JP2020161685A - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の反り等を低減するための成膜に要する工数を削減する。【解決手段】成膜装置は、処理容器と、保持機構と、複数の成膜部と、制御装置とを備える。保持機構は、処理容器内に配置され、複数の基板のそれぞれを、それぞれの基板の主要な面に垂直な方向に沿う方向に所定間隔をあけて保持する。複数の成膜部は、保持機構によって保持された複数の基板に１対１に対応する。それぞれの成膜部は、対応する基板に対して相対的に移動しながら、素子が形成される基板の面の裏面に向かって材料ガスを供給することにより、裏面に成膜を行う。制御装置は、それぞれの成膜部からの材料ガスの供給および供給停止を制御する。また、それぞれの成膜部は、材料ガスを裏面に供給する複数の供給部を有する。また、制御装置は、それぞれの供給部からの材料ガスの供給および供給停止を独立に制御する。【選択図】図１

Description

本開示の種々の側面および実施形態は、成膜装置および成膜方法に関する。
半導体デバイスの製造過程では、基板上に様々な素子が形成される。素子は、複数の異なる材料を基板上に成膜したり、成膜された材料をエッチングする等によって形成される。基板とその上に成膜される材料とは、線膨張係数が異なるため、成膜後に基板が室温に戻ると、基板に応力が発生し、反りやクラックが発生する場合がある。そこで、素子形成後の基板に加わる応力を低減するために、素子が形成された面の裏面に成膜を行う技術が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
米国特許出願公開第２０１５／０３４０２２５号明細書
本開示は、基板の反り等を低減するための成膜に要する工数を削減することができる成膜装置および成膜方法を提供する。
本開示の一側面は、成膜装置であって、処理容器と、保持機構と、複数の成膜部と、制御装置とを備える。保持機構は、処理容器内に配置され、複数の基板のそれぞれを、それぞれの基板の主要な面に垂直な方向に沿う方向に所定間隔をあけて保持する。複数の成膜部は、保持機構によって保持された複数の基板に１対１に対応する。それぞれの成膜部は、対応する基板に対して相対的に移動しながら、素子が形成される基板の面の裏面に向かって材料ガスを供給することにより、裏面に成膜を行う。制御装置は、それぞれの成膜部からの材料ガスの供給および供給停止を制御する。また、それぞれの成膜部は、材料ガスを裏面に供給する複数の供給部を有する。また、制御装置は、それぞれの供給部からの材料ガスの供給および供給停止を独立に制御する。
本開示の種々の側面および実施形態によれば、基板の反り等を低減するための成膜に要する工数を削減することができる。
図１は、本開示の一実施形態における成膜装置の一例を示す概略断面図である。 図２は、本開示の一実施形態における保持機構の一例を示す上面図である。 図３は、本開示の一実施形態における底部付近の支持部の配置の一例を示す部分拡大図である。 図４は、本開示の一実施形態における個別成膜機構の一例を示す斜視図である。 図５は、本開示の一実施形態における保持機構と個別成膜機構との位置関係の一例を示す模式図である。 図６は、本開示の一実施形態における成膜部の一例を示す部分断面図である。 図７は、本開示の一実施形態におけるガスの流れの一例を説明するための模式図である。 図８は、供給部の配置の他の例を示す図である。 図９は、成膜部の他の例を示す断面図である。 図１０は、個別成膜機構の他の例を示す図である。 図１１は、成膜部の他の例を示す断面図である。 図１２は、成膜部の移動方向の他の例を示す図である。
以下に、開示される成膜装置および成膜方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される成膜装置および成膜方法が限定されるものではない。
ところで、素子は、基板に成膜された材料が様々な形状にエッチングされることにより形成される。そのため、素子が形成された後の基板に加わる応力は、基板上で複雑な分布となる。これにより、複雑な分布となった応力をキャンセルするために基板の裏面に成膜すべき膜のパターンも複雑になる。
