TWI511178B - A substrate processing apparatus, a cover body, and a semiconductor device - Google Patents

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Osamu Kasahara
Tetsuaki Inada
Junichi Tanabe
Tatsushi Ueda
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Description

基板處理裝置、蓋體及半導體裝置之製造方法
本發明是有關一種在半導體裝置製作工程 中，一面加熱矽晶圓等的處理基板、一面在該處理基板的表面形成薄膜的基板處理裝置、搭載在基板處理裝置的蓋體、半導體裝置之製造方法。
例如：製造快閃記憶體和DRAM(Dynamic Random Access Memory)等之半導體裝置之際，實施在基板上形成薄膜的基板處理工程。
在形成薄膜的工程中，各式各樣的處理條件是依所形成的薄膜種類與其膜厚而設定。處理條件例如：基板溫度、氣體種類、基板的處理時間、處理室的壓力等。
作為實施在前述基板上形成薄膜之工程的其中一項工程之基板處理裝置之一，據知是可對載置在基板載置台上的複數個基板，同時形成薄膜的薄膜蒸鍍裝置(例如參照專利文獻1)。
該薄膜蒸鍍裝置具有將複數個處理區域等份 分割的處理室，對各個區域供給不同的氣體種類。複數個基板是通過在基板處理裝置內被分割成複數個的處理區域，形成薄膜。
[專利文獻1]日本特表第2008-524842號公報
但是在上述的薄膜蒸鍍裝置中，處理條件之一的基板的處理時間在各處理區域為一定。因此，例如：在各處理區域以不同的處理時間來處理基板的情形下，形成所要的膜會有困難。因此，在本發明中，其目的在於提供一種在各處理區域之處理時間不同的情形下仍能對應的基板處理裝置、搭載在基板處理裝置的蓋體及半導體裝置之製造方法。
藉由本發明之一形態，提供一種基板處理裝置，具有：設置在處理室內，可圓周狀地載置複數個基板的基板載置部、以既定的角速度使前述基板載置部旋轉的旋轉機構、自前述處理室的蓋體之中心放射狀地設置，將前述處理室分割成複數個的分割構造體、和分別配置在相鄰的前述分割構造體之間的氣體供給區 域；隔著前述氣體供給區域之一而相鄰的前述分割構造體所成的角度，是設定成前述基板載置部的一部分通過前述氣體供給區域的時間與對應前述角速度的角度。
而且，藉由本發明之其他形態，提供一種蓋體，一種搭載在設有載置著複數個基板之可旋轉的基板載置部之處理室的蓋體，其具有：圓板、和搭載在處理室之際，將前述處理室分割成複數個氣體供給區域，自前述圓板之中心呈放射狀地設置在分割構造體；隔著前述氣體供給區域之一而相鄰的前述分割構造體所成的角度，是設定成前述基板載置部的一部分通過前述氣體供給區域的時間與對應前述基板載置部的角速度的角度。
而且，藉由本發明之其他形態，提供一種半導體裝置之製造方法，其具有：具有：藉由自處理室的蓋體之中心呈放射狀地設置的分割構造體所分割的處理區域、和載置著複數個基板之可旋轉的基板載置部，且將複數個基板搬入到隔著前述氣體供給區域之一而相鄰的前述分割構造體所成的角度，是設定成前述基板載置部之一部分通過前述氣體供給區域的時間與對應前述角速度的角度的處理室之工程、 將前述複數個基板載置在前述基板載置部之工程、一邊旋轉前述基板載置部、一邊對前述處理區域供給氣體之工程、和將基板搬出前述處理室之工程。
藉由本發明，可提供一種在各處理區域之處理時間不同的情形下仍能對應的基板處理裝置、搭載在基板處理裝置的蓋體及半導體裝置之製造方法。
9‧‧‧基板
29‧‧‧淋浴頭
35‧‧‧處理時間
41‧‧‧多餘處理時間
42‧‧‧多餘處理時間
43‧‧‧多餘處理時間
58‧‧‧小孔
53‧‧‧隔間板(分割構造體)
54‧‧‧隔間板(分割構造體)
55‧‧‧隔間板(分割構造體)
56‧‧‧隔間板(分割構造體)
200‧‧‧基板
201‧‧‧處理室
203‧‧‧反應容器
205‧‧‧隔間板(分割構造體)
217‧‧‧基板載置部(基座、轉盤)
300‧‧‧蓋體
第1圖是有關本發明之第1實施形態的群組(cluster)型之基板處理裝置的橫剖面概略圖。
第2圖是有關本發明之第1實施形態的反應容器的概略立體圖。
第3圖是有關本發明之第1實施形態的處理爐的橫剖面概略圖。
第4圖是有關本發明之第1實施形態的處理爐的縱剖面概略圖，第3圖所示的處理爐的A-A’線剖面圖。
第5圖是作為將自有關本發明之第1實施形態的處理氣體供給部所供給的處理氣體形成電漿狀態的電漿生成部之梳型電極的概要構成圖。
第6圖是有關本發明之第1實施形態的基板處理裝置 的控制器之橫剖面構成圖。
第7圖是有關本發明之第1實施形態的處理爐的橫剖面圖。
第8圖是有關本發明之第1實施形態的氣體供給區域的處理時間之圖。
第9圖是有關本發明之第1實施形態的基板處理工程之流程圖。
第10圖是表示在有關本發明之第1實施形態的基板處理工程的成膜工程之對基板的處理之流程圖。
第11圖是有關本發明之第2實施形態的處理爐的橫剖面圖。
第12圖是有關本發明之第2實施形態的淋浴頭之圖。
第13圖是比較例之處理爐的橫剖面圖。
第14圖是比較例之處理爐的縱剖面圖。
第15圖是表示比較例之處理爐的氣體供給狀態之橫剖面圖。
第16圖是表示比較例之氣體供給區域的處理時間之圖。
第17圖是有關本發明之第3實施形態的處理爐的縱剖面圖。
第18圖是有關本發明之第3實施形態的處理爐的橫剖面圖。
以下針對本發明之一實施形態，邊參照圖面 邊說明。
(1)基板處理裝置之構成
第1圖是有關本實施形態的群組型之基板處理裝置的橫剖面圖。再者，在本發明適用的基板處理裝置中，使用FOUP(Front Opening Unified Pod：以下稱收納盒)作為搬送半導體基板的基板200之載體。有關本實施形態的群組型的基板處理裝置的搬送裝置，分為真空側和大氣側。本詳細說明書中的「真空」意思是工業式真空。再者，為了說明方便，自第1圖的真空搬送室103朝向大氣搬送室121的方向稱為前側。
(真空側之構成)
群組型的基板處理裝置100具備作為構成在可將其內部減壓至真空狀態等之不滿大氣壓的壓力(例如：100Pa)之負載鎖定處理室構造的第一搬送室的真空搬送室103。真空搬送室103的框體101，平面視之為例如六角形，形成上下兩端為閉塞的箱形狀。
構成真空搬送室103之框體101的六片側壁 之中，於位在前側的兩片側壁，是隔著閘閥126、閘閥127，可與真空搬送室103連通地分別設有負載鎖定室122、負載鎖定室123。
真空搬送室103的其他四片側壁之中，在兩 片側壁，是隔著閘閥244a、閘閥244b，可與真空搬送室103連通地分別設有處理室202a、處理室202b。處理室202a、處理室202b，設有：後述的處理氣體供給部、惰性氣體供給部、排氣部等。處理室202a、處理室202b，如後所述，在一個反應容器內交互地配列著複數個處理區域及與處理區域同數量的沖洗區域。而且，構成使得作為設置在反應容器203內的基板支撐部的基座(亦稱基板載置部、轉盤)217旋轉，為基板的基板200就會交互地通過處理區域及沖洗區域。形成此種構成，對基板200交互地供給處理氣體及惰性氣體，進行如下的基板處理。具體而言，進行對基板200形成薄膜的處理、將基板200表面進行氧化、氮化、碳化等的處理、和蝕刻基板200表面的處理等的各種基板處理。
在真空搬送室103剩下的兩片側壁，是隔著 閘閥244c、閘閥244d，可與真空搬送室103連通地分別設有冷卻室202c、冷卻室202d。
在真空搬送室103內，設有作為第一搬送機 構的真空搬送機械手臂112。真空搬送機械手臂112，是構成可在負載鎖定室122、負載鎖定室123、和處理室202a、處理室202b、和冷卻室202c、冷卻室202d之間，同時搬送例如兩片基板200(第1圖中以虛線所示的)。 真空搬送機械手臂112，是構成可藉由升降機115，一邊維持真空搬送室103的氣密性、一邊昇降。並且在負載鎖 定室122、負載鎖定室123的閘閥126、閘閥127、處理室202a、處理室202b的閘閥244a、閘閥244b、冷卻室202c、冷卻室202d的閘閥244c、閘閥244d的各個近旁，設有：檢查有無基板200之圖未表示的基板檢查感測器。 基板檢查感測器亦稱基板檢查部。
