JP2004165454A - 半導体処理装置および半導体処理方法 - Google Patents
半導体処理装置および半導体処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004165454A JP2004165454A JP2002329906A JP2002329906A JP2004165454A JP 2004165454 A JP2004165454 A JP 2004165454A JP 2002329906 A JP2002329906 A JP 2002329906A JP 2002329906 A JP2002329906 A JP 2002329906A JP 2004165454 A JP2004165454 A JP 2004165454A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- state
- substrate
- film thickness
- thin film
- gas
- 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
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【課題】薄膜形成時に基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態を制御して、膜厚が均一でありかつ均質の薄膜を基材に形成できる半導体処理装置および半導体処理方法を提供する。
【解決手段】薄膜を形成するにあたって、被処理基板２１への導入状態および被処理基板２１の温度を含む基板状態が、状態検出手段２７によって検出され、薄膜の膜厚が膜厚検出手段２８によって検出される。それらの検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態となるように、状態調整手段２６が制御手段２９によって制御される。これによって所望の基板状態に調整されるので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を被処理基板２１に形成することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】薄膜を形成するにあたって、被処理基板２１への導入状態および被処理基板２１の温度を含む基板状態が、状態検出手段２７によって検出され、薄膜の膜厚が膜厚検出手段２８によって検出される。それらの検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態となるように、状態調整手段２６が制御手段２９によって制御される。これによって所望の基板状態に調整されるので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を被処理基板２１に形成することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材に薄膜を形成する半導体処理装置および半導体処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、従来の技術の半導体処理装置１の構成を示す断面図である。従来の技術の半導体処理装置１では、直筒状の反応管２が反応炉３に設けられる。この反応管２によって、原料ガスを導入するためのガス導入口４と、原料ガスおよび副生成ガスを排気するためのガス排気口５とが連結される。反応管２には、被処理基板６が載置されるサセプタ７と、被処理基板６を加熱するためのヒータ８とが設けられる。ヒータ８が被処理基板６を加熱することによって、原料ガスの化学反応が促進されて、被処理基板６に薄膜が形成される。被処理基板６を通過した原料ガスおよび副生成ガスは、ガス排気口５から反応炉３外部に排気される。この半導体処理装置１では、薄膜形成時に、ガス導入口４から被処理基板６付近に導入された原料ガスは、反応管２の軸線方向に垂直な断面において中央部の流速が高く、縁辺部に近づくにつれて低くなる。さらにヒータ８の発熱領域の温度分布が一様にならず、薄膜形成時の反応管２および被処理基板６における環境条件が微妙に変化して、薄膜の品質保持および膜厚の均一性の実現を妨げる要因となっている。
【０００３】
図１６は、他の従来の技術の半導体処理装置１０の構成を示す断面図である。図１７は、半導体処理装置１０の他の構成を示す断面図である。図１８は、半導体処理装置１０のさらに他の構成を示す断面図である。図１６〜図１８は、被処理基板６の厚み方向一方側から見た反応管２ａの断面を示している。前述の従来の技術の半導体処理装置１の課題を解決するために、他の従来の技術の半導体処理装置１０では、ガス導入口４ａから被処理基板６ａに向かうにつれて、幅方向の寸法が大きくなるように形成される反応管２ａが用いられる。前記幅方向は、被処理基板６の厚み方向と反応管２ａの軸線方向とに垂直な方向である。さらに菱形状構造物１１または流線形状構造物１２が、被処理基板６ａよりもガス導入口４ａ寄りに配置されて、反応管２ａに固定される。菱形状構造物１１は、反応管２ａの厚み方向に平行な軸線を有し、その軸線に垂直な断面が菱形状である。流線形状構造物１２は、反応管２ａの厚み方向に平行な軸線を有し、その軸線まわりの外周面が曲面に形成される。菱形状構造物１１および流線形状構造物１２は、それらの軸線に平行かつ前記幅方向に垂直な一仮想平面に関して対称になるように、反応管２ａに設けられる。また半導体処理装置１０では、さらに他の構成として、菱形状構造物１１または流線形状構造物１２の代わりに、原料ガスの流下方向に貫通する孔を有する網状の構造物１３が設けられる（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１１８７９９号公報（第１，３，５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の他の従来の技術の半導体処理装置１０は、原料ガスの整流効果を得ることができるが、ヒータの発熱領域における温度分布を制御する構成になっておらず、温度分布の差による薄膜への影響など温度分布制御の工夫が全く考慮されていない。この温度分布の差によって、膜厚が均一なかつ均質な薄膜を形成することができない。菱形状構造物１１、流線形状構造物１２および網状構造物１３は、それら自体の形状および配置が経時的に変化しないので、原料ガスの流量および温度が変化する環境下では、反応管２ａ内の環境条件を最適にかつ一定に維持することができない。さらに原料ガスの流量および温度の経時的な変化に対応するために設計しようとする場合、設計時に形状を決定することは、非常に困難を極めるとともに、仮に流体シミュレーション技術によって構造物を設計した場合であっても、加工精度の問題および成膜過程での反応物が構造物に付着して、形状が変化によって効果を維持することが極めて困難である。また網状構造物１３を用いる場合、網状構造物１３に当たった原料ガスが、周囲の原料ガスに影響を及ぼして渦を発生させることおよび流れを乱すこと、ならびに成膜過程での反応物が構造物に付着して、目詰まりを起こしてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、薄膜形成時に、基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態を制御して、膜厚が均一でありかつ均質の薄膜を基材に形成することができる半導体処理装置および半導体処理方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原料ガスをガス導入口から基材が設けられる反応室に導入し、基材を加工処理する半導体処理装置であって、
基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態を調整可能に設けられる状態調整手段と、
前記基材状態を検出する状態検出手段と、
薄膜の膜厚を検出する膜厚検出手段と、
状態検出手段および膜厚検出手段の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、状態調整手段を制御する制御手段とを備える半導体処理装置である。
【０００８】
本発明に従えば、原料ガスが、ガス導入口から基材が設けられる反応室に導入されて、たとえば基材に薄膜が形成されるなどして基材が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態が、状態検出手段によって検出され、薄膜の膜厚が膜厚検出手段によって検出される。状態検出手段および膜厚検出手段の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、状態調整手段が、制御手段によって制御される。状態調整手段が制御手段によって制御されることによって、基材状態が所望の状態になるように調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態を所望の基材状態になるように調整するので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を基板に形成することができる。
【０００９】
また本発明は、前記状態調整手段は、
ガス導入口と基材との間に設けられ、ガス導入口付近における原料ガスの流下方向を調整する方向調整部と、
基材に臨んで設けられ、基材に接触する原料ガスの流速を調整する流速調整部と、
ガス導入口に設けられ、ガス導入口から反応室に導入される原料ガスの導入流量を調整する流量調整部とのうち少なくともいずれか１つを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に従えば、ガス導入口付近における原料ガスの流下方向が、ガス導入口と基材との間に設けられる方向調整部によって調整される。基材に接触する原料ガスの流速が、基材に臨んで設けられる流速調整部によって調整される。ガス導入口から反応室に導入される原料ガスの導入流量が、ガス導入口に設けられる流量調整部によって調整される。前述の状態調整手段には、方向調整部、流速調整部および流量調整部のうち少なくともいずれか１つが備えられる。これによって原料ガスの流下方向と、基材に接触する原料ガスの流速と、原料ガスの導入流量とのうち少なくともいずれか１つを調整して、基材状態を調整することができる。
【００１１】
また本発明は、原料ガスをガス導入口から基材が設けられる反応室に導入し、基材を加工処理する半導体処理方法であって、
基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態を検出する状態検出工程と、
薄膜の膜厚を検出する膜厚検出工程と、
状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、前記基材状態を調整する状態調整工程とを含むことを特徴とする半導体処理方法である。
【００１２】
本発明に従えば、原料ガスが、ガス導入口から基材が設けられる反応室に導入されて、たとえば基材に薄膜が形成されるなどして基材が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態が、状態検出工程で検出されるとともに、薄膜の膜厚が、膜厚検出工程で検出される。状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、前記基材状態が状態調整工程で調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態が所望の基材状態になるように調整されるので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を基材に形成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態である半導体処理装置２０の構成を簡略化して示す断面図である。図２は、反応炉２２の一部を示す断面図である。図３は、反応炉２２の一部を示す断面図である。図４は、半導体処理装置２０の構成を示すブロック図である。半導体処理装置２０は、たとえば薄膜の原料物質を用いて基材である被処理基板２１に薄膜を形成するなどして、被処理基板２１を加工処理するための装置である。半導体処理装置２０は、気相法に基づいて、薄膜を形成する気相成長装置によって実現される。本実施の形態では、半導体処理装置２０は、有機金属化学気相蒸着（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；略称ＭＯＣＶＤ）法などの化学的蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；略称ＣＶＤ）法を用いて、薄膜を形成する。半導体処理装置２０が気相成長装置である場合、原料ガスは、形成すべき薄膜材料を含む元素によって構成される、１種以上の化合物気体または単体気体である。半導体処理装置２０は、反応炉２２、反応管２３、ガス導入口２４、ガス排気口２５、状態調整手段２６、状態検出手段２７、膜厚検出手段２８、制御手段２９および記録手段３０を備える。
【００１４】
反応炉２２は、直方体状の筐体であって、耐熱性を有する材料から成る。反応炉２２の第１方向Ｐ一方側の側面部である第１炉側面部３５は、第１貫通孔３６を有する。第１方向Ｐは、反応炉２２の予め定める一辺に平行な方向であり、反応炉２２に後述の反応管２３が収容される状態で、反応管２３の軸線Ｌ２３が平行に配置される方向である。第１貫通孔３６は、軸線方向および周方向に沿った周縁部を有する長方形状であり、第１炉側面部３５を貫通する。第１貫通孔３６は、後述のガス導入口２４を挿通可能に形成される。反応炉２２の第１方向Ｐ他方側の側面部である第２炉側面部３７は、第２貫通孔３８を有する。第２貫通孔３８は、軸線方向および周方向に沿った周縁部を有する長方形状であり、第２炉側面部３７を貫通する。第２貫通孔３８は、後述のガス排気口２５を挿通可能に形成される。第１貫通孔３６と第２貫通孔３８とは、相互に対向する位置に配置される。本実施の形態では、反応炉２２の前記予め定める一辺に垂直な二辺のうち、一方の一辺に平行な方向を第２方向Ｑとし、他方の一辺に平行な方向を第３方向Ｒとする。
【００１５】
反応管２３は、薄膜を形成するための反応室であって、筒状に形成される。図１〜図３の例では、反応管２３は、その軸線Ｌ２３に垂直な断面が長方形状になるように形成される角筒状である。反応管２３は、耐熱性を有する材料、たとえば石英から成る。反応管２３は、反応炉２２によって外囲される収容空間４０に配置されて、反応炉２２に収容される。反応管２３が反応炉２２に収容される状態で、反応管２３の軸線は、第１方向Ｐに平行である。反応管２３の第１方向Ｐ一方側の一端部４１は、第１炉側面部３５に対向し、反応管２３の第１方向Ｐ他方側の他端部４２は、第２炉側面部３７に対向する。
【００１６】
反応管２３の第２方向Ｑ一方側の側面部である第１管側面部４３は、第１炉側面部３５に対向し、第１透孔４４を有する。第１透孔４４は、その軸線方向および周方向に沿った周縁部を有し、第１管側面部４３を貫通する。第１透孔４４は、後述の膜厚検出手段２８を挿通可能に形成される。反応管２３の第２方向Ｑ他方側の側面部である第２管側面部４５は、第２炉側面部３７に対向し、第２透孔４６を有する。第２透孔４６は、その軸線方向および周方向に沿った周縁部を有し、第２管側面部４５を貫通する。第２透孔４６は、後述のサセプタを挿通可能に形成される。第１透孔４４と第２透孔４６とは、相互に対向する位置に配置される。本実施の形態では、第１透孔４４は、第１管側面部４３の略中央部に配置されるとともに、第２透孔４６は、第２管側面部４５の略中央部に配置される。
【００１７】
ガス導入口２４は、原料ガスを導入するための導入口であって、大略的に有底筒状に形成される。ガス導入口２４は、軸線に垂直な断面が長方形状に形成される。ガス導入口２４の軸線方向一方側の一端部４７は、ガス導入口２４の軸線に垂直な底部４８を有する。ガス導入口２４の底部４８は、１または複数の透孔を有する。底部４８の透孔は、軸線方向および周方向に沿った周縁部を有し、底部４８を貫通する。ガス導入口２４の軸線方向他方側の他端部４９は、開放するように形成される。ガス導入口２４は、その軸線が第１方向Ｐに平行に配置される状態で、ガス導入口２４の一端部４７が第１貫通孔３６に挿通されて、第１炉側面部３５に設けられる。ガス導入口２４が第１炉側面部３５に設けられる状態で、ガス導入口２４の他端部４９は、反応管２３の一端部４１に対向し、かつ反応管２３の一端部４１に対応する形状に形成される。
【００１８】
ガス排気口２５は、被処理基板２１を通過した原料ガスと、薄膜形成時に発生する副生成ガスとを含む残留ガスを排気するための排気口である。ガス排気口２５は、軸線に垂直な断面が長方形状に形成される筒体である。ガス排気口２５は、その軸線が第１方向Ｐに平行に配置される状態で、ガス排気口２５の軸線方向一方側の一端部５５が第２貫通孔３８に挿通されて、第２炉側面部３７に設けられる。ガス排気口２５が第２炉側面部３７に設けられる状態で、ガス排気口の軸線方向他方側の他端部５６は、反応管２３の他端部４２に対向し、かつ反応管２３の他端部４２に対応する形状に形成される。ガス排気口２５の他端部５６は、反応管２３の他端部４２に周方向全周にわたって当接される。このようにして原料ガスの流路５８が、ガス導入口２４とガス排気口２５とが反応管２３によって連結されて形成されるとともに、反応炉２２を第１方向Ｐに貫通して設けられる。
【００１９】
基材である被処理基板２１は、薄膜が形成される対象物である。半導体処理装置２０は、サセプタ５９をさらに備える。サセプタ５９は、耐熱性を有する材料から成り、被処理基板２１を保持する。サセプタ５９は、その軸線が第２方向Ｑに平行になるように、第２管側面部４５の第２透孔４６に設けられる。サセプタ５９の第２方向Ｑ一方側の底面部６０は、凹所６１を有する。凹所６１は、軸線方向および周方向に沿った周縁部を有する円形状であり、軸線方向一方側から他方側に向けて没入する。凹所６１は、被処理基板２１を嵌め込むことができるように、被処理基板２１の直径および厚みとほぼ同一になるように形成される。サセプタ５９は、その底面部６０が反応管２３の第１管側面部４３に臨むようにして、第２管側面部４５の第２透孔４６に挿通される。前記凹所６１には、被処理基板２１が設けられる。サセプタ５９および被処理基板２１が反応炉２２に収容される状態で、サセプタ５９および被処理基板２１の第１管側面部４３に臨む表面は、第２管側面部４５の第１管側面部４３に臨む表面と略面一になっている。
【００２０】
状態調整手段２６は、基材状態、すなわち被処理基板２１への原料ガスの導入状態と被処理基板２１の温度とを含む基板状態を調整可能に設けられる。被処理基板２１への原料ガスの導入状態は、原料ガスの流速、流量および流下方向を含む。基板状態は、被処理基板２１付近の温度と、被処理基板２１付近の原料ガスの流速をさらに含む。流下方向は、原料ガスがガス導入口からガス排気口に向けて流下する方向であり、第１方向Ｐ、第２方向Ｑおよび第３方向Ｒのうち少なくともいずれか１つの方向成分を有する。状態調整手段２６は、方向調整部６５、流速調整部６６および流量調整部６７のうち少なくともいずれか１つを備える。本実施の形態では、状態調整手段２６は、方向調整部６５、流速調整部６６および流量調整部６７のすべての調整部を備えるとともに、加熱部６８をさらに備える。
【００２１】
方向調整部６５は、ガス導入口２４と被処理基板２１との間に設けられる。具体的には方向調整部６５は、反応管２３によって外囲される内部空間６２に、かつ反応管２３の一端部４１近傍に配置される。方向調整部６５は、第３方向Ｒに平行な軸線Ｌ６９を有する複数の第１〜第３軸部材６９ａ，６９ｂ，６９ｃと、複数の第１〜第３ルーバー７０，７１，７２とを含んで構成される。第１〜第３軸部材６９ａ〜６９ｃと第１〜第３ルーバー７０〜７２とは、耐熱性を有する材料から成る。第１軸部材６９ａは、反応管２３の第３方向Ｒ両側の側面部５０，５１に、軸線Ｌ６９ａまわりに角変位可能に設けられる。第２軸部材６９ｂは、反応管２３の第３方向Ｒ両側の側面部５０，５１に、軸線Ｌ６９ｂまわりに角変位可能に設けられる。第３軸部材６９ｃは、反応管２３の第３方向Ｒ両側の側面部５０，５１に、軸線Ｌ６９ｃまわりに角変位可能に設けられる。第１〜第３軸部材６９ａ〜６９ｃは、第２方向Ｑに間隔をあけて設けられる。第１軸部材６９ａは、第２および第３軸部材６９ｂ，６９ｃよりも第１管側面部４３寄りに配置される。第２軸部材６９ｂは、第１軸部材６９ａと第３軸部材６９ｃとの間に配置される。第３軸部材６９ｃは、第１および第２軸部材６９ａ，６９ｂよりも第２管側面部４５寄りに配置される。
