TWI523080B - 成膜裝置（二） - Google Patents

成膜裝置（二） Download PDF

Info

Publication number
TWI523080B
TWI523080B TW100147613A TW100147613A TWI523080B TW I523080 B TWI523080 B TW I523080B TW 100147613 A TW100147613 A TW 100147613A TW 100147613 A TW100147613 A TW 100147613A TW I523080 B TWI523080 B TW I523080B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
material gas
supply
wafer
film forming
substrate
Prior art date
Application number
TW100147613A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201237940A (en
Inventor
長谷川陽成
杉田吉平
高橋真實
Original Assignee
東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東京威力科創股份有限公司 filed Critical 東京威力科創股份有限公司
Publication of TW201237940A publication Critical patent/TW201237940A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI523080B publication Critical patent/TWI523080B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4586—Elements in the interior of the support, e.g. electrodes, heating or cooling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/60—Deposition of organic layers from vapour phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/34—Applying different liquids or other fluent materials simultaneously
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02118—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer carbon based polymeric organic or inorganic material, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • H01L21/67309—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterized by the substrate support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a batch of workpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

成膜裝置(二)
本發明係關於一種於基板成膜之成膜裝置。
用於半導體元件之材料近年來範圍從無機材料持續擴展到有機材料，從無機材料所未具有的有機材料特質而可更加適合半導體元件之特性及製程。
此種有機材料的1種舉例有聚醯亞胺。聚醯亞胺的密接性高且漏溢電流低。因此，於基板表面成膜聚醯亞胺所得之聚醯亞胺膜可用作絕緣膜，亦可於半導體元件中來用作絕緣膜。
成膜此種聚醯亞胺膜的方法已知有使用作為原料單體之例如均苯四甲酸二酐(Pyromellitic Dianhydride、以下略稱為「PMDA」)與包含有例如4,4'-氧化雙苯胺(4,4'-Oxydianiline，以下略稱為「ODA」)之4,4'-二胺二苯醚之蒸鍍聚合法的成膜方法。蒸鍍聚合係一種在基板表面將作源為廖單體之PMDA及ODA加以熱聚合反應之方法。以往已揭露有以氣化器將PMDA及ODA之單體蒸發，並分別將蒸發後的蒸氣供應至蒸鍍聚合室來於基板上進行蒸鍍聚合以成膜聚醯亞胺膜之成膜方法。
為了在短時間使用蒸鍍聚合來成膜出便宜而膜質優異的聚醯亞胺膜，需要將氣化後的PMDA(以下稱為「PMDA氣體」)及氣化後的ODA(以下稱為(ODA氣體))以定量持續地供應給基板。因此，成膜聚醯亞胺之成膜 裝置中，較佳係設置有將PMDA氣體及ODA氣體所構成之原料氣體供應至成膜容器內的供應機構。
然而，此種將PMDA氣體及ODA氣體供應至基板來成膜聚醯亞胺膜的成膜裝置卻具有以下問題。
為了藉由供應PMDA氣體與ODA氣體來於基板表面成膜聚醯亞胺膜，PMDA單體與ODA單體必需於基板表面進行熱聚合反應。但是一旦基板溫度變動，則聚醯亞胺的成膜速度就會變動，而有基板面內之聚醯亞胺膜的膜厚、膜質等的均勻性變差之問題。
又，上述問題亦共通存在於將包含PMDA氣體之芳香族酸二酐所構成之原料氣體，及包含ODA氣體之芳香族二胺所構成之原料氣體供應至基板來成膜聚醯亞胺膜之情況。
依本發明一實施例係提供一種成膜裝置，該成膜裝置係將芳香族酸二酐所構成之第1原料氣體與芳香族二胺所構成之第2原料氣體供應至成膜容器內所保持之基板，並於該基板表面使得所供應之該第1原料氣體與該第2原料氣體進行熱聚合反應來成膜聚醯亞胺膜，該成膜裝置具有：基板保持部，係於該成膜容器內保持基板；基板加熱部，係加熱該基板保持部所保持之基板；供應機構，係包含有設置於該成膜容器內並形成有用以供應該第1原料氣體及該第2原料氣體的供應孔之供應管，且透過該供應孔來將該第1原料氣體及該第2原料氣體供應至該成膜容器內；控制部，係控制該基板保持部、該基板加熱部及該供應機構；該控制部係藉由該供應機構供應該第1原料氣體及該第2原料氣體，並藉由該基板加熱部將該基板保持部所保持的基板加熱至會產生熱聚合反應的溫度範圍來控制聚醯亞胺的成膜速度。
接著，與圖式一同說明實施本發明之形態。
(第1實施形態)
首先，說明本發明第1實施形態之成膜裝置。本實施形態之成膜裝置係藉由將芳香族酸二酐所構成的第1原料氣化後之第1原料氣體與芳香族二胺所構成的第2原料氣化後之第2原料氣體供應至成膜容器內所設置之基板來於基板成膜出聚醯亞胺膜之成膜裝置。
另外，芳香族酸二酐較佳為均苯四甲酸二酐(PMDA)，芳香族二胺較佳係包含有例如4,4'-氧化雙苯胺(ODA)之4,4'-二胺二苯醚。成膜聚醯亞胺之基板可以為例如半導體晶圓(以下稱為「晶圓W」)。以下則以將氣化後PMDA氣體與氣化後ODA氣體供應至成膜容器內所設置之晶圓W來於晶圓W成膜聚醯亞胺膜的成膜裝置為一例加以說明。