基板の裏面に複雑なパターンの膜を形成する場合、例えば、基板の裏面にマスク材料が成膜され、フォトリソグラフィ等により、成膜されたマスクに応力をキャンセルするためのパターンが形成される。そして、基板の裏面にマスクパターンに応じた形状の膜が成膜される。
また、基板上に形成された素子の損傷や変質を防ぐために、素子を保護するための保護膜を素子が形成された基板の面に積層させる工程や、裏面への成膜が終了した後に、保護膜を除去する工程も必要となる。このように、裏面に所定のパターンの膜を成膜するために複数の工程が必要となる。そのため、基板を用いた半導体装置の製造におけるスループットが低下する。
そこで、本開示は、基板の反り等を低減するための成膜に要する工数を削減することができる技術を提供する。
［成膜装置１の構成］
図１は、本開示の一実施形態における成膜装置１の一例を示す概略断面図である。成膜装置１は、装置本体２および制御装置３を備える。装置本体２は、例えば石英等により構成され、下端に開口を有する処理容器１０を有する。処理容器１０は、例えば上下方向に長い略円筒形状の内部空間を有する。処理容器１０の下端の開口には、例えばステンレス鋼等により板状に形成された蓋部１２が、Ｏリング等のシール部材を介して着脱自在に取り付けられている。
処理容器１０の底部には、排気管１５の一端が接続されている。排気管１５の他端は、ＡＰＣ（Automatic Pressure Controller）バルブ１６を介して排気装置１７に接続されている。排気装置１７を駆動することにより、排気管１５を介して処理容器１０内のガスが排気され、ＡＰＣバルブ１６の開度を調整することにより、処理容器１０内の圧力が調整される。
処理容器１０内には、保持機構２０が配置される。例えば、蓋部１２が取り外され、処理容器１０の下端の開口から保持機構２０が処理容器１０内に挿入され、再び蓋部１２が取り付けられる。
保持機構２０は、複数のウエハＷのそれぞれを、それぞれのウエハＷの主要な面に垂直な方向に沿う方向（例えば上下方向）に所定間隔をあけて保持する。例えば、保持機構２０は、素子が形成される面が上を向くようにそれぞれのウエハＷを保持する。ウエハＷは、基板の一例である。なお、支持リング２１に保持されるウエハＷは、一方の面に素子が形成された後のウエハＷであってもよく、一方の面に素子が形成される前のウエハＷであってもよい。保持機構２０は、複数の支持リング２１、複数の支持部２２、複数の支柱２３、および台座２４を有する。さらに図２を参照して説明を続ける。図２は、本開示の一実施形態における保持機構２０の一例を示す上面図である。
それぞれの支持リング２１は、略円環状の形状であり、ウエハＷの周縁を下方から支持する。支持リング２１の一部は、例えば図２に示されるように、図示しない搬送機構によりウエハＷが支持リング２１上に載置される際に、搬送機構と干渉しないように切りかかれている。本実施形態において、保持機構２０は、ｍ個（ｍは、２以上の整数）の支持リング２１を有し、ｍ個のウエハＷを載置することができる。
１つの支持リング２１は、複数の支持部２２（図２の例では、３個の支持部２２）によって支持されている。１つの支持部２２は、１つの支柱２３に固定されている。本実施形態において、保持機構２０は、３本の支柱２３を有する。それぞれの支柱２３は、例えば図１に示されるように、台座２４に固定されている。
処理容器１０の少なくとも側壁には、ヒータ１１が配置されている。ヒータ１１によって処理容器１０の側壁が加熱され、処理容器１０の側壁からの輻射熱によって、それぞれの支持リング２１上に保持されたウエハＷの温度が、成膜に適した温度に制御される。ヒータ１１は、処理容器１０の天井等、処理容器１０の側壁以外の壁に配置されてもよい。
処理容器１０内には、保持機構２０に保持されたそれぞれのウエハＷにおいて、素子が形成されるウエハＷの面の裏面（以下、単に裏面と記載する）に、所定パターンの膜を成膜する成膜機構３０が設けられている。成膜機構３０は、予め設定された成膜パターンであって、ウエハＷの一方の面に形成された素子によってウエハＷに生じた応力を低減するための成膜パターンに従って、それぞれのウエハＷの裏面に成膜を行う。保持機構２０に保持されたそれぞれのウエハＷに対応する成膜パターンは、共通の成膜パターンであってもよく、それぞれのウエハＷについて測定された歪みや反りに応じて、それぞれのウエハＷで異なるパターンであってもよい。
