气化原料供给装置和采用该供给装置的基板处理装置的制作方法

文档序号:11230322阅读:442来源:国知局
气化原料供给装置和采用该供给装置的基板处理装置的制造方法

本发明涉及气化原料供给装置和采用该供给装置的基板处理装置。



背景技术:

以往公知有这样的气化器和成膜装置,即,在气化器中将液体原料的一部分气化而成的气液混合流体气化而得到气化原料气体,并且向成膜处理部供给将气化原料气体所含有的处理气体和雾沫分离而得到的处理气体,在此过程中,将气液混合流体经由具备多个喷出口的流体供给部向构成气化器的筒状部内供给,气液混合流体以扩散的状态完全遍布于筒状部内,成为易于热交换的状态,能够确保较高的气化效率。采用该结构,由于在气化器中将处理气体和雾沫分离,排出分离的雾沫,因此,能够向成膜装置仅供给不含有雾沫的处理气体。此外,在该采用气化器的成膜装置中,能够向成膜处理部供给大流量的处理气体,因此,能够提高处理效率。



技术实现要素:

发明要解决的问题

然而,近年来,在成膜处理等基板处理中,从提升成膜的面内均匀性的方面考虑,与处理室内的区域相应地调整喷射器的气体喷出孔的孔径、位置。也就是说,例如在成膜装置中存在这样的情况:针对存在沉积速度降低的倾向的区域,进行增大气体喷出孔的孔径或者增加数量等的调整,相反针对存在沉积速度比周围高的倾向的区域,进行减小气体喷出孔的孔径或者降低密度等的调整。

在上述的气化器和成膜装置中并未表示这样的喷射器的调整,但喷射器是能够进行这样的调整的。

但是,在上述的气化器和成膜装置的结构中,即便对喷射器在规定的流量下进行了这样的调整,在除了调整的流量之外的流量下也会因流量的增减而使喷射器的内压发生变化,因此,每个区域的流量比与调整时会有所不同。因而,即便对喷射器进行调整,工艺也不同,若供给处理气体的流量成为与调整时不同的设定,则存在无法得到如调整那样的结果这样的问题。

本发明提供能够针对多个区域逐个地调整处理气体的流量、能够高精度地进行期望的基板处理的气化原料供给装置和采用该气化原料供给装置的基板处理装置。

用于解决问题的方案

本发明的一个技术方案的气化原料供给装置包括:

1个气化原料生成部件,其用于使固体或液体的原料气化而生成气化原料;

多个分支配管,其连接于该气化原料生成部件,用于使生成的所述气化原料分支到多个系统;以及

多个流量控制器,其独立地设置于各个该分支配管。

本发明的另一个技术方案的基板处理装置包括:

所述气化原料供给装置;

处理容器,其能够收容基板;以及

喷射器,其针对该处理容器内的多个区域的每个区域具备气体导入口和气体喷出孔,

所述气化原料供给装置的所述多个分支配管分别一对一相对应地连接于针对所述多个区域的每个区域设置的所述气体导入口。

附图说明

附图作为本说明书的一部分编入而表示本申请的实施方式,与上述通常的说明和后述的实施方式的详细内容一同说明本申请的概念。

图1是表示本发明的第1实施方式的气化原料供给装置和基板处理装置的一例子的图。

图2是更详细地表示本发明的第1实施方式的气化原料供给装置的一例子的图。

图3是表示本发明的第2实施方式的基板处理装置的一例子的图。

图4是表示本发明的第3实施方式的基板处理装置的一例子的图。

图5是表示从本发明的第3实施方式的基板处理装置的喷射器到反应气体喷嘴、处理容器的沿着旋转台的同心圆的截面的图。

图6是沿着图4的i-i’线的剖视图,是表示设有顶面的区域的剖视图。

图7是表示本发明的第4实施方式的基板处理装置的一例子的图。

图8是本发明的第4实施方式的基板处理装置的喷射器的侧剖视图。

图9是表示本发明的第5实施方式的基板处理装置的喷射器的一例子的图。

图10是表示本发明的第6实施方式的基板处理装置的一例子的图。

图11是表示本发明的第6实施方式的基板处理装置的喷射器的一例子的截面结构的图。

图12是表示本发明的第7实施方式的基板处理装置的喷射器的一例子的图。

图13是表示本发明的第8实施方式的基板处理装置的一例子的图。

图14是表示本发明的第8实施方式的基板处理装置的喷射器的一例子的结构的剖视图。

图15是表示本发明的第9实施方式的基板处理装置的喷射器的一例子的图。

图16是表示本发明的第10实施方式的基板处理装置的喷射器的一例子的图。

具体实施方式

以下,参照附图说明用于实施本发明的方式。在下述的详细的说明中,为了能够充分地理解本申请,给出了很多具体的详细说明。但是,没有这样详细的说明,本领域技术人员也能够完成本申请是不言自明的事项。在其他的例子中,为了避免使各种各样的实施方式难以理解的状况,并未详细地表示公知的方法、过程、系统、构成要素。

〔第1实施方式〕

图1是表示本发明的第1实施方式的气化原料供给装置和基板处理装置的一例子的图。在图1中表示了气化原料供给装置250和包含该气化原料供给装置250的基板处理装置300。

气化原料供给装置250是用于加热固体或液体的原料而生成气化原料、将生成的气化原料向基板处理装置300的喷射器131~133供给的装置。气化原料供给装置250包括加热罐160、流量控制器(质量流量控制器)171~173、源配管180、分支配管181~183以及外壳220。

加热罐160是用于在储存着固体或液体的原料的状态下将其加热使其气化而生成气化原料的气化原料生成部件。加热罐160包括储存罐161和加热器162。

储存罐161是用于储存固体或液体的原料210的部件。因而,储存罐161构成为能够储存固体或液体的状态的原料210的容器。储存罐161在利用加热使原料210气化而生成了气化原料的情况下,需要在气化空间163中预先储存气化原料,因此,该储存罐161构成为能够密闭的容器。此外,由于储存罐161被加热器162加热,因此由具有充分的耐热性的材料构成。

另外,原料210能够使用在气化的状态下能成为成膜处理等基板处理的原料的各种固体或液体的材料,例如在应用于含硅膜的成膜处理的情况下,可以使用3dmas(tris(dimethylamino)silane、三(二甲胺基)硅烷)等。另外,固体也包含粉末。

加热器162是用于从外侧加热储存罐161、使储存的原料210气化的加热部件。加热器162只要能够加热原料210使其气化而生成气化原料,就可以采用各种结构。例如,加热器162既可以由电热线构成,也可以由板状的加热板构成。

流量控制器171~173是用于设定并调整供给的气化原料的流量的流量调整部件。流量控制器171~173设于多个系统,在图1中设于3个系统。通过这样设置多个流量控制器171~173,能够利用多个系统控制作为处理气体向基板处理装置300的处理容器1内供给的气化原料的流量,在多个区域设定不同的流量的情况下能够各自进行流量控制。

流量控制器171~173通过各自对应的分支配管181~183连接于源配管180,源配管180连接于加热罐160的上表面。在加热罐160内气化的气化原料充满在加热罐160内的上部的气化空间163中,但由于源配管180连接于加热罐160的上表面,因此,气化原料从源配管180流出。由于在源配管180上连接有分支为多个系统的分支配管181~183,因此,气化原料分支地流到各分支配管181~183,利用各流量控制器171~173控制各系统的流量,经过设置在气化原料供给装置250的外侧的分支配管181~183向处理容器1内供给。

在此,流量控制器171~173只要能够调整气体的流量,就可以使用各种流量控制器(质量流量控制器)。流量控制器171~173不必使用相同的流量控制器171~173,也可以与各系统的用途相应地使用互不相同的流量控制器171~173。特别是在各系统中设定流量大不相同的情况下,也可以与设定流量相应地使用能力、也就是最大设定流量不同的流量控制器171~173。一般来讲,能够由流量控制器171~173高精度地调整的流量达到最大设定流量的10%左右以上,难以高精度地调整小于最大设定流量的10%的较小的流量。因而,优选的是,设定流量自身较小的系统使用最大设定流量较小的流量控制器171~173,设定流量较大的系统与其相应地使用最大设定流量较大的流量控制器171~173。只要与各系统的设定流量相应地以应调整的流量不小于最大设定流量的10%的方式(为10%以上的方式)选择流量控制器171~173,就能够进行精度非常高的流量控制。

此外,多个分支配管181~183成为自源配管180分支的结构,但也可以是多个分支配管181~183分别直接地连接于加热罐160的结构。

另外,加热罐160、流量控制器171~173、源配管180以及分支配管181~183也可以收容在外壳220中而一体地构成。通过将各部件收纳在外壳220中,能够容易地进行气化原料供给装置250的设置和移动。

在此,流量控制器171~173设有多个,但加热罐160仅设置1个较好。在将气化原料分到多个系统的独立供给的情况下,也考虑多个系统各自包括该加热罐和该流量控制器的结构,但若设为这样的结构,则加热罐160所需要的空间变大,气化原料控制装置变得过大。此外,由于加热罐160需要多个,因此,成本也会增加。

在本实施方式的气化原料供给装置250中,加热罐160仅设为1个,仅流量控制器171~173设为多个。因此,能够在谋求节省空间的同时在多个区域中进行准确的流量控制。

基板处理装置300是用于对基板实施成膜等处理的装置,其至少包括处理容器1和喷射器131~133。处理容器1是用于收容作为处理对象的基板的容器。另外,在图1中使用半导体晶圆w作为基板。以下,列举使用晶圆w作为处理对象的基板的例子进行说明。

喷射器131~133是用于向晶圆w供给处理气体的处理气体供给部件。喷射器131~133构成为喷嘴形状。喷嘴形状既可以是圆筒形状,也可以是四棱柱等棱柱形状。因而,也可以将喷射器131~133称作气体喷嘴131~133。另外,在本实施方式中,处理气体采用使固体或液体的原料210气化而生成的气化原料。

喷射器131~133为了向处理容器1内的多个区域或者晶圆w上的多个区域供给气化原料而针对处理容器1内的多个区域的每个区域对应地设置各1个。因而,喷射器131~133整体设有多个。多个喷射器131~133各自具有1个气体导入口141~143和至少1个气体喷出孔151~153。通常,气体喷出孔151~153在各区域各设有多个。在图1中示意地表示了在各喷射器131~133各设有3个的例子。实际上,在1个喷射器131~133中分别各设有数十个气体喷出孔的情况较多。

多个喷射器131~133与气化原料供给装置250的多个流量控制器171~173分别一对一相对应地设置。因而,能够利用与各个喷射器131~133的每个喷射器相对应的流量控制器171~173控制流量。另外,在图1的例子中,喷射器131与流量控制器171相对应,喷射器132与流量控制器172相对应,喷射器133与流量控制器173相对应。

在图1中,多个喷射器131~133彼此分别设置在处理容器1内的不同区域,构成为能够向晶圆w上的不同区域供给气化原料。根据包含处理容器1等的基板处理装置300的结构,存在对晶圆w的特定的区域进行的基板处理不足或者过大的情况。在这种情况下,通过将气化原料的流量针对每个区域设为不同的设定,纠正过大与不足,能够在晶圆w的整个面进行均匀性更高的基板处理,本实施方式的气化原料供给装置和基板处理装置非常适合进行这样的调整。

在图1中用箭头的大小示意地表示流量的大小,如图1所示,说明将来自左侧的喷射器133的流量设定得最小、将来自右侧的喷射器131的流量设定得最大、将来自中央的喷射器132的流量设定在它们中间的情况。

在这种情况下,当然是连接于喷射器133的流量控制器173的流量设定值最小,连接于喷射器131的流量控制器171的流量设定值最大。而且,连接于喷射器132的流量控制器172的流量设定值是它们的中间值。在此,即使变更喷射器131~133各自的设定流量,由于喷射器131~133被各流量控制器171~173独立控制流量,因此,也能够设定变更为任意的流量。像上述那样,在喷射器是1根且针对每个区域改变设定气体喷出孔的配置、大小的情况下,若设定流量发生变化,则各区域之间的关系破坏,对于流量变更的应对不充分,但在本实施方式的气化原料供给装置250和基板处理装置300中,能够没有任何问题地应对流量变更。

此外,即使在喷射器131~133的气体喷出孔151~153的精度存在问题,各区域的流量比并不像设计的那样的情况下,在本实施方式的气化原料供给装置250和基板处理装置300中,由于能够控制作为最终输出的从气体喷出孔151~153供给的气化原料的流量,因此,也不会产生任何问题。

并且,即使在气体喷出孔151~153发生堵塞等、流量产生了变化的情况下,只要与其相应地利用流量控制器171~173调整流量使得作为最终输出的流量恒定即可,因此,也能够没有问题地应对这样的时效变化。

通过这样一对一相对应地设置分别与多个系统的喷射器131~133相对应的流量控制器171~173,能够灵活地应对各种变化,以期望的流量供给气化原料。

另外,在图1中列举了3个系统的例子,但只要是多个系统,就可以与用途相应地设为任意个系统。

此外,在图1中,成为没有多个喷射器131~133彼此重叠的区域、向所有不同的区域供给气化原料的结构,但例如也可以以相邻的区域彼此一部分重叠的方式配置多个喷射器131~133。

另外,在图1中表示了基板处理装置300的最小限度的构成要素,但优选根据需要具备用于载置晶圆w的载置台、用于对处理容器1内进行真空抽取的真空排气部件等基板处理所需要的各种构成要素。

接着,使用图2更详细地说明气化原料供给装置250的结构。图2是更详细地表示气化原料供给装置250的一例子的图。

如图2所示,在外壳220内收容有加热罐160、多个流量控制器171~173、源配管180、分支配管181~183的结构与图1是同样的,但在外壳220内还设有原料配管191、吹扫配管192、阀201~203这一点上与图1有所不同。

原料配管191是用于向加热罐160供给原料210的配管。在原料210是液体原料的情况下,能够利用原料配管191向加热罐160内供给原料210。在图2中表示了将3dmas作为原料210的例子。此外,阀201是用于对原料配管191进行开闭和流量调整的阀。

吹扫配管192是为了在未向处理容器1供给气化原料时向源配管180和分支配管181~183供给吹扫气体而将它们净化所采用的配管。吹扫气体可以与用途相应地采用ar、he等稀有气体、n2等非活性气体。在图2中表示了将n2作为吹扫气体的例子。此外,阀202是用于对吹扫配管192进行开闭和流量调整的阀,在实施基板处理时,该阀202关闭。在基板处理结束、不向处理容器1供给气化原料时,该阀202打开。

阀203是用于对源配管180进行开闭和流量调整的阀。在从加热罐160向流量控制器171~173供给气化原料、也就是在基板处理过程中,该阀203打开,在基板处理的待机过程中、停止过程中,该阀203关闭。

阀201~203既可以是手动阀,也可以是电磁阀,但为了能够从外壳220的外部进行操作,优选设有电磁阀或者气动阀。

由于其他的构成要素像在图1中说明的那样,因此,对于对应的构成要素标注相同的参照附图标记省略其说明。

〔第2实施方式〕

图3是表示本发明的第2实施方式的基板处理装置301的一例子的图。另外,由于气化原料供给装置250与第1实施方式的气化原料供给装置250相同,因此,对各构成要素标注相同的参照附图标记省略其说明。

在第2实施方式的基板处理装置301中,喷射器130的结构与实施方式1的多个喷射器131~133有所不同。在第2实施方式的基板处理装置301中,使用1根喷射器130而不是多个喷射器131~133。1根喷射器130在其内部设有多个分隔壁121、122,将喷射器130内分割为3个室131a~133a。并且,在分隔壁121、122上设有节流孔111、112,3个室131a~133a构成为能够连通。

与第1实施方式同样,列举以最小流量向室133a供给气化原料、以最大流量向室131a供给气化原料、以它们中间的流量向室132a气供给气化原料的例子进行说明。

在这种情况下,当然是在各室131a~133a之间对流量设置差异而从对应的流量控制器171~173供给气化原料,但由于在分隔室131a和室132a的分隔壁121上形成有节流孔111,在分隔室132a和室133a的分隔壁122上形成有节流孔112,因此,流入到室131a的气化原料能够经由节流孔111流入到室132a,流入到室132a的气化原料能够经由节流孔112流入到室133a。因而,从气体喷出孔151~153供给的气化原料以在全部区域中流量流畅地分布而不是在3个区域中阶梯状地变化的状态供给。图3的气体喷出孔151~153的下方的箭头示意地表示该流畅的分布。也就是说,从各气体导入口141~143供给的流量如3个箭头所示是规定的3个阶段的流量,但从多个气体喷出孔151~153喷出的气化原料如10个阶段的箭头所示成为更流畅的流量比。

这样,采用第2实施方式的基板处理装置301,通过利用分隔壁121、122将1根喷射器130的内部分隔成与各区域相应的室131a~133a,并且在分隔壁121、122上设置作为连通口发挥功能的节流孔111、112,能够设置流畅的流量差而向晶圆w供给气化原料。

〔第3实施方式〕

在以下的实施方式中,说明将在第1实施方式和第2实施方式中说明的气化原料供给装置250和基板处理装置300、301应用于更具体的基板处理装置的例子。第3实施方式的基板处理装置302构成为ald(atomiclayerdeposition、原子层成膜方法)成膜装置,是利用ald法进行成膜的装置。

图4是表示本发明的第3实施方式的基板处理装置302的一例子的图。在图4中表示了基板处理装置302的处理容器1内的内部结构。另外,由于处理容器1是与第1实施方式和第2实施方式的基板处理装置300、301的处理容器1同样的形状,因此,使用相同的参照附图标记。

在图4中表示了在自处理容器1拆下了顶板时构成处理容器1的侧面和底面的容器主体12。在容器主体12内的底面的上方设有圆盘状的旋转台2。

如图4所示,在旋转台2的表面沿着旋转方向(周向)设有用于载置多个(在图示的例子中是5张)晶圆w的圆形状的凹部24。另外,为了方便起见,在图4中仅在1个凹部24表示晶圆w。该凹部24具有比晶圆w的直径(例如300mm)稍大例如大4mm的内径和与晶圆w的厚度大致相等的深度。因而,在将晶圆w载置于凹部24时,晶圆w的表面和旋转台2的表面(未载置晶圆w的区域)成为相同的高度。

在旋转台2的上方分别配置有例如由石英形成的喷射器131~133、反应气体喷嘴32以及分离气体喷嘴41、42。在图示的例子中,在处理容器1的周向上空开间隔地从输送口15(后述)顺时计地(在旋转台2的旋转方向上)按照分离气体喷嘴41、喷射器131~133、分离气体喷嘴42以及反应气体喷嘴32的顺序排列。喷射器131~133是在第1实施方式中说明的针对多个区域的每个区域逐个独立地设置的喷射器131~133。在图4中,在旋转台2的半径方向上,在旋转台2的外周侧的区域设有喷射器131,在旋转台2的中心侧(内侧)的区域设有喷射器133,在旋转台2的半径方向的正中央的区域设有喷射器132。利用旋转台2的旋转使载置在旋转台2上的晶圆w沿着旋转方向移动,从喷射器131~133的气体喷出孔151~153喷出气化原料,从而向多张(在图4中是5张)晶圆w的表面依次供给气化原料。因而,通过由3个喷射器131~133覆盖晶圆w的直径整体,从而向晶圆w的整个面供给气化原料。喷射器131~133基本上在旋转台2的半径方向上不重叠地覆盖外周侧、中央区域、中心侧的不同区域,但相邻的喷射器131、132彼此和喷射器132、133彼此的端部的区域互相重叠。通过设置这样的重叠的部分,使晶圆w上不存在没有被供给气化原料的区域,能够向晶圆w的整个面供给气化原料。

通过从气化原料供给装置250经由分支配管181~183分别向气体导入口141~143供给,来进行气化原料向各喷射器131~133的供给。如图1和图3所示,从处理容器1的上表面导入分支配管181~183,向各喷射器131~133的各气体导入口141~143导入气化原料。

另外,在旋转台2旋转时,外周侧的移动距离大于中心侧的移动距离,因此,外周侧的移动速度快于中心侧的移动速度。因而,在旋转台2的外周侧,存在气化原料吸附于晶圆w的时间不充分的情况,存在将外周侧的流量设定得多于内周侧的流量的情况。在本实施方式中也按照喷射器131、喷射器132、喷射器133的顺序将流量设定得较大,列举了符合这样的倾向的例子。

除喷射器131~133之外的其他的喷嘴32、41及42通过将作为各自的基端部的气体导入口32a、41a及42a固定在容器主体12的外周壁而从处理容器1的外周壁导入到处理容器1内,沿着容器主体12的半径方向以与旋转台2平行地延伸的方式安装。

在这些喷嘴32、41、42上分别连接有气体供给源,并根据需要连接有流量控制器,与工艺相应地供给各种气体则较佳。

例如,为了将3dmas氧化而生成sio2,也可以在反应气体喷嘴32上通过开闭阀和流量调整器(均未图示)连接有用于供给臭氧(o3)气体的供给源(未图示)。

此外,也可以在分离气体喷嘴41、42上通过开闭阀和流量调整器(均未图示)连接有ar、he等稀有气体、氮气等非活性气体的供给源。在图4中表示了使用n2气体作为非活性气体的例子。

图5表示从喷射器131~133到反应气体喷嘴32、处理容器1的沿着旋转台2的同心圆的截面。如图5所示,在喷射器131~133上贯通处理容器1的顶板11地连接有分支配管181~183,向气体导入口141~143供给气化原料。在各喷射器131~133的下表面形成有气体喷出孔151~153。

此外,在反应气体喷嘴32上沿着反应气体喷嘴32的长度方向排列有朝向旋转台2地向下方开口的多个气体喷出孔33。喷射器131~133的下方区域成为用于使3dmas等气化原料吸附于晶圆w的第1处理区域p1。反应气体喷嘴32的下方区域成为用于使在第1处理区域p1中吸附到晶圆w的气化原料氧化的第2处理区域p2。

参照图4和图5,在处理容器1内设有两个凸状部4。凸状部4具有顶部被切断为圆弧状的大致扇形的俯视形状,在本实施方式中以内圆弧连结于突出部5(后述)、外圆弧沿着处理容器1的容器主体12的内周面的方式配置。像图示那样,凸状部4安装在顶板11的背面。因此,在处理容器1内存在作为凸状部4的下表面的平坦的较低的顶面44(第1顶面)和位于该顶面44的周向两侧且比第1顶面44高的顶面45(第2顶面)。

此外,如图5所示,在凸状部4上的周向中央形成有槽部43,槽部43沿着旋转台2的半径方向延伸。在槽部43中收容有分离气体喷嘴42。在另一个凸状部4中也同样形成有槽部43,在此收容有分离气体喷嘴41。另外,在分离气体喷嘴42中也形成有气体喷出孔42h。

在第2顶面45的下方空间分别设有喷射器131~133和反应气体喷嘴32。这些喷射器131~133和反应气体喷嘴32自第2顶面45分开地设置在晶圆w的附近。

第1顶面44相对于旋转台2形成作为狭窄的空间的分离空间h。在从分离气体喷嘴42供给n2气体时,该n2气体通过分离空间h朝向空间481和空间482流动。此时,由于分离空间h的容积小于空间481和482的容积,因此,能够利用n2气体使分离空间h的压力高于空间481和482的压力。即,在空间481和482之间,分离空间h提供压力障壁。因而,利用分离空间h使来自第1处理区域p1的3dmas等气化原料和来自第2处理区域p2的o3气体分离。因而,在处理容器1内能够抑制气化原料和o3气体混合并发生反应。

图6是沿着图4的i-i’线的剖视图,是表示设有第2顶面45的区域的剖视图。

如图6所示,基板处理装置302包括具有大致圆形的俯视形状的扁平的处理容器1和设置在该处理容器1内且在处理容器1的中心具有旋转中心的旋转台2。处理容器1包括具有有底的圆筒形状的容器主体12和隔着例如o形密封圈等密封构件13(图6)相对于容器主体12的上表面气密地以能够装拆的方式配置的顶板11。

旋转台2在中心部固定于圆筒形状的芯部21,该芯部21固定于沿铅垂方向延伸的旋转轴22的上端。旋转轴22贯通处理容器1的底部14,其下端安装于用于使旋转轴22(图6)绕铅垂轴线旋转的驱动部23。旋转轴22和驱动部23收纳在上表面开口的筒状的壳体20内。该壳体20的设置在其上表面的凸缘部分气密地安装于处理容器1的底部14的下表面,壳体20的内部气氛自外部气氛隔离。

在旋转台2和容器主体12的内周面之间形成有与空间481连通的第1排气口610和与空间482连通的第2排气口620。如图6所示,第1排气口610和第2排气口620分别通过排气管630连接于作为真空排气部件的例如真空泵640。另外,在排气管630上设有压力调整器650。

如图6所示,在旋转台2和处理容器1的底部14之间的空间设有作为加热部件的加热器单元7,其通过旋转台2将旋转台2上的晶圆w加热到由工艺制程决定的温度(例如450℃)。为了抑制气体进入到旋转台2的下方空间,在旋转台2的周缘附近的下方侧设有环状的罩构件71。

如图6所示,比配置有加热器单元7的空间靠旋转中心的部位的底部14以接近旋转台2的下表面的中心部附近的芯部21的方式向上方侧突出而形成突出部12a。该突出部12a和芯部21之间成为狭窄的空间。此外,贯通底部14的旋转轴22的贯通孔的内周面和旋转轴22之间的间隙变窄,这些狭窄的空间与壳体20连通。而且,在壳体20上设有吹扫气体供给管72,该吹扫气体供给管72用于向狭窄的空间内供给作为吹扫气体的n2气体来进行吹扫。并且,在处理容器1的底部14上,在加热器单元7的下方在周向上以规定的角度间隔设有用于吹扫加热器单元7的配置空间的多个吹扫气体供给管73(在图6中表示两个吹扫气体供给管73)。

此外,构成为在处理容器1的顶板11的中心部连接有分离气体供给管51,向顶板11和芯部21之间的空间52供给作为分离气体的n2气体。

并且,如图4所示,在处理容器1的侧壁形成有输送口15,该输送口15用于在外部的输送臂10和旋转台2之间交接作为基板的晶圆w。

此外,如图6所示,在本实施方式的基板处理装置302上设有用于控制装置整体的动作的由计算机构成的控制部100,在该控制部100的存储器内存储有在控制部100的控制下使成膜装置实施后述的成膜方法的程序。该程序存储在硬盘、光盘、磁光盘、存储卡、软磁盘等介质102中,利用规定的读取装置向存储部101读取,安装在控制部100内。

这样,能够将气化原料供给装置250适当地应用于进行成膜处理的基板处理装置302,由此,能够准确地控制设有喷射器131~133的处理容器1内的各区域的气化原料的流量,进行面内均匀性优异的成膜处理。

〔第4实施方式〕

图7是表示本发明的第4实施方式的基板处理装置303的一例子的图。在图7中,连接于气化原料供给装置250的喷射器170为1根,喷射器170具有成为3个区域的室170a、170b、170c。

图8是喷射器170的侧剖视图。如图8所示,喷射器170的内部也被分隔壁121、122分割,分割为3个室170a、170b、170c。在分隔壁121、122上形成有作为连通口的节流孔111、112,各室170a、170b、170c构成为能够相互连通。也就是说,这是将第2实施方式的基板处理装置301应用于具体的装置的例子。这样,采用第4实施方式的基板处理装置303,能够以流畅的流量分布向处理容器1内的各区域供给气化原料,能够进行ald成膜处理。

另外,由于其他的构成要素与第3实施方式的基板处理装置302是同样的,因此,省略其说明。

〔第5实施方式〕

图9是表示本发明的第5实施方式的基板处理装置的喷射器170a的一例子的图。第5实施方式的基板处理装置具有与图7所示的第4实施方式的基板处理装置303同样的俯视结构,仅是喷射器170a的结构有所不同。

如图9所示,第5实施方式的基板处理装置的喷射器170a在分隔壁121a、122a上没有形成节流孔111、112而室170a~170c完全分离这一点上与第4实施方式的基板处理装置303的喷射器170有所不同。

也可以这样设为在分隔壁121a、122a上不设置节流孔111、112而将各室170a~170c完全分离的结构。采用该结构,与设置3根各自独立的喷射器131~133相比能够节省空间且低成本地构成喷射器170a。

另外,由于其他的构成要素与第3实施方式和第4实施方式的基板处理装置302、304是同样的,因此,省略其说明。

〔第6实施方式〕

图10是表示本发明的第6实施方式的基板处理装置304的一例子的图。在第6实施方式的基板处理装置304中,喷射器130b为1根这一点与第4实施方式和第5实施方式的基板处理装置303是相同的,但在容器主体12的外周仅设有1个气体导入口1130这一点上与第4实施方式和第5实施方式的基板处理装置303有所不同。

在这种情况下,从1处的气体导入口1130供给气化原料,喷射器130b从容器主体12的外周壁被导入到处理容器1内,与旋转台2平行地从外周侧朝向中心侧水平地延伸而构成。

图11是表示喷射器130b的一例子的截面结构的图。如图11所示,喷射器130b的分隔壁121b、122b除了具有与喷射器130b的长度方向垂直地存在且沿着长度方向分割各室131b~133b的部分1210、1220之外,也具有部分1211、1221,该部分1211、1221沿着长度方向延伸,具有三层管等同心管的结构,沿着喷射器130b的径向分割各室131b~133b。随之,各室131b~133b的气体导入口141a~143a在喷射器130b的长度方向上移动,设置在长度方向的不同位置。具体地讲,最右侧(顶端侧)的室133b的气体导入口143a向右侧移动,第2个室132b的气体导入口142a处于比正中央稍靠左侧(靠入口侧)的位置,入口侧的室131b的气体导入口141a与喷射器130b整体的气体导入口相同处于最靠入口侧的位置。

也可以这样利用具有同心管状的部分1211、1221的分隔壁121b、122b将喷射器130b的内部构成为三层管。在这种情况下,与其他的喷嘴32、41、42同样能够从容器主体12的外周壁导入气化原料。

由于其他的构成要素与第3实施方式~第5实施方式的基板处理装置302、303是同样的,因此,省略其说明。

〔第7实施方式〕

图12是表示第7实施方式的基板处理装置的喷射器130c的一例子的图。第7实施方式的基板处理装置具有与图10所示的第6实施方式的基板处理装置304同样的俯视结构,仅是喷射器130c的结构有所不同。

如图12所示,第7实施方式的基板处理装置的喷射器130c在分隔壁121c、122c具有部分1213、1223和部分1214、1224这一点上与第6实施方式的基板处理装置304的喷射器130b是相同的;上述部分1213、1223沿着长度方向分割各室131b~133b;上述部分1214、1224沿着长度方向延伸,并且具有三层管等同心管的结构,沿着喷射器130c的径向分割各室131b~133b。另一方面,在沿着分隔壁121c、122c的径向延伸的部分1213、1223上形成有节流孔111a、112a、室131b~133b构成为能够连通这一点上与第6实施方式的基板处理装置304的喷射器130b有所不同。

也可以这样设为在分隔壁121c、122c的一部分设置节流孔111a、112a、将各室131b~133b连通的结构。采用该结构,与设置3根各自独立的喷射器131c~133c相比,除了能够节省空间且低成本地构成喷射器130c之外,也能够使来自气体喷出孔151~153的喷出量流畅地分布,能够进行更高精度的流量控制。另外,只要各室131b~133b构成为能够相互连通,节流孔111a、112a的位置就没有限制。

另外,由于其他的构成要素与第3实施方式~第6实施方式的基板处理装置302、303、304是同样的,因此,省略其说明。

〔第8实施方式〕

图13是表示本发明的第8实施方式的基板处理装置的一例子的图。对于第8实施方式的基板处理装置305,说明将气化原料供给装置250应用于纵型热处理装置的例子。

图13是表示本发明的第8实施方式的基板处理装置305的一例子的整体结构图。像图示那样,基板处理装置305具有能够收容多张晶圆w的处理容器422。该处理容器422由具有有顶的圆筒体形状的纵长的内管424和具有有顶的圆筒体形状的纵长的外管426构成。外管426以在内管424的外周和外管426的内周之间空开规定的间隔地包围内管424的方式配置。此外,内管424和外管426均由例如石英形成。

在外管426的下端部借助o形密封圈等密封构件430气密地连接有具有圆筒体形状的例如不锈钢制的歧管428,利用该歧管428支承外管426的下端部。歧管428由未图示的底板支承。此外,在歧管428的内壁设有具有环形状的支承台432,利用该支承台432支承内管424的下端部。

在处理容器422的内管424内收容有作为晶圆保持部的晶圆舟皿434。在晶圆舟皿434上以规定的间距保持多个晶圆w。在本实施方式中,利用晶圆舟皿434以大致等间距多层地保持具有300mm的直径的例如50张~100张左右的晶圆w。晶圆舟皿434能够升降,其能够通过歧管428的下部开口从处理容器422的下方收容在内管424内,从内管424取出。晶圆舟皿434由例如石英制作。

此外,在收容晶圆舟皿434时,作为处理容器422的下端的歧管428的下部开口利用由例如石英、不锈钢板形成的盖部436密闭。为了维持气密性,在处理容器422的下端部和盖部436之间夹设有例如o形密封圈等密封构件438。晶圆舟皿434隔着石英制的保温筒440载置在平台442上,该平台442支承在旋转轴444的上端部,该旋转轴444贯通对歧管428的下端开口进行开闭的盖部436。

在旋转轴444和盖部436的供旋转轴444贯通的孔之间设有例如磁性流体密封件446,由此,旋转轴444被气密地密封且被支承为能够旋转。旋转轴444安装在臂450的顶端,该臂450支承于例如舟皿升降机等升降机构448,能够使晶圆舟皿434和盖部436等一体地升降。另外,也可以将平台442固定地设置在盖部436侧,不使晶圆舟皿434旋转地对晶圆w进行成膜处理。

此外,在处理容器422的侧部设有包围处理容器422的由例如碳丝制的加热器构成的加热部(未图示),由此,能够将位于该内侧的处理容器422和其中的晶圆w加热。

此外,在基板处理装置305上设有供给气化原料的气化原料供给装置250、供给反应气体的反应气体供给源456、以及作为吹扫气体供给非活性气体的吹扫气体供给源458。

气化原料供给装置250储存例如3dmas等液体或固体的原料使其气化,其通过设有流量控制器171~173和开闭阀201~203的源配管180和分支配管181~183连接于喷射器130d。喷射器130d气密地贯通歧管428,其在处理容器422内弯曲成字母l形而在内管424内的高度方向的整个区域内延伸。在喷射器130d上以规定的间距形成有许多个气体喷出孔151~153,其能够从横方向向支承于晶圆舟皿434的晶圆w供给原料气体。喷射器130d能够由例如石英制作。

反应气体供给源456储存例如氨(nh3)气,其通过设有流量控制器和开闭阀(未图示)的配管连接于气体喷嘴464。气体喷嘴464气密地贯通歧管428,其在处理容器422内弯曲成字母l形而在内管424内的高度方向的整个区域内延伸。在气体喷嘴464上以规定的间距形成有许多个气体喷射孔464a,其能够从横方向向支承于晶圆舟皿434的晶圆w供给反应气体。气体喷嘴464能够由例如石英制作。

吹扫气体供给源458储存吹扫气体,其通过设有流量控制器和开闭阀(未图示)的配管连接于气体喷嘴468。气体喷嘴468气密地贯通歧管428,其在处理容器422内弯曲成字母l形而在内管424内的高度方向的整个区域内延伸。在气体喷嘴468上以规定的间距形成有许多个气体喷射孔468a,其能够从横方向向支承于晶圆舟皿434的晶圆w供给吹扫气体。气体喷嘴468能够由例如石英制作。此外,吹扫气体可以使用例如ar、he等稀有气体、氮气等非活性气体。

另外,喷射器130d和各气体喷嘴464、468集合地设置在内管424内的一侧(在图示例中,鉴于空间的关系将气体喷嘴468记载于相对于其他的喷射器130d和气体喷嘴464的相反侧),在与该喷射器130d和各气体喷嘴464、468相对的内管424的侧壁沿着上下方向形成有多个气体流通孔472。因此,从喷射器130d和气体喷嘴464、468供给来的气体通过晶圆之间在水平方向上流动,通过气体流通孔472被引导到内管424和外管426之间的间隙474。

此外,在歧管428的上部侧形成有与内管424和外管426之间的间隙474连通的排气口476,在该排气口476上连接有用于对处理容器422排气的排气系统478。

排气系478具有连接于排气口476的配管480,在配管480的中途依次设有压力调整阀480b和真空泵482,该压力调整阀480b的阀芯的开度能够调整,其通过改变该阀芯的开度来调整处理容器422内的压力。由此,能够对处理容器422内的气氛气体进行压力调整并排气到规定的压力。

图14是表示喷射器130d的一例子的结构的剖视图。如图14所示,纵长的喷射器130d的内部被分隔壁121c、122c分割为3个室131c~133c。分隔壁121c、122c没有形成节流孔,各室131c~133c完全分离。分隔壁121c、122c由与喷射器130d的长度方向垂直的部分1215、1225和与长度方向平行的部分1216、1226构成,与长度方向平行的部分1216、1226以同心状延伸而整体构成三层管。

各室131c~133c的气体导入口141b~143b从铅垂方向的较高的位置按照气体导入口141b、142b、143b的顺序沿着喷射器130d的长度方向(铅垂方向)配置。

气体喷出口151~153除了沿着铅垂方向排列、朝向处于内侧的晶圆w的方向这方面之外,与之前的结构是同样的。

这样,在纵型的热处理装置中,也能够利用本实施方式的气化原料供给装置250在高度方向上高精度地调整气化原料的流量比,提高层叠的晶圆w之间的面内均匀性。

〔第9实施方式〕

图15是表示本发明的第9实施方式的基板处理装置的喷射器130e的一例子的图。第9实施方式的基板处理装置具有与图13所示的第8实施方式的基板处理装置305同样的整体结构,仅是喷射器130e的结构有所不同。

如图15所示,第9实施方式的基板处理装置的喷射器130e在分隔壁121d、122d的一部分形成有节流孔111b、112b、室131c~133c构成为能够连通这一点上与第8实施方式的基板处理装置305的喷射器130d有所不同。

也可以这样设为在分隔壁121d、122d的一部分分别设置节流孔111b、112b、将各室131c~133c连通的结构。采用该结构,与设置3根各自独立的喷射器131c~133c相比,除了能够节省空间且低成本地构成喷射器130e之外,也能够使来自气体喷出孔151~153的喷出量流畅地分布,能够进行更高精度的流量控制。另外,只要各室131c~133c彼此构成为能够连通,节流孔111b、112b的位置就没有限制。

另外,由于其他的构成要素与第8实施方式的基板处理装置305是同样的,因此,省略其说明。

〔第10实施方式〕

图16是表示本发明的第10实施方式的基板处理装置的喷射器131d~133d的一例子的图。第10实施方式的基板处理装置具有与图13所示的第8实施方式的基板处理装置305相类似的整体结构,但如图16所示在供给气化原料的喷射器131d~133d增加到多根、并且将气体喷出孔151~153设置为各喷射器131d~133d能够向处理容器422的高度方向上的不同区域供给气化原料的方面与第8实施方式和第9实施方式的基板处理装置305有所不同。

从气化原料供给装置250的分支配管181~183一对一地连接于各喷射器131d~133d的气体导入口141c~143c,各个喷射器131d~133d以独立地设定的流量向处理容器422内供给气化原料。第10实施方式的基板处理装置可以说是将第1实施方式的基板处理装置300应用于纵型热处理装置的方式。

也可以这样设为利用完全独立的多个喷射器131d~133d以独立地设定的流量向处理容器422内的多个区域供给气化原料的结构。

像以上说明的那样,本发明的实施方式的气化原料供给装置通过与能够向处理容器内的多个区域供给的喷射器组合,能够构成各种形态的基板处理装置,能够高精度地对每个区域进行流量控制,能够进行更高精度的基板处理。

另外,在第1实施方式~第10实施方式中,举例说明了成膜处理,但本发明的实施方式的基板处理装置只要是采用蚀刻气体等气化原料的基板处理装置,就能够应用于各种基板处理装置。此外,喷射器的结构也并不限定于实施方式的例子,可以应用于各种方式的喷射器。

采用本发明,其目的在于提供在节省空间的同时能够在多个系统中分别调整流量的气化原料供给装置和采用该气化原料供给装置的基板处理装置。

以上,详细地说明了本发明的优选的实施方式,但本发明并不限制于上述的实施方式,能够不脱离本发明的范围地对上述的实施方式施加各种变形和替换。

本申请基于2016年3月3日申请的日本特许出愿第2016-041317号的优先权的利益,该日本申请的全部内容作为对比文献编入于此。

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