首先，參照圖1至圖6，就本發明實施形態之成膜裝置加以說明。
圖1係概略顯示本實施形態成膜裝置10之縱剖視圖。圖2係概略顯示圖1所示載置區域40之立體圖。圖3係顯示將前批晶圓W(批次1)於成膜容器中進行成膜處理時，後批(批次2)晶圓W之狀態圖。圖4係係概略顯示晶舟44一例之立體圖。圖5係顯示於晶舟44搭載有複板單元56狀態之剖視圖。圖6係概略顯示移載機構47一例之側視圖。
成膜裝置10係具有載置台(裝載埠)20、框體30及控制部90。
載置台(裝載埠)20係設於框體30前部。框體30係具有載置區域(作業區域)40及成膜容器60。載置區域40係設於框體30內的下方，成膜容器60係設於框體30內的載置區域40上方。又，載置區域40與成膜容器60之間係設置有基底板31。另外，後述供應機構70係設置為連接於成膜容器60。
基底板31係用以設置成膜容器60的後述反應管61之例如SUS製基底板，並形成有從下方朝上方插入反應管61用之開口部(未圖示)。
載置台(裝載埠)20係用以對框體30內進行晶圓W的搬出搬入。載置台(裝載埠)20係載置有收納容器21。收納容器21為於前面具備有蓋體(未圖示)而可以既定間隔收納複數片(例如50片左右)晶圓之密閉型收納容器(HOOP)。
又，本實施形態中，載置台(裝載埠)20亦可以為對框體30內進行後述支撐環(support ring)55之搬入搬出用者。載置台(裝載埠)20亦可載置有收納容器22。收納容器22為於前面具備有蓋體(未圖示)而可以既定間隔收納複數片(例如25片左右)後述支撐環55之密閉型收納容器(HOOP)。
又，載置台20下方亦可設置有將藉由後述移載機構47所移載之晶圓W的外周所設置之缺口部(例如槽口)朝一方向對齊用之整列裝置(aligner)23。
載置區域(作業區域)40係在收納容器21與後述晶舟44之間進行晶圓W的移載，將晶舟44搬入(LOAD)至成膜容器60內，亦或將晶舟44從成膜容器60搬出(UNLOAD)。載置區域40係設置有門板機構41、擋門機構42、蓋體43、晶舟44、基台45a,45b、升降機構46以及移載機構47。
另外，蓋體43及晶舟44係相當於本發明中的基板保持部。
門板機構41係用以取下收納容器21,22之蓋體而將收納容器21,22內連通開放至載置區域40內者。
擋門機構42係設置於載置區域40上方。擋門機構42係設置為在開啟蓋體43時，會覆蓋(或塞住)開口63來抑制乃至防止高溫的爐內熱度自後述成膜容器60之開口63放出至載置區域40。
蓋體43係具有保溫筒48及旋轉機構49。保溫筒48係設置於蓋體43上。保溫筒48係用以晶舟44因與蓋體43側之傳熱而冷卻並保溫晶舟44者。旋轉機構49係組裝於蓋體43下部。旋轉機構49係用以旋轉晶舟44者。旋轉機構49的旋轉軸係設置為氣密地貫穿蓋體43而旋轉蓋體43上所配置的旋轉台(未圖示)。
如圖2所示，升降機構46係在晶舟44從載置區域40對成膜容器60進行搬入、搬出之際，升降驅動蓋體43。然後，藉由升降機構46上升之蓋體43在搬入成膜容器60內時，蓋體43會與後述開口63抵接而密封開口63。從而蓋體43所載置之晶舟44便得以將晶圓W在水平面內可旋轉地保持於成膜容器60內。
另外，成膜裝置10亦可具有複數晶舟44。以下便參照圖2，就本實施形態具有2個晶舟44之範例加以說明。
載置區域40係設置有晶舟44a,44b。然後，載置區域40係設置有基台45a,45b及晶舟搬送機構45c。基台45a,45b係將各別之晶舟44a,44b從蓋體43加以移載之載置台。晶舟搬送機構45c係將晶舟44a,44b從蓋體43移載至基台45a,45b者。
如圖3所示，搭載有前批(批次1)晶圓W之晶舟44a被搬入至成膜容器60而進行成膜處理時，載置區域40中可將後批(批次2)晶圓W從收納容器21移載至晶舟44b。藉此，在前批(批次1)晶圓W之成膜步驟結束而從成膜容器60搬出晶舟44a後馬上可以將搭載有後批(批次2)晶圓W之晶舟44b搬入至成膜容器60。其結果便可以縮短成膜處理所需要的時間(節奏時間)，而可降低製造成本。
晶舟44a,44b係例如石英製，而可以既定間隔(間距寬度)於上下方向水平地搭載大口徑(例如直徑300mm)之晶圓W。例如圖4所示，晶舟44a,44b係於頂板50及底板51之間介設有複數根(例如3根)之支柱52。支柱52係設置有用以保持晶圓W之爪部53。又，亦可適當地與支柱52一同地設置輔助柱54。
又，如圖5所示，晶舟44a,44b亦可讓上下相鄰之晶圓W內面Wb彼此對向，或讓上下相鄰之晶圓W表面Wa彼此對向，並且以內面Wb彼此對向而上下相鄰的2片晶圓W之間隔為較表面Wa彼此對向而上下相鄰的2片晶圓W之間隔要窄方式來將複數片晶圓W保持於上下方向。以下便針對上下相鄰之晶圓W以透過支撐環(support ring)55而使得內面Wb彼此對向方式來搭載於晶舟44a,44b的範例加以說明。
晶舟44a,44b的爪部53亦可保持有能支撐2片晶圓W般地構成之複數片複板單元56。複板單元56係藉由支撐環(support ring)55支撐晶圓W周緣部來將2片晶圓W以內面彼此對向之方式加以支撐。1個複板單元56中以內面彼此對向之方式加以支撐的2片晶圓W之間隔為Pa，而複板單元56於上下方向所保持的間隔，亦即爪部53之間隔則為Pb。此時，以表面彼此對向而上下相鄰之2片晶圓W的間隔則為Pb-Pa。如此般配置時，較佳係使得Pa較Pb-Pa要小。亦即，較佳地，以內面彼此對向而上下相鄰之2片晶圓W的間隔Pa係較以表面彼此對向而上下相鄰之2片晶圓W的間隔(Pb-Pa)要窄般地來複數保持於上下方向。
支撐環55係具有圓環部55a，係具有與晶圓W相同或較晶圓W稍大之內徑；以及間隔部55b，係除了圓環部55a之上端及下端的部份，設置為沿著圓環部55a的內周而於中心側埋入於2片晶圓W之間隔。間隔部55b係在成膜容器60內進行成膜處理之際，塞入於以內面彼此對向而上下相鄰之2片晶圓W的間隙。然後，間隔部55b係用以防止原料氣體進入至以內面彼此對向而上下相鄰之2片晶圓W的間隙，而使得晶圓W內面成膜者。支撐環55係例如石英製。
另外，支撐環55之間隔部55b係相當於本發明中之封塞構件。
如圖5所示，爪部53係支撐有將內面Wb作為上面(即表面Wa為下面)之晶圓W。爪部53所支撐之晶圓W上方係以在圓環部55a之下面接觸於爪部53之狀態下支撐著支撐環55。然後，支撐環55之間隔部55b係支撐有將內面Wb作為下面(即表面Wa為上面)之晶圓W。
此處，可將1個複板單元56中以內面彼此對向般地支撐之2片晶圓W的間隔Pa為例如2mm，複板單元56於上下方向所保持之間隔(爪部53之間隔)Pb為例如11mm。如此一來，便可將以表面彼此對向而上下相鄰之2片晶圓W的間隔(Pb-Pa)為9mm。另一方面，在不改變晶舟44之晶圓搭載片數而使得所有晶圓W之間隔為相等的方式來支撐時，上下相鄰之2片晶圓W的間隔為11mm的一半之5.5mm，係較9mm要小。因此，藉由使用複板單元56來使得內面彼此對向般地支撐晶圓W，可使得一晶圓W表面Wa與另一晶圓W表面Wa之間隙變大，便可將充足量的原料氣體供應至晶圓W的表面Wa。
