
管を構成しているが、その逆でも効果は変わらない。さ
らに反応瓦斯排出管４４を円形にし、反応瓦斯導入管３
６が反応瓦斯排出管４４を囲繞しかつ基板７１のエリア
をカバーする、つまり反応瓦斯導入管３６の最外延で囲
まれた全エリアで反応瓦斯排出管４４以外は全てを排出
口としてもよい。その場合でも導入管と排出管がその逆
としても効果は変わらない。FIG. 14 shows a thirteenth embodiment of the present invention. (A) and (b) of the figure are A-A 'and B-, respectively.
It is a sectional view of B '. In this embodiment, the reaction gas introducing pipe 36 is used.
Is an outer pipe and the reaction gas discharge pipe 44 is an inner pipe, and a square supply / discharge pair is arranged. S4 is one supply / discharge pair. The effect of reducing the deposited film thickness distribution is comparable to that of the first embodiment (FIG. 1) and the like. Depending on the conditions, the reaction gas introduction pipe 36 is shared by each supply / discharge pair S4, and the respective segment areas are closer to each other as compared with the first embodiment (FIG. 1), which is effective in making the gas concentration uniform. is there. In FIG. 14, the reaction gas introduction pipe 36 constitutes the outer pipe and the reaction gas discharge pipe 44 constitutes the inner pipe, but the opposite effect does not change. Further, the reaction gas discharge pipe 44 is made circular, and the reaction gas introduction pipe 3
6 surrounds the reaction gas discharge pipe 44 and covers the area of the substrate 71, that is, all areas other than the reaction gas discharge pipe 44 may be used as discharge ports in the entire area surrounded by the outermost extension of the reaction gas introduction pipe 36. Even in that case, the effect is the same even if the introduction pipe and the discharge pipe are reversed.

【００６２】図１５には、本発明の第１４実施例を示
す。同図の（ａ），（ｂ）はそれぞれＡ−Ａ′，Ｂ−
Ｂ′の断面図である。本実施例は、円環状の反応瓦斯導
入管３７と反応瓦斯排出管４５の組合わせでドーナツ状
の供給・排出対を構成したものである。Ｓ５が一つの供
給・排出対である。円環状の導入口と排出口を基板７１
と対向した面のほぼ全面に交互に構成してもよい。FIG. 15 shows a fourteenth embodiment of the present invention. (A) and (b) of the figure are A-A 'and B-, respectively.
It is a sectional view of B '. In this embodiment, a doughnut-shaped supply / discharge pair is formed by a combination of an annular reaction gas introduction pipe 37 and a reaction gas discharge pipe 45. S5 is one supply / discharge pair. Substrate 71 with annular inlet and outlet
Alternatively, almost all of the surfaces facing each other may be alternately arranged.

【００６３】以上、各実施例は、気相原料を用いるＣＶ
Ｄ装置の改良について詳述したが、液相を用いる膜形成
装置は勿論のことエッチング装置、洗浄装置及び塗布膜
装置においても基板半径方向での処理むらを顕著に改善
し得るものである。そして、これらのエッチング処理、
洗浄処理及び塗布処理においては、気相若しくは液相を
用いたものであっても、気相、液相からなるもの、気
相、固相からなるもの、気相、液相、固相からなるもの
が用いられる。In each of the above examples, the CV using the vapor phase raw material is used.
Although the improvement of the D apparatus has been described in detail, the process unevenness in the radial direction of the substrate can be remarkably improved not only in the film forming apparatus using the liquid phase but also in the etching apparatus, the cleaning apparatus and the coating film apparatus. And these etching treatments,
In the cleaning process and the coating process, even if a gas phase or a liquid phase is used, a gas phase, a liquid phase, a gas phase, a solid phase, a gas phase, a liquid phase, a solid phase Things are used.

