TWI535885B - A substrate processing apparatus, and a method of manufacturing the semiconductor device - Google Patents

A substrate processing apparatus, and a method of manufacturing the semiconductor device Download PDF

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TWI535885B
TWI535885B TW103145265A TW103145265A TWI535885B TW I535885 B TWI535885 B TW I535885B TW 103145265 A TW103145265 A TW 103145265A TW 103145265 A TW103145265 A TW 103145265A TW I535885 B TWI535885 B TW I535885B
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Description

基板處理裝置及半導體裝置之製造方法
本發明係有關具有處理基板之工程的半導體裝置之製造方法，或實施有關該半導體裝置之製造方法的工程之基板處理裝置。
近年，快閃記憶體等之半導體裝置係有高集成化的傾向。伴隨於此，圖案尺寸則有顯著加以細微化。形成此等之圖案時，作為半導體裝置之製造工程之一工程，有著實施有對於基板進行氧化處理或氮化處理等之特定處理之工程情況。進行此等處理之基板處理裝置係經由供給處理氣體於基板之時，實施對於基板之成膜或基板的表面處理等。
作為以往之基板處理裝置，例如，知道有使用簇射頭而從基板上方供給氣體形式之枚葉式基板處理裝置。在此枚葉式基板處理裝置中，在處理室內，經由承受器之加熱機構而加熱基板，從連接於處理室之氣體供給線，藉由簇射頭而於處理室內的基板表面，例如供給成膜氣體。流動在此基板上之成膜氣體則經由熱能量而引起化 學反應，於基板上，將薄膜加以成膜。此時，亦有交互流動2種類以上之反應氣體而各一層生成膜的情況。
當基板則經由承受器的加熱機構加以加熱時，對於承受器與簇射頭之間係產生有溫度差。當於承受器與簇射頭之間有溫度差時，不易均一地保持基板的溫度者。另外，簇射頭的溫度則比較於承受器而為低之情況，處理氣體則未加以充分地加熱而供給至基板，而有對於處理性能帶來影響之可能性。
另外，承受器的溫度係經由監視器而保持成基板處理溫度，但重複基板處理時，膜則附著於簇射頭，而簇射頭表面之放射率則產生變化。因此，簇射頭的溫度產生變化，其結果，有著基板的溫度產生變化的情況。
本發明之目的係提供在使用簇射頭之基板處理裝置中，可將作為基板載置部之承受器與簇射頭之間的溫度差作為特定範圍內之技術。
為了解決前述課題之有關本發明之基板處理裝置之代表構成，係如以下。即，具有：處理基板之處理室，和加以配置於前述處理室內，於表面具有載置基板之 基板載置面之同時，具有第1加熱器之基板載置部，和具有第2加熱器之同時，加以設置於與前述基板載置面對向之位置，具有與前述基板載置面對向之對向面的簇射頭，和藉由前述簇射頭而在前述處理室，供給處理加以載置於前述基板載置面之基板的處理氣體之處理氣體供給系統，和排出前述處理室內之環境氣體之排氣系統，和載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，將前述基板載置部的溫度作為特定溫度，呈將前述對向面與前述基板載置部之溫度差，作為特定範圍內地，控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出之控制部的基板處理裝置。
另外，有關本發明之半導體裝置之製造方法的代表例之構成係如以下。即，具有：於具有第1加熱器之基板載置部之基板載置面，載置基板之載置工程，和具有與前述基板載置面對向的對向面，從具有第2加熱器之簇射頭，於載置於前述基板載置面的基板，供給處理該基板之處理氣體之處理氣體供給工程，和在前述處理氣體供給工程中，呈將前述基板載置部之溫度作為特定溫度地，控制前述第1加熱器之輸出的同時，呈將前述對向面與前述基板載置部之溫度差作為特定範圍內地，控制前述第2加熱器之輸出的溫度控制工程之 半導體裝置之製造方法。
如根據上述構成，在使用簇射頭之基板處理裝置中，可將作為基板載置部之承受器與簇射頭之間的溫度差作為特定範圍內者。
100‧‧‧半導體製造裝置(基板處理裝置)
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧處理室
201a‧‧‧處理空間
201b‧‧‧搬送空間
202‧‧‧處理容器
202a‧‧‧上部容器
202b‧‧‧下部容器
204‧‧‧隔間板
205‧‧‧柵型閥
206‧‧‧基板搬出入口
207‧‧‧升降銷
208‧‧‧O環
210‧‧‧基板載置部
210s‧‧‧基板載置部溫度感測器(溫度檢測器)
211‧‧‧基板載置面
213‧‧‧基板載置部加熱器(第1加熱器)
214‧‧‧基板載置部貫通孔
217‧‧‧軸桿
218‧‧‧升降機構
219‧‧‧伸縮管
220‧‧‧第1排氣系統(處理室排氣線)
221‧‧‧排氣口
222‧‧‧排氣管
223‧‧‧壓力調整器(APC閥)
224‧‧‧真空幫浦
230‧‧‧簇射頭
231‧‧‧蓋
231a‧‧‧蓋孔
231b‧‧‧簇射頭蓋加熱部
231c‧‧‧簇射頭排氣孔
231s‧‧‧蓋溫度感測器(溫度檢測器)
232‧‧‧緩衝室
233‧‧‧絕緣部件
234‧‧‧分散板
234a‧‧‧貫通孔
234b‧‧‧凸狀部
234c‧‧‧凸緣部
234d‧‧‧對向面
234‧‧‧分散板加熱器(第2加熱器)
234s‧‧‧分散板溫度感測器(溫度檢測器)
235‧‧‧氣體導引
241‧‧‧氣體導入口
242‧‧‧共通氣體供給管
243‧‧‧第1氣體供給系統
243a‧‧‧第1氣體供給管
243b‧‧‧第1氣體供給源
243c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
243d‧‧‧開關閥(閥)
244‧‧‧第2氣體供給系統
244a‧‧‧第2氣體供給管
244b‧‧‧第2氣體供給源
244c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
244d‧‧‧開關閥(閥)
244e‧‧‧遙控電漿單元
245‧‧‧第3氣體供給系統
245a‧‧‧第3氣體供給管
245b‧‧‧第3氣體供給源
245c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
245d‧‧‧開關閥(閥)
246‧‧‧第1非活性氣體供給系統
246a‧‧‧第1非活性氣體供給管
246b‧‧‧第1非活性氣體供給源
246c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
246d‧‧‧開關閥(閥)
247‧‧‧第2非活性氣體供給系統
247a‧‧‧第2非活性氣體供給管
247b‧‧‧第2非活性氣體供給源
247c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
247d‧‧‧開關閥(閥)
248‧‧‧清淨氣體供給系統
248a‧‧‧清淨氣體供給管
248b‧‧‧清淨氣體供給源
248c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
248d‧‧‧開關閥(閥)
250‧‧‧電漿生成部
251‧‧‧整合器
252‧‧‧高頻率電源
260‧‧‧控制器(控制部)
261‧‧‧演算部
262‧‧‧記憶部
270‧‧‧第2排氣系統(簇射頭排氣線)
271‧‧‧排氣管
272‧‧‧開關閥(閥)
273‧‧‧壓力調整器(APC閥)
274‧‧‧真空幫浦
圖1係有關本發明之實施形態的基板處理裝置之縱剖面概略圖。
圖2係說明有關本發明之實施形態的基板處理工程的流程圖。
圖3係有關本發明之實施形態的成膜工程之順序圖。
(1)基板處理裝置之構成
首先，對於有關本發明之實施形態的基板處理裝置100(以下，亦單稱作裝置)之構成，參照圖1之同時加以說明。圖1係有關本發明之實施形態的基板處理裝置之縱剖面(垂直剖面)概略圖。基板處理裝置100係形成薄膜之裝置，如圖1所示地，作為各1片或數片處理基板之枚葉式基板處理裝置而加以構成。