移載機構47係用以於收納容器21,22與晶舟44a,44b之間進行晶圓W或支撐環55之移載者。移載機構47係具有基台57、升降臂58以及複數爪(移載板)59。基台57係可升降及旋轉般地設置。升降臂58設可藉由滾珠螺桿等而可於上下方向移動般地(可升降)設置，基台57係可水平旋轉般地設置於升降臂58。
又，作為一範例，移載機構47亦可具有可水平移動之下側爪59a以及可水平移動並可上下反轉之上側爪59b。此種移載機構47之一範例如圖6之側視圖所示。
下側爪59a係藉由移動體59c而可朝搭載複板單元56之晶舟44a,44b進退般地設置，亦為在晶舟44a,44b之間收授複板單元56者。另一方面，上側爪59b係藉由移動體59d而可水平移動地設置並可朝收納晶圓W之收納容器21進退地設置，而為在與收納容器21之間收授晶圓W者。又，上側爪59b係藉由移動體59d而可朝收納支撐環55之收納容器22進退地設置，而為在與收納容器22之間收授支撐環55者。
另外，移載機構47亦可具有複數片下側爪59a及複數片上側爪59b。
圖7至圖9係顯示移載機構47構成複板單元56來進行搬送的順序之側視圖。首先，上側爪59b會前進至收納容器21內，收取收納容器21所收納之晶圓W而從收納容器21內後退，在將晶圓W保持下上下反轉而作為下側晶圓W並遞交至下側爪59a(圖7)。接著，上側爪59b會在上下反轉的狀態下前進至收納容器22，收取收納容器22所收納之支撐環55而從收納容器22內後退，並將支撐環55載置於下側爪59a所保持之下側晶圓W上(圖8)。接著，上側爪59b會在上下反轉的狀態下前進至收納容器21內，收取收納容器21所收納之晶圓W而從收納容器21內後退，並作為上側晶圓W而載置於下側爪59a所保持之支撐環55上(圖9)。
圖10係顯示下側爪59a透過支撐環搭載2片晶圓W時，將上側爪59b抓住上側晶圓W的部份加以放大的剖視圖。另外，圖10中係省略了下側爪59a的圖示。
為構成支撐環55之圓環部55a及間隔部55b，而於上側爪59b在載置第2片晶圓W時有接觸到支撐環55之虞的部份則如圖10所示，亦可設置有不會與上側爪59b之爪部59e產生干涉之缺口部55c,55d。然而，設有缺口部55c,55d之部分較佳係設置有能封塞2片晶圓W之間隙的間隔部55b。藉此，便可以確實地防止原料氣體進入至內面彼此對向般所搭載之2片晶圓W之間，而使得晶圓W內面成膜。
圖11係概略顯示成膜容器60、供應機構70及排氣機構85結構之剖視圖。
成膜容器60可以為例如收納複數片被處理基板(例如薄板圓板狀晶圓W)而施以既定之處理(例如CVD處理等)的縱型爐。成膜容器60具有反應管61以及加熱器(基板加熱部)62。
反應管61係例如石英製而具有縱長形狀，並於下端形成有開口63。加熱器(基板加熱部)62係包覆反應管61周圍般地設置，且具有加熱控制部62a，藉由加熱控制部62a而可將反應管61內加熱控制至既定溫度(例如300~1200℃)。另外，如後述般，加熱器(基板加熱部)62亦可分為複數個區域來獨立地溫度控制每個區域。
供應機構70係包含有原料氣體供應部71以及成膜容器60內所設置之噴射器72。噴射器72係包含供應管73a。原料氣體供應部71係連接至噴射器72之供應管73a。
本實施形態中，供應機構70亦可具有第1原料氣體供應部71a及第2原料氣體供應部71b。此時，第1原料氣體供應部71a及第2原料氣體供應部71b係連接至噴射器72(供應管73a)。第1原料氣體供應部71a係具有用以將例如PMDA原料氣化之第1氣化器74a而可供應PMDA氣體。又，第2原料氣體供應部71b係具有用以將例如ODA原料氣化之第2氣化器74b而可供應ODA氣體。
圖12係顯示噴射器72一例之側視圖。又，圖13係圖12之A-A線剖視圖。圖14係圖12所示噴射器72的前視圖。又，圖14係從晶舟44側來觀看噴射器72之前視圖。
供應管73a係形成有於成膜容器60內開口之供應孔75。噴射器72係透過供應孔75將來自原料氣體供應部71而流通於供應管73a之第1原料氣體及第2原料氣體供應至成膜容器60內。
又，本實施形態係以晶舟44將複數晶圓W以既定間隔保持於上下方向之範例來加以說明。此時，供應管73a亦可於上下方向延伸般地設置。然後，供應管73a亦可形成有複數供應孔75。
另外，供應孔75的形狀亦可以為圓形、橢圓形、矩形等各種形狀。
噴射器72較佳係含有內側供應管73b。內側供應管73b亦可收容在較形成有供應管73a之供應孔75部分更上游側之部分處。然後，內側供應管73b之下游側的端部附近亦可形成有用以供給第1原料氣體及第2原料氣體任一者之原料氣體至供應管73a的內部空間之開口76。藉由包含有具此種構造之內側供應管73b，便可以在將第1原料氣體及第2原料氣體從供應孔75供應至成膜容器60內之前，預先地在供應管73a的內部空間中將第1原料氣體及第2原料氣體充分地混合。
另外，以下便例示以將第1原料氣體供應至供應管73a，將第2原料氣體供應至內側供應管73b之情況來加以說明。然而，亦可將第1原料氣體供應至內側供應管73b，並將第2原料氣體供應至供應管73a。
又，開口76的形狀亦可以為圓形、橢圓形、矩形等各種形狀。
本實施形態係針對晶舟44以既定間隔於上下方向保持複數晶圓W為例加以說明。此時，與供應管73a一同地，內側供應管73b亦可設置為在上下方向延伸。再者，於將下方側為上游側，將上方側為下游側時，內側供應管73b較供應管73a形成有供應孔75之部分要更下方側之部分亦可收容於供應管73a內部般地設置。然後，內側供應管73b之上端附近亦可設置有用以連通供應管73a內部空間之開口76。
供應機構70係將第1原料氣體流通於例如供應管73a，並將第2原料氣體流通於內側供應管73b。然後，將流通於內側供應管73b之第2原料氣體透過開口76而匯流至供應管73a，在第1原料氣體與第2原料氣體混合的狀態下，透過供應孔75供給至成膜容器60內。
如圖13所示，在垂直於內側供應管73b延伸方向(上下方向)之剖面(水平剖面)中，亦可於內側供應管73b之圓周方向形成有複數開口76。較佳地，任一開口76在垂直於供應管73a的延伸方向之剖視(平面觀之)下，係朝形成於供應管73a之供應孔75方向的相反方向來形成。亦即，任一開口76均係朝向不同於朝向晶圓方向之方向來形成為佳。藉由如此地配置開口76，便可以在第1原料氣體與第2原料氣體均勻地混合之狀態下從供應孔75噴出。
圖13所示之範例中，係在內側供應管73b之圓周方向等距地形成有4個開口76，各別之開口76所形成之方向係相對於供應孔75所形成之方向而構成為45°、135°、225°、315°之角度為佳。藉由如此般地配置開口76，便可以在第1原料氣體與第2原料氣體更均勻地混合之狀態下從供應孔75噴出。
供應管73a外徑為例如33mm，內徑為例如29mm，供應孔75之孔徑為例如2mm，所形成之供應孔75數量為例如10。然後，可將內側供應管73b之外徑為例如22mm，內徑為例如18mm，等距形成之開口76孔徑為例如10mm。
噴射器72亦可包含有加熱供應管73a之供應管加熱機構77。如圖12至圖14所示，供應管加熱機構77係具有加熱器78、溫度感應器79以及加熱控制部80。供應管加熱機構77係將流通於供應管73a之第1原料氣體及第2原料氣體加熱至較產生熱聚合反應之溫度範圍要更高的溫度。
