衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及气体整流部的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及气体整流部。
【背景技术】
[0002]随着大规模集成电路(Large Scale Integrated Circuit:以下简称为LSI)的高集成化，电路图案的微细化在不断发展。
[0003]为了在狭小的面积上集成大量半导体器件，必须将器件的尺寸形成得很小，因此，就必须缩小所要形成的图案的宽度和间隔。
[0004]由于近几年的微细化，对于埋入微细结构，尤其是向纵向很深、或横向很窄的空隙结构(槽)内埋入氧化物，用CVD法进行的埋入方法正逐渐达到技术上的极限。另外，由于晶体管的微细化，要求形成薄且均匀的栅绝缘膜和栅电极。进一步地，为了提高半导体器件的生产率，要求缩短每一张衬底的处理时间。
[0005]另外，为了提高半导体器件的生产率，要求提高对衬底的整个面内的处理均匀性。
【发明内容】
[0006]近几年的以LS1、DRAM(动态随机存取存储器、Dynamic Random Access Memory)和闪存(Flash Memory)为代表的半导体器件的最小加工尺寸变得比30nm的宽度还小，而且膜厚也变得很薄，在保持品质的同时，微细化、制造生产能力(through-put)的提高和对衬底的处理均匀性的提高变得越来越难。
[0007]本发明的目的在于，提供一种能够使形成于衬底上的膜的特性和对衬底面内的处理均匀性提高、并使制造生产能力提高的衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及气体整流部。
[0008]根据本发明的一方案，提供一种衬底处理装置，包括:处理室，收纳衬底；衬底支承部，载置所述衬底；第一气体供给部，向所述衬底供给第一气体；第二气体供给部，向所述衬底供给第二气体；以及流导调节部，设有使从多处供给的吹扫气体压力均衡的气体均压部，向所述衬底支承部的外周端侧供给由该气体均压部进行压力均衡后的吹扫气体，并至少调节所述第一气体或第二气体中任一方的排气流导。
[0009]根据本发明的另一方案，提供一种具有均压部的半导体器件的制造方法，包括:将衬底收纳到处理室内的工序；将所述衬底载置到所述衬底支承部上的工序；向所述衬底供给第一气体的工序；向所述衬底供给第二气体的工序；以及，具有使从多处供给的吹扫气体压力均衡的气体均压部，向所述衬底支承部的外周端侧供给由该气体均压部进行压力均衡后的吹扫气体，并至少调节所述第一气体或所述第二气体中任一方的排气流导的工序。
[0010]根据本发明的又一方案，提供一种气体整流部，设置在具备设有支承衬底的衬底支承部的处理室的衬底处理装置上，包括:开口，供向所述衬底供给的第一气体和第二气体通过；和流导调节部，设有使从多处供给的吹扫气体压力均衡的气体均压部，向所述衬底支承部的外周端侧供给由该气体均压部进行压力均衡后的吹扫气体。
[0011]发明效果
[0012]根据本发明的衬底处理装置、半导体器件的制造方法以及气体整流部，能够使形成于衬底上的膜的特性和对衬底面内的处理均匀性提高，并使制造生产能力提高。
【附图说明】
[0013]图1是一个实施方式的衬底处理装置的示意性结构图。
[0014]图2是表示一个实施方式的衬底载置台与气体整流部的位置关系的示意图。
[0015]图3是一个实施方式的气体整流部与流导调节部的示例。
[0016]图4是一个实施方式的气体整流部与流导调节部的示例。
[0017]图5是一个实施方式的控制器的示意性结构图。
[0018]图6是一个实施方式的衬底处理工序的流程图。
[0019]图7是一个实施方式的衬底处理工序的顺序图。
[0020]图8是其他实施方式的衬底处理工序的顺序图。
[0021]图9是其他实施方式的衬底处理工序的顺序图。
[0022]图10是其他实施方式的气体整流部与流导调节部的示例。
[0023]图11是其他实施方式的气体整流部与流导调节部的示例。
[0024]图12是其他实施方式的气体整流部与流导调节部的示例。
[0025]图13是其他实施方式的气体整流部的结构例。
[0026]图14是其他实施方式的气体整流部支承机构的结构例。
[0027]图15是其他实施方式的气体整流部与流导调节部的示例。
[0028]附图标记说明
[0029]200-晶片(衬底)、201-处理室、202-处理容器、212-衬底载置台、213-加热器、221-排气口(第一排气部)、234-气体整流部、231-盖、250-远程等离子体单元(激励部)
【具体实施方式】
[0030]以下，对本发明的实施方式进行说明。
[0031]〈第一实施方式〉
[0032]以下，根据附图对第一实施方式进行说明。
[0033](1)衬底处理装置的结构
[0034]首先，对第一实施方式的衬底处理装置进行说明。
[0035]对本实施方式的处理装置100进行说明。衬底处理装置100是形成绝缘膜或金属膜等的单元，如图1所示，构成为单片式衬底处理装置。
[0036]如图1所示，衬底处理装置100具有处理容器202。处理容器202例如构成为横截面为圆形且扁平的密闭容器。另外，处理容器202例如由铝(A1)、不锈钢(SUS)等金属材料或石英构成。在处理容器202内，形成有对作为衬底的硅晶片等晶片200进行处理的处理空间(处理室)201、输送空间203。处理容器202由上部容器202a与下部容器202b构成。在上部容器202a与下部容器202b之间设置有分隔板204。将由上部容器202a包围而成的空间、即分隔板204上方的空间称为处理空间201，将由下部容器202b包围而成的空间、SP分隔板204下方的空间称为输送空间203。
[0037]在下部容器202b的侧面上，设置有与闸阀205邻接的衬底输送出入口 206。晶片200经由衬底输送出入口 206而在与未图示的输送室之间移动。在下部容器202b的底部，设置有多个升降销207。进一步地，下部容器202b为接地电位。
[0038]在处理空间201内，设置有支承晶片200的衬底支承部210。衬底支承部210主要包括载置晶片200的载置面211、表面上具有载置面211的载置台212、和内置于衬底载置台212内的作为加热部的加热器213。在衬底载置台212上的与升降销207对应的位置上分别设置有供升降销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，并进一步在处理容器202的外部与升降机构218连接。通过使升降机构218动作并使轴217及支承台212升降，能够使载置于载置面211上的晶片200升降。此外，轴217下端部的周围由波纹管(bellows) 219包覆，从而将处理空间201内保持气密。
[0040]在输送晶片200时，衬底载置台212下降到衬底支承台以使载置面211达到衬底输送出入口 206的位置(晶片输送位置)，在处理晶片200时，如图1所示，晶片200上升到处理室201内的处理位置(晶片处理位置)。
[0041]具体来说，在使衬底载置台212下降到晶片输送位置之后，变成升降销207的上端部从载置面211的上表面突出，且升降销207从下方支承晶片200。另外，在使衬底载置台212上升到晶片处理位置之后，变成升降销207从载置面211的上表面埋入，且载置面211从下方支承晶片200。此外，升降销207由于与晶片200直接接触，所以例如优选为由石英、氧化招等材料形成。
[0042](排气系统)
[0043]在处理空间201 (上部容器202a)的内壁上，设置有作为排出处理空间201的气氛的第一排气部的排气口 221。在排气口 221上连接有排气管222，在排气管222上依次串联连接有将处理空间201内部控制在规定压力的APC(Auto Pressure Controller、自动压力控制器)等压力调节器223、真空栗224。主要由排气口 221、排气管222、和压力调节器223构成排气系统(排气线路)220。此外，还可以将真空栗224增加到排气系统(排气线路)220结构的一部分中。
[0044](气体导入口)
[0045]在设于处理空间201上部的后述气体整流部234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 241。关于与气体导入口 241连接的气体供给系统的结构，详见后述。
[0046](气体整流部)
[0047]在气体导入口 241与处理空间201之间设置有气体整流部234。气体整流部234至少具有供处理气体穿过的开口 234d。气体整流部234通过固定器具235而安装在盖231上。气体导入口 241与盖231连接，从气体导入口 241导入的气体经由设于盖231上的孔231a和气体整流部234而向晶片200供给。此外，气体整流部234还可以构成为室盖组件(chamber lid assembly)的侧壁。另外，气体导入口 241还作为气体分散通道发挥作用，所供给的气体环绕整个衬底分散。
[0048]在此，本发明的发明人们发现:随着晶片200尺寸的大型化、和形成在晶片200上的半导体器件结构的微细化/结构的复杂化等，作为对晶片200的处理均匀性降低的原因，如图2所示的、气体整流部234与衬底载置台212的平行度发生了微小偏差(不在同一平行面内)。在此平行度是指在气体整流部234与衬底载置台212的外周之间沿圆周方向构成的气体流路251的高度。由于该平行度的偏差，会产生晶片200外周的圆周方向上的流导(conductance)不同的区域，气体的供给和排出无法变得均勾。另外，若衬底大型化成450_等，则精密地调节该平行度将变得更加困难。例如，有时图2左侧所示的气体整流部234与衬底载置台212的距离X比图2右侧所示的距离Y短。距离X是与衬底载置台212的外周的一部分对应的气体流路251a的高度。距离Y是气体流路251中的、与不同于气体流路251a的部分(另一部分)对应的气体流路251b的高度。例如，气体整流部234与衬底载置台212的距离在0.5mm?5mm的范围内调节，例如即使设定为2mm左右，有时是距离X为1.8mm且距离Y为2.2mm。这种情况下，与距离X侧相比，从气体导入口 241供给的气体更多地流向距离Y侧。即，距离X侧的气体流动容易性(流导)与距离Y侧的流导相比变小。其结果是，距离X侧的膜厚与距离Y侧相比变薄。另外，即使在膜厚相同地形成的情况下，有时也以膜质在距离X侧与距离Y侧不同的方式形成。即使距离X与距离Y之差以0.1mm的单位存在，也会对晶片200的处理均匀性造成影响。作为解决这种处理均匀性恶化的课题的方法，本发明的发明人们考虑对气体整流部234外周侧的气体流动容易性(流导)进行调节，发现了通过设置流导调节部来调节外周侧的流导。
[0049](流导调节部)
[0050]流导调节部例如如图1、图2、图3、图4所示，通过在气体整流部234上形成均压部分隔板301a、301b、作为气体均压部的第一气体均压空间302a、第二气体均压空间302b、第一气体导入孔303a、第二气体导入孔303b、第一吹扫喷嘴304a、和第二吹扫喷嘴304b而构成。
[0051]在由均压部分隔板301a、301b分隔而成的第一气体均压空间302a上设置有第一气体导入孔303a和多个第一吹扫喷嘴304a，在第二气体均压空间302b上设置有第二气体导入孔303b和多个第二吹扫喷嘴304b。从第一气体导入孔303a供给到第一气体均压空间302a内的吹扫气体在第一气体均压空间302a的整个区域扩散，并以均等的压力向多个第一吹扫喷嘴304a供给。由此，向晶片200的外周均匀地供给吹扫气体。另外，从第二气体导入孔303b供给的吹扫气体在第二气体均压空间302b的整个区域扩散，并以均等的压力向多个第二吹扫喷嘴304b供给。由此，向晶片200的外周均匀地供给吹扫气体。
[0052]图3是从A-A方向观察到的图1、2的气体整流部234的俯视剖视图，图4是从B-B(下方)方向观察到的图1、2的气体整流部234的图。
[0053]向第一气体导入孔303a、第二气体导入孔30