如圖1所示，基板處理裝置100係具備處理容器202。處理容器202係例如，橫剖面(水平剖面)為圓形，作為圓筒型之扁平的密閉容器而加以構成。另外，處理容器202之側壁或底壁係例如，經由鋁(Al)或不鏽鋼(SUS)等之金屬材料而加以構成。
對於處理容器202內，係加以形成有處理作為基板的矽晶圓等之晶圓200之處理室201。處理室201係包含：處理晶圓200之處理空間201a，和搬送晶圓200之搬送空間201b。處理容器202係由上部容器202a，和下部容器202b，和為頂部之簇射頭230而加以構成其外殼。對於上部容器202a與下部容器202b之間，係加以設置有間隔處理空間201a與搬送空間201b之隔間板204。
處理空間201a係由上部處理空間202a，和簇射頭230，和後述之基板載置部210所圍繞的空間，較隔間板204為上方之空間。搬送空間201b係由下部容器202b與基板載置部210所圍繞之空間，較隔間板為下方之空間。對於上部處理容器202a與隔間板204之間(接觸部)，或隔間板204與下部容器202b之間(接觸部)等，係加以設置有為了將處理容器202內維持成氣密之O環208。
對於下部容器202b之側面，係連接於柵型閥205而加以設置有基板搬出入口206。晶圓200係藉由基板搬出入口206而移動在與鄰接之基板搬送室(未圖示)之間。對於下部容器202b之底部係加以複數設置有升降 銷207於垂直方向。更且，下部容器202b係加以電性接地。
對於處理空間201a與搬送空間201b之間，係加以配置有支持晶圓200之基板載置部210。基板載置部210係例如，由氮化鋁(AlN)、陶瓷，石英等之非金屬材料而加以形成。基板載置部210係包含：載置晶圓200之基板載置面211，和內包於基板載置部210之加熱源，加熱基板載置部210之加熱部的基板載置部加熱器213，和檢測基板載置部210溫度之溫度檢測器的基板載置部溫度感測器210s。基板載置部加熱器213係例如，由阻抗加熱器所構成。依據以溫度感測器210s所檢測之溫度，後述之控制器260則成為呈將基板載置部210控制成特定之溫度。
基板載置面211係位置於處理空間201a內。對於基板載置部210係貫通有升降銷207之基板載置部貫通孔214則各加以設置於與升降銷207對應之位置。
基板載置部210係經由軸桿217所支持。軸桿217係將處理容器202之底部貫通於垂直方向，更且在處理容器202之外部，加以連接於升降機構218。經由使升降機構218作動而使軸桿217及基板載置部210升降之時，成為可使加以載置於基板載置面211上晶圓200升降者。然而，軸桿217之下端部周圍係經由伸縮管219所被覆，而處理容器202內係加以維持成氣密。
基板載置部210係對於晶圓200之搬送時， 基板載置面211則呈成為基板搬出入口206之位置(晶圓搬送位置)地下降，而對於晶圓200之處理時，係如在圖1所示地，晶圓200則呈成為處理位置(晶圓處理位置)地上升。
具體而言，對於使基板載置部210下降至晶圓搬送位置為止時，升降銷207的上端部則從基板載置面211的上面突出，升降銷207則成為呈從下方支持晶圓200。另外，對於使基板載置部210上升至晶圓處理位置為止時，升降銷207係自基板載置面211之上面埋沒於下方，而基板載置面211則成為呈從下方支持晶圓200。然而，升降銷207係與晶圓200直接接觸之故，例如，由石英或氧化鋁等之材質而形成者為佳。
(氣體導入口)
對於後述之簇射頭230之上面(頂部)，係加以設置有為了供給各種氣體於處理室201內之氣體導入口241。對於加以連接於氣體導入口241之氣體供給系統的構成係後述之。
(簇射頭)
對於處理室201上，係加以設置有處理室201之頂部之簇射頭230。氣體導入口241係加以連接於簇射頭230的蓋231。簇射頭230係為了使氣體分散於處理室201之氣體分散機構。簇射頭230係加以配置於氣體導入口241 與處理室201之間，與氣體導入口241及處理室201連通。
簇射頭230係將為了使自氣體導入口241所導入之氣體分散的分散板234，具備於氣體導入口241與處理空間201a之間。對於分散板234係加以設置有複數之貫通孔234a。貫通孔234a係呈與基板載置面211對向地加以配置。分散板234係具有：加以設置有貫通孔234a之凸狀部234b，和加以設置於凸狀部周圍之凸緣部234c。凸緣部234c係由電性絕緣性之構造體的絕緣部件233所支持。
另外，分散板234係具有：加熱分散板234(也就是，加熱簇射頭230)之加熱部的分散板加熱器234h，和檢測分散板234之溫度的溫度檢測器之溫度感測器234s。在圖1的例中，分散板加熱器234h係於位置於分散板234外周部之凸緣部234c，加以設置成上面視為圓形之圓環狀，但並不限定於此形狀。例如，分散板加熱器234h係亦可加以設置於貫通孔234a和貫通孔234a之間者。分散板加熱器234h係例如，由阻抗加熱器所構成。依據以溫度感測器234s所檢測之溫度，後述之控制器260則成為呈將分散板234控制成特定之溫度。
另外，分散板234係加以設置於與基板載置面211對向之位置，具有與基板載置面211對向，也就是與晶圓200對向之對向面234d。
在簇射頭230內中，對於蓋231與分散板234 之間，係加以設置有為了使自氣體導入口241所導入之氣體擴散於分散板234表面全域之緩衝空間的緩衝室232。
對於緩衝室232內，係加以設置有形成加以供給至緩衝室232內之氣體流動之氣體導引235。氣體導引235係將與氣體導入口241連通而加以設置於蓋231的蓋孔231a，作為頂點，隨著朝向於分散板234方向(也就是下方向)，口徑擴張之圓錐型狀。氣體導引235下端之水平方向的口徑係較貫通孔234a群之最外周的口徑為大。經由氣體導引235而加以供給至緩衝室232內之氣體係呈成為更均一地加以分散。
如此，自氣體導入口241所導入之氣體係藉由加以設置於蓋231之蓋孔231a，而加以供給至設置於簇射頭230內之緩衝室232內。並且，經由分散板234與氣體導引235而呈成為均一地加以分散，自分散板234之貫通孔234a加以供給至處理室201內。
簇射頭的蓋231係以有導電性之金屬加以形成，作為為了在緩衝室232內或處理室201內生成電漿之電極而加以使用。對於蓋231與上部容器202a之間，係加以設置有絕緣部件233，而電性絕緣蓋231與上部容器202a之間。更且，對於蓋231係加以設置有加熱蓋231之蓋加熱部231b，和檢測蓋231之溫度的溫度檢測器的溫度感測器231s。蓋加熱部231b係例如，由阻抗加熱器所構成。依據以溫度感測器231s所檢測之溫度，後述之控制器260則成為呈將蓋231控制成特定之溫度。
對於緩衝室232之上方的蓋231，係加以設置有為了排出緩衝室232內之環境氣體的第2排氣系統(簇射頭排氣線)270。對於第2排氣系統270係後述之。
(氣體供給系統)
對於加以連接於簇射頭230的蓋231之氣體導入口241，係加以連接有共通氣體供給管242。對於共通氣體供給管242係加以連接有第1氣體供給管243a，和第2氣體供給管244a，和第3氣體供給管245a。第2氣體供給管244a係藉由遙控電漿單元244e，而加以連接於共通氣體供給管242。
氣體供給系統係如以下所述，包含第1氣體供給系統243，和第2氣體供給系統244，和第3氣體供給系統245。第1氣體供給系統243與第2氣體供給系統244係包含供給處理基板之處理氣體的處理氣體供給系統。第3氣體供給系統245係包含非活性氣體供給系統與清淨氣體供給系統248。
自包含第1氣體供給管243a之第1氣體供給系統243係主要加以供給第1元素含有氣體，而自包含第2氣體供給管244a之第2氣體供給系統244係主要加以供給第2元素含有氣體。自包含第3氣體供給管245a之第3氣體供給系統245係在處理晶圓200時，主要加以供給非活性氣體，對於在清淨簇射頭230或處理室201時，主要加以供給清淨氣體。
(第1氣體供給系統)
對於第1氣體供給管243a係從氣體流動之上流方向依序加以設置有第1氣體供給源243b，流量控制器(流量控制部)之流量控制器(MFC)243c，及開關閥的閥243d。
自第1氣體供給管243a，含有第1元素之氣體(以下，「第1元素含有氣體」)則藉由流量控制器243c，閥243d，共通氣體供給管242而加以供給至簇射頭230。
第1元素含有氣體係原料氣體，即，處理氣體之一。