加熱器78係例如由電阻發熱體所構成。加熱控制部80係藉由溫度感應器79來量測溫度，並根據所量測之溫度及藉由後述控制部90所預先設定之設定溫度來決定供應至加熱器78的電功率，並將所決定之電功率供應至加熱器78。藉此，便可將供應管73a加熱至設定溫度。
作為一範例如圖12至圖14所示，加熱器78可設置於供應管73a之晶舟44側的相反側。藉此，便可防止晶舟44所保持的晶圓W因供應管加熱機構77而被加熱。又，亦可將溫度感應器79設置於供應管73a之晶舟44側的相反側。藉此，便可不受加熱中之晶圓W的影響來量測供應管73a之溫度。
如此地，藉由將供應管73a加熱至較產生熱聚合反應之溫度範圍要更高的溫度，便可以將流通於供應管73a之第1原料氣體及第2原料氣體加熱至較產生熱聚合反應之溫度範圍要更高的溫度。另一方面，如使用圖16之後述般，既定溫度範圍中，成膜速度會伴隨溫度上升而減少。因而，可抑制第1原料氣體及第2原料氣體進行熱聚合反應所產生之聚醯亞胺膜沉積在供應管73a內壁或供應孔75附近。
再者，供應機構70亦可含有配置於上下方向而可相互獨立地控制溫度之複數供應管加熱機構77a,77b。複數供應管加熱機構77a,77b可具備有各別之加熱器78a,78b、溫度感應器79a,79b、以及加熱控制部80a,80b。作為一範例，於圖12至圖14中，係顯示供應機構70係包含有配置於上下方向而可相互獨立地控制溫度之2個供應管加熱機構，亦即上側供應管加熱機構77a及下側供應管加熱機構77b的情況。
上側供應管加熱機構77a係配置為加熱供應管73a形成有供應孔75之部分。又，下側供應管加熱機構77b係配置為加熱較供應管73a形成有供應孔75之部分要更下側的部份。
作為一範例，如圖12至圖14所示，上側加熱器78a可設置在供應管73a形成有供應孔75部份之晶舟44側的相反側。藉此，便可抑制晶舟44所保持的晶圓W因供應管加熱機構77a而被加熱。又，上側溫度感應器79a亦可設置於供應管73a之晶舟44側的相反側。藉此，便不需要提供所需以上之電功率至供應管加熱機構77a而可加熱供應管73a。
供應管73a設置有下側加熱器78b之部分係未形成有供應孔75。因此，下側加熱器78亦可設置於圍繞供應管73a形成有供應孔75之部分要更下側部份的周圍。又，下側溫度感應器79b只要設置於被加熱之供應管73a附近位置即可。
藉由如此般設置之上側供應管加熱機構77a及下側供應管加熱機構77b，便會將供應管73a加熱至較產生熱聚合反應之溫度範圍要更高之溫度。藉此，流通於供應管73a任一部份之第1原料氣體及第2原料氣體均可被加熱至較產生熱聚合反應之溫度範圍要更高之溫度。因此，更可抑制第1原料氣體及第2原料氣體進行熱聚合反應所產生之聚醯亞胺膜沉積在供應管73a內壁或供應孔75附近。
如圖11所示，排氣機構85包含有排氣裝置86。排氣機構85係用以從成膜裝置60內將氣體排氣者。
控制部90係具有例如未圖示之演算處理部、記憶部及顯示部。演算處理部為具有例如CPU(Central Processing Unit)之電腦。記憶部係儲存有用以實行各種處理之程式的例如硬碟所構成之電腦可讀取紀錄媒體。顯示部係由例如電腦之畫面所構成。演算處理部會讀取記憶部所儲存之程式，並依該程式將控制訊號傳送至晶舟44(基板保持部)、加熱器(基板加熱部)62之加熱控制部61a、供應機構70、供應管加熱機構77之加熱控制部80以及構成排氣機構85各部，而實行後述之成膜處理。
然後，控制部90會從供應機構70供應第1原料氣體及第2原料氣體，並藉由加熱器(基板加熱部)62將晶舟44(基板保持部)所保持之晶圓W以產生熱聚合反應之溫度範圍加熱，藉以控制所成膜之聚醯亞胺膜的成膜速度。
接著，就使用本實施形態之成膜裝置的成膜處理進行說明。圖15係用以說明使用本實施形態之成膜裝置來進行包含成膜處理之各步驟順序的流程圖。
成膜處理開始後，於步驟S11會將晶圓W搬入至成膜容器60(搬入步驟)。圖1至圖4所示之成膜裝置10之範例，係例如於載置區域40中，藉由移載機構47從收納容器21將晶圓W(複板單元56)朝晶舟44搭載，而可藉由晶舟搬送機構45c將搭載有晶圓W(複板單元56)之晶舟44a載置於蓋體43。然後，藉由升降機構46將搭載有晶舟44A之蓋體43上升來插入至成膜容器60內，而可搬入晶圓W。
接著，步驟S12會將成膜容器60內部減壓(減壓步驟)。藉由調整排氣裝置86之排氣能力或排氣裝置86與成膜容器60之間所設置之未圖示的流量調整閥，來增加成膜裝置60所排氣的排氣量。然後，將成膜容器60內部從既定壓力(例如大氣壓(760Torr))減壓至例如0.3Torr。
接著，步驟S13會成膜聚醯亞胺膜(成膜步驟)。
以第1流量F1從第1原料氣體供應部71a將第1原料氣體流通至供應管73a，以第2流量F2從第2原料氣體供應部71b將第2原料氣體流通至內側供應管73b，藉以將第1原料氣體及第2原料氣體以既定的混合比在混合狀態下供應至成膜容器60內。然後，於晶圓W表面發生PMDA及ODA的熱聚合反應來成膜聚醯亞胺膜。
此時之PMDA及ODA的熱聚合反應係依從下式(1)。
晶圓W溫度在產生式(1)所示熱聚合反應之溫度範圍(例如200℃左右)時，成膜速度會隨著晶圓W溫度上升而減少。在產生熱聚合反應之溫度範圍中，成為成膜速度隨著晶圓W溫度上升而減少的原因之一例，據信為晶圓W表面中PMDA氣體的平均滯留時間小於ODA氣體的平均滯留時間。
將平均滯留時間假定為PMDA單體及ODA單體吸附於晶圓之時間所平均之平均吸附時間。平均吸附時間τ以脫離活性能為Ed，以垂直於晶圓表面方向之分子的振動數為τ0時，可藉由
τ=τ0exp(Ed/RT)　(2)
來求得。此處可將PDMA單體的脫離活性能Ed為100kJ/mol，ODA單體的脫離活性能為Ed為170kJ/mol。
表1係以式(2)來求得20℃、140℃、200℃之各晶圓溫度中，PMDA氣體之平均滯留時間(平均吸附時間)及ODA氣體的平均滯留時間(平均吸附時間)的結果。
如表1所示，PMDA氣體平均滯留時間及ODA氣體平均滯留時間在20℃、140℃、200℃之各晶圓溫度中有很大的差異。因此，依從式(1)之反應式的熱聚合反應會伴隨晶圓溫度而有大變動，而聚醯亞胺膜之成膜速度亦會變動。因此，為了連續而穩定地成膜出聚醯亞胺膜，控制晶圓W溫度便很重要。
本實施形態中，藉由將晶圓W溫度控制在既定溫度範圍(例如200℃左右)，便可以控制聚醯亞胺膜的成膜速度。藉此便得以穩定聚醯亞胺膜的成膜速度。
又，本實施形態中，係將供應管加熱機構77之設定溫度控制在較晶圓W溫度更高之240~280℃的高溫度範圍。藉此，便可抑制聚醯亞胺膜沉積在供應管73a的內部。其結果，便可讓原料氣體移行至供應管73a上端，而從複數供應孔75將原料氣體均勻地供應至成膜容器60內，故可以固定各晶圓的成膜速度。
再者，本實施形態中，藉由控制供應管加熱機構77之溫度，便可使得晶舟44所搭載之各晶圓的溫度均勻。以下，便就此作用效果進行說明。
圖16係概略顯示晶圓W所成膜之聚醯亞胺膜的成膜速度與成膜速度的面內差異之晶圓溫度依存性的圖表。又，以下圖16的說明中，所謂成膜速度係指晶圓面內之成膜速度的平均值。
