JP4792369B2

JP4792369B2 - Substrate processing apparatus and end point detection method for substrate processing

Info

Publication number: JP4792369B2
Application number: JP2006280461A
Authority: JP
Inventors: 進斉藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2026-10-13
Also published as: JP2008098514A

Description

本発明は、基板処理装置、及び基板処理の終点検出方法に関し、特に、酸化物層を除去する基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing end point detection method, and more particularly to a substrate processing apparatus for removing an oxide layer.

シリコンウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）から電子デバイスを製造する電子デバイスの製造方法では、ウエハの表面に導電膜や絶縁膜を成膜するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の成膜工程、成膜された導電膜や絶縁膜上に所望のパターンのフォトレジスト層を形成するリソグラフィ工程、及びフォトレジスト層をマスクとして用いて処理ガスから生成されたプラズマによって導電膜をゲート電極に成形し、或いは絶縁膜に配線溝やコンタクトホールを成形するエッチング工程が順次繰り返して実行される。 In an electronic device manufacturing method for manufacturing an electronic device from a silicon wafer (hereinafter simply referred to as a “wafer”), a film forming process such as CVD (Chemical Vapor Deposition) for forming a conductive film or an insulating film on the surface of the wafer, A lithography process for forming a photoresist layer having a desired pattern on the formed conductive film or insulating film, and forming the conductive film into a gate electrode by plasma generated from a processing gas using the photoresist layer as a mask, Alternatively, an etching process for forming a wiring groove or a contact hole in the insulating film is sequentially repeated.

例えば、或る電子デバイスの製造方法では、ウエハ上に形成されたポリシリコン層をエッチングすることがある。この場合、ウエハ上に形成されたトレンチ（溝）の側面にはＳｉＯ_２層からなるデポジット膜が形成される。 For example, in a manufacturing method of an electronic device, a polysilicon layer formed on a wafer may be etched. In this case, a deposit film made of a SiO ₂ layer is formed on the side surface of the trench formed on the wafer.

ところで、ＳｉＯ_２層は電子デバイスの不具合、例えば、導通不良の原因となるため、除去する必要がある。ＳｉＯ_２層の除去方法として、ウエハにＣＯＲ（Chemical Oxide Removal）処理及びＰＨＴ（Post Heat Treatment）処理を施す基板処理方法が知られている。ＣＯＲ処理は、ＳｉＯ_２層とガス分子を化学反応させて生成物を生成する処理であり、ＰＨＴ処理は、ＣＯＲ処理が施されたウエハを加熱して、ＣＯＲ処理の化学反応によってウエハに生成された生成物を気化・昇華させて該ウエハから除去する処理である。 By the way, the SiO ₂ layer needs to be removed because it causes defects in electronic devices, for example, poor conduction. As a method for removing the SiO ₂ layer, a substrate processing method is known in which a wafer is subjected to COR (Chemical Oxide Removal) processing and PHT (Post Heat Treatment) processing. The COR process is a process of generating a product by chemically reacting the SiO ₂ layer and gas molecules, and the PHT process is performed on the wafer by the COR process chemical reaction by heating the COR-processed wafer. The product is vaporized and sublimated to be removed from the wafer.

このＣＯＲ処理及びＰＨＴ処理からなる基板処理方法を実行する基板処理装置として、化学反応処理装置と、該化学反応処理装置に接続された熱処理装置とを備える基板処理装置が知られている。化学反応処理装置はチャンバを備え、該チャンバに収容されたウエハにＣＯＲ処理を施す。熱処理装置もチャンバを備え、該チャンバに収容されたウエハにＰＨＴ処理を施す（例えば、特許文献１参照。）。
米国特許出願公開第２００４／０１８５６７０号明細書 As a substrate processing apparatus that executes the substrate processing method including the COR process and the PHT process, a substrate processing apparatus including a chemical reaction processing apparatus and a heat treatment apparatus connected to the chemical reaction processing apparatus is known. The chemical reaction processing apparatus includes a chamber, and performs COR processing on a wafer accommodated in the chamber. The heat treatment apparatus also includes a chamber, and performs a PHT process on the wafer accommodated in the chamber (for example, see Patent Document 1).
US Patent Application Publication No. 2004/0185670

しかしながら、上述した基板処理装置では、熱処理装置におけるＰＨＴ処理の処理時間が不足した場合、上記生成物をウエハから完全に除去することができず、当該除去されずに残った生成物が残渣として当該ウエハ上に残り、最終的に製造される電子デバイスの欠陥となるという問題がある。 However, in the above-described substrate processing apparatus, when the processing time of the PHT process in the heat treatment apparatus is insufficient, the product cannot be completely removed from the wafer, and the product remaining without being removed is the residue. There is a problem that it remains on the wafer and becomes a defect of an electronic device finally manufactured.

また、熱処理装置において上記生成物をウエハから完全に除去すべくＰＨＴ処理の処理時間を過剰に設定した場合は、著しく装置のスループットが低下するという問題がある。 In addition, when the PHT process time is excessively set to completely remove the product from the wafer in the heat treatment apparatus, there is a problem that the throughput of the apparatus is remarkably reduced.

本発明の目的は、スループットを低下させることなく電子デバイスに欠陥を生じさせる酸化物層を完全に除去することができる基板処理装置、及び基板処理の終点検出方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing end point detection method capable of completely removing an oxide layer that causes defects in an electronic device without reducing throughput.

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理装置は、シリコン酸化物層が表面に形成された基板に処理を施す基板処理装置であって、前記シリコン酸化物層を弗化水素ガスのガス分子と化学反応させて前記表面上に生成物を生成する化学反応処理装置と、前記生成物が前記表面に生成された前記基板を加熱する熱処理装置とを備える基板処理装置において、前記熱処理装置は、前記基板を収容する第１の収容室と、前記加熱された基板から発生する発生ガスを分析する発生ガス分析装置とを備え、前記発生ガス分析装置は、前記第１の収容室内のガスを排気する第１の排気管と、該第１の排気管内にプラズマを発生させる第１のプラズマ発生装置と、前記プラズマによって励起された前記ガス中の原子又は分子の発光を分光し、該分光した光の強度を測定する第１の分光測定装置と、前記第１の排気管内のプラズマの発生中心部より下流のアフタグローを分光し、該分光した光の強度を測定する第２の分光測定装置とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a substrate processing apparatus according to claim 1 is a substrate processing apparatus for performing processing on a substrate having a silicon oxide layer formed on a surface thereof, wherein the silicon oxide layer is treated with hydrogen fluoride gas. In the substrate processing apparatus, comprising: a chemical reaction processing apparatus that generates a product on the surface by chemically reacting with a gas molecule; and a heat processing apparatus that heats the substrate on which the product is generated on the surface. The apparatus includes a first storage chamber that stores the substrate and a generated gas analyzer that analyzes a generated gas generated from the heated substrate, and the generated gas analyzer is disposed in the first storage chamber. A first exhaust pipe for exhausting a gas; a first plasma generator for generating plasma in the first exhaust pipe; and the emission of atoms or molecules in the gas excited by the plasma; Min The first spectroscopic measuring device for measuring the intensity of the light and the second spectroscopic measuring device for spectroscopically analyzing the afterglow downstream of the plasma generation center in the first exhaust pipe and measuring the intensity of the split light It is characterized by providing.

上記目的を達成するために、請求項１０記載の基板処理の終点検出方法は、シリコン酸化物層が表面に形成された基板に処理を施す基板処理装置における当該基板処理の終点検出方法であって、前記シリコン酸化物層を弗化水素ガスのガス分子と化学反応させて前記表面上に生成物を生成する化学反応処理ステップと、前記生成物が前記表面に生成された前記基板を加熱する熱処理ステップとを有し、前記熱処理ステップは前記加熱された基板から発生する発生ガスを分析する発生ガス分析ステップを含み、前記発生ガス分析ステップは、前記発生ガスを排気する排気管内の当該発生ガス中の原子又は分子を励起させるプラズマを発生させるプラズマ発生ステップと、前記プラズマによって励起された前記発生ガス中の原子又は分子の発光を分光し、該分光した光の強度を測定する第１の分光測定ステップと、前記排気管内のプラズマ発生中心部より下流のアフタグローを分光し、該分光した光の強度を測定する第２の分光測定ステップとを含むことを特徴とする。 To achieve the above object, the substrate processing end point detection method according to claim 10 is a substrate processing end point detection method in a substrate processing apparatus for processing a substrate having a silicon oxide layer formed on a surface thereof. A chemical reaction treatment step for chemically reacting the silicon oxide layer with gas molecules of hydrogen fluoride gas to produce a product on the surface; and a heat treatment for heating the substrate on which the product is produced on the surface. And the heat treatment step includes a generated gas analyzing step for analyzing a generated gas generated from the heated substrate, and the generated gas analyzing step is performed in the generated gas in an exhaust pipe for exhausting the generated gas. A plasma generating step for generating a plasma for exciting atoms or molecules of the gas, and light emission of atoms or molecules in the generated gas excited by the plasma A first spectroscopic measurement step for measuring the intensity of the split light; and a second spectroscopic measurement for measuring the intensity of the split light by spectroscopically analyzing the afterglow downstream from the plasma generation center in the exhaust pipe. And a step.

請求項１記載の基板処理装置及び請求項１０記載の基板処理の終点検出方法によれば、シリコン酸化物層と弗化水素ガスのガス分子とが化学反応することによって生成物が表面に生成された基板を加熱すると共に、当該加熱された基板から発生する発生ガスを分析する。生成物は加熱されることにより気化・昇華し、生成物が完全に気化・昇華して基板から除去されると、発生ガスの発生が止まる。したがって、当該発生ガスを分析することによって、生成物が完全に除去される終点を検出することができる。その結果、基板の加熱時間を適切に設定することができ、もって、電子デバイスの欠陥となる酸化物層を完全に除去することができると共に装置のスループットを向上させることができる。また、光の強度から発生ガス中の原子又は分子の濃度を正確に測定することができる。 According to the substrate processing apparatus according to claim 1 and the end point detection method for substrate processing according to claim 10, a product is generated on the surface by the chemical reaction between the silicon oxide layer and the gas molecules of hydrogen fluoride gas. In addition to heating the substrate, the generated gas generated from the heated substrate is analyzed. The product is vaporized and sublimated by being heated, and when the product is completely vaporized and sublimated and removed from the substrate, generation of generated gas is stopped. Therefore, the end point at which the product is completely removed can be detected by analyzing the generated gas. As a result, the heating time of the substrate can be set appropriately, so that the oxide layer that becomes a defect of the electronic device can be completely removed and the throughput of the apparatus can be improved. Further, the concentration of atoms or molecules in the generated gas can be accurately measured from the intensity of light.

