襯底處理裝置、氣體分散單元、半導(dǎo)體器件的制造方法及程序的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及襯底處理裝置、氣體分散單元、半導(dǎo)體器件的制造方法及程序。根據(jù)本發(fā)明，提高了形成在襯底上的膜的特性，并且提高了制造生產(chǎn)率。所述襯底處理裝置具有：處理襯底的處理室；載置上述襯底的襯底載置臺(tái)；和氣體分散單元，其具有第1供給區(qū)域和第2供給區(qū)域，所述第1供給區(qū)域與上述襯底對(duì)置，且設(shè)置有供給第1氣體的第1分散孔和供給第2氣體的第2分散孔，所述第2供給區(qū)域與上述襯底載置臺(tái)的比載置襯底的面更靠外周側(cè)的面對(duì)置，且設(shè)有第3分散孔，所述第3分散孔以比上述第2分散孔大的孔徑形成且供給上述第2氣體。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
襯底處理裝置、氣體分散單元、半導(dǎo)體器件的制造方法及程序
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及襯底處理裝置、氣體分散單元、半導(dǎo)體器件的制造方法及程序。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨近年來(lái)的半導(dǎo)體器件(Integrated Circuits:1C)、特別是DRAM的高集成化及高性能化，期待在襯底上表面內(nèi)及其圖案面上形成均勻膜厚的技術(shù)。作為響應(yīng)該要求的方法之一，有使用多個(gè)原料在襯底上形成膜的方法。該方法中，在縱橫比特別高、例如DRAM電容器電極等的形成中，階梯覆蓋高的保形的成膜成為可能。例如，記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2、3等中。
[0003][專(zhuān)利文獻(xiàn)I]日本特開(kāi)2012— 231123
[0004][專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本特開(kāi)2012- 104719
[0005][專(zhuān)利文獻(xiàn)3]日本特開(kāi)2012— 69998

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在供給第I氣體和第2氣體從而形成膜的成膜方法中，存在下述問(wèn)題:有時(shí)第I氣體和第2氣體發(fā)生非預(yù)期的反應(yīng)，由于該非預(yù)期的反應(yīng)，無(wú)法獲得目標(biāo)的膜特性，半導(dǎo)體器件的特性惡化。
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高在襯底上形成的膜的特性的襯底處理裝置、氣體分散單元、半導(dǎo)體器件的制造方法及程序。
[0008]根據(jù)一個(gè)方案，提供一種襯底處理裝置，具有:
[0009]處理襯底的處理室；
[0010]載置上述襯底的襯底載置臺(tái)；和
[0011]氣體分散單元，其具有第I供給區(qū)域及第2供給區(qū)域，所述第I供給區(qū)域與上述襯底對(duì)置，且設(shè)有供給第I氣體的第I分散孔和供給第2氣體的第2分散孔，所述第2供給區(qū)域與上述襯底載置臺(tái)的比載置襯底的面更靠外周側(cè)的面對(duì)置，且設(shè)有第3分散孔，所述第3分散孔以比上述第2分散孔大的孔徑形成、供給上述第2氣體。
[0012]根據(jù)本發(fā)明所述的襯底處理裝置、氣體分散單元、半導(dǎo)體器件的制造方法及程序，能夠提高半導(dǎo)體器件的特性。
【附圖說(shuō)明】
[0013][圖1]是一個(gè)實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置的構(gòu)成簡(jiǎn)圖。
[0014][圖2]是一個(gè)實(shí)施方式涉及的簇射頭(showerhead)與襯底對(duì)置的對(duì)置面的圖。
[0015][圖3]是一個(gè)實(shí)施方式中適合使用的襯底處理裝置的氣體供給系統(tǒng)的構(gòu)成簡(jiǎn)圖。
[0016][圖4]是一個(gè)實(shí)施方式中適合使用的襯底處理裝置的控制器的構(gòu)成簡(jiǎn)圖。
[0017][圖5]是表示一個(gè)實(shí)施方式涉及的襯底處理工序的流程圖。
[0018][圖6]是一個(gè)實(shí)施方式涉及的向簇射頭供給氣體的順序圖。
[0019][圖7]是第2實(shí)施方式涉及的簇射頭與襯底對(duì)置的對(duì)置面的圖。
[0020][圖8]第3實(shí)施方式涉及的簇射頭與襯底對(duì)置的對(duì)置面的圖。
[0021]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0022]100襯底處理裝置
[0023]200晶片(襯底)
[0024]201 處理室
[0025]202 處理容器
[0026]211載置面
[0027]212襯底載置臺(tái)
[0028]215外周面
[0029]232a第I緩沖空間
[0030]232b第2緩沖空間
[0031]234簇射頭
[0032]234a第I分散孔
[0033]234b第2分散孔
[0034]234c第3分散孔
[0035]234d第4分散孔
[0036]234e第I供給區(qū)域
[0037]234f第2供給區(qū)域
[0038]241a第I氣體導(dǎo)入口
[0039]241b第2氣體導(dǎo)入口
【具體實(shí)施方式】
[0040]<第I實(shí)施方式>
[0041]以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0042](I)襯底處理裝置的構(gòu)成
[0043]首先，說(shuō)明第I實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置。
[0044]說(shuō)明本實(shí)施方式涉及的處理裝置100。襯底處理裝置100為高介電常數(shù)絕緣膜形成單元，如圖1所示，構(gòu)成為單片式襯底處理裝置。利用襯底處理裝置，進(jìn)行如上所述的半導(dǎo)體器件的制造的一個(gè)工序。
[0045]如圖1所示，襯底處理裝置100具有處理容器202。處理容器202構(gòu)成為例如橫截面呈圓形且扁平的密閉容器。另外，處理容器202由例如鋁(Al)、不銹鋼(SUS)等金屬材料或者石英構(gòu)成。處理容器202內(nèi)形成有對(duì)作為襯底的硅晶片等晶片200進(jìn)行處理的處理空間(處理室)201、搬運(yùn)空間203。處理容器202由上部容器202a和下部容器202b構(gòu)成。在上部容器202a和下部容器202b之間設(shè)有隔板204。將由上部處理容器202a包圍的空間且比隔板204更靠近上方的空間稱(chēng)作處理空間(也稱(chēng)作處理室)201，將被下部容器202b包圍的空間且比隔板更靠下方的空間稱(chēng)作搬運(yùn)空間203。
[0046]在下部容器202b的側(cè)面上設(shè)有與閘閥205相鄰的襯底搬入搬出口 206，晶片200經(jīng)由襯底搬入搬出口 206而在與未圖示的搬運(yùn)室之間移動(dòng)。在下部容器202b的底部設(shè)有多個(gè)升降銷(xiāo)207。而且，下部容器202b接地。
[0047]在處理室201內(nèi)設(shè)有支承晶片200的襯底支承部210。襯底支承部210具有:載置晶片200的載置面211 ;和表面具有載置面211和外周面215的襯底載置臺(tái)212。優(yōu)選設(shè)置作為加熱部的加熱器213。通過(guò)設(shè)置加熱部，對(duì)襯底加熱，能夠提高在襯底上形成的膜的品質(zhì)。在襯底載置臺(tái)212上，在與升降銷(xiāo)207對(duì)應(yīng)的位置上分別設(shè)有升降銷(xiāo)207貫穿的貫穿孔214。需要說(shuō)明的是，可以使在襯底載置臺(tái)212的表面上形成的載置面211的高度比外周面215低相當(dāng)于晶片200的厚度的長(zhǎng)度而形成。通過(guò)如上所述構(gòu)成，晶片200的上表面的高度和襯底載置臺(tái)212的外周面215的高度差變小，可以抑制由高度差產(chǎn)生的氣體的紊流。另外，氣體的紊流對(duì)于對(duì)晶片200的處理均勻性沒(méi)有影響的情況，也可以構(gòu)成為使外周面215的高度為與載置面211同一平面上的高度以上。
[0048]襯底載置臺(tái)212被軸217支承。軸217貫穿處理容器202的底部，而且在處理容器202的外部與升降機(jī)構(gòu)218連接。使升降機(jī)構(gòu)218工作而使軸217及襯底載置臺(tái)212升降，由此，能夠使載置在襯底載置面211上的晶片200升降。需要說(shuō)明的是，軸217下端部的周?chē)徊y管219覆蓋，所以能夠?qū)⑻幚硎?01內(nèi)保持氣密。
[0049]對(duì)于襯底載置臺(tái)212，在晶片200的搬運(yùn)時(shí)，以使襯底載置面211位于襯底搬入搬出口 206的位置(晶片搬運(yùn)位置)的方式下降，在處理晶片200時(shí)，如圖1所示，上升至晶片200在處理室201內(nèi)的處理位置(晶片處理位置)。
[0050]具體而言，在使襯底載置臺(tái)212下降至晶片搬運(yùn)位置時(shí)，升降銷(xiāo)207的上端部從襯底載置面211的上表面突出，升降銷(xiāo)207從下方支承晶片200。另外，在使襯底載置臺(tái)212上升至晶片處理位置時(shí)，升降銷(xiāo)207被埋在襯底載置面211的上表面的下方，襯底載置面211從下方支承晶片200。需要說(shuō)明的是，由于升降銷(xiāo)207與晶片200直接接觸，所以期望由例如石英或氧化鋁等材質(zhì)形成。需要說(shuō)明的是，也可以構(gòu)成為在升降銷(xiāo)207上設(shè)置升降機(jī)構(gòu)，使襯底載置臺(tái)212和升降銷(xiāo)207相對(duì)移動(dòng)。
[0051](排氣系統(tǒng))
[0052]在處理室201 (上部容器202a)的內(nèi)壁上表面設(shè)有作為第I排氣部的排氣口 221，用于將處理室201的氣氛排出。在排氣口 221上連接有作為第I排氣管的排氣管224，在排氣管224上依次串聯(lián)連接有將處理室201內(nèi)控制為規(guī)定壓力的APC(自動(dòng)壓力控制器，AutoPressure Controller)等壓力調(diào)節(jié)器222、真空栗223。第I排氣部(排氣管線)主要由排氣口 221、排氣管224、壓力調(diào)節(jié)器222構(gòu)成。需要說(shuō)明的是，可以以真空栗223包含在第I排氣部中的方式構(gòu)成。
[0053]在第I緩沖空間232a的內(nèi)壁上表面設(shè)有作為第2排氣部的簇射頭排氣口 240a，用于將第I緩沖空間232a的氣氛排出。在簇射頭排氣口 240a上連接有作為第2排氣管的排氣管236，排氣管236上依次串聯(lián)連接有將閥237a、第I緩沖空間232a內(nèi)控制為規(guī)定壓力的APC(Auto Pressure Controller)等的壓力調(diào)節(jié)器238、真空栗239。第2排氣部(排氣管線)主要由簇射頭排氣口 240a、閥237a、排氣管236、壓力調(diào)節(jié)器238構(gòu)成。需要說(shuō)明的是，可以以真空栗239包含在第2排氣部中的方式構(gòu)成。另外，也可以構(gòu)成為不設(shè)置真空栗239，將排氣管236與真空栗223連接。
[0054]在第2緩沖空間232b的內(nèi)壁上表面設(shè)有作為第3排氣部的簇射頭排氣口 240b，用于將第2緩沖空間232b的氣氛排出。在簇射頭排氣口 240b上連接有作為第3排氣管的排氣管236，在排氣管236上依次串聯(lián)連接有將閥237b、第2緩沖空間232b內(nèi)控制為規(guī)定壓力的APC(Auto Pressure Controller)等的壓力調(diào)節(jié)器238、真空栗239。第3排氣部(排氣管線)主要由簇射頭排氣口 240b、閥237b、排氣管236、壓力調(diào)節(jié)器238構(gòu)成。需要說(shuō)明的是，也可以以真空栗223包含在第3排氣部中的方式構(gòu)成。這里，給出了與第2排氣部共用排氣管236、壓力調(diào)節(jié)器238、真空栗239的情況。另外，也可以構(gòu)成為不設(shè)置真空栗239，將排氣管236與真空栗223連接。
[0055](氣體導(dǎo)入口)
[0056]在上部容器202a的側(cè)壁上設(shè)有用于向處理室201內(nèi)供給各種氣體的第I氣體導(dǎo)入口 241a。另外，在設(shè)于處理室201的上部的簇射頭234的上表面(頂壁)上，設(shè)有用于向處理室201內(nèi)供給各種氣體的第2氣體導(dǎo)入口 241b。關(guān)于與第I氣體供給部即第I氣體導(dǎo)入口 241a及第2氣體供給部即第2氣體導(dǎo)入口 241b連接的各氣體供給單元的結(jié)構(gòu)，如下所述。需要說(shuō)明的是，可以構(gòu)成為:將供給第I氣體的第I氣體導(dǎo)入口 241a設(shè)置在簇射頭234的上表面(頂壁)上，從第I緩沖空間232a的中央供給第I氣體。通過(guò)從中央供給，第I緩沖空間232a內(nèi)的氣流從中心向外周流動(dòng)，能夠使空間內(nèi)的氣流均勻，使對(duì)晶片200的氣體供給量均勻化。
[0057](氣體分散單元)
[0058]簇射頭234由第I緩沖室(空間)232a、第I分散孔234a、第2緩沖室(空間)232b及第2分散孔234b構(gòu)成。簇射頭234被設(shè)在第2氣體導(dǎo)入口 241b和處理室201之間。從第I氣體導(dǎo)入口 241a導(dǎo)入的第I氣體被供給到簇射頭234的第I緩沖空間232a (第I分散部)中。并且，第2氣體導(dǎo)入口 241b與簇射頭234的蓋231連接，從第2氣體導(dǎo)入口 241b導(dǎo)入的第2氣體經(jīng)由設(shè)在蓋231上的孔231a供給到簇射頭234的第2緩沖空間232b (第2分散部)中。簇射頭234例如由石英、氧化鋁、不銹鋼、鋁等材料構(gòu)成。
[0059]需要說(shuō)明的是，簇射頭234的蓋231由具有導(dǎo)電性的金屬形成，可以作為用于激發(fā)第I緩沖空間232a、第2緩沖空間232b或處理室201內(nèi)存在的氣體的活化部(激發(fā)部)。此時(shí)，在蓋231和上部容器202a之間設(shè)有絕緣塊233，將蓋231和上部容器202a之間絕緣。也可以構(gòu)成為，在作為活化部的電極(蓋231)上連接整合器251和高頻電源252，能夠供給電磁波(高頻電力、微波)。
[0060]簇射頭234具有在第I緩沖空間232a及第2緩沖空間232b與處理室201之間使從第I氣體導(dǎo)入口 241a、第2氣體導(dǎo)入口 241b導(dǎo)入的氣體分散的功能。簇射頭234上具有構(gòu)成第I供給區(qū)域234e的第一第I供給區(qū)域和第二第I供給區(qū)域。第一第I供給區(qū)域由多個(gè)(第I)分散孔234a構(gòu)成，第二第I供給區(qū)域由多個(gè)(第2)分散孔234b構(gòu)成。另夕卜，在第I供給區(qū)域的外周側(cè)設(shè)有第2供給區(qū)域234f。第2供給區(qū)域由多個(gè)(第3)分散孔234c構(gòu)成。從第I分散孔234a經(jīng)由第I緩沖空間232a向處理空間201內(nèi)供給第I氣體，從第2分散孔234b經(jīng)由第2緩沖空間232b向處理空間201內(nèi)供給第2氣體。另外，從第3分散孔234c經(jīng)由第2緩沖空間232b向處理室空間201內(nèi)供給第2氣體。第I分散孔234a及第2分散孔234b以與載置面211對(duì)置的方式進(jìn)行配置。由此，從第I分散孔234a和第2分散孔234b向處理空間201內(nèi)供給的氣體主要被供給到晶片200上。
[0061]第3分散孔234c與晶片200的外周相比更靠外側(cè)，且以與襯底載置臺(tái)212的外周面215對(duì)置的方式進(jìn)行配置。由此形成以下結(jié)構(gòu)??從第3分散孔234c向處理空間201內(nèi)供給的氣體主要被供給到外周面215上，向排氣部排出。
[0062]在第2緩沖空間232b中可以設(shè)有形成所供給的第2氣體的流動(dòng)的氣體引導(dǎo)件235。氣體引導(dǎo)件235是以孔231a為中心、隨著朝向晶片200的直徑方向而直徑擴(kuò)大的圓錐形狀。氣體引導(dǎo)件235的下端的水平方向的直徑與第I分散孔234a及第2分散孔234b的端部相比更加向外周延伸而形成。
[0063]圖2表示從晶片200側(cè)觀察簇射頭234的圖。該圖中，為了便于理解，省略了氣體供給孔的數(shù)目。如圖所示，以第I氣體供給孔234a和第2氣體供給孔234b的直徑相同的孔規(guī)則地排列的方式進(jìn)行設(shè)置。需要說(shuō)明是，各孔的直徑、孔的形狀、孔的位置等可以根據(jù)襯底處理的種類(lèi)、使用的氣體的種類(lèi)等進(jìn)行變更。
[0064]氣體分散單元至少由第I供給區(qū)域234e和第2供給區(qū)域234f構(gòu)成。
[0065](供給系統(tǒng))
[0066]在與上部容器202a連接的作為第I氣體供給部的氣體導(dǎo)入孔241a上連接有第I氣體供給管150a。與簇射頭234的蓋231連接的第2氣體供給部即氣體導(dǎo)入孔241b上連接有第2氣體供給管150b。從第I氣體供給管150a供給后述的原料氣體、吹掃氣體，從第2氣體供給管150b供給后述的反應(yīng)氣體、吹掃氣體。
[0067]圖3表示第I氣體供給單元、第2氣體供給單元、吹掃氣體供給單元的構(gòu)成簡(jiǎn)圖。
[0068]如圖3所示那樣，在第I氣體供給管150a上連接有第I氣體供給管集合部140a。在第2氣體供給管150b上連接有第2氣體供給管集合部140b。在第I氣體供給管集合部140a上連接有第I氣體供給管150a和吹掃氣體供給部131a。在第2氣體供給管集合部140b上連接有第2氣體供給管150b和吹掃氣體供給部131b。
[0069](第I氣體供給單元)
[0070]在第I氣體供給系統(tǒng)上設(shè)有第I氣體原料閥160、氣化器180、第I氣體供給管150a、質(zhì)量流量控制器(MFC) 115、閥116、氣化器余量測(cè)定部190。需要說(shuō)明的是，可以使第I氣體源113包含在第I氣體供給單元中而構(gòu)成。氣化器180的構(gòu)成為，通過(guò)向液體狀態(tài)的氣體原料中供給載氣使其鼓泡，從而使氣體氣化。
[0071]載氣由與吹掃氣體供給源133連接的氣體供給管112供給。載氣流量通過(guò)設(shè)在氣體供給管112上的MFC145進(jìn)行調(diào)節(jié)，經(jīng)由氣體閥114供給到氣化器180。氣化器余量測(cè)定部190的構(gòu)成為，利用氣化器180內(nèi)的氣體原料的重量、液面的高度等測(cè)定氣體原料的量?；诶脷饣饔嗔繙y(cè)定部190測(cè)定的結(jié)果，為了使氣化器180內(nèi)的氣體原料成為規(guī)定的量，以開(kāi)關(guān)氣體閥114的方式進(jìn)行控制。
[0072](第2氣體供給單元)
[0073]在第2氣體供給單元上設(shè)有第2氣體供給管150b、MFC125、閥126。需要說(shuō)明的是，可以使第2氣體源123包含在第2氣體供給單元中而構(gòu)成。
[0074]需要說(shuō)明的是，可以構(gòu)成為:設(shè)置遠(yuǎn)程等離子體單元(RPU) 124，使第2氣體活化。
[0075]另外，也可以構(gòu)成為:設(shè)置通氣閥170和通氣管171，能夠?qū)⒎e存在第2氣體供給管150b內(nèi)的非活性的反應(yīng)氣體排出。
[0076](吹掃氣體供給單元)
[0077]在吹掃氣體供給單元中設(shè)有氣體供給管112、131a、131b、MFC145、135a、135b、閥114、136a、136b。需要說(shuō)明的是，可以將吹掃氣體源133包含在吹掃氣體供給單元中而構(gòu)成。
[0078](控制部)
[0079]如圖1所示，襯底處理裝置100具有控制襯底處理裝置100的各部分的動(dòng)作的控制器260。
[0080]將控制器260的概要示于圖4。作為控制部(控制手段)的控制器260可以以具有CPU (Central Processing Unit) 260a、RAM (Random Access Memory) 260b、存儲(chǔ)裝置 260c、I/O端口 260d的計(jì)算機(jī)的形式構(gòu)成。RAM260b、存儲(chǔ)裝置260c、I/O端口 260d以經(jīng)由內(nèi)部總線260e能夠與CPU260a進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方式構(gòu)成?？刂破?60能夠構(gòu)成為:可以連接例如以觸摸面板等的形式構(gòu)成的輸入輸出裝置261、外部存儲(chǔ)裝置262。
[0081]存儲(chǔ)裝置260c例如由閃存、HDD (Hard Disk Drive)等構(gòu)成。存儲(chǔ)裝置260c內(nèi)能夠讀寫(xiě)地保存有:控制襯底處理裝置的動(dòng)作的控制程序、記載有后述的襯底處理的順序和條件等的制程(program recipe)等。需要說(shuō)明的是，工藝制程是以使控制器260執(zhí)行后述的襯底處理工序中的各步驟、從而得到規(guī)定的結(jié)果的方式進(jìn)行組合而成的，工藝制程作為程序發(fā)揮作用。以下，將該制程、控制程序等簡(jiǎn)單地統(tǒng)稱(chēng)為程序。需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中使用稱(chēng)為程序的詞語(yǔ)時(shí)，包括僅單獨(dú)包含制程的情況、僅單獨(dú)包含控制程序的情況、或包含這兩者的情況。另外，RAM260b以暫時(shí)保持被CPU260a讀取的程序、數(shù)據(jù)等的存儲(chǔ)區(qū)域(工作區(qū))的形式構(gòu)成。
[0082]1/0端口 260d與閘閥205、升降機(jī)構(gòu)218、加熱器213、壓力調(diào)節(jié)器222、238、真空栗223、239、氣化器180、氣化器余量測(cè)定部190等連接。另外，也可以與后述的MFC115、125、135 (135a、135b)、145、閥 237 (237a、237b)、氣體閥 114、116、126、136 (136a、136b)、第 I 氣體原料閥160、通氣閥170、遠(yuǎn)程等離子體單元(RPU) 124、整合器251、高頻電源252、搬運(yùn)機(jī)器人105、大氣搬運(yùn)單元102、加載互鎖單元103等連接。
[0083]CPU260a的構(gòu)成為:讀取并執(zhí)行來(lái)自存儲(chǔ)裝置260c的控制程序，并根據(jù)來(lái)自輸入輸出裝置261的操作命令的輸入等、從存儲(chǔ)裝置260c讀取工藝制程。而且，CPU260a的構(gòu)成為:按照讀取的工藝制程的內(nèi)容，能夠控制氣化器余量測(cè)定部190的余量測(cè)定動(dòng)作、閘閥205的開(kāi)關(guān)動(dòng)作、升降機(jī)構(gòu)218的升降動(dòng)作、向加熱器213的電力提供動(dòng)作、壓力調(diào)節(jié)器222,238的壓力調(diào)整動(dòng)作、真空栗223、239的開(kāi)關(guān)控制、遠(yuǎn)程等離子體單元124的氣體的活化動(dòng)作、MFC115、125、135 (135a、135b)的流量調(diào)節(jié)動(dòng)作、閥 237 (237a、237b)、氣體閥 114、116、126、136 (136a、136b)、第I氣體原料閥160、通氣閥170的開(kāi)關(guān)控制、整合器251的電力的整合動(dòng)作、高頻電源252的開(kāi)關(guān)控制等。
[0084]需要說(shuō)明的是，控制器260不限于以專(zhuān)用的計(jì)算機(jī)的形式構(gòu)成的情況，也可以以通用的計(jì)算機(jī)的形式構(gòu)成。例如，準(zhǔn)備容納上述程序的外部存儲(chǔ)裝置(例如，磁帶、軟盤(pán)或硬盤(pán)等磁盤(pán)、⑶或DVD等光盤(pán)、MO等光磁盤(pán)、USB存儲(chǔ)或存儲(chǔ)卡等半導(dǎo)體存儲(chǔ)器)262，使用所述的外部存儲(chǔ)裝置262在通用的計(jì)算機(jī)中安裝程序等，由此可以構(gòu)成本實(shí)施方式所述的控制器260。需要說(shuō)明的是，用于向計(jì)算機(jī)提供程序的手段，并不限于經(jīng)由外部存儲(chǔ)裝置262提供的情況。例如，可以使用互聯(lián)網(wǎng)、專(zhuān)用線路等通信手段而不通過(guò)外部存儲(chǔ)裝置262提供程序。需要說(shuō)明的是，存儲(chǔ)裝置260c、外部存儲(chǔ)裝置262可以以計(jì)算機(jī)可讀取的記錄介質(zhì)的形式構(gòu)成。以下，將它們簡(jiǎn)單地總稱(chēng)為記錄介質(zhì)。需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中，使用稱(chēng)作記錄介質(zhì)的詞語(yǔ)時(shí)，包括僅單獨(dú)包含存儲(chǔ)裝置260c的情況、僅單獨(dú)包含外部存儲(chǔ)裝置262的情況、或包含著兩者的情況。
[0085](2)襯底處理工序
[0086]接下來(lái)，參照?qǐng)D5說(shuō)明下述順序例:作為半導(dǎo)體器件的制造工序的一個(gè)工序，使用上述襯底處理裝置的處理爐，在襯底上將導(dǎo)電膜、例如作為含金屬的膜即過(guò)渡金屬氮化膜的氮化鈦(TiN)膜成膜。需要說(shuō)明的是，在以下的說(shuō)明中，構(gòu)成襯底處理裝置的各部分的動(dòng)作由控制器260控制。
[0087]需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中，使用稱(chēng)作“晶片”的詞語(yǔ)時(shí)，包括表示“晶片本身”的情況、表示“晶片和其表面形成的規(guī)定的層或膜等的層合體(集合體)”的情況(即，有時(shí)包括在表面形成的規(guī)定的層或膜等在內(nèi)地稱(chēng)作晶片)。另外，本說(shuō)明書(shū)中，使用稱(chēng)作“晶片的表面”的詞語(yǔ)時(shí)，包括表示“晶片本身的表面(露出面)”的情況、表示“晶片上形成的規(guī)定的層或膜等的表面、即作為層合體的晶片的最外表面”的情況。
[0088]因此，本說(shuō)明書(shū)中，記載了 “對(duì)晶片供給規(guī)定的氣體”的情況，包括表示“對(duì)晶片本身的表面(露出面)直接供給規(guī)定的氣體”的情況、表示“對(duì)晶片上形成的層或膜等、即作為層合體的晶片的最外表面供給規(guī)定的氣體”的情況。另外，本說(shuō)明書(shū)中，包括表示“對(duì)晶片上形成的層或膜等上、即作為層合體的晶片最外表面上形成規(guī)定的層(或膜)”的情況。
[0089]需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中，使用詞語(yǔ)“襯底”時(shí)，也與使用詞語(yǔ)“晶片”的情況相同，該情況下，在上述說(shuō)明中，可以將“晶片”替換為“襯底”。
[0090]以下，對(duì)襯底處理工序進(jìn)行說(shuō)明。
[0091](襯底搬入工序S201)
[0092]在成膜處理時(shí)，首先，將晶片200搬入處理室201。具體而言，通過(guò)升降機(jī)構(gòu)218使襯底支承部210下降，成為升降銷(xiāo)207從貫穿孔214突出到襯底支承部210的上表面?zhèn)鹊臓顟B(tài)。另外，將處理室201內(nèi)調(diào)壓為規(guī)定的壓力后，打開(kāi)閘閥205，使晶片200從閘閥205載置到升降銷(xiāo)207上。使晶片200載置到升降銷(xiāo)207上后，通過(guò)升降機(jī)構(gòu)218使襯底支承部210上升至規(guī)定的位置，由此晶片200從升降銷(xiāo)207向襯底支承部210上載置。
[0093](減壓.升溫工序S202)
[0094]接下來(lái)，為了使處理室201內(nèi)變成規(guī)定的壓力(真空度)，經(jīng)由排氣管224對(duì)處理室201內(nèi)進(jìn)行排氣。此時(shí)，基于壓力傳感器測(cè)定的壓力值，反饋控制作為壓力調(diào)節(jié)器222的APC閥的閥門(mén)的開(kāi)度。另外，基于溫度傳感器(未圖示)檢測(cè)出的溫度值，反饋控制對(duì)加熱器213的通電量使處理室201內(nèi)變成規(guī)定的溫度。具體而言，通過(guò)加熱器213預(yù)先加熱襯底支承部210，從晶片200或襯底支承部210沒(méi)有溫度變化開(kāi)始放置規(guī)定時(shí)間。這期間，存在處理室201內(nèi)殘留的水分或由構(gòu)件產(chǎn)生的脫氣等時(shí)，可以通過(guò)真空排氣、利用供給隊(duì)氣體的吹掃來(lái)除去。由此，成膜工藝前的準(zhǔn)備完成。需要說(shuō)明的是，對(duì)處理室201內(nèi)進(jìn)行排氣至規(guī)定的壓力時(shí)，可以暫時(shí)真空排氣至能到達(dá)的真空度。
[0095](成膜工序S301)
[0096]接著，說(shuō)明在晶片200上對(duì)TiN膜進(jìn)行成膜的例子。使用圖5詳細(xì)說(shuō)明成膜工序S301o
[0097]晶片200被載置到襯底支承部210上，處理室201內(nèi)的氣氛穩(wěn)定后，進(jìn)彳丁圖5所不的S203?S207的步驟。
[0098](第I氣體供給工序S203)
[0099]第I氣體供給工序S203中，由第I氣體供給系統(tǒng)向處理室201內(nèi)供給作為第I氣體(原料氣體)的四氯化鈦(TiCl4)氣體。具體而言，打開(kāi)氣體閥160，將TiCl4供給到氣化器180。此時(shí)，打開(kāi)氣體閥114，用MFC145將調(diào)整為規(guī)定流量的載氣供給到氣化器180中，使TiCl4鼓泡，由此將TiCl4氣化。需要說(shuō)明的是，該氣化也可以在襯底搬入工序S201之前才開(kāi)始。經(jīng)氣化的TiCl4氣體用MFC115進(jìn)行流量調(diào)節(jié)后，供給到襯底處理裝置100中。進(jìn)行了流量調(diào)節(jié)的TiCl4氣體通過(guò)第I緩沖空間232a，從簇射頭234的氣體供給孔234a供給到減壓狀態(tài)的處理室201內(nèi)。另外，利用排氣系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)處理室201內(nèi)排氣，進(jìn)行控制使處理室201內(nèi)的壓力成為規(guī)定的壓力范圍(第I壓力)。此時(shí)，用來(lái)對(duì)晶片200供給11(:14氣體的TiCl4氣體以規(guī)定的壓力(第I壓力:例如10Pa以上20000Pa以下)供給到處理室201內(nèi)。由此，對(duì)晶片200供給TiCl4。通過(guò)供給TiCl4，在晶片200上形成含Ti層。
[0100](吹掃工序S204)
[0101]在晶片200上形成含鈦層后，關(guān)閉第I氣體供給管150a的氣體閥116，停止TiCl4氣體的供給。通過(guò)停止原料氣體，將處理室201中存在的原料氣體、第I緩沖空間232a中存在的原料氣體從第I排氣部排出，由此進(jìn)行吹掃工序S204。
[0102]另外，吹掃工序也可以如下構(gòu)成，S卩，除了僅將氣體排出(抽真空)來(lái)排出氣體之夕卜，也可以供給非活性氣體，通過(guò)將殘留氣體擠出來(lái)進(jìn)行排出處理。另外，也可以組合進(jìn)行抽真空和非活性氣體的供給。另外，也可以構(gòu)成為交替進(jìn)行抽真空和非活性氣體的供給。
[0103]需要說(shuō)明的是，此時(shí)，可以打開(kāi)排氣管236的閥237a，經(jīng)由排氣管236，將存在于第I緩沖空間232a內(nèi)的氣體從排氣栗239排出。此時(shí)，使排氣栗239事先工作，至少工作至襯底處理工序結(jié)束時(shí)。需要說(shuō)明的是，排氣中，利用APC閥238控制排氣管236和第I緩沖空間232a內(nèi)的壓力(排氣流導(dǎo)(conductance))。對(duì)于排氣流導(dǎo)，可以控制壓力調(diào)節(jié)器238及真空栗239，以使來(lái)自第I緩沖空間232a中的第I排氣系統(tǒng)的排氣流導(dǎo)高于經(jīng)由處理室201的排氣栗224的流導(dǎo)。通過(guò)如上所述進(jìn)行調(diào)節(jié)，形成從第I緩沖空間232a的端部即第I氣體導(dǎo)入口 241a向另一方端部即簇射頭排氣口 240a的氣流。由此，附著在第I緩沖空間232a的壁上的氣體、漂浮在第I緩沖空間232a內(nèi)的氣體不會(huì)進(jìn)入處理室201，能夠從第I排氣系統(tǒng)排出。需要說(shuō)明的是，為了抑制氣體從處理室201向第I緩沖空間232a內(nèi)逆流，可以調(diào)節(jié)第I緩沖空間232a內(nèi)的壓力和處理室201的壓力(排氣流導(dǎo))。
[0104]另外，吹掃工序中，繼續(xù)真空栗223的動(dòng)作，將處理空間201內(nèi)存在的氣體從真空栗223排出。需要說(shuō)明的是，可以調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器222使從處理室201向真空栗223的排氣流導(dǎo)高于向第I緩沖空間232a的排氣流導(dǎo)。通過(guò)如上所述進(jìn)行調(diào)節(jié)，形成經(jīng)由處理室201的朝向第2排氣系統(tǒng)的氣流，能將殘留在處理室201內(nèi)的氣體排出。另外，此處，通過(guò)打開(kāi)氣體閥136a，調(diào)節(jié)MFC135a，供給非活性氣體，能夠?qū)⒎腔钚詺怏w可靠地供給到襯底上，襯底上的殘留氣體的除去效率變高。
[0105]經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后，關(guān)閉閥136a，停止非活性氣體的供給，同時(shí)關(guān)閉閥237a，將第I緩沖空間232a和真空栗239之間切斷。
[0106]更優(yōu)選的是，期望經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后，使真空栗223繼續(xù)工作，并且關(guān)閉閥237a。這樣的話，經(jīng)由處理室201的朝向第2排氣系統(tǒng)的流動(dòng)不會(huì)受到第I排氣系統(tǒng)的影響，因此能夠更可靠地將非活性氣體供給到襯底上，能夠進(jìn)一步提高襯底上的殘留氣體的除去效率。
[0107]需要說(shuō)明的是，關(guān)于處理室的吹掃，也是除了僅進(jìn)行抽真空排出氣體之外，還意味著利用非活性氣體的供給進(jìn)行氣體的擠出動(dòng)作。因此，吹掃工序可以如下構(gòu)成，即，向緩沖空間232a內(nèi)供給非活性氣體，擠出殘留氣體，由此進(jìn)行排出動(dòng)作。另外，可以組合進(jìn)行抽真空和非活性氣體的供給。另外，也可以構(gòu)成為交替進(jìn)行抽真空和非活性氣體的供給。
[0108]另外，此時(shí)向處理室201內(nèi)供給的隊(duì)氣體的流量也沒(méi)必要為大流量，例如，通過(guò)供給與處理室201的容積同等程度的量，可以進(jìn)行在接下來(lái)的工序中不產(chǎn)生不良影響的程度的吹掃。如上所述，通過(guò)對(duì)處理室201內(nèi)進(jìn)彳丁不完全吹掃，能夠縮短吹掃時(shí)間，提尚制造生產(chǎn)率。另外，也能將N2氣體的消耗抑制在所需最小限。
[0109]關(guān)于此時(shí)的加熱器213的溫度，與對(duì)晶片200供給原料氣體時(shí)同樣地設(shè)定，使其為200?750°C、優(yōu)選為300?600°C、更優(yōu)選為300?550°C的范圍內(nèi)的一定溫度。由各非活性氣體供給系統(tǒng)供給的作為吹掃氣體的N2氣體的供給流量分別為例如100?20000SCCm的范圍內(nèi)的流量。作為吹掃氣體，除了隊(duì)氣體之外，還可以使用Ar、He、Ne、Xe等稀有氣體。
[0110](第2氣體供給工序S205)
[0111]在第I氣體吹掃工序之后，打開(kāi)閥126，經(jīng)由氣體導(dǎo)入孔241b、第2緩沖空間232b、多個(gè)分散孔234b，向處理室201內(nèi)供給作為第2氣體(反應(yīng)氣體)的氨氣(NH3)。由于經(jīng)由第2緩沖空間232b、分散孔234b向處理室201供給，所以可以向襯底上均勻地供給氣體。因此，可以使膜厚均勻。需要說(shuō)明的是，可以構(gòu)成為:供給第2氣體時(shí)，經(jīng)由作為活化部(激發(fā)部)的遠(yuǎn)程等離子體單元(RPU) 124，能夠?qū)⒔?jīng)活化的第2氣體供給到處理室201內(nèi)。
[0112]此時(shí)，調(diào)節(jié)質(zhì)量流量控制器125，使冊(cè)13氣體的流量成為規(guī)定的流量。需要說(shuō)明的是，見(jiàn)13氣體的供給流量例如為10sccm以上lOOOOsccm以下。另外，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器238，使第2緩沖空間232b內(nèi)的壓力在規(guī)定的壓力范圍內(nèi)。另外，NH3氣體在RPU124內(nèi)流動(dòng)時(shí)，進(jìn)行控制，使RPU124為ON狀態(tài)(電源開(kāi)啟的狀態(tài))，使NH3氣體活化(激發(fā))。
[0113]若將NH3氣體供給到在晶片200上形成的含鈦層，則含鈦層被改性。例如，形成鈦元素或含有鈦元素的改性層。需要說(shuō)明的是，通過(guò)設(shè)置RPU124，將活化了的NH3氣體供給到晶片200上，由此能夠形成更多的改性層。
[0114]對(duì)于改性層而言，例如根據(jù)處理室201內(nèi)的壓力、NH3氣體的流量、晶片200的溫度、RPU124的電力供給情況，以規(guī)定的厚度、規(guī)定的分布、規(guī)定的氮成分等對(duì)含鈦層的侵入深度而形成。
[0115]經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間后，關(guān)閉閥126，停止NH3氣體的供給。
[0116](吹掃工序S206)
[0117]通過(guò)停止NH3氣體的供給，使處理室201中存在的原料氣體、第I緩沖空間232b中存在的原料氣體從第I排氣部排出，由此進(jìn)行吹掃工序S206。
[0118]另外，吹掃工序中，除了僅將氣體排出(抽真空)從而排出氣體之外，也可以構(gòu)成為:通過(guò)供給非活性氣體、擠出殘留氣體來(lái)進(jìn)行排出處理。另外，可以組合進(jìn)行抽真空和非活性氣體的供給。另外，也可以構(gòu)成為交替進(jìn)行抽真空和非活性氣體的供給。
[0119]需要說(shuō)明的是，可以打開(kāi)閥237b，經(jīng)由排氣管236，將第2緩沖空間232b內(nèi)存在的氣體從真空栗239排出。需要說(shuō)明的是，在排氣中，通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器238控制排氣管236和第2緩沖空間232b內(nèi)的壓力(排氣流導(dǎo))。關(guān)于排氣流導(dǎo)，可以控制壓力調(diào)節(jié)器238及真空栗239，使來(lái)自第2緩沖空間232b中的第I排氣系統(tǒng)的排氣流導(dǎo)高于經(jīng)由處理室201的真空栗223的流導(dǎo)。通過(guò)如上所述進(jìn)行調(diào)節(jié)，形成從第2緩沖空間232b的中央朝向簇射頭排氣口 240b的氣流。另外，附著在第2緩沖空間232b的壁上的氣體、漂浮在第2緩沖空間232b內(nèi)的氣體不會(huì)進(jìn)入處理室201中，能夠從第3排氣系統(tǒng)排出。需要說(shuō)明的是，為了抑制氣體從處理室201向第2緩沖空間232b內(nèi)的逆流，可以調(diào)節(jié)第2緩沖空間232b內(nèi)的壓力和處理室201的壓力(排氣流導(dǎo))。
[0120]另外，吹掃工序中，繼續(xù)真空栗223的動(dòng)作，將存在于處理空間201內(nèi)的氣體從真空栗223排出。需要說(shuō)明的是，可以調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器222，以使從處理室201向真空栗223的排氣流導(dǎo)變得高于向第2緩沖空間232b的排氣流導(dǎo)。通過(guò)如上所述進(jìn)行調(diào)節(jié)，形成經(jīng)由處理室201的向第3排氣系統(tǒng)的氣流，能夠?qū)埩粼谔幚硎?01內(nèi)的氣體排出。另外，此處，通過(guò)打開(kāi)氣體閥136b，調(diào)節(jié)MFC135b，供給非活性氣體，由此能夠?qū)⒎腔钚詺怏w可靠地供給到襯底上，襯底上殘留氣體的除去效率變高。
[0121]經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后，關(guān)閉閥136b，停止非活性氣體的供給，同時(shí)關(guān)閉閥237b，將第2緩沖空間232b和真空栗239之間切斷。
[0122]更優(yōu)選的是，期望經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間后，使真空栗223繼續(xù)工作，并且關(guān)閉閥237b。若如上所述構(gòu)成，則經(jīng)由處理室201的向第3排氣系統(tǒng)的流動(dòng)不會(huì)受到第I排氣系統(tǒng)的影響，因此能夠更可靠地將非活性氣體供給到襯底上，能夠進(jìn)一步提高襯底上的殘留氣體的除去效率。
[0123]需要說(shuō)明的是，關(guān)于處理室的吹掃，也是除了僅進(jìn)行抽真空排出氣體之外，還意味著利用非活性氣體的供給進(jìn)行氣體的擠出動(dòng)作。因此，吹掃工序可以構(gòu)成為:向第2緩沖空間232b內(nèi)供給非活性氣體，推出殘留氣體，從而進(jìn)行排出動(dòng)作。另外，可以組合進(jìn)行抽真空和非活性氣體的供給。另外，也可以構(gòu)成為交替進(jìn)行抽真空和非活性氣體的供給。
[0124]另外，此時(shí)向處理室201內(nèi)供給的隊(duì)氣體的流量也沒(méi)必要為大流量，例如，通過(guò)供給與處理室201的容積同等程度的量，可以進(jìn)行在接下來(lái)的工序中不產(chǎn)生不良影響的程度的吹掃。如上所述，通過(guò)對(duì)處理室201內(nèi)進(jìn)彳丁不完全吹掃，能夠縮短吹掃時(shí)間，提尚制造生產(chǎn)率。另外，也能將N2氣體的消耗抑制在所需最小限。
[0125]關(guān)于此時(shí)的加熱器213的溫度，與對(duì)晶片200供給原料氣體時(shí)同樣地設(shè)定，使其為200?750°C、優(yōu)選為300?600°C、更優(yōu)選為300?550°C的范圍內(nèi)的一定溫度。由各非活性氣體供給系統(tǒng)供給的作為吹掃氣體的N2氣體的供給流量分別為例如100?20000SCCm的范圍內(nèi)的流量。作為吹掃氣體，除了隊(duì)氣體之外，可以使用Ar、He、Ne、Xe等稀有氣體。
[0126](判定工序S207)
[0127]在吹掃工序S206結(jié)束后，控制器260判定上述成膜工序S301 (S203?S206)是否實(shí)施了規(guī)定的循環(huán)次數(shù)n。S卩，判定是否在晶片200上形成了期望厚度的膜。將上述步驟S203?S206作為I個(gè)循環(huán)，至少進(jìn)行I次以上該循環(huán)(步驟S207)，由此可以在晶片200上將規(guī)定膜厚的含有鈦及氮的導(dǎo)電膜、即TiN膜成膜。需要說(shuō)明的是，上述循環(huán)優(yōu)選重復(fù)多次。由此，在晶片200上形成規(guī)定膜厚的TiN膜。
[0128]未實(shí)施規(guī)定次數(shù)時(shí)(判定為否時(shí))，重復(fù)S203?S206的循環(huán)。實(shí)施了規(guī)定次數(shù)時(shí)(判定為是時(shí))，結(jié)束成膜工序S301，執(zhí)行襯底搬出工序S208。
[0129](襯底搬出工序S208)
[0130]成膜工序S301結(jié)束后，通過(guò)升降機(jī)構(gòu)218使襯底支承部210下降，成為升降銷(xiāo)207從貫穿孔214向襯底支承部210的上表面?zhèn)韧怀龅臓顟B(tài)。另外，將處理室201內(nèi)調(diào)壓為規(guī)定的壓力后，打開(kāi)閘閥205，將晶片200從升降銷(xiāo)207上向閘閥205外搬運(yùn)。
[0131]在上述的第I氣體供給工序S203、第2氣體供給工序S205中，供給第I氣體時(shí)，向作為第2分散部的第2緩沖空間232b中供給非活性氣體、供給第2氣體時(shí)，如果向作為第I分散部的第I緩沖空間232a中供給非活性氣體，則能夠防止各氣體向不同的緩沖空間逆流。
[0132]接著，說(shuō)明作為第I氣體供給部的第I緩沖空間232a和作為第2氣體供給部的第2緩沖空間232b的關(guān)系。多個(gè)分散孔234a從第I緩沖空間232a向處理空間201延伸。多個(gè)分散孔234b從第2緩沖空間232b向處理空間201延伸。在第I緩沖空間232a的上側(cè)設(shè)有第2緩沖空間232b。因此，如圖1所示，來(lái)自第2緩沖空間232b的分散孔234b以貫穿第I緩沖空間232a內(nèi)的方式向處理空間201延伸。
[0133]此處，由于第2緩沖空間232b的分散孔234b貫穿第I緩沖空間232a內(nèi)，所以分散孔234b的外表面在第I緩沖空間232a內(nèi)露出。對(duì)于該露出的表面的面積部分而言，第I緩沖空間232a內(nèi)的表面積比第2緩沖空間232b內(nèi)的表面積大。S卩，變成以下關(guān)系:緩沖室232a內(nèi)的表面積>緩沖室232b內(nèi)的表面積。該第I緩沖空間232a內(nèi)的分散孔234b的外表面也可以稱(chēng)為相對(duì)于晶片200在垂直方向的表面積。
[0134]供給到各個(gè)緩沖空間的氣體的分子吸附在各個(gè)緩沖空間的內(nèi)壁上。氣體分子通過(guò)吹掃工序S204、S206除去。但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)下述問(wèn)題，S卩，根據(jù)氣體的種類(lèi)，氣體分子殘留在緩沖空間的內(nèi)壁上(保持吸附的狀態(tài)殘留)，在其他工序中從內(nèi)壁脫離，可以引起非預(yù)期的反應(yīng)。例如，交替供給上述TiCljP NH 3、將TiN成膜的情況下，供給TiClJt，有時(shí)NH 3分子從緩沖空間的內(nèi)壁脫離，被供給到處理空間201內(nèi)，由此，TiCljP NH3在處理空間201內(nèi)發(fā)生氣相反應(yīng)，形成非預(yù)期的膜。此外，有時(shí)生成副產(chǎn)物即NH4Cl,阻礙期望的膜形成。
[0135]此外，第I緩沖空間232a內(nèi)的分散孔234b的外表面的右側(cè)的氣體對(duì)置面234g是與供給的氣體正對(duì)(對(duì)置)的面(與由氣體供給管150a供給的氣體的流動(dòng)方向?qū)χ玫拿?，因此，在吹掃工序時(shí)吹掃氣體沖撞到右側(cè)面234c上，容易除去吸附的氣體分子。另一方面，第I緩沖空間232a內(nèi)的分散孔234b的外表面的左側(cè)的順向面234h是與供給的氣體的流動(dòng)順向的面(與由氣體供給管150a供給的氣體的流動(dòng)方向順向的面)，因此，發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題，SP，在吹掃時(shí)難以供給吹掃氣體，吸附的氣體分子沒(méi)有被除去，氣體分子殘留。需要說(shuō)明的是，氣體對(duì)置面234g和氣體順向面234h基于與緩沖空間連接的氣體管的位置而變化。例如，從中心供給時(shí)，氣體對(duì)置面234g形成在緩沖空間的中心方向上，氣體順向面234h形成在緩沖空間的外周方向上。需要說(shuō)明的是，分散孔234a及分散孔234b為直徑相同的圓形的孔。
[0136]因此，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn):根據(jù)原料氣體和反應(yīng)氣體的特性(吸附性、蒸氣壓等)，改變供給位置，由此能夠減少非預(yù)期的反應(yīng)。例如，供給TiCljP NH 3時(shí)，與TiCl 4相比，將容易附著在緩沖空間內(nèi)的壁上的見(jiàn)13供給向表面積狹小的緩沖空間，將TiCl 4供給向表面積大的緩沖空間，由此能夠減少非預(yù)期的反應(yīng)(非預(yù)期的膜形成、NH4Cl的產(chǎn)生)。
[0137]因此，本實(shí)施方式中，向緩沖室內(nèi)的表面積大的第I緩沖空間232a內(nèi)供給第I氣體即TiCl4,向緩沖室內(nèi)的表面積小的第2緩沖空間232b內(nèi)供給第2氣體即NH3。此處，第I氣體即TiCl4是與第2氣體即NH3相比每單位面積的吸附量少的氣體。
[0138]需要說(shuō)明的是，上述中，構(gòu)成為將原料氣體供給到表面積大的第I緩沖空間232a內(nèi)、將反應(yīng)氣體供給到表面積小的第2緩沖空間232b內(nèi)，但也可以根據(jù)氣體特性(吸附性、蒸氣壓等)更換供給場(chǎng)所。
[0139]接著，使用圖2說(shuō)明構(gòu)成第I供給區(qū)域的第I氣體供給部的第2分散孔234b和構(gòu)成外周供給部的第3分散孔234c的關(guān)系。
[0140]第2分散孔234b和第3分散孔234c作為使第2緩沖空間232b內(nèi)的氣體通過(guò)處理室201內(nèi)的孔而形成。在與晶片200對(duì)置的位置設(shè)有多個(gè)第2分散孔234b?？梢赃m當(dāng)改變孔的形狀和配置。第3分散孔234c設(shè)在與襯底載置臺(tái)210對(duì)置且和晶片200的端部相比更靠外側(cè)的位置。此外，第3分散孔234c的孔徑形成得比第2分散孔234b的孔徑大。優(yōu)選的是，第3分散孔234c的孔徑優(yōu)選為第2分散孔234b的孔徑的1.5倍?3倍左右。通過(guò)如上所述構(gòu)成，能夠從第2緩沖空間232b的中心到外周保持第2緩沖空間232b內(nèi)的氣體流速。由此，能夠使從設(shè)有與晶片200對(duì)置的第2分散孔234b的第I供給區(qū)域234e向晶片200供給的氣體量、氣體濃度等在晶片200的面內(nèi)均勻。此外，通過(guò)以如下方式構(gòu)成，即，從以比第2分散孔大的孔徑構(gòu)成的第3分散孔234c向上述襯底載置臺(tái)210上供給氣體，由此在上述第3分散孔234c和上述襯底載置臺(tái)210之間形成氣簾。由于該氣簾，氣體從晶片200的中心向外周方向的流動(dòng)容易性變低，能夠延長(zhǎng)氣體在晶片200上的滯留時(shí)間，提高晶片200與氣體分子的碰撞概率，能夠提高處理均勻性。由此，可以使從上述第2分散孔234b向上述晶片200的供給在襯底面內(nèi)均勻化。此處，例如在晶片200的外周設(shè)置供給非活性氣體的結(jié)構(gòu)從而形成氣簾時(shí)，產(chǎn)生以下問(wèn)題，即，第I氣體或第2氣體被非活性氣體稀釋?zhuān)诰?00的中心部和外周部的氣體濃度發(fā)生變化，但如果為上述結(jié)構(gòu)，則可以抑制稀釋。另夕卜，作為由非活性氣體產(chǎn)生的氣簾的代替品，在設(shè)置物理結(jié)構(gòu)的情況下，存在以下問(wèn)題，即，氣體的流動(dòng)容易性變化較大，不能成為所期望的氣流。本申請(qǐng)中，沒(méi)有產(chǎn)生這些問(wèn)題，能夠提高晶片200的處理均勻性。
[0141]<本實(shí)施方式的效果>
[0142]根據(jù)本實(shí)施方式，發(fā)揮以下所示的I個(gè)或多個(gè)效果。
[0143](a)通過(guò)在氣體分散單元中設(shè)置第I供給區(qū)域和第2供給區(qū)域，所述第I供給區(qū)域與襯底對(duì)置、且具有第I分散孔和第2分散孔，所述第2供給區(qū)域與襯底載置臺(tái)的比載置襯底的面更靠外周側(cè)的面對(duì)置、且具有以比上述第2分散孔大的孔徑形成的第3分散孔，從而設(shè)在第2供給區(qū)域的孔的氣體流導(dǎo)變得大于設(shè)在第I供給區(qū)域的孔的氣體流導(dǎo)，可以增加氣體分散單元內(nèi)的襯底的直徑方向的氣流成分。由此，能夠使來(lái)自第I供給區(qū)域整個(gè)區(qū)域的氣體供給量均等化，能夠使氣體從第2分散孔向襯底的供給在襯底的面內(nèi)均勻化。
[0144](b)另外，通過(guò)使第3分散孔的孔徑形成得比第2分散孔的孔徑大，能夠提高從第2緩沖空間內(nèi)的中心向外周方向的氣體流動(dòng)容易性，能夠提高從第2緩沖空間內(nèi)的中心向外周方向的吹掃效率。由于吹掃效率的提高，能夠減少吸附在第2緩沖空間內(nèi)的氣體，能夠抑制非預(yù)期的反應(yīng)和副產(chǎn)物的生成。
[0145](c)另外，通過(guò)以從第3分散孔(以比第2分散孔大的孔徑構(gòu)成)向上述襯底載置臺(tái)供給氣體的方式構(gòu)成，可以在上述第3分散孔和上述襯底載置臺(tái)之間形成氣簾。由于該氣簾，氣體從晶片的中心向外周方向的流動(dòng)容易性變低，能夠延長(zhǎng)晶片上的氣體的滯留時(shí)間，晶片和氣體分子的碰撞概率提尚，能夠提尚處理的均勾性。
[0146](d)通過(guò)為供給2種以上的氣體進(jìn)行成膜的裝置，并且向表面積小的緩沖空間供給容易吸附的氣體，向表面積大的緩沖空間供給難以吸附的氣體，從而能夠抑制非預(yù)期的反應(yīng)。
[0147](e)通過(guò)使供給容易吸附的氣體的第2緩沖空間的表面積小于供給難以吸附的氣體的第I緩沖空間的表面積，能夠抑制緩沖空間內(nèi)的氣體的吸附。
[0148](f)通過(guò)減少順3的殘留量，能夠抑制NH4Cl的生成量、或者抑制非預(yù)期的反應(yīng)。
[0149]〈第2實(shí)施方式〉
[0150]以上，具體說(shuō)明了第I實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不超出其主旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更。
[0151]圖7表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的、從晶片200側(cè)觀察簇射頭234的圖。本實(shí)施方式中，在比第2分散孔234b更靠外側(cè)具有第4分散孔234d。第4分散孔234d以與襯底載置臺(tái)212的外周面215對(duì)置的方式進(jìn)行配置。從第4分散孔234d向處理空間201供給的氣體主要在供給到外周面215上后，從排氣部排出。
[0152]通過(guò)設(shè)置第4分散孔234d，能夠使第I緩沖空間232a內(nèi)的氣流均勻。其結(jié)果，能夠使供給到晶片200的面上的氣體量、氣體濃度在從襯底的中心側(cè)到外周側(cè)均勻。
[0153]<第3實(shí)施方式>
[0154]以上，具體說(shuō)明了第2實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不超出其主旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更。
[0155]圖8表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的、從晶片200側(cè)觀察簇射頭234的圖。本實(shí)施方式中，在與襯底載置臺(tái)212的外周面215對(duì)置的位置具有第3分散孔234c和第4分散孔234d0
[0156]通過(guò)設(shè)置第3分散孔234c和第4分散孔234d，能夠使第I緩沖空間232a和第2緩沖空間232b的各空間內(nèi)的氣流均勻。
[0157]需要說(shuō)明的是，上述，針對(duì)交替供給原料氣體和反應(yīng)氣體進(jìn)行成膜的方法進(jìn)行了說(shuō)明，但只要原料氣體和反應(yīng)氣體的氣相反應(yīng)量、副產(chǎn)物的生成量在允許范圍內(nèi)，則也可以應(yīng)用其他方法。例如，原料氣體和反應(yīng)氣體的供給時(shí)間重疊的各種方法。
[0158]另外，上述，對(duì)成膜處理進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以應(yīng)用其他處理。例如有擴(kuò)散處理、氧化處理、氮化處理、氮氧化處理、還原處理、氧化還原處理、蝕刻處理、加熱處理等。例如，僅使用反應(yīng)氣體，對(duì)襯底表面或在襯底上形成的膜進(jìn)行等離子體氧化處理、等離子體氮化處理時(shí)，也可以應(yīng)用本發(fā)明。另外，也可以在僅使用反應(yīng)氣體的等離子體退火處理中應(yīng)用。
[0159]另外，上述對(duì)半導(dǎo)體器件的制造工序進(jìn)行了說(shuō)明，但實(shí)施方式涉及的發(fā)明也可以應(yīng)用于除了半導(dǎo)體器件的制造工序以外的工序中。例如有液晶裝置的制造工序、對(duì)陶瓷襯底的等尚子體處理等。
[0160]另外，上述，給出了使用含鈦氣體(TiCl4)作為原料氣體、使用含氮?dú)怏w(見(jiàn)13氣體)作為反應(yīng)氣體、形成氮化鈦膜的例子，但也可以應(yīng)用于使用其他氣體的成膜。例如有含氧膜、含氮膜、含碳膜、含硼膜、含金屬膜和含有多種上述元素的膜等。需要說(shuō)明的是，作為所述膜，例如有S1膜、SiN膜、AlO膜、ZrO膜、HfO膜、HfAlO膜、ZrAlO膜、SiC膜、SiCN膜、SiBN膜、TiC膜、TiAlC膜等。比較為了將上述膜成膜而使用的原料氣體和反應(yīng)氣體的各氣體特性(吸附性、脫離性、蒸氣壓等)，適當(dāng)改變供給位置、簇射頭234內(nèi)的結(jié)構(gòu)，由此能夠獲得同樣的效果。
[0161]<本發(fā)明的優(yōu)選方案>
[0162]以下，附記本發(fā)明的優(yōu)選方案。
[0163]< 附記 1>
[0164]根據(jù)一個(gè)方案，提供一種襯底處理裝置，具有:
[0165]處理襯底的處理室；
[0166]載置上述襯底的襯底載置臺(tái)；和，
[0167]氣體分散單元，其具有第I供給區(qū)域和第2供給區(qū)域，所述第I供給區(qū)域與上述襯底對(duì)置，并且設(shè)有供給第I氣體的第I分散孔和供給第2氣體的第2分散孔，所述第2供給區(qū)域與上述襯底載置臺(tái)的比載置襯底的面更靠外周側(cè)的面對(duì)置，以比上述第2分散孔大的孔徑形成，并且供給上述第2氣體。
[0168]< 附記 2>
[0169]如附記I所述的襯底處理裝置，優(yōu)選的是，上述氣體分散單元的構(gòu)成為:在上述第2供給區(qū)域具有第4分散孔，所述第4分散孔以比上述第I氣體的分散孔大的孔徑形成，并且供給上述第I氣體。
[0170]< 附記 3>
[0171]如附記I或附記2所述的襯底處理裝置，優(yōu)選的是，上述氣體分散單元的構(gòu)成為:上述第I分散孔與第I緩沖空間連接，上述第2分散孔和上述第3分散孔與第2緩沖空間連接。
[0172]< 附記 4>
[0173]如附記3所述的襯底處理裝置，優(yōu)選的是，上述氣體分散單元的構(gòu)成為:上述第3分散孔設(shè)于比上述第2分散孔更靠外側(cè)的位置。
[0174]< 附記 5>
[0175]如附記2所述的襯底處理裝置，優(yōu)選的是，上述氣體分散單元的構(gòu)成為:上述第I分散孔和上述第4分散孔與第I緩沖空間連接，上述第3分散孔與第2緩沖空間連接。
[0176]< 附記 6>
[0177]如附記3?附記5所述的襯底處理裝置，優(yōu)選的是，上述第2緩沖空間的中央具有供給上述第2氣體的第2氣體供給部。
[0178]< 附記 7>
[0179]如附記3?附記6所述的襯底處理裝置，優(yōu)選的是，具有:
[0180]第I氣體供給單元，其向上述第I緩沖空間供給上述第I氣體；
[0181]第2氣體供給單元，其向上述第2緩沖空間供給上述第2氣體；和，
[0182]控制部，其以交替供給上述第I氣體和上述第2氣體的方式控制上述第I氣體供給單元和上述第2氣體供給單元。
[0183]< 附記 8>
[0184]如附記I?附記7中任一項(xiàng)所述的襯底處理裝置，優(yōu)選的是，上述第2氣體由比上述第I氣體更易吸附的氣體構(gòu)成。
[0185]< 附記 9>
[0186]如附記I?附記8中任一項(xiàng)所述的襯底處理裝置，優(yōu)選的是，上述第I氣體由原料氣體構(gòu)成，上述第2氣體由反應(yīng)氣體構(gòu)成。
[0187]< 附記 10>
[0188]如附記I?附記9中任一項(xiàng)所述的襯底處理裝置，優(yōu)選構(gòu)成為:使上述襯底載置臺(tái)的載置面的高度比上述外周面低相當(dāng)于上述襯底的厚度的長(zhǎng)度。
[0189]< 附記 11>
[0190]根據(jù)其他方案，提供一種氣體分散單元，向在載置襯底的襯底載置臺(tái)上形成的處理室供給氣體，所述氣體分散單元具有:
[0191]第I供給區(qū)域，其與上述襯底對(duì)置，且設(shè)有供給第I氣體的第I分散孔和供給第2氣體的第2分散孔；及，
[0192]第2供給區(qū)域，其與上述襯底載置臺(tái)的比載置襯底的面更靠外周側(cè)的面對(duì)置，以比上述第2分散孔大的孔徑形成，且供給上述第2氣體。
[0193]< 附記 12>
[0194]如附記11所述的氣體分散單元，優(yōu)選以如下方式構(gòu)成:在上述第2供給區(qū)域具有第4分散孔，所述第4分散孔以比上述第I氣體的分散孔大的孔徑形成，且供給上述第I氣體。
[0195]< 附記 13>
[0196]如附記11或附記12所述的氣體分散單元，優(yōu)選以如下方式構(gòu)成:上述第I分散孔與第I緩沖空間連接，上述第2分散孔及上述第3分散孔與第2緩沖空間連接。
[0197]< 附記 14>
[0198]如附記13所述的氣體分散單元，優(yōu)選以如下方式構(gòu)成:上述第3分散孔與比上述第2緩沖空間的上述第2分散孔更靠外側(cè)的位置連接。
[0199]< 附記 15>
[0200]如附記13或附記14所述的氣體分散單元，優(yōu)選的是，在上述第2緩沖空間的中央連接有供給上述第2氣體的第2氣體供給部。
[0201]< 附記 16>
[0202]如附記11?附記15中任一項(xiàng)所述的氣體分散單元，優(yōu)選的是，上述第2氣體由比上述第I氣體更易吸附的氣體構(gòu)成。
[0203]< 附記 17>
[0204]如附記11?附記15中任一項(xiàng)所述的氣體分散單元，優(yōu)選的是，上述第I氣體由原料氣體構(gòu)成，上述第2氣體由反應(yīng)氣體構(gòu)成。
[0205]< 附記 18>
[0206]根據(jù)另一個(gè)方案，提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括:
[0207]在襯底載置臺(tái)上載置襯底的襯底載置工序；
[0208]從氣體分散單元供給上述第I氣體的工序，所述氣體分散單元具有第I供給區(qū)域和第2供給區(qū)域，所述第I供給區(qū)域與上述襯底對(duì)置設(shè)置、且向上述襯底供給第I氣體和第2氣體，所述第2供給區(qū)域與上述襯底載置臺(tái)的外周面對(duì)置、且向上述第I供給區(qū)域的外周供給上述第2氣體；及，
[0209]供給上述第2氣體的工序。
[0210]< 附記 19>
[0211]根據(jù)另一個(gè)方案，提供一種程序，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟:
[0212]使襯底載置在襯底載置臺(tái)上的襯底載置步驟；
[0213]從氣體分散單元供給上述第I氣體的步驟，所述氣體分散單元具有第I供給區(qū)域和第2供給區(qū)域，所述第I供給區(qū)域與上述襯底對(duì)置設(shè)置，且向上述襯底供給第I氣體和第2氣體，所述第2供給區(qū)域與上述襯底載置臺(tái)的外周面對(duì)置，且向上述第I供給區(qū)域的外周供給上述第2氣體；和，
[0214]從上述氣體分散單元供給上述第2氣體的步驟。
[0215]< 附記 20>
[0216]根據(jù)另一個(gè)方案，提供一種記錄介質(zhì)，記錄有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟的程序:
[0217]使襯底載置在襯底支承部上的襯底載置步驟；
[0218]從氣體分散單元供給上述第I氣體的步驟，所述氣體分散單元具有第I供給區(qū)域和第2供給區(qū)域，所述第I供給區(qū)域與上述襯底對(duì)置設(shè)置、且向上述襯底供給第I氣體和第2氣體，所述第2供給區(qū)域與上述襯底載置臺(tái)的外周面對(duì)置、且向上述第I供給區(qū)域的外周供給上述第2氣體；和，
[0219]供給上述第2氣體的步驟。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種襯底處理裝置，具有: 處理襯底的處理室； 載置所述襯底的襯底載置臺(tái)；和 氣體分散單元，所述氣體分散單元具有第I供給區(qū)域和第2供給區(qū)域，所述第I供給區(qū)域與所述襯底對(duì)置，且設(shè)有供給第I氣體的第I分散孔和供給第2氣體的第2分散孔，所述第2供給區(qū)域與所述襯底載置臺(tái)的比載置襯底的面更靠外周側(cè)的面對(duì)置，且設(shè)有第3分散孔，所述第3分散孔以比所述第2分散孔大的孔徑形成、且供給所述第2氣體。2.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其中，所述氣體分散單元構(gòu)成為:在所述第2供給區(qū)域具有第4分散孔，所述第4分散孔以比所述第I氣體的分散孔大的孔徑形成，并且供給所述第I氣體。3.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其中，所述氣體分散單元構(gòu)成為:所述第I分散孔與第I緩沖空間連接，所述第2分散孔和所述第3分散孔與第2緩沖空間連接。4.如權(quán)利要求2所述的襯底處理裝置，其中，所述氣體分散單元構(gòu)成為:所述第I分散孔和所述第4分散孔與第I緩沖空間連接，所述第3分散孔與第2緩沖空間連接。5.如權(quán)利要求3所述的襯底處理裝置，其中，所述第2緩沖空間的中央連接有供給所述第2氣體的第2氣體供給部。6.如權(quán)利要求4所述的襯底處理裝置，其中，所述第2緩沖空間的中央連接有供給所述第2氣體的第2氣體供給部。7.如權(quán)利要求3所述的襯底處理裝置，具有: 第I氣體供給單元，其向所述第I緩沖空間供給所述第I氣體； 第2氣體供給單元，其向所述第2緩沖空間供給所述第2氣體；和， 控制部，其以交替供給所述第I氣體和所述第2氣體的方式控制所述第I氣體供給單元和所述第2氣體供給單元。8.如權(quán)利要求4所述的襯底處理裝置，具有: 第I氣體供給單元，其向所述第I緩沖空間供給所述第I氣體； 第2氣體供給單元，其向所述第2緩沖空間供給所述第2氣體；和， 控制部，其以交替供給所述第I氣體和所述第2氣體的方式控制所述第I氣體供給單元和所述第2氣體供給單元。9.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其中，所述第2氣體是比所述第I氣體更易吸附的氣體。10.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其中，所述第I氣體為原料氣體，所述第2氣體為反應(yīng)氣體。11.一種氣體分散單元，向在載置襯底的襯底載置臺(tái)的上方形成的處理室供給氣體，所述氣體分散單元具有: 第I供給區(qū)域，其與所述襯底對(duì)置，且設(shè)有供給第I氣體的第I分散孔和供給第2氣體的第2分散孔；和， 第2供給區(qū)域，其與所述襯底載置臺(tái)的比載置襯底的面更靠外周側(cè)的面對(duì)置，且設(shè)有第3分散孔，所述第3分散孔以比所述第2分散孔大的孔徑形成、且供給所述第2氣體。12.如權(quán)利要求11所述的氣體分散單元，其構(gòu)成為:在所述第2供給區(qū)域具有第4分散孔，所述第4分散孔以比所述第I氣體的分散孔大的孔徑形成，且供給所述第I氣體。13.如權(quán)利要求11所述的氣體分散單元，其構(gòu)成為:所述第I分散孔與第I緩沖空間連接，所述第2分散孔和所述第3分散孔與第2緩沖空間連接。14.如權(quán)利要求12所述的氣體分散單元，其構(gòu)成為:所述第I分散孔和所述第4分散孔與第I緩沖空間連接，所述第3分散孔與第2緩沖空間連接。15.如權(quán)利要求13所述的氣體分散單元，其中，在所述第2緩沖空間的中央連接有供給所述第2氣體的第2氣體供給部。16.如權(quán)利要求14所述的氣體分散單元，其中，在所述第2緩沖空間的中央連接有供給所述第2氣體的第2氣體供給部。17.如權(quán)利要求11所述的氣體分散單元，其中，所述第2氣體由比所述第I氣體更易吸附的氣體構(gòu)成。18.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括: 在襯底載置臺(tái)載置襯底的襯底載置工序； 從與所述襯底對(duì)置且設(shè)有第I分散孔的第I供給區(qū)域向所述襯底供給第I氣體的工序; 從第2分散孔和第3分散孔供給第2氣體的工序，所述第2分散孔設(shè)在所述第I供給區(qū)域，所述第3分散孔設(shè)在第2供給區(qū)域、且以比所述第2分散孔大的孔徑形成，所述第2供給區(qū)域與所述襯底載置臺(tái)的比載置所述襯底的面更靠外周側(cè)的面對(duì)置。19.一種記錄介質(zhì)，記錄有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟的程序: 使襯底載置在襯底載置臺(tái)上的襯底載置步驟； 從與所述襯底對(duì)置且設(shè)有第I分散孔的第I供給區(qū)域向所述襯底供給第I氣體的步驟；和 從第2分散孔和第3分散孔供給第2氣體的步驟，所述第2分散孔設(shè)在所述第I供給區(qū)域，所述第3分散孔設(shè)在第2供給區(qū)域、且以比所述第2分散孔大的孔徑形成，所述第2供給區(qū)域與所述襯底載置臺(tái)的比載置所述襯底的面更靠外周側(cè)的面對(duì)置。
【文檔編號(hào)】C23C16/14GK106032571SQ201510115695
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月17日
【發(fā)明人】西堂周平
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社日立國(guó)際電氣