TW201736068A - 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體 - Google Patents

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TW201736068A
TW201736068A TW105108460A TW105108460A TW201736068A TW 201736068 A TW201736068 A TW 201736068A TW 105108460 A TW105108460 A TW 105108460A TW 105108460 A TW105108460 A TW 105108460A TW 201736068 A TW201736068 A TW 201736068A
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chamber
exhaust pipe
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substrate processing
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TW105108460A
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Hiroshi Ashihara
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Hitachi Int Electric Inc
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Abstract

本發明之課題在於提供一種於具有複數腔室之裝置中可實現高溫處理的技術。本發明之解決手段係具有：腔室，係於內側對基板進行處理；氣體供給部，係對腔室交替供給第一氣體與第二氣體；第一排氣配管，係將第一氣體與第二氣體進行排氣；加熱器，係設於第一排氣配管，將上述第一排氣配管加熱至較第一氣體之原料於蒸氣壓下成為氣體之溫度高的溫度；處理模組，係將複數之腔室鄰接設置而成；電器設備系統，係配置成與收容第一排氣配管之一部分的氣體盒相鄰接，並設置於各個腔室；及熱減低構造，係設置成包圍在相鄰之腔室所設置之複數第一排氣配管，減低由加熱器對上述電器設備系統的熱影響。

Description

基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體
本發明係關於基板處理裝置、半導體裝置之製造方法、程式及記錄媒體。
例如，在對半導體基板施行既定處理之半導體製造裝置的基板處理裝置中，為了實現高生產性，而存在具有複數腔室的裝置。例如，有將腔室放射狀配置的叢集(cluster)型裝置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-54536號公報
在如上述裝置般具有複數腔室的裝置中，有於各腔室中對基板施行高溫處理的情況。為了實現高溫處理，於各腔室周圍設置加熱器。然而，認為由於相鄰接之腔室之間受到熱影響，故有高溫下動作效率變差之對閥等零件造成不良影響的情形。
本發明乃鑑於上述課題，目的在於提供可在具有複數腔室的裝置中實現高溫處理的技術。
本發明之一態樣係提供一種技術，其具有：腔室，係於內側對基板進行處理；氣體供給部，係對上述腔室交替供給第一氣體與第二氣體；第一排氣配管，係將上述第一氣體與第二氣體進行排氣；加熱器，係設於上述第一排氣配管，將上述第一排氣配管加熱至較上述第一氣體之原料於蒸氣壓下成為氣體之溫度高的溫度；處理模組，係將複數之上述腔室鄰接設置而成；電器設備系統，係配置成與收容上述第一排氣配管之一部分的氣體盒相鄰接，並設置於各個上述腔室；及熱減低構造，係設置成包圍在相鄰之上述腔室所設置之複數上述第一排氣配管，減低由上述加熱器對上述電器設備系統的熱影響。
根據本發明，能夠提供可在具有複數腔室的裝置中實現高溫處理的技術。
100‧‧‧基板處理裝置
110‧‧‧IO台
111‧‧‧匣盒
112‧‧‧蓋
120‧‧‧大氣搬送室
121‧‧‧匣盒開具
122‧‧‧大氣搬送機器人
123‧‧‧升降機
124‧‧‧線性致動器
125‧‧‧清淨單元
126‧‧‧晶圓定位機
127‧‧‧框體
128‧‧‧基板搬入搬出口
129‧‧‧基板搬入搬出口
130‧‧‧載入閘室
131‧‧‧框體
132‧‧‧基板搬入搬出口
133‧‧‧閘閥
134‧‧‧閘閥
135‧‧‧載置面
136‧‧‧基板載置台
140‧‧‧真空搬送室
141‧‧‧框體
142‧‧‧基板搬入搬出口
144‧‧‧凸緣
145‧‧‧軸
145a‧‧‧支撐軸
145b‧‧‧作動部
145c‧‧‧升降機構
145d‧‧‧旋轉機構
145e‧‧‧指示部
146‧‧‧第一熱減低構造
148、148a(1)、148b(1)、148c(1)、148d(1)、148a(2)、148b(2)、148c(2)、148d(2)‧‧‧基板搬入搬出口
149、149a(1)、149b(1)、149c(1)、149d(1)、149a(2)、149b(2)、149c(2)、149d(2)‧‧‧閘閥
170‧‧‧機器人
180‧‧‧臂
181、182‧‧‧手端
190‧‧‧臂
191、192‧‧‧手端
200‧‧‧晶圓
201、201a、201b、201c、201d‧‧‧處理模組
202、202a(1)、202b(1)、202c(1)、202d(1)、202a(2)、202b(2)、202c(2)、202d(2)‧‧‧腔室
203、203a、203b、203c、203d‧‧‧框體
204、204a、204b、204c、204d‧‧‧隔壁
205‧‧‧處理空間
207‧‧‧頂銷
210‧‧‧基板支撐部
211‧‧‧載置面
212‧‧‧基板載置台
213‧‧‧加熱器
214‧‧‧貫通孔
215‧‧‧孔
216‧‧‧支撐板
217‧‧‧軸
218‧‧‧升降機構
219‧‧‧蛇腹
221‧‧‧基板載置面
230‧‧‧支撐塊
231‧‧‧蓋
231a‧‧‧氣體導入孔
232‧‧‧緩衝空間
233a‧‧‧凸緣
234‧‧‧分散板
234a‧‧‧貫通孔
240‧‧‧噴淋頭
241‧‧‧第一分散機構
241a‧‧‧前端部
241b‧‧‧凸緣
242‧‧‧共通氣體供給管、APC閥
243‧‧‧第一氣體供給系統
243a‧‧‧第一氣體供給管
243b‧‧‧第一氣體供給源
243c‧‧‧流量控制器(流量控制部、質量流量控制器)
243d‧‧‧閥
244‧‧‧第二氣體供給系統
244a‧‧‧第二氣體供給管
244b‧‧‧第二氣體供給源
244c‧‧‧流量控制器(流量控制部、質量流量控制器)
244d‧‧‧閥
245a‧‧‧第三氣體供給管
245b‧‧‧第三氣體供給源
245c‧‧‧流量控制器(流量控制部、質量流量控制器(MFC))
245d‧‧‧閥
246‧‧‧真空泵
246a‧‧‧第一惰性氣體供給管
246b‧‧‧惰性氣體供給源
246c‧‧‧質量流量控制器
246d‧‧‧開關閥
247a‧‧‧第二惰性氣體供給管
247b‧‧‧惰性氣體供給源
247c‧‧‧質量流量控制器(MFC)
247d‧‧‧閥
261、262、263、264‧‧‧排氣管
265‧‧‧泵(TMP)
266‧‧‧閥
267‧‧‧閥
275‧‧‧閥
276‧‧‧APC
277‧‧‧閥
278‧‧‧DP
279‧‧‧閥
280‧‧‧控制器
281‧‧‧演算部
282‧‧‧記憶部
283‧‧‧外部記憶裝置
310‧‧‧氣體供給部
311‧‧‧氣體供給管
312‧‧‧閥(氣體供給構造)
321、322‧‧‧氣體供給孔
331、332‧‧‧排氣孔
340‧‧‧氣體盒
341、342‧‧‧排氣管
343‧‧‧第一排氣管(合流管、配管)
343a、343b、343c、343d‧‧‧排氣管
344‧‧‧泵
345‧‧‧除害裝置
346‧‧‧第二熱減低構造
346a、346b、346c、346d‧‧‧熱減低構造
347‧‧‧加熱器
348‧‧‧肘形狀
348a‧‧‧密集部分
348b‧‧‧疏散部分
350‧‧‧電氣設備系統盒
351‧‧‧閥
352‧‧‧質量流量控制器
353‧‧‧質量流量控制器
354‧‧‧第二排氣管
