TWI558839B - A substrate processing apparatus, a manufacturing method and a program for a semiconductor device - Google Patents

A substrate processing apparatus, a manufacturing method and a program for a semiconductor device Download PDF

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TWI558839B
TWI558839B TW104106263A TW104106263A TWI558839B TW I558839 B TWI558839 B TW I558839B TW 104106263 A TW104106263 A TW 104106263A TW 104106263 A TW104106263 A TW 104106263A TW I558839 B TWI558839 B TW I558839B
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Description

基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及程式
本發明,是有關於基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及程式。
一般,在半導體裝置的製造過程中,使用對於晶圓等的基板進行鍍膜處理等的程序處理的基板處理裝置。基板處理裝置所進行的程序處理,是例如具有由交互供給法所進行的鍍膜處理。在由交互供給法所進行的鍍膜處理中,對於成為處理對象的基板,將原料氣體供給過程、淨化過程、反應氣體供給過程、淨化過程作為1循環,藉由將此循環規定次數(n循環)反覆,來進行朝基板上的膜形成。進行這種鍍膜處理的基板處理裝置,具有對於成為處理對象的基板,從其上方側供給基板的面上各種氣體(原料氣體、反應氣體或是淨化氣體等),並且將被供給至基板的面上的各種氣體朝基板的上方側排氣者(例如專利文獻1參照)。
這種基板處理裝置的情況,存在:在表面將複數基板呈圓周狀載置的基板載置面、及具有基板載置面 的基板載置台、及設在與基板載置面相面向位置的氣體供給部。氣體供給部是對於基板載置台的旋轉方向交互地供給氣體的構造。在鍍膜處理中,基板載置台是藉由將氣體供給部的下方旋轉,而在基板上形成膜。
但是將複數基板被載置的基板載置台旋轉,朝各基板交互地供給氣體的情況,從氣體的使用效率等的觀點,是採用不將各氣體混合的構造、或增加朝晶圓上的氣體的暴露量的構造。
[習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-222960
朝基板交互地供給氣體的話,氣體也交互被供給至載置基板的基板載置台的表面。因此,在基板載置台也形成有膜。形成於基板載置台的膜因為具有對於鍍膜產生不良影響的可能性,所以在這種裝置中定期地進行清潔。清潔的方法,例如具有朝處理室內供給電漿狀態的清潔氣體的方法。
但是如前述欲不將氣體混合,或是將氣體的暴露量增加的情況,則要求將氣體關入規定空間。規定空間,是例如氣體供給孔的下方的空間。由這種構造供給清 潔氣體的情況,清潔氣體因為不易擴散至規定空間以外,所以在基板載置台中清潔會成為斑。成為斑的話被認為,會引起由清潔氣體所產生的過度蝕刻,或是清潔對象物未被清潔的情況。
本發明的目的是提供一種可實現無斑且均一的清潔的基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及程式。
依據本發明的一態樣的話,可提供一種基板處理裝置,具有:將基板處理的處理室;及設在前述處理室,將複數基板呈圓周狀載置的基板載置台;及使前述基板載置台旋轉的旋轉部;及將第一氣體從前述基板載置台的上方供給的第一氣體供給部;及將第二氣體從前述基板載置台的上方供給的第二氣體供給部;及將清潔氣體從前述基板載置台的上方供給的第三氣體供給部;及供給前述第一氣體及前述第二氣體期間,將前述基板載置台維持在基板處理位置,供給前述清潔氣體期間,將前述基板載置台維持在清潔位置的方式控制的昇降部。
依據本發明的另一個態樣的話,可提供一種半導體裝置的製造方法,具有:將基板朝處理室搬入,在被內包在前述處理室的基板載置台上呈圓周狀載置的過程;及將前述基板載置台維持在基板處理位置的過程;及使前述基板載置台旋轉,且藉由第一氣體供給部及第二氣體供給部將第一氣體及第二氣體從前述基板載置台的上方 供給,將被維持在前述基板處理位置的前述基板載置台上的前述基板處理的過程;及從前述處理室將前述基板搬出的過程;及將前述基板載置台維持在清潔位置的過程;及從前述第三氣體供給部供給清潔氣體將被維持在前述清潔位置的前述基板載置台清潔的過程。
依據本發明的另一個態樣的話,可提供一種程式,實行:將基板朝處理室搬入,在被內包在前述處理室的基板載置台上呈圓周狀載置的過程;及將前述基板載置台維持在基板處理位置的過程;及使前述基板載置台旋轉,且藉由第一氣體供給部及第二氣體供給部將第一氣體及第二氣體從前述基板載置台的上方供給,將被維持在前述基板處理位置的前述基板載置台上的前述基板處理的過程;及從前述處理室將前述基板搬出的過程;及將前述基板載置台維持在清潔位置的過程;及從前述第三氣體供給部供給清潔氣體將被維持在前述清潔位置的前述基板載置台清潔的過程。
依據本發明的話,可以提供可實現無斑且均一的清潔的基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及程式。
W‧‧‧晶圓
10‧‧‧基板處理裝置
100‧‧‧容器
100a‧‧‧帽
101‧‧‧框體
103‧‧‧第一搬運室
105‧‧‧裝載埠
106‧‧‧V形缺口對位裝置
108‧‧‧開啟器
112‧‧‧第一晶圓移載機
115‧‧‧第一晶圓移載機昇降機
118‧‧‧清淨單元
121‧‧‧第二搬運室
122,123‧‧‧預備室
124‧‧‧第二基板移載機
125‧‧‧框體
126,127‧‧‧閘門閥
128,129‧‧‧閘門閥
131‧‧‧第二基板移載機昇降機
132‧‧‧線性致動器
134‧‧‧基板搬入搬出口
136‧‧‧驅動機構
140‧‧‧基板支撐台
142‧‧‧蓋
150、151、152、153‧‧‧閘門閥
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
201b‧‧‧第二氣體供給構造下方領域
202‧‧‧加工腔室
202a‧‧‧第一加工腔室
202b‧‧‧第二加工腔室
202c‧‧‧第三加工腔室
202d‧‧‧第四加工腔室
203‧‧‧反應容器
220‧‧‧基座
220a‧‧‧中央部
221‧‧‧晶圓載置部
222‧‧‧昇降機構
223‧‧‧貫通孔
224‧‧‧晶圓頂起銷
225‧‧‧旋轉機構
226‧‧‧聯接器部
227‧‧‧溫度感測器
228‧‧‧加熱器
229‧‧‧電力供給線
230‧‧‧電力調整器
231‧‧‧加熱器電源
232‧‧‧溫度調整器
240‧‧‧第一氣體供給部
241‧‧‧氣體供給構造
241a‧‧‧氣體供給構造
241b‧‧‧氣體供給構造
241c‧‧‧氣體供給構造
242‧‧‧第一氣體供給孔
242a‧‧‧氣體供給孔
242b‧‧‧氣體供給孔
242c‧‧‧氣體供給孔
243‧‧‧第一氣體供給管
243b‧‧‧第一氣體源
244‧‧‧第一氣體源
245‧‧‧質量流動控制器
246‧‧‧開閉閥
247‧‧‧第一惰性氣體供給管
248‧‧‧惰性氣體源
250‧‧‧閥
251‧‧‧氣體排氣孔
251a‧‧‧氣體排氣孔
251b‧‧‧排氣孔
251c‧‧‧排氣孔
252‧‧‧排氣孔
260‧‧‧第二氣體供給部
261‧‧‧氣體供給構造
261a‧‧‧氣體供給構造
261b‧‧‧氣體供給構造
261c‧‧‧氣體供給構造
262‧‧‧第二氣體供給孔
262a‧‧‧氣體供給孔
262b‧‧‧氣體供給孔
262c‧‧‧氣體供給孔
263‧‧‧氣體供給管
264‧‧‧第二氣體源
265‧‧‧質量流動控制器
266‧‧‧閥
267‧‧‧第二惰性氣體供給管
268‧‧‧惰性氣體源
269‧‧‧質量流動控制器
270‧‧‧閥
271‧‧‧遠程電漿部
272‧‧‧氣體排氣孔
272a‧‧‧排氣孔
272b‧‧‧排氣孔
272c‧‧‧排氣孔
281‧‧‧氣體供給構造
281a‧‧‧氣體供給構造
281b‧‧‧氣體供給構造
281c‧‧‧氣體供給構造
281d‧‧‧氣體供給構造