【００６４】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、流体原料を供給、排出し基板表面を処理す
る基板表面処理装置において、前記基板表面の主面と対
向し略平行をもってなる面の略全面にわたり開口部の有
効面積が互いに略等しい前記原料供給用の供給口と前記
排出用の排出口からなる供給・排出対をアレイ状に配設
したため、各供給・排出対の近傍でそれぞれ独立の完全
混合系に近い瓦斯態領域が形成され、それらが周囲部分
で若干重なり連結されることにより基板主面のほぼ全域
に少なくとも横方向には流体濃度に分布の少ない処理空
間が形成される。したがって基板半径方向での有効原料
濃度成分の濃度分布を無くすことができて、高度の熟練
技能の必要な調整等が不要でかつ安価に、基板半径方向
の処理、加工の均一性を顕著に改善することができる。
さらに、供給口と排出口とは同心的に形成された内口と
外口の何れか一方と何れか他方をもって構成したため、
処理の均一化を目的としたアレイ状の配設を極めて容易
化することができる。 As described above, according to the first aspect of the invention, in the substrate surface treating apparatus for treating the substrate surface by supplying and discharging the fluid raw material, the substrate surface is substantially parallel to the main surface of the substrate surface. Since the effective area of the opening is approximately equal to each other over substantially the entire surface having the above-mentioned structure, the supply / discharge pairs composed of the supply port for supplying the raw material and the discharge port for the discharge are arranged in an array, Independently adjacent independent regions are formed, which are close to each other in a completely mixed system, and they are overlapped with each other in the peripheral portion and are connected to each other. It is formed. Therefore, it is possible to eliminate the concentration distribution of the effective raw material concentration component in the radial direction of the substrate, and it is possible to remarkably improve the uniformity of processing and processing in the radial direction of the substrate without the need for adjustments required by highly skilled workers and at a low cost. can do.
Further, the supply port and the discharge port are concentrically formed with an inner port.
Because it is configured with either one of the outer openings and the other,
Extremely easy to arrange in an array for uniform processing
Can be converted.

【００６５】請求項２〜１７記載の各発明によれば、そ
れぞれ上記請求項１記載の発明とほぼ同様の効果を得る
ことができる他、さらに以下のような効果がある。According to the inventions described in claims 2 to 17 , substantially the same effects as those of the invention described in claim 1 are obtained.
In addition to this, there are the following effects.

【００６６】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様の効果を得ることができる他、前記基板
表面の処理は該基板表面に固体膜を堆積形成する処理と
したため、ＩＣ等の製造において大口径化が進む半導体
ウェハ上への半導体薄膜等の堆積膜厚をウェハ半径方向
において均一化することができ、歩留りを顕著に向上さ
せることができる。According to the invention of claim 2, claim 1
In addition to obtaining the same effects as those of the above-described invention, since the treatment of the substrate surface is a treatment for depositing and forming a solid film on the substrate surface, the semiconductor on a semiconductor wafer whose diameter is increasing in the manufacture of ICs and the like. The deposited film thickness of a thin film or the like can be made uniform in the wafer radial direction, and the yield can be significantly improved.

【００６７】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様の効果を得ることができる他、前記基板
表面の処理は該基板表面のエッチング処理又は洗浄処理
の何れかとしたため、半導体装置の製造プロセス等にお
いて半導体ウェハ表面のエッチング処理又は洗浄処理を
ウェハ半径方向でむらなく行なうことができる。According to the invention of claim 3, claim 1
In addition to being able to obtain the same effects as those of the mounting invention, since the treatment of the substrate surface is either an etching treatment or a cleaning treatment of the substrate surface, the etching treatment or the cleaning treatment of the semiconductor wafer surface in the semiconductor device manufacturing process or the like. Can be performed evenly in the radial direction of the wafer.

【００６８】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様の効果を得ることができる他、前記基板
表面の処理は該基板表面に塗布膜を形成する処理とした
ため、混成集積回路の製造プロセス等において所要の塗
布膜を基板半径方向においてむらなく塗布処理を行なう
ことができる。According to the invention of claim 4, claim 1
In addition to obtaining the same effect as that of the invention described above, since the treatment of the substrate surface is a treatment of forming a coating film on the substrate surface, a required coating film is formed in the substrate radial direction in the manufacturing process of the hybrid integrated circuit. The coating process can be performed evenly.

