专利名称：基板处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对半导体晶片等的被处理基板进行处理的基板处 理装置。
背景技术：
在半导体装置的制造工艺中，为了在作为被处理基板的半导体晶 片(以下简称为晶片)上形成集成电路，进行形成绝缘膜、金属膜、
以及金属化合物膜等薄膜的工艺。作为基板处理装置使用CVD装置、 PVD装置、ALD装置等成膜装置进行成膜处理。
成膜装置使用多种工艺气体来形成薄膜。在为栅极绝缘膜等中使 用的高介电常数绝缘膜(High-k膜)的时候，作为工艺气体使用前体 (precursor)、还原剂、等离子体用气体、添加剂等。如专利文献1中 所述那样，通过气体配管将工艺气体从工艺气体供给源供给到基板处 理装置的工艺气体导入部中。
专利文献1特表2007-530796号公报
发明内容
供给到基板处理装置的工艺气体是通过气体配管进行的，但气体 配管不仅需要导管或管道，还需要多个例如方向变换用的角、弯头， 用于分支的T形管和十字管等，各种各样的接头。使用自动焊接将这 些接头和导管或管道连接起来，并进行组装加工。
这样一来，气体配管需要大量的部件。然而，由于组装加工多种 部件而使得构造变得复杂，例如，也不得不将配管罩等加工成型为复 杂的形状。此外，虽然存在在气体配管中安装有加热工艺气体的覆套 式电阻加热器(mantel header)的情况，但根据配管构造，也存在不得 不准备特殊形状的覆套式电阻加热器的情况。
基于这些原因，存在基板处理装置、例如成膜装置等的产品成本
4容易升高的情况。
此外，由于气体配管中使用了多种部件，因此在保养维修时需要 花费大量的劳力和时间用于拆卸、检査部件、重新组装。因此，这也 有碍于保养维修的省时省力。
为了解决所述问题，本发明的一方式涉及的基板处理装置，包括: 处理室，其使用多种气体对被处理基板实施处理；气体导入部，其被 设置在上述处理室中，将上述多种气体导入上述处理室内；进气块， 其被配置在上述处理室上，在其内部具有将上述多种气体从气体供给 机构导入上述气体导入部中的多条气体流路，和加热在这些气体流路 中的至少一条流路中流动的气体的加热器。
本发明提供一种基板处理装置，该基板处理装置能降低产品成本， 并能使保养维修更加省时省力。
图1是表示本发明实施方式涉及的基板处理装置的一个例子的平 面图。
图2是沿图1中2-2线的截面图。 图3是沿图1中3-3线的截面图。
图4A是表示进气块(inlet block)的一个例子的截面图，图4B是 表示参考例涉及的气体配管的截面图。
图5是表示参考例涉及的配管罩的截面图。 图6是表示进气块的一个形成例子的截面图。 符号说明
10基板处理装置 11 处理室 12气体导入部 13进气块
14工艺气体供给机构 15 处理空间 16载置台
23加热器(棒状加热器)24密封材料
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的一实施方式进行说明。所参照的所有附 图中，对同一部分标注同一参照符号。在本发明中，表示作为基板处 理装置，适用于在半导体晶片(以下简称为晶片)上形成薄膜的成膜 装置的情况。作为成膜装置的一个例子，可以是在晶片上形成高介电 常数绝缘膜、例如铪系的高介电常数绝缘膜的ALD装置。但本发明并 不仅适用于ALD装置，还可以适用于CVD装置、PVD装置等其它成 膜装置。此外，本发明不局限于成膜装置，还可以是适用于蚀刻装置 等其它基板处理装置。
图1是表示本发明的一实施方式涉及的基板处理装置的一个例子 的平面图，图2是沿图1中2-2线的截面图，图3是沿图1中3-3线的 截面图。
如图1 图3所示，基板处理装置10具备处理室ll，其使用工 艺气体对晶片W实施成膜处理；气体导入部12，其被设置在该处理室 11中，将工艺气体导入处理室11内；进气块13，其被设置在上述处 理室11上，将工艺气体从气体供给机构14导入气体导入部12中。
本例子中的处理室11主要由腔室lla、设置在腔室lla上的排出 处理空间15中的气体的排气环11b、和设置在排气环lib上的盖体lie 构成。