請求項２記載の基板処理装置によれば、発生ガスは、四弗化ケイ素ガス、アンモニアガス、弗化水素ガス、窒素ガス、及び水素ガスの少なくとも１つである。したがって、プラズマによって発生ガス中の原子又は分子は確実に発光するので、光の強度を確実に測定することができ、もって、確実にガスの分析を行うことができる。 According to the substrate processing apparatus of the second aspect , the generated gas is at least one of silicon tetrafluoride gas, ammonia gas, hydrogen fluoride gas, nitrogen gas, and hydrogen gas. Therefore, since atoms or molecules in the generated gas are surely emitted by the plasma, the intensity of light can be reliably measured, and the gas can be analyzed reliably.

請求項３記載の基板処理装置によれば、第２の収容室内に供給されたアンモニアガス及び弗化水素ガスのうち少なくとも一方を分析する。したがって、当該供給ガスを分析することによって、装置が正常に稼働しているか否かを確認することができる。 According to the substrate processing apparatus of the third aspect, at least one of the ammonia gas and the hydrogen fluoride gas supplied into the second storage chamber is analyzed. Therefore, by analyzing the supply gas, it can be confirmed whether or not the apparatus is operating normally.

請求項４記載の基板処理装置によれば、第２の収容室内に供給された弗化水素ガスを分析する。したがって、当該供給ガスを分析することによって、装置が正常に稼働しているか否かを確認することができる。 According to the substrate processing apparatus of the fourth aspect , the hydrogen fluoride gas supplied into the second storage chamber is analyzed. Therefore, by analyzing the supply gas, it can be confirmed whether or not the apparatus is operating normally.

請求項５記載の基板処理装置によれば、供給ガス分析装置は第２の収容室内のガスを排気する供給ガス排気系に設けられる。したがって、供給ガス分析装置を第２の収容室内から隔離することができ、もって、供給ガス分析装置内での処理が第２の収容室内の処理に影響を及ぼすことがない。 According to the substrate processing apparatus of the fifth aspect , the supply gas analyzer is provided in the supply gas exhaust system for exhausting the gas in the second storage chamber. Therefore, the supply gas analyzer can be isolated from the second storage chamber, so that the processing in the supply gas analyzer does not affect the processing in the second storage chamber.

請求項６，９記載の基板処理装置によれば、供給ガス中の原子又は分子を励起させるプラズマを発生させ、プラズマによって励起された供給ガス中の原子又は分子の発光を分光し、該分光した光の強度を測定する。したがって、光の強度から供給ガス中の原子又は分子の濃度を測定することができる。 According to the substrate processing apparatus of the sixth and ninth aspects, the plasma for exciting the atoms or molecules in the supply gas is generated, and the emission of the atoms or molecules in the supply gas excited by the plasma is spectrally separated. Measure the light intensity. Therefore, the concentration of atoms or molecules in the supply gas can be measured from the intensity of light.

請求項７記載の基板処理装置によれば、第２の収容室内のガスを排気する第２の排気管内にプラズマを発生させる。したがって、ガスを取り込む第２の取込室を必要としないので、安価な構成でガスの分析を行うことができる。 According to the substrate processing apparatus of the seventh aspect , plasma is generated in the second exhaust pipe for exhausting the gas in the second storage chamber. Therefore, since the second intake chamber for taking in the gas is not required, the gas can be analyzed with an inexpensive configuration.

請求項８記載の基板処理装置によれば、供給ガス分析装置は第２の収容室内に設けられる。したがって、供給ガス分析装置は容易に第２の収容室内のガスを取り込むことができ、もって、確実にガスの分析を行うことができる。 According to the substrate processing apparatus of the eighth aspect , the supply gas analyzer is provided in the second storage chamber. Therefore, the supply gas analyzer can easily take in the gas in the second storage chamber, and thus can reliably analyze the gas.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。 First, a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

図１は、本実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the substrate processing apparatus according to the present embodiment.

図１において、基板処理装置１０は、電子デバイス用のウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗに反応性イオンエッチング（以下、「ＲＩＥ」という。）処理を施す第１のプロセスシップ１１と、該第１のプロセスシップ１１と平行に配置され、ウエハＷに後述するＣＯＲ（Chemical Oxide Removal）処理及びＰＨＴ（Post Heat Treatment）処理を施す第２のプロセスシップ１２と、第１のプロセスシップ１１及び第２のプロセスシップ１２がそれぞれ接続された矩形状の共通搬送室としてのローダーモジュール１３とを備える。 In FIG. 1, a substrate processing apparatus 10 includes a first process ship 11 that performs reactive ion etching (hereinafter referred to as “RIE”) processing on a wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) W for an electronic device. A second process ship 12 which is arranged in parallel with the first process ship 11 and performs a later-described COR (Chemical Oxide Removal) process and a PHT (Post Heat Treatment) process on the wafer W, and a first process ship 11. And a loader module 13 as a rectangular common transfer chamber to which the second process ship 12 is connected.

ローダーモジュール１３には、上述した第１のプロセスシップ１１及び第２のプロセスシップ１２の他、２５枚のウエハＷを収容する容器としてのフープ（Front Opening Unified Pod）１４がそれぞれ載置される３つのフープ載置台１５と、フープ１４から搬出されたウエハＷの位置をプリアライメントするオリエンタ１６とが接続されている。 In addition to the first process ship 11 and the second process ship 12 described above, a FOUP (Front Opening Unified Pod) 14 as a container for accommodating 25 wafers W is mounted on the loader module 13 3 One hoop mounting table 15 and an orienter 16 for pre-aligning the position of the wafer W carried out of the hoop 14 are connected.

第１のプロセスシップ１１及び第２のプロセスシップ１２は、ローダーモジュール１３の長手方向における側壁に接続されると共にローダーモジュール１３を挟んで３つのフープ載置台１５と対向するように配置され、オリエンタ１６はローダーモジュール１３の長手方向に関する一端に配置される。 The first process ship 11 and the second process ship 12 are connected to the side wall in the longitudinal direction of the loader module 13 and are disposed so as to face the three hoop mounting tables 15 with the loader module 13 interposed therebetween. Is arranged at one end in the longitudinal direction of the loader module 13.

ローダーモジュール１３は、内部に配置された、ウエハＷを搬送するスカラ型デュアルアームタイプの搬送アーム機構１９と、各フープ載置台１５に対応するように側壁に配置されたウエハＷの投入口としての３つのロードポート２０とを有する。搬送アーム機構１９は、フープ載置台１５に載置されたフープ１４からウエハＷをロードポート２０経由で取り出し、該取り出したウエハＷを第１のプロセスシップ１１、第２のプロセスシップ１２やオリエンタ１６へ搬出入する。 The loader module 13 serves as an inlet for a wafer W disposed on the side wall so as to correspond to the scalar type dual arm type transport arm mechanism 19 for transporting the wafer W and the respective hoop mounting tables 15. And three load ports 20. The transfer arm mechanism 19 takes out the wafer W from the hoop 14 placed on the hoop placement table 15 via the load port 20, and removes the taken wafer W from the first process ship 11, the second process ship 12, and the orienter 16. Carry in and out.

第１のプロセスシップ１１は、ウエハＷにＲＩＥ処理を施す第１の真空処理室としての第１のプロセスモジュール２５と、該第１のプロセスモジュール２５にウエハＷを受け渡すリンク型シングルピックタイプの第１の搬送アーム２６を内蔵する第１のロード・ロックモジュール２７とを有する。 The first process ship 11 includes a first process module 25 as a first vacuum processing chamber that performs RIE processing on the wafer W, and a link type single pick type that delivers the wafer W to the first process module 25. And a first load / lock module 27 containing the first transfer arm 26.

第１のプロセスモジュール２５は、円筒状の処理室容器（チャンバ）と、該チャンバ内に配置された上部電極及び下部電極を有し、該上部電極及び下部電極の間の距離はウエハＷにＲＩＥ処理を施すための適切な間隔に設定されている。また、下部電極はウエハＷをクーロン力等によってチャックするＥＳＣ２８をその頂部に有する。 The first process module 25 has a cylindrical processing chamber container (chamber), and an upper electrode and a lower electrode arranged in the chamber, and the distance between the upper electrode and the lower electrode is RIE on the wafer W. An appropriate interval for processing is set. Further, the lower electrode has an ESC 28 at the top thereof for chucking the wafer W by Coulomb force or the like.

第１のプロセスモジュール２５では、チャンバ内部に処理ガスを導入し、上部電極及び下部電極間に電界を発生させることによって導入された処理ガスをプラズマ化してイオン及びラジカルを発生させ、該イオン及びラジカルによってウエハＷにＲＩＥ処理を施す。 In the first process module 25, a processing gas is introduced into the chamber, and an electric field is generated between the upper electrode and the lower electrode, whereby the introduced processing gas is turned into plasma to generate ions and radicals. RIE processing is performed on the wafer W.

第１のプロセスシップ１１では、ローダーモジュール１３の内部圧力は大気圧に維持される一方、第１のプロセスモジュール２５の内部圧力は真空に維持される。そのため、第１のロード・ロックモジュール２７は、第１のプロセスモジュール２５との連結部に真空ゲートバルブ２９を備えると共に、ローダーモジュール１３との連結部に大気ゲートバルブ３０を備えることによって、その内部圧力を調整可能な真空予備搬送室として構成される。 In the first process ship 11, the internal pressure of the loader module 13 is maintained at atmospheric pressure, while the internal pressure of the first process module 25 is maintained at vacuum. Therefore, the first load / lock module 27 includes a vacuum gate valve 29 at the connection portion with the first process module 25 and an atmospheric gate valve 30 at the connection portion with the loader module 13. It is configured as a vacuum preparatory transfer chamber that can adjust the pressure.

