TW201526081A - 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及電腦可讀取記錄媒體 - Google Patents
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Abstract
將從複數支供給管所供給之氣體在到達處理容器之前混合，而抑制在被供給至處理容器之氣體發生濃度梯度。
基板處理裝置係具有：共用管，係與處理容器連接，且第1處理氣體與第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係形成為該第1面與該第2面之間的距離比該共用管之中心線與該第1供給管及該第2供給管之中心線的距離更小。
Description
本發明係有關於基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及記錄媒體。
作為半導體製造裝置等之基板處理裝置，已知逐片式基板處理裝置。在此逐片式基板處理裝置，已知從與處理基板之處理容器連接的一支氣體供給管供給複數種處理氣體之方式的裝置(例如專利文獻1)。
專利文獻1 特開2012-164736號公報
在從與處理基板之處理容器連接的一支氣體供給管(以下稱為「共用管」)供給複數種處理氣體之方式的裝置中，在共用管之上游側連接各處理氣體的供給管。在從該各處理氣體之供給管同時供給氣體的情況下，較佳為將從各個供給管所供給之氣體在到達處理容器之前混合，而抑制在被供給至處理容器之氣體發生濃
度梯度。在此，從各個供給管所同時供給之氣體係有相異之處理氣體的情況，亦有處理氣體與非活性氣體的情況。
本發明係鑑於上述之課題，目的在於提供將從複數支供給管所供給之氣體在到達處理容器之前混合，而抑制在被供給至處理容器之氣體發生濃度梯度的基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及記錄媒體。
本發明之一形態的基板處理裝置係將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器，該基板處理裝置係具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離比該共用管之中心線與該第1供給管及第2供給管之中心線的距離更小。
本發明之其他的形態的基板處理裝置係將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器，該基板處理裝置係具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，
係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離被設定成該第1供給管之直徑及該第2供給管之直徑之2倍以下的值。
本發明之一形態之半導體裝置的製造方法係將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器而處理該基板，該半導體裝置之製造方法係：具有經由供給系統，將該第1處理氣體與該第2處理氣體供給至該處理容器，而處理該基板之步驟，該供給系統係構成為具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離比該共用管之中心線與該第1供給管及第2供給管之中心線的距離更小。
本發明之一形態的記錄媒體係儲存有程式之電腦可讀取的記錄媒體，而該程式係用於將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器而處理該基板，該記錄媒體係使電腦執行經由供給系統，將該第1處理氣體與該第2處理氣體供給至該處理容器，而處理該基板之程序，該供給系統係構成為具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離比該共用管之中心線與該第1供給管及第2供給管之中心線的距離更小。
若依據本發明，將從複數支供給管所供給之氣體在到達處理容器之前混合，而可抑制在被供給至處理容器之氣體發生濃度梯度。
100‧‧‧基板處理裝置
200‧‧‧晶圓(基板)
202‧‧‧反應(處理)容器
240‧‧‧共用管
242‧‧‧緩衝部
242a‧‧‧緩衝部之底面(第1面)
242b‧‧‧緩衝部之底面242b(第1面)
243‧‧‧第1供給管
244‧‧‧第2供給管
245‧‧‧第3供給管
246‧‧‧RPU
第1圖係表示本發明之第1實施形態之基板處理裝置的圖。
第2圖係表示第1圖所示之基板處理裝置之基板處理步驟的流程圖。
