TWI633578B - Substrate processing apparatus, manufacturing method and program of semiconductor device - Google Patents

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TWI633578B
TWI633578B TW106106672A TW106106672A TWI633578B TW I633578 B TWI633578 B TW I633578B TW 106106672 A TW106106672 A TW 106106672A TW 106106672 A TW106106672 A TW 106106672A TW I633578 B TWI633578 B TW I633578B
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Abstract

提供使對基板的處理品質提升的技術。
本發明之基板處理裝置係具有：複數處理室，其係處理基板；搬運室，其係搬運基板；複數移載室，其係被設在搬運室與處理室之間，且對應處理室的各個；複數閘閥，其係被設在搬運室與移載室之間；複數第1氣體供給部，其係被設在搬運室，且對通過複數閘閥的位置的基板各個供給惰性氣體；搬運機器人，其係被設在搬運室內，且將基板搬運至移載室；及控制部，其係以當第1氣體供給部的供給孔與通過閘閥的基板的距離為第1距離之時，以第1流量供給惰性氣體，當距離為比第1距離為更長的第2距離之時，以比第1流量為更多的第2流量供給惰性氣體的方式，控制複數第1氣體供給部與搬運機器人。

Description

基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及程式
本發明係關於基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及程式。
以半導體裝置(元件)之製造工程之一工程而言，進行對基板供給處理氣體與反應氣體，在基板形成膜的處理工程。例如記載於專利文獻1、2等。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2011-181771
〔專利文獻2〕日本特開2010-206222
但是，基板搬運中，微粒附著在基板，有對基板的處理品質降低的情形。
本發明之目的在提供使對基板的處理品質提 升的技術。
根據一態樣，提供一種技術，具有：複數處理室，其係處理基板；搬運室，其係搬運基板；複數移載室，其係被設在搬運室與處理室之間，且對應處理室的各個；複數閘閥，其係被設在搬運室與移載室之間；複數第1氣體供給部，其係被設在搬運室，且對通過複數閘閥的位置的基板各個供給惰性氣體；搬運機器人，其係被設在搬運室內，且將基板搬運至移載室；及控制部，其係以當第1氣體供給部的供給孔與通過閘閥的基板的距離為第1距離之時，以第1流量供給惰性氣體，當距離為比第1距離為更長的第2距離之時，以比第1流量為更多的第2流量供給惰性氣體的方式，控制複數第1氣體供給部與搬運機器人。
藉由本發明之技術，可使對基板的處理品質提升。
100、100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h‧‧‧腔室
110、110a~110d‧‧‧製程模組
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室(處理空間)
202‧‧‧處理容器
202a‧‧‧上部容器
202b‧‧‧下部容器
203‧‧‧移載室
204‧‧‧分隔板
207‧‧‧上升銷
210‧‧‧基板支持部
211‧‧‧載置面
212‧‧‧基板載置台
213‧‧‧加熱器
214‧‧‧貫穿孔
215‧‧‧外周面
217‧‧‧軸
218‧‧‧升降機構
219‧‧‧伸縮囊
221‧‧‧排氣口
222‧‧‧壓力調整器
223、223a、223b、223c、223d‧‧‧真空泵
224‧‧‧排氣管
226‧‧‧壓力調整器
227‧‧‧閥
231‧‧‧蓋
232‧‧‧緩衝空間
233‧‧‧絕緣塊
234‧‧‧淋浴頭
234a‧‧‧分散孔
234b‧‧‧分散板
235‧‧‧排氣導件
236‧‧‧排氣管
237‧‧‧閥
238‧‧‧排氣流路
240‧‧‧淋浴頭排氣口
241‧‧‧氣體導入口
242‧‧‧共通氣體供給管
243、243a‧‧‧第1處理氣體供給部
243b‧‧‧第1處理氣體供給源
243c‧‧‧質流控制器(MFC)
243d‧‧‧閥
244、244a‧‧‧第2處理氣體供給部
244b‧‧‧第2處理氣體供給源
244c‧‧‧質流控制器(MFC)
244d‧‧‧閥
244e‧‧‧遠距電漿單元(RPU)
245、245a‧‧‧沖洗氣體供給部
245b‧‧‧沖洗氣體供給源
245c‧‧‧質流控制器(MFC)
245d‧‧‧閥
246a‧‧‧第1惰性氣體供給管
246b‧‧‧惰性氣體供給源
246c‧‧‧質流控制器(MFC)
246d‧‧‧閥
247a‧‧‧第2惰性氣體供給管
247b‧‧‧惰性氣體供給源
247c‧‧‧質流控制器(MFC)
247d‧‧‧閥
248、248a‧‧‧清潔氣體供給部
248b‧‧‧清潔氣體源
248c‧‧‧質流控制器(MFC)
248d‧‧‧閥
249a‧‧‧第四惰性氣體供給管
249b‧‧‧第四惰性氣體供給源
249c‧‧‧MFC
249d‧‧‧閥
250‧‧‧遠距電漿單元(RPU)
251‧‧‧整合器
252‧‧‧高頻電源
260‧‧‧控制器
260a‧‧‧CPU
260b‧‧‧RAM
260c‧‧‧記憶裝置
260d‧‧‧I/O埠
260e‧‧‧內部匯流排
261‧‧‧輸出入裝置
262‧‧‧外部記憶裝置
263‧‧‧網路
270‧‧‧整流板
285‧‧‧收訊部
1000‧‧‧基板處理系統
1001‧‧‧晶圓盒
1100‧‧‧IO載台
1120‧‧‧帽蓋
1200‧‧‧大氣搬運室
1210‧‧‧晶圓盒開啟器
1220‧‧‧大氣搬運機器人
1230‧‧‧升降機
1240‧‧‧線性致動器
1250‧‧‧潔淨單元
1260‧‧‧預對準器
1270‧‧‧框體
1280‧‧‧基板搬入搬出口
1290‧‧‧基板搬入搬出口
1300‧‧‧負載鎖定室
1310‧‧‧框體
1311、1311a、1311b‧‧‧載置面
1320‧‧‧基板載置台
1330‧‧‧閘閥
1340‧‧‧基板搬入搬出口
1350‧‧‧閘閥
1400‧‧‧真空搬運室
1410‧‧‧框體
1420‧‧‧基板搬入搬出口
1430‧‧‧凸緣
1450‧‧‧升降機
1460‧‧‧第1氣體供給孔
1460a、1460b‧‧‧氣體供給孔
1461‧‧‧氣體導件
1465‧‧‧氣體導件
1470‧‧‧排氣口
1480、1480a、1480b‧‧‧基板搬入搬出口
1480e‧‧‧基板出入口
1481‧‧‧下部容器排氣口
1490、1490a、1490b、1490c、1490d、1490e、1490f、1490g、1490h‧‧‧閘閥(GV)
1500、1500a、1500b、1500c、1500d、1500e、1500f、1500g、1500h‧‧‧惰性氣體供給部(第1氣體供給)
1510‧‧‧惰性氣體供給管
1520‧‧‧惰性氣體源
1530‧‧‧質流控制器
1540‧‧‧閥
1600‧‧‧氣體排氣部
1610‧‧‧排氣管
1620‧‧‧APC
1630‧‧‧泵
1700‧‧‧真空搬運機器人
1800、1900‧‧‧臂部
1810、1820‧‧‧末端效應器
1830‧‧‧叉部分
1840‧‧‧中間部分
1860‧‧‧底部分
1870、1880‧‧‧軸
1910、1920‧‧‧末端效應器
1930‧‧‧叉部分
1940‧‧‧中間部分
1950‧‧‧軸
1960‧‧‧底部分
1970、1980‧‧‧軸
2040a‧‧‧隔壁
2060a‧‧‧基板搬入搬出口
2060e‧‧‧基板搬入搬出口
D、D1、D2‧‧‧距離
L‧‧‧長度
圖1係一實施形態之基板處理系統的橫剖面的概略圖。
圖2係一實施形態之基板處理系統的縱剖面的概略圖。
圖3係一實施形態之基板處理系統的真空搬運室內的製程模組附近的概略圖。
圖4係一實施形態之基板處理系統的真空搬運室內的製程模組附近的概略圖，顯示無晶圓的情形的圖。
圖5係一實施形態之基板處理系統的真空搬運室內的製程模組附近的概略圖，顯示晶圓搬入前與搬出後的圖。
圖6係顯示一實施形態之第1氣體供給部與晶圓的位置關係的圖。
圖7係用以說明一實施形態之對第1氣體供給部的氣體供給系的圖。
圖8係一實施形態之基板處理系統的真空搬運機器人的概略圖。
圖9係顯示一實施形態之真空搬運機器人的末端效應器的高度的關係的圖。
圖10係一實施形態之基板處理裝置的概略構成圖。
圖11係一實施形態之腔室的縱剖面的概略圖。
圖12係用以說明一實施形態之氣體供給系的圖。
圖13係一實施形態之基板處理系統的控制器的概略構成圖。
圖14係一實施形態之基板處理工程的流程圖。
圖15係一實施形態之基板處理工程的序列圖。
圖16係其他實施形態之基板處理系統的縱剖面的概 略圖。
圖17係其他實施形態之基板處理系統的真空搬運室內的製程模組附近的概略圖。
<第1實施形態>
以下按照圖示，說明本發明之第1實施形態。
以下說明本實施形態之基板處理系統。
(1)基板處理系統的構成
使用圖1至圖11，說明本發明之一實施形態之基板處理系統的概要構成。圖1係顯示本實施形態之基板處理系統的構成例的橫剖面圖。圖2係顯示本實施形態之基板處理系統的構成例的圖1的α-α’中的縱剖面圖。圖3係將真空搬運室與製程模組附近，以Z1方向觀看圖2的γ-γ’的概略圖。其中，在圖3中係省略真空搬運機器人1700等的構成。圖6係顯示第1氣體供給部與晶圓200的位置關係的圖。圖7係說明對搬運室供給惰性氣體的惰性氣體供給系的說明圖。圖8係說明圖1之臂部的詳細的說明圖。圖10係圖1的β-β’的縱剖面圖，說明供給至製程模組的氣體供給系的說明圖。圖11係說明被設在製程模組的腔室的說明圖。
在圖1及圖2中，適用本發明的基板處理系 統1000係處理晶圓200者，主要由IO載台1100、大氣搬運室1200、負載鎖定室1300、真空搬運室1400、製程模組110所構成。接著具體說明各構成。在圖1的說明中，前後左右係假設X1方向為右、X2方向為左、Y1方向為前、Y2方向為後。
(大氣搬運室/IO載台)
在基板處理系統1000的跟前係設置有IO載台(負載埠)1100。在IO載台1100上係裝載有複數晶圓盒1001。晶圓盒1001係被使用作為搬運矽(Si)基板等基板200的載體，在晶圓盒1001內係構成為分別以水平姿勢儲存複數未處理的基板(晶圓)200或處理完畢的基板200。
在晶圓盒1001設有帽蓋1120，藉由後述之晶圓盒開啟器1210(pod opener)予以開閉。晶圓盒開啟器1210係將被載置於IO載台1100的晶圓盒1001的帽蓋1120進行開閉，藉由將基板取出放入口進行開放/閉鎖，可對晶圓盒1001取出放入基板200。晶圓盒1001係藉由未圖示的工程內搬運裝置(RGV)，相對IO載台1100作供給及排出。
IO載台1100係鄰接於大氣搬運室1200。大氣搬運室1200係在與IO載台1100為不同的面連結後述之負載鎖定室1300。
在大氣搬運室1200內設置有移載基板200之 作為第1搬運機器人的大氣搬運機器人1220。如圖2所示，大氣搬運機器人1220係構成為藉由被設置在大氣搬運室1200的升降機1230作升降，並且構成為藉由線性致動器1240以左右方向作往返移動。
如圖2所示，在大氣搬運室1200的上部設置有供給潔淨空氣的潔淨單元1250。此外，如圖1所示，在大氣搬運室1200的左側設置有合併形成在基板200的切口或定向平面(orientation flat)的裝置(以下稱為預對準器)1260。
如圖1及圖2所示，在大氣搬運室1200的框體1270的前側設置有：用以將基板200相對大氣搬運室1200進行搬入搬出的基板搬入搬出口1280；及晶圓盒開啟器1210。在夾著基板搬入搬出口1280而與晶圓盒開啟器1210為相反側，亦即框體1270的外側設置有IO載台(負載埠)1100。
在大氣搬運室1200的框體1270的後側係設有用以將晶圓200搬入搬出至負載鎖定室1300的基板搬入搬出口1290。基板搬入搬出口1290係藉由後述之閘閥1330進行解放/閉鎖，藉此可進行晶圓200的取出放入。
(負載鎖定(L/L)室)
負載鎖定室1300係鄰接於大氣搬運室1200。在構成負載鎖定室1300的框體1310所具有的面之中與大氣搬運 室1200為不同的面係如後所述，配置真空搬運室1400。負載鎖定室1300由於框體1310內的壓力配合大氣搬運室1200的壓力與真空搬運室1400的壓力而變動，因此構成為可承受負壓的構造。
在框體1310之中與真空搬運室1400鄰接之側係設有基板搬入搬出口1340。基板搬入搬出口1340係藉由閘閥1350進行解放/閉鎖，藉此可進行晶圓200的取出放入。
此外，在負載鎖定室1300內係設置有具有至少二個載置晶圓200的載置面1311(1311a、1311b)的基板載置台1320。基板載置面1311間的距離係按照後述之真空搬運機器人1700所具有的指狀物(finger)間的距離來作設定。
(真空搬運室)
基板處理系統1000係具備有成為在負壓下搬運基板200的搬運空間之作為搬運室的真空搬運室(移轉模組)1400。構成真空搬運室1400的框體1410係平面視形成為五角形，且在五角形的各邊係連結有負載鎖定室1300及處理晶圓200的製程模組110a~110d。在真空搬運室1400的大致中央部係將凸緣1430作為基部而設置有在負壓下移載(搬運)基板200之作為第2搬運機器人的真空搬運機器人1700。其中，在此，係將真空搬運室1400顯示五角形之例，但是亦可為四角形或六角形等多角形。
在框體1410的側壁之中與負載鎖定室1300鄰接之側係設有基板搬入搬出口1420。基板搬入搬出口1420係藉由閘閥1350進行解放/閉鎖，藉此可進行晶圓200的取出放入。
被設置在真空搬運室1400內之作為搬運機器人的真空搬運機器人1700係如圖2所示，構成為可藉由升降機1450及凸緣1430，一邊維持真空搬運室1400的氣密性一邊作升降。真空搬運機器人1700的詳細構成容後詳述。升降機1450係構成為可將真空搬運機器人1700所具有的二個臂部1800與1900分別獨立作升降。
如圖1所示，在框體1410的五個側壁中未設置有負載鎖定室1300之側，係連結有在晶圓200進行所希望的處理的製程模組110a、110b、110c、110d。
在製程模組110a、110b、110c、110d的各個係設有基板處理裝置之一構成的腔室100。具體而言，製程模組110a係設有腔室100a、100b。在製程模組110b係設有腔室100c、100d。在製程模組110c係設有腔室100e、100f。在製程模組110d係設有腔室100g、100h。
在框體1410的側壁之中與各腔室100相向的壁部設有基板搬入搬出口1480。例如圖2記載所示，在與腔室100e相向之壁部設有基板出入口1480e。
若在圖2之中將腔室100e置換成腔室100a，在與腔室100a相向的壁部設有基板搬入搬出口1480a。
同樣地，若將腔室100f置換成腔室100b，在 與腔室100b相向的壁部設有基板搬入搬出口1480b。
閘閥(GV)1490係如圖1所示，按每個處理室設置。具體而言，在腔室100a與真空搬運室1400之間設有閘閥1490a，在與腔室100b之間設有閘閥1490b。在與腔室100c之間設有閘閥1490c，在與腔室100d之間設有閘閥1490d。在與腔室100e之間設有閘閥1490e，在與腔室100f之間設有閘閥1490f。在與腔室100g之間設有閘閥1490g，在與腔室100h之間設有閘閥1490h。
藉由各閘閥1490進行解放/閉鎖，藉此可進行透過基板搬入搬出口1480之晶圓200的取出放入。
在此，發明人在如上所示之裝置構成中發現以下課題。如圖16所示，在各製程模組係設有複數腔室，且構成為閘閥相鄰。在圖3中係顯示製程模組110a之例。當將晶圓200搬入至各腔室時，如後所述，腔室100a的壓力與腔室100b的壓力不同，因真空搬運室1400的壓力與腔室100a的壓力、腔室100b的壓力的關係，有腔室內的氣體環境由腔室100a與腔室100b之任一者或二者流入至真空搬運室1400的課題。此外，有氣體環境由腔室100a流入至腔室100b、或氣體環境由腔室100b流入至腔室100a的課題。經發明人精心研究結果，發現藉由設置朝以圖2的虛線箭號所記載之方向的氣體流，可抑制氣體環境由腔室100流出至真空搬運室1400。以下記載供給惰性氣體的構成。
<第1氣體供給部>
如圖1、3、4所示，在閘閥(GV)1490a附近且為框體1410的頂棚係設有用以對晶圓200的表面供給惰性氣體的氣體供給孔(第1氣體供給孔、惰性氣體供給孔、GV氣體供給孔)1460。在第1氣體供給孔1460的周圍設有氣體導件1461。氣體導件1461係抑制由第1氣體供給孔1460被供給的惰性氣體朝真空搬運室1400的上方擴散的情形。在此圖3係以Z1方向觀看圖2所示之γ-γ’的圖。其中，在圖3中係省略真空搬運機器人1700等的構成。圖6係顯示第1氣體供給部與晶圓200的位置關係。
在第1氣體供給孔1460係連接有惰性氣體供給管1510。在惰性氣體供給管1510係由上游依序設有：惰性氣體源1520、質流控制器1530、閥1540。藉由質流控制器1530、閥1540等，控制供給至框體1410內的閘閥1490附近、或通過閘閥1460的晶圓200的表面的惰性氣體的供給量。其中，較佳為第1氣體供給孔1460的下端係被配置在與閘閥1490的上端為同等的高度。藉由構成為如上所示，可構成為由第1氣體供給孔1460被供給的惰性氣體的主流流至GV或腔室內。
主要由第1氣體供給孔1460、惰性氣體供給管1510、質流控制器1530、閥1540，構成對真空搬運室1400之閘閥1490的惰性氣體供給部(第1氣體供給)1500。其中，亦可在惰性氣體供給部1500包含惰性氣體源1520。
此外，第1氣體供給孔1460的下端、與晶圓200的表面之間的距離D係如圖6所示，構成為D<L的關係。在此，L係第1氣體供給孔1460的下端與晶圓200相對向的面的晶圓200的徑方向的長度。藉由構成為如上所示，可使由第1氣體供給孔1460被供給的氣體流直接供給至晶圓200。藉此，可使附著在晶圓200的表面的處理氣體、反應氣體、副生成物、微粒的任一者或2個以上脫離，抑制進入至真空搬運室1400。若形成為D>L的關係，由第1氣體供給孔1460被供給的氣體流不會有被供給至晶圓200的情形而在真空搬運室1400內擴散，使吸附在晶圓200的氣體等脫離的效果會低減。此外，該D<L的關係在上側的臂部1800所保持的晶圓200與第1氣體供給孔1460的距離D1、及下側的臂部1900所保持的晶圓200與第1氣體供給孔1460的距離D2各個均為相同。具體而言，成為D1<L、D2<L。其中，如圖6所示如上側臂部1800與下側臂部1900所示，藉由使2個臂部的高度分別不同，可同時進行晶圓200的搬入與搬出，可使搬運產出量提升。
此外，較佳為使供給至二個臂部各個的惰性氣體的流量不同。若形成為上側的臂部1800所保持的晶圓200與第1氣體供給孔1460之間的距離D1、及下側的臂部1900所保持的晶圓200與第1氣體供給孔1460之間的距離D2為不同時，以D1之時的供給量，在D2之時被供給至晶圓200的量會不足，有氣體由腔室流入至真空搬 運室1400的情形。此時，藉由將惰性氣體的供給量形成為D2>D1，可抑制腔室內的氣體環境流入至真空搬運室的情形。
其中，如圖1、圖7所示，對通過其他閘閥1490a、1490b、1490c、1490d、1490e、1490f、1490g、1490h的晶圓200的第1氣體供給部1500(1500a、1500b、1500c、1500d、1500e、1500f、1500g、1500h)亦同樣地構成。其中，如圖7所示，惰性氣體源1520亦可構成為共通使用。
此外，亦可藉由分別控制被設在各第1氣體供給部1500的質流控制器1530，使被供給至通過各閘閥的晶圓200的表面的惰性氣體流量分別不同。此外，亦可使設在各第1氣體供給部1500的閥1540的開閉時序分別不同。亦可構成為配合各閘閥的開閉時序、或真空搬運機器人1700搬運晶圓200的時序、或晶圓200載置於上升銷207的時序等，來使惰性氣體的供給時序或供給量改變。
例如，為了抑制各腔室的氣體環境流入至真空搬運室內，各腔室內的壓力係設定為比真空搬運室1400內的壓力為更低。若以圖3為例來進行說明，若同時打開製程模組110a與真空搬運室1400之間的閘閥1490a與閘閥1490b時，由真空搬運室1400，真空搬運室1400的氣體環境流入至2個腔室100a、100b之雙方，有真空搬運室1400與腔室100a與腔室100b的壓力差變小 的情形。此時，有氣體、或存在於腔室100a、100b內的副生成物或微粒由腔室100a、100b流入至真空搬運室1400之虞。
此外，亦可在各第1氣體供給部之與第1氣體供給孔1460相對向之側設置氣體導件1465。藉由設置氣體導件1465，即使在第1氣體供給孔1460與晶圓200不相對向的情形下，亦可不會有由第1氣體供給孔1460被供給的惰性氣體在真空搬運室1400內擴散的情形，而形成流至腔室側的氣體流。在此，所謂不相對向的情形係有例如以下。將各個情形之例顯示於圖4及圖5。1)將未保持有晶圓200的末端效應器插入在腔室時(圖4)。2)將保持有晶圓200的末端效應器開始搬運至腔室時、及搬出結束時(圖5)。
在框體1410的底壁設有用以將框體1410的氣體環境進行排氣的排氣口1470。在排氣口1470設有排氣管1610。在排氣管1610，由上游依序設有作為壓力控制器的APC(Auto Pressure Controller)1620、泵1630。其中，在此，APC1620係至少具有閥體。閥體亦可構成為可根據由控制器260被傳送的資料來進行控制，亦可構成為在APC1620的內部設置控制裝置而可以APC1620單獨進行閥的開度調整。
主要以排氣口1470、排氣管1610、APC1620，構成真空搬運室1400中的氣體排氣部1600。其中，亦可在搬運室排氣部包含泵1630。
其中，較佳為排氣口1470係設在遠離各閘閥的位置。亦即，設在真空搬運機器人1700的附近。藉由構成為如上所示，可抑制由各第1氣體供給部被供給的惰性氣體、或各腔室內的氣體環境流入至搬運室1400內的情形。
各閘閥關閉的期間係藉由第1氣體供給部1500、氣體排氣部1600的協同作動來控制真空搬運室1400的氣體環境。APC1620係在各閘閥之任一者打開之時、或各閘閥之任一者打開之前，以可形成上述虛線箭號方向的氣體流的方式使閥開度減小。其中，此時，APC1620亦可構成為完全關閉。
接著，使用圖8，說明被裝載在真空搬運室1400的真空搬運機器人1700。圖8係將圖1的真空搬運機器人1700放大的圖。
真空搬運機器人1700係具備有：二個臂部1800、及臂部1900。臂部1800係具有在前端設有二個末端效應器1810與末端效應器1820的叉部分1830。在叉部分1830的根部係透過軸1850連接有中間部分1840。其中，臂部1800係因同時搬運2枚晶圓200的關係，有形成為末端效應器1810的高度與末端效應器1820的高度不同的情形。藉由使末端效應器的高度不同，可使搬運時的晶圓200的位置調整容易化，且可使搬運產出量提升。在此，例如圖9所示，構成為末端效應器1810的高度比末端效應器1820為更高。
如上所示，若末端效應器1810的高度與末端效應器1820的高度不同，上述距離D依末端效應器而改變。在如上所示之情形下，由於末端效應器上的氣導會改變，因此有惰性氣體由距離D短者朝向長者流動的情形。藉此，有一個腔室的氣體環境或微粒流至其他腔室的情形。在圖3之情形下，氣體由腔室100b流至腔室100a。此時，使供給至氣體供給孔1460b的惰性氣體的流量，比供給至氣體供給孔1460a的惰性氣體的流量為更少，或使供給至氣體供給孔1460a的惰性氣體的流量比供給至氣體供給孔1460b的惰性氣體的流量為更多，藉此可抑制由腔室100b至腔室100a的氣體流。
在末端效應器1810與末端效應器1820係被載置由各個的製程模組110被搬出的晶圓200。在圖2中，係顯示載置由製程模組110c被搬出的晶圓200之例。
在中間部分1840之中與叉部分1830為不同的部位係透過軸1870而連接有底部分1860。底部分1860係透過軸1880而被配置在凸緣1430。
臂部1900係具有在前端設有二個末端效應器1910及末端效應器1920的叉部分1930。在叉部分1930的根部係透過軸1950而連接有中間部分1940。其中，臂部1900係因同時搬運2枚晶圓200的關係，構成為末端效應器1910的高度與末端效應器1920的高度為不同。藉由使末端效應器的高度不同，可使搬運時的晶圓200的位 置調整容易化。在此，例如，構成為末端效應器1910的高度比末端效應器1920為更高。
在末端效應器1910與末端效應器1920係載置有由負載鎖定室1300被搬出的晶圓200。
在中間部分1940之中與叉部分1930為不同的部位係透過軸1970而連接有底部分1960。底部分1970係透過軸1980而被配置在凸緣1430。
此外，末端效應器1810、末端效應器1820係配置在比末端效應器1910、末端效應器1920為更高的位置。
真空搬運機器人1700係可進行以軸為中心的旋轉、或臂部的延伸。
(製程模組)
接著以圖1、圖2、圖10為例，說明各製程模組110中的製程模組110a。圖10係說明製程模組110a與被連接在製程模組110a的氣體供給部、與被連接在製程模組110a的氣體排氣部的關連的說明圖。
在此係以製程模組110a為例，但是在其他製程模組110b、製程模組110c、製程模組110d中亦為相同構造，故在此省略說明。
如圖10記載所示，在製程模組110a係設有處理晶圓200的基板處理裝置之一構成的腔室100a與腔室100b。在腔室100a與腔室100b之間係設有隔壁 2040a，構成為各個腔室內的氣體環境不會混合存在。
如圖2記載所示，在腔室100e與真空搬運室1400相鄰的壁部係設有基板搬入搬出口2060e，同樣地，在腔室100a與真空搬運室1400相鄰的壁部係設有基板搬入搬出口2060a。
在各腔室100設有支持晶圓200的基板支持部210。
在製程模組110a係連接有對腔室100a與腔室100b之各個供給處理氣體的氣體供給部。氣體供給部係由第1處理氣體供給部、第2處理氣體供給部、第1沖洗氣體供給部、第2沖洗氣體供給部的至少一個以上所構成。關於各氣體供給部的構成，容後敘述。
(1)基板處理裝置的構成
說明第1實施形態之基板處理裝置。
說明本實施形態之處理裝置100。基板處理裝置100係高介電常數絕緣膜形成單元，如圖1所示，構成為單片式基板處理裝置。在基板處理裝置中，係進行如上所述之半導體元件之製造之一工程。
如圖11所示，基板處理裝置100係具備有處理容器202。處理容器202係例如橫剖面為圓形，構成為扁平的密閉容器。此外，處理容器202係藉由例如鋁(Al)或不銹鋼(SUS)等金屬材料或石英所構成。在處理容器202內係形成有處理作為基板之矽晶圓等晶圓200 的處理空間(處理室)201、移載空間(移載室)203。處理容器202係由上部容器202a及下部容器202b所構成。在上部容器202a與下部容器202b之間係設有分隔板204。將被上部處理容器202a包圍的空間且為比分隔板204更為上方的空間稱為處理空間(亦稱為處理室)201，將被下部容器202b包圍的空間且為比分隔板更為下方的空間稱為移載室203。
在下部容器202b的側面係設有鄰接閘閥1490的基板搬入搬出口1480，晶圓200係透過基板搬入搬出口1480而在與未圖示的搬運室之間移動。在下部容器202b的底部係設有複數上升銷207。此外，下部容器202b係被接地。
在處理室201內係設有支持晶圓200的基板支持部210。基板支持部210係具有：載置晶圓200的載置面211、及在表面具有載置面211及外周面215的基板載置台212。較佳為設置作為加熱部的加熱器213。藉由設置加熱部，使基板加熱，可使形成在基板上的膜的品質提升。在基板載置台212亦可在與上升銷207相對應的位置分別設置上升銷207貫穿的貫穿孔214。其中，亦可將形成在基板載置台212的表面的載置面211的高度，形成為比外周面215為低相當於晶圓200之厚度的長度份。藉由構成為如上所示，晶圓200的上面的高度與基板載置台212的外周面215的高度的差變小，可抑制因差所發生的氣體亂流。此外，若氣體亂流不會影響對晶圓200的處理 均一性，亦可將外周面215的高度構成為與載置面211為同一平面上的高度以上。
基板載置台212係藉由軸217予以支持。軸217係貫穿處理容器202的底部，另外在處理容器202的外部，連接於升降機構218。構成為可使升降機構218作動而使軸217及基板載置台212作升降，藉此使載置於基板載置面211上的晶圓200作升降。其中，軸217下端部的周圍係藉由伸縮囊219覆蓋，處理室201內係被保持為氣密。
基板載置台212係在晶圓200搬運時，基板載置面211以成為基板搬入搬出口206的位置(晶圓搬運位置)的方式下降，在晶圓200處理時，係如圖1所示，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下降至晶圓搬運位置時，上升銷207的上端部由基板載置面211的上面突出，上升銷207由下方支持晶圓200。此外，當使基板載置台212上升至晶圓處理位置時，上升銷207係由基板載置面211的上面埋没，基板載置面211由下方支持晶圓200。其中，上升銷207係與晶圓200直接接觸，因此以由例如石英或氧化鋁等材質形成為宜。其中，亦可構成為在上升銷207設置升降機構，基板載置台212與上升銷207相對移動。
(排氣系)
在處理室201(上部容器202a)的內壁上面係設有將處理室201的氣體環境進行排氣之作為第1排氣部的排氣口221。在排氣口221係連接有作為第1排氣管的排氣管224，在排氣管224係依序串聯連接有：將處理室201內控制為預定壓力的閥227、壓力調整器226、222、真空泵223。主要藉由排氣口221、排氣管224、閥227，構成第1排氣部(排氣翼片)。其中，亦可構成為在第1排氣部包含壓力調整器226、222、真空泵223。
在構成緩衝空間232的整流板270的背面係設有將緩衝空間232的氣體環境進行排氣之作為第2排氣部的淋浴頭排氣口240。緩衝空間232的氣體環境係構成為可透過由整流板270的背面與排氣導件235所構成的排氣流路238，對淋浴頭排氣口240排氣。在淋浴頭排氣口240係連接有作為第2排氣管的排氣管236，在排氣管236係依序串聯連接有閥237等。主要藉由淋浴頭排氣口240、閥237、排氣管236，構成第2排氣部(排氣翼片)。此外，亦可構成為將排氣管236連接在真空泵223。
此外，在下部容器202b係設有下部容器排氣口1481，構成為可在下部容器202b內進行排氣。此外，下部容器排氣口1481亦可透過下部容器202b而將上部容器202a進行排氣。
(氣體導入口)
在被設在處理室201的上部的淋浴頭234的上面(頂棚壁)係設有用以對處理室201內供給各種氣體的氣體導入口241。關於連接於作為氣體供給部的第1氣體導入口241的氣體供給單元的構成容後敘述。
(氣體分散部)
淋浴頭234係藉由緩衝室(空間)232、分散板234b、分散孔234a所構成。淋浴頭234係設在氣體導入口241與處理室201之間。由氣體導入口241被導入的氣體係被供給至淋浴頭234的緩衝空間232(分散部)。淋浴頭234係由例如石英、氧化鋁、不銹鋼、鋁等材料所構成。
其中，亦可以具導電性的金屬形成淋浴頭234的蓋231，來形成為用以激發存在於緩衝空間232或處理室201內的氣體的活性化部(激發部)。此時，在蓋231與上部容器202a之間係設有絕緣塊233，將蓋231與上部容器202a之間絕緣。在作為活性化部的電極(蓋231)亦可構成為連接整合器251及高頻電源252，且可供給電磁波(高頻電力或微波)。
在緩衝空間232係設有用以使由氣體導入口241被導入的氣體擴散至緩衝空間232之作為整流部的整流板270。
(處理氣體供給部)
在與整流板270相連接的氣體導入口241係連接有共通氣體供給管242。如圖12所示，在共通氣體供給管242係連接有第1處理氣體供給管243a、第2處理氣體供給管244a、沖洗氣體供給管245a、清潔氣體供給管248a。
由包含第1處理氣體供給管243a的第1處理氣體供給部243係主要被供給第1元素含有氣體(第1處理氣體)，由包含第2氣體供給管244a的第2處理氣體供給部244係主要被供給第2元素含有氣體(第2處理氣體)。由包含沖洗氣體供給管245a的沖洗氣體供給部245係主要被供給沖洗氣體，由包含清潔氣體供給管248a的清潔氣體供給部248係被供給清潔氣體。
(第1處理氣體供給部)
在第1處理氣體供給管243a係由上游方向依序設有：第1處理氣體供給源243b、作為流量控制器(流量控制部)的質流控制器(MFC)243c、及作為開閉閥的閥243d。
由第1處理氣體供給源243b被供給含有第1元素的氣體(第1處理氣體)，透過質流控制器243c、閥243d、第1處理氣體供給管243a、共通氣體供給管242被供給至氣體緩衝空間232。
第1處理氣體係原料氣體，亦即處理氣體之一。
在此，第1元素為例如矽(Si)。亦即，第1處理氣體係例如含矽氣體。以含矽氣體而言，係可使用例如二氯矽烷(Dichlorosilane(SiH2Cl2)：DCS)氣體。其中，第1處理氣體的原料亦可為在常溫常壓下為固體、液體、及氣體之任一者。若第1處理氣體的原料在常溫常壓下為液體，若在第1處理氣體供給源243b與質流控制器243c之間設置未圖示的氣化器即可。在此，原料係作為氣體來進行說明。
在比第1處理氣體供給管243a的閥243d更為下游側，係連接有第1惰性氣體供給管246a的下游端。在第1惰性氣體供給管246a係由上游方向依序設有：惰性氣體供給源246b、作為流量控制器(流量控制部)的質流控制器(MFC)246c、及作為開閉閥的閥246d。
在此，惰性氣體為例如氮(N2)氣體。其中，以惰性氣體而言，除了N2氣體之外，可使用例如氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氬(Ar)氣體等稀有氣體。
主要藉由第1處理氣體供給管243a、質流控制器243c、閥243d，構成含有第1元素之氣體供給部243(亦稱為含矽氣體供給部)。
此外，主要藉由第1惰性氣體供給管246a、質流控制器246c、及閥246d構成第1惰性氣體供給部。其中，亦可考慮在第1惰性氣體供給部包含惰性氣體供給 源246b、第1氣體供給管243a。
此外，亦可考慮在含有第1元素之氣體供給部包含第1處理氣體供給源243b、第1惰性氣體供給部。
(第2處理氣體供給部)
在第2處理氣體供給管244a的上游係由上游方向依序設有：第2處理氣體供給源244b、作為流量控制器(流量控制部)的質流控制器(MFC)244c、及作為開閉閥的閥244d。
由第2處理氣體供給源244b被供給含有第2元素的氣體(以下為「第2處理氣體」)，透過質流控制器244c、閥244d、第2處理氣體供給管244a、共通氣體供給管242，被供給至緩衝空間232。
第2處理氣體係處理氣體之一。其中，第2處理氣體亦可為與處理氣體起反應的反應氣體，亦可考慮為與形成在基板的膜起反應的改質氣體。
在此，第2處理氣體係含有與第1元素不同的第2元素。以第2元素而言，係含有例如氧(O)、氮(N)、碳(C)、氫(H)之中一個以上。在本實施形態中，第2處理氣體係假設為例如含氮氣體。具體而言，以含氮氣體而言，係使用氨(NH3)氣體。
主要藉由第2處理氣體供給管244a、質流控制器244c、閥244d，構成第2處理氣體供給部244。
除此之外，亦可設置作為活性化部的遠距電漿單元(RPU)244e，構成為可將第2處理氣體活性化。
此外，在比第2處理氣體供給管244a的閥244d更為下游側係連接有第2惰性氣體供給管247a的下游端。在第2惰性氣體供給管247a係由上游方向依序設有：惰性氣體供給源247b、作為流量控制器(流量控制部)的質流控制器(MFC)247c、及作為開閉閥的閥247d。
由第2惰性氣體供給管247a係惰性氣體透過質流控制器247c、閥247d、第2氣體供給管247a被供給至緩衝空間232。惰性氣體在成膜工程(後述之S203~S207)中係作為載體氣體或稀釋氣體來發揮作用。
主要藉由第2惰性氣體供給管247a、質流控制器247c、及閥247d，構成第2惰性氣體供給部。其中，亦可考慮在第2惰性氣體供給部包含惰性氣體供給源247b、第2氣體供給管244a。
此外，亦可考慮在含有第2元素的氣體供給部244包含第2處理氣體供給源244b、第2惰性氣體供給部。
(沖洗氣體供給部)
在沖洗氣體供給管245a係由上游方向依序設有：沖洗氣體供給源245b、作為流量控制器(流量控制部)的質流控制器(MFC)245c、及作為開閉閥的閥245d。
由沖洗氣體供給源245b被供給作為沖洗氣體的惰性氣體，透過質流控制器245c、閥245d、沖洗氣體供給管245a、共通氣體供給管242被供給至緩衝空間232。
在此，惰性氣體為例如氮(N2)氣體。其中，以惰性氣體而言，除了N2氣體之外，可使用例如氦(He)氣體、氖(Ne)氣體、氬(Ar)氣體等稀有氣體。
主要藉由沖洗氣體供給管245a、質流控制器245c、閥245d，構成沖洗氣體供給部245(亦稱為沖洗氣體供給部)。
(清潔氣體供給部)
在清潔氣體供給管243a係由上游方向依序設有：清潔氣體源248b、質流控制器(MFC)248c、閥248d、遠距電漿單元(RPU)250。
由清潔氣體源248b被供給清潔氣體，透過MFC248c、閥248d、RPU250、清潔氣體供給管248a、共通氣體供給管242被供給至氣體緩衝空間232。
在比清潔氣體供給管248a的閥248d更為下游側係連接有第四惰性氣體供給管249a的下游端。在第四惰性氣體供給管249a係由上游方向依序設有第四惰性氣體供給源249b、MFC249c、閥249d。
此外，主要藉由清潔氣體供給管248a、 MFC248c及閥248d，構成清潔氣體供給部。其中，亦可考慮在清潔氣體供給部包含清潔氣體源248b、第四惰性氣體供給管249a、RPU250。
其中，亦可將由第四惰性氣體供給源249b被供給的惰性氣體，以作為清潔氣體的載體氣體或稀釋氣體來發揮作用的方式進行供給。
由清潔氣體供給源248b被供給的清潔氣體係作為在清洗工程中將附著在淋浴頭234或處理室201的副生成物等去除的清潔氣體來發揮作用。
在此，清潔氣體係例如三氟化氮(NF3)氣體。其中，以清潔氣體而言，可使用例如氟化氫(HF)氣體、三氟化氯氣體(ClF3)氣體、氟(F2)氣體等，而且亦可將該等組合使用。
此外，較佳為以設在上述各氣體供給部的流量控制部而言，以針閥或孔口等氣體流的響應性高的氣體為佳。例如，若氣體的脈衝寬度成為毫秒級時，有以MFC並無法響應的情形，但是若為針閥或孔口，藉由與高速的ON/OFF閥相組合，藉此可對應毫秒以下的氣體脈衝。
(控制部)
如圖13所示，腔室100係具有控制腔室100之各部的動作的控制器260。
在圖13中顯示控制器260的概略。作為控制 部(控制手段)的控制器260係構成為具備有：CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)260a、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)260b、記憶裝置260c、I/O埠260d的電腦。RAM260b、記憶裝置260c、I/O埠260d係構成為可透過內部匯流排260e而與CPU260a進行資料交換。在控制器260係構成為可連接例如構成為觸控面板等的輸出入裝置261、或外部記憶裝置262、收訊部285等。
記憶裝置260c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive，硬碟驅動機)等所構成。在記憶裝置260c內係以可讀出的方式儲存有控制基板處理裝置之動作的控制程式、或記載有後述之基板處理的順序或條件等的製程處方、在設定使用在對晶圓200的處理的製程處方(process recipe)為止的過程中所產生的運算資料或處理資料等。其中，製程處方係使控制器260執行後述之基板處理工程中的各順序，以可得預定結果的方式予以組合者，作為程式來發揮功能。以下將該程式處方或控制程式等亦僅統稱為程式。其中，在本說明書中使用所謂程式的詞彙時，係有僅包含程式處方單體的情形、僅包含控制程式單體的情形、或包含該雙方之情形。此外，RAM260b係構成為暫時保持藉由CPU260a被讀出的程式、運算資料、處理資料等資料的記憶體區域(工作區)。
I/O埠260d係被連接在：閘閥1330、1350、1490、升降機構218、加熱器213、壓力調整器222、 226、1620、真空泵223(223a、223b、223c、223d)、1630、整合器251、高頻電源252、質流控制器(MFC)243c、244c、245c、246c、247c、248c、249c、1530、閥227、228、236、237、243d、244d、245d、246d、247d、248d、249d、1540、遠距電漿單元(RPU)244e、250等。
作為運算部的CPU260a係構成為：讀出來自記憶裝置260c的控制程式來執行，並且按照來自輸出入裝置260的操作指令的輸入等，由記憶裝置260c讀出製程處方。此外，構成為可將由收訊部285被輸入的設定值、與被記憶在記憶裝置121c的製程處方或控制資料進行比較/運算，來算出運算資料。此外，構成為可由運算資料來執行對應的處理資料(製程處方)的決定處理等。接著，CPU260a係構成為：以按照被讀出的製程處方的內容的方式，控制：閘閥1330、1350、1490(1490a、1490b、1490c、1490d、1490e、1490f、1490g、1490h)的開閉動作、升降機構218的升降動作、對加熱器213的電力供給動作、壓力調整器222、226、1620的壓力調整動作、真空泵223(223a、223b、223c、223d)的ON/OFF控制、RPU244e、250的氣體的活性化動作、閥227、228、236、237、243d、244d、245d、246d、247d、248d、249d、1540的開閉控制、整合器251的電力的整合動作、高頻電源252的ON/OFF控制等。
其中，控制器260並非侷限於構成為專用的 電腦的情形，亦可構成為通用的電腦。例如，準備儲存有上述程式的外部記憶裝置(例如磁帶、可撓性碟片或硬碟等磁碟、CD或DVD等光碟、MO等光磁碟、USB記憶體或記憶卡等半導體記憶體)262，使用該外部記憶裝置262，在通用的電腦安裝程式等，藉此可構成本實施形態之控制器260。其中，用以對電腦供給程式的手段並非侷限於透過外部記憶裝置262來進行供給的情形。例如，亦可使用收訊部285或網路263(網際網路或專用回線)等通訊手段，未透過外部記憶裝置262地供給程式。其中，記憶裝置260c或外部記憶裝置262係構成為電腦可讀取記錄媒體。以下，將該等亦僅統稱為記錄媒體。其中，在本說明書中，若使用所謂記錄媒體的詞彙時，係具有僅包含記憶裝置260c單體的情形、僅包含外部記憶裝置262單體的情形、或包含該等雙方的情形。
(2)基板處理工程
接著，參照圖14、15，說明使用上述基板處理裝置的處理爐，以半導體裝置(半導體元件)之製造工程之一工程而言，在基板上成膜絕緣膜且作為例如含矽膜的氮化矽(SiN)膜之序列例。其中，在以下說明中，構成基板處理裝置的各部的動作係藉由控制器260予以控制。
其中，在本說明書中，若使用所謂「晶圓」的詞彙時，係有意指「晶圓本身」的情形、或意指「晶圓及形成在其表面的預定的層或膜等及其積層體(集合 體)」的情形(亦即，包含形成在表面的預定的層或膜等而稱為晶圓的情形)。此外，在本說明書中使用所謂「晶圓的表面」的詞彙時，係有意指「晶圓本身的表面(露出面)」的情形、或意指「形成在晶圓的預定的層或膜等的表面，亦即作為積層體的晶圓的最表面」的情形。
因此，若在本說明書中記載為「對晶圓供給預定的氣體」時，係有意指「對晶圓本身的表面(露出面)直接供給預定的氣體」的情形、或意指「對形成在晶圓的層或膜等，亦即對作為積層體的晶圓的最表面，供給預定的氣體」的情形。此外，在本說明書中有意指「在形成在晶圓的層或膜等之上，亦即在作為積層體的晶圓最表面之上形成預定的層(或膜)」的情形。
其中，在本說明書中使用所謂「基板」的詞彙時，亦與使用所謂「晶圓」的詞彙時同樣，此時，在上述說明中，若將「晶圓」置換成「基板」來考量即可。
以下說明基板處理工程。
(基板搬入工程S201)
在進行基板處理工程時，首先，使晶圓200搬入至處理室201。具體而言，形成為藉由升降機構218使基板支持部210下降，且上升銷207由貫穿孔214突出至基板支持部210的上面側的狀態。此外，一邊對處理室201內與移載室203內供給惰性氣體，一邊由下部容器排氣口1481將惰性氣體進行排氣，而將處理室201內與移載室 203內調壓成預定的壓力。處理室201內與移載室203內調壓後，將閘閥1490開放，且由閘閥1490，使晶圓200載置於上升銷207上。在使晶圓200載置於上升銷207上之後，藉由升降機構218，使基板支持部210上升至預定的位置，藉此，晶圓200由上升銷207被載置於基板支持部210。其中，在將閘閥1490開放前，由第1氣體供給部1500，朝晶圓200通過閘閥1490的位置，使惰性氣體的供給開始。其中，較佳為此時關閉APC1620與閥227，使得不會由排氣口221或排氣口1470排氣。藉由構成為如上所示，可形成圖2所記載之朝向虛線箭號方向的氣體流，可抑制由腔室100a朝真空搬運室1400逆流。
晶圓200被載置於基板支持部210，且基板載置台212到達至圖11所示之處理位置時，打開閥227，由排氣口221使處理室201內的氣體環境的排氣開始。此外，此時，在關閉閘閥1490之後，關閉連接於下部容器排氣口1481的閥228，且停止下部容器202b內的排氣。
在關閉閘閥1490a之後，停止來自惰性氣體供給部1500a的惰性氣體的供給。其中，若其他閘閥1490(1490b、1490c、1490d、1490e、1490f、1490g、1490h)、1350空出，使來自對應各閘閥的惰性氣體供給部1500b、1500c、1500d、1500e、1500f、1500g、1500h的惰性氣體供給繼續。
(減壓/升溫工程S202)
接著，以處理室201內成為預定的壓力(真空度)的方式，透過處理室排氣管224，將處理室201內進行排氣。此時，根據壓力感測器所測定到的壓力值，將作為壓力調整器222的APC閥的閥的開度進行反饋控制。此外，根據溫度感測器(未圖示)所檢測到的溫度值，以處理室201內成為預定的溫度的方式，將對加熱器213的通電量進行反饋控制。具體而言，將基板支持部210藉由加熱器213預先加熱，在晶圓200或基板支持部210的溫度變化消失之後，放置一定時間。該期間，若有殘留在處理室201內的水分或來自構件的除氣等，亦可藉由利用真空排氣或N2氣體的供給所為之沖洗來去除。藉此，成膜程序前的準備即完成。其中，當將處理室201內進行排氣成預定的壓力時，亦可一度進行真空排氣至可到達的真空度。
(成膜工程S301)
接著，說明在晶圓200成膜SiN膜之例。使用圖14、15，說明成膜工程S301的詳細內容。
晶圓200被載置於基板支持部210，且在處理室201內的氣體環境呈安定之後，進行圖14所示之S203~S207的步驟。
(第1處理氣體供給工程S203)
在第1處理氣體供給工程S203中，由第1處理氣體 供給部對處理室201內供給作為第1氣體(原料氣體)的含矽氣體。以含矽氣體而言，有例如二氯矽烷(DCS)。具體而言，打開氣體閥，將含矽氣體由氣體源供給至腔室100。此時，打開處理室側閥，且以MFC調整為預定流量。經流量調整的含矽氣體係通過緩衝空間232，由淋浴頭234的分散孔234a，被供給至減壓狀態的處理室201內。此外，繼續藉由排氣系所為之處理室201內的排氣且將處理室201內的壓力以成為預定的壓力範圍(第1壓力)的方式進行控制。此時，對晶圓200被供給含矽氣體的含矽氣體係以預定的壓力(第1壓力：例如100Pa以上20000Pa以下)供給至處理室201內。如上所示，對晶圓200供給含矽氣體。藉由被供給含矽氣體，在晶圓200上形成含矽層。
(第1沖洗工程S204)
在晶圓200上形成含矽層之後，停止供給含矽氣體。藉由停止原料氣體，將存在於處理室201中的原料氣體、或存在於緩衝空間232之中的原料氣體由處理室排氣管224被排氣，藉此進行第1沖洗工程S204。
此外，在沖洗工程中，係除了僅將氣體進行排氣(真空抽吸)而將氣體排出之外，亦可構成為供給惰性氣體，進行藉由將殘留氣體擠出所為之排出處理。此外，亦可組合進行真空抽吸與惰性氣體的供給。此外，亦可構成為交替進行真空抽吸與惰性氣體的供給。
其中，此時，亦可打開淋浴頭排氣管236的閥237，將存在於緩衝空間232內的氣體由淋浴頭排氣管236進行排氣。其中，在排氣中，藉由壓力調整器227與閥237，控制淋浴頭排氣管236與緩衝空間232內的壓力(排氣氣導)。排氣氣導亦可以緩衝空間232中來自淋浴頭排氣管236的排氣氣導，比透過處理室201之對處理室排氣管224的排氣氣導為更高的方式控制壓力調整器227與閥237。藉由如上所示進行調整，形成由緩衝空間232的端部亦即氣體導入口241朝向另一方端部亦即淋浴頭排氣口240的氣體流。藉由如上所示，附著在緩衝空間232的壁部的氣體、或在緩衝空間232內浮遊的氣體不會進入至處理室201，而可由淋浴頭排氣管236進行排氣。其中，亦可以抑制由處理室201對緩衝空間232內的氣體逆流的方式，調整緩衝空間232內的壓力與處理室201的壓力(排氣氣導)。
此外，在第1沖洗工程中，係繼續真空泵223的動作，將存在於處理室201內的氣體由真空泵223進行排氣。其中，亦可以由處理室201對處理室排氣管224的排氣氣導比對緩衝空間232的排氣氣導為更高的方式調整壓力調整器227與閥237。藉由如上所示進行調整，形成經由處理室201之朝向處理室排氣管224的氣體流，可將殘留在處理室201內的氣體進行排氣。
在經過預定時間後，停止供給惰性氣體，並且關閉閥237，遮斷由緩衝空間232對淋浴頭排氣管236 的流路。
更佳為在經過預定時間後，以一邊使真空泵223接續作動，一邊關閉閥237為宜。如上所示，經由處理室201之朝向處理室排氣管224的流動不會受到淋浴頭排氣管236的影響，因此可更確實地將惰性氣體供給至基板上，可使基板上的殘留氣體的去除效率更加提升。
其中，由處理室沖洗氣體環境，係除了僅進行真空抽吸而將氣體排出之外，亦意指藉由供給惰性氣體所致之氣體擠出動作。因此，亦可構成為在第1沖洗工程中，在緩衝空間232內供給惰性氣體，進行因擠出殘留氣體所致之排出動作。此外，亦可組合進行真空抽吸與惰性氣體的供給。此外，亦可構成為交替進行真空抽吸與惰性氣體的供給。
此外，此時供給至處理室201內的N2氣體的流量亦不需要形成為大流量，亦可例如供給與處理室201的容積為相同程度的量。如上所示進行沖洗，藉此可減低對下一工程的影響。此外，因不完全沖洗處理室201內，因此可縮短沖洗時間，且使製造產出量提升。此外，N2氣體的消耗亦可抑制為所需最小限度。
此時的加熱器213的溫度係與對晶圓200的原料氣體供給時同樣地，設定為成為200~750℃，較佳為300~600℃，更佳為300~550℃的範圍內的一定的溫度。由各惰性氣體供給系所供給之作為沖洗氣體的N2氣體的供給流量係分別設為例如100~20000sccm的範圍內 的流量。以沖洗氣體而言，除了N2氣體之外，亦可使用Ar、He、Ne、Xe等稀有氣體。
(第2處理氣體供給工程S205)
在第1氣體沖洗工程之後，透過氣體導入口241、複數分散孔234a，對處理室201內供給作為第2處理氣體(反應氣體)的含氮氣體。含氮氣體係顯示例如使用氨氣(NH3)之例。由於透過分散孔234a而供給至處理室201，因此可對基板上均一地供給氣體。因此，可使膜厚成為均一。其中，亦可構成為當供給第2氣體時，透過作為活性化部(激發部)的遠距電漿單元(RPU)，將經活性化的第2氣體供給至處理室201內。
此時，以NH3氣體的流量成為預定流量的方式調整質流控制器。其中，NH3氣體的供給流量為例如100sccm以上10000sccm以下。此外，NH3氣體在RPU內流動時，係將RPU形成為ON狀態(接通電源的狀態)，且以使NH3氣體活性化(激發)的方式進行控制。
若NH3氣體被供給至形成在晶圓200上的含矽層時，含矽層即被改質。形成例如矽元素或含有矽元素的改質層。其中，設置RPU，對晶圓200上供給經活性化的NH3氣體，藉此可形成更多的改質層。
改質層係按照例如處理室201內的壓力、NH3氣體的流量、晶圓200的溫度、RPU的電力供給狀況，以預定的厚度、預定的分布、預定的氮成分等對含矽層的侵 入深度而形成。
在經過預定時間後，停止NH3氣體的供給。
(第2沖洗工程S206)
藉由停止NH3氣體的供給，將存在於處理室201中的NH3氣體、或存在於第2緩衝空間232之中的NH3氣體由第1排氣部被排氣，藉此進行第2沖洗工程S206。第2沖洗工程S206係進行與上述第1沖洗工程S204同樣的工程。
在第2沖洗工程S206中，係繼續真空泵223的動作，且將存在於處理室201內的氣體由處理室排氣管224進行排氣。其中，亦可以由處理室201對處理室排氣管224的排氣氣導比對緩衝空間232的排氣氣導為更高的方式調整壓力調整器227與閥237。藉由如上所示進行調整，形成經由處理室201之朝向處理室排氣管224的氣體流，可將殘留在處理室201內的氣體進行排氣。此外，在此，藉由供給惰性氣體，可將惰性氣體確實地供給在基板上，基板上的殘留氣體的去除效率增高。
在經過預定時間後，停止惰性氣體的供給，並且關閉閥來遮斷緩衝空間232與淋浴頭排氣管236之間。
更佳為在經過預定時間後，以一邊使真空泵223接續作動，一邊關閉閥237為宜。若構成為如上所示，經由處理室201之朝向淋浴頭排氣管236的流動不會 受到處理室排氣管224的影響，因此可更確實地將惰性氣體供給在基板上，可使基板上的殘留氣體的去除效率更加提升。
其中，由處理室沖洗氣體環境，係除了僅進行真空抽吸而將氣體排出之外，亦意指因惰性氣體的供給所致之氣體擠出動作。此外，亦可組合進行真空抽吸與惰性氣體的供給。此外，亦可構成為交替進行真空抽吸與惰性氣體的供給。
此外，此時供給至處理室201內的N2氣體的流量亦不需要形成為大流量，亦可例如供給與處理室201的容積為相同程度的量。藉由如上所示進行沖洗，可減低對接下來的工程的影響。此外，因不完全沖洗處理室201內，可縮短沖洗時間，且使製造產出量提升。此外，N2氣體的消耗亦可抑制為所需最小限度。
此時的加熱器213的溫度係與對晶圓200供給原料氣體時同樣地，設定為成為200~750℃，較佳為300~600℃，更佳為300~550℃的範圍內的一定的溫度。由各惰性氣體供給系所供給之作為沖洗氣體的N2氣體的供給流量係分別設為例如100~20000sccm的範圍內的流量。以沖洗氣體而言，除了N2氣體之外，亦可使用Ar、He、Ne、Xe等稀有氣體。
(判定工程S207)
第1沖洗工程S206結束後，控制器260係判定上述 成膜工程S301之中的S203~S206是否已被執行預定的循環數n(n為自然數)。亦即，判定在晶圓200上是否形成有所希望的厚度的膜。將上述步驟S203~S206設為1循環，進行該循環至少1次以上(步驟S207)，藉此可在晶圓200上成膜預定膜厚之含有矽及氧的絕緣膜，亦即SiO膜。其中，上述循環係以反覆複數次為佳。藉此，在晶圓200上形成預定膜厚的SiO膜。
未被實施預定次數時(判定No之時)，反覆S203~S206的循環。已被實施預定次數之時(判定Y之時)，係結束成膜工程S301，且執行搬運壓力調整工程S208與基板搬出工程S209。
(搬運壓力調整工程S208)
在搬運壓力調整工程S208中，以處理室201內或移載室203成為預定的壓力(真空度)的方式，一邊對處理室201內供給惰性氣體，一邊透過處理室排氣管224而將處理室201內進行排氣。此外，打開閥228，且由下部容器排氣口1481將移載室203內進行排氣。此時的處理室201內或移載室203內的壓力係被調整為比真空搬運室1400內的壓力為更低。
(基板搬出工程S209)
在搬運壓力調整工程S208中處理室201內成為預定壓力之後，形成為藉由升降機構218使基板支持部210下 降，上升銷207由貫穿孔214突出於基板支持部210的上面側，將晶圓200載置於上升銷207的狀態。此外，在基板支持部210開始下降後，關閉閥227，停止來自處理室排氣管224的排氣，使其形成由氣體導入口241被供給的惰性氣體被排氣至下部容器排氣口1481的氣體流。其中，亦可在搬出晶圓200之前，使其在以上升銷207支持的狀態下待機至晶圓200的溫度下降至預定溫度為止。其中，亦可在使晶圓200在上升銷207上冷卻的期間，使處理室201內的壓力與移載室203內的壓力上升至真空搬運室1400內的壓力、或與上述成膜工程時的壓力為相同程度的壓力。藉由提高壓力，可使冷卻時間縮短。冷卻後，處理室201內的壓力與移載室203內的壓力係被調壓成比真空搬運室1400內的壓力為更低。
形成有上述氣體流之後，由真空搬運室1400的第1氣體供給部，朝向閘閥1490的開口附近的晶圓200所通過的位置，使惰性氣體的供給開始。使惰性氣體的供給開始之後，打開閘閥1490，使上升銷207上的晶圓200搬運至真空搬運室1400。晶圓200進入至真空搬運室1400之後，關閉閘閥1490，並且打開APC1620，使真空搬運室1400內的氣體環境由氣體排氣部1600排氣。如上所示，即使異物混入至真空搬運室1400內的氣體環境，亦可未透過處理室201地進行排氣。亦即，可抑制異物進入至處理室201內。
其中，亦可構成為在使基板支持部210移動 至以圖11的虛線所標記的搬運位置之前，使其進行以下動作。由氣體導入孔241透過移載室203對下部容器排氣口1481供給惰性氣體，且以成為處理室201的壓力>真空搬運室1400的壓力>移載室203的壓力的關係的方式進行各室的壓力調整。在壓力調整後，由第1氣體供給部在閘閥1490開口附近的晶圓200通過的位置供給惰性氣體。惰性氣體的供給開始後，打開閘閥1490，由閘閥1490，形成由第1氣體供給部被供給的惰性氣體對下部容器排氣口1481的氣體流。之後，使基板支持部210搬運至搬運位置。在將基板支持部210搬運至搬運位置之後，以真空搬運機器人1700使晶圓200搬運至真空搬運室1400。藉由進行如上所示之動作，可抑制存在於移載室203內與處理室201內的氣體流入至真空搬運室1400。此外，如上所示階段式使各室相連接，藉此可抑制因各室的壓力差所致之氣體擴散。
在如上所示之工程中進行對晶圓200的處理。
(3)本實施形態之效果
藉由本實施形態，達成以下(A)~(D)之任一個以上的效果。
(A)設置第1氣體供給部1500，在GV的開口附近的晶圓200通過的位置供給惰性氣體，且由下部容器排氣口1481將惰性氣體排氣，藉此可抑制存在於腔室 100內的副生成物或微粒流入至真空搬運室1400。
(B)此外，可抑制一個腔室的氣體環境或微粒進入至其他腔室。
(C)若設在臂部的2個末端效應器的高度不同，藉由使供給至設在第1氣體供給部1500的2個氣體供給孔的惰性氣體的流量不同，可抑制腔室間的氣體移動(氣體擴散)。
(D)藉由將第1氣體供給孔1460的下端與晶圓200的表面之間的距離D、及第1氣體供給孔1460的下端與晶圓200相對向的面的晶圓200的徑方向的長度L的關係設為D<L，可使附著在晶圓200的表面的處理氣體、反應氣體、副生成物、微粒的任一者或2個以上脫離，而抑制進入至真空搬運室1400。
(E)若第1氣體供給孔1460與上側臂部1800所保持的晶圓200的距離D1比第1氣體供給孔1460與下側臂部1900所保持的晶圓200的距離D2為較短時，藉由使惰性氣體的供給量比D1之時為在D2之時較多，可抑制腔室100內的氣體環境流入至真空搬運室1400內。
<其他實施形態>
在圖16、17中顯示其他實施形態。在圖16、17中，在第1氣體供給部的氣體供給孔1460a、1460b之間設有第2氣體供給部1462a。藉由該第2氣體供給部，可抑制 腔室100a與腔室100b之間的氣體移動(氣體擴散)。
此外，較佳為第2氣體供給部1462a的氣體供給孔1463a係構成為比第1氣體供給部的第1氣體供給孔1460較朝向搬運室1400的中央突出。藉由構成為如上所示，可抑制腔室100a與腔室100b之間的氣體移動。
此外，較佳為由各氣體供給孔被供給的惰性氣體的流量係設為1463a>1460a≒1460b。如上所述，若2個末端效應器的高度不同，構成為1463a>1460b>1460a。藉由構成為如上所示之氣體流量的關係，可抑制腔室100a與腔室100b之間的氣體移動、或由腔室100對搬運室1400的氣體移動。
其中，亦可在第2氣體供給部1462a未設置氣體供給孔1463a而形成為氣體導件。
其中，在上述中，係記載在真空搬運室與移載室之間的基板搬運，但是亦可為在負載鎖定室1300與真空搬運室1400之間的基板搬運，亦可為在負載鎖定室與大氣搬運室1200之間的基板搬運。此外，即使為沒有真空搬運室1400或負載鎖定室1300，且構成為由大氣搬運室1200直接搬運至移載室的基板處理系統，亦可達成同樣的效果。如上所述，藉由在真空氣體環境下進行搬運，可抑制微粒或各腔室的氣體環境的擴散。
此外，在上述中係記載交替供給原料氣體與反應氣體來進行成膜的方法，但是若原料氣體與反應氣體的氣相反應量或副生成物的發生量為容許範圍內，亦可適 用在其他方法。例如原料氣體與反應氣體的供給時序相重疊的方法。
此外，在上述中係記載成膜處理，但是亦可適用在其他處理。例如有：擴散處理、氧化處理、氮化處理、氮氧化處理、還原處理、氧化還原處理、蝕刻處理、加熱處理等。例如，當僅使用反應氣體，將基板表面或形成在基板的膜進行電漿氧化處理或電漿氮化處理時，亦可適用本發明。此外，亦可適用在僅使用反應氣體的電漿退火處理。
此外，在上述中係記載半導體裝置之製造工程，但是實施形態之發明亦可適用在半導體裝置之製造工程以外。例如有：液晶元件的製造工程、太陽電池的製造工程、發光元件的製造工程、玻璃基板的處理工程、陶瓷基板的處理工程、導電性基板的處理工程等基板處理。
此外，在上述中係顯示使用含矽氣體作為原料氣體，使用含氮氣體作為反應氣體，形成氮化矽膜之例，但是亦可適用於使用其他氣體的成膜。例如有：含氧膜、含氮膜、含碳膜、含硼膜、含金屬膜與含有複數該等元素的膜等。其中，以該等膜而言，例如有：SiN膜、AlO膜、ZrO膜、HfO膜、HfAlO膜、ZrAlO膜、SiC膜、SiCN膜、SiBN膜、TiN膜、TiC膜、TiAlC膜等。
此外，設在製程模組內的腔室可為一個，亦可為複數。若在製程模組內設有複數腔室，由於製程模組的熱容量變大，因此維護一個以上的製程模組時的影響變 大。
此外，在上述中，係顯示在一個處理室處理一枚基板的裝置構成，但是並非侷限於此，亦可為將複數枚基板以水平方向或垂直方向排列的裝置。

Claims (20)

  1. 一種基板處理裝置，其係具有：複數處理室，其係處理基板；搬運室，其係搬運前述基板；複數移載室，其係被設在前述搬運室與前述處理室之間，且對應前述複數處理室的各個；複數閘閥，其係被設在前述搬運室與前述移載室之間；複數第1氣體供給部，其係被設在前述搬運室，且對通過前述複數閘閥的位置的基板各個供給惰性氣體；搬運機器人，其係被設在前述搬運室內，且將前述基板搬運至前述移載室；及控制部，其係以當前述第1氣體供給部的供給孔與通過前述閘閥的基板的距離為第1距離之時，以第1流量供給前述惰性氣體，當前述距離為比第1距離為更長的第2距離之時，以比第1流量為更多的第2流量供給前述惰性氣體的方式，控制前述複數第1氣體供給部與前述搬運機器人。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述搬運機器人係具有可將前述基板至少2枚以水平方向不同的高度保持的末端效應器，前述控制部係以對前述末端效應器所保持的基板各個，以不同的流量供給前述惰性氣體的方式控制前述第1氣體供給部。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述複數處理室係以相鄰的方式作連結，在前述複數第1氣體供給部之間具有第2氣體供給部，前述控制部係：前述第2供給部以比由前述第1氣體供給部被供給的惰性氣體的流量為更多的方式，控制前述第1氣體供給部與前述第2氣體供給部。
  4. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，前述複數處理室係以相鄰的方式作連結，在前述複數第1氣體供給部之間具有第2氣體供給部，前述控制部係：前述第2供給部以比由前述第1氣體供給部被供給的惰性氣體的流量為更多的方式，控制前述第1氣體供給部與前述第2氣體供給部。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，在前述2個第1氣體供給部之間，具有比該第1氣體供給部更朝前述搬運機器人側突出的第1氣體導件。
  6. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，在前述2個第1氣體供給部之間，具有比該第1氣體供給部更朝前述搬運機器人側突出的第1氣體導件。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述搬運機器人係具有以不同高度搬運基板的2個臂部。
  8. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述第1氣體供給部的氣體供給孔的下端係構成為前述閘閥的開口上端的高度。
  9. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，前述第1氣體供給部的氣體供給孔的下端係構成為前述閘閥的開口上端的高度。
  10. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中，前述第1氣體供給部的氣體供給孔的下端係構成為前述閘閥的開口上端的高度。
  11. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中，前述第1氣體供給部的氣體供給孔的下端係構成為前述閘閥的開口上端的高度。
  12. 如申請專利範圍第7項之基板處理裝置，其中，前述第1氣體供給部的氣體供給孔的下端係構成為前述閘閥的開口上端的高度。
  13. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，在前述搬運室內，與前述第1氣體供給部相對向，且在前述閘閥開口的下端的高度的位置設有氣體導件。
  14. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，在前述搬運室內，與前述第1氣體供給部相對向，且在前述閘閥開口的下端的高度的位置設有氣體導件。
  15. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中，在前述搬運室內，與前述第1氣體供給部相對向，且在前述閘閥開口的下端的高度的位置設有氣體導件。
  16. 如申請專利範圍第6項之基板處理裝置，其中，在前述搬運室內，與前述第1氣體供給部相對向，且在前述閘閥開口的下端的高度的位置設有氣體導件。
  17. 一種半導體裝置之製造方法，其係具有：藉由被設在搬運室的搬運機器人，透過對應前述處理室的移載室，將基板搬運至複數處理室的各個的工程；對被搬運至前述處理室的基板供給處理氣體的工程；及將被供給至前述基板的處理氣體進行排氣的工程，在前述搬運前述基板的工程中係具有：在通過被設在前述搬運室與前述移載室之間的閘閥的基板與對該基板供給惰性氣體的第1氣體供給部的供給孔的距離為第1距離的狀態下，當前述基板通過時，以第1流量對前述基板供給惰性氣體的工程；及在前述距離為比前述第1距離為更長的第2距離的狀態下，當前述基板通過時，以比前述第1流量更多的第2流量，對前述基板供給前述惰性氣體的工程。
  18. 如申請專利範圍第17項之半導體裝置之製造方法，其中，在搬運前述基板的工程中具有：前述搬運機器人係保持2個以上的基板，且將該基板分別搬運至2個以上的前述處理室，以前述第1流量，將前述惰性氣體供給至搬運至前述2個以上的處理室之中的一個處理室的基板，以前述第2流量，將前述惰性氣體供給至被搬運至前 述2個以上的處理室之中的其他處理室的基板的工程。
  19. 一種記錄媒體，其係記錄有藉由電腦使基板處理裝置執行具有以下順序的程式的記錄媒體：藉由被設在搬運室的搬運機器人，透過對應前述處理室的移載室，使基板搬運至複數處理室的各個的順序；使處理氣體供給至被搬運至前述處理室的基板的順序；及將被供給至前述基板的處理氣體進行排氣的順序，在前述使前述基板搬運的順序中執行：在通過被設在前述搬運室與前述移載室之間的閘閥的基板與對該基板供給惰性氣體的第1氣體供給部的供給孔的距離為第1距離的狀態下，當前述基板通過時，以第1流量，使惰性氣體供給至前述基板的順序；及在前述距離為比前述第1距離為更長的第2距離的狀態下，當前述基板通過時，以比前述第1流量更多的第2流量，使前述惰性氣體供給至前述基板的順序。
  20. 如申請專利範圍第19項之記錄有程式的記錄媒體，其中，在使前述基板搬運的順序中具有：前述搬運機器人係保持2個以上的基板，且將該基板分別搬運至2個以上的前述處理室，以前述第1流量，將前述惰性氣體供給至搬運至前述2個以上的處理室之中的一個處理室的基板，以前述第2流量，使前述惰性氣體供給至被搬運至前述2個以上的處理室之中的其他處理室的基板的順序。
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