第１のロード・ロックモジュール２７の内部には、略中央部に第１の搬送アーム２６が設置され、該第１の搬送アーム２６より第１のプロセスモジュール２５側に第１のバッファ３１が設置され、第１の搬送アーム２６よりローダーモジュール１３側には第２のバッファ３２が設置される。第１のバッファ３１及び第２のバッファ３２は、第１の搬送アーム２６の先端部に配置されたウエハＷを支持する支持部（ピック）３３が移動する軌道上に配置され、ＲＩＥ処理が施されたウエハＷを一時的に支持部３３の軌道の上方に待避させることにより、ＲＩＥ未処理のウエハＷとＲＩＥ処理済みのウエハＷとの第１のプロセスモジュール２５における円滑な入れ換えを可能とする。 Inside the first load / lock module 27, a first transfer arm 26 is installed at a substantially central portion, and a first buffer 31 is installed on the first process module 25 side from the first transfer arm 26. The second buffer 32 is installed on the loader module 13 side from the first transfer arm 26. The first buffer 31 and the second buffer 32 are disposed on a trajectory on which a support portion (pick) 33 that supports the wafer W disposed at the distal end portion of the first transfer arm 26 moves, and is subjected to RIE processing. By temporarily retracting the processed wafer W above the trajectory of the support portion 33, it is possible to smoothly exchange the RIE-unprocessed wafer W and the RIE-processed wafer W in the first process module 25. .

第２のプロセスシップ１２は、ウエハＷにＣＯＲ処理を施す第２の真空処理室としての第２のプロセスモジュール３４（化学反応処理装置）と、該第２のプロセスモジュール３４に真空ゲートバルブ３５を介して接続された、ウエハＷにＰＨＴ処理を施す第３の真空処理室としての第３のプロセスモジュール３６（熱処理装置）と、第２のプロセスモジュール３４及び第３のプロセスモジュール３６にウエハＷを受け渡すリンク型シングルピックタイプの第２の搬送アーム３７を内蔵する第２のロード・ロックモジュール４９とを有する。 The second process ship 12 includes a second process module 34 (chemical reaction processing apparatus) as a second vacuum processing chamber for performing COR processing on the wafer W, and a vacuum gate valve 35 in the second process module 34. The wafer W is connected to the third process module 36 (heat treatment apparatus) as a third vacuum processing chamber for performing the PHT process on the wafer W, and the second process module 34 and the third process module 36 connected to each other. And a second load / lock module 49 containing a second transfer arm 37 of a link type single pick type for delivery.

図２は、図１における第２のプロセスモジュール３４の断面図であり、図２（Ａ）は図１における線II−IIに沿う断面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＡ部の拡大図である。 2 is a sectional view of the second process module 34 in FIG. 1, FIG. 2 (A) is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 2 (B) is FIG. 2 (A). It is an enlarged view of the A section in FIG.

図２（Ａ）において、第２のプロセスモジュール３４は、円筒状の処理室容器（チャンバ）３８と、該チャンバ３８内に配置されたウエハＷの載置台としてのウエハステージ３９と、チャンバ３８の上方に配置されたシャワーヘッド４０と、チャンバ３８内のガス等を排気するＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）４１と、チャンバ３８及びＴＭＰ４１の間に配置され、チャンバ３８内の圧力を制御する可変式バタフライバルブとしてのＡＰＣ（Automatic Pressure Control）バルブ４２とを有する。 2A, the second process module 34 includes a cylindrical processing chamber container (chamber) 38, a wafer stage 39 as a mounting table for the wafer W arranged in the chamber 38, A shower head 40 disposed above, a TMP (Turbo Molecular Pump) 41 that exhausts gas in the chamber 38, and a variable butterfly valve that is disposed between the chamber 38 and the TMP 41 and controls the pressure in the chamber 38. As an APC (Automatic Pressure Control) valve 42.

ウエハステージ３９は調温機構として冷媒室（図示しない）を有する。この冷媒室には所定温度の冷媒、例えば、冷却水やガルデン液が循環供給され、当該冷媒の温度によってウエハステージ３９の上面に載置されたウエハＷの処理温度が制御される。ウエハステージ３９は、１０〜３０℃に維持されるのが好ましい。 The wafer stage 39 has a refrigerant chamber (not shown) as a temperature control mechanism. A coolant having a predetermined temperature, for example, cooling water or a Galden solution, is circulated and supplied to the coolant chamber, and the processing temperature of the wafer W placed on the upper surface of the wafer stage 39 is controlled by the temperature of the coolant. The wafer stage 39 is preferably maintained at 10 to 30 ° C.

また、ウエハステージ３９は、その上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン（図示しない）を有し、これらのプッシャーピンは、ウエハＷがウエハステージ３９に載置されるときにはウエハステージ３９に収容され、ＣＯＲ処理が施されたウエハＷをチャンバ３８から搬出するときには、ウエハステージ３９の上面から突出してウエハＷを上方へ持ち上げる。なお、本実施の形態では、ウエハステージ３９の代わりにＥＳＣを使用してもよい。 Further, the wafer stage 39 has a plurality of pusher pins (not shown) as lift pins that can protrude from the upper surface thereof. These pusher pins are attached to the wafer stage 39 when the wafer W is placed on the wafer stage 39. When the wafer W accommodated and subjected to the COR process is unloaded from the chamber 38, the wafer W protrudes from the upper surface of the wafer stage 39 and is lifted upward. In this embodiment, ESC may be used instead of the wafer stage 39.

シャワーヘッド４０は２層構造を有し、下層部４３及び上層部４４のそれぞれに第１のバッファ室４５及び第２のバッファ室４６を有する。第１のバッファ室４５及び第２のバッファ室４６はそれぞれガス通気孔４７，４８を介してチャンバ３８内に連通する。すなわち、シャワーヘッド４０は、第１のバッファ室４５及び第２のバッファ室４６にそれぞれ供給されるガスのチャンバ３８内への内部通路を有する、階層状に積み重ねられた２つの板状体（下層部４３、上層部４４）からなる。 The shower head 40 has a two-layer structure, and has a first buffer chamber 45 and a second buffer chamber 46 in each of the lower layer portion 43 and the upper layer portion 44. The first buffer chamber 45 and the second buffer chamber 46 communicate with the chamber 38 through gas vents 47 and 48, respectively. That is, the shower head 40 has two plate-like bodies (lower layers) stacked in a layered manner having internal passages into the gas chambers 38 for the gases supplied to the first buffer chamber 45 and the second buffer chamber 46, respectively. Part 43 and upper layer part 44).

ウエハＷにＣＯＲ処理を施す際、図２（Ａ）に示すように、第１のバッファ室４５にはＮＨ_３（アンモニア）ガスが後述するアンモニアガス供給管５７から供給され、該供給されたアンモニアガスはガス通気孔４７を介してチャンバ３８内へ供給されると共に、第２のバッファ室４６にはＨＦ（弗化水素）ガスが後述する弗化水素ガス供給管５８から供給され、該供給された弗化水素ガスはガス通気孔４８を介してチャンバ３８内へ供給される。 When the COR process is performed on the wafer W, as shown in FIG. 2A, NH ₃ (ammonia) gas is supplied to the first buffer chamber 45 from an ammonia gas supply pipe 57 described later, and the supplied ammonia The gas is supplied into the chamber 38 through the gas vent hole 47, and HF (hydrogen fluoride) gas is supplied to the second buffer chamber 46 from a hydrogen fluoride gas supply pipe 58, which will be described later. The hydrogen fluoride gas is supplied into the chamber 38 through the gas vent 48.

ところで、ＣＯＲ処理とは、ウエハＷ上の酸化物層とガス分子を化学反応させて生成物を生成する処理である。 By the way, the COR process is a process of generating a product by chemically reacting an oxide layer on the wafer W with gas molecules.

本実施の形態では、ＣＯＲ処理においてアンモニアガス及び弗化水素ガスを用いる。また、アルゴンガスを添加して用いてもよい。ここで、弗化水素ガスはＳｉＯ_２層の腐食を促進し、アンモニアガスは、酸化物層（ＳｉＯ_２層）と弗化水素ガスとの反応を必要に応じて制限し、最終的には停止させるための反応副生成物（By-product）を合成する。また、アンモニアガスは弗化水素ガスより多く供給することが好ましい。例えば、アンモニアガス／弗化水素ガスは、流量比（ｓｃｃｍ）で１／１〜２／１の範囲が好ましい。また、チャンバ３８内におけるアンモニアガス及び弗化水素ガスの混合ガスの分圧を１０〜４０ｍＴｏｒｒに設定するのが好ましい。具体的には、本実施の形態では、ＣＯＲ処理において以下の化学反応を利用する。
（ＣＯＲ処理）
ＳｉＯ_２＋４ＨＦ → ＳｉＦ_４＋２Ｈ_２Ｏ↑
ＳｉＦ_４＋２ＮＨ_３＋２ＨＦ → （ＮＨ_４）_２ＳｉＦ_６
本実施の形態では、チャンバ３８内の圧力が１Ｔｏｒｒ以下に維持される。 In this embodiment, ammonia gas and hydrogen fluoride gas are used in the COR process. Further, argon gas may be added and used. Here, hydrogen fluoride gas promotes corrosion of the SiO ₂ layer, and ammonia gas restricts the reaction between the oxide layer (SiO ₂ layer) and hydrogen fluoride gas as necessary, and finally stops. A reaction by-product (By-product) is synthesized. Further, it is preferable to supply more ammonia gas than hydrogen fluoride gas. For example, ammonia gas / hydrogen fluoride gas preferably has a flow rate ratio (sccm) of 1/1 to 2/1. The partial pressure of the mixed gas of ammonia gas and hydrogen fluoride gas in the chamber 38 is preferably set to 10 to 40 mTorr. Specifically, in the present embodiment, the following chemical reaction is used in the COR process.
(COR processing)
SiO ₂ + 4HF → SiF ₄ + 2H ₂ O ↑
SiF ₄ + 2NH ₃ + 2HF → (NH ₄ ) ₂ SiF ₆
In the present embodiment, the pressure in the chamber 38 is maintained at 1 Torr or less.

また、シャワーヘッド４０はヒータ（図示しない）、例えば、加熱素子を内蔵する。この加熱素子は、好ましくは、上層部４４上に配置されて第２のバッファ室４６内の弗化水素ガスの温度を制御する。 The shower head 40 incorporates a heater (not shown), for example, a heating element. This heating element is preferably disposed on the upper layer portion 44 to control the temperature of the hydrogen fluoride gas in the second buffer chamber 46.

また、図２（Ｂ）に示すように、ガス通気孔４７，４８におけるチャンバ３８内への開口部は末広がり状に形成される。これにより、アンモニアガスや弗化水素ガスをチャンバ３８内へ効率よく拡散することができる。さらに、ガス通気孔４７，４８は断面がくびれ形状を呈するので、チャンバ３８で発生した生成物がガス通気孔４７，４８、引いては、第１のバッファ室４５や第２のバッファ室４６へ逆流するのを防止することができる。なお、ガス通気孔４７，４８は螺旋状の通気孔であってもよい。 In addition, as shown in FIG. 2B, the openings into the chamber 38 in the gas vent holes 47 and 48 are formed so as to expand toward the end. Thereby, ammonia gas or hydrogen fluoride gas can be efficiently diffused into the chamber 38. Furthermore, since the gas vent holes 47 and 48 have a constricted cross section, the product generated in the chamber 38 is directed to the gas vent holes 47 and 48, and then to the first buffer chamber 45 and the second buffer chamber 46. Backflow can be prevented. The gas vents 47 and 48 may be spiral vents.