【００２２】
図１〜図３の例では、第１〜第３ルーバー７０〜７２は、板状、具体的には長方形平板である。第１ルーバー７０は、第１軸部材６９ａに設けられる。第２ルーバー７１は、第２軸部材６９ｂに設けられる。第３ルーバー７２は、第３軸部材６９ｃに設けられる。第１ルーバー７０が第１軸部材６９ａに設けられる状態で、第１ルーバー７０の厚み方向一方側の表面は、第１管側面部４３に対向し、第１ルーバー７０の厚み方向他方側の表面は、第２ルーバー７１に対向する。第２ルーバー７１が第２軸部材６９ｂに設けられる状態で、第２ルーバー７１の厚み方向一方側の表面は、第１ルーバー７０の厚み方向他方側の表面に対向し、第２ルーバー７１の厚み方向他方側の表面は、第３ルーバー７２に対向する。第３ルーバー７２が第３軸部材６９ｃに設けられる状態で、第３ルーバー７２の厚み方向一方側の表面は、第２ルーバー７１の厚み方向一方側の表面に対向し、第３ルーバー７２の厚み方向他方側の表面は、第２管側面部４５に対向する。
【００２３】
方向調整部６５は、図示しない駆動手段をさらに有する。この駆動手段によって、第１〜第３軸部材６９ａ〜６９ｃが、それらの軸線Ｌ６９ａ〜Ｌ６９ｃまわりに角変位される。第１軸部材６９ａの角変位に伴って、第１ルーバー７０が反応管２３に対して、軸線Ｌ６９ａまわりに揺動する。これによって第１ルーバー７０の第１基準面７３に対する傾斜角度が変更される（以下、「第１ルーバー７０の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第１ルーバー７０の角度」と表記する場合がある）。第２軸部材６９ｂの角変位に伴って、第２ルーバー７１が反応管２３に対して、軸線Ｌ６９ｂまわりに揺動する。これによって第２ルーバー７１の第１基準面７３に対する傾斜角度が変更される（以下、「第２ルーバー７１の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第２ルーバー７１の角度」と表記する場合がある）。第３軸部材６９ｃの角変位に伴って、第３ルーバー７２が反応管２３に対して、軸線Ｌ６９ｃまわりに揺動する。これによって第３ルーバー７２の第１基準面７３に対する傾斜角度が変更される（以下、「第３ルーバー７２の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第３ルーバー７２の角度」と表記する場合がある）。第１基準面７３は、第２方向Ｑに垂直な一仮想平面である。このように方向調整部６５を構成することによって、ガス導入口２４付近における原料ガスの流下方向が調整される。第１ルーバー７０の角度と第２ルーバー７１の角度と第３ルーバー７２の角度とは、相互に独立して調整される。以下、第１ルーバー７０の角度、第２ルーバー７１の角度および第３ルーバー７２の角度のうち少なくともいずれか１つを指す場合、「第１〜第３ルーバー７０〜７２の各ルーバーの角度」と表記する場合がある。
【００２４】
流速調整部６６は、内部空間６２に配置されるとともに、被処理基板２１に臨んで設けられる。流速調整部６６は、第３方向Ｒに平行な軸線Ｌ７３を有する軸部材７４と、複数のルーバーすなわち第４〜第７ルーバー７５〜７８とを含んで構成される。軸部材７４と第４〜第７ルーバー７５〜７８とは、耐熱性を有する材料から成る。図１〜図３の例では、第４〜第７ルーバー７５〜７８は、板状、具体的には長方形平板である。軸部材７４は、反応管２３の第３方向Ｒ両側の側面部、すなわち第３管側面部５０および第４管側面部５１に、軸線Ｌ７４まわりに角変位可能に設けられる。第３管側面部５０は、反応管２３の第３方向Ｒ一方側の側面部である。第４管側面部５１は、反応管２３の第３方向Ｒ他方側の側面部である。軸部材７４は、第１方向Ｐに関して、被処理基板２１よりも反応管２３の一端部４１寄りに配置される。
【００２５】
第４〜第７ルーバー７５〜７８は、軸部材７４に設けられる。第４〜第７ルーバー７５〜７８が軸部材７４に設けられる状態で、第４〜第７ルーバー７５〜７８は、第３方向Ｒに並べて配置される。さらに第４〜第７ルーバー７５〜７８は、相互に独立して軸線まわりに角変位することができるように、軸部材７４に設けられる。第４ルーバー７５が軸部材７４に設けられる状態で、その厚み方向一方側の表面は、第１管側面部４３に対向し、その厚み方向他方側の表面は、第２管側面部７５に対向する。第５ルーバー７６が軸部材７４に設けられる状態で、その厚み方向一方側の表面は、第１管側面部４３に対向し、その厚み方向他方側の表面は、第２管側面部７５に対向する。第６ルーバー７７が軸部材７４に設けられる状態で、その厚み方向一方側の表面は、第１管側面部４３に対向し、その厚み方向他方側の表面は、第２管側面部７５に対向する。第７ルーバー７８が軸部材７４に設けられる状態で、その厚み方向一方側の表面は、第１管側面部４３に対向し、その厚み方向他方側の表面は、第２管側面部７５に対向する。
【００２６】
流速調整部６６は、図示しない駆動手段をさらに有する。この駆動手段によって、軸部材７４がその軸線Ｌ７４まわりに角変位される。軸部材７４の角変位に伴って、第４〜第７ルーバー７５〜７８が反応管２３に対して、軸線Ｌ７４まわりにそれぞれ揺動する、換言すると軸線Ｌ７４まわりに角変位される。本実施の形態では、第４〜第７ルーバー７５〜７８は、軸線Ｌ７４まわりに相互に独立して角変位できるように、軸部材７４に設けられている。第４〜第７ルーバー７５〜７８がそれぞれ角変位されることによって、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーと被処理基板２１との間の間隔が、第１方向Ｐに関してそれぞれ変化する。
【００２７】
第４ルーバー７５が角変位されることによって、第４ルーバー７５の第１基準面７３に対する傾斜角度が変化する（以下、「第４ルーバー７５の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第４ルーバー７５の角度」と表記する場合がある）。第５ルーバー７６が角変位されることによって、第５ルーバー７６の第１基準面７３に対する傾斜角度が変化する（以下、「第５ルーバー７６の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第５ルーバー７６の角度」と表記する場合がある）。第６ルーバー７７が角変位されることによって、第６ルーバー７７の第１基準面７３に対する傾斜角度が変化する（以下、「第６ルーバー７７の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第６ルーバー７７の角度」と表記する場合がある）。第７ルーバー７８が角変位されることによって、第７ルーバー７８の第１基準面７３に対する傾斜角度が変化する（以下、「第７ルーバー７８の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第７ルーバー７８の角度」と表記する場合がある）。
【００２８】
第４〜第７ルーバー７５〜７８の角度を変化させることによって、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーと被処理基板２１とに挟まれる領域において、原料ガスの流下方向に垂直な断面積が、流下方向に関して調整される。さらに第４〜第７ルーバー７５〜７８を相互に独立して角変位させるので、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーと被処理基板２１とに挟まれる領域において、原料ガスの流下方向に垂直な断面積が、１つのルーバーを用いる場合に比べて、さらに精度良く調整される。原料ガスの流速が流下方向に関して調整される。前記断面積を流下方向に関して調整することによって、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーと被処理基板２１とに挟まれる領域において、原料ガスの流速の分布が均一になるように調整される。これによって被処理基板２１に接触する原料ガスの流速が、被処理基板２１において速度差が生じないように調整される。以下、第４ルーバー７５の角度、第５ルーバー７６の角度、第６ルーバー７７の角度および第７ルーバー７８の角度のうち少なくともいずれか１つを指す場合、「第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーの角度」と表記する場合がある。
【００２９】
流量調整部６７は、ガス導入口２４に設けられる。流量調整部６７は、原料ガスを反応管２３に導入するための複数のノズル、すなわち第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆを有する。第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆは、耐熱性を有する材料から成る。第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆは、筒状に形成され、かつ第２方向Ｑに平行な一仮想軸線まわりに角変位可能に、ガス導入口２４によって保持される。図１〜図３の例では、第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆが、ガス導入口２４の底部４８の透孔に設けられる。第１〜第３ノズル７９ａ〜７９ｃは、第３方向Ｒに相互に間隔をあけて配置される。第４〜第６ノズル７９ｄ〜７９ｆは、第３方向Ｒに相互に間隔をあけて配置される。第１〜第３ノズル７９ａ〜７９ｃは、たとえば第２方向Ｑに関して、第１軸部材６９ａと第２軸部材６９ｂとの間に配置される。第４〜第６ノズル７９ｄ〜７９ｆは、たとえば第２方向Ｑに関して、第２軸部材６９ｂと第３軸部材６９ｃとの間に配置される。
【００３０】
流量調整部６７は、図示しない駆動手段をさらに有する。この駆動手段によって、第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆは、相互に独立にかつ第２方向Ｑに平行な軸線まわりに角変位される。第１ノズル７９ａが角変位されることによって、第１ノズル７９ａの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第１ノズル７９ａの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第１ノズル７９ａの角度」と表記する場合がある）。第２基準面８０は、第３方向Ｒに垂直な一仮想平面である。第２ノズル７９ｂが角変位されることによって、第２ノズル７９ｂの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第２ノズル７９ｂの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第１ノズル７９ｂの角度」と表記する場合がある）。第３ノズル７９ｃが角変位されることによって、第３ノズル７９ｃの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第３ノズル７９ｃの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第３ノズル７９ｃの角度」と表記する場合がある）。
【００３１】
第４ノズル７９ｄが角変位されることによって、第４ノズル７９ｄの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第４ノズル７９ｄの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第４ノズル７９ｄの角度」と表記する場合がある）。第５ノズル７９ｅが角変位されることによって、第５ノズル７９ｅの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第５ノズル７９ｅの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第５ノズル７９ｅの角度」と表記する場合がある）。第６ノズル７９ｆが角変位されることによって、第６ノズル７９ｆの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第６ノズル７９ｆの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第６ノズル７９ｆの角度」と表記する場合がある）。
【００３２】
流量調整部６７は、流体の流量を調整するためのマスフローコントローラ７８をさらに有する。マスフローコントローラ７８によって、原料ガスの導入流量が、第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆの各ノズル毎に調整されて、各ノズルを介して反応管２３に導入される。第１〜第３ノズル７９ａ〜７９ｃから反応管２３に導入された原料ガスは、第１ルーバー７０と第２ルーバー７１との間を通過して、被処理基板２１に導かれる。第４〜第６ノズル７９ｄ〜７９ｆから反応管２３に導入された原料ガスは、第２ルーバー７１と第３ルーバー７２との間を通過して、被処理基板２１に導かれる。本実施の形態では、第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆの各ノズルを、第２方向Ｑに平行な軸線まわりに、相互に独立して角変位させるので、流量調整部６７によっても、原料ガスの流下方向を調整することができる。以下、第１ノズル７９ａの角度、第２ノズル７９ｂの角度、第３ノズル７９ｃの角度、第４ノズル７９ｄの角度、第５ノズル７９ｅの角度および第６ノズル７９ｆの角度のうち少なくともいずれか１つを指す場合、「各ノズル７９ａ〜７９ｆの角度」と表記する場合がある。
【００３３】
加熱部６８は、被処理基板２１および反応管２３を加熱するための加熱手段である。加熱部６８は、収容空間４０に配置されて反応炉２２に収容される。加熱部６８は、被処理基板２１を加熱するための第１ヒータ８１と、反応管２３を加熱するための第２〜第５ヒータ８２〜８５とを含んで構成される。第１ヒータ８１は、サセプタ５９に関して被処理基板２１とは反対側に配置されて、サセプタ５９に設けられる。サセプタ５９および第１ヒータ８１は、被処理基板２１をサセプタ５９に着脱可能に、第３炉側面部５２に対して第２方向Ｑに変位可能に反応炉２２に収容される。第３炉側面部５２は、反応炉２２の第２方向Ｑ他方側の側面部であって、第２管側面部４５に対向する。図１〜図３の例では、被処理基板２１、サセプタ５９および第１ヒータ８０は、第３炉側面部５２に設けられる保持部材５３によって、第３炉側面部５２に対して第２方向Ｑに変位可能に保持される。
【００３４】
第２〜第５ヒータ８２〜８５は、収容空間４０に配置されて反応炉２２に収容される。第２ヒータ８２および第３ヒータ８３は、たとえば第２方向Ｑに関して反応管２３を挟む位置に配置される。さらに第２ヒータ８２および第３ヒータ８３は、第２管側面部４５の第２透孔４６よりも反応管２３の一端部４１寄りに配置される。第２ヒータ８２は、第１管側面部４３に対向し、第３ヒータ８３は、第２管側面部４５に対向する。第４ヒータ８４および第５ヒータ８５は、たとえば第２方向Ｑに関して反応管２３を挟む位置に配置される。さらに第４ヒータ８４および第５ヒータ８５は、第２管側面部４５の第２透孔４６よりも反応管２３の他端部４２寄りに配置される。第４ヒータ８４は、第１管側面部４３に対向し、第５ヒータ８５は、第２管側面部４５に対向する。第２〜第５ヒータ８２〜８５は、たとえば反応炉２２に保持される。
【００３５】
第１ヒータ８１によって、第１加熱領域８６における温度が調整される。第１加熱領域８６は、流路の第１ヒータ８１が臨む領域を含む。第１ヒータ８１は、第１加熱領域８６のうち予め定める複数の領域を、相互に独立して加熱することができるように構成されている。第１加熱領域８６のうち予め定める複数の領域は、たとえば被処理基板２１の半径方向に関して、隣接して並ぶ複数の領域である。第１ヒータ８１によって、第１加熱領域８６内の領域毎に温度が調整される。第２および第３ヒータ８２，８３によって、第２加熱領域８７における温度が調整される。第２加熱領域８７は、流路の第２および第３ヒータ８２，８３に挟まれる領域とを含む。第２および第３ヒータ８２，８３は、第２加熱領域８７のうち予め定める複数の領域を、相互に独立して加熱することができるように構成されている。第２加熱領域８７のうち予め定める複数の領域は、たとえば第１方向Ｐに隣接して並ぶ複数の領域である。第２および第３ヒータ８２，８３によって、第２加熱領域８７内の領域毎に温度が調整される。
【００３６】
第４および第５ヒータ８４，８５によって、第３加熱領域８８における温度が調整される。第３加熱領域８８は、流路の第４および第５ヒータ８４，８５に挟まれる領域を含む。第４および第５ヒータ８４，８５は、第３加熱領域８８のうち予め定める複数の領域を、相互に独立して加熱することができるように構成されている。第３加熱領域８８のうち予め定める複数の領域は、たとえば第１方向Ｐに隣接して並ぶ複数の領域である。第４および第５ヒータ８４，８５によって、第３加熱領域８８内の領域毎に温度が調整される。前述のように状態調整手段２７を構成することによって、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態となるように、方向調整部６５、流速調整部６６、流量調整部６７および加熱部６８が、協働して温度、流速、流量および流下方向を物理的に調整する。
【００３７】
状態検出手段２７は、基板状態を検出するための手段である。状態検出手段２７は、温度センサおよび流速センサなどによって実現される。状態検出手段２７は、内部空間６２に臨むようにして反応管２３に設けられる。状態検出手段２７は、予め定める１または複数の状態検出位置（図５参照）における基板状態を検出する。本実施の形態では、複数の状態検出位置が、被処理基板２１付近に配置される。状態検出手段２７は、流速検出部９０および温度検出部９１を含んで構成される。流速検出部９０は、流速センサによって実現され、原料ガスの流速を検出する。温度検出部９１は、温度センサによって実現され、被処理基板２１の温度および被処理基板２１付近の温度などを検出する。
【００３８】
流速検出部９０および温度検出部９１は、たとえば第２管側面部４５の状態検出位置と対応する位置に透孔を設けるなどして、反応管２３に設けられる。状態検出位置における原料ガスの流速が、流速検出部９０によって検出されて、被処理基板２１付近の原料ガスの流速であるガス流速が検出される。さらに状態検出位置における温度が、温度検出部９１によって検出されて、被処理基板２１付近の温度である付近温度が検出される。付近温度は、第２透孔４６の周縁部の状態検出位置と対応する部分の温度と、状態検出位置付近の気相の温度とを含む。
【００３９】
膜厚検出手段２８は、被処理基板２１に形成される薄膜の膜厚を検出する。膜厚検出手段２８は、レーザ光を用いて膜厚を検出するセンサなどによって実現される。膜厚検出手段２８は、反応管２３に設けられるとともに、被処理基板２１に臨んで設けられる。膜厚検出手段２８は、たとえば耐熱性を有するケーシングなどに収容されるなどして第１管側面部４３の第１透孔４４に設けられて、被処理基板２１に臨む。膜厚検出手段２８は、被処理基板２１の予め定める１または複数の膜厚検出位置（図５参照）において形成される薄膜の膜厚を検出する。本実施の形態では、複数の膜厚検出位置が、たとえば被処理基板２１の内部空間６２に臨む一表面２１ａにおいて設定される一仮想円５４の周方向に沿って、同じ間隔をあけて配置される。前記一仮想円５４は、被処理基板２１の軸線と被処理基板２１の前記一表面２１ａとの交点を中心とする円であり、被処理基板２１の直径よりも小さい直径を有する。
【００４０】