【００６９】請求項５記載の発明によれば、請求項２〜
４の何れか１項に記載の発明と同様の効果を得ることが
できる他、請求項３又は４記載の基板表面処理装置にお
いて気相、液相若しくは固相の混合相である原料を用い
た場合、基板半径方向での均一化処理を適切に実現する
ことができる。According to the invention described in claim 5, claims 2 to
It is possible to obtain the same effect as that of the invention described in any one of 4 above.
Besides, in the substrate surface treatment apparatus according to claim 3 or 4, when a raw material which is a mixed phase of a gas phase, a liquid phase or a solid phase is used, it is possible to appropriately realize the homogenization treatment in the radial direction of the substrate. .

【００７０】請求項６記載の発明によれば、基板半径方
向での有効原料濃度成分の濃度分布を無くすことができ
て、高度の熟練技能の必要な調整等が不要でかつ安価
に、基板半径方向の処理、加工の均一性を顕著に改善す
ることができる。また、供給口と排出口とは内口と該内
口を囲繞する複数の外口の何れか一方と何れか他方をも
って構成したため、内口（内管）の取付け容易性を得る
ことができる。 According to the invention described in claim 6, the radial direction of the substrate
It is possible to eliminate the concentration distribution of effective raw material concentration components
It is inexpensive and does not require adjustments that require highly skilled skills.
In addition, it significantly improves the uniformity of processing and processing in the radial direction of the substrate.
You can The supply port and the discharge port are the inner port and the inner port.
Either one of the multiple outer openings surrounding the mouth and the other
Since it is configured as such, easy installation of the inner port (inner tube) is obtained.
be able to.

【００７１】請求項７記載の発明によれば、請求項１〜
５の何れか１項に記載の発明と同様の効果を得ることが
できる他、基板表面の主面と対向し略平行をもってなる
面を略水平に保持したため、装置構成の容易化とともに
装置への基板セットの容易化を実現することができる。 According to the invention of claim 7 , claims 1 to
It is possible to obtain the same effect as the invention described in any one of 5 above.
In addition, it can face the main surface of the substrate and is almost parallel.
Since the surface is held almost horizontal, the device configuration is simplified.
It is possible to realize simplification of substrate setting in the device.

【００７２】請求項８記載の発明によれば、請求項１〜
５の何れか１項に記載の発明と同様の効果を得ることが
できる他、基板表面の主面と対向し略平行をもってなる
面を略鉛直に保持したため、装置断面積当たりの基板処
理枚数を多くすることができて大量処理が可能となる。 According to the invention described in claim 8, claims 1 to
It is possible to obtain the same effect as the invention described in any one of 5 above.
In addition, it can face the main surface of the substrate and is almost parallel.
Since the surface is held almost vertically, substrate processing per device cross-sectional area
The number of processed sheets can be increased and a large amount of processing can be performed.

【００７３】請求項９記載の発明によれば、請求項１〜
５の何れか１項に記載の発明と同様の効果を得ることが
できる他、基板表面の主面と対向し略平行をもってなる
面を適宜傾けて保持したため、装置断面積当たりの基板
処理枚数を多くすることができて大量処理が可能とな
る。 According to the invention described in claim 9, claims 1 to
It is possible to obtain the same effect as the invention described in any one of 5 above.
In addition, it can face the main surface of the substrate and is almost parallel.
Since the surface is held with an appropriate tilt, the substrate per unit cross-sectional area
The number of processed sheets can be increased, enabling large-scale processing.
It

【００７４】請求項１０記載の発明によれば、請求項７
又は９記載の発明と同様の効果を得ることができる他、
基板表面の主面を前記平行をもってなる面に対し下方に
位置させたため、基板保持の容易性を得ることができ
る。 According to the invention of claim 10, claim 7 is provided.
Alternatively, the same effect as that of the invention described in 9 can be obtained,
Put the main surface of the substrate surface downward with respect to the plane with the parallel
Since it is located, it is easy to hold the substrate.
It

【００７５】請求項１１記載の発明によれば、請求項７
又は９記載の発明と同様の効果を得ることができる他、
基板表面の主面を前記平行をもってなる面に対し上方に
位置させたため、例えば半導体基板表面への薄膜堆積処
理等において、熱分解反応等で生じたパーティクルがそ
の薄膜堆積面に付着することが防止されて良質の薄膜を
堆積することができる。 According to the invention of claim 11, claim 7 is provided.
Alternatively, the same effect as that of the invention described in 9 can be obtained,
The main surface of the substrate surface is upwards with respect to the parallel plane
Since it is located, for example, a thin film deposition process on the semiconductor substrate surface
In some cases, particles generated by thermal decomposition reactions may
Of high quality thin film that is prevented from adhering to the thin film deposition surface of
Can be deposited.