負載鎖定室122、負載鎖定室123，是構成內 部可減壓至真空狀態等之不滿大氣壓之壓力(減壓)的負載鎖定室構造。亦即，在負載鎖定室的前側，設有隔著閘閥128、閘閥129，作為後述的第二搬送室的大氣搬送室121。因此，關閉閘閥126至閘閥129，將負載鎖定室122、負載鎖定室123內部進行真空排氣之後，打開閘閥126、閘閥127，一邊保持真空搬送室103的真空狀態、一邊可在負載鎖定室122、負載鎖定室123與真空搬送室103之間搬送基板200。而且，負載鎖定室122、負載鎖定室123，是作為暫時地收納搬入到真空搬送室103內的基板200的預備室功能。此時，構成各自在負載鎖定室122內於基板載置部140上載置基板200，在負載鎖定室123內於基板載置部141上載置基板200。
(大氣側之構成)
在基板處理裝置100的大氣側，設有在略大氣壓下使用之作為第二搬送室的大氣搬送室121。亦即，在負載鎖定室122、負載鎖定室123的前側(與真空搬送室103相異之側)，隔著閘閥128、閘閥129，設有大氣搬送室 121。再者，大氣搬送室121，設成可與負載鎖定室122、負載鎖定室123連通。
在大氣搬送室121內，設有作為移載基板200 的第二搬送機構的大氣搬送機械手臂124。大氣搬送機械手臂124，是構成藉由設置在大氣搬送室121之圖未表示的升降機而昇降，並且構成藉由圖未表示的線性致動器朝左右方向往復移動。並且在大氣搬送室121的閘閥128、閘閥129的近旁，設有檢查有無基板200之圖未表示的基板檢查感測器。基板檢查感測器亦稱基板檢查部。
而且在大氣搬送室121內，設有定位裝置 106，作為基板200的位置修正裝置。定位裝置106，是以基板200的缺口來掌握基板200的結晶方向和定位等，以該掌握的資訊來修正基板200原來的位置。再者，取代定位裝置106，可以設置圖未表示的定位邊(Orientation Flat)定位裝置。而且，在大氣搬送室121的上部，設有供給清洗空氣之圖未表示的清洗元件。
在大氣搬送室121的框體125的前側，設有 將基板200搬送到大氣搬送室121內外的基板搬送口134、和開盒器108。隔著基板搬送口134，與開盒器108相反側，亦即在框體125的外側設有負載埠(I/O工作站)105。在負載埠105上，載置著收納複數片基板200的收納盒109。並且在大氣搬送室121內，設有：開閉基板搬送口134的蓋135、開閉收納盒109之盒蓋等的開閉機構143、和驅動開閉機構143的開閉機構驅動部136。 開盒器108，可藉由開閉載置在負載埠105的收納盒109的盒蓋，對收納盒109進行基板200的出入。並且，收納盒109是藉由圖未表示的搬送裝置(RGV)，對負載埠105進行搬入(供給)及搬出(排出)。
主要是藉由真空搬送室103、負載鎖定室 122、負載鎖定室123、大氣搬送室121、及閘閥126至閘閥129，構成有關本實施形態的基板處理裝置100之搬送裝置。
並且在基板處理裝置100之搬送裝置的構成 各部，電氣連接著後述的控制部221。並且構成各別控制上述的構成各部之動作。
(基板搬送動作)
接著，說明有關本實施形態的基板處理裝置100內的基板200的搬送動作。再者，基板處理裝置100之搬送裝置的構成各部之動作，是藉由控制部221而控制。
首先，收納例如25片未處理的基板200的收納盒109，是藉由圖未表示的搬送裝置搬入到基板處理裝置100。已搬入的收納盒109，是載置在負載埠105上。開閉機構143，是取下蓋135及收納盒109的盒蓋，打開基板搬送口134及收納盒109的基板出入口。
一旦打開收納盒109的基板出入口，設置在大氣搬送室121內的大氣搬送機械手臂124，會從收納盒109拾取一片基板200，載置到定位裝置106上。
定位裝置106，是將已載置的基板200，朝水 平的縱橫方向(X方向、Y方向)及圓周方向移動，來調整基板200的定位位置等。在以定位裝置106調整第一片基板200的位置中，大氣搬送機械手臂124，會從收納盒109拾取第二片基板200搬入到大氣搬送室121內，在大氣搬送室121內待機。
藉由定位裝置106完成第一片基板200的位 置調整之後，大氣搬送機械手臂124，就會拾取定位裝置106上的第一片基板200。大氣搬送機械手臂124，此時會將大氣搬送機械手臂124所保持的第二片基板200，載置到定位置裝置106上。然後，定位裝置106，就會調整已載置的第二片基板200的定位位置等。
接著，打開閘閥128，大氣搬送機械手臂 124，會將第一片基板200搬入到負載鎖定室122內，載置在基板載置部140上。在該移載作業中，真空搬送室103側的閘閥126會關閉，維持真空搬送室103內的減壓環境。一旦第一片基板200完成移載到基板載置部140上，閘閥128就會關閉，負載鎖定室122內就會因圖未表示的排氣裝置而排氣成為負壓。
之後，大氣搬送機械手臂124，會重複上述的 動作。但是，負載鎖定室122為負壓狀態的情形下，大氣搬送機械手臂124，就不會實行往負載鎖定室122內搬入基板200，會停在負載鎖定室122的正前方位置進行待機。
一旦負載鎖定室122內減壓到預先設定的壓 力值(例如100Pa)，閘閥126就會打開，負載鎖定室122與真空搬送室103就會連通。接著，配置在真空搬送室103內的真空搬送機械手臂112，就會從基板載置部140拾取第一片基板200，搬入到真空搬送室103內。
真空搬送機械手臂112從基板載置部140拾 取第一片基板200之後，閘閥126會關閉，使負載鎖定室122內恢復到大氣壓，施行下一個基板200搬入到負載鎖定室122內的準備。與此同時，處於既定壓力(例如100Pa)的處理室202a的閘閥244a會打開，真空搬送機械手臂112會將第一片基板200搬入到處理室202a內。 此動作一直重複到基板200被任意片數(例如五片)搬入到處理室202a內為止。對處理室202a內搬入任意片數(例如五片)的基板200完成的話，閘閥244a就會關閉。然後，處理氣體會從後述的氣體供給部供給到處理室202a內，對基板200施行既定的處理。
在處理室202a中結束既定的處理，如後所 述，一旦在處理室202a內結束基板200的冷卻，閘閥244a就會打開。然後，處理完的基板200會藉由真空搬送機械手臂112從處理室202a內往真空搬送室103被搬出。搬出之後，閘閥244a就會關閉。
接著，閘閥127會打開，從處理室202a被搬 出的基板200，會被搬入到負載鎖定室123內，載置在基板載置部141上。再者，負載鎖定室123，會因圖未表示 的排氣裝置，而減壓到預先設定的壓力值。然後，閘閥127就會關閉，惰性氣體就會從連接到負載鎖定室123之圖未表示的惰性氣體供給部被導入，使負載鎖定室123內的壓力恢復到大氣壓。
一旦使負載鎖定室123內的壓力恢復到大氣 壓，閘閥129就會打開。接著，大氣搬送機械手臂124會從基板載置部141上拾取處理完的基板200搬入到大氣搬送室121內之後，閘閥129就會關閉。然後，大氣搬送機械手臂124，通過大氣搬送室121的基板搬送口134，將處理完的基板200收納到收納盒109。在此，收納盒109的盒蓋，可以一直持續打開到重回最多二十五片的基板200，也可以不收納到空的收納盒109，重回到搬出基板的收納盒109。
一旦藉由前述的工程對收納盒109內的所有 基板200實施既定的處理，處理完的二十五片基板200全部收納到既定的收納盒109，收納盒109的盒蓋和基板搬送口134的蓋135就會因開閉機構143而關閉。然後，收納盒109會從負載埠105上，藉由圖未表示的搬送裝置，往下一個工程搬送。重複以上的動作，藉此基板200就會每二十五片依序處理。
(2)處理室之構成
接著，針對作為有關本實施形態的處理爐的處理室202a的構成，主要是使用第2圖至第4圖做說明。第2 圖是有關本實施形態之反應容器的概略立體圖。第3圖是有關本實施形態之處理爐的橫剖面概略圖。第4圖是有關本實施形態的處理爐的縱剖面概略圖，第3圖所示的處理爐的A-A’線剖面圖。再者，有關處理室202b，由於構成與處理室202a相同，因此省略說明。
(反應容器)
如第2圖至第4圖所示，作為處理爐的處理室202a，具備：用來維持以圓筒狀的處理室壁203a與後述的蓋體300和底壁203b所構成的氣密之反應容器203。 在反應容器203內，形成著基板200的處理空間201。在反應容器203內的處理空間201的上側，設有自中心部呈放射狀延伸的四片隔間板205。