如圖16所示，晶圓溫度T較溫度Topt為更高溫度區域，會伴隨著晶圓溫度的上升，成膜速度面內差異會減少但成膜速度會減少。另一方面，晶圓溫度T較溫度Topt為更低溫度區域，伴隨著晶圓溫度的降低，成膜速度面內差異會顯著增加的結果，成膜速度並未較溫度Topt中的數值要來的增加。其結果，為了提升成膜速度並降低成膜速度的面內差異，晶圓溫度便有最適溫度Topt。亦即，較佳係控制各溫度的晶圓溫度等於既定溫度Topt。
與此同樣地，藉由控制供應管加熱機構77之溫度，亦可提升成膜速度並降低各晶圓成膜速度之差異。
作為一範例，參照圖17，係顯示將供應管加熱機構77之溫度設為240℃、260℃、280℃時之各晶圓的成膜速度。
圖17係顯示改變供應管加熱機構77之溫度時，晶舟44所保持之各晶圓W所成膜之聚醯亞胺膜的成膜速度的圖表。另外，圖17之縱軸係顯示作為成膜速度而將進行既定時間成膜步驟時所成膜之聚醯亞胺膜的膜厚。又，圖17的橫軸係顯示將晶舟44所保持之晶圓W的號碼，由最上側朝最下側增加號碼般地賦予1、2、3...之號碼。
又，圖17中，將晶圓號碼3至55的53片為「53片區域」，將晶圓號碼11至47之37片為「37片區域」。「53片區域」的晶圓係包含搭載於晶舟中「37片區域」之上下兩側的晶圓。然後，在晶圓溫度改變的情況中，將「53片區域」及「37片區域」中各晶圓之聚醯亞胺膜膜厚(成膜速度)的差異為最大值及最小值，並以百分率顯示於表2。
如圖17所示，供應管加熱機構77之溫度隨著280℃、260℃、240℃之降低，「37片區域」中成膜速度會增加。然而，如圖17及表2所示，「37片區域」中各晶圓成膜速度之差異最小的是成為260℃時。因此，為了提升成膜速度並降低各晶圓成膜速度之差異，260℃是最佳的。如此般，藉由控制供應管加熱機構77之溫度，便可控制降低各晶圓成膜速度之差異。
另外，供應管加熱機構77具有上側供應管加熱機構77a、下側供應管加熱機構77b時，藉由獨立地溫度控制上側供應管加熱機構77a、下側供應管加熱機構77b便可控制更加地降低各晶圓成膜速度的差異。
然而，如表2所示，即使供應管加熱機構77之溫度為260℃，各晶圓成膜速度的差異在「37片區域」會減少至±3.7%，而「53片區域」則仍為±5.5%，各晶圓成膜速度仍會留有若干差異。
因此，本實施形態亦可進一步地將加熱器(基板加熱部)62分為複數區域來獨立地溫度控制各區域。此時，除了藉由供應管加熱機構77進行溫度控制外，還藉由加熱器(基板加熱部)62對各複數區域進行溫度控制。藉此，便可控制更加地降低各晶圓成膜速度之差異。
然而，不使用供應管加熱機構77，而僅將加熱器(基板加熱部)62分割為複數區域卻無法使得各晶圓中的成膜速度均勻。以下便參照圖18，以不使用供應管加熱機構77，而將加熱器(基板加熱部)62分割為複數區域之情況為比較例來進行說明。圖18係一同顯示比較例中，晶舟44所保持之各晶圓W所成膜之聚醯亞胺膜的成膜速度與成膜速度的面內差異、晶圓溫度的圖表。又，圖18係於圖表上側處，讓晶舟44之最上段側為左側、最下段側為右側般地顯示設有噴射器72之成膜容器60內部所收納之晶舟44。圖18係顯示將加熱器(基板加熱部)62從最上端側朝最下端側而分割為I、II、III、IV、V之5個區域的範例。
另外，圖18之圖表的縱軸亦與圖17同樣地，係顯示作為成膜速度而將進行既定時間成膜步驟時所成膜之聚醯亞胺膜的膜厚。又，圖18之圖表的橫軸亦與圖17同樣地，係顯示將晶舟44所保持之晶圓W的號碼，由最上段側朝最下段側增加號碼般地賦予1、2、3...之號碼。
如圖18所示，晶圓W號碼超過50的區域會隨著晶圓W號碼的增加而成膜速度暫時增加後，又再度減少。此據信是因為晶舟44最下段側所保持之晶圓W溫度係受到保溫筒48等之熱的影響而改變。
另一方面，依本實施形態，藉由控制供應管加熱機構77之溫度，便可控制降低各晶圓成膜速度之差異。又，藉由獨立地溫度控制上側供應管加熱機構77a、下側供應管加熱機構77b，而可進一步地控制降低各晶圓成膜速度之差異。
又，本實施形態中，內面彼此對向而上下相鄰之2片晶圓W的間隔係較表面彼此對向而上下相鄰之2片晶圓W的間隔要窄，而可於上下方向保持複數晶圓W。藉此，在晶舟44搭載晶圓片數相等的狀態下，便可以增加表面彼此對向而上下相鄰之2片晶圓W的間隔。其結果，便可以加大一晶圓W表面與其他晶圓W表面之間隙，而可將充分量之原料氣體供給至晶圓W表面。
又，本實施形態中，支撐環55可具有封塞內面彼此對向而上下相鄰之2片晶圓W的間隔般所設置的間隔部55b。藉此，於成膜容器60內進行成膜處理之際，便可防止原料氣體進入至內面彼此對向之2片晶圓W的間隙，而使得晶圓W內面成膜。
接著，步驟S14中，會停止來自第1原料氣體供應部71a之PMDA氣體的供應及來自第2原料氣體供應部71b之ODA氣體的供應，而將成膜容器60內部復壓至大氣壓(復壓步驟)。藉由調整排氣裝置86的排氣能力或排氣裝置86與成膜容器60之間所設置之未圖示的流量調整閥，來減少成膜容器60所排氣的排氣量，而將成膜容器60內部從例如0.3Torr復壓至例如大氣壓(760Torr)。
接著，步驟S15會將晶圓W從成膜容器60搬出(搬出步驟)。圖1至圖4所示成膜裝置10之範例係藉由升降機構46來下降載置有例如晶舟44a之蓋體43而可從成膜容器60內搬出至載置區域40。然後，藉由移載機構47而將晶圓W從搬出後蓋體43所載置之晶舟44朝收納容器21移載，便可將晶圓W從成膜容器60搬出。之後，便結束成膜處理。
另外，就複數批而連續進行成膜處理時，進一步地在載置區域40中，係藉由移載機構47將晶圓W從收納容器21朝晶舟44移載，再回復到步驟S11來進行下批的成膜處理。
如前述般，本實施形態中，成膜裝置10可具有2個晶舟。因此，可以在前批的步驟S15後馬上進行後批的步驟S11。亦即，在前批的步驟S15前，可將後批的晶圓W從收納容器21朝晶舟44移載來準備。然後，可在前批的步驟S15中，於晶舟44a從成膜容器60搬出後馬上將搭載有後批晶圓W之晶舟44b搬入至成膜容器60。藉此，可縮短成膜處理所需時間(節奏時間)，而可降低製造成本。
(第1實施形態之第1變形例)
接著，參照圖19至圖21，就本發明第1實施形態之第1變形例相關之成膜裝置進行說明。
本變形例相關之成膜裝置與第1實施形態相關之成膜裝置10的差異點在於，供應機構70係含有用以防止晶舟44所保持的晶圓W因供應管加熱機構77而被加熱之遮蔽板81。又，本變形例相關之成膜裝置僅有供應管加熱機構77並非複數這一點與第1實施形態相關之成膜裝置10不同。除此以外的部份則於第1實施形態相關之成膜裝置10相同，而省略說明。
圖19係顯示本變形例的噴射器72a之側視圖。又，圖20係圖19之A-A線剖視圖。圖21係圖19所示噴射器72a之前視圖。另外，圖20係從晶舟44側來觀看噴射器72a之前視圖。
噴射器72a係含有供應管73a及內側供應管73b。供應管73a及內側供應管73b係分別與第1實施形態相關之成膜裝置10中的供應管73a及內側供應管73b相同，而省略說明。
本變形例中，噴射器72a係含有用以防止晶舟44所保持的晶圓W因供應管加熱機構77而被加熱之遮蔽板81。如圖19至圖21所示，遮蔽板81係設置在供應管73a中心之供應管加熱機構77側的相反側。然後，遮蔽板81從晶舟44側所見，係可隱蔽加熱器78般地設置。藉此，進一步地可確實地防止晶舟44所保持的晶圓W因加熱器78而被加熱。
