JP2016003364A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP2016003364A
JP2016003364A JP2014124284A JP2014124284A JP2016003364A JP 2016003364 A JP2016003364 A JP 2016003364A JP 2014124284 A JP2014124284 A JP 2014124284A JP 2014124284 A JP2014124284 A JP 2014124284A JP 2016003364 A JP2016003364 A JP 2016003364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
hole
shower head
gas supply
dispersion
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.)
Granted
Application number
JP2014124284A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5800957B1 (ja
Inventor
哲夫 山本
Tetsuo Yamamoto
哲夫 山本
隆史 佐々木
Takashi Sasaki
隆史 佐々木
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.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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 Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2014124284A priority Critical patent/JP5800957B1/ja
Priority to TW104104723A priority patent/TW201601232A/zh
Priority to CN201510079380.7A priority patent/CN105321849A/zh
Priority to KR1020150043873A priority patent/KR20160001609A/ko
Priority to US14/675,310 priority patent/US20150361554A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5800957B1 publication Critical patent/JP5800957B1/ja
Publication of JP2016003364A publication Critical patent/JP2016003364A/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/45565Shower nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical 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 deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34Nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/4401Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4408Means 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/4412Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/455Chemical 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
    • C23C16/45561Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical 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
    • C23C16/50Chemical 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 using electric discharges
    • C23C16/505Chemical 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 using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509Chemical 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 using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • C23C16/5096Flat-bed apparatus

Landscapes

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

Abstract

【課題】複雑なシャワーヘッド構造を有する装置においても、副生成物の発生を抑制可能とする。【解決手段】貫通孔が設けられたシャワーヘッドの天井と、先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、少なくとも一つの孔が設けられる接続部と、を有するガスガイドと、前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造と、前記天井、前記第一分散構造、前記ガスガイド、前記第二分散構造を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドの下流に設けられた処理空間とを有する基板処理装置を提供する。【選択図】図1