この第２のプロセスモジュール３４は、チャンバ３８内の圧力と、アンモニアガス及び弗化水素ガスの流量比を上述したように調整することによってウエハＷに上記ＣＯＲ処理を施す。 The second process module 34 performs the COR process on the wafer W by adjusting the pressure in the chamber 38 and the flow rate ratio of the ammonia gas and the hydrogen fluoride gas as described above.

また、この第２のプロセスモジュール３４は、チャンバ３８内において初めてアンモニアガス及び弗化水素ガスが混合するように設計されている（ポストミックス設計）ため、チャンバ３８内に上記２種類のガスが導入されるまで、該２種類のガスが混合するのを防止して、弗化水素ガスとアンモニアガスとがチャンバ３８内への導入前に反応するのを防止する。 Further, since the second process module 34 is designed so that ammonia gas and hydrogen fluoride gas are mixed for the first time in the chamber 38 (postmix design), the above two kinds of gases are introduced into the chamber 38. Until then, the two gases are prevented from mixing and the hydrogen fluoride gas and ammonia gas are prevented from reacting before being introduced into the chamber 38.

また、第２のプロセスモジュール３４では、チャンバ３８の側壁がヒータ（図示しない）、例えば、加熱素子を内蔵し、チャンバ３８内の雰囲気温度が低下するのを防止する。これにより、ＣＯＲ処理の再現性を向上することができる。また、側壁内の加熱素子は、側壁の温度を制御することによってチャンバ３８内に発生した副生成物が側壁の内側に付着するのを防止する。 In the second process module 34, the side wall of the chamber 38 incorporates a heater (not shown), for example, a heating element, and prevents the ambient temperature in the chamber 38 from decreasing. Thereby, the reproducibility of the COR processing can be improved. Further, the heating element in the side wall prevents the by-product generated in the chamber 38 from adhering to the inside of the side wall by controlling the temperature of the side wall.

図３は、図１における第３のプロセスモジュール３６の断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the third process module 36 in FIG.

図３において、第３のプロセスモジュール３６は、筐体状の処理室容器（チャンバ）５０と、該チャンバ５０の天井部１８５と対向するように、チャンバ５０内に配置されたウエハＷの載置台としてのステージヒータ５１と、該ステージヒータ５１の近傍に配置され、ステージヒータ５１に載置されたウエハＷを上方に持ち上げるバッファアーム５２と、チャンバ５０の天井部１８５に設けられ、且つチャンバ５０内及び外部雰囲気を遮断する開閉自在な蓋としてのＰＨＴチャンバリッド（図示しない）とを有する。 In FIG. 3, the third process module 36 includes a housing-like processing chamber container (chamber) 50 and a mounting table for wafers W arranged in the chamber 50 so as to face the ceiling portion 185 of the chamber 50. A stage heater 51, a buffer arm 52 that is disposed in the vicinity of the stage heater 51 and lifts the wafer W placed on the stage heater 51, and a ceiling portion 185 of the chamber 50. And a PHT chamber lid (not shown) as an openable / closable lid for blocking the external atmosphere.

ステージヒータ５１は、表面に酸化皮膜が形成されたアルミからなり、内蔵された電熱線等からなるヒータ１８６によって載置されたウエハＷを所定の温度まで加熱する。具体的には、ステージヒータ５１は載置したウエハＷを１００〜２００℃、好ましくは約１３５℃まで直接加熱する。なお、ヒータ１８６の発熱量はヒータ制御装置１８７によって制御される。 The stage heater 51 is made of aluminum having an oxide film formed on the surface thereof, and heats the wafer W placed by a heater 186 made of a built-in heating wire to a predetermined temperature. Specifically, the stage heater 51 directly heats the placed wafer W to 100 to 200 ° C., preferably about 135 ° C. The amount of heat generated by the heater 186 is controlled by the heater control device 187.

ＰＨＴチャンバリッドにはシリコンゴム製のシートヒータが配されてウエハＷを上方から加熱する。なお、チャンバ５０の外周は熱シールド（図示しない）によって覆われている。 The PHT chamber lid is provided with a sheet heater made of silicon rubber to heat the wafer W from above. The outer periphery of the chamber 50 is covered with a heat shield (not shown).

ウエハＷを上方から加熱するヒータとして、上述したシートヒータの代わりに、紫外線放射（UV radiation）ヒータを配してもよい。紫外線放射ヒータとしては、波長１９０〜４００ｎｍの紫外線を放射する紫外線ランプ等が該当する。 As a heater for heating the wafer W from above, an ultraviolet radiation (UV radiation) heater may be provided instead of the above-described sheet heater. Examples of the ultraviolet radiation heater include an ultraviolet lamp that emits ultraviolet light having a wavelength of 190 to 400 nm.

バッファアーム５２は、ＣＯＲ処理が施されたウエハＷを一時的に第２の搬送アーム３７における支持部５３の軌道の上方に待避させることにより、第２のプロセスモジュール３４や第３のプロセスモジュール３６におけるウエハＷの円滑な入れ換えを可能とする。 The buffer arm 52 temporarily retracts the wafer W on which the COR processing has been performed above the trajectory of the support portion 53 in the second transfer arm 37, so that the second process module 34 and the third process module 36. The wafer W can be smoothly exchanged.

この第３のプロセスモジュール３６は、ウエハＷの温度を調整することによってウエハＷにＰＨＴ処理を施す。 The third process module 36 performs a PHT process on the wafer W by adjusting the temperature of the wafer W.

ところで、ＰＨＴ処理とは、ＣＯＲ処理が施されたウエハＷを加熱して、ＣＯＲ処理の化学反応によってウエハＷに生成した生成物を気化・昇華させてウエハＷから除去する処理である。具体的には、本実施の形態では、ＰＨＴ処理において以下の化学反応を利用する。
（ＰＨＴ処理）
（ＮＨ_４）_２ＳｉＦ_６ → ＳｉＦ_４↑＋２ＮＨ_３↑＋２ＨＦ↑
尚、ＰＨＴ処理においては、図３に示すように、Ｎ_２及びＨ_２も若干量発生する。 By the way, the PHT process is a process in which the wafer W that has been subjected to the COR process is heated, and a product generated on the wafer W by a chemical reaction of the COR process is vaporized and sublimated to be removed from the wafer W. Specifically, in the present embodiment, the following chemical reaction is used in the PHT process.
(PHT treatment)
(NH ₄ ) ₂ SiF ₆ → SiF ₄ ↑ + 2NH ₃ ↑ + 2HF ↑
In the PHT process, a small amount of N ₂ and H ₂ is also generated as shown in FIG.

また、第３のプロセスモジュール３６は、窒素ガス供給系１９０を備える。 The third process module 36 includes a nitrogen gas supply system 190.

窒素ガス供給系１９０は窒素ガス供給部１９２と、該窒素ガス供給部１９２に接続された窒素ガス供給管６５とを有し、窒素ガス供給管６５はチャンバ５０の天井部１８５においてステージヒータ５１に載置されたウエハＷに対向するように開口する窒素ガス供給孔１９４を有する。窒素ガス供給部１９２は窒素ガス供給管６５を介して窒素ガス供給孔１９４からチャンバ５０内にパージガスとして窒素（Ｎ_２）ガスを供給し、上述したＰＨＴ処理において発生（揮発）したガスを排気する。また、窒素ガス供給部１９２は供給する窒素ガスの流量を調整する。具体的には、窒素ガスの流量を、例えば５００〜３０００ｓｃｃｍの範囲に設定するのがよい。 The nitrogen gas supply system 190 includes a nitrogen gas supply part 192 and a nitrogen gas supply pipe 65 connected to the nitrogen gas supply part 192, and the nitrogen gas supply pipe 65 is connected to the stage heater 51 at the ceiling 185 of the chamber 50. A nitrogen gas supply hole 194 that opens to face the wafer W placed thereon is provided. The nitrogen gas supply unit 192 supplies nitrogen (N ₂ ) gas as a purge gas from the nitrogen gas supply hole 194 into the chamber 50 through the nitrogen gas supply pipe 65 and exhausts the gas generated (volatilized) in the PHT process described above. . Further, the nitrogen gas supply unit 192 adjusts the flow rate of the supplied nitrogen gas. Specifically, the flow rate of nitrogen gas is preferably set in the range of 500 to 3000 sccm, for example.

図１に戻り、第２のロード・ロックモジュール４９は、第２の搬送アーム３７を内蔵する筐体状の搬送室（チャンバ）７０を有する。また、ローダーモジュール１３の内部圧力は大気圧に維持される一方、第２のプロセスモジュール３４及び第３のプロセスモジュール３６の内部圧力は真空若しくは大気圧以下に維持される。そのため、第２のロード・ロックモジュール４９は、第３のプロセスモジュール３６との連結部に真空ゲートバルブ５４を備えると共に、ローダーモジュール１３との連結部に大気ドアバルブ５５を備えることによって、その内部圧力を調整可能な真空予備搬送室として構成される。 Returning to FIG. 1, the second load / lock module 49 has a housing-like transfer chamber (chamber) 70 in which the second transfer arm 37 is built. Further, the internal pressure of the loader module 13 is maintained at atmospheric pressure, while the internal pressures of the second process module 34 and the third process module 36 are maintained at vacuum or below atmospheric pressure. Therefore, the second load lock module 49 includes the vacuum gate valve 54 at the connection portion with the third process module 36 and the atmospheric door valve 55 at the connection portion with the loader module 13, thereby increasing the internal pressure. It is configured as a vacuum preliminary transfer chamber capable of adjusting

図４は、図１における第２のプロセスシップ１２の概略構成を示す斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of the second process ship 12 in FIG.

図４において、第２のプロセスモジュール３４は、第１のバッファ室４５へアンモニアガスを供給するアンモニアガス供給管５７と、第２のバッファ室４６へ弗化水素ガスを供給する弗化水素ガス供給管５８と、チャンバ３８内の圧力を測定する圧力ゲージ５９と、ウエハステージ３９内に配設された冷却系統に冷媒を供給するチラーユニット６０とを備える。 In FIG. 4, the second process module 34 includes an ammonia gas supply pipe 57 that supplies ammonia gas to the first buffer chamber 45, and a hydrogen fluoride gas supply that supplies hydrogen fluoride gas to the second buffer chamber 46. A tube 58, a pressure gauge 59 for measuring the pressure in the chamber 38, and a chiller unit 60 for supplying a coolant to a cooling system disposed in the wafer stage 39 are provided.