354a、354b、354c、354d‧‧‧排氣管
355‧‧‧第三排氣管
355a、355b、355c、355d‧‧‧排氣管
356‧‧‧第三熱減低構造
357‧‧‧排氣控制部
358、358a、358b、358c、358d‧‧‧加熱器
360‧‧‧惰性氣體源
361‧‧‧管
362‧‧‧APC
370‧‧‧惰性氣體源
371‧‧‧管
372‧‧‧閥
373‧‧‧質量流量控制器
374‧‧‧泵
375‧‧‧排氣管
376‧‧‧APC
400‧‧‧建物地板
401‧‧‧維修區
圖1為表示本發明一實施形態之基板處理裝置之構成例的橫剖面圖。
圖2為表示本發明一實施形態之基板處理裝置之構成例的圖1α-α'的縱剖面圖。
圖3為表示本發明一實施形態之模組與其周邊之構造的說明圖。
圖4為說明本發明一實施形態之腔室與其周邊構造的圖。
圖5為表示本發明一實施形態之叢集裝置之省略了腔室的俯視圖。
圖6為說明本發明一實施形態之基板處理流程的圖。
圖7為說明本發明一實施形態之基板處理流程的圖。
圖8為說明本發明一實施形態之氣體狀況的圖。
圖9為說明本發明一實施形態之熱減低構造、排氣管的圖。
(第一實施形態)
以下說明本發明之第一實施形態。
以下說明本實施形態之基板處理裝置。
(1)基板處理裝置之構成
使用圖1、圖2說明本發明一實施形態的基板處理裝置的概要構成。圖1為表示本實施形態之基板處理裝置之構成例的橫剖面圖。圖2為表示本實施形態之基板處理裝置之構成例的圖1α-α'的縱剖面圖。
圖1及圖2中，本發明所應用之基板處理裝置100係對作為基板之晶圓200進行處理者，主要由IO台110、大氣搬送室120、載入閘室(load lock chamber)130、真空搬送室140、模組201所構成。接著，具體說明各構成。圖1之說明中，前後左右係X1方向為右，X2方向為左，Y1方向為前，Y2方向為後。
(大氣搬送室‧IO台)
於基板處理裝置100之前方，設置IO台(載入埠)110。IO台110 上搭載著複數之匣盒(pod)111。匣盒111係使用作為搬送矽(Si)基板等晶圓200的載體，於匣盒111內，構成為使未處理之晶圓200或處理完畢之晶圓200分別依水平姿勢複數儲存。
於匣盒111設有蓋112，藉由後述之匣盒開具121進行開關。匣盒開具121係對載置於IO台110之匣盒111之蓋112進行開關，使基板出入口開放‧封閉，藉此可進行晶圓200對匣盒111的進出。匣盒111係藉由未圖示之AMHS(Automated Material Handling Systems，自動晶圓搬送系統)，對IO台110進行供給及排出。
IO台110係鄰接於大氣搬送室120。大氣搬送室120係在與IO台110相異之面，連接後述載入閘室130。
於大氣搬送室120內設置載移晶圓200之大氣搬送機器人122。如圖2所示，大氣搬送機器人122係構成為藉由設置於大氣搬送室120之升降機123進行升降，且構成為藉由線性致動器124於左右方向上來回移動。
於大氣搬送室120上部設置有供給清淨空氣的清淨單元125。於大氣搬送室120左側設置有用於對齊晶圓200所形成之凹口或定向平面的裝置(以下稱為晶圓定位機，prealigner)126。
於大氣搬送室120之框體127的前側，設置有用於將晶圓200對大氣搬送室120進行搬入搬出的基板搬入搬出口128、與匣盒開具121。在挾持著基板搬入搬出口128而與匣盒開具121相反側、亦即框體127之外側設置有IO台(載入埠)110。
於大氣搬送室120之框體127的後側，設置用於將晶圓200對載入閘室130進行搬入搬出的基板搬入搬出口129。基板 搬入搬出口129係藉由閘閥133而開放‧封閉，藉此可進行晶圓200的進出。
(載入閘室)
載入閘室130係與大氣搬送室120鄰接。構成載入閘室130之框體131所具有之面中，在與大氣搬送室120相異之面，如後述般配置真空搬送室140。載入閘室130係配合大氣搬送室120之壓力與真空搬送室140之壓力而變動框體131內的壓力，故構成為可耐受負壓的構造。
框體131中，在與真空搬送室140鄰接之側，設置基板搬入搬出口132。基板搬入搬出口132係藉由閘閥134而開放‧封閉，藉此可進行晶圓200的進出。
再者，於載入閘室130內設置具有至少2個載置晶圓200之載置面135的基板載置台136。基板載置面135間之距離係配合後述之機器人170之臂所具有的手端(end effector)間的距離而設定。
(真空搬送室)
基板處理裝置100係具備成為於負壓下搬送晶圓200之搬送空間的搬送室的真空搬送室(轉移模組)140。構成真空搬送室140之框體141係於俯視下形成為例如五角形，於五角形之各邊，連接著載入閘室130及對晶圓200進行處理的模組201a~201d。於真空搬送室140之略中央部，於負壓下移載(搬送)晶圓200之作為搬送機器人的機器人170係以凸緣144作為基部而設置。
框體141之側壁中，在與載入閘室130鄰接之側，設置有基板搬入搬出口142。基板搬入搬出口142係藉由閘閥134而開放‧封閉，藉此可進行晶圓200之進出。
設置於真空搬送室140內的真空搬送機器人170，係構成為可藉由軸145及凸緣144於維持真空搬送室140之氣密性之下進行升降。
軸145內，主要具有支撐真空搬送機器人170之軸的支撐軸145a、與使支撐軸145a升降或旋轉的作動部145b。作動部145b係具有例如含有用於實現升降之馬達的升降機構145c、與用於使支撐部145a旋轉之齒輪等的旋轉機構145d。尚且，軸145內，亦可設置用於對作動部145b進行升降‧旋轉指示的指示部145e。
升降機構145c係具有內藏滑脂等潤滑劑的馬達。又，旋轉機構145d係具有複數之齒輪，於齒輪間塗佈著滑脂等潤滑劑。指示部145c係由半導體晶片等精密機器所構成。在升降機構145c或旋轉機構145d的情況，若施加熱負荷則滑脂消耗或凝固，引起動作不良。又，在指示部145e的情況，若施加熱負荷則引起半導體晶片等的不良。因此，作成為以(第一)熱減低構造146包圍軸145周圍，使來自配置於周圍之氣體盒(細節將於後述)等的熱影響減低的構造。此熱減低構造146係為了密黏於軸145，而作成為與軸145外周相同形狀的圓柱狀。藉由包圍外周，可使來自配置為放射狀之氣體盒的熱影響均勻減低。
如圖1所示，框體141之五片側壁中，在未設置載入閘室130的側，係連接著對晶圓200進行所需處理的模組(處理模組)201a、201b、201c、201d。
於模組201a、201b、201c、201d分別設置腔室202。具體而言，於模組201a設置腔室202a(1)、202a(2)。於模組201b設置腔室202b(1)、202b(2)。於模組201c設置腔室202c(1)、202c(2)。於模組201d設置腔室202d(1)、202d(2)。
設置於模組201之二個腔室202，係依使後述處理空間205之環境氣體不混合存在的方式，於腔室202之間設置隔壁204，構成為各腔室為獨立的環境氣體。
框體141之側壁中，在與各腔室相對面的壁設置基板搬入搬出口148。例如，如圖2記載般，在與腔室202c(1)相對面的壁，設置基板搬入搬出口148c(1)。
圖2中，在將腔室202c(1)置換為腔室202a(1)的情況，於與腔室202a(1)相對面的壁係設置基板搬入搬出口148a(1)。
同樣地，在將腔室202c(1)置換為腔室202a(2)的情況，於與腔室202a(2)相對面的壁係設置基板搬入搬出口148a(2)。
在將腔室202c(1)置換為腔室202b(1)的情況，於與腔室202b(1)相對面的壁係設置基板搬入搬出口148b(1)。
在將腔室202c(1)置換為腔室202b(2)的情況，於與腔室202b(2)相對面的壁係設置基板搬入搬出口148b(2)。
在將腔室202c(1)置換為腔室202c(2)的情況，於與腔室202c(2)相對面的壁係設置基板搬入搬出口148c(2)。
在將腔室202c(1)置換為腔室202d(1)的情況，於與腔室202d(1)相對面的壁係設置基板搬入搬出口148d(1)。
在將腔室202c(1)置換為腔室202d(2)的情況，於與腔室202d(2)相對面的壁係設置基板搬入搬出口148d(2)。