成膜機構３０は、複数の個別成膜機構３００−１〜３００−ｍを有する。複数の個別成膜機構３００−１〜３００−ｍと、複数の支持リング２１上に保持されたウエハＷとは、１対１に対応する。なお、以下では、個別成膜機構３００−１〜３００−ｍのそれぞれを区別することなく総称する場合に個別成膜機構３００と記載する。それぞれの個別成膜機構３００は、成膜部３１、支持部３２、および駆動部３３を有する。さらに図３および図４を参照して説明を続ける。図３は、本開示の一実施形態における底部付近の支持部３２の配置の一例を示す部分拡大図である。図４は、本開示の一実施形態における個別成膜機構３００の一例を示す斜視図である。
それぞれの個別成膜機構３００の支持部３２は、例えば図３に示されるように、略円筒状の処理容器１０の側壁に沿って蓋部１２に配置されている。それぞれの個別成膜機構３００において、支持部３２は、駆動部３３によって回転する。個別成膜機構３００−１〜３００−ｍのそれぞれにおける支持部３２の回転軸を、軸Ｘ１〜Ｘｍと定義する。なお、以下では、個別成膜機構３００−１〜３００−ｍのそれぞれにおける支持部３２の軸Ｘ１〜Ｘｍを区別することなく総称する場合に軸Ｘと記載する。
それぞれの個別成膜機構３００の成膜部３１の上面には、例えば図４に示されるように、複数の供給部３１０−１〜３１０−ｎ（ｎは２以上の整数）が設けられている。複数の供給部３１０−１〜３１０−ｎは、対応する支持リング２１に保持されたウエハＷの裏面に沿う方向に並べて配置されている。また、成膜部３１の長手方向において、複数の供給部３１０−１〜３１０−ｎが配置されている領域の長さは、ウエハＷの直径以上の長さである。なお、以下では、供給部３１０−１〜３１０−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合に供給部３１０と記載する。
図５は、本開示の一実施形態における保持機構２０と個別成膜機構３００との位置関係の一例を示す模式図である。成膜部３１は、支持部３２に固定されている。複数の個別成膜機構３００に設けられた成膜部３１は、それぞれの保持機構２０によって保持されたウエハＷに１対１に対応する。駆動部３３は、支持リング２１に保持されたウエハＷの主要な面に垂直な軸Ｘを中心として支持部３２を回転させる。支持部３２が回転することにより、支持部３２に固定されている成膜部３１が軸Ｘを中心として回転し、例えば図５に示されるように、支持リング２１に保持されているウエハＷの下方を移動する。
成膜部３１は、ウエハＷの下方をウエハＷに対して相対的に移動しながら、それぞれの供給部３１０からウエハＷの裏面に向かって成膜用のガスを供給することにより、ウエハＷの下方からウエハＷの裏面に成膜を行う。それぞれの個別成膜機構３００の成膜部３１において、それぞれの供給部３１０からのガスの供給および供給停止が個別に制御される。これにより、ウエハＷの裏面に任意のパターンの膜を成膜することができる。
なお、保持機構２０が処理容器１０内に搬入される際、および、保持機構２０が処理容器１０内から搬出される際は、それぞれの個別成膜機構３００の成膜部３１は、例えば図５に示されたＡの位置に退避する。
それぞれの供給部３１０は、例えば図６に示されるように、第１の供給口３１１、排気口３１２、および第２の供給口３１３を有する。第１の供給口３１１は、成膜に用いられる第１のガスをウエハＷの裏面に供給する。排気口３１２は、ウエハＷの裏面に供給されたガスを吸引する。第２の供給口３１３は、成膜に用いられる第２のガスをウエハＷの裏面に供給する。第１のガスおよび第２のガスは、材料ガスの一例である。例えば図６に示されるように、排気口３１２は、第１の供給口３１１および第２の供給口３１３に隣接している。また、第１の供給口３１１は、排気口３１２を囲むように成膜部３１に形成されている。
成膜部３１内には、例えば図６に示されるように、第１のガスが流れる複数の流路３１４、排気されるガスが流れる複数の流路３１５、および、第２のガスが流れる複数の流路３１６が形成されている。
１つの流路３１４は、供給穴３１７を介して、１つの供給部３１０の第１の供給口３１１に繋がっている。流路３１４に供給された第１のガスは、対応する供給穴３１７を介して、対応する供給部３１０の第１の供給口３１１からウエハＷの裏面に供給される。