在腔室lla内部设置有载置晶片W的载置台16，在腔室lla的侧 壁设置有将晶片W搬入或搬出处理室11的内部的搬入搬出部17。载 置台16在腔室lla内上下移动，从而在腔室lla侧和处理空间15侧之 间上下移动晶片W。
排气环lib具有排气通路18。排气通路18呈环状形成在腔室lla 的上方，在本例子中以包围呈圆筒状的处理空间15的周围的方式形成。 排气通路18的至少一处与未图示的排气泵等排气机构连接。在排气通 路18和处理空间15之间设置有侧壁状的挡环19。在挡环19上形成有 对放出到处理空间15中的工艺气体进行排气的多个排气孔19a。
盖体11c设置在排气环lib上。处理空间15由盖体llc、排气环llb、本例子中的挡环19、和上升至挡环19的底部的载置台16包围而 形成。在本例子中，处理空间15按如上所述的方式形成，但处理空间 15的形成方式并不局限于此。也可以作成不具有排气环llb，从腔室 lla的下方排出工艺气体，由腔室lla和盖体llc形成处理空间15那 样的一般结构。
盖体llc的处理空间15侧设置有上侧板20a和下侧板20b。下侧 板20b的处理空间15侧的表面成盘状凹陷，在其中部设置有放出工艺 气体的气体放出部21。本例子的气体放出部21是半球形。但气体放出 部并不局限于半球形，也可以是其它任意一种形状，例如喷淋头形等。
气体导入部12是将通过进气块13导入的工艺气体导入到气体放 出部21的部分。在本例子中，气体导入部12在盖体llc、上侧板20a、 以及下侧板20b中作为气体流路而形成。
控制部件50控制基板处理装置10的各构成部。控制部件50具备: 过程控制器51，其由执行各构成部的控制的微处理器(计算机)构成； 用户界面52，其由操作者为了管理基板处理装置10而进行指令的输入 操作等的键盘，和将基板处理装置10的运作状态可视化并显示的显示 器等构成；以及存储部53，其用于存储方案，也就是通过过程控制器 51的控制实现基板处理装置10中执行的各种处理的控制程序，和根据 各种数据和处理条件对处理装置的各构成部进行处理的程序。用户界 面52和存储部53与过程控制器51连接。方案被存储在存储部53内 的存储介质中。存储介质可以是硬盘，也可以是CD-ROM、 DVD、闪 存器等可移动的存储介质。此外，例如也可以通过专用线路从其它装 置将方案适当传送到存储介质中。任意的方案，可以根据需要按照来 自用户界面52的指示从存储部53中调出，并由过程控制器51执行， 由此，基板处理装置10在过程控制器51的控制下进行所要求的基板 处理。
进气块13是将工艺气体从接收工艺气体的气体供给部22通过处 理室11导入上述气体导入部12的部分，上述气体供给部22被设置在 处理室11上，接收从工艺气体供给部14供给的工艺气体。该部分以 往通过对气体配管进行组装加工而构成，但在本例子中气体配管由一 个块(一体品)构成。块的一例是金属，金属的一例是传热性良好的铝。此块在本说明书中被称为进气块13。图4A表示的是进气块13的 一个例子。另外，作为参考例图4B表示的是气体配管的例子。图4A 和图4B分别为截面图。
如图4A所示，进气块13例如具有金属制母材13a，并具有在该 金属制母材13a的内部开孔，例如将金属制母材13a挖成中空而形成 的气体流路13b。在本例子中，可以具有4条气体流路13b，将在工艺 气体供给机构14产生的4种工艺气体从气体供给部22导入到气体导 入部12。在4条气体流路13b中，可以使用前体、还原剂、等离子体 用气体、添加剂等作为工艺气体。作为使用这些工艺气体成膜的膜的 例子可以举出高介电常数绝缘膜，例如是铪系的绝缘膜。
图4B所示的参考例也同样，通过4条气体配管113将4种工艺气 体从气体供给部22导入到气体导入部12。但多条气体配管113通过相 互连接导管113a和接头113b而形成，该接头113b与多个导管113a 彼此之间连接。因此，需要多个部件。
与此相对，在图4A所示的一个例子中，因为多条气体流路13b 是通过在金属制母材13a的内部开口而形成的，所以部件基本上可以 只是金属制母材13a。由此可以减少部件数量，降低产品成本。
另外，由于部件数量减少，相对于部件数量多的情况，本发明在 为了保养维修而进行拆卸、部件检査、重新组装等时更为容易。由此 本发明可以实现保养维修的省时省力。例如，在本例中，对于拆卸， 从处理室11上卸下进气块13即可，对于重新组装，将进气块13安装 到处理室11上即可。
此外，在图4B所示的参考例中，导管113a和接头113b使用自动 焊接而连接在一起。在参考例中，4条气体配管113被配置在高度方向 上，但在将多条气体配管113配置在高度方向上时，不得不将气体配 管113彼此之间隔开可以放入自动焊接机的间隔d。由此，气体配管 113的高度h变得更高，从而妨碍了基板处理装置的小型化。
与此相对，在图4A所示的一个例子中，在高度方向上配置的多条 气体流路13b是通过在金属制母材13a的内部开孔而形成的，因此在 形成气体流路13b时并不需要自动熔接机。因此，即使在高度方向上 配置多条气体流路13b，与气体配管113相比，气体流路13b彼此之间
8的间隔d也可以设置得更窄。因此，与使用气体配管113的基板处理 装置相比，本发明的基板处理装置更能够实现小型化。
这样一来，根据一实施方式，通过具备进气块13，本发明与使用 气体配管113的基板处理装置相比，更能实现降低产品成本，并使保 养维修更为省时省力。
进而，根据一实施方式，将多条气体流路13b沿高度方向设置为 多层，本发明与使用气体配管113的基板处理装置相比，能使气体流 路13b彼此之间的间隔d更加窄，能使基板处理装置更加小型化。
但是，在工艺气体中，存在由于在工艺气体供给机构14中加热使 液体气化而产生的情况，此外，也存在为了在处理空间15内部产生反 应等而需要将工艺气体加热到适当温度。必须加热这些工艺气体，使 得其在通过气体配管的过程中温度不下降。基于此观点，在使用气体 配管113的装置中，用铝制配管罩覆盖气体配管113，在配管罩外巻绕 覆套式电阻加热器，加热气体配管113。作为参考例在图5A 图5C 中表示配管罩。图5A是截面图，图5B是沿图5A中的5B-5B线的截 面图，图5C是表示在配管罩上巻绕覆套式电阻加热器的状态的立体 图。
如图5A 图5C所示，不得不在配管罩114上形成通过导管113a 的部分114a，和收容接头113b的部分114b等。因此，配管罩114的
形状变得复杂而使得加工变得困难。此外，还存在在弯曲部分等加工 困难之处，准备弯曲部分用的配管罩，将其与直线部分用的配管罩连 接的情况。通过像这样使用配管罩，部件数量进一步增加，使产品成 本提高。
与此相对，在图4A所示的一个例子中，由于金属制母材13a本身 上形成有气体流路13b，因此不需要配管罩。由于本发明不需要配管罩， 因此和需要配管罩的基板处理装置相比，本发明可以抑制产品成本的 提高。
此外，在一实施方式中，为了加热气体流路13b，在进气块13的 内部设有加热器。在本例子中，如图1 图3所示，使用的是棒状加热 器23，其形状与覆套式电阻加热器相比较为简单，且更为廉价。棒状 加热器23可以在金属制的壳(鞘)中，作为加热体例如使用内置镍铬耐热合金线等的加热体。因为棒状加热器23设在进气块13的内部， 所以在本例子中，例如如图4A所示，在金属制母材13a上直线状开孔 有棒状加热器插入用孔13c，并在棒状加热器插入用孔13c中插入棒状 加热器23。
此外，在本例子中，气体流路13b由在进气块13的高度方向形成 的纵向气体流路13bv，和在进气块13的平面方向形成的横向气体流路 13bh的组合而构成。作为在这种构成中的棒状加热器插入用孔13c的 形成例，在本例子中可以形成棒状加热器插入用纵孔13cv和棒状加热 器插入用横孔13ch。
棒状加热器插入用纵孔13cv沿纵向气体流路13bv在进气块13的 高度方向上形成，棒状加热器插入用横孔13ch沿横向气体流路13bh 在进气块的平面方向上形成。由于棒状加热器插入用纵孔13cv沿纵向 气体流路13bv形成，棒状加热器插入用横孔13ch沿横向气体流路13bh 形成，因此即使使用棒状加热器，也可以将在纵向气体流路13bv中流 动的工艺气体和在横向气体流路13bh中流动的工艺气体都高效地加 热。此外，为了有效地进行加热，也可以在金属制母材13a上选择具 有良好的热传导性的材料。具有良好的热传导性的材料可以是铝或含 铝的合金。
另外，横向气体流路13bh与纵向气体流路13bv相比距离容易变 长。对于距离长的横向气体流路13bh，通过使用长度长的棒状加热器 来加热，与仅形成棒状加热器插入用纵孔13cv的情况相比，具有能减 少棒状加热器的条数的优点。
另外，也可以在进气块13上粘贴平面型加热器、例如云母加热器 等。但平面型加热器与棒状加热器相比价格更为昂贵。因此，从这个 观点来看，使用棒状加热器有益于抑制产品成本。
这样一来，在本例中，即使在使用需要加热的工艺气体的情况下， 与使用气体配管113的基板处理装置相比，易于得到加热所需要的结 构。
进而，在一实施方式中，对容易加工进气块13下功夫。该所下的 功夫，如图1 图3所示，指的是使在处理室11上的载置进气块13的 载置面lld，也就是本例子中的盖体llc的表面变得平坦。如果载置面lld上存在凹凸，那么必须要对照该凹凸来加工进气块13的下面。
与此相对，如果从载置面lld除去凹凸而使其变得平坦，则将进 气块13的下面加工至平坦就可以了。基于此构成可以抑制产品成本的 提高。
另外，在为了使正通过进气块13的工艺气体保温或绝热而在载置 面lld和进气块13的下面之间插入绝热材料等情况下，将载置面lld 变得平坦可以使绝热材料的加工更为容易，有利于抑制产品成本。
另外，在从载置面lld除去凹凸时，不需要使盖体llc的整个表 面都变得平坦，至少使盖体llc的表面之中载置进气块13的部分变得 平坦即可。
接着，对进气块13的一形成例进行说明。 图6A 图6D是表示进气块13的一形成例的截面图。 首先，如图6A所示，准备制作进气块13的金属制母材13a。金 属制母材13a可以是铝制或含铝的合金制。
接下来，如图6B所示，在金属制母材13a的与气体导入部12连 接的地方，和与气体供给部22连接的地方，形成纵向气体流路13bv-l、 13bv-2和棒状加热器插入用纵孔13cv-l。纵向气体流路13bv-l、 13bv陽2 和棒状加热器插入用纵孔13cv-l形成在高度方向上。纵向气体流路 13bv-l、 13bv-2在本例子中从金属制母材13a的下面起形成至母材13a 的中途为止，棒状加热器插入用纵孔13cv-l在本例子中从金属制母材 13a的上面起形成至母材13a的中途为止。
接下来，如图6C所示，从金属制母材13a的侧面形成横向气体流 路13bh和棒状加热器插入用横孔13ch。横向气体流路13bh和13ch形 成在平面方向上。横向气体流路13bh通过纵向气体流路13bv-l以及 13bv-2的上端部。横向气体流路13bh从金属制母材13a的侧面起形成 至母材13a的中途为止，在本例子中形成至纵向气体流路13bv-l为止。 棒状加热器插入用横孔13ch沿横向气体流路13bh，与横向气体流路 13bh —样，从金属制母材13a的侧面起形成至母材13a的中途为止。
接下来，如图6D所示，将横向气体流路13bh的通过进气块13 的外部的一端用密封材料24填充，将横向气体流路13bh的一端密封。 进而，将棒状加热器23插入棒状加热器插入用横孔13ch和棒状加热
ii器插入用纵孔13cv-l中。
这样一来，进气块13的气体流路13b可以通过纵向气体流路 13bv-l、 13bv-2和横向气体流路13bh的组合而构成。
另外，例如通过用密封材料24密封横向气体流路13bh的一端， 能够形成具备在进气块13的下面， 一端与气体导入部12连接，另一 端与气体供给部22连接的气体流路13b的进气块13。在本例子中，纵 向气体流路13bv-l与气体导入部12连接，纵向气体流路13bv-2与气 体供给部22连接。例如由此可以形成进气块13。
以上通过一实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不仅限于 一实施方式，能够进行各种变形。另外，上述的实施方式并不是本发 明的实施方式的唯一实施方式。
例如，在上述一实施方式中，作为基板处理装置以处理半导体晶 片的基板处理装置为例进行了说明，但本发明还可以适用于例如处理 以液晶显示装置(LCD)用的玻璃基板为代表的平板显示器(FPD)用 的基板等的基板处理装置，这是不言而喻的。
权利要求
1.一种基板处理装置，其特征在于，包括处理室，其使用多种气体对被处理基板实施处理；气体导入部，其被设置在所述处理室中，将所述多种气体导入所述处理室内；进气块，其被配置在所述处理室上，在其内部具有将所述多种气体从气体供给机构导入所述气体导入部中的多条气体流路，和加热在这些气体流路中的至少一条流路中流动的气体的加热器。
2. 根据权利要求l所述的基板处理装置，其特征在于 在所述进气块的高度方向上设有多层所述气体流路。
3. 根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于 所述加热器是棒状加热器， 所述进气块具有棒状加热器插入用孔， 所述棒状加热器插入在所述棒状加热器插入用孔中。
4. 根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于 所述气体流路通过在所述进气块的高度方向上形成的纵向气体流路，和在所述进气块的平面方向上形成的横向气体流路的组合而构成。
5. 根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于 所述加热器是棒状加热器，所述进气块具有沿所述纵向气体流路在所述进气块的高度方向上 形成的棒状加热器插入用纵孔，和沿所述横向气体流路在所述进气块 的平面方向上形成的棒状加热器插入用横孔，所述棒状加热器插入在所述棒状加热器插入用纵孔和所述棒状加 热器插入用横孔中。
6. 根据权利要求l所述的基板处理装置，其特征在于 所述处理室的载置所述进气块的载置面是平坦的。
7. 根据权利要求l所述的基板处理装置，其特征在于 所述进气块是铝制或含铝的合金制。
8. 根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于-所述基板处理装置是在所述被处理基板上形成薄膜的装置。
9. 根据权利要求8所述的基板处理装置，其特征在于所述形成薄膜的装置是使用ALD法形成所述薄膜的装置。
10. 根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于所述气体流路通过至少2条在所述进气块的高度方向上形成的第一、第二纵向气体流路，和至少1条在所述进气块的平面方向上形成 的横向气体流路的组合而构成。
11. 根据权利要求IO所述的基板处理装置，其特征在于所述第一纵向气体流路的一端与所述横向气体流路的一处连通， 所述第一纵向气体流路的另一端与所述进气块的外部连通，所述第一 纵向气体流路的另一端从所述气体供给源接受气体的供给，所述第二纵向气体流路的一端与所述横向气体流路的另一处连 通，所述第二纵向气体流路的另一端与所述进气块的外部连通，所述 第二纵向气体流路的另一端与所述气体导入部连接，所述横向气体流路的至少一端与所述进气块的外部连通，所述横 向气体流路的一端用密封材料密封。
全文摘要
本发明提供一种基板处理装置，该基板处理装置能降低产品成本，并能使保养维修更加省时省力。该基板处理装置包括处理室(11)，其使用多种气体对被处理基板实施处理；气体导入部(12)，其被设置在处理室(11)中，将多种气体导入处理室(11)内；进气块(13)，其被配置在处理室(11)上，在其内部具有将多种气体从气体供给机构(14)导入气体导入部(12)中的多条气体流路(13b)，和加热在这些气体流路中的至少一条流路中流动的气体的加热器(23)。
文档编号H01L21/02GK101540281SQ20091012638
公开日2009年9月23日 申请日期2009年3月10日 优先权日2008年3月17日
发明者津田荣之辅 申请人:东京毅力科创株式会社