アンモニアガス供給管５７にはＭＦＣ（Mass Flow Controller）（図示しない）が設けられ、該ＭＦＣは第１のバッファ室４５へ供給するアンモニアガスの流量を調整すると共に、弗化水素ガス供給管５８にもＭＦＣ（図示しない）が設けられ、該ＭＦＣは第２のバッファ室４６へ供給する弗化水素ガスの流量を調整する。アンモニアガス供給管５７のＭＦＣと弗化水素ガス供給管５８のＭＦＣは協働して、チャンバ３８へ供給されるアンモニアガスと弗化水素ガスの流量比を調整する。 The ammonia gas supply pipe 57 is provided with an MFC (Mass Flow Controller) (not shown). The MFC adjusts the flow rate of the ammonia gas supplied to the first buffer chamber 45 and is connected to the hydrogen fluoride gas supply pipe 58. MFC (not shown) is also provided, and the MFC adjusts the flow rate of the hydrogen fluoride gas supplied to the second buffer chamber 46. The MFC of the ammonia gas supply pipe 57 and the MFC of the hydrogen fluoride gas supply pipe 58 cooperate to adjust the flow rate ratio between the ammonia gas and the hydrogen fluoride gas supplied to the chamber 38.

また、第２のプロセスモジュール３４の下方には、ＤＰ（Dry Pump）（図示しない）に接続された第２のプロセスモジュール排気系６１が配置される。第２のプロセスモジュール排気系６１は、チャンバ３８とＡＰＣバルブ４２の間に配設された排気ダクト６２と連通する排気管６３と、当該排気ダクト６２と連通する後述の図５（Ａ）の分析ユニット２１０（供給ガス分析装置）と、ＴＭＰ４１の下方（排気側）に接続された排気管６４とを有し、チャンバ３８内のガス等を排気すると共に当該排気されたガス等を分析する。なお、排気管６４はＤＰの手前において排気管６３に接続される。また、分析ユニット２１０は、第１のプロセスシップ１１、第２のプロセスシップ１２、及びローダーモジュール１３の動作を制御するシステムコントローラ８９に接続される。 A second process module exhaust system 61 connected to a DP (Dry Pump) (not shown) is disposed below the second process module 34. The second process module exhaust system 61 includes an exhaust pipe 63 that communicates with an exhaust duct 62 disposed between the chamber 38 and the APC valve 42, and an analysis of FIG. 5A described later that communicates with the exhaust duct 62. A unit 210 (supply gas analyzer) and an exhaust pipe 64 connected to the lower side (exhaust side) of the TMP 41 are used to exhaust the gas in the chamber 38 and analyze the exhausted gas. The exhaust pipe 64 is connected to the exhaust pipe 63 before the DP. The analysis unit 210 is connected to a system controller 89 that controls operations of the first process ship 11, the second process ship 12, and the loader module 13.

第３のプロセスモジュール３６は、チャンバ５０へ窒素（Ｎ_２）ガスを供給する窒素ガス供給管６５と、チャンバ５０内の圧力を測定する圧力ゲージ６６と、チャンバ５０内の窒素ガス等を排気すると共に当該排気された窒素ガス等を分析する第３のプロセスモジュール排気系６７とを備える。 The third process module 36 exhausts the nitrogen gas supply pipe 65 that supplies nitrogen (N ₂ ) gas to the chamber 50, the pressure gauge 66 that measures the pressure in the chamber 50, the nitrogen gas in the chamber 50, and the like. And a third process module exhaust system 67 for analyzing the exhausted nitrogen gas and the like.

窒素ガス供給管６５にはＭＦＣ（図示しない）が設けられ、該ＭＦＣはチャンバ５０へ供給される窒素ガスの流量を調整する。第３のプロセスモジュール排気系６７は、チャンバ５０に連通すると共にＤＰに接続された本排気管６８と、該本排気管６８の途中に配されたＡＰＣバルブ６９と、チャンバ５０とＡＰＣバルブ６９の間において本排気管６８と連通する後述の図５（Ａ）の分析ユニット２００（発生ガス分析装置）と、本排気管６８からＡＰＣバルブ６９を回避するように分岐し、且つＤＰの手前において本排気管６８に接続する副排気管６８ａとを有する。ＡＰＣバルブ６９は、チャンバ５０内の圧力を制御する。また、分析ユニット２００も分析ユニット２１０と同様に、システムコントローラ８９に接続される。 The nitrogen gas supply pipe 65 is provided with an MFC (not shown), and the MFC adjusts the flow rate of the nitrogen gas supplied to the chamber 50. The third process module exhaust system 67 includes a main exhaust pipe 68 that communicates with the chamber 50 and is connected to the DP, an APC valve 69 disposed in the middle of the main exhaust pipe 68, and the chamber 50 and the APC valve 69. 5 (A), which will be described later, communicates with the main exhaust pipe 68 between the main exhaust pipe 68 and the main exhaust pipe 68 so as to avoid the APC valve 69 and branch before the DP. A sub exhaust pipe 68 a connected to the exhaust pipe 68. The APC valve 69 controls the pressure in the chamber 50. Similarly to the analysis unit 210, the analysis unit 200 is also connected to the system controller 89.

第２のロード・ロックモジュール４９は、チャンバ７０へ窒素ガスを供給する窒素ガス供給管７１と、チャンバ７０内の圧力を測定する圧力ゲージ７２と、チャンバ７０内の窒素ガス等を排気する第２のロード・ロックモジュール排気系７３と、チャンバ７０内を大気開放する大気連通管７４とを備える。 The second load lock module 49 includes a nitrogen gas supply pipe 71 that supplies nitrogen gas to the chamber 70, a pressure gauge 72 that measures the pressure in the chamber 70, and a second gas that exhausts nitrogen gas and the like in the chamber 70. The load / lock module exhaust system 73 and an atmosphere communication pipe 74 for releasing the inside of the chamber 70 to the atmosphere.

窒素ガス供給管７１にはＭＦＣ（図示しない）が設けられ、該ＭＦＣはチャンバ７０へ供給される窒素ガスの流量を調整する。第２のロード・ロックモジュール排気系７３は１本の排気管からなり、該排気管はチャンバ７０に連通すると共に、ＤＰの手前において第３のプロセスモジュール排気系６７における本排気管６８に接続される。また、第２のロード・ロックモジュール排気系７３及び大気連通管７４はそれぞれ開閉自在な排気バルブ７５及びリリーフバルブ７６を有し、該排気バルブ７５及びリリーフバルブ７６は協働してチャンバ７０内の圧力を大気圧から所望の真空度までのいずれかに調整する。 The nitrogen gas supply pipe 71 is provided with an MFC (not shown), and the MFC adjusts the flow rate of nitrogen gas supplied to the chamber 70. The second load lock module exhaust system 73 is composed of one exhaust pipe, which communicates with the chamber 70 and is connected to the main exhaust pipe 68 in the third process module exhaust system 67 before the DP. The The second load / lock module exhaust system 73 and the atmosphere communication pipe 74 have an exhaust valve 75 and a relief valve 76 that can be opened and closed, respectively, and the exhaust valve 75 and the relief valve 76 cooperate with each other in the chamber 70. The pressure is adjusted from atmospheric pressure to any desired degree of vacuum.

図５（Ａ）は、図４における分析ユニット２００，２１０の概略構成を示す模式図である。 FIG. 5A is a schematic diagram showing a schematic configuration of the analysis units 200 and 210 in FIG.

図５（Ａ）において、分析ユニット２００（２１０）は、チャンバ５０，３８内から排気されたガスを取り込むチャンバ２０１（ガス取込室）と、該チャンバ２０１内にプラズマを発生させるために当該チャンバ２０１の周囲に巻かれたコイル２０２及び該コイル２０２に高周波電流を流す高周波電源２０３（プラズマ発生装置）と、当該プラズマによって励起された当該ガス中の原子又は分子の発光を分光し、該分光した光の強度を測定する発光分析器２０４（分光測定装置）とを備える。分析ユニット２００（２１０）では、発光分析器２０４により上記光の強度を測定することにより、上記ガス中の原子又は分子の濃度を測定することができる。なお、チャンバ２０１内には、ガス供給装置（図示しない）からプラズマを発生するアルゴンガスが供給されている。 5A, an analysis unit 200 (210) includes a chamber 201 (gas intake chamber) that takes in gas exhausted from the chambers 50 and 38, and the chamber 201 for generating plasma in the chamber 201. A coil 202 wound around 201, a high-frequency power source 203 (plasma generator) for supplying a high-frequency current to the coil 202, and light emission of atoms or molecules in the gas excited by the plasma are spectrally separated. And an emission analyzer 204 (spectrometer) for measuring the intensity of light. In the analysis unit 200 (210), the concentration of atoms or molecules in the gas can be measured by measuring the intensity of the light with the emission analyzer 204. Note that argon gas for generating plasma is supplied into the chamber 201 from a gas supply device (not shown).

ところで、上述したように第３のプロセスモジュール３６ではチャンバ５０内でウエハＷにＰＨＴ処理を施す。当該ＰＨＴ処理では、ＣＯＲ処理の化学反応によってウエハＷに生成した生成物を気化・昇華させるため、ウエハＷから四弗化ケイ素ガス、アンモニアガス、弗化水素ガス、窒素ガス、及び水素ガス等の揮発ガスが発生する。第３のプロセスモジュール３６ではチャンバ５０内にパージガスとして窒素ガスを供給することにより当該揮発ガスを排気する。したがって、第３のプロセスモジュール排気系６７はチャンバ５０内から当該揮発ガスを含むガスの排気を行う。 Incidentally, as described above, in the third process module 36, the wafer W is subjected to PHT processing in the chamber 50. In the PHT process, the product generated on the wafer W by the chemical reaction of the COR process is vaporized and sublimated, so that silicon tetrafluoride gas, ammonia gas, hydrogen fluoride gas, nitrogen gas, hydrogen gas, etc. Volatile gas is generated. The third process module 36 exhausts the volatile gas by supplying nitrogen gas as a purge gas into the chamber 50. Therefore, the third process module exhaust system 67 exhausts the gas containing the volatile gas from the chamber 50.

本実施の形態では、上記分析ユニット２００を用いて上記揮発ガスを含む排気ガス中の当該揮発ガスの濃度の測定を行う。ＰＨＴ処理では、上記生成物を完全に気化・昇華させて除去すると、上記揮発ガスの発生が止まるので、当該排気ガス中の揮発ガスの濃度を当該分析ユニット２００を用いてモニタリングすることにより、当該ＰＨＴ処理の終点を検出することができる。したがって、基板処理におけるＰＨＴ処理の処理時間を適切に設定することができるので、電子デバイスの欠陥となる生成物を完全に除去することができると共に装置のスループットを向上させることができる。また、上記分析ユニット２００は第３のプロセスモジュール排気系６７に設けられるため、当該分析ユニット２００を第３のプロセスモジュール３６のチャンバ５０内から隔離することができ、もって、当該分析ユニット２００内での処理が当該チャンバ５０内の処理に影響を及ぼすことがない。 In the present embodiment, the analysis unit 200 is used to measure the concentration of the volatile gas in the exhaust gas containing the volatile gas. In the PHT treatment, when the product is completely vaporized and sublimated and removed, the generation of the volatile gas stops. Therefore, by monitoring the concentration of the volatile gas in the exhaust gas using the analysis unit 200, the The end point of the PHT process can be detected. Therefore, since the processing time of the PHT process in the substrate process can be set appropriately, it is possible to completely remove a product that becomes a defect of the electronic device and to improve the throughput of the apparatus. Further, since the analysis unit 200 is provided in the third process module exhaust system 67, the analysis unit 200 can be isolated from the chamber 50 of the third process module 36. This process does not affect the process in the chamber 50.

一方、上述したように第２のプロセスモジュール３４ではチャンバ３８内でウエハＷにＣＯＲ処理を施す。当該ＣＯＲ処理では、チャンバ３８内にアンモニアガス及び弗化水素ガス等の反応ガスが供給される。第２のプロセスモジュール３４ではチャンバ３８内を所定の圧力に維持するために、チャンバ３８内のガスを排気する。したがって、第２のプロセスモジュール排気系６１はチャンバ３８内から当該反応ガスを含むガスの排気を行う。 On the other hand, as described above, the second process module 34 performs COR processing on the wafer W in the chamber 38. In the COR processing, a reaction gas such as ammonia gas or hydrogen fluoride gas is supplied into the chamber 38. In the second process module 34, the gas in the chamber 38 is exhausted in order to maintain the inside of the chamber 38 at a predetermined pressure. Therefore, the second process module exhaust system 61 exhausts the gas containing the reaction gas from the chamber 38.

本実施の形態では、上記分析ユニット２１０を用いて上記反応ガスを含む排気ガス中の当該反応ガスの濃度の測定を行う。したがって、当該排気ガス中の反応ガスの濃度を当該分析ユニット２１０を用いてモニタリングすることにより、装置が正常に稼働しているか否かを確認することができる。 In the present embodiment, the analysis unit 210 is used to measure the concentration of the reaction gas in the exhaust gas containing the reaction gas. Therefore, by monitoring the concentration of the reaction gas in the exhaust gas using the analysis unit 210, it can be confirmed whether or not the apparatus is operating normally.

また、本実施の形態では、上記分析ユニットをそれぞれ各プロセスモジュールの排気系に設けているが、処理室内に設けてもよい。処理室内に上記分析ユニットが設けられる場合、当該分析ユニットは容易に収容室内のガスを取り込むことができ、もって、確実にガスの分析を行うことができる。なお、分析ユニット内での処理は処理室内の処理に影響を及ぼすことはない。また、上記分析ユニットの排気系又は処理室内における配置場所も自由である。 In the present embodiment, the analysis unit is provided in the exhaust system of each process module, but may be provided in the processing chamber. In the case where the analysis unit is provided in the processing chamber, the analysis unit can easily take in the gas in the storage chamber, and thus can reliably analyze the gas. Note that the processing in the analysis unit does not affect the processing in the processing chamber. In addition, the location of the analysis unit in the exhaust system or the processing chamber is also arbitrary.

なお、上記分析ユニット２１０を設けるか否かは任意であり、第２のプロセスモジュール３４の稼働状況を確認する必要がない場合には設けなくてもよい。 Whether or not the analysis unit 210 is provided is arbitrary, and may not be provided when it is not necessary to check the operation status of the second process module 34.

図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の分析ユニット２００の変形例の概略構成を示す模式図である。 FIG. 5B is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a modified example of the analysis unit 200 of FIG.

図５（Ｂ）において、分析ユニット３００は、チャンバ５０内のガスを排気する排気曲管３０１（例えば、副排気管６８ａの一部）と、該排気曲管３０１内にプラズマを発生させるために当該排気曲管３０１の周囲に巻かれたコイル３０２と、該コイル３０２に高周波電流を流す高周波電源３０３と、当該プラズマによって励起された当該ガス中の原子又は分子の発光を分光し、該分光した光の強度を測定する発光分析器３０４とを備える。分析ユニット３００では、発光分析器３０４により上記光の強度を測定することにより、上記ガス中の原子又は分子の濃度を測定することができる。なお、排気曲管３０１内には、ガス供給装置（図示しない）からプラズマを発生するアルゴンガスが供給されている。 In FIG. 5B, the analysis unit 300 is configured to exhaust a gas in the chamber 50 (for example, a part of the auxiliary exhaust pipe 68a) and to generate plasma in the exhaust curved pipe 301. A coil 302 wound around the exhaust bent tube 301, a high-frequency power source 303 for supplying a high-frequency current to the coil 302, and light emission of atoms or molecules in the gas excited by the plasma are spectrally dispersed. And an emission analyzer 304 for measuring the intensity of light. In the analysis unit 300, the concentration of atoms or molecules in the gas can be measured by measuring the intensity of the light with the emission analyzer 304. Note that argon gas for generating plasma is supplied into the exhaust curved pipe 301 from a gas supply device (not shown).

本変形例においても、上記分析ユニット３００を用いて上記揮発ガスを含む排気ガス中の当該揮発ガスの濃度の測定を行い、当該排気ガス中の揮発ガスの濃度を当該分析ユニット３００を用いてモニタリングすることにより、ＰＨＴ処理の終点を検出することができる。したがって、本変形例においても、基板処理におけるＰＨＴ処理の処理時間を適切に設定することができ、分析ユニット２００のようにチャンバ２０１を必要としないので、安価な構成で上述した効果と同様の効果を実現することができる。 Also in this modification, the analysis unit 300 is used to measure the concentration of the volatile gas in the exhaust gas containing the volatile gas, and the concentration of the volatile gas in the exhaust gas is monitored using the analysis unit 300. By doing so, the end point of the PHT process can be detected. Therefore, also in this modification, the processing time of the PHT processing in the substrate processing can be set appropriately, and the chamber 201 is not required unlike the analysis unit 200, so that the same effects as those described above with an inexpensive configuration are provided. Can be realized.

また、分析ユニット３００において、図５（Ｂ）に示すように、排気曲管３０１内におけるプラズマ発生中心部３０１ａより下流のアフタグローを分光し、該分光した光の強度を測定するアフタグロー分析器３０５を設けてもよい。分析ユニット３００では、アフタグロー分析器３０５による上記光の強度の測定によって、上記ガス中の原子又は分子の濃度を正確に測定することができるので、この場合においては、上述した効果と同様の効果を確実に実現することができる。 In addition, in the analysis unit 300, as shown in FIG. 5B, an afterglow analyzer 305 is provided that spectrally separates the afterglow downstream from the plasma generation center 301a in the exhaust bent tube 301 and measures the intensity of the dispersed light. It may be provided. In the analysis unit 300, the concentration of atoms or molecules in the gas can be accurately measured by measuring the intensity of the light by the afterglow analyzer 305. In this case, the same effect as described above can be obtained. It can be realized reliably.

上述したように本実施の形態では、ガス中の揮発ガス又は反応ガスの濃度を測定するために、上述した分析ユニットを設け、当該分析ユニット内でのプラズマ発光分析により当該ガスの濃度を測定しているが、当該分析ユニット内においてはプラズマ発光分析に限らず、質量分析器やフーリエ変換赤外分光光度計を用いたガス濃度の測定を行ってもよい。質量分析器を用いた場合は、さらに精度よくガスの分析を行うことができ、フーリエ変換赤外分光光度計を用いた場合は、さらに正確にガスの分析を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, in order to measure the concentration of volatile gas or reaction gas in the gas, the above-described analysis unit is provided, and the concentration of the gas is measured by plasma emission analysis in the analysis unit. However, not only plasma emission analysis but also gas concentration measurement using a mass analyzer or a Fourier transform infrared spectrophotometer may be performed in the analysis unit. When a mass analyzer is used, the gas can be analyzed more accurately. When a Fourier transform infrared spectrophotometer is used, the gas can be analyzed more accurately.

次に、本実施の形態に係る基板処理装置において実行されるＣＯＲ処理及びＰＨＴ処理の変形例について説明する。 Next, modifications of the COR process and the PHT process executed in the substrate processing apparatus according to the present embodiment will be described.

