衬底处理装置及半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及衬底处理装置及半导体装置的制造方法。
【背景技术】
[0002] -般来说，在半导体装置的制造工序中，使用针对晶圆等衬底进行成膜处理等工 艺处理的衬底处理装置。作为衬底处理装置，一片一片地处理衬底的单片式装置是已知的。
[0003] 作为单片式衬底处理装置所实施的工艺处理，有例如交替地供给多种处理气体的 循环处理。在该循环处理中，针对处理空间内的衬底，例如以原料气体供给工序、吹扫工序、 反应气体供给工序、吹扫工序为1个循环，使该循环反复进行规定次数（n循环），由此向衬 底上形成膜。因此，为了有效率地进行该循环处理，谋求同时实现对处理空间内衬底的气体 供给均匀化和残留气体从处理空间内排气的迅速化。作为实现对处理空间内衬底的气体供 给均匀化的技术，公知有例如专利文献1、2、3记载的那样调整排气传导性的技术。
[0004] 【现有技术文献】
[0005] 【专利文献1】日本特开2005-113268号公报
[0006] 【专利文献2】日本特开2000-58298号公报
[0007] 【专利文献3】日本特开2010-202982号公报
[0008] 为更有效果地同时实现对处理空间内衬底的气体供给均匀化和残留气体从处理 空间内排气的迅速化，希望构成为能够更恰当地进行排气传导性调节。
【发明内容】
[0009] 因此，本发明的目的是提供一种衬底处理装置及半导体装置的制造方法，其能够 恰当地进行排气传导性调节，由此能够可靠地实现膜形成时处理空间内压力的均匀化。
[0010] 根据本发明的一方式，提供一种衬底处理装置，具有：
[0011] 处理衬底的处理空间；
[0012] 载置所述衬底的衬底载置台；
[0013] 升降机构，使所述衬底载置台升降，并使所述衬底在搬运位置和所述处理空间内 的衬底处理位置之间升降；
[0014] 气体供给系统，向所述处理空间内供给气体；
[0015] 排气缓冲室，具有以包围所述处理空间的侧方周围的方式设置的空间，供已供给 至所述处理空间内的气体流入；
[0016] 气体排放系统，对流入所述排气缓冲室内的气体进行排气；
[0017] 传导性调节板，配置在所述衬底的外周侧，
[0018] 所述传导性调节板在所述衬底处于所述衬底处理位置时，内周侧被所述衬底载置 台支承，在所述衬底处于所述搬运位置时，外周侧被所述衬底载置台以外的部位支承，
[0019] 所述传导性调节板在与从所述处理空间向所述排气缓冲室的气体流路相面对的 内周侧端缘具有R状部分或斜坡倾斜状部分。
[0020] 根据本发明的其他方式，提供一种半导体装置的制造方法，具有：
[0021] 衬底载置台上升工序，使载置有衬底的衬底载置台上升，使所述衬底上升到处理 空间的衬底处理位置，并且利用所述衬底载置台对配置在所述衬底的外周侧的、内周侧端 缘具有R状部分或斜坡倾斜状部分的传导性调节板的内周侧进行支承；
[0022] 气体供给工序，向所述衬底的处理空间内供给气体；
[0023] 气体排放工序，使被供给到所述处理空间内的气体经由配置有所述传导性调节板 的气体流路流入到具有包围所述处理空间的侧方周围地设置的空间的排气缓冲室，而后从 所述排气缓冲室内排气。
[0024] 发明的效果
[0025] 根据本发明，能够恰当地进行排气传导性调节，由此能够可靠地实现膜形成时处 理空间内压力的均匀化，其结果是，能够提高衬底上膜厚的均匀性。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明的一实施方式的单片式衬底处理装置的概要结构图。
[0027] 图2是表示本发明的一实施方式的衬底处理工序的流程图。
[0028] 图3是表示图2中的成膜工序的详细情况的流程图。
[0029] 图4是表示图1的衬底处理装置中的传导性调节板的板配置的一具体例的概要结 构例。
[0030] 图5是表示图1的衬底处理装置中的传导性调节板的板形状的一具体例的概要结 构例。
[0031] 图6是表示图1的衬底处理装置中的传导性调节板和排气缓冲室的位置关系的一 具体例的概要结构例。
[0032] 附图标记的说明
[0033] 100 ? ??衬底处理装置
[0034] 200 ? ? ?晶圆（衬底）
[0035] 201 ? ??处理空间
[0036] 208 ? ??排气缓冲室
[0037] 209 ? ??传导性调节板
[0038] 209c? ??气体流路
[0039] 209d? ? ?R状部分（圆角状部分）
[0040] 209e? ??斜坡倾斜状部分
[0041] 211. ??衬底载置面
[0042] 212 ? ??衬底载置台
[0043] 218 ? ??升降机构
[0044] 230 ? ??喷头
[0045] 242 ? ??共用气体供给管
[0046] 262 ? ??第二排气管
【具体实施方式】
[0047] <本发明的一实施方式>
[0048] 以下，关于本发明的一实施方式，参照附图进行说明。
[0049] (1)衬底处理装置的结构
[0050] 本实施方式的衬底处理装置构成为对成为处理对象的衬底一片一片地进行处理 的单片式衬底处理装置。
[0051] 作为成为处理对象的衬底，可以列举出例如被作成半导体装置（半导体器件）的 半导体晶圆衬底（以下简称为"晶圆"）。
[0052] 作为对这样的衬底进行的处理，可以列举蚀刻、灰化、成膜处理等，在本实施方式 中尤其为进行成膜处理。
[0053] 以下，关于本实施方式的衬底处理装置的结构，参照图1进行说明。图1是本实施 方式的单片式衬底处理装置的概要结构图。
[0054](处理容器）
[0055] 如图1所示，衬底处理装置100具有处理容器202。处理容器202构成为例如横 截面为圆形的扁平密闭容器。另外，处理容器202由例如铝（A1)或不锈钢（SUS)等金属材 料构成。在处理容器202内，形成有处理晶圆200的处理空间201、和将晶圆200向处理空 间201搬运时供晶圆200通过的搬运空间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和下部容器202b之间设置有隔板204。
[0056] 在下部容器202b的侧面，设置与闸阀205相邻的衬底搬入搬出口 206,晶圆200通 过衬底搬入搬出口 206在与未图示的搬运室之间移动。在下部容器202b的底部设置多个 顶起销207。而且，下部容器202b被接地。
[0057](衬底支承部）
[0058] 在处理空间201的下部设置有支承晶圆200的衬底支承部210。衬底支承部210 主要具有：载置晶圆200的衬底载置面211 ;表面具有衬底载置面211的衬底载置台212 ; 以及内置于衬底载置台212的作为加热源的加热器213。在衬底载置台212上，在与顶起销 207对应的位置分别设置有供顶起销207贯穿的通孔214。
[0059] 衬底载置台212由轴217支承。轴217贯穿处理容器202的底部，而且，在处理容 器202的外部，轴217连接于升降机构218。使升降机构218动作而使轴217及衬底载置 台212升降，由此，能够使载置在衬底载置面211上的晶圆200升降。此外，轴217的下端 部的周围被波纹管219覆盖，处理容器202内保持气密。
[0060] 衬底载置台212在晶圆200的搬运时下降到使衬底载置面211与衬底搬入搬出口 206相对的位置（晶圆搬运位置），在晶圆200的处理时，如图1所示，上升到使晶圆200处 于处理空间201内的处理位置（晶圆处理位置）。
[0061] 具体来说，在使衬底载置台212下降到晶圆搬运位置时，顶起销207的上端部从衬 底载置面211的上表面突出，顶起销207从下方支承晶圆200。另外，在使衬底载置台212 上升到晶圆处理位置时，顶起销207从衬底载置面211的上表面陷入，由衬底载置面211从 下方支承晶圆200。此外，由于顶起销207会与晶圆200直接接触，所以优选由例如石英或 氧化铝等材质形成。
[0062](喷头）
[0063] 在处理空间201的上部（气体供给方向上游侧），设置有作为气体分散机构的喷头 230。在喷头230的盖231上设置有气体导入孔241，在该气体导入孔241上连接有下述的 气体供给系统。从气体导入孔241导入的气体被供给到喷头230的缓冲空间232。
[0064]喷头230的盖231由具有导电性的金属形成，作为用于在缓冲空间232或处理空 间201内生成等离子体的电极使用。在盖231和上部容器202a之间设置有绝缘块233,用 于对盖231和上部容器202a之间进行绝缘。
[0065]喷头230具有使通过气体导入孔241而从气体供给系统供给的气体分散的分散板 234。该分散板234的上游侧是缓冲空间232,下游侧是处理空间201。在分散板234上设 置有多个通孔234a。分散板234与衬底载置面211相对地配置。
[0066] 在缓冲空间232中设置有形成被供给的气体的气流的气体引导部235。气体引导 部235是以气体导入孔241为顶点并随着趋向分散板234的方向而直径变大的圆锥形状。 气体引导部235形成为其下端位于比形成在分散板234的最外周侧的通孔234a更靠外周 侧的位置。
[0067](等离子体生成部）
[0068]在喷头230的盖231上连接有匹配器251、高频电源252。而且，通过高频电源252、 匹配器251调整阻抗，能够在喷头230、处理空间201中生成等离子体。
[0069](气体供给系统）
[0070] 在设置在喷头230的盖231上的气体导入孔241上连接有共用气体供给管242。 共用气体供给管242通过与气体导入孔241的连接而与喷头230内的缓冲空间232连通。 另外，在共用气体供给管242上连接有第一气体供给管243a、第二气体供给管244a和第三 气体供给管245a。第二气体供给管244a经由远程等离子体单元（RPU)244e而连接于共用 气体供给管242。
[0071] 其中，从包含第一气体供给管243a的原料气体供给系统243主要供给原料气体， 从包含第二气体供给管244a的反应气体供给系统244主要供给反应气体。从包含第三气 体供给管245a的吹扫气体供给系统245在处理晶圆时主要供给惰性气体，在对喷头230和 处理空间201进行净化时主要供给净化气体。
[0072](原料气体供给系统）
[0073] 在第一气体供给管243a上，从上游方向开始按顺序设置有原料气体供给源243b、 作为流量控制器（流量控制部）的质量流量控制器（MFC)243c、以及作为开闭阀的阀243d。 而且，从第一气体供给管243a经由MFC243c、阀243d、共用气体供给管242将原料气体供给 到喷头230内。
[0074] 原料气体是处理气体之一，例如是使包含Ti(钛）元素的金属液体原料即 TiCl4(TitaniumTetrachlor