Description

本発明は、基板処理装置及び半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
近年、フラッシュメモリ等の半導体装置は高集積化の傾向にある。それに伴い、パターンサイズが著しく微細化されている。これらのパターンを形成する際、製造工程の一工程として、基板に酸化処理や窒化処理等の所定の処理を行う工程が実施される場合がある。
上記パターンを形成する方法の一つとして、回路間に溝を形成し、そこにシード膜やライナー膜や配線等を形成する工程が存在する。この溝は、近年の微細化に伴い、高いアスペクト比となるよう構成されている。
ライナー膜等を形成するに際しては、溝の上部側面、中部側面、下部側面、底部においても膜厚にばらつきが無い良好なステップカバレッジの膜を形成することが求められている。良好なステップカバレッジの膜とすることで、半導体デバイスの特性を溝間で均一とすることができ、それにより半導体デバイスの特性ばらつきを抑制することができるためである。
半導体デバイスの特性を均一とするハード構成としてのアプローチとして、例えば枚葉装置におけるシャワーヘッド構造が存在する。基板上方にガスの分散孔を設けることで、ガスを均一に供給する。
また、半導体デバイスの特性を均一にする基板処理方法として、例えば少なくとも二種類の処理ガスを交互に供給し、基板表面で反応させる交互供給方法がある。交互供給方法では、各ガスが基板表面以外で反応することを抑制するために、各ガスを供給する間に残ガスをパージガスで除去する。
より膜特性を高めるために、シャワーヘッド構造を採用した装置に交互供給法を用いることが考えられる。このような装置の場合、各ガスの混合を防ぐための経路やバッファ空間をガスごとに設けることが考えられるが、構造が複雑であるため、メンテナンスに手間がかかると共に、コストが高くなるという問題がある。そのため、二種類のガス及びパージガスの供給系を一つのバッファ空間でまとめたシャワーヘッドを使用することが現実的である。
二種類のガスに共通したバッファ空間を有するシャワーヘッドを使用した場合、シャワーヘッド内で残ガス同士が反応し、シャワーヘッド内壁に付着物が堆積してしまうことが考えられる。このようなことを防ぐために、バッファ室内の残ガスを効率よく除去できるよう、バッファ室に排気孔を設け、排気孔から雰囲気を排気することが望ましい。
二種類のガスに共通したバッファ空間を有するシャワーヘッドを使用した場合、処理空間へ供給する二種類のガス及びパージガスが、バッファ空間を排気するための排気孔の方向に拡散しないような構成を設ける。そのような構成として、例えばガスの流れを形成するガスガイドをバッファ室内に設ける。ガスガイドは、例えばバッファ空間を排気するための排気孔と二種類のガス及びパージガスを供給する供給孔との間に設け、シャワーヘッドの分散板に向けて放射状に設けられていることが望ましい。ガスガイドの内側の空間からガスを効率よく排気するために、ガスガイドの内側とバッファ空間を排気するための排気孔の間の空間、具体的にはガスガイドの外周端と排気孔の間の空間を連通させる。
以上のような複雑な構造のシャワーヘッドの場合、各部品の間等にガス溜まりが形成され、その部分において副生成物等が付着することが考えられる。発生した副生成物が、デバイス特性の低下や歩留まりの低下を引き起こすことが懸念される。
本発明は上記した課題に鑑み、上記のような複雑な構造においても、副生成物の発生を抑制可能な基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
本発明の一態様にあっては、貫通孔が設けられたシャワーヘッドの天井と、先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と
下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、少なくとも一つの孔が設けられる接続部と、を有するガスガイドと前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造と、前記天井、前記第一分散構造、前記ガスガイド、前記第二分散構造を有するシャワーヘッドと、前記シャワーヘッドの下流に設けられた処理空間とを有する基板処理装置が提供される。
また、本発明の他の態様によれば、ガス供給部からシャワーヘッドを介して処理空間にガスを供給し、前記処理空間で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、前記シャワーヘッドの天井には貫通孔が設けられ、先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、少なくとも一つの孔が設けられる柱状の接続部と、を有するガスガイドと、前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造とを有し、前記処理空間にガスを供給する際には、前記第一分散構造、前記第二分散構造を介して供給する半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、ガス供給部からシャワーヘッドを介して処理空間にガスを供給し、前記処理空間で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、前記シャワーヘッドの天井には貫通孔が設けられ、先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、一つの孔が設けられる円柱状の接続部と、を有するガスガイドと、前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造とを有し、前記処理空間にガスを供給する際には、前記第一分散構造、前記第二分散構造を介して供給するよう実行させるプログラムが提供される。
本発明の他の態様によれば、 ガス供給部からシャワーヘッドを介して処理空間にガスを供給し、前記処理空間で基板を処理する半導体装置の製造方法であって前記シャワーヘッドの天井には貫通孔が設けられ、先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、少なくとも一つの孔が設けられる柱状の接続部と、を有するガスガイドと、前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造とを有し、前記処理空間にガスを供給する際には、前記第一分散構造、前記第二分散構造を介して供給するよう実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
本発明によれば、上記のような複雑な構造においても、副生成物の発生を抑制できる。
本発明の第1実施形態に係る基板処理装置を示す図である。 第1実施形態に係る第一分散構造の説明図である。 第1実施形態に係るガスガイド、第一分散構造の関係性を説明する説明図である。 図1に示す基板処理装置の基板処理工程を示すフロー図である。 図1に示す成膜工程の詳細を示すフロー図である。 本発明の第2実施形態に係る基板処理装置を示す図である。 本発明の第3実施形態に係る基板処理装置を示す図である。 本発明の第一分散構造の他の実施形態を説明する説明図である。
以下、本発明の第1実施形態を説明する。
<装置構成>
本実施形態に係る基板処理装置100の構成を図1に示す。基板処理装置100は、図1に示されているように、枚葉式の基板処理装置として構成されている。
(処理容器)
図1に示すように、基板処理装置100は処理容器202を備えている。処理容器202は、例えば横断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器202は、例えばアルミニウム(Al)やステンレス(SUS)などの金属材料により構成されている。処理容器202内には、基板としてのシリコンウエハ等のウエハ200を処理する処理空間201と、ウエハ200を処理空間201に搬送する際にウエハ200が通過する搬送空間203とが形成されている。処理容器202は、上部容器2021と下部容器2022で構成される。上部容器2021と下部容器2022の間には仕切り板204が設けられる。
下部容器2022の側面には、ゲートバルブ205に隣接した基板搬入出口206が設けられており、ウエハ200は基板搬入出口206を介して図示しない搬送室との間を移動する。下部容器2022の底部には、リフトピン207が複数設けられている。更に、下部容器2022は接地されている。
処理空間201内には、ウエハ200を支持する基板支持部210が設けられている。基板支持部210は、ウエハ200を載置する載置面211と、載置面211を表面に持つ載置台212、基板載置台212に内包された加熱源としてのヒータ213を主に有する。基板載置台212には、リフトピン207が貫通する貫通孔214が、リフトピン207と対応する位置にそれぞれ設けられている。
基板載置台212はシャフト217によって支持される。シャフト217は、処理容器202の底部を貫通しており、更には処理容器202の外部で昇降機構218に接続されている。昇降機構218を作動させてシャフト217及び支持台212を昇降させることにより、基板載置面211上に載置されるウエハ200を昇降させることが可能となっている。なお、シャフト217下端部の周囲はベローズ219により覆われており、処理容器202内は気密に保持されている。
基板載置台212は、ウエハ200の搬送時には、基板載置面211が基板搬入出口206に対向する位置(ウエハ搬送位置)まで下降し、ウエハ200の処理時には、図1で示されるように、ウエハ200が処理空間201内の処理位置(ウエハ処理位置)となるまで上昇する。
具体的には、基板載置台212をウエハ搬送位置まで下降させた時には、リフトピン207の上端部が基板載置面211の上面から突出して、リフトピン207がウエハ200を下方から支持するようになっている。また、基板載置台212をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン207は基板載置面211の上面から埋没して、基板載置面211がウエハ200を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン207は、ウエハ200と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
処理空間201の上部(上流側)には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド230が設けられている。シャワーヘッド230の蓋231には第一分散機構241が挿入される貫通孔231aが設けられる。第一分散機構241は、シャワーヘッド内に挿入される先端部241aと、蓋231に固定されるフランジ241bを有する。
図2は第一分散機構241の先端部241aを説明する説明図である。点線矢印は、ガスの供給方向を示す。先端部241aは柱状であり、例えば円柱状に構成される。円柱の側面には分散孔241cが設けられている。後述するガス供給部(供給系)から供給されるガスは、先端部241a及び分散孔241cを介してバッファ空間232に供給される。
シャワーヘッドの蓋231は導電性のある金属で形成され、バッファ空間232又は処理空間201内でプラズマを生成するための電極として用いられる。蓋231と上部容器2021との間には絶縁ブロック233が設けられ、蓋231と上部容器2021の間を絶縁している。
シャワーヘッド230は、ガスを分散させるための第二分散機構としての分散板234を備えている。この分散板234の上流側がバッファ空間232であり、下流側が処理空間201である。分散板234には、複数の貫通孔234aが設けられている。分散板234は、基板載置面211と対向するように配置されている。
上部容器2021はフランジ2021aを有し、フランジ2021a上に絶縁ブロック233が載置され、固定される。絶縁ブロック233はフランジ233aを有し、フランジ233a上には分散板234が載置され、固定される。更に、蓋231は絶縁ブロック233の上面に固定される。このような構造とすることで、上方から、蓋231、分散板234、絶縁ブロック233の順に取り外すことが可能となる。
なお、本実施例においては、後述するプラズマ生成部が蓋231に接続されるため、電力が上部容器2011に伝わらないようにする絶縁部材233を設けている。更にその絶縁部材上に分散板234、蓋231を設けている。しかしながらそれに限るものではない。例えば、プラズマ生成部を有しない場合は、フランジ2021aに分散板234を固定し、上部容器2021のフランジと異なる部分に蓋231を固定すればよい。即ち、蓋231、分散板234を上方から順に取り外すような入れ子構造であれば良い。
バッファ空間232には、供給されたガスの流れを案内するガスガイド235が設けられる。ガスガイド235の詳細については後述する。
(供給系)
シャワーヘッド230の蓋231に設けられたガス導入孔231aには、処理室側ガス供給管241が接続されている。処理室側ガス供給管241には、共通ガス供給管242が接続されている。処理室側ガス供給管241にはフランジが設けられ、ねじ等によって、下流側のフランジは蓋231に固定され、上流側のフランジは共通ガス供給管242のフランジに固定される。
処理室側ガス供給管241と共通ガス供給管242は、管の内部で連通しており、共通ガス供給管242から供給されるガスは、処理室側ガス供給管241、ガス導入孔231aを介してシャワーヘッド230内に供給される。
共通ガス供給管242には、第一ガス供給管243a、第二ガス供給管244a、第三ガス供給管245aが接続されている。第二ガス供給管244aは、リモートプラズマユニット244eを介して共通ガス供給管242に接続される。
第一ガス供給管243aを含む第一ガス供給系243からは第一元素含有ガスが主に供給され、第二ガス供給管244aを含む第二ガス供給系244からは主に第二元素含有ガスが供給される。第三ガス供給管245aを含む第三ガス供給系245からは、ウエハを処理する際には主に不活性ガスが供給され、シャワーヘッド230や処理空間201をクリーニングする際はクリーニングガスが主に供給される。