例えば、或る電子デバイスの製造方法では、ウエハ上に形成された所定のパターンに形成されたハードマスクを利用してポリシリコン層をエッチングすることがある。このとき、エッチングによって形成されたトレンチ（溝）の側面にＳｉＯＢｒ層からなるデポジット膜が形成される。なお、ＳｉＯＢｒ層は、ＳｉＯ_２層に似た性質を有する疑似ＳｉＯ_２層である。ここで、スループット向上の観点から当該デポジット膜と当該ウエハ上に形成されたハードマスクとを同時に除去することが好ましく、ハードマスクは弗化水素によって除去可能であることから、弗化水素単ガスによってＣＯＲ処理をウエハＷに施すのが好ましい。そのため、本変形例においては、図６（Ａ）に示すように、第２のプロセスモジュール３４のチャンバ３８内に弗化水素ガスのみを供給してウエハＷにＣＯＲ処理を施し、図６（Ｂ）に示すように、第３のプロセスモジュール３６のチャンバ５０内でウエハＷにＰＨＴ処理を施すことにより、上述したデポジット膜とハードマスクとを同時に除去する。具体的には、本変形例において以下の化学反応を利用する。
（ＣＯＲ処理）
ＳｉＯ_２＋６ＨＦ → Ｈ_２ＳｉＦ_６＋２Ｈ_２Ｏ
（ＰＨＴ処理）
Ｈ_２ＳｉＦ_６ → ＳｉＦ_４↑＋２ＨＦ↑
Ｈ_２Ｏ → Ｈ_２Ｏ↑
本変形例では、チャンバ３８，５０内の圧力が３０Ｔｏｒｒ以下の高圧に維持される。また、ウエハステージ３９は、１０〜４０℃に維持されるのが好ましく、ステージヒータ５１は載置したウエハＷを１７５〜２００℃まで直接加熱する。 For example, in an electronic device manufacturing method, a polysilicon layer may be etched using a hard mask formed in a predetermined pattern formed on a wafer. At this time, a deposit film made of a SiOBr layer is formed on the side surface of the trench formed by etching. Incidentally, SiOBr layer is pseudo-SiO ₂ layer having properties similar to the SiO ₂ layer. Here, from the viewpoint of improving the throughput, it is preferable to remove the deposit film and the hard mask formed on the wafer at the same time, and the hard mask can be removed by hydrogen fluoride. It is preferable to perform COR processing on the wafer W. Therefore, in the present modification, as shown in FIG. 6A, only hydrogen fluoride gas is supplied into the chamber 38 of the second process module 34 to perform COR processing on the wafer W, and FIG. As shown in FIG. 4B, the PHT process is performed on the wafer W in the chamber 50 of the third process module 36, thereby removing the above-described deposit film and hard mask at the same time. Specifically, the following chemical reaction is used in this modification.
(COR processing)
SiO ₂ + 6HF → H ₂ SiF ₆ + 2H ₂ O
(PHT treatment)
H ₂ SiF ₆ → SiF ₄ ↑ + 2HF ↑
H ₂ O → H ₂ O ↑
In this modification, the pressure in the chambers 38 and 50 is maintained at a high pressure of 30 Torr or less. The wafer stage 39 is preferably maintained at 10 to 40 ° C., and the stage heater 51 directly heats the mounted wafer W to 175 to 200 ° C.

本変形例においても、上述した分析ユニットを設けることによって上述した効果と同様の効果を実現することができる。 Also in this modification, the effect similar to the effect mentioned above is realizable by providing the analysis unit mentioned above.

上述した実施の形態に係る基板処理装置は、図１に示すような互いに平行に配されたプロセスシップを２つ備えるパラレルタイプの基板処理装置に限られず、図７に示すように、ウエハＷに所定の処理を施す真空処理室としての複数のプロセスモジュールが放射状に配置された基板処理装置も該当する。 The substrate processing apparatus according to the above-described embodiment is not limited to the parallel type substrate processing apparatus having two process ships arranged in parallel to each other as shown in FIG. 1, but as shown in FIG. A substrate processing apparatus in which a plurality of process modules serving as vacuum processing chambers for performing predetermined processing are arranged in a radial manner is also applicable.

図７は、上述した実施の形態に係る基板処理装置の変形例の概略構成を示す平面図である。なお、図７においては、図１の基板処理装置１０における構成要素と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 7 is a plan view showing a schematic configuration of a modified example of the substrate processing apparatus according to the above-described embodiment. In FIG. 7, the same components as those in the substrate processing apparatus 10 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図７において、基板処理装置１３７は、平面視六角形のトランスファモジュール１３８と、該トランスファモジュール１３８の周囲において放射状に配置された４つのプロセスモジュール１３９〜１４２と、ローダーモジュール１３と、トランスファモジュール１３８及びローダーモジュール１３の間に配置され、トランスファモジュール１３８及びローダーモジュール１３を連結する２つのロード・ロックモジュール１４３，１４４とを備える。 In FIG. 7, a substrate processing apparatus 137 includes a hexagonal transfer module 138 in plan view, four process modules 139 to 142 arranged radially around the transfer module 138, a loader module 13, a transfer module 138, and Two load lock modules 143 and 144 are disposed between the loader module 13 and connect the transfer module 138 and the loader module 13.

トランスファモジュール１３８及び各プロセスモジュール１３９〜１４２は内部の圧力が真空に維持され、トランスファモジュール１３８と各プロセスモジュール１３９〜１４２とは、それぞれ真空ゲートバルブ１４５〜１４８を介して接続される。 The internal pressure of the transfer module 138 and each process module 139 to 142 is maintained in a vacuum, and the transfer module 138 and each process module 139 to 142 are connected via vacuum gate valves 145 to 148, respectively.

基板処理装置１３７では、ローダーモジュール１３の内部圧力が大気圧に維持される一方、トランスファモジュール１３８の内部圧力は真空に維持される。そのため、各ロード・ロックモジュール１４３，１４４は、それぞれトランスファモジュール１３８との連結部に真空ゲートバルブ１４９，１５０を備えると共に、ローダーモジュール１３との連結部に大気ドアバルブ１５１，１５２を備えることによって、その内部圧力を調整可能な真空予備搬送室として構成される。また、各ロード・ロックモジュール１４３，１４４はローダーモジュール１３及びトランスファモジュール１３８の間において受渡されるウエハＷを一時的に載置するためのウエハ載置台１５３，１５４を有する。 In the substrate processing apparatus 137, the internal pressure of the loader module 13 is maintained at atmospheric pressure, while the internal pressure of the transfer module 138 is maintained at vacuum. Therefore, each load lock module 143, 144 is provided with vacuum gate valves 149, 150 at the connection with the transfer module 138, and with atmospheric door valves 151, 152 at the connection with the loader module 13, respectively. It is configured as a vacuum preliminary transfer chamber that can adjust the internal pressure. Each of the load / lock modules 143 and 144 includes wafer mounting tables 153 and 154 for temporarily mounting the wafer W delivered between the loader module 13 and the transfer module 138.

トランスファモジュール１３８はその内部に配置された屈伸及び旋回自在になされたフロッグレッグタイプの搬送アーム１５５を有し、該搬送アーム１５５は、各プロセスモジュール１３９〜１４２や各ロード・ロックモジュール１４３，１４４の間においてウエハＷを搬送する。 The transfer module 138 includes a frog-leg type transfer arm 155 disposed inside the transfer module 138 so as to be able to bend, stretch, and turn. The wafer W is transferred between them.

各プロセスモジュール１３９〜１４２は、それぞれ処理が施されるウエハＷを載置する載置台１５６〜１５９を有する。ここで、プロセスモジュール１３９，１４０は基板処理装置１０における第１のプロセスモジュール２５と同様の構成を有し、プロセスモジュール１４１は第２のプロセスモジュール３４と同様の構成を有し、プロセスモジュール１４２は第３のプロセスモジュール３６又は第３のプロセスモジュール１９８と同様の構成を有する。したがって、プロセスモジュール１３９，１４０はウエハＷにエッチング処理を施し、プロセスモジュール１４１はウエハＷにＣＯＲ処理を施し、プロセスモジュール１４２はウエハＷにＰＨＴ処理を施すことができる。 Each of the process modules 139 to 142 has mounting tables 156 to 159 for mounting the wafer W to be processed. Here, the process modules 139 and 140 have the same configuration as the first process module 25 in the substrate processing apparatus 10, the process module 141 has the same configuration as the second process module 34, and the process module 142 has The third process module 36 or the third process module 198 has the same configuration. Therefore, the process modules 139 and 140 can perform an etching process on the wafer W, the process module 141 can perform a COR process on the wafer W, and the process module 142 can perform a PHT process on the wafer W.

基板処理装置１３７では、トレンチの側面にＳｉＯ_２層からなるデポジット膜が形成されたウエハＷを、プロセスモジュール１４１に搬入してＣＯＲ処理を施し、さらにプロセスモジュール１４２に搬入してＰＨＴ処理を施す。 In the substrate processing apparatus 137, the wafer W on which the deposit film made of the SiO ₂ layer is formed on the side surface of the trench is loaded into the process module 141 and subjected to COR processing, and further loaded into the process module 142 and subjected to PHT processing.

なお、基板処理装置１３７における各構成要素の動作は、基板処理装置１０におけるシステムコントローラ８９と同様の構成を有するシステムコントローラによって制御される。また、基板処理装置１３７では、プロセスモジュールの数は４つに限らず、例えば６つであってもよい。 The operation of each component in the substrate processing apparatus 137 is controlled by a system controller having the same configuration as the system controller 89 in the substrate processing apparatus 10. In the substrate processing apparatus 137, the number of process modules is not limited to four, and may be six, for example.

本実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the substrate processing apparatus which concerns on this Embodiment. 図１における第２のプロセスモジュールの断面図であり、（Ａ）は図１における線II−IIに沿う断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ部の拡大図である。It is sectional drawing of the 2nd process module in FIG. 1, (A) is sectional drawing in alignment with line II-II in FIG. 1, (B) is an enlarged view of the A section in (A). 図１における第３のプロセスモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the 3rd process module in FIG. 図１における第２のプロセスシップの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the 2nd process ship in FIG. 本実施の形態に係る基板処理装置に設けられる分析ユニットの概略構成を示す模式図であり、（Ａ）は図４における分析ユニットの模式図であり、（Ｂ）は（Ａ）の分析ユニットの変形例の模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the analysis unit provided in the substrate processing apparatus which concerns on this Embodiment, (A) is a schematic diagram of the analysis unit in FIG. 4, (B) is the analysis unit of (A). It is a schematic diagram of a modification. 本実施の形態に係る基板処理装置が実行する基板処理の変形例を説明する図であり、（Ａ）はＣＯＲ処理の変形例であり、（Ｂ）はＰＨＴ処理の変形例である。It is a figure explaining the modification of the substrate processing which the substrate processing apparatus concerning this Embodiment performs, (A) is a modification of COR processing, (B) is a modification of PHT processing. 本実施の形態に係る基板処理装置の変形例の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of the modification of the substrate processing apparatus which concerns on this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

Ｗウエハ
１０，１３７基板処理装置
３４第２のプロセスモジュール
３６第３のプロセスモジュール
３８，５０，２０１チャンバ
３９ウエハステージ
５１ステージヒータ
６１第２のプロセスモジュール排気系
６７第３のプロセスモジュール排気系
２００，２１０，３００分析ユニット
２０４，３０４発光分析器 W wafer 10, 137 substrate processing apparatus 34 second process module 36 third process module 38, 50, 201 chamber 39 wafer stage 51 stage heater 61 second process module exhaust system 67 third process module exhaust system 200, 210,300 Analysis unit 204,304 Luminescence analyzer

