基板处理方法和基板处理装置与流程

文档序号:17247128发布日期:2019-03-30 08:52阅读:128来源:国知局
基板处理方法和基板处理装置与流程

本发明涉及基板处理方法和基板处理装置。



背景技术:

公知有如下批量式的基板处理装置:在处理容器内,在多个基板呈多层保持到基板保持器具的状态下,能够对多个基板进行成膜处理等(例如,参照专利文献1)。

在该批量式的基板处理装置中,在处理容器的侧壁形成有气体流路,具有l字形状的喷射器的水平部分插入气体流路的处理容器的一侧,从而成为喷射器被固定于处理容器的构造。另外,在喷射器的垂直部分,沿着基板所层叠的方向(铅垂方向)设置有多个气体喷出口。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第5284182号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

然而,在上述的基板处理装置中,喷射器固定于处理容器,因此,喷出气体的方向恒定,存在无法充分地控制在基板成膜的膜的特性的面内分布的情况。

因此,在本发明的一技术方案中,目的在于提供一种能够控制对基板实施的处理的面内分布的基板处理方法。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的,在本发明的一技术方案的基板处理方法中,从沿着喷射器的长度方向设置的多个气孔供给处理气体,对收容于处理容器内的基板进行预定的处理,该喷射器沿着所述处理容器的内壁面在上下方向上延伸,并能够以上下方向为旋转轴线旋转,在该基板处理方法中,所述预定的处理包括多个步骤,根据所述步骤使所述喷射器旋转而变更所述处理气体的供给方向。

发明的效果

根据所公开的基板处理方法,能够控制对基板实施的处理的面内分布。

附图说明

图1是本发明的实施方式的基板处理装置的概略图。

图2是用于说明图1的基板处理装置的喷射器的横剖视图。

图3是表示图1的基板处理装置的气体导入机构的一个例子的图。

图4是用于说明图3的气体导入机构的内部构造的分解立体图。

图5是用于说明第1实施方式的基板处理方法的图。

图6是用于说明第2实施方式的基板处理方法的图。

图7是用于说明第3实施方式的基板处理方法的图。

图8是用于说明第4实施方式的基板处理方法的图(1)。

图9是用于说明第4实施方式的基板处理方法的图(2)。

图10是用于说明第4实施方式的基板处理方法的图(3)。

附图标记说明

10、处理容器;110、喷射器;111、气孔;150、控制部;200、旋转机构;w、晶圆。

具体实施方式

以下,参照附图对用于实施本发明的技术方案进行说明。此外,在本说明书和附图中,通过对实质上相同的结构标注相同的附图标记,省略重复的说明。

〔基板处理装置〕

针对本发明的实施方式的基板处理装置,列举对基板进行热处理的装置为例来进行说明。但是,处理对象、处理内容并没有特别限定,能够适用于向处理容器内供给气体而进行处理的各种处理装置。图1是本发明的实施方式的基板处理装置的概略图。

如图1所示,基板处理装置具有能够收容半导体晶圆(以下称为“晶圆w”)的处理容器10。处理容器10由耐热性较高的石英成形成大致圆筒体状,在顶部具有排气口11。处理容器10构成为沿着铅垂(上下)方向延伸的立式的形状。在例如要处理的晶圆w的直径是300mm的情况下,处理容器10的直径设定在350mm~450mm程度的范围内。

在处理容器10的顶部的排气口11连接有气体排气口20。气体排气口20由例如从排气口11延伸而呈直角弯曲成l字形状的石英管构成。

在气体排气口20连接有对处理容器10内的气氛进行排气的真空排气系统30。具体而言,真空排气系统30具有与气体排气口20连结的由例如不锈钢形成的金属制的气体排气管31。另外,在气体排气管31的中途依次设有开闭阀32、蝶形阀等压力调整阀33以及真空泵34,能够一边对处理容器10内的压力进行调整,一边抽真空。此外,气体排气口20的内径设定成与气体排气管31的内径相同。

在处理容器10的侧部,以包围处理容器10的方式设置有加热部件40,能够对收容于处理容器10的晶圆w进行加热。加热部件40被分割成例如多个区域,从铅垂方向上侧朝向下侧由发热量能够独立地控制的多个加热器(未图示)构成。此外,加热部件40也可以不被分割成多个区域,而是由1个加热器构成。另外,在加热部件40的外周设置有绝热材料50,以便确保热量的稳定性。

处理容器10的下端部开口,能够输入、输出晶圆w。成为处理容器10的下端部的开口利用盖体60进行开闭的结构。

在比盖体60靠上方的位置设置有晶圆舟皿80。晶圆舟皿80是用于保持晶圆w的基板保持器具,构成为能够在沿着铅垂方向使多个晶圆w分开的状态下保持多个晶圆w。晶圆舟皿80所保持的晶圆w的张数并没有特别限定,能够设为例如50张~150张。

晶圆舟皿80借助由石英形成的保温筒75载置于台74上。台74被支承于旋转轴72的上端部,该旋转轴72贯穿对处理容器10的下端开口部进行开闭的盖体60。在旋转轴72的贯通部夹设有例如磁性流体密封件73,将旋转轴72支承为在气密地密封了的状态下能够旋转。另外,在盖体60的周边部与处理容器10的下端部夹设有例如o形密封圈等密封构件61,用于保持处理容器10内的密封性。

旋转轴72安装于臂71的顶端,该臂71支承到例如舟皿升降机等升降机构70,能够使晶圆舟皿80和盖体60等一体地升降。此外,也可以是,将台74向盖体60侧固定地设置,不使晶圆舟皿80旋转地进行晶圆w的处理。

在处理容器10的下端部配置有歧管90,该歧管90具有沿着处理容器10的内周壁延伸的部分,并且,具有朝向半径方向的外方延伸的凸缘状的部分。并且,经由歧管90从处理容器10的下端部向处理容器10内导入所需要的气体。歧管90由与处理容器10分体的零部件构成,但设置成与处理容器10的侧壁一体地设置,构成处理容器10的侧壁的一部分。此外,随后论述歧管90的详细的结构。

歧管90支承喷射器110。喷射器110是用于向处理容器10内供给气体的管状构件,其由例如石英形成。喷射器110设置成在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸。在喷射器110上沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111,能够从气孔111朝向水平方向喷出气体。喷射器110既可以是1个,也可以是多个。

图2是用于说明图1的基板处理装置的喷射器的横剖视图。在图2中,作为一个例子,示出有1个喷射器110。图2的(a)表示原点位置处的喷射器110的状态。另外,图2的(b)表示从原点位置左旋地旋转了预定的角度θ1的位置处的喷射器110的状态,图2的(c)表示从原点位置右旋地旋转了预定的角度θ2的位置处的喷射器110的状态。

喷射器110与随后论述的旋转机构连接,能够利用旋转机构的动作左旋和右旋地旋转。具体而言,也可以是,喷射器110从如图2的(a)所示那样气孔111朝向处理容器10的中心的位置能够左旋地旋转到如图2的(b)所示那样角度θ1的位置。另外,喷射器110也可以如图2的(c)所示那样能够右旋地旋转到角度θ2的位置。并且,通过在从喷射器110的气孔111朝向水平方向喷出了气体的状态下使喷射器110旋转,能够控制对晶圆w实施的处理的面内分布。出于能够充分地发挥对晶圆w实施的处理的面内分布的控制的效果这样的观点考虑,优选角度θ1和角度θ2是60°,在从喷射器110供给多种气体的情况下,优选是90°。出于防止微粒的产生的观点考虑,优选喷射器110的旋转速度是以3秒左右从0°能够旋转到角度θ1、θ2的速度,在例如θ1是90°的情况下,优选是5rpm以下。

再次参照图1,在喷射器110连接有用于向喷射器110供给气体的气体供给系统120。气体供给系统120具有连通到喷射器110的由金属、例如不锈钢形成的气体配管121。另外,在气体配管121的中途依次设有质量流量控制器等流量控制器123和开闭阀122,能够一边对处理气体的流量进行控制,一边供给处理气体。晶圆w的处理所需要的其他处理气体也经由同样地构成的气体供给系统120和歧管90供给。

处理容器10的下端部的歧管90的周边部被由例如不锈钢形成的底座130支承着,利用底座130支承处理容器10的载荷。底座130的下方成为具有未图示的晶圆移载机构的晶圆移载室,成为大致大气压的氮气气氛。另外,底座130的上方成为无尘室的清洁空气的气氛。

另外,如图1所示,设置有进行基板处理装置的整体控制的控制部150。控制部150按照制程对基板处理装置内的各种设备的动作进行控制,以便在制程所示的各种处理条件下进行处理。另外,控制部150通过接收来自设置到基板处理装置内的各种传感器的信号,来把握晶圆w的位置等,进行使工艺进展的序列控制。而且,也可以是,控制部150通过接收由设置到基板处理装置内的各种检测器检测的物理测定值等,来把握基板处理的状态,进行为了恰当地进行基板处理所需要的反馈控制等。

控制部150具备cpu(中央处理单元,centralprocessingunit)、rom(只读存储器,readonlymemory)、ram(随机存取存储器,randomaccessmemory)等运算部件和存储部件。控制部150也可以构成为从存储有程序的存储介质安装进行制程的处理的程序、执行制程的处理这样的微型计算机。另外,控制部150也可以构成为asic(专用集成电路,applicationspecificintegratedcircuit)那样的电子电路。

〔气体导入机构〕

接着,对图1的基板处理装置的气体导入机构进行说明。图3是表示图1的基板处理装置的气体导入机构的一个例子的图。图4是用于说明图3的气体导入机构的内部构造的分解立体图。

如图3和图4所示,气体导入机构具有歧管90、喷射器110、旋转机构200、以及气体配管121。

歧管90具有喷射器支承部91和气体导入部95。

喷射器支承部91是沿着处理容器10的内壁面在铅垂方向上延伸的部分,用于支承喷射器110。喷射器支承部91具有喷射器110的下端能够插入、且能够外嵌支承喷射器110的下端的插入孔92。

气体导入部95是从喷射器支承部91向半径方向的外侧伸出而暴露于处理容器10的外侧的部分,具有将插入孔92和处理容器10的外部连通而气体能够流通的气体流路96。在气体流路96的外侧端部连接有气体配管121,构成为能够供给来自外部的气体。

喷射器110被插入喷射器支承部91的插入孔92,整体沿着处理容器10的内壁面呈直线状延伸,并且,在插入到插入孔92的部位具有与气体流路96连通的开口112。开口112形成为例如以水平方向为长轴、以铅垂方向为短轴的大致椭圆形状。由此,即使是喷射器110旋转着的情况下,也从气体流路96向喷射器110高效地供给气体。

歧管90由例如金属形成。出于防止金属污染的观点考虑,优选处理容器10和构成处理容器10的零部件基本上由石英形成,复杂的形状、存在与螺钉等之间的螺纹结合连接的部位不得不由金属形成。本发明的实施方式的基板处理装置的歧管90也由金属形成,但不将喷射器110设为l字形状,而是设为棒形状。并且,在歧管90的气体导入部95内形成有水平地延伸的气体流路96,在喷射器110形成与气体流路96连通的开口112,从而在喷射器110没有厚壁的水平部分。由此,歧管90的气体导入部95无需收容喷射器110的厚壁的水平部分,因此,能够使歧管90的气体导入部95的壁厚减薄、使高度降低而使金属污染减少。此外,形成歧管90的金属也可以是不锈钢、铝、哈斯特洛伊合金等耐蚀性金属材料。

旋转机构200与喷射器110的下端部连接,使喷射器110以其长度方向为中心轴线旋转。具体而言,旋转机构200具有汽缸210和连杆机构220,利用连杆机构220将利用汽缸210产生的直线运动(往复运动)转换成旋转运动而向喷射器110传递。

汽缸210具有缸部211、杆部212、以及电磁阀213。杆部212的一部分收容于缸部211。通过由电磁阀213控制着的空气被向缸部211供给,杆部212沿着缸部211和杆部212的轴向(图3中的左右方向)往复运动。此外,也可以使用液压缸来替代汽缸210。

连杆机构220具有连接杆221、波纹管222、保持件223、连杆部224、垫圈225、以及保持螺栓226。

连接杆221具有棒形状,在被波纹管222维持着气密性的状态下插入歧管90内。连接杆221的一端与汽缸210的杆部212连接起来。由此,连接杆221通过杆部212沿着缸部211和杆部212的轴向往复运动,而与杆部212一起沿着缸部211和杆部212的轴向(连接杆221的轴向)往复运动。此外,也可以使用磁性流体密封件来替代波纹管222。

保持件223借助连杆部224与连接杆221连接起来。由此,若连接杆221沿着该轴向往复运动,则保持件223左旋或右旋地(图3(b)中的以箭头表示的方向)旋转。具体而言,通过连接杆221向右方向运动,保持件223左旋地旋转,通过连接杆221向左方向运动,保持件223右旋地旋转。如图4所示,在保持件223形成有开口部223a。开口部223a以开口径从保持件223的上表面侧朝向下表面阶段性变小的方式在整个周向上形成台阶部223b。在台阶部223b的上表面形成有突起部223c,在喷射器110的下端部形成的未图示的凹部能够与突起部223c嵌合。由此,保持件223以喷射器110相对于保持件223不沿着周向旋转的方式保持喷射器110。并且,若保持件223旋转运动,则喷射器110与保持件223成为一体而旋转运动。另外,保持件223夹着垫圈225被保持螺栓226保持成旋转自由。

此外,喷射器110也可以构成为能够利用前述的连杆机构220以外的旋转机构进行旋转。喷射器110也可以构成为能够利用具有例如电动机和蜗杆蜗轮机构的旋转机构、具有汽缸和齿轮齿条机构的旋转机构、具有电动机和旋转轴的旋转机构旋转。

〔基板处理方法〕

接着,对使用了前述的基板处理装置的基板处理方法进行说明。以下的基板处理方法通过例如控制部150对基板处理装置内的各种设备的动作进行控制而被执行。

(第1实施方式)

在第1实施方式中,对使用具有以上下方向为旋转轴线能够旋转的3个喷射器和固定着的两个喷射器的基板处理装置并通过原子层堆积(ald:atomiclayerdeposition)法形成氧化硅膜的情况进行说明。图5是用于说明第1实施方式的基板处理方法的图。

如图5所示,基板处理装置具有5个喷射器110a、110b、110c、110d、110e。

喷射器110a以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。在喷射器110a连接有氮(n2)气供给源。在喷射器110a上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111a,能够从气孔111a朝向水平方向喷出n2气体。喷射器110a构成为以上下方向为旋转轴线能够旋转,通过喷射器110a旋转,从多个气孔111a供给的n2气体的供给方向被变更。

喷射器110b与喷射器110a相邻地配置,以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。喷射器110b与氢(h2)气供给源和n2气体供给源连接起来。在喷射器110b上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111b,能够从气孔111b朝向水平方向喷出h2气体和n2气体。喷射器110b被固定成多个气孔111b朝向预定的方向(例如处理容器10的中心方向)。

喷射器110c与喷射器110b相邻地配置,以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。喷射器110c与作为原料气体的含硅(si)气体供给源、和n2气体供给源连接起来。在喷射器110c上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111c,能够从气孔111c朝向水平方向喷出含si气体和n2气体。喷射器110c构成为以上下方向为旋转轴线能够旋转,通过喷射器110c旋转,从多个气孔111c供给的含si气体和n2气体的供给方向被变更。

喷射器110d与喷射器110c相邻地配置,以在处理容器10内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。喷射器110d与氧(o2)气供给源和n2气体供给源连接起来。在喷射器110d上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111d,能够从气孔111d朝向水平方向喷出o2气体和n2气体。喷射器110d被固定成多个气孔111d朝向预定的方向(例如处理容器10的中心方向)。

喷射器110e与喷射器110d相邻地配置,以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。喷射器110e与n2气体供给源连接起来。在喷射器110e上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111e,能够从气孔111e朝向水平方向喷出n2气体。喷射器110e构成为以上下方向为旋转轴线能够旋转,通过喷射器110e旋转,从多个气孔111e供给的n2气体的供给方向被变更。

第1实施方式的基板处理方法以按照吸附步骤、第1吹扫步骤、氧化步骤、以及第2吹扫步骤的顺序进行吸附步骤、第1吹扫步骤、氧化步骤、以及第2吹扫步骤的工序设为1周期,通过使该周期反复预定次数,形成具有所期望膜厚的氧化硅膜。

在吸附步骤中,首先,使喷射器110a、110c、110e旋转到预定的角度而变更从气孔111a、111c、111e喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110c供给含si气体,使含si气体吸附于晶圆w。另外,从喷射器110a、110e供给n2气体,对含si气体的吸附范围进行控制。另外,从喷射器110b、110d供给比随后论述的第1吹扫步骤中的流量少的流量的n2气体,防止从喷射器110c供给的含si气体吸附于喷射器110b、110d内。在图5的例子中,使喷射器110a、110e旋转到气孔111a、111e朝向比处理容器10的中心方向靠外侧的位置。由此,能够抑制含si气体向晶圆w外周部的蔓延,且向晶圆w的整个表面供给含si气体。另外,使喷射器110c旋转到气孔111c朝向相对于处理容器10的中心方向稍微偏离了的方向。此外,喷射器110a、110c、110e的角度并不限定于此。

在第1吹扫步骤中,首先,使喷射器110a、110c、110e旋转到预定的角度而变更从气孔111a、111c、111e喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110a、110b、110c、110d、110e供给n2气体,对残存于处理容器10内的含si气体进行吹扫。在图5的例子中,将喷射器110a、110e的角度分别调整成与吸附步骤中的喷射器110a、110e的角度相同的角度,变更喷射器110c的角度,以使气孔111c朝向处理容器10的中心方向。此外,喷射器110a、110c、110e的角度并不限定于此。

在氧化步骤中,首先,使喷射器110a、110c、110e旋转到预定的角度而变更从气孔111a、111c、111e喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110b供给h2气体,从喷射器110d供给o2气体。由此,使吸附到晶圆w的含si气体与由h2气体和o2气体的反应而生成的oh自由基反应,形成作为反应生成物的氧化硅(sio2)的层。另外,通过从喷射器110a、110e供给n2气体,来对o2气体和h2气体的反应范围进行控制。另外,从喷射器110c供给比第1吹扫步骤中的流量少的流量的n2气体,防止在喷射器110c内形成sio2的层。在图5的例子中,使喷射器110a、110e旋转,以使气孔111a、111e朝向比处理容器10的中心方向靠外侧的位置。将氧化步骤中的喷射器110a、110e的旋转角度控制为比例如吸附步骤中的喷射器110a、110e的旋转角度大。由此,能够抑制h2气体和o2气体向晶圆w外周部的蔓延,且向晶圆w的整个表面供给h2气体和o2气体。另外,将喷射器110c的角度调整成与第1吹扫步骤中的喷射器110c的角度相同的角度。此外,喷射器110a、110c、110e的角度并不限定于此。

在第2吹扫步骤中,首先,使喷射器110a、110c、110e旋转到预定的角度而变更从气孔111a、111c、111e喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110a、110b、110c、110d、110e供给n2气体,对残存于处理容器10内的h2气体和o2气体进行吹扫。在图5的例子中,将喷射器110a、110c、110e的角度分别调整成与第1吹扫步骤中的喷射器110a、110c、110e的角度相同的角度。此外,喷射器110a、110c、110e的角度并不限定于此。

如以上所说明的那样,在第1实施方式的基板处理方法中,根据ald法中的步骤使喷出气体的方向变更,因此,能够充分地控制在晶圆w成膜的氧化硅膜的特性的面内分布。

此外,在图5的例子中,列举根据步骤使喷射器110a、110c、110e旋转而变更处理气体的供给方向的情况为例进行了说明,但也可以在步骤的中途使喷射器110a、110c、110e旋转。

(第2实施方式)

在第2实施方式中,对使用具有以上下方向为旋转轴线能够旋转的3个喷射器的基板处理装置并通过ald法形成氧化硅膜的情况的另一个例子进行说明。图6是用于说明第2实施方式的基板处理方法的图。

如图6所示,基板处理装置具有3个喷射器110f、110g、110h。

喷射器110f以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。在喷射器110f连接有h2气体供给源和n2气体供给源。在喷射器110f上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111f,能够从气孔111f朝向水平方向喷出h2气体和n2气体。喷射器110f构成为以上下方向为旋转轴线能够旋转,通过喷射器110f旋转,从多个气孔111f供给的h2气体和n2气体的供给方向被变更。

喷射器110g与喷射器110f相邻地配置,以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。喷射器110g与含si气体供给源和n2气体供给源连接起来。在喷射器110g上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111g,能够从气孔111g朝向水平方向喷出含si气体和n2气体。喷射器110g构成为以上下方向为旋转轴线能够旋转,通过喷射器110g旋转,从多个气孔111g供给的含si气体和n2气体的供给方向被变更。

喷射器110h与喷射器110g相邻地配置,以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。喷射器110h与o2气体供给源和n2气体供给源连接起来。在喷射器110h上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111h,能够从气孔111h朝向水平方向喷出o2气体和n2气体。喷射器110h构成为以上下方向为旋转轴线能够旋转,通过喷射器110h旋转,从多个气孔111h供给的o2气体和n2气体的供给方向被变更。

第2实施方式的基板处理方法将按照吸附步骤、第1吹扫步骤、氧化步骤、以及第2吹扫步骤的顺序进行吸附步骤、第1吹扫步骤、氧化步骤、以及第2吹扫步骤的工序作为1周期,通过使该周期反复预定次数,形成具有所期望膜厚的氧化硅膜。

在吸附步骤中,首先,使喷射器110f、110g、110h旋转到预定的角度而变更从气孔111f、111g、111h喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110g供给含si气体,使含si气体吸附于晶圆w。另外,从喷射器110f、110h供给n2气体,对含si气体的吸附范围进行控制。在图6的例子中,使喷射器110f、110h旋转,以使气孔111f、111h朝向比处理容器10的中心方向靠外侧的位置。由此,能够抑制含si气体向晶圆w外周部的蔓延,且向晶圆w的整个表面供给含si气体。另外,使喷射器110g旋转,以使气孔111g朝向处理容器10的中心方向。此外,喷射器110f、110g、110h的角度并不限定于此。

在第1吹扫步骤中,首先,使喷射器110f、110g、110h旋转到预定的角度而变更从气孔111f、111g、111h喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110f、110g、110h供给n2气体,对残存于处理容器10内的含si气体进行吹扫。在图6的例子中,使喷射器110f、110h的角度变更成气孔111f、111h朝向处理容器10的中心方向,将喷射器110g的角度调整成与吸附步骤中的喷射器110g相同的角度。此外,喷射器110f、110g、110h的角度并不限定于此。

在氧化步骤中,首先,使喷射器110f、110g、110h旋转到预定的角度而变更从气孔111f、111g、111h喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110f供给h2气体,从喷射器110h供给o2气体,使吸附到晶圆w的含si气体与由h2气体和o2气体的反应而生成的oh自由基反应,形成sio2的层。另外,从喷射器110g供给比第1吹扫步骤中的流量少的流量的n2气体,防止在喷射器110g内形成sio2的层。在图6的例子中,使喷射器110f、110h旋转,以使气孔111f、111h朝向比处理容器10的中心方向靠内侧(彼此相对的方向)的位置。由此,从气孔111f喷出的h2气体与从气孔111h喷出的o2气体之间的反应被促进。另外,将喷射器110g的角度调整成与第1吹扫步骤中的喷射器110g的角度相同的角度。此外,喷射器110f、110g、110h的角度并不限定于此。

在第2吹扫步骤中,首先,使喷射器110f、110g、110h旋转到预定的角度而变更从气孔111f、111g、111h喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110f、110g、110h供给n2气体,对残存于处理容器10内的h2气体和o2气体进行吹扫。在图6的例子中,将喷射器110f、110g、110h的角度分别调整成与吸附步骤中的喷射器110f、110g、110h的角度相同的角度。此外,喷射器110f、110g、110h的角度并不限定于此。

如以上进行了说明那样,在第2实施方式的基板处理方法中,根据ald法中的步骤使喷出气体的方向变更,因此,能够充分地控制在晶圆w成膜的氧化硅膜的特性的面内分布。

此外,在图6的例子中,列举根据步骤使喷射器110f、110g、110h旋转而变更处理气体的供给方向的情况为例进行了说明,但也可以在步骤的中途使喷射器110f、110g、110h旋转。

(第3实施方式)

在第3实施方式中,对使用具有以上下方向为旋转轴线能够旋转的3个喷射器的基板处理装置并通过ald法形成氧化硅膜的情况的又一个例子进行说明。图7是用于说明第3实施方式的基板处理方法的图。

如图7所示,基板处理装置具有3个喷射器110k、110l、110m。

喷射器110k以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。在喷射器110k连接有含si气体供给源、h2气体供给源以及n2气体供给源。在喷射器110k上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111k,能够从气孔111k朝向水平方向喷出含si气体、h2气体和n2气体。喷射器110k构成为以上下方向为旋转轴线能够旋转,通过喷射器110k旋转,从多个气孔111k供给的含si气体、h2气体以及n2气体的供给方向被变更。

喷射器110l与喷射器110k相邻地配置,以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。喷射器110l与含si气体供给源和n2气体供给源连接起来。在喷射器110l上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111l,能够从气孔111l朝向水平方向喷出含si气体和n2气体。喷射器110l构成为以上下方向为旋转轴线能够旋转,通过喷射器110l旋转,从多个气孔111l供给的含si气体和n2气体的供给方向被变更。

喷射器110m与喷射器110l相邻地配置,以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。喷射器110m与o2气体供给源和n2气体供给源连接起来。在喷射器110m上,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111m,能够从气孔111m朝向水平方向喷出o2气体和n2气体。喷射器110m构成为以上下方向为旋转轴线能够旋转,通过喷射器110m旋转,从多个气孔111m供给的o2气体和n2气体的供给方向被变更。

第3实施方式的基板处理方法将按照吸附步骤、第1吹扫步骤、氧化步骤、以及第2吹扫步骤的顺序进行吸附步骤、第1吹扫步骤、氧化步骤、以及第2吹扫步骤的工序作为1周期,通过使该周期反复预定次数,形成具有所期望膜厚的氧化硅膜。

在吸附步骤中,首先,使喷射器110k、110l、110m旋转到预定的角度而变更从气孔111k、111l、111m喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110k、110l供给含si气体,使含si气体吸附于晶圆w。另外,从喷射器110m供给n2气体,对含si气体的吸附范围进行控制。在图7的例子中,使喷射器110k、110l旋转,以使气孔111k,111l朝向相对于处理容器10的中心方向偏离的方向,使喷射器110m旋转,以使气孔111m朝向比处理容器10的中心方向靠外侧的位置。由此,能够抑制含si气体向晶圆w外周部的蔓延,且向晶圆w的整个表面供给含si气体。此外,喷射器110k、110l、110m的角度并不限定于此。

在第1吹扫步骤中,首先,使喷射器110k、110l、110m旋转到预定的角度而变更从气孔111k、111l、111m喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110k、110l、110m供给n2气体,对残存于处理容器10内的含si气体进行吹扫。在图7的例子中,将喷射器110k、110l、110m的角度分别调整成与反应步骤中的喷射器110k、110l、110m的角度相同的角度。此外,喷射器110k、110l、110m的角度并不限定于此。

在氧化步骤中,首先,使喷射器110k、110l、110m旋转到预定的角度而变更从气孔111k、111l、111m喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110k供给h2气体,从喷射器110m供给o2气体,使吸附到晶圆w的含si气体与由h2气体和o2气体的反应而生成的oh自由基反应,形成sio2的层。另外,从喷射器110l供给比第1吹扫步骤中的流量少的流量的n2气体,防止在喷射器110l内形成sio2的层。在图7的例子中,使喷射器110k、110m旋转,以使气孔111k、111m朝向比处理容器10的中心方向靠内侧的位置。由此,从气孔111k喷出的h2气体与从气孔111m喷出的o2气体之间的反应被促进。另外,对喷射器110l的角度进行调整,以使气孔111l朝向处理容器10的中心方向。此外,喷射器110k、110l、110m的角度并不限定于此。

在第2吹扫步骤中,首先,使喷射器110k、110l、110m旋转到预定的角度而变更从气孔111k、111l、111m喷出的气体的朝向。预定的角度由例如制程设定。接下来,从喷射器110k、110l、110m供给n2气体,对残存于处理容器10内的h2气体和o2气体进行吹扫。在图7的例子中,对喷射器110k、110m的角度进行调整,以使气孔111k、111m朝向比处理容器10的中心方向稍微靠外侧的位置。另外,对喷射器110l的角度进行调整,以使气孔111l朝向处理容器10的中心方向。此外,喷射器110k、110l、110m的角度并不限定于此。

如以上进行了说明那样,在第3实施方式的基板处理方法中,根据ald法中的步骤使喷出气体的方向变更,因此,能够充分地控制在晶圆w成膜的氧化硅膜的特性的面内分布。

尤其是,在第3实施方式的基板处理方法中,能够根据步骤变更喷射器110的角度,因此,能够从同一喷射器110供给优选的供给方向不同的多个气体(例如、吸附气体和反应气体)。其结果,能够削减喷射器110的个数。

此外,在图7的例子中,列举根据步骤使喷射器110k、110l、110m旋转而变更处理气体的供给方向的情况为例来进行了说明,但也可以在步骤的中途使喷射器110k、110l、110m旋转。

(第4实施方式)

在第4实施方式中,对使用具有以上下方向为旋转轴线能够旋转且仅在上下方向的上侧部分形成有气孔的喷射器的基板处理装置而在晶圆形成预定的膜的情况进行说明。图8~图10是用于对第4实施方式的基板处理方法进行说明的图。图8表示用于进行第4实施方式的基板处理方法的基板处理装置的一个例子,图9表示图8的横截面,图10是用于说明第4实施方式的基板处理方法的效果的图。在图10中,横轴表示保持到晶圆舟皿80的晶圆的位置,纵轴表示在晶圆w形成的膜的厚度。在图10中,“top”、“ctr”、和“btm”分别表示载置到晶圆舟皿80的上侧部分、中央部分、以及下侧部分的晶圆w。另外,“c-t”和“c-b”分别表示载置到“ctr”与“top”之间、“ctr”与“btm”之间的位置的晶圆w。

如图9所示,基板处理装置具有以上下方向为旋转轴线能够旋转的1个喷射器110p和固定着的4个喷射器110q、110r、110s、110t。

喷射器110p以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。在喷射器110p连接有成膜气体供给源、n2气体供给源等。在喷射器110p上,在长度方向(上下方向)的上侧部分,沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111p,能够从气孔111p朝向水平方向喷出成膜气体、n2气体等。喷射器110p构成为以上下方向为旋转轴线能够旋转,通过喷射器110p旋转,从多个气孔111p供给的成膜气体、n2气体等的供给方向被变更。

喷射器110q、110r、110s、110t以在处理容器10的内部沿着铅垂方向延伸的方式设置。在喷射器110q、110r、110s、110t连接有成膜气体供给源、n2气体供给源等。在喷射器110q、110r、110s、110t上,分别沿着长度方向以预定间隔形成有多个气孔111q、111r、111s、111t。并且,能够从气孔111q、111r、111s、111t朝向水平方向喷出成膜气体、n2气体等。喷射器110q、110r、110s、110t被固定成多个气孔111q、111r、111s、111t朝向预定的方向(例如处理容器10的中心方向)。

在第4实施方式的基板处理方法中,利用固定着的喷射器110q、110r、110s、110t供给成膜气体、n2气体等,并且,从在上下方向的上侧部分形成有多个气孔111p的喷射器110p供给成膜气体、n2气体等。此时,通过变更喷射器110p的旋转角度,能够进行控制,以使在保持到晶圆舟皿80的上侧部分的晶圆w(图中以“top”表示)形成的膜的厚度的面内分布从例如图10中的以实线所示的分布成为以虚线表示的分布。

此外,在图8~图10的例子中,列举在以上下方向为旋转轴线能够旋转的喷射器110p的上侧部分形成有多个气孔111p的情况为例进行了说明,但并不限定于此。例如,也可以在以上下方向为旋转轴线能够旋转的喷射器110p的中央部分、下侧部分形成有多个气孔111p。在这些情况下,能够分别对在保持到晶圆舟皿80的中央部分、下侧部分的晶圆w形成的膜的厚度的面内分布进行控制。

以上,对用于实施本发明的形态进行了说明,但上述内容并不用于限定发明的内容,能够在本发明的范围内进行各种变形和改良。

在上述的各实施方式中,列举在晶圆w形成预定的膜的情况为例来进行了说明,但并不限定于此。本发明例如也可适用于反复进行如下步骤的处理:成膜步骤,在该成膜步骤中,向晶圆w供给成膜气体,在晶圆w成膜预定的膜;以及蚀刻步骤,在该蚀刻步骤中,供给对预定的膜进行蚀刻的蚀刻气体,对预定的膜进行蚀刻。

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