又，本變形例中，供應管加熱機構77僅設有1個。即使具有此般結構，亦可將流通於供應管73a之第1原料氣體及第2原料氣體加熱至較產生熱聚合反應之溫度範圍(例如200℃左右)要更高的溫度(例如240~280℃)。藉此，可防止第1原料氣體及第2原料氣體進行熱聚合反應所產生之聚醯亞胺膜沉積在供應管73a內壁或供應孔75附近。
又，本變形例中，控制部90亦係藉由加熱器(基板加熱部)62來將晶舟44(基板保持部)所保持之晶圓W以產生熱聚合反應之溫度範圍加熱來控制聚醯亞胺膜的成膜速度。藉此，便能固定所成膜之聚醯亞胺膜的成膜速度。
又，本變形例亦係藉由控制供應管加熱機構77之溫度，而可控制降低各晶圓成膜速度之差異。又，由於藉由遮蔽板81可防止晶舟44所保持之晶圓W因供應管加熱機構77而被加熱，故可更進一步地控制降低各晶圓成膜速度的差異。
又，本變形例亦可將加熱器(基板加熱部)62分為複數區域而獨立溫度控制各區域。此時，除了藉由供應管加熱機構77進行溫度控制外，還藉由加熱器(基板加熱部)62對各複數區域進行溫度控制。又，藉由遮蔽板81可防止晶舟44所保持之晶圓W因供應管加熱機構77而被加熱。藉此，可控制進一步地降低各晶圓成膜速度的差異。
(第1實施形態之第2變形例)
接著，參照圖22，就本發明第1實施形態之第2變形例相關之成膜裝置進行說明。
本變形例相關之成膜裝置僅有供應管加熱機構77並非複數這一點與第1實施形態相關之成膜裝置10不同。除此以外的部份則於第1實施形態相關之成膜裝置10相同，而省略說明。
圖22係顯示本變形例的噴射器72b之側視圖。噴射器72b係含有供應管73a及內側供應管73b。供應管73a及內側供應管73b係分別與第1實施形態相關之成膜裝置10中的供應管73a及內側供應管73b相同，而省略說明。
本變形例中，供應管加熱機構77僅設有1個。即使具有此般結構，亦可將流通於供應管73a之第1原料氣體及第2原料氣體加熱至較產生熱聚合反應之溫度範圍(例如200℃左右)要更高的溫度(例如240~280℃)。藉此，可防止第1原料氣體及第2原料氣體進行熱聚合反應所產生之聚醯亞胺膜沉積在供應管73a內壁或供應孔75附近。
又，本變形例中，控制部90係藉由加熱器(基板加熱部)62來將晶舟44(基板保持部)所保持之晶圓W以產生熱聚合反應之溫度範圍加熱來控制聚醯亞胺膜的成膜速度。藉此，便能固定所成膜之聚醯亞胺膜的成膜速度。
(第2實施形態)
接著，參照圖23及圖24，就本發明第2實施形態相關之成膜裝置進行說明。
本實施形態相關之成膜裝置10a在晶舟為1個這一點係與第1實施形態相關之成膜裝置10不同。又，本實施形態相關之成膜裝置10a的晶舟44是以上下相鄰之晶圓W內面彼此不對向且上下相鄰之晶圓W表面彼此不對向之方式來將複數晶圓W保持於上下方向這點係與第1實施形態相關之成膜裝置10不同。除此以外的部份則於第1實施形態相關之成膜裝置10相同，而省略說明。
圖23係概略顯示本實施形態之成膜裝置10a的縱剖視圖。圖24係概略顯示成膜容器60、供應機構70及排氣機構85結構之剖視圖。
成膜裝置10a係具有載置台(裝載部)20、框體30及控制部90。又，框體30係具有載置區域(作業區域)40及成膜容器60。關於載置台(裝載部)20、框體30、載置區域(作業區域)40及成膜容器60的位置關係則與第1實施形態相關之成膜裝置10相同。
載置台(裝載部)20除了未載置有收納支撐環的收納容器這點外，可與第1實施形態相關之成膜裝置10的載置台20相同。
載置區域(作業區域)40係設有門板機構41、擋門機構42、蓋體43、晶舟44、升降機構46以及移載機構47。就蓋體43、晶舟44及移載機構47以外的部份則可與第1實施形態相關之成膜裝置10相同。
針對蓋體43及晶舟44，係晶舟44僅有1個，蓋體43會經常載置有晶舟44這點與第1實施形態相關之成膜裝置10的載置台20不同。亦即，第1實施形態相關之成膜裝置所設置之基台45a,45b及晶舟搬送機構45c亦可不加以設置。
晶舟44係與例如圖4所示之晶舟44相同，於頂板50與底板51之間介設複數根(例如3根)之支柱52所構成。然後，支柱52係設有用以保持晶圓W之爪部53。但本實施形態中，複數晶圓W之任一晶圓W均係以表面為下面，或任一晶圓W係以表面為上面的狀態下來加以搭載。因此，與第1實施形態不同，係設有與所搭載之晶圓W片數相同數量的爪部53。因而為了搭載與第1實施形態相同片數的晶圓W，晶舟44係以第1實施形態中爪部53間隔的一半間隔來設置第1實施形態中爪部53數量之一倍數量的爪部53。
移載機構47係具有基台57、升降臂58及複數爪(移載板)59。本實施形態中，亦可不具有能上下反轉之上側爪，而複數爪59亦可藉由移動體59c來僅可水平地移動。
成膜容器60、供應機構70、排氣機構85及控制部90可與第1實施形態相同。
本實施形態之控制部90亦係藉由加熱器(基板加熱部)62來將晶舟44(基板保持部)所保持之晶圓W以產生熱聚合反應之溫度範圍(例如200℃左右)加熱來控制聚醯亞胺膜的成膜速度。藉此，便能固定所成膜之聚醯亞胺膜的成膜速度。
又，本實施形態亦可將流通於供應管73a之第1原料氣體及第2原料氣體加熱至較產生熱聚合反應之溫度範圍(例如200℃左右)要更高的溫度(例如240~280℃)。藉此，可防止第1原料氣體及第2原料氣體進行熱聚合反應所產生之聚醯亞胺膜沉積在供應管73a內壁或供應孔75附近。
另外，本實施形態之供應機構70亦可含有用以防止晶舟44所保持的晶圓W因供應管加熱機構77而被加熱之遮蔽板81。又，本實施形態之供應管加熱機構77亦可非為複數個而僅為1個。
依本揭示內容，可固定芳香族酸二酐與芳香族二胺之熱聚合反應所成膜的聚醯亞胺膜之成膜速度。
本申請案係基於2010年12月22日所申請之日本專利特願2010-286406號之優先權的利益。從而主張該等優先權之利益。前述日本申請案的內容在此全部為參考文獻。
43．．．蓋體
44．．．晶舟
56(W)．．．複板單元(晶圓)
60．．．成膜容器
61．．．反應管
62．．．加熱器(基板加熱部)
62a．．．加熱控制部
63．．．開口
70．．．供應機構
71．．．原料氣體供應部
71a(74a)．．．第1原料氣體供應部
71b(74b)．．．第2原料氣體供應部
72．．．噴射器
73a．．．供應管
73b．．．內側供應管
75．．．供應孔
76．．．開口
85．．．排氣機構
86．．．排氣裝置
90．．．控制部
圖1係概略顯示第1實施形態成膜裝置之縱剖視圖。
圖2係概略顯示載置區域之立體圖。
圖3係顯示將前批晶圓W於成膜容器中進行成膜處理時，後批晶圓W之狀態圖。
圖4係係概略顯示晶舟一例之立體圖。
圖5係顯示於晶舟搭載有複板單元狀態之剖視圖。
圖6係概略顯示移載機構一例之側視圖。
圖7係顯示移載機構構成複板單元來進行搬送的順序之側視圖(其1)。
圖8係顯示移載機構構成複板單元來進行搬送的順序之側視圖(其2)。
圖9係顯示移載機構構成複板單元來進行搬送的順序之側視圖(其3)。
圖10係顯示下側爪透過支撐環搭載2片晶圓W時，將上側爪抓住上側晶圓W的部份加以放大的剖視圖。
圖11係概略顯示成膜容器、供應機構及排氣機構結構之剖視圖。
圖12係顯示噴射器一例之側視圖。
圖13係圖12之A-A線剖視圖。
圖14係圖12所示噴射器的前視圖。
圖15係用以說明使用第1實施形態之成膜裝置來進行包含成膜處理之各步驟順序的流程圖。
圖16係概略顯示晶圓W所成膜之聚醯亞胺膜的成膜速度與成膜速度的面內差異之晶圓溫度依存性的圖表。
圖17係顯示改變供應管加熱機構之溫度時，晶舟所保持之各晶圓所成膜之聚醯亞胺膜的成膜速度(膜厚)的圖表。
圖18係一同顯示比較例中，晶舟所保持之各晶圓W所成膜之聚醯亞胺膜的成膜速度(膜厚)與成膜速度的面內差異、晶圓溫度的圖表。
圖19係顯示第1實施形態之第1變形例的噴射器之側視圖。
圖20係圖19之A-A線剖視圖。
圖21係圖19所示噴射器之前視圖。
圖22係顯示第1實施形態之第2變形例的噴射器之側視圖。
圖23係概略顯示第2實施形態之成膜裝置的縱剖視圖。
圖24係概略顯示圖23所示成膜裝置之成膜容器、供應機構及排氣機構結構之剖視圖。
43．．．蓋體
44．．．晶舟
56(W)．．．複板單元(晶圓)
60．．．成膜容器
61．．．反應管
62．．．加熱器(基板加熱部)
62a．．．加熱控制部
63．．．開口
70．．．供應機構
71．．．原料氣體供應部
71a(74a)．．．第1原料氣體供應部
71b(74b)．．．第2原料氣體供應部
72．．．噴射器
73a．．．供應管
73b．．．內側供應管
75．．．供應孔
76．．．開口
85．．．排氣機構
86．．．排氣裝置
90．．．控制部

Claims (7)

  1. 一種成膜裝置，該成膜裝置係將芳香族酸二酐所構成之第1原料氣體與芳香族二胺所構成之第2原料氣體供應至成膜容器內所保持之基板，並藉由於該基板表面使得所供應之該第1原料氣體與該第2原料氣體進行熱聚合反應來於該基板成膜聚醯亞胺膜，該成膜裝置具有：基板保持部，係於該成膜容器內保持基板；基板加熱部，係加熱該基板保持部所保持之基板；供應機構，係包含有設置於該成膜容器內並形成有用以供應該第1原料氣體及該第2原料氣體的供應孔之供應管，且透過該供應孔來將該第1原料氣體及該第2原料氣體供應至該成膜容器內；以及控制部，係控制該基板保持部、該基板加熱部及該供應機構；該控制部係藉由該供應機構供應該第1原料氣體及該第2原料氣體，並藉由該基板加熱部將該基板保持部所保持的基板加熱至會產生熱聚合反應的溫度範圍來控制聚醯亞胺的成膜速度；該供應機構係含有收容於較該供應管形成有該供應孔之部分要更靠上游側之部分，且形成有用以供應該第1原料氣體及該第2原料氣體之任一者的原料氣體之開口的內側供應管，並透過該開口將流通於該內側供應管之該一側原料氣體匯流混合於流通在該供應管之該第1原料氣體及該第2原料氣體之另側原料氣體，來將 混合後之該第1原料氣體及該第2原料氣體透過該供應孔而供給至該成膜容器內者。
  2. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該供應機構係含有將流通於該供應管之該第1原料氣體及第2原料氣體加熱至較產生熱聚合反應之溫度範圍要更高溫度之供應管加熱機構。
  3. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中該基板保持部係將複數基板以既定間隔保持於上下方向者；該供應管係於上下方向延伸般地設置並形成有複數供應孔；該供應管加熱機構係配置於上下方向而可相互獨立地溫度控制之複數供應管加熱機構。
  4. 如申請專利範圍第3項之成膜裝置，其中該基板保持部係以上下相鄰之基板內面彼此對向，或上下相鄰之基板表面彼此對向，且內面彼此對向而上下相鄰之2片基板的間隔係較表面彼此對向而上下相鄰之2片基板的間隔要窄的方式來將該複數基板保持於上下方向。
  5. 如申請專利範圍第4項之成膜裝置，其中該基板保持部係具有封塞內面彼此對向而上下相鄰之2片基板的間隔之封塞構件。
  6. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該開口係以該供應管延伸方向之垂直方向觀之，該開口方向朝向該供應孔方向之不同方向的方式來形成。
  7. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該芳香族酸二酐為均苯四甲酸二酐(Pyromellitic Dianhydride)，芳香族二胺係4,4'-二胺二苯醚。
TW100147613A 2010-12-22 2011-12-21 成膜裝置（二） TWI523080B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010286406A JP5604289B2 (ja) 2010-12-22 2010-12-22 成膜装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201237940A TW201237940A (en) 2012-09-16
TWI523080B true TWI523080B (zh) 2016-02-21

Family

ID=46315166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100147613A TWI523080B (zh) 2010-12-22 2011-12-21 成膜裝置（二）

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120160169A1 (zh)
JP (1) JP5604289B2 (zh)
KR (1) KR20120071345A (zh)
TW (1) TWI523080B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5243519B2 (ja) * 2010-12-22 2013-07-24 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5797176B2 (ja) 2012-09-14 2015-10-21 東京エレクトロン株式会社 スペーサ、スペーサの搬送方法、処理方法、及び、処理装置
US20140144380A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Gas supply pipes and chemical vapor deposition apparatus
JP6054213B2 (ja) * 2013-03-11 2016-12-27 東京エレクトロン株式会社 支持部材及び半導体製造装置
US9920844B2 (en) 2014-11-26 2018-03-20 Lam Research Corporation Valve manifold deadleg elimination via reentrant flow path
US9631276B2 (en) * 2014-11-26 2017-04-25 Lam Research Corporation Systems and methods enabling low defect processing via controlled separation and delivery of chemicals during atomic layer deposition
JP6458547B2 (ja) * 2015-02-24 2019-01-30 株式会社デンソー シャワーヘッド、シャワーヘッドシステム、及び成膜装置
KR101685096B1 (ko) * 2015-11-17 2016-12-12 주식회사 유진테크 기판처리장치 및 이를 이용한 기판처리방법
JP6737215B2 (ja) * 2017-03-16 2020-08-05 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
US11661654B2 (en) 2018-04-18 2023-05-30 Lam Research Corporation Substrate processing systems including gas delivery system with reduced dead legs

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5536918A (en) * 1991-08-16 1996-07-16 Tokyo Electron Sagami Kabushiki Kaisha Heat treatment apparatus utilizing flat heating elements for treating semiconductor wafers
JP3292540B2 (ja) * 1993-03-03 2002-06-17 東京エレクトロン株式会社 熱処理装置
US5928427A (en) * 1994-12-16 1999-07-27 Hwang; Chul-Ju Apparatus for low pressure chemical vapor deposition
JP3845950B2 (ja) * 1997-04-30 2006-11-15 株式会社村田製作所 Ｍｏｃｖｄ装置
JP4283910B2 (ja) * 1998-07-07 2009-06-24 株式会社アルバック 半導体製造装置およびポリイミド膜の形成方法
JP2003347047A (ja) * 2002-05-28 2003-12-05 Sony Corp 有機膜形成装置
US20050287806A1 (en) * 2004-06-24 2005-12-29 Hiroyuki Matsuura Vertical CVD apparatus and CVD method using the same
JP4971089B2 (ja) * 2007-09-26 2012-07-11 東京エレクトロン株式会社 熱処理方法及び熱処理装置
JP5198106B2 (ja) * 2008-03-25 2013-05-15 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、及び成膜方法
JP2009267345A (ja) * 2008-04-01 2009-11-12 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置
JP5217663B2 (ja) * 2008-06-11 2013-06-19 東京エレクトロン株式会社 被処理体の熱処理装置及び熱処理方法
JP2010219145A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Tokyo Electron Ltd 成膜装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20120160169A1 (en) 2012-06-28
JP5604289B2 (ja) 2014-10-08
KR20120071345A (ko) 2012-07-02
JP2012134388A (ja) 2012-07-12
TW201237940A (en) 2012-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI523080B (zh) 成膜裝置（二）
TWI532867B (zh) 成膜裝置（一）
US9412582B2 (en) Reaction tube, substrate processing apparatus, and method of manufacturing semiconductor device
US20150240357A1 (en) Substrate processing apparatus using rotatable table
CN102965643B (zh) 基板处理装置和成膜装置
US20120240859A1 (en) Wafer susceptor and chemical vapor deposition apparatus
JP5436043B2 (ja) 気相成長装置
TWI557827B (zh) 基板運送方法、記錄有用以執行該基板運送方法之程式的記錄媒體、及基板運送裝置
JP5243569B2 (ja) 基板搬送装置、基板搬送方法及びその基板搬送方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体
KR20120109344A (ko) 성막 장치
KR20090131384A (ko) 가스분사조립체 및 이를 이용한 박막증착장치
US11692261B2 (en) Evaporator chamber for forming films on substrates
JP5292963B2 (ja) 成膜装置およびそれを用いた製造方法
KR101324208B1 (ko) 기판 처리 장치
US20140335684A1 (en) Manufacturing method and manufacturing apparatus of semiconductor device
US11721566B2 (en) Sensor assembly and methods of vapor monitoring in process chambers
KR102242975B1 (ko) 기판 처리 장치
JP2004327811A (ja) エピタキシャルウエーハ製造方法
CN113853449B (zh) 用于在基板上形成膜的方法及系统
JP2014229715A (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
KR20110074034A (ko) 진공 처킹 서셉터 및 이를 포함하는 원자층 증착장치
TW201819678A (zh) 用於半導體製程中基板之承載及加熱之組合體及成膜裝置
JPH1097995A (ja) エピタキシャル基板の製造方法及びエピタキシャル成長装置
KR20120065786A (ko) 서셉터, 이를 포함하는 화학기상증착장치 및 화학기상증착방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees