專利名稱：襯底處理器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種襯底處理器件，特別涉及用于形成半導(dǎo)體器件用的薄 膜的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件中的與清洗有關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，半導(dǎo)體器件的高集成化、低耗電化及低成本化正在不斷地發(fā) 展。為了實(shí)現(xiàn)高集成化、低耗電化及低成本化，迫切要求更薄、均勻性更 好的膜來作為構(gòu)成半導(dǎo)體器件的絕緣膜。


圖11 (a)及(b)表示以往的單片式化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的簡(jiǎn)要剖面結(jié) 構(gòu)，圖11 (a)表示成膜時(shí)器件內(nèi)部的狀態(tài)，圖11 (b)表示清洗時(shí)器件 內(nèi)部的狀態(tài)(參照日本特開2000—273638號(hào)公報(bào))。
如圖11 (a)及(b)所示，在反應(yīng)室11的底部設(shè)置有兼作襯底支撐 部的下部電極12。也就是說，被處理襯底(晶片)IO裝在下部電極12上。 另外，下部電極12包含用于調(diào)整被處理襯底10的溫度的加熱器(無圖示)。 而在反應(yīng)室11的上部設(shè)置有與下部電極12對(duì)著的兼作成膜用淋浴器的上 部電極B。具體地說，上部電極13由將導(dǎo)入反應(yīng)室11內(nèi)的氣體分散的擋 板14、和將由擋板14分散的氣體更進(jìn)一步地分散的平面板15構(gòu)成。通過 擋板14和平面板15，能夠使形成在被處理襯底10上的膜的膜厚度均勻性 提高。這里，在擋板14和平面板15上分別設(shè)置有用于使氣體通過的多個(gè) 孔，且一般將擋板14和平面板15之間的間隔設(shè)定得非常窄。
并且，在反應(yīng)室11的上部通過上部電極13安裝有用于將氣體導(dǎo)入反 應(yīng)室ll的內(nèi)部的氣體導(dǎo)入口 16。也就是說，從氣體導(dǎo)入口 16吐出的氣體
依次經(jīng)過擋板14及平面板15被導(dǎo)入下部電極12。并且，在反應(yīng)室11的 底部安裝有用于將導(dǎo)入反應(yīng)室11內(nèi)的氣體排出反應(yīng)室11的排氣口 17。排
氣口 17連接在無圖示的排氣泵上。
其次，參照?qǐng)D11 (a)對(duì)使用以往的單片式化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的成膜 步驟進(jìn)行說明。首先，在下部電極12上安裝被處理襯底(晶片)10。也 就是說，將被處理襯底10設(shè)置在下部電極12和上部電極13之間。其次， 一邊由上述排氣泵通過排氣口 17進(jìn)行反應(yīng)室11內(nèi)的排氣， 一邊從氣體導(dǎo) 入口 16通過擋板14及平面板15將成膜用材料氣體(反應(yīng)氣體)21導(dǎo)入 反應(yīng)室11的內(nèi)部。這里，通過使用無圖示的高頻電源在下部電極12和上 部電極13之間施加高頻電壓，來在下部電極12和上部電極13之間的區(qū) 域產(chǎn)生由反應(yīng)氣體21構(gòu)成的等離子體22，且通過將被處理襯底10暴露在 該等離子體22，來在被處理襯底IO上進(jìn)行成膜?；蛘?，通過用加熱器(省 略圖示)將下部電極12加熱到40(TC左右進(jìn)行熱CVD，藉此方法，在被 處理襯底10上進(jìn)行成膜，來代替進(jìn)行等離子體CVD (chemical vapor deposition)。
在圖11 (a)所示的成膜步驟中，如上所述，由于兼作氣體淋浴器的 上部電極13由擋板14和平面板15構(gòu)成，因此能夠通過擋板14將從氣體 導(dǎo)入口 16導(dǎo)入的反應(yīng)氣體21分散，且通過平面板15將其更進(jìn)一步地分 散，來使沉積在被處理襯底10上的膜的均勻性提高。
圖12為設(shè)置在平面板15上的一個(gè)氣體孔的放大圖。如圖12所示， 在平面板15的各氣體孔15a中，為了使反應(yīng)氣體21的流速安定，將出口 的直徑(尺寸)a2設(shè)定得比入口的直徑(尺寸)al小。由于該入口與出 口之間的尺寸差而產(chǎn)生的氣體孔15a的最細(xì)部分的影響，因此在氣體孔15a 內(nèi)反應(yīng)氣體21的流動(dòng)產(chǎn)生亂流31。
其次，參照?qǐng)D11 (b)對(duì)以往的單片式化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件中的清洗步 驟進(jìn)行說明。首先，在圖ll (a)所示的成膜步驟結(jié)束后，從反應(yīng)室ll取 出被處理襯底IO。其次，通過擋板14及平面板15從氣體導(dǎo)入口 16將用 于進(jìn)行反應(yīng)室11內(nèi)的清洗的清洗氣體23導(dǎo)入反應(yīng)室11的內(nèi)部。這里， 通過使用無圖示的高頻電源在下部電極12和上部電極13之間施加高頻電 壓，來在下部電極12和上部電極13之間的區(qū)域產(chǎn)生由清洗氣體23構(gòu)成
的等離子體24，且將反應(yīng)室11的內(nèi)部暴露在該等離子體24中。藉此方法，
能夠除去在圖11 (a)所示的成膜步驟中附著在反應(yīng)室11的內(nèi)部的反應(yīng)生成物。
在上述以往的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件中，存在這樣的問題由于隨著被處
理襯底10上的成膜次數(shù)的增加，反應(yīng)生成物附著在擋板14和平面板15 上的氣體孔中，因此通過該氣體孔的反應(yīng)氣體21的流動(dòng)漸漸變亂，其結(jié) 果，導(dǎo)致被沉積的膜的均勻性變差。
并且，如圖11 (a)所示，在成膜步驟中從氣體導(dǎo)入口 16導(dǎo)入反應(yīng)室 11內(nèi)的反應(yīng)氣體(材料氣體)21，在通過擋板14時(shí)被從擋板14的中心部 分散到擋板14的周邊部。此時(shí)，為了使從擋板14的中心部的氣體孔吐出 的反應(yīng)氣體21的速度、和從擋板14的周邊部的氣體孔吐出的反應(yīng)氣體21 的速度相同，最好從氣體導(dǎo)入口 16流向擋板14的反應(yīng)氣體21 (也就是， 在被擋板14圍繞的空間中存在的反應(yīng)氣體21)的壓力均勻。但是，實(shí)際 上，與從位于氣體導(dǎo)入口 16的附近的擋板14的中心附近的氣體孔吐出的 反應(yīng)氣體21的速度相比，從位于氣體導(dǎo)入口 16較遠(yuǎn)的擋板14的周邊附 近的氣體孔吐出的反應(yīng)氣體21的速度較慢。其結(jié)果，由于在擋板14的周 邊部，反應(yīng)氣體21的滯留時(shí)間更長(zhǎng)，因此反應(yīng)生成物有更容易附著在擋 板14中位于周邊附近的氣體孔的趨勢(shì)。另外，在一旦附著有該反應(yīng)生成 物的地方，以后會(huì)較易以該反應(yīng)生成物為核心，成長(zhǎng)為更大的反應(yīng)生成物。 由于象這樣在擋板14的周邊附近的氣體孔中長(zhǎng)大的反應(yīng)生成物妨礙了反 應(yīng)氣體21的流動(dòng)，因此從該周邊附近的氣體孔吐到反應(yīng)室11的氣體量變 少，其結(jié)果，產(chǎn)生了使在被處理襯底10上形成的膜的膜厚度均勻性惡化 的新原因。
并且，如圖12所示，在平面板15的氣體孔15a中，為了使反應(yīng)氣體 21的流速穩(wěn)定為一定的速度，有時(shí)從氣體孔15a的途中開始將孔的直徑設(shè) 計(jì)得較細(xì)。但是，由于象這樣在氣體孔15a的直徑發(fā)生變化的部分(較細(xì) 的部分)中，反應(yīng)氣體21發(fā)生亂流31，因此該亂流31成為反應(yīng)生成物較 易附著在氣體孔15a中的原因。所以，該反應(yīng)生成物使通過氣體孔15a的 反應(yīng)氣體21的氣體量不穩(wěn)定，結(jié)果產(chǎn)生使在被處理襯底IO上形成的膜的 膜厚度均勻性惡化的新原因。
并且，如上所述，即使反應(yīng)生成物附著在擋板14和平面板15的氣體
孔中，最好也能夠通過使用了清洗氣體23的等離子體清洗除去氣體孔中
的反應(yīng)生成物，如圖11 (b)所示。然而，由于由清洗氣體23構(gòu)成的等離 子體24產(chǎn)生在平面板15的下側(cè)(平面板15和被處理襯底10之間)，因 此擋板14的表面(向著被處理襯底10的方向的面)和與該表面對(duì)著的平 面板15的背面(與向著被處理襯底10的方向的面相反的面)很難被清洗。 因此，難以通過圖ll (b)所示的等離子體清洗徹底地除去附著在擋板14 和平面板15的氣體孔中的反應(yīng)生成物。

