TWI567851B - 基板處理裝置，半導體裝置之製造方法及記錄媒體 - Google Patents

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TWI567851B TW103122669A TW103122669A TWI567851B TW I567851 B TWI567851 B TW I567851B TW 103122669 A TW103122669 A TW 103122669A TW 103122669 A TW103122669 A TW 103122669A TW I567851 B TWI567851 B TW I567851B
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日立國際電氣股份有限公司
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Description

基板處理裝置，半導體裝置之製造方法及記錄媒體
本發明係關於一種基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體。
通常，於半導體裝置之製造步驟中，使用對晶圓等基板進行成膜處理等製程處理之基板處理裝置。作為基板處理裝置進行之製程處理，例如有交替地供給數種處理氣體(gas)而進行之循環處理。該循環處理係例如將原料氣體供給步驟、沖洗步驟、反應氣體供給步驟、沖洗步驟設為1週期而對成為處理對象之基板，重複既定次數(n週期)之該週期，藉此進行膜向基板上之形成。
作為進行此種製程處理之基板處理裝置，已知有逐片地對基板進行處理之單片式者。於單片式基板處理裝置中，例如有以如下方式構成者：相對於成為處理對象之基板，自其上方側向基板之表面上供給各種氣體(例如原料氣體、反應氣體或沖洗氣體)，並且將供給至基板之表面上之各種氣體向基板之上方側排氣(例如，參照專利文獻1、2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-222960號公報
[專利文獻2]美國專利申請公開第2012/0225191號說明書
於以自基板之上方側進行氣體供給及氣體排氣之方式構成之基板處理裝置中，例如若原料氣體與反應氣體發生氣相反應，則不會於基板上實現期望製程處理。又，例如若原料氣體或者反應氣體與沖洗氣體(惰性氣體)混合，則導致原料氣體或者反應氣體之稀釋化。因此，於該基板處理裝置中，就實現適當之製程處理之方面而言，可不使各種氣體混合存在而以分離之狀態向基板之表面上供給之情形變得重要。
本發明之目的在於提供一種於進行各種氣體之上方供給/上方排氣之情形時，可適當地進行對基板之製程處理之基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體。
根據本發明之一態樣，提供一種基板處理裝置，其包括有：基板載置台，其載置有基板；處理氣體供給部，其自上述基板載置台之上方側而對上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給部，其位在上述處理氣體供給部之側方，自上述基板載置台之上方側而對上述基板之表面上供給惰性氣體；及複數個氣體排氣部，其等位在上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間，將被供給至上述基板之表面上之氣體而朝向上述 基板之上方側進行排氣。
本發明之其他態樣，提供一種基板處理裝置，其包括有：基板載置台，其載置有基板；處理氣體供給部，其自上述基板載置台之上方側而對上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給部，其位在上述處理氣體供給部之側方，自上述基板載置台之上方側而對上述基板之表面上供給惰性氣體；及氣體排氣部，其位在上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間，將被供給至上述基板之表面上之氣體而朝向上述基板之上方側進行排氣；且相對於上述處理氣體供給部之下表面，將上述惰性氣體供給部之下表面以接近於上述基板之方式加以配置。
根據本發明之其他態樣，提供一種以並行之方式進行如下之步驟之半導體裝置之製造方法：處理氣體供給步驟，其針對於載置在基板載置台上之基板，自位在上述基板載置台之上方側的處理氣體供給部而對上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給步驟，其針對於上述基板，自配置在上述處理氣體供給部之側方且位在上述基板載置台之上方側的惰性氣體供給部而對上述基板的表面上供給惰性氣體；處理氣體排氣步驟，其藉由配置在上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間之複數個氣體排氣部之至少一部分，將被供給至上述基板之表面上之處理氣體而朝向上述基板之上方側進行排 氣；及惰性氣體排氣步驟，其藉由上述複數個氣體排氣部之至少另一部分，將被供給至上述基板之表面上之惰性氣體而朝向上述基板之上方側進行排氣。
根據本發明之其他態樣，提供一種儲存有程式之可電腦讀取之記錄媒體，該程式係在電腦中以並行之方式執行如下之程序(procedure)：處理氣體供給程序，其針對於載置在基板載置台上之基板，自位在上述基板載置台之上方側之處理氣體供給部而對上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給程序，其針對於上述基板，自配置在上述處理氣體供給部之側方且位在上述基板載置台之上方側的惰性氣體供給部而對上述基板的表面上供給惰性氣體；處理氣體排氣程序，其藉由配置在上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間之複數個氣體排氣部之至少一部分，將被供給至上述基板之表面上之處理氣體而朝向上述基板之上方側進行排氣；惰性氣體排氣程序，其藉由上述複數個氣體排氣部之至少另一部分，將被供給至上述基板之表面上之惰性氣體而朝向上述基板之上方側進行排氣。
根據本發明，在進行各種氣體之上方供給/上方排氣之情形下，可適當地進行對基板之製程處理。
100‧‧‧基板處理裝置
200‧‧‧晶圓(基板)
210‧‧‧基板載置台
230‧‧‧匣盒頭
230a‧‧‧中央支持部
230b‧‧‧原料氣體用匣盒部
230c‧‧‧反應氣體用匣盒部
231‧‧‧匣盒基體
232‧‧‧處理氣體供給部
233‧‧‧處理氣體供給孔
234‧‧‧惰性氣體供給部
235‧‧‧惰性氣體供給孔
236‧‧‧氣體排氣部
236a‧‧‧處理氣體排氣部
236b‧‧‧惰性氣體排氣部
237‧‧‧氣體排氣孔
237a‧‧‧處理氣體排氣孔
237b‧‧‧惰性氣體排氣孔
238‧‧‧處理氣體供給部232之下表面
239‧‧‧惰性氣體供給部234之下表面
241‧‧‧處理氣體供給管
242‧‧‧處理氣體供給源
243、253‧‧‧質量流量控制器
244、254、262、272‧‧‧閥
251‧‧‧惰性氣體供給管
252‧‧‧惰性氣體供給源
261‧‧‧處理氣體排氣管
263、273‧‧‧壓力控制器
264、274‧‧‧真空泵
271‧‧‧惰性氣體排氣管
280‧‧‧控制器
281‧‧‧運算部
282‧‧‧記憶部
283‧‧‧外部記憶裝置
A-A‧‧‧剖面
S101~S408‧‧‧步驟
圖1係表示本發明之第一實施形態之基板處理裝置之主要部分的概略構成例之概念圖。
圖2係表示本發明之第一實施形態之基板處理裝置之主要部分的詳細構成例之圖，且係表示圖1之A-A剖面之側剖面圖。
圖3係表示本發明之第一實施形態之基板處理步驟之流程圖。
圖4係表示於圖3之成膜步驟中進行之相對位置移動處理動作之詳細內容的流程圖。
圖5係表示於圖3之成膜步驟中進行之氣體供給排氣處理動作之詳細內容的流程圖。
圖6係表示成為本發明之比較例之基板處理裝置之主要部分的詳細構成例之側剖面圖。
圖7係表示本發明之第二實施形態之基板處理裝置之主要部分的詳細構成例之側剖面圖。
圖8係表示於本發明之第二實施形態中，對匣盒內之壓力高於匣盒外之壓力之情形時的惰性氣體流量及晶圓匣盒間之間隙、與惰性氣體之密封(seal)性之關係進行解析的結果之說明圖。
圖9係表示本發明之第三實施形態之基板處理裝置之主要部分的詳細構成例之側剖面圖。
圖10係表示於本發明之第三實施形態中，對匣盒內之壓力高於匣盒外之壓力之情形時的惰性氣體流量及晶圓匣盒間之間隙、與惰性氣體之密封性之關係進行解析的結果之說明圖。
圖11係表示本發明之第四實施形態之基板處理裝置之主要部分的概略構成例之概念圖。
圖12係表示本發明之第四實施形態之基板處理裝置之主要部分的變形例之詳細構成之側剖面圖。
圖13係表示本發明之第五實施形態之基板處理裝置之主要部分的概略構成之一例之概念圖。
圖14係表示本發明之第五實施形態之基板處理裝置之主要部分的概略構成之其他例之概念圖。
<本發明之第一實施形態>
以下，一方面參照圖式，一方面對本發明之第一實施形態進行說明。
(1)第一實施形態之基板處理裝置之構成
第一實施形態之基板處理裝置係構成為逐片地對成為處理對象之基板進行處理之單片式基板處理裝置。作為成為處理對象之基板，例如可列舉製作半導體裝置(半導體裝置)之半導體晶圓基板(以下，簡稱為「晶圓」)。作為對此種基板進行之處理，可列舉蝕刻、灰化、成膜處理等，但於第一實施形態中，特別設為進行成膜處理者。
圖1係表示本發明之第一實施形態之基板處理裝置之主要部分的概略構成例之概念圖。
(處理容器)
第一實施形態中說明之基板處理裝置100具備未圖示之處理容 器。處理容器係例如由鋁(Al)或不鏽鋼(SUS)等金屬材料構成為密閉容器。又，於處理容器之側面，設有未圖示之基板搬入搬出口，經由該基板搬入搬出口而搬送晶圓200。進而，於處理容器，連接有未圖示之真空泵或壓力控制器等氣體排氣系統，可利用該氣體排氣系統而將處理容器內調整成既定壓力。
(基板載置台)
於處理容器之內部，設有載置晶圓200之基板載置台210。基板載置台210係以如下之方式構成：例如，形成為圓板狀，複數片晶圓200於圓周方向上按照均等之間隔載置於其上表面(基板載置面)。又，基板載置台210係作為加熱源而內包有未圖示之加熱器，可使用該加熱器而將晶圓200之溫度維持成既定溫度。再者，圖例係表示以載置五片晶圓200之方式構成之情形，但並不限定於此，載置片數係只要為適當設定者亦可。例如，若載置片數較多，則可期待處理產能之提高，若載置片數較少，則可抑制基板載置台210之大型化。基板載置台210之基板載置面係與晶圓200直接接觸，故較理想為例如由石英或氧化鋁等材質形成。
(匣盒頭)
於基板載置台210之上方側，設有作為相對於基板載置台210上之晶圓200之氣體供給機構之匣盒頭230。匣盒頭230係具備中央支持部230a及複數個匣盒部230b、230c而構成，該中央支持部230a係配置於基板載置台210之中心位置附近，該等複數個匣盒部230b、230c係自該中央支持部230a朝向基板載置台210之外周側 延伸成放射狀。各匣盒部230b、230c係超過基板載置台210上之晶圓200之外周端而進一步延伸至其外周側為止。
如於以下敍述詳細內容般，各匣盒部230b、230c具有處理氣體供給部232、惰性氣體供給部234、及氣體排氣部236a、236b而構成。而且，各匣盒部230b、230c係主要藉由處理氣體供給部232向晶圓200之表面上供給處理氣體，而作為相對於晶圓200之氣體供給機構而發揮功能。再者，於第一實施形態中，各匣盒部230b、230c中之一部分之匣盒部230b與其他匣盒部230c係各者之處理氣體供給部232供給不同種類的處理氣體(例如，原料氣體與反應氣體)。
各匣盒部230b、230c之設置數量係於圖例中表示以總數計於以中央支持部230a為中心之圓周方向上均等地設有四個之情形，但並不限定於此，只要為考慮對晶圓200供給之氣體種類之數量或處理產能等而適當設定者即可。例如，若為作為處理氣體而供給原料氣體與反應氣體之情形，則只要以總數計設有至少二個匣盒部230b、230c即可，而為了謀求處理產能之提高，較理想為設置總數較多。
又，於第一實施形態中，各匣盒部230b、230c係以如下方式構成：自中央支持部230a朝向基板載置台210之外周側而延伸成帶狀。即，各匣盒部230b、230c具有朝向基板載置台210之外周側而配置長邊方向之大致矩形狀之平面形狀。然而，各匣盒部230b、230c之平面形狀並非必須為大致矩形狀。例如，亦可考慮下文敍述之基板載置台210與匣盒頭230之相對移動時之內外周的周速差與氣體供給量之關係而設為朝向外周側擴散之扇形狀。於 任一平面形狀之情形時，各匣盒部230b、230c之長邊方向之尺寸係均設為以大於晶圓200之最大徑之方式形成者。
再者，於各匣盒部230b、230c中之匣盒部230c，亦可連接有未圖示之整合器及高頻電源。於該情形時，藉由高頻電源、整合器而調整阻抗，藉此於匣盒部230c之下方側之空間產生電漿。
(移動機構)
如上所述般構成之匣盒頭230係以基板載置台210之中心位置(即，中央支持部230a之中心位置。換言之，配置成放射狀之匣盒頭230之中心)為旋轉軸而藉由未圖示之移動機構旋轉驅動。即，藉由利用移動機構旋轉驅動，而匣盒頭230之各匣盒部230b、230c依序通過載置於基板載置台210之各晶圓200之表面上。以此方式，移動機構係使基板載置台210與匣盒頭230之各匣盒部230b、230c之相對位置於旋轉方向上移動。
可考慮如下情形：對匣盒頭230進行旋轉驅動之移動機構係例如具備支持中央支持部230a而可使其旋轉之旋轉軸承、及以電動馬達為代表之驅動源等而構成。
再者，移動機構係於第一實施形態中，將對匣盒頭230進行旋轉驅動之情形列舉為例，但只要為使基板載置台210與匣盒頭230之各匣盒部230b、230c之相對位置移動者，則亦可為對基板載置台210進行旋轉驅動者。若對匣盒頭230進行旋轉驅動，則與對基板載置台210進行旋轉驅動之情形相比，可抑制作用於晶圓200之慣性力矩，從而可使旋轉速度變大。又，若對基板載 置台210進行旋轉驅動，則與對匣盒頭230進行旋轉驅動之情形不同，可抑制下文敍述之氣體配管等之構成之複雜化。
(匣盒部)
此處，進一步詳細地對匣盒頭230之各匣盒部230b、230c進行說明。圖2係表示本發明之第一實施形態之基板處理裝置之主要部分的詳細構成例之圖，且係表示圖1之A-A剖面之側剖面圖。再者，此處使用A-A剖面對匣盒部之構成進行說明，且設為各匣盒部230b、230c中之任一者均具有相同之構成者。
各匣盒部230b、230c具有處理氣體供給部232。處理氣體供給部232係用以自基板載置台210之上方側向晶圓200之表面上供給處理氣體者，且於匣盒基體231設置作為貫通孔之處理氣體供給孔233而構成。匣盒基體231係可考慮為了防止晶圓200之金屬污染而由非金屬材料形成，但亦可如下所述般考慮為了應對處理氣體之電漿激發而由具有導電性之金屬形成。如於以下敍述詳細內容般，處理氣體供給部232供給之處理氣體為原料氣體或反應氣體中之任一者。
又，各匣盒部230b、230c具有配置於處理氣體供給部232之兩側方之惰性氣體供給部234。惰性氣體供給部234係用以於處理氣體供給部232之兩側方，自基板載置台210之上方側向晶圓200之表面上供給惰性氣體者，且於匣盒基體231設置作為貫通孔之惰性氣體供給孔235而構成。對於惰性氣體供給部234供給之惰性氣體係於以下敍述詳細內容。
進而，各匣盒部230b、230c具有配置於處理氣體供 給部232與其兩側方之惰性氣體供給部234之各者之間之氣體排氣部236a、236b。氣體排氣部236a、236b係於處理氣體供給部232與惰性氣體供給部234之間配置有複數個，且包含處理氣體排氣部(第1氣體排氣部)236a及惰性氣體排氣部(第2氣體排氣部)236b，該處理氣體排氣部(第1氣體排氣部)236a係於處理氣體供給部232與惰性氣體供給部234之間，較惰性氣體供給部234更接近處理氣體供給部232而配置，主要對來自處理氣體供給部232之處理氣體進行排氣，該惰性氣體排氣部(第2氣體排氣部)236b係於處理氣體供給部232與惰性氣體供給部234之間，較處理氣體供給部232更接近惰性氣體供給部234而配置，主要對來自惰性氣體供給部234之惰性氣體進行排氣。
處理氣體排氣部236a係以夾著處理氣體供給部232之方式配置於該處理氣體供給部232之兩側方，且於匣盒基體231設置作為貫通孔之處理氣體排氣孔237a而構成。
惰性氣體排氣部236b係以於較處理氣體排氣部236a更靠匣盒外方側，與各惰性氣體供給部234之各者對應之方式配置，且於匣盒基體231設置作為貫通孔之惰性氣體排氣孔237b而構成。
再者，圖2係表示各匣盒部230b、230c之於俯視時為短邊方向之側剖面。因此，於圖例中，惰性氣體供給部234、處理氣體排氣部236a及惰性氣體排氣部236b之各者係以夾著處理氣體供給部232之方式配置於該處理氣體供給部232之兩側方，但只要該等惰性氣體供給部234、處理氣體排氣部236a及惰性氣體排氣部236b至少配置於處理氣體供給部232之兩側方，則亦能夠以包 圍該處理氣體供給部232之周圍之方式(即，於俯視之情形時，包圍處理氣體供給部232之四方側)配置。
(處理氣體供給系統)
於處理氣體供給部232之處理氣體供給孔233，連接有處理氣體供給管241。於處理氣體供給管241，自上游方向依序設有處理氣體供給源242、作為流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)243、及作為開閉閥之閥244。
主要由處理氣體供給管241、MFC243、閥244構成處理氣體供給系統。再者，處理氣體供給系統亦可包含處理氣體供給源242而考慮。
根據此種構成，處理氣體供給系統係通過處理氣體供給部232之處理氣體供給孔233而自基板載置台210之上方側向晶圓200之表面上供給處理氣體。處理氣體供給系統供給之處理氣體係於匣盒部230b為原料氣體，於匣盒部230c為反應氣體。
原料氣體係處理氣體之一，例如係使作為包含Ti(鈦)元素之金屬液體原料之TiCl4(Titanium Tetrachloride，四氯化鈦)氣化而獲得之原料氣體(即TiCl4氣體)。再者，原料氣體係於常溫常壓下，可為固體、液體或氣體中之任一者。於原料氣體於常溫常壓下為液體之情形時，只要於處理氣體供給源242與MFC243之間設置未圖示之氣化器即可。此處，作為氣體而進行說明。
反應氣體係處理氣體之另一者，例如可使用氨(NH3)氣。
再者，於處理氣體供給系統之處理氣體供給管241， 亦可連接有用以供給作為原料氣體之載流氣體(carrier gas)、反應氣體之載流氣體、或者稀釋氣體而發揮作用的惰性氣體之未圖示之氣體供給系統。具體而言，作為載流氣體等而發揮作用之惰性氣體係例如可使用氮(N2)氣。又，除N2氣體外，例如亦可使用氦(He)氣、氖(Ne)氣、氬(Ar)氣等稀有氣體。
(惰性氣體供給系統)
於惰性氣體供給部234之惰性氣體供給孔235，連接有惰性氣體供給管251。於惰性氣體供給管251，自上游方向依序設有惰性氣體供給源252、作為流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)253、及作為開閉閥之閥254。
主要由惰性氣體供給管251、MFC253、閥254構成惰性氣體供給系統。再者，惰性氣體供給系統亦可包含惰性氣體供給源252而考慮。
根據此種構成，惰性氣體供給系統係通過惰性氣體供給部234之惰性氣體供給孔235而自基板載置台210之6上方側向晶圓200之表面上供給惰性氣體。
惰性氣體係作為密封晶圓200之上表面與匣盒基體231之下表面之間之空間的氣封而發揮作用者。具體而言，例如可使用N2氣體。又，除N2氣體外，例如亦可使用He氣體、Ne氣體、Ar氣體等稀有氣體。
(處理氣體排氣系統)
於處理氣體排氣部236a之處理氣體排氣孔237a，連接有處理 氣體排氣管261。於處理氣體排氣管261，設有閥262。又，於處理氣體排氣管261，在閥262之下游側，設有將處理氣體供給部232之下方空間控制成既定壓力之壓力控制器263。進而，於處理氣體排氣管261，在壓力控制器263之下游側，設有真空泵264。
主要由處理氣體排氣管261、閥262、壓力控制器263、真空泵264構成處理氣體排氣系統。
根據此種構成，處理氣體排氣系統係通過處理氣體排氣部236a之處理氣體排氣孔237a而藉由處理氣體供給部232將供給至晶圓200之表面上之處理氣體向晶圓200的上方側排氣。
(惰性氣體排氣系統)
於惰性氣體排氣部236b之惰性氣體排氣孔237b，連接有惰性氣體排氣管271。於惰性氣體排氣管271，設有閥272。又，於惰性氣體排氣管271，在閥272之下游側，設有將惰性氣體供給部234之下方空間控制成既定壓力之壓力控制器273。進而，於惰性氣體排氣管271，在壓力控制器273之下游側，設有真空泵274。
主要由惰性氣體排氣管271、閥272、壓力控制器273、真空泵274構成惰性氣體排氣系統。
根據此種構成，惰性氣體排氣系統係通過惰性氣體排氣部236b之惰性氣體排氣孔237b而藉由惰性氣體供給部234將供給至晶圓200之表面上之惰性氣體向晶圓200的上方側排氣。
(控制器)
又，如圖1所示，基板處理裝置100具有對基板處理裝置100 之各部之動作進行控制之控制器280。控制器280係至少具有運算部281及記憶部282。控制器280係連接於上述各構成，根據上位控制器或使用者之指示而自記憶部282叫出程式或配方(recipe)，從而根據其內容而對各構成之動作進行控制。具體而言，控制器280係對移動機構、加熱器、高頻電源、整合器、MFC243、253、閥244~272、真空泵264、274等之動作進行控制。
再者，控制器280可構成為專用之電腦，亦可構成為通用之電腦。例如，準備儲存有上述程式之外部記憶裝置(例如，磁帶、軟碟或硬碟等磁碟、CD(Compact Disc)或DVD(Digital Versatile Disc)等光碟、MO(Magneto Optical)等磁光碟、USB(Universal Serial Bus)記憶體或記憶卡等半導體記憶體)283，使用外部記憶裝置283而於通用之電腦安裝程式，藉此可構成本實施形態之控制器280。
又，用以向電腦供給程式之手段並不限定於經由外部記憶裝置283而供給之情形。例如，亦可使用網路或專用線路等通訊手段，不經由外部記憶裝置283而供給程式。再者，記憶部282或外部記憶裝置283係構成為電腦可讀取之記錄媒體。以下，將該等總稱而亦簡稱為記錄媒體。再者，於在本說明書中使用所謂記錄媒體之詞語之情形時，存在僅包含記憶部282之單體之情形、僅包含外部記憶裝置283之單體之情形、或包含該兩者之情形。
(2)基板處理步驟
其次，作為半導體裝置之製造方法之一步驟，對使用基板處理裝置100而於晶圓200上形成薄膜之步驟進行說明。再者，於以下 之說明中，構成基板處理裝置100之各部之動作係藉由控制器280而控制。
此處，對如下之例進行說明：作為原料氣體(第一處理氣體)，使用使TiCl4氣化而獲得之TiCl4氣體，作為反應氣體(第二處理氣體)，使用NH3氣體，藉由交替地供給該等原料氣體與反應氣體，於晶圓200上作為金屬薄膜而形成TiN膜。
圖3係表示本發明之第一實施形態之基板處理步驟之流程圖。
(基板搬入步驟：S101)
基板處理裝置100係首先作為基板搬入步驟(S101)，打開處理容器之基板搬入搬出口，使用未圖示之晶圓移載機向處理容器內搬入複數片(例如五片)晶圓200而並列地載置至基板載置台210上。接著，使晶圓移載機向處理容器外退避，從而關閉基板搬入搬出口而使處理容器內密閉。
(壓力溫度調整步驟：S102)
其次，於基板搬入步驟(S101)後，進行壓力溫度調整步驟(S102)。壓力溫度調整步驟(S102)係於在基板搬入步驟(S101)中，使處理容器內密閉後，使連接於處理容器之氣體排氣系統作動，從而以處理容器內成為既定壓力之方式進行控制。既定壓力係於下文敍述之成膜步驟(S103)中可形成TiN膜之處理壓力，例如係對晶圓200供給之原料氣體不會自我分解之程度之處理壓力。具體而言，處理壓力係可考慮設為50~5000Pa。該處理壓力係於下文敍述之成膜 步驟(S103)中亦維持。
又，壓力溫度調整步驟(S102)係向埋入於基板載置台210之內部之加熱器供給電力，以晶圓200之表面成為既定溫度之方式進行控制。此時，加熱器之溫度係藉由如下方式調整：基於藉由未圖示之溫度感測器而檢測到之溫度資訊，對向加熱器之通電狀況進行控制。既定溫度係於下文敍述之成膜步驟(S103)中可形成TiN膜之處理溫度，例如係對晶圓200供給之原料氣體不會自我分解之程度之處理溫度。具體而言，可考慮如下情形：處理溫度為室溫以上500℃以下，較佳為室溫以上400℃以下。該處理溫度係於下文敍述之成膜步驟(S103)中亦維持。
(成膜步驟：S103)
其次，於壓力溫度調整步驟(S102)後，進行成膜步驟(S103)。作為於成膜步驟(S103)中進行之處理動作，若大致區分，則有相對位置移動處理動作、及氣體供給排氣處理動作。
(相對位置移動處理動作)
此處，首先對相對位置移動處理動作進行說明。圖4係表示於圖3之成膜步驟中進行之相對位置移動處理動作之詳細內容的流程圖。
於基板處理裝置100中，首先藉由移動機構而對匣盒頭230進行旋轉驅動，藉此開始基板載置台210與匣盒頭230之各匣盒部230b、230c之相對位置移動(S201)。藉此，匣盒頭230之各匣盒部230b、230c係依序通過載置於基板載置台210之各晶圓200 之表面上。
又，使詳細內容如下所述而於基板處理裝置100中開始氣體供給排氣處理動作。藉此，自匣盒頭230之匣盒部230b供給原料氣體(TiCl4氣體)，自匣盒頭230之匣盒部230c供給反應氣體(NH3氣體)。以下，將供給原料氣體之匣盒部230b稱為「原料氣體用匣盒部」，將供給反應氣體之匣盒部230c稱為「反應氣體用匣盒部」。
此處，若著眼於某個晶圓200，則藉由移動機構開始相對位置移動，而首先原料氣體用匣盒部230b通過該晶圓200之表面上(S202)。此時，自原料氣體用匣盒部230b對晶圓200之表面上供給原料氣體(TiCl4氣體)。又，晶圓200之表面上之空間係調整為原料氣體不會自我分解之程度之處理壓力、處理溫度。因此，於晶圓200之表面上，吸附有原料氣體之氣體分子。再者，原料氣體用匣盒部230b相對於晶圓200之表面上之通過時間、即原料氣體之供給時間係例如以成為0.1~20秒之方式調整。
若原料氣體用匣盒部230b通過，則此後反應氣體用匣盒部230c繼而通過晶圓200之表面上(S203)。此時，自反應氣體用匣盒部230c對晶圓200之表面上供給反應氣體(NH3氣體)。又，於反應氣體用匣盒部230c之下方側之空間，利用未圖示之整合器及高頻電源而產生電漿。電漿狀態之反應氣體係藉由反應氣體用匣盒部230c之通過而均勻地供給至晶圓200之表面上，從而與吸附於晶圓200上之原料氣體之氣體分子反應而於晶圓200上產生未滿1原子層(未滿1Å)之程度的TiN膜。再者，反應氣體用匣盒部230c相對於晶圓200之表面上之通過時間、即反應氣體之供給時間係例 如以成為0.1~20秒之方式調整。
將如上之原料氣體用匣盒部230b之通過動作及反應氣體用匣盒部230c之通過動作設為1週期，而控制器280判定是否已實施既定次數(n週期)之該週期(S204)。若實施既定次數之該週期，則於晶圓200上，形成期望膜厚之氮化鈦(TiN)膜。即，於成膜步驟(S103)中，進行相對位置移動處理動作，藉此進行重複交替地供給不同之處理氣體之步驟之循環處理動作。又，於成膜步驟(S103)中，對載置於基板載置台210之各晶圓200之各者進行循環處理動作，藉此以同時並行之方式對各晶圓200形成TiN膜。
接著，若結束既定次數之循環處理動作，則移動機構停止基板載置台210與匣盒頭230之各匣盒部230b、230c之相對位置移動(S205)。藉此，相對位置移動處理動作結束。再者，若結束既定次數之循環處理動作，則亦結束氣體供給排氣處理動作。
(氣體供給排氣處理動作)
其次，對成膜步驟(S103)之氣體供給排氣處理動作進行說明。圖5係表示於圖3之成膜步驟中進行之氣體供給排氣處理動作之詳細內容的流程圖。作為氣體供給排氣處理動作，有使用原料氣體用匣盒部230b而進行之處理動作(S301~S304、S305~S308)、及使用反應氣體用匣盒部230c而進行之處理動作(S401~S404、S405~S408)。
於使用原料氣體用匣盒部230b之氣體供給排氣處理動作中，首先開始惰性氣體供給步驟(S301)及惰性氣體排氣步驟(S302)。
於惰性氣體供給步驟(S301)中，將連接於原料氣體用匣盒部230b之惰性氣體供給系統之閥254設為開狀態，並且以流量成為既定流量之方式調整MFC253，藉此通過原料氣體用匣盒部230b之惰性氣體供給孔235而自基板載置台210之上方側對晶圓200之表面上供給惰性氣體(N2氣體)。惰性氣體之供給流量係例如為100~10000sccm。
於惰性氣體排氣步驟(S302)中，一方面使連接於原料氣體用匣盒部230b之惰性氣體排氣系統之真空泵274作動，一方面將閥272設為開狀態，主要使藉由惰性氣體供給部234而供給至晶圓200之表面上之惰性氣體通過原料氣體用匣盒部230b之惰性氣體排氣孔237b而朝向晶圓200之上方側排氣。此時，藉由惰性氣體排氣系統之壓力控制器273，以原料氣體用匣盒部230b之惰性氣體供給部234之下方空間之壓力成為既定壓力的方式控制。較理想為，既定壓力高於處理氣體供給部232之下方空間之壓力。
藉由進行此種惰性氣體供給步驟(S301)及惰性氣體排氣步驟(S302)，而於原料氣體用匣盒部230b之惰性氣體供給部234之下方空間，形成惰性氣體之氣封。而且，原料氣體用匣盒部230b之惰性氣體供給部234係配置於該原料氣體用匣盒部230b之處理氣體供給部232之兩側方。因此，處理氣體供給部232之下方空間係由來自惰性氣體供給部234之惰性氣體之氣封所密封。
又，相對於原料氣體用匣盒部230b之氣體供給排氣處理動作係開始原料氣體供給步驟(S303)及原料氣體排氣步驟(S304)。
於原料氣體供給步驟(S303)時，預先使原料(TiCl4)氣 化而產生(預氣化)原料氣體(即TiCl4氣體)。原料氣體之預氣化亦可與上述基板搬入步驟(S101)或壓力溫度調整步驟(S102)等並行。其原因在於，為了穩定地產生原料氣體，需要既定之時間。
接著，若產生原料氣體，則將連接於原料氣體用匣盒部230b之處理氣體供給系統之閥244設為開狀態，並且以流量成為既定流量之方式調整MFC243，藉此通過原料氣體用匣盒部230b之處理氣體供給孔233而自基板載置台210之上方側向晶圓200之表面上供給原料氣體(TiCl4氣體)。原料氣體之供給流量係例如為10~3000sccm。
此時，作為原料氣體之載流氣體，亦可供給惰性氣體(N2氣體)。該情形時之惰性氣體之供給流量係例如為10~5000sccm。
於原料氣體排氣步驟(S304)中，一方面使連接於原料氣體用匣盒部230b之處理氣體排氣系統之真空泵264作動，一方面將閥262設為開狀態，從而主要使藉由處理氣體供給部232而供給至晶圓200之表面上之原料氣體通過原料氣體用匣盒部230b之處理氣體排氣孔237a向晶圓200的上方側排氣。此時，藉由處理氣體排氣系統之壓力控制器263，以原料氣體用匣盒部230b之處理氣體供給部232之下方空間之壓力成為既定壓力之方式控制。較理想為，既定壓力低於惰性氣體供給部234之下方空間之壓力。
藉由進行此種原料氣體供給步驟(S303)及原料氣體排氣步驟(S304)，於原料氣體用匣盒部230b之處理氣體供給部232之下方空間，原料氣體被供給而滯留。而且，於處理氣體供給部232之下方空間之兩側方，形成有利用惰性氣體供給部234產生之惰性 氣體之氣封。因此，即便於處理氣體供給部232之下方空間滯留原料氣體，亦可抑制該原料氣體自原料氣體用匣盒部230b之下方空間向外方漏出。
上述各步驟(S301~S304)係設為於成膜步驟(S103)期間並行而進行者。然而，其開始時點係可考慮為了提高惰性氣體之密封性而按照上述程序進行，但並非一定限定於此，亦可同時開始各步驟(S301~S304)。
另一方面，於使用反應氣體用匣盒部230c而進行之氣體供給排氣處理動作中，首先開始惰性氣體供給步驟(S401)及惰性氣體排氣步驟(S402)。該等各步驟(S401、S402)係只要與已說明過之惰性氣體供給步驟(S301)及惰性氣體排氣步驟(S302)同樣地進行即可，故省略此處之說明。
又，使用反應氣體用匣盒部230c而進行之氣體供給排氣處理動作係開始反應氣體供給步驟(S403)及反應氣體排氣步驟(S404)。
反應氣體供給步驟(S403)係將連接於反應氣體用匣盒部230c之處理氣體供給系統之閥244設為開狀態，並且以流量成為既定流量之方式調整MFC243，藉此通過反應氣體用匣盒部230c之處理氣體供給孔233而自基板載置台210之上方側向晶圓200之表面上供給反應氣體(NH3氣體)。原料氣體之供給流量係例如為10~10000sccm。
此時，作為反應氣體之載流氣體或稀釋氣體，亦可供給惰性氣體(N2氣體)。該情形時之惰性氣體之供給流量係例如為10~5000sccm。
反應氣體排氣步驟(S404)係一方面使連接於反應氣體用匣盒部230c之處理氣體排氣系統之真空泵264作動，一方面將閥262設為開狀態，從而使藉由處理氣體供給部232而供給至晶圓200之表面上之反應氣體通過反應氣體用匣盒部230c之處理氣體排氣孔237a向晶圓200的上方側排氣。此時，藉由處理氣體排氣系統之壓力控制器263，以反應氣體用匣盒部230c之處理氣體供給部232之下方空間之壓力成為既定壓力的方式控制。既定壓力係，較理想為低於惰性氣體供給部234之下方空間之壓力。
藉由進行此種反應氣體供給步驟(S403)及反應氣體排氣步驟(S404)，於反應氣體用匣盒部230c之處理氣體供給部232之下方空間，反應氣體被供給而滯留。而且，於處理氣體供給部232之下方空間之兩側方，形成有利用惰性氣體供給部234產生之惰性氣體之氣封。因此，即便於處理氣體供給部232之下方空間滯留反應氣體，亦可抑制該反應氣體自反應氣體用匣盒部230c之下方空間向外方漏出。
上述各步驟(S401~S404)係設為於成膜步驟(S103)期間並行而進行者。然而，其開始時點係可考慮為了提高惰性氣體之密封性而按照上述程序進行，但並非一定限定於此，亦可同時開始各步驟(S401~S404)。又，該情形係於與相對於原料氣體用匣盒部230b之氣體供給排氣處理動作之各步驟(S301~S304)之關係中亦同樣。即，只要於成膜步驟(S103)期間並行而進行，則可於不同之時點開始對原料氣體用匣盒部230b進行之各步驟(S301~S304)、及對反應氣體用匣盒部230c進行之各步驟(S401~S404)之各者，亦可同時開始對原料氣體用匣盒部230b進行之各步驟(S301~S304)、及 對反應氣體用匣盒部230c進行之各步驟(S401~S404)之各者。
於結束氣體供給排氣處理動作時，對於原料氣體用匣盒部230b係結束原料氣體供給步驟(S305)及原料氣體排氣步驟(S306)，接著結束惰性氣體供給步驟(S307)及惰性氣體排氣步驟(S308)。又，對於反應氣體用匣盒部230c係結束反應氣體供給步驟(S405)及反應氣體排氣步驟(S406)，接著結束惰性氣體供給步驟(S407)及惰性氣體排氣步驟(S408)。然而，對於該等各步驟(S305~S308、S405~S408)之結束時點係與上述開始時點同樣，可於不同之時點結束，亦可同時結束。
(氣體供給排氣處理動作之氣體之流動)
其次，進一步詳細地對並列進行上述各步驟(S301~S304、S401~S404)時之原料氣體用匣盒部230b或反應氣體用匣盒部230c之下方空間之氣體的流動進行說明。
此處，首先簡單地對第一實施形態之比較例進行說明。圖6係表示成為比較例之基板處理裝置之主要部分之詳細構成例的側剖面圖。比較例之構成係於處理氣體供給部232與其兩側方之惰性氣體供給部234之各者之間，配置有單個氣體排氣部236而並非複數個。而且，通過該氣體排氣部236之氣體排氣孔237，將來自處理氣體供給部232之處理氣體與來自惰性氣體供給部234之惰性氣體之兩者向晶圓200的上方側排氣。進一步具體而言，來自惰性氣體供給部234之惰性氣體係一方面於惰性氣體供給部234之下方空間形成氣封，一方面剩餘部分向匣盒基體231之外方(側方)排氣，並且藉由氣體排氣部236而向晶圓200之上方側排氣。又， 來自處理氣體供給部232之處理氣體(原料氣體或反應氣體)係以由惰性氣體之氣封密封之狀態滯留於處理氣體供給部232之下方空間，剩餘部分係藉由氣體排氣部236而向晶圓200之上方側排氣。即，為了實現處理氣體之排氣及惰性氣體之排氣，共用相同之氣體排氣部236。
然而，於此種構成中，氣體排氣部236為單個，由於為了實現處理氣體之排氣及惰性氣體之排氣而共用相同之氣體排氣部236，故存在無法適當地進行對晶圓200之成膜處理之虞。具體而言，可考慮如下情形：例如，若處理氣體供給部232之下方空間之壓力高於惰性氣體供給部234之下方空間的壓力，則惰性氣體之氣封無法發揮功能，從而處理氣體向匣盒基體231之外方(側方)漏出。於該情形時，存在於晶圓200之表面上混合存在原料氣體與反應氣體而形成未期望之反應產物等之可能性，作為其結果無法適當地進行成膜處理。又，可考慮如下情形：例如，若使惰性氣體供給部234之下方空間之壓力高於處理氣體供給部232之下方空間的壓力，則惰性氣體超過氣體排氣部236而流入至處理氣體供給部232之下方空間為止。於該情形時，供給至處理氣體供給部232之下方空間之處理氣體稀釋化，其結果無法適當地進行成膜處理。
與此相對，如一方面參照圖2，一方面進行說明般，第一實施形態之各匣盒部230b、230c係於處理氣體供給部232與其兩側方之惰性氣體供給部234之各者之間，配置有複數個氣體排氣部236a、236b。因此，於各匣盒部230b、230c之下方空間，實現如下所述之氣體之流動。
具體而言，來自惰性氣體供給部234之惰性氣體係一 方面於惰性氣體供給部234之下方空間形成氣封，一方面剩餘部分向匣盒基體231之外方(側方)排氣，並且藉由接近惰性氣體供給部234而配置之惰性氣體排氣部236b朝向晶圓200之上方側排氣。又，來自處理氣體供給部232之處理氣體(原料氣體或反應氣體)係以由惰性氣體之氣封密封之狀態，滯留於處理氣體供給部232之下方空間，剩餘部分係藉由接近處理氣體供給部232而配置之處理氣體排氣部236a朝向晶圓200之上方側排氣。即，以如下等方式分擔複數個氣體排氣部236a、236b之各者所擔負之作用：處理氣體排氣部236a係主要對來自處理氣體供給部232之處理氣體進行排氣，惰性氣體排氣部236b係主要對來自惰性氣體供給部234之惰性氣體進行排氣。
因此，第一實施形態之各匣盒部230b、230c係例如即便使惰性氣體供給部234之下方空間之壓力大於處理氣體供給部232之下方空間的壓力，惰性氣體亦藉由惰性氣體排氣部236b而排氣，因此惰性氣體超過處理氣體排氣部236a而流入至處理氣體供給部232之下方空間為止。進而，由於可使惰性氣體供給部234之下方空間之壓力高於處理氣體供給部232之下方空間的壓力，因此可實現使惰性氣體作為氣封而確實地發揮功能之情形，從而可預先防範處理氣體向匣盒基體231之外方(側方)漏出之情形。即，根據本實施形態之各匣盒部230b、230c，可不使各種氣體混合存在而以分離之狀態向晶圓200之表面上供給，其結果可實現適當之成膜處理。
(基板搬出步驟：S104)
其次，如圖3所示，於如上之成膜步驟(S103)後，進行基板搬出步驟(S104)。基板搬出步驟(S104)係按照與已說明之基板搬入步驟(S101)之情形相反之程序，使用晶圓移載機而向處理容器外搬出經處理之晶圓200。
(處理次數判定步驟：S105)
於搬出晶圓200後，控制器280判定基板搬入步驟(S101)、壓力溫度調整步驟(S102)、成膜步驟(S103)及基板搬出步驟(S104)之一連串之各步驟之實施次數是否到達既定之次數(S105)。若判定為到達既定之次數，則為了開始下一處於待機之晶圓200之處理，移行至基板搬入步驟(S101)。又，若判定為到達既定之次數，則視需要而於進行對處理容器內等之清洗步驟後，結束一連串之各步驟。再者，對於清洗步驟係可利用公知技術進行，故此處省略其說明。
(3)第一實施形態之效果
根據第一實施形態，發揮以下所示之一個或複數個效果。
(a)根據第一實施形態，於處理氣體供給部232與惰性氣體供給部234之間，配置有複數個氣體排氣部236a、236b，各氣體排氣部236a、236b係將供給至晶圓200之表面上之各種氣體向晶圓200之上方側排氣。因此，能夠以如下等方式分擔複數個氣體排氣部236a、236b之各者所擔負之作用：複數個氣體排氣部236a、236b中之一部分係主要對來自處理氣體供給部232之處理氣體進行排氣，複數個氣體排氣部236a、236b中之另一部分係主要對來自惰性氣體供給部234之惰性氣體進行排氣。即，藉由對複數個氣 體排氣部236a、236b分擔作用，可抑制惰性氣體流入至處理氣體供給部232之下方空間為止而防止該下方空間之處理氣體之稀釋化，因此不存在導致使用該處理氣體之成膜處理之效率下降之情形。又，可使惰性氣體作為氣封確實地發揮功能而預先防範處理氣體向匣盒基體231之外方(側方)漏出之情形，因此可不使各種氣體混合存在而以分離之狀態向晶圓200之表面上供給。作為該等之結果，可實現適當之成膜處理。
進而，根據第一實施形態，可藉由使功能分擔於複數個氣體排氣部236a、236b，而實現惰性氣體供給部234之下方空間之壓力之高壓化，伴隨於此而對於處理氣體供給部232之下方空間之壓力，亦可於不超過惰性氣體供給部234之下方空間之壓力之範圍內實現高壓化。若可實現處理氣體供給部232之下方空間之高壓化，則可期待因處理氣體之壓力提高實現之成膜速度之提高。即，藉由使功能分擔於複數個氣體排氣部236a、236b，亦可實現成膜處理之效率之提高。
又進而，根據第一實施形態，使功能分擔於複數個氣體排氣部236a、236b，且於各個氣體排氣部236a、236b連接有獨立之氣體排氣系統，因此可個別地設定處理氣體之排氣速率與惰性氣體之排氣速率。藉此，例如能夠以使惰性氣體之供給速率大於處理氣體等之方式，個別地設定處理氣體之供給速率與惰性氣體之供給速率，因此就實現惰性氣體之氣封之密封性之提高、或處理氣體供給部232之下方空間之高壓化等方面而言，成為非常適合者。
(b)又，於第一實施形態中，作為複數個氣體排氣部236a、236b，其包含接近處理氣體供給部232而配置之處理氣體排 氣部236a、及接近惰性氣體供給部234而配置之惰性氣體排氣部236b。因此，可根據各氣體供給部232、234與各氣體排氣部236a、236b之位置關係，適當地分擔複數個氣體排氣部236a、236b之各者擔負之功能。即，就不使各種氣體混合存在而以分離之狀態向晶圓200之表面上供給，藉此實現適當之成膜處理而言，成為非常適合者。
(c)又，根據第一實施形態，惰性氣體供給部234配置於處理氣體供給部232之兩側方，於兩側方之各惰性氣體供給部234與處理氣體供給部232之各者之間，設有複數個氣體排氣部236a、236b。藉此，於處理氣體供給部232之下方空間之兩側方，形成惰性氣體之氣封，藉此密封該下方空間(即供給滯留處理氣體之空間)。因此，例如於藉由各匣盒部230b、230c依序通過晶圓200之表面上而進行成膜步驟(S103)之情形時，亦可預先防範於晶圓200之表面上混合存在不同種類之處理氣體(原料氣體、反應氣體)之情形。
(d)又，根據第一實施形態，移動機構使基板載置台210與匣盒頭230之各匣盒部230b、230c之相對位置移動，藉此進行向晶圓200之表面上之成膜處理。因此，與以原料氣體或反應氣體充滿處理容器內，並經由沖洗步驟而交替地更換之情形相比，可抑制處理氣體(原料氣體或反應氣體)之消耗量，從而就該方面而言，亦可實現有效之成膜處理。即，能夠以最小限之氣體使用量獲得最大之成膜速率。
(e)又，根據第一實施形態，於載置複數片(例如五片)晶圓200之基板載置台210之上方側，配置有具備延伸成放射狀之 複數個(例如四個)匣盒部230b、230c之匣盒頭230，藉由移動機構進行旋轉驅動而使基板載置台210與各匣盒部230b、230c之相對位置於旋轉方向上移動。因此，例如與使基板載置台210與各匣盒部230b、230c之相對位置於線性運動方向上移動之情形相比，可使移動機構等之構成簡化，又，可同時處理複數片晶圓200，因此可謀求成膜處理之生產性之提高。
(f)又，根據第一實施形態，匣盒頭230之各匣盒部230b、230c以供給不同種類之處理氣體之方式構成。即，原料氣體用匣盒部230b係對晶圓200之表面上供給原料氣體(TiCl4氣體)，反應氣體用匣盒部230c係對晶圓200之表面上供給反應氣體(NH3氣體)。因此，若各匣盒部230b、230c依序通過載置於基板載置台210上之晶圓200之表面上，則無需介置處理氣體之更換或沖洗步驟等，而於晶圓200之表面上形成TiN膜，因此可實現成膜處理之高產能化。而且，於該情形時，亦可如已說明般不使各處理氣體(原料氣體或反應氣體)混合存在而以分離之狀態向晶圓200之表面上供給，因此可實現適當之成膜處理。
<本發明之第二實施形態>
其次，一方面參照圖式，一方面對本發明之第二實施形態進行說明。然而，此處主要對與上述第一實施形態之差異方面進行說明，省略對其他方面之說明。
此處，首先再次簡單地對亦於第一實施形態中說明之圖6所示之比較例之構成進行說明。於比較例之構成中，只要適當地設定處理氣體供給部232之下方空間之壓力與惰性氣體供給部 234之下方空間的壓力，則亦可實現如下情形：一方面使惰性氣體作為氣封而發揮功能，一方面不使處理氣體稀釋化而供給至由該氣封密封之處理氣體供給部232之下方空間。於該情形時，為了提高作為惰性氣體之氣封之功能，較理想為於不會對在成膜步驟(S103)中進行之相對位置移動處理動作造成障礙之範圍內，儘可能使晶圓200之上表面與構成惰性氣體供給部234之匣盒基體231之下表面之間隔變窄。
然而，比較例之構成係匣盒基體231之下表面於處理氣體供給部232與惰性氣體供給部234中之任一部分中，均構成同一面。即，處理氣體供給部232之下表面與惰性氣體供給部234之下表面成為相同之高度。因此，若晶圓200之上表面與惰性氣體供給部234之下表面之間隔變窄，則伴隨於此而晶圓200之上表面與處理氣體供給部232之下表面之間隔亦變窄。
若晶圓200之上表面與處理氣體供給部232之下表面之間隔變窄，則存在如下之虞：處理氣體供給部232之下方空間係即便通過處理氣體供給孔233而向晶圓200之表面上供給處理氣體，該處理氣體亦不會均勻地擴散而於處理氣體之濃度分佈產生不均。若以此種狀態進行成膜處理，則存在損壞藉由該成膜處理而獲得之薄膜之膜厚之面內均勻性的可能性。
因此，於本發明之第二實施形態中說明之基板處理裝置100係為了謀求藉由成膜處理而獲得之薄膜之膜厚之面內均勻性的進一步之提高，如下所述般構成各匣盒部230b、230c。
(4)第二實施形態之匣盒部之構成
圖7係表示本發明之第二實施形態之基板處理裝置之主要部分的詳細構成例之側剖面圖。
第二實施形態之各匣盒部230b、230c係與上述比較例之構成同樣地，相對於晶圓200之表面上，自匣盒基體231之側剖面之大致中央附近通過處理氣體供給孔233而供給處理氣體，自該匣盒基體231之兩端附近通過惰性氣體供給孔235而供給惰性氣體，通過配置於該等處理氣體供給孔233與惰性氣體供給孔235之間之氣體排氣孔237而將供給至晶圓200之表面上之處理氣體及惰性氣體向上方側排氣。藉此，於惰性氣體供給部234之下方空間，形成惰性氣體之氣封，從而供給至處理氣體供給部232之下方空間之處理氣體係自氣體排氣孔237不洩漏地向匣盒基體231之外方(側方)排氣。
又，第二實施形態之各匣盒部230b、230c係相對於處理氣體供給部232之下表面238，位於其兩側方之惰性氣體供給部234之下表面239接近晶圓200而配置。而且，惰性氣體供給部234之下表面239與晶圓200之上表面之間隔係於不會對在成膜步驟(S103)中進行之相對位置移動處理動作造成障礙之範圍內，儘可能窄地設定。然而，於該情形時，處理氣體供給部232之下表面238與惰性氣體供給部234之下表面239亦位於不同之高度，因此即便使晶圓200之上表面與惰性氣體供給部234之下表面239之間隔變窄，於處理氣體供給部232之下表面238與晶圓200之上表面之間，亦確保某種程度之廣度之空間。
再者，此處所言之處理氣體供給部232之下表面238之高度方向的位置係與構成處理氣體供給部232之處理氣體供給孔 233之下端位置一致。又，惰性氣體供給部234之下表面239之高度方向之位置係與構成惰性氣體供給部234的惰性氣體供給孔235之下端位置一致。
於此種構成之各匣盒部230b、230c中，使惰性氣體供給部234之下表面239接近晶圓200，藉此該惰性氣體供給部234形成之惰性氣體之氣封之密封性提高。而且，於該情形時，處理氣體供給部232之下表面238與晶圓200之上表面之間之距離亦得到確保，因此供給至處理氣體供給部232之下方空間之處理氣體均勻地擴散。即，抑制處理氣體供給部232之下方空間之處理氣體之濃度分佈的不均，藉此藉由成膜處理而獲得之薄膜之膜厚之面內均勻性提高。
進而，於此種構成之各匣盒部230b、230c中，適當地調整晶圓200之上表面與惰性氣體供給部234之下表面239之間隔、與自惰性氣體供給部234供給之惰性氣體之流量，藉此可於匣盒內外設置壓力差。具體而言，能夠以匣盒外係為了沖洗副產物等而設為低壓，匣盒內係為了提高成膜速度而設為高壓之方式設為較理想之壓力，且可有效率地使用處理氣體。再者，所謂匣盒內係指晶圓200與匣盒基體231之間之空間，特別是指處理氣體供給部232之下方空間。又，所謂匣盒外係指匣盒基體231之外方(側方)。
圖8係表示對匣盒內之壓力高於匣盒外之壓力之情形時的、惰性氣體流量及晶圓匣盒間之間隙、與惰性氣體之密封性之關係進行解析的結果之說明圖。於圖中，橫軸表示惰性氣體流量，縱軸表示反應氣體之匣盒外之莫耳濃度(即洩漏量)。
根據圖例之解析結果，可明確得知如下情形：惰性氣 體之流量越多，又，晶圓匣盒間之間隙越小，則反應氣體之洩漏量越少，從而惰性氣體之密封性越佳。然而，對於晶圓匣盒間之間隙係必須確保不會對在成膜步驟(S103)中進行之相對位置移動處理動作造成障礙之程度的間隔。因此，為了謀求密封性之提高，需要自惰性氣體供給部234供給某種程度之流量之惰性氣體。另一方面，若惰性氣體之流量過多，則惰性氣體大量地侵入至匣盒內，從而存在匣盒內之反應氣體之濃度下降而成膜效率降低之虞。根據該情形，對於自惰性氣體供給部234供給之惰性氣體之流量係可考慮以如下方式設定：變得多於補充晶圓匣盒間之間隙之程度之流量，且變得少於導致匣盒內之反應氣體濃度之下降之流量。
(5)第二實施形態之效果
根據第二實施形態，發揮以下所示之一個或複數個效果。
(g)根據第二實施形態，相對於處理氣體供給部232之下表面238，位於其兩側方之惰性氣體供給部234之下表面239接近晶圓200而配置，因此可容易地提高惰性氣體供給部234形成之惰性氣體之氣封之密封性。而且，即便提高惰性氣體之氣封之密封性，處理氣體供給部232之下表面238與晶圓200之上表面之間之距離亦得到確保，因此供給至處理氣體供給部232之下方空間之處理氣體均勻地擴散。即，與處理氣體供給部232與惰性氣體供給部234之各下表面構成同一面之情形相比，可抑制處理氣體供給部232之下方空間之處理氣體之濃度分佈的不均，藉此可提高藉由成膜處理而獲得之薄膜之膜厚之面內均勻性。
(h)又，根據第二實施形態，相對於處理氣體供給部 232之下表面238，位於其兩側方之惰性氣體供給部234之下表面239接近晶圓200而配置，因此可容易地於匣盒內外設置壓力差。具體而言，能夠以匣盒外係為了沖洗副產物等而設為低壓，匣盒內係為了提高成膜速度而設為高壓之方式設為較理想之壓力，且可有效率地使用處理氣體。
<本發明之第三實施形態>
其次，一方面參照圖式，一方面對本發明之第三實施形態進行說明。然而，此處亦主要對與上述第一實施形態或第二實施形態之差異方面進行說明，省略對其他方面之說明。
(6)第三實施形態之匣盒部之構成
圖9係表示本發明之第三實施形態之基板處理裝置之主要部分的詳細構成例之側剖面圖。
(基本構成)
第三實施形態之各匣盒部230b、230c係組合於第一實施形態中說明之構成、與於第二實施形態中說明之構成者。具體而言，各匣盒部230b、230c係如於第一實施形態中說明般，於處理氣體供給部232與惰性氣體供給部234之間，配置有複數個氣體排氣部236a、236b，並且作為複數個氣體排氣部236a、236b，包含接近處理氣體供給部232而配置之處理氣體排氣部236a、及接近惰性氣體供給部234而配置之惰性氣體排氣部236b。而且，處理氣體排氣部236a係主要對來自處理氣體供給部232之處理氣體進行向晶圓200 之上方側之排氣，惰性氣體排氣部236b係主要對來自惰性氣體供給部234之惰性氣體進行向晶圓200之上方側之排氣。又，各匣盒部230b、230c係如於第二實施形態中說明般，相對於處理氣體供給部232之下表面238，位於其兩側方之惰性氣體供給部234之下表面239接近晶圓200而配置。
另外，第三實施形態之各匣盒部230b、230c係作為複數個氣體排氣部236a、236b而具備處理氣體排氣部236a及惰性氣體排氣部236b。對於該等氣體排氣部236a、236b中之處理氣體排氣部236a係以其下表面與處理氣體供給部232之下表面238一致(即，成為與處理氣體供給部232之下表面238相同之高度位置)之方式構成。再者，此處所言之處理氣體排氣部236a之下表面係高度方向之位置與構成處理氣體排氣部236a的處理氣體排氣孔237a之下端位置一致之面。因此，第三實施形態之各匣盒部230b、230c係不僅相對於處理氣體供給部232之下表面238，而且亦相對於處理氣體排氣部236a之下表面而惰性氣體供給部234之下表面239接近晶圓200而配置。根據此種構成，於藉由處理氣體供給部232之下方空間及處理氣體排氣部236a之下方空間構成之處理空間中可期待自處理氣體供給部232供給而滯留於處理空間內的處理氣體之壓力之均勻化及濃度分佈不均之抑制，藉此藉由成膜處理而獲得之薄膜之膜厚之面內均勻性提高。
另一方面，對於複數個氣體排氣部236a、236b中之惰性氣體排氣部236b係以其下表面與惰性氣體供給部234之下表面239一致(即，成為與惰性氣體供給部234之下表面239相同之高度位置)之方式構成。再者，此處所言之惰性氣體排氣部236b之 下表面係高度方向之位置與構成惰性氣體排氣部236b的惰性氣體排氣孔237b之下端位置一致之面。因此，第三實施形態之各匣盒部230b、230c係相對於處理氣體排氣部236a之下表面，惰性氣體排氣部236b之下表面接近晶圓200而配置。根據此種構成，可容易地使惰性氣體供給部234及惰性氣體排氣部236b之下方空間高壓化，藉此謀求惰性氣體供給部234形成之惰性氣體之氣封之進一步的密封性之提高。再者，若惰性氣體排氣部236b之下表面係相對於處理氣體排氣部236a之下表面而接近晶圓200配置，則無須一定與惰性氣體供給部234之下表面239一致。
此處，對如上所述般構成之第三實施形態之各匣盒部230b、230c之惰性氣體流量及晶圓匣盒間的間隙、與惰性氣體之密封性之關係進行說明。圖10係表示於第三實施形態中，對匣盒內之壓力高於匣盒外之壓力之情形時的、惰性氣體流量及晶圓匣盒間之間隙、與惰性氣體之密封性之關係進行解析的結果之說明圖。於圖中，橫軸表示惰性氣體流量，縱軸表示反應氣體之匣盒外之莫耳濃度(即洩漏量)。根據圖例之解析結果，與於第二實施形態中說明之解析結果(參照圖8)同樣地，惰性氣體之流量越多，又，晶圓匣盒間之間隙越小，則惰性氣體之密封性越佳，但若以相同之條件進行比較，則可知第三實施形態之構成之情形係密封性優於第二實施形態之構成的情形。又，即便使惰性氣體之流量變多，與第二實施形態之構成之情形不同地，亦藉由惰性氣體排氣部236b而對惰性氣體進行排氣，因此惰性氣體之向匣盒內之流入得到抑制，從而以保持匣盒內之氣體濃度之點而言，較第二實施形態之構成之情形更有利。
根據以上之點，可考慮如下情形：對第三實施形態之各匣盒部230b、230c，採用如下所述之具體構成。此處，將如下情形列舉為例：對於反應氣體用匣盒部230c，作為反應氣體而供給NH3氣體(100%)，又，作為惰性氣體而供給N2氣體(100%)，且匣盒內(特別是處理氣體供給部232之下方空間)之壓力為500Pa，匣盒外之壓力為50Pa，匣盒外之溫度為350℃。於此種情形時，晶圓匣盒間之間隙係例如為3mm以下，較佳為設為0.5mm~2mm左右。又，N2氣體之流量係例如設為2slm~50slm左右。進一步詳細而言，例如若晶圓匣盒間之間隙為1mm左右，則將N2氣體之流量設為2slm~10slm左右，若晶圓匣盒間之間隙為2mm左右，則將N2氣體之流量設為10slm~20slm左右，若晶圓匣盒間之間隙為3mm左右，則將N2氣體之流量設為50slm左右。
(用以進一步之密封性之提高之構成)
於第三實施形態之各匣盒部230b、230c中。為了謀求惰性氣體之氣封之進一步之密封性的提高，可考慮採用如下所述之構成。
例如，於第三實施形態之各匣盒部230b、230c中，設為相對於處理氣體排氣部236a而惰性氣體排氣部236b具有較高之排氣能力。具體而言，可考慮如下情形：使連接於惰性氣體排氣部236b之惰性氣體排氣孔237b之惰性氣體排氣系統之氣體排氣流量多於連接於處理氣體排氣部236a的處理氣體排氣孔237a之處理氣體排氣系統之氣體排氣流量。根據此種構成，將自處理氣體供給部232供給之新鮮之處理氣體向匣盒外排氣之情形得到抑制，又，暴露至晶圓200而向處理空間之外方流動之處理氣體確實地朝向上 方側排氣。
又，例如於第三實施形態之各匣盒部230b、230c中，相對於處理氣體排氣部236a而惰性氣體排氣部236b具有較高之排氣導率(conductance)。即，使氣體易於在惰性氣體排氣部236b流動。具體而言，可考慮如下情形：使惰性氣體排氣部236b之惰性氣體排氣孔237b之孔徑大於處理氣體排氣部236a之處理氣體排氣孔237a之孔徑、或使孔內之壁面之表面狀態存在差異，藉此調整排氣導率。根據此種構成，將自處理氣體供給部232供給之新鮮之處理氣體向匣盒外排氣之情形亦得到抑制，又，暴露至晶圓200而向處理空間之外方流動之處理氣體確實地朝向上方側排氣。
於任一構成中，為了謀求惰性氣體之氣封之密封性之提高，均較理想為相對於處理氣體供給部232之下方區域之氣體壓力而較高地設定惰性氣體供給部234之下方區域的氣體壓力。氣體壓力之調整係利用處理氣體排氣系統之壓力控制器263、或惰性氣體排氣系統之壓力控制器273等進行即可。
再者，較理想為第三實施形態之各匣盒部230b、230c構成為配置於處理氣體供給部232之兩側方之各處理氣體排氣部236a彼此的相隔距離小於晶圓200之平面尺寸(即最大徑尺寸)。此處，所謂各處理氣體排氣部236a彼此之相隔距離係指各處理氣體排氣部236a之外端緣彼此之間之距離(即作為處理氣體供給部232及各處理氣體排氣部236a之下方空間之處理空間之水平方向尺寸)，進一步具體而言，例如係指處理氣體排氣部236a之處理氣體排氣孔237a之外側壁面彼此之間之距離。根據此種構成，可使因處理氣體(原料氣體或反應氣體)之反應產生之反應阻礙物質於晶圓 200上流動之距離變小，藉此預先防範反應阻礙物質向晶圓200上之堆積。
(7)第三實施形態之效果
根據第三實施形態，除於第一實施形態或第二實施形態中說明之效果外，發揮以下所示之一個或複數個效果。
(i)根據第三實施形態，由於組合於第一實施形態中說明之構成與於第二實施形態中說明之構成，因此與於第二實施形態中說明之構成相比，惰性氣體之氣封之密封性提高，從而於相同之條件下，處理氣體之洩漏量亦變少。又，即便增大惰性氣體流量，亦藉由惰性氣體排氣部236b而排氣，故匣盒內之處理氣體濃度不會下降，從而成膜效率不會降低。而且，若與於第一實施形態中說明之構成相比，則處理氣體變得均勻地向匣盒內擴散，從而可提高藉由成膜處理而獲得之薄膜之膜厚之面內均勻性。
因此，根據第三實施形態，基板處理裝置100具備原料氣體用匣盒部230b及反應氣體用匣盒部230c，於可於處理容器內同時存在原料氣體與反應氣體之情形時，亦可於各匣盒部230b、230c，使惰性氣體之氣封確實地發揮功能，因此不存在原料氣體與反應氣體混合之情形，從而亦不會發生氣相反應。又，匣盒內係以按照充分之濃度均勻地擴散之方式供給有處理氣體，而且藉由晶圓200與各匣盒部230b、230c之相對移動而處理氣體供給至晶圓200之表面上之整個區域，因此不存在於供給至晶圓200之表面上之處理氣體之濃度分佈中產生不均之情形，藉此可於面內將成膜速度設為均勻。
(j)又，根據第三實施形態，不僅相對於處理氣體供給部232之下表面238，而且亦相對於處理氣體排氣部236a之下表面而惰性氣體供給部234之下表面239接近晶圓200配置。因此，於藉由處理氣體供給部232之下方空間及處理氣體排氣部236a之下方空間構成之處理空間中，可期待自處理氣體供給部232供給而滯留於處理空間內的處理氣體之壓力之均勻化及濃度分佈不均之抑制，藉此藉由成膜處理而獲得之薄膜之膜厚之面內均勻性提高。
(k)又，根據第三實施形態，相對於處理氣體排氣部236a之下表面，惰性氣體排氣部236b之下表面接近晶圓200而配置。因此，可容易地使惰性氣體供給部234及惰性氣體排氣部236b之下方空間高壓化，藉此謀求惰性氣體供給部234形成之惰性氣體之氣封之進一步的密封性之提高。
(l)又，根據第三實施形態，相對於處理氣體排氣部236a而惰性氣體排氣部236b具有較高之排氣能力、或相對於處理氣體排氣部236a而惰性氣體排氣部236b具有較高之排氣導率，藉此謀求惰性氣體之氣封之進一步之密封性的提高。因此，可抑制新鮮之處理氣體向匣盒外排氣之情形，又，可將暴露至晶圓200而向處理空間之外方流動之處理氣體確實地朝向上方側排氣。
(m)又，根據第三實施形態，亦藉由以如下方式構成，而謀求惰性氣體之氣封之進一步之密封性的之提高：相對於處理氣體供給部232之下方區域之氣體壓力而惰性氣體供給部234之下方區域的氣體壓力變高。
(n)又，根據第三實施形態，藉由較晶圓200之平面尺寸更小地構成配置於處理氣體供給部232之兩側方之各處理氣體排 氣部236a彼此的相隔距離，而因處理氣體(原料氣體或反應氣體)之反應產生之反應阻礙物質於晶圓200上流動之距離變小，藉此可預先防範反應阻礙物質向晶圓200上之堆積。
<本發明之第四實施形態>
其次，一方面參照圖式，一方面對本發明之第四實施形態進行說明。然而，此處亦主要對與上述第一至第三之各實施形態之差異方面進行說明，省略對其他方面之說明。
(8)第四實施形態之基板處理裝置之構成
圖11係表示本發明之第四實施形態之基板處理裝置之主要部分的概略構成例之概念圖。
(基本構成)
於第四實施形態中說明之基板處理裝置係基板載置台210、匣盒頭230及移動機構與上述第一實施形態之構成不同。
基板載置台210係以於其上表面(基板載置面)載置一片晶圓200之方式構成。再者，圖例係將基板載置台210形成為圓板狀之情形列舉為例，但並無特別限定，亦可為其他形狀。
匣盒頭230係具備一個原料氣體用匣盒部230b、及一個反應氣體用匣盒部230c而構成。而且，各匣盒部230b、230c係並非如第一實施形態之情形般延伸成放射狀，而以各者之長邊方向平行地延伸之方式配置。再者，各匣盒部230b、230c本身係只要為與於第一至第三之各實施形態中之任一者中說明者同樣地構 成者即可。
移動機構係以如下方式構成：使各匣盒部230b、230c並行地於與各者之長邊方向正交之方向上往復移動，藉此使各匣盒部230b、230c通過載置於基板載置台210之晶圓200之表面上。即，移動機構係藉由使各匣盒部230b、230c並列地往復移動，而使基板載置台210與各匣盒部230b、230c之相對位置於線性運動方向上移動。此時，可考慮如下情形：移動機構係對於原料氣體用匣盒部230b與反應氣體用匣盒部230c，以於使一者移動而通過晶圓200之表面上後，使另一者移動而通過晶圓200之表面上之方式，使各者交替地動作。然而，並非一定限定於此，亦可藉由使各者同步而同時向相同之方向移動，而依序通過晶圓200之表面上。又，移動機構係亦可藉由使載置有晶圓200之基板載置台210移動而並非使各匣盒部230b、230c移動，而使基板載置台210與各匣盒部230b、230c之相對位置於線性運動方向上移動。
於此種構成中，亦藉由原料氣體用匣盒部230b與反應氣體用匣盒部230c依序通過晶圓200之表面上，而於該晶圓200之表面上成膜金屬薄膜。
(變形例)
如上所述，於移動機構為使基板載置台210與各匣盒部230b、230c之相對位置於線性運動方向上往復移動之構成之情形時，各匣盒部230b、230c係與第一至第三之各實施形態之情形不同地，無需一定於處理氣體供給部232之兩側方配置有惰性氣體供給部234。
圖12係表示本發明之第四實施形態之基板處理裝置之主要部分的變形例之詳細構成之側剖面圖。於圖例之構成中，僅於處理氣體供給部232之一側方(具體而言為於相對位置移動時，插拔晶圓200之側)，配置有惰性氣體供給部234。即便為此種構成，於具備一個原料氣體用匣盒部230b及一個反應氣體用匣盒部230c而於線性運動方向上進行相對位置移動之情形時，惰性氣體供給部234亦形成惰性氣體之氣封，藉此可不使原料氣體與反應氣體混合存在而分離地供給至晶圓200之表面上。
(9)第四實施形態之效果
根據第四實施形態，發揮以下所示之效果。
(o)根據第四實施形態，具備平行地延伸之一個原料氣體用匣盒部230b及一個反應氣體用匣盒部230c，移動機構使該等各匣盒部230b、230c與基板載置台210之相對位置於線性運動方向上移動。因此，例如若與使基板載置台210與各匣盒部230b、230c之相對位置於旋轉方向上移動之情形相比，則可容易地實現基板處理裝置100之小型化或設置空間之省空間化等。
<本發明之第五實施形態>
其次，一方面參照圖式，一方面對本發明之第五實施形態進行說明。然而，此處亦主要對與上述第一至第四之各實施形態之差異方面進行說明，省略對其他方面之說明。
(10)第五實施形態之基板處理裝置之構成
第五實施形態中說明之基板處理裝置係使基板載置台210與各匣盒部230b、230c之相對位置僅向一方向移動，而並非於線性運動方向上往復移動，藉此就可對複數片晶圓200連續地進行成膜處理之點而言，與上述第四實施形態之構成不同。
圖13係表示本發明之第五實施形態之基板處理裝置之主要部分的概略構成之一例之概念圖。圖例之基板處理裝置係於基板載置台210上，以並列成一排之方式配置有複數個晶圓200，並且以與成膜處理時之重複週期數量對應之數量之原料氣體用匣盒部230b與反應氣體用匣盒部230c交替地鄰接的方式構成匣盒頭。而且，移動機構係以各匣盒部230b、230c依序通過基板載置台210上之各晶圓200之表面上之方式，使匣盒頭向一方向移動，藉此基板載置台210與各匣盒部230b、230c之相對位置於線性運動方向上發生變化。根據此種構成之基板處理裝置，藉由匣盒頭之向一方向之移動，而各匣盒部230b、230c依序通過基板載置台210上之各晶圓200之表面上，因此可對各晶圓200連續地進行成膜處理。
圖14係表示本發明之第五實施形態之基板處理裝置之主要部分的概略構成之其他例之概念圖。圖例之基板處理裝置係以基板載置台210移動而並非匣盒頭移動之方式構成。即，於可向一方向移動之基板載置台210上，至少配置有一片晶圓200。又，原料氣體用匣盒部230b與反應氣體用匣盒部230c係以各者交替地鄰接之方式配置成一排。而且，移動機構係以載置有晶圓200之基板載置台210依序通過各匣盒部230b、230c之下方空間之方式，使基板載置台210向一方向移動，藉此基板載置台210與各匣盒部 230b、230c之相對位置於線性運動方向上發生變化。再者，於各匣盒部230b、230c中，僅與成膜處理時之重複週期數量對應之數量之匣盒部230b、230c進行對晶圓200的氣體供給，而並非一定為該等匣盒部230b、230c之全部進行對晶圓200之氣體供給。根據此種構成之基板處理裝置，藉由基板載置台210之向一方向之移動，而基板載置台210上之晶圓200依序通過各匣盒部230b、230c之下方空間，因此若使複數個基板載置台210依序移動，則可對複數個晶圓200連續地進行成膜處理。而且，藉由適當地調整進行氣體對晶圓200之供給之匣盒部230b、230c之數量，無論相對於哪種膜厚之成膜處理，均可適當地應對。
(11)第五實施形態之效果
根據第五實施形態，發揮以下所示之效果。
(p)根據第五實施形態，複數個各匣盒部230b、230c以交替地鄰接之方式並列，從而可連續地對複數個晶圓200進行成膜處理。因此，例如與使基板載置台210與各匣盒部230b、230c之相對位置於旋轉方向上移動之情形相比，可實現更進一步之成膜處理之效率之提高或高產能(throughput)化等。
<本發明之其他實施形態>
以上，具體地對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述各實施形態，可於不脫離其主旨之範圍內實現各種變更。
例如，上述各實施形態係作為基板處理裝置進行之成 膜處理，將如下情形列舉為例，但本發明並不限定於此：作為原料氣體(第一處理氣體)，使用TiCl4氣體，作為反應氣體(第二處理氣體)，使用NH3氣體，藉由交替地供給該等氣體而於晶圓200上形成TiN膜。即，使用於成膜處理之處理氣體並不限定於TiCl4氣體或NH3氣體等，亦可使用其他種類之氣體而形成其他種類之薄膜。進而，於使用3種以上之處理氣體之情形時，只要交替地供給該等處理氣體而進行成膜處理，則可應用本發明。
又，例如上述各實施形態係作為基板處理裝置進行之處理而將成膜處理列舉為例，但本發明並不限定於此。即，除成膜處理外，亦可為形成氧化膜、氮化膜之處理、形成包含金屬之膜之處理。又，基板處理之具體內容並無限制，不僅可較佳地應用於成膜處理，而且亦可較佳地應用於退火處理、氧化處理、氮化處理、擴散處理、微影處理等其他基板處理。進而，本發明亦可較佳地應用於其他基板處理裝置，例如退火處理裝置、氧化處理裝置、氮化處理裝置、曝光裝置、塗佈裝置、乾燥裝置、加熱裝置、利用電漿之處理裝置等其他基板處理裝置。又，本發明亦可混合存在有該等裝置。又，可將某個實施形態之構成之一部分置換成其他實施形態之構成，又，亦可對某個實施形態之構成追加其他實施形態之構成。又，亦可對各實施形態之構成之一部分進行其他構成之追加、刪除、置換。
<本發明之較佳之態樣>
以下，對本發明之較佳之態樣進行附記。
[附記1]
根據本發明之一態樣，提供一種基板處理裝置，其具備：基板載置台，其載置基板；處理氣體供給部，其自上述基板載置台之上方側向上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給部，其於上述處理氣體供給部之側方，自上述基板載置台之上方側向上述基板之表面上供給惰性氣體；及複數個氣體排氣部，其等於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間，將供給至上述基板之表面上之氣體向上述基板之上方側排氣。
[附記2]
較佳為，提供如附記1之基板處理裝置，其中上述複數個氣體排氣部包含：第1氣體排氣部，其於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間，較上述惰性氣體供給部更接近上述處理氣體供給部而配置；及第2氣體排氣部，其於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間，較上述處理氣體供給部更接近上述惰性氣體供給部而配置。
[附記3]
較佳為，提供如附記1或2之基板處理裝置，其中上述惰性氣體供給部配置於上述處理氣體供給部之兩側方， 於上述兩側方之各惰性氣體供給部與上述處理氣體供給部之各者之間，設有上述複數個氣體排氣部。
[附記4]
較佳為，提供如附記1至3中任一項之基板處理裝置，其具備：匣盒部，其具有上述處理氣體供給部、上述惰性氣體供給部及上述複數個氣體排氣部而構成；及移動機構，其使上述基板載置台與上述匣盒部之相對位置移動。
[附記5]
較佳為，提供如附記4之基板處理裝置，其具備配置成放射狀之複數個上述匣盒部，且上述移動機構係使上述基板載置台與上述匣盒部之相對位置以上述放射狀之中心為旋轉軸而於旋轉方向上移動者，上述基板載置台係以沿上述旋轉方向而載置複數片上述基板之方式構成。
[附記6]
較佳為，提供如附記1至5中任一項之基板處理裝置，其以如下方式構成：具備複數個上述匣盒部，並且各匣盒部之上述處理氣體供給部供給不同種類之處理氣體。
[附記7]
較佳為，提供如附記1至6中任一項之基板處理裝置，其中相對於上述處理氣體供給部之下表面，上述惰性氣體供給部之下表面接近上述基板而配置。
[附記8]
較佳為，提供如附記7之基板處理裝置，其中相對於上述複數個氣體排氣部中之於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間較上述惰性氣體供給部更接近上述處理氣體供給部之氣體排氣部之下表面，上述惰性氣體供給部之下表面接近上述基板而配置。
[附記9]
較佳為，提供如附記7或8之基板處理裝置，其中相對於上述複數個氣體排氣部中之於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間較上述惰性氣體供給部更接近上述處理氣體供給部之氣體排氣部之下表面，上述複數個氣體排氣部中之於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間較上述處理氣體供給部更接近上述惰性氣體供給部之氣體排氣部之下表面接近上述基板而配置。
[附記10]
較佳為，提供如附記1至9中任一項之基板處理裝置，其中相對於上述複數個氣體排氣部中之於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間較上述惰性氣體供給部更接近上述處理氣體供給部之氣體排氣部，上述複數個氣體排氣部中之於上述處理氣體供 給部與上述惰性氣體供給部之間較上述處理氣體供給部更接近上述惰性氣體供給部之氣體排氣部具有較高之排氣能力。
[附記11]
較佳為，提供如附記1至10中任一項之基板處理裝置，其中相對於上述複數個氣體排氣部中之於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間較上述惰性氣體供給部更接近上述處理氣體供給部之氣體排氣部，上述複數個氣體排氣部中之於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間較上述處理氣體供給部更接近上述惰性氣體供給部之氣體排氣部具有較高之排氣導率。
[附記12]
較佳為，提供如附記1至11中任一項之基板處理裝置，其中相對於上述處理氣體供給部之下方區域之氣體壓力，較高地構成上述惰性氣體供給部之下方區域之氣體壓力。
[附記13]
提供如附記1至12中任一項之基板處理裝置，其中上述複數個氣體排氣部中之於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間較上述惰性氣體供給部更接近上述處理氣體供給部之氣體排氣部係隔著上述處理氣體供給部而配置於該處理氣體供給部之兩側方，上述兩側方之各氣體排氣部彼此之相隔距離構成為小於上述基板之平面尺寸。
[附記14]
根據本發明之其他態樣，提供一種基板處理裝置，其具備：基板載置台，其載置基板；處理氣體供給部，其自上述基板載置台之上方側向上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給部，其於上述處理氣體供給部之側方，自上述基板載置台之上方側向上述基板之表面上供給惰性氣體；及氣體排氣部，其於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間，將供給至上述基板之表面上之氣體朝向上述基板之上方側排氣；且相對於上述處理氣體供給部之下表面，上述惰性氣體供給部之下表面接近上述基板而配置。
[附記15]
根據本發明之其他態樣，提供一種並列進行如下步驟之半導體裝置之製造方法：處理氣體供給步驟，其係相對於載置於基板載置台上之基板，自位於上述基板載置台之上方側之處理氣體供給部向上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給步驟，其係相對於上述基板，自配置於上述處理氣體供給部之側方且位於上述基板載置台之上方側之惰性氣體供給部向上述基板之表面上供給惰性氣體；處理氣體排氣步驟，其係藉由配置於上述處理氣體供給部與上 述惰性氣體供給部之間之複數個氣體排氣部之至少一部分，而將供給至上述基板之表面上之處理氣體朝向上述基板之上方側排氣；及惰性氣體排氣步驟，其係藉由上述複數個氣體排氣部之至少另一部分，而將供給至上述基板之表面上之惰性氣體向上述基板之上方側排氣。
[附記16]
根據本發明之其他態樣，提供一種於電腦中並列執行如下程序之程式：處理氣體供給程序，其係相對於載置於基板載置台上之基板，自位於上述基板載置台之上方側之處理氣體供給部向上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給程序，其係相對於上述基板，自配置於上述處理氣體供給部之側方且位於上述基板載置台之上方側之惰性氣體供給部向上述基板之表面上供給惰性氣體；處理氣體排氣程序，其係藉由配置於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間之複數個氣體排氣部之至少一部分，而將供給至上述基板之表面上之處理氣體向上述基板之上方側排氣；及惰性氣體排氣程序，其係藉由上述複數個氣體排氣部之至少另一部分，而將供給至上述基板之表面上之惰性氣體向上述基板之上方側排氣。
[附記17]
根據本發明之其他態樣，提供一種儲存有程式之電腦可讀取之 記錄媒體，該程式係於電腦中並列執行如下程序：處理氣體供給程序，其係相對於載置於基板載置台上之基板，自位於上述基板載置台之上方側之處理氣體供給部向上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給程序，其係相對於上述基板，自配置於上述處理氣體供給部之側方且位於上述基板載置台之上方側之惰性氣體供給部向上述基板之表面上供給惰性氣體；處理氣體排氣程序，其係藉由配置於上述處理氣體供給部與上述惰性氣體供給部之間之複數個氣體排氣部之至少一部分，而將供給至上述基板之表面上之處理氣體向上述基板之上方側排氣；及惰性氣體排氣程序，其係藉由上述複數個氣體排氣部之至少另一部分，而將供給至上述基板之表面上之惰性氣體向上述基板之上方側排氣。
200‧‧‧晶圓(基板)
230b‧‧‧原料氣體用匣盒部
230c‧‧‧反應氣體用匣盒部
231‧‧‧匣盒基體
232‧‧‧處理氣體供給部
233‧‧‧處理氣體供給孔
234‧‧‧惰性氣體供給部
235‧‧‧惰性氣體供給孔
236a‧‧‧處理氣體排氣部
236b‧‧‧惰性氣體排氣部
237a‧‧‧處理氣體排氣孔
237b‧‧‧惰性氣體排氣孔
241‧‧‧處理氣體供給管
242‧‧‧處理氣體供給源
243‧‧‧質量流量控制器
244、254、262、272‧‧‧閥
251‧‧‧惰性氣體供給管
252‧‧‧惰性氣體供給源
253‧‧‧質量流量控制器
261‧‧‧處理氣體排氣管
263、273‧‧‧壓力控制器
264‧‧‧真空泵
271‧‧‧惰性氣體排氣管
274‧‧‧真空泵

Claims (10)

  1. 一種基板處理裝置，其具備有：基板載置台，其載置有基板；處理氣體供給部，其自上述基板載置台之上方側而對上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給部，其位在上述處理氣體供給部之側方，自上述基板載置台之上方側而對上述基板之表面上供給惰性氣體；第1氣體排氣部，其位在上述處理氣體供給部之兩側方，將被供給至上述基板之表面上之處理氣體朝向上述基板之上方側進行排氣；第2氣體排氣部，其在上述第1氣體排氣部與上述惰性氣體供給部之間，將被供給至上述基板之表面上之上述惰性氣體朝向上述基板之上方側進行排氣，且相對於上述第1氣體排氣部而具有較高之排氣導率；第1壓力控制器，其連接於上述第1氣體排氣部，控制上述處理氣體之排氣；及第2壓力控制器，其連接於上述第2氣體排氣部，控制上述惰性氣體之排氣。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，上述惰性氣體供給部之下表面係較上述處理氣體供給部之下表面更接近於上述基板而設置。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，上述第2氣體排氣部之下表面係較上述第1氣體排氣部之下表面更接近於上述基板而設置。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，相對於上述第1 氣體排氣部之下表面，上述惰性氣體供給部之下表面係接近於上述基板而配置。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，具備有：複數個匣盒部，其具有上述處理氣體供給部、上述惰性氣體供給部、上述第1氣體排氣部及上述第2氣體排氣部，且呈放射狀配置；以及移動機構，其使上述匣盒部旋轉，而使上述基板載置台與上述匣盒部之相對位置移動。
  6. 如申請專利範圍第5項之基板處理裝置，其中，以如下之方式構成：在上述複數個匣盒部之各匣盒部中之上述處理氣體供給部為供給不同種類之處理氣體。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，具有控制部，其係以如下之方式構成：以個別地控制上述第1氣體排氣部進行排氣之上述處理氣體的排氣速率與上述第2氣體排氣部進行排氣之上述惰性氣體的排氣速率之方式，控制上述第1壓力控制器與上述第2壓力控制器。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，相對於上述第1氣體排氣部，上述第2氣體排氣部係具有較高之排氣能力。
  9. 一種半導體裝置之製造方法，其以並行之方式進行如下之步驟：處理氣體供給步驟，其針對於載置在基板載置台上之基板，自位在上述基板載置台之上方側的處理氣體供給部而對上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給步驟，其針對於上述基板，自配置在上述處理氣體供給部之兩側方且位在上述基板載置台之上方側的惰性氣體供給部，對 上述基板之表面上供給惰性氣體；處理氣體排氣步驟，其藉由配置在上述處理氣體供給部之兩側方之第1氣體排氣部，將被供給至上述基板之表面上之處理氣體朝向上述基板之上方側進行排氣；惰性氣體排氣步驟，其藉由配置於上述第1氣體排氣部與上述惰性氣體供給部之間且相對於上述第1氣體排氣部具有較高之排氣導率之第2氣體排氣部，將被供給至上述基板之表面上之上述惰性氣體朝向上述基板之上方側進行排氣；第1排氣控制步驟，其藉由連接於上述第1氣體排氣部之第1壓力控制器，控制上述處理氣體之排氣；及第2排氣控制步驟，其藉由連接於上述第2氣體排氣部之第2壓力控制器，控制上述惰性氣體之排氣。
  10. 一種儲存有程式之可電腦讀取之記錄媒體，該程式係使電腦以並行之方式執行如下之程序：處理氣體供給程序，其針對於載置在基板載置台上之基板，自位在上述基板載置台之上方側之處理氣體供給部，對上述基板之表面上供給處理氣體；惰性氣體供給程序，其針對於上述基板，自配置在上述處理氣體供給部之兩側方且位在上述基板載置台之上方側的惰性氣體供給部，對上述基板之表面上供給惰性氣體；處理氣體排氣程序，其藉由配置在上述處理氣體供給部之兩側方之第1氣體排氣部，將被供給至上述基板之表面上之處理氣體朝向上述基板之上方側進行排氣；惰性氣體排氣程序，其藉由配置於上述第1氣體排氣部與上述惰性 氣體供給部之間且相對於上述第1氣體排氣部具有較高之排氣導率之第2氣體排氣部，將被供給至上述基板之表面上之上述惰性氣體朝向上述基板之上方側進行排氣；第1排氣控制程序，其藉由連接於上述第1氣體排氣部之第1壓力控制器，控制上述處理氣體之排氣；及第2排氣控制程序，其藉由連接於上述第2氣體排氣部之第2壓力控制器，控制上述惰性氣體之排氣。
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