衬底处理装置以及衬底的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及衬底处理装置、腔室盖结构、存储了衬底的生产方法的程序以及衬底的生产方法。
【背景技术】
[0002]近年来，闪存等半导体器件有高集成化的倾向。与之相伴，图案尺寸正显著地微细化。在形成这些图案时，作为制造工序的一个工序，有时实施在衬底上进行氧化处理、氮化处理等规定处理的工序。
[0003]作为形成上述图案的方法之一，存在如下工序，在电路间形成槽，并在槽内形成种子膜、衬层膜、布线。伴随着近年来的微细化，该槽构成为高的纵横比(aspect rat1)。
[0004]在形成衬层膜等时，要求在槽的上部侧面、中部侧面、下部侧面、底部也形成膜厚没有偏差的、良好的台阶覆盖(step coverage)膜。这是为了:通过做成良好的台阶覆盖膜，能够使半导体器件的特性在槽间均匀，由此，能够抑制半导体器件的特性偏差。
[0005]为了处理该高纵横比的槽，虽然尝试了加热气体而进行处理、使气体成为等离子体状态而进行处理，但难以形成具有良好的台阶覆盖的膜。
[0006]作为形成上述膜的方法，具有如下交替供给方法:交替供给至少两种处理气体，并在衬底表面上使之反应。
[0007]另一方面，由于需要使衬底面内的半导体器件的特性均匀，在形成薄膜时，需要均匀地加热衬底面内、均匀地向衬底供给气体。为了实现这些功能，开发了可均匀地向衬底的处理面供给气体的单片装置。在该单片装置中，为了更均匀地供给气体，例如具有越朝向衬底直径越大的气体分散通道。同时，为了均匀地加热衬底面内，在载置衬底的衬底载置部内设置加热器，通过该加热器均匀地加热衬底。
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]在上述装置中，具有越朝向衬底直径越大的气体分散通道。换句话说，用于形成气体分散通道的壁构成为不存在于与衬底中央相对的位置，而存在于与衬底外周相对的位置。发明人认真研究后，发现了如下问题:在这种形状的装置中，衬底载置部外周的热由构成气体分散通道的壁吸收。结果，难以使衬底面内的温度均匀。
[0010]鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够同时达成向衬底的均匀的气体供给、衬底面内的均匀加热的衬底处理装置、腔室盖结构、存储了衬底的生产方法的程序以及衬底的生产方法。
[0011]用于解决问题的手段
[0012]在本发明的一个实施方式中，提供一种衬底处理装置，具有:
[0013]腔室盖部，具有第一加热机构；
[0014]衬底载置部，靠近该腔室盖部，并具有用于加热衬底的第二加热机构；
[0015]处理容器，至少由所述腔室盖部和所述衬底载置部构成；
[0016]控制部，在所述第二加热机构加热所述衬底载置部时，控制所述第一加热机构，以抑制来自所述第二加热机构的热能从所述衬底载置部向所述腔室盖部热传递。
[0017]在本发明的另一实施方式中，提供一种腔室盖结构，具有:
[0018]气体分散通道，构成为直径朝向下方逐渐扩大；
[0019]加热机构，至少设置在腔室盖结构的底壁部的内侧；以及
[0020]覆盖所述加热机构的罩，所述罩由以下材质构成，所述材质具有比构成所述腔室盖结构的材质高的热传导率。
[0021]在本发明的又一实施方式中，提供一种存储了衬底的生产方法的程序，所述衬底的生产方法使用了衬底处理装置，所述衬底处理装置具有:
[0022]腔室盖结构，具有在成膜时被靠近衬底而定位的第一加热机构；以及
[0023]衬底载置部，设置在腔室盖结构下方，并具有用于加热衬底的第二加热机构，所述程序包含以下工序:
[0024]将衬底载置于所述衬底载置部的工序；
[0025]通过所述腔室盖结构向衬底供给处理气体的工序；
[0026]控制所述第一加热机构，以抑制由第二加热机构生成的热从所述衬底载置部向所述腔室盖结构传导的工序；以及
[0027]从衬底载置部去除衬底的工序。
[0028]在本发明的又一实施方式中，提供一种使用了衬底处理装置的衬底的生产方法，所述衬底处理装置具有:
[0029]腔室盖结构，具有在成膜时被靠近衬底而定位的第一加热机构；以及
[0030]衬底载置部，设置在腔室盖结构下方，并具有用于加热衬底的第二加热机构，所述方法包含以下工序:
[0031]将衬底载置于所述衬底载置部的工序；
[0032]通过所述腔室盖结构向衬底供给处理气体的工序；
[0033]控制所述第一加热机构，以抑制由第二加热机构生成的热从所述衬底载置部向所述腔室盖结构传导的工序；以及
[0034]从衬底载置部去除衬底的工序。
[0035]发明的效果
[0036]根据本发明，能够同时达成向衬底的均匀气体供给以及衬底面内加热。
【附图说明】
[0037]图1是表示本发明的第一实施方式的衬底处理装置的图。
[0038]图2是表示图1所示衬底处理装置的衬底处理工序的流程图。
[0039]图3是表示图2所示成膜工序的详细情况的流程图。
[0040]图4是表示本发明的第二实施方式的衬底处理装置的图。
[0041]标号说明
[0042]100…衬底处理装置
[0043]200…晶片(衬底)
[0044]201…反应区域
[0045]202…反应容器
[0046]203…搬运空间
[0047]212…基座
[0048]231…腔室盖组件(腔室盖部)
[0049]233 …罩
【具体实施方式】
[0050](第一实施方式)
[0051]以下，说明本发明的第一实施方式。
[0052]<装置结构>
[0053]在图1中示出本实施方式的衬底处理装置100的结构。如图1所示，衬底处理装置100构成作为单片式的衬底处理装置。
[0054](处理容器)
[0055]如图1所示，衬底处理装置100包括处理容器202。处理容器202构成为例如横截面为圆形且扁平的密封容器。另外，处理容器202例如由铝(Al)、不锈钢(SUS)等金属材料构成。在处理容器202内形成有:对作为衬底的??圭晶片等晶片200进彳丁处理的反应区域201 (反应室)、在将晶片200搬送至反应区域201时晶片200通过的搬送空间203。处理容器202由上部容器202a和下部容器202b构成。
[0056]在下部容器202b的侧面设置有与闸阀205相邻的衬底搬入搬出口 206，晶片200经由衬底搬入搬出口 206在与未图示的搬送室之间移动。在下部容器202b的底部设置有多个升降销207。
[0057]在反应区域201内设置有支承晶片200的衬底支承部210。基座212主要具有:载置晶片200的载置面211、内包于基座212的作为加热源的加热器213 (第二加热机构)以及内包于基座的作为冷却源的第二冷却部260。在基座212中，在与升降销207对应的位置分别设置有供升降销207贯通的贯通孔214。在加热器213的外周下方设置有检测基座212外周的温度的第二温度传感器301。在基座外周且加热器213与第二温度传感器301之间，设置有用于控制基座212的温度的第二冷却部260。第二冷却部260由空隙构成，并向空隙内部供给GALDEN等制冷剂。
[0058]基座212由轴217支承。轴217贯通处理容器202的底部，并且在处理容器202的外部与升降机构218连接。通过使升降机构218动作而使轴217和基座212升降，能够使载置在衬底载置面211上的晶片200升降。此外，轴217下端部的周围由波纹管219覆盖，处理容器202内部被气密性地保持。
[0059]基座212在搬送晶片200时下降至衬底载置面211与衬底搬入搬出口 206相对的位置(晶片搬送位置)，在处理晶片200时，如图1所示，晶片200上升至反应区域201内的处理位置(晶片处理位置)。
[0060]具体而言，在使基座212下降至晶片搬送位置时，升降销207的上端部从衬底载置面211的上表面突出，升降销207从下方支承晶片200。另外，在使基座212上升至晶片处理位置时，升降销207从衬底载置面211的上表面埋没，衬底载置面211从下方支承晶片200。此外，由于升降销207与晶片200直接触摸，所以优选以例如石英、氧化铝等材质形成。
[0061]在反应区域201的上方，配置有例如由不锈钢等低热传导材质构成的腔室盖组件(腔室盖部)231。腔室盖组件231的凸部231a贯通孔204a并与后述的气体供给部连接，所述孔204a设置在顶板204的中央，所述顶板204构成上部容器202a的一部分。进一步地，通过做成低热传导材料，由后述的加热器234产生的热难以传递给后述的顶板204、气体供给管。
[0062]在腔室盖组件231的中心，从凸部231a朝向腔室盖组件231下方设置有气体分散通道231b。气体分散通道231b使气体供给部与反应区域201连通。气体分散通道231b的侧壁231c构成为气体分散通道231b越接近衬底载置面211直径越大，并向晶片200上均匀地供给气体。气体分散通道231b与衬底载置面211的方向垂直地延伸，另外，沿着气体分散通道231b的中心轴250贯通腔室盖组件231并延伸至底壁231e。在上部241内，气体分散通道231b的一部分沿着中心轴250为圆筒状。在气体分散通道231b的下部231d内，气体分散通道231b的一部分以远离中心轴250的方式形成为锥形。而且，气体分散通道231b超过下部231d而延伸至反应区域201，并延伸至阻塞部(choke) 251。
[0063]阻塞部251调节反应区域201与处理容器202间的气体的流动。
[0064]作为一个实施例，在基座212处于反应区域201内的处理位置的位置的情况下，底壁231e与基座212上的衬底载置面211之间的最小空间为0.02英寸至2.0英寸之间。优选的是，0.02英寸至0.2英寸之间。该空间依赖于考虑了供给的气体、底壁231e与基座212之间的热传导的处理条件而变化。
[0065]在腔室盖组件231的、至少构成底壁231e的面上，设置有由高热传导材料构成的作为均热部的罩233。罩233具有至少比腔室盖组件231高的热传导率，例如由铝(热传导率:236W -1ii1-K1)构成。在这里，由于罩233的材质铝的热传导率为236W.m 1.K \腔室盖组件231的材质不锈钢的热传导率为1