發(fā)明內(nèi)容
如上所鑒，本發(fā)明的目的在于對(duì)在反應(yīng)室內(nèi)包含由擋板和平面板構(gòu) 成的電極的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件，通過抑制反應(yīng)生成物附著在各個(gè)板的氣體 孔中，或者除去附著在該氣體孔中的反應(yīng)生成物，能夠使形成在被處理襯 底上的膜的膜厚均勻性得到提高或者防止該膜厚均勻性的惡化。
以下，對(duì)為了達(dá)到上述目的的本發(fā)明所涉及的襯底處理器件的結(jié)構(gòu)進(jìn) 行列舉。
(1) 一種襯底處理器件，包括能夠減壓的反應(yīng)室；設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部；設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口；設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從氣體 導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個(gè)第1孔的第1板；以及在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部和第1板之間與第1板面對(duì)面設(shè)置且具有將由第1板分散 的氣體更進(jìn)一步地分散的多個(gè)第2孔的第2板。并且，使第1板和第2板 能夠相對(duì)移動(dòng)，以便能夠調(diào)整第1板和第2板之間的間隔。
(2) 在上述(1)的器件中，能夠在第1板和第2板之間施加第1高 頻電壓，且能夠在第2板和襯底支撐部之間施加第2高頻電壓。
(3) —種襯底處理器件，包括能夠減壓的反應(yīng)室；設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部；設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口 ；設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從氣體 導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個(gè)孔的板；以及設(shè)置在板上且將板 加熱的加熱部。(4) 一種襯底處理器件，包括能夠減壓的反應(yīng)室；設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部；設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口；設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從氣體 導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個(gè)孔的板；以及設(shè)置在板上且向板 施加超聲波振動(dòng)的振動(dòng)源。
(5) 在上述(3)或者(4)的器件中，板由第1板和第2板構(gòu)成。 其中，第1板具有將從氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個(gè)第1 孔；第2板在襯底支撐部和第1板之間，與第l板面對(duì)面設(shè)置且具有將由 第1板分散的氣體更進(jìn)一步地分散的多個(gè)第2孔。
(6) —種襯底處理器件，包括能夠減壓的反應(yīng)室設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部；設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口 ；設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從氣體 導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個(gè)孔的板；以及設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)且 分別與板中的多個(gè)孔對(duì)著的多個(gè)針形結(jié)構(gòu)。能夠移動(dòng)多個(gè)針形結(jié)構(gòu)，以使 其分別插進(jìn)多個(gè)孔中。
(7) 在上述(6)的器件中，板由第1板和第2板構(gòu)成。其中，第l 板具有將從氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個(gè)第1 L，第2板 在襯底支撐部和第1板之間、與第1板面對(duì)面設(shè)置且具有將由第1板分散 的氣體更進(jìn)一步地分散的多個(gè)第2孔。多個(gè)針形結(jié)構(gòu)設(shè)置在氣體導(dǎo)入口和 第1板之間，分別與多個(gè)第l孔對(duì)著，且能夠?qū)⑵湟苿?dòng)以使其分別插進(jìn)多 個(gè)第1孔。
(8) 在上述(6)的器件中，板由第1板和第2板構(gòu)成。其中，第l 板具有將從氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個(gè)第1孔，第2板 在襯底支撐部和第1板之間、與第1板面對(duì)面設(shè)置且具有將由第1板分散 的氣體更進(jìn)一步地分散的多個(gè)第2孔。多個(gè)針形結(jié)構(gòu)能夠收進(jìn)襯底支撐部 的內(nèi)部，并且能夠?qū)⑵湟苿?dòng)使其從襯底支撐部伸出，以便將其分別插進(jìn)多 個(gè)第2孔中。
(9) 一種襯底處理器件，包括能夠減壓的反應(yīng)室；設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部；設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口 ；以及設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從
氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個(gè)孔的板。多個(gè)孔中的設(shè)置在 板周邊部的孔的尺寸，大于多個(gè)孔中的設(shè)置在板中心部的孔的尺寸。
(10) —種襯底處理器件，包括能夠減壓的反應(yīng)室；設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部；設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口；以及設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從 氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個(gè)孔的板。多個(gè)孔中的每個(gè)孔
的氣體入口側(cè)的尺寸均大于氣體出口側(cè)的尺寸，多個(gè)孔中的每個(gè)孔的內(nèi)壁
面的至少一部分相對(duì)于氣體流動(dòng)方向的傾斜角度小于等于45° 。
其次，以下對(duì)本發(fā)明所涉及的襯底處理器件的清洗方法的構(gòu)成進(jìn)行列舉。
在(2)的襯底處理器件中，清洗方法包括:通過使第1板和第2板
相對(duì)移動(dòng)，來將第1板和第2板之間的間隔設(shè)定為能夠由第1高頻電壓產(chǎn) 生等離子體的間隔的步驟；通過第1板上的多個(gè)第1孔及第2板上的多個(gè) 第2孔將清洗氣體從氣體導(dǎo)入口提供給反應(yīng)室內(nèi)的步驟；以及通過施加第 1高頻電壓及第2高頻電壓中的至少一方，使在第1板和第2板之間、以 及第2板和襯底支撐部之間的至少一方產(chǎn)生由清洗氣體構(gòu)成的等離子體， 藉此方法除去在使用襯底處理器件進(jìn)行處理時(shí)所產(chǎn)生的附著在第1板及第 2板上的反應(yīng)生成物的步驟。
在(3)的襯底處理器件中，清洗方法包括通過板上的多個(gè)孔從氣 體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)提供清洗氣體的步驟；以及通過加熱部將板加熱到 150°C以上，藉此方法除去在使用襯底處理器件進(jìn)行處理時(shí)所產(chǎn)生的附著 在板上的反應(yīng)生成物的步驟。
在(4)的襯底處理器件中，清洗方法包括通過板上的多個(gè)孔從氣 體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)提供清洗氣體的步驟；以及通過振動(dòng)源將超聲波振動(dòng) 施加在板上，藉此方法除去在使用襯底處理器件進(jìn)行處理時(shí)所產(chǎn)生的附著 在板上的反應(yīng)生成物的步驟。 (發(fā)明的效果)
根據(jù)本發(fā)明，由于能夠抑制在化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件等的襯底處理器件中 反應(yīng)生成物附著在氣體淋浴器等的板上的氣體孔中，或者由于能夠較容易 地除去附著在該氣體孔中的反應(yīng)生成物，因此能夠防止當(dāng)在襯底上形成薄
膜等時(shí)，每次重復(fù)進(jìn)行成膜而使膜厚均勻性惡化的現(xiàn)象。 附圖的簡(jiǎn)單說明
圖1為表示本發(fā)明的第1實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(成膜時(shí))的 簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖2為表示本發(fā)明的第1實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(清洗時(shí))的 簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖3為表示本發(fā)明的第2實(shí)施例所涉及的襯底處理器件的簡(jiǎn)要剖面結(jié) 構(gòu)圖。
圖4為表示本發(fā)明的第3實(shí)施例所涉及的襯底處理器件的簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖5為表示本發(fā)明的第4實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(成膜時(shí))的
簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖6為表示本發(fā)明的第4實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(清洗時(shí))的 簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖7為表示本發(fā)明的第5實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(成膜時(shí))的 簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖8為表示本發(fā)明的第5實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(清洗時(shí))的 簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖9為表示本發(fā)明的第6實(shí)施例所涉及的襯底處理器件的簡(jiǎn)要剖面結(jié) 構(gòu)圖。
圖10 (a)為表示本發(fā)明的第7實(shí)施例所涉及的襯底處理器件的平面 板上的氣體孔的剖面結(jié)構(gòu)圖；圖10 (b)及圖10 (c)為表示以往的襯底 處理器件的平面板中的氣體孔的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖11 (a)為表示以往的襯底處理器件(成膜時(shí))的簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)圖； 圖ll (b)為表示以往的襯底處理器件(清洗時(shí))的簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖12為以往的襯底處理器件中的平面板上的氣體孔的放大圖。 (符號(hào)的說明)
100 —被處理襯底；101 —反應(yīng)室；102 —下部電極；103 —上部電 極；104 —擋板；104a—擋板的氣體孔；104b —擋板(周邊部)的氣體孔;
105—平面板；105a —平面板的氣體孔；105b —使平面板移動(dòng)的機(jī)構(gòu)； 106 —?dú)怏w導(dǎo)入口； 107 —排氣口； lll一反應(yīng)氣體(制造用氣體)； 112 —等離子體；113 —清洗氣體；114一等離子體；115 —等離子體； 121—第1加熱器；122 —第2加熱器；131—超聲波振動(dòng)源； 132 —清洗氣體；133 —等離子體；141—針形結(jié)構(gòu)；142 —使針形結(jié)構(gòu)
移動(dòng)的機(jī)構(gòu)；151—針形結(jié)構(gòu)；152 —使針形結(jié)構(gòu)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
(第l實(shí)施例)
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施例所涉及的襯底處理器件及其清 洗方法加以說明。
圖1及圖2表示第1實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(具體地說，化學(xué) 氣相成長(zhǎng)器件)的簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)；圖1表示成膜時(shí)器件內(nèi)部的狀態(tài)，圖2 表示清洗時(shí)器件內(nèi)部的狀態(tài)。
如圖1及圖2所示，在反應(yīng)室101的底部設(shè)置有兼作襯底支撐部的下 部電極102。也就是說，被處理襯底(晶片)100被裝在下部電極102上。 另外，反應(yīng)室101為能夠減壓(能夠?qū)崿F(xiàn)比常壓(大氣壓)更低的壓力狀 態(tài))的反應(yīng)室，下部電極102包括用于調(diào)整被處理襯底100的溫度的加熱 器(省略圖示)。
而在反應(yīng)室101的上部設(shè)置有與下部電極102對(duì)著的兼作成膜用氣體 淋浴器的上部電極103。上部電極103由使導(dǎo)入反應(yīng)室101內(nèi)的氣體分散 的擋板104、和使被擋板104分散的氣體更進(jìn)一步地分散的平面板105構(gòu) 成。通過擋板104及平面板105能夠使在被處理襯底100上形成的膜的膜 厚均勻性提高。
具體地說，擋板104由設(shè)置有用于使氣體通過的多個(gè)氣體孔104a的 第1氣體分散部、安裝有在該第1氣體分散部的上側(cè)設(shè)置的與該第1氣體 分散部對(duì)著且用于將氣體導(dǎo)入反應(yīng)室101的內(nèi)部的氣體導(dǎo)入口 106的頂 部、以及隔開該頂部和第l氣體分散部之間的空間的側(cè)部構(gòu)成。這里，擋 板104的第1氣體分散部設(shè)置成與下部電極102的襯底支撐面平行。并且， 擋板104的頂部構(gòu)成反應(yīng)室101的頂部的一部分，且設(shè)置成與擋板104的
第1氣體分散部平行。另夕卜，氣體導(dǎo)入口 106安裝在擋板104的頂部的中
心。也就是說，氣體導(dǎo)入口 106與擋板104的第1氣體分散部的中央，也 就是與下部電極102的襯底支撐面的中央對(duì)著。這樣一來，從氣體導(dǎo)入口 106導(dǎo)入到被擋板104圍繞的空間的氣體，在通過擋板104的第1氣體分 散部時(shí)從擋板104的中心部分散到擋板104的周邊部。
并且，平面板105由第2氣體分散部、以及隔開擋板104和平面板105 之間的空間的側(cè)部構(gòu)成，其中，第2氣體分散部設(shè)置在擋板104的第1氣 體分散部的下側(cè)、與該第1氣體分散部對(duì)著且設(shè)置有用于使氣體通過的多 個(gè)氣體孔105a。也就是說，平面板105的第2氣體分散部，在擋板104的 第1氣體分散部和下部電極102的襯底支撐面之間，設(shè)置成與下部電極102 的襯底支撐面平行的狀態(tài)。并且，作為本實(shí)施例的特征，平面板105的側(cè) 部通過使平面板105沿上下方向(垂直方向)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)105b安裝在反 應(yīng)室101的頂部。這樣一來，能夠使平面板105從與擋板104非常接近的 位置向下方移動(dòng)(當(dāng)然，也能夠使平面板105沿相反方向移動(dòng))。也就是 說，在本實(shí)施例中，將擋板104 (第1氣體分散部)和平面板105 (第2 氣體分散部)之間的間隔設(shè)定為能夠調(diào)整的狀態(tài)。
另外，在反應(yīng)室101的底部安裝有用于將導(dǎo)入反應(yīng)室101內(nèi)的氣體排 到反應(yīng)室101之外的排氣口 107。排氣口 107連接在無圖示的排氣泵上。
并且，在圖l及圖2所示的襯底處理器件中，能夠使用無圖示的高頻 電源，在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓。具體地說，作 為本實(shí)施例的特征，能夠在擋板104 (第1氣體分散部)和平面板105 (第 2氣體分散部)之間施加第1高頻電壓，并且，能夠在平面板105 (第2 氣體分散部)和下部電極102之間施加第2高頻電壓。這里，上述高頻電 源也可以連接在上部電極103上，或者也可以連接在下部電極102上。
其次，參照?qǐng)Dl對(duì)使用本實(shí)施例的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的成膜步驟的一 個(gè)例子進(jìn)行說明。首先，通過機(jī)構(gòu)105b使平面板105 (第2氣體分散部) 移動(dòng)到距擋板104 (第l氣體分散部)非常近的位置，然后，將被處理襯 底(晶片)100設(shè)置在下部電極102上，且一邊將被處理襯底100加熱到 40(TC左右， 一邊通過擋板104及平面板105將成膜用材料氣體(反應(yīng)氣 體)111從氣體導(dǎo)入口 106導(dǎo)入反應(yīng)室101的內(nèi)部。這里，通過使用無圖
示的高頻電源，在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓，來在
下部電極102和上部電極103之間的區(qū)域產(chǎn)生由反應(yīng)氣體111構(gòu)成的等離 子體112，且通過將被處理襯底100暴露在該等離子體112中，來在被處 理襯底100上進(jìn)行成膜?；蛘撸ㄟ^用加熱器(省略圖示)將下部電極102 加熱到40(TC左右進(jìn)行熱CVD，藉此方法在被處理襯底100上進(jìn)行成膜， 來代替進(jìn)行等離子體CVD。具體地說，向反應(yīng)室101內(nèi)，流入作為反應(yīng) 氣體111 (制造用氣體)的例如TEOS (四乙基原硅酸鹽)氣體、臭氣、 TEPO (磷酸三乙酯)氣體及TEB (三乙氧基硼)氣體，通過被處理襯底 100上的上述制造用氣體的熱反應(yīng)來制成BPSG (boron—dopedphospho— silicate glass )膜。
另外，在圖1所示的成膜步驟中，將擋板104 (第1氣體分散部)和 平面板105 (第2氣體分散部)之間的間隔設(shè)定為使被處理襯底100的表 面上的反應(yīng)氣體lll的分布(水平方向分布)均勻的間隔(例如，lmm左 右)。
并且，在圖1所示的成膜步驟中，由于兼作氣體淋浴器的上部電極103 由擋板104和平面板105構(gòu)成，因此通過用擋板104將從氣體導(dǎo)入口 106 導(dǎo)入的反應(yīng)氣體lll分散；且用平面板105將其更進(jìn)一步地分散，能夠使 在被處理襯底100上沉積的膜的均勻性提高。
其次，參照?qǐng)D2對(duì)使用本實(shí)施例的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的清洗步驟的一 個(gè)例子進(jìn)行說明。首先，在圖2所示的成膜步驟結(jié)束后，從反應(yīng)室101取 出被處理襯底100，然后，通過擋板104及平面板105從氣體導(dǎo)入口 106 向反應(yīng)室101的內(nèi)部導(dǎo)入用于進(jìn)行反應(yīng)室101內(nèi)的清洗的清洗氣體113， 例如C2F6氣體和NF3氣體等。此時(shí)，通過用機(jī)構(gòu)105b使平面板105下降， 來將平面板105 (第2氣體分散部)和擋板104 (第1氣體分散部)之間 的距離設(shè)定為由施加在兩板之間的高頻電壓(第1高頻電壓)來充分產(chǎn)生 等離子體的距離(例如，3 20mm左右)。其次，使用無圖示的高頻電源， 分別在平面板105和下部電極102之間施加高頻電壓(第2高頻電壓)， 在平面板105和擋板104之間施加第1高頻電壓。藉此方法，來在平面板 105 (第2氣體分散部)和下部電極102之間的區(qū)域產(chǎn)生由清洗氣體113 構(gòu)成的等離子體114，且在平面板105 (第2氣體分散部)和擋板104 (第
1氣體分散部)之間的區(qū)域產(chǎn)生由清洗氣體113構(gòu)成的等離子體115。通 過等離子體114及等離子體115，能夠分解除去附著在反應(yīng)室101的內(nèi)壁、
擋板104及在其上的氣體孔104a、和平面板105及在其上的氣體孔105a 等上的反應(yīng)生成物(主要是二氧化硅)。
特別是，根據(jù)本實(shí)施例，能夠通過在平面板105和擋板104之間產(chǎn)生 的等離子體115，來除去用以往的技術(shù)難以除去的附著在擋板104的氣體 孔104a上的反應(yīng)生成物。
另外，在第l實(shí)施例中，雖然使用了下部電極102作為襯底支撐部， 但是也可以不是下部電極102，而是在下部電極102和上部電極103之間 設(shè)置裝有被處理襯底100的襯底支撐部。
并且，在第1實(shí)施例中，設(shè)置了使平面板105沿上下方向(垂直方向) 移動(dòng)的機(jī)構(gòu)105b，以便能夠調(diào)整擋板104 (第1氣體分散部)和平面板105 (第2氣體分散部)之間的間隔。但是，本發(fā)明并不限定于此，也可以設(shè) 置使擋板104沿上下方向(垂直方向)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，此時(shí)，即可以設(shè)置機(jī) 構(gòu)105b，也可以不設(shè)置機(jī)構(gòu)105b。
并且，在第1實(shí)施例中，若擋板104能夠使從氣體導(dǎo)入口 106導(dǎo)入反 應(yīng)室101內(nèi)的氣體在襯底支撐部(下部電極102)和氣體導(dǎo)入口 106之間 分散，則對(duì)其形狀及配置不作特別地限制。例如，擋板104也可以由與本 實(shí)施例一樣的氣體分散部(第1氣體分散部)、和安裝在該頂部的用來隔 開該氣體分散部和反應(yīng)室101的頂部之間的空間的側(cè)部構(gòu)成。
并且，在第1實(shí)施例中，若平面板105能夠?qū)⒂蓳醢?04分散的氣體 在襯底支撐部(下部電極102)和擋板104之間更進(jìn)一步地分散，則對(duì)其 形狀及配置不作特別地限制。例如，平面板105也可以由兩端安裝在反應(yīng) 室IOI的側(cè)壁部的氣體分散部(第2氣體分散部)構(gòu)成。
并且，在第1實(shí)施例中，在圖2所示的清洗步驟中，同時(shí)在平面板105 和下部電極102之間施加第2高頻電壓、以及在平面板105和擋板104之 間施加第l高頻電壓，藉此方法，在平面板105和下部電極102之間的區(qū) 域產(chǎn)生等離子體U4，同時(shí)，在平面板105和擋板104之間的區(qū)域產(chǎn)生等 離子體115。但是，也可以通過分別設(shè)定進(jìn)行第1高頻電壓的施加的期間 和進(jìn)行第2高頻電壓的施加的期間，來分別設(shè)定用等離子體114進(jìn)行清洗
的期間和用等離子體115進(jìn)行清洗的期間。
并且，在第l實(shí)施例中，以化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件為對(duì)象，但是即使以其 它襯底處理器件，例如，使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu)及該器件的清洗)為對(duì)象來代替它，也能夠獲得同樣的效果。 (第2實(shí)施例)
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施例所涉及的襯底處理器件及其清 洗方法加以說明。
圖3表示第2實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(具體地說，化學(xué)氣相成
長(zhǎng)器件)的簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)。另外，在圖3中，對(duì)于與圖1及圖2所示的第
1實(shí)施例一樣的部件所標(biāo)注的相同符號(hào)，省略說明。
如圖3所示，在本實(shí)施例的襯底處理器件中，與第1實(shí)施例一樣，用 于產(chǎn)生等離子體的上部電極103，由擋板104和平面板105構(gòu)成，作為本 實(shí)施例的特征，在擋板104的側(cè)部的內(nèi)壁面安裝有第1加熱器121，并且 在平面板105的側(cè)部的外壁面安裝有第2加熱器122。另外，在本實(shí)施例 中，雖然平面板105的側(cè)部沒有通過第1實(shí)施例的機(jī)構(gòu)105b而是直接安 裝在反應(yīng)室101的頂部，當(dāng)然也可以設(shè)置該機(jī)構(gòu)105b。
在使用本實(shí)施例的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的成膜步驟中，與第1實(shí)施例一 樣，在下部電極102上設(shè)置了被處理襯底(晶片)100后，通過擋板104 及平面板105的各個(gè)氣體孔從氣體導(dǎo)入口 106向反應(yīng)室101的內(nèi)部導(dǎo)入制 造用氣體。這里，通過在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓， 來在下部電極102和上部電極103之間的區(qū)域產(chǎn)生由制造用氣體構(gòu)成的等 離子體，且通過將被處理襯底IOO暴露在該等離子體中，來在被處理襯底 IOO上進(jìn)行成膜?；蛘?，通過用加熱器(省略圖示)將下部電極102加熱 到400。C左右進(jìn)行熱CVD，藉此方法，在被處理襯底100上進(jìn)行成膜，來 代替進(jìn)行等離子體CVD。
并且，在使用本實(shí)施例的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的清洗步驟中，在結(jié)束了 上述成膜步驟后，從反應(yīng)室101取出被處理襯底100，然后， 一邊使反應(yīng) 室101內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臏p壓狀態(tài)， 一邊使用設(shè)置在擋板104的內(nèi)壁的第1加 熱器121和設(shè)置在平面板105的外壁的第2加熱器122，對(duì)擋板104及平 面板105進(jìn)行加熱。在不使用加熱器進(jìn)行加熱的以往的等離子體清洗中，
將各板加熱到IOO'C左右，但是在本實(shí)施例中，將擋板104及平面板105 加熱到15(TC以上，甚至加熱到較理想的20(TC以上。這樣一來，即使擋 板104的氣體孔104a和平面板105的氣體孔105a為細(xì)小的孔(細(xì)孔)， 各氣體孔也被加熱到與各板一樣的溫度。其結(jié)果，由于通過高溫和減壓氣 氛有效地使附著在擋板104的氣體孔104a和平面板105的氣體孔105a中 的反應(yīng)生成物蒸發(fā)或者揮發(fā)，因此能夠除去該反應(yīng)生成物。這里，對(duì)各板 的加熱溫度越高，上述效果越明顯，然而需要考慮對(duì)各板進(jìn)行加熱時(shí)O環(huán) 等的周邊部件的耐熱溫度(在現(xiàn)有情況下，耐熱溫度為20(TC左右的部件 較多)。但是，通過使用具有高耐熱溫度的部件作為O環(huán)等的周邊部件， 能夠?qū)⒏靼寮訜岬?0(TC左右。
另外，在第2實(shí)施例中，也可以在清洗步驟中不用等離子體。但是， 也可以將使用通過擋板104及平面板105將清洗氣體從氣體導(dǎo)入口 106導(dǎo) 入反應(yīng)室101內(nèi)且在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓而產(chǎn) 生的等離子體的清洗、和使用上述加熱器121及122的清洗同時(shí)進(jìn)行。此 時(shí)，與第l實(shí)施例一樣，也可以將平面板105 (第2氣體分散部)和擋板 104 (第1氣體分散部)之間的距離設(shè)定為通過高頻電壓充分地產(chǎn)生等離 子體的距離，分別在平面板105和擋板104之間施加第1高頻電壓，在平 面板105和下部電極102之間施加第2高頻電壓。這樣一來，在平面板105 和下部電極102之間的區(qū)域、以及平面板105和擋板104之間的區(qū)域就分 別產(chǎn)生由清洗氣體構(gòu)成的等離子體，通過各等離子體能夠分解除去附著在 反應(yīng)室101的內(nèi)壁、各板及各板的氣體孔等中的反應(yīng)生成物。
并且，雖然在第2實(shí)施例中，在擋板104的側(cè)部的內(nèi)壁面設(shè)置有第1 加熱器121，并且在平面板105的側(cè)部的外壁面設(shè)置有第2加熱器122， 但是也可以僅在其中任意一個(gè)板上設(shè)置加熱器來代替它。另外，對(duì)各板中 的加熱器的安裝位置沒有特別地限制。并且，在本實(shí)施例中，也可以不設(shè) 置擋板104及平面板105中的任意一方。
并且，在第2實(shí)施例中，以化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件為對(duì)象，但是即使以其 它襯底處理器件，例如，使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu)及該器件的清洗)為對(duì)象來代替它，也能夠獲得同樣的效果。 (第3實(shí)施例)
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施例所涉及的襯底處理器件及其清 洗方法加以說明。
圖4表示第3實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(具體地說，化學(xué)氣相成 長(zhǎng)器件)的簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)。另外，在圖4中，對(duì)與圖1及圖2所示的第1 實(shí)施例一樣的部件所標(biāo)注的相同符號(hào)，省略說明。
如圖4所示，在本實(shí)施例的襯底處理器件中，與第l實(shí)施例一樣，用 于產(chǎn)生等離子體的上部電極103，由擋板104和平面板105構(gòu)成，但是作 為本實(shí)施例的特征是，能夠?qū)⒊舨ㄕ駝?dòng)傳到擋板104也就是上部電極 103的超音波振動(dòng)源131被固定安裝在擋板104的頂部。另外，雖然在本 實(shí)施例中，平面板105的側(cè)部沒有通過第1實(shí)施例的機(jī)構(gòu)105b而是直接 安裝在反應(yīng)室101的頂部，但是當(dāng)然也可以設(shè)置該機(jī)構(gòu)105b。
在使用本實(shí)施例的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的成膜步驟中，與第1實(shí)施例一 樣，在下部電極102上設(shè)置了被處理襯底(晶片)100后，通過擋板104 及平面板105的各個(gè)氣體孔從氣體導(dǎo)入口 106向反應(yīng)室101的內(nèi)部導(dǎo)入制 造用氣體。這里，通過在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓， 來在下部電極102和上部電極103之間的區(qū)域產(chǎn)生由制造用氣體構(gòu)成的等 離子體，且通過將被處理襯底100暴露在該等離子體中，來在被處理襯底 IOO上進(jìn)行成膜。或者，通過用加熱器(省略圖示)將下部電極102加熱 到400。C左右進(jìn)行熱CVD，藉此方法在被處理襯底IOO上進(jìn)行成膜，來代 替進(jìn)行等離子體CVD。
并且，在使用本實(shí)施例的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的清洗步驟中，在結(jié)束了 上述成膜歩驟后，從反應(yīng)室101取出被處理襯底100，然后，使用超聲波 振動(dòng)源131使擋板104和平面板105振動(dòng)。這樣一來，能夠用機(jī)械的方法 有效地除去附著在擋板104的氣體孔104a和平面板105的氣體孔105a上 的反應(yīng)生成物。并且，此時(shí)，也可以通過擋板104及平面板105從氣體導(dǎo) 入口 106將清洗氣體132導(dǎo)入反應(yīng)室101內(nèi)，并且在下部電極102和上部 電極103之間施加高頻電壓，來進(jìn)行使用所產(chǎn)生的等離子體133的清洗。
另外，在第3實(shí)施例中，也可以在清洗步驟中不用等離子體。并且， 與第1實(shí)施例一樣，也可以將平面板105 (第2氣體分散部)和擋板104 (第1氣體分散部)之間的距離設(shè)定為通過高頻電壓充分地產(chǎn)生等離子體
的距離，分別在平面板105和擋板104之間施加第1高頻電壓，在平面板
105和下部電極102之間施加第2高頻電壓。這樣一來，在平面板105和 下部電極102之間的區(qū)域、以及在平面板105和擋板104之間的區(qū)域就分 別產(chǎn)生由清洗氣體構(gòu)成的等離子體，通過各等離子體能夠分解除去附著在 反應(yīng)室101的內(nèi)壁、各板及各板的氣體孔等上的反應(yīng)生成物。
并且，在第3實(shí)施例中，也可以一起進(jìn)行使用超聲波振動(dòng)源131的清 洗和使用加熱器的第2實(shí)施例的清洗。
并且，在第3實(shí)施例中，若設(shè)置超聲波振動(dòng)源131的地方為能夠?qū)⒊?聲波振動(dòng)傳到擋板104和平面板105的地方的話，則不作特別地限制。也 就是說，可以在由擋板104及平面板105構(gòu)成的上部電極103的任意地方 設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)超聲波振動(dòng)源。并且，在本實(shí)施例中，也可以不設(shè)置擋 板104及平面板105中的任意一方。
并且，在第3實(shí)施例中，以化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件為對(duì)象，但是即使以其 它襯底處理器件，例如，使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu)及該器件的清洗)為對(duì)象來代替它，也能夠獲得同樣的效果。 (第4實(shí)施例)
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施例所涉及的襯底處理器件及其清 洗方法加以說明。
圖5及圖6表示第4實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(具體地說，化學(xué) 氣相成長(zhǎng)器件)的簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)。另外，在圖5及圖6中，對(duì)與圖l及圖 2所示的第1實(shí)施例一樣的部件所標(biāo)注的相同符號(hào)，省略說明。
如圖5所示，雖然在本實(shí)施例的襯底處理器件中，與第1實(shí)施例一樣， 用于產(chǎn)生等離子體的上部電極103，由擋板104和平面板105構(gòu)成，但是 作為本實(shí)施例的特征是，在氣體導(dǎo)入口 106和擋板104之間(也就是，被 擋板104圍繞的空間)，設(shè)置有與擋板104上的多個(gè)氣體孔104a中的至少 位于板周邊部分的氣體孔104a (也就是，在下述的成膜步驟中產(chǎn)生的反應(yīng) 生成物較易附著的氣體孔104a)對(duì)著的多個(gè)針形結(jié)構(gòu)141。也就是說，各 個(gè)針形結(jié)構(gòu)141與相應(yīng)的氣體孔104a對(duì)著。并且，各個(gè)針形結(jié)構(gòu)141連 接在能夠使它們沿上下方向(垂直方向)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)142上。也就是說， 如圖6所示，能夠使用機(jī)構(gòu)142使各個(gè)針形結(jié)構(gòu)141插進(jìn)擋板104上所規(guī) 定的氣體孔104a中。
另外，雖然在本實(shí)施例中，平面板105的側(cè)部沒有通過第1實(shí)施例的 機(jī)構(gòu)105b而是直接安裝在反應(yīng)室101的頂部，但是當(dāng)然也可以設(shè)置該機(jī) 構(gòu)105b。
在使用本實(shí)施例的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的成膜步驟中，在不使各個(gè)針形 結(jié)構(gòu)141插進(jìn)擋板104的氣體孔104a中的狀態(tài)下(參照?qǐng)D5)，與第1實(shí) 施例一樣，在下部電極102上設(shè)置了被處理襯底(晶片)100后，通過擋 板104及平面板105中的各個(gè)氣體孔從氣體導(dǎo)入口 106向反應(yīng)室101的內(nèi) 部導(dǎo)入制造用氣體。這里，通過在下部電極102和上部電極103之間施加 高頻電壓，來在下部電極102和上部電極103之間的區(qū)域產(chǎn)生由制造用氣 體構(gòu)成的等離子體，且通過將被處理襯底100暴露在該等離子體中，來在 被處理襯底100上進(jìn)行成膜。或者，通過用加熱器(省略圖示)將下部電 極102加熱到40(TC左右進(jìn)行熱CVD，藉此方法在被處理襯底100上進(jìn)行 成膜，來代替進(jìn)行等離子體CVD。
并且，在使用本實(shí)施例的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的清洗步驟中，在結(jié)束了 上述成膜步驟后，與第1實(shí)施例一樣，從反應(yīng)室101取出被處理襯底100， 然后，通過擋板104及平面板105從氣體導(dǎo)入口 106將清洗氣體導(dǎo)入反應(yīng) 室101的內(nèi)部，并且通過在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電 壓產(chǎn)生等離子體，來在反應(yīng)室101內(nèi)進(jìn)行使用該等離子體的清洗。在該清 洗步驟的前后或者清洗步驟中，作為本實(shí)施例的特征，如圖6所示，通過 使用機(jī)構(gòu)142使各個(gè)針形結(jié)構(gòu)141下降，來將各個(gè)針形結(jié)構(gòu)141同時(shí)插進(jìn) 擋板104中所規(guī)定的氣體孔104a中，藉此方法，擠出并且除去附著在氣 體孔104a的內(nèi)壁面上的反應(yīng)生成物。也就是說，通過一起使用由各個(gè)針 形結(jié)構(gòu)141進(jìn)行的清洗和由等離子體進(jìn)行的清洗，能夠進(jìn)行效率較好的清 洗。
另外，在第4實(shí)施例中，也可以在清洗步驟中不用等離子體。也就是 說，也可以在清洗步驟中僅進(jìn)行使用各個(gè)針形結(jié)構(gòu)141的清洗。并且，在 進(jìn)行使用等離子體的清洗時(shí)，與第1實(shí)施例一樣，也可以將平面板105 (第 2氣體分散部)和擋板104 (第1氣體分散部)之間的距離設(shè)定為通過高 頻電壓充分地產(chǎn)生等離子體的距離，分別在平面板105和擋板104之間施
加第1高頻電壓，在平面板105和下部電極102之間施加第2高頻電壓。
這樣一來，在平面板105和下部電極102之間的區(qū)域、以及平面板105和 擋板104之間的區(qū)域就分別產(chǎn)生由清洗氣體構(gòu)成的等離子體，能夠通過各 等離子體分解除去附著在反應(yīng)室101的內(nèi)壁、各板及各板的氣體孔等中的 反應(yīng)生成物。
并且，在第4實(shí)施例中，也可以一起使用由各個(gè)針形結(jié)構(gòu)141進(jìn)行的 清洗，由加熱器進(jìn)行的第2實(shí)施例的清洗或者(以及)由超聲波振動(dòng)源進(jìn) 行的第3實(shí)施例的清洗。
并且，雖然在第4實(shí)施例中，設(shè)置了與擋板104中所規(guī)定的氣體孔104a 相對(duì)應(yīng)的數(shù)目的針形結(jié)構(gòu)141，但是也可以設(shè)置與擋板104中的所有氣體 孔104a相對(duì)應(yīng)的數(shù)目的針形結(jié)構(gòu)141來代替它。并且，在本實(shí)施例中， 也可以不設(shè)置平面板105。
并且，雖然在第4實(shí)施例中，以化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件為對(duì)象，但是即使 以其它襯底處理器件，例如，使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別 是電極結(jié)構(gòu)及該器件的清洗)為對(duì)象來代替它，也能夠獲得同樣的效果。 (第5實(shí)施例)
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施例所涉及的襯底處理器件及其清 洗方法加以說明。
圖7及圖8表示第5實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(具體地說，化學(xué) 氣相成長(zhǎng)器件)的簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)。另外，在圖7及圖8中，對(duì)與圖l及圖 2所示的第1實(shí)施例一樣的部件所標(biāo)注的相同符號(hào)，省略說明。
如圖7及圖8所示，雖然在本實(shí)施例的襯底處理器件中，與第1實(shí)施 例一樣，用于產(chǎn)生等離子體的上部電極103，由擋板104和平面板105構(gòu) 成，但是作為本實(shí)施例的特征是，在平面板105的下側(cè)設(shè)置有能夠插進(jìn)平 面板105的各個(gè)氣體孔105a中的多個(gè)針形結(jié)構(gòu)151。并且，各個(gè)針形結(jié)構(gòu) 151連接在能夠使它們沿上下方向(垂直方向)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)152上。
另外，雖然在本實(shí)施例中，平面板105的側(cè)部沒有通過第1實(shí)施例的 機(jī)構(gòu)105b而是直接安裝在反應(yīng)室101的頂部，但是當(dāng)然也可以設(shè)置該機(jī) 構(gòu)105b。
在使用本實(shí)施例的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的成膜步驟中，如圖7所示，各
個(gè)針形結(jié)構(gòu)151與機(jī)構(gòu)152—起被收進(jìn)兼作襯底支撐部的下部電極102內(nèi)。
這里，各個(gè)針形結(jié)構(gòu)151被設(shè)置在與平面板105的各個(gè)氣體孔105a的位 置對(duì)著的位置上。在此狀態(tài)下，與第l實(shí)施例一樣，在下部電極102上設(shè) 置了被處理襯底(晶片)100后，通過擋板104及平面板105的各個(gè)氣體 孔從氣體導(dǎo)入口 106向反應(yīng)室101的內(nèi)部導(dǎo)入制造用氣體。這里，通過在 下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓，來在下部電極102和上 部電極103之間的區(qū)域產(chǎn)生由制造用氣體構(gòu)成的等離子體，且通過將被處 理襯底100暴露在該等離子體中，來在被處理襯底100上進(jìn)行成膜。或者， 通過用加熱器(省略圖示)將下部電極102加熱到40(TC左右進(jìn)行熱CVD， 藉此方法在被處理襯底IOO上進(jìn)行成膜，來代替進(jìn)行等離子體CVD。
并且，在使用本實(shí)施例的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件的清洗步驟中，在結(jié)束了 上述成膜步驟后，與第1實(shí)施例一樣，從反應(yīng)室101取出被處理襯底100， 然后，通過擋板104及平面板105從氣體導(dǎo)入口 106將清洗氣體導(dǎo)入反應(yīng) 室101的內(nèi)部，并且通過在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電 壓產(chǎn)生等離子體，來在反應(yīng)室101內(nèi)進(jìn)行使用該等離子體的清洗。在該清 洗步驟的前后或者清洗步驟中，作為本實(shí)施例的特征，如圖8所示，通過 使用機(jī)構(gòu)152使各個(gè)針形結(jié)構(gòu)151上升，換句話說，通過使各個(gè)針形結(jié)構(gòu) 151從為襯底支撐部的下部電極102伸出，來使各個(gè)針形結(jié)構(gòu)151同時(shí)插 進(jìn)平面板105的各個(gè)氣體孔105a中，藉此方法，擠出附著在氣體孔105a 的內(nèi)壁面的反應(yīng)生成物，且將其除去。也就是說，通過一起使用由各個(gè)針 形結(jié)構(gòu)151進(jìn)行的清洗和由等離子體進(jìn)行的清洗，能夠進(jìn)行效率較好的清 洗。
另外，在第5實(shí)施例中，也可以在清洗步驟中不用等離子體。也就是 說，也可以在清洗步驟中僅進(jìn)行使用各個(gè)針形結(jié)構(gòu)151的清洗。并且，當(dāng) 進(jìn)行使用等離子體的清洗時(shí)，與第1實(shí)施例一樣，也可以將平面板105 (第 2氣體分散部)和擋板104 (第1氣體分散部)之間的距離設(shè)定為通過高 頻電壓充分地產(chǎn)生等離子體的距離，分別在平面板105和擋板104之間施 加第1高頻電壓，在平面板105和下部電極102之間施加第2高頻電壓。 這樣一來，在平面板105和下部電極102之間的區(qū)域、以及在平面板105 和擋板104之間的區(qū)域就分別產(chǎn)生由清洗氣體構(gòu)成的等離子體，通過各等
離子體能夠分解除去附著在反應(yīng)室101的內(nèi)壁、各板及各板的氣體孔等上 的反應(yīng)生成物。
并且，在第5實(shí)施例中，也可以對(duì)平面板105的氣體孔105a —起進(jìn) 行使用針形結(jié)構(gòu)151的清洗、使用加熱器的第2實(shí)施例的清洗、使用超聲 波振動(dòng)源的第3實(shí)施例的清洗或者(以及)對(duì)擋板104的氣體孔104a進(jìn) 行使用針形結(jié)構(gòu)的第4實(shí)施例的清洗。
并且，雖然在第5實(shí)施例中，設(shè)置了與平面板105的所有氣體孔105a 相對(duì)應(yīng)的數(shù)目的針形結(jié)構(gòu)151，但是也可以設(shè)置與平面板105中所規(guī)定的 氣體孔105a (例如，在成膜步驟中產(chǎn)生的反應(yīng)生成物較易附著的周邊附近 的氣體孔105a)相對(duì)應(yīng)的數(shù)目的針形結(jié)構(gòu)151。并且，在本實(shí)施例中，也 可以不設(shè)置擋板104。
并且，雖然在第5實(shí)施例中，在成膜步驟時(shí)，將各個(gè)針形結(jié)構(gòu)151收 進(jìn)了下部電極102內(nèi)，但是也可以使各個(gè)針形結(jié)構(gòu)151退避到不成為成膜 步驟的障礙的其它地方來代替它。
并且，在第5實(shí)施例中，以化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件為對(duì)象，但是即使以其 它襯底處理器件，例如，使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu)及該器件的清洗)為對(duì)象來代替它，也能夠獲得同樣的效果。 (第6實(shí)施例)
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第6實(shí)施例所涉及的襯底處理器件加以說明。
圖9表示第6實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(具體地說，化學(xué)氣相成 長(zhǎng)器件)的簡(jiǎn)要剖面結(jié)構(gòu)。另夕卜，在圖9中，對(duì)與圖1及圖2所示的第1 實(shí)施例一樣的部件所標(biāo)注的相同符號(hào)，省略說明。
如圖9所示，雖然在本實(shí)施例的襯底處理器件中，與第1實(shí)施例一樣， 用于產(chǎn)生等離子體的上部電極103，由擋板104和平面板105構(gòu)成，但是 作為本實(shí)施例的特征是，通過使從氣體導(dǎo)入口 106導(dǎo)入的制造用氣體分散 而能夠在被處理襯底周邊部成膜的擋板104上的、多個(gè)氣體孔中的設(shè)置在 板周邊部的氣體孔104b的尺寸大于設(shè)置在板中心部的氣體孔104a的尺 寸。這里，當(dāng)各個(gè)孔的平面形狀為例如圓形時(shí)，氣體孔104a或者104b的 尺寸是指直徑。具體地說，板中心部的氣體孔104a的尺寸(直徑)為0.6mm，
而板周邊部的氣體孔104b的尺寸(直徑)為1.2mm。
另外，在本實(shí)施例中，設(shè)置在平面板105的多個(gè)氣體孔105a在整個(gè) 板上具有相同的尺寸。并且，雖然在本實(shí)施例中，平面板105的側(cè)部沒有 通過第1實(shí)施例的機(jī)構(gòu)105b而是直接安裝在反應(yīng)室101的頂部，但是當(dāng) 然也可以設(shè)置該機(jī)構(gòu)105b。
如在發(fā)明內(nèi)容中所述，在以往的氣相成長(zhǎng)器件中，成膜時(shí)反應(yīng)生成物 較易附著在擋板和平面板的氣體孔的出入口和內(nèi)壁面。事實(shí)上己經(jīng)確認(rèn)反 應(yīng)生成物特別容易附著在擋板周邊附近的氣體孔中。
而在本實(shí)施例中，在擋板104中，使板周邊部的氣體孔104b的尺寸 (例如，直徑)大于板中心部的氣體孔104a的尺寸(例如，直徑)，通過 此方法能夠使成膜用的氣體(制造用氣體)滯留在板周邊部的氣體孔104b 的時(shí)間縮短。故，由于能夠抑制因該氣體的反應(yīng)而產(chǎn)生的附著物附著在板 周邊部的氣體孔104b上，因此也能夠減少在重復(fù)進(jìn)行成膜步驟時(shí)被處理 襯底面內(nèi)(晶片面內(nèi))的膜厚度均勻性變壞的概率。
另外，在第6實(shí)施例中，以擋板104的氣體孔為對(duì)象，使設(shè)置在板周 邊部的氣體孔104b的尺寸大于設(shè)置在板中心部的氣體孔104a的尺寸。而 對(duì)于平面板的氣體孔，由于該大小(氣體孔直徑)為決定氣體的最終流速 的要素，因此最好使其在板的整個(gè)面上為同一直徑。但是，也可以在所規(guī) 定的限制條件下，使平面板105周邊部的氣體孔的尺寸大于該板中心部的 氣體孔的尺寸，此時(shí)，即可以不使擋板104的氣體孔直徑變化，也可以使 擋板104的氣體孔直徑變化。并且，在本實(shí)施例中，也可以不設(shè)置擋板104 及平面板105中的任意一方(在板周邊部和板中心部之間不使氣體孔尺寸 變化的一方)。
并且，在第6實(shí)施例中，以化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件為對(duì)象，但是即使以其 它襯底處理器件，例如，使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu))為對(duì)象來代替它，也能夠獲得同樣的效果。并且，在板周邊部和 板中心部之間不使氣體孔尺寸變化的本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)也可以適用于第l 第5實(shí)施例的襯底處理器件。 (第7實(shí)施例)
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第7實(shí)施例所涉及的襯底處理器件加以說
明。
圖10 (a)表示第7實(shí)施例所涉及的襯底處理器件(具體地說，化學(xué) 氣相成長(zhǎng)器件)的平面板中的氣體孔的剖面結(jié)構(gòu)。另外，本實(shí)施例的襯底
處理器件的基本結(jié)構(gòu)與圖11 (a)及圖11 (b)所示的以往的器件，或者 圖1 圖9所示的本發(fā)明的第1 第6實(shí)施例的器件一樣。具體地說，本 實(shí)施例與以往結(jié)構(gòu)和第1 第6實(shí)施例具有不同的氣體孔(平面板的氣體 孔)的剖面結(jié)構(gòu)。以下，在本實(shí)施例的襯底處理器件的基本結(jié)構(gòu)與圖9所 示的第6實(shí)施例(除去在板周邊部和板中心部之間使氣體孔的尺寸變化的 結(jié)構(gòu)) 一樣的前提下，對(duì)為本實(shí)施例的特征的平面板105的氣體孔105a 的結(jié)構(gòu)加以說明。另外，為了與本實(shí)施例進(jìn)行比較，在圖10 (b)及圖10 (c)中表示了以往的襯底處理器件的平面板15中的氣體孔15a的剖面結(jié)
在以往的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件中，如圖10 (b)所示，為了使氣體(反 應(yīng)氣體21)的流速穩(wěn)定為一定的速度，有時(shí)候?qū)怏w孔15a的尺寸(例如， 直徑)設(shè)計(jì)成從途中開始變細(xì)的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，因使氣體孔15a從途中開始 變細(xì)而產(chǎn)生的傾斜面(氣體孔15a的內(nèi)壁面的一部分)相對(duì)于氣體21的 流動(dòng)方向(沿著圖中虛線的方向)的傾斜角度9大于等于50° 。該傾斜角 度的大小取決于在平面板15上設(shè)置氣體孔15a所用的鉆孔機(jī)刀刃前端的 角度。
本案發(fā)明者們指出了在這樣的以往的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件中所產(chǎn)生的 下述問題。也就是說，如圖10 (b)所示，在平面板15的氣體孔15a變細(xì) 的部分(中間變細(xì)的部分)中氣體21發(fā)生亂流31，該亂流31成為氣體 21的一部分逆流或者滯留的原因，其結(jié)果，由于對(duì)氣體孔15a的傾斜面也 提供有氣體21，因此造成反應(yīng)生成物32附著在氣體孔15a的內(nèi)壁面，如 圖10 (c)所示。
而雖然在本實(shí)施例中，與以往一樣，平面板105的各個(gè)氣體孔105a 中的氣體(制造用氣體)111的入口側(cè)的尺寸大于該氣體111的出口側(cè)的 尺寸，但是將由于使氣體孔105a從途中變細(xì)而產(chǎn)生的傾斜面(氣體孔105a 的內(nèi)壁面的一部分)相對(duì)于氣體111的流動(dòng)方向(沿著圖中的虛線的方向) 的傾斜角度e設(shè)定為小于等于45。，如圖IO (a)所示。故，由于能夠防 止氣體孔105a內(nèi)的亂流的發(fā)生，因此能夠減少在氣體孔105a的內(nèi)壁面的 因成膜用的制造用氣體lll而帶來的反應(yīng)生成物的附著量。所以，由于即 使多次重復(fù)膜形成步驟，也能夠避免因反應(yīng)生成物的附著而使氣體孔105a 的實(shí)際尺寸變小的現(xiàn)象，因此通過氣體孔105a的氣體111的量不會(huì)變得 不穩(wěn)定。其結(jié)果，即使重復(fù)進(jìn)行成膜步驟時(shí)，也能夠防止在被處理襯底面 (晶片面)上形成的膜的膜厚度逐漸變得不均勻的現(xiàn)象。
另外，在第7實(shí)施例中，為了使氣體的流速穩(wěn)定，最好氣體孔105a 的內(nèi)壁面中的傾斜面的傾斜角度至少大于等于10。。
并且，在第7實(shí)施例中，以平面板105的氣體孔105a為對(duì)象，將氣 體孔105a的內(nèi)壁面中的傾斜面的傾斜角度設(shè)定成所規(guī)定的值以下。但是 也可以以擋板104的氣體孔104a為對(duì)象，將氣體孔104a的內(nèi)壁面中的傾 斜面的傾斜角度設(shè)定成所規(guī)定的值以下，此時(shí)，即可以不將氣體孔105a 的內(nèi)壁面中的傾斜面的傾斜角度設(shè)定成所規(guī)定的值以下，也可以將氣體孔 105a的內(nèi)壁面中的傾斜面的傾斜角度設(shè)定成所規(guī)定的值以下。并且，在本 實(shí)施例中，也可以不設(shè)置擋板104及平面板105中的任意一方(不將傾斜 面的傾斜角度設(shè)定為所規(guī)定的值以下的一方)。
并且，在第7實(shí)施例中，以化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件為對(duì)象，但是即使以其 它襯底處理器件，例如，使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu))為對(duì)象來代替它，也能夠獲得同樣的效果。并且，將板上的氣體 孔的內(nèi)壁面中的傾斜面的傾斜角度設(shè)定為所規(guī)定的值以下的本實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)也可以適用于第1 第6實(shí)施例的襯底處理器件。
工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明涉及襯底處理器件中的與清洗有關(guān)的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)、和具有該結(jié)構(gòu)的器件的清洗方法，對(duì)使用了用于形成半導(dǎo)體器件 用的薄膜的化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件等場(chǎng)合特別有用。
權(quán)利要求
1、一種襯底處理器件，其特征在于包括能夠減壓的反應(yīng)室；設(shè)置在上述反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部；設(shè)置在上述反應(yīng)室的壁部、向上述反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入口；以及設(shè)置在上述反應(yīng)室內(nèi)的上述襯底支撐部和上述氣體導(dǎo)入口之間、具有將從上述氣體導(dǎo)入口向上述反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的上述氣體分散的多個(gè)孔的板；上述多個(gè)孔的每個(gè)孔中的、上述氣體的入口側(cè)的尺寸均大于上述氣體的出口側(cè)的尺寸；上述多個(gè)孔的每個(gè)孔的內(nèi)壁面的至少一部分相對(duì)于上述氣體的流動(dòng)方向的傾斜角度小于等于45°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種襯底處理器件，能夠抑制由于反應(yīng)生成物附著在化學(xué)氣相成長(zhǎng)器件等中的成膜用氣體淋浴器的氣體孔內(nèi)壁等，而造成的氣體孔直徑在每次重復(fù)進(jìn)行成膜處理時(shí)變窄的現(xiàn)象，防止所形成的膜的膜厚度均勻性變差。包括能夠減壓的反應(yīng)室；設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部；設(shè)置在反應(yīng)室的壁部、向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入口；以及設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間、具有將從氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個(gè)孔的板；多個(gè)孔的每個(gè)孔中的、氣體的入口側(cè)的尺寸均大于氣體的出口側(cè)的尺寸；多個(gè)孔的每個(gè)孔的內(nèi)壁面的至少一部分相對(duì)于氣體的流動(dòng)方向的傾斜角度小于等于45°。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK101174554SQ20071019345
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月7日
發(fā)明者上田聰, 佐藤宏行, 內(nèi)島秀人, 松原俊夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社