衬底处理装置及半导体器件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及衬底处理装置及半导体器件的制造方法、程序以及记录介质。
【背景技术】
[0002]近年来、闪存等半导体器件有高集成化的倾向。与之相伴，图案尺寸显著微细化。在形成这些图案时，作为制造工序的一项工序，有时要实施对衬底进行氧化处理、氮化处理等规定的处理的工序。
[0003]作为形成上述图案的方法之一，存在在电路间形成槽并在槽中形成种晶膜、内衬膜、配线等的工序。伴随近年来的微细化，该槽构成为高纵横比。
[0004]在形成内衬膜等时，要求在槽的上部侧面、中部侧面、下部侧面、底部均形成无膜厚不均、良好的阶梯覆盖(st印-coverage)膜。这是因为，通过使其为良好的阶梯覆盖膜，能够使半导体器件的特性在槽间均勾，由此能抑制半导体器件的特性不均。
[0005]作为使半导体器件的特性均匀的硬件结构的处理方式(approach)，例如存在单片装置中的簇射头结构。通过在衬底上方设置气体的分散孔，从而均匀地供给气体。
[0006]另外，作为使半导体器件的特性均匀的衬底处理方法，有例如交替地供给至少二种处理气体并使其在衬底表面反应的交替供给方法。交替供给方法中，为了抑制各气体在衬底表面之外进行反应，在供给各气体之间利用吹扫(purge)气体除去残余气体。
[0007]为了进一步提高膜特性可以考虑在采用簇射头构造的装置中使用交替供给法。在为这样的装置的情况下，考虑按每种气体设置用于防止各气体混合的通路、缓冲空间，但因其结构复杂，所以存在维护耗费功夫并且成本升高的问题。因此，使用将二种气体及吹扫气体的供给系统集成在一个缓冲空间的簇射头是现实的。
[0008]—般认为，在使用具有二种气体共用的缓冲空间的簇射头的情况下，残余气体彼此之间会在簇射头内进行反应、附着物会堆积于簇射头内壁。为了防止这样的情况，理想的是在缓冲室设置排气孔并将气氛从排气孔排出，以便能高效地除去缓冲室内的残余气体。
【发明内容】
[0009]然而，认为如果继续进行规定的成膜处理，则副产物、气体会附着于簇射头的分散孔的内壁，导致分散孔堵塞。认为在这样的情况下，由于会产生不能将所希望的气体量供给到衬底上等问题，所以无法形成所希望膜质的膜。
[0010]本发明鉴于上述课题，目的在于提供一种能够抑制具有簇射头的气体分散板堵塞的衬底处理装置、半导体器件的制造方法、程序及记录介质。
[0011]根据本发明的一个方案，提供一种结构，其具有:处理室，其对衬底进行处理；簇射头，其设置于所述处理室的上游；气体供给管，其与所述簇射头连接；第一排气管，其与所述处理室的下游侧连接；第二排气管，其连接于构成所述簇射头的壁面中的、与相邻于所述处理室的第一壁面不同的第二壁面；压力检测部，其设置于所述第二排气管；控制部，其对各构成进行控制。
[0012]根据本发明，即使是如上述那样的复杂结构，也能抑制副产物的产生。
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明的第一实施方式的衬底处理装置的图。
[0014]图2是第一实施方式的第一分散结构的说明图。
[0015]图3是第一实施方式的压力检测器的说明图。
[0016]图4是表不图1所不的衬底处理装置的衬底处理工序的流程图。
[0017]图5是表示图1所示的成膜工序的详情的流程图。
[0018]图6是表示基于检测到的压力的动作流程的流程图。
[0019]图7是对检测到的压力与传感器状况的关系进行说明的表。
[0020]符号说明
[0021]100…衬底处理装置
[0022]200…晶片(衬底)
[0023]201…处理室
[0024]202…反应容器
[0025]203…搬送室簇射头230
[0026]232…缓冲室
[0027]261、262、263、264 …排气管
[0028]265…TMP (涡轮分子栗)
[0029]277…压力检测部
[0030]2卻…压力检测部
[0031]282...0卩(干栗)
【具体实施方式】
[0032]以下，对本发明的第一实施方式进行说明。
[0033]<装置构成>
[0034]本实施方式的衬底处理装置100的构成如图1所示。如图1所示，衬底处理装置100以单片式的衬底处理装置的形式构成。
[0035](处理容器)
[0036]如图1所示，衬底处理装置100具备处理容器202。处理容器202构成为例如横截面为圆形的扁平的密闭容器。另外，处理容器202由例如铝(A1)、不锈钢(SUS)等金属材料构成。处理容器202内形成有:处理室201，其对作为衬底的硅晶片等晶片200进行处理；搬送室203，其具有将晶片搬送至200处理室201内时供晶片200通过的搬送空间203。处理容器202由上部容器202a和下部容器202b构成。在上部容器202a与下部容器202b之间设置有分隔板204。
[0037]在下部容器202b的侧面设置有与闸阀205相邻的衬底搬入搬出口 206，晶片200经由衬底搬入搬出口 206在处理室与相邻的未图示的搬送室之间移动。在下部容器202b的底部设置有多个提升销207。而且，下部容器202b接地。
[0038]在处理室201内设置有支承晶片200的衬底支承部210。衬底支承部210主要具有:载置晶片200的载置面211 ;在表面具有载置面211的衬底载置台212 ;和内置于衬底载置台212的作为加热源的加热器213。在衬底载置台212上与提升销207相对应的位置，分别设置有供提升销207贯通的贯通孔214。
[0039]衬底载置台212由轴217支承。轴217贯穿处理容器202的底部，进一步在处理容器202的外部与升降机构218连接。通过使升降机构218工作而使轴217以及衬底载置台212升降，从而能够使载置在衬底载置面211上的晶片200升降。需要说明的是，轴217下端部的周围由波纹管219覆盖，处理容器202内保持气密。
[0040]对于衬底载置台212而言，在搬送晶片200时，下降至衬底载置面211与衬底搬入搬出口 206相对的位置(晶片搬送位置)，在处理晶片200时，如图1所示，上升直至晶片200达到处理室201内的处理位置(晶片处理位置)。
[0041]具体而言，在使衬底载置台212下降至晶片搬送位置时，使得提升销207的上端部从衬底载置面211的上表面突出而使提升销207从下方支承晶片200。另外，在使衬底载置台212上升至晶片处理位置时，使得提升销207从衬底载置面211的上表面没入而使衬底载置面211从下方支承晶片200。需要说明的是，由于提升销207与晶片200直接接触，所以由例如石英、氧化铝等材质形成是理想的。
[0042]在处理室201的上部(上游侧)设置有作为气体分散机构的簇射头230。簇射头230中设置有缓冲室232。缓冲室232在内侧具有缓冲空间232a。在簇射头230的盖231上设置有供第一分散机构241插入的贯通孔231a。第一分散机构241具有插入于簇射头内的前端部241a和固定于盖231的凸缘241b。
[0043]图2是对第一分散机构241的前端部241a进行说明的说明图。点划线箭头表示气体的供给方向。前端部241a为柱状，例如构成为圆柱状。在圆柱的侧面设置有分散孔241c。从后述气体供给部(供给系统)供给的气体经由前端部241a及分散孔241c被供给至缓冲空间232a。
[0044]簇射头的盖231由具有导电性的金属形成，其用作用于在缓冲空间232a或处理室201内生成等离子体的电极。在盖231与上部容器202a之间设置有绝缘块233，盖231与上部容器202a之间绝缘。
[0045]簇射头230具备作为用于使气体分散的第二分散机构的分散板234。该分散板234的上游侧为缓冲室232，下游侧为处理室201。处理室201经由分散板234而与簇射头230相邻。在分散板234上设置有多个贯穿孔234a。分散板234与衬底载置面211相对配置。
[0046]在盖231上设置有作为控制簇射头230温度的簇射头温度控制部的簇射头加热部231b。簇射头加热部231b将供给至缓冲空间232的气体控制为不再液化的温度。例如，以加热到100 °C左右的方式进行控制。
[0047]分散板234构成为例如圆盘状。贯穿孔234a设置在分散板234的整面上。相邻的贯穿孔234a以例如等距离进行配置，将配置于最外周的贯穿孔234a配置在比载置于衬底载置台212上的晶片的外周更靠近外侧的位置。
[0048]进而，具有气体引导件235，其将从第一分散机构241供给的气体引导至分散板234。气体引导件235为随着朝向分散板234而直径扩大的形状，气体引导件235的内侧以锥体形状(例如圆锥状。也称为锤状。)的形式构成。气体引导件235以其下端位于比形成于分散板234最外周侧的贯穿孔234a更靠近外周侧的位置的形式形成。
[0049]上部容器202a具有凸缘，在凸缘上载置并固定绝缘块233。绝缘块233具有凸缘233a，在凸缘233a上载置并固定分散板234。而且，盖231被固定于绝缘块233的上表面。通过形成这样的构造，从而能够从上方按顺序拆下盖231、分散板234、绝缘块233。
[0050]需要说明的是，在本实施例中，由于后述的等离子体生成部与盖231连接，所以设置有电力未传递到上部容器202a的绝缘块体233。进而在该绝缘部件上设置有分散板234、盖231。但并不限定于此。例如，在不具有等离子体生成部的情况下，只要将分散板234固定在凸缘233a上、并将盖固定在与上部容器202a的凸缘不同的部分即可。S卩，只要是如从上方按顺序拆下盖231、分散板234那样的嵌套构造即可。
[0051]然而，后述的成膜工序具有将缓冲空间232a的气氛排出的吹扫工序。在该成膜工序中，交替地供给不同的气体，并且在供给不同的气体之间进行除去处理室201、簇射头230的残余气体的吹扫工序。由于该交替供给法在达到所希望的膜厚前要重复若干次，所以存在成膜时间长的问题。因此，在进行这样的交替供给工艺时，要求尽可能缩短时间。另一方面，为了提高成品率，要求使衬底面内的膜厚、膜质均匀。
[0052]因此，在本实施方式中，具有将气体均匀分散的分散板，并且构成为分散板上游的缓冲空间232a的容积小。例如，构成为缓冲空间232a的容积比处理室201内的空间的容积小。由此，能够缩短将缓冲空间232a的气氛排出的吹扫工序。
[0053](供给系统)
[0054]在设置于簇射头230的盖231上的贯穿孔231a中，插入并连接有第一分散机构
241。第一分散机构241连接有共用气体供给管242。在第一分散机构241上设置有凸缘241b，通过螺钉等固定在盖231、共用气体供给管242的凸缘上。
[0055]第一分散机构241和共用气体供给管242在管的内部相连通，从共用气体供给管242供给的气体经由第一分散机构241、气体导入孔231a被供给至簇射头230内。