第3圖係表示第2圖所示之成膜步驟之細部的流程圖。
第4圖係表示第2圖所示之成膜步驟之氣體供給時序的順序圖。
第5圖係第1圖所示之緩衝部附近的立體圖。
第6圖係在通過共用管、緩衝部及供給管之各個的中心之垂直面剖面第5圖的剖面圖。
第7圖係從該剖面觀察第6圖之平面圖的說明圖。
第8圖係第2實施形態之基板處理裝置之緩衝部附近的立體圖。
第9圖係第3實施形態之基板處理裝置之緩衝部附近的立體圖。
第10圖係第4實施形態之基板處理裝置之緩衝部附近的立體圖。
以下，說明本發明之第1實施形態。
在第1圖表示本實施形態之基板處理裝置100的構成。基板處理裝置100係如第1圖所示，作為逐片式基板處理裝置所構成。
(處理容器)
如第1圖所示，基板處理裝置100具備處理容器202。處理容器202構成為例如橫向截面是圓形並扁平的密閉容器。又，處理容器202由例如鋁(Al)或不銹鋼(SUS)等之金屬材料所構成。在處理容器202內，形
成：處理空間201，係對作為基板之矽晶圓等之晶圓200進行處理；及搬運空間203，係在將晶圓200搬運至處理空間201時晶圓200所通過。處理容器202由上部容器202a與下部容器202b所構成。隔板204設置於上部容器202a與下部容器202b之間。
在下部容器202b的側面，設置與閘閥205鄰接之基板搬出入口206，晶圓200係經由基板搬出入口206在與未圖示之搬運室之間移動。複數個升降銷207設置於下部容器202b的底部。
在處理空間201內，設置支撐晶圓200之基板支撐部210。基板支撐部210主要具有載置晶圓200之載置面211、與作為加熱源之加熱器213。於基板支撐部210，將升降銷207所貫穿的貫穿孔214分別設置於與升降銷207對應的位置。
基板支撐部210係藉軸217支撐。軸217係貫穿處理容器202的底部，進而在處理容器202的外部與升降機構218連接。使升降機構218動作，而使軸217及支撐部210升降，藉此，可使載置於基板載置面211上之晶圓200升降。此外，軸217之下端部的周圍係藉伸縮囊219所覆蓋，將處理容器202內保持成氣密狀態。
基板支撐部210係在搬運晶圓200時，載置面211下降至與基板搬出入口206相對向的位置(晶圓搬運位置)，在晶圓200之處理時，如第1圖所示，上升至晶圓200位於處理空間201內之處理位置(晶圓處理位置)。
具體而言，在使基板支撐部210下降至晶圓搬運位置時，升降銷207之上端部從基板載置面211的上面突出，而升降銷207從下方支撐晶圓200。又，在使基板支撐部210上升至晶圓處理位置時，升降銷207係從基板載置面211的上面埋沒，而基板載置面211從下方支撐晶圓200。此外，升降銷207係因為與晶圓200接觸，所以以例如石英或氧化鋁等之材質形成較佳。
在位於處理空間201之上方，且晶圓200之中心(基板載置面211之中心)的同軸上，連接後述之氣體供給系統。處理空間201之頂面235係作成以與晶圓200之中心(基板載置面211之中心)同軸上的位置為頂點的圓錐形。
(氣體供給系統)
氣體供給系統至少包括：複數種處理氣體所通過的共用管240；位於處理空間201之內部，並與共用管240的下游連接的分散板241；與共用管240之上游連接的緩衝部242；與緩衝部242連接之第1供給管243；及與緩衝部242連接之第2供給管244。在此，複數種處理氣體包含彼此具有反應性之第1處理氣體與第2處理氣體。在本實施形態中，將第1處理氣體設為TiCl4(四氯化鈦)，並將第2處理氣體設為NH3(氨)。TiCl4係從第1供給管243所供給，NH3係從第2供給管244所供給。
分散板241係呈略半球形，其內部係作成中空狀。複數個孔或縫隙設置於分散板241。從共用管240
流入分散板241之內部的氣體係藉分散板241之孔或縫隙所分散，並供給至處理空間201整體。關於緩衝部242的形狀將後述。
第1供給管243具有配管243a，在配管243a，從上游方向依序設置氣體供給源243b、為流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)243c、及開閉閥之閥243d。氣體供給源243b係TiCl4之供給源，藉由打開閥243d，將藉質量流量控制器243c調整成既定流量的TiCl4氣體供給至緩衝部242。
又，第1供給管243具有配管243e。配管243e係在閥243d之下游側與配管243a連接。在配管243e，從上游側依序設置氣體供給源243f、為流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)243g、及開閉閥之閥243h。氣體供給源243f係非活性氣體之供給源，藉由打開閥243d(h)，將藉質量流量控制器243g調整成既定流量的非活性氣體供給至緩衝部242。在本實施形態，作為非活性氣體，使用N2(氮氣)。
第2供給管244具有配管244a，在配管244a，從上游方向依序設置氣體供給源244b、為流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)244c、及開閉閥之閥244d。氣體供給源244b係NH3之供給源，藉由打開閥244d，將藉質量流量控制器244c調整成既定流量的NH3氣體供給至緩衝部242。
又，第1供給管244具有配管244e。配管244e係在閥244d之下游側與配管244a連接。在配管244e，
從上游側依序設置氣體供給源244f、為流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)244g、及開閉閥之閥244h。氣體供給源244f係非活性氣體(N2)之供給源，藉由打開閥244d，將藉質量流量控制器244g調整成既定流量的非活性氣體供給至緩衝部242。又，作為非活性氣體，除了N2氣體以外，可使用例如氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等稀有氣體。
(氣體排氣系統)
排出處理容器202(處理空間201)之環境氣體的排氣系統具有與處理容器202(處理空間201)連接之排氣管222。在排氣管222，從上游側依序設置壓力控制器之APC(Auto Pressuré Controller)223與開閉閥之224。在排氣管222之更下游，連接未圖示之排氣泵。
藉由打開閥224，藉排氣泵排出處理容器202內之環境氣體。在此時，藉APC223調整排氣管222之傳導率，將處理容器202內控制成既定壓力。
(控制器)
基板處理裝置100具有控制基板處理裝置100之各部之動作的控制器260。控制器260至少具有運算部261及記憶部262。控制器260係與上述之各構成連接，並因應於上階控制器或使用者之指示，從記憶部262呼叫程式或配方，再因應於其內容，控制各構成的動作。
此外，控制器260係亦可作為專用電腦所構成，亦可作為泛用電腦所構成。例如，準備已儲存上述
之程式的外部記憶裝置(例如，磁帶、軟碟或硬碟等之磁碟、CD或DVD等之光碟、MO等之光磁碟、USB記憶體(USB Flash Drive)或記憶卡等之半導體記憶體)263，並使用外部記憶裝置263將程式安裝於泛用電腦，藉此，可構成本實施形態之控制器260。
又，用以將程式供給至電腦的手段係未限定為經由外部記憶裝置263所供給的情況。例如，亦可作成使用網際網路或專用線路等之通訊手段供給程式，而不經由外部記憶裝置263。此外，記憶部262或外部記憶裝置263係作為電腦可讀取之記錄媒體所構成。以下，將這些亦只總稱為記錄媒體。此外，在本專利說明書中，在使用記錄媒體之詞的情況，係有僅包含記憶部262單體的情況、僅包含外部記憶裝置263單體的情況、或包含其兩者的情況。
其次，說明使用基板處理裝置100，將薄膜形成於晶圓200上的步驟。此外，以下的說明中，構成基板處理裝置100之各部的動作係由控制器260所控制。
第2圖係表示本實施形態之基板處理步驟的流程圖。
以下，說明使用從第1供給管243所供給之TiCl4與從第2供給管244所供給之NH3，形成TiN膜(氮化鈦膜)的例子。
(基板搬入步驟S102)
首先，藉由使基板支撐部210下降至晶圓200之搬運位置，使升降銷207貫穿基板支撐部210之貫穿孔214。結果，升降銷207成為比基板載置面211更突出僅既定高度量之狀態。接著，打開閘閥205，使搬運空間203與移載室(未圖示)連通。然後，使用晶圓移載機(未圖示)將晶圓200從移載室搬入搬運空間203，再將晶圓200移載至升降銷207上。藉此，晶圓200係以水平姿勢被支撐於升降銷207上。
在將晶圓200搬入處理容器202內後，使晶圓移載機退避至處理容器202之外面，再關閉閘閥205，使處理容器202變成密閉。然後，藉由使基板支撐部210上升，將晶圓200載置於基板支撐部210之基板載置面211上，進而，藉由使基板支撐部210上升，而使晶圓200上升至上述之處理空間201內的處理位置。
又，在將晶圓200載置於基板支撐部210上時，將電力供給至被埋入基板支撐部210之內部的加熱器213，將晶圓200之温度調整至既定温度。晶圓200之温度例如為室温以上且500℃以下，較佳為室温以上且400℃以下。此時，加熱器213之温度係根據藉未圖示之温度感測器所檢測出的温度資訊，控制對加熱器213的通電程度，藉此調整。
(成膜步驟S104)
接著，進行薄膜形成步驟S104。第3圖係表示第2圖之成膜步驟S104之細部的流程圖。又，第4圖
係表示第2圖之成膜步驟S104中之氣體供給時序的順序圖。以下，參照第3圖及第4圖，詳細說明成膜步驟S104。此外，成膜步驟S104係重複交互地供給相異之處理氣體(TiCl4與NH3)之步驟的循環處理。
(第1處理氣體供給步驟S202)
對晶圓200加熱至所要之温度時，打開第1供給管243之閥243d，而且調整質量流量控制器243c，從第1供給管243供給既定流量之TiCl4氣體。從第1供給管243所供給之TiCl4氣體的流量為」例如從1000sccm至3000sccm，較佳為從500sccm至2000sccm。此外，此流量亦可是藉質量流量控制器243c所直接調整的流量，亦可是在將氣體貯藏用槽設置於質量流量控制器243c與閥243d之間時從該槽所噴出的流量。不管何者都是在短時間(例如，未滿0.1sec)供給大流量。在本實施形態中，設定為2000sccm。藉由供給TiCl4氣體，將例如從未滿1原子層至約數原子層之厚度的含Ti層形成於晶圓200上。
此時，打開第1供給管243之閥243h，而且調整質量流量控制器243g，而從第1供給管243與TiCl4氣體一起供給既定流量之N2氣體。從第1供給管243所供給之N2氣體的流量為例如從1000sccm至2000sccm，本實施形態中，設定為1500sccm。又，打開第2供給管244之閥244h，而且調整質量流量控制器244g，而從第2供給管244供給既定流量之N2氣體。從第2供給管243(4)所供給之N2氣體的流量係與從第1供給管243所
供給之流量一樣，例如為從1000sccm至2000sccm，在本實施形態中，設定為1500sccm。此外，亦可來自各供給管243、244之N2氣體的供給係在第1處理氣體供給步驟S202之前開始。
從TiCl4氣體之供給開始，經過既定時間後，關閉閥243d，停止TiCl4氣體之供給。另一方面，閥243h與閥244h係仍然打開。
(沖洗步驟S204)
在沖洗步驟S204，從第1供給管243與第2供給管244，經由維持於打開狀態之閥243h與閥244h供給N2氣體，而從處理容器202排出殘留於處理容器202的TiCl4氣體。此時之N2氣體的流量亦設定為例如1500sccm。
(第2處理氣體供給步驟S206)
接著，打開第2供給管244之閥244d，而且調整質量流量控制器244c，從第2供給管244供給既定流量之NH3氣體。從第2供給管244所供給之NH3氣體的流量是例如從2000sccm至7000sccm，較佳為從3000sccm至6000sccm。此外，此流量亦可是藉質量流量控制器244c所直接調整的流量，亦可是在將氣體貯藏用槽設置於質量流量控制器244c與閥244d之間時從該槽所噴出的流量。不管何者都是在短時間(例如，未滿0.5sec)供給大流量。在本實施形態中，設定為5000sccm。所供給之NH3氣體係與形成於晶圓200上之含Ti層的至少一部分反應。藉此，含Ti層係被氮化，而形成氮化鈦層(TiN層)。
在此S206中，第1供給管243之閥243h與第2供給管244之閥244h亦設為打開狀態，而從第1供給管243與第2供給管244分別供給例如1500sccm的N2氣體。
從NH3氣體之供給開始，經過既定時間後，關閉閥244d，停止NH3氣體之供給。另一方面，閥243h與閥244h係在此時亦仍然打開。
(沖洗步驟S208)
在沖洗步驟S208，亦與S204一樣，從第1供給管243與第2供給管244，經由維持於打開狀態之閥243h與閥244h供給N2氣體，而從處理容器202排出殘留於處理容器202的NH3氣體。此時之N2氣體的流量亦設定為例如1500sccm。
(循環次數判定步驟S210)
接著，控制器260判定是否已實施上述之一個循環既定次數(X個循環)。在尚未實施既定次數時(在S210是NO的情況)，重複第1處理氣體供給步驟S202、沖洗步驟S204、第2處理氣體供給步驟S206及沖洗步驟S208之循環。在已實施既定次數時(在S210是YES的情況)，結束第3圖所示之處理。
依此方式，在本實施形態中，在成膜步驟S104，從第1供給管243與第2供給管244之雙方總是供給既定流量的N2氣體。因此，因為從處理容器202迅速地排出不要之處理氣體(無助於成膜之TiCl4及NH3)，所以可縮短沖洗步驟(或者可不需要)，而可提高生產力。
回到第2圖之說明，接著，執行基板搬出步驟S106。
(基板搬出步驟S106)
在基板搬出步驟S106中，使基板支撐部210下降，而使從基板載置面211的表面所突出的升降銷207上支撐晶圓200。藉此，晶圓200係從處理位置成為搬運位置。然後，打開閘閥205，並使用晶圓移載機，將晶圓200搬出至處理容器202的外面。