Claims

シリコン酸化物層が表面に形成された基板に処理を施す基板処理装置であって、前記シリコン酸化物層を弗化水素ガスのガス分子と化学反応させて前記表面上に生成物を生成する化学反応処理装置と、前記生成物が前記表面に生成された前記基板を加熱する熱処理装置とを備える基板処理装置において、
前記熱処理装置は、前記基板を収容する第１の収容室と、前記加熱された基板から発生する発生ガスを分析する発生ガス分析装置とを備え、
前記発生ガス分析装置は、前記第１の収容室内のガスを排気する第１の排気管と、該第１の排気管内にプラズマを発生させる第１のプラズマ発生装置と、前記プラズマによって励起された前記ガス中の原子又は分子の発光を分光し、該分光した光の強度を測定する第１の分光測定装置と、前記第１の排気管内のプラズマの発生中心部より下流のアフタグローを分光し、該分光した光の強度を測定する第２の分光測定装置とを備えることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for processing a substrate having a silicon oxide layer formed thereon, wherein the silicon oxide layer is chemically reacted with gas molecules of hydrogen fluoride gas to produce a product on the surface. In a substrate processing apparatus comprising: a reaction processing apparatus; and a heat treatment apparatus that heats the substrate on which the product is generated on the surface.
The heat treatment apparatus includes a first storage chamber that stores the substrate, and a generated gas analyzer that analyzes a generated gas generated from the heated substrate,
The generated gas analyzer is excited by the first exhaust pipe for exhausting the gas in the first storage chamber, a first plasma generator for generating plasma in the first exhaust pipe, and the plasma. A first spectroscopic measuring device for spectroscopically analyzing the emission of atoms or molecules in the gas and measuring the intensity of the split light; and spectroscopic analysis of the afterglow downstream of the plasma generation center in the first exhaust pipe; A substrate processing apparatus comprising: a second spectroscopic measuring device that measures the intensity of the split light.

前記発生ガスは、四弗化ケイ素ガス、アンモニアガス、弗化水素ガス、窒素ガス、及び水素ガスの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。 2. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the generated gas is at least one of silicon tetrafluoride gas, ammonia gas, hydrogen fluoride gas, nitrogen gas, and hydrogen gas.

前記化学反応処理装置は前記基板を収容する第２の収容室と、該第２の収容室内にアンモニアガスを供給するアンモニアガス供給系と、前記第２の収容室内に弗化水素ガスを供給する弗化水素ガス供給系と、前記第２の収容室内に供給されたアンモニアガス及び弗化水素ガスのうち少なくとも一方を分析する供給ガス分析装置とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置。 The chemical reaction processing apparatus supplies a second storage chamber that stores the substrate, an ammonia gas supply system that supplies ammonia gas to the second storage chamber, and supplies hydrogen fluoride gas to the second storage chamber. 3. A hydrogen fluoride gas supply system, and a supply gas analyzer for analyzing at least one of ammonia gas and hydrogen fluoride gas supplied into the second storage chamber. Substrate processing equipment.

前記化学反応処理装置は前記基板を収容する第２の収容室と、該第２の収容室内に弗化水素ガスを供給する弗化水素ガス供給系と、前記第２の収容室内に供給された弗化水素ガスを分析する供給ガス分析装置とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置。 The chemical reaction processing apparatus is supplied to a second storage chamber that stores the substrate, a hydrogen fluoride gas supply system that supplies hydrogen fluoride gas to the second storage chamber, and a second storage chamber. The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising a supply gas analyzer that analyzes hydrogen fluoride gas.

前記化学反応処理装置は前記第２の収容室内に供給されたガスを排気する供給ガス排気系を備え、前記供給ガス分析装置は前記供給ガス排気系に設けられることを特徴とする請求項３又は４記載の基板処理装置。 The said chemical reaction processing apparatus is provided with the supply gas exhaust system which exhausts the gas supplied in the said 2nd storage chamber, The said supply gas analyzer is provided in the said supply gas exhaust system, The said Claim 3 or 4. The substrate processing apparatus according to 4.

前記供給ガス分析装置は前記第２の収容室内から排気されたガスを取り込むガス取込室と、該ガス取込室内にプラズマを発生させる第２のプラズマ発生装置と、前記プラズマによって励起された前記ガス中の原子又は分子の発光を分光し、該分光した光の強度を測定する第３の分光測定装置とを備えることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。 The supply gas analyzer includes a gas intake chamber that takes in the gas exhausted from the second storage chamber, a second plasma generator that generates plasma in the gas intake chamber, and the plasma excited by the plasma. 6. The substrate processing apparatus according to claim 5, further comprising: a third spectroscopic measuring device that splits light emitted from atoms or molecules in the gas and measures the intensity of the split light.

前記供給ガス分析装置は前記第２の収容室内のガスを排気する第２の排気管と、該第２の排気管内にプラズマを発生させる第２のプラズマ発生装置と、前記プラズマによって励起された前記ガス中の原子又は分子の発光を分光し、該分光した光の強度を測定する第３の分光測定装置とを備えることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。 The supply gas analyzer includes a second exhaust pipe that exhausts the gas in the second storage chamber, a second plasma generation apparatus that generates plasma in the second exhaust pipe, and the plasma excited by the plasma. 6. The substrate processing apparatus according to claim 5, further comprising: a third spectroscopic measuring device that splits light emitted from atoms or molecules in the gas and measures the intensity of the split light.

前記供給ガス分析装置は前記第２の収容室内に設けられることを特徴とする請求項３又は４記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein the supply gas analyzer is provided in the second storage chamber.

前記供給ガス分析装置は前記第２の収容室内のガスを取り込むガス取込室と、該ガス取込室内にプラズマを発生させる第２のプラズマ発生装置と、前記プラズマによって励起された前記ガス中の原子又は分子の発光を分光し、該分光した光の強度を測定する第３の分光測定装置とを備えることを特徴とする請求項８記載の基板処理装置。 The supply gas analyzer includes a gas intake chamber that takes in the gas in the second storage chamber, a second plasma generator that generates plasma in the gas intake chamber, and a gas in the gas excited by the plasma. The substrate processing apparatus according to claim 8, further comprising: a third spectroscopic measuring device that splits light emitted from atoms or molecules and measures the intensity of the split light.

シリコン酸化物層が表面に形成された基板に処理を施す基板処理装置における当該基板処理の終点検出方法であって、
前記シリコン酸化物層を弗化水素ガスのガス分子と化学反応させて前記表面上に生成物を生成する化学反応処理ステップと、
前記生成物が前記表面に生成された前記基板を加熱する熱処理ステップとを有し、
前記熱処理ステップは前記加熱された基板から発生する発生ガスを分析する発生ガス分析ステップを含み、
前記発生ガス分析ステップは、前記発生ガスを排気する排気管内の当該発生ガス中の原子又は分子を励起させるプラズマを発生させるプラズマ発生ステップと、前記プラズマによって励起された前記発生ガス中の原子又は分子の発光を分光し、該分光した光の強度を測定する第１の分光測定ステップと、前記排気管内のプラズマ発生中心部より下流のアフタグローを分光し、該分光した光の強度を測定する第２の分光測定ステップとを含むことを特徴とする終点検出方法。 A substrate processing end point detection method in a substrate processing apparatus for processing a substrate having a silicon oxide layer formed thereon,
A chemical reaction treatment step of chemically reacting the silicon oxide layer with gas molecules of hydrogen fluoride gas to produce a product on the surface;
A heat treatment step of heating the substrate on which the product is generated on the surface;
The heat treatment step includes a generated gas analyzing step of analyzing a generated gas generated from the heated substrate,
The generated gas analyzing step includes a plasma generating step for generating plasma for exciting atoms or molecules in the generated gas in an exhaust pipe for exhausting the generated gas, and atoms or molecules in the generated gas excited by the plasma. A first spectroscopic step for measuring the intensity of the split light, and a second spectroscopic step for measuring the intensity of the split light by spectroscopically analyzing the afterglow downstream from the plasma generation center in the exhaust pipe. And a spectroscopic measurement step.

前記第１の排気管は、直線状のパイプ部と、該直線状のパイプ部の下流位置で前記第１の排気管が屈曲されることにより生じ、前記直線状のパイプ部内を流れる前記ガスの排気流と対向する壁面とを有し、
前記第１のプラズマ発生装置は、前記直線状のパイプ部に沿って設けられ、且つ該直線状のパイプ部内において前記プラズマを発生させ、
前記第１の分光測定装置は、前記壁面に設けられ、
前記第２の分光測定装置は、前記直線状のパイプ部に沿って、前記第１のプラズマ発生装置と前記第１の排気管の屈曲部との間に前記直線状のパイプ部内を流れる排気流と対向しないように設けられることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。 The first exhaust pipe is formed by bending the first exhaust pipe at a straight pipe portion and a downstream position of the straight pipe portion, and the gas flowing in the straight pipe portion An exhaust flow and a facing wall;
The first plasma generator is provided along the straight pipe portion, and generates the plasma in the straight pipe portion,
The first spectrometer is provided on the wall surface,
The second spectroscopic measurement device has an exhaust flow that flows in the straight pipe portion between the first plasma generator and the bent portion of the first exhaust pipe along the straight pipe portion. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the substrate processing apparatus is provided so as not to face the substrate.

前記排気管は、直線状のパイプ部と、該直線状のパイプ部の下流位置で前記排気管が屈曲されることにより生じ、前記直線状のパイプ部内を流れる前記ガスの排気流と対向する壁面とを有し、
前記プラズマ発生ステップは、前記直線状のパイプ部に沿って設けられたプラズマ発生装置によって前記直線状のパイプ部内において前記プラズマを発生させ、
前記第１の分光測定ステップは、前記壁面に設けられた第１の分光測定装置にて前記光の強度を測定し、
前記第２の分光測定ステップは、前記直線状のパイプ部に沿って、前記プラズマ発生装置と前記排気管の屈曲部との間に前記直線状のパイプ部内を流れる排気流と対向しないように設けられた第２の分光測定装置にて前記光の強度を測定することを特徴とする請求項１０記載の終点検出方法。 The exhaust pipe is formed by a straight pipe portion and a wall surface facing the exhaust flow of the gas flowing in the straight pipe portion, as a result of the exhaust pipe being bent at a position downstream of the straight pipe portion. And
In the plasma generation step, the plasma is generated in the linear pipe portion by a plasma generator provided along the linear pipe portion,
The first spectroscopic measurement step measures the intensity of the light with a first spectroscopic measurement device provided on the wall surface,
The second spectroscopic measurement step is provided along the straight pipe portion so as not to face the exhaust flow flowing in the straight pipe portion between the plasma generator and the bent portion of the exhaust pipe. The end point detection method according to claim 10, wherein the intensity of the light is measured by the second spectrometer.