閘閥149係如圖1所示般，設置於各腔室202。具體而言，於腔室202a(1)之間設置閘閥149a(1)，於腔室202a(2)之間設置閘閥149a(2)。於腔室202b(1)之間設置閘閥149b(1)，於腔室202b(2)之間設置閘閥149b(2)。於腔室202c(1)之間設置閘閥149c(1)，於腔室202c(2)之間設置閘閥149c(2)。於腔室202d(1)之間設置閘閥149d(1)，於腔室202d(2)之間設置閘閥149d(2)。
藉由各閘閥149而進行開放‧封閉，可進行經由基板搬入搬出口148的晶圓200進出。
使用圖2、圖5、圖9，說明排氣管343。圖9為說明本實施形態之氣體排氣路徑的說明圖。
由模組201c內之腔室202c(1)設置第一排氣管343。於模組201c下方配置有氣體盒340，氣體盒340內收容著第一排氣管343之主部、用於對第一排氣管343進行加熱的加熱器347、及於內部具有構成真空空間之空室的第二熱減低構造346。
基板處理裝置100係設置於建物內，配置於建物地板400上。第一排氣管343係經由氣體盒340而在配置於建物地板400下方的維修區域，連接於質量流量控制器353、泵344(亦將此等整合稱為排氣控制部357)。亦即，第一排氣管343係構成為一端連接於腔室202c(1)、另一端連接於排氣控制部357，上述第一排氣管343之一端與另一端之間的主部配置於上述處理腔室202c(1)下方。於泵344之下游，連接第二排氣管354。第二排氣管354係將連通於模組201a之管稱為排氣管354a，將連通於模組201b之管稱為排氣管354b，將連通於模組201c之管稱為排氣管354c，將連通於模組201d之管稱為排氣管354d。
於載置基板處理裝置100之無塵室，由設備配置效率的觀點而言，係將排氣系統設備等整合於一場所。從而，排氣管354a、排氣管354b、排氣管354c、排氣管354d分別朝一處配置。尤其是有排氣管越長則堆積物越增加的風險，故較理想係依儘可能短之距離連接至無塵室的排氣系統。由此種條件而言，較理想係排氣管354a、排氣管354b、排氣管354c、排氣管354d相鄰配置。藉由相鄰配置，可防止覆蓋區(footprint)擴大。
於第二排氣管354，設置用於對第二排氣管354進行加熱的加熱器358。具體而言，於排氣管354a設置加熱器358a，於排氣管354b設置加熱器358b，於排氣管354c設置加熱器358c，於排氣管354d設置加熱器358d。
如上述般，由於排氣管354a、排氣管354b、排氣管354c、排氣管354d分別相鄰接，故加熱器358a、加熱器358b、加熱器358c、加熱器358d亦相鄰接。若加熱器彼此鄰接，則其周圍成為高溫狀態，故將排氣管354a、排氣管354b、排氣管354c、排氣管354d設置於在內部具有構成真空空間之空室的第三熱減低構造356內。藉由如此構成，可精簡地形成基板處理裝置100。於各別之第二排氣管354的下游，設置作為排氣處理裝置的除害裝置345，進而下游係將排氣氣體排出至未圖示的屋外。
用於對第一排氣管343進行加熱而設置的加熱器347，係將上述第一排氣管343加熱至較屬於第一氣體之原料氣體於蒸氣壓下成為氣體之溫度高的溫度。用於對第二排氣管354進行加熱而設置的加熱器358，由於位於泵344下游，故如後述般，可依較加熱器347高之溫度進行加熱。
接著，使用圖5說明各模組201a~201d下方所配置的氣體盒340及電氣設備系統盒(ELEC BOX)350的配置。圖5為由上面觀看叢集裝置的圖。又，圖5中，為了容易理解氣體盒340及電氣設備系統盒350的配置，省略了各模組201a~201d。
於各模組201a~201d下方，設置有用於對各腔室將氣體進行供給/排氣的氣體盒340、與內藏了控制各模組動作之電子機器的電氣設備系統盒350。氣體盒340係內藏著氣體供給管或氣體排氣管等。電氣設備系統盒350內藏著耐熱性低之半導體晶片等之電子機器類。由零件配置之效率化的觀點而言，氣體盒340與電氣設備系統盒350係鄰接配置。如後述，設置於氣體盒340內之排氣管係依於氣壓下成為氣體的溫度的方式藉由加熱器347進行熱控制。然而，由於鄰接著內藏有由耐熱性低之電氣零件所構成之控制部等的電氣設備系統盒350，故於氣體盒340內之排氣管係在加熱器347周圍設置斷熱材。作為斷熱材，係設置例如於內部具有構成真空空間之空室的後述熱減低構造。於熱減低構造中，係依可控制其中環境氣體的方式，設置屬於氣體供給/排氣機構的後述環境氣體控制部。
由氣體盒所延伸之合流管343，係如虛線所記載般，經由真空搬送室140下方之維修區401而延伸。其結果，如後述般，構成為「腔室202c(1)之處理空間205之容積與腔室202c(2)之處理空間205之容積的和」大於「氣體排氣管341、氣體排氣管342、氣體排氣管343之容積的和」。
(模組)
接著以圖1、圖2、圖3為例，說明模組201。圖3為圖1之β-β'之剖面圖，且為說明模組201與模組201中之氣體供給部、氣體排氣部間之關連的說明圖。
模組201係由框體203所構成。具體而言，模組201a係由框體203a所構成，模組201b係由框體203b所構成，模組201c係由框體203c所構成，模組201d係由框體203d所構成。
構成腔室202a(1)之壁中，在腔室202a(1)與真空搬送室140相鄰之壁係設置基板搬入搬出口148a(1)。於其他模組中亦同樣地，在腔室202a(2)與真空搬送室140相鄰之壁係設置基板搬入搬出口148a(2)。在腔室202b(1)與真空搬送室140相鄰之壁係設置基板搬入搬出口148b(1)。在腔室202b(2)與真空搬送室140相鄰之壁係設置基板搬入搬出口148b(2)。在腔室202c(1)與真空搬送室140相鄰之壁係設置基板搬入搬出口148c(1)。在腔室202c(2)與真空搬送室140相鄰之壁係設置基板搬入搬出口148c(2)。在腔室202d(1)與真空搬送室140相鄰之壁係設置基板搬入搬出口148d(1)。在腔室202d(2)與真空搬送室140相鄰之壁係設置基板搬入搬出口148d(2)。
以下參照圖3、圖9，主要以模組201c為例說明模組之具體構造，其他之模組201a、模組201b、模組201d中亦為相同構造。從而，於此亦有省略說明的情況。
如圖3所記載般，於框體203c設置有對晶圓200進行處理的腔室202c(1)與腔室202c(2)。於腔室202c(1)與腔室202c(2)之間設有隔壁204c。藉此，將腔室202c(1)內之環境氣體與腔室202c(2)內之環境氣體隔離。
於各腔室202之內側係設置支撐晶圓200的基板支撐部210。
於模組201c，設置有對腔室202c(1)與腔室202c(2)供給處理氣體的氣體供給部310。氣體供給部310係具備氣體供給管311。於氣體供給管311，如後述般由上游起設置氣體供給源、質量流量控制器、閥。圖3中，將氣體供給管、質量流量控制器、閥整合稱為氣體供給構造312。
氣體供給管311係在閥(氣體供給構造312)之下游分為二條，各別之前端係連接於腔室202c(1)之氣體供給孔321與腔室202c(2)之氣體供給孔322。
於模組201c，設置有收容由腔室202c(1)與腔室202c(2)將氣體排氣之氣體排氣部的氣體盒340。構成氣體排氣部之排氣管，係具有：設置於腔室202c(1)之排氣孔331的排氣管341；設置於腔室202c(2)之排氣孔332的排氣管342；排氣管341與排氣管342合流的第一排氣管(合流管)343。於合流管343，由上游起設置作為壓力調整器的質量流量控制器353、與泵344，藉由與氣體供給部310之間的合作調整各腔室內的壓力。排氣管341與排氣管342及第一排氣管343之一部分係被第二熱減低構造346包圍。於第二熱減低構造346，在上游連接了惰性氣體源360連接的管361，於管361設置有閥351、質量流量控制器352。同樣地，於熱減低構造346連接了連通至泵344的第三排氣管355。於第三排氣管355設置有APC(自動壓力控制器，Auto Pressure Controller)362。藉由此等閥351、質量流量控制器352、第三排氣管355、APC362、泵344之合作，可將第二熱減低構造346內的環境維持為真空。
再者，在進行交換加熱器347等之維修時，藉由作為惰性氣體供給部之閥351、質量流量控制器352、管361與APC362間的合作作業，可將空間內回復為大氣。尚且，將此等閥351、質量流量控制器352、管361、第三排氣管355、APC362、泵344稱為環境氣體控制部。如圖所示，於第一排氣管343之一部分具有排氣管342之由圓點線所示的肘形狀348，上述第一熱減低構造係構成為至少包圍上述肘形狀348。
