TWI613312B - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種基板處理方法，其所使用之基板處理裝置具有：處理容器；以及旋轉台，以可旋轉方式設置於該處理容器內，具有基板載置部。該基板處理方法係將基板載置於該基板載置部，對該處理容器內供給處理氣體，而對於被載置之該基板進行處理。在該基板被載置於該基板載置部之狀態下，對該處理容器內至少供給水蒸氣，而將該基板載置部之該基板搬出。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種基板處理方法及基板處理裝置。
近年來，實施原子層沉積(ALD：Atomic Layer Deposition)法等的成膜裝置方面有所謂的旋轉台式成膜裝置之研究開發進行著。此成膜裝置在真空容器內具有旋轉台而可對於作為被處理體的半導體晶圓(以下稱為晶圓)以可做複數片旋轉的方式進行載置。此外，此旋轉台上方具有區劃出之反應氣體A的供給區域、反應氣體B的供給區域、以及對此等供給區域進行分離之分離區域。
若於上述成膜裝置反覆進行基板處理製程，則源自反應氣體的反應產物會累積附著於處理容器內壁、基板保持具等處，形成累積膜(沉積膜)。一旦累積膜之膜厚超過既定厚度，成膜時從累積膜所發生之氣體會反應，而於晶圓上附著未預期的物質。此外，有時因為累積膜破裂或是剝落會產生粒子，從而污染晶圓等。
是以，日本特開2008-283148號公報中記載了一種方法，在累積膜之膜厚超過既定厚度後，乃對於處理容器內供給潔淨氣體，將附著於處理容器內壁、基板保持具等之反應產物加以除去。
但是，若累積膜之膜厚變大，由於附著在處理容器內壁之累積膜的膜剝落從而產生粒子。尤其在晶圓上形成氧化矽膜等氧化物系膜之情況，相較於形成氮化矽膜等氮化物系膜之情況更容易發生粒子。是以，相較於氮化物系膜之情況需要更頻繁地實施潔淨處理，可分配於成膜處理之時間縮 短。結果，表示基板處理裝置之預防維修周期的PM(Preventive Maintenance)循環變短，而有基板處理裝置之停機時間增加的問題。
針對上述課題，本發明之一實施形態係提供一種可抑制粒子產生的基板處理方法。
依據本發明之一實施形態係提供一種基板處理方法，其使用到具有處理容器以及旋轉台(以可旋轉方式設置於該處理容器內，具有基板載置部)之基板處理裝置。該基板處理方法中，係對該基板載置部搬入基板，對該處理容器內供給處理氣體而對於所搬入之該基板進行處理。在該基板被載置於該基板載置部的狀態下，對該處理容器內至少供給水蒸氣，並將該基板載置部之該基板予以搬出。
依據本發明之其他實施形態係提供一種基板處理裝置。該基板處理裝置具有：處理容器；旋轉台，以可旋轉方式設置於該處理容器內，具有基板載置部；搬送臂，可對該旋轉台之該基板載置部搬入基板；第1處理氣體供給手段，對該基板表面供給第1處理氣體；第2處理氣體供給手段，對該基板表面供給第2處理氣體；以及分離氣體供給手段。分離供給手段設置在該旋轉台之旋轉方向上的該第1處理氣體供給手段與該第2處理氣體供給手段之間、以及該第2處理氣體供給手段與該第1處理氣體供給手段之間，供給將該第1處理氣體與該第2處理氣體予以分離之分離氣體。基板處理裝置進而具有：氧氣體供給手段，對該基板表面供給氧氣體；氫氣體供給手段，對該基板表面供給氫氣體；以及控制部。控制部，係至少對於該旋轉台、該搬送臂、該第1處理氣體供給手段、該第2處理氣體供給手段、該氧氣體供給手段以及該氫氣體供給手段之動作進行控制。此外，該控制部係控制：使用該搬送臂對該基板載置部之基板的載置；該第1處理氣體供給手段、該第2處理氣體供給手段對該處理容器內供給處理氣體而對被載置之該基板所進行之處理；於該基板被載置於該基板載置部之狀態下，從該氧氣體供給手段以及該氫氣體供給手段對該處理容器內所進行 之至少水蒸氣之供給；以及以該搬送臂而從該基板載置部進行該基板之搬出。
依據本發明之其他實施形態，係提供一種基板處理裝置。該基板處理裝置具有：處理容器；旋轉台，以可旋轉方式設置於該處理容器內，具有基板載置部；以及搬送臂，可搬送基板至該旋轉台之該基板載置部。另設置有第1處理氣體供給手段，對該基板表面供給第1處理氣體；以及第2處理氣體供給手段，對該基板表面供給第2處理氣體。分離氣體供給手段係設置在該旋轉台之旋轉方向上的該第1處理氣體供給手段與該第2處理氣體供給手段之間、以及該第2處理氣體供給手段與該第1處理氣體供給手段之間，供給將該第1處理氣體與該第2處理氣體予以分離之分離氣體。基板處理裝置具有：儲水槽，係以可儲藏水並可加熱該水的方式所構成；導入管，將該儲水槽與該基板處理裝置加以連接，並設有流量調整閥；以及控制部。控制部係至少對於該旋轉台、該搬送臂、該第1處理氣體供給手段、該第2處理氣體供給手段、該儲水槽之加熱以及該流量調整閥之動作進行控制。該控制部係控制：使用該搬送臂對該基板載置部之基板的載置；該第1處理氣體供給手段、該第2處理氣體供給手段對該處理容器內供給處理氣體而對被載置之該基板所進行之處理；在該基板被載置於該基板載置部之狀態下所進行之該儲水槽之加熱以及基於該流量調整閥對該處理容器內之至少水蒸氣之供給；以及以該搬送臂而從該基板載置部進行該基板之搬出。
1‧‧‧真空容器
2‧‧‧旋轉台
4‧‧‧凸狀部
5‧‧‧突出部
7‧‧‧加熱器單元
10‧‧‧搬送臂
10a‧‧‧攝像機單元
11‧‧‧頂板
12‧‧‧容器本體
12a‧‧‧突出部
13‧‧‧密封構件
14‧‧‧底面部
15‧‧‧搬送口
20‧‧‧盒體
21‧‧‧核心部
22‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧驅動部
24‧‧‧凹部
31,32,35,36,41,42‧‧‧噴嘴
31a‧‧‧氣體噴出孔
37‧‧‧儲水槽
38‧‧‧導入管
39‧‧‧流量調整閥
43‧‧‧溝槽部
44‧‧‧天花板面
45‧‧‧天花板面
51‧‧‧分離氣體供給管
62‧‧‧排氣口
63‧‧‧排氣管
64‧‧‧真空泵
65‧‧‧壓力調整部
71(71a)‧‧‧蓋構件
72‧‧‧沖洗氣體供給管
73‧‧‧沖洗氣體供給管
100‧‧‧側環
110‧‧‧曲徑構造部
120‧‧‧控制部
121‧‧‧記憶部
230‧‧‧噴嘴蓋
231‧‧‧蓋體
232‧‧‧整流板
D‧‧‧分離區域
G‧‧‧閘閥
P1‧‧‧第1處理區域
P2‧‧‧第2處理區域
圖1係本發明之一實施形態之基板處理裝置之一例的概略縱截面圖。
圖2係本發明之一實施形態之基板處理裝置之一例的概略俯視圖。
圖3係本發明之一實施形態之基板處理裝置之其他例的概略俯視圖。
圖4係沿著本發明之一實施形態之基板處理裝置之旋轉台同心圓的截面圖。
圖5係本發明之一實施形態之基板處理方法一例的流程圖。
圖6係用以說明本發明之一實施形態之基板處理方法效果一例之概略圖。
以下，參見所附圖式，針對實施本實施形態之基板處理方法的較佳基板處理裝置來說明。
如前述般，在晶圓上形成氧化矽膜等氧化物系膜之情況，相較於形成氮化矽膜等氮化物系膜的情況更容易產生粒子。是以，本實施形態中，針對於真空容器內具有以可旋轉方式載置複數片晶圓的旋轉台、對於所載置之晶圓可形成作為一例之氧化矽膜等氧化膜的基板處理裝置之構成例、以及使用此基板處理裝置之基板處理方法來說明，但本發明不限定於此點。
(基板處理裝置之構成)
圖1顯示本實施形態之基板處理裝置之一例的概略縱截面圖。此外，圖2顯示本實施形態之基板處理裝置之一例的概略俯視圖。此外，圖2中基於說明方便起見，省略頂板11之描繪。
如圖1所示般，本實施形態之基板處理裝置具備有：真空容器1(以下稱為處理容器1)，平面形狀為大致圓形；以及旋轉台2，設置於此處理容器1內，於處理容器1之中心具有旋轉中心且使得晶圓W進行公轉。
處理容器1具備有：頂板(天花板部)11，設置於和旋轉台2之後述凹部24成為對向的位置處；以及容器本體12。此外，於容器本體12之上面周緣部設有環狀設置之密封構件13。此外，頂板11係以相對於容器本體12可進行裝卸的方式所構成。俯視上處理容器1之直徑尺寸(內徑尺寸)並無限定，例如可設定為1100mm程度。
於處理容器1內之上面側的中央部連接著分離氣體供給管51，可供給分離氣體以抑制互異的處理氣體彼此在處理容器1內之中心部區域C相混。
旋轉台2以中心部固定於概略圓筒形狀之核心部21，相對於旋轉軸22(連接於此核心部21之下面且朝鉛直方向延伸)繞鉛直軸、圖2所示例為 繞順時鐘方向而藉由驅動部23來旋轉自如地構成。旋轉台2之直徑尺寸並無限定，可為例如1000mm程度。
旋轉軸22以及驅動部23收納於盒體20中，此盒體20之上面側凸緣部分係氣密地裝設於處理容器1之底面部14之下面。此外，此盒體20連接著用以對於旋轉台2之下方區域供給氮氣體等作為沖洗氣體(分離氣體)的沖洗氣體供給管72。
於處理容器1之底面部14的核心部21外周側係以從下方側接近旋轉台2的方式形成為環狀而成為突出部12a。
於旋轉台2之表面部係形成用以載置直徑尺寸為例如300mm之晶圓W的圓形狀凹部24作為基板載置區域。此凹部24沿著旋轉台2之旋轉方向設置於複數部位(例如5部位)。凹部24具有較晶圓W直徑略大、具體而言大1mm至4mm程度的內徑。此外，凹部24之深度和晶圓W厚度大致相等、或是較晶圓W厚度來得大。從而，一旦晶圓W被收容於凹部24，則晶圓W之表面與旋轉台2未載置晶圓W之區域的表面成為相同高度、或是晶圓W表面較旋轉台2之表面來得低。此外，凹部24之深度較晶圓W厚度來得深的情況，若過深會影響成膜，故以達晶圓W厚度之3倍程度的深度為止較佳。此外，於凹部24之底面形成有未圖示之貫通孔，可使得將晶圓W從下方側上頂做升降之例如後述3根升降銷貫通其中。
如圖2所示般，旋轉台2在和凹部24之通過區域成為對向之位置處配置有例如石英所構成之複數根噴嘴。圖2所示例中，構成上具有：用以於晶圓W形成氧化矽膜之例如4根的噴嘴31、32、41、42；以及用以抑制處理容器1內之粒子產生的例如2根的噴嘴35、36。此外，理由將於後述，惟圖2所示例中，噴嘴32兼做為噴嘴36使用。
此等各個噴嘴31、32、35、36、41、42配置於旋轉台2與頂板11之間。此外，此等個別的噴嘴31、32、35、36、41、42係以例如從處理容器1之外周壁往中心部區域C對向於晶圓W而水平延伸的方式來裝設。此外，各噴嘴31、32、35、36、41、42係經由流量調整閥而連接於未圖示之各個氣體供給源。
關於成膜用噴嘴31、32、41、42，圖2所示例中，從後述搬送口15繞時鐘(旋轉台2之旋轉方向)依序配置分離氣體噴嘴41、第1處理氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42、第2處理氣體噴嘴32。
此外，粒子抑制用第3處理氣體噴嘴35、第4處理氣體噴嘴36係配置於第2處理氣體噴嘴32之附近。圖2所示例中，第2處理氣體噴嘴32構成上兼做為第4處理氣體噴嘴36，第3處理氣體噴嘴35相對於第2處理氣體噴嘴32配置於旋轉台2之旋轉方向上游側。
第1處理氣體噴嘴31成為第1處理氣體供給部。當例如於晶圓W上形成矽氧化膜之情況，第1處理氣體可使用3DMAS〔三二甲基胺基矽烷〕氣體、DIPAS〔二異丙基胺基矽烷〕、BTBAS〔雙四丁基胺基矽烷〕、DCS〔二氯矽烷〕、HCD〔六氯二矽烷〕等含矽氣體。
第2處理氣體噴嘴32成為第2處理氣體供給部。第2處理氣體噴嘴通常配置在第2處理區域P2內之旋轉方向上游側。當例如於晶圓W上形成矽氧化膜之情況，第2處理氣體可使用氧(O2)氣體、臭氧(O3)氣體等含氧氣體。此外，如後述般粒子產生用噴嘴36乃例如供給氧氣體之噴嘴。是以，第2處理氣體噴嘴32可兼做為粒子產生用第4處理氣體噴嘴36(參見圖2)。
分離氣體噴嘴41、42係成為用以防止第1處理氣體以及第2處理氣體混合之分離氣體供給部。分離氣體可使用例如N2氣體、稀有氣體等惰性氣體。
第3處理氣體噴嘴35以及第4處理氣體噴嘴36分別成為第3以及第4處理氣體供給部。第3處理氣體可使用氫(H2)氣體，第4處理氣體可使用氧(O2)氣體、臭氧(O3)。此外，後述本實施形態之基板處理方法中，藉由使得第3處理氣體以及第4處理氣體進行反應，以對處理容器1內導入水蒸氣。此外，第3處理氣體噴嘴35以及第4處理氣體噴嘴36以相互近接配置為佳。如前述般，圖2所示例中，第4處理氣體噴嘴36兼做為第2處理氣體噴嘴32。是以，第3處理氣體噴嘴35也配置於第2處理區域P2內之旋轉方向上游側。
關於使用圖2所示第3處理氣體噴嘴35以及第4處理氣體噴嘴36來對處理容器1內導入水蒸氣之實施形態的變形例，參見圖3來說明。圖3顯示本實施形態之基板處理裝置之其他例之概略俯視圖。
圖3所示基板處理裝置並未配置第3處理氣體噴嘴35以及第4處理氣體噴嘴36，取而代之配置儲水槽37、導入管38以及流量調整閥39這點上和圖2所示基板處理裝置不同。
儲水槽37乃一儲存成為導入處理容器1內之水蒸氣源的水的槽，藉由未圖示之加熱裝置，儲存於儲水槽37之水會被氣化成為水蒸氣，經由導入管38而導入處理容器1。此外，導入管38乃將儲水槽37與處理容器1加以連接之管，形成有用以對處理容器1進行導入之未圖示之噴出口。此外，於導入管38設有流量調整閥39。
即使是圖3所示實施形態之基板處理裝置也和圖2所示基板處理裝置同樣地可對處理容器1內導入水蒸氣。
於噴嘴31、32、35、36、41、42之下面側(對向於旋轉台2之側)，用以噴出前述各氣體之氣體噴出孔31a沿著旋轉台2之半徑方向以例如等間隔形成於個別複數部位。以各噴嘴31、32、35、36、41、42之個別下端緣與旋轉台2之上面的隔離距離成為例如1~5mm程度的方式配置著。
第1處理氣體噴嘴31之下方區域為用以讓第1處理氣體吸附於晶圓W之第1處理區域P1，第2處理用氣體噴嘴34之下方區域成為用以對於吸附著第1處理氣體之晶圓W供給氧化氣體來形成氧化矽膜之第2處理區域P2。分離氣體噴嘴41、42乃用以形成將第1處理區域P1與第2處理區域P2加以分離之分離區域D。
圖4顯示沿著本實施形態之基板處理裝置之旋轉台同心圓的截面圖。此外，圖4乃沿著從分離區域D經過第1處理區域P1到達分離區域D為止的旋轉台之旋轉方向的截面圖。
於分離區域D之處理容器1之頂板11裝設著大致扇形的凸狀部4。凸狀部4裝設於頂板11之內面，處理容器1內形成有：成為凸狀部4下面的平坦的低天花板面44(第1天花板面)、以及位於此天花板面44之圓周方向兩側處比天花板面44來得高之天花板面45(第2天花板面)。
形成天花板面44之凸狀部4如圖2所示般具有頂部被切斷為圓弧狀之扇型平面形狀。此外，凸狀部4在圓周方向中央處形成有以延伸於半徑方向的方式所形成之溝槽部43，分離氣體噴嘴41、42被收容於此溝槽部43 內。此外，凸狀部4之周緣部(處理容器1之外緣側部位)係以對向於旋轉台2之外端面並相對於容器本體12些許隔離的方式彎曲成為L字型，以阻止各處理氣體彼此混合。
於第1處理氣體噴嘴31之上方側設有噴嘴蓋230，以使得第1處理氣體沿著晶圓W來流通，且使得分離氣體避開晶圓W附近而流通於處理容器1之頂板11側。噴嘴蓋230如圖4所示般具備有：大致箱形的蓋體231，用以收納第1處理氣體噴嘴31並往下面側開口；以及，為板狀體之整流板232係分別連接於此蓋體231之下面側開口端在旋轉台2之旋轉方向上游側以及下游側處。此外，旋轉台2之旋轉中心側的蓋體231之側壁面係以和第1處理氣體噴嘴31之前端部相對向的方式朝旋轉台2伸出。此外，旋轉台2之外緣側的蓋體231之側壁面係以不致干涉第1處理氣體噴嘴31的方式形成缺口。
於旋轉台2之外周側相對於旋轉台2略為下方位置處如圖2所示般配置著作為蓋體之側環100。於側環100之上面係以彼此在圓周方向上隔離的方式於例如2部位處形成有排氣口61、62。以其他方式來說，於處理容器1之地面形成2個排氣口，側環100對應於此等排氣口的位置處形成有排氣口61、62。
本說明書中，將排氣口61、62當中的一者以及另一者分別稱為第1排氣口61、第2排氣口62。此處，第1排氣口61係於第1處理氣體噴嘴31與相對於此第1處理氣體噴嘴31位於旋轉台2之旋轉方向下游側的分離區域D之間，形成於靠近分離區域D側的位置處。此外，第2排氣口62係於第2處理氣體噴嘴32與相對於此第2處理氣體噴嘴32位於旋轉台2之旋轉方向下游側的分離區域D之間，形成於靠近分離區域D側之位置處。
第1排氣口61乃用以對第1處理氣體、分離氣體進行排氣者，第2排氣口62乃用以對第2處理氣體、分離氣體進行排氣者。此等第1排氣口61以及第2排氣口62分別藉由介設有蝶型閥等壓力調整部65的排氣管63而連接於作為真空排氣機構之例如真空泵64。
於頂板11之下面之中央部，如圖1所示般設置有突出部5，係連續於凸狀部4之中心部區域C側的部位沿著圓周方向形成為大致環狀，且其下 面形成為和凸狀部4之下面(天花板面44)為相同高度。相對於此突出部5在旋轉台2之旋轉中心側的核心部21上方側也可配置用以抑制各種氣體於中心部區域C互相混合之曲徑構造部110。藉由在核心部21之上方側形成曲徑構造，可創造出氣體流路，防止氣體彼此混合。
更具體而言，曲徑構造部110所具有之構造為：從旋轉台2側往頂板11側垂直延伸之壁部與從頂板11側往旋轉台2垂直延伸之壁部分別沿著圓周方向來形成，且於旋轉台2之半徑方向上交互地配置。對於曲徑構造部110而言，例如從第1處理氣體噴嘴31噴打算往中心部區域C移動之第1處理氣體必須越過曲徑構造部110。是以，欲往中心部區域C則流速變得愈慢，變得不易擴散。結果，在處理氣體到達中心部區域C之前會由於供給至中心部區域C的分離氣體而被壓回處理區域P1側。此外，打算往中心部區域C移動的其他氣體同樣地受到曲徑構造部110之影響而難以到達中心部區域C。是以，可防止處理氣體彼此在中心部區域C相互混合。
另一方面，從分離氣體供給管51供給於此中心部區域C的氮氣體雖欲盛勢地往圓周方向擴散，但由於設置著曲徑構造部110，故於越過曲徑構造部110過程中流速逐漸受到抑制。於此情況，氮氣體雖也想要侵入例如旋轉台2與突起部92之間的極狹窄區域，但由於流速被曲徑構造部110所抑制，而會流往例如搬送臂10之進退區域等相對寬廣區域。
於旋轉台2與處理容器1之底面部14之間的空間，如圖1所示般設有做為加熱機構之加熱器單元7。加熱器單元7可經由旋轉台2而將旋轉台2上之晶圓W加熱到例如室溫~760℃程度。此外，如圖1所示，於加熱器單元7之側方側設有外側蓋構件71a，並設有覆蓋此加熱器單元7之上方側的上方覆蓋構件。此外，於處理容器1之底面部14，用以對加熱器單元7之配置空間進行沖洗之沖洗氣體供給管73在加熱器單元7之下方側係橫跨圓周方向設置於複數部位。
於處理容器1之側壁，如圖2所示般，形成有用以在搬送臂10與旋轉台2之間進行晶圓W收授的搬送口15。此搬送口15係藉由閘閥G以氣密性開閉自如的方式所構成。此外，於搬送臂10對處理容器1進行進退之區域的頂板11上方處設有用以感測晶圓W周緣部的攝像機單元10a。此攝像 機單元10a之使用係藉由對晶圓W周緣部進行攝像以感測例如搬送臂10上有無晶圓W、載置於旋轉台2之晶圓W位偏、搬送臂10上之晶圓W位偏。攝像機單元10a係以具有對應於晶圓W直徑尺寸程度的寬廣視野的方式所構成。
旋轉台2之凹部24係在面臨此搬送口15的位置處和搬送臂10之間進行晶圓W之收授。是以，對應於旋轉台2下方側之收授位置的部位設有未圖示之升降銷以及升降機構，以貫通凹部24而將晶圓W從內面上舉。
此外，本實施形態之基板處理裝置設有用以控制裝置全體動作之由電腦所構成之控制部120。於此控制部120之記憶體內儲存著用以進行後述基板處理的程式。此程式係以實行裝置各種動作的方式組入有步驟群，從硬碟、光碟、光磁碟、記憶卡、軟碟等作為記憶媒體的記憶部121安裝到控制部120內。
(基板處理方法)
其次，關於使用本實施形態之基板處理裝置時，即便累積膜之累積膜厚變大的情況也可抑制粒子產生之基板處理方法，參見圖5來說明。
圖5顯示本實施形態之基板處理方法一例的流程圖。
本實施形態之基板處理方法，係使用由具有處理容器、以可旋轉方式設置於該處理容器內之具有基板載置部的旋轉台所構成的基板處理裝置所進行者；具有下述製程：對該基板載置部搬入基板之製程(S200)；對該處理容器內供給處理氣體，並對所搬入之該基板進行處理之製程(S210)；在該基板載置於該基板載置部之狀態下，對該處理容器內至少供給水蒸氣之製程(S220)；以及搬入該處理容器內之該基板之製程(S230)。
針對本實施形態之個別製程，具體說明如下。
(搬入製程S200)
搬入晶圓W等基板之際，首先，開放搬送口15之閘閥G。然後，一邊使得旋轉台2做間歇性旋轉、一邊藉由搬送臂10將晶圓W載置於從旋 轉台2往上方上升之圖示之支持銷上。然後，使得支持銷下降，以於旋轉台2上載置晶圓W。
(進行處理之製程S210)
其次，關閉閘閥G，一邊使得旋轉台2旋轉、一邊藉由加熱器單元7將晶圓W加熱至既定溫度。接著，在從第1處理氣體噴嘴31以既定流量供給著第1處理氣體(例如3DMAS氣體)之狀態下，進而從第2處理氣體噴嘴32供給第2處理氣體(例如臭氧氣體或是氧氣體)。然後，藉由真空泵64以及壓力調整部65將處理容器1內調整為既定壓力。
晶圓W之表面係藉由旋轉台2之旋轉而於第1處理區域P1吸附第1處理氣體。接著，在第2處理區域P2，吸附於晶圓W上之第1處理氣體會被第2處理氣體所氧化。藉此，作為薄膜成分之氧化膜的分子層會形成1層或是複數層而形成反應產物。
此外，於本實施形態之基板處理裝置的處理區域P1、P2之間，在旋轉台2之圓周方向兩側配置著分離區域D。是以，分離區域D可一邊阻止第1處理氣體與第2處理氣體之混合、一邊使得各氣體朝排氣口61、62被排氣。
(供給水蒸氣之製程S220)
接著，停止第1處理氣體以及第2處理氣體之供給。此外，本實施形態之供給水蒸氣之製程S220，晶圓W溫度、處理容器1內之壓力、旋轉台2之旋轉速度可和進行處理之製程S210之值設定為相同程度。但是，上述參數也可從進行處理之製程S210之值做變更。
此外，自第3處理氣體噴嘴35供給第3處理氣體(氫氣體)，自第4處理氣體噴嘴36供給第4處理氣體(氧氣體)。
藉此，被供給之氫氣體與氧氣體相反應，而對處理容器1內導入水蒸氣。藉此，因著進行處理之製程S210而沉積於處理容器1內壁的累積膜(沉積膜)的應力可被緩和。是以，即便累積膜之膜厚變大的情況，也可抑制起因於累積膜之破裂或剝落等而產生之粒子。
供給水蒸氣之製程中之氫氣體的流量並無限定，可在例如0.5slm~4.0slm之範圍內。此外，氧氣體之流量並無限定，可在例如0.5slm~4.0slm之範圍內。
供給水蒸氣之製程中的晶圓W溫度並無限定，可為例如450℃~760℃的範圍內。
此外，供給水蒸氣之製程中的處理容器1內之壓力並無限定，可為例如6.7Torr(893Pa)。
再者，供給水蒸氣之製程中的旋轉台2之旋轉速度並無限定，可為例如30rpm~240rpm之範圍內。
再者，供給水蒸氣之製程中的氫氣體以及氧氣體之供給時間並無限定，可為例如2秒~30秒之範圍內，較佳為5秒~10秒之範圍內。當供給水蒸氣之時間未達2秒之情況，有時緩和累積膜應力的效果會變低。另一方面，當供給水蒸氣之時間超過30秒的情況，有時會對於形成在晶圓W上的薄膜之膜質造成影響，此外，生產性會惡化。
此外，作為前述供給水蒸氣之製程的變形例，也可對於儲藏在儲水槽37的水加熱使之氣化而導入處理容器1內。於此情況，係將儲藏於儲水槽37之水以未圖示之加熱裝置來加熱氣化，藉由流量調整閥39以既定流量從形成於導入管38處的噴出口對處理容器1內導入水蒸氣。
(搬出基板之製程S230)
晶圓W搬出之際，首先，停止氫氣體以及氧氣體之供給。然後，將處理容器1內予以減壓來排出氫氣體(以及氧氣體)，於減壓狀態下開放閘閥G。然後，將載置於旋轉台2之晶圓W以未圖示之支持銷來上升，在將支持銷上之晶圓W加以搬出的同時，將下一處理用晶圓W載置於支持銷上。
包含本實施形態之供給水蒸氣之製程S220的基板處理方法，可緩和累積膜之應力、抑制起因於累積膜之破裂或是剝落等所產生的粒子。是以，在累積膜之累積膜厚變大為止(例如累積膜厚超過3μm為止)無須實施潔淨處理，故分配到成膜處理之時間可變長。
此外，本實施形態之供給水蒸氣之製程S220可在基板處理之跑製程內實施。是以，可在將施行過成膜處理之晶圓W加以搬出的同時，搬入下一 晶圓W(參見S200)。結果，相較於基板處理之跑製程間實施同樣程序的情況，可縮短一次搬送程序的時間。
結果，本實施形態之基板處理方法，基板處理裝置之PM循環變長，而基板處理裝置之停機時間變短。
其次，舉出具體實施形態來更詳細說明本發明。
(第1實施形態)
針對本實施形態之基板處理方法中尤其是確認了供給水蒸氣之製程(S220)的效果之實施形態來說明。
首先，作為比較實施形態係對於內壁沉積了既定累積膜厚之累積膜的基板處理裝置來搬入矽晶圓W，以既定處理條件來施行矽氧化膜之成膜處理。然後，搬出成膜後的矽晶圓W，並搬入下一矽晶圓W，以同樣的處理條件來施行矽氧化膜之成膜處理。
如上述般，以矽晶圓W之搬入、成膜處理以及搬出作為1循環(跑1趟製程)，反覆跑製程達93次(合計跑94趟製程)。然後，針對毎跑完一趟製程後之累積膜之累積膜厚以及跑既定趟製程後之粒子產生數以測定來求出。
其次，此比較實施形態的最後矽晶圓W搬出之際，搬入下一矽晶圓W，以和比較實施形態為同樣處理條件來施行矽氧化膜之成膜處理，進而施行供給水蒸氣之製程。然後，在供給水蒸氣之製程之後搬出矽晶圓W、並搬入下一矽晶圓W，以同樣的處理條件來施行矽氧化膜之成膜處理。
如上述般，以矽晶圓W之搬入、成膜處理以及搬出為1循環(跑1趟製程)，讓此跑製程反覆67次(合計跑68趟製程，合併比較實施形態之跑製程數：162趟)。然後，和比較實施形態同樣地，針對毎跑完一趟製程後之累積膜之累積膜厚以及跑既定趟製程後之粒子產生數以測定來求出。
此外，作為供給水蒸氣之製程的處理條件如下。
處理溫度：620℃
處理容器1內之壓力：6.7Torr
旋轉台2之旋轉數：120rpm
氣體流量H2/O2：0.8slm/1.2slm
氣體供給時間：10秒
圖6乃用以說明本實施形態之基板處理方法效果一例之概略圖。圖6之橫軸表示跑製程趟數，縱軸表示累積膜厚(折線圖)以及粒子數(棒狀圖)。此外，關於粒子數僅測定並顯示跑既定製程後之粒子數。
如圖6所示，在最初比較實施形態中，伴隨跑製程趟數變多、累積膜厚變大，所產生的粒子數也變多。此乃由於伴隨累積膜厚變大，則起因於累積膜之破裂、剝落等而容易產生粒子之故。
另一方面，本實施形態之基板處理方法相較於比較實施形態，即便累積膜厚變大，粒子數仍少。此外，即便累積膜厚變大之情況，在粒子數上並未見到增加的趨勢。此乃由於本實施形態之基板處理方法實施了供給水蒸氣之製程(S220)，故累積膜之應力受到緩和，可抑制累積膜之破裂、剝落之故。
基於半導體裝置之生產性觀點，分配到成膜處理之時間較長為佳，具體而言，希望為一種直到累積膜之膜厚至少達10μm程度為止仍無須潔淨處理之基板處理裝置。但是，可實施本實施形態之基板處理方法的基板處理裝置即便是累積膜之膜厚變大的情況仍可抑制粒子產生。
依據本發明之實施形態，可提供一種可抑制粒子產生的基板處理方法。
本專利申請係基於2014年1月28日於日本特許廳提出申請的日本專利申請第2014-13739號主張優先權，將日本專利申請第2014-13739號之全內容援引於此。
1‧‧‧真空容器
2‧‧‧旋轉台
5‧‧‧突出部
7‧‧‧加熱器單元
11‧‧‧頂板
12‧‧‧容器本體
12a‧‧‧突出部
13‧‧‧密封構件
14‧‧‧底面部
20‧‧‧盒體
21‧‧‧核心部
22‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧驅動部
51‧‧‧分離氣體供給管
62‧‧‧排氣口
63‧‧‧排氣管
64‧‧‧真空泵
65‧‧‧壓力調整部
71(71a)‧‧‧蓋構件
72‧‧‧沖洗氣體供給管
73‧‧‧沖洗氣體供給管
100‧‧‧側環
110‧‧‧曲徑構造部
120‧‧‧控制部
121‧‧‧記憶部

Claims (9)

  1. 一種基板處理方法，係使用基板處理裝置所進行者，該基板處理裝置具有：處理容器；以及旋轉台，以可旋轉方式設置於該處理容器內，具有基板載置部；該方法具有下述製程：將基板載置於該基板載置部之製程；對該處理容器內供給處理氣體，而對被載置之該基板進行處理之製程；在該基板被載置於該基板載置部之狀態下，對該處理容器內至少供給水蒸氣達2~30秒之製程；以及將該基板載置部之該基板予以搬出之製程。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中該載置製程與該進行處理之製程與該供給水蒸氣之製程與該搬出製程係反覆進行既定次數。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，進一步具有：在沉積於該處理容器內之累積膜的膜厚超過10μm後，進行該處理容器內之潔淨的製程。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理方法，其中該累積膜為氧化物膜。
  5. 如申請專利範圍第2項之基板處理方法，其中該載置製程以及該搬出製程係使用搬送臂來實施；在該搬出製程以該搬送臂搬出該基板之際，對搬出了該基板之該基板載置部載置下一基板，以實施該搬出製程後之該載置製程。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中該供給水蒸氣之製程係對於保持在既定溫度之該處理容器內供給氫氣體以及氧氣體來實施。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板處理方法，其中該供給水蒸氣之製程具有：使得保持在儲水槽之水氣化之製程、以及將以該氣化製程所得水蒸氣供給於該處理容器內之製程。
  8. 一種基板處理裝置，具有：處理容器；旋轉台，以可旋轉方式設置於該處理容器內，具有基板載置部；搬送臂，可搬送基板； 第1處理氣體供給手段，對該旋轉台表面供給第1處理氣體；第2處理氣體供給手段，對該旋轉台表面供給第2處理氣體；分離氣體供給手段，設置在該旋轉台之旋轉方向上的該第1處理氣體供給手段與該第2處理氣體供給手段之間、以及該第2處理氣體供給手段與該第1處理氣體供給手段之間，供給將該第1處理氣體與該第2處理氣體予以分離之分離氣體；氧氣體供給手段，對該旋轉台表面供給氧氣體；氫氣體供給手段，對該旋轉台表面供給氫氣體；以及控制部，係至少對於該旋轉台、該搬送臂、該第1處理氣體供給手段、該第2處理氣體供給手段、該氧氣體供給手段以及該氫氣體供給手段之動作進行控制；該控制部係控制：使用該搬送臂對該基板載置部之基板的載置；該第1處理氣體供給手段、該第2處理氣體供給手段對該處理容器內供給處理氣體而對被載置之該基板所進行之處理；於該基板被載置於該基板載置部之狀態下，從該氧氣體供給手段以及該氫氣體供給手段對該處理容器內之至少水蒸氣之供給；以及以該搬送臂而從該基板載置部進行該基板之搬出。
  9. 一種基板處理裝置，具有：處理容器；旋轉台，以可旋轉方式設置於該處理容器內，具有基板載置部；搬送臂，可搬送基板；第1處理氣體供給手段，對該基板表面供給第1處理氣體；第2處理氣體供給手段，對該基板表面供給第2處理氣體；分離氣體供給手段，設置在該旋轉台之旋轉方向上的該第1處理氣體供給手段與該第2處理氣體供給手段之間、以及該第2處理氣體供給手段與該第1處理氣體供給手段之間，供給將該第1處理氣體與該第2處理氣體予以分離之分離氣體；儲水槽，係以可儲藏水並可加熱該水的方式所構成； 導入管，將該儲水槽與該基板處理裝置加以連接，並設有流量調整閥；以及控制部，係至少對於該旋轉台、該搬送臂、該第1處理氣體供給手段、該第2處理氣體供給手段、該儲水槽之加熱以及該流量調整閥之動作進行控制；該控制部係控制：使用該搬送臂對該基板載置部之基板的載置；該第1處理氣體供給手段、該第2處理氣體供給手段對該處理容器內供給處理氣體而對被載置之該基板所進行之處理；在該基板被載置於該基板載置部之狀態下所進行之該儲水槽之加熱以及基於該流量調整閥對該處理容器內之至少水蒸氣之供給；以及以該搬送臂而從該基板載置部進行該基板之搬出。
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