また、１つの流路３１５は、排気穴３１８を介して、１つの供給部３１０の排気口３１２に繋がっている。排気口３１２から吸引されたガスは、対応する排気穴３１８を介して、対応する流路３１５へ流れ、排気される。
また、１つの流路３１６は、供給穴３１９を介して、１つの供給部３１０の第２の供給口３１３に繋がっている。流路３１６に供給された第２のガスは、対応する供給穴３１９を介して、対応する供給部３１０の第２の供給口３１３からウエハＷの裏面に供給される。供給部３１０からウエハＷの裏面へのガスの供給および供給停止は、複数の供給部３１０においてそれぞれ独立に制御される。また、供給部３１０からウエハＷの裏面へ供給されたガスの排気および排気停止も、複数の供給部３１０においてそれぞれ独立に制御される。
また、成膜部３１内には、ガルデン（登録商標）等の熱媒体が流れる流路３２０および流路３２１が形成されている。図示しない温度制御装置によって温度制御された熱媒体が流路３２０および流路３２１内を循環することにより、成膜部３１の温度が所定温度に制御される。成膜部３１の温度を、反応副生成物（いわゆるデポ）が発生し難い温度に制御することにより、成膜部３１へのデポの堆積を抑制することができる。
図７は、本開示の一実施形態におけるガスの流れの一例を説明するための模式図である。例えば、第１の供給口３１１から供給された第１のガス、および、第２の供給口３１３から供給された第２のガスは、例えば図７に示されるように、ウエハＷの裏面に向かって供給される。ウエハＷの裏面に供給された第１のガスおよび第２のガスは、ウエハＷの裏面に沿って拡散する。そして、第１のガスと第２のガスとがウエハＷの裏面において混合されることにより、ウエハＷの裏面に所定の膜が成膜される。
また、ウエハＷの裏面に沿って拡散した第１のガスおよび第２のガスは、第１の供給口３１１および第２の供給口３１３に隣接する排気口３１２内に流れ込む。即ち、それぞれの供給部３１０において、第１の供給口３１１および第２の供給口３１３からウエハＷの裏面に供給されたガスは、排気口３１２を介して、第１の供給口３１１および第２の供給口３１３からガスが供給される方向とは反対の方向に排気される。そのため、例えば図７に示されるように、第１の供給口３１１および第２の供給口３１３から排気口３１２へのガスの流れが発生し、供給部３１０の領域外へのガスの漏洩が抑制される。そのため、ウエハＷの裏面において、供給部３１０の直上に第１のガスおよび第２のガスを用いた成膜を行うことができる。
成膜機構３０には、複数のガス供給機構４０−１〜４０−ｍが接続されている。なお、以下では、ガス供給機構４０−１〜４０−ｍのそれぞれを区別することなく総称する場合にガス供給機構４０と記載する。複数の個別成膜機構３００と複数のガス供給機構４０とは、１対１に対応しており、１つのガス供給機構４０から供給されたガスが、１つの個別成膜機構３００の成膜部３１からウエハＷの裏面に供給される。
それぞれのガス供給機構４０は、第１のガス供給部５０、第２のガス供給部６０、およびバルブ群７０を有する。第１のガス供給部５０は、ガス供給源５１、複数のＭＦＣ（Mass Flow Controller）５２−１〜５２−ｎ、および複数のバルブ５３−１〜５３−ｎを有する。なお、以下では、ＭＦＣ５２−１〜５２−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にＭＦＣ５２と記載し、バルブ５３−１〜５３−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にバルブ５３と記載する。
対応する個別成膜機構３００の成膜部３１に設けられた１つの供給部３１０に対して、１つのＭＦＣ５２および１つのバルブ５３が設けられている。それぞれのバルブ５３の一端は、配管を介して、対応する個別成膜機構３００の成膜部３１に設けられた１つの供給部３１０の第１の供給口３１１に第１のガスを供給する流路３１４に接続されている。また、それぞれのバルブ５３の他端は、対応するＭＦＣ５２を介して、第１のガスの供給源であるガス供給源５１に接続されている。それぞれのＭＦＣ５２は、ガス供給源５１から供給された第１のガスの流量を制御し、流量が制御された第１のガスを、対応するバルブ５３を介して対応する流路３１４に供給する。それぞれのＭＦＣ５２およびバルブ５３は、制御装置３によって互いに独立に制御される。
第２のガス供給部６０は、ガス供給源６１、複数のＭＦＣ６２−１〜６２−ｎ、および複数のバルブ６３−１〜６３−ｎを有する。なお、以下では、ＭＦＣ６２−１〜６２−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にＭＦＣ６２と記載し、バルブ６３−１〜６３−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にバルブ６３と記載する。
対応する個別成膜機構３００の成膜部３１に設けられた１つの供給部３１０に対して、１つのＭＦＣ６２および１つのバルブ６３が設けられている。それぞれのバルブ６３の一端は、配管を介して、対応する個別成膜機構３００の成膜部３１に設けられた１つの供給部３１０の第２の供給口３１３に第２のガスを供給する流路３１６に接続されている。また、それぞれのバルブ６３の他端は、対応するＭＦＣ６２を介して、第２のガスの供給源であるガス供給源６１に接続されている。それぞれのＭＦＣ６２は、ガス供給源６１から供給された第２のガスの流量を制御し、流量が制御された第２のガスを、対応するバルブ６３を介して対応する流路３１６に供給する。それぞれのＭＦＣ６２およびバルブ６３は、制御装置３によって互いに独立に制御される。
バルブ群７０は、複数のバルブ７１−１〜７１−ｎを有する。なお、以下では、バルブ７１−１〜７１−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にバルブ７１と記載する。
対応する個別成膜機構３００の成膜部３１に設けられた１つの供給部３１０に対して、１つのバルブ７１が設けられている。それぞれのバルブ７１の一端は、配管を介して、対応する個別成膜機構３００の成膜部３１に設けられた１つの供給部３１０の排気口３１２から吸引されたガスが流れる流路３１５に接続されている。また、それぞれのバルブ７１の他端は排気装置１７に接続されている。それぞれのバルブ７１は、制御装置３によって互いに独立に制御される。
制御装置３は、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを有する。メモリには、プロセッサによって実行されるプログラム、および、各処理の条件等を含むレシピが格納されている。プロセッサは、メモリから読み出したプログラムを実行し、メモリ内に記憶されたレシピに基づいて、入出力インターフェイスを介して、装置本体２の各部を制御する。
以上、一実施形態について説明した。上記したように、本実施形態における成膜装置１は、処理容器１０と、保持機構２０と、複数の成膜部３１と、制御装置３とを備える。保持機構２０は、処理容器１０内に配置され、複数のウエハＷのそれぞれを、それぞれのウエハＷの主要な面に垂直な方向に沿う方向に所定間隔をあけて保持する。複数の成膜部３１は、保持機構２０によって保持された複数のウエハＷに１対１に対応する。それぞれの成膜部３１は、対応するウエハＷに対して相対的に移動しながら、素子が形成されるウエハＷの面の裏面に向かって材料ガスを供給することにより、裏面に成膜を行う。制御装置３は、それぞれの成膜部３１からの材料ガスの供給および供給停止を制御する。また、それぞれの成膜部３１は、材料ガスを裏面に供給する複数の供給部３１０を有する。また、制御装置３は、それぞれの供給部３１０からの材料ガスの供給および供給停止を独立に制御する。これにより、ウエハＷの反り等を低減するための成膜に要する工数を削減することができる。
また、上記した実施形態において、保持機構２０は、素子が形成される面が上を向くようにそれぞれのウエハＷを保持する。また、それぞれの成膜部３１は、対応するウエハＷの下方から、対応するウエハＷの裏面に向かって材料ガスを供給することにより、ウエハＷの裏面に成膜を行う。これにより、ウエハＷの反り等を低減するための成膜に要する工数を削減することができる。
また、上記した実施形態において、それぞれの成膜部３１は、対応するウエハＷの主要な面に垂直な軸を中心として回転することにより、対応するウエハＷに対して相対的に移動する。これにより、ウエハＷの裏面に任意のパターンの膜を効率よく成膜することができる。
また、上記した実施形態における成膜装置１は、処理容器１０の少なくとも側壁を加熱するヒータを備える。また、処理容器１０の少なくとも側壁は、石英により構成されている。これにより、処理容器１０の側壁からの輻射熱が、周囲から、支持リング２１上に保持されたそれぞれのウエハＷに照射されるため、それぞれのウエハＷの温度をより均一に保つことができる。
また、上記した実施形態において、それぞれの供給部３１０は、材料ガスをウエハＷの裏面に供給する第１の供給口３１１と、第１の供給口３１１に隣接する排気口３１２とを有する。それぞれの供給部３１０において、第１の供給口３１１からウエハＷの裏面に供給された材料ガスは、第１の供給口３１１に隣接する排気口３１２を介して、第１の供給口３１１から材料ガスが供給される方向とは反対の方向に排気される。これにより、それぞれの供給部３１０から供給された材料ガスが、他の供給部３１０の領域に侵入することが抑制される。これにより、供給部３１０の領域毎にウエハＷの裏面に成膜を行うことができる。
また、上記した実施形態において、それぞれの供給部３１０において、第１の供給口３１１は、第１の供給口３１１に隣接する排気口３１２を囲むように成膜部３１に形成されている。これにより、それぞれの供給部３１０から供給された材料ガスが、他の供給部３１０の領域に侵入することが抑制される。これにより、供給部３１０の領域毎にウエハＷの裏面に成膜を行うことができる。
また、上記した実施形態において、成膜部３１には、温度制御された熱媒体が流れる流路３２０および流路３２１が形成されている。流路３２０および流路３２１内に温度制御された熱媒体が循環させることにより、成膜部３１へのデポの堆積を抑制することができる。
［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
例えば、上記した実施形態において、複数の供給部３１０は、例えば図４に示されるように、成膜部３１の長手方向に沿って１列に並べて配置される。しかし、開示の技術はこれに限られず、成膜部３１の長手方向において異なる位置に配置されていれば、１列に並べて配置されていなくてもよい。複数の供給部３１０は、例えば図８に示されるように、成膜部３１の長手方向ｄにおいて、それぞれの供給部３１０の幅Ｌ１分異なる位置に配置されてもよい。図８は、供給部３１０の配置の他の例を示す図である。
図８の例では、それぞれの供給部３１０は、成膜部３１の長手方向ｄにおいて、異なる位置に配置され、かつ、それぞれの供給部３１０の幅Ｌ１の合計の長さが、複数の供給部３１０が配置される領域の長さＬ２と同じ長さになっている。長さＬ２は、例えばウエハＷの直径と同じ長さであってもよい。これにより、軸Ｘを中心とする円の径方向において複数の供給部３１０を密に配置することができ、より細かい形状の成膜パターンをウエハＷの裏面に成膜することができる。
また、上記した実施形態では、ウエハＷの裏面に材料ガスを供給することにより、ウエハＷの裏面に所定パターンの膜が成膜されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば第２のガスをプラズマ化させ、プラズマに含まれる活性種を用いてウエハＷの裏面に所定パターンの膜が成膜されてもよい。
図９は、成膜部３１の他の例を示す断面図である。図９の例では、第２の供給口３１３の内側壁に絶縁部材３１３０を挟んで電極３１３１および電極３１３２が設けられている。電極３１３１と電極３１３２とは、板状に形成され、互いに対向するように第２の供給口３１３の内側壁に配置されている。電極３１３１には、高周波電源３１３３が電気的に接続されており、電極３１３２は、接地されている。高周波電源３１３３からの高周波電力が電極３１３１に供給されることにより、第２の供給口３１３内を流れる第２のガスがプラズマ化され、プラズマに含まれる活性種がウエハＷの裏面に供給される。そして、プラズマに含まれる活性種によりウエハＷの裏面に所定の膜が成膜される。電極３１３１、電極３１３２、および高周波電源３１３３は、プラズマ生成部の一例である。
また、成膜部３１には、例えば図１０および図１１に示されるように、複数の供給部３１０を囲むようにパージガスの供給口３３０が設けられてもよい。図１０は、個別成膜機構３００の他の例を示す図である。図１１は、成膜部３１の他の例を示す断面図である。
供給口３３０は、例えば図１１に示されるように、供給穴３３１を介してパージガスが流れる流路３３２に繋がっている。パージガスは、例えばヘリウムガス、アルゴンガス、または窒素ガス等の不活性ガスである。図示しないガス供給機構から流路３３２内に供給されたパージガスは、供給穴３３１を介して供給口３３０からウエハＷの裏面に供給される。ウエハＷの裏面に供給されたパージガスは、ウエハＷの裏面に沿って拡散し、排気口３１２を介して排気される。供給口３３０は、それぞれの供給部３１０からガスが供給される方向と同じ方向にパージガスを供給する。供給口３３０は、パージガス供給口の一例である。
供給口３３０からウエハＷの裏面に供給されるパージガスによって、第１の供給口３１１から供給される第１のガス、および、第２の供給口３１３から供給される第２のガスの供給部３１０の領域外への漏洩が抑制される。なお、図９に例示された成膜部３１においても、複数の供給部３１０を囲むようにパージガスの供給口３３０が設けられてもよい。
また、上記した実施形態では、ウエハＷに対して成膜部３１が軸Ｘを中心として回転する方向に相対的に移動することにより、ウエハＷの裏面の任意の位置に成膜が行われるが、開示の技術はこれに限られない。ウエハＷに対して成膜部３１が相対的に移動すれば、ウエハＷに対して成膜部３１が他の方向に移動してもよい。
図１２は、成膜部３１の移動方向の他の例を示す図である。例えば図１２に示されるように、ウエハＷの裏面に沿って、成膜部３１の長手方向に交差する方向へ成膜部３１を移動させてもよい。図１２の例では、成膜部３１の長手方向において、複数の供給部３１０が配置されている成膜部３１の領域の長さは、ウエハＷの直径と同じ長さか、あるいは、ウエハＷの直径よりも長い。ウエハＷの裏面に沿って、成膜部３１の長手方向に交差する方向へ成膜部３１を移動させることにより、ウエハＷの裏面の任意の位置に成膜を行うことができる。
また、上記した実施形態において、保持機構２０は、素子が形成される面が上を向くように複数のウエハＷを保持し、それぞれの成膜部３１は、ウエハＷの下方からウエハＷの裏面に成膜を行うが、開示の技術はこれに限られない。例えば、保持機構２０は、素子が形成される面が下を向くように複数のウエハＷを保持し、それぞれの成膜部３１は、ウエハＷの上方からウエハＷの裏面に成膜を行ってもよい。
また、保持機構２０は、素子が形成される面が横を向くように複数のウエハＷを保持してもよい。この場合、それぞれの成膜部３１は、横方向の軸を中心に回転することにより、ウエハＷの裏面に成膜を行う。
また、上記した実施形態において、それぞれの個別成膜機構３００は、支持部３２および駆動部３３を有するが、開示の技術はこれに限られない。例えば成膜機構３０は、１つの支持部３２および１つの駆動部３３を有し、それぞれの個別成膜機構３００の成膜部３１は、１つの支持部３２に設けられてもよい。この場合、１つの駆動部３３は、１つの支持部３２を回転させる。それぞれの成膜部３１は、１つの支持部３２の回転に伴って、同時に回転する。このような構成においても、それぞれのウエハＷの裏面に任意のパターンで成膜を行うことができる。
また、上記した実施形態における供給部３１０では、第２の供給口３１３を囲むように第２の供給口３１３の周囲に排気口３１２が配置され、排気口３１２を囲むように排気口３１２の周囲に第１の供給口３１１が配置されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、第１の供給口３１１、排気口３１２、および第２の供給口３１３が直線状に形成され、排気口３１２を挟んで、第１の供給口３１１および第２の供給口３１３が横に並べて配置されてもよい。
また、上記した実施形態において、それぞれのウエハＷの裏面に成膜されるパターンは、それぞれのウエハＷについて測定された高さの分布に基づいて算出されたパターンであってもよい。例えば、成膜装置１によって裏面に成膜が行われる前に、光学センサを用いてウエハＷの高さの分布を測定する測定装置によって高さの分布が測定される。そして、汎用コンピュータ等の算出装置により、測定装置によって測定された高さの分布に基づいて、ウエハＷの裏面に形成される成膜パターンであって、ウエハＷに生じている歪みや反りを低減するための成膜パターンが算出される。成膜装置１は、それぞれのウエハＷについて、算出装置によって算出された成膜パターンをウエハＷの裏面に成膜する。これにより、それぞれのウエハＷの高さの分布に応じた成膜パターンをウエハＷの裏面に成膜することができる。
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
Ｗ ウエハ
１ 成膜装置
２ 装置本体
３ 制御装置
１０ 処理容器
１１ ヒータ
２０ 保持機構
２１ 支持リング
３０ 成膜機構
３００ 個別成膜機構
３１ 成膜部
３１０ 供給部
３１１ 第１の供給口
３１２ 排気口
３１３ 第２の供給口
３１３１ 電極
３１３２ 電極
３１３３ 高周波電源
３２０ 流路
３２１ 流路
３３０ 供給口
３２ 支持部
３３ 駆動部
４０ ガス供給機構
５０ 第１のガス供給部
６０ 第２のガス供給部
７０ バルブ群

Claims (10)

  1. 処理容器と、
    前記処理容器内に配置され、複数の基板のそれぞれを、それぞれの前記基板の主要な面に垂直な方向に沿う方向に所定間隔をあけて保持する保持機構と、
    前記保持機構によって保持された複数の前記基板に１対１に対応し、対応する前記基板に対して相対的に移動しながら、素子が形成される前記基板の面の裏面に向かって材料ガスを供給することにより、前記裏面に成膜を行う複数の成膜部と、
    それぞれの前記成膜部からの前記材料ガスの供給および供給停止を制御する制御装置と
    を備え、
    それぞれの前記成膜部は、前記材料ガスを前記裏面に供給する複数の供給部を有し、
    前記制御装置は、それぞれの前記供給部からの前記材料ガスの供給および供給停止を独立に制御する成膜装置。
  2. 前記保持機構は、
    素子が形成される面が上を向くようにそれぞれの前記基板を保持し、
    それぞれの前記成膜部は、
    対応する前記基板の下方から、対応する前記基板の前記裏面に向かって前記材料ガスを供給することにより、前記裏面に成膜を行う請求項１に記載の成膜装置。
  3. それぞれの前記成膜部は、
    対応する前記基板の主要な面に垂直な軸を中心として回転することにより、対応する前記基板に対して相対的に移動する請求項１または２に記載の成膜装置。
  4. 前記処理容器の少なくとも側壁を加熱するヒータを備え、
    前記処理容器の少なくとも側壁は、石英により構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の成膜装置。
  5. それぞれの前記供給部は、
    前記材料ガスを前記基板の前記裏面に供給する供給口と、
    前記供給口に隣接する排気口と
    を有し、
    それぞれの前記供給部において、前記供給口から前記基板の前記裏面に供給された前記材料ガスは、前記供給口に隣接する前記排気口を介して、前記供給口から前記材料ガスが供給される方向とは反対の方向に排気される請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜装置。
  6. それぞれの前記供給部において、前記供給口は、前記供給口に隣接する前記排気口を囲むように前記成膜部に形成されている請求項５に記載の成膜装置。
  7. 前記成膜部は、
    複数の前記供給部を囲むように形成され、それぞれの前記供給部から前記材料ガスが供給される方向と同じ方向にパージガスを供給するパージガス供給口を備える請求項６に記載の成膜装置。
  8. それぞれの前記供給部には、前記材料ガスをプラズマ化するプラズマ生成部が設けられ、
    前記基板の前記裏面には、前記プラズマ生成部によって生成されたプラズマに含まれる活性種が供給される請求項１から７のいずれか一項に記載の成膜装置。
  9. 前記成膜部には、温度制御された熱媒体が流れる流路が形成されている請求項１から８のいずれか一項に記載の成膜装置。
  10. 複数の基板のそれぞれを、それぞれの前記基板の主要な面に垂直な方向に沿う方向に所定間隔をあけて、処理容器内で保持する保持工程と、
    保持された複数の前記基板に１対１に対応し、対応する前記基板に対して相対的に移動しながら、素子が形成される前記基板の面の裏面に向かって材料ガスを供給する成膜部により、前記裏面に成膜を行う成膜工程と
    を含み、
    前記成膜工程では、
    それぞれの前記成膜部において、前記成膜部に設けられた複数の供給部からの前記材料ガスの供給および供給停止が独立に制御される成膜方法。
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