制御手段２９は、状態検出手段２７および膜厚検出手段２８の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態となるように、状態調整手段２６を制御する。制御手段２９は、情報処理部９２および制御部９３を有する。情報処理部９２は、状態検出手段２７および膜厚検出手段２８の各検出結果を分析し、最適な基板状態にするための制御条件を判断する。制御条件は、第１〜第３ルーバー７０〜７２の各ルーバーの角度、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーの角度、第１〜第６ノズルの各ノズルの角度、原料ガスの導入流量および第１〜第５ヒータ８１〜８５による加熱温度などの各種の設定値を含む。制御部９３は、情報処理部９２によって判断されて設定された制御条件に基づいて、状態調整手段２７を制御する。
【００４１】
記録手段３０は、状態検出手段２７および膜厚検出手段２８の各検出結果と、情報処理部９２によって設定される設定値とを含む経験情報を、将来の判断材料として用いるために記録する。記録手段３０は、たとえばランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ；略称ＲＡＭ）などによって実現される。記録手段３０には、膜厚理想値、初期目標値および初期制御条件を含む初期情報が、予め記録されている。膜厚理想値は、過去の実績およびシミュレーション解析などによって得られた膜厚に関する理想値である。膜厚理想値は、予め定める膜厚検出位置において、薄膜形成のプロセスを開始してからの予め定める経過時間と、その経過時間における膜厚の理想値とを含む。初期目標値は、膜厚理想値に従って薄膜を形成するための、薄膜形成のプロセス開始時における基板状態の初期値である。初期制御条件は、膜厚理想値に従って薄膜を形成するための、薄膜形成のプロセス開始時における設定値の初期値を含む制御条件である。
【００４２】
記録手段３０が経験情報を記録するにあたって、膜厚の理想値と、実際の膜厚の検出値と、膜厚の理想値と膜厚の検出値との差を補うために設定された設定値とを、個別にかつ関連付けて記録する。記録手段３０には、状態調整手段２６に関する制御ノウハウがさらに記録されており、情報処理部９２は、この制御ノウハウも考慮して設定値を設定している。状態調整手段２６に関する制御ノウハウは、たとえば方向調整部６５、流速調整部６６、流量調整部６７および加熱部６８を、同時にまたは予め定める順番に調整するなどの状態調整手段２６の制御手順を含む。
【００４３】
前述の状態調整手段２６、状態検出手段２７、膜厚検出手段２８、情報処理部９２、制御部９３および記録手段３０は、図４に示すように、電気的に接続される。状態検出手段２７は、予め定める状態検出位置における基板状態を検出して、その検出結果を表わす信号を情報処理部９２に与える。膜厚検出手段２８は、予め定める膜厚検出位置における薄膜の膜厚を検出して、その検出結果を表わす信号を情報処理部９２に与える。記録手段３０は、経験情報および初期情報などの各種の情報を表わす信号を情報処理部９２に与える。情報処理部９２は、状態検出手段２７、膜厚検出手段２８および記録手段３０からの各信号に基づいて、制御条件を判断して各種の設定値を設定する。情報処理部９２は、その設定値を表わす信号を制御部９３に与える。
【００４４】
制御部９３は、情報処理部９２からの信号に基づいて、基板状態を調整するように制御するための制御信号を状態調整手段に与える。具体的には制御部９３は、方向調整部６５、流速調整部６６および流量調整部６７の各駆動手段と、流量調整部６７のマスフローコントローラとに制御信号を与える。方向調整部６５の駆動手段は、制御部９３からの制御信号に基づいて、第１〜第３ルーバー７０〜７２の各ルーバーの角度を調整する。流速調整部６６の駆動手段は、制御部９３からの制御信号に基づいて、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーの角度を調整する。流量調整部６７の駆動手段は、制御部９３からの制御信号に基づいて、各ノズル７９ａ〜７９ｆの角度を調整する。マスフローコントローラは、制御部９３からの制御信号に基づいて、原料ガスの導入流量を調整する。
【００４５】
このように構成される半導体処理装置２０において、原料ガスが、流量調整部６７の第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆの各ノズルを介して、ガス導入口２４から反応管２３に導入される。原料ガスが被処理基板２１に導かれるまでに、第２および第３ヒータ８２，８３によって第２加熱領域８７が温められるとともに、第１ヒータ８１によって第１加熱領域８６が温められる。これによって被処理基板２１および被処理基板２１付近において、化学反応が促進されて原料ガスによって薄膜が被処理基板２１に形成される。薄膜の形成時には、状態検出手段２７および膜厚検出手段２８によって、状態検出位置における基板状態と膜厚検出位置における薄膜の膜厚とがリアルタイムに検出されている。
【００４６】
状態検出手段２７による検出結果と、膜厚検出手段２８による検出結果と、記録手段３０に記録される各種の情報とに基づいて、情報処理部９２は、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態となるように制御条件の各種の設定値を設定する。設定値に基づいて、制御部９３が状態調整手段２６を制御して、基板状態が調整される。これによって所望の流量の原料ガスが、所望の流下方向および位置に流下される。さらに設定値に基づいて、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーと被処理基板２１とに挟まれる領域における原料ガスの流速差が、最小にすなわち均一になるように、原料ガスの流速が流下方向に関して調整される。これによって所望の流速の原料ガスが被処理基板に接触しながら流下する。また被処理基板２１を通過した原料ガスと、薄膜形成時に発生した副生成ガスを含む残留ガスは、ガス排気口２５から排気される。このように薄膜を形成するにあたって基板状態と薄膜の膜厚とをリアルタイムに検出して、その検出結果に基づいて基板状態を調整しながら薄膜を形成するので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を形成することができる。
【００４７】
図５は、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈと第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈとの一例を説明するための図である。図５において、第２方向Ｑ一方側から平面視したときの被処理基板２１を示している。基板状態を検出するにあたって、図５の例では、８つの状態検出位置、すなわち第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈが、第２透孔４６の周縁部に、周方向に同じ間隔をあけて配置される。第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈは、第２方向Ｑ一方側から被処理基板２１を平面視したときに、反時計まわりに第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈの順に配置されている。薄膜の膜厚を検出するにあたって、図５の例では、８つの膜厚検出位置、すなわち第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈが、前記一仮想円の周方向に沿って、同じ間隔をあけて配置される。第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈは、第２方向Ｑ一方側から被処理基板２１を平面視したときに、反時計まわりに第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈの順に配置されている。第１および第５状態検出位置Ａ，Ｅならびに第１および第５膜厚検出位置ａ，ｅは、前記一仮想円の中心を通りかつ第３方向Ｒに平行な一仮想線が通るように配置される。第３および第７状態検出位置Ｃ，Ｇならびに第３および第７膜厚検出位置ｃ，ｇは、前記一仮想円の中心を通りかつ第１方向Ｐに平行な一仮想線が通るように配置される。
【００４８】
図６は、薄膜形成時における経過時間と膜厚の理想値との関係を示すグラフである。図７は、第１〜第３膜厚検出位置ａ〜ｃにおける経過時間と膜厚の検出値との関係を示すグラフである。所望の膜厚の薄膜を形成するために、前述のように膜厚理想値と初期目標値とが予め設定されて記録手段３０に記録されている。膜厚理想値は、たとえば図６の実線１００のグラフのように表わされる。図６において、横軸は、経過時間であり、単位は秒である。図６において、縦軸は、薄膜の膜厚の理想値であり、単位はナノメートルである。膜厚理想値は、その傾き、具体的には時間に対する膜厚の変化量を表わす成膜速度が一定になるように設定される。膜厚理想値は、第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈにおいて、薄膜形成のプロセスで常に目標とすべき値である。
【００４９】
基板状態および薄膜の膜厚は、薄膜形成のプロセスを開始してから終了するまでの経過時間Ｔ３の間に、それぞれ同じ経過時間に検出されるとともに、複数回検出される。たとえば基板状態および薄膜の膜厚は、プロセス開始から経過時間Ｔ１だけ経過したときと、プロセス開始から経過時間Ｔ２だけ経過したときとに検出される。経過時間Ｔ２は、経過時間Ｔ１よりも予め定める時間だけ経過した後の経過時間である。経過時間Ｔ１における膜厚の理想値は、５０ナノメートル（５００Å）である。経過時間Ｔ２における膜厚の理想値は、５５ナノメートル（５５０Å）である。前述の膜厚理想値に従って設定される初期目標値は、たとえば以下の表１のように表わされる。
【００５０】
【表１】
【００５１】
表１の例では、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈにおいて、付近温度の目標値は、ともに５００度［℃］に設定されるとともに、ガス流速の目標値は、ともに４５０ミリメートル毎秒［ｍｍ／ｓ］に設定される。プロセス開始時には、初期目標値を達成するための予め設定される初期制御条件に基づいて、状態調整手段２６は、第１〜第３ルーバー７０〜７２の各ルーバーの角度と、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーの角度と、各ノズル７９ａ〜７９ｆの角度と、マスフローコントローラによる導入流量とを調整する。
【００５２】
プロセス開始から経過時間Ｔ１だけ経過したときに、第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈにおける薄膜の膜厚が、膜厚検出手段２８によって検出されるとともに、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈにおける付近温度およびガス流速が、状態検出手段２７によって検出される。たとえば第１〜第３膜厚検出位置ａ〜ｃにおいて、経過時間と膜厚検出手段２８による膜厚の検出値との関係は、図７のグラフのように表わされる。第１膜厚検出位置ａにおいて、経過時間と薄膜の膜厚との関係は、図７の実線１０１のグラフで表わされる。経過時間Ｔ１において、膜厚の理想値が５０ナノメートルであるのに対して、第１膜厚検出位置ａにおいて検出された膜厚の検出値は、５１．２ナノメートル（５１２Å）である。第２膜厚検出位置ｂにおいて、経過時間と薄膜の膜厚との関係は、図７の実線１０２のグラフで表わされる。経過時間Ｔ１において、膜厚の理想値が５０ナノメートルであるのに対して、第２膜厚検出位置ｂにおいて検出された薄膜の膜厚は、４９．５ナノメートル（４９５Å）である。第３膜厚検出位置ｃにおいて、経過時間と薄膜の膜厚との関係は、図７の実線１０３のグラフで表わされる。経過時間Ｔ１において、膜厚の理想値が５０ナノメートルであるのに対して、第３膜厚検出位置ｃにおいて検出された薄膜の膜厚は、４９．４ナノメートル（４９４Å）である。さらに経過時間Ｔ１において、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈにおける初期目標値と状態検出手段２７による検出値とは、以下の表２のように表わされる。
【００５３】
【表２】
【００５４】
たとえば第１状態検出位置Ａにおいて、経過時間Ｔ１における付近温度の目標値が５００度［℃］であるのに対して、経過時間Ｔ１における付近温度の検出値は５０６度［℃］である。第１状態検出位置Ａにおいて、経過時間Ｔ１におけるガス流速の目標値が４５０ミリメートル毎秒であるのに対して、経過時間Ｔ１におけるガス流速の検出値は４２０ミリメートル毎秒である。情報処理部９２は、膜厚の理想値と膜厚検出手段２８による膜厚の検出値との差異を比較するとともに、初期目標値と状態検出手段による検出値との差異を比較する。プロセス開始から経過時間Ｔ２だけ経過したときに、膜厚の理想値５５０ナノメートルまたはそれに可及的に近い値が、すべての状態検出位置で検出されるように、情報処理部９２は、比較結果に基づいて第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈにおける最適な基板状態を判断する。情報処理部９２は、この判断結果に基づいて基板状態の目標値を補正する。たとえば情報処理部９２は、以下の表３に示すように、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈでの基板状態の目標値を補正する。
【００５５】
【表３】
【００５６】
たとえば第１状態検出位置Ａにおける基板状態の目標値において、経過時間Ｔ１における付近温度の目標値が５００度［℃］であったのに対して、経過時間Ｔ２における付近温度の目標値は、４９６度［℃］に補正される。また第１状態検出位置Ａにおける基板状態の目標値において、経過時間Ｔ１におけるガス流速の目標値が４５０ミリメートル毎秒であったのに対して、経過時間Ｔ２におけるガス流速の目標値は、４６０ミリメートル毎秒に補正される。情報処理部９２は、補正された基板状態の目標値が得られるように、制御条件の各種の設定値を設定する。この設定値に基づいて、状態調整手段２６が制御部９３によって制御されて、基板状態が調整される。
【００５７】
【表４】
【００５８】
表４は、補正された基板状態の目標値に基づいて設定された設定値の一例を示している。たとえば表４の例では、設定された設定値は、第１〜第３ルーバ７０〜７２の各ルーバーの角度、第４ルーバ７５の角度および第１〜第３ノズル７９ａ〜７９ｃの各ノズルの角度などである。
【００５９】
図８は、膜厚検出手段２８の一例を示す斜視図である。図９は、第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈを説明するための図である。前述の膜厚検出手段２８は、たとえばエリプソメータなどの光学干渉方式を利用した膜厚検出手段によって実現される。膜厚検出手段２８は、出射部９５、受光部９６および移動治具９７を含んで構成される。出射部９５は、レーザ光を出射する。受光部９６は、レーザ光を受光する。移動治具９７は、出射部９５および受光部９６を被処理基板２１に対して第１方向および第３方向に変位可能に保持する。前述のように膜厚検出手段２８が第１管側面部４３の第１透孔４４に設けられる状態で、出射部９５および受光部９６は、被処理基板２１に対して第１方向Ｐおよび第３方向Ｒに変位される。これによって被処理基板２１におけるレーザ光の照射位置が変化する。
【００６０】
薄膜の膜厚を検出するにあたって、レーザ光が、膜厚を検出すべき物質、すなわち被処理基板２１に出射される。被処理基板２１および薄膜から反射されたレーザ光が受光され、これらの偏光状態、具体的には薄膜に入射され、被処理基板２１における反射光と、薄膜における反射光との偏光状態を検出する。レーザ光の偏光状態の検出結果に基づいて、被処理基板２１に形成される薄膜の膜厚が検出される。前述のように膜厚検出手段２８を構成することによって、薄膜の膜厚を検出すべき領域においては、膜厚検出手段２８が原料ガスに接触することがない。これによって原料ガスの流れを乱すことがないので、薄膜を好適に形成することができるとともに、状態検出手段２７によって基板状態を正確に検出することができる。
【００６１】
図１０は、本発明の半導体処理方法に従う処理の手順を示すフローチャートである。本発明の半導体処理方法は、原料ガスをガス導入口から被処理基板２１が設けられる反応管２３に導入して、被処理基板２１を加工処理するための方法であって、たとえば原料ガスを反応管２３に導入するとともに、被処理基板２１を加熱して、被処理基板２１に薄膜を形成するための方法である。半導体処理方法は、状態検出工程、膜厚検出工程および状態調整工程を含む。状態検出工程は、被処理基板２１への導入状態と被処理基板２１の温度とを含む基板状態を検出する工程である。膜厚検出工程は、薄膜の膜厚を検出する工程である。状態調整工程は、状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態となるように、基板状態を調整する工程である。本実施の形態では、半導体処理方法は、後述の制御条件判断工程と基板条件判断工程と記録工程とをさらに含む。またステップｓ０において、初期制御条件に基づいて設定値が既に設定されている。
【００６２】
ステップｓ０では、半導体処理方法の処理手順、具体的には薄膜形成のプロセスを開始して、原料ガスをガス導入口２４から被処理基板２１に導入する。ステップｓ０で、半導体処理方法が開始されるとステップｓ１の基板状態検出工程に進む。ステップｓ１では、状態検出手段２７が、予め定める状態検出位置、たとえば第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈにおける付近温度およびガス流速を基板状態として検出する。ステップｓ１で基板状態が検出されると、ステップｓ２の膜厚検出工程に進む。
【００６３】
ステップｓ２では、膜厚検出手段２８が、予め定める膜厚検出位置、たとえば第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈにおける薄膜の膜厚を検出する。ステップｓ２で薄膜の膜厚が検出されると、ステップｓ３の制御条件判断工程に進む。ステップｓ３では、情報処理部９２が、基板状態および膜厚の各検出結果と、記録手段３０に記録される経験情報とに基づいて、基板状態の目標値を補正して、制御条件を判断する、具体的には制御条件の各種の設定値を設定する。ステップｓ３で制御条件が判断されて設定値が設定されると、ステップｓ４の状態調整工程に進む。
【００６４】
ステップｓ４では、情報処理部９２が制御条件を制御部９３に指示し、この指示に基づいて、制御部９３が状態調整手段２７を制御して、状態調整手段２６が基板状態を調整する。ステップｓ４で基板状態が調整されて、ステップｓ５の状態検出工程および膜厚検出工程に進む。ステップｓ５では、状態検出手段２７が基板状態を検出するとともに、膜厚検出手段２８が薄膜の膜厚を検出する。ステップｓ５で基板状態が検出されるとともに、薄膜の膜厚が検出されると、ステップｓ６の基板条件判断工程に進む。
【００６５】
ステップｓ６では、情報処理部９２が、所望の環境条件になっているか否かを判断する。具体的には情報処理部９２が、検出された基板状態が、補正した基板状態の目標値になっているか否かを判断するとともに、膜厚の検出値が、膜厚の理想値または理想値に近い値になっているか否かを判断する。ステップｓ６で、情報処理部９２が所望の環境条件になっていると判断すると、ステップｓ７の記録工程に進み、情報処理部９２が所望の環境条件になっていないと判断すると、ステップｓ３に進む。
【００６６】
ステップｓ７では、経験情報として情報処理部９２にフィードバックするために、記録手段３０が、所望の環境条件となっているときの、検出された基板状態および基板状態の目標値と、膜厚の検出値および理想値と、制御条件の各種の設定値とを個別にかつ関連付けて記録する。ステップｓ７で経験情報が記録されると、ステップｓ８に進んで、半導体処理方法のすべての処理手順を終了する。
【００６７】
前述のように薄膜形成のプロセスを開始してから終了するまでの間に、基板状態と薄膜の膜厚とを複数回にわたって検出する。基板状態と薄膜の膜厚との検出結果と、記録手段３０に記録される各種の情報とに基づいて基板状態の目標値を補正して、その補正結果に基づいて設定値を設定する。このような手順を繰り返すことによって、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態に導くための判断材料として、多くの経験情報を得ることができる。さらに得られた経験情報を記録手段３０で記録しておくことによって、学習効果が得られるとともに、記録情報の情報量の増加に伴って、補正の精度が向上されかつ情報処理部９２による基板状態の判断などの各種の処理に要する時間が短縮される。
【００６８】
本実施の形態によれば、原料ガスが、ガス導入口２４から被処理基板２１が設けられる反応管２３に導入されて、薄膜が被処理基板２１に形成されるなどして被処理基板２１が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、被処理基板２１への導入状態および基材の温度を含む基材状態が、状態検出手段２７によって検出され、薄膜の膜厚が膜厚検出手段２８によって検出される。状態検出手段２７および膜厚検出手段２８の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、状態調整手段２６が、制御手段２９によって制御される。状態調整手段２６が制御手段２９によって制御されることによって、基材状態が所望の基板状態になるように調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態が所望の基材状態になるように調整される。これによって半導体デバイスを生産する生産装置の設置上および運用上の不具合をなくし、薄膜形成のプロセスの条件が変化に対して柔軟に対応することができる。したがって膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を被処理基板２１に形成することができる。
【００６９】
さらに本実施の形態によれば、ガス導入口２４付近における原料ガスの流下方向が、ガス導入口２４と被処理基板２１との間に設けられる方向調整部６５によって調整される。被処理基板２１に接触する原料ガスの流速が、被処理基板２１に臨んで設けられる流速調整部６６によって調整される。ガス導入口２４から反応管２３に導入される原料ガスの導入流量が、ガス導入口２４に設けられる流量調整部６８によって調整される。前述の状態調整手段２６には、方向調整部６５、流速調整部６６および流量調整部６７のうち少なくともいずれか１つが備えられる。これによって原料ガスの流下方向と、被処理基板２１に接触する原料ガスの流速と、原料ガスの導入流量とのうち少なくともいずれか１つを調整して、基材状態を調整することができる。
【００７０】
さらに本実施の形態によれば、原料ガスが、ガス導入口２４から被処理基板２１が設けられる反応管２３に導入されて、薄膜が被処理基板２１に形成されるなどして被処理基板２１が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、被処理基板２１への導入状態および被処理基板２１の温度を含む基材状態が、状態検出工程で検出され、薄膜の膜厚が膜厚検出工程で検出される。状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、前記基材状態が状態調整工程で調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態が所望の基材状態になるように調整されるので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を被処理基板２１に形成することができる。
【００７１】
図１１は、本発明の第２の実施の形態である半導体処理装置２０ａが備える状態検出手段２７ａの流速検出部９０ａによるガス流速の検出方法の一例を説明するための斜視図である。図１２は、ガス流速の分布の一例を説明するための図である。本実施の形態の半導体処理装置２０ａは、前述の第１の実施の形態の半導体処理装置２０と類似しており、異なる点についてだけ説明する。本実施の形態の半導体処理装置２０ａにおいて、第１の実施の形態の半導体処理装置２０と同様の構成には同一の参照符号を付す。本実施の形態の半導体処理装置２０ａでは、状態検出手段２７ａの流速検出部９０ａを、第２管側面部４５の状態検出位置に対応する位置に設ける代わりに、反応管２３の第３管側面部および第４管側面部に設けられる。流速検出部９０ａは、レーザードップラー方式を用いたガス流速計、すなわちレーザードップラー流速計（Ｌａｓｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｍｅｔｅｒ；略称ＬＤＶ）によって実現される。レーザードップラー流速計は、レーザ光が単一波長を有するという特徴を生かし、流体中に含まれる微粒子からの散乱光によるドップラー効果を利用して流体の速度を光学的に検出する検出手段である。
【００７２】
流速検出部９０ａは、２対のレーザ発光部およびレーザ受光部、具体的には第１レーザ発光部１０５ａおよび第１レーザ受光部１０６ａならびに第２レーザ発光部１０５ｂおよび第２レーザ受光部１０６ｂを含んで構成される。第１および第２レーザ発光部１０５ａ，１０５ｂは、レーザ光を出射するための手段である。第１レーザ発光部１０５ａは、レーザ光の出射方向を調整可能に、第３管側面部５０および第４管側面部５１のいずれか一方に設けられる。第２レーザ発光部１０５ｂは、レーザ光の出射方向を調整可能に、第３管側面部５０および第４管側面部５１のいずれか一方に設けられる。
【００７３】
第１および第２受光部１０６ａ，１０６ｂは、レーザ光を受光するための手段である。第１受光部１０６ａは、第１レーザ発光部１０５ａからのレーザ光を受光することができるように、第３管側面部５０および第４管側面部５１のいずれか他方に設けられる。第２受光部１０６ｂは、第２レーザ発光部１０５ｂからのレーザ光を受光することができるように、第３管側面部５０および第４管側面部５１のいずれか他方に設けられる。第１および第２発光部１０５ａ，１０５ｂならびに第１および第２受光部１０６ａ，１０６ｂは、第１発光部１０５ａからのレーザ光と第２発光部１０５ｂからのレーザ光とが交差するように、それぞれ配置される。図１１の例では、第１および第２レーザ発光部１０５ａ，１０５ｂは、第１および第２レーザ発光部１０５ａ，１０５ｂの順に第１方向Ｐに並んで配置され、かつ第２方向Ｑに平行な軸線まわりに角変位可能に設けられる。さらに図１１の例では、第１および第２受光部１０６ａ，１０６ｂは、第２受光部１０６ｂおよび第１受光部１０６ａの順に第１方向Ｐに並んで配置され、かつ第２方向Ｑに平行な軸線まわりに角変位可能に設けられる。
【００７４】
第１発光部１０５ａからのレーザ光と第２発光部１０５ｂからのレーザ光との交点は、ガス流速を検出すべき領域内に含まれ、たとえば第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈと対応する位置に配置される。この交点におけるドップラー効果に基づいて、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈでガス流速が検出される。また前述のように第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈを配置することによって、図１２に示すように、第３方向Ｒに関してガス流速の分布が不均一である場合であっても、ガス流速の分布を確実に検出することができる。さらにガス流速を検出すべき領域においては、レーザ光が通過するだけであって、流速検出部９０ａが原料ガスに接触することがない。これによって原料ガスの流れを乱すことなく、ガス流速を正確に検出することができる。さらに温度および圧力などの他の物理的条件に関係なく、ガス流速を正確に検出することができる。
【００７５】
図１３は、状態検出手段２７ａの温度検出部９１ａによる付近温度の検出方法の一例を説明するための斜視図である。図１４は、被処理基板２１および被処理基板２１付近の温度分布の一例を説明するための図である。本実施の形態における温度検出部９１ａは、物体の表面から放出される赤外線をセンサによって検出して、その検出結果に基づいて物体の表面温度を映像化するサーモグラフィ（ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ）によって実現される。温度検出部９１ａは、たとえば耐熱性を有するケーシングに収容されるなどして第１管側面部４３の第１透孔４４に設けられて、被処理基板２１に臨む。
【００７６】
温度検出部９１ａは、被処理基板２１を含む領域の温度分布を検出する。第１方向Ｑ一方側からの平面視で、被処理基板２１とサセプタ５９と第２透孔４６の周縁部とを含む領域の温度分布が検出される。温度分布は、図１４に示すように、被処理基板２１の半径方向に関して温度が異なる複数の領域１１０ａ〜１１０ｅによって表わされる。図１４において、理解を容易にするために、複数の領域１１０ａ〜１１０ｅには斜線を付している。温度検出部９１ａは、温度分布に基づいて、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈが含まれる領域の温度を付近温度として検出する。付近温度を検出するにあたって、予め定める座標系を温度分布に設定しておき、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈの座標に対応する位置の数値を、付近温度として検出する。
【００７７】
また温度検出部９１ａは、シミュレーションなどによって予め可視化した、換言すると映像化した理想の温度分布を求めておき、温度検出部９１ａによって検出された温度分布と比較して、照合する温度を付近温度として検出する構成であってもよい。前述のように温度検出部９１ａを構成することによって、温度を検出すべき領域においては、温度検出部９１ａが原料ガスに接触することがない。これによって原料ガスの流れを乱すことなく、付近温度を正確に検出することができる。
【００７８】
前述の各実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、発明の範囲内において構成を変更してもよい。たとえばマスフローコントローラを用いる代わりに、各ノズルの内径を相互に異なるように形成するなどして、原料ガスの導入流量を調整する構成であってもよい。第２の実施の形態において、透光性を有する反応管２３を用いて、流速検出部９０ａおよび温度検出部９１ａを、内部空間６２とは反対側から反応管２３に設けてもよいし、反応管２３の外部にかつ反応炉２２の収容空間４０に臨む側面に設けてもよい。また複数の第１〜第３ルーバー７０〜７２を用いる代わりに、１つのルーバーを用いる構成であってもよい。第４〜第７ルーバー７５〜７７を用いる代わりに、１つのルーバーを用いる構成であってもよい。第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆの代わりに、１つのノズルを用いる構成であってもよい。
【００７９】
また反応管２３の形状は、角筒状に限らず、たとえば円筒状などであってもよい。第１〜第３ルーバー７０〜７２と、第４〜第７ルーバー７５〜７７とは、前述の構成に加えて、第２方向Ｑに平行な軸線まわりに角変位可能に構成されてもよい。また第１〜第３ルーバー７０〜７２ならびに第４〜第７ルーバー７５〜７７の寸法は、たとえばそれらの第３方向Ｒの寸法が反応管２３の第３方向Ｒの寸法とほぼ同一であってもよいし、反応管２３の第３方向Ｒの寸法の半分であってもよいなど、自由に変更してよい。第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆは、前述の構成に加えて、第３方向Ｒに平行な軸線まわりに角変位可能に構成されてもよい。第１〜第５ヒータ８１〜８５は、たとえば第２および第３ヒータ８２，８３ならびに第４および第５ヒータ８４，８５を、第３方向Ｒに関して反応管２３を挟む位置にそれぞれ配置するなどして、それらの設置位置を自由に変更して設けられてもよい。
【００８０】
また状態検出位置および膜厚検出位置は、前述の配置位置および配置数に限らず自由に変更してよい。状態検出手段２７，２７ａの設置位置は、設定される状態検出位置における基板状態を検出することができる位置であれば自由に変更してもよい。また膜厚検出手段２８の設置位置は、設定される膜厚検出位置における膜厚を検出することができる位置であれば自由に変更してもよい。またガスの流下方向は、たとえば原料ガスの種類などに応じて、自由に変更してもよい。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、原料ガスが、ガス導入口から基材が設けられる反応室に導入されて、たとえば薄膜が基材に形成されるなどして基板が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態が、状態検出手段によって検出され、薄膜の膜厚が膜厚検出手段によって検出される。状態検出手段および膜厚検出手段の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、状態調整手段が、制御手段によって制御される。状態調整手段が制御手段によって制御されることによって、基材状態が所望の基材状態になるように調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態を所望の基材状態になるように調整するので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を基板に形成することができる。
【００８２】
また本発明によれば、ガス導入口付近における原料ガスの流下方向が、ガス導入口と基材との間に設けられる方向調整部によって調整される。基材に接触する原料ガスの流速が、基材に臨んで設けられる流速調整部によって調整される。ガス導入口から反応室に導入される原料ガスの導入流量が、ガス導入口に設けられる流量調整部によって調整される。前述の状態調整手段には、方向調整部、流速調整部および流量調整部のうち少なくともいずれか１つが備えられる。これによって原料ガスの流下方向と、基材に接触する原料ガスの流速と、原料ガスの導入流量とのうち少なくともいずれか１つを調整して、基材状態を調整することができる。
【００８３】
また本発明によれば、原料ガスが、ガス導入口から基材が設けられる反応室に導入されて、たとえば薄膜が基材に形成されるなどして基板が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態が、状態検出工程で検出されるとともに、薄膜の膜厚が、膜厚検出工程で検出される。状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、前記基材状態が状態調整工程で調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態が所望の基材状態になるように調整されるので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を基材に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である半導体処理装置２０の構成を簡略化して示す断面図である。
【図２】反応炉２２の一部を示す断面図である。
【図３】反応炉２２の一部を示す断面図である。
【図４】半導体処理装置２０の構成を示すブロック図である。
【図５】第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈと第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈとの一例を説明するための図である。
【図６】薄膜形成時における経過時間と膜厚の理想値との関係を示すグラフである。
【図７】第１〜第３膜厚検出位置ａ〜ｃにおける経過時間と膜厚の検出値との関係を示すグラフである。
【図８】膜厚検出手段２８の一例を示す斜視図である。
【図９】第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈを説明するための図である。
【図１０】本発明の半導体処理方法に従う処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態である半導体処理装置２０ａが備える状態検出手段２７ａの流速検出部９０ａによるガス流速の検出方法の一例を説明するための斜視図である。
【図１２】ガス流速の分布の一例を説明するための図である。
【図１３】状態検出手段２７ａの温度検出部９１ａによる付近温度の検出方法の一例を説明するための斜視図である。
【図１４】被処理基板２１および被処理基板２１付近の温度分布の一例を説明するための図である。
【図１５】従来の技術の半導体処理装置１の構成を示す断面図である。
【図１６】他の従来の技術の半導体処理装置１０の構成を示す断面図である。
【図１７】半導体処理装置１０の他の構成を示す断面図である。
【図１８】半導体処理装置１０のさらに他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２０，２０ａ 半導体処理装置
２１ 被処理基板
２２ 反応炉
２３ 反応管
２４ ガス導入口
２５ ガス排気口
２６ 状態調整手段
２７，２７ａ 状態検出手段
２８ 膜厚検出手段
２９ 制御手段
３０ 記録手段
６５ 方向調整部
６６ 流速調整部
６７ 流量調整部
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材に薄膜を形成する半導体処理装置および半導体処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、従来の技術の半導体処理装置１の構成を示す断面図である。従来の技術の半導体処理装置１では、直筒状の反応管２が反応炉３に設けられる。この反応管２によって、原料ガスを導入するためのガス導入口４と、原料ガスおよび副生成ガスを排気するためのガス排気口５とが連結される。反応管２には、被処理基板６が載置されるサセプタ７と、被処理基板６を加熱するためのヒータ８とが設けられる。ヒータ８が被処理基板６を加熱することによって、原料ガスの化学反応が促進されて、被処理基板６に薄膜が形成される。被処理基板６を通過した原料ガスおよび副生成ガスは、ガス排気口５から反応炉３外部に排気される。この半導体処理装置１では、薄膜形成時に、ガス導入口４から被処理基板６付近に導入された原料ガスは、反応管２の軸線方向に垂直な断面において中央部の流速が高く、縁辺部に近づくにつれて低くなる。さらにヒータ８の発熱領域の温度分布が一様にならず、薄膜形成時の反応管２および被処理基板６における環境条件が微妙に変化して、薄膜の品質保持および膜厚の均一性の実現を妨げる要因となっている。
【０００３】
図１６は、他の従来の技術の半導体処理装置１０の構成を示す断面図である。図１７は、半導体処理装置１０の他の構成を示す断面図である。図１８は、半導体処理装置１０のさらに他の構成を示す断面図である。図１６〜図１８は、被処理基板６の厚み方向一方側から見た反応管２ａの断面を示している。前述の従来の技術の半導体処理装置１の課題を解決するために、他の従来の技術の半導体処理装置１０では、ガス導入口４ａから被処理基板６ａに向かうにつれて、幅方向の寸法が大きくなるように形成される反応管２ａが用いられる。前記幅方向は、被処理基板６の厚み方向と反応管２ａの軸線方向とに垂直な方向である。さらに菱形状構造物１１または流線形状構造物１２が、被処理基板６ａよりもガス導入口４ａ寄りに配置されて、反応管２ａに固定される。菱形状構造物１１は、反応管２ａの厚み方向に平行な軸線を有し、その軸線に垂直な断面が菱形状である。流線形状構造物１２は、反応管２ａの厚み方向に平行な軸線を有し、その軸線まわりの外周面が曲面に形成される。菱形状構造物１１および流線形状構造物１２は、それらの軸線に平行かつ前記幅方向に垂直な一仮想平面に関して対称になるように、反応管２ａに設けられる。また半導体処理装置１０では、さらに他の構成として、菱形状構造物１１または流線形状構造物１２の代わりに、原料ガスの流下方向に貫通する孔を有する網状の構造物１３が設けられる（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１１８７９９号公報（第１，３，５図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の他の従来の技術の半導体処理装置１０は、原料ガスの整流効果を得ることができるが、ヒータの発熱領域における温度分布を制御する構成になっておらず、温度分布の差による薄膜への影響など温度分布制御の工夫が全く考慮されていない。この温度分布の差によって、膜厚が均一なかつ均質な薄膜を形成することができない。菱形状構造物１１、流線形状構造物１２および網状構造物１３は、それら自体の形状および配置が経時的に変化しないので、原料ガスの流量および温度が変化する環境下では、反応管２ａ内の環境条件を最適にかつ一定に維持することができない。さらに原料ガスの流量および温度の経時的な変化に対応するために設計しようとする場合、設計時に形状を決定することは、非常に困難を極めるとともに、仮に流体シミュレーション技術によって構造物を設計した場合であっても、加工精度の問題および成膜過程での反応物が構造物に付着して、形状が変化によって効果を維持することが極めて困難である。また網状構造物１３を用いる場合、網状構造物１３に当たった原料ガスが、周囲の原料ガスに影響を及ぼして渦を発生させることおよび流れを乱すこと、ならびに成膜過程での反応物が構造物に付着して、目詰まりを起こしてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、薄膜形成時に、基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態を制御して、膜厚が均一でありかつ均質の薄膜を基材に形成することができる半導体処理装置および半導体処理方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原料ガスをガス導入口から基材が設けられる反応室に導入し、基材を加工処理する半導体処理装置であって、
基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態を調整可能に設けられる状態調整手段と、
前記基材状態を検出する状態検出手段と、
薄膜の膜厚を検出する膜厚検出手段と、
状態検出手段および膜厚検出手段の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、状態調整手段を制御する制御手段とを備える半導体処理装置である。
【０００８】
本発明に従えば、原料ガスが、ガス導入口から基材が設けられる反応室に導入されて、たとえば基材に薄膜が形成されるなどして基材が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態が、状態検出手段によって検出され、薄膜の膜厚が膜厚検出手段によって検出される。状態検出手段および膜厚検出手段の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、状態調整手段が、制御手段によって制御される。状態調整手段が制御手段によって制御されることによって、基材状態が所望の状態になるように調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態を所望の基材状態になるように調整するので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を基板に形成することができる。
【０００９】
また本発明は、前記状態調整手段は、
ガス導入口と基材との間に設けられ、ガス導入口付近における原料ガスの流下方向を調整する方向調整部と、
基材に臨んで設けられ、基材に接触する原料ガスの流速を調整する流速調整部と、
ガス導入口に設けられ、ガス導入口から反応室に導入される原料ガスの導入流量を調整する流量調整部とのうち少なくともいずれか１つを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に従えば、ガス導入口付近における原料ガスの流下方向が、ガス導入口と基材との間に設けられる方向調整部によって調整される。基材に接触する原料ガスの流速が、基材に臨んで設けられる流速調整部によって調整される。ガス導入口から反応室に導入される原料ガスの導入流量が、ガス導入口に設けられる流量調整部によって調整される。前述の状態調整手段には、方向調整部、流速調整部および流量調整部のうち少なくともいずれか１つが備えられる。これによって原料ガスの流下方向と、基材に接触する原料ガスの流速と、原料ガスの導入流量とのうち少なくともいずれか１つを調整して、基材状態を調整することができる。
【００１１】
また本発明は、原料ガスをガス導入口から基材が設けられる反応室に導入し、基材を加工処理する半導体処理方法であって、
基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態を検出する状態検出工程と、
薄膜の膜厚を検出する膜厚検出工程と、
状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、前記基材状態を調整する状態調整工程とを含むことを特徴とする半導体処理方法である。
【００１２】
本発明に従えば、原料ガスが、ガス導入口から基材が設けられる反応室に導入されて、たとえば基材に薄膜が形成されるなどして基材が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態が、状態検出工程で検出されるとともに、薄膜の膜厚が、膜厚検出工程で検出される。状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、前記基材状態が状態調整工程で調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態が所望の基材状態になるように調整されるので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を基材に形成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態である半導体処理装置２０の構成を簡略化して示す断面図である。図２は、反応炉２２の一部を示す断面図である。図３は、反応炉２２の一部を示す断面図である。図４は、半導体処理装置２０の構成を示すブロック図である。半導体処理装置２０は、たとえば薄膜の原料物質を用いて基材である被処理基板２１に薄膜を形成するなどして、被処理基板２１を加工処理するための装置である。半導体処理装置２０は、気相法に基づいて、薄膜を形成する気相成長装置によって実現される。本実施の形態では、半導体処理装置２０は、有機金属化学気相蒸着（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；略称ＭＯＣＶＤ）法などの化学的蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；略称ＣＶＤ）法を用いて、薄膜を形成する。半導体処理装置２０が気相成長装置である場合、原料ガスは、形成すべき薄膜材料を含む元素によって構成される、１種以上の化合物気体または単体気体である。半導体処理装置２０は、反応炉２２、反応管２３、ガス導入口２４、ガス排気口２５、状態調整手段２６、状態検出手段２７、膜厚検出手段２８、制御手段２９および記録手段３０を備える。
【００１４】
反応炉２２は、直方体状の筐体であって、耐熱性を有する材料から成る。反応炉２２の第１方向Ｐ一方側の側面部である第１炉側面部３５は、第１貫通孔３６を有する。第１方向Ｐは、反応炉２２の予め定める一辺に平行な方向であり、反応炉２２に後述の反応管２３が収容される状態で、反応管２３の軸線Ｌ２３が平行に配置される方向である。第１貫通孔３６は、軸線方向および周方向に沿った周縁部を有する長方形状であり、第１炉側面部３５を貫通する。第１貫通孔３６は、後述のガス導入口２４を挿通可能に形成される。反応炉２２の第１方向Ｐ他方側の側面部である第２炉側面部３７は、第２貫通孔３８を有する。第２貫通孔３８は、軸線方向および周方向に沿った周縁部を有する長方形状であり、第２炉側面部３７を貫通する。第２貫通孔３８は、後述のガス排気口２５を挿通可能に形成される。第１貫通孔３６と第２貫通孔３８とは、相互に対向する位置に配置される。本実施の形態では、反応炉２２の前記予め定める一辺に垂直な二辺のうち、一方の一辺に平行な方向を第２方向Ｑとし、他方の一辺に平行な方向を第３方向Ｒとする。
【００１５】
反応管２３は、薄膜を形成するための反応室であって、筒状に形成される。図１〜図３の例では、反応管２３は、その軸線Ｌ２３に垂直な断面が長方形状になるように形成される角筒状である。反応管２３は、耐熱性を有する材料、たとえば石英から成る。反応管２３は、反応炉２２によって外囲される収容空間４０に配置されて、反応炉２２に収容される。反応管２３が反応炉２２に収容される状態で、反応管２３の軸線は、第１方向Ｐに平行である。反応管２３の第１方向Ｐ一方側の一端部４１は、第１炉側面部３５に対向し、反応管２３の第１方向Ｐ他方側の他端部４２は、第２炉側面部３７に対向する。
【００１６】
反応管２３の第２方向Ｑ一方側の側面部である第１管側面部４３は、第１炉側面部３５に対向し、第１透孔４４を有する。第１透孔４４は、その軸線方向および周方向に沿った周縁部を有し、第１管側面部４３を貫通する。第１透孔４４は、後述の膜厚検出手段２８を挿通可能に形成される。反応管２３の第２方向Ｑ他方側の側面部である第２管側面部４５は、第２炉側面部３７に対向し、第２透孔４６を有する。第２透孔４６は、その軸線方向および周方向に沿った周縁部を有し、第２管側面部４５を貫通する。第２透孔４６は、後述のサセプタを挿通可能に形成される。第１透孔４４と第２透孔４６とは、相互に対向する位置に配置される。本実施の形態では、第１透孔４４は、第１管側面部４３の略中央部に配置されるとともに、第２透孔４６は、第２管側面部４５の略中央部に配置される。
【００１７】
ガス導入口２４は、原料ガスを導入するための導入口であって、大略的に有底筒状に形成される。ガス導入口２４は、軸線に垂直な断面が長方形状に形成される。ガス導入口２４の軸線方向一方側の一端部４７は、ガス導入口２４の軸線に垂直な底部４８を有する。ガス導入口２４の底部４８は、１または複数の透孔を有する。底部４８の透孔は、軸線方向および周方向に沿った周縁部を有し、底部４８を貫通する。ガス導入口２４の軸線方向他方側の他端部４９は、開放するように形成される。ガス導入口２４は、その軸線が第１方向Ｐに平行に配置される状態で、ガス導入口２４の一端部４７が第１貫通孔３６に挿通されて、第１炉側面部３５に設けられる。ガス導入口２４が第１炉側面部３５に設けられる状態で、ガス導入口２４の他端部４９は、反応管２３の一端部４１に対向し、かつ反応管２３の一端部４１に対応する形状に形成される。
【００１８】
ガス排気口２５は、被処理基板２１を通過した原料ガスと、薄膜形成時に発生する副生成ガスとを含む残留ガスを排気するための排気口である。ガス排気口２５は、軸線に垂直な断面が長方形状に形成される筒体である。ガス排気口２５は、その軸線が第１方向Ｐに平行に配置される状態で、ガス排気口２５の軸線方向一方側の一端部５５が第２貫通孔３８に挿通されて、第２炉側面部３７に設けられる。ガス排気口２５が第２炉側面部３７に設けられる状態で、ガス排気口の軸線方向他方側の他端部５６は、反応管２３の他端部４２に対向し、かつ反応管２３の他端部４２に対応する形状に形成される。ガス排気口２５の他端部５６は、反応管２３の他端部４２に周方向全周にわたって当接される。このようにして原料ガスの流路５８が、ガス導入口２４とガス排気口２５とが反応管２３によって連結されて形成されるとともに、反応炉２２を第１方向Ｐに貫通して設けられる。
【００１９】
基材である被処理基板２１は、薄膜が形成される対象物である。半導体処理装置２０は、サセプタ５９をさらに備える。サセプタ５９は、耐熱性を有する材料から成り、被処理基板２１を保持する。サセプタ５９は、その軸線が第２方向Ｑに平行になるように、第２管側面部４５の第２透孔４６に設けられる。サセプタ５９の第２方向Ｑ一方側の底面部６０は、凹所６１を有する。凹所６１は、軸線方向および周方向に沿った周縁部を有する円形状であり、軸線方向一方側から他方側に向けて没入する。凹所６１は、被処理基板２１を嵌め込むことができるように、被処理基板２１の直径および厚みとほぼ同一になるように形成される。サセプタ５９は、その底面部６０が反応管２３の第１管側面部４３に臨むようにして、第２管側面部４５の第２透孔４６に挿通される。前記凹所６１には、被処理基板２１が設けられる。サセプタ５９および被処理基板２１が反応炉２２に収容される状態で、サセプタ５９および被処理基板２１の第１管側面部４３に臨む表面は、第２管側面部４５の第１管側面部４３に臨む表面と略面一になっている。
【００２０】
状態調整手段２６は、基材状態、すなわち被処理基板２１への原料ガスの導入状態と被処理基板２１の温度とを含む基板状態を調整可能に設けられる。被処理基板２１への原料ガスの導入状態は、原料ガスの流速、流量および流下方向を含む。基板状態は、被処理基板２１付近の温度と、被処理基板２１付近の原料ガスの流速をさらに含む。流下方向は、原料ガスがガス導入口からガス排気口に向けて流下する方向であり、第１方向Ｐ、第２方向Ｑおよび第３方向Ｒのうち少なくともいずれか１つの方向成分を有する。状態調整手段２６は、方向調整部６５、流速調整部６６および流量調整部６７のうち少なくともいずれか１つを備える。本実施の形態では、状態調整手段２６は、方向調整部６５、流速調整部６６および流量調整部６７のすべての調整部を備えるとともに、加熱部６８をさらに備える。
【００２１】
方向調整部６５は、ガス導入口２４と被処理基板２１との間に設けられる。具体的には方向調整部６５は、反応管２３によって外囲される内部空間６２に、かつ反応管２３の一端部４１近傍に配置される。方向調整部６５は、第３方向Ｒに平行な軸線Ｌ６９を有する複数の第１〜第３軸部材６９ａ，６９ｂ，６９ｃと、複数の第１〜第３ルーバー７０，７１，７２とを含んで構成される。第１〜第３軸部材６９ａ〜６９ｃと第１〜第３ルーバー７０〜７２とは、耐熱性を有する材料から成る。第１軸部材６９ａは、反応管２３の第３方向Ｒ両側の側面部５０，５１に、軸線Ｌ６９ａまわりに角変位可能に設けられる。第２軸部材６９ｂは、反応管２３の第３方向Ｒ両側の側面部５０，５１に、軸線Ｌ６９ｂまわりに角変位可能に設けられる。第３軸部材６９ｃは、反応管２３の第３方向Ｒ両側の側面部５０，５１に、軸線Ｌ６９ｃまわりに角変位可能に設けられる。第１〜第３軸部材６９ａ〜６９ｃは、第２方向Ｑに間隔をあけて設けられる。第１軸部材６９ａは、第２および第３軸部材６９ｂ，６９ｃよりも第１管側面部４３寄りに配置される。第２軸部材６９ｂは、第１軸部材６９ａと第３軸部材６９ｃとの間に配置される。第３軸部材６９ｃは、第１および第２軸部材６９ａ，６９ｂよりも第２管側面部４５寄りに配置される。
【００２２】
図１〜図３の例では、第１〜第３ルーバー７０〜７２は、板状、具体的には長方形平板である。第１ルーバー７０は、第１軸部材６９ａに設けられる。第２ルーバー７１は、第２軸部材６９ｂに設けられる。第３ルーバー７２は、第３軸部材６９ｃに設けられる。第１ルーバー７０が第１軸部材６９ａに設けられる状態で、第１ルーバー７０の厚み方向一方側の表面は、第１管側面部４３に対向し、第１ルーバー７０の厚み方向他方側の表面は、第２ルーバー７１に対向する。第２ルーバー７１が第２軸部材６９ｂに設けられる状態で、第２ルーバー７１の厚み方向一方側の表面は、第１ルーバー７０の厚み方向他方側の表面に対向し、第２ルーバー７１の厚み方向他方側の表面は、第３ルーバー７２に対向する。第３ルーバー７２が第３軸部材６９ｃに設けられる状態で、第３ルーバー７２の厚み方向一方側の表面は、第２ルーバー７１の厚み方向一方側の表面に対向し、第３ルーバー７２の厚み方向他方側の表面は、第２管側面部４５に対向する。
【００２３】
方向調整部６５は、図示しない駆動手段をさらに有する。この駆動手段によって、第１〜第３軸部材６９ａ〜６９ｃが、それらの軸線Ｌ６９ａ〜Ｌ６９ｃまわりに角変位される。第１軸部材６９ａの角変位に伴って、第１ルーバー７０が反応管２３に対して、軸線Ｌ６９ａまわりに揺動する。これによって第１ルーバー７０の第１基準面７３に対する傾斜角度が変更される（以下、「第１ルーバー７０の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第１ルーバー７０の角度」と表記する場合がある）。第２軸部材６９ｂの角変位に伴って、第２ルーバー７１が反応管２３に対して、軸線Ｌ６９ｂまわりに揺動する。これによって第２ルーバー７１の第１基準面７３に対する傾斜角度が変更される（以下、「第２ルーバー７１の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第２ルーバー７１の角度」と表記する場合がある）。第３軸部材６９ｃの角変位に伴って、第３ルーバー７２が反応管２３に対して、軸線Ｌ６９ｃまわりに揺動する。これによって第３ルーバー７２の第１基準面７３に対する傾斜角度が変更される（以下、「第３ルーバー７２の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第３ルーバー７２の角度」と表記する場合がある）。第１基準面７３は、第２方向Ｑに垂直な一仮想平面である。このように方向調整部６５を構成することによって、ガス導入口２４付近における原料ガスの流下方向が調整される。第１ルーバー７０の角度と第２ルーバー７１の角度と第３ルーバー７２の角度とは、相互に独立して調整される。以下、第１ルーバー７０の角度、第２ルーバー７１の角度および第３ルーバー７２の角度のうち少なくともいずれか１つを指す場合、「第１〜第３ルーバー７０〜７２の各ルーバーの角度」と表記する場合がある。
【００２４】
流速調整部６６は、内部空間６２に配置されるとともに、被処理基板２１に臨んで設けられる。流速調整部６６は、第３方向Ｒに平行な軸線Ｌ７３を有する軸部材７４と、複数のルーバーすなわち第４〜第７ルーバー７５〜７８とを含んで構成される。軸部材７４と第４〜第７ルーバー７５〜７８とは、耐熱性を有する材料から成る。図１〜図３の例では、第４〜第７ルーバー７５〜７８は、板状、具体的には長方形平板である。軸部材７４は、反応管２３の第３方向Ｒ両側の側面部、すなわち第３管側面部５０および第４管側面部５１に、軸線Ｌ７４まわりに角変位可能に設けられる。第３管側面部５０は、反応管２３の第３方向Ｒ一方側の側面部である。第４管側面部５１は、反応管２３の第３方向Ｒ他方側の側面部である。軸部材７４は、第１方向Ｐに関して、被処理基板２１よりも反応管２３の一端部４１寄りに配置される。
【００２５】
第４〜第７ルーバー７５〜７８は、軸部材７４に設けられる。第４〜第７ルーバー７５〜７８が軸部材７４に設けられる状態で、第４〜第７ルーバー７５〜７８は、第３方向Ｒに並べて配置される。さらに第４〜第７ルーバー７５〜７８は、相互に独立して軸線まわりに角変位することができるように、軸部材７４に設けられる。第４ルーバー７５が軸部材７４に設けられる状態で、その厚み方向一方側の表面は、第１管側面部４３に対向し、その厚み方向他方側の表面は、第２管側面部７５に対向する。第５ルーバー７６が軸部材７４に設けられる状態で、その厚み方向一方側の表面は、第１管側面部４３に対向し、その厚み方向他方側の表面は、第２管側面部７５に対向する。第６ルーバー７７が軸部材７４に設けられる状態で、その厚み方向一方側の表面は、第１管側面部４３に対向し、その厚み方向他方側の表面は、第２管側面部７５に対向する。第７ルーバー７８が軸部材７４に設けられる状態で、その厚み方向一方側の表面は、第１管側面部４３に対向し、その厚み方向他方側の表面は、第２管側面部７５に対向する。
【００２６】
流速調整部６６は、図示しない駆動手段をさらに有する。この駆動手段によって、軸部材７４がその軸線Ｌ７４まわりに角変位される。軸部材７４の角変位に伴って、第４〜第７ルーバー７５〜７８が反応管２３に対して、軸線Ｌ７４まわりにそれぞれ揺動する、換言すると軸線Ｌ７４まわりに角変位される。本実施の形態では、第４〜第７ルーバー７５〜７８は、軸線Ｌ７４まわりに相互に独立して角変位できるように、軸部材７４に設けられている。第４〜第７ルーバー７５〜７８がそれぞれ角変位されることによって、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーと被処理基板２１との間の間隔が、第１方向Ｐに関してそれぞれ変化する。
【００２７】
第４ルーバー７５が角変位されることによって、第４ルーバー７５の第１基準面７３に対する傾斜角度が変化する（以下、「第４ルーバー７５の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第４ルーバー７５の角度」と表記する場合がある）。第５ルーバー７６が角変位されることによって、第５ルーバー７６の第１基準面７３に対する傾斜角度が変化する（以下、「第５ルーバー７６の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第５ルーバー７６の角度」と表記する場合がある）。第６ルーバー７７が角変位されることによって、第６ルーバー７７の第１基準面７３に対する傾斜角度が変化する（以下、「第６ルーバー７７の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第６ルーバー７７の角度」と表記する場合がある）。第７ルーバー７８が角変位されることによって、第７ルーバー７８の第１基準面７３に対する傾斜角度が変化する（以下、「第７ルーバー７８の第１基準面７３に対する傾斜角度」を、単に「第７ルーバー７８の角度」と表記する場合がある）。
【００２８】
第４〜第７ルーバー７５〜７８の角度を変化させることによって、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーと被処理基板２１とに挟まれる領域において、原料ガスの流下方向に垂直な断面積が、流下方向に関して調整される。さらに第４〜第７ルーバー７５〜７８を相互に独立して角変位させるので、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーと被処理基板２１とに挟まれる領域において、原料ガスの流下方向に垂直な断面積が、１つのルーバーを用いる場合に比べて、さらに精度良く調整される。原料ガスの流速が流下方向に関して調整される。前記断面積を流下方向に関して調整することによって、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーと被処理基板２１とに挟まれる領域において、原料ガスの流速の分布が均一になるように調整される。これによって被処理基板２１に接触する原料ガスの流速が、被処理基板２１において速度差が生じないように調整される。以下、第４ルーバー７５の角度、第５ルーバー７６の角度、第６ルーバー７７の角度および第７ルーバー７８の角度のうち少なくともいずれか１つを指す場合、「第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーの角度」と表記する場合がある。
【００２９】
流量調整部６７は、ガス導入口２４に設けられる。流量調整部６７は、原料ガスを反応管２３に導入するための複数のノズル、すなわち第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆを有する。第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆは、耐熱性を有する材料から成る。第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆは、筒状に形成され、かつ第２方向Ｑに平行な一仮想軸線まわりに角変位可能に、ガス導入口２４によって保持される。図１〜図３の例では、第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆが、ガス導入口２４の底部４８の透孔に設けられる。第１〜第３ノズル７９ａ〜７９ｃは、第３方向Ｒに相互に間隔をあけて配置される。第４〜第６ノズル７９ｄ〜７９ｆは、第３方向Ｒに相互に間隔をあけて配置される。第１〜第３ノズル７９ａ〜７９ｃは、たとえば第２方向Ｑに関して、第１軸部材６９ａと第２軸部材６９ｂとの間に配置される。第４〜第６ノズル７９ｄ〜７９ｆは、たとえば第２方向Ｑに関して、第２軸部材６９ｂと第３軸部材６９ｃとの間に配置される。
【００３０】
流量調整部６７は、図示しない駆動手段をさらに有する。この駆動手段によって、第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆは、相互に独立にかつ第２方向Ｑに平行な軸線まわりに角変位される。第１ノズル７９ａが角変位されることによって、第１ノズル７９ａの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第１ノズル７９ａの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第１ノズル７９ａの角度」と表記する場合がある）。第２基準面８０は、第３方向Ｒに垂直な一仮想平面である。第２ノズル７９ｂが角変位されることによって、第２ノズル７９ｂの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第２ノズル７９ｂの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第１ノズル７９ｂの角度」と表記する場合がある）。第３ノズル７９ｃが角変位されることによって、第３ノズル７９ｃの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第３ノズル７９ｃの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第３ノズル７９ｃの角度」と表記する場合がある）。
【００３１】
第４ノズル７９ｄが角変位されることによって、第４ノズル７９ｄの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第４ノズル７９ｄの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第４ノズル７９ｄの角度」と表記する場合がある）。第５ノズル７９ｅが角変位されることによって、第５ノズル７９ｅの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第５ノズル７９ｅの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第５ノズル７９ｅの角度」と表記する場合がある）。第６ノズル７９ｆが角変位されることによって、第６ノズル７９ｆの第２基準面８０に対する傾斜角度が変化する（以下、「第６ノズル７９ｆの第２基準面８０に対する傾斜角度」を、単に「第６ノズル７９ｆの角度」と表記する場合がある）。
【００３２】
流量調整部６７は、流体の流量を調整するためのマスフローコントローラ７８をさらに有する。マスフローコントローラ７８によって、原料ガスの導入流量が、第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆの各ノズル毎に調整されて、各ノズルを介して反応管２３に導入される。第１〜第３ノズル７９ａ〜７９ｃから反応管２３に導入された原料ガスは、第１ルーバー７０と第２ルーバー７１との間を通過して、被処理基板２１に導かれる。第４〜第６ノズル７９ｄ〜７９ｆから反応管２３に導入された原料ガスは、第２ルーバー７１と第３ルーバー７２との間を通過して、被処理基板２１に導かれる。本実施の形態では、第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆの各ノズルを、第２方向Ｑに平行な軸線まわりに、相互に独立して角変位させるので、流量調整部６７によっても、原料ガスの流下方向を調整することができる。以下、第１ノズル７９ａの角度、第２ノズル７９ｂの角度、第３ノズル７９ｃの角度、第４ノズル７９ｄの角度、第５ノズル７９ｅの角度および第６ノズル７９ｆの角度のうち少なくともいずれか１つを指す場合、「各ノズル７９ａ〜７９ｆの角度」と表記する場合がある。
【００３３】
加熱部６８は、被処理基板２１および反応管２３を加熱するための加熱手段である。加熱部６８は、収容空間４０に配置されて反応炉２２に収容される。加熱部６８は、被処理基板２１を加熱するための第１ヒータ８１と、反応管２３を加熱するための第２〜第５ヒータ８２〜８５とを含んで構成される。第１ヒータ８１は、サセプタ５９に関して被処理基板２１とは反対側に配置されて、サセプタ５９に設けられる。サセプタ５９および第１ヒータ８１は、被処理基板２１をサセプタ５９に着脱可能に、第３炉側面部５２に対して第２方向Ｑに変位可能に反応炉２２に収容される。第３炉側面部５２は、反応炉２２の第２方向Ｑ他方側の側面部であって、第２管側面部４５に対向する。図１〜図３の例では、被処理基板２１、サセプタ５９および第１ヒータ８０は、第３炉側面部５２に設けられる保持部材５３によって、第３炉側面部５２に対して第２方向Ｑに変位可能に保持される。
【００３４】
第２〜第５ヒータ８２〜８５は、収容空間４０に配置されて反応炉２２に収容される。第２ヒータ８２および第３ヒータ８３は、たとえば第２方向Ｑに関して反応管２３を挟む位置に配置される。さらに第２ヒータ８２および第３ヒータ８３は、第２管側面部４５の第２透孔４６よりも反応管２３の一端部４１寄りに配置される。第２ヒータ８２は、第１管側面部４３に対向し、第３ヒータ８３は、第２管側面部４５に対向する。第４ヒータ８４および第５ヒータ８５は、たとえば第２方向Ｑに関して反応管２３を挟む位置に配置される。さらに第４ヒータ８４および第５ヒータ８５は、第２管側面部４５の第２透孔４６よりも反応管２３の他端部４２寄りに配置される。第４ヒータ８４は、第１管側面部４３に対向し、第５ヒータ８５は、第２管側面部４５に対向する。第２〜第５ヒータ８２〜８５は、たとえば反応炉２２に保持される。
【００３５】
第１ヒータ８１によって、第１加熱領域８６における温度が調整される。第１加熱領域８６は、流路の第１ヒータ８１が臨む領域を含む。第１ヒータ８１は、第１加熱領域８６のうち予め定める複数の領域を、相互に独立して加熱することができるように構成されている。第１加熱領域８６のうち予め定める複数の領域は、たとえば被処理基板２１の半径方向に関して、隣接して並ぶ複数の領域である。第１ヒータ８１によって、第１加熱領域８６内の領域毎に温度が調整される。第２および第３ヒータ８２，８３によって、第２加熱領域８７における温度が調整される。第２加熱領域８７は、流路の第２および第３ヒータ８２，８３に挟まれる領域とを含む。第２および第３ヒータ８２，８３は、第２加熱領域８７のうち予め定める複数の領域を、相互に独立して加熱することができるように構成されている。第２加熱領域８７のうち予め定める複数の領域は、たとえば第１方向Ｐに隣接して並ぶ複数の領域である。第２および第３ヒータ８２，８３によって、第２加熱領域８７内の領域毎に温度が調整される。
【００３６】
第４および第５ヒータ８４，８５によって、第３加熱領域８８における温度が調整される。第３加熱領域８８は、流路の第４および第５ヒータ８４，８５に挟まれる領域を含む。第４および第５ヒータ８４，８５は、第３加熱領域８８のうち予め定める複数の領域を、相互に独立して加熱することができるように構成されている。第３加熱領域８８のうち予め定める複数の領域は、たとえば第１方向Ｐに隣接して並ぶ複数の領域である。第４および第５ヒータ８４，８５によって、第３加熱領域８８内の領域毎に温度が調整される。前述のように状態調整手段２７を構成することによって、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態となるように、方向調整部６５、流速調整部６６、流量調整部６７および加熱部６８が、協働して温度、流速、流量および流下方向を物理的に調整する。
【００３７】
状態検出手段２７は、基板状態を検出するための手段である。状態検出手段２７は、温度センサおよび流速センサなどによって実現される。状態検出手段２７は、内部空間６２に臨むようにして反応管２３に設けられる。状態検出手段２７は、予め定める１または複数の状態検出位置（図５参照）における基板状態を検出する。本実施の形態では、複数の状態検出位置が、被処理基板２１付近に配置される。状態検出手段２７は、流速検出部９０および温度検出部９１を含んで構成される。流速検出部９０は、流速センサによって実現され、原料ガスの流速を検出する。温度検出部９１は、温度センサによって実現され、被処理基板２１の温度および被処理基板２１付近の温度などを検出する。
【００３８】
流速検出部９０および温度検出部９１は、たとえば第２管側面部４５の状態検出位置と対応する位置に透孔を設けるなどして、反応管２３に設けられる。状態検出位置における原料ガスの流速が、流速検出部９０によって検出されて、被処理基板２１付近の原料ガスの流速であるガス流速が検出される。さらに状態検出位置における温度が、温度検出部９１によって検出されて、被処理基板２１付近の温度である付近温度が検出される。付近温度は、第２透孔４６の周縁部の状態検出位置と対応する部分の温度と、状態検出位置付近の気相の温度とを含む。
【００３９】
膜厚検出手段２８は、被処理基板２１に形成される薄膜の膜厚を検出する。膜厚検出手段２８は、レーザ光を用いて膜厚を検出するセンサなどによって実現される。膜厚検出手段２８は、反応管２３に設けられるとともに、被処理基板２１に臨んで設けられる。膜厚検出手段２８は、たとえば耐熱性を有するケーシングなどに収容されるなどして第１管側面部４３の第１透孔４４に設けられて、被処理基板２１に臨む。膜厚検出手段２８は、被処理基板２１の予め定める１または複数の膜厚検出位置（図５参照）において形成される薄膜の膜厚を検出する。本実施の形態では、複数の膜厚検出位置が、たとえば被処理基板２１の内部空間６２に臨む一表面２１ａにおいて設定される一仮想円５４の周方向に沿って、同じ間隔をあけて配置される。前記一仮想円５４は、被処理基板２１の軸線と被処理基板２１の前記一表面２１ａとの交点を中心とする円であり、被処理基板２１の直径よりも小さい直径を有する。
【００４０】
制御手段２９は、状態検出手段２７および膜厚検出手段２８の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態となるように、状態調整手段２６を制御する。制御手段２９は、情報処理部９２および制御部９３を有する。情報処理部９２は、状態検出手段２７および膜厚検出手段２８の各検出結果を分析し、最適な基板状態にするための制御条件を判断する。制御条件は、第１〜第３ルーバー７０〜７２の各ルーバーの角度、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーの角度、第１〜第６ノズルの各ノズルの角度、原料ガスの導入流量および第１〜第５ヒータ８１〜８５による加熱温度などの各種の設定値を含む。制御部９３は、情報処理部９２によって判断されて設定された制御条件に基づいて、状態調整手段２７を制御する。
【００４１】
記録手段３０は、状態検出手段２７および膜厚検出手段２８の各検出結果と、情報処理部９２によって設定される設定値とを含む経験情報を、将来の判断材料として用いるために記録する。記録手段３０は、たとえばランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ；略称ＲＡＭ）などによって実現される。記録手段３０には、膜厚理想値、初期目標値および初期制御条件を含む初期情報が、予め記録されている。膜厚理想値は、過去の実績およびシミュレーション解析などによって得られた膜厚に関する理想値である。膜厚理想値は、予め定める膜厚検出位置において、薄膜形成のプロセスを開始してからの予め定める経過時間と、その経過時間における膜厚の理想値とを含む。初期目標値は、膜厚理想値に従って薄膜を形成するための、薄膜形成のプロセス開始時における基板状態の初期値である。初期制御条件は、膜厚理想値に従って薄膜を形成するための、薄膜形成のプロセス開始時における設定値の初期値を含む制御条件である。
【００４２】
記録手段３０が経験情報を記録するにあたって、膜厚の理想値と、実際の膜厚の検出値と、膜厚の理想値と膜厚の検出値との差を補うために設定された設定値とを、個別にかつ関連付けて記録する。記録手段３０には、状態調整手段２６に関する制御ノウハウがさらに記録されており、情報処理部９２は、この制御ノウハウも考慮して設定値を設定している。状態調整手段２６に関する制御ノウハウは、たとえば方向調整部６５、流速調整部６６、流量調整部６７および加熱部６８を、同時にまたは予め定める順番に調整するなどの状態調整手段２６の制御手順を含む。
【００４３】
前述の状態調整手段２６、状態検出手段２７、膜厚検出手段２８、情報処理部９２、制御部９３および記録手段３０は、図４に示すように、電気的に接続される。状態検出手段２７は、予め定める状態検出位置における基板状態を検出して、その検出結果を表わす信号を情報処理部９２に与える。膜厚検出手段２８は、予め定める膜厚検出位置における薄膜の膜厚を検出して、その検出結果を表わす信号を情報処理部９２に与える。記録手段３０は、経験情報および初期情報などの各種の情報を表わす信号を情報処理部９２に与える。情報処理部９２は、状態検出手段２７、膜厚検出手段２８および記録手段３０からの各信号に基づいて、制御条件を判断して各種の設定値を設定する。情報処理部９２は、その設定値を表わす信号を制御部９３に与える。
【００４４】
制御部９３は、情報処理部９２からの信号に基づいて、基板状態を調整するように制御するための制御信号を状態調整手段に与える。具体的には制御部９３は、方向調整部６５、流速調整部６６および流量調整部６７の各駆動手段と、流量調整部６７のマスフローコントローラとに制御信号を与える。方向調整部６５の駆動手段は、制御部９３からの制御信号に基づいて、第１〜第３ルーバー７０〜７２の各ルーバーの角度を調整する。流速調整部６６の駆動手段は、制御部９３からの制御信号に基づいて、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーの角度を調整する。流量調整部６７の駆動手段は、制御部９３からの制御信号に基づいて、各ノズル７９ａ〜７９ｆの角度を調整する。マスフローコントローラは、制御部９３からの制御信号に基づいて、原料ガスの導入流量を調整する。
【００４５】
このように構成される半導体処理装置２０において、原料ガスが、流量調整部６７の第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆの各ノズルを介して、ガス導入口２４から反応管２３に導入される。原料ガスが被処理基板２１に導かれるまでに、第２および第３ヒータ８２，８３によって第２加熱領域８７が温められるとともに、第１ヒータ８１によって第１加熱領域８６が温められる。これによって被処理基板２１および被処理基板２１付近において、化学反応が促進されて原料ガスによって薄膜が被処理基板２１に形成される。薄膜の形成時には、状態検出手段２７および膜厚検出手段２８によって、状態検出位置における基板状態と膜厚検出位置における薄膜の膜厚とがリアルタイムに検出されている。
【００４６】
状態検出手段２７による検出結果と、膜厚検出手段２８による検出結果と、記録手段３０に記録される各種の情報とに基づいて、情報処理部９２は、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態となるように制御条件の各種の設定値を設定する。設定値に基づいて、制御部９３が状態調整手段２６を制御して、基板状態が調整される。これによって所望の流量の原料ガスが、所望の流下方向および位置に流下される。さらに設定値に基づいて、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーと被処理基板２１とに挟まれる領域における原料ガスの流速差が、最小にすなわち均一になるように、原料ガスの流速が流下方向に関して調整される。これによって所望の流速の原料ガスが被処理基板に接触しながら流下する。また被処理基板２１を通過した原料ガスと、薄膜形成時に発生した副生成ガスを含む残留ガスは、ガス排気口２５から排気される。このように薄膜を形成するにあたって基板状態と薄膜の膜厚とをリアルタイムに検出して、その検出結果に基づいて基板状態を調整しながら薄膜を形成するので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を形成することができる。
【００４７】
図５は、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈと第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈとの一例を説明するための図である。図５において、第２方向Ｑ一方側から平面視したときの被処理基板２１を示している。基板状態を検出するにあたって、図５の例では、８つの状態検出位置、すなわち第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈが、第２透孔４６の周縁部に、周方向に同じ間隔をあけて配置される。第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈは、第２方向Ｑ一方側から被処理基板２１を平面視したときに、反時計まわりに第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈの順に配置されている。薄膜の膜厚を検出するにあたって、図５の例では、８つの膜厚検出位置、すなわち第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈが、前記一仮想円の周方向に沿って、同じ間隔をあけて配置される。第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈは、第２方向Ｑ一方側から被処理基板２１を平面視したときに、反時計まわりに第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈの順に配置されている。第１および第５状態検出位置Ａ，Ｅならびに第１および第５膜厚検出位置ａ，ｅは、前記一仮想円の中心を通りかつ第３方向Ｒに平行な一仮想線が通るように配置される。第３および第７状態検出位置Ｃ，Ｇならびに第３および第７膜厚検出位置ｃ，ｇは、前記一仮想円の中心を通りかつ第１方向Ｐに平行な一仮想線が通るように配置される。
【００４８】
図６は、薄膜形成時における経過時間と膜厚の理想値との関係を示すグラフである。図７は、第１〜第３膜厚検出位置ａ〜ｃにおける経過時間と膜厚の検出値との関係を示すグラフである。所望の膜厚の薄膜を形成するために、前述のように膜厚理想値と初期目標値とが予め設定されて記録手段３０に記録されている。膜厚理想値は、たとえば図６の実線１００のグラフのように表わされる。図６において、横軸は、経過時間であり、単位は秒である。図６において、縦軸は、薄膜の膜厚の理想値であり、単位はナノメートルである。膜厚理想値は、その傾き、具体的には時間に対する膜厚の変化量を表わす成膜速度が一定になるように設定される。膜厚理想値は、第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈにおいて、薄膜形成のプロセスで常に目標とすべき値である。
【００４９】
基板状態および薄膜の膜厚は、薄膜形成のプロセスを開始してから終了するまでの経過時間Ｔ３の間に、それぞれ同じ経過時間に検出されるとともに、複数回検出される。たとえば基板状態および薄膜の膜厚は、プロセス開始から経過時間Ｔ１だけ経過したときと、プロセス開始から経過時間Ｔ２だけ経過したときとに検出される。経過時間Ｔ２は、経過時間Ｔ１よりも予め定める時間だけ経過した後の経過時間である。経過時間Ｔ１における膜厚の理想値は、５０ナノメートル（５００Å）である。経過時間Ｔ２における膜厚の理想値は、５５ナノメートル（５５０Å）である。前述の膜厚理想値に従って設定される初期目標値は、たとえば以下の表１のように表わされる。
【００５０】
【表１】
表１の例では、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈにおいて、付近温度の目標値は、ともに５００度［℃］に設定されるとともに、ガス流速の目標値は、ともに４５０ミリメートル毎秒［ｍｍ／ｓ］に設定される。プロセス開始時には、初期目標値を達成するための予め設定される初期制御条件に基づいて、状態調整手段２６は、第１〜第３ルーバー７０〜７２の各ルーバーの角度と、第４〜第７ルーバー７５〜７８の各ルーバーの角度と、各ノズル７９ａ〜７９ｆの角度と、マスフローコントローラによる導入流量とを調整する。
【００５２】
プロセス開始から経過時間Ｔ１だけ経過したときに、第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈにおける薄膜の膜厚が、膜厚検出手段２８によって検出されるとともに、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈにおける付近温度およびガス流速が、状態検出手段２７によって検出される。たとえば第１〜第３膜厚検出位置ａ〜ｃにおいて、経過時間と膜厚検出手段２８による膜厚の検出値との関係は、図７のグラフのように表わされる。第１膜厚検出位置ａにおいて、経過時間と薄膜の膜厚との関係は、図７の実線１０１のグラフで表わされる。経過時間Ｔ１において、膜厚の理想値が５０ナノメートルであるのに対して、第１膜厚検出位置ａにおいて検出された膜厚の検出値は、５１．２ナノメートル（５１２Å）である。第２膜厚検出位置ｂにおいて、経過時間と薄膜の膜厚との関係は、図７の実線１０２のグラフで表わされる。経過時間Ｔ１において、膜厚の理想値が５０ナノメートルであるのに対して、第２膜厚検出位置ｂにおいて検出された薄膜の膜厚は、４９．５ナノメートル（４９５Å）である。第３膜厚検出位置ｃにおいて、経過時間と薄膜の膜厚との関係は、図７の実線１０３のグラフで表わされる。経過時間Ｔ１において、膜厚の理想値が５０ナノメートルであるのに対して、第３膜厚検出位置ｃにおいて検出された薄膜の膜厚は、４９．４ナノメートル（４９４Å）である。さらに経過時間Ｔ１において、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈにおける初期目標値と状態検出手段２７による検出値とは、以下の表２のように表わされる。
【００５３】
【表２】
たとえば第１状態検出位置Ａにおいて、経過時間Ｔ１における付近温度の目標値が５００度［℃］であるのに対して、経過時間Ｔ１における付近温度の検出値は５０６度［℃］である。第１状態検出位置Ａにおいて、経過時間Ｔ１におけるガス流速の目標値が４５０ミリメートル毎秒であるのに対して、経過時間Ｔ１におけるガス流速の検出値は４２０ミリメートル毎秒である。情報処理部９２は、膜厚の理想値と膜厚検出手段２８による膜厚の検出値との差異を比較するとともに、初期目標値と状態検出手段による検出値との差異を比較する。プロセス開始から経過時間Ｔ２だけ経過したときに、膜厚の理想値５５０ナノメートルまたはそれに可及的に近い値が、すべての状態検出位置で検出されるように、情報処理部９２は、比較結果に基づいて第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈにおける最適な基板状態を判断する。情報処理部９２は、この判断結果に基づいて基板状態の目標値を補正する。たとえば情報処理部９２は、以下の表３に示すように、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈでの基板状態の目標値を補正する。
【００５５】
【表３】
たとえば第１状態検出位置Ａにおける基板状態の目標値において、経過時間Ｔ１における付近温度の目標値が５００度［℃］であったのに対して、経過時間Ｔ２における付近温度の目標値は、４９６度［℃］に補正される。また第１状態検出位置Ａにおける基板状態の目標値において、経過時間Ｔ１におけるガス流速の目標値が４５０ミリメートル毎秒であったのに対して、経過時間Ｔ２におけるガス流速の目標値は、４６０ミリメートル毎秒に補正される。情報処理部９２は、補正された基板状態の目標値が得られるように、制御条件の各種の設定値を設定する。この設定値に基づいて、状態調整手段２６が制御部９３によって制御されて、基板状態が調整される。
【００５７】
【表４】
表４は、補正された基板状態の目標値に基づいて設定された設定値の一例を示している。たとえば表４の例では、設定された設定値は、第１〜第３ルーバ７０〜７２の各ルーバーの角度、第４ルーバ７５の角度および第１〜第３ノズル７９ａ〜７９ｃの各ノズルの角度などである。
【００５９】
図８は、膜厚検出手段２８の一例を示す斜視図である。図９は、第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈを説明するための図である。前述の膜厚検出手段２８は、たとえばエリプソメータなどの光学干渉方式を利用した膜厚検出手段によって実現される。膜厚検出手段２８は、出射部９５、受光部９６および移動治具９７を含んで構成される。出射部９５は、レーザ光を出射する。受光部９６は、レーザ光を受光する。移動治具９７は、出射部９５および受光部９６を被処理基板２１に対して第１方向および第３方向に変位可能に保持する。前述のように膜厚検出手段２８が第１管側面部４３の第１透孔４４に設けられる状態で、出射部９５および受光部９６は、被処理基板２１に対して第１方向Ｐおよび第３方向Ｒに変位される。これによって被処理基板２１におけるレーザ光の照射位置が変化する。
【００６０】
薄膜の膜厚を検出するにあたって、レーザ光が、膜厚を検出すべき物質、すなわち被処理基板２１に出射される。被処理基板２１および薄膜から反射されたレーザ光が受光され、これらの偏光状態、具体的には薄膜に入射され、被処理基板２１における反射光と、薄膜における反射光との偏光状態を検出する。レーザ光の偏光状態の検出結果に基づいて、被処理基板２１に形成される薄膜の膜厚が検出される。前述のように膜厚検出手段２８を構成することによって、薄膜の膜厚を検出すべき領域においては、膜厚検出手段２８が原料ガスに接触することがない。これによって原料ガスの流れを乱すことがないので、薄膜を好適に形成することができるとともに、状態検出手段２７によって基板状態を正確に検出することができる。
【００６１】
図１０は、本発明の半導体処理方法に従う処理の手順を示すフローチャートである。本発明の半導体処理方法は、原料ガスをガス導入口から被処理基板２１が設けられる反応管２３に導入して、被処理基板２１を加工処理するための方法であって、たとえば原料ガスを反応管２３に導入するとともに、被処理基板２１を加熱して、被処理基板２１に薄膜を形成するための方法である。半導体処理方法は、状態検出工程、膜厚検出工程および状態調整工程を含む。状態検出工程は、被処理基板２１への導入状態と被処理基板２１の温度とを含む基板状態を検出する工程である。膜厚検出工程は、薄膜の膜厚を検出する工程である。状態調整工程は、状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態となるように、基板状態を調整する工程である。本実施の形態では、半導体処理方法は、後述の制御条件判断工程と基板条件判断工程と記録工程とをさらに含む。またステップｓ０において、初期制御条件に基づいて設定値が既に設定されている。
【００６２】
ステップｓ０では、半導体処理方法の処理手順、具体的には薄膜形成のプロセスを開始して、原料ガスをガス導入口２４から被処理基板２１に導入する。ステップｓ０で、半導体処理方法が開始されるとステップｓ１の基板状態検出工程に進む。ステップｓ１では、状態検出手段２７が、予め定める状態検出位置、たとえば第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈにおける付近温度およびガス流速を基板状態として検出する。ステップｓ１で基板状態が検出されると、ステップｓ２の膜厚検出工程に進む。
【００６３】
ステップｓ２では、膜厚検出手段２８が、予め定める膜厚検出位置、たとえば第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈにおける薄膜の膜厚を検出する。ステップｓ２で薄膜の膜厚が検出されると、ステップｓ３の制御条件判断工程に進む。ステップｓ３では、情報処理部９２が、基板状態および膜厚の各検出結果と、記録手段３０に記録される経験情報とに基づいて、基板状態の目標値を補正して、制御条件を判断する、具体的には制御条件の各種の設定値を設定する。ステップｓ３で制御条件が判断されて設定値が設定されると、ステップｓ４の状態調整工程に進む。
【００６４】
ステップｓ４では、情報処理部９２が制御条件を制御部９３に指示し、この指示に基づいて、制御部９３が状態調整手段２７を制御して、状態調整手段２６が基板状態を調整する。ステップｓ４で基板状態が調整されて、ステップｓ５の状態検出工程および膜厚検出工程に進む。ステップｓ５では、状態検出手段２７が基板状態を検出するとともに、膜厚検出手段２８が薄膜の膜厚を検出する。ステップｓ５で基板状態が検出されるとともに、薄膜の膜厚が検出されると、ステップｓ６の基板条件判断工程に進む。
【００６５】
ステップｓ６では、情報処理部９２が、所望の環境条件になっているか否かを判断する。具体的には情報処理部９２が、検出された基板状態が、補正した基板状態の目標値になっているか否かを判断するとともに、膜厚の検出値が、膜厚の理想値または理想値に近い値になっているか否かを判断する。ステップｓ６で、情報処理部９２が所望の環境条件になっていると判断すると、ステップｓ７の記録工程に進み、情報処理部９２が所望の環境条件になっていないと判断すると、ステップｓ３に進む。
【００６６】
ステップｓ７では、経験情報として情報処理部９２にフィードバックするために、記録手段３０が、所望の環境条件となっているときの、検出された基板状態および基板状態の目標値と、膜厚の検出値および理想値と、制御条件の各種の設定値とを個別にかつ関連付けて記録する。ステップｓ７で経験情報が記録されると、ステップｓ８に進んで、半導体処理方法のすべての処理手順を終了する。
【００６７】
前述のように薄膜形成のプロセスを開始してから終了するまでの間に、基板状態と薄膜の膜厚とを複数回にわたって検出する。基板状態と薄膜の膜厚との検出結果と、記録手段３０に記録される各種の情報とに基づいて基板状態の目標値を補正して、その補正結果に基づいて設定値を設定する。このような手順を繰り返すことによって、所望の膜厚の薄膜が得られる基板状態に導くための判断材料として、多くの経験情報を得ることができる。さらに得られた経験情報を記録手段３０で記録しておくことによって、学習効果が得られるとともに、記録情報の情報量の増加に伴って、補正の精度が向上されかつ情報処理部９２による基板状態の判断などの各種の処理に要する時間が短縮される。
【００６８】
本実施の形態によれば、原料ガスが、ガス導入口２４から被処理基板２１が設けられる反応管２３に導入されて、薄膜が被処理基板２１に形成されるなどして被処理基板２１が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、被処理基板２１への導入状態および基材の温度を含む基材状態が、状態検出手段２７によって検出され、薄膜の膜厚が膜厚検出手段２８によって検出される。状態検出手段２７および膜厚検出手段２８の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、状態調整手段２６が、制御手段２９によって制御される。状態調整手段２６が制御手段２９によって制御されることによって、基材状態が所望の基板状態になるように調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態が所望の基材状態になるように調整される。これによって半導体デバイスを生産する生産装置の設置上および運用上の不具合をなくし、薄膜形成のプロセスの条件が変化に対して柔軟に対応することができる。したがって膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を被処理基板２１に形成することができる。
【００６９】
さらに本実施の形態によれば、ガス導入口２４付近における原料ガスの流下方向が、ガス導入口２４と被処理基板２１との間に設けられる方向調整部６５によって調整される。被処理基板２１に接触する原料ガスの流速が、被処理基板２１に臨んで設けられる流速調整部６６によって調整される。ガス導入口２４から反応管２３に導入される原料ガスの導入流量が、ガス導入口２４に設けられる流量調整部６８によって調整される。前述の状態調整手段２６には、方向調整部６５、流速調整部６６および流量調整部６７のうち少なくともいずれか１つが備えられる。これによって原料ガスの流下方向と、被処理基板２１に接触する原料ガスの流速と、原料ガスの導入流量とのうち少なくともいずれか１つを調整して、基材状態を調整することができる。
【００７０】
さらに本実施の形態によれば、原料ガスが、ガス導入口２４から被処理基板２１が設けられる反応管２３に導入されて、薄膜が被処理基板２１に形成されるなどして被処理基板２１が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、被処理基板２１への導入状態および被処理基板２１の温度を含む基材状態が、状態検出工程で検出され、薄膜の膜厚が膜厚検出工程で検出される。状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、前記基材状態が状態調整工程で調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態が所望の基材状態になるように調整されるので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を被処理基板２１に形成することができる。
【００７１】
図１１は、本発明の第２の実施の形態である半導体処理装置２０ａが備える状態検出手段２７ａの流速検出部９０ａによるガス流速の検出方法の一例を説明するための斜視図である。図１２は、ガス流速の分布の一例を説明するための図である。本実施の形態の半導体処理装置２０ａは、前述の第１の実施の形態の半導体処理装置２０と類似しており、異なる点についてだけ説明する。本実施の形態の半導体処理装置２０ａにおいて、第１の実施の形態の半導体処理装置２０と同様の構成には同一の参照符号を付す。本実施の形態の半導体処理装置２０ａでは、状態検出手段２７ａの流速検出部９０ａを、第２管側面部４５の状態検出位置に対応する位置に設ける代わりに、反応管２３の第３管側面部および第４管側面部に設けられる。流速検出部９０ａは、レーザードップラー方式を用いたガス流速計、すなわちレーザードップラー流速計（Ｌａｓｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｍｅｔｅｒ；略称ＬＤＶ）によって実現される。レーザードップラー流速計は、レーザ光が単一波長を有するという特徴を生かし、流体中に含まれる微粒子からの散乱光によるドップラー効果を利用して流体の速度を光学的に検出する検出手段である。
【００７２】
流速検出部９０ａは、２対のレーザ発光部およびレーザ受光部、具体的には第１レーザ発光部１０５ａおよび第１レーザ受光部１０６ａならびに第２レーザ発光部１０５ｂおよび第２レーザ受光部１０６ｂを含んで構成される。第１および第２レーザ発光部１０５ａ，１０５ｂは、レーザ光を出射するための手段である。第１レーザ発光部１０５ａは、レーザ光の出射方向を調整可能に、第３管側面部５０および第４管側面部５１のいずれか一方に設けられる。第２レーザ発光部１０５ｂは、レーザ光の出射方向を調整可能に、第３管側面部５０および第４管側面部５１のいずれか一方に設けられる。