在此，第1元素係例如，為鈦(Ti)。即，第1元素含有氣體係例如為鈦含有氣體。作為鈦含有氣體，係例如可使用TiCl4(四氯化鈦)氣體者。然而，第1元素含有氣體係在常溫常壓下亦可為固體，液體，及氣體之任一。第1元素含有氣體在常溫常壓為液體之情況，於第1氣體供給源232b與流量控制器243c之間，如設置未圖示之氣化器即可。在此係作為氣體加以說明。
然而，作為第1元素含有氣體係亦可為矽含有氣體，例如，可使用有機矽材料之BTBAS(雙 四級-丁胺基 矽甲烷：SiH2(NH(C4H9))2)，或六甲基二矽氮烷(C6H19NSi2、略稱：HMDS)，或三甲矽烷基氨((SiH3)3N、略稱：TSA)等者。此等氣體係作為前驅 物而作用。
對於較第1氣體供給管243a的閥243d為下流側，係加以連接有第1非活性氣體供給管246a之下流端。對於第1非活性氣體供給管246a係從上流方向依序加以設置有非活性氣體供給源246b，流量控制器(流量控制部)之流量控制器(MFC)246c，及開關閥的閥246d。
自第1氣體供給管243a所供給之非活性氣體係例如，為氮素(N2)氣體。然而，作為非活性氣體，除了N2氣體之外，例如可使用氦氣(He)，氖氣(Ne)，氬氣(Ar)等之稀有氣體者。
自第1非活性氣體供給管246a係非活性氣體則藉由流量控制器246c，閥246d、第1氣體供給管243a而加以供給至簇射頭230內。非活性氣體係在後述之成膜工程(S104)中，作為載氣或稀釋氣體而作用。
主要，經由第1氣體供給管243a，流量控制器243c，閥243d，而加以構成第1氣體供給系統之第1元素含有氣體供給系統243(亦稱作鈦含有氣體供給系統)。
另外，主要，第1非活性氣體供給管246a則經由流量控制器246c及閥246d，而加以構成第1非活性氣體供給系統246。然而，亦可考慮將非活性氣體供給源246b，第1氣體供給管243a，包含於第1非活性氣體供給系統246。
更且，亦可考慮將第1氣體供給源243b、第1非活性氣體供給系統，包含於第1元素含有氣體供給系統243。
(第2氣體供給系統)
對於第2氣體供給管244a之下流，係加以設置有遙控電漿單元244e。對於第2氣體供給管244a係從上流方向依序加以設置有第2氣體供給源244b，流量控制器(流量控制部)之流量控制器(MFC)244c，及開關閥的閥244d。
自第2氣體供給管244a，含有第2元素之氣體(以下，「第2元素含有氣體」)則藉由流量控制器244c，閥244d，遙控電漿單元244e，共通氣體供給管242而加以供給至簇射頭230內。第2元素含有氣體係經由遙控電漿單元244e而作為電漿狀態，加以照射至晶圓200上。
第2元素含有氣體係處理氣體之一。然而，第2元素含有氣體係作為反應氣體或改質氣體而考慮。
在此，第2元素含有氣體係含有與第1元素不同之第2元素。作為第2元素係例如，可舉出氮素(N)。在本實施形態中，第2元素含有氣體係例如，作為氮素含有氣體。具體而言，作為氮素含有氣體，而可使用NH3氣體。
主要，經由第2氣體供給管244a，流量控制 器244c，閥244d，而加以構成第2氣體供給系統之第2元素含有氣體供給系統244(亦稱作氮素含有氣體供給系統)。
另外，在較第2氣體供給管244a的閥244d為下流側，對於遙控電漿單元244e之上流側係加以連接有第2非活性氣體供給管247a之下流端。對於第2非活性氣體供給管247a係從上流方向依序加以設置有非活性氣體供給源247b，流量控制器(流量控制部)之流量控制器(MFC)247c，及開關閥的閥247d。
自第2氣體供給管244a所供給之非活性氣體係例如，為氮素(N2)氣體。然而，作為非活性氣體，除了N2氣體之外，例如可使用氦氣(He)，氖氣(Ne)，氬氣(Ar)等之稀有氣體者。
自第2非活性氣體供給管247a係非活性氣體則藉由流量控制器247c，閥247d、第2氣體供給管244a，遙控電漿單元244e而加以供給至簇射頭230內。非活性氣體係在後述之成膜工程(S104)中，作為載氣或稀釋氣體而作用。
另外，主要，第2非活性氣體供給管247a則經由流量控制器247c及閥247d，而加以構成第2非活性氣體供給系統247。然而，亦可考慮將非活性氣體供給源247b，第2氣體供給管244a，遙控電漿單元244e包含於第2非活性氣體供給系統247。
更且，亦可考慮將第2氣體供給源244b、遙 控電漿單元244e，第2非活性氣體供給系統247，包含於第2元素含有氣體供給系統244。
(第3氣體供給系統)
對於第3氣體供給管245a係從上流方向依序加以設置有第3氣體供給源245b，流量控制器(流量控制部)之流量控制器(MFC)245c，及開關閥的閥245d。
自第3氣體供給源245b，例如作為淨化氣體之非活性氣體則藉由流量控制器245c，閥245d，共通氣體供給管242而加以供給至簇射頭230。淨化氣體係指為了排出處理室201或緩衝室232內之環境氣體(氣體)，而加以導入處理室201或緩衝室232內之氣體者。
自第3氣體供給源245b所供給之非活性氣體係例如，為氮素(N2)氣體。然而，作為非活性氣體，除了N2氣體之外，例如可使用氦氣(He)，氖氣(Ne)，氬氣(Ar)等之稀有氣體者。
對於較第3氣體供給管245a的閥245d為下流側，係加以連接有清淨氣體供給管248a之下流端。對於清淨氣體供給管248a係從上流方向依序加以設置有清淨氣體供給源248b，流量控制器(流量控制部)之流量控制器(MFC)248c，及開關閥的閥248d。
主要，經由第3氣體供給管245a，流量控制器245c、閥245d，而加以構成第3氣體供給系統245。
另外，主要，經由清淨氣體供給管248a，流 量控制器248c及閥248d而加以構成清淨氣體供給系統248。然而，亦可考慮將清淨氣體源248b，第3氣體供給管245a，包含於清淨氣體供給系統248。
更且，亦可考慮將第3氣體供給源245b、清淨氣體供給系統，包含於第3氣體供給系統245。
自第3氣體供給管245a，係在基板處理工程中，非活性氣體則藉由流量控制器245c，閥245d，共通氣體供給管242而加以供給至簇射頭230內。另外，在清淨工程中，清淨氣體則藉由流量控制器248c、閥248d，共通氣體供給管242而加以供給至簇射頭230內。
自非活性氣體供給源245b所供給之非活性氣體係在後述之成膜工程(S104)中，係作為淨化留在處理室201內或簇射頭230內之殘留氣體的淨化氣體而作用。另外，在清淨工程中，呈作為清淨氣體之載氣或稀釋氣體而作用地使用亦可。
自清淨氣體供給源248b所供給之清淨氣體，係在清淨工程中，作為除去附著於簇射頭230內或處理室201內之副生成物等之清淨氣體而作用。
在此，清淨氣體係例如，可舉出三氟化氮(NF3)氣體。然而，作為清淨氣體，例如，亦可使用氟化氫(HF)氣體，三氟化氯氣體(ClF3)氣體，氟素(F2)氣體等，而另外亦可組合此等而使用。
(第1排氣系統)
對於處理室201(上部容器202a)之內壁側面，係加以設置有將處理室201內之環境氣體排氣之排氣口221。對於排氣口221係加以連接有排氣管222，對於排氣管222係依氣體流動的順序加以串聯地連接有將處理室201內控制成特定壓力之APC(Auto Pressure Controller)等之壓力調整器223，和真空幫浦224。呈包含排氣口221，和排氣管222，和壓力調整器223地，加以構成有第1排氣系統(處理室排氣線)220。然而，亦可考量將真空幫浦224，呈含於第1排氣系統220。
(第2排氣系統)
對於緩衝室232之上方的蓋231，係為了排出緩衝室232內之環境氣體的簇射頭排氣孔231c則加以貫通設置於垂直方向。對於簇射頭排氣口231c係加以連接有排氣管271。對於排氣管271係依氣體流動的順序加以串連地連接切換排氣的開/關的閥272，將緩衝室232內控制成特定的壓力之APC等之壓力調整器273，真空幫浦274。呈包含排氣管271，和閥272，和壓力調整器273地，加以構成有第2排氣系統(處理室排氣線)270。然而，亦可考量將真空幫浦274，呈含於第2排氣系統270。
簇射頭排氣孔231c係位於氣體導引235上方之故，在後述之第1淨化工程(S204)的前半及第2淨化工程(S208)之前半中，如以下呈流動有氣體地加以構成。即，從蓋孔231a所供給之非活性氣體係經由氣體導 引235而加以分散，流動至緩衝室232內之空間中央及下方。之後，在氣體導引235的端部折返，從簇射頭排氣孔231c加以排氣。
呈包含第1排氣系統與第2排氣系統地加以構成排氣系統。然而，如後述，第2排氣系統係可因應基板處理而省略者。
(電漿生成部)
對於簇射頭的蓋231係藉由整合器251，而加以連接高頻率電源252。以整合器251而調整阻抗，再由從高頻率電源252，施加高頻率電力至蓋231者，對於簇射頭230內(詳細為緩衝室232內)，或處理室201內(詳細為處理空間201a內)，加以生成電漿。
