CN117954350A - 基板处理装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法以及记录介质 - Google Patents

基板处理装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法以及记录介质 Download PDF

Info

Publication number
CN117954350A
CN117954350A CN202311303273.9A CN202311303273A CN117954350A CN 117954350 A CN117954350 A CN 117954350A CN 202311303273 A CN202311303273 A CN 202311303273A CN 117954350 A CN117954350 A CN 117954350A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
substrate processing
processing apparatus
heat insulating
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311303273.9A
Other languages
English (en)
Inventor
小前泰彰
冈宫弘树
本田刚一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Electric Corp filed Critical Kokusai Electric Corp
Publication of CN117954350A publication Critical patent/CN117954350A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C23C16/463—Cooling of the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4411—Cooling of the reaction chamber walls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4408—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber by purging residual gases from the reaction chamber or gas lines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4584—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally the substrate being rotated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/6732—Vertical carrier comprising wall type elements whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising sidewalls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a batch of workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/6776—Continuous loading and unloading into and out of a processing chamber, e.g. transporting belts within processing chambers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明提供能够缩短隔热部的冷却时间的技术，涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法以及记录介质。具有：处理容器，其处理基板；盖，其封闭该处理容器的下方的开口；升降机，其使该盖上下移动；隔热部，其被设置在所述盖与所述基板之间，具有形成为上端封闭的筒形状的筒部；冷却气体供给部，其在所述盖封闭所述开口的状态下从所述筒部内的喷出口供给吹扫气体来对所述隔热部内进行吹扫，且在所述盖未封闭所述开口的状态下从所述喷出口供给冷却气体来对所述隔热部进行冷却。

Description

基板处理装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法以及记 录介质
技术领域
本公开涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法以及记录介质。
背景技术
在半导体装置的制造方法中，作为处理基板的装置，有时使用立式基板处理装置。另外，存在如下的基板处理装置，具有保持基板的舟皿、处理基板的处理室，相对于各处理室依次搬入搬出舟皿，处理基板。
为了维持处理室内的温度，舟皿在下部具有筒状的隔热部。在基板的冷却工序中，有时对舟皿吹送冷却气体，进行基板和隔热部的冷却。隔热部的热容量比基板大，因此，在冷却工序中，需要与隔热部的冷却时间匹配地设定冷却时间。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2018-49853号公报
发明内容
发明要解决的课题
本公开提供一种能够缩短隔热部的冷却时间的技术。
