CN105448637A - 衬底处理装置、气体导入轴以及气体供给板 - Google Patents
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Abstract
一种衬底处理装置、气体导入轴以及气体供给板。在进行衬底依次通过多个处理区域的工艺处理的情况下,设为可根据该工艺处理容易且简便地进行各处理区域的大小变更。衬底处理装置,具备:供衬底载置的衬底载置台;气体供给板,将处理空间划分成多个气体供给区域,设置有与各气体供给区域分别连通的气体分配管;以及气体导入轴,其具有多个气体导入管,并且构成为供气体供给板装配,各气体导入管分别经由在气体供给板装配时形成的圆环状的气体排出空间而与气体供给板中的气体分配管连通。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件的制造工序中所使用的衬底处理装置、气体导入轴以及气体供给板。
背景技术
在半导体器件的制造工序中,对晶片等衬底,进行各种工艺处理。在工艺处理的一个中,有时例如利用交替供给法进行薄膜形成处理。交替供给法是如下方法:将原料气体以及与该原料气体反应的反应气体的至少两种处理气体对成为处理对象的衬底交替供给,使这些气体在衬底表面反应来形成吸附层,使该层层合来形成期望膜厚的膜。
作为利用交替供给法进行薄膜形成处理的衬底处理装置的一技术方案,存在以下的结构。即,该一技术方案的衬底处理装置中,俯视圆形状的处理空间被划分成多个处理区域,对各处理区域供给不同种类的气体。并且,构成为通过以处理对象的衬底依次通过各处理区域的方式使载置有该衬底的衬底载置台旋转移动,由此对该衬底进行薄膜形成处理(例如,参照专利文献1)。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2013-84898号公报
发明内容
【发明要解决的问题】
在由交替供给法实现的薄膜形成处理中,根据要形成的薄膜的种类,将衬底暴露于原料气体、反应气体的各个的最佳时间不同。因而,在利用交替供给法进行薄膜形成处理的衬底处理装置中,也应该应对将衬底暴露于各气体的时间的最佳化。
为了实现将衬底暴露于各气体的时间的最佳化,可考虑一边使衬底以等速移动(即,使衬底载置台以恒定角速度旋转),一边按照薄膜形成处理的每个步骤改变衬底所通过的各处理区域的大小。在衬底处理装置中,一般进行同时并行地处理多个衬底的多单片处理,若调整衬底的区域通过速度(即衬底载置台的旋转角速度)来进行应对,则对于某衬底可实现最佳化,但对于同时并行地处理的其他衬底有可能不一定能够实现最佳化。
但是,为了应对各处理区域的大小变更,按薄膜形成处理的每个步骤分开准备不同的衬底处理装置在成本方面和/或设置空间等的方面都是不现实的。另外,为了应对各处理区域的大小变更,可考虑在衬底处理装置设置将各处理区域的大小自身设为可自由变化的机构。然而,也设置那样的机构也并不一定容易,另外,为了管理该机构的动作有时需要复杂的控制处理。
于是,本发明的目的在于提供在进行衬底依次通过多个处理区域的工艺处理的情况下、能够根据该工艺处理容易且简便地进行各处理区域的大小变更的衬底处理装置、气体导入轴以及气体供给板。
【用于解决问题的手段】
根据本发明的一技术方案,提供衬底处理装置,具备:
供衬底载置的衬底载置台;
气体供给板,其具有与所述衬底载置台相对的处理空间顶板部,所述处理空间顶板部与所述衬底载置台之间被划分成多个气体供给区域,在所述气体供给板设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管;以及
气体导入轴,其构成为具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管,供所述气体供给板装配,构成为所述多个气体导入管分别经由多个圆环状的气体排出空间而与所述气体供给板中的所述气体分配管连通,所述多个圆环状的气体排出空间是在所述气体供给板装配时与所述多个气体导入管分别对应地在不同平面上以不同直径形成的。
具体而言,本发明的构成如下。
1.一种衬底处理装置,具备:
供衬底载置的衬底载置台;
气体供给板,其具有与所述衬底载置台相对的处理空间顶板部,所述处理空间顶板部与所述衬底载置台之间被划分成多个气体供给区域,在所述气体供给板设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管;以及
气体导入轴,其构成为具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管,供所述气体供给板装配,构成为所述多个气体导入管分别经由多个圆环状的气体排出空间而与所述气体供给板中的所述气体分配管连通,所述多个圆环状的气体排出空间是在所述气体供给板装配时与所述多个气体导入管分别对应地在不同平面上以不同直径形成的。
2.根据1所述的衬底处理装置,其中,
所述气体导入轴的构成凸状阶差部分的凸状顶面与所述气体供给板的构成凹状阶差部分的凹状底面位于同一平面上。
3.根据1所述的衬底处理装置,其中,
在所述气体供给板与所述气体导入轴的至少一方,在与所述衬底载置台的载置面平行的面,配置有用于封止所述气体排出空间的密封部件。
4.根据1所述的衬底处理装置,其中,
所述多个圆环状的气体排出空间沿着形成于所述气体导入轴的阶差部分而呈阶梯状并列。
5.根据1所述的衬底处理装置,其中,
所述多个圆环状的气体排出空间被构成为:隔着构成设于所述气体供给板的凹状阶差部分的凹状底面和侧壁而分别相邻。
6.根据1所述的衬底处理装置,其中,
在所述气体导入轴的中心设有气体排气管,
具有设于所述气体排气管内且向所述气体供给板供给高频电力的供电线。
7.一种气体导入轴,用于对在供衬底载置的衬底载置台上形成的处理空间导入气体,其中,
所述气体导入轴被构成为供气体供给板装配,并具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管,所述气体供给板具有与所述衬底载置台相对的处理空间顶板部,所述处理空间顶板部与所述衬底载置台之间被划分成多个气体供给区域,在所述气体供给板设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管,
所述多个气体导入管分别经由多个圆环状的气体排出空间而与所述气体供给板中的所述气体分配管连通,所述多个圆环状的气体排出空间是在所述气体供给板装配时与所述多个气体导入管分别对应地在不同平面上以不同直径形成的。
8.根据7所述的气体导入轴,其中,
所述气体导入轴的构成凸状阶差部分的凸状顶面与所述气体供给板的构成凹状阶差部分的凹状底面位于同一平面上。
9.根据7所述的气体导入轴,其中,
在与所述衬底载置台的载置面平行的面,配置有用于封止所述气体排出空间的密封部件。
10.根据7所述的气体导入轴,其中,
所述多个圆环状的气体排出空间沿着形成于所述气体导入轴的阶差部分而呈阶梯状并列。
11.根据7所述的气体导入轴,其中,
在所述气体导入轴的中心设有气体排气管,
具有设于所述气体排气管内且向所述气体供给板供给高频电力的供电线。
12.一种气体供给板,用于对在供衬底载置的衬底载置台上形成的处理空间供给气体,其中,
具有与所述衬底载置台相对的处理空间顶板部,
所述处理空间顶板部与所述衬底载置台之间被划分成多个气体供给区域,
设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管,
构成为装配于具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管的气体导入轴,
所述气体导入轴的多个气体导入管分别经由多个圆环状的气体排出空间而与所述气体分配管连通,所述多个圆环状的气体排出空间是在所述气体供给板向所述气体导入轴装配时与所述多个气体导入管分别对应地在不同平面上以不同直径形成的。
13.根据12所述的气体供给板,其中,
所述气体导入轴的构成凸状阶差部分的凸状顶面与所述气体供给板的构成凹状阶差部分的凹状底面位于同一平面上。
14.根据12所述的气体供给板,其中,
在与所述衬底载置台的载置面平行的面,配置有用于封止所述气体排出空间的密封部件。
15.根据12所述的气体供给板,其中,
所述多个圆环状的气体排出空间被构成为:隔着构成设于所述气体供给板的凹状阶差部分的凹状底面和侧壁而分别相邻。
16.一种半导体器件的制造方法,其中,包括:
在衬底载置台载置衬底的衬底载置工序;
将气体供给板装配到构成为具有多个气体导入管的气体导入轴,所述气体供给板将形成于所述衬底载置台上的处理空间划分成多个气体供给区域、并设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管,所述多个气体导入管分别经由多个圆环状的气体排出空间而与所述气体分配管连通,所述多个圆环状的气体排出空间是在向所述气体导入轴装配所述气体供给板时与所述多个气体导入管分别对应地在不同平面上以不同直径形成的,通过所述气体导入管、所述气体排出空间和所述气体分配管,向所述多个气体供给区域分别供给气体;以及
相对位置移动工序,使所述气体供给板以及所述气体导入轴与所述衬底载置台的相对位置移动,以使所述衬底依次通过所述多个气体供给区域。
17.根据16所述的半导体器件的制造方法,其中,
在供给所述气体的工序中,通过所述多个圆环状的气体排出空间来供给气体,所述多个圆环状的气体排出空间构成为,所述气体导入轴的构成凸状阶差部分的凸状顶面与所述气体供给板的构成凹状阶差部分的凹状底面位于同一平面上。
18.根据16所述的半导体器件的制造方法,其中,
在供给所述气体的工序中,通过沿着形成于所述气体导入轴的阶差部分而呈阶梯状并列的所述多个圆环状的气体排出空间,来供给气体。
19.根据16所述的半导体器件的制造方法,其中,
包括下述工序:经由设于所述气体导入轴的中心的所述气体排气管内的供电线而向所述气体供给板供给高频电力。
【发明效果】
根据本发明,在进行衬底依次通过多个处理区域的工艺处理的情况下,能够根据该工艺处理容易且简便地进行各处理区域的大小变更。
附图说明
图1是示意性示出本发明的一实施方式的衬底处理装置的主要部分的概略构成例的说明图。
图2是示出本发明的一实施方式的衬底处理装置所具备的气体供给板的一构成例的说明图,(a)是俯视处理空间中的各区域时的概念图,(b)是示出(a)中的C-C剖面的侧剖视图,(c)是示出(a)中的D-D剖面的侧剖视图,(d)是示出(a)中的E-E剖面的侧剖视图。
图3是示出本发明的一实施方式的衬底处理装置所具备的气体供给板的其他构成例和该衬底处理装置所具备的气体导入轴的构成例的立体图。
图4是示出本发明的一实施方式的衬底处理装置所具备的气体导入轴的嵌合的一构成例的说明图,(a)是该一构成例的立体图,(b)是该一构成例的侧剖视图。
图5是示出本发明的一实施方式的衬底处理装置所具备的气体导入轴中的气体导入管的一构成例的说明图,(a)是示出图3中的F-F剖面的剖视图,(b)是示出图3中的G-G剖面的剖视图,(c)是示出图3中的H-H剖面的剖视图。
图6是示出本发明的一实施方式的衬底处理装置所具备的气体导入轴中的气体供给槽部的一构成例的说明图。
图7是示意性示出本发明的一实施方式的衬底处理装置中的气体导入轴以及气体配管的构成例的概念图。
图8是示出本发明的一实施方式的衬底处理工序的流程图。
图9是示出图8的成膜工序中进行的相对位置移动处理动作的详情的流程图。
图10是示出图8的成膜工序中进行的气体供给排气处理动作的详情的流程图。
图11是示出俯视本发明的一实施方式的衬底处理装置所具备的气体供给板的各气体供给区域时的面积的大小的例子的说明图,(a)是示出其一具体例的俯视图,(b)是示出其他的具体例的俯视图。
图12是示出俯视本发明的其他实施方式的衬底处理装置所具备的气体供给板的各气体供给区域时的面积的大小的例子的说明图,(a)是示出其一具体例的俯视图,(b)是示出其他具体例的俯视图。
图13是示出用于进行本发明的其他实施方式的衬底处理装置中的反应气体的等离子化的构成例的说明图。
【附图标记说明】
10…衬底载置台,20…卡盘头,21…气体供给板,22…气体导入轴,40…控制器,213…原料气体供给区域,214…反应气体供给区域,215…非活性气体供给区域,217…气体分配管,218…气体排气管,221…嵌合阶差部,222…气体供给槽部,222e…气体供给空间,223,223a,223b,223c…气体导入管,224…气体排气管,231…气体排出空间,232…密封部件
具体实施方式
<本发明的一实施方式>
以下,对于本发明的一实施方式,一边参照附图一边进行说明。
(1)衬底处理装置的构成
本实施方式中所说明的衬底处理装置构成为单片式的衬底处理装置。
作为成为衬底处理装置的处理对象的衬底,例如,可列举半导体器件(半导体器件)所装入的半导体晶片衬底(以下,简称为“晶片”。)。
作为对这样的衬底进行的处理,可列举蚀刻、灰化、成膜处理等,但在本实施方式中,尤其是设为进行由交替供给法实现的成膜处理。
此处,一边参照图1~图7,一边对本实施方式的衬底处理装置的构成进行说明。
图1是示意性示出本实施方式的衬底处理装置的主要部分的概略构成例的说明图。图2是示出本实施方式的衬底处理装置所具备的气体供给板的一构成例的说明图。图3是示出本实施方式的衬底处理装置所具备的气体供给板的其他构成例和该衬底处理装置所具备的气体导入轴的构成例的立体图。图4是示出本实施方式的衬底处理装置所具备的气体导入轴的嵌合阶差部的一构成例的说明图。图5是示出本实施方式的衬底处理装置所具备的气体导入轴的气体导入管的一构成例的说明图。图6是示出本实施方式的衬底处理装置所具备的气体导入轴的气体供给槽部的一构成例的说明图。图7是示意性示出本实施方式的衬底处理装置的气体导入轴以及气体配管的构成例的概念图。
(处理容器)
本实施方式中所说明的衬底处理装置具备未图示的处理容器。处理容器由例如铝(Al)、不锈钢(SUS)等金属材料构成为密闭容器。另外,在处理容器的侧面设置有未图示的衬底搬入搬出口,晶片经由该衬底搬入搬出口被搬运。进而,在处理容器连接有未图示的真空泵和/或压力控制器等气体排气系统,可使用该气体排气系统将处理容器内调整成规定压力。
(衬底载置台)
如图1所示,在处理容器的内部,设置有供晶片W载置的衬底载置台10。衬底载置台10形成为例如圆板状,构成为多张晶片W在圆周方向上以均等的间隔载置在其上面(衬底载置面)。另外,衬底载置台10中,作为加热源内含未图示的加热器,可使用该加热器将晶片W的温度维持成规定温度。此外,在图例中,示出了构成为载置五张晶片W的情况,但不限于此,只要适当设定载置张数即可。例如,载置张数多,则能够期待处理生产量的提高,载置张数少,则能够抑制衬底载置台10的大型化。衬底载置台10的衬底载置面与晶片W直接接触,所以优选由例如石英、氧化铝等的材质形成。
衬底载置台10构成为能够在载置有多张晶片W的状态下旋转。具体而言,衬底载置台10以圆板中心附近为旋转轴,通过未图示的旋转驱动机构来驱动旋转。旋转驱动机构例如可考虑构成为具备将衬底载置台10支承为能够旋转的旋转轴承、以电动马达为代表的驱动源等。
此外,此处列举了构成为衬底载置台10能够旋转的情况,但只要能够使衬底载置台10上的各晶片W与后述的卡盘头20的相对位置移动,也可以构成为使卡盘头20旋转。若将衬底载置台10构成为能够旋转,则于使卡盘头20旋转的情况不同,能够抑制后述的气体配管等的构成复杂化。与此相对,若设为使卡盘头20旋转,则与使衬底载置台10旋转的情况相比,能够抑制作用于晶片W的惯性力矩,能够加大旋转速度。
(卡盘头(cartridgehead))
另外,在处理容器的内部中,在衬底载置台10的上方侧设置有卡盘头20。卡盘头20用于对衬底载置台10上的晶片W从其上方侧供给各种气体(原料气体、反应气体或者吹扫气体),并且使供给的各种气体向上方侧排气。
为了进行各种气体的上方供给/上方排气,卡盘头20具备:气体供给板21,其与衬底载置台10对应地形成为俯视圆形状;和气体导入轴22,其从该气体供给板21贯通处理容器而延伸到容器外。并且,如后面详述那样,卡盘头20构成为气体供给板21以能够装卸的方式装配于气体导入轴22。此外,构成卡盘头20的气体供给板21以及气体导入轴22都由例如Al、SUS等金属材料或者石英、氧化铝等陶瓷材料形成。
(气体供给板)
气体供给板21用于对在衬底载置台10上形成的处理空间供给各种气体。为此,气体供给板21具有:与衬底载置台10相对的圆板状的处理空间顶板部211;和从该处理空间顶板部211的外周端缘部分朝向衬底载置台10一侧延伸的圆筒状的外筒部212。并且,在由外筒部212围出的处理空间顶板部211与衬底载置台10之间,形成有用于对在衬底载置台10上载置的晶片W进行处理的处理空间。
通过气体供给板21在衬底载置台10上形成的处理空间被划分成多个气体供给区域(参照图中的附图标记A、B以及P)。具体而言,例如图2(a)所示,作为多个气体供给区域,分别包括2个以上的原料气体供给区域213(图中的附图标记A)和反应气体供给区域214(图中的附图标记B)(具体而言各具有四个),并且包括介于原料气体供给区域213与反应气体供给区域214之间的非活性气体供给区域215(图中的附图标记P)。
如后述那样,原料气体供给区域213内被供给作为处理气体的一种的原料气体,成为原料气体气氛。反应气体供给区域214内被供给作为处理气体的另一种的反应气体,成为反应气体气氛。非活性气体供给区域215内被供给作为吹扫气体的非活性气体,成为非活性气体气氛。
在这样地划分的处理空间中,根据向各区域213~215内供给的气体,对晶片W实施规定的处理。
此外,在使反应气体等离子化的情况下,反应气体供给区域214内成为等离子化了的反应气体气氛或者活性化了的反应气体气氛。
为了将处理空间划分成各区域213~215,在各区域213~215之间,设置有配置成从处理空间顶板部211的内周侧朝向外周侧呈放射状延伸的排气区域216。排气区域216如后述那样与排气管218连接。
此外,也可以在排气区域216的区域设置分隔板。分隔板被设置成从处理空间顶板部211朝向衬底载置台10一侧延伸,其下端以与衬底载置台10上的晶片W不干涉的程度地与该衬底载置台10接近地配置。由此,通过分隔板与衬底载置台10之间的气体变少,可抑制在各区域213~215之间气体混合。
在通过这样的排气区域216划分的各区域213~215的各个,如图2(b)或者(c)所示,连通有气体分配管217,通过该气体分配管217供给气体。即,在气体供给板21,设置有与多个气体供给区域213~215的各个分别连通的气体分配管217(即与该气体供给区域213~215同样数量的气体分配管217)。
此外,如图2(b)或者(c)所示,气体分配管217可以配置成内置于处理空间顶板部211,但不限于此,也可以例如图3所示,配置成在处理空间顶板部211的上方露出。
另外,如图2(d)所示,在气体供给板21设置有与多个排气区域216的各个分别连通的气体排气管218,通过该气体排气管218使各排气区域216内的气体排气。气体排气管218被设置成位于各排气区域216的内周侧。并且,形成为在气体供给板21的圆周中心附近集合成一个,该集合了的管朝向上方延伸。
此外,排气也可以不仅从排气管218进行,也可以另行设置用于使衬底处理装置的内部整体排气的排气管。
(气体导入轴)
气体导入轴22用于对在衬底载置台10上形成的处理空间导入各种气体。为此,如图3所示,气体导入轴22形成为与气体供给板21同轴的圆柱轴状。并且,在气体导入轴22的轴下部,设置有供气体供给板21装配的嵌合阶差部221。另外,在气体导入轴22的轴上部设置有进行来自外部的气体供给的气体供给槽部222。进而,在气体导入轴22的轴内部,在嵌合阶差部221与气体供给槽部222之间设置有多个气体导入管223,并且在轴中心设置有气体排气管224。
(嵌合阶差部)
如图4(a)所示,嵌合阶差部221配置成直径不同的多个短尺圆柱部分在同轴上重叠,由此成为具有多级朝向下方突出的凸状的阶差部分的构造。阶差部分的级数与气体供给板21对衬底载置台10上的晶片W供给的气体的种类数对应。例如,若为对晶片W供给原料气体、反应气体以及吹扫气体这三种气体的情况,则关于嵌合阶差部221,构成为具有三级的阶差部分。
这样的具有多级的阶差部分的嵌合阶差部221在气体供给板21的装配时,如图4(b)所示,与在该气体供给板21形成的凹状的阶差部分嵌合。即,在气体供给板21,形成有与嵌合阶差部221所具有的多级的阶差部分对应的形状的凹状的阶差部分。并且,气体导入轴22的嵌合阶差部221中的凸状阶差部分通过与气体供给板21的凹状阶差部分嵌合,由此将气体供给板21装配于气体导入轴22。该嵌合阶差部221,如后面详述那样,作为在向气体导入轴22装配气体供给板21时的标准化的接口而发挥功能。
此外,气体导入轴22与气体供给板21的装配状态通过未图示的固定工具(装卸机构)来保持。固定工具只要如使用例如螺栓、螺母等的紧固工具那样,利用公知技术实现的装置即可,此处省略其详细的说明。另外,通过解除由固定工具实现的固定,从气体导入轴22卸掉气体供给板21。即,在气体导入轴22,气体供给板21以能够装卸的方式装配。
另外,在气体供给板21向气体导入轴22装配时,即在气体导入轴22的嵌合阶差部221的凸状阶差部分嵌合于气体供给板21的凹状阶差部分时,在各阶差部分之间,形成有作为圆环状的空间的气体排出空间231。因为各阶差部分的级数与气体的种类数对应,所以气体排出空间231与其同样与气体的种类数对应地形成有多个。这些多个气体排出空间231分别形成于阶差部分之间,所以多个气体排出空间231分别在不同平面上以不同直径形成。需要说明的是,可以构成为,嵌合阶差部221的底面与圆环状的气体排出空间的底面配置于相同的平面上。
另外,可以构成为,圆环状的气体排出空间介由气体导入轴的嵌合阶差部的底面和侧面而分别相邻。
另外,可以构成为,圆环状的气体排出空间介由设置于气体供给板的凹状阶差部分的上面和侧面而分别相邻。
在各气体排出空间231的形成部位的附近,配置有O型圈等密封部件232。由此,各气体排出空间231通过密封部件232封止,以使得不产生气体泄露等。密封部件232配置成与气体导入轴22的嵌合阶差部221的衬底载置台10的衬底载置面平行的面(即与衬底载置面相对的面)。但是,也不一定必须配置在气体导入轴22一侧,只要配置在气体导入轴22与气体供给板21的至少一方即可。
在由密封部件232封止的各气体排出空间231分别连接有气体分配管217和气体导入管223a~223c。
气体分配管217例如与气体排出空间231的外周侧的侧壁部分连接。在供给同一种类气体的气体供给区域213~215存在多个部位的情况下,气体分配管217相对于一个气体排出空间231连接与该多个部位对应的多根。
另外,气体导入管223a~223c连接于例如气体排出空间231的顶部分。气体导入管223a~223c相对于一个气体排出空间231至少连接有1个即可。此外,气体导入管223a~223c从气体排出空间231朝向上方延伸,直到到达气体供给槽部222。
通过这样的构成,在向气体导入轴22装配气体供给板21时,该气体导入轴22的气体导入管223a~223c经由圆环状的气体排出空间231,与该气体供给板21的气体分配管217连通。
从各气体排出空间231朝向上方延伸的各个气体导入管223a~223c中,种类互不相同的气体(例如,原料气体、反应气体或者吹扫气体的某个)流动,用于将各种类的气体分开地导入各气体排出空间231。这些气体导入管223a~223c例如图4(a)或者(b)所示,可考虑沿气体导入轴22的圆周径向并列地配置。若这样并列地配置,则容易使各气体导入管223a~223c与各气体排出空间231和/或后述的各气体供给空间222e对应。但是,不一定必须限定于这样的配置,也可以例如图5(a)~(c)所示,也可以在气体导入轴22的同一圆周上的不同位置分配地配置。若这样分配地配置,则能够加大各气体导入管223a~223c的流导,能够增加气体流量。
另外,在气体导入轴22的轴中心设置的气体排气管224如图4(b)所示,被设置成贯通嵌合阶差部221的下端面,构成为在向气体导入轴22装配气体供给板21时,与该气体供给板21的气体排气管218的集合部分连通。这样,若将气体排气管224设置于气体导入轴22的轴中心,则容易使该气体排气管224大径化,所以作为大径化的结果可使气体排气管224的排气流导(conductance)最大化。
(气体供给槽部)
如图6所示,气体供给槽部222具有在气体导入轴22的圆柱外周面形成的多个槽部222a~222c,构成为各槽部222a~222c沿气体导入轴22的轴向并列地配置。槽部222a~222c的设置数量与气体供给板21对衬底载置台10上的晶片W供给的气体的种类数量对应。例如,若为对晶片W供给原料气体、反应气体以及吹扫气体这三种气体的情况下,则气体供给槽部222构成为具有三个槽部222a~222c。
在各槽部222a~222c分别连接有气体导入管223a~223c的上端。气体导入管223a~223c相对于各槽部222a~222c分别至少连接有一个。
在气体导入管223a~223c配置成分配在例如气体导入轴22的同一圆周上的不同位置的情况下(例如参照图5),如图6所示,气体导入管223a~223c可考虑配置成与各槽部222a~222c的内周侧壁面(即成为槽底的壁面)连接。但是,也并非一定限定成这样的配置,在气体导入管223a~223c配置成例如沿气体导入轴22的圆周径向并列的情况下(例如参照图4(b)),气体导入管223a~223c也可以如图7所示配置成与各槽部222a~222c的下方侧壁面连接。
如图7所示,在各槽部222a~222c的外周侧,配置有遍及整周地盖住各槽部222a~222c的各个的盖体部件222d。由此,在各槽部222a~222c内,形成有由该槽部222a~222c和盖体部件222d围出的圆环状的空间即气体供给空间222e。如后面详述那样,对各气体供给空间222e分别供给例如原料气体、反应气体或者吹扫气体的某个。即,在气体供给槽部222中,经由气体供给空间222e,从外部向气体导入管223a~223c流入气体。
在形成气体供给空间222e的盖体部件222d与气体导入轴22的圆柱外周面之间,配置有磁性流体密封件222f。由此,气体导入轴22能够在闭塞各槽部222a~222c的盖体部件222d被固定的状态保持不变地以轴中心为旋转轴旋转。此外,在衬底载置台10与卡盘头20的相对位置移动时不使卡盘头20旋转而使衬底载置台10旋转的情况下,也可以不必配置磁性流体密封件222f。
另外,在构成为衬底载置台10与卡盘头20的相对位置移动时使卡盘头20旋转的情况下,在气体导入轴22所贯通的处理容器的顶部23与在该气体导入轴22的圆柱外周面设置的凸缘部225之间,也配置有磁性流体密封件231。
(气体供给/排气系统)
在以上那样的气体导入轴22中,为了对衬底载置台10上的晶片W进行各种气体的供给/排气,如图7所示,连接有以下叙述的气体供给/排气系统。
(处理气体供给部)
在闭塞气体供给槽部222的槽部222a的盖体部件222d连接有原料气体供给管311。在原料气体供给管311,从上游方向开始依次设置有原料气体供给源312、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)313以及作为开闭阀的阀314。通过这样的构成,对由连接有原料气体供给管311的盖体部件222d形成的气体供给空间222e内,供给原料气体。然后,供给了的原料气体经由气体供给空间222e向气体导入管223a流入。
原料气体是对晶片W供给的处理气体的一个,例如是使作为包含钛(Ti)元素的金属液体原料的TiCl4(四氯化钛,TitaniumTetrachloride)气化而得到的原料气体(即TiCl4气体)。原料气体可以是常温常压下为固体、液体或者气体的任一个。在原料气体在常温常压下为液体的情况下,在原料气体供给源312与MFC313之间,设置未图示的气化器即可。进而,也可以在从原料气体供给源312到气体导入轴22为止的零件整体设置加热器,构成为能够加热,设为能够维持气体的气化状态的构成。此处,以原料气体为气体的情况进行说明。
此外,也可以在原料气体供给管311,连接有用于供给作为原料气体的载体气体发挥作用的非活性气体的未图示的气体供给系统。作为载体气体发挥作用的非活性气体,具体而言,例如能够使用氮(N2)气体。另外,除了N2气体之外,还可以使用例如氦(He)气体、氖(Ne)气体、氩(Ar)气体等稀有气体。
主要由原料气体供给管311、MFC313以及阀314构成处理气体供给部。此外,也可以将原料气体供给源312添加到处理气体供给部的构成。
(反应气体供给部)
另外,在闭塞气体供给槽部222的槽部222b的盖体部件222d、即在配置在连接有原料气体供给管311的盖体部件222d的附近的盖体部件222d,连接有反应气体供给管321。在反应气体供给管321,从上游方向开始依次设置有反应气体供给源322、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)323、以及作为开闭阀的阀324。通过这样的构成,对由连接有反应气体供给管321的盖体部件222d形成的气体供给空间222e内,供给反应气体。然后,供给了的反应气体经由气体供给空间222e向气体导入管223b流入。
反应气体是对晶片W供给的处理气体的另一种,例如可使用氨(NH3)气体。
此外,在反应气体供给管321,也可以连接有用于供给作为反应气体的载体气体或者稀释气体发挥作用的非活性气体的未图示的气体供给系统。作为载体气体或者稀释气体发挥作用的非活性气体,具体而言,例如可考虑使用N2气体,但除了N2气体之外,也可以使用例如He气体、Ne气体、Ar气体等稀有气体。
主要由反应气体供给管321、MFC323以及阀324构成反应气体供给部。此外,也可以将反应气体供给源322添加到反应气体供给部的构成。另外,也可以在阀324的后面设置远程等离子单元(RPU)325,构成为能够使反应气体等离子化而供给。
(非活性气体供给部)
在闭塞气体供给槽部222的槽部222c的盖体部件222d、即配置在连接有反应气体供给管321的盖体部件222d的附近的盖体部件222d,连接有非活性气体供给管331。在非活性气体供给管331,从上游方向开始依次,设置有非活性气体供给源332、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)333、以及作为开闭阀的阀334。通过这样的构成,对由连接有非活性气体供给管331的盖体部件222d形成的气体供给空间222e内,供给非活性气体。然后,供给了的非活性气体经由气体供给空间222e向气体导入管223c流入。
非活性气体作为用于使原料气体和反应气体不在晶片W的面上混杂的吹扫气体发挥作用。具体而言,例如,能够使用N2气体。另外,除了N2气体之外,例如也可以使用He气体、Ne气体、Ar气体等稀有气体。
主要由非活性气体供给管331、非活性气体供给源332、MFC333以及阀334,构成非活性气体供给部。
(气体排气部)
在设置于气体导入轴22的轴中心的气体排气管224,在其上端附近位置,连接有气体排气管341。在气体排气管341,设置有阀342。另外,在气体排气管341中,在阀342的下游侧设置有使处理空间内控制成规定压力的压力控制器343。进而,在气体排气管341中,在压力控制器343的下游侧设置有真空泵344。通过这样的构成,从气体排气管224内向气体导入轴22的外方进行气体排气。此外,用于使衬底处理装置的内部整体排气的排气管也与阀342合流,或者另行设置阀而与真空泵344合流。
主要由气体排气管341、阀342、压力控制器343、真空泵344构成气体排气部。
(控制器)
另外,如图1所示,本实施方式的衬底处理装置具有控制该衬底处理装置的各部分的动作的控制器40。控制器40至少具有运算部401以及存储部402。控制器40连接于上述各构成,根据上位控制器和/或使用者的指示来从存储部402调出程序和/或制程,根据其内容控制各构成的动作。具体而言,控制器40控制加热器、旋转驱动机构、MFC313~333、阀314~334、342、RPU325、压力控制器343、真空泵344等的动作。
此外,控制器40可以被构成为专用的计算器,也可以被构成为通用的计算器。例如,能够通过准备保存有上述的程序的外部存储装置(例如,磁带、软盘、硬盘等的磁盘、CD、DVD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器、存储器卡等半导体存储器)41,使用该外部存储装置41来向通用的计算器安装程序,由此构成本实施方式的控制器40。
另外,用于对计算器供给程序的单元不限于经由外部存储装置41供给的情况。例如,也可以使用互联网、专用电线等通信单元,不经由外部存储装置41而供给程序。此外,存储部402、外部存储装置41被构成为计算器可读取的记录介质。以下,也将它们统一起来简称为记录介质。此外,在本说明书中使用记录介质这一词汇的情况下,有时包含仅包含存储部402单体,有时仅包含外部存储装置41单体,或者有时包含其双方。
(2)衬底处理工序
接着,作为半导体器件的制造方法的一工序,对使用本实施方式的衬底处理装置,在晶片W上形成薄膜的工序进行说明。此外,在以下的说明中,构成衬底处理装置的各部分的动作由控制器40控制。
此处,对作为原料气体(第一处理气体)使用使TiCl4气化而得到的TiCl4气体,作为反应气体(第二处理气体)使用NH3气体,通过交替供给它们来在晶片W上形成TiN膜作为金属薄膜的例子进行说明。
(衬底处理工序中基本的处理动作)
首先,对在晶片W上形成薄膜的衬底处理工序中的基本处理动作进行说明。
图8是示出本实施方式的衬底处理工序的流程图。
(衬底搬入工序:S101)
在本实施方式的衬底处理装置中,首先,作为衬底搬入工序(S101),打开处理容器的衬底搬入搬出口,使用未图示的晶片移载机来向处理容器内搬入多张(例如五张)晶片W,将其在衬底载置台10上排列地载置。然后,使晶片移载机向处理容器外退避,关闭衬底搬入搬出口来使处理容器内密闭。
(压力温度调整工序:S102)
在衬底搬入工序(S101)后,接着,进行压力温度调整工序(S102)。在压力温度调整工序(S102)中,在衬底搬入工序(S101)中使处理容器内密闭后,使连接于处理容器的未图示的气体排气系统工作,进行控制,以使处理容器内成为规定压力。规定压力是在后述的成膜工序(S103)中能够形成TiN膜的处理压力,例如是对晶片W供给的原料气体不会自身分解的程度的处理压力。具体而言,可考虑处理压力设为50~5000Pa。在后述的成膜工序(S103)中也会维持该处理压力。
另外,在压力温度调整工序(S102)中,对埋入于衬底载置台10的内部的加热器供给电力,进行控制,以使晶片W的表面成为规定温度。此时,通过基于由未图示的温度传感器检测到的温度信息控制向加热器的通电程度来调整加热器的温度。规定温度是在后述的成膜工序(S103)中,能够形成TiN膜的处理温度,例如是对晶片W供给的原料气体不会自身分解的程度的处理温度。具体而言,可考虑处理温度为室温以上且500℃以下,优选设为室温以上且400℃以下。在后述的成膜工序(S103)中也会维持该处理温度。
(成膜工序:S103)
在压力温度调整工序(S102)后,接着进行成膜工序(S103)。作为在成膜工序(S103)中进行的处理动作,大体分为相对位置移动处理动作和气体供给排气处理动作。此外,对相对位置移动处理动作以及气体供给排气处理动作,详情后述。
(衬底搬出工序:S104)
在以上那样的成膜工序(S103)后,接着进行衬底搬出工序(S104)。在衬底搬出工序(S104)中,以与已经说明过的衬底搬入工序(S101)的情况相反的顺序,使用晶片移载机将已处理的晶片W向处理容器外搬出。
(处理次数判定工序:S105)
在晶片W的搬出后,控制器40判定衬底搬入工序(S101)、压力温度调整工序(S102)、成膜工序(S103)以及衬底搬出工序(S104)的一系列的各工序的实施次数是否达到了规定的次数(S105)。若判定为没有达到规定的次数,则接着开始等待的晶片W的处理,为此向衬底搬入工序(S101)转移。另外,若判定为没有达到规定的次数,则根据需要在对处理容器内等进行了清洗工序后,结束一系列的各工序。此外,对于清洗工序,由于能够利用公知技术来进行,所以此处省略其说明。
(相对位置移动处理动作)
接着,对在成膜工序(S103)中进行的相对位置移动处理动作进行说明。相对位置移动处理动作是例如使衬底载置台10旋转、使在该衬底载置台10上载置的各晶片W与卡盘头20的相对位置移动的处理动作。
图9是示出在图8的成膜工序中进行的相对位置移动处理动作的详情的流程图。
在成膜工序(S103)中进行的相对位置移动处理动作中,首先,通过旋转驱动机构驱动衬底载置台10旋转,由此开始衬底载置台10与卡盘头20的相对位置移动(S201)。由此,载置于衬底载置台10的各晶片W会依次通过卡盘头20的气体供给板21中的各气体供给区域213~215的下方侧。
此时,在卡盘头20中,开始详细后述的气体供给排气处理动作。由此,会对气体供给板21中的各原料气体供给区域213供给原料气体(TiCl4气体),对各反应气体供给区域214供给反应气体(NH3气体)。
此处,若着眼于某一个晶片W,则因衬底载置台10的旋转开始,该晶片W通过原料气体供给区域213(S202)。此时,原料气体供给区域213被调整成原料气体不会自身分解的程度的处理压力、处理温度。因而,若晶片W通过原料气体供给区域213,则在该晶片W的面上,会吸附原料气体(TiCl4气体)的气体分子。此外,晶片W通过原料气体供给区域213时的通过时间、即原料气体的供给时间例如被调整为0.1~20秒。
在通过原料气体供给区域213后,晶片W在通过了供给非活性气体(N2气体)的非活性气体供给区域215后,接着通过反应气体供给区域214(S203)。此时,对反应气体供给区域214,供给反应气体(NH3气体)。因而,在晶片W通过反应气体供给区域214时,则在该晶片W的面上均匀地供给反应气体,与吸附于晶片W上的原料气体的气体分子反应,在晶片W上生成不足1原子层(不足)的TiN膜。晶片W通过反应气体供给区域214时的通过时间、即反应气体的供给时间例如被调整为0.1~20秒。
此外,也可以构成为,为了使最初的TiCl4-NH3的循环中对所有的晶片W均匀地进行,在所有的晶片W通过原料气体供给区域213之前,停止向反应气体供给区域214的NH3气体的供给,在所有的晶片W吸附有TiCl4后,供给NH3。
此外,也可以构成为使用RPU325,将反应气体设为等离子状态而向晶片W供给。通过将反应气体设为等离子状态,能够进行进一步的低温下的处理。
将以上那样的原料气体供给区域213的通过动作以及反应气体供给区域214的通过动作设为1循环,控制器40判定是否以规定次数(n次循环)实施了该循环(S204)。若以规定次数实施该循环,则在晶片W上形成期望膜厚的氮化钛(TiN)膜。即,在成膜工序(S103)中,通过进行相对位置移动处理动作,进行反复进行将不同处理气体对晶片W交替供给的工序的周期性处理动作。另外,在成膜工序(S103)中,通过对载置于衬底载置台10的各晶片W的各个进行周期性处理动作,来对各晶片W同时并行地形成TiN膜。
然后,在结束规定次数的周期性处理动作后,控制器40结束旋转驱动机构的衬底载置台10的旋转驱动,停止衬底载置台10与卡盘头20的相对位置移动(S205)。由此,相对位置移动处理动作结束。此外,在结束了规定次数的周期性处理动作后,气体供给排气处理动作也会结束。
(气体供给排气处理动作)
接着,对在成膜工序(S103)中进行的气体供给排气处理动作进行说明。气体供给排气处理动作是对衬底载置台10上的晶片W进行各种气体的供给/排气的处理动作。
图10是示出在图8中的成膜工序中进行的气体供给排气处理动作的详情的流程图。
在成膜工序(S103)中进行的气体供给排气处理动作中,首先,开始气体排气工序(S301)。在气体排气工序(S301)中,一边使真空泵344工作一边将阀342设为开状态。由此,在气体排气工序(S301)中,从气体供给板21中的各排气区域216将各气体供给区域213~215内的气体通过与各排气区域216连通的气体排气管218、与气体排气管218的集合部分连通的气体导入轴22的气体排气管224、以及连接于气体排气管224的上端附近位置的气体排气管341,向处理容器外排气。此时,气体供给区域213~215与排气区域216中的压力通过压力控制器343而被控制成规定压力。另外,使衬底处理装置的内部整体排气的排气口会将扩散到气体供给板21的外部的气体快速地排气。
在气体排气工序(S301)的开始后,接着开始非活性气体供给工序(S302)。在非活性气体供给工序(S302)中,将非活性气体供给管331中的阀334设为开状态,并且调整MFC333以使流量成为规定流量。由此,在非活性气体供给工序(S302)中,非活性气体(N2气体)经由连接有非活性气体供给管331的气体供给空间222e而向气体导入轴22的气体导入管223c流入,然后通过经由气体排出空间231与该气体导入管223c连通的气体分配管217向非活性气体供给区域215内供给非活性气体。非活性气体的供给流量例如是100~10000sccm。若进行这样的非活性气体供给工序(S302),则在介于原料气体供给区域213与反应气体供给区域214之间的非活性气体供给区域215,形成由非活性气体形成的风障。
在非活性气体供给工序(S302)的开始后,接着开始原料气体供给工序(S303)以及反应气体供给工序(S304)。
在进行原料气体供给工序(S303)时,使原料(TiCl4)气化而生成原料气体(即TiCl4气体)(预先气化)。原料气体的预先气化也可以与已经说明了的衬底搬入工序(S101)和/或压力温度调整工序(S102)等并行。这是因为为了使原料气体稳定地生成,需要规定的时间。
然后,在生成了原料气体后,在原料气体供给工序(S303)中,将原料气体供给管311中的阀314设为开状态,并且调整MFC313以使流量成为规定流量。由此,在原料气体供给工序(S303)中,原料气体(TiCl4气体)经由连接有原料气体供给管311的气体供给空间222e向气体导入轴22的气体导入管223a流入,然后通过经由气体排出空间231与该气体导入管223a连通的气体分配管217来对原料气体供给区域213内供给原料气体。原料气体的供给流量例如是10~3000sccm。
此时,作为原料气体的载体气体,也可以供给非活性气体(N2气体)。该情况下的非活性气体的供给流量例如是10~5000sccm。
在进行这样的原料气体供给工序(S303)时,原料气体(TiCl4气体)遍及原料气体供给区域213内的整个区域地扩散。并且,因为已经开始了气体排气工序(S301),所以扩散到原料气体供给区域213内的原料气体通过与排气区域216连通的气体排气管218而从原料气体供给区域213内经由排气区域216排气。但是,此时,在邻接的非活性气体供给区域215,通过非活性气体供给工序(S302)的开始,来形成非活性气体的风障。因而,向原料气体供给区域213内供给的原料气体不会从排气区域216泄露到邻接的非活性气体供给区域215一侧。
另外,在反应气体供给工序(S304)中,将反应气体供给管321中的阀324设为开状态,并且调整MFC323以使流量成为规定流量。由此,在反应气体供给工序(S304)中,反应气体经由连接有反应气体供给管321的气体供给空间222e向气体导入轴22的气体导入管223b流入,然后反应气体通过经由气体排出空间231与该气体导入管223b连通的气体分配管217供给到反应气体供给区域214内。反应气体的供给流量例如是10~10000sccm。
此外,也可以构成为:为了在最初的TiCl4-NH3的循环中对所有的晶片W均匀地进行,在所有的晶片W通过原料气体供给区域213之前,停止向反应气体供给区域214的NH3气体的供给,在对所有的晶片W吸附了TiCl4后,供给NH3。
此外,也可以构成为利用RPU325,使在反应气体供给管321中流动的反应气体(NH3气体)活性化,产生等离子,将等离子状态的反应气体供给到反应气体供给区域214内。
此时,也可以作为反应气体的载体气体或者稀释气体,供给非活性气体(N2气体)。该情况下的非活性气体的供给流量例如是10~5000sccm。
在进行这样的反应气体供给工序(S304)时,反应气体(NH3气体)会遍及反应气体供给区域214内的整个区域地均等扩散。并且,因为已经开始了气体排气工序(S301),所以扩散到反应气体供给区域214内的反应气体通过与排气区域216连通的气体排气管218来从反应气体供给区域214内经由排气区域216排气。并且,此时,在邻接的非活性气体供给区域215,通过非活性气体供给工序(S302)的开始,形成非活性气体的风障。因而,供给到反应气体供给区域214内的反应气体不会从排气区域216泄露到邻接的非活性气体供给区域215一侧。
上述的各工序(S301~S304)在成膜工序(S103)中,依次或者并行地进行。但是,为了提高非活性气体的密封性,考虑了其开始定时以上述的顺序进行,但并不一定限于此,只要没有产生作为目标的规定的膜厚成为1原子层以下的误差,则也可以同时开始各工序(S301~S304)。但是,根据膜的种类,有时因最初吸附的气体,而在每个晶片W产生膜厚和/或膜质的差,所以优选对于晶片W,最初暴露的气体设为相同。
通过并行地进行上述的各工序(S301~S304),在成膜工序(S103)中,载置于衬底载置台10的各晶片W会分别依次通过成为了原料气体气氛的原料气体供给区域213的下方和成为了反应气体气氛的反应气体供给区域214的下方。并且,在原料气体供给区域213与反应气体供给区域214之间介有成为了非活性气体气氛的非活性气体供给区域215以及排气区域216,由此对各晶片W供给的原料气体与反应气体不会混杂。
在结束气体供给排气处理动作时,首先,结束原料气体供给工序(S305),并且结束反应气体供给工序(S306)。然后,在结束了非活性气体供给工序后(S307),结束气体排气工序(S308)。但是,对于这些各工序(S305~S308)的结束定时也与上述的开始定时是同样的,可以以不同的定时结束,也可以同时结束。
(3)板装配工序
接着,对于应该作为上述的衬底处理工序的前处理而进行的板装配工序进行说明。
板装配工序是向气体导入轴22装配气体供给板21的工序。板装配工序最晚也要在开始成膜工序(S103)之前进行。
(各种气体的供给时间)
此处,对在成膜工序(S103)中,对晶片W供给各种气体(具体而言原料气体或者反应气体)时的供给时间进行说明。
在上述的成膜工序(S103)中,反复进行交替对晶片W供给原料气体和反应气体的工序。在这样的由交替供给法实现的薄膜形成处理中,根据要形成的薄膜的种类,将晶片W分别暴露于原料气体、反应气体的时间不同。因而,为了适当地进行由交替供给法实现的薄膜形成处理,需要应对将晶片W暴露于各处理气体的时间的最佳化。
将晶片W暴露于各处理气体的时间根据晶片W通过原料气体供给区域213和反应气体供给区域214的时间决定。即,将晶片W暴露于各处理气体的时间在衬底载置台10的旋转速度一定时,依赖于俯视各气体供给区域213、214时的面积的大小。
此外,应该将成膜工序(S103)中的衬底载置台10的旋转速度设为一定。这是因为,若调整晶片W的区域通过速度(即衬底载置台10的旋转角速度)来进行应对,则因为在衬底载置台10上载置有多张晶片W,另外由气体供给板21形成的处理空间被划分为多个气体供给区域213~215,所以虽然对于某晶片W可实现最佳化,但关于同时并行地处理的其他晶片W有可能不一定能够实现最佳化。
图11是示出俯视气体供给板21中的各气体供给区域213、214时的面积的大小的例子的说明图。此外,在图例中,为了容易理解,示出了气体供给板21各自具有2个原料气体供给区域213(图中的附图标记A)和反应气体供给区域214(图中的附图标记B)的情况。
在图11(a)所示的例子中,以原料气体供给区域213(图中的附图标记A)和反应气体供给区域214(图中的附图标记B)分别成为同等的面积的方式,设定划分各气体供给区域213、214的排气区域216的位置。在这样构成的气体供给板21中,晶片W通过原料气体供给区域213和反应气体供给区域214的时间、即将晶片W分别暴露于原料气体以及反应气体的时间成为大致相同。
但是,根据应该在晶片W上形成的薄膜的种类,不一定非要使将晶片W分别暴露于原料气体以及反应气体的时间大致相同,也有时设为互不相同的情况更适当。例如,在图11(b)所示的例子中,以反应气体供给区域214(图中的附图标记B)的面积比原料气体供给区域213(图中的附图标记A)的面积大的方式,设定划分各气体供给区域213、214的排气区域216的位置。在这样的构成的气体供给板21中,通过对晶片W供给反应气体的供给量比原料气体多,由此能够加大各气体的反应量。另外,也有时与此相反,反应气体供给区域214(图中的附图标记B)的面积比原料气体供给区域213(图中的附图标记A)的面积小更加适当。
即,在进行由交替供给法实现的薄膜形成处理的衬底处理装置中,为了对于各种各样的薄膜可适当地进行薄膜形成处理,需要应对各气体供给区域213、214的大小变更。
但是,为了应对各气体供给区域213、214的大小变更,按薄膜形成处理的每个分开准备不同的衬底处理装置在成本的方面和/或设置空间等的点是不现实的。另外,为了应对各处理区域的大小变更,也可以考虑在衬底处理装置设置将各处理区域的大小自身设为自由可变的机构。然而,设置这样的机构不一定是容易的,另外为了管理该机构的动作有时需要复杂的控制处理。
因而,在本实施方式中,为了应对各气体供给区域213、214的大小变更,最晚也要在开始成膜工序(S103)之前,进行对气体导入轴22装配气体供给板21的板装配工序。
(板装配工序的详情)
此处,对于板装配工序具体地进行说明。
在进行板装配工序时,预先准备适当设定了各气体供给区域213、214的大小的气体供给板21。在假定形成各种各样的薄膜的情况下,优选预先准备适于各个种类的薄膜形成处理的多个气体供给板21(即,设定成各气体供给区域213、214的大小不同的多个气体供给板21)。然后,从这些多个气体供给板21中选择适于要形成的薄膜的种类一个气体供给板21,将该选择出的气体供给板21装配到气体导入轴22。具体而言,对于构成气体导入轴22的嵌合阶差部221的凸状的阶差部分,嵌合在选择出的气体供给板21形成的凹状的阶差部分,在该状态下利用固定工具进行固定,保持气体导入轴22与气体供给板21的装配状态。
此时,对于预先准备的各气体供给板21,将用于向气体导入轴22装配的凹状的阶差部分形成为相同形状。由此,对于各气体供给板21的某个,可以几乎同样地向气体导入轴22装配。即,通过使用于对气体导入轴22装配气体供给板21的接口标准化,可确保各气体供给板21的互换性。
在向气体导入轴22装配气体供给板21时,在气体导入轴22的凸状阶差部分与气体供给板21的凹状阶差部分之间,形成作为圆环状的空间的气体排出空间231。并且,在气体排出空间231,气体导入轴22中的气体导入管223a~223c和气体供给板21中的气体分配管217分别连接。即,经由圆环状的气体排出空间231,气体导入管223a~223c和气体分配管217连通。在气体导入管223a~223c和气体分配管217连通时,流入了气体导入管223a~223c的各种气体经由气体排出空间231向气体分配管217流入,通过该气体分配管217向气体供给板21中的各气体供给区域213~215内供给。
此时,介于气体导入管223a~223c与气体分配管217之间的圆环状的气体排出空间231作为缓冲气体导入管223a~223c中的气体流和气体分配管217中的气体流的缓冲空间发挥功能。因而,即使不超出需要地严格规定气体导入管223a~223c和气体分配管217的位置精度,也能够使气体导入管223a~223c和气体分配管217连通,可在它们之间形成顺畅的气体的流动。换言之,对于气体导入轴22中的气体导入管223a~223c和气体供给板21中的气体分配管217,即使在它们之间形成顺畅的气体流动的情况下,也能够充分地确保各自的配置位置的自由度,能够容易实现气体导入轴22和气体供给板21的装配接口的标准化。
并且,作为缓冲空间发挥功能的气体排出空间231形成为圆环状,所以能够在该圆环的外周上的多个部位连接气体分配管217。即,能够实现对于一个气体排出空间231连接以不同方向延伸的多个气体分配管217,对各气体分配管217的各个均等地流入气体。因此,即使在气体供给板21中设置多个各气体供给区域213~215的情况下,也可以对各气体供给区域213~215的各个均等地供给各种气体。
进而,圆环状的气体排出空间231与气体的种类数对应,并且多个空间在不同的平面上以不同的直径形成。因此,例如,即使对晶片W供给原料气体、反应气体以及吹扫气体这三种的气体的情况下,也可以将这些各种气体对各气体供给区域213~215的各个同时并行地供给。
此外,气体排出空间231在气体导入轴22和气体供给板21的装配状态下由密封部件232封止,所以即使在作为用于形成顺畅的气体的流动的缓冲空间发挥功能的情况下,也不会产生气体泄露等。封止气体排出空间231的密封部件232只要配置在与衬底载置台10的衬底载置面相对的面,能够使气体供给板21向气体导入轴22的装配容易化。这是因为,例如若密封部件232配置于圆柱周面,则在气体供给板21向气体导入轴22的装配时会在密封部件232的部分产生滑动阻力,但若密封部件232配置在与衬底载置面相对的面,可避免由密封部件232实现的滑动阻力的产生。
在这样地向气体导入轴22装配气体供给板21的板装配工序结束,在气体导入轴22和气体供给板21的装配状态下进行了成膜工序(S103)等后,重新对其他种类的薄膜进行成膜工序(S103)等的情况下,在将已经装配了的气体供给板21从气体导入轴22卸下之后,选择适于想要新形成的种类的薄膜形成处理的一个气体供给板21,对该选择出的气体供给板21再次进行板装配工序。即,根据想要形成的薄膜的种类,更换向气体导入轴22装配的气体供给板21。
因此,在本实施方式中,通过使用使装配接口标准化了的气体导入轴22以及气体供给板21,仅根据需要更换气体供给板21,就能够容易且简便地进行各气体供给区域213~215的大小变更,能够根据想要形成的薄膜的种类实现将晶片W暴露于各处理气体的时间的最佳化。
(4)本实施方式的效果
根据本实施方式,可起到以下所示的一个或者多个效果。
(a)根据本实施方式,对气体导入轴22装配气体供给板21,并且在气体供给板21向气体导入轴22的装配时气体导入轴22中的气体导入管223a~223c和气体供给板21中的气体分配管217经由圆环状的气体排出空间231连通。因而,只要更换向气体导入轴22装配的气体供给板21,就能够适当变更该气体供给板21中的各气体供给区域213~215的大小。即,通过使用装配接口标准化了的气体导入轴22以及气体供给板21,仅根据需要更换气体供给板21,就能够容易且简便地进行各气体供给区域213~215的大小变更。因此,即使在假定形成各种各样的薄膜的情况下,也不需按薄膜形成处理的每个步骤分开准备衬底处理装置,或在衬底处理装置设置将各气体供给区域213~215的大小自身设为自由可变的复杂的机构,就能够在各种类的薄膜形成处理中应对将晶片W暴露于各气体的时间的最佳化。
(b)另外,根据本实施方式,在气体供给板21向气体导入轴22的装配时,形成多个圆环状的气体排出空间231,并且多个空间在不同的平面上以不同的直径形成。即,多个圆环状的气体排出空间231构成为阶梯状。因而,能够对各气体供给区域213~215的各个区域同时并行地供给不同种类的气体。另外,因为可对一个气体排出空间231连接以不同方向延伸的多个气体分配管217,所以即使在多个部位存在应该供给同一种类气体的气体供给区域213~215,也能够对各部位的气体供给区域213~215的各个区域均等地供给气体。
(c)另外,根据本实施方式,用于封止气体排出空间231的密封部件232配置在与衬底载置台10的衬底载置面平行的面。因而,既能使气体供给板21向气体导入轴22的装配容易化,又能可靠地封止气体排出空间231来防止气体泄露等的产生。
(d)另外,根据本实施方式,作为气体供给板21中的多个气体供给区域213~215,分别各包含两个以上的原料气体供给区域213和反应气体供给区域214。这样,只要分别设置两个以上的原料气体供给区域213和反应气体供给区域214,就能够提高对晶片W的处理生产量。
(e)另外,根据本实施方式,作为在板装配工序中更换的气体供给板21的一个,包含原料气体供给区域213的平面的面积形成为比反应气体供给区域214的平面的面积小的情况。若气体供给板21具备这样的构成,则在使用该气体供给板21的情况下,能够与原料气体供给区域213相比加大反应气体供给区域214,由此能够提高与对晶片W上供给的原料气体分子的反应率。
(f)另外,根据本实施方式,作为气体供给板21中的多个气体供给区域213~215,包含介于原料气体供给区域213与反应气体供给区域214之间的非活性气体供给区域215。因而,即使在对晶片W在原料气体供给区域213中供给原料气体并在反应气体供给区域214中供给反应气体的情况下,也能够防止这些原料气体和反应气体在晶片W上混合。
(g)另外,根据本实施方式,供气体供给板21装配的气体导入轴22构成为在轴中心具有气体排气管224。因而,在进行从气体供给板21中的各气体供给区域213~215的气体排气时,能够使气体排气管224中的排气流导最大化,由此能够进行有效的气体排气。
(h)另外,根据本实施方式,以晶片W依次通过各气体供给区域213~215的方式,使具备气体导入轴22以及气体供给板21的卡盘头20和载置有晶片W的衬底载置台10的相对位置移动,进行向晶片W的面上的薄膜形成处理。因而,与例如使处理容器内充满原料气体或者反应气体,经由吹扫工序使其交替换气的情况相比,能够抑制处理气体(原料气体或者反应气体)的消耗量,能够实现有效的薄膜形成处理。即,能够以最小限度的气体使用量得到最大的成膜率。
(i)另外,根据本实施方式,构成为具有气体导入轴22形成为圆环状的气体供给空间222e,经由气体供给空间222e从外部向气体导入管223a~223c进行气体流入。因而,关于与气体供给空间222e连通的原料气体供给管311、反应气体供给管321以及非活性气体供给管331,能够从任何方向与形成气体供给空间222e的盖体部件222d连接,由此可充分地确保配管构成的自由度。并且,若在形成气体供给空间222e的盖体部件222d与气体导入轴22的圆柱外周面之间配置有磁性流体密封件222f,则能够保持盖体部件222d固定的状态地使气体导入轴22旋转,因此在使卡盘头20和衬底载置台10的相对位置移动时,也能够实现不是衬底载置台10旋转而是使卡盘头20旋转。即,通过介有磁性流体密封件222f并且以盖体部件222d封止形成为圆环状的气体供给空间222e,即使在使卡盘头20旋转的情况下,也能够对气体供给板21中的各气体供给区域213~215供给各种气体。
(j)另外,根据本实施方式,在使卡盘头20和衬底载置台10的相对位置移动时,使衬底载置台10或者卡盘头20的某个旋转。因而,在使卡盘头20和衬底载置台10的相对位置移动时,与例如使卡盘头20和衬底载置台10在直动方向上移动的情况相比,容易实现用于相对位置移动的机构等的构成简单化以及紧凑化,另外能够同时处理多张晶片W,所以能够实现成膜处理的生产性提高。进而,能够使气体供给板21中的各气体供给区域213~215在圆周上排列,由此能够有效地将高压的气体供给到衬底载置台10上的晶片W。
<本发明的其他实施方式>
以上,具体地说明了本发明的一实施方式,但本发明不限定于上述的一实施方式,能够在不脱离其主旨的范围能够进行各种变更。
(气体供给区域的划分数)
在上述一实施方式中,作为气体供给板21中的多个气体供给区域213~215,列举了分别包含两个以上的原料气体供给区域213和反应气体供给区域214,并且在原料气体供给区域213与反应气体供给区域214之间介有非活性气体供给区域215的情况的例子,但本发明不限定于此。即,只要是处理空间被划分成多个气体供给区域的衬底处理装置,就能够应用本发明。
图12是示出本发明的其他实施方式的衬底处理装置中的气体供给区域的划分方式的例子的说明图。图例示出作为原料气体供给区域,包含对晶片W供给第一原料气体的第一原料气体供给区域213和对晶片W供给与第一原料气体不同的第二原料气体的第二原料气体供给区域219的情况。作为第一原料气体,与上述一实施方式的情况同样,例如使用TiCl4气体。另外,作为第二原料气体,例如使用三甲基铝(TMA)气体。此外,对于反应气体(NH3气体)以及非活性气体(N2气体),与上述一实施方式的情况是同样的。若供给这样的种类的气体,则能够在晶片W上形成作为三元系合金的氮化钛铝(TiAlN)的薄膜。
在图12(a)所示的例子中,以第一原料气体供给区域213(图中的附图标记A)、反应气体供给区域214(图中的附图标记B)和第二原料气体供给区域219(图中的附图标记C)成为同等的面积的方式,设定划分各气体供给区域213、214、219的排气区域216的位置。在这样的构成的气体供给板21中,晶片W通过第一原料气体供给区域213、第二原料气体供给区域219以及反应气体供给区域214的时间,即将晶片W分别暴露于第一原料气体、第二原料气体以及反应气体的时间成为大致相同。
与此相对,在图12(b)所示的例子中,以反应气体供给区域214(图中的附图标记B)的面积比第一原料气体供给区域213(图中的附图标记A)以及第二原料气体供给区域219(图中的附图标记C)的面积大的方式,设定划分各气体供给区域213、214、219的排气区域216的位置。在这样的构成的气体供给板21中,对晶片W供给的反应气体的供给量比第一原料气体以及第二原料气体多,由此能够增多各气体的反应量。
即,即使在例如晶片W上形成三元系合金的薄膜的情况下,通过预先准备设定成各气体供给区域213、214、219的大小不同的多个气体供给板21,选择适于应该形成的薄膜的种类的气体供给板21,将该选择出的气体供给板21装配到气体导入轴22,能够实现将晶片W暴露于各处理气体的时间的最佳化。
另外,作为气体供给区域的划分方式,虽未图示,但也可以除了原料气体供给区域之外,还包含第一反应气体供给区域和第二反应气体供给区域。具体而言,作为原料气体例如使用HCDS(Si2Cl6)气体,作为第一反应气体例如使用NH3气体,作为第二反应气体例如使用氧气(O2气体)。若供给这样的种类的气体,则能够在晶片W上形成SiON的薄膜。
另外,也可以构成为进一步追加供给碳原料气体的区域,来形成SiOCN那样的多元系的薄膜。
(反应气体的等离子化)
另外,在上述的一实施方式中,列举了利用RPU325使反应气体(NH3气体)等离子化来向反应气体供给区域214内供给的情况的例子,但本发明不限定于此,也可以利用其他的方法来进行反应气体的等离子化。
图13是示出用于本发明的其他实施方式的衬底处理装置中的反应气体的等离子化的构成例的说明图。在图例的构成中,与气体供给板21和衬底载置台10的各个对应,设置未图示的两个电极。即,在气体供给板21一侧设置一电极,在衬底载置台10一侧设置另一电极。各电极例如配置成在距衬底载置台10上的晶片W的被处理面5mm以上且25mm以下的高度的位置,与该被处理面相对。这样,若将各电极设置在晶片W的被处理面的极附近,则能够抑制活性化了的处理气体在达到晶片W之前失去活性。此外,各电极的平面形状可考虑形成为例如梳形形状,但不限于该形状,也可以形成为一张板状,还可以形成为线圈状。
这样的各电极中设置于衬底载置台10一侧的电极与地(接地)连接。另一方面,在设置于气体供给板21一侧的电极,连接供电线226。供电线226用于向气体供给板21侧的电极供给电力,设置于气体导入轴22的轴中心。并且,供电线226经由未图示的整合器连接于高频电源227。此外,在气体导入轴22构成为能够旋转的情况下,供电线226构成为经由导电刷等与高频电源227连接,可与气体导入轴22一起旋转。
在这样的构成中,在对各电极间施加电极时,因放电而反应气体被等离子化。即,即使不利用RPU325,也能够使作为供给反应气体的空间的反应气体供给区域214产生等离子。
另外,根据这样的构成,在进行反应气体供给区域214内的等离子化时,因为在气体导入轴22的轴中心配置有供电线226,所以与配置在轴中心以外的情况相比,能够使向该供电线226的电力供给机构简单化。进而,在气体导入轴22旋转的情况下也容易应对,并且供电线226位于轴中心(即旋转中心),由此能够减低气体导入轴22旋转时的惯性。
(气体种类)
另外,例如,在上述的实施方式中,列举了在衬底处理装置所进行的成膜工序中,作为原料气体(第一处理气体)使用TiCl4气体,作为反应气体(第二处理气体)使用NH3气体,通过将它们交替供给来在晶片W上形成TiN膜的情况的例子,但本发明不限定于此。即,成膜处理所使用的处理气体不限于TiCl4气体、NH3气体等,也可以使用其他种类的气体来形成其他种类的薄膜。进而,在使用三种以上的处理气体的情况下,只要能够将它们交替供给来进行成膜处理,也能够应用本发明。进而,对于反应气体,不限于等离子化而供给的情况,例如也可以通过热使其活性化而供给。
(其他)
另外,例如,在上述的实施方式中,作为衬底处理装置所进行的工艺处理列举了成膜处理的例子,但本发明不限定于此。即,只要是衬底依次通过多个处理区域的工艺处理,则除了成膜处理之外,也可以是形成氧化膜、氮化膜的处理,形成包含金属的膜的处理。另外,不管衬底处理的具体的内容如何,不仅是成膜处理,也能够适当地应用于退火处理、氧化处理、氮化处理、扩散处理、光刻处理等其他的衬底处理。进而,本发明也能够适当地应用于其他的衬底处理装置,例如退火处理装置、氧化处理装置、氮化处理装置、曝光装置、涂布装置、干燥装置、加热装置,利用等离子的处理装置等之外的衬底处理装置。另外,本发明中,这些装置也可以混杂。另外,能够将某实施方式的构成的一部分置换为其他实施方式的构成,另外,也能够对某实施方式的构成添加其他实施方式的构成。另外,对于各实施方式的构成的一部分,也能够进行其他构成的追加、削除、置换。
<本发明优选的技术方案>
以下对本发明优选的技术方案进行附记。
[附记1]
根据本发明的一技术方案,提供一种衬底处理装置,具备:
供衬底载置的衬底载置台;
气体供给板,其具有与所述衬底载置台相对的处理空间顶板部,所述处理空间顶板部与所述衬底载置台之间被划分成多个气体供给区域,设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管;以及
气体导入轴,其构成为具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管,并且供所述气体供给板装配,构成为所述多个气体导入管分别经由在所述气体供给板装配时形成的圆环状的气体排出空间而与所述气体供给板中的所述气体分配管连通。
[附记2]
提供附记1所记载的衬底处理装置,其中,优选,所述气体排出空间与所述多个气体导入管分别对应而形成有多个,并且多个所述气体排出空间分别在不同的平面上以不同的直径形成。
[附记3]
提供附记1或者2所记载的衬底处理装置,其中,优选,在所述气体供给板和所述气体导入轴的至少一方,在与所述衬底载置台的载置面平行的面,配置有用于封止所述气体排出空间的密封部件。
[附记4]
提供附记1到附记3中的某一个所记载的衬底处理装置,其中,优选,所述多个气体供给区域包括对所述衬底供给原料气体的原料气体供给区域和对所述衬底供给反应气体的反应气体供给区域,且所述原料气体供给区域和所述反应气体供给区域各为2个以上。
[附记5]
提供附记4所记载的衬底处理装置,其中,优选,所述原料气体供给区域的平面的面积和所述反应气体供给区域的平面的面积不同。
[附记6]
提供附记5所记载的衬底处理装置,其中,优选,所述原料气体供给区域的平面的面积形成为比所述反应气体供给区域的平面的面积小。
[附记7]
提供附记4到附记6的某一个所记载的衬底处理装置,其中,优选,所述原料气体供给区域包括对所述衬底供给第一原料气体的第一原料气体供给区域和对所述衬底供给与所述第一原料气体不同的第二原料气体的第二原料气体供给区域。
[附记8]
提供附记4到附记6的某一个所记载的衬底处理装置,其中,优选,所述反应气体供给区域包括对所述衬底供给第一反应气体的第一反应气体供给区域和对所述衬底供给与所述第一反应气体不同的第二反应气体的第二反应气体供给区域。
[附记9]
提供附记4到附记8的某一个所记载的衬底处理装置,其中,优选,除了所述原料气体供给区域和所述反应气体供给区域之外,所述多个气体供给区域还包括供给非活性气体的非活性气体供给区域。
[附记10]
提供附记9所记载的衬底处理装置,其中,优选,所述非活性气体供给区域配置成介于所述原料气体供给区域与所述反应气体供给区域之间。
[附记11]
提供附记1到附记10的某一个所记载的衬底处理装置,其中,优选,所述气体导入轴构成为在轴中心具有气体排气管。
[附记12]
提供附记1到附记11的某一个所记载的衬底处理装置,其中,优选,具备移动机构,其使所述气体供给板以及所述气体导入轴与所述衬底载置台的相对位置移动,以使所述衬底依次通过所述多个气体供给区域。
[附记13]
提供附记12所记载的衬底处理装置,其中,优选,所述气体导入轴具有形成为圆环状的气体供给空间,构成为经由所述气体供给空间从外部向所述气体导入管进行气体流入。
[附记14]
提供附记1到附记13的某一个所记载的衬底处理装置,其中,优选,在所述气体供给板设置有电极,在所述气体导入轴的轴中心,设置有向所述电极供给电力的供电线。
[附记15]
根据本发明其他的技术方案,提供一种气体导入轴,是用于对在供衬底载置的衬底载置台上形成的处理空间导入气体的气体导入轴,其中,
所述气体导入轴被构成为供气体供给板装配,并具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管,所述气体供给板具有与所述衬底载置台相对的处理空间顶板部,所述处理空间顶板部与所述衬底载置台之间被划分成多个气体供给区域,在所述气体供给板设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管,
构成为所述多个气体导入管分别经由在所述气体供给板装配时形成的圆环状的气体排出空间而与所述气体供给板中的所述气体分配管连通。
[附记16]
提供附记15所记载的气体导入轴,其中,优选,所述气体排出空间与所述多个气体导入管分别对应地形成有多个,并且多个所述气体排出空间分别在不同的平面上以不同的直径形成。
[附记17]
提供附记15或者附记16所记载的气体导入轴,其中,优选,在与所述衬底载置台的载置面平行的面配置有用于封止所述气体排出空间的密封部件。
[附记18]
根据本发明其他的技术方案,提供气体供给板,是用于对在供衬底载置的衬底载置台上形成的处理空间供给气体的气体供给板,其中,
具有与所述衬底载置台相对的处理空间顶板部,
所述处理空间顶板部与所述衬底载置台之间被划分为多个气体供给区域,
设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管,
构成为装配于具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管的气体导入轴,
构成为所述气体导入轴中的多个气体导入管分别经由在向所述气体导入轴装配时形成的圆环状的气体排出空间,与所述气体分配管连通。
[附记19]
提供附记18所记载的气体供给板,其中,优选,所述气体排出空间与所述多个气体导入管分别对应地形成有多个,并且多个所述气体排出空间分别在不同平面上以不同的直径形成。
[附记20]
提供附记18或者附记19所记载的气体供给板,其中,优选,在与所述衬底载置台的载置面平行的面配置有用于封止所述气体排出空间的密封部件。
[附记21]
根据本发明其他的技术方案,提供半导体器件的制造方法,其中,具备:
在衬底载置台载置衬底的衬底载置工序;
板装配工序,将在所述衬底载置台上形成的处理空间划分为多个气体供给区域,并且将设置有分别与所述多个气体供给区域连通的气体分配管的气体供给板装配到构成为具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管的气体导入轴,所述多个气体导入管分别经由在所述气体供给板向所述气体导入轴的装配时形成的圆环状的气体排出空间而与所述气体分配管连通;
气体供给工序,通过所述气体导入管、所述气体排出空间以及所述气体分配管对所述多个气体供给区域的各个进行气体供给;以及
相对位置移动工序,使所述气体供给板以及所述气体导入轴与所述衬底载置台的相对位置移动,以使所述衬底依次通过所述多个气体供给区域。
Claims (19)
1.一种衬底处理装置,具备:
供衬底载置的衬底载置台;
气体供给板,其具有与所述衬底载置台相对的处理空间顶板部,所述处理空间顶板部与所述衬底载置台之间被划分成多个气体供给区域,在所述气体供给板设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管;以及
气体导入轴,其构成为具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管,供所述气体供给板装配,构成为所述多个气体导入管分别经由多个圆环状的气体排出空间而与所述气体供给板中的所述气体分配管连通,所述多个圆环状的气体排出空间是在所述气体供给板装配时与所述多个气体导入管分别对应地在不同平面上以不同直径形成的。
2.根据权利要求1所述的衬底处理装置,其中,
所述气体导入轴的构成凸状阶差部分的凸状顶面与所述气体供给板的构成凹状阶差部分的凹状底面位于同一平面上。
3.根据权利要求1所述的衬底处理装置,其中,
在所述气体供给板与所述气体导入轴的至少一方,在与所述衬底载置台的载置面平行的面,配置有用于封止所述气体排出空间的密封部件。
4.根据权利要求1所述的衬底处理装置,其中,
所述多个圆环状的气体排出空间沿着形成于所述气体导入轴的阶差部分而呈阶梯状并列。
5.根据权利要求1所述的衬底处理装置,其中,
所述多个圆环状的气体排出空间被构成为:隔着构成设于所述气体供给板的凹状阶差部分的凹状底面和侧壁而分别相邻。
6.根据权利要求1所述的衬底处理装置,其中,
在所述气体导入轴的中心设有气体排气管,
具有设于所述气体排气管内且向所述气体供给板供给高频电力的供电线。
7.一种气体导入轴,用于对在供衬底载置的衬底载置台上形成的处理空间导入气体,其中,
所述气体导入轴被构成为供气体供给板装配,并具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管,所述气体供给板具有与所述衬底载置台相对的处理空间顶板部,所述处理空间顶板部与所述衬底载置台之间被划分成多个气体供给区域,在所述气体供给板设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管,
所述多个气体导入管分别经由多个圆环状的气体排出空间而与所述气体供给板中的所述气体分配管连通,所述多个圆环状的气体排出空间是在所述气体供给板装配时与所述多个气体导入管分别对应地在不同平面上以不同直径形成的。
8.根据权利要求7所述的气体导入轴,其中,
所述气体导入轴的构成凸状阶差部分的凸状顶面与所述气体供给板的构成凹状阶差部分的凹状底面位于同一平面上。
9.根据权利要求7所述的气体导入轴,其中,
在与所述衬底载置台的载置面平行的面,配置有用于封止所述气体排出空间的密封部件。
10.根据权利要求7所述的气体导入轴,其中,
所述多个圆环状的气体排出空间沿着形成于所述气体导入轴的阶差部分而呈阶梯状并列。
11.根据权利要求7所述的气体导入轴,其中,
在所述气体导入轴的中心设有气体排气管,
具有设于所述气体排气管内且向所述气体供给板供给高频电力的供电线。
12.一种气体供给板,用于对在供衬底载置的衬底载置台上形成的处理空间供给气体,其中,
具有与所述衬底载置台相对的处理空间顶板部,
所述处理空间顶板部与所述衬底载置台之间被划分成多个气体供给区域,
设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管,
构成为装配于具有供不同种类的气体流动的多个气体导入管的气体导入轴,
所述气体导入轴的多个气体导入管分别经由多个圆环状的气体排出空间而与所述气体分配管连通,所述多个圆环状的气体排出空间是在所述气体供给板向所述气体导入轴装配时与所述多个气体导入管分别对应地在不同平面上以不同直径形成的。
13.根据权利要求12所述的气体供给板,其中,
所述气体导入轴的构成凸状阶差部分的凸状顶面与所述气体供给板的构成凹状阶差部分的凹状底面位于同一平面上。
14.根据权利要求12所述的气体供给板,其中,
在与所述衬底载置台的载置面平行的面,配置有用于封止所述气体排出空间的密封部件。
15.根据权利要求12所述的气体供给板,其中,
所述多个圆环状的气体排出空间被构成为:隔着构成设于所述气体供给板的凹状阶差部分的凹状底面和侧壁而分别相邻。
16.一种半导体器件的制造方法,其中,包括:
在衬底载置台载置衬底的衬底载置工序;
将气体供给板装配到构成为具有多个气体导入管的气体导入轴,所述气体供给板将形成于所述衬底载置台上的处理空间划分成多个气体供给区域、并设置有与所述多个气体供给区域分别连通的气体分配管,所述多个气体导入管分别经由多个圆环状的气体排出空间而与所述气体分配管连通,所述多个圆环状的气体排出空间是在向所述气体导入轴装配所述气体供给板时与所述多个气体导入管分别对应地在不同平面上以不同直径形成的,通过所述气体导入管、所述气体排出空间和所述气体分配管,向所述多个气体供给区域分别供给气体;以及
相对位置移动工序,使所述气体供给板以及所述气体导入轴与所述衬底载置台的相对位置移动,以使所述衬底依次通过所述多个气体供给区域。
17.根据权利要求16所述的半导体器件的制造方法,其中,
在供给所述气体的工序中,通过所述多个圆环状的气体排出空间来供给气体,所述多个圆环状的气体排出空间构成为,所述气体导入轴的构成凸状阶差部分的凸状顶面与所述气体供给板的构成凹状阶差部分的凹状底面位于同一平面上。
18.根据权利要求16所述的半导体器件的制造方法,其中,
在供给所述气体的工序中,通过沿着形成于所述气体导入轴的阶差部分而呈阶梯状并列的所述多个圆环状的气体排出空间,来供给气体。
19.根据权利要求16所述的半导体器件的制造方法,其中,
包括下述工序:经由设于所述气体导入轴的中心的所述气体排气管内的供电线而向所述气体供给板供给高频电力。
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