(控制器)
基板處理裝置100係具有控制基板處理裝置100之各部的動作之控制部之控制器260。控制器260係至少具有演算部261及記憶部262。演算部261係因應上位控制器或使用者之指示，從記憶部262叫出基板處理裝置100的程式或控制配方，再因應其內容而控制基板處理裝置100的各構成。
(2)基板處理工程
接著，使用作為半導體製造裝置之基板處理裝置 100，對於處理基板之基板處理工程之概要加以說明。此基板處理工程係例如，為了製造半導體裝置之一工程。然而，在以下的說明，構成基板處理裝置100的各部之動作或處理係經由控制器260而加以控制。圖2係說明有關本發明之實施形態的基板處理工程的流程圖。
在此，對於作為第1元素含有氣體而使用TiCl4氣體(四氯化鈦氣體)，而作為第2元素含有氣體而使用NH3氣體(氨氣)，於晶圓200上，作為薄膜而形成TiN膜(氮化鈦膜)的例而加以說明。然而，例如，對於晶圓200上，預先形成特定的膜亦可。另外，對於晶圓200或特定的膜係預先加以形成特定的圖案亦可。
(基板搬入‧載置工程S102)
首先，如圖2所示，將晶圓200搬入至處理室201內，進行載置於基板載置部210上之基板搬入‧載置工程S102。
詳細為經由使基板載置部210下降至晶圓200之搬送位置為止之時，使升降銷207貫通於基板載置部210之貫通孔214。其結果，升降銷207則成為僅較基板載置部210表面為特定得高度部分突出之狀態。接著，開啟柵型閥205，使用未圖示之晶圓搬送機，搬入晶圓200(處理基板)於處理室201內，移動晶圓200至升降銷207上。經由此，晶圓200係以水平姿勢而加以支持於從基板載置部210表面突出之升降銷207上。
將晶圓200搬入至處理容器202內之後，使晶圓搬送機退避至處理容器202之外，關閉柵型閥205，而密閉處理容器202內。之後，經由使基板載置部210上升之時，於加以設置在基板載置部210之基板載置面211上，載置晶圓200。
然而，對於將晶圓200搬入至處理容器202內時，或將晶圓200，從處理容器202內搬出時，係經由第1排氣系統220而將處理容器202內進行排氣的同時，從非活性氣體供給系統，於處理容器202內，供給非活性氣體(例如，N2氣體)者為佳。例如，經由使真空幫浦224作動而開啟APC閥223之時，在從第1排氣系統220，將處理容器202內進行排氣之狀態，經由至少開啟第3氣體供給系統245的閥245d之時，供給N2氣體至處理容器202內為佳。經由此，成為可抑制從基板搬出入口206至處理容器202內之灰塵粒子的侵入，或對於晶圓200上之灰塵粒子的附著者。
然而，第1排氣系統220之真空幫浦224係至少從基板搬入‧載置工程(S102)至後述之基板搬出工程(S106)結束為止之間係作為經常使其作動之狀態。其間，作為持續自第1排氣系統220之處理容器202內的排氣，和自第3氣體供給系統245之對於處理容器202內的非活性氣體供給之狀態。
另外，將晶圓200載置於基板載置部210上時係將基板載置部210的溫度，和分散板234的溫度，和 簇射頭230的蓋231之溫度，各作為特定的溫度。即，在將晶圓200載置於基板載置部210上時，基板載置部210之溫度係依據經由基板載置部溫度感測器210s而加以檢測之溫度資訊，經由控制器260控制對於基板載置部加熱器213的通電情況而加以調整。另外，分散板234之溫度係依據經由分散板溫度感測器234s所檢測之溫度資訊，經由控制器260控制對於分散板加熱器234h的通電情況而加以調整。另外，簇射頭蓋231之溫度係依據經由簇射頭蓋溫度感測器231s所檢測之溫度資訊，經由控制器260控制對於蓋加熱部231b的通電情況而加以調整。
具體而言，在將晶圓200載置於基板載置部210上時，供給電力至埋入於基板載置部210內部之加熱器213，晶圓200之表面則呈成為特定溫度地加以控制。晶圓200的溫度係例如，室溫以上500℃以下，理想係300℃以上，400℃以下。室溫係指20℃。
另外，供給電力至埋入於分散板234內部之加熱器234h，分散板234的溫度(詳細係對向面234d之溫度)則呈成為特定溫度地加以控制。分散板234之溫度係例如，300℃以上400℃以下，控制為較副生成物的附著溫度為高之溫度。本實施形態之情況係因副生成物係因氯化銨則成為主要之故，分散板234之溫度則呈成為150℃以上地加以控制。
另外，供給電力至埋入於蓋231內部之蓋加熱部231b，蓋231的表面則呈成為特定溫度地加以控 制。蓋231的表面係指對向於氣體導引235的面。蓋231之表面溫度係例如，150℃以上400℃以下，理想為控制為較副生成物的附著溫度為高之溫度。
此時，將分散板234之溫度(也就是簇射頭230的溫度)，較在成膜處理時之分散板234的溫度，提高溫度為補足後述之熱的吸收程度者為佳。當如此作為時，即使分散板234的熱被溫度低之晶圓200所吸收，分散板234則可防止成為副生成物之附著溫度(也就是固化溫度)以下者。
然而，在成膜工程S104中，當分散板234則成為副生成物的附著溫度以下時，副生成物則附著於分散板234。並且，附著之副生成物則經由氣體流動而加以剝落時，成為灰塵粒子的原因。本實施形態之情況係副生成物為氯化銨，固化溫度係約150℃。
(成膜工程S104)
接著，進行形成薄膜於晶圓200表面上之成膜工程S104。在此，對於成膜工程S104之基本的流動加以說明，對於成膜工程S104之詳細係使用圖3而加以後述之。
首先，在成膜工程S104中，藉由簇射頭230之緩衝室232，而從第1氣體供給系統243，供給TiCl4氣體至處理室201內。此時，將自第3氣體供給系統245之非活性氣體的供給，和自第1排氣系統220之排氣，持續 於基板搬入‧載置工程S102而加以進行。
開始供給TiCl4氣體，而特定的時間經過後，停止TiCl4氣體之供給。並且，經由自第3氣體供給系統245之淨化氣體，從處理室201內，至少藉由第1排氣系統220而排出TiCl4氣體。
將TiCl4氣體排出後，從第2氣體供給系統244，供給電漿狀態之NH3氣體於處理室201內。NH3氣體係與加以形成於晶圓200上之鈦含有膜反應，形成氮化鈦膜。
特定的時間經過後，停止NH3氣體之供給。並且，經由自第3氣體供給系統245之淨化氣體，從處理室201內，至少藉由第1排氣系統220而排出NH3氣體。
在成膜工程S104中，由反覆以上的工程者，形成所期望膜厚之氮化鈦膜。然而，為了抑制附著堆積有副生成物於成膜工程S104之間，緩衝室232之內壁，而經由蓋加熱部231b或分散板加熱器234h，而將緩衝室232或分散板234，加熱較附著有副生成物之溫度為高。
然而，在成膜工程S104之TiCl4氣體供給時或NH3氣體供給時，如上述，從第3氣體供給系統245供給非活性氣體的理由係為了促進對於處理室201內之TiCl4氣體或NH3氣體之供給之故。但因應基板處理的內容，呈未進行從第3氣體供給系統245之非活性氣體的供給地構成亦可。
(基板搬出工程S106)
接著，將形成有氮化鈦膜之晶圓200，從處理容器203搬出。
詳細為使基板載置部210下降，於從基板載置部210表面，使其突出之升降銷207上，支持晶圓200。之後，從第3氣體供給系統245供給非活性氣體至處理容器202內之同時，開啟柵型閥205，使用晶圓搬送機，將晶圓200搬出於處理容器202之外。之後，結束基板處理工程之情況係停止從第3氣體供給系統245至處理容器202內的非活性氣體供給。
(處理次數判定工程S108)
將晶圓200搬出後，判定成膜工程S104之實施次數是否到達至特定的次數。到達至特定的次數情況係移動至清淨工程S110。未到達至特定次數之情況係為了開始正在待機之新的晶圓200之處理，而移動至基板搬入‧載置工程S102。
(清淨工程S110)
在處理次數判定工程S108中，判定為成膜工程S104之實施次數則到達至特定的次數之情況，進行清淨工程S110。在清淨工程S110中，基板載置部210則位於晶圓處理位置之狀態，在未有晶圓200於基板載置部210上之狀態，開啟清淨氣體供給系統248的閥248d，而藉由簇 射頭230，將清淨氣體供給至處理室201內。
清淨氣體填滿在簇射頭230內與處理室201內之後，從高頻率電源252，施加電力至簇射頭230之同時，經由整合器251而使阻抗整合，於簇射頭230內(詳細為緩衝室232內)與處理室201內(詳細為處理空間201a內)，生成清淨氣體之電漿。所生成之清淨氣體電漿係除去附著於簇射頭230內與處理室201內的壁之副生成物。
接著，對於成膜工程S104之詳細，使用圖3而加以說明。圖3係有關本發明之實施形態的成膜工程之順序圖。如圖3所示，成膜工程S104係呈包含第1處理氣體供給工程S202，和第1淨化工程S204，和第2處理氣體供給工程S206，和第2淨化工程S208地加以構成。
在本實施形態之成膜工程S104中，如上述，在TiCl4氣體供給時或NH3氣體供給時，亦從第3氣體供給系統245供給非活性氣體至處理室201內。也就是如圖3所示，在成膜工程S104中，時常，從第3氣體供給系統245供給非活性氣體至處理室201內。
並且，在成膜工程S104中，將基板載置部210的溫度，和分散板234的溫度，和簇射頭蓋231的溫度，各設定為特定之溫度，而維持此溫度。
基板載置部210的溫度係基板載置部210上的晶圓200的溫度，則例如為室溫以上500℃以下，而理想為呈成為300℃以上，400℃以下之特定的溫度(也就 是在成膜工程S104之晶圓200的溫度)地，依據經由基板載置部溫度感測器210s所檢測之溫度資訊，控制器260則控制對於基板載置部加熱器213的通電情況，也就是控制基板載置部加熱器213的輸出。
分散板234的溫度係分散板234的對向面234d之溫度，則例如為150℃以上，且400℃以下的溫度，呈成為較副生成物之附著溫度為高之溫度的特定溫度地，依據經由分散板溫度感測器234s所檢測之溫度資訊，控制器260則控制對於分散板加熱器234h的通電情況，也就是控制分散板加熱器234h的輸出。然而，分散板234的溫度係為接近於在成膜工程S104的晶圓200之溫度的值，如後述，有著較晶圓200的溫度為高的情況和為低的情況和相同的情況。
簇射頭蓋231溫度係蓋231的表面溫度，則例如為150℃以上，且400℃以下的溫度，呈成為較副生成物之附著溫度為高之溫度的特定溫度地，依據經由簇射頭蓋溫度感測器231s所檢測之溫度資訊，控制器260則控制對於蓋加熱部231b的通電情況，也就是控制蓋加熱部231b的輸出。
如此，在第1處理氣體供給工程S202中，例如，將基板載置部210的溫度，和分散板234的溫度，和簇射頭蓋231的溫度，各設定為400℃，和400℃，和200℃。
此時，控制器260係基板載置部210的溫度 和分散板234的溫度(詳細為對向面234d的溫度)之溫度差則呈成為特定的範圍內(例如，20℃以內)地控制。如此作為時，在晶圓200的面內中，晶圓200的溫度則成為略均一，其結果，可略均一地進行晶圓200的處理者。成膜處理之情況係在晶圓200的面內，可作為略均一之膜厚者。
理想為控制器260係基板載置部210的溫度和分散板234的溫度(詳細為對向面234d的溫度)則呈成為相同溫度地進行控制。如此作為時，在晶圓200的面內中，晶圓200的溫度則更成為均一，其結果，可更均一地進行晶圓200的處理者。然而，相同溫度係指包含可均一地處理晶圓200的範圍內之溫度。
理想為此時，控制器260係將基板載置部210的溫度控制為特定之設定溫度之後，將分散板234的溫度(詳細為對向面234d的溫度)控制為特定之設定溫度。當如此作為時，可更早使晶圓200的溫度安定者。此理由係晶圓200的溫度係較分散板234的溫度，對於基板載置部210的溫度，更迎合，且更大影響之故。
理想為此時，控制器260係將分散板234的溫度(詳細為對向面234d的溫度)，呈經由處理氣體而較附著有副生成物於對向面234d之溫度為高地加以控制。如此作為時，可控制附著有副生成物於對向面234d者。
(第1處理氣體供給工程S202)
上述溫度設定結束後，在第1處理氣體供給工程S202中，開啟第1氣體供給系統243的閥243d，藉由氣體導入口241，緩衝室232，分散板234之複數的貫通孔234a，於處理室201內，開始供給作為第1處理氣體之TiCl4氣體。此時，從第3氣體供給系統245供給非活性氣體之同時，進行自第1排氣系統220的排氣。
在緩衝室232內中，經由氣體導引235而均一地加以分散TiCl4氣體。均一地加以分散的氣體係藉由複數的貫通孔234a，均一地加以供給至處理室201內之晶圓200上。
在第1處理氣體供給工程S202中，TiCl4氣體的流量則呈成為特定的流量地，調整流量控制器243c。TiCl4氣體之供給流量係例如，100sccm以上5000sccm以下。然而，與TiCl4氣體同時，從第1非活性氣體供給系統246，作為載氣而將N2氣體，流動至處理室201內亦可。另外，經由適當地調整第1排氣系統220之APC閥223的閥開度之時，將處理容器202內之壓力，作為特定壓力(例如，400Pa)。
在處理室201內中，TiCl4氣體係特定時間，例如0.05~1秒間，加以供給至晶圓200上。對於晶圓200表面上，係經由TiCl4氣體則接觸於晶圓200表面之時，加以形成有作為「第1元素含有層」之鈦含有層。
鈦含有層係例如，因應處理容器202內之壓 力，TiCl4氣體的流量，基板載置部(承受器)210之溫度，在處理室201之處理時間等，以特定之厚度及特定之分布加以形成。
特定時間經過後，關閉閥243d，停止TiCl4氣體的供給。但，從第3氣體供給系統245之非活性氣體供給，和從第1排氣系統220的排氣係持續進行。
(第1淨化工程S204)
第1處理氣體供給工程S202結束後，接著進行自第1排氣系統220之排氣，和自第3氣體供給系統245之淨化氣體(非活性氣體)的供給，排出處理室201內之環境氣體，也就是殘留於處理室201內之TiCl4氣體。另外，開啟閥272，經由控制APC閥273之閥開度或APC閥223之閥開度之時，從第2排氣系統270除去殘留於簇射頭230內(詳細為緩衝室232內)之TiCl4氣體。經由使用第2排氣系統270之時，效率佳地加以排出緩衝室232內之殘留氣體。
在第1淨化工程S204中所供給之非活性氣體，係將在第1處理氣體供給工程S202未結合於晶圓200的鈦成分，從晶圓200上除去。
並且，從第1淨化工程S204開始，經過特定的時間後，關閉閥272而停止自第2排氣系統270的排氣。如此，從第1淨化工程S204之開始，經過特定的時間後，進行自第1排氣系統220之排氣同時，關閉閥272 而停止自第2排氣系統270的排氣。當如此作為時，從簇射頭230，歷經處理室201而朝向於第1排氣系統220之非活性氣體的流動則因未受到第2排氣系統270的影響之故，成為可更確實地將非活性氣體供給至晶圓200上者，而晶圓200上之殘留氣體的除去效率則變為更高。
然而，從第1淨化工程S204之開始時點，亦可停止自第2排氣系統270之排氣(也就是，第2排氣系統270作為不需要)者。即使如此作為，可排出殘留於處理室201內與緩衝室232內之TiCl4氣體，而如此作為時，成為容易形成從簇射頭230，歷經處理室201內而朝向於第1排氣系統220之非活性氣體的流動者。
在特定時間，進行第1淨化工程S204之後，結束第1淨化工程S204，而移動至第2處理氣體供給工程S206。但，閥245d係持續開啟的狀態，持續進行自第3氣體供給系統245之淨化氣體的供給。
(第2處理氣體供給工程S206)
第1淨化工程S204之後，在第2處理氣體供給工程S206中，進行自第1排氣系統220之排氣同時，開啟第2氣體供給系統244的閥244d，藉由遙控電漿單元244e，氣體導入口241，緩衝室232，分散板234之複數的貫通孔234a，於處理室201內，開始供給作為第2處理氣體之NH3氣體。加以供給至處理室201內之NH3氣體係經由遙控電漿單元244e而作為電漿狀態。因將作為電漿狀 態之NH3氣體，藉由緩衝室232與貫通孔234a而供給至處理室201內之故，可於晶圓200上，均一地供給NH3氣體者。因此，可均一地作為形成於晶圓200上之膜厚者。
此時，NH3氣體之流量則呈成為特定的流量地，調整流量控制器244c。然而，NH3氣體之供給流量係例如，100sccm以上5000sccm以下。然而，與NH3氣體同時，從第2非活性氣體供給系統247，作為載氣而將N2氣體，流動至處理室201內亦可。另外，經由適當地調整第1排氣系統220之APC閥223的閥開度之時，將處理容器202內之壓力，作為特定壓力(例如，930Pa)。
在處理室201內中，電漿狀態之NH3氣體係特定時間，例如0.3秒間，加以供給至晶圓200上。既已形成於晶圓200上之鈦含有層則根據經由NH3氣體之電漿所改質之時，對於晶圓200上係加以形成有含有鈦元素及氮素元素的層。
含有鈦元素及氮素元素的改質層(鈦及氮素含有層)係例如，因應處理容器203內的壓力，NH3氣體的流量，基板載置部210之溫度，電漿生成部250之電力供給情況等，以特定的厚度，特定的分布，對於鈦含有層之特定的氮素成分等之侵入深度而加以形成。
在於晶圓200表面上加以形成有鈦及氮素含有層時，同時地，對於分散板234亦加以形成有鈦及氮素含有層。當於分散板234之對向面234d，加以形成有鈦及氮素含有層時，從分散板234加熱放射時之放射率則變 小。控制器260係因應此放射率的下降，加大分散板加熱器234h之輸出，將從分散板234所放射的熱量維持為一定。具體而言，控制器260係將在清淨工程實施後之成膜工程的實施次數計數，因應該成膜工程之實施次數，加大分散板加熱器234h之輸出。也就是，伴隨著成膜工程之實施次數變多，加大分散板加熱器234h之輸出。
然而，加以形成於與分散板234之晶圓200對向之對向面234d的膜，則具有加大放射率之性質之情況係控制器260係伴隨成膜工程之實施次數變多，縮小分散板加熱器234h之輸出。作為如此的膜係例如，有氮化膜，氧化膜等。
如此，控制器260係加以供給處理氣體至處理室201時，加大從簇射頭230所放射的熱之放射率的膜則附著於對向面234d之情況，係較未附著有前述膜於對向面234d之情況，呈縮小分散板加熱器234h之輸出地進行控制，而縮小從簇射頭230所放射的熱之放射率的膜則附著於對向面234d之情況，係較未附著有前述膜於對向面234d之情況，呈加大分散板加熱器234h之輸出地進行控制。
從基板載置部210移動至分散板234之熱量q(W/m2)係可近似性地如(式1)所示。在此，σ係史特凡-波子曼常數(≒5.67×10-8)(W/m2K4)。T1係基板載置部210之溫度(K)。T2係分散板234之溫度(K)。ε 1係基板載置部210之放射率，而ε 2係分散板234之放 射率。
如(式1)所示，分散板234之溫度則較基板載置部210為低之情況，經常從基板載置部210，熱則移動於分散板234方向。在如此之狀態，均一地控制晶圓200的面內溫度情況係並非容易。另外，當重複成膜處理時，與晶圓200同時，對於分散板234表面(對向面234d)亦附著有膜。經由此，不僅分散板234表面之放射率ε 2產生變化，而因應於膜厚，放射率ε 2係亦經時性地產生變化。此情況，如從(式1)了解到，移動之熱量q亦產生變化。即，對於為了經常將晶圓200的溫度保持為一定，每次放射率ε 2產生變化，必須調整基板載置部加熱器213的輸出。
在本實施形態中，將分散板234與基板載置部210的溫度做成相同之情況，係在(式1)表面上，熱的移動係成為零。隨之，對於分散板234表面(對向面234d)附著有膜，即使分散板234表面之放射率ε 2產生多少變化，亦未影響有分散板234之溫度。
另外，晶圓200上方的溫度(分散板234的溫度)與下方的溫度(基板載置部210之溫度)為相同之故，將晶圓200的面內溫度控制成均一情況亦成為容易， 在成膜處理中可使處理的均一性提升者。
特定時間經過後，關閉閥244d，停止對於處理室201內之NH3氣體的供給。但，從第3氣體供給系統245之非活性氣體供給，和從第1排氣系統220的排氣係持續進行。
(第2淨化工程S208)
第2處理氣體供給工程S206結束後，接著進行自第1排氣系統220之排氣，和自第3氣體供給系統245之淨化氣體(非活性氣體)的供給，排出處理室201內之環境氣體，也就是殘留於處理室201內之NH3氣體。另外，開啟閥272，經由控制APC閥273之閥開度或APC閥223之閥開度之時，從第2排氣系統270除去殘留於簇射頭230內(詳細為緩衝室232內)之NH3氣體。
在第2淨化工程S208中所供給之非活性氣體，係將在第2處理氣體供給工程S206未結合於晶圓200的氮素成分，從晶圓200上除去。
從第2淨化工程S208開始，經過特定的時間後，關閉閥272而停止自第2排氣系統270的排氣。如此，從第2淨化工程S208之開始，經過特定的時間後，進行自第1排氣系統220之排氣同時，關閉閥272而停止自第2排氣系統270的排氣者為佳。當如此作為時，從簇射頭230，歷經處理室201而朝向於第1排氣系統220之非活性氣體的流動則因未受到第2排氣系統270的影響之 故，成為可更確實地將非活性氣體供給至晶圓200上者，而晶圓200上之殘留氣體的除去效率則變為更高。
然而，從第2淨化工程S208之開始時點，亦可停止自第2排氣系統270之排氣(也就是，第2排氣系統270作為不需要)者。即使如此作為，可排出殘留於處理室201內與緩衝室232內之NH3氣體，而如此作為時，成為容易形成從簇射頭230，歷經處理室201內而朝向於第1排氣系統220之非活性氣體的流動者。
在特定之時間，進行第2淨化工程S208之後，結束第2淨化工程S208，控制器260係判定是否將從第1處理氣體供給工程S202至第2淨化工程S208為止作為1循環之處理循環，做成特定次數實施。
未做特定次數實施之情況，移動至第1處理氣體供給工程S202，進行第1處理氣體供給工程S202，第1淨化工程S204，第2處理氣體供給工程S206，第2淨化工程S208作為1循環之處理。特定次數實施之情況，結束成膜工程S104。
(4)有關本實施形態之效果
如根據本實施形態，以下所示之效果之中，得到至少1個以上之效果。
(A1)因加以供給處理氣體時，將基板載置台的溫度作為特定溫度，將簇射頭與基板載置台之溫度差，呈作為特定範圍內地加以構成之故，提升基板的面內溫度均一性 之情況則變為容易。另外，即使處理氣體為大流量，在到達基板之前，可充分加熱處理氣體者。
(A2)對於載置基板於基板載置面時，因將簇射頭的溫度，構成呈作為較加以供給處理氣體時(也就是成膜時)為高之故，將基板作為特定溫度情況則成為容易。
(A3)在加以供給處理氣體時，加大從簇射頭所放射的熱之放射率的膜則附著於對向於基板載置台之簇射頭的對向面之情況，係因構成呈較前述膜未附著於前述對向面之情況，縮小簇射頭加熱器之輸出之故，將簇射頭與基板載置台之溫度差作為特定範圍內情況則成為容易。
(A4)在加以供給處理氣體時，縮小從簇射頭所放射的熱之放射率的膜則附著於對向於基板載置台之簇射頭的對向面之情況，係因構成呈較前述膜未附著於前述對向面之情況，加大簇射頭加熱器之輸出之故，將簇射頭與基板載置台之溫度差作為特定範圍內情況則成為容易。
(A5)將基板載置台，呈作為特定溫度地進行加熱器控制之後，因將簇射頭構成為呈作為特定溫度地進行加熱器控制之故，可更早使基板的溫度安定者。
(A6)因加以供給處理氣體時，將基板載置台的溫度作為特定溫度，將簇射頭與基板載置台之溫度，呈作為相同溫度地加以構成之故，提升基板的面內溫度均一性之情況則變為更容易。
(A7)因加以供給處理氣體時，將基板載置台的溫度作為特定溫度，呈將簇射頭溫度，經由處理氣體而作為較 附著有副生成物於簇射頭的對向面之溫度為高地加以構成之故，可抑制附著有副生成物於簇射頭的對向面者。
<本發明之其他實施形態>
以上，具體地說明過本發明之各實施形態，但本發明係並不加以限定於上述實施形態者，而在不脫離其內容的範圍當然可做種種變更者。
在上述之實施形態中，對於作為第一元素含有氣體而使用鈦含有氣體，而作為第二元素含有氣體而使用氮素含有氣體，再於基板上，形成氮化鈦(TiN)之TiN形成處理加以說明過，但本發明係不限於TiN膜形成處裡者。作為第一元素含有氣體，例如使用鉿(Hf)含有氣體，鋯(Zr)含有氣體，鈦(Ti)含有氣體，矽(Si)含有氣體，而作為第二元素含有氣體而使用氧含有氣體者亦可。另外，氮素含有氣體係亦可使用氮素(N2)氣體等。
並且，經由適用本發明之時，而將氧化鉿膜(HfO膜)、氧化鋯(ZrO膜)、氧化鈦膜(TiO膜)、氧化矽膜(SiO膜)等之High-k膜等，形成於基板上亦可。
另外，在上述之實施形態中，對於交互地供給2種類之處理氣體於基板上的成膜處理已做過說明，但本發明係並非限於交互地供給複數種類之處理氣體於基板上的成膜處理者，而亦可適用於同時供給複數種類之處理 氣體於基板上的成膜處理。另外，對於成膜處理以外的基板處理，亦可適用。
另外，在上述實施形態中，簇射頭230係作為簇射頭加熱部，構成為呈具備簇射頭蓋加熱部231b和分散板加熱器234h。但亦可構成呈僅對於簇射頭蓋231與分散板234之中任一方，設置加熱部者。此情況，對於為了均一化基板的溫度，係設置加熱部於較晶圓200(也就是，基板載置部210)為近之分散板234者為佳。另外，對於為了更均一化基板的溫度，於簇射頭蓋231與分散板234雙方，設置加熱部者為佳。
另外，在上述之實施形態中，將基板200作成圓形的晶圓，但亦可為矩形之基板。
於以下，作為附記而記述本發明之形態。
(附記1)
一種基板處理裝置，其中，具有：處理基板之處理室，和加以配置於前述處理室內，於表面具有載置基板之基板載置面之同時，具有第1加熱器之基板載置部，和具有第2加熱器之同時，加以設置於與前述基板載置面對向之位置，具有與前述基板載置面對向之對向面的簇射頭，和藉由前述簇射頭而前述處理室，供給處理加以載置於前述基板載置面之基板的處理氣體之處理氣體供給系 統，和排出前述處理室內之環境氣體之排氣系統，和載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，將前述基板載置部的溫度作為特定溫度，呈將前述對向面與前述基板載置部之溫度差，作為特定範圍內地，控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出之控制部者。
(附記2)
記載於附記1之基板處理裝置，其中，前述控制部係在供給前述處理氣體於前述處理室之前，對於載置基板於前述基板載置面時，將前述簇射頭的溫度，呈作為較從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時為高地，控制前述第2加熱器之輸出者。
(附記3)
記載於附記1或附記2之基板處理裝置，其中，前述控制部係在加以供給前述處理氣體於前述處理室時，加大從前述簇射頭所放射的熱之放射率的膜則附著於前述對向面之情況，係呈較前述膜未附著於前述對向面之情況，縮小前述第2加熱器之輸出地進行控制者。
(附記4)
記載於附記1乃至附記3任一項之基板處理裝置，其 中，前述控制部係在加以供給前述處理氣體於前述處理室時，縮小從前述簇射頭所放射的熱之放射率的膜則附著於前述對向面之情況，係呈較前述膜未附著於前述對向面之情況，加大前述第2加熱器之輸出地進行控制者。
(附記5)
記載於附記1乃至附記4任一項之基板處理裝置，其中，前述控制部係在控制前述第2加熱器之輸出時，呈將前述基板載置部作為特定溫度地控制前述第1加熱器之輸出之後，呈將前述簇射頭作為成特定的溫度地控制前述第2加熱器之輸出者。
(附記6)
記載於附記1乃至附記5任一項之基板處理裝置，其中，前述控制部係載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，將前述基板載置部的溫度作為特定溫度，呈將前述對向面的溫度與前述基板載置部之溫度，作為相同溫度地，控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出者。
(附記7)
記載於附記1乃至附記5任一項之基板處理裝置，其中，前述控制部係載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，將前述基板載置部的溫度作為特定溫度，呈將前述對向面的溫度，作為較經由前述處理氣體而附著有副生成物於前述對向面之溫度為高地，控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出者。
(附記8)
一種半導體裝置之製造方法，其中，具有：於具有第1加熱器之基板載置部之基板載置面，載置基板之載置工程，和具有與前述基板載置面對向的對向面，從具有第2加熱器之簇射頭，於載置於前述基板載置面的基板，供給處理該基板之處理氣體之處理氣體供給工程，和在前述處理氣體供給工程中，呈將前述基板載置部之溫度作為特定溫度地，控制前述第1加熱器之輸出的同時，呈將前述對向面與前述基板載置部之溫度差作為特定範圍內地，控制前述第2加熱器之輸出的溫度控制工程者。
(附記9)
一種半導體裝置之製造方法，其中，具有：於具有第 1加熱器之基板載置部之基板載置面，載置基板之載置工程，和具有與前述基板載置面對向的對向面，從具有第2加熱器之簇射頭，於載置於前述基板載置面的基板，呈供給第1元素含有氣體之同時，將前述基板載置部的溫度作為特定的溫度，將前述對向面與前述基板載置部之溫度差作為特定之範圍內地，控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出的第1元素含有氣體供給工程，和在前述第1元素含有氣體供給工程後，從載置於前述基板載置面的基板上，除去前述第1元素含有氣體的殘留物之第1淨化工程，和在前述第1淨化工程後，從前述簇射頭，於載置於前述基板載置面的基板，呈供給第2元素含有氣體之同時，將前述基板載置部的溫度作為特定的溫度，將前述對向面與前述基板載置部之溫度差作為特定之範圍內地，控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出的第2元素含有氣體供給工程，和在前述第2元素含有氣體供給工程後，從載置於前述基板載置面的基板上，除去前述第2元素含有氣體的殘留物之第2淨化工程，反覆進行前述第1元素含有氣體供給工程，和前述第1淨化工程，和前述第2元素含有氣體供給工程，和前述第2淨化工程者。
100‧‧‧半導體製造裝置(基板處理裝置)
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧處理室
201a‧‧‧處理空間
201b‧‧‧搬送空間
202‧‧‧處理容器
202a‧‧‧上部容器
202b‧‧‧下部容器
204‧‧‧隔間板
205‧‧‧柵型閥
206‧‧‧基板搬出入口
207‧‧‧升降銷
208‧‧‧O環
210‧‧‧基板載置部
210s‧‧‧基板載置部溫度感測器(溫度檢測器)
211‧‧‧基板載置面
213‧‧‧基板載置部加熱器(第1加熱器)
214‧‧‧基板載置部貫通孔
217‧‧‧軸桿
218‧‧‧升降機構
219‧‧‧伸縮管
220‧‧‧第1排氣系統(處理室排氣線)
221‧‧‧排氣口
222‧‧‧排氣管
223‧‧‧壓力調整器(APC閥)
224‧‧‧真空幫浦
230‧‧‧簇射頭
231‧‧‧蓋
231a‧‧‧蓋孔
231b‧‧‧簇射頭蓋加熱部
231c‧‧‧簇射頭排氣孔
231s‧‧‧蓋溫度感測器(溫度檢測器)
232‧‧‧緩衝室
233‧‧‧絕緣部件
234‧‧‧分散板
234a‧‧‧貫通孔
234b‧‧‧凸狀部
234c‧‧‧凸緣部
234d‧‧‧對向面
234h‧‧‧分散板加熱器
234s‧‧‧分散板溫度感測器(溫度檢測器)
235‧‧‧氣體導引
241‧‧‧氣體導入口
242‧‧‧共通氣體供給管
243‧‧‧第1氣體供給系統
243a‧‧‧第1氣體供給管
243b‧‧‧第1氣體供給源
243c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
243d‧‧‧開關閥(閥)
244‧‧‧第2氣體供給系統
244a‧‧‧第2氣體供給管
244b‧‧‧第2氣體供給源
244c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
244d‧‧‧開關閥(閥)
244e‧‧‧遙控電漿單元
245‧‧‧第3氣體供給系統
245a‧‧‧第3氣體供給管
245b‧‧‧第3氣體供給源
245c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
245d‧‧‧開關閥(閥)
246‧‧‧第1非活性氣體供給系統
246a‧‧‧第1非活性氣體供給管
246b‧‧‧第1非活性氣體供給源
246c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
246d‧‧‧開關閥(閥)
247‧‧‧第2非活性氣體供給系統
247a‧‧‧第2非活性氣體供給管
247b‧‧‧第2非活性氣體供給源
247c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
247d‧‧‧開關閥(閥)
248‧‧‧清淨氣體供給系統
248a‧‧‧清淨氣體供給管
248b‧‧‧清淨氣體供給源
248c‧‧‧流量控制器(流量控制器)
248d‧‧‧開關閥(閥)
250‧‧‧電漿生成部
251‧‧‧整合器
252‧‧‧高頻率電源
260‧‧‧控制器(控制部)
261‧‧‧演算部
262‧‧‧記憶部
270‧‧‧第2排氣系統(簇射頭排氣線)
271‧‧‧排氣管
272‧‧‧開關閥(閥)
273‧‧‧壓力調整器(APC閥)
274‧‧‧真空幫浦

Claims (21)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵為具有：處理基板之處理室，和加以配置於前述處理室內，於表面具有載置基板之基板載置面之同時，具有第1加熱器之基板載置部，和具有第2加熱器之同時，加以設置於與前述基板載置面對向之位置，具有與前述基板載置面對向之對向面的簇射頭，和藉由前述簇射頭而在前述處理室，供給處理加以載置於前述基板載置面之基板的處理氣體之處理氣體供給系統，和排出前述處理室內之環境氣體之排氣系統，和載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，令前述基板載置部的溫度成為特定溫度，使前述對向面前述基板載置部之溫度差，在特定範圍內，控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出之控制部者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係在供給前述處理氣體於前述處理室之前，對於載置基板於前述基板載置面時，使前述簇射頭的溫度，較從前述處理氣體供給系統供給前述處理氣體為高，而控制前述第2加熱器之輸出者。
  3. 如申請專利範圍第2項記載之基板處理裝置，其 中，前述控制部係在加以供給前述處理氣體於前述處理室時，加大從前述簇射頭所放射的熱之放射率的膜則附著於前述對向面之情況，係呈較前述膜未附著於前述對向面之情況，縮小前述第2加熱器之輸出地進行控制者。
  4. 如申請專利範圍第3項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係在控制前述第2加熱器之輸出時，呈將前述基板載置部作為特定溫度地控制前述第1加熱器之輸出之後，使前述簇射頭成為特定的溫度而控制前述第2加熱器之輸出者。
  5. 如申請專利範圍第1項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係在加以供給前述處理氣體於前述處理室時，縮小從前述簇射頭所放射的熱之放射率的膜則附著於前述對向面之時，使較前述膜未附著於前述對向面之時，加大前述第2加熱器之輸出而進行控制者。
  6. 如申請專利範圍第5項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係在控制前述第2加熱器之輸出時，呈將前述基板載置部作為特定溫度地控制前述第1加熱器之輸出之後，使前述簇射頭成為特定的溫度而控制前述第2加熱器之輸出者。
  7. 如申請專利範圍第1項記載之基板處理裝置，其 中，前述控制部係在加以供給前述處理氣體於前述處理室時，加大從前述簇射頭所放射的熱之放射率的膜附著於前述對向面之時，係使較前述膜未附著於前述對向面之時，縮小前述第2加熱器之輸出而進行控制者。
  8. 如申請專利範圍第7項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係在控制前述第2加熱器之輸出時，呈將前述基板載置部作為特定溫度地控制前述第1加熱器之輸出之後，使前述簇射頭成為特定的溫度而控制前述第2加熱器之輸出者。
  9. 如申請專利範圍第7項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，令前述基板載置部的溫度成為特定溫度，使前述對向面的溫度與前述基板載置部之溫度成為相同溫度，而控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出者。
  10. 如申請專利範圍第7項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，令前述基板載置部的溫度成為特定溫度，使前述對向面的溫度，較經由前述處理氣體而附著有副生成物於前述對向面之溫度 為高，而控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出者。
  11. 如申請專利範圍第1項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係在加以供給前述處理氣體於前述處理室時，縮小從前述簇射頭所放射的熱之放射率的膜附著於前述對向面之時，使較前述膜未附著於前述對向面之時，加大前述第2加熱器之輸出而進行控制者。
  12. 如申請專利範圍第11項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係在控制前述第2加熱器之輸出時，呈將前述基板載置部作為特定溫度地控制前述第1加熱器之輸出之後，使前述簇射頭成為特定的溫度而控制前述第2加熱器之輸出者。
  13. 如申請專利範圍第11項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，令前述基板載置部的溫度成為特定溫度，使前述對向面的溫度與前述基板載置部之溫度，成為相同溫度地，而控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出者。
  14. 如申請專利範圍第11項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係載置基板於前述基板載置面之後，從前 述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，令前述基板載置部的溫度成為特定溫度，使前述對向面的溫度，較經由前述處理氣體而附著有副生成物於前述對向面之溫度為高，而控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出者。
  15. 如申請專利範圍第1項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係在控制前述第2加熱器之輸出時，使前述基板載置部成為特定溫度而控制前述第1加熱器之輸出之後，使前述簇射頭成為特定的溫度而控制前述第2加熱器之輸出者。
  16. 如申請專利範圍第15項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，令前述基板載置部的溫度成為特定溫度，使前述對向面的溫度與前述基板載置部之溫度，成為相同溫度，而控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出者。
  17. 如申請專利範圍第15項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，令前述基板載置部的溫度成為特定溫度，使前述對向面的溫度，較經由前述處理氣體而附著有副生成物於前述對向面之溫度 為高，而控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出者。
  18. 如申請專利範圍第1項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，令前述基板載置部的溫度成為特定溫度，使前述對向面的溫度與前述基板載置部之溫度，成為相同溫度地，而控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出者。
  19. 如申請專利範圍第1項記載之基板處理裝置，其中，前述控制部係載置基板於前述基板載置面之後，從前述處理氣體供給系統加以供給前述處理氣體時，令前述基板載置部的溫度成為特定溫度，使前述對向面的溫度，較經由前述處理氣體而附著有副生成物於前述對向面之溫度為高，而控制前述第1加熱器之輸出及前述第2加熱器之輸出者。
  20. 一種程式，其特徵為使電腦執行：於具有第1加熱器之基板載置部之基板載置面，載置基板之載置工程，和具有與前述基板載置面對向的對向面，從具有第2加熱器之簇射頭，於載置於前述基板載置面的基板，供給處理該基板之處理氣體之處理氣體供給工程，和在前述處理氣體供給工程中，使前述基板載置部之溫度成為特定溫度，控制前述第1加熱器之輸出的同時， 使前述對向面與前述基板載置部之溫度差在特定範圍內，而控制前述第2加熱器之輸出的溫度控制工程。
  21. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵具有：於具有第1加熱器之基板載置部之基板載置面，載置基板之載置工程，和具有與前述基板載置面對向的對向面，從具有第2加熱器之簇射頭，於載置於前述基板載置面的基板，供給處理該基板之處理氣體之處理氣體供給工程，和在前述處理氣體供給工程中，使前述基板載置部之溫度成為特定溫度，控制前述第1加熱器之輸出的同時，使前述對向面與前述基板載置部之溫度差在特定範圍內，而控制前述第2加熱器之輸出的溫度控制工程者。
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