四片隔間板(分割構造體)205，是構成將處 理空間201分隔(分割)成：第一處理區域201a、第一沖洗區域204a、第二處理區域201b、第二沖洗區域204b。亦即，四片隔間板205，是作為將反應容器203內分割成：第一處理區域201a、第一沖洗區域204a、第二處理區域201b、第二沖洗區域204b的分割構造體來使用處理空間204。最適當是，處理空間是兩個以上的分割構造體構成分割成兩個以上的處理區域為宜。該隔間板205，是自圓板300的中心呈放射狀地安裝在反應容器203之蓋的圓板300。圓板300，是為可安裝成隔間板間的角度能任意設定的構造。
再者，第一處理區域201a、第一沖洗區域 204a、第二處理區域201b、第二沖洗區域204b，是構成沿著後述之基座217的旋轉方向，依此順序排列，亦即交互地排列處理區域和沖洗區域。換言之就是，在相鄰的分割構造體之間，配置：氣體供給區域的第一處理區域201a、第一沖洗區域204a、第二處理區域201b、第二沖洗區域204b。
如後所述，使基座217旋轉，讓載置在基座 217上的基板200，按第一處理區域201a、第一沖洗區域204a、第二處理區域201b、第二沖洗區域204b的順序移動。並且，如後所述，構成對第一處理區域201a內供給作為第一氣體的第一處理氣體，對第二處理區域201b內供給作為第二氣體的第二處理氣體，且對第一沖洗區域204a及第二沖洗區域204b內供給惰性氣體。因此，使基座217旋轉，令第一處理氣體、惰性氣體、第二處理氣體、惰性氣體按此順序供給到基板200上。有關基座217及氣體供給系統的構成於後詳述。
在隔間板205的端部與反應容器203的側壁 203a之間，設有既定之寬度的間隙，構成氣體可通過該間隙。形成隔著該間隙，從第一沖洗區域204a內及第二沖洗區域204b內向著第一處理區域201a內及第二處理區域201b內噴出惰性氣體。如此一來，就能抑制處理氣體往第一沖洗區域204a內及第二沖洗區域204b內侵入，抑制處理氣體的反應、因該反應生成異物。
(基座)
如第2圖至第4圖所示，在隔間板205的下側，亦即處理空間201內的底側中央，於反應容器203的徑向中心具有旋轉軸的中心，設有構成以所要的角速度進行旋轉的基座217。基座217亦稱基板支撐部。基座217，是以例如：氮化鋁(AlN)、陶瓷、石英等之非金屬材料形成可減低基板200的金屬污染。再者，基座217，是與反應容器203電氣絕緣。在基座217的上方，是與基座217面對面地，設有作為反應容器203的蓋功能的蓋體300。該蓋體300構成可自處理室壁203a取下，以安裝隔間板205。
在基座217的外周與處理室壁203a之間，設 有連通到後述之排氣管231的氣體排氣空間211，經由該空間使氣體排氣。
基座217，是在反應容器203內，構成將複數 片(在本實施形態例如五片)的基板200排列在同一面上且同一圓周上進行支撐。在此，同一面上，並不限於完全相同的面。例如，當由上面觀看基座217時，如第2圖及第3圖所示，複數片基板200可以排列成未互相重疊。
再者，在基座217表面的基板200的支撐位 置，可以設置圖未表示的圓形狀凹部。該凹部，最好是構成其直徑稍微比基板200的直徑還要大。藉由在該凹部內載置基板200，就很容易進行基板200的定位。而且，在 基座旋轉之際，雖然會使基板200產生離心力，但基板200載置在凹部內，就能防止因離心力引起基板200的偏位。
如第4圖所示，在基座217，設有使基座217 昇降的昇降機構268。在基座217設有複數個貫通孔217a。在上述的反應容器203的底面，設有複數個基板頂起銷266。基板頂起銷266，是在朝反應容器203內搬入、搬出基板200時，頂起基板200，支撐基板200的背面。貫通孔217a及基板頂起銷266，是互相地配置成在基板頂起銷266上昇之時，或是基座217因昇降機構268下降之時，基板頂起銷266與基座217為非接觸的狀態穿過貫通孔217a。
在昇降機構268，設有使基座217旋轉的旋轉 機構267。旋轉機構267之圖未表示的旋轉軸，是構成連接在基座217，使旋轉機構267作動，就能令基座217旋轉。在旋轉機構267，是經由連結部267a而連接著後述的控制部221。連結部267a，是作為將旋轉側與固定側之間利用金屬電刷等進行電氣連接的集流環機構所構成。藉此，使基座217的旋轉不受妨礙。控制部221，是構成以既定的速度使基座217旋轉既定時間，以控制對旋轉機構267的通電狀況。如上所述，藉由使基座217旋轉，讓載置在基座217上的基板200，將第一處理區域201a、第一沖洗區域204a、第二處理區域201b及第二沖洗區域204b按此順序移動。
(加熱部)
在基座217的內部，是構成一體式地埋置著作為加熱部的加熱器218，可加熱基板200。一旦電力供給到加熱器218，基板200表面就會加熱到既定溫度(例如室溫至1000℃左右)。再者，加熱器218，可以在同一面上以複數個(例如五個)設成個別加熱載置在基座217的各個基板200。
在基座217設有溫度感測器274。在加熱器 218及溫度感測器274，是經由電力供給線222，電氣連接著溫度調整器223、電力調整器224及加熱器電源225。構成根據藉由溫度感測器274檢測出的溫度資訊，控制對加熱器218的通電狀況。
(氣體供給部)
在反應容器203的上方，設有具備：第一處理氣體導入機構251、第二處理氣體導入機構252、和惰性氣體導入機構253的氣體供給機構250。氣體供給機構250，是氣密地設置於開設在反應容器203之上側的開口。在第一處理氣體導入機構251的側壁，設有第一氣體噴出口254。在第二處理氣體導入機構252的側壁，設有第二氣體噴出口255。在惰性氣體導入機構253的側壁，以各自面對面地設有第一惰性氣體噴出口256及第二惰性氣體噴出口257。第一氣體噴出口254、第二氣體噴出口255、 第一惰性氣體噴出口256及第二惰性氣體噴出口257是以例如網目構造或縫隙所構成。氣體供給機構250，是構成由第一處理氣體導入機構251對第一處理區域201a內供給第一處理氣體，由第二處理氣體導入機構252對第二處理區域201b內供給第二處理氣體，且由惰性氣體導入機構253對第一沖洗區域204a內及第二沖洗區域204b內供給惰性氣體。氣體供給機構250，是能不混合各處理氣體及惰性氣體地個別供給。而且，氣體供給機構250，是構成各處理氣體及惰性氣體可一併進行供給。
第一處理氣體導入機構251，具有：連接到後 述的第一氣體供給管232a的上流側導入機構251a、和具備第一氣體噴出口254，且固定在蓋體300的下流側導入機構251b。下流側導入機構251b具有緩衝空間。在形成緩衝空間的壁部是構成設有第一氣體噴出口254，均勻地噴出第一氣體。上流側導入機構251a和下流側導入機構251b是可分離，組合這些構成第一氣體導入機構251。下流側導入機構251b是安裝在蓋體300。由於上流側導入機構251a和下流側導入機構251b是可分離，因此維修時，能一邊將上流側導入機構固定在氣體供給管、一邊使蓋體300與下流側導入機構成為一體，取出處理室的構造。
第二氣體導入機構252，具有：連接到後述的 氣體供給管232b的上流側導入機構252a、和具備第二氣體噴出口255，且固定在蓋體300的下流側導入機構 252b。下流側導入機構252b具有緩衝空間。在形成緩衝空間的壁部是構成設有第二氣體噴出口255，均勻地噴出第二氣體。上流側導入機構252a和下流側導入機構252b是可分離，組合這些構成第二氣體導入機構252。下流側導入機構252b是安裝在蓋體300。由於上流側導入機構252a和下流側導入機構252b是可分離，因此維修時，能一邊將上流側導入機構252a固定在氣體供給管、一邊使蓋體300與下流側導入機構252b成為一體，取出處理室的構造。
第三氣體導入機構253，具有：連接到後述的 氣體供給管232c的上流側導入機構253a、和具備第一惰性氣體噴出口256及第二惰性氣體噴出口257，且固定在蓋體300的下流側導入機構253b。下流側導入機構253b具有緩衝空間。在形成緩衝空間的壁部是構成設有第一惰性氣體噴出口256及第二惰性氣體噴出口257，從惰性氣體噴出口均勻地噴出惰性氣體。上流側導入機構253a和下流側導入機構253b是可分離，組合這些構成第二氣體導入機構253。下流側導入機構253b是安裝在蓋體300。 由於上流側導入機構253a和下流側導入機構253b是可分離，因此維修時，能一邊將上流側導入機構253a固定在氣體供給管、一邊使蓋體300與下流側導入機構253b成為一體，取出處理室的構造。維修時，是與蓋體300成為一體，而形成能取出處理室的構造。
下流氣體導入機構251b、下流氣體導入機構 252b、下流氣體導入機構253b，分別可根據所供給的氣體種類、形成的膜、形成方法等之處理條件，而變更緩衝空間的容積和噴出口的位置、噴出口的大小等。
在此，雖是以下流氣體導入機構251b、下流 氣體導入機構252b、下流氣體導入機構253b各個為各自的零件做說明，但於維修時氣體供給管與氣體導入機構，可以是能分離的構造，也可以是一體的。
而且，雖是以上流側導入機構和下流側導入 機構的兩個零件來說明氣體導入機構，但並不限於此，也可以是在上流側導入機構和下流側導入機構之間，連接各個構成的零件。
(處理氣體供給部)
在第一處理氣體導入機構251的上流側，連接著第一氣體供給管232a。在第一氣體供給管232a的上流側，由上流方向依序設有：原料氣體供給源233a、流量控制器(流量控制部)的質流控制器(MFC)234a、及開關閥的閥235a。
作為第一氣體(第一處理氣體)例如：含矽 氣體，是從第一氣體供給管232a，經由質流控制器234a、閥235a、第一氣體導入部251及第一氣體噴出口254，供給到第一處理區域201a內。作為含矽氣體，例如可使用三矽胺((SiH3)3N，簡稱：TSA)氣體。再者，第一處理氣體，可為在常溫常壓下是固體、液體、及氣體 之任一種，在此以氣體做說明。第一處理氣體在常溫常壓下為液體的情形下，可在原料氣體供給源233a和質流控制器234a之間，設置圖未表示的氣化器。
再者，作為含矽氣體，除了TSA之外，可使 用例如：有機矽材料的六甲基二矽氮烷(C6H19NSi2，簡稱：HMDS)、三(二甲基氨基)矽烷(Si[N(CH3)2]3H，簡稱：3DMAS)、二(叔丁基氨基)矽烷((SiH2(NH(C4H9))2，簡稱：BTBAS)等。
在第二處理氣體導入機構252的上流側，連 接著第二氣體供給管232b。在第二氣體供給管232b的上流側，由上流方向依序設有：原料氣體供給源233b、流量控制器(流量控制部)的質流控制器(MFC)234b、及開關閥的閥235b。
作為第二氣體(第二處理氣體)例如：含氧 氣體的氧(O2)氣，是從第二氣體供給管232b，經由質流控制器234b、閥235b、第二處理氣體導入機構252及第二氣體噴出口255，供給到第二處理區域201b內。第二處理氣體的氧氣，是藉由上述的電漿生成部206成為電漿狀態，供給到基板200。再者，第二處理氣體的氧氣，可以將加熱器218的溫度及反應容器203內的壓力調整到既定範圍，利用熱使其活性化。再者，作為含氧氣體，可以使用臭氧(O3)氣體和水蒸氣(H2O)。
主要是藉由第一處理氣體導入機構251、第一 氣體供給管232a、質流控制器234a及閥235a，構成第一 處理氣體供給部(亦稱含矽氣體供給系統)。再者，第一處理氣體供給部也可考慮包含原料氣體供給源233a、第一處理氣體導入機構251、第一氣體噴出口254。並且，主要是藉由第二處理氣體導入機構252、第二氣體供給管232b、質流控制器234b及閥235b，構成第二處理氣體供給部(亦稱含氧氣體供給系統)。再者，第二處理氣體供給部可考慮包含原料氣體供給源233b、第二處理氣體導入機構252、第二氣體噴出口255。並且，主要是藉由第一氣體供給系統及第二氣體供給系統，構成處理氣體供給部。
第一處理氣體供給部和第二處理氣體供給部稱為處理氣體供給部。
(惰性氣體供給部)
在惰性氣體導入機構253的上流側，連接著第一惰性氣體供給管232c。在第一惰性氣體供給管232c的上流側，由上流方向依序設有：惰性氣體供給源233c、流量控制器(流量控制部)的質流控制器(MFC)234c、及開關閥的閥235c。
作為惰性氣體例如：氮(N2)氣，是從第一 惰性氣體供給管232c，經由質流控制器234c、閥235c、惰性氣體導入機構253、第一惰性氣體噴出口256及第二惰性氣體噴出口257，分別供給到第一沖洗區域204a內及第二沖洗區域204b內。供給到第一沖洗區域204a內及 第二沖洗區域204b內的惰性氣體，在後述的成膜工程(S106)作為沖洗氣體產生作用。再者，作為惰性氣體，除了N2氣體之外，還可使用例如：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)等之稀有氣體。
在比第一氣體供給管232a的閥235a更下流 側，連接著第二惰性氣體供給管232d的下流端。第二惰性氣體供給管232d的上流端，是連接在第一惰性氣體供給部的質流控制器234c與閥235c之間。在第二惰性氣體供給管232d，設有開關閥的閥235d。
並且在比第二氣體供給管232b的閥235b更 下流側，連接著第三惰性氣體供給管232e的下流端。第三惰性氣體供給管232a的上流端，是連接在第一惰性氣體供給部的質流控制器234c與閥235c之間。在第三惰性氣體供給管232e，設有開關閥的閥235e。
作為惰性氣體例如：N2(氮)氣體，是從第 三惰性氣體供給管232e，經由質流控制器234c、閥235e、第二氣體供給管232b、第二處理氣體導入機構252及第二氣體噴出口255，供給到第二處理區域201b內。 供給到第二處理區域201b內的惰性氣體，與供給到第一處理區域201a內的惰性氣體相同，在成膜工程(S106)中作為載氣或稀氣產生作用。
主要是藉由第一惰性氣體供給管232c、質流 控制器234c及閥235c構成第一惰性氣體供給部。再者，第一惰性氣體供給部可考慮包含惰性氣體供給源233c、 惰性氣體導入機構253、第一惰性氣體噴出口256、第二惰性氣體噴出口257，。並且，主要是藉由第二惰性氣體供給管232d及閥235d構成第二惰性氣體供給部。再者，第二惰性氣體可考慮包含惰性氣體供給源233c、質流控制器234c、第一氣體供給管232a、第一氣體導入部251及第一氣體噴出口254。並且，主要是藉由第三惰性氣體供給管232e及閥235e構成第三惰性氣體供給部。再者，第三惰性氣體供給部可考慮包含惰性氣體供給源233c、質流控制器234c、第二氣體供給管232b、第二處理氣體導入機構252及第二氣體噴出口255。並且，主要是藉由第一惰性氣體供給部、第二惰性氣體供給部、第三惰性氣體供給部，構成惰性氣體供給部。
(電漿生成部)
如第3圖所示，在第二處理區域201b的上方，設有將所供給的處理氣體形成電漿狀態的電漿生成部206。成為電漿狀態，就能以低溫進行基板200的處理。電漿生成部206，如第5圖所示，至少具備一對面對面的梳型電極207a、207b。在梳型電極207a、207b，電氣連接著絕緣變壓器208的二次側輸出。一旦高頻電源209之輸出的交流電力，經由整合器210供給到梳型電極207a、207b，即構成在梳型電極207a、207b的周邊生成電漿。
梳型電極207a、207b，最好是配置成自支撐在基座217的基板200的處理面距離5mm以上25mm以 下的高度位置，與基板200的處理面形成面對面。如此，一旦將梳型電極207a、207b設置在基板200的處理面的極近旁，就能抑制已活性化的處理氣體到達基板200之前失去活性。
再者，梳型電極207a、207b的電極條數、寬 度、各電極的間隔，可依處理條件等做適當變更。並且，電漿生成部206的構成，並不限於是在第二處理區域201b內具備梳型電極207a、207b的上述構成。亦即，可以是能將電漿供給到支撐在基座217之基板200的處理面，也可以是設置在處理氣體供給部之中途等的遙控電漿機構。使用遙控電漿機構的情形下，可縮小第二處理區域201b。
電漿生成部，至少具備一對面對面的梳型電 極207a、207b，主要是以梳型電極207a、207b、絕緣變壓器208、整合器210構成。並且在電漿生成部也包含高頻電源209。
(排氣部)
如第4圖所示，在反應容器203，設有：將處理區域201a、201b內及沖洗區域204a、204b內的環境氣體進行排氣的排氣管231。在排氣管231，經由檢查反應容器203內(處理區域201a、201b內及沖洗區域204a、204b內)之壓力之作為壓力檢查器(壓力檢查部)的壓力感測器245、及作為壓力調整器(壓力調整部)的APC(Auto Pressure Controller(自動壓力控制閥))閥243，連接著作為真空排氣裝置的真空幫浦246，構成反應容器203內的壓力為既定壓力(真空度)的真空排氣。再者，APC閥243，是可將閥進行開關完成反應容器203內的真空排氣/停止真空排氣，進而調節閥開度就能調整壓力的開關閥。 主要是藉由排氣管231、APC閥243、及壓力感測器245構成排氣部。再者，排氣部也可考慮包含真空幫浦246。
(控制部)
如第6圖所示，控制部(控制手段)的控制器221，具備CPU(Central Processing Unit)221a、RAM(Random Access Memory)221b、記憶裝置221c、I/O埠221d之作為電腦而構成。RAM221b、記憶裝置221c、I/O埠221d，是構成可經由內部匯流排221e，與CPU221a進行資料交換。在控制器221，是例如連接著作為觸控面板等而構成的輸出入裝置228。
記憶裝置221c，是例如以快閃記憶體、HDD (Hard Disk Drive)等構成。在記憶裝置221c內，是可讀出地儲存著用來控制基板處理裝置100之動作的控制程式或記載著後述之基板處理的順序或處理條件等的製程變因(Process Recipe)等。再者，製程變因，是使控制器221實行後述之基板處理工程之各順序，組合成可得到既定的結果，作為程式的功能。以下，該製程變因或控制程式等為總稱，也簡稱為程式。再者，於本明細書中，使用 稱為程式之語彙的情形下，具有：僅包含製程變因單體的情形、僅包含控制程式單體的情形，或包含該兩方的情形。又，RAM221b，是作為暫時保存著藉由CPU221a讀出的程式或資料等的記憶體區域(工作區(work area))所構成。
I/O埠221d是連接在上述的質流控制器 234a、234b、234c、閥235a、235b、235c、235d、235e、壓力感測器245、APC閥243、真空幫浦246、加熱器218、溫度感測器274、旋轉機構267、昇降機構268、高頻電源209、整合器210、加熱器電源225等。
CPU221a，是構成從記憶裝置221c讀出控制 程式來實行，並且配合來自輸出入裝置228的操作指令的輸入等，從記憶裝置221c讀出製程變因。並且，CPU221a，是構成根據所讀出的製程變因的內容，進行質流控制器234a、234b、234c的各種氣體的流量調整動作、閥235a、235b、235c、235d、235e的開閉動作、依據APC閥243的開閉及壓力感測器245的壓力調整動作、依據溫度感測器274的加熱器218的溫度調整動作、真空幫浦246的啟動/停止、旋轉機構267的旋轉速度調節動作、昇降機構268的昇降動作、高頻電源209的電力供給、加熱器電源225的電力供給等之控制，或進行整合器210的阻抗控制。
再者，控制器221，並不限於作為專用的電腦 構成之情形，也可作為汎用的電腦構成。例如，準備儲存 上述之程式的外部記憶裝置(例如：磁帶、軟碟或硬碟等之磁片、CD或DVD等之光碟、MO等之光磁碟、USB記憶體或記憶卡等之半導體記憶體)229，藉由使用相關的外部記憶裝置229在汎用的電腦安裝程式等，就能構成有關本實施形態的控制器221。再者，對電腦供給程式的手段，並不限於經由外部記憶裝置229來供給的情形。例如，也可使用網際網路或專用線路等之通信手段，不經由外部記憶裝置229地供給程式。再者，記憶裝置221c或外部記憶裝置229，是作為可讀取電腦的記錄媒體構成。 以下，該些為總稱，亦簡稱為記錄媒體。再者，於本明細書中，使用稱為記錄媒體之語彙的情形下，具有：僅包含記憶裝置221c單體的情形、僅包含外部記憶裝置229單體的情形，或包含該兩方的情形。
接著，採用第7圖、第8圖，針對有關本發 明之實施形態的蓋體300、分割構造體(隔間板)、使基座旋轉的角速度、各區域的處理時間之關係，做具體說明。在此，為了說明上的方便，省略電漿生成部之記載而做說明。並且，在此，為了說明上方便，如上將各構成要件的編號置換成如下做說明。具體上，雖是使用第一處理區域201a、第一沖洗區域204a、第二處理區域201b、第二沖洗區域204b作為氣體供給區域做說明，但在此是將第一處理區域201a置換為氣體供給區域A、將第一沖洗區域204a置換為氣體供給區域B、將第二處理區域201b置換為氣體供給區域C、將第二沖洗區域204b置換為氣 體供給區域D做說明。同樣的，將四片隔間板(分割構造體)205置換為隔間板53、隔間板54、隔間板55、隔間板56做說明。同樣的，將基板200置換為基板9做說明。
第7圖是如判斷以設在蓋體300的隔間板(分割構造體)53、隔間板54、隔間板55、隔間板56所劃分的氣體供給區域和各區域的基板200的通過時間之關係所示的圖。對區域A，經由下流氣體導入機構251b的緩衝空間、第一氣體噴出孔254供給氣體。對區域B，經由下流氣體導入機構253b的緩衝空間、第一惰性氣體噴出口256供給惰性氣體。對區域C，經由下流氣體導入機構252b的緩衝空間、第二氣體噴出孔255供給氣體。對區域D，經由下流氣體導入機構253b的緩衝空間、第一惰性氣體噴出口257供給惰性氣體。
第8圖是以基板為主體時的氣體供給時序圖。假設基板通過各氣體供給區域之時間不同的情形，換言之就是基板曝露在氣體的時間不同的情形。
在本實施例中，例如在隔間板53與隔間板54之間的氣體供給區域A通過基板200的時間，亦即在氣體供給區域A的基板200之處理時間為1s。在隔間板54與隔間板55之間的氣體供給區域B通過基板200的時間，亦即在氣體供給區域B的基板200之處理時間為0.8s。在隔間板55與隔間板56之間的氣體供給區域C通過基板200的時間，亦即在氣體供給區域C的基板200之處理時 間為0.2s。在隔間板56與隔間板53之間的氣體供給區域D通過基板200的時間，亦即在氣體供給區域D的基板200之處理時間為0.4s。
該些處理時間的比例為5：4：1：2。一旦將 氣體供給區域A至氣體供給區域D的角度，以在各個氣體供給區域的處理時間之比例來分割全區域份的360度，氣體供給區域A為150度、氣體供給區域B為120度、氣體供給區域C為30度、氣體供給區域D為60度。如此，隔著氣體供給區域之相鄰的分割構造體所成的各個角度，設定成與通過各個氣體供給區域的時間成正比的角度。
於第8圖表示在以隔間板53至隔間板56所 分割的各氣體供給區域A至區域D，來調整各隔間板的位置，排除在各區域的多餘處理時間。如此一來，就能形成配合處理時間的適當通過時間。其結果，在本實施例中，轉一圈(一個循環)的時間為2.4s。因而，對耗費在後述之比較例的一個循環之時間4s，可縮短1.6s。藉此，轉盤20的旋轉可從以往的15轉/分快轉到25轉/分，因此可提高相當於一批次的生產量。進而，可排除多餘處理時間，因此能抑制該多餘時間所消耗的氣體的浪費。
如此，以各區域的處理時間的比例來分割360 度，設定各氣體供給區域所成的角度θ。如此，藉此適當地設定分割構造體所成的角度，消除多餘的處理時間，就能令耗費在一個循環的處理時間最短化(最適化)。
在形成其化膜種之際，配合形成其他膜種的處理條件，換成設定分割構造體所成之角度的蓋體300。此種構成，僅更換蓋體，就能對應各式各樣的膜種形成處理。
進而，此時也可以配合下流側導入機構251b、下流側導入機構252b、下流側導入機構253b進行更換。可配合做更換，就能更適當地調整處理條件。
再者，於第7圖中，各區域的旋轉角雖是構成各區域之隔間板的厚度之中央至相鄰的隔間板之中央的角度，但與隔間板之側面相鄰接的隔間板之側面所成的角度當然可為該旋轉角。
並且，可交互地設置分割構造體53、分割構造體54、分割構造體55、分割構造體56和氣體供給區域。由於可藉由此種構造進行連續的處理，因此可提高生產量。
(3)基板處理工程
接著，有關第1實施形態的半導體製造工程之一工程，使用第9圖及第10圖來說明有關使用具備上述之反應容器203的處理室202b所實施的基板處理工程。第9圖是表示有關第1實施形態的基板處理工程之流程圖，第10圖是表示在有關第1實施形態的基板處理工程之成膜工程對基板的處理之流程圖。再者，於以下說明中，基板處理裝置10之處理室202的構成各部之動作，是藉由控 制部221被控制。
在此，是針對作為第一氣體，使用含矽氣體 的三矽胺(TSA)、作為第二處理氣體，使用含氧氣體的氧氣，在基板200上形成氧化矽膜(SiO2膜，以下亦簡稱SiO膜)作為絕緣膜之例做說明。
(基板搬入/載置工程(S102))
首先，使基板頂起銷266上昇到基板200的搬送位置，使基板頂起銷266貫通基座217的貫通孔217a。其結果，基板頂起銷266，是僅相較於基座217表面突出既定高度份的狀態。接著，打開閘閥244a，使用第一基板移載機112，將既定片數(例如五片)的基板200(處理基板)搬入到反應容器203內。並且，以基座217之圖未表示的旋轉軸為中心，各基板200以未重疊的方式載置在基座217的同一面上。藉此，基板200，以水平姿勢支撐在自基座217的表面突出的基板頂起銷266上。
基板200搬入到反應容器203內的話，將第 一基板移載機112朝反應容器203退出，關閉閘閥244a使反應容器203內形成密閉。然後，基板頂起銷266下降，將基板200載置於設置在第一處理區域201a、第一沖洗區域204a、第二處理區域201b、第二沖洗區域204b的各底面的基座217的載置部217b上。
再者，基板200搬入到反應容器203內之際，一邊藉由排氣部在反應容器203內進行排氣、一邊從 惰性氣體供給部對反應容器203內供給作為沖洗氣體的N2氣體為佳。亦即，使真空幫浦246作動，藉由打開APC閥243，一邊在反應容器203內進行排氣、一邊至少打開第一惰性氣體供給部的閥235c，藉此對反應容器203內供給N2氣體為佳。藉此，就能抑制顆粒侵入到處理區域201內和顆粒附著到基板200上的情形。在此，可以進一步由第二惰性氣體供給部及第三惰性氣體供給部來供給惰性氣體。再者，真空幫浦246，至少由基板搬入/載置工程(S102)至後述的基板搬出工程(S112)結束的期間，為正常動作之狀態。
(昇溫/壓力調整工程(S104))
接著，對埋置在基座217之內部的加熱器218供給電力，基板200的表面加熱至既定溫度(例如200℃以上、400℃以下)。此時，加熱器218的溫度，是根據溫度感測器274所檢測出的溫度資訊，來控制對加熱器218的通電狀況，藉此調整。
再者，在以矽所構成的基板200的加熱處理 中，一旦表面溫度加熱到750℃以上，會有於形成在基板200之表面的源極區域和汲極區域等產生雜質的擴散，會使電路特性劣化，半導體裝置之性能下降的情形。藉由如上述地限制基板200的溫度，就能抑制形成在基板200之表面的源極區域和汲極區域的雜質之擴散、電路特性之劣化、半導體裝置之性能下降。
而且，反應容器203內藉由真空幫浦246將 反應容器203內真空排氣成既定壓力(例如：0.1Pa至300Pa，最好為20Pa至40Pa)。此時，反應容器203內的壓力，以圖中省略的壓力感測器測定，根據該測定的壓力資訊，反饋控制APC閥243的開度。
並且，一邊加熱基板200、一邊使旋轉機構 267作動，開始基座217的旋轉。此時，基座217的旋轉速度，是受控制器221控制。藉由使基座217旋轉，讓基板200，以第一處理區域201a、第一沖洗區域204a、第二處理區域201b、第二沖洗區域204b的順序開始移動，使基板200通過各區域。
(成膜工程(S106))
接著，以對第一處理區域201a內供給TSA氣體作為第一處理氣體，對第二處理區域201b內供給作為第二處理氣體的氧氣，在基板200上成膜SiO膜之工程為例，來說明成膜工程。再者，在以下說明中，一併將TSA氣體、氧氣、惰性氣體供給到各個區域。換言之就是，TSA氣體的供給、氧氣的供給、惰性氣體的供給，至少持續進行到對基板之處理完成的期間。第一處理氣體的TSA氣體亦稱為原料氣體第二處理氣體的氧氣由於具有與原料氣體反應的性質，因此亦稱為反應氣體。
若加熱基板200達到所要的溫度，且基座217 達到所要的旋轉速度，即至少同時打開閥235a、閥235b 及閥235c，開始對處理氣體及惰性氣體的處理區域201及沖洗區域204的供給。
亦即，打開閥235a對第一處理區域201a內 供給TSA氣體，且打開閥235b對第二處理區域201b內供給氧氣，從處理氣體供給部供給處理氣體。進而打開閥235c對第一沖洗區域204a及第二沖洗區域204b內供給惰性氣體的N2氣體，從惰性氣體供給部供給惰性氣體。
在第一處理區域201a和第二處理區域201b， 將處理氣體的供給量調整成不會混入影響基板處理之量的惰性氣體。如此一來，在處理區域的基板處理中，惰性氣體不會妨礙形成在基板200的膜與所供給的氣體之間的反應，與惰性氣體供給到處理區域的情形相比，可提高成膜速度。
此時，適當地調整APC閥243，使反應容器 203內的壓力成為例如：10Pa至1000Pa的範圍內的壓力。此時加熱器218的溫度，會將基板200的溫度設定在例如：200℃至400℃之範圍內的溫度。
調整壓力之際，一邊打開閥235a，從第一氣 體供給管232a經由第一氣體導入機構251及第一氣體噴出口254對第一處理區域201a供給TSA氣體、一邊從排氣管231進行排氣。此時，將質流控制器232c調整成TSA氣體之流量為既定流量。再者，以質流控制器232c所控制的TSA氣體的供給流量，為例如：100sccm至5000sccm之範圍內的流量。
並且，一邊打開閥235b，從第二氣體供給管 233a經由第二氣體導入機構252及第二氣體噴出口255對第二處理區域201b供給氧氣、一邊從排氣管231進行排氣。此時，將質流控制器233c調整成氧氣之流量為既定流量。再者，以質流控制器233c所控制的氧氣的供給流量，為例如：1000sccm至10000sccm之範圍內的流量。
並且，一邊打開閥235a、閥235b、閥235c， 將作為沖洗氣體的惰性氣體之N2氣體，從第一惰性氣體供給管234a經由惰性氣體導入機構253、第一惰性氣體噴出口256及第二惰性氣體噴出口257，分別供給到第一沖洗區域204a及第二沖洗區域204b、一邊進行排氣。此時，將質流控制器234c調整成N2氣體之流量為既定流量。再者，經由隔間板205的端部與反應容器203的側壁之間隙，從第一沖洗區域204a內及第二沖洗區域204b內向著第一處理區域201a內及第二處理區域201b內噴出惰性氣體，就能抑制處理氣體侵入到第一沖洗區域204a內及第二沖洗區域204b內。
與氣體供給開始的同時，從高頻電源209對 設置在第二處理區域201b之上方的電漿生成部206供給高頻電力。供給到第二處理區域201b內，通過電漿生成部206之下方的氧氣，在第二處理區域201b內為電漿狀態，且含於此的活性種供給到基板200。
氧氣雖然反應溫度高，在如上所述的基板200 的處理溫度、反應容器203內的壓力難以反應，但如第1實施形態，氧氣為電漿狀態，一旦供給含於此的活性種，例如在400℃以下的溫度帶也能進行成膜處理。再者，第一處理氣體與第二處理氣體所要求的處理溫度不同的情形下，配合處理溫度低的這方的處理氣體的溫度來控制加熱器218，以提高處理溫度所必要的另一方之處理氣體為電漿狀態進行供給為佳。像這樣利用電漿就能以低溫來處理基板200，就能抑制對具有例如鋁等之熱較弱的配線等的基板200之熱損傷。而且，能抑制因處理氣體之未完全反應而產生生成物等之異物，還可提高形成在基板200上之薄膜的均質性和耐電壓特性等。而且，因形成電漿狀態的氧氣之高氧化力，可縮短氧化處理時間等，提高基板處理的生產性。
如上所述，藉由使基座217旋轉，讓基板 200，以第一處理區域201a、第一沖洗區域204a、第二處理區域201b、第二沖洗區域204b的順序重複移動。此時，例如：如記載於第7圖，基座的一部分是設定成以1秒通過第一處理區域201a、以0.8秒通過第一沖洗區域204a、以0.2秒通過第二處理區域201c、以0.4秒通過第二沖洗區域。
通過各區域之際，如第10圖所示，對基板 200，以交互地既定次數實施TSA氣體的供給、N2氣體的供給(沖洗)、電漿狀態之氧氣的供給、N2氣體的供給(沖洗)。在此，針對成膜處理時序之詳細，採用第 10圖做說明。
(通過第一處理氣體區域(S202))
首先，對未載置通過第一處理區域201a的基板200表面及基座217的基板的部分供給TSA氣體，在基板200上形成含矽層。
對第一處理區域201a，從第一處理氣體導入機構251通過第一氣體噴出口254，朝水平方向噴出氣體。
(通過第一沖洗區域(S204))
其次，形成含矽層的基板200會通過第一沖洗區域204a。此時，對通過第一沖洗區域的基板200供給惰性氣體的N2氣體。
(通過第二處理氣體區域(S206))
其次，對未載置通過第二處理區域201b的基板200及基座217的基板的部分供給氧氣。在基板200上形成矽氧化層(SiO層)。亦即，氧氣在第一處理區域201a與形成在基板200上之含矽層的至少一部分產生反應。藉此，含矽層被氧化，改質成含矽及氧的SiO層。對第二處理區域201b，從第二處理氣體導入機構252通過第二氣體噴出口255，朝水平方向噴出氣體。
(通過第二沖洗區域(S208))
然後，在第二處理區域201b形成SiO層的基板200會通過第二沖洗區域204b。此時，對通過第二沖洗區域的基板200供給惰性氣體的N2氣體。
(循環數的確認(S210))
如此，基座217轉一圈為一循環，亦即通過第一處理區域201a、第一沖洗區域204a、第二處理區域201b及第二沖洗區域204b的基板200為一循環，該循環至少進行一次以上，藉此就能將既定膜厚的SiO膜成膜於基板200上。
在此，確認前述循環是否實施既定次數。
循環實施既定次數的情形下，即判斷到達所要的膜厚，結束成膜處理。循環未實施既定次數的情形下，即判斷未到達所要的膜厚，重回S202繼續循環處理。
在S210，前述循環實施既定次數，判斷在基 板200上形成所要膜厚的SiO膜之後，至少關閉閥235a及閥235b，停止TSA氣體及氧氣對第一處理區域201a及第二處理區域201b的供給。此時，也停止對電漿生成部206的電力供給。進而控制加熱器218的通電量使溫度降低，或停止對加熱器218的通電。
進而，停止基座217的旋轉。
(基板搬出工程(S108))
若成膜工程106結束，如下搬出基板。
首先，使基板頂起銷266上昇，將基板200支撐在自基座217之表面突出的基板頂起銷266上。然後，打開閘閥244a，使用第一基板移載機112，將基板200搬出反應容器203之外，結束有關第1實施形態的基板處理工程。 再者，於上述中，基板200的溫度、反應容器203內的壓力、各氣體的流量、施加於電漿生成部206的電力、處理時間等的處理條件等，因改質對象的膜之材料和膜厚等而任意調整。
<本發明之第2實施形態>
利用第7圖說明第2實施形態。
在此，氣體供給區域A至氣體供給區域D的各區域的處理時間之比例是以角速度ω使基座(亦稱為轉盤或旋轉機構)20旋轉。進而，基板9的某一點(例如：基板的中心點)通過第n號的氣體供給區域的時間為tn，第n號的氣體供給區域的角度為θn。此時，若以時間T為一周，θn就能以角速度ω和處理時間tn之積表示。若為此種構成，就能再現性良好的設定在配合處理氣體之種類的處理時間的氣體供給區域，因此在變更成不同的處理之情形下也能削減多餘的處理時間，還可提高生產量。
第11圖是表示以淋浴頭進行處理區域之形成 的情形。氣體供給區域A，以包括隔間板53、隔間板56的淋浴頭29所構成，氣體供給區域B，以藉由隔間板53、隔間板54隔開的區域所構成，氣體供給區域C，以 包括隔間板54、隔間板55的淋浴頭30所構成，氣體供給區域D，以隔間板55、隔間板56隔開的區域所構成。 像這樣，使用淋浴頭的情形下，氣體噴出的小孔和基板的距離很近，因此可實現更均勻的處理。
第12圖是由斜下方觀看淋浴頭29的立體 圖。處理氣體由複複個小孔58供給。為了抑制處理氣體漏到周圍，隔間板59設成圍住淋浴頭29的複數個小孔58。
如此，改變形成反應室內部之氣體供給區域 的隔間板之位置，就可就改變複數個氣體供給區域的大小，削減各區域的多餘處理時間，提高基板的處理能力。
<第3實施例>
接著，使用第17圖、第18圖來說明第3實施例。在第1實施例中，雖是由氣體噴出口供給到各區域，但在第3實施例中，如第17圖、第18圖所記載，在氣體噴出口設置噴嘴之點上不同。與第1實施例相同編號的構成在本實施例中仍為同樣的構成，因此省略說明。在本實施例的說明中，以不同點為中心於以下做說明。
如第18圖所記載在各個處理區域設有作為氣 體導部的噴嘴258。在噴嘴258之內、噴嘴258a之一端連接著第一氣體噴出口254。在噴嘴258b之一端連接著第二氣體噴出口255。在噴嘴258c之一端連接著第一惰性氣體噴出口256。在噴嘴258(d)之一端連接著第二惰 性氣體噴出口257。各噴嘴之另一端藉由噴嘴固定部259固定在蓋體300。藉由噴嘴固定部259來固定噴嘴，即使噴嘴因經年變化產生變形，噴嘴與基板載置面(基板載置部的表面)之距離仍經常維持一定，基板處理條件即可為一定。因而，再現性良好且可完成基板處理。
噴嘴固定部259，是設置在與晶圓9通過之路 徑260之外周面對面的頂面，噴嘴258構成自處理區域中心呈放射狀延伸。晶圓9通過的路徑為一點鎖線的範圍，基板載置部217旋轉之際的晶圓9之路徑。
噴嘴258前端構成到達比晶圓通過路徑260 更外周，設置在噴嘴的噴出孔之內，利用最端部的噴出孔比晶圓通過路徑260更外周的噴嘴固定部259固定在蓋體300。將氣體藉由設置在噴嘴258的氣體噴出孔導入到基板載置部的外周，在基板載置部的外周仍能與內周同樣地供給氣體。因而，與實施例1的構成做比較，對基板面內可更均勻地供給氣體。
基板載置部的外周也與內周同樣地可供給氣 體，因此在實施例1中，能夠抑制供給到第一處理區域的氣體與第二處理區域的氣體的反應性高的情形所產成的晶圓載置部外周的氣體不足。在此所謂的氣體不足，是指由處理區域之中央供給的氣體多數在內周產生反應，其結果足夠的氣體無法到達外周。此情形下，在晶圓面內，引起膜厚在外周與內周不同的問題。對此，在本實施例中，抑制內周與外周的膜厚差，可均勻地處理晶圓面內。
而且，噴嘴258被固定在蓋體300，因此交換 搭載著實施例1的形態至本實施例的噴嘴和噴嘴固定部的蓋體300，對於擔心在基板載置部外周氣體不足的處理，就很容易對應。
而且，在此雖是以噴嘴為氣體導部之一例做 說明，但並不限於此，只要是將氣體導入到外周的構造都可以。例如：使凹狀溝槽呈放射狀延伸的構造也可以。
以上，雖是具體說明本發明之實施形態，但 本發明並不限於上述實施形態，在不脫離該主旨的範圍可做各種變更。
進而，在本實施形態中，雖是使用四個分割 構造做說明，但並不限於此，只要是對應所形成的膜種和其處理的數量都可以，也可以多於四個。
而且，在本實施形態中，雖是使用隔間板作 為分割構造體，但只要是氣體不會在相鄰的處理氣體供給區域間混合的構造都可以。例如：降低沖洗氣體供給區域的頂部提高沖洗氣體流速的構造，或設置沖洗氣體專用的排氣部，設置不會讓處理氣體混合的氣流的構造也可以。
而且，在本實施形態中，雖是固定隔著氣體 供給區域的複數個分割構造體所成的角度，但並不限於此，例如可改變角度的構成也可以。形成此種的構造，在安裝後可改變各個氣體供給區域的大小，並且可調整對各個氣體供給區域的基板的氣體供給時間。
而且，可改變角度的構成的情形，作為可個 別調整隔著氣體供給區域的所有分割構造體的角度的構造也可以。形成此種的構造，在各氣體供給區域可完成彈性的處理。而且，可以僅調整對象的氣體供給區域進行分割構造體間的角度，調整對象的分割構造體的角度改變的情形下，能夠設定區域之大小改變的氣體供給區域和區域之大小未改變的氣體供給區域。換言之就是，在不改變不受改變分割構造體之角度情形影響之外的氣體供給區域的基板之通過時間下，僅能夠調整對象的氣體供給區域進行基板之通過時間的。
接著，針對本實施形態的比較例做說明。
針對比較例的單片裝置使用第13圖至第16 圖做說明。第13圖、第14圖是表示將載置在轉盤20之上的複數個基板9，一邊使轉盤20(基板載置台)旋轉、一邊將薄膜成膜於基板9之表面的裝置的剖面。
第13圖是由轉盤20側觀看反應室1之上側 的構造之第14圖的d-d’端視圖，第14圖是包含反應室1內部的轉盤20及加熱器6等所示的第13圖之c-c’端視圖。
反應室1是以反應室壁3構成氣密，在反應 室1的下部設有用來加熱轉盤20上之基板9的加熱器6。在該加熱器6的上部可旋轉地設有轉盤20，旋轉驅動部19是用來驅動旋轉軸21，使轉盤20進行旋轉的構造。
在反應室1的上部設有用來劃分處理區域的 隔間板31至34，將各隔間板的下面與轉盤20的間隙變窄，成為供給到各個處理區域之不同種類的氣體難以混合的構造。各隔間板與轉盤20的距離為1至3mm左右。對反應室1內的各處理區域的氣體的供給是由設置在反應室1的上部的氣體供給噴嘴28進行。而且對氣體供給噴嘴28的氣體供給是由設置在反應室之外側的複數個氣體導入口10進行。
在反應室1的側面設有用來將導入到反應室 的氣體進行排氣的排氣口15。
第15圖是第14圖之e-e’端視圖，判斷以隔 間板31至34所劃分的氣體供給區域與各區域的基板9的通過時間的關係所示的圖。第16圖是表示各氣體供給區域A至D的處理時間與基板9通過各氣體供給區域的時間之關係的時序圖。35、36、37、38是各氣體供給區域A、B、C、D之處理必要時間，分別為1s、0.8s、0.2s、0.4s。並且，41、42、43是各氣體供給區域B、C、D之實際處理所不必要的多餘處理時間，分別為0.2s、0.8s、0.6s。
從氣體供給埠10導入的處理氣體是經由設在 氣體供給噴嘴28的緩衝室48從小孔49供給到各氣體供給區域。從該小孔49供給的處理氣體是流向氣流11至氣流14所示的方向，從排氣口排氣。
在第15圖，氣體供給區域D的基板9是在朝 箭頭39的方向旋轉一圈的期間，以氣體供給區域A、氣 體供給區域B、氣體供給區域C、氣體供給區域D的順序進行處理，但在各區域所要的處理時間不同，因此配合最長的處理所要的區域而決定轉盤20的轉數。
但是，在本比較例中，如第15圖所示，在不 配合處理所要時間的狀態下，將各氣體供給區域A至D每90度等份分割，因此必須配合轉盤的旋轉速度在各區域的處理時間中最長的處理時間。此情形下在各區域需要一秒，因此轉盤20旋轉一圈(一個處理循環)需要四秒，因此轉盤20需要15轉/分。
對此，若藉由本實施形態，處理條件之一的 基板處理時間可在各處理區域配合彈性，因此在各處理區域以不同的處理時間來處理基板的情形下，也可對應所要的成膜。
<本發明之最佳形態>
以下，針對本發明之最佳形態做附記。
(附記1)
藉由本發明之一形態，具有：設置在處理室內，可圓周狀地載置複數個基板的基板載置部、
以既定的角速度使前述基板載置部旋轉的旋轉機構、
自前述處理室的蓋體之中心呈放射狀地設置，將前述處理室分割成複數個的分割構造體、和
分別配置在相鄰的前述分割構造體之間的氣體供給區 域；
隔著前述氣體供給區域之一而相鄰的前述分割構造體所成的角度，是設定成前述基板載置部的一部分通過前述氣體供給區域的時間與對應前述角速度的角度之基板處理裝置。
(附記2)
前述蓋體，為可取出的構造之附記1所記載的基板處理裝置。
(附記3)
在前述各個氣體供給區域，設有氣體導入機構，前述氣體導入機構，具有：連接在氣體供給管的上流側導入機構、和具備氣體噴出孔的下流側導入機構；前述上流側導入機構和前述下流側導入機構為可分離之附記2或3記載的基板處理裝置。
(附記4)
前述下流側導入機構為固定在前述蓋體之記載於附記3的基板處理裝置。
(附記5)
前述蓋體，可自前述處理室的處理室壁分離之附記2至4中之任一項記載的基板處理裝置。
(附記6)
在前述氣體導入機構，構成連接著形成放射狀的氣體導部，前述氣體導部被固定在前述蓋體之附記3至5中之任一項記載的基板處理裝置。
(附記7)
具有：設置在處理室內，可圓周狀地載置複數個基板的基板載置部、使前述基板載置部旋轉的旋轉機構、自前述處理室的蓋體之中心呈放射狀地設置，將前述處理室分割成複數個的分割構造體、和分別配置在相鄰的前述分割構造體之間的氣體供給區域；隔著前述氣體供給區域之一而相鄰的前述分割構造體所成的各個角度，是設定成與前述基板載置部的一部分通過前述各個氣體供給區域的時間成正比的角度之基板處理裝置。
(附記8)
通過前述各個氣體供給區域的時間，設定成每個氣體供給區域都不同之記載於附記6的基板處理裝置。
(附記9)
前述蓋體，可自前述處理室的處理室壁分離之記載於附記6或附記7的基板處理裝置。
(附記10)
一種搭載在設有載置著複數個基板之可旋轉的基板載置部之處理室的蓋體，其具有：圓板、和搭載在處理室之際，將前述處理室分割成複數個氣體供給區域，自前述圓板之中心呈放射狀地設置的分割構造體；隔著前述氣體供給區域之一而相鄰的前述分割構造體所成的角度，是設定成前述基板載置部的一部分通過前述氣體供給區域的時間與對應前述基板載置部旋轉的角速度的角度之蓋體。
(附記11)
具有：藉由自處理室的蓋體之中心呈放射狀地設置的分割構造體所分割的處理區域、和載置著複數個基板之可旋轉的基板載置部，且將複數個基板搬入到隔著前述氣體供給區域之一而相鄰的前述分割構造體所成的角度，是設定成前述基板載置部之一部分通過前述氣體供給區域的時間與對應前述角速度的角度的處理室之工程、將前述複數個基板載置在前述基板載置部之工程、一邊旋轉前述基板載置部、一邊對前述處理區域供給 氣體之工程、和將基板搬出前述處理室之工程的半導體裝置之製造方法。
9‧‧‧基板
53‧‧‧隔間板(分割構造體)
54‧‧‧隔間板(分割構造體)
55‧‧‧隔間板(分割構造體)
56‧‧‧隔間板(分割構造體)
211‧‧‧氣體排氣空間
251b、252b、253b‧‧‧下流側導入機構
254‧‧‧第一氣體噴出口
255‧‧‧第二氣體噴出口
256‧‧‧第一惰性氣體噴出口
257‧‧‧第二惰性氣體噴出口
260‧‧‧晶圓通過路徑

Claims (14)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵係具有：設置在處理室內，可圓周狀地載置複數個基板的基板載置部、以既定的角速度使前述基板載置部旋轉的旋轉機構、設置於前述處理室之上側之蓋體、從前述蓋體之中心部呈放射狀地設置，將前述處理室分割成複數個的分割構造體、和在相鄰的前述分割構造體之間，各別供給氣體的氣體供給區域；分割成經由前述分割構造體處理前述基板之處理區域與沖洗供給之氣體的沖洗區域，前述氣體供給區域係交互排列前述處理區域與前述沖洗區域而構成，前述處理室係於前述分割構造體之端部與前述處理室之側壁間，設置特定之間隙，使前述特定之間隙，可通過供給於前述沖洗區域之氣體，從前述沖洗區域朝向前述處理區域，噴出前述氣體而構成者。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的基板處理裝置，其中，在前述各個氣體供給區域，設有氣體導入機構，前述氣體導入機構，具有：連接在氣體供給管的上流側導入機構、和具備氣體噴出孔的下流側導入機構。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載的基板處理裝置，其中， 前述氣體導入機構係連接形成呈放射形狀之氣體導引部而構成。
  4. 如申請專利範圍第2項所記載的基板處理裝置，其中，前述下流側導入機構為固定在前述蓋體。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載的基板處理裝置，其中，隔著前述氣體供給區域之一而相鄰的前述分割構造體所成的角度，係對應各氣體供給區域之通過前述基板之時間而設定者。
  6. 一種基板處理裝置，其特徵係具有：設置在處理室內，可圓周狀地載置複數個基板的基板載置部、設置於前述處理室之上側之蓋體、從前述蓋體之中心部呈放射狀地設置，將前述處理室分割成複數個的分割構造體、和使前述基板通過複數之區域，旋轉載置前述基板之前述基板載置部的旋轉機構；隔著前述氣體供給區域之一而相鄰的前述分割構造體所成的角度，係載置於前述基板載置部之基板經由前述旋轉機構加以旋轉之時，設定成對應於通過各別前述複數之區域之時間之角度。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載的基板處理裝置，其中，前述基板通過前述區域之時間係設定成對於各別之區 域為不同者。
  8. 如申請專利範圍第6項所記載的基板處理裝置，其中，在前述各個氣體供給區域，設有氣體導入機構，前述氣體導入機構，具有：連接在氣體供給管的上流側導入機構、和具備氣體噴出孔的下流側導入機構。
  9. 如申請專利範圍第6項所記載的基板處理裝置，其中，分割成經由前述分割構造體處理前述基板之處理區域與沖洗供給之氣體的沖洗區域，前述複數之區域係交互排列前述處理區域與前述沖洗區域而構成。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載的基板處理裝置，其中，於前述分割構造體之端部與前述處理室之側壁間，設置特定之間隙，使前述特定之間隙，可通過供給於前述沖洗區域之氣體，從前述沖洗區域朝向前述處理區域，噴出前述氣體而構成者。
  11. 如申請專利範圍第8項所記載的基板處理裝置，其中，前述氣體導入機構係連接形成呈放射形狀之氣體導引部而構成。
  12. 如申請專利範圍第6項所記載的基板處理裝置，其中，隔著前述氣體供給區域之一而相鄰的前述分割構造體 所成的角度，係對應於各區域之處理時間之比率而設定。
  13. 一種半導體裝置之製造方法，具有：分割成經由分割構造體，處理基板之處理區域與沖洗供給之氣體之沖洗區域，於前述分割構造體之間，供給各別氣體之氣體供給區域，則於交互排列前述處理區域與前述沖洗區域地構成之處理室，送入基板之工程、和於前述處理區域及前述沖洗區域，供給各別氣體，處理前述基板之工程；其特徵係處理前述基板之工程中，在設於前述分割構造體之端部與前述處理室之側壁間之特定間隙，通過供予前述沖洗區域之氣體，從前述沖洗區域朝向前述處理區域，噴出前述氣體者。
  14. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵係具有：可圓周狀地載置複數個基板的基板載置部、從前述蓋體之中心部呈放射狀地設置的分割構造體、和使前述基板通過經由前述分割構造體分割之複數之區域，旋轉載置前述基板之前述基板載置部的旋轉機構；具有隔著前述複數之區域之一而相鄰的前述分割構造體所成的角度，係載置於前述基板載置部之基板經由前述旋轉機構加以旋轉之時，於設定成對應於通過各別前述複數之區域之時間之角度之處理室，送入基板之工程、和於前述複數之領域，供給各別氣體，處理前述基板之工程者。
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