然而，考慮到於肘形狀之配管設置由電阻加熱所構成之加熱器的情況。所謂電阻加熱狀之加熱器，例如在捲繞於電熱線肘形狀之配管的情況，如圖3之肘形狀348之擴大圖所記載般，在彎曲位置之內側部分348a係電熱線變得密集，在彎曲位置之外側部分348b係電熱線變得疏散。
若周圍為大氣，因熱傳導而於疏散部分348b發生熱逸，另一方面，於密集部分348a則熱集中，故成為高溫。因此，有在一個管內溫度變得不均的情形。另一方面，此肘部分有由於氣體滯留而堆積物容易累積的問題。由此等觀點而言，必須設為即使是在加熱器成為疏散之部分348b亦不附著堆積物的溫度，但若如此，有密集部分之溫度顯著變高之虞，難以採用習知之斷熱構造。因此，本實施形態中，如上述般作成為以一個之第二熱減低構造346包圍肘形狀之配管本身的構造。藉由作成為此種真空構造，可防止由疏散部分348b之熱逸，可減低密集部分348a與疏散部分348b間之溫度差。從而，相較於將周圍設為大氣，可使堆積物不易累積於肘形狀之管中。
於泵344之下游，設置有第二排氣管354，連接於除 害裝置345。於第二排氣管354，設置有加熱器358。進而第二排氣管354與加熱器358係由第三熱減低構造356包圍。第三熱減低構造356內係維持為真空環境。藉由預先將第三熱減低構造356內作成為真空環境，可減低加熱器358之熱對外部造成的影響。
於第三熱減低構造356，連接了在上游連接惰性氣體源370的管371，於管371設有閥372、質量流量控制器373。同樣地，於第三熱減低構造356連接著連通於泵374的排氣管375。於排氣管375設置APC376。藉由此等閥372、質量流量控制器373、管371、APC376、泵374之合作，可將第三熱減低構造356內之環境維持為真空。
進而，在進行交換加熱器358等之維修時，藉由作為惰性氣體供給部之閥372、質量流量控制器373、管371、排氣管375、APC376、泵374間的合作作業，可將空間內回復為大氣。尚且，將此等閥372、質量流量控制器373、管371、排氣管375、APC376、泵374稱為環境氣體控制部。
圖9表示由模組201a、201b、201c、201d所構成之基板處理裝置，例如連接於模組201a之排氣管係由343a、355a、358a所表示，熱減低構造係由346a、356所表示。連接於模組201b之排氣管係由343b、355b、358b所表示，熱減低構造係由346b、356所表示；連接於模組201c之排氣管係由343c、355c、358c所表示，熱減低構造係由346c、356所表示；連接於模組201d之排氣管係由343d、355d、358d所表示，熱減低構造係由346d、356所表示；各個構成之動作‧機能係與上述圖3之排氣管343、355、358、熱減低構造346、356為相同的動作‧機能，故於此省略說明。
(腔室)
接著，使用圖4說明腔室202與其周邊構造。腔室202係如圖1或圖3所記載般，雖具有相鄰之腔室，但於此為了說明方便，省略了鄰接之腔室。
模組201係具備圖4所示之腔室202。腔室202例如構成為橫剖面為圓形且扁平之密閉容器。又，腔室202係由例如鋁(Al)或不銹鋼(SUS)等金屬材料所構成。於腔室202內，形成有對作為基板之矽晶圓等之晶圓200進行處理的處理空間205、與在將晶圓200搬送至處理空間205時晶圓200所通過的搬送空間203。腔室202係由上部容器202a與下部容器202b所構成。於上部容器202a與下部容器202b之間設有分隔板208。
於下部容器202b之側面，設有與閘閥149相鄰接之基板搬入搬出口148，晶圓200係經由基板搬入搬出口148而於未圖示之搬送室之間移動。於下部容器202b底部，複數設置有頂銷207。進而，下部容器202b係呈接地。
閘閥149係具有閥體149a與驅動體149b。閥體149a係固定於驅動體149b之-部分。打開閘閥149時，驅動體149b係依由腔室202遠離的方式動作，使閥體149a由腔室202之側壁離開。關閉閘閥時，驅動體149b朝腔室202移動，將閥體149a按壓至腔室202之側壁而予以關閉。
於處理空間205內，設置有支撐晶圓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；於表面具有載置面211之載置台212；與內包於基板載置台212之 作為加熱源的加熱器213。於基板載置台212，在與頂銷207對應之位置分別設置有頂銷207貫通的貫通孔214。
基板載置台212係由軸217所支撐。軸217之支撐部係貫通設置於腔室202底壁的孔215，進而經由支撐板216於腔室202外部連接於升降機構218。藉由使升降機構218作動而使軸217及支撐台212升降，可使載置於基板載置面211上之晶圓200升降。又，軸217下端部之周圍係由蛇腹219所包覆。腔室202內保持為氣密。
基板載置台212係在晶圓200之搬送時，基板載置面211下降至與基板搬入搬出口148相對向的位置(晶圓搬送位置，晶圓搬送處)，在晶圓200之處理時，如圖4所示般，上升至使晶圓200成為處理空間205內的處理位置(晶圓處理位置，晶圓處理處)。
具體而言，在使基板載置台212下降至晶圓搬送位置時，頂銷207上端部係由基板載置面211之上面突出，成為頂銷207由下方支撐晶圓200。又，在使基板載置台212上升至晶圓處理位置時，頂銷207係由基板載置面211之上面埋沒，成為基板載置面211由下方支撐晶圓200。又，頂銷207由於與晶圓200直接接觸，故較理想係例如由石英或氧化鋁等材質所形成。
於處理空間205上部(上游側)，設置有作為氣體分散機構的噴淋頭240。於噴淋頭240之蓋231設置有第一分散機構241所插入的氣體導入孔231a。第一分散機構241係具有插入於噴淋頭240內之前端部241a、與固定於蓋231之凸緣241b。
前端部241a為柱狀，構成為例如圓柱狀。於圓柱之側面設有分散孔。由後述腔室之氣體供給部(供給系統)所供給的氣 體，係經由前端部241a供給至緩衝空間232。
噴淋頭240係具備用於分散氣體之作為第二分散機構的分散板234。此分散板234之上游側為緩衝空間232，下游側為處理空間205。於分散板234設置有複數之貫通孔234a。分散板234係配置成與基板載置面211相對向。
分散板234係構成為例如圓盤狀。貫通孔234a係涵括分散板234之全面而設置。鄰接之貫通孔234a係依例如等距離配置，配置於最外周之貫通孔234a係配置於較載置於基板載置台212上之晶圓之外周更外側。
上部容器202a係具有凸緣，於凸緣上載置並固定支撐塊230。支撐塊230係具有凸緣233a，於凸緣233a上載置並固定分散板234。進而，蓋231係固定於支撐塊230上面。藉由作成此種構造，可由上方依序卸除蓋231、分散板234、支撐塊230。
(供給部)
於此說明之腔室202之供給部，係與圖3之氣體供給部310相同的構成，且係更詳細說明對應至一個腔室的構成。
設置於噴淋頭240之蓋231的氣體導入孔231a(相當於圖3之氣體供給孔321或322)，係連接著第一分散機構241。於第一分散機構241，連接著共通氣體供給管242。此第一分散機構241、共通氣體供給管242係相當於圖3之氣體供給管311。
設置於第一分散機構241之凸緣，係藉由螺釘等而固定於蓋231或共通氣體供給管242之凸緣。
第一分散機構241與共通氣體供給管242，係於管內 部連通，由共通氣體供給管242所供給之氣體係經由第一分散機構241、氣體導入孔231a而供給至噴淋頭240內。
於共通氣體供給管242，連接著第一氣體供給管243a、第二氣體供給管244a、第三氣體供給管245a。
由含有第一氣體供給管243a之第一氣體供給系統243主要供給含第一元素之氣體，由含有第二氣體供給管244a之第二氣體供給系統244主要供給含第二元素之氣體。
(腔室之第一氣體供給系統)
於第一氣體供給管243a，係由上游方向起依序設置有第一氣體供給源243b、屬於流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)243c、及屬於開關閥的閥243d。
由第一氣體供給管243a，將含有第一元素之氣體(以下稱為「含第一元素氣體」)經由質量流量控制器243c、閥243d、共通氣體供給管242而供給至噴淋頭240。