281f‧‧‧氣體供給構造
282‧‧‧氣體供給孔
282a‧‧‧氣體供給孔
282b‧‧‧氣體供給孔
283‧‧‧氣體供給管
284‧‧‧惰性氣體源
285‧‧‧質量流動控制器
286‧‧‧開閉閥
292‧‧‧氣體排氣管
293‧‧‧閥
294‧‧‧APC閥
295‧‧‧泵
300‧‧‧控制器
301‧‧‧運算部
302‧‧‧記憶部
303‧‧‧外部記憶裝置
311‧‧‧下方排氣孔
312‧‧‧排氣管
313‧‧‧閥
314‧‧‧閥
315‧‧‧泵
332‧‧‧清潔氣體供給孔
333‧‧‧清潔氣體供給管
334‧‧‧清潔氣體源
335‧‧‧質量流動控制器
336‧‧‧閥
337‧‧‧遠程電漿部
[第1圖]本發明的第一實施例的群集型的基板處理裝置的橫剖面概略圖。
[第2圖]本發明的第一實施例的群集型的基板處理裝置的縱剖面概略圖。
[第3圖]本發明的第一實施例的基板處理裝置所具備的加工腔室的橫剖面概略圖。
[第4圖]本發明的第一實施例的基板處理裝置所具備的加工腔室的縱剖面概略圖,第3圖所示的加工腔室的B-B’線剖面圖。
[第5圖]本發明的第一實施例的基板處理裝置所具備的加工腔室的縱剖面概略圖,第3圖所示的加工腔室的C-C’線剖面圖。
[第6圖]本發明的第一實施例的基板處理裝置所具備的加工腔室的橫剖面概略圖,第4圖所示的加工腔室的D-D’線剖面圖。
[第7圖]本發明的第一實施例所示的氣體供給部的說明圖。
[第8圖]本發明的第一實施例所示的氣體排氣部的說明圖。
[第9圖]顯示本發明的第一實施例的基板處理過程的流程圖。
[第10圖]本發明的第一實施例的鍍膜過程的流程圖。
[第11圖]說明本發明的第一實施例的鍍膜過程中的 晶圓的動作的流程圖。
[第12圖]說明本發明的第一實施例的清潔氣體的流動的說明圖。
[第13圖]本發明的第二實施例的基板處理裝置所具備的加工腔室的橫剖面概略圖。
[第14圖]本發明的第二實施例的基板處理裝置所具備的加工腔室的縱剖面概略圖,第13圖所示的加工腔室的C-C’線剖面圖。
[第15圖]本發明的第三實施例的基板處理裝置所具備的加工腔室的橫剖面概略圖。
[第16圖]本發明的第四實施例的基板處理裝置所具備的加工腔室的橫剖面概略圖。
[第17圖]本發明的第四實施例的基板處理裝置所具備的加工腔室的縱剖面概略圖,第16圖所示的加工腔室的C-C’線剖面圖。
[第18圖]說明本發明的第四實施例的氣體供給部的說明圖。
<本發明的第一實施例>
以下,對於本發明的第一實施例,一邊參照圖面一邊說明。
(1)基板處理裝置的構成
首先,使用第1圖及第2圖,說明本實施例的基板處理裝置10。第1圖,是本實施例的群集型的基板處理裝置10的橫剖面圖。第2圖,是本實施例的群集型的基板處理裝置10的縱剖面概略圖。
又,在本發明所適用的基板處理裝置10中,作為基板的晶圓200搬運的載體,是使用FOUP(前開口式通用容器、Front Opening Unified Pod:以下稱為容器)100。本實施例的群集型的基板處理裝置10的搬運裝置,是被分為真空側及大氣側。
且在以下的說明中,前後左右是以第1圖為基準。第1圖所示的X1的方向為右,X2的方向為左,Y1的方向為前,Y2的方向為後。
(真空側的構成)
如第1圖及第2圖所示,基板處理裝置10,是具備可耐真空狀態等的大氣壓未滿的壓力(負壓)的第一搬運室103。第一搬運室103的框體101是平面視為例如五角形,形成上下兩端閉塞的箱形狀。又,以下的「平面視」,是指從基板處理裝置10的垂直上側朝垂直下側看時。
在第一搬運室103內,設有在負壓下可以將二枚的晶圓200同時移載的第一晶圓移載機112。在此,第一晶圓移載機112,是可以移載一枚的晶圓200者也可 以。第一晶圓移載機112,是藉由第一晶圓移載機昇降機115,可以維持第一搬運室103的氣密性地昇降。
在位於框體101的五枚的側壁之中前側的側壁中,預備室(裝載鎖定室)122、123是各別透過閘門閥126、127被連結。預備室122、123,是可併用將晶圓200搬入的功能及將晶圓200搬出的功能地構成,各別由可耐負壓的構造所構成。
進一步,在預備室122、123內可藉由基板支撐台140將2枚的晶圓200堆疊地放置。在預備室122、123中,設有被配置於晶圓200之間的隔壁板(中間托板)141。
在位於第一搬運室103的框體101的五枚的側壁之中後側(背面側)的四枚的側壁中,在基板進行所期的處理的第一加工腔室202a、及第二加工腔室202b、第三加工腔室202c、第四加工腔室202d是各別透過閘門閥150、151、152、153鄰接地連結。對於第一加工腔室202a、及第二加工腔室202b、第三加工腔室202c、第四加工腔室202d的詳細如後述。
(大氣側的構成)
在預備室122、123的前側中,在真空下及大氣壓下的狀態下可以將晶圓200搬運的第二搬運室121是透過閘門閥128、129被連結。在第二搬運室121中,設有移載晶圓200的第二基板移載機124。第二基板移載機124是 藉由被設在第二搬運室121內的第二基板移載機昇降機131被昇降的方式構成,並且藉由線性致動器132朝左右方向往復移動的方式構成。
在第二搬運室121的左側設有V形缺口對位裝置106。又,V形缺口對位裝置106,是定向平面對位裝置也可以。且,在第二搬運室121的上部設有供給清淨空氣的清淨單元118。
在第二搬運室121的框體125的前側,設有:將晶圓200對於第二搬運室121搬入搬出用的基板搬入搬出口134、及開啟器108。將基板搬入搬出口134挾持的方式在開啟器108的相反側,即框體125的外側,設有裝載埠(IO載台)105。開啟器108,是具備:將容器100的帽100a開閉並且可將基板搬入搬出口134閉塞的蓋142、及將蓋142驅動的驅動機構136。藉由將被載置於裝載埠105的容器100的帽100a開閉,晶圓200就可對於容器100出入。且,容器100是藉由無圖示的過程內搬運裝置(OHT(懸掛式搬運系統)等),對於裝載埠105供給及排出。
(2)加工腔室的構成
接著,對於作為本實施例的處理爐的加工腔室的構成,使用第3圖~第8圖說明。第3圖,是本實施例的基板處理裝置10所具備的加工腔室的橫剖面概略圖,第4圖、第5圖的A-A’線剖面圖。第4圖,是本實施例的基 板處理裝置10所具備的加工腔室的縱剖面概略圖,第3圖所示的加工腔室的B-B’線剖面圖。第5圖,是本實施例的基板處理裝置10所具備的加工腔室的縱剖面概略圖,第3圖所示的加工腔室的C-C’線剖面圖。第6圖,是第3圖、第4圖中的D-D’線剖面圖。第7圖是說明氣體的供給系的說明圖。第8圖是說明排氣系的說明圖。
又,對於第3圖、第4圖的構成、及第7圖、第8圖的構成的關係,為了方便說明,如下般記載。具體而言,第3圖、第4圖的E1及第7圖的E2是相連接。其他,F1及F2、G1及G2、H1及H2是相連接。
在第4圖中,為了方便說明,如H1-H2,只有氣體供給構造262a,從排氣孔272a朝排氣管292連接,但是不限定於此,其他的氣體供給構造的排氣孔也朝排氣管292連接。
在第4圖中,第一氣體的氣體供給構造241的說明,雖說明在氣體供給構造241a設有氣體供給孔242a、氣體排氣孔251a,但是不限定於此。具體而言,在與氣體供給構造241a同樣的構成也就是氣體供給構造241b也形成有氣體供給孔242b、排氣孔251b。氣體供給構造241c也同樣地,在氣體供給構造241c形成有氣體供給孔242c、排氣孔251c。
在第4圖中,第二氣體的氣體供給構造261的說明,雖說明在氣體供給構造261a設有氣體供給孔262a、氣體排氣孔272a,但是不限定於此。具體而言,在 與氣體供給構造261a同樣的構成的氣體供給構造261b形成氣體供給孔262b、排氣孔272b。氣體供給構造261c也同樣地,由與氣體供給構造261a同樣的構成,在氣體供給構造261c形成氣體供給孔262c、排氣孔272c。
在第4圖中,作為惰性氣體的氣體供給構造281的說明,雖說明在氣體供給構造281a設有氣體供給孔282a,但是不限定於此。具體而言,在與氣體供給構造281a同樣的構成的氣體供給構造281b也設有氣體供給孔282b。氣體供給構造281b至氣體供給構造281f也同樣。
在本實施例中,第一加工腔室202a、第二加工腔室202b、第三加工腔室202c、第四加工腔室202d,是各別同樣地構成。以下,將第一加工腔室202a、第二加工腔室202b、第三加工腔室202c、第四加工腔室202d,總稱為「加工腔室202」。
(處理室)
如第3圖~第5圖所示,作為處理爐的加工腔室202,是具備圓筒狀的氣密容器也就是反應容器203。在反應容器203內,形成有將晶圓200處理的處理室201。
在反應容器203內的上側,設有:供給第一氣體的氣體供給構造241、供給第二氣體的氣體供給構造261、供給惰性氣體的氣體供給構造281。如第4圖、第6圖所示,沿著後述的基座(基板載置台)220的旋轉方向 R(圓周方向),使氣體供給構造241、氣體供給構造281、氣體供給構造261、氣體供給構造281被交互地配置。
複數氣體供給構造241,是依圓周方向的順序配置有氣體供給構造241a、氣體供給構造241b、氣體供給構造241c。複數氣體供給構造261,是依圓周方向的順序配置有氣體供給構造261a、氣體供給構造261b、氣體供給構造261c。複數氣體供給構造281,是依圓周方向的順序配置有氣體供給構造281a、氣體供給構造281b、氣體供給構造281c、氣體供給構造281d、氣體供給構造281f。
氣體供給構造241是具有供給第一氣體的第一氣體供給孔242,在其水平方向外周設有排氣孔251。氣體供給構造261是具有供給第二氣體的第二氣體供給孔262,在其水平方向外周設有排氣孔272。氣體供給構造281是具有供給惰性氣體的惰性氣體供給孔282。
因此,在周方向中,排氣孔251、第一氣體供給孔242、排氣孔251、惰性氣體供給孔282、排氣孔272、第二氣體供給孔262、排氣孔272、惰性氣體供給孔282的組合是依序被配置。
各氣體供給孔的下端,是在不干涉晶圓200程度靠近基座220地配置。藉由如此實現,將朝晶圓200的氣體的暴露量增加,使形成於晶圓上的膜的膜厚均一化和氣體的使用效率上昇。
且為了增加氣體的暴露量具有將壓力提高的方法。將壓力提高的方法,具有例如將氣體供給構造的底壁的面積增加,使氣體不易退避等的方法。
(基座)
在氣體供給孔的下側,即反應容器203內的底側中央中,設有:在反應容器203的中心具有旋轉軸的中心,作為可旋轉自如地構成的基板載置台的基座220。基座220,是使可以減少晶圓200的金屬污染的方式,例如由氮化鋁(AlN)、陶瓷、石英等的非金屬材料所形成。 又,基座220,是與反應容器203電絕緣。
基座220,是在反應容器203內,將複數枚(在本實施例中例如5枚)的晶圓200在同一面上,且呈同一圓周狀被並列支撐的方式構成。在此,同一面上,並非限定於完全同一面,將基座220從上面所見時,複數枚的晶圓200是彼此不會重疊的方式並列即可。且,基座220,是將複數枚的晶圓200沿著旋轉方向並列配置的方式構成。
在基座220表面的晶圓200的支撐位置中,設有晶圓載置部221。與處理的晶圓200的枚數同數量的晶圓載置部221是彼此等間隔(例如72°的間隔)地配置在從基座220的中心的同心圓上的位置。
各晶圓載置部221,從例如基座220的上面所見為圓形狀,從側面所見為凹形狀。晶圓載置部221的直 徑是比晶圓200的直徑更稍大的方式構成較佳。藉由在此晶圓載置部221內將晶圓200載置,就可以容易地進行晶圓200的定位。進一步,可以抑制晶圓200藉由伴隨基座220的旋轉的離心力從基座220躥出等的晶圓200的位置偏離發生。
在基座220中,設有將基座220昇降的昇降機構222。昇降機構222,是與後述的控制器300連接,藉由控制器300的指示將基座220昇降。控制器300,是例如後述的基板處理位置、清潔位置、晶圓搬運位置的3階段地變更,可變更各氣體供給孔及基座間的相對的距離。在基座220的各晶圓載置部221中,貫通孔223是被複數設置。在各貫通孔223設有晶圓頂起銷224。在基板載置位置中,將基座220下降至搬運位置為止,將晶圓頂起銷224的下端與反應容器203的底面接觸。接觸的晶圓頂起銷224是被推舉至比晶圓載置部221的表面更高的位置。如此將晶圓200從晶圓載置部221表面浮起將晶圓載置。
在基座220的軸中,設有使基座220旋轉的旋轉機構225。旋轉機構225的旋轉軸是與基座220連接,藉由將旋轉機構225作動而可以將基座220旋轉的方式構成。且,藉由基座220旋轉,使複數晶圓載置部221被整批旋轉的方式構成。
在旋轉機構225中,後述的控制器300,是透過聯接器部226被連接。聯接器部226,是例如將旋轉側 及固定側之間藉由金屬電刷等電連接的滑動環機構。由此,不會妨害基座220的旋轉。控制器300,是將基座220由規定的速度規定時間旋轉的方式,控制朝旋轉機構225的通電狀況的方式構成。
(加熱部)
作為加熱部的加熱器228是一體地被埋入基座220的內部,可以將晶圓200加熱。電力被供給至加熱器228的話,晶圓200表面可加熱至規定溫度(例如室溫~1000℃程度)為止。又,加熱器228,是將被載置於基座220的各晶圓200個別加熱的方式,在同一面上設置複數(例如5個)也可以。
在基座220中設有溫度感測器227。在加熱器228及溫度感測器227中,透過電力供給線229,使電力調整器230、加熱器電源231、及溫度調整器230被電連接。依據由溫度感測器227被檢出的溫度資訊,使朝加熱器228的通電狀況被控制的方式構成。
(氣體供給部)
處理室的上方,從頂棚部的中央部所見呈放射狀,設有氣體供給構造241、氣體供給構造261、氣體供給構造281。氣體供給構造241、氣體供給構造261、氣體供給構造281,是從頂棚朝基座220方向看的話,因為成為從頂棚突出的構造,所以也稱為凸狀構件。
氣體供給構造241是具有供給第一氣體的第一氣體供給孔242,在其水平方向外周設有排氣孔251。氣體供給構造261是具有供給第二氣體的第二氣體供給孔262,在其水平方向外周設有排氣孔272。氣體供給構造281是具有供給惰性氣體的惰性氣體供給孔282。
氣體供給構造241、氣體供給構造281、氣體供給構造261,是在圓周方向依序被設置。因此,在周方向中,排氣孔251、第一氣體供給孔242、排氣孔251、惰性氣體供給孔282、排氣孔272、第二氣體供給孔262、排氣孔272、惰性氣體供給孔282的組合是依序被配置。
第一氣體供給孔242、第二氣體供給孔262、惰性氣體供給孔282是朝基座220的徑方向延伸的開縫構造。各供給孔的基座徑方向的寬度是至少比晶圓200的徑更大,可以朝通過各氣體供給孔的下方的晶圓200全面供給氣體的構造。
排氣孔251,是由水平方向將第一氣體供給孔242包圍地設置,將:無法附著在晶圓200和基座220表面的第一氣體、及從相鄰接的惰性氣體供給孔282被供給的惰性氣體排氣者。藉由作成這種構成,可以防止與被供給至相鄰接的空間的第二氣體混合。
排氣孔251不是只有設在相鄰接的惰性氣體供給孔282之間,也設在例如從氣體供給孔所見處理室的中央側、和從氣體供給孔所見處理室的外周側。
藉由將排氣孔251設在處理室的中央側,防止氣體大量流入:處理室中央、和透過處理室中央相鄰接的氣體供給領域。又,在此。排氣孔251的處理室中央側,也稱為內周側氣體移動抑制部。
進一步,藉由將排氣孔251設在處理室的外周側,來防止氣體大量朝處理室壁方向流入。又,在此,排氣孔251的處理室外周側,也稱為外周側氣體移動抑制部。
排氣孔272是由水平方向將第二氣體供給孔262包圍地設置,將:無法附著在晶圓200和基座220表面的第二氣體、及從相鄰接的惰性氣體供給孔282被供給的惰性氣體排氣者。藉由作成這種構成,可以防止與被供給至相鄰接的空間的第一氣體的混合。
排氣孔272不是只有設於相鄰接的惰性氣體供給孔282之間,也設於例如從氣體供給孔所見處理室的中央側、和從氣體供給孔所見處理室的外周側。
藉由將排氣孔272設在處理室的中央側,防止氣體大量流入:處理室中央、和透過處理室中央相鄰接的氣體供給領域。又,在此,排氣孔272的處理室中央側,也稱為內周側氣體移動抑制部。
進一步,藉由將排氣孔272設在外周側,防止氣體大量朝處理室壁方向流入。又,在此,排氣孔272的處理室外周側,也稱為外周側氣體移動抑制部。
且將排氣孔251的內周側移動抑制部及排氣 孔272的內周側移動抑制部總稱為內周側移動抑制部也可以。進一步,將排氣孔251的外周側移動抑制部及排氣孔272的外周側移動抑制部總稱為外周側移動抑制部也可以。
將氣體供給構造241、氣體供給構造282、氣體供給構造262的列從圓周方向側面所見的情況,如第6圖地配置。即,依單元241的排氣孔251、第一氣體供給孔242、單元241的排氣孔251、惰性氣體供給孔282、單元261的氣體排氣孔272、第二氣體供給孔262、單元261的氣體排氣孔272、惰性氣體供給孔282的順序被配置於圓周方向。
(第一氣體供給部)
氣體供給管243,是在無圖示的分配部的下游側被分為複數管,各氣體供給管是與氣體供給構造241a至241c連接。第一氣體源244是被連接在氣體供給管243的上游端,在第一氣體源244及分配部之間從上游,設有作為流量調整器(流量調整部)的質量流動控制器(MFC)245、開閉閥246。
從第一氣體供給管243,含有第一元素的氣體(以下稱為「含有第一元素氣體」或是「第一氣體」),是透過質量流動控制器245、閥246被供給至氣體供給構造241。
含有第一元素氣體,是原料氣體,即,處理 氣體的一個。在此,第一元素,是例如鈦(Ti)。即,含有第一元素氣體,是例如含有鈦氣體。又,含有第一元素氣體,是常溫常壓為固體、液體、及氣體的其中任一也可以。含有第一元素氣體是常溫常壓為液體的情況時,在第一氣體源244及質量流動控制器245之間,設置無圖示的氣化器即可。在此以氣體說明。
在比第一氣體供給管243的閥246更下游側中,連接有第一惰性氣體供給管247的下游端。在第一惰性氣體供給管247中,從上游方向依序設有:惰性氣體源248、流量控制器(流量控制部)也就是質量流動控制器(MFC)249、及開閉閥也就是閥250。
在此,惰性氣體,是例如,氮(N2)氣體。又,惰性氣體,是除了N2氣體之外,可以使用例如氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氬(Ar)氣體等的稀有氣體。
主要是將氣體供給構造241、氣體供給孔242、氣體供給管243、MFC245、開閉閥246總稱為第一氣體供給部240。
且主要是藉由第一惰性氣體供給管267、質量流動控制器269及閥270構成第一惰性氣體供給系。又,將惰性氣體源268、第一氣體供給管243,包含在第一惰性氣體供給部考慮也可以。進一步,將第一氣體源243b、第一惰性氣體供給部,氣體排氣孔251的其中任一,或是那些的組合包含在第一氣體供給部考慮也可以。
且在本實施例中,雖使用氣體供給構造241a至氣體供給構造241c的3個氣體供給構造241進行說明,但是不限定於此,使用4個以上的氣體供給構造也可以。
(第二氣體供給部)
第二氣體供給管263,是在無圖示的分配部的下游側被分為複數管,各氣體供給管是與氣體供給構造261a至261c連接。第二氣體源264是被連接在氣體供給管263的上游端,在第二氣體源264及分配部之間,從上游設有作為流量調整器(流量調整部)的質量流動控制器(MFC)265、開閉閥266。
從第二氣體供給管263,含有第二元素的氣體(以下稱為「含有第二元素氣體」或是「第二氣體」),是透過質量流動控制器265、閥266被供給至氣體供給構造261。
含有第二元素氣體,是反應氣體,即,處理氣體的一個。在此,第二元素,是例如氮(N)。即,含有第二元素氣體,是例如含有氮氣體。
在比第二氣體供給管263的閥266更下游側,連接有第二惰性氣體供給管267的下游端。在第一惰性氣體供給管267中,從上游方向依序,設有惰性氣體源268、流量控制器(流量控制部)也就是質量流動控制器(MFC)269、及開閉閥也就是閥270。
第二供給管的分配部、及第二惰性氣體供給管267的下游端之間,是設有遠程電漿部271。遠程電漿部271是將通過的氣體作成電漿狀態者,在此將含有第二元素氣體作成電漿狀態。
在此,惰性氣體,是例如,氮(N2)氣體。又,惰性氣體,是除了N2氣體之外,可以使用例如氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氬(Ar)氣體等的稀有氣體。
主要是將氣體供給構造261、氣體供給孔262、氣體供給管263、MFC265、開閉閥266總稱為第二氣體供給部260。
且主要是藉由第二惰性氣體供給管267、質量流動控制器269及閥270構成第二惰性氣體供給系。又,將惰性氣體源268、第二氣體供給管267,包含在第二惰性氣體供給部考慮也可以。進一步,將第二氣體源264、第二惰性氣體供給部、遠程電漿部271、排氣孔272的其中任一,或是其組合包含在第二氣體供給部考慮也可以。
且在本實施例中,雖使用氣體供給構造261a至氣體供給構造261c的3個氣體供給構造進行說明,但是不限定於此,使用4個以上的氣體供給構造也可以。
(第三氣體供給部)
惰性氣體供給管283,是在無圖示的分配部的下游側被分為複數管,各氣體供給管是與第三氣體供給構造 281a至281f連接。惰性氣體源284是被連接在氣體供給管283的上游端,在惰性氣體源284及分配部之間,從上游設有作為流量調整器(流量調整部)的質量流動控制器(MFC)285、開閉閥286。
從惰性氣體供給管283,將惰性氣體透過質量流動控制器285、閥286被供給至第二氣體供給構造281。
在此,惰性氣體,是例如,氮(N2)氣體。又,惰性氣體,是除了N2氣體之外,可以使用例如氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氬(Ar)氣體等的稀有氣體。
在比第三氣體供給管283的閥286更下游側,連接有清潔氣體供給管333的下游端。在清潔氣體供給管333中,從上游方向依序設有清潔氣體源334、流量控制器(流量控制部)也就是質量流動控制器(MFC)335、及開閉閥也就是閥336。
第三氣體供給管283的分配部、及清潔氣體供給管的下游端之間,是設有遠程電漿部337。遠程電漿部337是將通過的氣體作成電漿狀態者。在後述的清潔過程時起動,將清潔氣體作成電漿狀態。
清潔氣體,是從清潔氣體供給管333透過質量流動控制器335、閥336、遠程電漿部337、氣體供給管283被供給至處理室201。
從清潔氣體源334被供給的清潔氣體,是在 清潔過程中,作為將附著在基座220、處理室壁203和基座220的副生成物等除去的清潔氣體作用。
在此,清潔氣體,是例如三氟化氮(NF3)氣體。又,清潔氣體,使用例如氟化氫(HF)氣體、三氟化氯氣體(ClF3)氣體、氟(F2)氣體等也可以,且將這些組合用也可以。
主要是將氣體供給構造281、氣體供給孔282、氣體供給管283、MFC285、開閉閥286總稱為第三氣體供給部(或是惰性氣體供給部)280。又,將惰性氣體源284,包含在第三氣體供給部考慮也可以。
且主要是藉由清潔氣體供給管333、質量流動控制器335及閥336構成清潔氣體供給部。又,將清潔氣體源334、遠程電漿部337、氣體供給管283包含在清潔氣體供給部考慮也可以。進一步,將清潔氣體供給部包含在第三氣體供給部考慮也可以。
且在本實施例中,雖使用氣體供給構造281a至氣體供給構造281f的6個氣體供給構造281進行說明,但是不限定於此,使用7個以上的氣體供給構造也可以。
清潔氣體供給管333雖是與第三氣體供給管283連接,但是不限定於此。例如,與第三氣體供給管283同樣地,將清潔氣體供給管333與氣體供給構造281連接也可以。此情況,在清潔氣體供給管設有遠程電漿部337。
(排氣部)
如第4圖、第8圖所示,設在各氣體供給構造的排氣孔251、排氣孔272,是由氣體排氣管292的無圖示的合流部被合流。在合流後的排氣管上,從上游配置有作為開閉閥的閥293、作為壓力調整器(壓力調整部)的APC(自動壓力控制器、Auto Pressure Controller)閥294、泵295。
使處理室201內的壓力可成為規定的壓力(真空度)地真空排氣的方式構成。APC閥294,可以將閥開閉處理室201內的真空排氣和真空排氣停止,進一步成為可將閥開度調節將處理室201內的壓力調整的開閉閥。主要是藉由排氣孔251、排氣孔272、排氣管292、閥293、APC閥294構成排氣部。又,在排氣系中,包含壓力感測器及真空泵也可以。
且為了與後述的下方排氣孔311區別,將排氣孔251、排氣孔252稱為上方排氣孔,將下方排氣孔311稱為下方排氣孔。進一步,將排氣孔251稱為第一上方排氣孔,將排氣孔252稱為第二上方排氣孔。
(控制部)
基板處理裝置10,是具有將基板處理裝置10的各部的動作控制的控制器(控制部)300。控制器300,至少具有運算部301及記憶部302。控制器300,是與上述的 各構成連接,對應上位控制器和使用者的指示從記憶部302將程式和處理程式傳喚,對應其內容將各構成的動作控制。又,控制器300,是作為專用的電腦構成也可以,作為泛用的電腦構成也可以。例如,準備容納了上述程式的外部記憶裝置(例如磁性帶、軟碟(FD)和硬碟(HD)等的磁性碟片、CD和DVD等的光碟片、MO等的光磁碟(MO)、USB記憶體(USB Flash Drive)和記憶卡等的半導體記憶體)283,藉由使用外部記憶裝置303將程式安裝在泛用的電腦,就可以構成本實施例的控制器300。且,朝電腦供給程式用的手段,不限定於透過外部記憶裝置303供給的情況。例如,使用網際網路和專用回線等的通訊手段,不透過外部記憶裝置303供給程式也可以。又,記憶部302和外部記憶裝置303,是由電腦可讀取的記錄媒體所構成。以下,也將這些只總稱為記錄媒體。又,在本說明書使用記錄媒體的用語的情況時,具有:只有包含記憶部302單體的情況、只有包含外部記憶裝置303單體的情況、或是包含該雙方的情況。
(3)基板處理過程
接著說明,本實施例的半導體製造過程的一過程,是使用具備上述的加工腔室202的基板處理裝置製造的基板處理過程。
首先,使用第9圖及第10圖,說明基板處理過程的概略。第9圖,是顯示本實施例的基板處理過程的 流程圖。第10圖,是本實施例的鍍膜過程的流程圖。又,在以下的說明,基板處理裝置10的加工腔室202的構成各部的動作,是藉由控制器300被控制。
在此說明,含有第一元素氣體是使用TiCl4氣體,含有第二元素氣體是使用氨(NH3)氣體,薄膜是在晶圓200上形成氮化鈦膜的例。且,例如,在晶圓200上,預先形成規定的膜也可以。且,預先在晶圓200或是規定的膜形成規定的圖型也可以。
(基板搬入、載置過程S102)
例如,最大25枚的晶圓200被收納的容器100,是藉由過程內搬運裝置被搬運,被載置在裝載埠105上。容器100的帽100a是藉由開啟器108被取下,使容器100的基板出入口被開放。第二基板移載機124,是從容器100將晶圓200拾取,朝V形缺口對位裝置106上載置。V形缺口對位裝置106是進行晶圓200的位置調整。第二基板移載機124,是將晶圓200從V形缺口對位裝置106朝大氣壓的狀態的預備室122內搬入。閘門閥128被關閉,預備室122內是藉由排氣裝置(無圖示)被排氣成負壓。
在加工腔室202中將基座220移動至晶圓200的搬運位置,即基板載置位置為止,並維持。在本實施例中,將基座220下降。藉由下降,將晶圓頂起銷266朝基座220的貫通孔223上昇。其結果,晶圓頂起銷266,是 成為只有比基座220表面更突出規定高度的狀態。接著,將規定的閘門閥打開,使用真空搬運機械手臂112,將規定枚數(例如5枚)的晶圓200(處理基板)搬入處理室201內。且,以基座220的旋轉軸為中心,使各晶圓200不會重疊的方式,沿著基座220的旋轉方向載置。由此,晶圓200,是在從基座220的表面突出的晶圓頂起銷266上由水平姿勢被支撐。
朝處理室201內將晶圓200搬入的話,將第一搬運機械手臂112朝加工腔室202外退避,將規定的閘門閥關閉將反應容器203內密閉。其後,將基座220移動至基板處理位置為止,並維持。在本實施例中,將基座220上昇。藉由上昇,將晶圓200載置於設在基座220的各載置部221上。
又,將晶圓200朝處理室201內搬入時,藉由排氣部將處理室201內排氣,且從第三氣體供給部朝處理室201內供給作為惰性氣體的N2氣體較佳。即,在藉由將泵295作動將APC閥294打開將處理室201內排氣的狀態下,藉由至少將閥250、閥270、閥286打開,朝處理室201內供給N2氣體較佳。由此,成為可抑制:朝處理室201內的灰塵的侵入、和朝晶圓200上的灰塵的附著。且,泵295,是至少從基板搬入、載置過程(S102)至後述的基板搬出過程(S106)終了為止期間,是成為時常作動的狀態。
將晶圓200載置在基座220上時,朝被埋入 基座220的內部的加熱器228供給電力,使晶圓200的表面成為規定溫度地控制。晶圓200的溫度,是例如室溫以上700℃以下,較佳是,室溫以上500℃以下。此時,加熱器228的溫度,是藉由依據由溫度感測器227被檢出的溫度資訊將朝加熱器228的通電狀況控制而被調整。
又,在由矽所構成的晶圓200的加熱處理中,將表面溫度加熱至750℃以上為止的話,在形成於晶圓200的表面的源極領域和漏極領域等會產生不純物的擴散,具有電路特性劣化、半導體裝置的性能下降的情況。藉由將晶圓200的溫度如上述限制,就可以抑制:形成於晶圓200的表面的源極領域和漏極領域中的不純物的擴散、電路特性的劣化、半導體裝置的性能的下降。
(薄膜形成過程S104)
接著,進行薄膜形成過程S104。在此說明薄膜形成過程S104的基本的流動,對於本實施例的特徵部分的詳細如後述。
在薄膜形成過程S104中,從氣體供給構造241a…氣體供給構造241c供給TiCl4氣體,從第二氣體供給構造262a…第二氣體供給構造262c供給電漿狀態的氨氣體在晶圓200上形成氮化鈦(TiN)膜。
又,在薄膜形成過程S104中,基板搬入、載置過程S102之後,也繼續藉由排氣部使處理室201內被排氣。與其並行,從氣體供給構造281a…氣體供給構造 281f使作為淨化氣體的N2氣體被供給。
(基座旋轉開始S202)
接著,使用第10圖,說明薄膜形成過程S104的詳細。首先,晶圓200是被載置於各晶圓載置部221的話,藉由旋轉機構225開始基座220的旋轉。此時,基座220的旋轉速度是藉由控制器300被控制。基座220的旋轉速度是例如1圈/分鐘以上100圈/分鐘以下。具體而言,旋轉速度,是例如60圈/分鐘。藉由將基座220旋轉,使基座220的表面及晶圓200,開始氣體供給構造241及氣體供給構造261的下方的移動。
(氣體供給開始S204)
將晶圓200加熱到達所期的溫度,基座220到達所期的旋轉速度的話,從氣體供給構造241a…氣體供給構造241c開始TiCl4氣體的供給。與其並行,從第二氣體供給構造262a…第二氣體供給構造262c供給電漿狀態的氨氣體。
此時,使TiCl4氣體的流量成為規定的流量的方式,調整質量流動控制器245。又,TiCl4氣體的供給流量,是例如100sccm以上5000Sccm以下。又,與TiCl4氣體一起將N2氣體作為載送氣體流動也可以。
且使氨氣體的流量成為規定的流量的方式,調整質量流動控制器265。又,氨氣體的供給流量,是例 如100sccm以上5000sccm以下。又,與氨氣體一起將N2氣體作為載送氣體流動也可以。
且藉由將APC閥294的閥開度適切地調整,使處理室201內的壓力成為規定的壓力。
又,從此氣體供給開始S204,開始在晶圓200的表面上和基座的表面形成具有規定的厚度的含有鈦層。
(鍍膜過程S206)
接著,將規定的次數基座220旋轉,進行後述的鍍膜過程。此時,因為氣體被曝在晶圓200及基座220的表面,所以在晶圓200上形成所期的膜,並且在基座220的表面也形成膜。
以下,使用第11圖,說明鍍膜過程S206的詳細。
(第一氣體的氣體供給構造下方領域通過S302)
晶圓200通過第一氣體的氣體供給構造241的下方領域的話,TiCl4氣體是被供給至晶圓200。在晶圓200表面上,TiCl4氣體是藉由與晶圓200上接觸而形成作為「第一元素含有層」的含有鈦層。
含有鈦層,是例如,對應處理室201內的壓力、TiCl4氣體的流量、基座220的溫度、第一氣體供給構造下方領域的通過時間(第一氣體供給構造下方領域中 的處理時間)等,由規定的厚度及規定的分布形成。
(惰性氣體的氣體供給構造下方領域通過S304)
接著,晶圓200,通過氣體供給構造241的下方領域之後,朝基座220的旋轉方向R移動朝惰性氣體供給構造下方領域移動。晶圓200通過惰性氣體供給構造下方領域時,在第一氣體供給構造下方領域使無法與晶圓200結合的鈦成分,藉由惰性氣體從晶圓200上被除去。
(第二氣體的氣體供給構造下方領域通過S306)
接著,晶圓200,是通過惰性氣體供給構造下方領域之後,朝基座220的旋轉方向R移動朝第二氣體供給構造下方領域移動。晶圓200通過第二氣體供給構造下方領域時,在第二氣體供給構造下方領域中,含有鈦層及氨氣體反應而形成氮化鈦膜。
(惰性氣體的氣體供給構造下方領域通過S308)
接著,晶圓200,通過第二氣體供給構造下方領域201b之後,朝基座220的旋轉方向R移動朝惰性氣體供給構造下方領域移動。晶圓200通過惰性氣體供給構造下方領域時,在第二氣體供給構造下方領域使無法與晶圓200的含有鈦層反應的氮成分,藉由惰性氣體從晶圓200上被除去。
(判別S310)
此期間,控制器300,是判別上述1循環是否實施了規定次數。具體而言,控制器300,是計算基座220的旋轉數。
未實施規定次數時(S310為No的情況),進一步繼續將基座220旋轉,將第一氣體供給構造下方領域通過S302、惰性氣體供給構造下方領域通過S304、第二氣體供給構造下方領域通過S306、惰性氣體供給構造下方領域通過S308的循環反覆。實施了規定次數時(S310為Yes的情況),終了鍍膜過程S206。
(氣體供給停止S208)
第三過程S210之後,至少將閥245關閉,將含有第一元素氣體的供給停止。與其並行,將閥246關閉,將含有第二元素氣體的供給停止。
(基座旋轉停止S210)
氣體供給停止S212之後,將基座220的旋轉停止。藉由以上,薄膜形成過程S104終了。
(基板搬出過程S106)
接著,將基座220下降,將晶圓200支撐在從基座220的表面突出的晶圓頂起銷266上。其後,將規定的閘門閥打開,使用第一搬運機械手臂112將晶圓200朝反應 容器203外搬出。其後,終了基板處理過程的情況時,停止從惰性氣體供給系朝處理室201內供給惰性氣體。
(清潔過程S110)
但是在鍍膜過程S104中因為氣體不是只有被曝於晶圓200,也被曝於基座220,所以在基座220的表面也被鍍膜。尤其是,本實施例的情況,因為為了將氣體的暴露量增加而接近氣體供給孔的先端及基座220的表面,所以在基座220上容易形成膜。因此,在基座220的表面中,在氣體供給孔的正下方會形成緊密的膜。且,氣體供給孔的正下方以外的部分,例如在氣體供給孔更外周側,或是氣體供給孔更內周側的領域中,未排掉的氣體會附著,而形成密度如斑的膜。從以上使定期的基座的清潔處理是成為必要。
說明本實施例的清潔處理。將晶圓200搬出後,如第12圖所示,在無晶圓200的狀態下將基座220上昇至清潔位置為止,並維持。清潔位置,是設定於比基板處理位置更低的位置。
具體而言,清潔氣體供給過程中的基座表面及凸狀構件的下端的距離h,是比鍍膜過程中的距離h更大的位置。控制器300是將基座220朝前述的位置調整。
將基座220移動至清潔位置為止,並維持的話,從氣體供給孔242、氣體供給孔262各別供給惰性氣體。惰性氣體的供給量,最好是比鍍膜過程中的各種氣體 及惰性氣體的合計流量更少量,例如清潔氣體不會流入氣體供給孔242、氣體供給孔262程度的供給量較佳。藉由這種供給量,不需要抑制後述的清潔氣體的擴散,就可進一步防止清潔氣體流入第一氣體供給孔242、第二氣體供給孔262、惰性氣體供給孔282。至少清潔氣體被供給至處理室之間,持續供給惰性氣體。由此,防止各供給孔和與其連續的供給管內被清潔氣體蝕刻。
與惰性氣體的供給並行,從氣體排氣孔251、氣體排氣孔272將處理室的氣氛排氣的方式控制排氣部。此時,被供給的清潔氣體多不會流入排氣孔程度的排氣量。例如,排氣流量控制成比鍍膜過程中的排氣流量更小。
從各供給構造開始惰性氣體供給的話,將基座220旋轉並且將閥336打開,從第三氣體供給孔282開始電漿狀態的清潔氣體的供給。與基板處理位置相異,清潔位置是基座表面及氣體供給孔的距離因為大,所以被供給的清潔氣體多可不與頂棚和隔壁接觸地到達氣體排氣孔為止。即,清潔氣體可不會鈍化地到達基座表面。因為可以將能量較高的清潔氣體朝基座220上供給,所以可以將基座220表面無斑地清潔。
在此,說明實施例1的比較例。比較例,雖是與實施例1同樣的構造,但是由基板處理位置供給清潔氣體的點不同。
將基座220上昇至基板處理位置為止,並維 持的話,從氣體供給孔282供給電漿狀態的清潔氣體。基板處理位置,為了提高氣體的反應效率和使用效率,距離h是不會將氣體朝處理室內擴散程度的距離。因此,清潔氣體是成為擴散困難的狀態,具有如以下的問題。
第一,氣體供給孔及基座的距離近,其氣氛因為是成為高壓狀態,所以具有清潔氣體容易鈍化的問題。因此,在遠離氣體供給孔的位置中清潔氣體會鈍化。在氣體供給孔的附近雖是能量較高的清潔氣體被供給,但是在其他的領域中是被鈍化的清潔氣體被供給。因此,清潔氣體的能量成為斑。成為斑的話,長時間清潔的情況時會引起基座的過度蝕刻現象,短時間的清潔的情況時具有出現無法清潔到的部分的問題。在此「其他的領域」,是指例如氣體排氣孔的正下方、特別是內周側氣體移動抑制部和外周側氣體移動抑制部的正下方、和氣體供給孔及氣體排氣孔之間的空間。
對於此,本實施例的情況,藉由將基座維持在清潔位置,就可以將氣體供給孔正下方的壓力下降,並且確保氣體容易擴散的空間。因此,在處理空間中,清潔氣體的能量成為可更均一。如此可進行均一的清潔處理。
且在本實施例中雖說明了,將基座220的表面及凸狀部下端的距離設成h,清潔位置的h是比基板處理位置的h更大,但是不限定於此,藉由基座的移動可以確保清潔氣體擴散的空間即可。例如,將頂棚及基座之間的距離設成h也可以。將與頂棚的距離設成h的情況,氣 體供給構造即使是藉由熱下垂等變形,仍可以將一定的距離維持。另一方面,將基座220的表面及凸狀部下端的距離設成h的情況,就可以更確實地確保空間。
<本發明的第二實施例>
接著說明第二實施例。第二實施例,是清潔氣體的供給孔及與其相關連的清潔過程是與第一實施例相異。以下,以相異點為中心說明。第13圖、第14圖是說明本實施例中的處理腔室的說明圖。與實施例1同樣的構成是賦予同樣的編號。
(加工腔室的構成)
如第13圖、第14圖所示,在第二實施例中,對於第一實施例的裝置構成,更在處理室中央上方設有清潔氣體供給孔332。清潔氣體供給孔332,是與清潔氣體供給管333連接。
(鍍膜過程)
將基座220維持在基板處理位置。其後與第一實施例同樣地,朝處理室供給氣體,在晶圓200上形成膜。
(清潔過程)
接著說明清潔過程。首先,將基座220維持在清潔位置。與第一實施例同樣地,從氣體供給孔242、氣體供給 孔262開始惰性氣體的供給,並且從氣體排氣孔251、氣體排氣孔272開始排氣。接著,從氣體供給孔282及氣體供給孔332使清潔氣體被供給的方式,將清潔氣體供給部控制。
藉由如此清潔對象物是即使堆積在內周側氣體移動抑制部的進一步內周即基座220的中央部220a,中央部220a的清潔仍成為可能。
<本發明的第三實施例>
接著說明第三實施例。第三實施例,是清潔氣體的供給孔及與其相關連的清潔過程是與第二實施例相異。以下,以相異點為中心說明。第15圖是說明本實施例中的處理腔室的說明圖。與實施例2同樣的構成是賦予同樣的編號。
(加工腔室的構成)
如第15圖所示,在第三實施例中,在基座220的下方設置下方排氣孔311的點相異。下方排氣孔311,是作為排氣管312的一端。在排氣孔312中,從上游被配置有:作為閉閥的閥313、作為壓力調整器(壓力調整部)的APC(自動壓力控制器、Auto Pressure Controller)閥314、泵315。
(鍍膜過程)
將基座220維持在基板處理位置。其後,與第一實施例同樣地,朝處理室供給氣體,在晶圓200上形成膜。在本實施例的鍍膜過程中,使處理氣體不會捲入基座220的側面的方式,將閥313成為閉。
(清潔過程)
接著說明清潔過程。首先,將基座220維持在清潔位置。與第二實施例同樣地,從氣體供給孔242、氣體供給孔262開始惰性氣體的供給。進一步,將設在排氣孔251、排氣孔272的下游的閥293成為開,並且將被配置於處理室下方的排氣管312的閥313成為開。接著,從氣體供給孔282及氣體供給孔332使清潔氣體被供給的方式,將清潔氣體供給部控制。
排氣時,是使從下方排氣孔311排氣的排氣傳導性,比從上方排氣孔排氣的排氣傳導性更大地控制。藉由如此,形成從氣體供給孔282、清潔氣體供給孔332朝向下方排氣孔311的清潔氣體的氣體流動。藉由此氣體流動,清潔對象物即使堆積在外周側氣體移動抑制部的進一步外周,仍可對於該部分清潔。
<本發明的第四實施例>
接著說明第四實施例。第四實施例,其裝置形態是與第三實施例相同,但是清潔過程中的排氣控制不同。以下,以相異點為中心說明。
(加工腔室的構成)
裝置構造因為是與第三實施例同樣,所以省略說明。
(鍍膜過程)
將基座220維持在基板處理位置。其後與第一實施例同樣地,朝處理室供給氣體,在晶圓200上形成膜。在本實施例的鍍膜過程中,使處理氣體不會捲入基座220的側面的方式,將閥313成為閉。其他的處理因為是與第三實施例同樣所以省略。
(清潔過程)
接著說明清潔過程。首先,將基座220維持在清潔位置。與第一實施例同樣地,從氣體供給孔242、氣體供給孔262開始惰性氣體的供給。進一步,將設在排氣孔251、排氣孔271的下游的閥293成為閉,並且將被配置於處理室下方的排氣管312的閥313成為開。
接著,從氣體供給孔282及氣體供給孔332使清潔氣體被供給的方式,將清潔氣體供給部控制。
藉由將閥293成為閉,並且將閥313成為開,使從氣體供給孔282、清潔氣體供給孔332朝向下方排氣孔311的清潔氣體的氣體流動更確實地形成。藉由如此即使清潔對象物是堆積在外周側氣體移動抑制部的進一步外周,仍可更確實地對於該部分清潔。
<本發明的第五實施例>
接著說明第五的實施例。第五的實施例,是與第三實施例的清潔氣體的供給系不同。進一步,清潔過程中的清潔氣體的供給排氣控制也不同。以下,以相異點為中心說明。以下,使用第16圖、第17圖、第18圖說明。
(加工腔室的構成)
如第16圖所示,在第五的實施例中,在處理室上方的中央設有清潔氣體供給孔332。清潔氣體供給孔332,是作為清潔氣體供給管333的一端。在清潔氣體供給管333中,從上游設有清潔氣體源334、質量流動控制器335、閥336、遠程電漿部337。在第三實施例中,清潔氣體供給管333雖是與氣體供給管283連接,但是在本實施例中,清潔氣體供給管333未與氣體供給管283連接。即,清潔氣體供給管333是從氣體供給管283獨立的構造。
(鍍膜過程)
將基座220維持在基板處理位置。其後與第一實施例同樣地,朝處理室供給氣體,在晶圓200上形成膜。在本實施例的鍍膜過程中,使處理氣體不會捲入基座220的側面的方式,將閥313成為閉。
(清潔過程)
接著說明清潔過程。首先,將基座220維持在清潔位置。與第一實施例同樣地,從氣體供給孔242、氣體供給孔262、氣體供給孔282開始惰性氣體的供給。進一步,將設在排氣孔251、271的下游的閥293成為閉,並且將被配置於處理室下方的排氣管312的閥313成為開。
接著,從清潔氣體供給孔332使清潔氣體被供給的方式,將清潔氣體供給部控制。
藉由將閥293成為閉,並且將閥313成為開,使從氣體供給孔282、清潔氣體供給孔332朝向下方排氣孔311的清潔氣體的氣體流動更確實地形成。藉由如此即使清潔對象物是堆積在外周側氣體移動抑制部的進一步外周,仍可對於該部分清潔。
如此,藉由將清潔氣體供給管333從惰性氣體供給管284獨立,就成為可使用高能量的清潔氣體。另一方面,第三實施例的情況,具有惰性氣體供給管284內側被高能量的清潔氣體蝕刻的可能性。
如以上,因為成為可使用高能量的清潔氣體,所以可以將清潔時間短縮。
<本發明的其他的實施例>
以上,雖具體說明了本發明的實施例,但是本發明不限定於上述的各實施例,在不脫離其實質的範圍可進行各種變更。
例如,清潔處理雖是在無晶圓200的狀態下進行,但是在晶圓載置部221載置了假基板的狀態下進行清潔處理也可以。在鍍膜過程中因為晶圓200被載置,所以晶圓載置部221表面不會被鍍膜。因此,在無晶圓的狀態下朝晶圓載置部221供給清潔氣體的情況,晶圓載置部220是具有被清潔氣體蝕刻的可能性。在此,如上述藉由載置假基板,就成為可防止蝕刻。
且例如,在上述的各實施例中,雖舉例藉由旋轉基座220,將基座220上的各晶圓200及氣體供給構造的相對位置移動的構造例,但是本發明不限定於此。即,本發明,是可將基板載置台10上的各晶圓及氣體供給構造的相對位置移動的話,不一定必要各實施例說明的旋轉驅動式者,例如將氣體供給構造被固定的處理室的頂棚旋轉也可以。
且例如,在上述的各實施例中雖舉了,基板處理裝置進行的鍍膜處理,其原料氣體(第一處理氣體)是使用TiCl4氣體,其反應氣體(第二處理氣體)是使用NH3氣體,藉由將那些交互地供給而在晶圓W上形成TiN膜的情況的例,但是本發明不限定於此。即,在鍍膜處理使用的處理氣體,不限定於TiCl4氣體和NH3氣體等,使用其他種類的氣體形成其他種類的薄膜也無妨。進一步,使用3種類以上的處理氣體的情況,將這些交互供給地進行鍍膜處理的話,也可適用本發明。
且例如,在上述的各實施例中雖舉了,基板 處理裝置進行的處理是鍍膜處理的例,但是本發明不限定於此。即,鍍膜處理以外,形成氧化膜、氮化膜的處理,形成包含金屬的膜的處理也可以。且,不問基板處理的具體內容,不只有鍍膜處理,也可以最佳地適用在退火處理、氧化處理、氮化處理、擴散處理、平版印刷處理等的其他的基板處理。進一步,本發明,也可以最佳地適用在其他的基板處理裝置,例如退火處理裝置、氧化處理裝置、氮化處理裝置、曝光裝置、塗抹裝置、乾燥裝置、加熱裝置、利用電漿的處理裝置等的其他的基板處理裝置。且,本發明中,這些的裝置即使混在也可以。且,可將某實施例的構成的一部分置換成其他的實施例的構成,且,在某實施例的構成加上其他的實施例的構成也可以。且,對於各實施例的構成的一部分,將其他的構成的追加、削除、置換也可以。
<本發明的較佳態樣>
以下,對於本發明的較佳態樣附記。
[附記1]
依據本發明的一態樣的話,可提供一種基板處理裝置,具有:將基板處理的處理室;及設在前述處理室,將複數基板呈圓周狀載置的基板載置台;及使前述基板載置台旋轉的旋轉部;及將第一氣體從前述基板載置台的上方供給的第一氣體供給部;及將第二氣體從前述基板載置台 的上方供給的第二氣體供給部;及將清潔氣體從前述基板載置台的上方供給的第三氣體供給部;及供給前述第一氣體及前述第二氣體期間,將前述基板載置台維持在基板處理位置,供給前述清潔氣體期間,將前述基板載置台維持在清潔位置的方式控制的昇降部。
[附記2]
較佳是可提供,如申請專利範圍第1項所記載的基板處理裝置,其中,前述基板處理位置,是前述基板載置台表面及從前述處理室的頂棚突出的凸狀構件之間的距離是比前述清潔位置更短。
[附記3]
較佳是可提供,如申請專利範圍第2項所記載的基板處理裝置,其中,前述凸狀構件,是前述第一氣體供給部、第二氣體供給部、第三氣體供給部的其中任一。
[附記4]
較佳是可提供,如申請專利範圍第1項所記載的基板處理裝置,其中,前述基板處理位置、前述基板載置台表面及前述處理室的頂棚之間的距離是比前述清潔位置更短。
[附記5]
較佳是可提供,如附記1至4其中任一的基板處理裝置,前述第三氣體供給部,是前述基板載置台被維持在基板處理位置期間,朝前述處理室供給惰性氣體,前述基板載置台被維持在前述清潔位置期間,朝前述處理室供給清潔氣體。
[附記6]
較佳是可提供,如附記1至5其中任一的基板處理裝置,其中,從前述第三氣體供給部供給清潔氣體期間,從前述第一氣體供給部、前述第二氣體供給部的其中任一或是雙方供給惰性氣體。
[附記7]
較佳是可提供,如附記1至6其中任一的基板處理裝置,其中,前述第一氣體供給部是具有第一氣體供給孔,前述第二氣體供給部是具有第二氣體供給孔,前述第三氣體供給孔是具有第三氣體供給孔,在前述處理室的上方中,前述第一氣體供給孔及前述第二氣體供給孔的組合是被配置成複數圓周狀,前述第三氣體供給孔是被配置於前述第一氣體供給孔及前述第二氣體供給孔之間。
[附記8]
較佳是可提供,如附記7的基板處理裝置,其中,在前述處理室的上方,在前述第一氣體供給孔及前述第二氣 體供給孔之間設有上方排氣孔。
[附記9]
較佳是可提供,如附記7的基板處理裝置,其中,在前述處理室的上方,在前述第一氣體供給孔的處理室中央側設有上方排氣孔。
[附記10]
較佳是可提供,如附記7的基板處理裝置,其中,在前述處理室的上方,在前述第二氣體供給孔的處理室中央側設有上方排氣孔。
[附記11]
較佳是可提供,如附記7的基板處理裝置,其中,在前述處理室的上方,在前述第一氣體供給孔的處理室外周側設有上方排氣孔。
[附記12]
較佳是可提供,如附記7的基板處理裝置,其中,在前述處理室的上方,在前述第二氣體供給孔的處理室外周側設有上方排氣孔。
[附記13]
較佳是可提供,如附記7的基板處理裝置,其中,在 前述處理室的上方,在前述第一氣體供給孔的外周設有第一上方排氣孔,在前述第二氣體供給孔的外周設有第二上方排氣孔。
[附記14]
較佳是可提供,如附記1至13其中任一的基板處理裝置,其中,進一步,在前述基板載置台的下方設有具有下方排氣孔的排氣部。
[附記15]
較佳是可提供,如附記14的基板處理裝置,其中,從前述第三氣體供給部供給清潔氣體期間,前述第一氣體供給部、前述第二氣體供給部、前述第三氣體供給部、前述排氣部的其中任一的組合,或是全部,是使前述下方排氣孔的傳導性比前述上方排氣孔的傳導性更大的方式控制。
[附記16]
較佳是可提供,如附記1至4其中任一的基板處理裝置,其中,前述第一氣體供給部是具有第一氣體供給孔,前述第二氣體供給部是具有第二氣體供給孔,前述第三氣體供給孔是具有第三氣體供給孔,在前述處理室的上方,前述第一氣體供給孔及前述第二氣體供給孔的組合是被配置成複數圓周狀,前述第三氣體供給孔是被配置於前述第 一氣體供給孔及前述第二氣體供給孔之間,進一步在處理室上方且在處理室上方的中央配置有清潔氣體供給部的清潔氣體供給孔。
[附記17]
較佳是可提供,如附記16的基板處理裝置,其中,前述基板載置台被維持在前述清潔位置期間,前述清潔氣體供給部是朝前述處理室供給清潔氣體。
[附記18]
較佳是可提供,如附記16或17的基板處理裝置,其中,從前述清潔氣體供給部供給清潔氣體期間,從前述第一氣體供給部、前述第二氣體供給部、前述第三氣體供給部的其中任一,或是其組合,或是全部供給惰性氣體。
[附記19]
較佳是可提供,如附記16至18其中任一的基板處理裝置,其中,進一步,在前述基板載置台的下方設有具有下方排氣孔的排氣部。
[附記20]
較佳是可提供,如附記19的基板處理裝置,其中,從前述第三氣體供給部供給清潔氣體期間,前述第一氣體供給部、前述第二氣體供給部、前述第三氣體供給部、前 述排氣部的其中任一的組合,或是全部,是使前述下方排氣孔的傳導性比前述上方排氣孔的傳導性更大的方式控制。
[附記21]
較佳是可提供,一種半導體裝置的製造方法,具有:將基板朝處理室搬入,在被內包在前述處理室的基板載置台上呈圓周狀載置的過程;及將前述基板載置台維持在基板處理位置的過程;及使前述基板載置台旋轉,且藉由第一氣體供給部及第二氣體供給部將第一氣體及第二氣體從前述基板載置台的上方供給,將被維持在前述基板處理位置的前述基板載置台上的前述基板處理的過程;及從前述處理室將前述基板搬出的過程;及將前述基板載置台維持在清潔位置的過程;及從前述第三氣體供給部供給清潔氣體將被維持在前述清潔位置的前述基板載置台清潔的過程。
[附記22]
較佳是可提供,一種程式,實行:將基板朝處理室搬入,在被內包在前述處理室的基板載置台上呈圓周狀載置的過程;及將前述基板載置台維持在基板處理位置的過程;及使前述基板載置台旋轉,且藉由第一氣體供給部及第二氣體供給部將第一氣體及第二氣體從前述基板載置台的上方供給,將被維持在前述基板處理位置的前述基板載 置台上的前述基板處理的過程;及從前述處理室將前述基板搬出的過程;及將前述基板載置台維持在清潔位置的過程;及從前述第三氣體供給部供給清潔氣體將被維持在前述清潔位置的前述基板載置台清潔的過程。
[附記23]
較佳是可提供,一種容納程式的記錄媒體,該程式,實行:將基板朝處理室搬入,在被內包在前述處理室的基板載置台上呈圓周狀載置的過程;及將前述基板載置台維持在基板處理位置的過程;及使前述基板載置台旋轉,且藉由第一氣體供給部及第二氣體供給部將第一氣體及第二氣體從前述基板載置台的上方供給,將被維持在前述基板處理位置的前述基板載置台上的前述基板處理的過程;及從前述處理室將前述基板搬出的過程;及將前述基板載置台維持在清潔位置的過程;及從前述第三氣體供給部供給清潔氣體將被維持在前述清潔位置的前述基板載置台清潔的過程。
103‧‧‧第一搬運室
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
202‧‧‧加工腔室
203‧‧‧反應容器
220‧‧‧基座
221‧‧‧晶圓載置部
222‧‧‧昇降機構
223‧‧‧貫通孔
225‧‧‧旋轉機構
226‧‧‧聯接器部
227‧‧‧溫度感測器
228‧‧‧加熱器
229‧‧‧電力供給線
230‧‧‧電力調整器
231‧‧‧加熱器電源
232‧‧‧溫度調整器
241‧‧‧氣體供給構造
242‧‧‧第一氣體供給孔
251‧‧‧氣體排氣孔
261a‧‧‧氣體供給構造
262a‧‧‧氣體供給孔
266‧‧‧閥
272a‧‧‧排氣孔
300‧‧‧控制器
301‧‧‧運算部
302‧‧‧記憶部
303‧‧‧外部記憶裝置

Claims (20)

  1. 一種基板處理裝置,具有:將基板處理的處理室;及設在前述處理室,將複數基板呈圓周狀載置的基板載置台;及具有連接於前述基板載置台之旋轉軸,藉由該旋轉軸的旋轉,使前述基板載置台旋轉的旋轉部;及將第一氣體從前述基板載置台的上方供給的第一氣體供給部;及將第二氣體從前述基板載置台的上方供給的第二氣體供給部;及將清潔氣體從前述基板載置台的上方供給的第三氣體供給部;及以供給前述第一氣體及前述第二氣體期間,將前述基板載置台維持在基板處理位置,供給前述清潔氣體期間,將前述基板載置台維持在設定於較前述基板處理位置低之清潔位置的方式進行控制的昇降部,前述第三氣體供給部,是前述基板載置台被維持在基板處理位置期間,朝前述處理室供給惰性氣體,前述基板載置台被維持在前述清潔位置期間,朝前述處理室供給清潔氣體。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的基板處理裝置,其中,前述基板處理位置,是前述基板載置台表面及從前述 處理室的頂棚突出的凸狀構件之間的距離比前述清潔位置更短。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載的基板處理裝置,其中,前述凸狀構件,是前述第一氣體供給部、第二氣體供給部、第三氣體供給部的其中任一。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載的基板處理裝置,其中,前述基板處理位置,是前述基板載置台表面及前述處理室的頂棚之間的距離比前述清潔位置更短。
  5. 如申請專利範圍第2項所記載的基板處理裝置,其中,前述第三氣體供給部,是前述基板載置台被維持在基板處理位置期間,朝前述處理室供給惰性氣體,前述基板載置台被維持在前述清潔位置期間,朝前述處理室供給清潔氣體。
  6. 如申請專利範圍第3項所記載的基板處理裝置,其中,前述第三氣體供給部,是前述基板載置台被維持在基板處理位置期間,朝前述處理室供給惰性氣體,前述基板載置台被維持在前述清潔位置期間,朝前述處理室供給清潔氣體。
  7. 如申請專利範圍第4項所記載的基板處理裝置,其中, 前述第三氣體供給部,是前述基板載置台被維持在基板處理位置期間,朝前述處理室供給惰性氣體,前述基板載置台被維持在前述清潔位置期間,朝前述處理室供給清潔氣體。
  8. 如申請專利範圍第1項所記載的基板處理裝置,其中,從前述第三氣體供給部供給清潔氣體期間,從前述第一氣體供給部、前述第二氣體供給部的其中任一或是雙方供給惰性氣體。
  9. 如申請專利範圍第2項所記載的基板處理裝置,其中,從前述第三氣體供給部供給清潔氣體期間,從前述第一氣體供給部、前述第二氣體供給部的其中任一或是雙方供給惰性氣體。
  10. 如申請專利範圍第3項所記載的基板處理裝置,其中,從前述第三氣體供給部供給清潔氣體期間,從前述第一氣體供給部、前述第二氣體供給部的其中任一或是雙方供給惰性氣體。
  11. 如申請專利範圍第4項所記載的基板處理裝置,其中,從前述第三氣體供給部供給清潔氣體期間,從前述第一氣體供給部、前述第二氣體供給部的其中任一或是雙方供給惰性氣體。
  12. 如申請專利範圍第1項所記載的基板處理裝置,其中,前述第一氣體供給部是具有第一氣體供給孔,前述第二氣體供給部是具有第二氣體供給孔,前述第三氣體供給部是具有第三氣體供給孔,在前述處理室的上方,前述第一氣體供給孔及前述第二氣體供給孔的組合是被配置成複數圓周狀,前述第三氣體供給孔是被配置於前述第一氣體供給孔及前述第二氣體供給孔之間。
  13. 如申請專利範圍第12項所記載的基板處理裝置,其中,在前述處理室的上方,前述第一氣體供給孔及前述第二氣體供給孔之間設有上方排氣孔。
  14. 如申請專利範圍第12項所記載的基板處理裝置,其中,在前述處理室的上方,在前述第一氣體供給孔的處理室外周側設有上方排氣孔。
  15. 如申請專利範圍第12項所記載的基板處理裝置,其中,在前述處理室的上方,在前述第二氣體供給孔的處理室外周側設有上方排氣孔。
  16. 如申請專利範圍第12項所記載的基板處理裝置,其中,在前述處理室的上方,在前述第一氣體供給孔的外周設有第一上方排氣孔,在前述第二氣體供給孔的外周設有 第二上方排氣孔。
  17. 如申請專利範圍第12項所記載的基板處理裝置,其中,進一步,在前述基板載置台的下方設有具有下方排氣孔的排氣部。
  18. 如申請專利範圍第17項所記載的基板處理裝置,其中,以從前述第三氣體供給部供給清潔氣體期間,前述第一氣體供給部、前述第二氣體供給部、前述第三氣體供給部、前述排氣部的其中任一的組合,或是全部,是使前述下方排氣孔的傳導性比前述上方排氣孔的傳導性更大的方式進行控制。
  19. 一種半導體裝置的製造方法,具有:將基板朝處理室搬入,並在被內包在前述處理室的基板載置台上呈圓周狀載置的過程;及將前述基板載置台維持在基板處理位置的過程;及使前述基板載置台旋轉,且藉由第一氣體供給部及第二氣體供給部將第一氣體及第二氣體從前述基板載置台的上方供給,將被維持在前述基板處理位置的前述基板載置台上的前述基板處理的過程;及從前述處理室將前述基板搬出的過程;及將前述基板載置台維持在清潔位置的過程;及從前述第三氣體供給部供給清潔氣體將被維持在前述清潔位置的前述基板載置台清潔的過程, 前述第三氣體供給部,是前述基板載置台被維持在基板處理位置期間,朝前述處理室供給惰性氣體,前述基板載置台被維持在前述清潔位置期間,朝前述處理室供給清潔氣體。
  20. 一種程式,實行:將基板朝處理室搬入,並在被內包在前述處理室的基板載置台上呈圓周狀載置的過程;及將前述基板載置台維持在基板處理位置的過程;及使前述基板載置台旋轉,且藉由第一氣體供給部及第二氣體供給部將第一氣體及第二氣體從前述基板載置台的上方供給,將被維持在前述基板處理位置的前述基板載置台上的前述基板處理的過程;及從前述處理室將前述基板搬出的過程;及將前述基板載置台維持在清潔位置的過程;及從前述第三氣體供給部供給清潔氣體將被維持在前述清潔位置的前述基板載置台清潔的過程,前述第三氣體供給部,是前述基板載置台被維持在基板處理位置期間,朝前述處理室供給惰性氣體,前述基板載置台被維持在前述清潔位置期間,朝前述處理室供給清潔氣體。
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