(第一ガス供給系)
第一ガス供給管243aには、上流方向から順に、第一ガス供給源243b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)243c、及び開閉弁であるバルブ243dが設けられている。
第一ガス供給管243aから、第一元素を含有するガス(以下、「第一元素含有ガス」)が、マスフローコントローラ243c、バルブ243d、共通ガス供給管242を介してシャワーヘッド230に供給される。
第一元素含有ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。ここで、第一元素は、例えばチタン(Ti)である。すなわち、第一元素含有ガスは、例えばチタン含有ガスである。なお、第一元素含有ガスは、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。第一元素含有ガスが常温常圧で液体の場合は、第一ガス供給源243bとマスフローコントローラ243cとの間に、図示しない気化器を設ければよい。ここでは気体として説明する。
第一ガス供給管243aのバルブ243dよりも下流側には、第一不活性ガス供給管246aの下流端が接続されている。第一不活性ガス供給管246aには、上流方向から順に、不活性ガス供給源246b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)246c、及び開閉弁であるバルブ246dが設けられている。
ここで、不活性ガスは、例えば、窒素(N)ガスである。なお、不活性ガスとして、Nガスのほか、例えばヘリウム(He)ガス、ネオン(Ne)ガス、アルゴン(Ar)ガス等の希ガスを用いることができる。
主に、第一ガス供給管243a、マスフローコントローラ243c、バルブ243dにより、第一元素含有ガス供給系243(チタン含有ガス供給系ともいう)が構成される。
また、主に、第一不活性ガス供給管246a、マスフローコントローラ246c及びバルブ246dにより第一不活性ガス供給系が構成される。なお、不活性ガス供給源234b、第一ガス供給管243aを、第一不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
更には、第一ガス供給源243b、第一不活性ガス供給系を、第一元素含有ガス供給系243に含めて考えてもよい。
(第二ガス供給系)
第二ガス供給管244aには、下流にリモートプラズマユニット244eが設けられている。上流には、上流方向から順に、第二ガス供給源244b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)244c、及び開閉弁であるバルブ244dが設けられている。
第二ガス供給管244aからは、第二元素を含有するガス(以下、「第二元素含有ガス」)が、マスフローコントローラ244c、バルブ244d、リモートプラズマユニット244e、共通ガス供給管242を介して、シャワーヘッド230内に供給される。第二元素含有ガスは、リモートプラズマユニット244eによりプラズマ状態とされ、ウエハ200上に照射される。
第二元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第二元素含有ガスは、反応ガスまたは改質ガスとして考えてもよい。
ここで、第二元素含有ガスは、第一元素と異なる第二元素を含有する。第二元素としては、例えば、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)のいずれか一つである。本実施形態では、第二元素含有ガスは、例えば窒素含有ガスであるとする。具体的には、窒素含有ガスとして、アンモニア(NH3)ガスが用いられる。
主に、第二ガス供給管244a、マスフローコントローラ244c、バルブ244dにより、第二元素含有ガス供給系244(窒素含有ガス供給系ともいう)が構成される。
また、第二ガス供給管244aのバルブ244dよりも下流側には、第二不活性ガス供給管247aの下流端が接続されている。第二不活性ガス供給管247aには、上流方向から順に、不活性ガス供給源247b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)247c、及び開閉弁であるバルブ247dが設けられている。
第二不活性ガス供給管247aからは、不活性ガスが、マスフローコントローラ247c、バルブ247d、第二ガス供給管244a、リモートプラズマユニット244eを介して、シャワーヘッド230内に供給される。不活性ガスは、薄膜形成工程(S104)ではキャリアガス或いは希釈ガスとして作用する。
主に、第二不活性ガス供給管247a、マスフローコントローラ247c及びバルブ247dにより第二不活性ガス供給系が構成される。なお、不活性ガス供給源247b、第二ガス供給管243a、リモートプラズマユニット244eを第二不活性ガス供給系に含めて考えてもよい。
更には、第二ガス供給源244b、リモートプラズマユニット244e、第二不活性ガス供給系を、第二元素含有ガス供給系244に含めて考えてもよい。
(第三ガス供給系)
第三ガス供給管245aには、上流方向から順に、第三ガス供給源245b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)245c、及び開閉弁であるバルブ245dが設けられている。
第三ガス供給管245aから、パージガスとしての不活性ガスが、マスフローコントローラ245c、バルブ245d、共通ガス供給管242を介してシャワーヘッド230に供給される。
ここで、不活性ガスは、例えば、窒素(N)ガスである。なお、不活性ガスとして、Nガスのほか、例えばヘリウム(He)ガス、ネオン(Ne)ガス、アルゴン(Ar)ガス等の希ガスを用いることができる。
第三ガス供給管245aのバルブ245dよりも下流側には、クリーニングガス供給管248aの下流端が接続されている。クリーニングガス供給管248aには、上流方向から順に、クリーニングガス供給源248b、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)248c、及び開閉弁であるバルブ248dが設けられている。
主に、第三ガス供給管245a、マスフローコントローラ245c、バルブ245dにより、第三ガス供給系245が構成される。
また、主に、クリーニングガス供給管248a、マスフローコントローラ248c及びバルブ248dによりクリーニングガス供給系が構成される。なお、クリーニングガス供給源248b、第三ガス供給管245aを、クリーニングガス供給系に含めて考えてもよい。
更には、第三ガス供給源245b、クリーニングガス供給系を、第三ガス供給系245に含めて考えてもよい。
第三ガス供給管245aからは、基板処理工程では、不活性ガスが、マスフローコントローラ245c、バルブ245d、共通ガス供給管242を介して、シャワーヘッド230内に供給される。また、クリーニング工程では、クリーニングガスが、マスフローコントローラ248c、バルブ248d、共通ガス供給管242を介して、シャワーヘッド230内に供給される。
不活性ガス供給源245bから供給される不活性ガスは、基板処理工程では、処理容器202やシャワーヘッド230内に留まったガスをパージするパージガスとして作用する。また、クリーニング工程では、クリーニングガスのキャリアガス或いは希釈ガスとして作用しても良い。
クリーニングガス供給源248bから供給されるクリーニングガスは、クリーニング工程ではシャワーヘッド230や処理容器202に付着した副生成物等を除去するクリーニングガスとして作用する。
ここで、クリーニングガスは、例えば三フッ化窒素(NF)ガスである。なお、クリーニングガスとして、例えば、フッ化水素(HF)ガス、三フッ化塩素ガス(ClF)ガス、フッ素(F)ガス等を用いても良く、またこれらを組合せて用いても良い。
続いて、図3を用いて、第一分散機構241、ガスガイド235、天井231の具体的構造について説明する。図3は、図1の第一分散機構241の周辺を拡大したものであり、第一分散機構241、ガスガイド235、天井231の具体的構造を説明する説明図である。
第一分散機構241は、先端部241aとフランジ241bを有する。先端部241bは貫通孔231aの上方から挿入される。フランジ241bの下面は蓋231の上面にねじ等で固定される。フランジ241の上面はガス供給管242のフランジにねじ等で固定される。フランジ241bと天井231の間にはOリング236が設けられ、シャワーヘッド232内の空間を気密にしている。第一分散機構241は、単独で天井231から取り外し可能である。取り外す際は、ガス供給管242に固定するためのねじや天井に固定するためのねじを外し、天井231から取り外す。
ガスガイド235は、板部235aと接続部235bを有する。
板部235aは第一分散機構241の分散孔241cから供給されたガスを分散板234まで案内する板であり、分散板234方向に向かうにつれ径が広がる錐体であり、例えば円錐状である。ガスガイド235は、その下端が、分散板234の最も外周側に形成される貫通孔234aよりも更に外周側に位置するように形成される。
接続部235bは、蓋231と板部235aを接続するものである。接続部235bの上端は、図示しないねじ等で蓋231の下面に固定される。下端は板部235bに溶接等で接続される。接続部235bは柱形状であり、例えば円柱で構成される。接続部235bは、隙間232bを介して先端部241aの側壁に隣接される。隙間を介することで、天井231から第一分散機構241を取り外す際に危惧される、接続部235bと物理的接触を回避している。物理的接触を回避することで、第一分散機構の取り外しを容易にすると共に、物理的接触によるゴミの発生を抑制している。
ところで、シャワーヘッド232内の第一分散機構241やガスガイド235等の表面には、供給されたガスが膜となって付着することが考えられる。形成される膜は、処理空間で基板上に形成される膜と異なり、膜密度や膜厚等に偏りのある膜が形成されている。処理空間は均一な膜質等とする処理条件を満たしているのに対し、シャワーヘッド232内はそのような条件を満たしていないためである。条件とは、例えばガスの濃度や雰囲気の温度、圧力等である。シャワーヘッド内に形成された膜は、膜応力や膜厚のばらつきを有するため、膜が剥がれやすい。
また、シャワーヘッド内においても、第一分散機構241とガスガイド235に付着する膜の性質が異なる。第一分散機構241の場合、ガス供給部から供給される濃度の高いガスが直接第一分散機構241の内壁に衝突する。一方、ガスガイド235の場合、第一分散機構241によって分散された濃度の低いガスがガスガイド235に衝突する。ここで「濃度が低い」とは、第一分散機構241の内側のガス濃度よりも低いことを言う。従って、単位時間当たりに形成される膜の膜厚に関して、第一分散機構241の内壁に付着する膜厚はガスガイドに付着する膜厚よりも厚くなる。
付着した膜はクリーニング処理で除去される。クリーニング処理として、第一分散機構241や天井231、ガスガイド235等を装置から取り外し、それらを、薬液に浸して膜を除去する方法が考えられる。薬液にてクリーニング対象物を除去したらベーキングして水分を除去する。その後、各部品を装置形態に組み立てる。このようなクリーニング処理の場合、装置が稼働しない時間である所謂ダウンタイムが長くなってしまい、装置の稼働効率が落ちてしまうことが考えられる。
そこで本実施形態では、第一分散機構と蓋を別部品とすると共に、第一分散機構を取り外しが容易な構造としている。具体的には、貫通孔231の上方から第一分散機構をはめ込む構造としている。貫通孔231aに上方から挿入することで、他の部品を取り外すことなく、第一分散機構241を取り外すことが可能となる。更には、第一分散機構241を上昇させて蓋231から取り外す際、物理的接触によるパーティクルの発生を防ぐために接続部235bの壁と第一分散機構241が接触しないよう、隙間232bを設けている。隙間を設けることによって、パーティクルを気にすることなく、簡単に取り外しが可能となる。
取り外された第一分散機構は上記クリーニング処理が行われる。一方、第一分散機構が取り外された蓋には、副生成物が付着していない第一分散機構が新たに挿入され、固定される。
このようにすると、第一分散機構241のクリーニング頻度で装置を分解する必要が無いので、装置全体のクリーニング頻度を短くすることができる。
ところで、容易に取り外し可能とするために上記のように隙間232bを設けると、ガスを供給した際に隙間232bにガスが入り込んでしまうことが考えられる。ガスが隙間232bに回り込むと、隙間232内で副生成物が発生し、それがパーティクルにつながってしまう恐れがある。
そこで本実施形態では、接続部235bに貫通孔235cを設ける。即ち、貫通孔241cよりも天井231側に設けられている。このように構成することで、第一分散構造241とガスガイド235の間の隙間232b(空間)と、排気配管239を連通させている。後述するシャワーヘッドパージ工程にて、ガスを隙間232bから排気することが可能となる。
また、先端部241aに設けられた分散孔241cは、孔の上端の高さαが接続部235bの下端の高さβよりも下方にあることが望ましい。仮にβよりもαが高い場合、ガス濃度の高いガスが接続部235bの壁に高圧力で吹き付けられるため、その分ガスの付着率が高くなってしまう。即ち、副生成物がより多く発生してしまう。一方、上記構造とすると、高圧のガスは壁に当たらずに分散板234方向に分散されるので、副生成物の発生を抑制することが可能となる。
また、貫通孔235cは接続部235bに設ける例を説明したが、それに限るものではなく、少なくとも分散孔241cの上端より上方に設ければよい。このようにすることで、隙間232bに滞留したガスを除去することができる。
また、より望ましくは、上記実施例のように、接続部235cの側壁に設けることが望ましい。側壁に設けることで、天井231の貫通孔231aの滞留物を素早く除去することができる。
(プラズマ生成部)
シャワーヘッドの蓋231には、整合器251、高周波電源252が接続されている。高周波電源252、整合器251でインピーダンスを調整することで、シャワーヘッド230、処理空間201にプラズマが生成される。
(排気系)
処理容器202の雰囲気を排気する排気系は、処理容器202に接続された複数の排気管を有する。具体的には、搬送空間203に接続される排気管(第1排気管)261と、バッファ空間232に接続される排気管(第2排気管)262と、処理空間201に接続される排気管(第3排気管)263とを有する。また、各排気管261,262,263の下流側には、排気管(第4排気管)264が接続される。
排気管261は、搬送空間203の側面あるいは底面に接続される。排気管261には、高真空あるいは超高真空を実現する真空ポンプとしてTMP(Turbo Molecular Pump。ターボ分子ポンプ。第1真空ポンプ)265が設けられる。排気管261においてTMP265の上流側には搬送空間用第一排気バルブとしてのバルブ266が設けられる。また、排気管261においてTMP265の下流側にはバルブ267が設けられる。
排気管262は、バッファ空間232の上面あるいは側面に接続される。排気管262には、バルブ270が接続される。排気管262a、バルブ270をまとめてシャワーヘッド排気部と呼ぶ。
排気管263は、処理空間201の側方に接続される。排気管263には、処理空間201内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるAPC(AutoPressure Controller)276が設けられる。APC276は開度調整可能な弁体(図示せず)を有し、後述するコントローラからの指示に応じて排気管263のコンダクタンスを調整する。排気管263においてAPC276の下流側にはバルブ277が設けられる。また、排気管263においてAPC276の上流側にはバルブ275が設けられる。排気管263とバルブ275、APC276をまとめて処理室排気部と呼ぶ。
排気管264には、DP(Dry Pump。ドライポンプ)278が設けられる。図示のように、排気管264には、その上流側から排気管262排気管263、排気管261が接続され、さらにそれらの下流にDP278が設けられる。DP278は、排気管262、排気管263、排気管261のそれぞれを介してバッファ空間232、処理空間201および搬送空間203のそれぞれの雰囲気を排気する。また、DP278は、TMP265が動作するときに、その補助ポンプとしても機能する。すなわち、高真空(あるいは超高真空)ポンプであるTMP265は、大気圧までの排気を単独で行うのは困難であるため、大気圧までの排気を行う補助ポンプとしてDP278が用いられる。上記した排気系の各バルブには、例えばエアバルブが用いられる。
(コントローラ)
基板処理装置100は、基板処理装置100の各部の動作を制御するコントローラ280を有している。コントローラ280は、演算部281及び記憶部282を少なくとも有する。コントローラ280は、上記した各構成に接続され、上位コントローラや使用者の指示に応じて記憶部282からプログラムやレシピを呼び出し、その内容に応じて各構成の動作を制御する。なお、コントローラ280は、専用のコンピュータとして構成してもよいし、汎用のコンピュータとして構成してもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、CDやDVD等の光ディスク、MO等の光磁気ディスク、USBメモリ(USB Flash Drive)やメモリカード等の半導体メモリ)283を用意し、外部記憶装置283を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすることにより、本実施形態に係るコントローラ280を構成することができる。また、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置283を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置283を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶部282や外部記憶装置283は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部282単体のみを含む場合、外部記憶装置283単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
<基板処理工程>
次に、基板処理装置100を使用して、ウエハ200上に薄膜を形成する工程について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置100を構成する各部の動作はコントローラ280により制御される。
図4は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。図5は、図2の成膜工程の詳細を示すフロー図である。
以下、第一の処理ガスとしてTiCl4ガスを用い、第二の処理ガスとしてアンモニア(NH3)ガスを用いて、ウエハ200上に薄膜として窒化チタン膜を形成する例について説明する。
(基板搬入・載置工程S102)
処理装置100では基板載置台212をウエハ200の搬送位置まで下降させることにより、基板載置台212の貫通孔214にリフトピン207を貫通させる。その結果、リフトピン207が、基板載置台212表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ205を開いて搬送空間203を移載室(図示せず)と連通させる。そして、この移載室からウエハ移載機(図示せず)を用いてウエハ200を搬送空間203に搬入し、リフトピン207上にウエハ200を移載する。これにより、ウエハ200は、基板載置台212の表面から突出したリフトピン207上に水平姿勢で支持される。
処理容器202内にウエハ200を搬入したら、ウエハ移載機を処理容器202の外へ退避させ、ゲートバルブ205を閉じて処理容器202内を密閉する。その後、基板載置台212を上昇させることにより、基板載置台212に設けられた基板載置面211上にウエハ200を載置させ、さらに基板載置台212を上昇させることにより、前述した処理空間201内の処理位置までウエハ200を上昇させる。
ウエハ200が搬送空間203に搬入された後、処理空間201内の処理位置まで上昇すると、バルブ266とバルブ267を閉とする。これにより、搬送空間203とTMP265の間、ならびに、TMP265と排気管264との間が遮断され、TMP265による搬送空間203の排気が終了する。一方、バルブ277とバルブ275を開き、処理空間201とAPC276の間を連通させると共に、APC276とDP278の間を連通させる。APC276は、排気管263のコンダクタンスを調整することで、DP278による処理空間201の排気流量を制御し、処理空間201を所定の圧力(例えば10−5〜10−1Paの高真空)に維持する。
なお、この工程において、処理容器202内を排気しつつ、不活性ガス供給系から処理容器202内に不活性ガスとしてのNガスを供給してもよい。すなわち、TMP265あるいはDP278で処理容器202内を排気しつつ、少なくとも第三ガス供給系のバルブ245dを開けることにより、処理容器202内にNガスを供給してもよい。
また、ウエハ200を基板載置台212の上に載置する際は、基板載置台212の内部に埋め込まれたヒータ213に電力を供給し、ウエハ200の表面が所定の温度となるよう制御される。ウエハ200の温度は、例えば室温以上500℃以下であり、好ましくは、室温以上であって400℃以下である。この際、ヒータ213の温度は、図示しない温度センサにより検出された温度情報に基づいてヒータ213への通電具合を制御することによって調整される。
(成膜工程S104)
次に、薄膜形成工程S104を行う。以下、図5を参照し、成膜工程S104について詳説する。なお、成膜工程S104は、異なる処理ガスを交互に供給する工程を繰り返す交互供給処理である。
(第一の処理ガス供給工程S202)
ウエハ200を加熱して所望とする温度に達すると、バルブ243dを開くと共に、TiCl4ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ243cを調整する。なお、TiCl4ガスの供給流量は、例えば100sccm以上5000sccm以下である。このとき、第三ガス供給系のバルブ245dを開き、第三ガス供給管245aからNガスを供給する。また、第一不活性ガス供給系からNガスを流してもよい。また、この工程に先立ち、第三ガス供給管245aからNガスの供給を開始していてもよい。
第一分散機構241を介して処理空間201に供給されたTiCl4ガスはウエハ200上に供給される。ウエハ200の表面には、TiCl4ガスがウエハ200の上に接触することによって「第一元素含有層」としてのチタン含有層が形成される。一方、第一分散機構241から供給されたTiCl4ガスは隙間232bにも滞留する。
チタン含有層は、例えば、処理容器202内の圧力、TiCl4ガスの流量、サセプタ217の温度、処理空間201の通過にかかる時間等に応じて、所定の厚さ及び所定の分布で形成される。なお、ウエハ200上には、予め所定の膜が形成されていてもよい。また、ウエハ200または所定の膜には予め所定のパターンが形成されていてもよい。
TiCl4ガスの供給を開始してから所定時間経過後、バルブ243dを閉じ、TiCl4ガスの供給を停止する。上記したS202の工程では、図4に示すように、バルブ275およびバルブ277が開とされ、APC276によって処理空間201の圧力が所定の圧力となるように制御される。S202において、バルブ275およびバルブ277以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
(パージ工程S204)
次いで、第三ガス供給管245aからNガスを供給し、シャワーヘッド230および処理空間201のパージを行う。このときも、バルブ275およびバルブ277は開とされてAPC276によって処理空間201の圧力が所定の圧力となるように制御される。一方、バルブ275およびバルブ277以外の排気系のバルブは全て閉とされる。これにより、第一の処理ガス供給工程S202でウエハ200に結合できなかったTiCl4ガスは、DP278により、排気管263を介して処理空間201から除去される。
次いで、第三ガス供給管245aからNガスを供給し、シャワーヘッド230のパージを行う。バルブ275およびバルブ277が閉とされる一方、バルブ270が開とされる。他の排気系のバルブは閉のままである。すなわち、シャワーヘッド230のパージを行うときは、処理空間201とAPC276の間を遮断すると共に、APC276と排気管264の間を遮断し、APC276による圧力制御を停止する一方、バッファ空間232とDP278との間を連通する。これにより、シャワーヘッド230(バッファ空間232)内に残留したTiCl4ガスは、排気管262を介し、DP278によりシャワーヘッド230から排気される。また、隙間232bに滞留したガスは、貫通孔232cを介して排気管262から排気される。なお、このとき、APC276の下流側のバルブ277は開としてもよい。
尚、本工程においては、隙間232bに滞留したTiCl4ガスは貫通孔235cを介して排気される。従って、隙間232bの残留物を著しく少なくすることができる。従って、後述する第二ガス供給工程で供給するガスとの反応による副生成物の発生を抑制することができる。
シャワーヘッド230のパージが終了すると、バルブ277およびバルブ275を開としてAPC276による圧力制御を再開すると共に、バルブ270を閉としてシャワーヘッド230と排気管264との間を遮断する。他の排気系のバルブは閉のままである。このときも第三ガス供給管245aからのNガスの供給は継続され、シャワーヘッド230および処理空間201のパージが継続される。なお、パージ工程S204において、排気管262を介したパージの前後に排気管263を介したパージを行うようにしたが、排気管262を介したパージのみであってもよい。また、排気管262を介したパージと排気管263を介したパージを同時に行うようにしてもよい。
(第二の処理ガス供給工程S206)
パージ工程S204の後、バルブ244dを開けてリモートプラズマユニット244e、シャワーヘッド230を介して、処理空間201内にプラズマ状態のアンモニアガスの供給を開始する。
このとき、アンモニアガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ244cを調整する。なお、アンモニアガスの供給流量は、例えば100sccm以上5000sccm以下である。なお、アンモニアガスとともに、第二不活性ガス供給系からキャリアガスとしてNガスを流してもよい。また、この工程においても、第三ガス供給系のバルブ245dは開とされ、第三ガス供給管245aからNガスが供給される。
第一分散機構241を介して処理容器202に供給されたプラズマ状態のアンモニアガスはウエハ200上に供給される。既に形成されているチタン含有層がアンモニアガスのプラズマによって改質されることにより、ウエハ200の上には、例えばチタン元素および窒素元素を含有する層が形成される。一方、第一分散機構241から供給されたアンモニアガスは隙間232bにも滞留する。
改質層は、例えば、処理容器203内の圧力、窒素含有ガスの流量、基板載置台212の温度、プラズマ生成部206の電力供給具合等に応じて、所定の厚さ、所定の分布、チタン含有層に対する所定の窒素成分等の侵入深さで形成される。
所定の時間経過後、バルブ244dを閉じ、窒素含有ガスの供給を停止する。
S206においても、上記したS202と同様に、バルブ275およびバルブ277が開とされ、APC276によって処理空間201の圧力が所定の圧力となるように制御される。また、バルブ275およびバルブ277以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
(パージ工程S208)
次いで、S204と同様のパージ工程を実行する。各部の動作はS204と同様であるので説明は省略する。
尚、パージ工程S208におけるシャワーヘッドパージ雰囲気のパージ工程においては、隙間232bに滞留したアンモニアガスは貫通孔235cを介して排気される。従って、隙間232bの残留物を著しく少なくすることができる。即ち、後述するように第一ガス供給工程を実施した場合に、供給する第一ガスとアンモニアガスの反応による副生成物の発生を抑制することができる。
(判定S210)
コントローラ280は、上記1サイクルを所定回数(n cycle)実施したか否かを判定する。
所定回数実施していないとき(S210でNoの場合)、第一の処理ガス供給工程S202、パージ工程S204、第二の処理ガス供給工程S206、パージ工程S208のサイクルを繰り返す。所定回数実施したとき(S210でYesの場合)、図3に示す処理を終了する。
図4の説明に戻ると、次いで、基板搬出工程S106を実行する。
(基板搬出工程S106)
基板搬出工程S106では、基板載置台212を下降させ、基板載置台212の表面から突出させたリフトピン207上にウエハ200を支持させる。これにより、ウエハ200は処理位置から搬送位置となる。その後、ゲートバルブ205を開き、ウエハ移載機を用いてウエハ200を処理容器202の外へ搬出する。このとき、バルブ245dを閉じ、第三ガス供給系から処理容器202内に不活性ガスを供給することを停止する。
次いで、ウエハ200が搬送位置まで移動すると、バルブ262を閉とし、搬送空間203と排気管264との間を遮断する。一方、バルブ266とバルブ267を開とし、TMP265(およびDP278)によって搬送空間203の雰囲気を排気することにより、処理容器202を高真空(超高真空)状態(例えば10−5Pa以下)に維持し、同様に高真空(超高真空)状態(例えば10−6Pa以下)に維持されている移載室との圧力差を低減する。この状態でゲートバルブ205を開き、ウエハ200を処理容器202から移載室へと搬出する。
(処理回数判定工程S108)
ウエハ200を搬出後、薄膜形成工程が所定の回数に到達したか否かを判定する。所定の回数に到達したと判断されたら、処理を終了する。所定の回数に到達していないと判断されたら、次に待機しているウエハ200の処理を開始するため、基板搬入・載置工程S102に移行する。
(第二の実施形態)
続いて第二の実施形態を、図6を用いて説明する。第二の実施形態は、貫通孔235cにバルブ238が設けられた排気管237を接続する点で第一の実施形態と異なる。以下に第二の実施形態を説明するが、第一の実施形態と同様の構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図6は、図1の第一分散構造241の周囲を天井231、第一分散構造241、ガスガイド235、排気管237の関係を説明した図である。ガスガイド235の接続部235bには、貫通孔235cが設けられている。貫通孔235cには排気配管237が接続されている。排気配管237は排気管262に接続されている。排気管237にはバルブ238が設けられている。このように構成することで、第一分散構造241とガスガイド235の間の232b(空間)と、排気配管239を連通させている。
後述するように、バルブ238はシャワーヘッドのパージ工程で開とされ、処理ガスを供給する際は閉とするバルブである。処理ガス供給時、バルブを閉とすることで、排気管262へガスが流れることを防ぐ。このようにすると供給されたガス流れが分散板234方向に効率的に流れるため、ガスの無駄な消費を抑制できる。
続いて、第二の実施形態における基板処理工程を説明する。
図4のS102からS108は第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。以下に、図5を用いて第二の実施形態の基板処理工程を説明する。
(第一の処理ガス供給工程S202)
ウエハ200を加熱して所望とする温度に達すると、バルブ243dを開くと共に、TiCl4ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ243cを調整する。なお、TiCl4の供給流量は、例えば100sccm以上5000sccm以下である。このとき、第三ガス供給系のバルブ245dを開き、第三ガス供給管245aからNガスを供給する。また、第一不活性ガス供給系からNガスを流してもよい。また、この工程に先立ち、第三ガス供給管245aからNガスの供給を開始していてもよい。また、TiCl4ガスを供給する間、バルブ238を閉とする。バルブ238を閉とすることで、TiCl4ガスを供給する間、貫通孔235cからTiCl4ガスが排気されることを防ぐと共に、TiCl4ガスを分散板234に向かって均一に供給することができる。
第一分散機構241を介して処理容器202に供給されたTiCl4ガスはウエハ200上に供給される。ウエハ200の表面には、TiCl4ガスがウエハ200の上に接触することによって「第一元素含有層」としてのチタン含有層が形成される。一方、第一分散機構241から供給されたTiCl4ガスは隙間232bにも滞留する。
チタン含有層は、例えば、処理容器202内の圧力、TiCl4ガスの流量、サセプタ217の温度、処理空間201の通過にかかる時間等に応じて、所定の厚さ及び所定の分布で形成される。なお、ウエハ200上には、予め所定の膜が形成されていてもよい。また、ウエハ200または所定の膜には予め所定のパターンが形成されていてもよい。
TiCl4ガスの供給を開始してから所定時間経過後、バルブ243dを閉じ、TiCl4ガスの供給を停止する。上記したS202の工程では、図4に示すように、バルブ275およびバルブ277が開とされ、APC276によって処理空間201の圧力が所定の圧力となるように制御される。S202において、バルブ275およびバルブ277以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
(パージ工程S204)
次いで、第三ガス供給管245aからNガスを供給し、シャワーヘッド230および処理空間201のパージを行う。このときも、バルブ275、バルブ277は開とされてAPC276によって処理空間201の圧力が所定の圧力となるように制御される。一方、バルブ275およびバルブ277以外の排気系のバルブは全て閉とされる。これにより、第一の処理ガス供給工程S202でウエハ200に結合できなかったTiCl4ガスは、DP278により、排気管263を介して処理空間201から除去される。
次いで、第三ガス供給管245aからNガスを供給し、シャワーヘッド230のパージを行う。バルブ275およびバルブ277が閉とされる一方、バルブ270、バルブ238が開とされる。他の排気系のバルブは閉のままである。すなわち、シャワーヘッド230のパージを行うときは、処理空間201とAPC276の間を遮断すると共に、APC276と排気管264の間を遮断し、APC276による圧力制御を停止する一方、バッファ空間232とDP278、隙間232bとDP278との間を連通する。これにより、隙間232bを含むシャワーヘッド230(バッファ空間232)内に残留したTiCl4ガスは、排気管262を介し、DP278によりシャワーヘッド230から排気される。なお、このとき、APC276の下流側のバルブ277は開としてもよい。
尚、本工程においては、隙間232bに滞留したTiCl4ガスは貫通孔235c、配管237を介して排気される。従って、隙間232bの残留物を著しく少なくすることができる。また、後述する第二ガス供給工程で供給するガスとの反応による副生成物の発生を抑制することができる。
シャワーヘッド230のパージが終了すると、バルブ277、バルブ275を開としてAPC276による圧力制御を再開すると共に、バルブ270、バルブ238を閉としてシャワーヘッド230と排気管264との間を遮断する。他の排気系のバルブは閉のままである。このときも第三ガス供給管245aからのNガスの供給は継続され、シャワーヘッド230および処理空間201のパージが継続される。なお、パージ工程S204において、排気管262を介したパージの前後に排気管263を介したパージを行うようにしたが、排気管262を介したパージのみであってもよい。また、排気管262を介したパージと排気管263を介したパージを同時に行うようにしてもよい。
(第二の処理ガス供給工程S206)
パージ工程S204の後、バルブ244dを開けてリモートプラズマユニット244e、シャワーヘッド230を介して、処理空間201内にプラズマ状態のアンモニアガスの供給を開始する。
このとき、アンモニアガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ244cを調整する。なお、アンモニアガスの供給流量は、例えば100sccm以上5000sccm以下である。なお、アンモニアガスとともに、第二不活性ガス供給系からキャリアガスとしてNガスを流してもよい。また、この工程においても、第三ガス供給系のバルブ245dは開とされ、第三ガス供給管245aからNガスが供給される。
第一分散機構241を介して処理容器202に供給されたプラズマ状態のアンモニアガスはウエハ200上に供給される。既に形成されているチタン含有層がアンモニアガスのプラズマによって改質されることにより、ウエハ200の上には、例えばチタン元素および窒素元素を含有する層が形成される。一方、第一分散機構241から供給されたアンモニアガスは隙間232bにも滞留する。
改質層は、例えば、処理容器203内の圧力、窒素含有ガスの流量、基板載置台212の温度、プラズマ生成部206の電力供給具合等に応じて、所定の厚さ、所定の分布、チタン含有層に対する所定の窒素成分等の侵入深さで形成される。
所定の時間経過後、バルブ244dを閉じ、窒素含有ガスの供給を停止する。
S206においても、上記したS202と同様に、バルブ275およびバルブ277が開とされ、APC276によって処理空間201の圧力が所定の圧力となるように制御される。また、バルブ275およびバルブ277以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
(パージ工程S208)
次いで、S204と同様なパージ工程を実行する。各部の動作はS204で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。
尚、シャワーヘッドパージ工程においては、隙間232bに滞留したアンモニアガスは貫通孔235c、配管237を介して排気される。従って、隙間232bの残留物を著しく少なくすることができる。即ち、後述するように第一ガス供給工程を実施した場合に、供給する第一ガスとアンモニアガスの反応による副生成物の発生を抑制することができる。
(判定S210)
コントローラ280は、上記1サイクルを所定回数(n cycle)実施したか否かを判定する。
所定回数実施していないとき(S210でNoの場合)、第一の処理ガス供給工程S202、パージ工程S204、第二の処理ガス供給工程S206、パージ工程S208のサイクルを繰り返す。所定回数実施したとき(S210でYesの場合)、図3に示す処理を終了する。
(第三の実施形態)
続いて第三の実施形態を、図7を用いて説明する。第三の実施形態は、第一の実施形態の貫通孔235cの替わりに、フランジ241bに貫通孔241cを設けている。以下に第二の実施形態を説明するが、第一の実施形態と同様の構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
図7は、図1の第一分散構造241の周囲を天井231、第一分散構造241、ガスガイド235、排気管237の関係を説明した図である。フランジ241bには、貫通孔241cが設けられている。即ち、貫通孔241cよりも天井231側に設けられている。貫通孔241cには排気配管239が接続されている。排気配管239は排気管262に接続されている。排気管239にはバルブ240が設けられている。このように構成することで、第一分散構造241とガスガイド235の間の232b(空間)と、排気配管239を連通させている。
後述するように、バルブ240はシャワーヘッドのパージ工程で開とされ、処理ガスを供給する際は閉とするバルブである。処理ガス供給時、バルブを閉とすることで、排気管262へガスが流れることを防ぐ。このようにすると供給されたガス流れが分散板234方向に効率的に流れるため、ガスの無駄な消費を抑制できる。
続いて、第三の実施形態における基板処理工程を説明する。
図4のS102からS108は第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。以下に、図5を用いて第二の実施形態の基板処理工程を説明する。
(第一の処理ガス供給工程S202)
ウエハ200を加熱して所望とする温度に達すると、バルブ243dを開くと共に、TiCl4ガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ243cを調整する。なお、TiCl4の供給流量は、例えば100sccm以上5000sccm以下である。このとき、第三ガス供給系のバルブ245dを開き、第三ガス供給管245aからNガスを供給する。また、第一不活性ガス供給系からNガスを流してもよい。また、この工程に先立ち、第三ガス供給管245aからNガスの供給を開始していてもよい。また、TiCl4ガスを供給する間、バルブ240を閉とする。バルブ240を閉とすることで、TiCl4ガスを供給する間、貫通孔241cからTiCl4ガスが排気されることを防ぐと共に、TiCl4ガスを分散板234に向かって均一に供給することができる。
第一分散機構241を介して処理容器202に供給されたTiCl4ガスはウエハ200上に供給される。ウエハ200の表面には、TiCl4ガスがウエハ200の上に接触することによって「第一元素含有層」としてのチタン含有層が形成される。一方、第一分散機構241から供給されたTiCl4ガスは隙間232bにも滞留する。
チタン含有層は、例えば、処理容器202内の圧力、TiCl4ガスの流量、サセプタ217の温度、処理空間201の通過にかかる時間等に応じて、所定の厚さ及び所定の分布で形成される。なお、ウエハ200上には、予め所定の膜が形成されていてもよい。また、ウエハ200または所定の膜には予め所定のパターンが形成されていてもよい。
TiCl4ガスの供給を開始してから所定時間経過後、バルブ243dを閉じ、TiCl4ガスの供給を停止する。上記したS202の工程では、図4に示すように、バルブ275およびバルブ277が開とされ、APC276によって処理空間201の圧力が所定の圧力となるように制御される。S202において、バルブ275およびバルブ277以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
(パージ工程S204)
次いで、第三ガス供給管245aからNガスを供給し、シャワーヘッド230および処理空間201のパージを行う。このときも、バルブ275、バルブ277は開とされてAPC276によって処理空間201の圧力が所定の圧力となるように制御される。一方、バルブ275およびバルブ277以外の排気系のバルブは全て閉とされる。これにより、第一の処理ガス供給工程S202でウエハ200に結合できなかったTiCl4ガスは、DP278により、排気管263を介して処理空間201から除去される。
次いで、第三ガス供給管245aからNガスを供給し、シャワーヘッド230のパージを行う。バルブ275およびバルブ277が閉とされる一方、バルブ270、バルブ240が開とされる。他の排気系のバルブは閉のままである。すなわち、シャワーヘッド230のパージを行うときは、処理空間201とAPC276の間を遮断すると共に、APC276と排気管264の間を遮断し、APC276による圧力制御を停止する一方、バッファ空間232とDP278、隙間232bとDP278との間を連通する。これにより、隙間232bを含むシャワーヘッド230(バッファ空間232)内に残留したTiCl4ガスは、排気管262を介し、DP278によりシャワーヘッド230から排気される。なお、このとき、APC276の下流側のバルブ277は開としてもよい。
尚、本工程においては、隙間232bに滞留したTiCl4ガスは貫通孔235c、配管237を介して排気される。従って、隙間232bの残留物を著しく少なくすることができる。また、後述する第二ガス供給工程で供給するガスとの反応による副生成物の発生を抑制することができる。
シャワーヘッド230のパージが終了すると、バルブ277、バルブ275を開としてAPC276による圧力制御を再開すると共に、バルブ270、バルブ238を閉としてシャワーヘッド230と排気管264との間を遮断する。他の排気系のバルブは閉のままである。このときも第三ガス供給管245aからのNガスの供給は継続され、シャワーヘッド230および処理空間201のパージが継続される。なお、パージ工程S204において、排気管262を介したパージの前後に排気管263を介したパージを行うようにしたが、排気管262を介したパージのみであってもよい。また、排気管262を介したパージと排気管263を介したパージを同時に行うようにしてもよい。
(第二の処理ガス供給工程S206)
パージ工程S204の後、バルブ244dを開けてリモートプラズマユニット244e、シャワーヘッド230を介して、処理空間201内にプラズマ状態のアンモニアガスの供給を開始する。
このとき、アンモニアガスの流量が所定の流量となるように、マスフローコントローラ244cを調整する。なお、アンモニアガスの供給流量は、例えば100sccm以上5000sccm以下である。なお、アンモニアガスとともに、第二不活性ガス供給系からキャリアガスとしてNガスを流してもよい。また、この工程においても、第三ガス供給系のバルブ245dは開とされ、第三ガス供給管245aからNガスが供給される。
第一分散機構241を介して処理容器202に供給されたプラズマ状態のアンモニアガスはウエハ200上に供給される。既に形成されているチタン含有層がアンモニアガスのプラズマによって改質されることにより、ウエハ200の上には、例えばチタン元素および窒素元素を含有する層が形成される。一方、第一分散機構241から供給されたアンモニアガスは隙間232bにも滞留する。
改質層は、例えば、処理容器203内の圧力、窒素含有ガスの流量、基板載置台212の温度、プラズマ生成部206の電力供給具合等に応じて、所定の厚さ、所定の分布、チタン含有層に対する所定の窒素成分等の侵入深さで形成される。
所定の時間経過後、バルブ244dを閉じ、窒素含有ガスの供給を停止する。
S206においても、上記したS202と同様に、バルブ275およびバルブ277が開とされ、APC276によって処理空間201の圧力が所定の圧力となるように制御される。また、バルブ275およびバルブ277以外の排気系のバルブは全て閉とされる。
(パージ工程S208)
次いで、S204と同様なパージ工程を実行する。各部の動作はS204で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。
尚、シャワーヘッドパージ工程においては、隙間232bに滞留したアンモニアガスは貫通孔241c、配管239を介して排気される。従って、隙間232bの残留物を著しく少なくすることができる。即ち、後述するように第一ガス供給工程を実施した場合に、供給する第一ガスとアンモニアガスの反応による副生成物の発生を抑制することができる。
(判定S210)
コントローラ280は、上記1サイクルを所定回数(n cycle)実施したか否かを判定する。
所定回数実施していないとき(S210でNoの場合)、第一の処理ガス供給工程S202、パージ工程S204、第二の処理ガス供給工程S206、パージ工程S208のサイクルを繰り返す。所定回数実施したとき(S210でYesの場合)、図3に示す処理を終了する。
以上、本発明の種々の典型的な実施の形態として成膜技術について説明してきたが、本発明はそれらの実施の形態に限定されない。例えば、上記で例示した薄膜以外の成膜処理や、拡散処理、酸化処理、窒化処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理を行う場合にも適用できる。また、本発明は、アニール処置装置の他、薄膜形成装置、エッチング装置、酸化処理装置、窒化処理装置、塗布装置、加熱装置等の他の基板処理装置にも適用できる。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、上記実施例においては、第一元素含有ガスとしてTiCl4を例にして説明し、第一元素としてTiを例にして説明したが、それに限るものではない。例えば、第一元素としてSiやZr、Hf等種々の元素であっても良い。また、第二元素含有ガスとしてNH3を例にして説明し、第二元素としてNを例にして説明したが、それに限るものではない。例えば、第二元素としてO等であっても良い。
また、第一分散構造は、柱状形状であり、側面に貫通孔を設ける構成として説明したが、それに限るものではない。例えば、図8に記載のように、先端の下方に複数の分散孔241dを設ける形状であっても良い。
(本発明の好ましい態様)
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
〔付記1〕
貫通孔が設けられたシャワーヘッドの天井と、
先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、
下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、少なくとも一つの孔が設けられる接続部と、を有するガスガイドと、
前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造と、
前記天井、前記第一分散構造、前記ガスガイド、前記第二分散構造を有するシャワーヘッドと、
前記シャワーヘッドの下流に設けられた処理空間と
を有する基板処理装置。
〔付記2〕
前記第一分散構造と前記ガスガイドの接続部は隙間を介して隣接されるよう構成される付記1記載の基板処理装置。
〔付記3〕
前記第一分散構造には分散孔が設けられ、前記分散孔の上端は、前記接続部の下端よりも下方に設けられる付記1または2に記載の基板処理装置。
〔付記4〕
前記第一分散構造に設けられた分散孔は、前記接続部に設けられた孔よりも下方に設けられた付記1から3の内、いずれか一つに記載の基板処理装置。
〔付記5〕
前記シャワーヘッドには排気部に接続される排気孔が設けられる付記1から4の内、いずれか一つに記載の基板処理装置。
〔付記6〕
前記第一分散構造は、前記蓋部の上方から挿入される付記1から5の内、いずれか一つに記載の基板処理装置。
〔付記7〕
前記第一分散構造に設けられた孔には排気管が接続され、前記排気管には開閉バルブが設けられている付記1から6の内、いずれか一つに記載の基板処理装置。
〔付記8〕
ガス供給部からシャワーヘッドを介して処理空間にガスを供給し、前記処理空間で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、
前記シャワーヘッドの天井には貫通孔が設けられ、
先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、
下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、少なくとも一つの孔が設けられる柱状の接続部と、を有するガスガイドと、
前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造とを有し、
前記処理空間にガスを供給する際には、前記第一分散構造、前記第二分散構造を介して供給する半導体装置の製造方法。
〔付記9〕
ガス供給部からシャワーヘッドを介して処理空間にガスを供給し、前記処理空間で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、
前記シャワーヘッドの天井には貫通孔が設けられ、
先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、
下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、一つの孔が設けられる円柱状の接続部と、を有するガスガイドと、
前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造とを有し、
前記処理空間にガスを供給する際には、前記第一分散構造、前記第二分散構造を介して供給するよう実行させるプログラム。
〔付記10〕
ガス供給部からシャワーヘッドを介して処理空間にガスを供給し、前記処理空間で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、
前記シャワーヘッドの天井には貫通孔が設けられ、
先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、
下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、少なくとも一つの孔が設けられる柱状の接続部と、を有するガスガイドと、
前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造とを有し、
前記処理空間にガスを供給する際には、前記第一分散構造、前記第二分散構造を介して供給するよう実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
〔付記11〕
貫通孔が設けられたシャワーヘッドの天井と、
先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、
下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられる接続部と、を有するガスガイドと、
前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造と、
前記天井、前記第一分散構造、前記ガスガイド、前記第二分散構造を有するシャワーヘッドと、
前記第一分散構造と前記ガスガイドの間の空間と前記シャワーヘッドに設けられたシャワーヘッド排気部とを連通させる貫通孔と、
前記シャワーヘッドの下流に設けられた処理空間と
を有する基板処理装置。
100、102・・・基板処理装置
200・・・ウエハ(基板)
201・・・処理空間
202・・・反応容器
203・・・搬送空間
232・・・バッファ空間
261、262、263、264・・・排気管
265・・・TMP(ターボ分子ポンプ)
272・・・DP(ドライポンプ)
そこで本実施形態では、接続部235bに貫通孔235cを設ける。即ち、貫通孔241cよりも天井231側に設けられている。このように構成することで、第一分散構造241とガスガイド235の間の隙間232b(空間)と、排気管262を連通させている。後述するシャワーヘッドパージ工程にて、ガスを隙間232bから排気することが可能となる。
図6は、図1の第一分散構造241の周囲を天井231、第一分散構造241、ガスガイド235、排気管237の関係を説明した図である。ガスガイド235の接続部235bには、貫通孔235cが設けられている。貫通孔235cには排気管237が接続されている。排気管237は排気管262に接続されている。排気管237にはバルブ238が設けられている。このように構成することで、第一分散構造241とガスガイド235の間の232b(空間)と、排気管262を連通させている。
図7は、図1の第一分散構造241の周囲を天井231、第一分散構造241、ガスガイド235、排気管239の関係を説明した図である。フランジ241bには、貫通孔241dが設けられている。即ち、貫通孔241cよりも天井231側に設けられている。貫通孔241cには排気管239が接続されている。排気管239は排気管262に接続されている。排気管239にはバルブ240が設けられている。このように構成することで、第一分散構造241とガスガイド235の間の空間232bと、排気管262を連通させている。

Claims (10)

  1. 貫通孔が設けられたシャワーヘッドの天井と、
    先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、
    下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、少なくとも一つの孔が設けられる接続部と、を有するガスガイドと、
    前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造と、
    前記天井、前記第一分散構造、前記ガスガイド、前記第二分散構造を有するシャワーヘッドと、
    前記シャワーヘッドの下流に設けられた処理空間と
    を有する基板処理装置。
  2. 前記第一分散構造と前記ガスガイドの接続部は隙間を介して隣接されるよう構成される請求項1記載の基板処理装置。
  3. 前記第一分散構造には分散孔が設けられ、前記分散孔の上端は、前記接続部の下端よりも下方に設けられる請求項1または2に記載の基板処理装置。
  4. 前記第一分散構造に設けられた分散孔は、前記接続部に設けられた孔よりも下方に設けられた請求項1から3の内、いずれか一項に記載の基板処理装置。
  5. 前記シャワーヘッドには排気部に接続される排気孔が設けられる請求項1から4の内、いずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記第一分散構造は、前記蓋部の上方から挿入される請求項1から5の内、いずれか一項に記載の基板処理装置。
  7. 前記第一分散構造に設けられた孔には排気管が接続され、前記排気管には開閉バルブが設けられている請求項1から6の内、いずれか一項に記載の基板処理装置。
  8. ガス供給部からシャワーヘッドを介して処理空間にガスを供給し、前記処理空間で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、
    前記シャワーヘッドの天井には貫通孔が設けられ、
    先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、
    下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、少なくとも一つの孔が設けられる柱状の接続部と、を有するガスガイドと、
    前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造とを有し、
    前記処理空間にガスを供給する際には、前記第一分散構造、前記第二分散構造を介して供給する半導体装置の製造方法。
  9. ガス供給部からシャワーヘッドを介して処理空間にガスを供給し、前記処理空間で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、
    前記シャワーヘッドの天井には貫通孔が設けられ、
    先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、
    下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、一つの孔が設けられる円柱状の接続部と、を有するガスガイドと、
    前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造とを有し、
    前記処理空間にガスを供給する際には、前記第一分散構造、前記第二分散構造を介して供給するよう実行させるプログラム。
  10. ガス供給部からシャワーヘッドを介して処理空間にガスを供給し、前記処理空間で基板を処理する半導体装置の製造方法であって、
    前記シャワーヘッドの天井には貫通孔が設けられ、
    先端が前記貫通孔に挿入され、他端がガス供給部に接続される第一分散構造と、
    下方に向かうほど広がるよう構成される板部と、前記板部と前記天井の間に設けられ、少なくとも一つの孔が設けられる柱状の接続部と、を有するガスガイドと、
    前記ガスガイドの下流に設けられた第二分散構造とを有し、
    前記処理空間にガスを供給する際には、前記第一分散構造、前記第二分散構造を介して供給するよう実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

JP2014124284A 2014-06-17 2014-06-17 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体 Expired - Fee Related JP5800957B1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014124284A JP5800957B1 (ja) 2014-06-17 2014-06-17 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体
TW104104723A TW201601232A (zh) 2014-06-17 2015-02-12 基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及程式
CN201510079380.7A CN105321849A (zh) 2014-06-17 2015-02-13 衬底处理装置及半导体器件的制造方法
KR1020150043873A KR20160001609A (ko) 2014-06-17 2015-03-30 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록매체
US14/675,310 US20150361554A1 (en) 2014-06-17 2015-03-31 Substrate processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014124284A JP5800957B1 (ja) 2014-06-17 2014-06-17 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5800957B1 JP5800957B1 (ja) 2015-10-28
JP2016003364A true JP2016003364A (ja) 2016-01-12

Family

ID=54477686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014124284A Expired - Fee Related JP5800957B1 (ja) 2014-06-17 2014-06-17 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150361554A1 (ja)
JP (1) JP5800957B1 (ja)
KR (1) KR20160001609A (ja)
CN (1) CN105321849A (ja)
TW (1) TW201601232A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021536123A (ja) * 2018-08-31 2021-12-23 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials, Incorporated 粒子生成を低減するためのガスディフューザー支持構造
WO2024128099A1 (ja) * 2022-12-15 2024-06-20 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109312461B (zh) * 2016-03-03 2021-07-13 核心技术株式会社 等离子体处理装置和等离子体处理用反应容器的构造
US10266947B2 (en) 2016-08-23 2019-04-23 Lam Research Corporation Rotary friction welded blank for PECVD heated showerhead
KR102518372B1 (ko) * 2018-03-23 2023-04-06 삼성전자주식회사 가스 분배 장치, 이를 포함하는 기판 처리 장치 및 이를 이용하는 반도체 공정 방법
CN109182999B (zh) * 2018-09-29 2024-03-26 北京北方华创微电子装备有限公司 用于原子层沉积工艺的进气系统和控制方法
JP2020132904A (ja) * 2019-02-13 2020-08-31 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
JP7152970B2 (ja) * 2019-03-01 2022-10-13 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置
TW202203344A (zh) * 2020-02-28 2022-01-16 荷蘭商Asm Ip控股公司 專用於零件清潔的系統

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6069095A (en) * 1997-08-22 2000-05-30 Texas Instruments Incorporated Ultra-clean wafer chuck assembly for moisture-sensitive processes conducted in rapid thermal processors
US6998014B2 (en) * 2002-01-26 2006-02-14 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for plasma assisted deposition
US7408225B2 (en) * 2003-10-09 2008-08-05 Asm Japan K.K. Apparatus and method for forming thin film using upstream and downstream exhaust mechanisms
US7273526B2 (en) * 2004-04-15 2007-09-25 Asm Japan K.K. Thin-film deposition apparatus
JP5630393B2 (ja) * 2011-07-21 2014-11-26 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び基板処理装置
EP2557198A1 (en) * 2011-08-10 2013-02-13 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and apparatus for depositing atomic layers on a substrate

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021536123A (ja) * 2018-08-31 2021-12-23 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials, Incorporated 粒子生成を低減するためのガスディフューザー支持構造
JP7244623B2 (ja) 2018-08-31 2023-03-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 粒子生成を低減するためのガスディフューザー支持構造
WO2024128099A1 (ja) * 2022-12-15 2024-06-20 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105321849A (zh) 2016-02-10
KR20160001609A (ko) 2016-01-06
TW201601232A (zh) 2016-01-01
US20150361554A1 (en) 2015-12-17
JP5800957B1 (ja) 2015-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5800957B1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体
JP5764228B1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体
JP5944429B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体
JP6001131B1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム
JP5941491B2 (ja) 基板処理装置及び半導体装置の製造方法並びにプログラム
JP5762602B1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP5800969B1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム、記録媒体
JP5793241B1 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置、プログラム及び記録媒体
JP5793170B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP5971870B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び記録媒体
KR101611202B1 (ko) 기판 처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체
JP6001015B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体
TW201513220A (zh) 半導體裝置之製造方法,基板處理裝置及記錄媒體
JP5808472B1 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体
KR20150077318A (ko) 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
JP7118099B2 (ja) 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム
JP5885870B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム及び記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150825

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5800957

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees