TW308710B - - Google Patents
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Description
Α7 30δ7ϊ〇 Β7 五、發明説明(1 ) •〔技術領域〕 本發明係關於一種 CVD (Chemical Vapor Deposition) , 擴散等的加熱被處理基板的 同時使用處理氣體之 半導體處理方法及其裝置。在此,所相半導體處理係在半 導體晶圓或L C D基板等之被處理基板上製造半導體裝置 所實施的各種處理之意思。 〔背景之技術〕 爲了在半導體晶圓或L C D基板等之被處理基板上製 造半導體裝置,CVD等之堆稹成膜或熱氧化等之擴散成 膜被利用。在這些半導體處理中,被處理基板在被加熱之 狀態下供應處理氣體,實行所定之處理》 例如,在一枚一枚地處理半導體晶圓的以往之CVD 裝置係在配設於處理室內的載置台內內藏有陶瓷加熱器等 之發熱體。又,對於載置台因須上下地.移動晶圓,而多數 之提昇銷內藏在載置台。又,在載置台上方配設有供應處 理氣體所用的蓮蓬頭。 從移送臂交至提昇之晶園,係藉由提昇銷之下降而被 載置在載置台上。然後,晶圓在載置台上藉由發熱體被加 熱成所定之處理溫度。在該狀態下,一面排氣處理室一面 供應處理氣體,而在晶圓上堆稹形成有薄膜。 然而,在上述之後裝置中,在載置台之載置面,產生 對應於發熱體之陶瓷加熱器之發熱電阻線配線圇案的溫度 分布。因此,在晶圓也轉印載置面之溫度分布圖案,而在 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) --丨^__^----裝------託丨_---^--線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -4 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 __B7 _ 五、發明説明(2 ) 溫度產生偏差。結果,降低所形成的薄膜之膜厚或膜質而 面內均勻性8 又,在上述之以往裝置中,從晶圓之外周緣部薄膜連 繞地形成於載置台之表面。因此,形成薄膜之後,當從載 置台向上方抬高晶圓時,則在晶圆以與載置台之間,薄膜 被剝離,而產生粒子。 一方面,在日本專利公報實開平5 — 3 3 5 3 5號, 多數銷豎設在晶圓保持體上,而在銷之上方載置晶片之狀 態下形成薄膜的C VD裝置。在該裝置,因間接性地實行 晶圓之加熱,因此,導致降低處理效率或降低處理能量之 利用效率。 〔發明之揭示〕 因此,本發明係在加熱處理基板的同時使用處理氣犛 之半導體處理方法及其裝置中,其目的係在於一面抑制處 理效率之降低或處理能量之利用效率之降低,一面提高對 於被處理基板之處理的面內均勻性。 依照本發明之第1觀點提供一種半導體處理方法,具 備 在處理室內裝載被處理基板,並在載置台之載置面上 載置上述被處理基板的裝載工程,及上述載置面係藉由發 熱構件被加熱,及 在將上述被處理基板之背面接觸於上述載置面之狀態 下,經由上述載置面而將上述被處理基板實質上加熱至處 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ------7----餐------,·-ιτI-^-----#--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 - A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印取 308710 B7 五、發明説明(3 ) 理溫度爲止的接觸加熱工程,及 上述接觸加熱工程之後,上述被處理基板之上述背面 與上述載置面經由第1間隙成爲相對向之非接觸狀態,以 平行狀態相對地拉開上述被處理基板與上述載置面的分離 工程,及上述分離工程中,將上述被處理基板之實質上整 體上述背面曝晒在來自上述載置面之輻射熱俾加熱上述被 處理基板,及 在上述非接觸狀態下藉將上述被處理基板之實質上整 體上述背面曝晒在來自上述載置面之輻射熱俾加熱上述被 處理基板,將上述被處理基板實質上維持在上述處理溫度 的非接觸加熱工程,及 一面資行非接觸加熱工程一面將處理氣體供應於上述 處理室內,並在上述被處理基板實行使用上述處理氣體之 主處理的主處理工程, _ 依照本發明之第1觀點提供一種半導體處理裝置,具 備 (a )收容被處理基板所用的處理室,及 (b )配設於上述處理室內的載置台及上述載置台係 具有載置上述被處理基板同時加熱所用的載置面,及 (c )加熱上述載置面的加熱構件,及 (d )從上述被處理基板之背面與上述載置面相接觸 之狀態,成爲上述被處理基板之上述背面與上述載置面經 由第1間隙相對向之非接觸狀態,在曝露上述被處理基板 之實質上整體上述背面之狀態下,以平行狀態相對地拉開 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) I! Γ 參 II^1T# ί !| (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 - 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明(4 ) 上述處理基板與上述載置面的分離手段,及 (e)將處理氣體供應於上述處理室所用的氣體供應 手段,及 (f )控制上述發熱構件,上述分離手段及上述氣體 供應手段所用的控制手段,及上述控制手段係設成實行上 述第1觀點的半導體處理方法者。 依照本發明,可緩和對於被處理基板之載置台側之溫 度分布之影響,實行面內均勻性高之處理。又,例如在實 行聚矽等之成膜處理時,也可在被處理基板之背面側形成 薄膜。 〔實施發明所用的最佳形態〕 第1圖圖示之本發明之實施例的CVD裝置,係構成 一枚一枚地處理半導體晶圓。該裝置係具有收容被處理棊 板所用之氣密構造的處理室2,在處理室2之底面連接有 真空泵2 4所配設的排氣管2 3。真空泵2 4係藉內控制 部1 0被控制。在控制部1 0之控制下,處理室2內係藉 由真空泵24,可設成例如約lOTo r r的所定之真空 氣氛環境。 在處理室2之底面中央部,配設有內藏發熱體之例如 圓柱狀載置台3。載置台3之上面係成爲載置晶圓W同時 加熱所用的平坦載置面3 a。例如載置面3係構成如第2 圖圖示之圖案的發熱電阻線31係爲內藏於陶瓷體中的陶 瓷加熱器。陶瓷體係由絕緣性且不透明之材料的中實層所 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) ---------參——-----——II^-----乎 . Λ · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 S0S710 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(5 ) 構成,而在該層內埋入有發熱電阻線3 1。 發熱電阻線31係連接於配設在處理室2外的電源 32。電源32係藉由控制部1 〇所控制。控制部1 0之 控制下,載置面3 a係藉由發熱電阻線3 1可加熱成任意 之溫度。 在載置台3內藏有具有至少三支垂直提昇銷41 , 42,43的第1支持手段4,及具有至少三支垂直提昇 銷5 1 ,52,53的第2支持手段》第1及第2支持手 段4,5係如第3圚圖示,在周方向六等分載置台3之載 置面3 a之位置,配設成隔著一個地配置有相同群之銷。 晶圓W係在提昇銷41 ,42,43或提昇銷51 ,52 ,5 3之頂部上以三點支持其背面之狀態下成爲可載置。 第1支持手段4之提昇41 ,42,43係藉由對應 之氣缸4 a同步地被驅動,而在從載置面3 a突出之狀態 與迴避於載置面3 a下之狀態之間成爲垂直地上下移動之 狀態。又,第2支持手段5之提昇51 ,52,53係藉 由對應之氣缸5 a同步地被驅動,而在從載置面3 a突出 之狀態與迴避於載置面3 a下之狀態之間成爲可垂直地上 下移動之狀態。第1及第2支持手段4 * 5之氣缸4a , 5 a係藉由控制部1 〇所控制。 驅動這些提昇銷時,以提昇銷41 ,42,43之頂 所規定的平面,或以提昇銷51 ,52,53之頂部所規 定的平面均設成與載置台3之載置面3 a經常地維持平行 狀態。亦即,晶圃W係藉由第1及第2支持手段4 ,5 — 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS > A4現格(210 X 297公釐) ~ ~ 8 - I - I , - - —1! rlt.l ί - ί ! I —an I ml — ----- -« « · , (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作社印袋 A7 _____B7 五、發明説明(6 ) 面與載置面3 a維持平行之狀態一面上下地移動。 第1及第2支持手段4,5係設成突出時之前端部的 位置不相同。第1支持手段4係在突出狀態中,將晶圓W 支持在非接觸加熱所用的處理位置。而第2支持手段5係 在突出狀中,將晶圓W支持在與以下述之移送臂之間實行 交接交接所用的移載位置。例如,移載位置係晶圓W之背 面從載置面3 a浮上4mm〜1 〇mm之位置,較理想是 4mm〜5mm浮上之位置,處理位置係晶圓W之背面從 載置3 a浮上5mm以下之位置,較理想是〇 . 5mm〜 2mm浮上之位置。 如第4圖所示,在第1支持手段4之提昇銷41, 4 2,4 3的前端內部,配設有熱電偶4 5等之溫度測定 手段的端子,在提昇銷4 1 ,4 2,4 3上載置有晶圓W 之狀態下,晶圓W之溫度係經由熱電偶4 5藉控制部IX) 被監控。 爲了將處理氣體供應於處理室2內,在處理室2連接 有氣體供應手段6。氣體供應手段6係與載置台3相對向 地’具有配設於處理室2之上部的蓮蓬頭6 0。在與載置 面3 a平行的蓮蓬頭6 〇之下面,開口有多數之氣體噴射 孔6 1。氣體噴射孔6 1係配成相對向在晶圓W之所有全 面。 在蓮蓬頭6 0經由氣體供應管6 2,6 3連接有不同 氣體,例如S i H4氣體及PH3氣體的氣體源6 4,6 5 。來自氣體供應管6 2,6 3之氣體係由氣體噴射孔6 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇χ297公釐) ---------抑衣------11------0 '. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(7 ) 之不同孔噴出。在氣體供應管6 2,6 3上分別配設有調 整流童所用的流量控制器64a ,65a及閥64b, 65b。流量控制器64a ,65a係藉內控制部10加 以控制。 鄰接於處理室2配設有一對移入及移出側負載鎖定室 (在圖中,僅表示移入負載鎖定室)。兩處理室2與負載 鎖定室之間的晶圓通路,係藉由閘閥2 1 ’ 22氣密地開 閉》在移入側負載鎖定室7內,配設有用以移送晶圓W所 用的移送臂7 1 ,在移出側負載鎖定室內也同樣地配設有 移送臂73 (參照第6E圖)· 以下,使用如第1圖所示之裝置並參照第6A〜6 E 圖說明在控制部1 0之控制下的半導體處理方法。在此, 對於整體以S i 02膜所覆蓋之S i晶圖,將S i H4氣體 及?113氣體使用作爲處理氣體(成膜氣體),例示形成 磷被摻雜的聚矽膜的成膜方法。 首先,如第6A圖所示,藉由移送臂7 1將晶圓W從 負載鎖定室7移入至處理室2內。之後,在移載位置,將 晶圓W從移送臂7 1交給第2支持手段5上。亦即,此時 ,第2支持手段5之提昇銷5 1 ,5 2,5 3係位在從載 置面3 a突出之狀態。 然後,如第6 B圖所示,將移送臂7 1迴避至負載鎖 定室7,藉閉鎖負載鎖定室7側之閘閥2 1而將處理室2 內成爲氣密狀態。又,與該閉鎖之同時,下降第2支持手 段5 ,如第6 C圖所示,將晶圖W載置於載置台3之之載 本紙張尺度適用中國國家橾隼(CNS ) A4規格(210X29";公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂--1----線 -10 - A7 308710 B7 五、發明説明(8 ) 置面3 a上。從負載鎖定室7至載置面3 a上爲止的晶圓 W之移送,係例如以約1 5秒鐘實行。 在晶圓W之背面面接觸於載置台3上之載置面3 a的 如第6 C圖所示之狀態下,藉由來自經由載置面3 a的發 熱電阻線3 1的熱傳導,實質上將晶圓W加熱至例如約 6 4 0°C之處理溫度爲止*藉由該接觸加熱,從室溫至約 640 °C爲止之加熱,係例如可在約60秒鐘 實行。又 在藉由接觸加熱實質上加熱至處理溫度爲止之工程,係加 熱至處理溫度或超過該溫度數°〇:較理想。但是’藉由接觸 加熱實質上加至處理溫度爲止之概念,也包括加熱成比處 理溫度比數°(:之溫度之情形。 之後,如第6 D圖所示,以平行狀態相對地拉開晶圓 W與載置面3 a »具體而言,從載置面3 a突出第1支持 手段4之提昇銷41 ,42,43 ,將晶圓W從載置面/ 3 a抬高至處理位置。在處理位置,晶圓W之背面與載置 面3 a係成爲經由約0. 5mm〜2mm之間隙相對向之 非接觸狀態。 在藉由第1支持手段4抬高晶圓W之期間及將晶圓W 配置在處理位置之狀態中,晶圓W之背面與載置面3 a係 維持在平行狀態。又,因提昇銷41 ,42,43係僅以
三點接觸在晶_W之背面,因此在抬高晶圓W之期間及將 晶圓W配置在處理位置之狀態中,將晶圓W之實質上整體 背面曝晒在來自載置面3 a之輻射熱而可非接觸加熱晶圓 W »由此,可將晶圓W實質上加熱維持在例如約6 4 0 °C 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21 OX 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 « n^i (m I- S-- a 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印裝 -11 - 經濟部中央棣準局員工消費合作杜印製 A7 ____B7 五、發明説明(9 ) 之處理溫度。 又,由於處理溫度上之晶圓W與載置面3 a之距離係 較小,因此,而使未改變發熱電阻線3i之發熱量來調節 載置面3 a之溫度,也可將非接觸加熱之晶圓w的溫度實 質上維持在處理溫度》但是,若有接觸加熱時與非接觸加 熱時之晶圆W的溫度差過火時,也可調節載置面3 a之溫 度。此時,在第1圖所示之裝置|係在第1支持手段4的 銷4 1 ,4 2,4 3之前端部內配設有溫度測定端子4 5 ,因此經由該端子,一面藉由控制部10監控晶圖W之溫 度一面可回绩控制發熱電阻線31之發熱量。 一面將依來自載置面3 a之輻射熱之非接觸加熱的處 理位置的晶圓W加熱維持在約6 4 0°C,如第6 D圖所示 ,一面實行CVD成膜。亦即,分別將S iH4氣體及 P Η 3氣體經由氣體供應手段6導入至處理室2內,在晶 圓W上形成磷摻雜聚矽膜。此時,S i Η4氣體及ΡΗ3 氣體係分別例如以200cc ·分及l〇cc/分之流量 供應。對於處理室2內之處理氣體的導入,係與晶圓W之 背面從載置面3 a遠離之同時地實行,或是與將晶圓配置 於處理位置之同時地開始。一面流動處理氣體一面實行晶 圓W上的CVD成膜係例如可作爲1 2 0秒鐘。 又,處理氣體之導入係一面藉由排氣泵2 4排氣處理 室2內一面實行 > 成膜中,將處理室2內維持在例如1 0 To r r之壓力。依排氣泵24之處理室2內的真空排氣 係如第6 B圖,迴避移送臂7 1而剛從閉鎖閘閥2 1之後 本紙伕尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) . ----裝------訂------^線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 12 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 A7 ___B7_ 五、發明説明(10 ) 即可開始· 成膜後,停止供應處理氣體之同時,將氮氣等之惰性 氣體導入至處理室2內。以惰性氣體置換處理室2內爲止 ,晶圖W係藉第1支持手段4支持在處理位置。依該惰性 氣體的清洗工程係在約6 0秒鐘可實行。 然後,如第6 E圇所示,上昇第2支持手段5,以第 2支持手段5接受第1支持手段4上之晶圓W,再抬高至 移載位置。將晶圓W交至第2支持手段5之後,將第1支 持手段4迴避至載置面3 a下。 然後,以移出側之移送臂7 3接受移載位置之晶圓W 。之後,藉由移送臂7 3將晶圓W從處理室2移出至移出 側負載鎖定室。 在上述之半導體處理方法中,將晶圓W移入至處理室 2內之後,加熱至處理溫度爲止之工程,係將晶圓W之背 面藉由面接觸於載置面3 a之接觸加熱實行。因此晶圓W 係藉由來自載置面3 a之熱傅導而被加熱,以快速速度昇 溫至處理溫度。若未將晶圓W接觸於載置台3而加熱時, 則昇溫速度變慢。依照實驗,例如將晶圓W加熱至約 6 4 0°C時,以在載置面3 a上加熱晶圓W者,比在處理 位置加熱者判明約快3 0秒鐘。 又,晶圓W係在比載置面3 a稍浮起之處理位置受到 成膜處理。處理位置係比第2支持手段5與移送臂7 1之 間交接晶圓W所用的移載位置較低。在成膜時,處理位置 之晶圓W係以藉由來自載置面3 a之輻射熱以非接觸狀態 本紙伕尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ^ϋ_ —^1 ^^1. n -ϋ '—ίί . -I - -ii I -- 1. - ϋ^ί - In ----- - I I; . I ^^^1 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 3〇87i〇 at Β7 五、發明説明(11 ) 被加熱。因此,在接觸加熱時被轉印至晶圓W,起因於發 熱電阻線3 1之形狀的載置面3 a之溫度的面內不均勻性 ,係藉由非接觸加熱被解決。因此,與在載置面3 a接觸 於晶圓W之背面實行成膜時相比較,晶圓之面內溫度均勻 性變高。亦即,由此所形成之膜的膜厚係可得到高面內均 勻性。 又,從載置台3浮起晶圓W而實行成膜時,則不會形 成有連續之薄膜在所有晶圓W之外周緣部與載置台3上面 。因此,在藉由第2支持手段從載置台3抬高晶圓W時, 藉由上述連續之薄膜被剝離而可防止產生粒子。 從載置台3浮起晶圓W而實行處理時,則處理氣體係 從晶圓W之外周緣部轉入背面側。因此,不但晶圓W之上 面側或外周緣部,甚至於背面側也成膜有聚矽。在晶圓W 之背面側雖比其周緣部,膜厚雖較薄,惟在其中央部也形 成有某種程度厚度的聚矽膜。亦即,如第5圖所示,在晶 圓W之S i 02膜全面上形成有聚矽膜,成爲以聚矽膜覆 蓋整體晶圚W之表面之狀態》 如上所述,在晶圓W之背面側以所定厚度形成有聚矽 膜時,則可得到除氣效果。 又,在聚矽膜上再附加其他膜時,一般係在成膜前藉 由H F溶液實行洗淨,則可實行除去自然氧化膜。如此, 在下一工程實行依H F溶液之洗淨處理時,若聚矽膜具有 某種程度之厚度,則晶圓W之背面側之聚矽膜不會被H F 溶液侵蝕而破裂之情事。因此•在以聚矽膜保護之狀態下 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) I 裝 訂 線 *. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 14 - 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(12 ) 藉由H F溶液可除去自然氧化膜。 對此,藉由以往之接觸加熱型之一枚CVD裝置而在 S i 02膜上形成聚矽膜時,下一工程之H F洗淨變成因 難。亦即,在晶圓W之背面側,係成爲藉由從載置台與晶 圓W之間隙進入之成膜氣體施行成膜,惟從上述間隙所進 入之成膜氣體之量極少。因此,在整體晶圓W之背面側難 形成聚矽膜,又,即使形成,在晶圓W之背面側的中央部 之聚矽膜的膜厚係成爲極薄者* 亦即,依以往之接觸加熱型之一枚CVD裝置形成聚 矽膜時,則背面之聚矽膜藉由H F溶液被破損而接觸於內 部之S i 02膜。因S i 02膜下耐於HF溶液,因此 S i 02膜破裂,而從該破裂之間隙進入HF溶液。如此 ,H F溶液沿著S i 0 2膜與S i之間轉入至表面側,由 此,S i 02膜從S i被剝離。結果,產生S i 02膜與聚 矽膜一起從所有背面側至上面側被被剝離之問題。 在本發明之半導體處理裝置中,晶圓W之處理位置係 將晶圓W之背面從載置面3 a稍浮起間隙分量的位置。該 間隙之厚度爲5mm以下,較理想爲0. 5mm〜2mm 。若間隙比上述範圍小時,則有從晶圓W之所有外周緣部 至載置面3 a形成薄膜之虞。相反地,間隙比上述範圍大 時,則接觸加熱時與非接觸加熱時之溫度變大,則不但難 控制晶圓W之溫度,而且在發熱電阻線3 1之發熱能上產 生浪费。 第7 A至7 E圖係表示將使用本發明之其他形態的半 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -----------裳·----II 1 ^-------—線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j -15 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7_五、發明説明(13〉 導體處理裝置之成膜方法依工程順序的剖面圖。該實施形 態之裝置係未具有第2支持手段5,而第1支持手段4具 有兩階段之突出狀態在移載位置及處理位置支持晶圓W之 處與第1圖圇示之裝置不相同。第1支持手段4之兩階段 之突出狀態,係藉由控制構件1 0控制氣缸4 a可得到。 又此時,將第1支持手段4之驅動源可作爲球形螺旋機構 來代替氣缸4 a。該實施形態之成膜方法,係除了第1支 持手段4也兼具第2支持手段5之功能以外*與第6 A〜 6 E圖圖示之方法相同。因此,參照第7A〜7 E圖簡述 該成膜方法。 首先,如第7 A圖所示,在移載位置上從移送臂7 1 將晶圓W交至第1支持手段4。 之後,如第7 B圖所示,下降第1支持手段4,如第 7 C圖所示,將晶圚W載置在載置台3之載置面3 a上/ 然後,將晶圓W經由載置面3 a藉接觸加熱俾加熱至 處理溫度。 之後,上昇第1支持手段4,將晶圓W抬髙至處理位 置。在該位置,如第6 D圖所示,一面藉由來自載置面 3 a之輻射熱非接觸加熱晶圓W—面流動處理氣體,實行 成膜》 然後,在處理室2內流入氮氣等惰性氣體,置換處理 室2內。該清洗工程中,晶圓W係保持在處理位置。 之後,再上昇第1支持手段4,將晶圓W再抬高至移 載位置。如第7 E圖所示,以移送臂7 3交接,移出至處 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂 • — '—CR.D · λ^· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X297公釐) 16 - 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _____B7 五、發明説明(14 ) 理室2外。 依照如上所述之成膜方法,可得到與第6 A〜6丑圖 所示之方法同樣之效果。又,因省略第2支持手段5 ,故 裝置構造成爲簡單。 第8圖係表示本發明之另一實施形態的半導體處理裝 置之要部的斜視圖。 該實施形態係與第7A〜7E之實施例同樣,一支持 手段8形成具有兩階段之突出狀態之構造,將晶圓W支持 在移載位置及處理位置。支持手段8係具有藉昇降機構 8 2施以昇降驅動之環8 1。在環8 1之內側水平地伸出 延設有例如3支梁8 3,在其前端垂直地豎設銷8 4。 在載置台3之載置面3 a對應於粱8 3形成有溝8 5 。當環8 1下降,使梁83進入溝85內時,銷84之前 端部從載置面3 a突出之狀態係成爲兩階段,分別對應於 在移載位置及處理位置支持晶圖W之狀態》 以下,說明使用第1圖之裝置所實行之實驗。在實驗 中,對於將成膜處理從載置面3 a浮起晶圓W實行時及將 晶圓載置在載置面3 a實行時,比較晶圓W之背面側之聚 矽膜的膜厚。在成膜處理中,將處理室內維持在1 〇 〇 0 P a之壓力,將S i H4,PH3,N2,BH2氣體分別以 400cc /分,32cc /分,568cc /分’ 500c c /分之流童導入,並將晶圓W加熱成640 °C 。在這種條件下,在晶圓W之上面形成厚度1 1 1 nm之 磷雜聚矽膜。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公嫠) --_>.---·—-------裝-------訂--,----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 308710 at B7 五、發明説明(15 ) 成膜處理後,如第9 A,B圖所示,對於晶圓W之背 面側之周緣部側之位置A中與中央部之位置B測定聚矽膜 之膜厚。結果,在位置A爲78 nm,而在位置B爲1 7 nm。又,載置第9B圖之晶圚時,位置A爲7〇nm, 在位置B爲6 8 nm。又,對於第9 A圖之浮起晶圓W時 的晶圓W以〇. 5%HF溶液實行洗淨處理。結果,不會 剝離聚矽膜下可實行洗淨處理。 如上所述,本發明係成爲可適用在藉由處理氣體之熱 分解所提供之材料堆積在被處理基板上所形成之薄膜的各 種CVD處理,例如CVD處理之其他例子係有使用 S i H2C 1 2與NH3形成S i 3N4膜的處理》 本發明係可適用於將藉由處理氣體之熱分解所提供之 材料擴散至被處理基板之表面層內,或藉由擴散材料與表 面層之材料的反應形成成膜的擴散處理。例如,將氧氣熱 擴散至S i晶圓而以S i 02膜覆蓋S i晶圓之全面的氧 化處理係其一例子。因氧化處理係傳達至晶圓之表面溫度 ,因此藉由提髙晶圓之面內溫度均勻性,能提高氧化膜之 面內均勻性。 實行氧化處理時,除了從氣體供應手段6作爲處理氣 體供應氧氣或水蒸汽以外,係與第6 A〜6 E圖或第7 A 〜7 E圖所示之工程相同之工程可實行處理。又,氧化處 理之晶圓的溫度,係,一般在乾氧化時設定在1 0 〇 〇°C 至1 1 0 0°C,而在濕氧化時一般設定在9 0 0°C〜 1 0 0 0。(:。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) ---------批衣------11------^ Λ . ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -18 - 經 濟 部 t 央 樣 準 員 工 消 费 合 作 社 印 % A7 B7 五、發明説明(16 ) 1 I 其 他 » 本 發 明 也 可 適 用 者 全 面 地 蝕 刻 被 處 理 基 板 上 之 1 1 光 阻 層 所 用 的 變 化 處 理 > 或 一 面 流 動 氮 氣 或 氫 氣 一 面 加 熱 1 [ 處 理 被 處 理 基 板 的 退 火 處 理 〇 1 I 請 1 1 先 1 閱 C 圖 式 之 簡 單 說 明 讀 背 1 面 I 第 1 圖 係 表 示 本 發 明 之 實 施 形 態 之 半 導 體 處 理 裝 置 的 之 注 | 意 I 剖 面 圖 事 項 1 I 再 1 I 第 2 圖 係 表 示 內 藏 於 第 1 圖 之 裝 置 之 載 置 台 的 發 熱 電 寫 本 1 裝 阻 線 之 配 線 圖 案 的 平 面 圖 * 頁 '—v I 第 3 圖 係 表 示 於 第 1 圖 之 裝 置 之 載 置 台 的 斜 視 圖 1 I 第 4 圓 係 表 示 組 裝 於 第 1 圖 之 裝 置 之 載 置 台 的 提 昇 銷 1 1 I 之 前 端 部 的 剖 面 圖 1 訂 第 5 圓 係 表 示 依 本 發 明 之 實 施 形 態 的 方 法 成 膜 聚 矽 膜 1 1 之 矽 晶 圆 的 剖 面 圖 , 1 1 第 6 A 圖 至 第 6 E 圖 係 依 工 程 順 序 地 表 示 使 用 第 1 圖 1 | 之 裝 置 的 成 膜 方 法 的 剖 面 圚 線 I 第 7 A 圖 至 第 7 E 圖 係 依 工 程 順 序 地 表 示 使 用 本 發 明 1 1 | 之 其 他 實 施 形 態 的 半 導 體 處 理 裝 置 之 成 膜 方 法 的 剖 面 圖 » 1 1 第 8 圖 係 表 示 本 發 明 之 另 一 實 施 形 態 之 半 導 體 處 理 裝 1 1 置 之 要 部 的 斜 視 圖 » 1 第 9 A 圖 及 第 9 B 圇 係 表 示 說 明 測 定 晶 圓 之 背 面 的 聚 1 I 矽 膜 之 膜 膜 厚 之 實 驗 所 用 的 說 明 圈 〇 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -19-
Claims (1)
- A8 B8 C8 D8 308710 六、申請專利範圍 1 . 一種半導體處理方法,其特徵爲:具備 在處理室內裝載被處理基板,並在載置台之載置面上 載置上述被處理基板的裝載工程,及上述載置面係藉由發 熱構件被加熱,及 在將上述被處理基板之背面接觸於上述載置面之狀態 下,經由上述載置面而將上述被處理基板實質上加熱至處 理溫度爲止的接觸加熱工程,及 上述接觸加熱工程之後,上述被處理基板之上述背面 與上述載置面經由第1間隙成爲相對向之非接觸狀態,以 平行狀態相對地拉開上述被處理基板與上述載置面的分離 工程,及上述分離工程中,將上述被處理基板之實質上整 體上述背面曝晒在來自上述載置面之輻射熱俾加熱上述被 處理基板,及 在上述非接觸狀態下藉將上述被處理基板之實質上整 體上述背面曝晒在來自上述載置面之輻射熱俾加熱上述被 處理基板,將上述被處理基板實質上維持在上述處理溫度 的非接觸加熱工程,及 一面實行非接觸加熱工程一面將處理氣體供應於上述 處理室內,並在上述被處理基板實行使用上述處理氣體之 主處理的主處理工程。 2 .如申請專利範圍第1項之所述之方法,其中,在 上述分離工程中,上述載置面靜止之狀態,藉由將上述被 處理基板抬髙至處理位置俾形成上述非接觸狀態者。 3 .如申請專利範園第2項之所述之方法,其中,在 本紙張尺度適用中國國家搮準(CNS ) A4规格(210X297公釐} ·1 ^ 裝 訂 .. 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印褽 -20 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 上述分離工程中,上述被處理基板藉由可昇降之第1支持 手段被抬高,上述被處理基板係以曝露實質上整體上述背 面之狀態下載置於上述第1支持手段上者。 4 .如申請專利範圍第3項之所述之方法,其中,上 述裝載工程具備藉由上述第1支持手段接受位於移載位置 之上述被處理基板的工程,及一面藉由上述第1支持手段 支持上述被處理基板一面下降至上述載置面的工程,上述 處理位置係於上述載置面與上述移載位置之間者》 5 .如申請專利範圍第3項之所述之方法,其中,上 述裝載工程具備藉由從上述第1支持手段獨立地可昇降之 第2支持手段接受於移載位置之上述被處理基板的工程, 及一面藉由上述第1支持手段支持上述被處理基板一面下 降至上述載置面的工程,上述處理位置係於上述載置面與 上述移載位置之間者。 z 6 .如申請專利範困第3項之所述之方法,其中,上 述第1支持手段係至少以三處接觸於上述被處理基板之上 述背面者。 7 .如申請專利範圍第6項之所述之方法,其中,上 述第1支持手段具備載置上述被處理體所用之三支以上的 提昇銷,上述提昇銷係可上下移動在從上述載置面突出之 狀態與迴避在上述載置面下之狀態之間者" 8 .如申請專利範園第7項之所述之方法,其中,在 上述提昇銷之至少一前端配設有溫度測定端子,上述主處 理工程具備經由上述溫度測定端子監控上述被處理基板之 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4规格(210X297公釐) --!'-----i------tT---.---it (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 A8 B8 C8 D8 308710 &、申請專利範圍 溫度的工程者。 9 .如申請專利範圍第1項之所述之方法,其中,上 述第1間隙的厚度爲5mm以下者。 1 0 .如申請專利範園第9項之所述之方法,其中, 上述第1間隙的厚度0. 5mm〜2mm者。 1 1 .如申請專利範園第1項之所述之方法,其中, 上述主處理工程後,又具備以惰性氣體置換上述處理室內 的洗淨工程,上述洗淨工程中,保持上述非接觸狀態者。 1 2 .如申請專利範圍第1項之所述之方法,其中, 上述主處理係將薄膜形成在上述被處理基板上所用的處理 者。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之所述之方法,其中 ,上述處理氣體係藉由熱分解提供上述薄膜之材料,藉上 述材料堆積在上述被處理基板形成有上述薄膜者。 z 1 4 .如申請專利範圔第1 2項之所述之方法,其中 ,上述處理氣體係藉由熱分解提供熱擴散於上述被處理基 板內之材料,藉由上述材料與上述被處理基板之表面層之 材料的反應形成有上述薄膜者》 15.—種半導體處理裝置,其特徵爲:具備 (a )收容被處理基板所用的處理室,及 (b )配設於上述處理室內的載置台及上述載置台係 具有載置上述被處理基板同時加熱所用的載置面,及 (c )加熱上述載置面的加熱構件,及 (d )從上述被處理基板之背面與上述載置面相接觸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4現格(210X297公釐) -------1.-----裝------訂丨·---.——=線— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 -22 - ABCD 六、申請專利範圍 之狀態,成爲上述被處理基板之上述背面與上述載置面經 由第1間隙相對向之非接觸狀態,在曝露上述被處理基板 之實質上整體上述背面之狀態下,以平行狀態相對地拉開 上述處理基板與上述載置面的分離手段,及 (e )將處理氣體供應於上述處理室所用的氣體供應 手段,及 (f )控制上述發熱構件,上述分離手段及上述氣體 供應手段所用的控制手段,及上述控制手段係設成實行 在將上述被處理基板之上述背面接觸於上述載置面之 狀態下,經由上述載置面而將上述被處理基板實質上加熱 至處理溫度爲止的接觸加熱工程•及 上述接觸加熱工程之後,形成上述非接觸狀態,以平 行狀態相對地拉開上述被處理基板與上述載置面的分離工 程,及上述分離工程中,將上述被處理基板之實質上整P 上述背面曝晒在來自上述載置面之輻射熱俾加熱上述被處 理基板,及 經濟部中央梯準局具工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在上述非接觸狀態下藉將上述被處理基板之實質上整 體上述背面曝晒在來自上述載置面之輻射熱俾加熱上述被 處理基板,將上述被處理基板實質上維持在上述處理溫度 的非接觸加熱工程,及 一面實行非接觸加熱工程一面將上述處理氣體供應於 上述處理室內,並在上述被處理基板實行使用上述處理氣 體之主處理的主處理工程。 1 6 .如申請專利範圍第1 5項所述之裝置,其中, 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS ) A4規格(210Χ:297公釐) -23 - 308710 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 上述分離手段係具有以實質上曝露整體上述被處理基板之 上述背面的狀態下載置上述被處理基板而且可昇降的第1 支持手段,藉由上述第1支持手段將上述被處理基板抬高 至處位置俾形成上述非接觸狀態者。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項所述之裝置,其中, 上述第1支持手段係接受位在移載位置之上述被處理基板 ,一面支持上述被處理基板一面可下降至上述載置面,上 述處理位置係位於上述載置面與上述移載位置之間者。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項所述之裝置,其中, 又具備從上述第1支持手段獨立而可昇降的第2昇降手段 ,上述第2支持手段係接受位在移載位置之上述被處理基 板,一面支持上述被處理基板一面可下降至上述載置面, 上述處理位置係位於上述載置面與上述移載位置之間者。 1 9 .如申請專利範圔第1 6項所述之裝置,其中,, 上述第1支持手段具備載置上述被處理體所用三支以上的 提昇銷,上述提昇銷係在從上述載置面所突出之狀態與迴 避至上述載置面下之狀態之間可上下移動者。 2 0 .如申請專利範圍第1 6項所述之裝置,其中, 又具備爲了監控上述被處理基板之溫度,配設在上述提昇 銷之至少一前端的溫度測定端子者。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ----— ;----^------,玎|-----~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -24 -
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