TW201633422A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Noriyuki Iwabuchi
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Tetsuro Takahashi
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Abstract

提供一種可在對複數片被處理基板，以複數處理部來分別進行處理時，將排氣機構共通化，並施予相異氣體條件之基板處理的基板處理裝置及基板處理方法。 具備有：複數處理部，係對複數片被處理基板施予基板處理；排氣機構，係從複數處理部來將氣體共通地排氣；氣體供給機構，係對複數處理部獨立供給氣體；以及控制部；控制部係在對複數片被處理基板施予基板處理時，以從複數處理部來將氣體總括地排氣的方式來控制排氣機構，並對複數處理部獨立供給處理氣體，且以阻止複數處理部中產生壓力差的方式來控制氣體供給機構。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於一種對被處理基板施予處理之基板處理裝置及基板處理方法。
半導體元件之製造中，係對被處理基板之半導體晶圓(以下僅記為晶圓)反覆進行蝕刻處理或成膜處理等的各種處理，以製造所欲元件。
以往，進行如此般之基板處理的裝置大多係使用將被處理基板一片片地進行基板處理之枚葉式處理裝置。然而，處理裝置係被要求提高產率，且亦使用維持著枚葉式處理裝置之載台，而一次對2片以上的被處理基板施予基板處理之處理裝置(例如專利文獻1)。
專利文獻1所記載的基板處理裝置係在腔室內設置了載置複數片被處理基板之基板載置台，而沿著基板載置台之圓周方向來交互設置複數處理區域以及分離複數處理區域之分離區域。在基板處理時，讓基板載置台旋轉，而藉由使得複數片被處理基板會依”處理區域、分離區域、處理區域、分離區域”般之順序來通過，以對複數片被處理基板施予相異氣體條件之基板處理。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2010-80924號公報
專利文獻1中，為了對複數片被處理基板施予相異氣體條件之基板處理，係將排氣構造依各處理區域來個別獨立設置。因此，便會使得基板處理裝置之製造成本上升。
本發明係有鑑於此點而完成者，其課題在於提供一種在以複數處理部來對複數片被處理基板分別進行處理時，將排氣機構共通化，並可施予相異氣體條件之基板處理的基板處理裝置及基板處理方法。
為了解決上述課題，本發明之第1觀點係提供一種基板處理裝置，係在真空氛圍下對複數片被處理基板施予既定處理之基板處理裝置，具備有：複數處理部，係對各該複數片被處理基板施予基板處理；氣體供給機構，係對該複數處理部獨立供給處理氣體；共通之排氣機構，係將該複數處理部內之處理氣體總括地排氣；以及控制部，係控制該氣體供給機構及該排氣機構，該控制部係在對該複數片被處理基板施予基板處理時，以從該複數處理部來將處理氣體總括地排氣的方式來控制該排氣機構，並對該複數處理部獨立供給處理氣體，且以阻止該複數處理部中產生壓力差的方式來控制該氣體供給機構。
較佳地，上述第1觀點中，該控制部係在對該複數片被處理基板施予基板處理時，實行：第1模式，係從該複數處理部來將處理氣體共通地排氣，並對全部該複數處理部在相同氣體條件下來供給作為處理氣體之第1氣體；以及第2模式，係以從該複數處理部來將處理氣體總括地排氣的方式來控制該排氣機構，並對該複數處理部的一部分供給該第1氣體，對剩餘的該複數處理部供給與該第1氣體有所相異之第2氣體，在該第2模式時，會以阻止該複數處理部中產生壓力差的方式來控制該氣體供給機構。
又，較佳地，該控制部係在該第2模式時，以阻止該複數處理部一部分中的壓力與剩餘該複數處理部中產生壓力差的方式，來控制該第2氣體相對於該複數處理部之任一者的供給量。
又，該第2氣體係可使用非活性氣體及/或相對於所處理之被處理基板而非反應之非反應氣體。
該控制部係可在該第2模式時，於該複數處理部之一部分中，對該被處理基板繼續進行利用處理氣體之第1氣體的基板處理，於剩餘該複數處理部中，則對該被處理基板停止處理氣體之第1氣體的供給，而將該第2氣體作為修補氣體來加以供給，以停止基板處理。
較佳地，於此情況，該控制部係在該基板處理前，藉由調壓氣體來將該複數處理部進行調壓，並實行讓壓力穩定化之壓力穩定化，在此壓力穩定化時，會在該基板處理之該第2模式下，且於該複數處理部之間，將該調壓氣體之流量控制為可形成能抑制處理氣體之該第1氣體與修補氣體之該第2氣體的逆擴散而使得該調壓氣體朝向該排氣機構的流動之流量。該調壓氣體係該基板處理時所供給之氣體的一部分，且使用在不產生基板處理者，而只要讓該壓力穩定化時之該調壓氣體的流量為較該基板處理時之流量要多即可，較佳地係讓該壓力穩定化時之該調壓氣體之流量為該基板處理時之流量的3倍以上。
又，該第2氣體亦可用為該第1氣體之稀釋氣體來加以使用者。
上述第1觀點中，各該複數處理部可設在一個共通之腔室內，該排氣機構係構成為該一個共通之腔室內所設置的該複數處理部所共有。又，各該複數處理部亦可設置於各自獨立之腔室內，該排氣機構係構成為該獨立之腔室所共有。
本發明之第2觀點係提供一種基板處理方法，係使用基板處理裝置，來在真空氛圍下對複數片被處理基板施予既定處理之基板處理方法，該基板處理裝置係具備有：複數處理部，係對各複數片被處理基板施予基板處理；氣體供給機構，係對該複數處理部獨立供給氣體；以及共通之排氣機構，係將該複數處理部內之氣體總括地排氣，在對該複數片被處理基板施予基板處理時，會藉由該排氣機構，來從該複數處理部將處理氣體總括地排氣，並藉由該氣體供給機構，來對該複數處理部獨立供給處理氣體，且阻止該複數處理部中產生壓力差。
本發明之第3觀點係提供一種基板處理方法，係使用基板處理裝置，來在真空氛圍下對複數片被處理基板施予既定處理之基板處理方法，該基板處理裝置係具備有：複數處理部，係對各複數片被處理基板施予基板處理；氣體供給機構，係對該複數處理部獨立供給氣體；以及共通之排氣機構，係將該複數處理部內之氣體總括地排氣，在對複數片被處理基板施予基板處理時，會實行：第1模式，係從該複數處理部將處理氣體共通排氣，並在相同氣體條件下來對全部該複數處理部供給作為處理氣體之第1氣體；以及第2模式，係從該複數處理部以將處理氣體總括地排氣的方式來控制該排氣機構，並對該複數處理部之一部分供給該第1氣體，對剩餘的該複數處理部供給與該第1氣體相異的第2氣體，在該第2模式時，會阻止該複數處理部中產生壓力差。
較佳地，第3觀點中，係在第2模式時，以阻止該複數處理部一部分之壓力與剩餘該複數處理部中產生壓力差的方式，來控制剩餘該複數處理部中之該第2氣體的供給量。
又，較佳地，該第2氣體係非活性氣體及/或相對於所處理之被處理基板而非反應之非反應氣體。又，亦可在該第2模式時，於該複數處理部之一部分中，對該被處理基板繼續進行利用處理氣體之第1氣體的基板處理，於剩餘該複數處理部中，則對該被處理基板停止處理氣體之第1氣體的供給，而將該第2氣體作為修補氣體來加以供給，以停止基板處理。
較佳地，於此情況，係在該基板處理前，藉由調壓氣體來將該複數處理部進行調壓，並實行讓壓力穩定化之壓力穩定化工序，在此壓力穩定化工序時，會在該基板處理之該第2模式下，且於該複數處理部之間，將該調壓氣體之流量控制為可形成能抑制處理氣體之該第1氣體與修補氣體之該第2氣體的逆擴散而使得該調壓氣體朝向該排氣機構的流動之流量。該調壓氣體該基板處理時所供給之氣體的一部分，且使用在不產生基板處理者，而只要讓該壓力穩定化工序時之該調壓氣體的流量為較該基板處理時 之流量要多即可，較佳地係讓該壓力穩定化工序時之該調壓氣體之流量為該基板處理時之流量的3倍以上。
又，該第2氣體亦可用為該第1氣體之稀釋氣體來加以使用者。
又，本發明之又一觀點係提供一種記憶媒體，係記憶有在電腦上動作，並用以控制基板處理裝置之程式的記憶媒體，該程式係在實行時，以進行如上述第2或第3觀點之基板處理方法之方式來讓電腦控制該基板處理裝置。
根據本發明，由於在對複數片被處理基板施予基板處理時，以從複數處理部將氣體總括地排氣之方式來控制排氣機構，並對複數處理部獨立供給氣體，且阻止複數處理部中產生壓力差，故可在以複數處理部來對複數片被處理基板進行處理時，將排氣機構共通化，而施予相異之氣體條件的基板處理。
10、10a、10b‧‧‧腔室
11a、11b‧‧‧處理部
12a、12b‧‧‧氣體導入構件
14‧‧‧氣體供給構件
15‧‧‧排氣機構
16‧‧‧控制部
71a、71b‧‧‧內壁
101‧‧‧排氣配管
141‧‧‧Ar氣體供給源
142‧‧‧HF氣體供給源
143‧‧‧N2氣體供給源
144‧‧‧NH3氣體供給源
145、145a、145b‧‧‧HF氣體供給配管
146a、146b‧‧‧供給配管
147、147a、147b‧‧‧Ar氣體供給配管
148、148a、148b‧‧‧NH3氣體供給配管
149、149a、149b‧‧‧N2氣體供給配管
150a~150h‧‧‧質流控制器
151a~151h‧‧‧開閉閥
圖1係顯示本發明一實施形態相關之基板處理裝置的一範例之剖面圖。
圖2係顯示氣體供給機構14之一系統構成例的系統構成圖。
圖3A係概略地顯示本發明一實施形態相關之基板處理裝置的共通基板處理模式的圖式。
圖3B係概略地顯示本發明一實施形態相關之基板處理裝置的獨立基板處理模式的圖式。
圖4係概略地顯示參考例相關之基板處理模式的圖式。
圖5係顯示圖1之基板處理裝置的機制之一範例的圖式。
圖6係顯示圖1之基板處理裝置的機制之其他範例的圖式。
圖7係用以說明圖6之機制的效果之圖式。
圖8A係概略地顯示一實施形態相關之基板處理裝置的腔室構成之一範例的圖式。
圖8B係概略地顯示一實施形態相關之基板處理裝置的腔室構成之其他範例的圖式。
以下，便參照圖式，就本發明實施形態來加以說明。
<基板處理裝置>
圖1係顯示本發明一實施形態相關之基板處理裝置的一範例之剖面圖。另外，圖1係顯示進行化學性氧化物去除(Chemical Oxide Removal，COR)處理之COR處理裝置來作為基板處理裝置之一範例。另外，典型COR處理之範例係在腔室內，對基板，例如矽晶圓表面所存在之氧化膜供給含HF氣體之氣體以及含NH3氣體之氣體，以進行基板處理，而從矽晶圓表面去除氧化膜之處理。
如圖1所示，COR處理裝置100係具備有密閉構造之腔室10。腔室10係例如由鋁或鋁合金所構成，並藉由腔室本體51與蓋體52來加以構成。腔室本體51係具有側壁部51a與底部51b，上部係成為開口，此開口會以蓋部52來加以封閉。側壁部51a與蓋部52會藉由密封構件51c來加以密封，以確保腔室10內之氣密性。
腔室10內部係設置有對複數片被處理基板施予基板處理之2個處理部11a、11b。各2個處理部11a、11b係分別設置有基板載置台61a、61b。基板載置台61a、61b係在水平狀態下一片片地載置有被處理基板之晶圓Wa、Wb。基板載置台61a、61b上方係設置有用以將處理氣體導入至腔室10內之氣體導入構件12a、12b。氣體導入構件12a、12b係安裝於蓋部52內側。氣體導入構件12a與基板載置台61a，及氣體導入構件12b與基板載置台61b會分別對向而加以設置。然後，以圍繞氣體導入構件12a與基板載置台61a的方式來設置有成為圓筒狀之內壁71a，以圍繞氣體導入構件12b與基板載置台61b的方式來設置有成為圓筒狀之內壁71b。內壁71a、71b係從蓋部52之上壁內側來設置到腔室本體51之底部51b，該等上部係分別構成氣體導入構件12a及12b之側壁。氣體導入構件12a與基板載置台61a之間，以 及氣體導入構件12b與基板載置台61b之間的空間係藉由內壁71a、71b來略密閉，而形成對晶圓Wa、Wb施予基板處理之處理空間S。
腔室10外部係設置有將氣體供給至氣體導入構件12a、12b之氣體供給機構14、將腔室10內排氣之排氣機構15以及控制COR處理裝置100之控制部16。腔室本體51之側壁部51a係設置有在與外部之間搬送晶圓W用之搬出入口(未圖示)，此搬出入口係可藉由閘閥(未圖示)來加以開閉。又，內壁71a、72b亦設置有搬出入口(未圖示)，此搬出入口係可藉由擋門(未圖示)來加以開閉。
處理部11a、11b係分別成為略圓狀。基板載置台61a、61b係分別藉由基底區塊62來被加以支撐。基底區塊62係固定於腔室本體51之底部51b。各基板載置台61a、61b內部係設置有溫控晶圓W之溫度調節器63。溫度調節器63係具備有循環例如溫度調節用媒體(例如水等)之管路，藉由與流通於管路內之溫度調節用媒體進行熱交換，來進行晶圓W之溫度控制。又，載置台61a、61b係各自相對於晶圓載置面而可突沒地設置有在搬送晶圓W時所使用之複數升降銷(未圖示)。
氣體供給機構14會透過氣體導入構件12a、12b來對處理部11a、11b供給HF氣體、NH3氣體等的處理氣體以及Ar氣體或N2氣體等的非活性氣體(稀釋氣體)，且具有各氣體供給源、供給配管、閥以及以質流控制器為代表之流量控制器等。
圖2係顯示氣體供給機構14之系統構成的一範例之系統構成圖。
如圖2所示，氣體供給機構14係具備有Ar氣體供給源141、HF氣體供給源142、N2氣體供給源143及NH3氣體供給源144來作為氣體供給源。
本範例中，係將來自HF氣體供給源142之HF氣體，在藉由來自Ar氣體供給源141之Ar氣體稀釋後，朝氣體導入構件12a、12b供給。又，亦同樣地將來自NH3氣體供給源144之NH3氣體，在藉由來自N2氣體供給源143之N2氣體稀釋後，朝氣體導入構件12a、12b供給。
流通有HF氣體之HF氣體供給配管145係分歧為2個HF氣體供給配管145a、145b，而各自連接於氣體導入構件12a所連接之供給配管146a以及氣體導入構件12b所連接的供給配管146b。又，流通有Ar氣體之Ar氣 體供給配管147亦分歧為2個Ar氣體供給配管147a、147b，而各自連接於HF氣體供給配管145a、145b。藉此，HF氣體便可藉由Ar氣體來被加以稀釋。
同樣地，流通有NH3氣體之NH3氣體供給配管148亦分歧為2個NH3氣體供給配管148a、148b，而各自連接於供給配管146a、146b。流通有N2氣體之N2氣體供給配管149亦分歧為2個N2氣體供給配管149a、149b，而各自連接於NH3氣體供給配管148a、148b。藉此，NH3氣體便可藉由N2氣體來被加以稀釋。
另外，Ar氣體及N2氣體除了作為稀釋氣體來加以使用以外，亦可作為沖淨氣體或後述壓力調整用之修補氣體來加以使用。
各HF氣體供給配管145a,145b、Ar氣體供給配管147a,147b、NH3氣體供給配管148a,148b以及N2氣體供給配管149a,149b係設置有質流控制器(以下稱為MFC)150a~150h以及開閉供給配管之開閉閥151a~151h。該等MFC150a~150h以及開閉閥151a~151h係可分別藉由控制部16來獨立控制。
例如，於2個處理部11a、11b中，在進行一般的COR處理的情況，各氣體導入構件12a、12b係供給有HF氣體及NH3氣體兩者。在此情況，會藉由控制部16來將開閉閥控制為如以下”案例a”般而成為全部開啟。
[案例a]
‧朝氣體導入部12a之供給系統
開閉閥151a(Ar)開啟
開閉閥151c(HF)開啟
開閉閥151e(N2)開啟
開閉閥151g(NH3)開啟
‧朝氣體導入部12b之供給系統
開閉閥151b(Ar)開啟
開閉閥151d(HF)開啟
開閉閥151f(N2)開啟
開閉閥151h(NH3)開啟
另一方面，亦可透過氣體導入構件12a、12b來將供給至處理部11a、11b之氣體條件控制為相異。例如，亦可控制為以下之”案例b”、”案例c”。
[案例b]
‧朝氣體導入部12a之供給系統
開閉閥151a(Ar)開啟
開閉閥151c(HF)開啟
開閉閥151e(N2)開啟
開閉閥151g(NH3)開啟
‧朝氣體導入部12b之供給系統
開閉閥151b(Ar)開啟
開閉閥151d(HF)關閉
開閉閥151f(N2)開啟
開閉閥151h(NH3)關閉
[案例c]
‧朝氣體導入部12a之供給系統
開閉閥151a(Ar)開啟
開閉閥151c(HF)關閉
開閉閥151e(N2)開啟
開閉閥151g(NH3)關閉
‧朝氣體導入部12b之供給系統
開閉閥151b(Ar)開啟
開閉閥151d(HF)開啟
開閉閥151f(N2)開啟
開閉閥151h(NH3)開啟
亦即，案例b係從案例a之狀態，關閉開閉閥151d及開閉閥151h，而停止朝氣體導入構件12b供給處理氣體之HF氣體及NH3氣體，僅供給Ar氣體及N2氣體，關於氣體導入構件12a係供給接續處理氣體之HF氣體及NH3氣體，案例c則是相反，停止朝氣體導入構件12a供給HF氣體及NH3氣體，關於氣體導入構件12b係供給接續處理氣體之HF氣體及NH3氣體。
因此，案例b中，係以從氣體導入構件12a會分別與非活性氣體之Ar氣體及N2氣體一同地供給HF氣體及NH3氣體至處理部11a，另一方面，從氣體導入構件12b僅供給非活性氣體之Ar氣體及N2氣體至處理部11b，案例c中則是相反，係從氣體導入構件12b會分別與非活性氣體之Ar氣體及N2氣體一同地供給HF氣體及NH3氣體至處理部11b，另一方面，從氣體導入構件12a僅供給非活性氣體之Ar氣體及N2氣體至處理部11a之方式，便可在處理時，讓處理部11a與處理部11b同時地為相異氣體條件。關於利用如此般之閥控制的基板處理模式之細節係在之後詳述。
氣體導入構件12a、12b係將來自氣體供給機構14之氣體導入至腔室10內，並用以對處理部11a、11b來加以供給。氣體導入構件12a、12b係分別於內部具有氣體擴散空間64，且整體形狀為圓筒狀。氣體導入構件12a、12b上面係形成有從腔室10上壁所連接之氣體導入孔65，並在底面具有連接於氣體擴散空間64的多數氣體噴出孔66。然後，從氣體供給機構14所供給之HF氣體、NH3氣體等的氣體會經由氣體導入孔65而到氣體擴散空間64，並在氣體擴散空間64擴散，而從氣體噴出孔66均勻地噴淋狀噴出。亦即，氣體導入構件12a、12b係具有作為將氣體分散噴出之氣體分散頭(噴淋頭)之機能。另外，氣體導入構件12a、12b亦可為將HF氣體與NH3氣體以個別流道來噴出至腔室10內的後混合類型(postmix type)。
排氣機構15係具有連接於腔室10之底部51b所形成排氣口(未圖示)的排氣配管101，進一步地，具有設置於排氣配管101之腔室10內壓力控制用的自動壓力控制閥(APC)102以及腔室10內排氣用之真空泵103。排氣口係設置於內壁71a、71b外側，內壁71a、71b較基板載置台61a、61b要靠下的部分係以可藉由排氣機構15來從處理部11a、11b的兩邊排氣的方式來形成有多數狹縫。藉此，便可藉由排氣機構15來將處理部11a、11b總括地排氣。又，APC102及真空泵103係在處理部11a、11b所共有。
又，為了測量腔室10內之壓力，係以從腔室10之底部51b朝排氣空間68插入的方式，來分別設置有作為壓力計之高壓用電容壓力計105a及低壓用電容壓力計105b。自動壓力控制閥(APC)102之開合度係基於電容壓力計105a或105b所檢測出之壓力來加以控制。
控制部16係擁有具備控制COR處理裝置100之各構成部的微處理器(電腦)的程序控制器161。程序控制器161係連接有擁有讓操作者為了管理COR處理裝置100而進行指令的輸入操作等之鍵盤及觸控面板顯示器，以及將COR處理裝置100之運作狀況可視化而加以顯示的顯示器等的使用者介面162。又，程序控制器161係連接有儲存以程序控制器161之控制來實現COR處理裝置100所實行之各種處理用的控制程式及對應於處理條件來讓COR處理裝置100之各構成部實行既定處理用的控制程式之處理配方及各種資料庫等之記憶部163。配方係記憶於記憶部163中之適當的記憶媒體(未圖示)。然後，依必要，藉由從記憶部163叫出任意配方而讓程序控制器161實行，便可在程序控制器161的控制下，於COR處理裝置100進行所欲處理。
又，本實施形態中，控制部16係具有將氣體供給機構14之MFC150a~150h以及開閉閥151a~151h如上述般地獨立控制的重大特徵。
<基板處理動作>
接著，便就此般基板處理裝置中的基板處理動作來加以說明。
圖3A係概略地顯示利用一實施形態相關之COR處理裝置100的基板處理動作之一範例的圖式。圖3B係係概略地顯示利用一實施形態相關之COR處理裝置100的基板處理動作之其他範例的圖式。
將於表面形成有蝕刻對象膜(例如SiO2膜)的2片晶圓Wa、Wb搬入至腔室10內之處理部11a及處理部11b內，並分別載置於基板載置台61a及基板載置台61b上。然後，在藉由排氣機構15來將腔室10內調整至既定壓力，而在讓壓力穩定之壓力穩定化工序後，實施基板處理工序。由於處理部11a、11b係共有排氣機構15，故壓力穩定化工序及基板處理工序時之壓力調整會藉由共通之自動壓力控制閥(APC)102來加以進行。
基板處理工序係藉由圖3A所示之共通基板處理模式或是圖3B所示之獨立基板處理模式來加以進行。
(共通基板處理模式)
圖3A所示之狀態係顯示在共通基板處理模式下之處理。共通基板處理模式係在相同氣體條件下，對晶圓Wa、Wb進行處理的模式。藉由此共通 基板處理模式，處理部11a、11b兩者便會進行COR處理。在此模式中，開閉閥151a~151h之狀態會成為上述案例a。藉此，如圖3A所示，晶圓Wa、Wb係在分別以非活性氣體之Ar氣體及N2氣體所稀釋的狀態下，從氣體導入構件12a、12b來供給有HF氣體及NH3氣體，而對晶圓Wa、Wb進行相同基板處理。
(獨立基板處理模式)
圖3B所示之狀態係顯示在獨立基板處理模式下之處理。獨立基板處理模式係對晶圓Wa、Wb以相異氣體條件來進行處理的模式。此模式中，開閉閥151a~151h的狀態係成為例如上述案例b。藉此，如圖3B所示，處理部11a之晶圓Wa便會在分別以Ar氣體及N2氣體所稀釋的狀態下，從氣體導入部12a來供給HF氣體及NH3氣體，處理部11b之晶圓Wb係從氣體導入構件12b僅供給有Ar氣體及N2氣體，而對晶圓Wa、Wb進行相異基板處理。亦即，處理部11a中，係對晶圓Wa繼續進行利用HF氣體及NH3氣體之處理，另一方面，處理部11b中，係對晶圓Wb停止HF氣體及NH3氣體之供給。另外，在此情況，從氣體導入構件12b所供給之非活性氣體為Ar氣體或N2氣體的一者即可。
另外，獨立基板處理模式係與圖3相反，亦適用於在處理部11b中，對晶圓Wb繼續進行利用HF氣體及NH3氣體之處理，另一方面，在處理部11a中，對晶圓Wa停止HF氣體及NH3氣體之供給的情況，而開閉閥151a~151h的狀態係成為例如上述案例c。
獨立基板處理模式係可有效地利用在上述共通基板處理模式下，於相同氣體條件下在處理部11a、11b進行COR處理後，例如欲先讓處理部11b中之COR處理結束的情況。
在適用獨立基板處理模式，而停止處理部11b之HF氣體及NH3氣體，以停止處理時，亦應會有例如圖4所示之參考例般，停止從氣體導入部12b朝處理部11b供給氣體的情事。然而，由於排氣機構15係在處理部11a、11b為共通，且以單一APC來進行壓力控制，故在繼續來自氣體導入部12a之氣體的供給，並且停止來自氣體導入構件12b的氣體供給時，處理部11a與處理部12b之間便會產生壓力差，而即便處理部11a、11b之處理空間S 為略密閉空間，仍會使得來自氣體導入構件12a之氣體會透過內壁71a、71b的下部狹縫逆流，而朝處理部11b流去。因此，便會難以在處理部11b中，完全地停止對晶圓Wb利用HF氣體及NH3氣體的處理。因此，如圖3B所示，獨立基板處理模式中，雖會從氣體導入構件12b繼續Ar氣體及N2氣體之供給，但由於若是該等流量與共通基板處理模式時為相同流量的話，則總流量便會減少，故仍會產生壓力差而因此產生逆流，便會難以完全地停止處理。
於是，本實施形態中，在獨立基板處理模式下以相異氣體條件來對處理部11a與處理部11b進行處理時，係以阻止處理部11a與處理部11b之間產生壓力差之方式來控制氣體供給機構14。
例如，控制部16係可以關閉開閉閥151d及151h，而停止HF氣體及NH3氣體朝氣體導入構件12b之供給，且開閉閥151b及151f會持續開啟，並藉由MFC150b及150f來增加Ar氣體及N2氣體之流量，以阻止處理部11a與處理部11b之間產生壓力差的方式，較佳地係以處理部11a之壓力與處理部11b之壓力相等的方式來控制氣體供給機構。亦即，將Ar氣體及N2氣體作為壓力調整用之修補氣體來加以使用。
如此般，在處理部11a、11b中，關於欲讓基板處理停止之處理部係不僅只停止處理氣體，例如，可將非活性氣體作為用以進行壓力調整之修補氣體來加以供給，以進行壓力調整。藉此，即便藉由1個排氣機構15，來從處理部11a、11b將氣體共通地排氣，仍可抑制在處理部11a、11b相互之間氣體之流入。
(處理程序之一範例)
參照圖5來說明本實施形態之處理機制的一範例。
首先，開啟開閉閥151a、151b、151e、151f、151g、151h，並在處理部11a、11b兩邊以既定流量，且以在處理部11a、11b成為相同流量的方式來供給Ar氣體、N2氣體、NH3氣體，以調整至既定壓力，而讓壓力穩定化(壓力穩定化工序S1)。
在壓力穩定的時間點，開始基板處理(基板處理工序S2)。基板處理工序S2首先，係流通有Ar氣體、N2氣體、NH3氣體，而開啟開閉閥151c、 151d以供給HF氣體，在處理部11a、11b兩邊進行利用HF氣體與NH3氣體之COR處理(共通基板處理模式S2-1)。然後，在處理部11b之COR處理先結束的情況，會繼續進行處理部11a之COR處理，關閉開閉閥151d、151h而停止朝處理部11b供給HF氣體及NH3氣體，並藉由MFC150b、150f來增加朝處理部11b之Ar氣體流量及N2氣體流量(獨立基板處理模式S2-2)。Ar氣體及N2氣體的流量增加部分係具有阻止在處理部11a與處理部11b產生壓力差的修補氣體之機能。此時之Ar氣體及N2氣體的增加部分(修補氣體流量)較佳地係相當於停止供給HF氣體及NH3氣體的流量減少部分之量。
在處理部11a之處理也結束後，關閉所有的開閉閥，而停止氣體之供給，並藉由排氣機構15來將處理空間S排氣(排氣工序S3)。
(處理機制之其他例)
上述處理機制範例中，係藉由在獨立基板處理模式S2-2中，於一邊之處理部停止處理氣體(HF氣體、NH3氣體)時，在另邊之處理部中，讓Ar氣體及N2氣體增量，來作為修補氣體之作用，便可阻止在處理部11a與處理部11b之間產生壓力差，以抑制處理部11a、11b相互間之氣體的流入，但由於處理部11a、11b係透過內壁71a、71b較基板載置台61a、61b要靠下方之部分所形成的狹縫來連接，故難以完全地防止處理氣體(HF氣體、NH3氣體)從一邊之處理部朝另邊之處理部的回流，及修補氣體(Ar氣體、N2氣體)從另邊之處理部朝一邊之處理的回流，而會產生少量氣體的回流(氣體的逆擴散)。在處理氣體之流量達某種程度以上的情況，雖然如此般少量的氣體之回流並不會對蝕刻量帶來重大的影響，而可在處理部11a、11b實現所欲蝕刻量之處理，但在低流量區域之處理中，此般氣體回流之影響便變得無法忽視，會使得相對於所設定之蝕刻量的偏差變大，而無法在處理部11a、11b中進行所欲獨立處理。
另一方面，為了防此般不良狀況，而讓處理氣體(HF氣體、NH3氣體)及修補氣體(Ar氣體、N2氣體)大流量化時，便會使得蝕刻速率增加，而需要利用處理時間或氣體流量比等來調整蝕刻量，使得操作餘裕變得狹窄。
於是，本範例中，係在壓力穩定化工序S1時，於接著的基板處理工序S2之獨立基板處理模式S2-2下，且在處理部11a與11b之間，以可形成能抑制處理氣體及修補氣體的逆擴散而從氣體導入構件12a、12b朝向排氣機構15的調壓氣體之流動般的流量來流通調壓氣體。藉此，便可在低流量區域中有效果地抑制基板處理工序S2之獨立基板處理模式S2-2的氣體回流(逆擴散)。
具體而言，如圖6所示，係在壓力穩定化工序S1時，讓作為調壓氣體來加以供給之Ar氣體、N2氣體、NH3氣體的流量為較基板處理工序S2要多。此情況之調壓氣體的總流量較佳地係基板處理工序S2時的3倍以上。調壓氣體係在基板處理工序S2時所供給之氣體的一部分，且可使用在不產生基板處理者。在之後的基板處理工序S2中，係與圖5之處理機制同樣地進行共通基板處理模式S2-1及獨立基板處理模式S2-2。之後，與圖5之處理機制同樣地，停止氣體，而藉由排氣機構來進行將處理空間S排氣之排氣工序S3。
藉此，在低流量區域中，於獨立基板處理模式S2-2時，便可較僅藉由修補氣體來進行壓力調整之情況，要更有效果地抑制處理氣體及修補氣體之逆流。具體而言，即便在低流量區域，仍可極有效果地抑制處理氣體(HF氣體、NH3氣體)會從處理部11a逆流至欲停止處理之處理部11b，以及修補氣體(Ar氣體、N2氣體)會從處理部11b逆流至欲繼續處理的處理部11a，而即便在處理部11a、11b之任一者中，仍可以成為接近所設定之蝕刻量的蝕刻量之方式來進行基板處理。
參照圖7來說明實際上在壓力穩定化工序中，於增加調壓氣體之情況的效果。在此，係使用圖1之裝置，並在進行壓力穩定化工序後，於基板處理工序中，在一邊的處理部繼續處理，而在另邊之處理部則於途中停止處理氣體(HF氣體、NH3氣體)並導入修補氣體(Ar氣體、N2氣體)。圖7係顯示繼續處理之一邊的處理部之基板處理工序時的總氣體流量、蝕刻量偏差(實際蝕刻量與所設定之蝕刻量的差)之圖式。圖中黑圈圈係讓壓力穩定化工序中之調壓氣體(Ar氣體、N2氣體、NH3氣體)流量為與基板處理工序相同的情況之蝕刻量偏差，在總流量較低之區域中，係有蝕刻量偏差變大的 傾向，在總流量為300sccm中，係顯示蝕刻量偏差為-0.33nm左右之較大的數值。相對於此，黑方框係讓調壓氣體之流量為3倍的情況，於此情況下，即便在基板處理工序時之總流量為300sccm，蝕刻量偏差仍會極接近-0.03nm左右之設定值。由此看來，便確認了增加調壓氣體流量之效果。
另外，如上述般，在使用HF氣體及NH3氣體來對晶圓之SiO2膜進行COR處理時，由於會生成反應生成物之六氟矽酸銨((NH4)2SiF6，AFS)，故會將COR處理裝置100所處理後之晶圓，以熱處理裝置來熱處理，以分解去除AFS。
如上述，根據本實施形態，便可在對2片晶圓分別在處理部11a及處理部11b進行處理時，將排氣機構15共通化，並在該等處理部施予相異氣體條件之處理。
另外，上述一實施形態中，雖已就使用HF氣體及NH3來進行COR處理的情況來加以說明，但亦可藉由圖1之基板處理裝置來進行僅有HF氣體或僅有NH3氣體的處理。例如，只要在以Ar氣體來稀釋HF氣體來加以供給，以進行處理的情況，開閉閥151e、151f、151g、151h會持續關閉，而開啟開閉閥151a、151b、151c、151d來供給HF氣體及Ar氣體，並在以共通基板處理模式處理後，於獨立基板模式時，以例如以下案例d般來控制開閉閥即可。
[案例d]
‧朝氣體導入部12a之供給系統
開閉閥151a(Ar)開啟
開閉閥151c(HF)開啟
開閉閥151e(N2)關閉
開閉閥151g(NH3)關閉
‧朝氣體導入部12b之供給系統
開閉閥151b(Ar)開啟
開閉閥151d(HF)關閉
開閉閥151f(N2)關閉
開閉閥151h(NH3)關閉
<腔室構成>
圖8A係概略地顯示一實施形態相關之COR處理裝置100的腔室構成之一範例的圖式，圖8B係概略地顯示一實施形態相關之COR處理裝置100的腔室構成之其他範例的圖式。
圖1所示之COR處理裝置100，如圖8A所示，係各處理部11a、11b會設置於一個共通之腔室10內，排氣機構15係構成為在一個共通之腔室10內所設置之處理部11a、11b所共有。又，圖8A之構成並不限於圖1之COR處理裝置100，只要為具有可在腔室內獨立進行處理之2個處理部的裝置即可。
進一步地，並不限於如圖8A般在一個共通之腔室10內分別設有處理部11a、11b之構成，亦可構成為例如圖8B所示之COR處理裝置100a般，各處理部11a、11b會設置於各自獨立之腔室10a、10b內，排氣機構15則為各自獨立之腔室10a、10b所共有。
即便在各處理部11a、11b係設置於各自獨立之腔室10a、10b的情況，處理部11a、11b仍會透過排氣配管101來加以連接。因此，在停止朝處理部11a、11b之任一者供給氣體的情況，會透過排氣配管101而在處理部11a與處理部11b之間產生壓力差。因此，便會與將各處理部11a、11b設置於一個共通之腔室10內的情況同樣，產生處理部11a、11b相互間之氣體的流入。
即便在各處理部11a、11b係設置於各自獨立之腔室10a、10b內的情況，控制部16仍會以不擴大處理部11a與處理部11b之間的壓力差之方式，較佳地係以讓處理部11a之壓力與處理部11b之壓力相等的方式，來控制氣體供給機構14所包含之開閉閥及MFC，例如，將非活性氣體作為壓力調整用之”修補氣體”來加以流通。藉此，即便在腔室10a、10b中藉由1個排氣機構15來從處理部11a、11b將氣體共通地排氣，仍可與圖1所示之COR處理裝置100同樣地抑制處理部11a、11b相互間之氣體的流入。
<關於修補氣體>
上述一實施形態中，壓力調整用之”修補氣體”係使用稀釋HF氣體或NH3氣體等的處理氣體之稀釋氣體，亦即，以Ar氣體或N2氣體為代表之 非活性氣體。然而，壓力調整用之”修補氣體”並不限於非活性氣體，亦可使用相對於經處理之晶圓Wa、Wb的蝕刻對象膜而非反應之非反應性氣體。又，即便為反應性氣體，若是不會對處理造成影響，而可調整壓力者的話，亦可加以使用。
又，上述一實施形態中，壓力調整用之”修補氣體”雖可使用在基板處理時與處理氣體同時地使用之稀釋氣體，但亦可使用與處理氣體同時地使用之稀釋氣體以外的專用”修補氣體”。於此情況下，氣體供給機構14只要另外設置有新的”修補氣體供給源”、”供給修補氣體之供給配管”、”MFC”以及”開閉閥”即可。
<其他適用>
以上，雖已依一實施形態來說明此發明，但此發明並不限定於上述一實施形態，係可在不脫離其意旨的範圍內進行各種改變。又，本發明之實施形態並非上述一實施形態為唯一實施形態。
例如，上述一實施形態中，作為在相異氣體處理條件下，對複數處理部進行處理之範例雖已就於一邊繼續處理氣體之處理，而於另邊停止處理的情況為主來加以說明，但亦可適用於複數處理部中讓處理氣體之流量相異的情況或使用相異處理氣體的情況。
又，上述一實施形態中，雖已將半導體晶圓作為被處理基板為例來加以說明，但從本發明之原理看來，被處理基板並不限於半導體晶圓之情況係已自明，且可適用於其他各種基板之處理更是無需贅言。
進一步地，上述一實施形態中，雖已例示具有2個處理部11a、11b來作為複數基板處理部之基板處理裝置，但處理部之個數並不限於2個。此發明只要為具有2個以上的處理部之基板處理裝置的話，便可無損其優點而可加以適用。
更進一步地，上述一實施形態中，雖已例示在COR處理裝置適用本發明之情況，但基板處理裝置並不限於COR處理裝置。
其他，此發明係可在不脫離其意旨的範圍內進行各種改變。
10‧‧‧腔室
11a、11b‧‧‧處理部
12a、12b‧‧‧氣體導入構件
14‧‧‧氣體供給機構
16‧‧‧控制部
51‧‧‧腔室本體
51a‧‧‧側壁部
51b‧‧‧底部
51c‧‧‧密封構件
52‧‧‧蓋部
61a、61b‧‧‧基板載置台
62‧‧‧基底區塊
63‧‧‧溫度調節器
64‧‧‧氣體擴散空間
65‧‧‧氣體導入孔
66‧‧‧氣體噴出孔
68‧‧‧排氣空間
71a、71b‧‧‧內壁
100‧‧‧COR處理裝置
101‧‧‧排氣配管
102‧‧‧自動壓力控制閥
103‧‧‧真空泵
105a‧‧‧高壓用電容壓力計
105b‧‧‧低壓用電容壓力計
161‧‧‧程序控制器
162‧‧‧使用者介面
163‧‧‧記憶部
Wa、Wb‧‧‧晶圓
S‧‧‧處理空間

Claims (21)

  1. 一種基板處理裝置，係在真空氛圍下對複數片被處理基板施予既定處理之基板處理裝置，具備有：複數處理部，係對各該複數片被處理基板施予基板處理；氣體供給機構，係對該複數處理部獨立供給處理氣體；共通之排氣機構，係將該複數處理部內之處理氣體總括地排氣；以及控制部，係控制該氣體供給機構及該排氣機構；其中該控制部係在對該複數片被處理基板施予基板處理時，以從該複數處理部來將處理氣體總括地排氣的方式來控制該排氣機構，並對該複數處理部獨立供給處理氣體，且以阻止該複數處理部中產生壓力差的方式來控制該氣體供給機構。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中該控制部係在對該複數片被處理基板施予基板處理時，實行：第1模式，係從該複數處理部來將處理氣體共通地排氣，並對全部該複數處理部在相同氣體條件下來供給作為處理氣體之第1氣體；以及第2模式，係以從該複數處理部來將處理氣體總括地排氣的方式來控制該排氣機構，並對該複數處理部的一部分供給該第1氣體，對剩餘的該複數處理部供給與該第1氣體有所相異之第2氣體；在該第2模式時，會以阻止該複數處理部中產生壓力差的方式來控制該氣體供給機構。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中該控制部係在該第2模式時，以阻止該複數處理部一部分中的壓力與剩餘該複數處理部中產生壓力差的方式，來控制該第2氣體相對於該複數處理部之任一者的供給量。
  4. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中該第2氣體係非活性氣體及/或相對於所處理之被處理基板而非反應之非反應氣體。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中該控制部係在該第2模式時，於該複數處理部之一部分中，對該被處理基板繼續進行利用處理氣體之第1氣體的基板處理；於剩餘該複數處理部中，則對該被處理基板停止處理氣體之第1氣體的供給，而將該第2氣體作為修補氣體來加以供給，以停止基板處理。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其中該控制部係在該基板處理前，藉由調壓氣體來將該複數處理部進行調壓，並實行讓壓力穩定化之壓力穩定化；在該壓力穩定化時，會在該基板處理之該第2模式下，且於該複數處理部之間，將該調壓氣體之流量控制為可形成能抑制處理氣體之該第1氣體與修補氣體之該第2氣體的逆擴散而使得該調壓氣體朝向該排氣機構的流動之流量。
  7. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中該調壓氣體係該基板處理時所供給之氣體的一部分，且使用在不產生基板處理者，而讓該壓力穩定化時之該調壓氣體的流量為較該基板處理時之流量要多。
  8. 如申請專利範圍第7項之基板處理裝置，其係讓該壓力穩定化時之該調壓氣體之流量為該基板處理時之流量的3倍以上。
  9. 如申請專利範圍第4至8項中任一項之基板處理裝置，其中該第2氣體係用為該第1氣體之稀釋氣體來加以使用者。
  10. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之基板處理裝置，其中各該複數處理部係設在一個共通之腔室內；該排氣機構係該一個共通之腔室內所設置的該複數處理部所共有。
  11. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之基板處理裝置，其中各該複數處理部係設置於各自獨立之腔室內；該排氣機構係該獨立之腔室所共有。
  12. 一種基板處理方法，係使用基板處理裝置，來在真空氛圍下對複數片被處理基板施予既定處理之基板處理方法，該基板處理裝置係具備有：複數處理部，係對各複數片被處理基板施予基板處理；氣體供給機構，係對該複數處理部獨立供給氣體；以及共通之排氣機構，係將該複數處理部內之氣體總括地排氣；其中在對該複數片被處理基板施予基板處理時，會藉由該排氣機構，來從該複數處理部將處理氣體總括地排氣，並藉由該氣體供給機構，來對該複數處理部獨立供給處理氣體，且阻止該複數處理部中產生壓力差。
  13. 一種基板處理方法，係使用基板處理裝置，來在真空氛圍下對複數片被處理基板施予既定處理之基板處理方法，該基板處理裝置係具備有：複數處理部，係對各複數片被處理基板施予基板處理；氣體供給機構，係對該複數處理部獨立供給氣體；以及共通之排氣機構，係將該複數處理部內之氣體總括地排氣；其中在對複數片被處理基板施予基板處理時，會實行：第1模式，係從該複數處理部將處理氣體共通排氣，並在相同氣體條件下來對全部該複數處理部供給作為處理氣體之第1氣體；以及第2模式，係從該複數處理部以將處理氣體總括地排氣的方式來控制該排氣機構，並對該複數處理部之一部分供給該第1氣體，對剩餘的該複數處理部供給與該第1氣體相異的第2氣體；在該第2模式時，會阻止該複數處理部產生壓力差。
  14. 如申請專利範圍第13項之基板處理方法，其係在第2模式時，以阻止該複數處理部一部分之壓力與剩餘該複數處理部中產生壓力差的方式，來控制剩餘該複數處理部中之該第2氣體的供給量。
  15. 如申請專利範圍第13項之基板處理方法，其中該第2氣體係非活性氣體及/或相對於所處理之被處理基板而非反應之非反應氣體。
  16. 如申請專利範圍第15項之基板處理方法，其係在該第2模式時，於該複數處理部之一部分中，對該被處理基板繼續進行利用處理氣體之第1氣體的基板處理；於剩餘該複數處理部中，則對該被處理基板停止處理氣體之第1氣體的供給，而將該第2氣體作為修補氣體來加以供給，以停止基板處理。
  17. 如申請專利範圍第16項之基板處理方法，其係在該基板處理前，藉由調壓氣體來將該複數處理部進行調壓，並實行讓壓力穩定化之壓力穩定化工序；在該壓力穩定化工序時，會在該基板處理之該第2模式下，且於該複數處理部之間，將該調壓氣體之流量控制為可形成能抑制處理氣體之該第1氣體與修補氣體之該第2氣體的逆擴散而使得該調壓氣體朝向該排氣機構的流動之流量。
  18. 如申請專利範圍第17項之基板處理方法，其中該調壓氣體係該基板處理時所供給之氣體的一部分，且使用在不產生基板處理者，而讓該壓力穩定化工序時之該調壓氣體的流量為較該基板處理時之流量要多。
  19. 如申請專利範圍第18項之基板處理方法，其係讓該壓力穩定化工序時之該調壓氣體之流量為該基板處理時之流量的3倍以上。
  20. 如申請專利範圍第16至19項中任一項之基板處理方法，其中該第2氣體係用為該第1氣體之稀釋氣體來加以使用者。
  21. 一種記憶媒體，係記憶有在電腦上動作，並用以控制基板處理裝置之程式的記憶媒體，其中該程式係在實行時，以進行如申請專利範圍第12至19項中任一項的基板處理方法之方式來讓電腦控制該基板處理裝置。
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