用于解决课题的手段
根据本公开的一方式，提供一种技术，具有：处理容器，其处理基板；盖，其封闭该处理容器的下方的开口；升降机，其使该盖上下移动；隔热部，其被设置在所述盖与所述基板之间，具有形成为上端封闭的筒形状的筒部；冷却气体供给部，其在所述盖封闭所述开口的状态下从所述筒部内的喷出口供给吹扫气体来对所述隔热部内进行吹扫，且在所述盖未封闭所述开口的状态下从所述喷出口供给冷却气体来对所述隔热部进行冷却。
发明效果
根据本公开，能够缩短隔热部的冷却时间。
附图说明
图1是表示本公开的实施例的基板处理装置的一例的横剖视图。
图2是表示本公开的实施例的处理炉的一例的纵剖视图。
图3是表示本公开的实施例的隔热部的一例的纵剖视图。
图4是表示本公开的实施例的基板处理装置的控制器的控制系统的框图。
图5是对本公开的实施例的基板处理方法进行说明的流程图。
图6是表示本公开的实施例的供给配管的变形例的立体图。
附图标记说明
1 基板处理装置
8 晶圆
18 反应管
32 盖部
33 隔热部
43 舟皿升降机
44 冷却气体供给部
76 喷出口。
具体实施方式
以下，主要参照图1～图5对本公开的一方式进行说明。此外，在以下的说明中使用的附图都是示意性的，附图所示的各要素的尺寸的关系、各要素的比率等未必与现实的一致。另外，在多个附图的相互之间，各要素的尺寸等的关系、各要素的比率等也未必一致。另外，在所有附图中，对相同或对应的结构标注相同或对应的附图标记，省略重复的说明。
在本实施例中，基板处理装置构成为作为半导体装置(器件)的制造方法中的制造工序的一工序，实施热处理等基板处理工序的立式基板处理装置(以下，称为基板处理装置)1。
如图1所示，基板处理装置1具有处理模块2，处理模块2具备具有大致长方体的轮廓的框体或主体。处理模块2由处理炉4和搬送室5构成。
在处理炉4的下方配置有搬送室5，与搬送室5的正面侧相邻地配置有移载室11。移载室11具有大致长方体的外形的框体，具有移载作为基板的晶圆8的移载机9。在移载室11的正面侧连结对收纳多个晶圆8的晶圆盒(FOUP)12进行收纳的收纳室13。收纳室13、处理模块2、移载室11具有以由相互正交的面构成的多面体为基调的外径，分别构成为能够装卸，其连接部具有适当的气密性。在收纳室13的前表面设置有I/O端口14，经由I/O端口14相对于基板处理装置1的内外搬入搬出晶圆盒12。另外，与移载室11相邻地设置有载置台16，从载置于载置台16的晶圆盒12搬送晶圆8。
在搬送室5与移载室11的边界壁(相邻面)设置有用于在两者之间搬入基板的闸阀15。在移载室11内以及搬送室5内分别设置有压力探测器，移载室11内的压力被设定为比搬送室5内的压力低。另外，在移载室11内和搬送室5内分别设置有氧浓度探测器，移载室11内和搬送室5内的氧浓度被维持为比大气中的氧浓度低。在移载室11的顶部设置有向移载室11内供给清洁空气的清洁单元17，构成为例如使惰性气体作为清洁空气在移载室11内循环。通过利用惰性气体对移载室11内进行循环吹扫，能够使移载室11内成为清洁的气氛。通过这样的结构，能够抑制搬送室5内的颗粒等混入到移载室11内，能够抑制在移载室11内及搬送室5内在晶圆8上形成自然氧化膜。
如图2所示，处理炉4具有圆筒形状的处理容器18(反应管18)和设置于反应管18的外周的作为加热单元(加热机构)的加热器19。反应管18例如由石英(SiO2)、碳化硅(SiC)形成。在反应管18的内部形成有对作为基板的晶圆8进行处理的处理室21。另外，在反应管18沿着反应管18的内壁竖立设置有作为温度检测器的温度检测部22。
基板处理中使用的气体由作为气体供给系统的气体供给机构23供给到处理室21内。气体供给机构23供给的气体根据成膜的膜的种类而改变。在此，气体供给机构23包含：原料气体供给部、反应气体供给部以及惰性气体供给部。气体供给机构23收纳于后述的供给箱24(气体箱24)。
原料气体供给部具有气体供给管25a，在气体供给管25a从上游方向起依次设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)26a及作为开闭阀的阀28a。气体供给管25a与贯通歧管27的侧壁的喷嘴29a连接。喷嘴29a在反应管18内沿着上下方向竖立设置，形成有多个供给孔，该多个供给孔朝向保持于作为基板保持件的舟皿31的晶圆8开口。通过喷嘴29a的供给孔向晶圆8供给原料气体。
以下，通过同样的结构，从反应气体供给部经由气体供给管25b、MFC26b、阀28b以及喷嘴29b对晶圆8供给反应气体。从惰性气体供给部经由气体供给管25c、25d、MFC26c、26d、阀28c、28d以及喷嘴29a、29b对晶圆8供给惰性气体。另外，将气体供给管25a～25d合称为气体供给管25，将MFC26a～26d合称为MFC26，将阀28a～28d并称为阀28，将喷嘴29a、29b合称为喷嘴29。
在反应管18的下端开口部，圆筒形的歧管27经由O环等密封部件连结，支承反应管18的下端。歧管27的下端开口部与搬送室5的顶部对应地配置，下端开口与搬送室5连通，由圆盘状的盖部32开闭。在盖部32的上表面设置有O环等密封部件，由此反应管18与外部气体被气密地密封。在盖部32上载置有隔热部33。另外，将反应管18和歧管27合称为反应管(处理容器)18。该情况下，反应管18的下端的开口由盖部32封闭。
在歧管27形成有沿与轴心正交的方向，即与反应管18的管轴正交的方向延展的排气口30，经由排气口30安装有排气管34。排气管34经由作为检测处理室21内的压力的压力检测器(压力检测部)的压力传感器35和作为压力调整器(压力调整部)的流导可变阀36，与作为真空排气装置的增压泵38连接。另外，流导可变阀36是将APC(Auto PressureController)阀和闸阀这两个阀串联连接而构成的两级结构的阀。另外，APC阀成为能够以与排气管34的截面积同等或其以上的流路截面积开放的蝶阀。通过这样的结构，能够使处理室21内的压力成为与处理对应的处理压力。主要由排气管34、压力传感器35、流导可变阀36构成排气系统39。也可以将增压泵38包含于排气系统39。
处理室21在内部收纳作为基板保持件的舟皿31，该舟皿31将多张、例如10～150张晶圆8垂直地支承为搁板状。舟皿31被贯通盖部32和隔热部33的旋转轴41支承于隔热部33的上方，将晶圆8保持在反应管18内。旋转轴41为中空，能够旋转地支承于在盖部32的下方设置的旋转机构42。旋转轴41构成为能够在将反应管18的内部气密地密封的状态下旋转。盖部32由配置于搬送室5的作为升降机构(升降机)的舟皿升降机43沿上下方向驱动。由此，舟皿31及盖部32一体地升降，相对于反应管18搬入搬出舟皿31。下降的舟皿31收容于搬送室5，晶圆8向舟皿31的移载通过搬送室5进行。
构成为经由冷却气体供给部44向隔热部33内导入冷却气体和吹扫气体。冷却气体供给部44具有：导入部45、与导入部45连接的供给配管46、与供给配管46连接的气体供给管47a、从气体供给管47a分支的气体供给管47b。
在气体供给管47a从上游方向起依次设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)48a和作为控制阀的阀49a。在气体供给管47b从上游方向起依次设置有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)48b和作为控制阀的阀49b。气体供给管47a、47b和MFC48a、48b、阀49a、49b收纳于气体箱24。冷却气体供给部44也可以是气体供给机构23的一部分。此外，将气体供给管47a、47b合称为气体供给管47，将MFC48a、48b合称为MFC48，将阀49a、49b合称为阀49。
导入部45具有沿着旋转机构42的上下方向竖立设置的导入管45a和与形成于旋转机构42的侧方的导入管45a连接的端口45b。因此，导入管45a相对于旋转机构42固定地设置，构成为通过舟皿升降机43而与盖部32一体地沿上下方向移动。此外，所述导入管45a也可以固定地设置于盖部32。
导入管45a与旋转机构42的内部经由端口45b连通，旋转机构42与隔热部33内经由沿上下方向贯通旋转轴的孔45c连通。由导入管45a、端口45b、旋转机构42内部与旋转轴41之间的空间、贯通旋转轴41的孔45c构成导入部45，因此，旋转轴41构成导入部45的一部分。因此，旋转轴41的内部(孔45c)与隔热部33的内部流体连通，并且隔热部33与旋转机构42内经由孔45c流体连通。
供给配管46例如为包含氟的合成树脂制，具有挠性。另外，供给配管46具有规定的长度，以挠曲的状态与导入管45a及气体供给管47a连接。在此，供给配管46具有无论舟皿31的位置如何都能够维持与导入管45a及气体供给管47a的连接状态的长度。因此，即使是在导入部45与舟皿31一起沿上下方向升降的情况下，也在导入部45、供给配管46、气体供给管47a之间维持流体连通。该情况下，供给配管46的气体供给管47a侧(上游侧)的端部成为不移动的固定端，导入管45a侧(下游侧)的端部成为与舟皿31一起上下的移动端。
气体供给管47a与冷却气体供给源连接，经由气体供给管47a、供给配管46、导入部45向隔热部33内供给冷却气体。气体供给管47b与吹扫气体供给源连接，经由气体供给管47b、气体供给管47a、供给配管46、导入部45向隔热部33内供给吹扫气体。因此，通过作为控制阀的阀49a、49b的开闭，能够对冷却气体和吹扫气体的供给进行接通/断开，即切换供给和供给停止，并且能够选择冷却气体和吹扫气体来向隔热部33内供给。
作为冷却气体，例如能够使用常温的工业用氮气、空气(人工空气)等。另外，作为吹扫气体，能够使用半导体工艺用的纯氮气、通常的氮气等。因此，不需要气体的加热、冷却等，因此，能够廉价地应用。工业用氮气能够使工业用液氮气化而准备，这样的气体由于纯度高因此也能够用作吹扫气体。
此外，导入管45a也可以构成为供给配管46的一部分。该情况下，供给配管46成为具有挠性的挠性部，导入管45a成为用于将供给配管46的移动端与旋转机构42连接的不具有挠性的非挠性部。
在旋转机构42、舟皿升降机43、气体供给机构23的MFC26a～26d、阀28a～28d、流导可变阀36、冷却气体供给部44的MFC48a、48b及阀49a、49b连接控制它们的控制器51(后述)。控制器51构成为具有例如具备CPU的微处理器(计算机)，控制处理模块2的动作。
参照图4，对隔热部33及旋转机构42的详细情况进行说明。旋转机构42具有形成为上端开口且下端封闭的大致圆筒形状的壳体53，壳体53配置于盖部32的下表面。在壳体53的内部配置有细长的圆筒形状的内轴54。在壳体53的内部配置有形成为直径比内轴54的外径大的圆筒形状的外轴55，外轴55由夹设在与内轴54之间的上下一对内侧轴承56a、56b和夹设在与壳体53之间的上下一对外侧轴承57a、57b支承为旋转自如。
在内侧轴承56a和外侧轴承57a分别设置有作为密封部的磁性流体密封件58a、58b。在壳体53的封闭壁下表面固定有密封外轴55的下端部的帽59。利用磁性流体密封件58a、58b维持旋转轴41与盖部32之间的气密，并且利用磁性流体密封件58a、58b和帽59使壳体53成为密封构造。在外轴55的外周的外侧轴承57a与外侧轴承57b之间固定有蜗轮61。由电动马达62旋转驱动的蜗杆轴63与蜗轮61啮合。
在壳体53的比磁性流体密封件58a、58b更靠处理室21侧的位置形成有端口45b。因此，在比磁性流体密封件58a、58b更靠处理室21侧的位置，壳体53与旋转轴41之间的空间45d经由端口45b与导入管45a连通。另外，空间45d与隔热部33内经由形成于旋转轴41的孔45c连通。