含第一元素氣體為具有鹵化物之氣體，且為原料氣體、亦即處理氣體之一。於此，第一元素為例如矽(Si)。亦即，含第一元素氣體為例如含矽氣體。具體而言，可使用二氯矽烷(SiH2Cl2，亦稱為DCS)氣體作為含矽氣體。
尚且，含第一元素氣體於常溫常壓下可為固體、液體、及氣體之任一種。在含第一元素氣體於常溫常壓下為液體的情況，只要於第一氣體供給源243b與質量流量控制器243c之間設置未圖示的氣化器即可。於此係設為氣體進行說明。
在第一氣體供給管243a之較閥243d更下游側，連接 著第一惰性氣體供給管246a之下游端。於第一惰性氣體供給管246a，由上游方向起依序設置有惰性氣體供給源246b、屬於流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)246c、及屬於開關閥的閥246d。
於此，惰性氣體為例如氮(N2)氣。又，作為惰性氣體，除了N2以外，可使用例如氦(He)氣、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣等之稀有氣體。
主要由第一氣體供給管243a、質量流量控制器243c、閥243d構成含第一元素氣體供給系統243(亦稱為含矽氣體供給系統)。
又，主要由第一惰性氣體供給管246a、質量流量控制器246c及閥246d構成第一惰性氣體供給系統。又，亦可考慮將惰性氣體供給源246b、第一氣體供給管243a包含於第一惰性氣體供給系統中。
再者，亦可考慮將第一氣體供給源243b、第一惰性氣體供給系統包含於含第一元素氣體供給系統243中。
(腔室之第二氣體供給系統)
於第二氣體供給管244a，係由上游方向起依序設置有第二氣體供給源244b、屬於流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)244c、及屬於開關閥的閥244d。
由第二氣體供給管244a，將屬於第二氣體之含有第二元素之氣體(以下稱為「含第二元素氣體」)經由質量流量控制器244c、閥244d、共通氣體供給管242而供給至噴淋頭240內。
含第二元素氣體為處理氣體之一。又，含第二元素氣體亦可視為反應氣體或改質氣體。
於此，含第二元素氣體係含有與第一元素相異的第二元素。作為第二元素，為例如氧(O)、氮(N)、碳(C)之任一者。本實施形態中，含第二元素氣體係設為例如含氮氣體。具體而言，使用氨(NH3)氣作為含氮氣體。
主要由第二氣體供給管244a、質量流量控制器244c、閥244d構成含第二元素氣體供給系統244(亦稱為含氮氣體供給系統)。
又，在第二氣體供給管244a之較閥244d更下游側，連接著第二惰性氣體供給管247a之下游端。於第二惰性氣體供給管247a，由上游方向起依序設有惰性氣體供給源247b、屬於流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)247c、及屬於開關閥的閥247d。
由第二惰性氣體供給管247a，惰性氣體係經由質量流量控制器247c、閥247d、第二氣體供給管244a而供給至噴淋頭240內。惰性氣體係於薄膜形成步驟(S104)中作用為載體氣體或稀釋氣體。
主要由第二惰性氣體供給管247a、質量流量控制器247c及閥247d構成第二惰性氣體供給系統。又，亦可考慮將惰性氣體供給源247b、第二氣體供給管244a包含於第二惰性氣體供給系統中。
再者，亦可考慮將第二氣體供給源244b、第二惰性氣體供給系統包含於含第二元素氣體供給系統244中。
(腔室之第三氣體供給系統)
於第三氣體供給管245a，係由上游方向起依序設有第三氣體供給源245b、屬於流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)245c、及屬於開關閥的閥245d。
由第三氣體供給管245a，將作為沖洗氣體之惰性氣體經由質量流量控制器245c、閥245d、共通氣體供給管242而供給至噴淋頭240。
於此，惰性氣體為例如氮(N2)氣。又，作為惰性氣體，除了N2以外，可使用例如氦(He)氣、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣等之稀有氣體。
主要由第三氣體供給管245a、質量流量控制器245c、閥245d構成第三氣體供給系統245。
由第三氣體供給管245a，在基板處理步驟中，惰性氣體係經由質量流量控制器245c、閥245d、共通氣體供給管242而供給至噴淋頭240內。
由惰性氣體供給源245b所供給之惰性氣體，係於基板處理步驟中，作用為將殘留於腔室202或噴淋頭240內之氣體沖洗的沖洗氣體。
(排氣部)
排氣部係相當於圖3中排氣孔331、332之下游的構成。
對腔室202之環境氣體進行排氣的排氣系統，係具有連接於腔室202的複數之排氣管。具體而言，具有連接於緩衝空間232之排 氣管263、連接於處理空間205之排氣管262、與連接於搬送空間203之排氣管261。又，於各排氣管261、262、263之下游側，連接著排氣管264。
排氣管261係設置於搬送空間203之側面或底面。於排氣管261設置有泵265。於排氣管261中，在泵265之上游側係設置有作為搬送空間用第一排氣閥的閥266。
排氣管262係設置於處理空間205之側方。於排氣管262，設置有將處理空間205內控制為既定壓力的屬於壓力控制器的APC(自動壓力控制器，Auto Pressure Controller)276。APC276係具有可調整開度之閥體(未圖示)，配合來自後述控制器之指示調整排氣管262的傳導度。又，於排氣管262中，在APC276之上游側設置有閥275。將排氣管262與閥275、APC276整合稱為處理室排氣部。
排氣管263係連接於與處理室205連接之面相異的面。例如，連接於構成緩衝空間232之壁的側面。於排氣管263，具備閥279。將排氣管263、閥279整合稱為噴淋頭排氣部。
於排氣管264，設置有DP(Dry Pump，乾式泵)278。如圖示，於排氣管264，由上游側起連接排氣管263、排氣管262、排氣管261，進而於此等之下游設置DP278。DP278係分別經由排氣管262、排氣管263、排氣管261而對緩衝空間232、處理空間205及搬送空間203的環境分別進行排氣。又，DP278係在TMP265動作時，亦發揮作為其之輔助泵的機能。亦即，屬於高真空(或超高真空)泵的TMP265，由於難以單獨進行大氣壓為止的排氣，故使用DP278作為進行大氣壓為止之排氣的輔助泵。於上述排氣系統之 各閥，可使用例如空氣閥。於DP278之下游，連接著第一排氣管343。
(控制器)
如圖1記載般，基板處理裝置100係具有控制基板處理裝置100之各部動作的控制器280。控制器280係至少具有演算部281及記憶部282。控制器280係連接於上述各構成，配合上位控制器或使用者的指示由記憶部282讀出程式或配方，配合其內容控制各構成的動作。又，控制器280可構成為專用的電腦，亦可構成為通用的電腦。例如，可藉由準備儲存上述程式的外部記憶裝置(例如，磁帶、軟碟或硬碟等磁碟、CD或DVD等光碟、MO等光磁碟、USB記憶體(USB Flash Drive)或記憶卡等半導體記憶體)283，使用此外部記憶裝置283在通用的電腦安裝程式，而可構成本實施形態的控制器280。又，用於對電腦供給程式的手段並不限於經由外部記憶裝置283供給的情況。例如，亦可使用網際網路或專線等通訊手段，不經由外部記憶裝置283而供給程式。尚且，記憶部282或外部記憶裝置283係構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，亦將此等總稱為記錄媒體。又，於本說明書中使用記錄媒體之用語時，係指僅包含記憶部282單體的情況、僅包含外部記憶裝置283單體的情況、或者包含其兩者的場合。
<基板處理步驟>
接著，使用基板處理裝置100，說明在晶圓200上形成薄膜之步驟。又，以下說明中，構成基板處理裝置100之各部的動作係由 控制器280所控制。
(由大氣搬送室至載入閘室的搬送步驟)
將例如25片之未處理晶圓200依收納於匣盒111的狀態，藉由步驟內搬送裝置搬送至實施加熱處理步驟的基板處理裝置。如圖1及圖2所示，搬送來之匣盒111係於IO台110上由步驟內搬送裝置所交接並載置。匣盒111之蓋112係藉由匣合開具121而卸除，使匣盒111之基板出入口開放。
在匣盒111藉由匣盒開具121開放時，設置於大氣搬送室120之大氣搬送機器人122係由匣盒111拾取晶圓200並搬入至載入閘室130內，將晶圓200移載至基板載置台136。於此移載作業中，載入閘室130之真空搬送室140側的閘閥134被關閉，維持真空搬送室140內的壓力。真空搬送室140之壓力為例如1Torr，調整為真空搬送模式的壓力。
在2片晶圓200被移載至基板載置面135後，關閉閘閥133，藉由排氣裝置(未圖示)將載入閘室130內排氣為負壓。
(由載入閘室至真空搬送室的搬送步驟)
在載入閘室130內成為預先設定之壓力值時，打開閘閥134，使載入閘室130與真空搬送室140連通。此時，真空搬送室140之壓力維持為真空搬送模式時的壓力。
接著，機器人170係由載入閘室130內將晶圓200搬入至真空搬送室140內。具體而言，機器人170所具備之臂180、190中，藉由搬送未處理之晶圓200的臂190，使用水平移動、旋 轉移動、升降移動之機能，由基板載置台136拾取2片晶圓200，搬入至真空搬送室140內。此時，於手端191、手端192分別載置晶圓200。於真空搬送室140內搬入晶圓200，在關閉閘閥134後，例如打開閘閥149c(1)及閘閥149c(2)，使真空搬送室140與腔室202c(1)、腔室202c(2)連通。
於此，說明晶圓200對腔室202c(1)、腔室202c(2)內的搬入、伴隨加熱處理之基板處理，伴隨晶圓200對腔室202c(1)、腔室202c(2)內之搬出的機器人170的動作。
(由真空搬送室至腔室的搬入步驟)
首先，機器人170係將搭載了晶圓200之手端191、手端192由真空搬送室140內分別搬入至腔室202c(1)、腔室202c(2)內。其後，於各腔室202中，藉由腔室202內之頂銷207、基板支撐台212間的合作，將晶圓200載置於基板載置面211。
載置晶圓200後，使臂190之手端191、手端192退避至腔室202a外。接著，關閉閘閥149c(1)、閘閥149c(2)。其後，於各個腔室202使基板支撐部210上升，使晶圓200上升至進行處理的晶圓處理處。
(升溫‧壓力調整步驟)
接著說明升溫‧壓力調整步驟。於此，以一個腔室為例進行說明，但並不限定於此，於其他腔室中亦進行同樣處理。
事先使埋覆於基板支撐台212之加熱器213加熱。晶圓200係藉由加熱器213，例如由室溫依700℃之範圍內加熱為基板處理溫 度。使用真空泵246及APC閥242，將腔室202a內之壓力維持為例如0.1Pa~300Pa之範圍內。
藉由埋覆於基板支撐台212之加熱器213對晶圓200進行加熱，但認為有在到達所需溫度前耗費時間的情形。因此，在欲迅速達成高溫狀態的情況，除了加熱器213之外，亦可進一步設置成為發出紅外光之光源的作為基板加熱體的燈加熱裝置(燈加熱器)。於升溫‧壓力調整步驟中，視需要輔助性地使用燈加熱裝置，將晶圓200加熱至超過700℃的基板處理溫度。
(成膜步驟)
接著說明成膜步驟的概要。細節將於後述。於此，以一個腔室中之處理為例進行說明，但其他腔室中亦進行相同處理。
將晶圓200升溫為基板處理溫度後，將晶圓200保持為既定溫度之下，進行伴隨加熱處理的以下基板處理。亦即，經由共通氣體供給管242、噴淋頭240，將配合了氧化、氮化、成膜、蝕刻等所需處理的處理氣體，朝配置於腔室202a內之晶圓200表面(處理面)依淋浴狀供給，對晶圓200進行處理。
(由腔室至真空搬送室的搬出步驟)
在腔室202c(1)、腔室202c(2)內結束處理的晶圓200，係藉由臂180搬出。此時，依與晶圓200之搬入相反的動作搬出至腔室202c(1)、腔室202c(2)外。
具體而言，在對晶圓200之基板處理結束時，打開閘閥149c(1)、閘閥149c(2)。其後，使基板支撐台212下降至搬送晶 圓200的位置，將晶圓200載置於頂銷207上。處理完畢之晶圓200係藉由進入至腔室202c(1)、腔室202c(2)的手端181、182所拾取。其後，使手端181、182退避後，由真空搬送室140內搬出。搬出後，關閉閘閥149c(1)、閘閥149c(2)。
以上，分別完成晶圓200對腔室202c(1)、腔室202c(2)內之搬入、伴隨加熱處理之基板處理，晶圓200由腔室202c(1)、腔室202c(2)之搬出的動作。
臂180係將由腔室202c(1)搬出之處理完畢的晶圓200搬送至載入閘室130內。將晶圓200移載至載入閘室130內之基板載置台136後，藉由閘閥134關閉載入閘室130。
藉由重複以上動作，依序處理既定片數、例如25片的晶圓200。
(由載入閘室至大氣搬送室側的搬送步驟)
關閉閘閥134時，藉由惰性氣體使載入閘室130內回復為略大氣壓。在載入閘室130內回復為略大氣壓時，打開閘閥133，藉由匣盒開具121打開載置於IO台110之空的匣盒111的蓋112。
接著，大氣搬送機器人122係由載入閘室130內之基板載置台136拾取晶圓200並搬出至大氣搬送室120內，進而收納於匣盒111。在完成晶圓200對匣盒111的收納時，藉由匣盒開具121關閉匣盒111之蓋112。關閉之匣盒111係由IO台110上藉由步驟內搬送裝置而搬送至下一步驟。
以上動作係以使用模組201c的情況為例進行了說明，但在使用模組201a、模組201b、模組201d的情況亦實施相同 的動作。
(基板處理步驟)
接著，詳細說明搬入至各腔室之晶圓200的處理步驟。於此，作為各腔室共通之處理，係使用腔室202進行說明。
圖6為表示本實施形態之基板處理步驟的流程圖。圖7為表示圖6成膜步驟之細節的流程圖。
以下，使用DCS氣體作為第一處理氣體，使用氨(NH3)氣作為第二處理氣體，以在晶圓200上形成氮化矽膜作為薄膜的例子進行說明。
(基板搬入‧載置步驟S102)
於基板處理裝置100中使基板載置台212下降至晶圓200之搬送位置(搬送處)，藉此使基板載置台212之貫通孔被頂銷207所貫通。其結果，成為頂銷207較基板載置台212表面僅突出既定高度的狀態。接著，打開閘閥149使搬送空間203與移載室(未圖示)連通。然後，由此移載室使用晶圓移載機(未圖示)將晶圓200搬入至搬送空間203，將晶圓200移載至頂銷207上。藉此，晶圓200係於由基板載置台212表面突出之頂銷207上依水平姿勢被支撐著。
在將晶圓200搬入至腔室202內後，使晶圓移載機退避至腔室202外，關閉閘閥149而將腔室202內密閉。其後，藉由使基板載置台212上升，使晶圓200載置在設置於基板載置台212之基板載置面211上，進而藉由使基板載置台212上升，而使晶圓200上升至上述處理空間205內的處理位置(基板處理處)。
將晶圓200搬入至搬送空間203後，在上升至處理空間205內之處理位置時，關閉閥266與閥267。藉此，阻斷搬送空間203與TMP265之間、以及TMP265與排氣管264之間，結束由TMP265所進行之搬送空間203的排氣。另一方面，打開閥277與閥275，使處理空間205與APC276之間連通，同時使APC276與DP278之間連通。APC276係藉由調整排氣管263的傳導度，而控制DP278所進行之處理空間205的排氣流量，將處理空間205維持在既定壓力(例如10-5~10-1Pa的高真空)。
尚且，此步驟中，亦可一邊對腔室202內進行排氣、一邊由惰性氣體供給系統對腔室202內供給作為惰性氣體的N2。亦即，亦可藉由於以TMP265或DP278對腔室202內進行排氣之下，至少打開第三氣體供給系統的閥245d，而對腔室202內供給N2氣體。
又，在將晶圓200載置於基板載置台212上時，係對埋入於基板載置台212內部之加熱器213供給電力，將晶圓200表面控制為既定溫度。晶圓200溫度例如為室溫以上且800℃以下、較佳為室溫以上且700℃以下。此時，加熱器213之溫度係根據由未圖示之溫度感應器所檢測之溫度資訊，藉由控制對加熱器213之通電程度而予以調整。
(成膜步驟S104)
接著，進行薄膜形成步驟S104。以下參照圖7，詳細說明成膜步驟S104。又，成膜步驟S104係重複進行交替供給相異處理氣體之步驟的交替供給處理。
(第一處理氣體供給步驟S202)
在加熱晶圓200並到達所需溫度時，打開閥243d，同時以DCS氣體流量成為既定流量的方式調整質量流量控制器243c。又，DCS氣體之供給流量為例如100sccm以上且800sccm以下。此時，打開第三氣體供給系統之閥245d，由第三氣體供給管245a供給N2氣體。又，亦可由第一惰性氣體供給系統流通N2氣體。又，亦可在此步驟之前，開始由第三氣體供給管245a供給N2氣體。
經由第一分散機構241供給至處理空間205的DCS氣體係被供給至晶圓200上。於晶圓200表面，藉由DCS氣體接觸至晶圓200上而形成作為「含第一元素層」的含矽層。
含矽層係配合例如腔室202內之壓力、DCS氣體之流量、基板載置台212之溫度、通過處理空間205所花費之時間等，而依既定厚度及既定分佈形成。又，於晶圓200上，亦可事先形成既定膜。又，於晶圓200或既定膜亦可事先形成既定圖案。
在開始DCS氣體之供給經過既定時間後，關閉閥243d，停止供給DCS氣體。於上述S202之步驟中，如圖8所示，將閥275及DP278設為打開，控制為藉由APC276使處理空間205之壓力成為既定壓力。於S202中，閥275及DP278以外的排氣系統的閥係設為全部關閉。
(沖洗步驟S204)
接著，由第三氣體供給管245a供給N2氣體，進行噴淋頭240及處理空間205的沖洗。此時亦將閥275及DP278設為打開，控制 為藉由APC276使處理空間205之壓力成為既定壓力。另一方面，閥275及DP278以外的排氣系統的閥設為全部關閉。藉此，於第一處理氣體供給步驟S202中未結合至晶圓200的DCS氣體，係藉由DP278而經由排氣管262由處理空間205被去除。
接著，由第三氣體供給管245a供給N2氣體，進行噴淋頭240之沖洗。此時，壓力檢測部280係設為作動狀態。閥275及DP278設為關閉，另一方面，閥279設為打開。其他之排氣系統之閥仍維持關閉。亦即，在進行噴淋頭240之沖洗時，係阻斷處理空間205與APC276之間，並阻斷APC276與排氣管264之間，停止由APC276進行的壓力控制，另一方面將緩衝空間232與DP278之間連通。藉此，殘留於噴淋頭240(緩衝空間232)內的DCS氣體係經由排氣管263而藉DP278從噴淋頭240被排氣。
在噴淋頭240之沖洗結束時，將DP278及閥275設為打開而使由APC276進行的壓力控制再次開始，同時關閉閥279以阻斷噴淋頭240與排氣管264之間。其他之排氣系統的閥維持關閉。此時，亦繼續由第三氣體供給管245a供給N2氣體，並繼續噴淋頭240及處理空間205的沖洗。又，沖洗步驟S204中，雖然在經由了排氣管262之沖洗的前後進行了經由排氣管263的沖洗，但亦可僅進行經由排氣管262的沖洗。或，亦可同時進行經由排氣管262之沖洗與經由排氣管263之沖洗。
(第二處理氣體供給步驟S206)
在沖洗步驟S204後，打開閥244d，經由噴淋頭240開始對處理空間205內供給氨氣。
此時，以氨氣流量成為既定流量的方式調整質量流量控制器244c。又，氨氣之供給流量為例如100sccm以上且6000sccm以下。又，亦可與氨氣一起由第二惰性氣體供給系統流通作為載體氣體的N2氣體。又，亦可在此步驟中，將第三氣體供給系統之閥245d設為打開，由第三氣體供給管245a供給N2氣體。
經由第一分散機構241供給至腔室202的電漿狀態的氨氣係被供給至晶圓200上。已形成之含矽層被氨氣所改質，藉此於晶圓200上形成例如含矽元素及氮元素的層。
經過既定時間後，關閉閥244d，停止供給含氮氣體。
於S206中，係與上述S202同樣地，將閥275及DP278設為打開，控制為藉由APC276使處理空間205之壓力成為既定壓力。又，閥275及DP278以外的排氣系統的閥係設為全部關閉。
(沖洗步驟S208)
接著，實施與S204相同的沖洗步驟。各部動作係與S204相同，故省略說明。
(判定S210)
控制器280係判定上述1周期是否已實施了既定次數(n clcye)。
在尚未實施既定次數時(S210為No的情況)，重複第一處理氣體供給步驟S202、沖洗步驟S204、第二處理氣體供給步驟S206、沖洗步驟S208的周期。在已實施了既定次數時(S210為Yes的情況)，則結束圖7所示處理。
回到圖6說明，接著實施基板搬出步驟S106。
然而，本案發明人經潛心研究之結果發現，在如本實施形態般對2個腔室202a(1)、202a(2)個別地將二種氣體交替地進行供給、排氣的情況，如圖8所記載般，「配管343之氣體A體積」與「配管343之氣體B體積」部分重疊。亦即，發現有於排氣配管343中二種氣體(氣體A、氣體B)混合的情形。
其原因之一在於，為了提高晶圓200之處理速度而儘可能快速地進行氣體交換。為了實現此情況，在沖洗氣體A的步驟中，為了將腔室202(例如腔室202c(1)、腔室202c(2))內之氣體A去除，而持續供給既定時間之沖洗氣體。經過既定時間後，停止沖洗氣體的供給。於此所謂既定時間，係指由腔室202c(1)之處理空間205、與腔室202c(2)之處理空間205去除氣體A的時間。經過既定時間後，為了提高處理速度，立刻開始供給氣體B。
然而，在此種處理之期間，排氣管343成為下述狀況。排氣管343係在經過既定時間後由於停止沖洗氣體的供給，故在經過既定時間後沖洗氣體無法完全迫淨排氣管341內的殘留氣體。其理由在於「氣體排氣管341、氣體排氣管342、氣體排氣管343之容積的和」大於「腔室202c(1)之處理空間205之容積與腔室202c(2)之處理空間205之容積的和」。從而，即使停止沖洗氣體之供給而由各處理空間205去除了氣體A，於氣體排氣管341、氣體排氣管342、氣體排氣管343中仍殘留氣體。尤其在氣體排氣管之下游側的排氣管343，如圖8記載般其殘留顯著。在氣體B方面亦相同。
從而，殘留氣體(例如氣體A)與接著供給之氣體(例如氣體B)於排氣管343內混合。
如此混合了複數種氣體的情況，有於排氣管內發生以鹽為主成分之副產物(例如氯化氨)的情形，其將附著於排氣配管。
附著之副產物係剝落而逆流至腔室內、或使排氣管內徑變窄，而對基板處理造成不良影響。因此，必須將排氣管加熱至副產物於蒸氣壓下成為氣體的溫度，以使副產物不附著。
然而，在如本實施形態般之叢集裝置、且追求COO(Cost Of ownership，使用成本)的情況，由於氣體盒340或電氣設備系統盒350集合約束，故捲繞於排氣配管343之加熱器347對電氣設備系統盒350造成熱影響(參照圖5)。因此本實施形態中，如圖3所示，對連接於腔室202c(1)之排氣管341、與連接於腔室202c(2)之排氣管342整合，由一個熱減低構造包圍。藉由整合包圍，即使在如本實施形態般具有複數個腔室的模組的下方，相較於對個別排氣管設置熱減低構造，可更精簡地設置熱減低構造。從而，不需增加基板處理裝置100的設置面積。
再者，發明人經潛心研究之結果發現，在如本實施形態般分別對2個腔室202a(1)、202a(2)將二種氣體交替進行供給、排氣的情況，如圖8記載般，「配管354之氣體A排氣體積」與「配管354之氣體B排氣體積」部分重疊。於此，發現其較「配管343之氣體A體積」與「配管343之氣體B體積」重疊更長時間。
其原因之一在於，在屬於泵344下游之排氣管354的下游側未連接泵的構造。由於在排氣管354下游未連接泵，故難以積極排出排氣管354之環境氣體。從而，於泵344之下游，成為較上游更容易滯留氣體的條件。其結果，如圖8記載般，「配管354之氣體A排氣體積」與「配管354之氣體B排氣體積」的重疊區 域變多。
再者，由於如上述般未連接泵，故配管354之壓力變得較配管343之壓力高。從而，經由泵344由配管343流至配管345的氣體即使例如可維持溫度，由蒸氣壓曲線的關係而言則變化為液體或固體。
從而，於配管354中，殘留氣體(例如氣體A)、與接著供給之氣體(例如氣體B)於排氣管343內混合的現象，不但較排氣管343更加顯著，壓力亦變高，故有較排氣管343發生更多副產物之虞。
因此，本實施形態中，在排氣管345內之壓力為蒸氣壓的情況，控制加熱器358以將排氣管345之溫度維持在原料氣體成為氣體的溫度。藉由以加熱器358如此進行加熱，可抑制排氣管345內之副產物發生。
再者，藉由將排氣管345之加熱溫度設為高於排氣管343之加熱溫度，可在泵前後將氣體無滯留地進行排氣。又，如圖9記載般，於排氣管345外周係設置第三熱減低構造356。如此，藉由將至少二根以上之配管354a~d整合，由一個熱減低構造進行斷熱，可精簡地形成基板處理裝置100。
(基板搬出步驟S106)
於基板搬出步驟S106，使基板載置台212下降，於由基板載置台212表面所突出之頂銷207上支撐晶圓200。藉此，晶圓200由處理位置成為搬送位置。此期間，臂180係移行為冷卻模式而被冷卻。其後，打開閘閥149，使用臂180將晶圓200搬出至腔室202 外。此時，關閉閥245d，使由第三氣體供給系統對腔室202內之惰性氣體的供給停止。
接著，在晶圓200移動至搬送位置時，關閉閥275，將處理空間205與排氣管264之間阻斷。另一方面，打開閥266與閥267，藉由TMP265(及DP278)對搬送空間203之環境氣體進行排氣，將腔室202維持為高真空(超高真空)狀態(例如10-5Pa以下)，使其與同樣被維持為高真空(超高真空)狀態(例如10-6Pa以下)之移載室間之壓力差減低。
晶圓200搬出後，可接著對待機之晶圓200進行步驟S102、S104、S106。
以上，作為本發明的各種典型實施形態而針對成膜技術進行了說明，但本發明並不限定於此等實施形態。例如，亦可應用於進行上述例示之薄膜以外的成膜處理、或擴散處理、氧化處理、氮化處理、微影處理等之其他基板處理的情形。又，本發明除了退火處理裝置之外，亦可應用於薄膜形成裝置、蝕刻裝置、氧化處理裝置、氮化處理裝置、塗佈裝置、加熱裝置等其他基板處理裝置。又，亦可將某實施形態之部分構成置換為其他實施形態之構成，或於某實施形態之構成中加入其他實施形態之構成。又，亦可針對各實施形態之部分構成進行其他構成的追加、刪除、置換。
又，上述實施例中，以DCS作為含第一元素氣體為例而進行了說明，並以Si作為第一元素為例而進行了說明，但並不限定於此。例如作為第一元素，亦可為Ti或Zr、Hf等各種元素。又，以NH3作為含第二元素氣體為例而進行了說明，並以N作為第二元素為例而進行了說明，但並不限定於此。例如作為第二元 素，亦可為O等。
110‧‧‧IO台
111‧‧‧匣盒
112‧‧‧蓋
120‧‧‧大氣搬送室
121‧‧‧匣盒開具
122‧‧‧大氣搬送機器人
123‧‧‧升降機
124‧‧‧線性致動器
125‧‧‧清淨單元
127‧‧‧框體
128‧‧‧基板搬入搬出口
129‧‧‧基板搬入搬出口
130‧‧‧載入閘室
131‧‧‧框體
132‧‧‧基板搬入搬出口
133‧‧‧閘閥
134‧‧‧閘閥
135‧‧‧載置面
140‧‧‧真空搬送室
141‧‧‧框體
142‧‧‧基板搬入搬出口
144‧‧‧凸緣
145a‧‧‧支撐軸
145b‧‧‧作動部
145c‧‧‧升降機構
145d‧‧‧旋轉機構
145e‧‧‧指示部
146‧‧‧第一熱減低構造
148c(1)‧‧‧基板搬入搬出口
149c(1)‧‧‧閘閥
170‧‧‧機器人
180‧‧‧臂
190‧‧‧臂
200‧‧‧晶圓
201c‧‧‧處理模組
202c(1)‧‧‧腔室
340‧‧‧氣體盒
343‧‧‧第一排氣管(合流管、配管)
344‧‧‧泵
345‧‧‧除害裝置
347‧‧‧加熱器
353‧‧‧質量流量控制器
354‧‧‧第二排氣管
355‧‧‧第三排氣管
356‧‧‧第三熱減低構造
357‧‧‧排氣控制部
358‧‧‧加熱器
400‧‧‧建物地板
401‧‧‧維修區

Claims (19)

  1. 一種基板處理裝置，係具有：腔室，係於內側對基板進行處理；氣體供給部，係對上述腔室交替供給第一氣體與第二氣體；第一排氣配管，係將上述第一氣體與上述第二氣體進行排氣；加熱器，係設於上述第一排氣配管，將上述第一排氣配管加熱至較上述第一氣體之原料於蒸氣壓下成為氣體之溫度更高的溫度；處理模組，係鄰接設置有複數之上述腔室；電器設備系統，係配置成與收容上述第一排氣配管之一部分的氣體盒相鄰接，並設置於各個上述腔室；及熱減低構造，係設置成包圍在相鄰之上述腔室所設置之複數上述第一排氣配管，減低由上述加熱器對上述電器設備系統的熱影響。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中，於上述排氣管之泵設置在下游連接除害裝置的第二排氣管，於上述第二排氣管設置可設定為較上述第一排氣管更高溫度的加熱器。
  3. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述第一排氣管之一部分為肘形狀，上述熱減低構造係構成為至少包圍上述肘形狀。
  4. 如請求項2之基板處理裝置，其中，上述第一排氣管之一部分為肘形狀，上述熱減低構造係構成為至少包圍上述肘形狀。
  5. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述基板處理裝置係具有真空搬送室與複數之上述處理模組；上述複數之處理模組係將上述真空搬送室放射狀地配置於中心。
  6. 如請求項4之基板處理裝置，其中，上述基板處理裝置係具有真空搬送室與複數之上述處理模組； 上述複數之處理模組係將上述真空搬送室放射狀地配置於中心。
  7. 如請求項5之基板處理裝置，其中，於上述真空搬送室之內部中央配置真空搬送機器人，並且於上述真空搬送室之外部設置上述真空搬送機器人的軸，於上述軸之周圍設置熱減低構造。
  8. 如請求項6之基板處理裝置，其中，於上述真空搬送室之內部中央配置真空搬送機器人，並且於上述真空搬送室之外部設置上述真空搬送機器人的軸，於上述軸之周圍設置熱減低構造。
  9. 如請求項7之基板處理裝置，其中，上述熱減低構造為圓柱狀。
  10. 如請求項8之基板處理裝置，其中，上述熱減低構造為圓柱狀。
  11. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述熱減低構造具有構成真空空間的空室，於上述空室設置控制環境氣體的環境氣體控制部。
  12. 如請求項4之基板處理裝置，其中，上述熱減低構造具有構成真空空間的空室，於上述空室設置控制環境氣體的環境氣體控制部。
  13. 如請求項7之基板處理裝置，其中，上述熱減低構造具有構成真空空間的空室，於上述空室設置控制環境氣體的環境氣體控制部。
  14. 如請求項11之基板處理裝置，其中，於上述環境氣體控制部設置第三排氣管，上述第一排氣管與上述第三排氣管係於下游側連接至排氣泵。
  15. 如請求項12之基板處理裝置，其中，於上述環境氣體控制部設置第三排氣管，上述第一排氣管與上述第三排氣管係於下游側連接至排氣泵。
  16. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述第一氣體係具有鹵化物之原料氣體，上述第二氣體係與上述鹵氣體反應的反應氣體。
  17. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述第一排氣管係構成為一 端連接於上述腔室、另一端連接於排氣控制部，上述一端與上述另一端之間的主部係配置於上述處理腔室之下方。
  18. 一種半導體裝置之製造方法，係於具有：腔室，其於內側對基板進行處理；氣體供給部，其對上述腔室交替供給第一氣體與第二氣體；第一排氣配管，其將上述第一氣體與上述第二氣體進行排氣；處理模組，其鄰接設置有複數之上述腔室；電器設備系統，其配置成與收容上述第一排氣配管之一部分的氣體盒相鄰接，並設置於各個上述腔室；及熱減低構造，其設置成包圍在相鄰之上述腔室所設置之複數上述第一排氣配管，減低由上述加熱器對上述電器設備系統的熱影響；的基板處理裝置中，具有下述步驟：將基板搬入至上述各腔室的步驟；與對上述各腔室，將上述第一氣體與第二氣體交替供給，並且依將上述第一排氣管加熱至較上述第一氣體之原料於蒸氣壓下成為氣體之溫度更高的溫度的狀態，對上述第一氣體或上述第二氣體進行排氣的步驟。
  19. 一種記錄媒體，係可讀取程式者，該程式係於具有：腔室，其於內側對基板進行處理；氣體供給部，其對上述腔室交替供給第一氣體與第二氣體；第一排氣配管，其將上述第一氣體與上述第二氣體進行排氣；處理模組，其鄰接設置有複數之上述腔室；電器設備系統，其配置成與收容上述第一排氣配管之一部分的氣體盒相鄰接，並設置於各個上述腔室；及熱減低構造，其設置成包圍在相鄰之上述腔室所設置之複數上述第一排氣配管，減低由上述加熱器對上述電器設備系統的熱影響；的基板處理裝置中，使電腦實行下述程序：將基板搬入至上述各腔室的程序；及 對上述各腔室，將上述第一氣體與上述第二氣體交替供給，並且依將上述第一排氣管加熱至較上述第一氣體之原料於蒸氣壓下成為氣體之溫度更高的溫度的狀態，對上述第一氣體或上述第二氣體進行排氣的程序。
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