TWI567221B - The method of manufacturing a semiconductor device, a substrate processing apparatus and a recording medium - Google Patents

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TWI567221B
TWI567221B TW103145188A TW103145188A TWI567221B TW I567221 B TWI567221 B TW I567221B TW 103145188 A TW103145188 A TW 103145188A TW 103145188 A TW103145188 A TW 103145188A TW I567221 B TWI567221 B TW I567221B
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Description

半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體
本發明係關於在基板上形成薄膜的半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體。
近年，快閃記憶體等半導體裝置有高積體化的傾向。隨此現象，圖案尺寸明顯微細化。在形成該等圖案時，製造步驟之一步驟會有對基板實施氧化處理、氮化處理等既定處理步驟的情況。
形成上述圖案的方法之一，存在有：在電路間形成溝槽，並在其中形成襯膜、佈線的步驟。該溝槽隨近年微細化有構成縱橫比狀態。
本發明主要目的在於提供：能在基板上依均勻膜厚形成高品質薄膜的半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體。
根據本發明較佳一態樣所提供的半導體裝置之製造方法，係包括有執行：原料氣體供應步驟，在將處理室中所收容的基板維持於第1溫度的狀態下，供應原料氣體至上述處理室；第1 除去步驟，將經依較高於上述第1溫度的第2溫度施行加熱的惰性氣體供應至上述處理室，而除去在上述處理室中所殘留上述原料氣體；反應氣體供應步驟，供應反應氣體至上述處理室；以及第2除去步驟，供應惰性氣體至上述處理室，而除去上述處理室中所殘留的上述反應氣體。
根據本發明較佳另一態樣所提供的基板處理裝置，係具備有：處理室、原料氣體供應系統、反應氣體供應系統、惰性氣體供應系統、第1加熱系統、第2加熱系統、及控制部；其中，該處理室係用以收容基板；該原料氣體供應系統係朝上述處理室供應原料氣體；該反應氣體供應系統係朝上述處理室供應反應氣體；該惰性氣體供應系統係具有朝上述處理室所連接的上述處理室，供應惰性氣體的惰性氣體供應管；該第1加熱系統係加熱上述基板；該第2加熱系統係設置在上述惰性氣體供應管並加熱上述惰性氣體；該控制部係控制上述原料氣體供應系統、上述反應氣體供應系統、上述惰性氣體供應系統、上述第1加熱系統及上述第2加熱系統，構成依序施行原料氣體供應處理、第1除去處理、反應氣體供應處理、及第2除去處理；而，該原料氣體供應處理係在將上述處理室中所收容的基板維持於第1溫度的狀態下，朝上述處理室供應上述原料氣體；該第1除去處理係將經依較高於上述第1溫度的第2溫度施行加熱的上述惰性氣體，供應給上述處理室，而除去在上述處理室中所殘留的上述原料氣體；該反應氣體供應處理係將上述反應氣體供應給上述處理室；該第2除去處理係將上述惰性氣體供應給上述處理室，而除去上述處理室中所殘留的上述反應氣體。
再者，根據本發明較佳另一態樣所提供的程式，係使 電腦依序執行：在將處理室中所收容的基板維持於第1溫度的狀態下，朝上述處理室供應原料氣體的程序；將經依較高於上述第1溫度的第2溫度施行加熱的上述惰性氣體，供應給上述處理室，而除去在上述處理室中所殘留的上述原料氣體的程序；朝上述處理室供應反應氣體的程序；以及朝上述處理室供應惰性氣體，而除去上述處理室中所殘留的上述反應氣體的程序。
再者，根據本發明較佳另一態樣所提供的記錄媒體，係記錄有使電腦依序執行下述程序的程式：在將處理室中所收容的基板維持於第1溫度的狀態下，朝上述處理室供應原料氣體的程序；將經依較高於上述第1溫度的第2溫度施行加熱的上述惰性氣體供應給上述處理室，而除去在上述處理室中所殘留的上述原料氣體的程序；朝上述處理室供應反應氣體的程序；以及朝上述處理室供應惰性氣體，而除去上述處理室中所殘留的上述反應氣體的程序。
根據本發明可提供：能在基板上依均勻膜厚形成高品質薄膜的半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及記錄媒體。
8‧‧‧多片式裝置
81‧‧‧原料氣體供應區域
82‧‧‧第一沖洗區域
83‧‧‧反應氣體供應區域
84‧‧‧第二沖洗區域
85‧‧‧承受體旋轉方向
86‧‧‧反應氣體供應部
87‧‧‧第一沖洗氣體供應部
88、89、213、244f、249a‧‧‧加熱器
100‧‧‧基板處理裝置
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧處理室
202‧‧‧處理容器
202a‧‧‧上部容器
202b‧‧‧下部容器
203‧‧‧處理室內搬送室(搬送空間；基板搬入出口)
204‧‧‧隔間板
205‧‧‧閘閥
206‧‧‧基板搬入出口
207‧‧‧升降銷
208‧‧‧O形環
210‧‧‧基板支撐部
211‧‧‧載置面
212‧‧‧支撐台(載置台)
214、234a‧‧‧貫通孔
217‧‧‧軸
218‧‧‧升降機構
219‧‧‧蛇腹管
220‧‧‧第一排氣系統
221‧‧‧排氣口
222‧‧‧排氣管
223、238‧‧‧壓力調整器
224‧‧‧真空泵
230‧‧‧噴淋頭
231‧‧‧蓋(噴淋頭)
231a‧‧‧孔
231b‧‧‧噴淋頭用排氣孔
232‧‧‧緩衝室
233‧‧‧絕緣塊
234‧‧‧分散板
235‧‧‧氣體導件
236‧‧‧排氣管
237、243d、244d、245d、246d、247d、248d‧‧‧閥
239‧‧‧真空泵
241‧‧‧氣體導入口
242‧‧‧共通氣體供應管
243‧‧‧第一氣體供應系統
243a‧‧‧第一氣體供應管
243b‧‧‧第一氣體供應源
243c、244c、245c、246c、247c、248c‧‧‧質量流量控制器
244‧‧‧第二氣體供應系統
244a‧‧‧第二氣體供應管
244b‧‧‧第二氣體供應源
244e‧‧‧遠端電漿單元
244g‧‧‧溫度維持用加熱器
245‧‧‧第三氣體供應系統
245a‧‧‧第三氣體供應管
245b‧‧‧第三氣體供應源
245e‧‧‧配管加熱部(加熱器)
246a‧‧‧第一惰性氣體供應管
246b、247b‧‧‧惰性氣體供應源
247a‧‧‧第二惰性氣體供應管
248a‧‧‧清洗氣體供應管
248b‧‧‧清洗氣體供應源
249‧‧‧惰性氣體供應部
251‧‧‧整合器
252‧‧‧高頻電源
260‧‧‧控制器
261‧‧‧運算部
262‧‧‧記憶裝置
圖1係本發明第一實施形態的基板處理裝置之剖視圖。
圖2係本發明第一實施形態的基板處理步驟中，各部位的動作說明圖。
圖3係本發明第一實施形態的基板處理步驟之流程圖。
圖4係圖3中的成膜步驟S104之詳細說明的流程圖。
圖5係本發明第二實施形態的基板處理裝置之剖視圖。
圖6係本發明第三實施形態的基板處理裝置之剖視圖。
圖7係本發明第三實施形態的基板處理裝置之惰性氣體供應部249的構造圖。
圖8係本發明第四實施形態的基板處理裝置之剖視圖。
<本發明第一實施形態>
在形成經微細化圖案時，存在有於電路間形成溝槽，並於其中形成襯膜或佈線的步驟。該溝槽隨近年的微細化，有成為縱橫比的構成。形成上述膜的方法係可例如：將有助於成膜的複數原料之處理氣體，每次1種交錯供應給基板上，利用對基板的吸附反應及表面反應，而在基板上形成膜的手法。
該手法中，例如將原料氣體或反應氣體使用為處理氣體時，配合各氣體任一者的反應促進溫度設定用以支撐基板的承受體之溫度。一般大多與反應氣體的反應促進溫度相符。但是，當反應氣體的反應促進溫度較高於原料氣體的熱分解溫度時，會有原料氣體在吸附於基板上之前分解等對膜質構成影響的問題。
為實現氣體的均勻供應及處理的高速化，有考慮使用兩種氣體的共通噴淋頭，且在供應各氣體期間流通大流量沖洗氣體。然而，噴淋頭會因沖洗氣體而被冷卻，判斷會偏離相關溫度的最佳製程視窗(process window)。又，導致噴淋頭的緩衝室或噴淋頭分散板被冷卻，並降低至會出現副產物附著的溫度。所附著的副產物會成為粉塵粒子，會有對基板的特性造成不良影響。又，因緩衝 室、噴淋頭分散板的溫度降低，導致偏離最佳製程視窗，致使會有無法獲得所需膜質的情況。發明者等經深入鑽研，結果發現如下述解決本課題的手法。
(1)基板處理裝置的構成
針對本發明第一實施形態的基板處理裝置，使用圖式進行以下說明。圖1係本實施形態的基板處理裝置之剖視圖。
針對本實施形態的處理裝置100進行說明。基板處理裝置100係形成薄膜的裝置，如圖1所示，構成每次處理一片基板的單片式基板處理裝置。
如圖1所示，基板處理裝置100係具備有處理容器202。處理容器202係構成例如橫切面呈圓形的扁平密閉容器。又，處理容器202的側壁或底壁係由例如鋁(Al)、不銹鋼(SUS)等金屬材料構成。在處理容器202內形成有對當作基板用的矽晶圓等晶圓200施行處理的處理室201、搬送空間203。處理容器202係由：上部容器202a、下部容器202b、及屬於頂板部的噴淋頭230構成。在上部容器202a與下部容器202b之間設有隔間板204。將由上部處理容器202a與噴淋頭230所包圍的空間、且較隔間板204更靠上方的空間稱為「處理室空間」，將由下部容器202b所包圍的空間、且較隔間板更靠下方的空間稱為「搬送空間」。將由上部處理容器202a與噴淋頭230構成，且包圍處理空間的構成稱為「處理室201」。又，將包圍搬送空間的構成稱為「處理室內搬送室203」。在各構造間，設有為將處理容器202內予以氣密的O形環208。
在下部容器202b的側面設有鄰接閘閥205的基板搬 入出口206，晶圓200係經由基板搬入出口203在與未圖示搬送室之間進行移動。在下部容器202b的底部設有複數個升降銷207。又，下部容器202b係呈接地。
在處理室201內構成為位於用以支撐晶圓200的基板支撐部210。基板支撐部210主要係具有：載置晶圓200的載置面211、表面設有載置面211的載置台212、以及內含於基板載置台212且作為加熱源的加熱器213。在基板載置台212中，在升降銷207的相對應位置分別設有升降銷207貫通用的貫通孔214。
基板載置台212係由軸217支撐。軸217係貫通於處理容器202的底部，更在處理容器202的外部連接於升降機構218。藉由使升降機構218產生動作，而使軸217與支撐台212進行升降，而可使在基板載置面211上所載置的晶圓200進行升降。另外，軸217下端部周圍係利用蛇腹管219包覆，而處理容器202內係保持呈氣密。
基板載置台212係在晶圓200搬送時，為使基板載置面211成為基板搬入出口206的位置(晶圓搬送位置)，而使下降至基板支撐台，當晶圓200的處理時如圖1所示，使晶圓200上升至處理室201內的處理位置(晶圓處理位置)。
具體而言，當使基板載置台212下降至晶圓搬送位置時，升降銷207的上端部係從基板載置面211的上面突出，形成升降銷207由下方支撐晶圓200的狀態。又，當使基板載置台212上升至晶圓處理位置時，升降銷207係自基板載置面211的上面埋入，形成基板載置面211由下方支撐著晶圓200的狀態。另外，因為升降銷207係直接接觸到晶圓200，所以最好由例如石英、氧化 鋁等材質形成。
(氣體導入口)
在處理室201上部所設置後述噴淋頭230的上面(頂板壁)，設有用以對處理室201內供應各種氣體用的氣體導入口241。關於氣體導入口241所連接的氣體供應系統構成，容後述。
(噴淋頭)
在氣體導入口241與處理室201之間，設有連通於處理室201且作為氣體分散機構的噴淋頭230。氣體導入口241係連接於噴淋頭230的蓋231。從氣體導入口241導入的氣體係經由蓋231中所設置的孔231a，供應至噴淋頭230之緩衝室232內的緩衝空間。緩衝室232係由蓋231與後述分散板234形成。
噴淋頭的蓋231係由具導電性金屬形成，作為用以在緩衝室232之緩衝空間或處理室201內生成電漿使用的電極。在蓋231與上部容器202a之間設有絕緣塊233，俾將蓋231與上部容器202a之間予以絕緣。又，在蓋231中設有屬於噴淋頭蓋加熱部的電阻加熱器。
噴淋頭230係在緩衝空間與處理室201的處理空間之間，設有為使從氣體導入口241導入的氣體能分散的分散板234。在分散板234中設有複數貫通孔234a。分散板234係配置成與基板載置面211呈相對向狀態。分散板係具備有：設有貫通孔234a的凸狀部、與在凸狀部周圍設置的凸緣部，凸緣部係由絕緣塊233支撐。
在緩衝室232中設有形成所供應之氣體流動的氣體導件235。氣體導件235係以孔231a作為頂點且直徑隨著朝分散板 234方向擴大的圓錐形狀。氣體導件235下端的水平方向直徑係形成於較貫通孔234a群組的最外周更靠外周處。
緩衝室232的上方經由噴淋頭用排氣孔231b連接於排氣管236。在排氣管236中依序串聯連接有：切換排氣之開/關的閥237、將排氣緩衝室232內控制呈既定壓力的APC(Auto Pressure Controller，自動壓力控制器)等壓力調整器238、及真空泵239。
由於排氣孔231b係位於氣體導件235的上方，因而在後述的噴淋頭排氣步驟中如下述構成氣體流動。從孔231a供應的惰性氣體係利用氣體導件235進行分散，並朝緩衝室232的空間中央及下方流動。其後在氣體導件235的端部返折，再被從排氣孔231b排氣。主要將排氣管236、閥237、壓力調整器238統稱為第一排氣系統。
(供應系統)
噴淋頭230的蓋231所連接之氣體導入孔241係連接於共通氣體供應管242。共通氣體供應管242連接有第一氣體供應管243a、第二氣體供應管244a、第三氣體供應管245a。第二氣體供應管244a係經由遠端電漿單元244e連接。
從含有第一氣體供應管243a的第一氣體供應系統243主要供應含第一元素的氣體，從含有第二氣體供應管244a的第二氣體供應系統244主要供應含第二元素的氣體。從含有第三氣體供應管245a的第三氣體供應系統245，當處理晶圓時主要係供應惰性氣體，而當清洗處理室時則主要供應清洗氣體。
(第一氣體供應系統)
在第一氣體供應管243a中從上游方向起依序設有：第一氣體 供應源243b、屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)243c、及屬於開閉閥的閥243d。
從第一氣體供應管243a經由質量流量控制器243c、閥243d、共通氣體供應管242，將含有第一元素的氣體(以下稱「含第一元素之氣體」)供應給噴淋頭230。
含第一元素之氣體係處理氣體之一，屬於原料氣體(來源氣體)。此處，第一元素係例如鈦(Ti)。即，含第一元素之氣體係例如含鈦之氣體。作為含鈦之氣體係可使用例如TiCl4(四氯化鈦)氣體。另外，含第一元素之氣體係常溫常壓下可呈固體、液體及氣體中之任一狀態。當含第一元素之氣體在常溫常壓呈液體的情況，只要在第一氣體供應源232b與質量流量控制器243c之間設置未圖示的氣化器便可。在此就氣體進行說明。另外，含鈦之氣體係作為前驅物而作用。
在較第一氣體供應管243a的閥243d更靠下游側，連接有第一惰性氣體供應管246a的下游端。在第一惰性氣體供應管246a中從上游方向起依序設有：惰性氣體供應源246b、屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)246c、及屬於開閉閥的閥246d。
此處，惰性氣體係例如氮(N2)氣體。另外，作為惰性氣體除N2氣體之外，尚可使用例如氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氬(Ar)氣體等稀有氣體。
從第一惰性氣體供應管246a經由質量流量控制器246c、閥246d、第一氣體供應管243a，將惰性氣體供應至噴淋頭230內。惰性氣體在後述的薄膜形成步驟(S104)中作為載氣或稀釋 氣體而作用。
主要藉由：第一氣體供應管243a、質量流量控制器243c、閥243d，構成含第一元素之氣體供應系統243(亦稱第一氣體供應系統、原料氣體(來源氣體)供應系統、含鈦之氣體供應系統)。
再者，主要藉由：第一惰性氣體供應管246a、質量流量控制器246c及閥246d，構成第一惰性氣體供應系統。另外，亦可考慮將惰性氣體供應源246b、第一氣體供應管243a涵蓋於第一惰性氣體供應系統中。
再者，亦可考慮將第一氣體供應源243b、第一惰性氣體供應系統涵蓋於含第一元素之氣體供應系統中。
(第二氣體供應系統)
在第二氣體供應管244a的下游設有：遠端電漿單元244e、作為加熱手段(加熱系統)用的加熱器244f、及溫度維持用加熱器244g。在上游從上游方向起依序設有：第二氣體供應源244b、屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)244c、及屬於開閉閥的閥244d。
從第二氣體供應管244a，經由質量流量控制器244c、閥244d、遠端電漿單元244e、及共通氣體供應管242，將含有第二元素的氣體(以下稱「含第二元素之氣體」)供應至噴淋頭230內。含第二元素之氣體係利用遠端電漿單元244e而呈電漿狀態。又，含第二元素之氣體係利用加熱器244f而被加熱至反應促進溫度或熱分解溫度以上，且利用溫度維持用加熱器244g維持於熱分解以上之溫度，供應至處理室201。依此，含第二元素之氣體便被供應至晶圓200上。
含第二元素之氣體係屬於處理氣體之一。另外，含第二元素之氣體亦可考慮作為反應氣體(反應物氣體)。
此處，含第二元素之氣體係含有不同於第一元素的第二元素。作為第二元素係例如氮(N)。本實施形態中，含第二元素之氣體係例如含氮之氣體。具體而言，作為含氮之氣體係可使用氨(NH3)氣體。
主要係藉由第二氣體供應管244a、質量流量控制器244c、閥244d，構成含第二元素之氣體供應系統244(亦稱第二氣體供應系統、反應氣體(反應物氣體)供應系統、含氮之氣體供應系統)。
再者，在較第二氣體供應管244a的閥244d更靠下游側，連接有第二惰性氣體供應管247a的下游端。在第二惰性氣體供應管247a中，從上游方向起依序設有：惰性氣體供應源247b、屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)247c、及屬於開閉閥的閥247d。
從第二惰性氣體供應管247a經由質量流量控制器247c、閥247d、第二氣體供應管244a、及遠端電漿單元244e，將惰性氣體供應至噴淋頭230內。惰性氣體係在後述的薄膜形成步驟(S104)中作為載氣或稀釋氣體、或基板加熱用氣體而作用。
當作為加熱氣體而作用時，在後述的處理室排氣步驟中，利用加熱器244f將惰性氣體加熱至反應物氣體的反應促進溫度或熱分解溫度以上。被加熱的惰性氣體係利用溫度維持用加熱器244g維持於反應物氣體的反應促進溫度或熱分解溫度以上溫度，供應至處理室201。依此，惰性氣體便供應至晶圓200上。
主要係藉由第二惰性氣體供應管247a、質量流量控 制器247c及閥247d，構成第二惰性氣體供應系統。另外，亦可考慮將惰性氣體供應源247b、第二氣體供應管243a、及遠端電漿單元244e涵蓋於第二惰性氣體供應系統中。
再者，亦可考慮將第二氣體供應源244b、遠端電漿單元244e、及第二惰性氣體供應系統涵蓋於含第二元素之氣體供應系統244中。
(第三氣體供應系統)
在第三氣體供應管245a中從上游方向起依序設有：第三氣體供應源245b、屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)245c、及屬於開閉閥的閥245d。
從第三氣體供應管245a經由質量流量控制器245c、閥245d、及共通氣體供應管245，將作為沖洗氣體的惰性氣體供應至噴淋頭230。
此處，惰性氣體係例如氮(N2)氣體。另外，作為惰性氣體除N2氣體之外，尚可使用例如氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氬(Ar)氣體等稀有氣體。
在第三氣體供應管245a中，從上游方向起依序設有：惰性氣體供應源245b、屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)245c、及屬於開閉閥的閥245d。
在較第三氣體供應管245a的閥245d更靠下游側，連接有清洗氣體供應管248a的下游端。在清洗氣體供應管248a中，從上游方向起依序設有：清洗氣體供應源248b、屬於流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC)248c、及屬於開閉閥的閥248d。
主要係藉第三氣體供應管245a、質量流量控制器 245c、及閥245d，構成第三氣體供應系統245(亦稱第三惰性氣體供應系統)。
再者，主要係藉由清洗氣體供應管248a、質量流量控制器248c及閥248d，構成清洗氣體供應系統。另外，亦可考慮將清洗氣體源248b、第三氣體供應管245a涵蓋於清洗氣體供應系統中。
再者，亦可考慮將第三氣體供應源245b、清洗氣體供應系統涵蓋於第三氣體供應系統245中。
在基板處理步驟中，從第三氣體供應管245a經由質量流量控制器245c、閥245d、共通氣體供應管242，將惰性氣體供應至噴淋頭230內。又，在清洗步驟中，經由質量流量控制器248c、閥248d、及共通氣體供應管242，將清洗氣體供應至噴淋頭230內。
從惰性氣體供應源245b供應的惰性氣體，在後述的薄膜形成步驟(S104)中，作為將處理室202或噴淋頭230內滯留的氣體予以沖洗之沖洗氣體而作用。又，在清洗步驟中，亦能作為清洗氣體之載氣或稀釋氣體而作用。
從清洗氣體供應源248b供應的清洗氣體係在清洗步驟中，作為將噴淋頭230或處理室202上附著的副產物等予以除去的清洗氣體而作用。
此處，清洗氣體係例如三氟化氮(NF3)氣體。另外，作為清洗氣體係可使用例如氟化氫(HF)氣體、三氟化氯(ClF3)氣體、氟(F2)氣體等，又亦可組合該等而使用。
(第二排氣系統)
在處理室201(上部容器202a)的內壁上面，設有將處理室201 的環境予以排氣的排氣口221。排氣口221係連接於排氣管222，而在排氣管222中依序串聯連接有將處理室201內控制為既定壓力的APC(Auto Pressure Controller)等壓力調整器223、及真空泵224。主要係由排氣口221、排氣管222、壓力調整器223、及第二排氣系統(排氣管路)220構成。另外，真空泵224亦可涵蓋於第二排氣系統中。
(電漿生成部)
噴淋頭的蓋231係連接於整合器251、高頻電源252。藉由利用高頻電源252、整合器251調整阻抗，便在噴淋頭230、處理室201中生成電漿。
(控制器)
基板處理裝置100係具有針對基板處理裝置100的各部位動作進行控制的控制器260。控制器260係至少具有運算部261及記憶部262。記憶裝置262係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)等構成。在記憶裝置262內可讀取儲存針對基板處理裝置的動作進行控制的控制程式、或記載後述的基板處理的程序或條件等的製程配方等。另外，製程配方係於控制器260執行後述的基板處理步驟中的各項程序，並依能獲得既定結果的方式組合而成者，具有作為程式的機能。以下，將該製程配方、控制程式等，亦統合簡稱為程式。另外，本說明書中使用程式一詞時，係有僅含製程配方單體的情況、僅含控制程式單體的情況、或含有該二者的情況。又，未圖示之RAM係構成暫時性儲存藉由運算部261所讀取的程式或數據等之記憶體區域(工作區塊)。
控制器係連接於：上述的質量流量控制器243c、 244c、245c、246c、247c、248c、閥237、243d、244d、245d、246d、247d、248d、閘閥205、整合器251、高頻電源252、加熱器244f、溫度維持用加熱器244g、壓力調整器238、APC閥223、真空泵239、224、及升降機構218。控制器260係配合上位控制器或使用者的指示，而從記憶部執行基板處理裝置的程式或控制配方，並依針對：利用質量流量控制器243c、244c、245c、246c、247c、248c進行的各種氣體之流量調整動作、閥237、243d、244d、245d、246d、247d、248d、閘閥205的開閉動作、整合器251的控制、高頻電源252的控制、加熱器244f、溫度維持用加熱器244g的溫度調整動作、壓力調整器238、APC閥223的開閉動作、以及藉由壓力調整器238、APC閥223進行的壓力調整動作、真空泵239、224的啟動及停止、藉由升降機構218進行的軸217及支撐台212之升降動作等進行控制的方式構成。
(2)基板處理步驟
其次，針對使用基板處理裝置100，在晶圓200上形成薄膜的步驟，參照圖2、圖3、圖4進行說明。圖2係說明基板處理步驟中各部位動作的圖，圖3係說明本發明實施形態的基板處理步驟的流程圖，圖4係本發明實施形態的成膜步驟S104之流程圖。另外，以下說明中，構成基板處理裝置100的各部位動作係利用控制器260進行控制。
此處，針對使用TiCl4氣體作為含第一元素之氣體，使用氨(NH3)氣體作為含第二元素之氣體，在晶圓200上形成作為薄膜的鈦氮化膜的例子進行說明。又，例如亦可在晶圓200上預先 形成既定膜。又，亦可在晶圓200或既定膜上形成既定圖案。
(基板搬入．載置步驟S102)
在處理裝置100中，藉由使基板載置台212下降至晶圓200的搬送位置，而使升降銷207貫通於基板載置台212的貫通孔214。其結果，升降銷207處於從基板載置台212表面僅突出既定高度的狀態。接著，開啟閘閥205，使用未圖示之晶圓移載機，將晶圓200(處理基板)搬入至處理室內，並將晶圓200移載至升降銷207上。藉此，晶圓200便依水平姿勢被支撐於從基板載置台212表面突出的升降銷207上。
若將晶圓200搬入至處理容器202內，便使晶圓移載機退縮至處理容器202外，關閉閘閥205而將處理容器202內予以密閉。其後，藉由使基板載置台212上升，而將晶圓200載置於基板載置台212上所設置的基板載置面211上。
另外，將晶圓200搬入至處理容器202內時，較佳係在利用排氣系統對處理容器202內施行排氣的狀態下，從惰性氣體供應系統供應作為惰性氣體的N2氣體至處理容器202內。即，較佳係在藉由使真空泵224產生動作而開啟APC閥223，對處理容器202內施行排氣的狀態下，至少開啟第三氣體供應系統的閥245d，而供應N2氣體至處理容器202內。藉此，可抑制粉塵粒子侵入於處理容器202內、或粉塵粒子附著於晶圓200上。又，真空泵224係至少在從基板搬入．載置步驟(S102)起至後述的基板搬出步驟(S106)結束之期間，處於經常動作的狀態。
使晶圓200載置於基板載置台212上時，對基板載置台212內部所埋藏的加熱器213供應電力，且將晶圓200表面控制 為既定溫度。此時，加熱器213的溫度係藉由根據利用未圖示之溫度感測器所檢測到的溫度資訊，針對加熱器213的通電狀態進行控制而調整。
(成膜步驟S104)
其次，施行薄膜形成步驟S104。針對薄膜形成步驟S104的基本流程進行說明，關於本實施形態的特徵部分容後詳述。
在薄膜形成步驟S104中，經由噴淋頭230的緩衝室232，供應TiCl4氣體至處理室201內。藉此便在晶圓200上吸附含鈦層。供應TiCl4氣體經過既定時間後，停止TiCl4氣體的供應，再利用沖洗氣體從緩衝室232、處理室201中排出TiCl4氣體。在沖洗氣體供應至處理室時，為使分散板234不會冷卻、以及使晶圓200的溫度上升，便利用配管加熱部245e加熱至所需溫度。
在排出TiCl4氣體之後，經由緩衝室232，供應經利用電漿激發而活化的NH3氣體至處理室201內。NH3氣體會與吸附在晶圓200上的含鈦層進行反應，而形成氮化鈦膜。經過既定時間後，停止NH3氣體的供應，並供應未加熱狀態的沖洗氣體至處理室201內，而從噴淋頭230、處理室201排出殘留的NH3氣體。
在成膜步驟104中，藉由重複以上步驟，便形成所需膜厚的氮化鈦膜。又，在成膜步驟期間，為使緩衝室232的內壁上盡可能不要有副產物附著，噴淋頭加熱部231b係加熱緩衝室232。
(基板搬出步驟S106)
其次，使基板載置台212下降，並使晶圓200支撐於從基板載置台212表面上突出的升降銷207上。其後，開啟閘閥205，使用晶圓移載機將晶圓200搬出至處理容器202外。其後，當結束基板 處理步驟時，便停止從第三氣體供應系統供應惰性氣體至處理容器202內。
(處理次數判定步驟S108)
將基板搬出後，判定薄膜形成步驟是否已到達既定次數。若判斷已到達既定次數，便移往內壁堆積膜除去步驟。若判斷尚未到達既定次數，便為開始進行下一個待機中之晶圓200的處理，而移往基板搬入．載置步驟S102。
(內壁堆積膜除去步驟S110)
在成膜步驟S104中，雖為使緩衝室232的內壁不附著副產物，而加熱緩衝室232，但因氣體累積、或氣體的量，副產物會附著於緩衝室232內壁。本步驟中，經處理次數判定步驟S108後，於成膜步驟S104的過程中除去在緩衝室232或分散板234上因附著副產物所造成的堆積膜。除去步驟的詳細內容，容後述。
(處理次數判定步驟S112)
在基板搬出後，判定內壁堆積膜除去步驟是否已到達既定次數。若判斷已到達既定次數，便移往清洗步驟。若判斷尚未到達既定次數，便為開始進行下一個待機中之晶圓200的處理，而移往基板搬入．載置步驟S102。
(清洗步驟114)
若利用處理次數判定步驟S108判斷薄膜形成步驟已到達既定次數，便執行噴淋頭230、處理室201內的清洗步驟。此處，開啟清洗氣體供應系統的閥248d，經由噴淋頭230，供應清洗氣體至處理室201。
若清洗氣體已充滿噴淋頭230、處理室201，便利用 高頻電源252施加電力，且利用整合器251使阻抗整合，而在噴淋頭230、處理室201中生成清洗氣體的電漿。所生成的清洗氣體電漿便將在噴淋頭230、處理室201內的壁上附著之副產物予以除去。
接著，針對成膜步驟S104的詳細內容，使用圖4進行說明。
(第一處理氣體供應步驟S202)
加熱基板載置部211的晶圓200，若到達所需的第1溫度，便開啟閥243d，經由氣體導入孔241、緩衝室232、及複數貫通孔234a，開始供應第一處理氣體的TiCl4至處理室201內。在緩衝室232內利用氣體導件235使TiCl4氣體均勻分散。均勻分散的氣體經由複數貫通孔234a，均勻地供應至處理室201內的晶圓200上。此時，晶圓200係維持於第1溫度。此處，所謂第1溫度係指較高於TiCl4氣體的冷凝溫度、且較低於實質上熱分解開始之溫度的溫度，例如100℃以上且300℃以下的一定值。其理由係因TiCl4氣體的熱分解實質上開始，會造成Cl等進入膜中，而有使膜的面內分佈惡化之可能性。第1溫度更佳係200℃。
此時，調整質量流量控制器243c，使TiCl4氣體的流量成為既定流量。另外，TiCl4的供應流量係調整為例如100sccm以上且5000sccm以下的值。另外，亦可使TiCl4氣體與從第一惰性氣體供應系統作為載氣的N2氣體一起流動。又，藉由使排氣泵224動作，而適當調整APC閥223的閥開度，便將處理容器202內的壓力設為既定壓力。
供應至處理室201內的TiCl4氣體被供應至晶圓200上。在晶圓200表面上，藉由TiCl4氣體接觸到晶圓200上，便形 成作為「含第一元素之層」的含鈦層。
經過既定時間後，關閉閥243d，停止TiCl4氣體的供應。
(第一噴淋頭排氣步驟S204)
停止TiCl4氣體的供應後，在關閉閥244d的狀態下，開啟閥247c、並開啟閥245d，將噴淋頭230內的環境予以排氣。此時，預先使真空泵239動作。從第二惰性氣體247b供應的惰性氣體係利用加熱器244f被加熱，再供應至處理室201。又，從第三氣體供應源245b供應的惰性氣體，係利用加熱器245e被加熱至較高於上述第1溫度的第2溫度，再供應至噴淋頭230及處理室201。基板200係利用所供應的惰性氣體，被加熱至屬於含第二元素之氣體經利用電漿激發而活化的NH3氣體之反應促進溫度附近。在被加熱的基板200表面上所形成之含第1元素之層，係處於含第1元素之氣體中所含雜質容易脫離的狀態。此處，所謂第2溫度係指較高於第1溫度、且與作為反應氣體的NH3氣體之反應促進溫度相同或更低的溫度，例如高於100℃且600℃以下範圍的值，較佳係200℃以上且500℃以下範圍的值、更佳係400℃以上且430℃以下範圍的值，最佳係設定為400℃。該第2溫度係根據NH3氣體的反應促進溫度、或所形成之膜適用的半導體裝置等要求之特性，再行決定的值。此處，可認為NH3氣體大約在350以上且600℃以下範圍的溫度帶中能更加促進反應，又，若考慮半導體裝置的熱耐性，可認為更佳係第2溫度為較高於100℃且430℃以下程度。
此時，為使緩衝室232中來自第一排氣系統的排氣氣導，較高於經由處理室的排氣泵244之氣導，而針對閥237的開閉 閥及真空泵239進行控制。藉由依此調整，便形成從緩衝室232中央朝向噴淋頭排氣孔231b的氣流。依此，在緩衝室232的壁上附著之氣體、或在緩衝空間內浮游的氣體，便不會進入處理室201而被從第一排氣系統排氣。
(第一處理室排氣步驟S206)
經過既定時間後，接著在使第二排氣系統的排氣泵224動作的狀態下，於處理空間中依來自第二排氣系統的排氣氣導，較高於來自經由噴淋頭230之第一排氣系統的排氣氣導的方式，調整APC閥223的閥開度及閥237的閥開度。藉由依此調整，便形成經由處理室201朝向第二排氣系統的氣流。所以，可將供應至緩衝室232的惰性氣體確實地供應至基板上，而提高基板上的殘留氣體的除去效率。另外，此時惰性氣體亦會被加熱而對第一處理室內排氣。
處理室排氣步驟中所供應的惰性氣體，會將處理室201內殘留的未反應、或經參與含鈦層形成後的TiCl4氣體，從晶圓200上予以除去。又，開啟閥237，控制壓力調整器237、真空泵238，而將噴淋頭230內殘留的TiCl4氣體予以除去。經過既定時間後，關閉閥243d而停止惰性氣體的供應，且關閉閥237而將噴淋頭230與真空泵239之間予以阻斷。
更佳係經過既定時間後，在使第二排氣系統的排氣泵224持續動作的狀態下，關閉閥237較為理想。藉此，經由處理室201朝向第二排氣系統的流動便不會受到第一排氣系統的影響，所以可更確實地將惰性氣體供應至基板上，俾能更加提高基板上的殘留氣體除去效率。
再者，藉由在第一噴淋頭排氣步驟S204後接著施行 第一處理室排氣步驟S206，便可顯現出下述效果。即，因為利用噴淋頭排氣步驟S204除去緩衝室232內的殘留物，因而在處理室排氣步驟S206中，即便氣流經由晶圓200上，仍可防止殘留氣體附著於基板上。
(第二處理氣體供應步驟S208)
在第一處理室排氣步驟後，開啟閥244d，經由氣體導入孔241、緩衝室232、及複數貫通孔234a，供應作為含氮氣體之NH3氣體至處理室201內。因為經由緩衝室232、貫通孔234a供應至處理室，所以可均勻地供應NH3氣體至基板上。所以，可使膜厚呈均勻。此時，屬於反應氣體的NH3氣體利用加熱器244e，被依較高於上述第1溫度的第3溫度加熱。此處所謂第3溫度係例如室溫~600℃範圍的值，較佳係350℃~500℃範圍的值、更佳係400℃~430℃範圍的值，最佳係設定為400℃。該第2溫度係根據NH3氣體的反應促進溫度、或所形成之膜適用的半導體裝置等要求之特性，再行決定的值。此處，可認為NH3氣體大約在350~600℃範圍的溫度帶中能更加促進反應，又，若考慮半導體裝置的熱耐性，可認為更佳係第3溫度為室溫~430℃左右。第2溫度與第3溫度係可為不同溫度、亦可為相同溫度。
此時，調整質量流量控制器244c，使NH3氣體的流量成為既定流量。另外，氮氣的供應流量係例如100sccm以上且5000sccm以下。另外，NH3氣體亦可與從第二惰性氣體供應系統作為載氣供應的N2氣體一起流動。又，藉由適當調整APC閥223的閥開度，便可將處理容器202內的壓力設為既定壓力。
利用電漿激發而被活化的NH3氣體係供應至晶圓200 上。藉由已形成的含鈦層、與利用電漿激發被活化的NH3氣體進行反應，便在晶圓200上形成例如含有鈦元素與氮元素的氮化鈦層。
經過既定時間後，關閉閥244d，停止NH3氣體的供應。
藉由在剛要供應屬於後述之第二處理氣體的NH3氣體之前加熱基板，便可引導出下述效果。藉由預先將NH3氣體設定為容易促進反應的溫度，便可縮短反應氣體供應步驟時間。另一方面，當沒有此項步驟，使在反應氣體供應步驟中上升至反應促進溫度的情況，會較本發明更耗時間。
再者，藉由事先加熱屬於第二處理氣體的NH3氣體，便處於膜中雜質較容易脫離的狀態。相對於此，當沒有此項步驟，使在反應氣體供應步驟中上升至反應促進溫度的情況，在到達所需溫度之前，反應氣體便在雜質上進行反應，其係處於被封蓋狀態，而認為雜質不會脫離。其結果，在電極形成步驟的情況，膜電阻值上升，且在絕緣膜或犧牲膜形成步驟中造成濕式蝕刻速率上升。例如本實施形態，當氮化鈦膜係由屬於原料氣體的TiCl4氣體、與屬於反應氣體的NH3氣體形成之情況，TiCl4氣體中的Cl會依雜質的形式殘留。在接著的反應氣體供應步驟中，由於基板溫度較低於反應氣體的反應促進溫度，因而與膜中殘留的Cl間之反應較弱。所以，無法除去Cl。又，在無法除去的狀態下，基板溫度會上升，於此種過程中N與Ti會相鍵結，結果導致Cl殘留於膜中。但是，本發明則不會有此種情形出現。
(第二噴淋頭排氣步驟S210)
在停止NH3氣體的供應後，開啟閥237，將噴淋頭230內的環 境予以排氣。具體而言，將緩衝室232內的環境予以排氣。此時，從第三氣體供應系統245供應經加熱過的沖洗氣體，在維持分散板232之溫度的狀態下，將緩衝室232內的環境予以排氣。關於第二噴淋頭排氣步驟210，容後詳述。
為使緩衝室232中來自第一排氣系統的排氣氣導，較高於經由處理室的排氣泵244之氣導，而控制閥237的開閉閥及真空泵239。藉由依此進行調整，便形成從緩衝空間232的中央朝向噴淋頭排氣孔231b的氣流。依此，在緩衝室232的壁上附著之氣體、或在緩衝空間內浮游的氣體，便在不會進入處理室201的狀態下，被從第一排氣系統排氣。
(第二處理室排氣步驟S212)
經過既定時間後，在使第二排氣系統的排氣泵224動作的狀態下，調整APC閥223的閥開度與閥237的閥開度，使處理空間中來自第二排氣系統的排氣氣導，較高於來自經由噴淋頭230之第一排氣系統的排氣氣導。藉由依此調整，便形成經由處理室201朝向第二排氣系統的氣流。所以，可將供應至緩衝室232的惰性氣體確實地供應至基板上，俾提高基板上的殘留氣體除去效率。
在處理室排氣步驟中供應的惰性氣體，會將在第一處理氣體供應步驟S202中無法結合於晶圓200的鈦成分從晶圓200上除去。又，開啟閥237，並控制壓力調整器237、真空泵238，將噴淋頭230內殘留的氧氣除去。經過既定時間後，關閉閥243d而停止惰性氣體供應，且關閉閥237而將噴淋頭230與真空泵239之間予以阻斷。
更佳係經過既定時間後，在使第二排氣系統的排氣泵 224持續動作的狀態下，關閉閥237較為理想。藉此，緩衝室內232內的殘留氣體、所供應的惰性氣體，因為經由處理室201朝向第二排氣系統的流動不會受到第一排氣系統的影響，所以可更確實地將惰性氣體供應至基板上，俾能更加提高在基板上未與第一氣體反應完全的殘留氣體除去效率。
再者，藉由在噴淋頭排氣步驟S204後接著施行處理室排氣步驟S206，便可顯現出下述效果。即，因為利用噴淋頭排氣步驟S204除去緩衝室232內的殘留物，因而在處理室排氣步驟S206中，即便氣流經由晶圓200上，仍可防止殘留氣體附著於基板上。
(判定S214)
在此期間，控制器260係以上述S202~S212為1循環，並判定是否已實施既定次數。
當尚未實施既定次數時(S214中為No的情況)，便重複：第一處理氣體供應步驟S202、第一噴淋頭排氣步驟S204、第一處理室排氣步驟S206、第二處理氣體供應步驟S208、第二噴淋頭排氣步驟S210、及第二處理室排氣步驟S212的循環。當已實施既定次數時(S214中為Yes的情況)，便結束成膜步驟S104。
其次，針對圖2所示之內壁堆積膜除去步驟(S110)的詳細內容，進行說明。
結束對基板200的成膜處理，並將基板從處理室201中排出之後，便施行內壁堆積膜除去步驟S110。承受體加熱器213及屬於噴淋頭蓋加熱器的電阻加熱231b亦可持續維持ON狀態。將噴淋頭排氣閥237、處理室排氣閥224設為開啟，藉由惰性氣體供應源245b供應作為沖洗氣體的N2氣體。此時，作為控制部的控 制器260係依噴淋頭230的排氣量較多於處理室201之排氣量的方式，控制噴淋頭排氣閥237、處理室排氣閥224，俾使噴淋頭230環境不會流入於處理室201中。
此處，將沖洗氣體的配管加熱部245e維持關閉的狀態，並設為不會加熱沖洗氣體的狀態。利用所供應之沖洗氣體與處理室內壁間之溫度差而產生的熱應力，會引發在處理室內壁上堆積的膜膜剝落。剝落的膜會被從排氣管236排氣。因為利用控制器260控制排氣量，使噴淋頭230的排氣量較多於處理室201的排氣量，因而在噴淋頭230內剝落的膜不會被供應至分散板234的孔234a。所以，不會有因剝落的膜而導致孔234a堵塞的情形。
已剝落的膜大部分會被除去，若時間已經過了從排氣管236被排氣之程度，便關閉噴淋頭排氣閥237。藉由關閉，沖洗氣體的流動便可造成從緩衝室232朝向處理室201方向的流動。由於沖洗氣體係從噴淋頭230內的緩衝室232通過分散板孔234a，因而在剝落分散板孔234a內的附著物的狀態下，從分散板孔234a孔朝處理室201側擠出。被擠出的附著物被從處理室排氣系統(第一排氣系統220)排氣。此時，更佳係開啟承受體加熱器213。藉由開啟承受體加熱器，分散板234便被加熱，與沖洗氣體間之溫度差變為更明顯。即，熱應力變為更大。所以，分散板孔234a中的附著物能更輕易地剝落。
<第二實施形態>
其次，針對本發明第二實施形態，使用圖5進行說明。此處，針對不同於第一實施形態的地方進行說明，關於與第一實施形態相 同的地方便適當地省略。如圖5所示，本實施形態中，第1氣體供應系統243、第2氣體供應系統244、及第3氣體供應系統245均連接於共通氣體供應管242。
在第一實施形態的第一噴淋頭排氣步驟S204及第一處理室排氣步驟S206中，作為沖洗氣體的N2氣體係利用加熱器245e加熱並供應。在將反應氣體供應至處理室201內的第二處理氣體供應步驟S208中，反應氣體係利用加熱器244e施行加熱才供應至處理室201。由於在共通氣體供應管242中從原料氣體供應源243b流動原料氣體，因而加熱共通氣體供應管242自體並不較佳。所以，經利用加熱器244e加熱的反應氣體會有在共通氣體供應管242內溫度降低之虞。
然而，本實施形態中，由於在第一噴淋頭排氣步驟S204及第一處理室排氣步驟S206中，供應經利用加熱器244g加熱的沖洗氣體，而事先加熱共通氣體供應管，因而經加熱的反應氣體能在不會有溫度降低的狀態下，供應至處理室201內。
<第三實施形態>
其次，針對本發明第三實施形態進行說明。此處，針對不同於第一實施形態的地方進行說明，關於與第一實施形態相同的地方便適當地省略。圖6係第三實施形態的基板處理裝置的剖視圖，圖7係本實施形態之特徵部位的惰性氣體供應部249之構成圖。惰性氣體供應部249係分為第一沖洗氣體供應系統與第二沖洗氣體供應系統，且在其中任一沖洗氣體供應管上設有加熱器之構成。本例中，在第二沖洗氣體供應系統中設置加熱器249a。本實施形態的第一沖 洗氣體供應步驟中，關閉第一沖洗氣體供應系統的閥1、並開啟閥2，而將屬於惰性氣體的N2氣體作為沖洗氣體且在未加熱的狀態下供應至處理室201內。在第二處理氣體供應步驟S208中，關閉第一沖洗氣體供應系統的閥1、開啟第二沖洗氣體供應系統的閥2，利用加熱器249a加熱沖洗氣體並供應至處理室201內。又，此處，第一沖洗氣體供應系統與第二沖洗氣體供應系統係經由一個共通供應管供應至處理室201，惟並不侷限於此，亦可使第一沖洗氣體供應系統與第二沖洗氣體供應系統獨立地供應至處理室。
<第四實施形態>
其次，針對本發明第四實施形態進行說明。此處針對不同於第一實施形態的地方進行說明，關於與第一實施形態相同的地方便適當地省略。本實施形態係如圖8所示，即便一次同時處理複數片基板的多片式裝置8仍可實施。該基板處理裝置係在承受體旋轉的承受體旋轉方向85上，依序配置有：將原料氣體供應至基板的原料氣體供應區域81、從基板上沖洗(除去)原料氣體的第一沖洗區域82、將反應氣體供應至基板的反應氣體供應區域83、以及從基板上沖洗(除去)反應氣體的第二沖洗區域84之多片式裝置8中，於供應氣體至反應氣體供應區域83的反應氣體供應部86、及供應沖洗氣體至第一沖洗區域82的第一沖洗氣體供應部87中，分別設有加熱器88、89。
在供應沖洗氣體至生成電漿的反應氣體供應區域83之承受體旋轉方向85上游所設置之第一沖洗氣體供應區域82的供應系統中設有加熱器88。又，在供應反應氣體至反應氣體供應區域 83的供應系統中設有加熱器89。藉由此種構成，便與第一實施形態同樣地可利用第一沖洗區域82與反應氣體供應區域83加熱基板，並能利用第二沖洗區域84使基板溫度降低。
藉由本發明，不會有偏離相關溫度之最佳製程視窗的情形發生，且能抑制噴淋頭的緩衝室或噴淋頭分散板被冷卻而降低至副產物附著的溫度。又，亦可抑制所附著的副產物成為粉塵粒子，導致對基板特性造成不良影響。又，由於能抑制緩衝室或噴淋頭分散板的溫度降低，因而亦不會有偏離最佳製程視窗的情形，能獲得所需膜質。
本發明實施形態的控制器260(操作部)並不侷限於專用的系統，使用普通的電腦系統便可實現。例如藉由在通用電腦中，從已儲存用於執行前述處理之程式的記錄媒體(軟碟、CD-ROM、USB等)安裝該程式，便可構成執行前述處理的控制器。
再者，用於供應該等程式(例如安裝程式)的手段係可為任意。如前述，可經由既定的記錄媒體供應，此外尚可經由例如通信線路、通信網路、通信系統等進行供應。此情況，例如亦可在通信網路的公佈欄中揭示該程式，並將其經由網路重疊於載波而提供。然後，啟動依此提供的程式，於OS的控制下，藉由與其他應用程式(application program)同樣地執行，便可執行前述處理。
另外，針對本發明實施形態中將作為含第二元素之氣體的NH3氣體利用電漿激發而活化後才使用的例子進行說明，惟本發明並不侷限於上述實施形態，例如亦可在未利用電漿激發施行活化的狀態下，僅經加熱而使用。此時，藉由依較利用電漿激發施行活化時的加熱溫度高的溫度，例如600℃等加熱NH3氣體而使用， 便可促進反應。經成膜後的氮化鈦膜係可配合所使用之半導體裝置的特性(熱耐性)再行各自選擇。
以上已針對本發明實施形態進行具體說明，惟本發明並不侷限於上述實施形態，在不脫逸其主旨之範圍內均可進行各種變更。
針對本發明較佳的主要態樣，附註如下。
附註1：一種半導體裝置之製造方法，係包括有執行：在將收容於處理室中的基板維持於第1溫度的狀態下，供應原料氣體至上述處理室的原料氣體供應步驟；將依較高於上述第1溫度的第2溫度施行加熱的惰性氣體，供應至上述處理室，而除去在上述處理室中殘留之上述原料氣體的第1除去步驟；供應反應氣體至上述處理室的反應氣體供應步驟；以及供應惰性氣體至上述處理室，而除去上述處理室中殘留之上述反應氣體的第2除去步驟。
附註2：如附註1所記載的半導體裝置之製造方法，其中，在上述第2除去步驟中，將上述惰性氣體維持在較低於上述第2溫度的溫度狀態下，供應至上述處理室。
附註3：如附註1所記載的半導體裝置之製造方法，其中，在上述反應氣體供應步驟中，將上述反應氣體依較高於上述第1溫度的第3溫度施行加熱的狀態下，供應至上述處理室。
附註4：如附註3所記載的半導體裝置之製造方法，其中，在上述第2除去步驟中，將上述惰性氣體維持在較低於上述第3溫度的溫度狀態下，供應至上述處理室。
附註5：如附註3所記載的半導體裝置之製造方法，其中，上述第2溫度與上述第3溫度係相等的溫度。
附註6：如附註3所記載的半導體裝置之製造方法，其中，上述第3溫度係達上述反應氣體之熱分解溫度以上的溫度。
附註7：一種基板處理裝置，係具備有：處理室、原料氣體供應系統、反應氣體供應系統、惰性氣體供應系統、第1加熱系統、第2加熱系統、及控制部；其中，該處理室係收容基板；該原料氣體供應系統係供應原料氣體至上述處理室；該反應氣體供應系統係供應反應氣體至上述處理室；該惰性氣體供應系統係具有供應惰性氣體至上述處理室所連接的上述處理室的惰性氣體供應管；該第1加熱系統係加熱上述基板；該第2加熱系統係加熱在上述惰性氣體供應管中所設置的上述惰性氣體；該控制部係針對上述原料氣體供應系統、上述反應氣體供應系統、上述惰性氣體供應系統、上述第1加熱系統及上述第2加熱系統進行控制，其構成係依序施行原料氣體供應處理、第1除去處理、反應氣體供應處理、及第2除去處理；該原料氣體供應處理係在將收容於上述處理室中的基板維持於第1溫度的狀態下，供應上述原料氣體至上述處理室；該第1除去處理係將依較高於上述第1溫度的第2溫度施行加熱的上述惰性氣體，供應至上述處理室，而除去在上述處理室中殘留之上述原料氣體；該反應氣體供應處理係將上述反應氣體供應至上述處理室；該第2除去處理係將上述惰性氣體供應至上述處理室，而除去上述處理室中殘留之上述反應氣體。
附註8：如附註7所記載的基板處理裝置，其中，上述反應氣體供應系統係具有連接於上述處理室、且供應上述反應氣體至上述處理室的反應氣體供應管；在上述反應氣體供應管中設有加熱上述反應氣體的第3加熱系統；上述控制部係更進一步控制上 述第3加熱系統，依將在上述反應氣體供應處理中經依較高於上述第1溫度的第3溫度施行加熱的上述反應氣體，供應至上述處理室的方式構成。
附註9：一種程式，係使電腦依序執行：在將收容於處理室中的基板維持於第1溫度的狀態下，供應原料氣體至上述處理室的程序；將經依較高於上述第1溫度的第2溫度施行加熱的上述惰性氣體，供應至上述處理室，而除去在上述處理室中殘留之上述原料氣體的程序；供應反應氣體至上述處理室的程序；以及供應惰性氣體至上述處理室，而除去上述處理室中殘留之上述反應氣體的程序。
附註10：一種記錄媒體，係記錄有使電腦依序執行下述程序的程式：在將收容於處理室中的基板維持於第1溫度的狀態下，供應原料氣體至上述處理室的程序；將經依較高於上述第1溫度的第2溫度施行加熱的上述惰性氣體，供應至上述處理室，而除去在上述處理室中殘留之上述原料氣體的程序；供應反應氣體至上述處理室的程序；以及供應惰性氣體至上述處理室，而除去上述處理室中殘留之上述反應氣體的程序。
附註11：一種基板處理裝置，係具備有：原料氣體供應部、反應氣體供應部、基板處理室及處理空間的基板處理室；該原料氣體供應部係供應原料氣體；該反應氣體供應部係供應反應氣體及其載氣，且具有加熱上述反應氣體及/或載氣的加熱部；該基板處理室係連接上述原料氣體供應部及反應氣體供應部，具有對基板施行處理的處理空間；上述控制部係依下述方式控制：將上述原料氣體供應至上述處理室後，當除去上述原料氣體殘留物時，在利 用上述加熱部加熱的狀態下供應上述載氣，並實施沖洗步驟。
附註12：如附註11所記載的基板處理裝置，其中，在供應上述反應氣體時，依熱分解溫度以上供應上述反應氣體。
附註13：如附註11所記載的基板處理裝置，其中，上述反應氣體供應部係具有連接於反應氣體源的反應氣體供應管、以及連接於載氣源的載氣供應管；上述加熱器係設置於反應氣體供應管與載氣供應管之連接部、與處理室之間。
附註14：如附註13所記載的基板處理裝置，其中，在上述加熱器與上述處理室之間，設有維持上述經加熱之氣體溫度的第二加熱器。
附註15：如附註11至14所記載的基板處理裝置，其中，當供應上述反應氣體並將殘留物予以排氣時，依上述基板成為未滿上述反應氣體之熱分解溫度的方式供應沖洗氣體。
附註16：一種基板處理裝置，係在旋轉方向上依序配置：原料氣體供應區域、第一沖洗區域、反應氣體供應區域、及第二沖洗區域的多片式裝置，其中，在供應氣體至反應氣體供應區域的反應氣體供應部、以及供應沖洗氣體至第一沖洗區域的第1沖洗氣體供應部中，分別設有加熱器。
(產業上之可利用性)
藉由將經利用承受體加熱器施行加熱的基板溫度，設定為適於成膜原料氣體之吸附反應的溫度，進一步藉由將反應氣體施行加熱．供應，便可將成膜反應所必要的熱能提供至基板表面的成膜面。
100‧‧‧基板處理裝置
200‧‧‧晶圓
201‧‧‧處理室
202‧‧‧處理容器
202a‧‧‧上部容器
202b‧‧‧下部容器
203‧‧‧處理室內搬送室(搬送空間；基板搬入出口)
204‧‧‧隔間板
205‧‧‧閘閥
206‧‧‧基板搬入出口
207‧‧‧升降銷
208‧‧‧O形環
210‧‧‧基板支撐部
211‧‧‧載置面
212‧‧‧支撐台(載置台)
213‧‧‧加熱器
214‧‧‧貫通孔
217‧‧‧軸
218‧‧‧升降機構
219‧‧‧蛇腹管
221‧‧‧排氣口
222‧‧‧排氣管
223‧‧‧壓力調整器
224‧‧‧真空泵
230‧‧‧噴淋頭
231‧‧‧蓋(噴淋頭)
231a‧‧‧孔
231b‧‧‧噴淋頭用排氣孔
232‧‧‧緩衝室
233‧‧‧絕緣塊
234‧‧‧分散板
234a‧‧‧貫通孔
235‧‧‧氣體導件
236‧‧‧排氣管
237‧‧‧閥
238‧‧‧壓力調整器
239‧‧‧真空泵
241‧‧‧氣體導入口
242‧‧‧共通氣體供應管
243‧‧‧第一氣體供應系統
243a‧‧‧第一氣體供應管
243b‧‧‧第一氣體供應源
243c‧‧‧質量流量控制器
243d‧‧‧閥
244‧‧‧第二氣體供應系統
244a‧‧‧第二氣體供應管
244b‧‧‧第二氣體供應源
244c‧‧‧質量流量控制器
244d‧‧‧閥
244e‧‧‧遠端電漿單元
244f‧‧‧加熱器
244g‧‧‧溫度維持用加熱器
245‧‧‧第三氣體供應系統
245a‧‧‧第三氣體供應管
245b‧‧‧第三氣體供應源
245c‧‧‧質量流量控制器
245d‧‧‧閥
245e‧‧‧配管加熱部(加熱器)
246a‧‧‧第一惰性氣體供應管
246b‧‧‧惰性氣體供應源
246c‧‧‧質量流量控制器
246d‧‧‧閥
247a‧‧‧第二惰性氣體供應管
247b‧‧‧惰性氣體供應源
247c‧‧‧質量流量控制器
247d‧‧‧閥
248a‧‧‧清洗氣體供應管
248b‧‧‧清洗氣體供應源
248c‧‧‧質量流量控制器
248d‧‧‧閥
251‧‧‧整合器
252‧‧‧高頻電源
260‧‧‧控制器
261‧‧‧運算部
262‧‧‧記憶裝置

Claims (12)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，係包括有依序執行下述步驟之步驟：原料氣體供應步驟，在將基板維持於第1溫度的狀態下，自與連通於上述處理容器之共通氣體供應管連接之原料氣體供應管，透過上述共通氣體供應管對上述基板供應原料氣體；與反應氣體供應步驟，自反應氣體供應管透過上述共通氣體供應管供應反應氣體，該反應氣體供應管係連接於較連接有上述共通氣體供應管之上述原料氣體供應管之位置更為上游；在上述原料氣體供應步驟與上述反應氣體供應步驟之間，進行第1惰性氣體供應步驟，該第1惰性氣體供應步驟係自設置於上述反應氣體供應管且連接於較反應氣體供應管加熱系統更為上游之第1惰性氣體供應管，透過上述反應氣體供應管及上述共通氣體供應管，對上述基板供應經利用上述反應氣體供應管加熱系統加熱至高於上述第1溫度之第2溫度之第1惰性氣體；在上述反應氣體供應步驟後，進行第2惰性氣體供應步驟，該第2惰性氣體供應步驟係自連接於上述原料氣體供應管之第2惰性氣體供應管，透過上述原料氣體供應管及上述共通氣體供應管而對上述基板供應第2惰性氣體。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述反應氣體供應步驟中，係對上述基板供應上述反應氣體，該反應氣體係經利用上述反應氣體供應管加熱系統而加熱至高於上述第1溫度的第3溫度。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中，上述 第2惰性氣體供應步驟中，係對上述基板供應上述第2惰性氣體，該第2惰性氣體係維持於低於上述第2溫度之第4溫度。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之半導體裝置之製造方法，其中，上述第2溫度與上述第3溫度為相等的溫度。
  5. 一種半導體裝置之製造方法，係使用下述基板處理裝置，該基板處理裝置具備有：處理容器，其係收容基板；以及氣體供應系統，對上述處理容器內供應含有反應氣體、原料氣體、第1惰性氣體、第2惰性氣體之處理氣體；上述氣體供應系統包含有：共通氣體供應管，連通於上述處理容器；反應氣體供應管，連接於上述共通氣體供應管，將反應氣體供應至上述處理容器內；反應氣體供應管加熱系統，設置於上述反應氣體供應管；第1惰性氣體供應管，連接於較上述反應氣體供應管之上述反應氣體供應管加熱系統更為上游，將第1惰性氣體供應至上述處理容器內；原料氣體供應管，連接於較連接有上述共通氣體供應管之上述反應氣體供應管之位置更為下游，將原料氣體供應至上述處理容器內；第2惰性氣體供應管，連接於上述原料氣體供應管，將第2惰性氣體供應至上述處理容器內；以及控制部，其係控制上述氣體供應系統；且，該半導體裝置之製造方法係依序執行： 原料氣體供應步驟，在將收容於上述處理容器內之基板維持於第1溫度的狀態下，自上述原料氣體供應管，透過上述共通氣體供應管對上述基板供應上述原料氣體；第1惰性氣體供應步驟，自上述第1惰性氣體供應管，透過上述反應氣體供應管及上述共通氣體供應管，對上述基板供應上述第1惰性氣體，該第1惰性氣體係經利用上述反應氣體供應管加熱系統加熱至高於上述第1溫度之第2溫度；反應氣體供應步驟，自反應氣體供應管，透過上述共通氣體供應管，對上述基板供應上述反應氣體；及第2惰性氣體供應步驟，自上述第2惰性氣體供應管，透過上述原料氣體供應管及上述共通氣體供應管，對上述基板供應上述第2惰性氣體。
  6. 一種基板處理裝置，具備有：處理容器，其係收容基板；以及氣體供應系統，其係對上述處理容器內，供應含有反應氣體、原料氣體、第1惰性氣體、第2惰性氣體之處理氣體；上述氣體供應系統包含有：共通氣體供應管，連通於上述處理容器；反應氣體供應管，連接於上述共通氣體供應管，將反應氣體供應至上述處理容器內；反應氣體供應管加熱系統，設置於上述反應氣體供應管；第1惰性氣體供應管，連接於較上述反應氣體供應管之上述反應氣體供應管加熱系統更為上游，將第1惰性氣體供應至上述處理容器內； 原料氣體供應管，連接於較連接有上述共通氣體供應管之上述反應氣體供應管之位置更為下游，將原料氣體供應至上述處理容器內；及第2惰性氣體供應管，連接於上述原料氣體供應管，將第2惰性氣體供應至上述處理容器內。
  7. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中，上述氣體供應系統進一步包含溫度維持用加熱系統，係設置成包覆自上述反應氣體供應管加熱系統下游側之一端起至上述反應氣體供應管與上述共通氣體供應管的連接部為止之上述反應氣體供應管。
  8. 如申請專利範圍第7項之基板處理裝置，其中，進一步具有控制部，構成為控制上述氣體供應系統，利用上述反應氣體供應管加熱系統，以高於上述共通氣體供應管之溫度加熱上述反應氣體供應管。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板處理裝置，其中，在較上述共通氣體供應管之上述反應氣體供應管之連接部更為下游處，不設置用以加熱上述共通氣體供應管之加熱系統。
  10. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中，進一步包含有：氣體導入口，於上述處理容器呈開口，並將自上述共通氣體供應管所供應的處理氣體供應至上述處理容器內；噴淋頭，設置於上述處理容器內，連接有上述氣體導入口；噴淋頭蓋加熱系統，設置於噴淋頭之蓋；分散板，設置於上述噴淋頭，使自上述氣體導入口所供應之處理氣體分散； 氣體導件，設置於上述噴淋頭之蓋與上述分散板之間，形成上述處理氣體的流動；及排氣系統，連接於上述噴淋頭。
  11. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中，進一步具有控制部，該控制部係構成為依序進行下述處理：原料氣體供應處理，係控制上述氣體供應系統，在將收容於上述處理容器內的基板維持於第1溫度的狀態下，自上述原料氣體供應管，透過共通氣體供應管，對上述基板供應上述原料氣體；第1惰性氣體供應處理，係自上述第1惰性氣體供應管，將經利用上述反應氣體供應管加熱系統加熱至高於上述第1溫度之第2溫度之上述第1惰性氣體，透過上述反應氣體供應管及上述共通氣體供應管，供應至上述基板；反應氣體供應處理，係自上述反應氣體供應管，透過上述共通氣體供應管，對上述基板供應反應氣體；及第2惰性氣體供應處理，係自上述第2惰性氣體供應管，將上述第2惰性氣體透過上述原料氣體供應管及上述共通氣體供應管，供應至上述基板。
  12. 一種電腦可讀取的記錄媒體，係記錄有使下述程序依序執行於電腦的程式，該程式依序具有：原料氣體供應程序，在將基板維持於第1溫度的狀態下，自連接於與上述處理容器連通之共通氣體供應管之原料氣體供應管，將原料氣體透過上述共通氣體供應管供應至上述基板；及反應氣體供應程序，自反應氣體供應管透過上述共通氣體供應管供應反應氣體，該反應氣體供應管係連接於較連接有上述共通氣體 供應管之上述原料氣體供應管之位置更為上游；在上述原料氣體供應程序與上述反應氣體供應程序之間，進行第1惰性氣體供應程序，該第1惰性氣體供應程序係自設置於上述反應氣體供應管且連接於較上述反應氣體供應管加熱系統更為上游之第1惰性氣體供應管，透過上述反應氣體供應管及上述共通氣體供應管，對上述基板供應經利用上述反應氣體供應管加熱系統加熱至高於上述第1溫度之第2溫度之第1惰性氣體；在上述反應氣體供應程序後，進行第2惰性氣體供應程序，該第2惰性氣體供應程序係自連接於上述原料氣體供應管之第2惰性氣體供應管，透過上述原料氣體供應管及上述共通氣體供應管，對上述基板供應第2惰性氣體。
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