【００７６】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
１記載の発明と同様の効果を得ることができる他、供給
口の開口面を排出口の開口面より高く構成したため、パ
ーティクルが基板被処理面に舞い上がることが防止され
て一層良質の薄膜堆積等を行なうことができる。 According to the invention of claim 12, claim 1
In addition to obtaining the same effect as the invention described in 1,
Since the opening surface of the mouth is higher than the opening surface of the outlet,
-Ticle is prevented from flying up to the substrate surface
Therefore, thin film deposition with higher quality can be performed.

【００７７】請求項１３記載の発明によれば、請求項６
記載の発明と同様の効果を得ることができる他、供給口
の開口面を排出口の開口面より高く構成したため、パー
ティクルが基板被処理面に舞い上がることが防止されて
一層良質の薄膜堆積等を行なうことができる。 According to the invention of claim 13, claim 6
In addition to achieving the same effects as the described invention, the supply port
Since the opening surface of the
Tickle is prevented from flying up to the substrate surface
Higher quality thin film deposition and the like can be performed.

【００７８】請求項１４記載の発明によれば、請求項１
２又は１３記載の発明と同様の効果を得ることができる
他、供給口から流体原料を供給すると同時に、反応によ
り生じるパーティクルを排出口から装置外に取り出すこ
とができる。 According to the invention of claim 14, claim 1
The same effects as those of the invention described in 2 or 13 can be obtained , and at the same time as the fluid raw material is supplied from the supply port, the reaction is performed.
Generated particles from the discharge port to the outside of the device.
You can

【００７９】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
〜５の何れか１項に記載の発明と同様の効果を得ること
ができる他、前記基板を、該基板表面の主面と対向し略
平行をもってなる前記面に対し移動可能に構成したた
め、連続処理が可能となって量産性を向上させることが
できる。According to the invention of claim 15, claim 1
To obtain the same effect as that of the invention described in any one of
In addition to the above, since the substrate is configured to be movable with respect to the surface that is substantially parallel and faces the main surface of the substrate surface, continuous processing is possible and mass productivity can be improved.

【００８０】請求項１６記載の発明によれば、基板表面
の主面と対向し略平行をもってなるとともに供給・排出
対がアレイ状に配設された前記面を少なくとも２組設
け、１組の前記基板表面の主面と対向し略平行をもって
なる面上で基板表面の処理に供された原料を以降の他の
組の前記基板表面の主面と対向し略平行をもってなる面
上での他の基板表面の処理に供するように構成したた
め、原料を効率よく使用することができる。According to the sixteenth aspect of the present invention, at least two sets of the above-mentioned faces which face the main surface of the substrate and are substantially parallel to each other and on which supply / discharge pairs are arranged in an array are provided, and one set of the above-mentioned faces is provided. The raw material that has been subjected to the treatment of the substrate surface on the surface facing the main surface of the substrate surface and substantially parallel to the other main surface Since it is configured to be used for treating the substrate surface, the raw material can be used efficiently.

【００８１】請求項１７記載の発明によれば、請求項１
６記載の発明と同様の効果を得ることができる他、前記
他の組の面上での他の基板表面の処理に供される前記原
料流体に、該原料より処理に供される有効成分濃度の高
い流体を付加して供給するように構成したため、各段に
おいて均等な処理を行なうことができる。According to the invention of claim 17, claim 1
In addition to being able to obtain the same effect as the invention described in 6, the concentration of the active ingredient in the raw material fluid used for the treatment of the surface of the other substrate on the surface of the other set can be increased. Since it is configured such that a high fluid is added and supplied, uniform processing can be performed in each stage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明に係る基板表面処理装置の第１実施例を
示す縦断面図及び平断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view and a plan sectional view showing a first embodiment of a substrate surface processing apparatus according to the present invention.

【図２】上記第１実施例において基板半径方向における
堆積膜厚特性を比較例とともに示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a deposited film thickness characteristic in a radial direction of a substrate in the first embodiment together with a comparative example.

【図３】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図４】本発明の第３実施例を示す縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第４実施例を示す縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.

【図６】本発明の第５実施例を示す縦断面図である。FIG. 6 is a vertical sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.

【図７】本発明の第６実施例を示す縦断面図である。FIG. 7 is a vertical sectional view showing a sixth embodiment of the present invention.

【図８】本発明の第７実施例を示す縦断面図である。FIG. 8 is a vertical sectional view showing a seventh embodiment of the present invention.

【図９】本発明の第８実施例を示す縦断面図である。FIG. 9 is a vertical sectional view showing an eighth embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の第９実施例を示す縦断面図及び平断
面図である。FIG. 10 is a vertical sectional view and a plan sectional view showing a ninth embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の第１０実施例を示す縦断面図及び平
断面図である。FIG. 11 is a vertical sectional view and a plan sectional view showing a tenth embodiment of the present invention.

【図１２】本発明の第１１実施例を示す縦断面図及び平
断面図である。FIG. 12 is a vertical sectional view and a plan sectional view showing an eleventh embodiment of the present invention.

【図１３】本発明の第１２実施例を示す縦断面図及び平
断面図である。FIG. 13 is a vertical sectional view and a plan sectional view showing a twelfth embodiment of the present invention.

【図１４】本発明の第１３実施例を示す縦断面図及び平
断面図である。FIG. 14 is a vertical sectional view and a plan sectional view showing a thirteenth embodiment of the present invention.

【図１５】本発明の第１４実施例を示す縦断面図及び平
断面図である。FIG. 15 is a vertical sectional view and a plan sectional view showing a fourteenth embodiment of the present invention.

【図１６】基板表面処理装置の第１の従来例を示す縦断
面図及び平断面図である。16A and 16B are a longitudinal sectional view and a plan sectional view showing a first conventional example of a substrate surface processing apparatus.

【図１７】第２の従来例を示す縦断面図及び平断面図で
ある。17A and 17B are a longitudinal sectional view and a plan sectional view showing a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１，１１ａ，１１ｂ，１２ 反応室 ３２，３４，３５，３６，３７ 供給口を構成する反応
瓦斯導入管 ４１，４３，４４，４５ 排出口を構成する反応瓦斯排
出管 ５１，５２ ウェハホルダ ５３ ウェハ移動ホルダ ６１ ヒータ ７１ 基板 Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５ 供給・排出対 ＳＥ１ セグメントエリア11, 11a, 11b, 12 Reaction chambers 32, 34, 35, 36, 37 Reaction gas introduction pipes 41, 43, 44, 45 constituting supply ports Reaction gas discharge pipes 51, 52 constituting discharge ports Wafer holder 53 Wafer movement Holder 61 Heater 71 Substrates S1, S2, S3, S4, S5 Supply / Discharge vs. SE1 Segment area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｇ 3/00 Ｃ２３Ｇ 3/00 Ｚ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３Ｃ 21/306 21/31 Ａ 21/31 21/306 Ｊ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/205 B05C 3/18 B05C 5/00 101 C23C 16/455 C23F 1/08 103 C23G 3/00 H01L 21/304 643 H01L 21/306 H01L 21/31 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI C23G 3/00 C23G 3/00 Z H01L 21/304 643 H01L 21/304 643C 21/306 21/31 A 21/31 21/306 J (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) H01L 21/205 B05C 3/18 B05C 5/00 101 C23C 16/455 C23F 1/08 103 C23G 3/00 H01L 21/304 643 H01L 21 / 306 H01L 21/31

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 流体原料を供給、排出し基板表面を処理
する基板表面処理装置において、前記基板表面の主面と
対向し略平行をもってなる面の略全面にわたり開口部の
有効面積が互いに略等しい前記原料供給用の供給口と前
記排出用の排出口からなる供給・排出対をアレイ状に配
設してなり、 前記供給・排出対は、内口と、この内口の外側に、この
内口と同心的に形成された外口と、で構成され、 前記供給口がこれら内口及び外口の何れか一方を構成
し、前記排出口が他方を構成する ことを特徴とする基板
表面処理装置。1. A substrate surface treating apparatus for treating a substrate surface by supplying and discharging a fluid material, wherein effective areas of openings are substantially equal to each other over substantially the entire surface of the substrate surface which faces the main surface and is substantially parallel. the raw material feed supply opening of the consisting outlet for discharging supply and discharge vs. Ri greens and arranged in an array, the supply and discharge pair, an inner mouth, on the outside of the inner mouth, the
An inner opening and an outer opening formed concentrically, and the supply opening constitutes either one of the inner opening and the outer opening.
The discharge port constitutes the other, and the substrate surface processing apparatus is characterized in that 【請求項２】 前記基板表面の処理は該基板表面に固体
膜を堆積形成する処理であることを特徴とする請求項１
記載の基板表面処理装置。2. The treatment of the substrate surface is a treatment of depositing and forming a solid film on the substrate surface.
The substrate surface treatment apparatus described. 【請求項３】 前記基板表面の処理は該基板表面のエッ
チング処理又は洗浄処理の何れかであることを特徴とす
る請求項１記載の基板表面処理装置。3. The substrate surface processing apparatus according to claim 1, wherein the processing of the substrate surface is either etching processing or cleaning processing of the substrate surface. 【請求項４】 前記基板表面の処理は該基板表面に塗布
膜を形成する処理であることを特徴とする請求項１記載
の基板表面処理装置。4. The substrate surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the treatment of the substrate surface is a treatment of forming a coating film on the substrate surface. 【請求項５】 前記流体原料が気相、液相、固相の少な
くとも２相からなることを特徴とする請求項２〜４の何
れか１項に記載の基板表面処理装置。Wherein said fluid material is a gas phase, liquid phase, any claim 2-4, characterized in that it consists of at least two phases of solid phase
The substrate surface treatment apparatus according to item 1 . 【請求項６】 流体原料を供給、排出し基板表面を処理
する基板表面処理装置において、前記基板表面の主面と
対向し略平行をもってなる面の略全面にわたり開口部の
有効面積が互いに略等しい前記原料供給用の供給口と前
記排出用の排出口からなる供給・排出対をアレイ状に配
設してなり、 前記供給口と前記排出口とは内口と該内口を囲繞する複
数の外口の何れか一方と何れか他方をもって構成してな
ることを特徴とする基板表面処理装置。 6. A substrate surface is treated by supplying and discharging a fluid raw material.
In the substrate surface treatment apparatus to
Of the opening over almost the entire surface facing each other and substantially parallel
The supply port for supplying the raw material and the front have substantially equal effective areas.
An array of supply / discharge pairs consisting of discharge ports for discharge
The supply port and the discharge port are provided with an inner port and a plurality of ports surrounding the inner port.
Number of outer ports and one of the other
A substrate surface treatment apparatus characterized by the following. 【請求項７】 前記基板表面の主面と対向し略平行をも
ってなる面を略水平に保持してなることを特徴とする請
求項１〜５の何れか１項に記載の基板表面処理装置。 7. The main surface of the substrate is opposed to and substantially parallel to the main surface.
A contract characterized by holding the surface of
The substrate surface treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5. 【請求項８】 前記基板表面の主面と対向し略平行をも
ってなる面を略鉛直に保持してなることを特徴とする請
求項１〜５何れか１項に記載の基板表面処理装置。 8. The main surface of the substrate is opposed to and substantially parallel to the main surface.
A contract characterized by holding the surface of
The substrate surface treatment apparatus according to any one of claim 1 to claim 5. 【請求項９】 前記基板表面の主面と対向し略平行をも
ってなる面を適宜傾けて保持してなることを特徴とする
請求項１〜５の何れか１項に記載の基板表面処理装置。 9. A main surface of the substrate which faces the main surface and is substantially parallel to the main surface.
It is characterized in that the surface formed by holding
The substrate surface treatment apparatus according to claim 1. 【請求項１０】 前記基板表面の主面を前記平行をもっ
てなる面に対し下方に位置させてなることを特徴とする
請求項７又は９記載の基板表面処理装置。 10. The main surface of the substrate has the parallel surface.
Characterized by being positioned below the surface
The substrate surface treatment apparatus according to claim 7. 【請求項１１】 前記基板表面の主面を前記平行をもっ
てなる面に対し上方に位置させてなることを特徴とする
請求項７又は９記載の基板表面処理装置。 11. The main surface of the substrate has the parallel surface.
Characterized by being positioned above the surface
The substrate surface treatment apparatus according to claim 7. 【請求項１２】 前記供給口の開口面を前記排出口の開
口面より高く構成してなることを特徴とする請求項１１
記載の基板表面処理装置。 12. The opening surface of the supply port is opened to the opening of the discharge port.
12. The structure is higher than the mouth surface.
The substrate surface treatment apparatus described. 【請求項１３】 前記基板表面の主面を前記平行をもっ
てなる面に対し上方に位置させ、且つ、前記供給口の開
口面を前記排出口の開口面より高く構成してなることを
特徴とする請求項６記載の基板表面処理装置。 13. The main surface of the substrate has the parallel surface.
The upper surface of the surface and the opening of the supply port.
The mouth surface is configured to be higher than the opening surface of the discharge port.
The substrate surface treatment apparatus according to claim 6, which is characterized in that. 【請求項１４】 前記供給口と前記排出口との間の部分
は、前記供給口の開口部から前記排出口の開口部に向か
って傾斜していることを特徴とする請求項１２又は１３
記載の基板表面処理装置。 14. A portion between the supply port and the discharge port
From the opening of the supply port to the opening of the discharge port.
It is inclined according to claim 12 or 13.
The substrate surface treatment apparatus described. 【請求項１５】 前記基板を、該基板表面の主面と対向
し略平行をもってなる前記面に対し移動可能に構成して
なることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載
の基板表面処理装置。 15. The substrate is opposed to the main surface of the substrate surface.
It is configured so that it can move with respect to the surface that is substantially parallel.
It becomes, It becomes any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
Substrate surface treatment equipment. 【請求項１６】 流体原料を供給、排出し基板表面を処
理する基板表面処理装置において、前記基板表面の主面
と対向し略平行をもってなる面を少なくとも２組設け、 前記各面には、開口部の有効面積が互いに略等しい前記
原料供給用の供給口と前記排出用の排出口からなる供給
・排出対が、略全面にわたりアレイ状に配設されてお
り、 １組の前記基板表面の主面と対向し略平行をもってなる
面上で基板表面の処理に供された原料流体を以降の他の
組の前記基板表面の主面と対向し略平行をもってなる面
上での他の基板表面の処理に供するように構成してなる
ことを特徴とする基板表面処理装置。 16. A substrate surface is treated by supplying and discharging a fluid raw material.
In the substrate surface treatment apparatus for processing, the main surface of the substrate surface
At least two sets of surfaces that face each other and are substantially parallel are provided, and the effective areas of the openings are substantially equal to each other on each of the surfaces.
Supply consisting of a supply port for supplying raw materials and a discharge port for the discharge
・ The discharge pairs are arranged in an array over almost the entire surface.
A pair of the main surfaces of the substrate, which face each other and are substantially parallel to each other.
The raw material fluid used for the treatment of the substrate surface on
A surface that faces the main surface of the substrate surface of the set and is substantially parallel
Configured for use in treating other substrate surfaces above
A substrate surface treatment apparatus characterized by the above. 【請求項１７】 前記他の組の面上での他の基板表面の
処理に供される前記原料流体に、該原料流体より処理に
供される有効成分濃度の高い流体を付加して供給するよ
うに構成してなることを特徴とする請求項１６記載の基
板表面処理装置。17. A fluid having a higher concentration of active ingredient to be treated than the source fluid is added to the source fluid to be treated to treat the surface of another substrate on the surface of the other set. The substrate surface treatment apparatus according to claim 16, wherein the substrate surface treatment apparatus is configured as described above.