【００７３】
第１および第２受光部１０６ａ，１０６ｂは、レーザ光を受光するための手段である。第１受光部１０６ａは、第１レーザ発光部１０５ａからのレーザ光を受光することができるように、第３管側面部５０および第４管側面部５１のいずれか他方に設けられる。第２受光部１０６ｂは、第２レーザ発光部１０５ｂからのレーザ光を受光することができるように、第３管側面部５０および第４管側面部５１のいずれか他方に設けられる。第１および第２発光部１０５ａ，１０５ｂならびに第１および第２受光部１０６ａ，１０６ｂは、第１発光部１０５ａからのレーザ光と第２発光部１０５ｂからのレーザ光とが交差するように、それぞれ配置される。図１１の例では、第１および第２レーザ発光部１０５ａ，１０５ｂは、第１および第２レーザ発光部１０５ａ，１０５ｂの順に第１方向Ｐに並んで配置され、かつ第２方向Ｑに平行な軸線まわりに角変位可能に設けられる。さらに図１１の例では、第１および第２受光部１０６ａ，１０６ｂは、第２受光部１０６ｂおよび第１受光部１０６ａの順に第１方向Ｐに並んで配置され、かつ第２方向Ｑに平行な軸線まわりに角変位可能に設けられる。
【００７４】
第１発光部１０５ａからのレーザ光と第２発光部１０５ｂからのレーザ光との交点は、ガス流速を検出すべき領域内に含まれ、たとえば第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈと対応する位置に配置される。この交点におけるドップラー効果に基づいて、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈでガス流速が検出される。また前述のように第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈを配置することによって、図１２に示すように、第３方向Ｒに関してガス流速の分布が不均一である場合であっても、ガス流速の分布を確実に検出することができる。さらにガス流速を検出すべき領域においては、レーザ光が通過するだけであって、流速検出部９０ａが原料ガスに接触することがない。これによって原料ガスの流れを乱すことなく、ガス流速を正確に検出することができる。さらに温度および圧力などの他の物理的条件に関係なく、ガス流速を正確に検出することができる。
【００７５】
図１３は、状態検出手段２７ａの温度検出部９１ａによる付近温度の検出方法の一例を説明するための斜視図である。図１４は、被処理基板２１および被処理基板２１付近の温度分布の一例を説明するための図である。本実施の形態における温度検出部９１ａは、物体の表面から放出される赤外線をセンサによって検出して、その検出結果に基づいて物体の表面温度を映像化するサーモグラフィ（ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｙ）によって実現される。温度検出部９１ａは、たとえば耐熱性を有するケーシングに収容されるなどして第１管側面部４３の第１透孔４４に設けられて、被処理基板２１に臨む。
【００７６】
温度検出部９１ａは、被処理基板２１を含む領域の温度分布を検出する。第１方向Ｑ一方側からの平面視で、被処理基板２１とサセプタ５９と第２透孔４６の周縁部とを含む領域の温度分布が検出される。温度分布は、図１４に示すように、被処理基板２１の半径方向に関して温度が異なる複数の領域１１０ａ〜１１０ｅによって表わされる。図１４において、理解を容易にするために、複数の領域１１０ａ〜１１０ｅには斜線を付している。温度検出部９１ａは、温度分布に基づいて、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈが含まれる領域の温度を付近温度として検出する。付近温度を検出するにあたって、予め定める座標系を温度分布に設定しておき、第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈの座標に対応する位置の数値を、付近温度として検出する。
【００７７】
また温度検出部９１ａは、シミュレーションなどによって予め可視化した、換言すると映像化した理想の温度分布を求めておき、温度検出部９１ａによって検出された温度分布と比較して、照合する温度を付近温度として検出する構成であってもよい。前述のように温度検出部９１ａを構成することによって、温度を検出すべき領域においては、温度検出部９１ａが原料ガスに接触することがない。これによって原料ガスの流れを乱すことなく、付近温度を正確に検出することができる。
【００７８】
前述の各実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、発明の範囲内において構成を変更してもよい。たとえばマスフローコントローラを用いる代わりに、各ノズルの内径を相互に異なるように形成するなどして、原料ガスの導入流量を調整する構成であってもよい。第２の実施の形態において、透光性を有する反応管２３を用いて、流速検出部９０ａおよび温度検出部９１ａを、内部空間６２とは反対側から反応管２３に設けてもよいし、反応管２３の外部にかつ反応炉２２の収容空間４０に臨む側面に設けてもよい。また複数の第１〜第３ルーバー７０〜７２を用いる代わりに、１つのルーバーを用いる構成であってもよい。第４〜第７ルーバー７５〜７７を用いる代わりに、１つのルーバーを用いる構成であってもよい。第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆの代わりに、１つのノズルを用いる構成であってもよい。
【００７９】
また反応管２３の形状は、角筒状に限らず、たとえば円筒状などであってもよい。第１〜第３ルーバー７０〜７２と、第４〜第７ルーバー７５〜７７とは、前述の構成に加えて、第２方向Ｑに平行な軸線まわりに角変位可能に構成されてもよい。また第１〜第３ルーバー７０〜７２ならびに第４〜第７ルーバー７５〜７７の寸法は、たとえばそれらの第３方向Ｒの寸法が反応管２３の第３方向Ｒの寸法とほぼ同一であってもよいし、反応管２３の第３方向Ｒの寸法の半分であってもよいなど、自由に変更してよい。第１〜第６ノズル７９ａ〜７９ｆは、前述の構成に加えて、第３方向Ｒに平行な軸線まわりに角変位可能に構成されてもよい。第１〜第５ヒータ８１〜８５は、たとえば第２および第３ヒータ８２，８３ならびに第４および第５ヒータ８４，８５を、第３方向Ｒに関して反応管２３を挟む位置にそれぞれ配置するなどして、それらの設置位置を自由に変更して設けられてもよい。
【００８０】
また状態検出位置および膜厚検出位置は、前述の配置位置および配置数に限らず自由に変更してよい。状態検出手段２７，２７ａの設置位置は、設定される状態検出位置における基板状態を検出することができる位置であれば自由に変更してもよい。また膜厚検出手段２８の設置位置は、設定される膜厚検出位置における膜厚を検出することができる位置であれば自由に変更してもよい。またガスの流下方向は、たとえば原料ガスの種類などに応じて、自由に変更してもよい。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、原料ガスが、ガス導入口から基材が設けられる反応室に導入されて、たとえば薄膜が基材に形成されるなどして基板が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態が、状態検出手段によって検出され、薄膜の膜厚が膜厚検出手段によって検出される。状態検出手段および膜厚検出手段の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、状態調整手段が、制御手段によって制御される。状態調整手段が制御手段によって制御されることによって、基材状態が所望の基材状態になるように調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態を所望の基材状態になるように調整するので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を基板に形成することができる。
【００８２】
また本発明によれば、ガス導入口付近における原料ガスの流下方向が、ガス導入口と基材との間に設けられる方向調整部によって調整される。基材に接触する原料ガスの流速が、基材に臨んで設けられる流速調整部によって調整される。ガス導入口から反応室に導入される原料ガスの導入流量が、ガス導入口に設けられる流量調整部によって調整される。前述の状態調整手段には、方向調整部、流速調整部および流量調整部のうち少なくともいずれか１つが備えられる。これによって原料ガスの流下方向と、基材に接触する原料ガスの流速と、原料ガスの導入流量とのうち少なくともいずれか１つを調整して、基材状態を調整することができる。
【００８３】
また本発明によれば、原料ガスが、ガス導入口から基材が設けられる反応室に導入されて、たとえば薄膜が基材に形成されるなどして基板が加工処理される。薄膜を形成するにあたって、基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態が、状態検出工程で検出されるとともに、薄膜の膜厚が、膜厚検出工程で検出される。状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、前記基材状態が状態調整工程で調整される。薄膜の形成時に、基材状態および薄膜の膜厚の検出結果に基づいて、基材状態が所望の基材状態になるように調整されるので、膜厚が均一であり、かつ均質な薄膜を基材に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である半導体処理装置２０の構成を簡略化して示す断面図である。
【図２】反応炉２２の一部を示す断面図である。
【図３】反応炉２２の一部を示す断面図である。
【図４】半導体処理装置２０の構成を示すブロック図である。
【図５】第１〜第８状態検出位置Ａ〜Ｈと第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈとの一例を説明するための図である。
【図６】薄膜形成時における経過時間と膜厚の理想値との関係を示すグラフである。
【図７】第１〜第３膜厚検出位置ａ〜ｃにおける経過時間と膜厚の検出値との関係を示すグラフである。
【図８】膜厚検出手段２８の一例を示す斜視図である。
【図９】第１〜第８膜厚検出位置ａ〜ｈを説明するための図である。
【図１０】本発明の半導体処理方法に従う処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態である半導体処理装置２０ａが備える状態検出手段２７ａの流速検出部９０ａによるガス流速の検出方法の一例を説明するための斜視図である。
【図１２】ガス流速の分布の一例を説明するための図である。
【図１３】状態検出手段２７ａの温度検出部９１ａによる付近温度の検出方法の一例を説明するための斜視図である。
【図１４】被処理基板２１および被処理基板２１付近の温度分布の一例を説明するための図である。
【図１５】従来の技術の半導体処理装置１の構成を示す断面図である。
【図１６】他の従来の技術の半導体処理装置１０の構成を示す断面図である。
【図１７】半導体処理装置１０の他の構成を示す断面図である。
【図１８】半導体処理装置１０のさらに他の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２０，２０ａ 半導体処理装置
２１ 被処理基板
２２ 反応炉
２３ 反応管
２４ ガス導入口
２５ ガス排気口
２６ 状態調整手段
２７，２７ａ 状態検出手段
２８ 膜厚検出手段
２９ 制御手段
３０ 記録手段
６５ 方向調整部
６６ 流速調整部
６７ 流量調整部
Claims (3)
- 原料ガスをガス導入口から基材が設けられる反応室に導入し、基材を加工処理する半導体処理装置であって、
基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態を調整可能に設けられる状態調整手段と、
前記基材状態を検出する状態検出手段と、
薄膜の膜厚を検出する膜厚検出手段と、
状態検出手段および膜厚検出手段の各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、状態調整手段を制御する制御手段とを備える半導体処理装置。 - 前記状態調整手段は、
ガス導入口と基材との間に設けられ、ガス導入口付近における原料ガスの流下方向を調整する方向調整部と、
基材に臨んで設けられ、基材に接触する原料ガスの流速を調整する流速調整部と、
ガス導入口に設けられ、ガス導入口から反応室に導入される原料ガスの導入流量を調整する流量調整部とのうち少なくともいずれか１つを備えることを特徴とする請求項１記載の半導体処理装置。 - 原料ガスをガス導入口から基材が設けられる反応室に導入し、基材を加工処理する半導体処理方法であって、
基材への導入状態および基材の温度を含む基材状態を検出する状態検出工程と、
薄膜の膜厚を検出する膜厚検出工程と、
状態検出工程および膜厚検出工程での各検出結果に基づいて、所望の膜厚の薄膜が得られる基材状態となるように、前記基材状態を調整する状態調整工程とを含むことを特徴とする半導体処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002329906A JP2004165454A (ja) | 2002-11-13 | 2002-11-13 | 半導体処理装置および半導体処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002329906A JP2004165454A (ja) | 2002-11-13 | 2002-11-13 | 半導体処理装置および半導体処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004165454A true JP2004165454A (ja) | 2004-06-10 |
Family
ID=32807771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002329906A Pending JP2004165454A (ja) | 2002-11-13 | 2002-11-13 | 半導体処理装置および半導体処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004165454A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010040544A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Sumco Corp | 気相成長装置 |
| CN102443786A (zh) * | 2011-11-08 | 2012-05-09 | 上海华力微电子有限公司 | 一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法 |
| KR20160143631A (ko) | 2013-12-17 | 2016-12-14 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 성막장치 |
-
2002
- 2002-11-13 JP JP2002329906A patent/JP2004165454A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010040544A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Sumco Corp | 気相成長装置 |
| CN102443786A (zh) * | 2011-11-08 | 2012-05-09 | 上海华力微电子有限公司 | 一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法 |
| KR20160143631A (ko) | 2013-12-17 | 2016-12-14 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 성막장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11942381B2 (en) | System for non radial temperature control for rotating substrates | |
| CN107112267B (zh) | 用于基板背侧变色控制的支撑组件 | |
| TWI702672B (zh) | 改良式半角噴嘴 | |
| US20100024727A1 (en) | Showerhead and chemical vapor deposition apparatus including the same | |
| JP6464513B2 (ja) | 表面形状の測定方法および測定装置 | |
| JP4751371B2 (ja) | 内部支持部材を有するプロセスチャンバ | |
| JP2006186271A (ja) | 気相成長装置および成膜済基板の製造方法 | |
| WO2004015348A1 (en) | Led heat lamp arrays for cvd heating | |
| JP2023025016A (ja) | サセプタ支持体 | |
| JP2007149774A (ja) | 気相成長装置 | |
| JPH10280150A (ja) | 被処理基板の処理装置 | |
| JP2004165454A (ja) | 半導体処理装置および半導体処理方法 | |
| JP2006310481A (ja) | Ｃｖｄ装置 | |
| JP5964293B2 (ja) | 基板処理システムで使用するための窓アセンブリ | |
| JP2003309075A (ja) | 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 | |
| TW201823508A (zh) | 控制ｃｖｄ或ａｌｄ反應器中之氣流或其中生長之層的均勻性的裝置及方法 | |
| JP2012018985A (ja) | ガス処理装置 | |
| TWI833124B (zh) | 流體導入裝置以及成膜裝置 | |
| US20220090293A1 (en) | In-situ temperature mapping for epi chamber | |
| TW202248450A (zh) | 晶體厚度微平衡感應器的現地epi成長率控制 | |
| AU2020223747B2 (en) | Bell mouth, air supply assembly including the bell mouth, and air supply control system using the bell mouth | |
| JP2005322837A (ja) | 気相成長装置および気相成長方法 | |
| TW202405229A (zh) | 使用參數共振感測對晶體厚度進行原位epi生長速率控制 | |
| JP2007043022A (ja) | 半導体処理装置および半導体処理方法 | |
| JP2018127663A (ja) | 蒸着装置及び蒸着源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20050525 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070123 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070323 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070703 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20071113 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |