衬底处理装置、衬底处理方法及半导体器件的制造方法_2

文档序号:8362982阅读:来源:国知局
空泵224构成排气部220。
[0059]在设置于处理空间201的上部的后述的喷头230的上表面(顶壁)上,设置有用于向处理空间201内供给各种气体的气体导入口 231。
[0060]气体导入口 231如图2所示地由第一气体导入口 231a和第二气体导入口 231b构成,在形成第一气体导入口 231a的第一气体导入管229a的内侧,形成第二气体导入口 231b的第二气体导入管22%被配置在其同心圆上,成为双层管构造。这里,优选第一气体导入口 231a的截面积和第二气体导入口 231b的截面积大致相同。
[0061]在气体导入口 231和处理空间201之间,设置有作为气体供给部的喷头230。气体导入口 231被连接在喷头230的盖300上,从气体导入口 231导入的气体被供给到喷头230的缓冲空间232。
[0062]喷头230的盖300由具有导电性的金属形成,在缓冲空间232或处理空间201内作为用于生成等离子体的电极使用。在盖300和上部容器202a之间设置有绝缘块233,对盖300和上部容器202a之间进行绝缘。
[0063]缓冲空间232如图3及图4所示地由与第一气体导入口 231a连通的第一缓冲空间232a和与第二气体导入口 231b连通的第二缓冲空间232b构成。
[0064]喷头230在缓冲空间232和处理空间201之间具有用于使从气体导入口 231导入的气体分散的分散板234。在分散板234上形成有多个作为气体供给孔的通孔236。通孔236由连通第一缓冲空间232a和处理空间201的通孔236a、以及连通第二缓冲空间232b和处理空间201的通孔236b构成。该通孔也可以是围绕圆周一周的(局部相连的)狭缝形状。分散板234与衬底载置面211相对地配置,优选与晶圆200的直径大致相同。
[0065]具体来说,在缓冲空间232中,设置有将从第一气体导入口 231a供给的气体通过通孔236a向处理空间201供给的气体引导部240a、和将从第二气体导入口 231b供给的气体通过通孔236b向处理空间201供给的气体引导部240b。S卩,缓冲空间232被分成用于向晶圆200的周缘部供给气体的第一缓冲空间232a和用于向晶圆200的中心部供给气体的第二缓冲空间232b。这里,优选的是,与第一缓冲空间232a连通的通孔236a的总面积(对于晶圆周缘部来说的气体供给面积)和与第二缓冲空间232b连通的通孔236b的总面积(对于晶圆中心部来说的气体供给面积)大致相同。另外,优选通孔236a的直径比通孔236b的直径大。另外,处于第一缓冲空间232a的分散板234的面积和处于第二缓冲空间232b的分散板234的面积也可以相同。
[0066]气体引导部240a形成为以第一气体导入口 231a为顶点、直径随着趋向分散板234方向而变大的圆锥形状。气体引导部240b形成为以第二气体导入口 231b为顶点、直径随着趋向分散板234方向而变大的圆锥形状。
[0067]S卩,缓冲空间232成为如下的双层圆锥构造,在第一缓冲空间232a的内侧,第二缓冲空间232b被配置在其同心圆上,两缓冲空间的直径分别随着趋向分散板234方向而变大。由此,从各气体导入口 231a、231b向各缓冲空间232a、232b供给的处理气体的流动变得顺畅,并能够使流量变得均匀。
[0068]以下,对于与上述气体导入口 231连接的气体供给系统的结构进行说明。
[0069](原料气体供给系统)
[0070]在第一气体导入管229a上,连接有供给作为第一处理气体的原料气体的原料气体供给管304。另外,在第二气体导入管22%上连接有原料气体供给管308。在原料气体供给管304上,从上游侧开始配置有控制气体的供给流量的作为流量控制器的质量流量控制器404、和控制气体的供给的阀244。在原料气体供给管308上从上游侧开始配置有质量流量控制器408和阀248。在原料气体供给管304、308中,作为第一处理气体可以使用作为原料气体的例如TiCl4 (四氯化钛)气体。
[0071](反应气体供给系统)
[0072]在第一气体导入管229a上连接有供给作为第二处理气体的反应气体的反应气体供给管305。另外,在第二气体导入管22%上连接有反应气体供给管309。在反应气体供给管305上从上游侧开始配置有质量流量控制器405和阀245。在反应气体供给管309上从上游侧开始配置有质量流量控制器409和阀249。在反应气体供给管305、309中,作为第二处理气体可以使用作为反应气体的例如NH3 (氨)气体。
[0073](吹扫气体供给系统)
[0074]在原料气体供给管304上,在阀244的下游侧连接有供给作为惰性气体的吹扫气体的吹扫气体供给管306。另外,在反应气体供给管305上,在阀245的下游侧连接有吹扫气体供给管307。在原料气体供给管308上,在阀248的下游侧连接有吹扫气体供给管310。另外,在反应气体供给管309上,在阀249的下游侧连接有吹扫气体供给管311。
[0075]在吹扫气体供给管306、307、310、311上,分别从上游侧开始配置有质量流量控制器 406、407、410、411 和阀 246、247、250、251。在吹扫气体供给管 306、307、310、311 中,作为惰性气体可以使用作为吹扫气体的例如N2(氮)气体。需要说明的是,作为吹扫气体,除了N2气体以外,还能够使用例如氦(He)气、氖(Ne)气、氩(Ar)气等稀有气体。
[0076]图5示出了作为控制部的控制器280。控制器280采用具有例如CPU (CentralProcessing Unit) 280a>RAM (Random Access Memory) 280b、存储装置 280c、I/O端口 280d 的计算机构成。RAM280b、存储装置280c、I/O端口 280d通过内部总线280e能够与CPU280a进行数据交换地构成。在控制器280上,连接有例如采用触摸板等构成的输入输出装置282。
[0077]存储装置280c由例如闪存、HDD (Hard Disk Drive)等构成。在存储装置280c内,能够读取地存储有控制衬底处理装置的动作的控制程序、后述的记载有衬底处理的步骤和条件等的工艺方案(process recipe)等。需要说明的是,工艺方案是使控制器280执行后述的衬底处理工序中的各步骤,以能够得到规定结果的方式组合而成的,并作为程序发挥功能。以下,还将该工艺方案和控制程序等统一简称为程序。需要说明的是,在本说明书中,使用程序这样的术语的情况下,存在仅包含工艺方案的情况、仅包括控制程序的情况、或包括其双方的情况。另外,RAM280b作为临时保持由CPU280a读取的程序和数据等的存储区域(工作区)构成。
[0078]I/O 端口 280d 与上述的质量流量控制器 404、405、406、407、408、409、410、411、阀244、245、246、247、248、249、250、251、APC 阀 223、真空泵 224、加热器 213 和升降机构 218 等连接。
[0079]CPU280a构成为,从存储装置280c读取控制程序并执行,并且根据来自输入输出装置282的操作指令的输入等从存储装置280c读取工艺方案。而且,CPU280a构成为,根据读取的工艺方案的内容,控制基于质量流量控制器404、405、406、407、408、409、410、411进行的各种气体的流量调整动作、阀244、245、246、247、248、249、250、251的开闭动作、基于APC阀223的压力调整动作、基于未图示的温度传感器的加热器213的温度调整动作、真空泵224的起动和停止、以及基于升降机构218进行的轴217的升降、旋转和旋转速度调节动作等。
[0080]需要说明的是,控制器280不限于采用专用的计算机构成的情况,也可以采用通用的计算机构成。例如,准备存储有上述程序的外部存储装置(例如,磁带、软盘、硬盘等磁盘,CD、DVD等光盘,MO等光磁盘,USB存储器、存储卡等半导体存储器)283,使用所述外部存储装置283将程序安装在通用的计算机等,由此能够构成本实施方式的控制器280。需要说明的是,用于向计算机供给程序的手段不限于通过外部存储装置283供给的情况。例如,也可以使用互联网或专用线路等通信手段,不经由外部存储装置283地供给程序。需要说明的是,存储装置280c、外部存储装置283采用计算机能够读取的记录介质构成。以下,还将它们统一简称为存储介质。需要说明的是,在本说明书中使用记录介质这样的术语的情况下,存在仅包括存储装置280c的情况、仅包括外部存储装置283的情况、或包括其双方的情况。
[0081]以下,对于使用上述衬底处理装置100,作为半导体器件(设备)的制造工序的一工序,进行衬底处理工序的例子进行说明。需要说明的是,在以下的说明中,构成衬底处理装置的各部件的动作通过控制器280被控制。
[0082]图6是表示本发明的一实施方式的衬底处理工序的流程图。
[0083]<衬底送入.载置工序,步骤S102 >
[0084]首先,打开闸阀205,使未图示的输送室和输送空间203连通。接下来,通过未图示的输送机器人,将处理对象的晶圆200从输送室内送入输送空间203内。被送入输送空间203内的晶圆200通过输送机器人被载置在下降到衬底送入送出口 206的位置的衬底载置台212上,并通过升降机构218被升降到衬底处理位置。然后,输送机器人从输送空间203内返回输送室内后,关闭闸阀205。
[0085]<成膜工序,步骤S104 >
[0086]然后,进行后述的成膜工序(步骤S104)。
[0087]<衬底送出工序,步骤S106 >
[0088]成膜工序(步骤S104)结束后,通过与上述衬底送入.载置工序(步骤S102)所示的步骤相反的步骤,将进行了成膜处理的晶圆200从输送空间203向输送室内送出。
[0089]<步骤 S108 >
[0090]将如上所示的步骤S102?步骤
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