(處理次數判定步驟S108)
搬出晶圓200後，判定薄膜形成步驟是否已達到既定次數。若判斷已達到既定次數，移至清潔步驟。若判斷未達到既定次數，因為開始處理下一片待機之晶圓200，所以回到基板搬入●載置步驟S102。
(清潔步驟110)
若在處理次數判定步驟S108判斷薄膜形成步驟已達到既定次數，進行清潔步驟。在清潔步驟中，使用清潔用氣體，除去附著於處理容器202之內壁的副產生物。此外，雖省略圖示，但清潔步驟所使用之清潔用氣體係亦可將清潔用氣體供給源與第1供給管243或第2供給管244連接，從該供給源供給，亦可另外設定其他的供給源。
如以上所示，在本實施形態，在成膜步驟S104中，從第1供給管243與第2供給管244之雙方總是供給既定流量的N2氣體。從各個供給管243、244所供給之N2氣體係與從供給管243、244之一方所供給之
處理氣體(TiCl4及NH3)一起經由共用管240被供給至處理容器202。因此，較佳為可均勻地混合從各供給管243、244所供給之氣體，而抑制在被供給至處理容器202之氣體發生濃度梯度。
因此，在本實施形態之基板處理裝置100，構成為將緩衝部242設置於共用管240的上游，並在該緩衝部242混合從供給管243、244所供給之氣體。
第5圖係緩衝部242附近的立體圖。又，第6圖係在通過共用管240、緩衝部242及供給管243、244之各個的中心之垂直面剖開第5圖示之立體圖的剖面圖。如第5圖及第6圖所示，緩衝部242呈寬度比共用管240之直徑更寬的圓柱形。
在緩衝部242，將共用管240與緩衝部之底面(第1面)242a的中心連接。又，在緩衝部242，將第1供給管243及第2供給管244與緩衝部之上面(與第1面相對向之第2面)242b連接。各供給管243、244係隔著共用管240(具體而言，隔著共用管240之延長線)配置成對稱。又，第1供給管243與第2供給管244係在緩衝部242與其上面之周緣部更內側連接。
第7圖係從該剖面觀察從第6圖所示之剖面圖之平面圖的說明圖。如第7圖所示，第1供給管243及第2供給管244係在緩衝部242之上面242b與比共用管240更外周側的位置連接。藉此，各供給管243、244之氣體供給口243i、244i係在其相對向位置設置緩衝部242的內周壁面(底面242a)。
其次，說明各部的尺寸。如第7圖所示，緩衝部242係其高度(底面242a與上面242b之間的距離，更具體而言，內壁底面與內壁上面之間的距離)h形成為比共用管240之中心線與第1供給管243之中心線的距離d1、及共用管240之中心線與第2供給管244之中心線的距離d2更短。
舉例表示具體之尺寸，第1供給管243之直徑(內徑)及第2供給管244之直徑(內徑)都是11mm，共用管240之直徑(內徑)是22mm，緩衝部242之直徑是60mm。又，共用管240的高度(從緩衝部242至分散板241的長度)是60mm，緩衝部242的高度h是10mm。又，從第1供給管243之中心線至第2供給管244之中心線的距離是40mm。因此，上述之距離d1、d2分別是20mm，緩衝部242的高度h係比其更小。又，在各供給管243、244與緩衝部242的周緣部之間，形成約5mm左右的空間(在第7圖以符號242c表示)。
依此方式，將第1供給管243及第2供給管244與在緩衝部242位於比共用管240更外周側的位置連接，而且將緩衝部242形成為高度h比共用管240之中心線與第1供給管243之中心線的距離d1、及共用管240之中心線與第2供給管244之中心線的距離d2更小，藉此，從第1供給管243與第2供給管244所供給之氣體係如第6圖之箭號所示，在緩衝部242內自然地擴散之前易與緩衝部242之內周壁面(與各供給管243、244之氣體供給口243i、244i相對向的面)碰撞，在緩衝
部242內有效且迅速地分散，而促進混合。藉此，從各供給管243、244所供給之氣體在到達處理容器202之前混合，而可抑制在被供給至處理容器202之氣體發生濃度梯度。
尤其，在本實施形態之成膜步驟中，在從第1供給管243所供給之氣體的流量比從第2供給管244所供給之氣體的流量更大的情況(相對在供給TiCl4時係從第1供給管243所供給之氣體的總流量係TiCl4與N2的總合為2500sccm，從第2供給管244所供給之氣體的總流量係N2之1500sccm)、與其相反的情況(相對在供給NH3時係從第1供給管243所供給之氣體的總流量為N2之1500sccm，從第2供給管244所供給之氣體的總流量係NH3與N2的總合為6500sccm)隨時切換，但是，因為任一種情況都從各供給管243、244所供給之氣體係藉由一度與緩衝部242之內周壁面碰撞而在242之內部分散，所以在混合時不易受到在各供給管243、244之流量之切換的影響，而可均勻地混合氣體。
又，藉由將緩衝部242的高度設定成從供給管243、244所供給之氣體特意碰撞緩衝部242的內周壁面，可抑制緩衝部242的高度(厚度)，而可小形化。進而，與例如將各供給管243、244與共用管240之側面連接的情況相比，因為抑制氣體在共用管240內部的轉動，所以可期待藉晶圓200更均勻地供給已通過共用管240的氣體。
又，因為第1供給管243與第2供給管244係構成為在緩衝部242與緩衝部242之周緣部更內側連接，換言之，將空間242c形成於供給管243、244與緩衝部242的周緣部之間，所以與緩衝部242之內周壁面碰撞的氣體在緩衝部242內更有效地(更多方向地)分散，而更促進混合。
此外，如上述所示，較佳為緩衝部242的高度h形成為比共用管240之中心線與第1供給管243之中心線的距離d1、及共用管240之中心線與第2供給管244之中心線的距離d2更小，但是即使根據其他的觀點決定緩衝部242的高度h，亦可期待相同之效果。例如，藉由將緩衝部242的高度h設為與各供給管243、244之直徑、大致相等，或將高度h設為直徑、之2倍以下的值，可期待在從各供給管243、244所供給之氣體失速之前與緩衝部242之內周壁面碰撞而分散。又，如上述所示，藉由從各供給管243、244在短時間供給大流量(例如至少1000sccm以上)，氣體易與緩衝部242之內周壁面碰撞而分散，更促進混合。又，晶圓200之處理時間亦可縮短。
此外，在上述，作成對共用管240，在鉛垂方向連接緩衝部242與供給管243、244，但是亦可作成例如將共用管240彎曲90°，而在水平方向連接緩衝部242與供給管243、244。又，將緩衝部242作成圓柱形，但是只要寬度比共用管240更寬，亦可是其他的形狀，例如亦可是在平面圖上呈方形或橢圓形之柱狀。在將緩
衝部242作成在平面圖上為橢圓形等的情況，其短邊係設定成與共用管240之直徑相等或更長的長度。又，作成藉由將第1供給管243與第2供給管244與比緩衝部242之周緣部更內側連接，形成空間242c，但是亦可將供給管243、244配置成與緩衝部242的周緣部接觸，而不形成空間242c。
其次，說明本發明之第2實施形態的基板處理裝置。第8圖係第2實施形態之基板處理裝置之緩衝部242附近的立體圖。在第2實施形態之基板處理裝置中，分別具有複數支(在所圖示之例子係各2支)上述之第1供給管243與第2供給管244，各供給管243、244在緩衝部242的上面242b交互地與以共用管240(具體而言，係其延長線)為中心之同心圓上連接。具體而言，共4支之供給管243、244在以共用管240為中心之同心圓上，以90°間隔交互地配置第1供給管243與第2供給管244。各供給管243、244都在緩衝部242的上面242b，與位於比共用管240更外周側的位置，而且比上面242b之周緣部更內側連接，在各個供給管243、244流動之氣體的流量係設定成例如在第1實施形態所示之例子的1/2。此外，關於其他的構成，因為與第1實施形態一樣，所以省略說明。
在第2實施形態，因為構成為分別具有複數支第1供給管243與第2供給管244，各供給管243、244在緩衝部242的上面242b交互地與以共用管240為中心之同心圓上連接，所以可更均勻地混合從各供給管243、244所供給之氣體。
其次，說明本發明之第3實施形態的基板處理裝置。第9圖係第3實施形態之基板處理裝置之緩衝部242附近的立體圖。在第3實施形態之基板處理裝置中，作成將第1供給管243及第2供給管244與緩衝部242之底面242a連接。即，在本實施形態，第1供給管243與第2供給管244係在緩衝部242，與和共用管240所連接之面相同的面連接。此外，關於其他的構成，因為與第1實施形態一樣，所以省略說明。又，在本實施形態中，亦可作成如第2實施形態所示分別設置複數支第1供給管243與第2供給管244。
在第3實施形態中，因為構成為將第1供給管243及第2供給管244在緩衝部242與和共用管240所連接之面相同的面連接，所以從各供給管243、244所供給之氣體的流動方向在緩衝部242被變換成反方向，而可在其之間更有效地混合氣體。又，因為可在共用管240之流路方向抑制氣體供給系統的長度增長，所以可與例如在共用管240之側面連接各氣體供給管的情況一樣地確保共用管240的長度，而在共用管240之內部亦可充分地混合氣體。
其次，說明本發明之第4實施形態的基板處理裝置。第10圖係第4實施形態之基板處理裝置之緩衝部242附近的立體圖。在第4實施形態中，係在第3實施形態之供給系統追加第3供給管245。第3供給管245係經由是電漿產生部之RPU(遙控電漿單元)246與緩衝部242的上面242b連接。即，將RPU246設置於緩衝部
242與第3供給管245之間。在此，共用管240、RPU246及第3供給管245係配置於同一軸線上。
未圖示之氣體供給源、質量流量控制器及閥設置於第3供給管245的上游側。從第3供給管245所供給之氣體係在RPU246被電漿化，再經由緩衝部242與共用管240，被供給至處理容器202。因為其他的構成係與第3實施形態一樣，所以省略說明，此外，從第3供給管245可供給例如NF3(三氟化氮)等之清潔用氣體。又，在形成氧化膜的情況，亦可從第3供給管245供給氧等之氧化劑。又，在形成氮化膜的情況，亦可從第3供給管245供給氮等之氮化劑。但，從第3供給管245所供給之氣體係不必與從第1供給管243及第2供給管244所供給之處理氣體混合的氣體(供給時序相異的氣體)較佳。
一般，電漿易失去活性，但是在第4實施形態，因為共用管240、RPU246及第3供給管245配置於同一軸線上，而且RPU246配置於緩衝部242的正上，所以除了第3實施形態之效果以外，還可在使已電漿化之氣體失去活性之前迅速地供給至處理容器202。
以上，作為本發明之各種典型的實施形態，說明了成膜技術，但是本發明係未限定為此等實施形態。例如，亦可應用於進行在上述所舉例表示之薄膜以外的成膜處理、或擴散處理、氧化處理、氮化處理、微影處理等其他的基板處理。本發明係亦可應用於退火處理裝置、薄膜形成裝置、蝕刻裝置、氧化處理裝置、氮
化處理裝置、塗佈裝置、加熱裝置等其他的基板處理裝置。又，本發明係亦可這些裝置混合存在。又，可將某實施形態之構成的一部分替換成其他的實施形態之構成，又，亦可在某實施形態之構成加上其他的實施形態之構成。又，關於各實施形態之構成的一部分，亦可追加、刪除、替換其他的構成。
(本發明之較佳的形態)
以下，附記本發明之較佳的形態。
一種基板處理裝置，係將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器，該基板處理裝置係具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離比該共用管之中心線與該第1供給管及第2供給管之中心線的距離更小。
如附記1之基板處理裝置，該第1供給管與該第2供給管係與該緩衝部之該第1面連接。
如附記1或2之基板處理裝置，從該第1供給管與該第2供給管分別一直供給非活性氣體，而且從該第1供給管及第2供給管與該非活性氣體一起交互地供給該第1處理氣體與該第2處理氣體。
如附記1至3中任一項的基板處理裝置，分別具有複數支該第1供給管與該第2供給管，該第1供給管與該第2供給管在該第1面或該第2面交互地與以該共用管為中心之同心圓上連接。
如附記1至4中任一項的之基板處理裝置，該第1供給管與該第2供給管之至少任一者係在該緩衝部與該第1面或該第2面之周緣部更內側連接。
如附記1至5中任一項之基板處理裝置，在位於該緩衝部之第2面且與該供給管同一軸線上，連接第3供給管。
如附記6之基板處理裝置，將電漿產生部設置於該緩衝部與該第3供給管之間。
一種基板處理裝置，係將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器，該基板處理裝置係具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣
體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離被設定成該第1供給管之直徑及該第2供給管之直徑之2倍以下的值。
一種半導體裝置之製造方法，係將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器而處理該基板，該半導體裝置之製造方法係：具有經由供給系統，將該第1處理氣體與該第2處理氣體供給至該處理容器，而處理該基板之步驟，該供給系統係構成為具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離比該共
用管之中心線與該第1供給管及第2供給管之中心線的距離更小。
一種程式，係用於將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器而處理該基板，該程式係使電腦執行經由供給系統，將該第1處理氣體與該第2處理氣體供給至該處理容器，而處理該基板之程序，該供給系統係構成為具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離比該共用管之中心線與該第1供給管及第2供給管之中心線的距離更小。
一種儲存有程式之電腦可讀取的記錄媒體，該程式係用於將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器而處理該基板，該記錄媒體係使電腦執行經由供給系統，將該第1處理氣體與該第2處理氣體供給至該處理容器，而處理該基板之程序，該供給系統係構成為具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1
處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離比該共用管之中心線與該第1供給管及第2供給管之中心線的距離更小。
240‧‧‧共用管
241‧‧‧分散板
242‧‧‧緩衝部
242a‧‧‧底面
242b‧‧‧上面
242c‧‧‧空間
243‧‧‧第1供給管
243i、244i‧‧‧氣體供給口
244‧‧‧第2供給管
d1‧‧‧共用管240之中心線與第1供給管243之中心線的距離
d2‧‧‧共用管240之中心線與第2供給管244之中心線的距離
h‧‧‧高度
Claims (12)
- 一種基板處理裝置，係將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器，該基板處理裝置係：具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離比該共用管之中心線與該第1供給管及該第2供給管之中心線的距離更小。
- 如請求項1之基板處理裝置，其中該第1供給管與該第2供給管係與該緩衝部之該第1面連接。
- 如請求項1之基板處理裝置，其中從該第1供給管與該第2供給管分別一直供給非活性氣體，而且從該第1供給管及第2供給管與該非活性氣體一起交互地供給該第1處理氣體與該第2處理氣體。
- 如請求項3之基板處理裝置，其中從該第1供給管所供給之氣體的總流量與從該第2供給管所供給之氣體的總流量之大小關係在該基板之處理中切換。
- 如請求項3之基板處理裝置，其中從該第1供給管所供給之氣體的總流量與從該第2供給管所供給之氣體的總流量係都是1000sccm以上。
- 如請求項1之基板處理裝置，其中分別具有複數支該第1供給管與該第2供給管，該第1供給管與該第2供給管在該第1面或該第2面交互地與以該共用管為中心之同心圓上連接。
- 如請求項1之基板處理裝置，其中該第1供給管或該第2供給管之至少任一者係在該緩衝部與該第1面或該第2面之周緣部更內側連接。
- 如請求項1至7中任一項之基板處理裝置，其中在位於該緩衝部之第2面且與該供給管同一軸線上，連接第3供給管。
- 如請求項8之基板處理裝置，其中將電漿產生部設置於該緩衝部與該第3供給管之間。
- 一種基板處理裝置，係將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器，該基板處理裝置係：具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及 第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離被設定成該第1供給管之直徑及該第2供給管之直徑之2倍以下的值。
- 一種半導體裝置之製造方法，係將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之處理容器而處理該基板，該半導體裝置之製造方法係：具有經由供給系統，將該第1處理氣體與該第2處理氣體供給至該處理容器而處理該基板之步驟，該供給系統係構成為具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離比該共用管之中心線與該第1供給管及第2供給管之中心線的距離更小。
- 一種儲存有程式之電腦可讀取的記錄媒體，該程式係用於將第1處理氣體與第2處理氣體供給至基板之 處理容器而處理該基板，該記錄媒體係使電腦執行經由供給系統，將該第1處理氣體與該第2處理氣體供給至該處理容器，而處理該基板之程序，該供給系統係構成為具有：共用管，係與該處理容器連接，且該第1處理氣體與該第2處理氣體所通過；緩衝部，係與該共用管之上游連接，且寬度比該共用管之直徑更寬；第1供給管，係與該緩衝部之該共用管所連接之第1面或與該第1面相對向之第2面連接，且該第1處理氣體所通過；及第2供給管，係與該緩衝部之該第1面或該第2面連接，且該第2處理氣體所通過；該第1供給管及該第2供給管係在該第1面或該第2面與比該共用管更外周側的位置連接，該緩衝部係該第1面與該第2面之間的距離比該共用管之中心線與該第1供給管及該第2供給管之中心線的距離更小。
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