在内轴54的内侧垂直地插通有作为第二加热单元(加热机构)的加热器即副加热器64，该副加热器64在处理室21内从下方对晶圆8进行加热。副加热器64具有垂直延伸的支柱部65和与支柱部65水平连接的发热部66。支柱部65在内轴54的上端位置被由耐热树脂形成的支持部68支承。另外，支柱部67的下端部在比壳体53的封闭壁下表面更靠下的位置经由O环被作为真空用接头的支持部68支承。
发热部66形成为直径比晶圆8的外径小的大致环状，以与晶圆8平行的方式被支柱部65连接支承。在发热部66的内部封入有构成线圈状的电阻发热体即发热体69的加热器线材。发热体69例如由Fe-Cr-Al合金、二硅化钼等形成。
在外轴55的上表面固定有在下端具有凸缘的圆筒形状的旋转轴41。在旋转轴41的中心形成有供副加热器64贯通的贯通孔。在旋转轴41的上端部，在中心形成有供副加热器64贯通的贯通孔的圆盘形状的承接部71与盖部隔开规定的间隔h1而固定。h1优选设定为2～10mm。若h1小于2mm，则有时在舟皿旋转时部件彼此接触，或因流导降低而导致后述的筒部即圆筒部70内的气体排气速度降低。若h1大于10mm，则有时处理气体大量侵入到圆筒部70内。
承接部71例如由不锈钢等金属形成。在承接部71的上表面载置有作为保持隔热体72的隔热体保持件的保持部73和圆筒部70。由承接部71、保持部73、圆筒部70以及隔热体72构成隔热部33。圆筒部70形成为上端封闭以将副加热器64收纳于内部的筒形状。如图3所示，在俯视图中，在保持部73与圆筒部70之间的区域形成有对圆筒部70内进行排气的孔径h2的排气孔74。排气孔74例如沿着承接部71的同心圆上等间隔地形成有多个。h2优选设定为10～40mm。若h2小于10mm，则有时因流导降低导致圆筒部70内的气体排气速度降低。若h2大于40mm，则有时承接部71的耐载荷强度降低，导致破损。
如图3所示，保持部73构成为在中心具有供副加热器64贯通的贯通孔75的圆筒状。导入管45a与设置于壳体53的侧面的端口45b连接，端口45b与贯通盖部32(旋转轴41)及承接部71的贯通光连通，经由该贯通孔向贯通孔75开口。即，导入部45与贯通孔75流体连通。
保持部73的下端具有外径比承接部71小的朝外凸缘形状。保持部73的上端形成为比上下端之间的柱部分的直径大的直径，构成吹扫气体和冷却气体的喷出口76。贯通孔75的直径构成为比副加热器64的支柱部65的外壁的直径大，通过这样的结构，在保持部73与支柱部65之间形成圆环状的空间，能够将圆筒状的空间作为向隔热部33内供给冷却气体及吹扫气体的气体供给路第一流路。
保持部73例如由石英、SiC等耐热性材料形成。保持部73形成为下端的凸缘与柱的连接面为曲面。通过这样的结构，能够抑制应力集中于连接面，能够提高保持部73的强度。另外，通过将连接面设为平滑的形状，能够不妨碍吹扫气体的流动地抑制圆筒部70内的吹扫气体的停滞产生。
从喷出口76朝向圆筒部70的内侧上方供给例如吹扫气体。通过将喷出口76设为圆环状的开口，能够遍及圆筒部70的上端和圆环状的平面径向的整周方向均匀地供给吹扫气体。另外，通过使喷出口76的直径比柱部分的直径大，能够朝向圆筒部70内的径向和圆筒部70内的上方空间大范围地供给吹扫气体。这样，通过利用吹扫气体积极地对圆筒部70内的、特别是设置有发热部66的上端部(顶部)附近进行吹扫，能够抑制处理气体暴露于发热部66。从喷出口76供给的吹扫气体经由保持部73与圆筒部70的内壁之间的空间即第二流路向圆筒部70外排出。
在保持部73的柱设置有反射板72A和隔热板72B作为隔热体72。反射板72A例如通过焊接而固定地保持于保持部73的上部。隔热板72B例如通过焊接而被固定保持于保持部73的中间部。在隔热板72B的上下的保持部73形成有保持架77，能够追加保持隔热板72B。保持架77构成为从保持部73的柱的外壁朝向外侧水平地延伸。通过这样的结构，能够将隔热板72B排列成水平且彼此中心对齐的状态而多级地保持。在反射板72A与隔热板72B之间形成有规定的间隔h3。h3优选设定为50～300mm。
反射板72A是直径比晶圆8的直径小的圆板形状，例如由不透明石英形成，以规定的间隔h4保持于上方的保持架77。h4优选设定为2～10mm。若h4小于2mm，则有时气体滞留在反射板72A之间。另外，若h4大于10mm，则有时热反射性能降低。
隔热板72B是外径比晶圆8的外径小的圆板形状，优选由热容量和热传导率小的材料形成，例如由石英、硅(Si)、SiC等形成。在此，四张隔热板72B以规定的间隔h5保持于下方的保持架77。h5优选设定为2mm以上。若h5小于2mm，则有时气体滞留在隔热板72B之间。
反射板72A和隔热板72B的保持张数不限于上述张数，只要至少隔热板72B的保持张数为反射板72A的保持张数以上即可。这样，在上方设置反射板72A，在下方设置隔热板72B，由此，利用反射板72A对来自副加热器64的辐射热进行反射，另外，利用隔热板72B在远离晶圆8的位置对来自加热器19和副加热器64的辐射热进行隔热，由此，能够改善晶圆8的温度响应性，能够缩短升温时间。
在圆筒部70的上表面设置有舟皿31。在圆筒部70的上表面的外周遍及整周地形成槽，在该槽载置舟皿31的环状的底板。通过设为这样的结构，能够在不使副加热器64旋转的情况下使圆筒部70和舟皿31旋转。
圆筒部70的上端形成为凸状。圆筒部70的上端的内周(内壁)侧由比侧面的内周面更向内侧突出的水平面S1、与水平面S1连续设置的倾斜面S2、从倾斜面S2沿铅垂方向连续设置的垂直面S3、从垂直面S3连续设置的水平面S4形成。即，凸状的水平面S1与垂直面S3的连接部分(角部)成为锥状，形成为随着接近圆筒部上部而在俯视图中的截面积逐渐变小。另外，垂直面S3与水平面S4的连接部分形成为曲面。通过设为这样的结构，能够使圆筒部70内的气体的流动良好，能够抑制凸状部分处的气体的滞留。另外，从喷出口76供给的吹扫气体与圆筒部70上表面的内壁碰撞而沿圆周方向流动后，沿着圆筒部70内的侧壁从上方向下方流动，因此，容易在圆筒部70内形成吹扫气体的下降流。即，能够在第二流路中形成下降流。并且，通过水平面S1，能够使舟皿载置部分的下侧的厚度比圆筒部70的圆柱部分的厚度厚，因此，能够增加圆筒部70的强度。
发热部66设置于支柱部65的上端与圆筒部70上表面的内壁之间的区域，优选设置为发热部66的至少一部分收纳于倾斜面S2的高度位置中。即，设置为在高度方向上，发热部66被收纳于水平面S1与倾斜面S2的接点和倾斜面S2与垂直面S3的接点之间的区域。
在上述中，为了方便，在隔热部33中包含圆筒部70。另一方面，主要进行隔热的是副加热器64以下的区域，即隔热体72的区域，因此，也可以将隔热体72称为隔热部。该情况下，也可以说副加热器64被设置在舟皿31与隔热部之间。
如图4所示，控制器51与MFC26a～26d、48a、48b、阀28a～28d、49a、49b、压力传感器35、流导可变阀36、增压泵38、加热器19、副加热器64、温度检测部22、旋转机构42、舟皿升降机43等各结构电连接，对它们进行自动控制。控制器51构成为具有CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)78、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)79、存储装置81、I/O端口82的计算机。RAM79、存储装置81、I/O端口82构成为能够经由内部总线83与CPU78进行数据交换。I/O端口82与上述的各结构连接。在控制器51连接例如触摸面板等的输入输出装置84。
存储装置81例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)等构成。在存储装置81内以能够读出的方式储存有控制基板处理装置1的动作的控制程序、用于根据处理条件使基板处理装置1的各结构执行成膜处理等的程序(工艺制程、清洁制程等制程)。RAM79构成为暂时保持由CPU78读出的程序、数据等的存储器区域(工作区域)。
CPU78从存储装置81读出控制程序并执行，并且根据来自输入输出装置84的操作命令的输入等从存储装置81读出制程，以按照制程的方式控制各结构。
控制器51能够通过将持续地储存于外部存储装置(例如，USB存储器、存储卡等半导体存储器、CD、DVD等光盘、HDD)85的上述程序安装于计算机而构成。存储装置81、外部存储装置85构成为计算机可读取的有形的介质。以下，也将它们统称为记录介质。此外，也可以不使用外部存储装置85，而使用因特网、专用线路等通信单元进行程序向计算机的提供。
接着，参照图5的流程图，对使用上述基板处理装置1在基板上形成膜的处理(成膜处理)进行说明。在此，对通过向晶圆8供给作为原料气体的DCS(SiH2Cl2：二氯硅烷)气体和作为反应气体的O2(氧)气体而在晶圆8上形成氧化硅(SiO2)膜的例子进行说明。此外，本说明书中的处理温度是指晶圆8的温度或处理室21的温度，处理压力是指处理室21内的压力。另外，在以下的说明中，构成基板处理装置1的各部的动作由控制器51控制。
(晶圆装入及舟皿装载)
打开闸阀15，相对于舟皿31搬送晶圆8(步骤：01)。当将多张晶圆8装填(晶圆装入)于舟皿31时，关闭闸阀15。舟皿31被舟皿升降机43搬入(舟皿装载)到处理室21内，反应管18的下部开口成为被盖部32气密地封闭(密封)的状态(步骤：02)。
(压力调整和温度调整)
利用增压泵38进行真空排气(减压排气)，以使处理室21成为规定的压力(真空度)。处理室21内的气氛在排气管34内呈直线状或大致直线状流通，通过增压泵38内被排出。处理室21内的压力由压力传感器35测定，根据该测定出的压力信息，流导可变阀36被反馈控制。另外，利用加热器19从周围对处理室21进行加热，并且利用副加热器64从下方对处理室21进行加热，以使处理室21内的晶圆8成为规定的温度。通过从周围和下方双方进行加热，能够高效地对处理室21内进行加热。此时，根据温度检测部22检测出的温度信息，对向加热器19和副加热器64的通电情况进行反馈控制，以使处理室21成为规定的温度分布。另外，开始基于旋转机构42的舟皿31及晶圆8的旋转。
(成膜处理)
[原料气体供给工序]
当处理室21内的温度稳定在预先设定的处理温度时，对处理室21内的晶圆8供给DCS气体。DCS气体被MFC26a控制为期望的流量，经由气体供给管25a和喷嘴29a被供给到处理室21内。另外，与DCS气体的供给并行地，即在盖部32将反应管18的开口封闭的状态下，冷却气体供给部44将由MFC48b控制为期望的流量的吹扫气体经由气体供给管47b、气体供给管47a、供给配管46、导入部45、贯通孔75从喷出口76供给到隔热部33内。吹扫气体在被直接吹送到圆筒部70的顶部(上端的封闭部)之后，沿着顶部在周向上扩散，沿着周面下降，经由排气孔74排出到处理室21内。
[原料气体排气工序]
接着，停止DCS气体的供给，利用增压泵38对处理室21内进行真空排气。处理室21内的DCS气体在排气管34内呈直线状或大致直线状流通，经由增压泵38被排出。此时，也可以从惰性气体供给部向处理室21内供给作为惰性气体的N2气体(惰性气体吹扫)。
[反应气体供给工序]
接着，对处理室21内的晶圆8供给O2气体。O2气体被MFC26b控制为期望的流量，经由气体供给管25b和喷嘴29b供给到处理室21内。
[反应气体排气工序]
接着，停止O2气体的供给，利用增压泵38对处理室21内进行真空排气。处理室21内的O2气体在排气管34内呈直线状或大致直线状流通，经由增压泵38被排出。此时，也可以从惰性气体供给部向处理室21内供给作为惰性气体的N2气体(惰性气体吹扫)。此外，在原料气体排气工序、反应气体供给工序、反应气体排气工序中也继续向隔热部33内的吹扫气体的供给。
通过将进行上述的4个工序的循环进行规定次数(1次以上)，能够在晶圆8上形成规定组成和规定膜厚的SiO2膜(步骤：03)。
(舟皿卸载以及晶圆取出)
在形成规定膜厚的膜后，从惰性气体供给部供给N2气体，处理室21内被N2气体置换，并且处理室21内的压力恢复至常压。之后，利用舟皿升降机43使盖部32下降，将舟皿31从反应管18搬出(舟皿卸载)。之后，从舟皿31取出处理完成晶圆8(晶圆取出)(步骤：04)。
在取出舟皿31后，即，在盖部32未封闭反应管18的开口的状态下，执行晶圆8及隔热部33的冷却处理(步骤：05)。从未图示的冷却气体供给机构向晶圆8供给冷却气体。另外，与晶圆8的冷却并行地，冷却气体供给部44将由MFC48a控制为期望的流量的冷却气体经由气体供给管47a、供给配管46、导入部45、贯通孔75从喷出口76向隔热部33内供给。冷却气体在被直接吹送到圆筒部70的上端的封闭部(顶部)之后，沿着顶部在周向上扩散，沿着周面下降，对隔热体72和圆筒部70进行冷却，并且经由排气孔74排出到搬送室5内。
向隔热部33内供给的冷却气体例如是常温的N2气体，成为与吹扫气体同等的流量。另一方面，冷却气体的流量能够增大到在搬送室5内不卷起颗粒的程度。该情况下，冷却气体的质量流量大于吹扫气体的质量流量。
当晶圆8及隔热部33降低至规定的温度时，通过移载机9将装填于舟皿31的处理完成的晶圆8向晶圆盒12搬送(步骤：06)。将收纳于晶圆盒的晶圆8向基板处理装置1外搬出，成膜处理结束。
此外，在使用了上述的基板处理装置1的一系列的处理中，在基板处理装置1紧急停止的情况下，或者在搬送室5的维护门开放的情况下，也可以构成为将阀49a、49b联锁，强制地停止冷却气体或吹扫气体的供给。该情况下，控制器51作为联锁控制部发挥功能。通过强制性地停止冷却气体或吹扫气体，能够防止气体向基板处理装置1外的泄漏、处理室21等的压力的增大等。
作为在晶圆8形成SiO2膜时的处理条件，例如例示下述条件。
处理温度(晶圆温度)：300℃～700℃，
处理压量(处理室内压力)：1Pa～4000Pa，
DCS气体：100sccm～10000sccm，
O2气体：100sccm～10000sccm，
N2气体：100sccm～10000sccm，
通过将各个处理条件设定为各自的范围内的值，能够适当地进行成膜处理。此外，上述的“1Pa～4000Pa”这样的数值范围的表述是指下限值及上限值包含在该范围内。例如，“1Pa～4000Pa”是指“1Pa以上且4000以下”。对于其他数值范围也一样。
根据本方式，能够得到以下所示的一个或多个效果。
在本实施例中，在晶圆8形成薄膜后的冷却工序中，经由导入部45和贯通孔75从喷出口76向隔热部33的内部供给冷却气体，使冷却气体流通，能够从内部对隔热体72和圆筒部70进行冷却。
因此，能够缩短热容量比晶圆8大的隔热部33的冷却时间，因此，能够缩短冷却工序和基板处理工序整体的时间，能够实现生产率的提高。
另外，冷却气体是被直接吹送到来自处理室21的辐射热的影响大的圆筒部70上端的封闭部的结构，因此，能够进一步提高隔热部33的冷却效率。另外，能够使冷却气体的质量流量大于吹扫气体的质量流量，因此，能够进一步提高隔热部33的冷却效率。
另外，在成膜处理中，即在舟皿31被装入到处理室21内的状态下，向隔热部33的内部供给吹扫气体，对隔热部33内进行吹扫。因此，能够防止原料气体、反应气体流入到隔热部33内，能够防止在隔热体72、副加热器64生成膜。
另外，供给配管46具有挠性，能够经由挠曲状态的供给配管将气体供给管47a与固定于旋转机构42的导入管45a连接。因此，供给配管46能够追随舟皿31的升降而移动，因此，无论舟皿31的位置如何，都能够确保气体供给管47a与导入部45的流体连通。
此外，在本实施例中，供给配管46为包含氟的合成树脂制。另一方面，供给配管46的构造不限于此。例如，也可以如图6所示的变形例那样，通过将不具有挠性的金属制配管86与具有挠性的金属制的波纹管87交替地连接，从而构成一部分具有挠性的供给配管88。
在使用供给配管88的情况下，也能够得到与使用供给配管46的情况一样的效果，并且与供给配管46相比能够提高耐久性。
以上，对本公开的实施例进行了具体说明。然而，本公开并不限定于上述的实施例，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。
例如，在上述的实施例中，对使用DCS气体作为原料气体的例子进行了说明，但本公开并不限定于这样的方式。例如，作为原料气体，除了DCS气体之外，还能够使用HCDS(Si2Cl6：六氯乙硅烷)气体、MCS(SiH3Cl：一氯硅烷)气体、TCS(SiHCl3：三氯硅烷)气体等无机系卤代硅烷原料气体、3DMAS(Si[N(CH3)2]3H：三二甲基氨基硅烷)气体、BTBAS(SiH2[NH(C4H9)]2：双叔丁基氨基硅烷)气体等不含卤素基的氨基系(胺系)硅烷原料气体、MS(SiH4：甲硅烷)气体、DS(Si2H6：乙硅烷)气体等不含卤素基的无机系硅烷原料气体。
另外，例如，在上述的实施例中，对形成SiO2膜的例子进行了说明。然而，本公开并不限定于这样的方式。例如，除了这些以外，或者在此基础上，还能够使用氨(NH3)气体等含氮(N)气体(氮化气体)、丙烯(C3H)气体等含碳(C)气体、三氯化硼(BCl3)气体等含硼(B)气体等，形成SiN膜、SiON膜、SiOCN膜、SiOC膜、SiCN膜、SiBN膜、SiBCN膜等。在进行这些成膜的情况下，也能够以与上述的实施例一样的处理条件进行成膜，能够得到与上述的实施例一样的效果。
另外，例如，在晶圆8上形成包含钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、铌(Nb)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)等金属元素的膜，即金属系膜的情况下，也能够适当地应用本公开。
在上述的实施例中，对在晶圆8上堆积膜的例子进行了说明。另一方面，本公开并不限定于这样的方式。例如，在对晶圆8或形成于晶圆8上的膜等进行氧化处理、扩散处理、退火处理、蚀刻处理等处理的情况下，也能够适当地应用。
另外，上述的实施例、变形例能够适当组合使用。此时的处理条件例如能够设为与上述的实施例、变形例同样的处理条件。
另外，在上述实施例中，对使用具有热壁型处理炉的基板处理装置形成膜的例子进行了说明。另一方面，在使用具有冷壁型的处理炉的基板处理装置形成膜的情况下，也能够适当地应用本公开的方式。
在使用冷壁型的基板处理装置的情况下，也能够以与上述方式、变形例一样的处理过程、处理条件进行各处理，能够得到与上述方式、变形例一样的效果。

Claims (20)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具有：
处理容器，其处理基板；
盖，其封闭该处理容器的下方的开口；
升降机，其使该盖上下移动；
隔热部，其被设置在所述盖与所述基板之间，具有形成为上端封闭的筒形状的筒部；
冷却气体供给部，其在所述盖封闭所述开口的状态下从所述筒部内的喷出口供给吹扫气体来对所述隔热部内进行吹扫，且在所述盖未封闭所述开口的状态下从所述喷出口供给冷却气体来对所述隔热部进行冷却。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述冷却气体供给部具有：
导入部，其贯通所述盖，将所述吹扫气体和所述冷却气体导入到所述隔热部内；
供给配管，其能够移动，与所述导入部流体连通并向所述导入部供给所述吹扫气体；
控制阀，其将所述吹扫气体和所述冷却气体的供给接通/断开。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述供给配管的至少一部分具有挠性。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述冷却气体供给部的至少一部分被固定于所述盖，利用所述升降机与所述盖一起上下移动。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述冷却气体的质量流量比所述吹扫气体的质量流量多。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具有：
搬送室，其与所述处理容器的所述开口连通，并在内部配置有所述升降机，收容下降的基板保持件；
联锁控制部，其构成为在基板处理装置紧急停止时或所述搬送室的维护门开放时，能够强制地停止所述吹扫气体和所述冷却气体的供给。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述吹扫气体是纯氮气，
所述冷却气体是纯度比所述纯氮气低的氮气。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具有：基板保持件，其能够与所述盖一起上下移动而在所述开口出入，并在所述处理容器内保持所述基板。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具有：加热器，其被设置在所述筒部内，对所述处理容器内进行加热。
10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述喷出口以所述冷却气体直接碰到所述筒部的上端的封闭部的方式开口。
11.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板处理装置还具有：
中空的旋转轴，其从下方支承所述隔热部，并且构成所述导入部的至少一部分；
旋转机构，其被设置于所述盖，以能够旋转的方式支承所述旋转轴，
所述隔热部的内部与所述旋转轴的内部流体连通。
12.根据权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，
所述旋转机构具有：
密封构造的壳体；
密封部，其维持所述旋转轴与所述盖之间的气密，
所述供给配管与设置于所述壳体的端口连接。
13.根据权利要求12所述的基板处理装置，其特征在于，
所述端口在所述密封部的所述处理容器侧与所述壳体和所述旋转轴之间的空间连通，所述旋转轴具有使所述旋转轴的外侧和内部连通的孔。
14.根据权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，
所述供给配管具有：
挠性部，其具有上游侧不移动的固定端和通过所述升降机与所述盖一起上下的移动端；
非挠性部，其将所述移动端与所述旋转机构连接。
15.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述供给配管构成为将具有挠性的金属制波纹管与没有挠性的金属制配管交替地连接。
16.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述供给配管为包含氟的合成树脂制。
17.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制阀被配置在收纳有用于对所述基板进行处理的处理气体的流量控制器或控制阀的气体箱内。
18.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有：
在盖封闭了处理基板的处理容器的下方的开口的状态下，从设置在该盖与所述基板之间且具有形成为上端封闭的筒形状的筒部的隔热部的所述筒部内的喷出口供给吹扫气体，对所述隔热部内进行吹扫的工序；
在所述盖未封闭所述开口的状态下从所述喷出口供给冷却气体，对所述隔热部进行冷却的工序。
19.一种基板处理方法，其特征在于，具有：
在盖封闭了对基板进行处理的处理容器的下方的开口的状态下，从设置在该盖与所述基板之间且具有形成为上端封闭的筒形状的筒部的隔热部的所述筒部内的喷出口供给吹扫气体来对所述隔热部内进行吹扫的工序；
在所述盖未封闭所述开口的状态下从所述喷出口供给冷却气体来对所述隔热部进行冷却的工序。
20.一种记录有程序的记录介质，其特征在于，
所述程序通过计算机使基板处理装置执行：
在盖封闭了对基板进行处理的处理容器的下方的开口的状态下，从设置在该盖与所述基板之间且具有形成为上端封闭的筒形状的筒部的隔热部的所述筒部内的喷出口供给吹扫气体来对所述隔热部内进行吹扫的过程；
在所述盖未封闭所述开口的状态下从所述喷出口供给冷却气体来对所述隔热部进行冷却的过程。
CN202311303273.9A 2022-10-31 2023-10-09 基板处理装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法以及记录介质 Pending CN117954350A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022173989A JP2024065244A (ja) 2022-10-31 2022-10-31 基板処理装置、半導体装置の製造方法、基板処理方法及びプログラム
JP2022-173989 2022-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117954350A true CN117954350A (zh) 2024-04-30

Family

ID=90797132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311303273.9A Pending CN117954350A (zh) 2022-10-31 2023-10-09 基板处理装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法以及记录介质

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240141484A1 (zh)
JP (1) JP2024065244A (zh)
KR (1) KR20240063762A (zh)
CN (1) CN117954350A (zh)
TW (1) TW202420485A (zh)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6605398B2 (ja) 2015-08-04 2019-11-13 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体の製造方法およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024065244A (ja) 2024-05-15
KR20240063762A (ko) 2024-05-10
TW202420485A (zh) 2024-05-16
US20240141484A1 (en) 2024-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11456190B2 (en) Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
KR102043876B1 (ko) 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
JP2020017757A (ja) 基板処理装置、反応容器および半導体装置の製造方法
JP7429747B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP4971954B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、および加熱装置
CN117954350A (zh) 基板处理装置、半导体装置的制造方法、基板处理方法以及记录介质
JP6616917B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体
JP6591711B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体
JP6591710B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体
JP6625256B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体
JP6591712B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体
US20220301865A1 (en) Substrate processing apparatus, reaction tube, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium
KR20240043805A (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 방법 및 프로그램
CN117730401A (zh) 基板处理装置、半导体装置的制造方法及程序
JP2005108928A (ja) 被処理体収容具及び熱処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination