襯底處理裝置、半導(dǎo)體器件的制造方法以及氣體整流部的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及襯底處理裝置、半導(dǎo)體器件的制造方法以及氣體整流部。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大規(guī)模集成電路(Large Scale Integrated Circuit:以下簡稱為LSI)的高集成化，電路圖案的微細化在不斷發(fā)展。
[0003]為了在狹小的面積上集成大量半導(dǎo)體器件，必須將器件的尺寸形成得很小，因此，就必須縮小所要形成的圖案的寬度和間隔。
[0004]由于近幾年的微細化，對于埋入微細結(jié)構(gòu)，尤其是向縱向很深、或橫向很窄的空隙結(jié)構(gòu)(槽)內(nèi)埋入氧化物，用CVD法進行的埋入方法正逐漸達到技術(shù)上的極限。另外，由于晶體管的微細化，要求形成薄且均勻的柵絕緣膜和柵電極。進一步地，為了提高半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)率，要求縮短每一張襯底的處理時間。
[0005]另外，為了提高半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)率，要求提高對襯底的整個面內(nèi)的處理均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]近幾年的以LS1、DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器、Dynamic Random Access Memory)和閃存(Flash Memory)為代表的半導(dǎo)體器件的最小加工尺寸變得比30nm的寬度還小，而且膜厚也變得很薄，在保持品質(zhì)的同時，微細化、制造生產(chǎn)能力(through-put)的提高和對襯底的處理均勻性的提高變得越來越難。
[0007]本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠使形成于襯底上的膜的特性和對襯底面內(nèi)的處理均勻性提高、并使制造生產(chǎn)能力提高的襯底處理裝置、半導(dǎo)體器件的制造方法以及氣體整流部。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方案，提供一種襯底處理裝置，包括:處理室，收納襯底；襯底支承部，載置所述襯底；第一氣體供給部，向所述襯底供給第一氣體；第二氣體供給部，向所述襯底供給第二氣體；以及流導(dǎo)調(diào)節(jié)部，設(shè)有使從多處供給的吹掃氣體壓力均衡的氣體均壓部，向所述襯底支承部的外周端側(cè)供給由該氣體均壓部進行壓力均衡后的吹掃氣體，并至少調(diào)節(jié)所述第一氣體或第二氣體中任一方的排氣流導(dǎo)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種具有均壓部的半導(dǎo)體器件的制造方法，包括:將襯底收納到處理室內(nèi)的工序；將所述襯底載置到所述襯底支承部上的工序；向所述襯底供給第一氣體的工序；向所述襯底供給第二氣體的工序；以及，具有使從多處供給的吹掃氣體壓力均衡的氣體均壓部，向所述襯底支承部的外周端側(cè)供給由該氣體均壓部進行壓力均衡后的吹掃氣體，并至少調(diào)節(jié)所述第一氣體或所述第二氣體中任一方的排氣流導(dǎo)的工序。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的又一方案，提供一種氣體整流部，設(shè)置在具備設(shè)有支承襯底的襯底支承部的處理室的襯底處理裝置上，包括:開口，供向所述襯底供給的第一氣體和第二氣體通過；和流導(dǎo)調(diào)節(jié)部，設(shè)有使從多處供給的吹掃氣體壓力均衡的氣體均壓部，向所述襯底支承部的外周端側(cè)供給由該氣體均壓部進行壓力均衡后的吹掃氣體。
[0011]發(fā)明效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明的襯底處理裝置、半導(dǎo)體器件的制造方法以及氣體整流部，能夠使形成于襯底上的膜的特性和對襯底面內(nèi)的處理均勻性提高，并使制造生產(chǎn)能力提高。
【附圖說明】
[0013]圖1是一個實施方式的襯底處理裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是表示一個實施方式的襯底載置臺與氣體整流部的位置關(guān)系的示意圖。
[0015]圖3是一個實施方式的氣體整流部與流導(dǎo)調(diào)節(jié)部的示例。
[0016]圖4是一個實施方式的氣體整流部與流導(dǎo)調(diào)節(jié)部的示例。
[0017]圖5是一個實施方式的控制器的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖6是一個實施方式的襯底處理工序的流程圖。
[0019]圖7是一個實施方式的襯底處理工序的順序圖。
[0020]圖8是其他實施方式的襯底處理工序的順序圖。
[0021]圖9是其他實施方式的襯底處理工序的順序圖。
[0022]圖10是其他實施方式的氣體整流部與流導(dǎo)調(diào)節(jié)部的示例。
[0023]圖11是其他實施方式的氣體整流部與流導(dǎo)調(diào)節(jié)部的示例。
[0024]圖12是其他實施方式的氣體整流部與流導(dǎo)調(diào)節(jié)部的示例。
[0025]圖13是其他實施方式的氣體整流部的結(jié)構(gòu)例。
[0026]圖14是其他實施方式的氣體整流部支承機構(gòu)的結(jié)構(gòu)例。
[0027]圖15是其他實施方式的氣體整流部與流導(dǎo)調(diào)節(jié)部的示例。
[0028]附圖標(biāo)記說明
[0029]200-晶片(襯底)、201-處理室、202-處理容器、212-襯底載置臺、213-加熱器、221-排氣口(第一排氣部)、234-氣體整流部、231-蓋、250-遠程等離子體單元(激勵部)
【具體實施方式】
[0030]以下，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0031]〈第一實施方式〉
[0032]以下，根據(jù)附圖對第一實施方式進行說明。
[0033](1)襯底處理裝置的結(jié)構(gòu)
[0034]首先，對第一實施方式的襯底處理裝置進行說明。
[0035]對本實施方式的處理裝置100進行說明。襯底處理裝置100是形成絕緣膜或金屬膜等的單元，如圖1所示，構(gòu)成為單片式襯底處理裝置。
[0036]如圖1所示，襯底處理裝置100具有處理容器202。處理容器202例如構(gòu)成為橫截面為圓形且扁平的密閉容器。另外，處理容器202例如由鋁(A1)、不銹鋼(SUS)等金屬材料或石英構(gòu)成。在處理容器202內(nèi)，形成有對作為襯底的硅晶片等晶片200進行處理的處理空間(處理室)201、輸送空間203。處理容器202由上部容器202a與下部容器202b構(gòu)成。在上部容器202a與下部容器202b之間設(shè)置有分隔板204。將由上部容器202a包圍而成的空間、即分隔板204上方的空間稱為處理空間201，將由下部容器202b包圍而成的空間、SP分隔板204下方的空間稱為輸送空間203。
[0037]在下部容器202b的側(cè)面上，設(shè)置有與閘閥205鄰接的襯底輸送出入口 206。晶片200經(jīng)由襯底輸送出入口 206而在與未圖示的輸送室之間移動。在下部容器202b的底部，設(shè)置有多個升降銷207。進一步地，下部容器202b為接地電位。
[0038]在處理空間201內(nèi)，設(shè)置有支承晶片200的襯底支承部210。襯底支承部210主要包括載置晶片200的載置面211、表面上具有載置面211的載置臺212、和內(nèi)置于襯底載置臺212內(nèi)的作為加熱部的加熱器213。在襯底載置臺212上的與升降銷207對應(yīng)的位置上分別設(shè)置有供升降銷207貫通的貫通孔214。
[0039]襯底載置臺212由軸217支承。軸217貫穿處理容器202的底部，并進一步在處理容器202的外部與升降機構(gòu)218連接。通過使升降機構(gòu)218動作并使軸217及支承臺212升降，能夠使載置于載置面211上的晶片200升降。此外，軸217下端部的周圍由波紋管(bellows) 219包覆，從而將處理空間201內(nèi)保持氣密。
[0040]在輸送晶片200時，襯底載置臺212下降到襯底支承臺以使載置面211達到襯底輸送出入口 206的位置(晶片輸送位置)，在處理晶片200時，如圖1所示，晶片200上升到處理室201內(nèi)的處理位置(晶片處理位置)。
[0041]具體來說，在使襯底載置臺212下降到晶片輸送位置之后，變成升降銷207的上端部從載置面211的上表面突出，且升降銷207從下方支承晶片200。另外，在使襯底載置臺212上升到晶片處理位置之后，變成升降銷207從載置面211的上表面埋入，且載置面211從下方支承晶片200。此外，升降銷207由于與晶片200直接接觸，所以例如優(yōu)選為由石英、氧化招等材料形成。
[0042](排氣系統(tǒng))
[0043]在處理空間201 (上部容器202a)的內(nèi)壁上，設(shè)置有作為排出處理空間201的氣氛的第一排氣部的排氣口 221。在排氣口 221上連接有排氣管222，在排氣管222上依次串聯(lián)連接有將處理空間201內(nèi)部控制在規(guī)定壓力的APC(Auto Pressure Controller、自動壓力控制器)等壓力調(diào)節(jié)器223、真空栗224。主要由排氣口 221、排氣管222、和壓力調(diào)節(jié)器223構(gòu)成排氣系統(tǒng)(排氣線路)220。此外，還可以將真空栗224增加到排氣系統(tǒng)(排氣線路)220結(jié)構(gòu)的一部分中。
[0044](氣體導(dǎo)入口)
[0045]在設(shè)于處理空間201上部的后述氣體整流部234的上表面(頂壁)上，設(shè)置有用于向處理空間201內(nèi)供給各種氣體的氣體導(dǎo)入口 241。關(guān)于與氣體導(dǎo)入口 241連接的氣體供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，詳見后述。
[0046](氣體整流部)
[0047]在氣體導(dǎo)入口 241與處理空間201之間設(shè)置有氣體整流部234。氣體整流部234至少具有供處理氣體穿過的開口 234d。氣體整流部234通過固定器具235而安裝在蓋231上。氣體導(dǎo)入口 241與蓋231連接，從氣體導(dǎo)入口 241導(dǎo)入的氣體經(jīng)由設(shè)于蓋231上的孔231a和氣體整流部234而向晶片200供給。此外，氣體整流部234還可以構(gòu)成為室蓋組件(chamber lid assembly)的側(cè)壁。另外，氣體導(dǎo)入口 241還作為氣體分散通道發(fā)揮作用，所供給的氣體環(huán)繞整個襯底分散。
[0048]在此，本發(fā)明的發(fā)明人們發(fā)現(xiàn):隨著晶片200尺寸的大型化、和形成在晶片200上的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的微細化/結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化等，作為對晶片200的處理均勻性降低的原因，如圖2所示的、氣體整流部234與襯底載置臺212的平行度發(fā)生了微小偏差(不在同一平行面內(nèi))。在此平行度是指在氣體整流部234與襯底載置臺212的外周之間沿圓周方向構(gòu)成的氣體流路251的高度。由于該平行度的偏差，會產(chǎn)生晶片200外周的圓周方向上的流導(dǎo)(conductance)不同的區(qū)域，氣體的供給和排出無法變得均勾。另外，若襯底大型化成450_等，則精密地調(diào)節(jié)該平行度將變得更加困難。例如，有時圖2左側(cè)所示的氣體整流部234與襯底載置臺212的距離X比圖2右側(cè)所示的距離Y短。距離X是與襯底載置臺212的外周的一部分對應(yīng)的氣體流路251a的高度。距離Y是氣體流路251中的、與不同于氣體流路251a的部分(另一部分)對應(yīng)的氣體流路251b的高度。例如，氣體整流部234與襯底載置臺212的距離在0.5mm?5mm的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，例如即使設(shè)定為2mm左右，有時是距離X為1.8mm且距離Y為2.2mm。這種情況下，與距離X側(cè)相比，從氣體導(dǎo)入口 241供給的氣體更多地流向距離Y側(cè)。即，距離X側(cè)的氣體流動容易性(流導(dǎo))與距離Y側(cè)的流導(dǎo)相比變小。其結(jié)果是，距離X側(cè)的膜厚與距離Y側(cè)相比變薄。另外，即使在膜厚相同地形成的情況下，有時也以膜質(zhì)在距離X側(cè)與距離Y側(cè)不同的方式形成。即使距離X與距離Y之差以0.1mm的單位存在，也會對晶片200的處理均勻性造成影響。作為解決這種處理均勻性惡化的課題的方法，本發(fā)明的發(fā)明人們考慮對氣體整流部234外周側(cè)的氣體流動容易性(流導(dǎo))進行調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)了通過設(shè)置流導(dǎo)調(diào)節(jié)部來調(diào)節(jié)外周側(cè)的流導(dǎo)。
[0049](流導(dǎo)調(diào)節(jié)部)
[0050]流導(dǎo)調(diào)節(jié)部例如如圖1、圖2、圖3、圖4所示，通過在氣體整流部234上形成均壓部分隔板301a、301b、作為氣體均壓部的第一氣體均壓空間302a、第二氣體均壓空間302b、第一氣體導(dǎo)入孔303a、第二氣體導(dǎo)入孔303b、第一吹掃噴嘴304a、和第二吹掃噴嘴304b而構(gòu)成。
[0051]在由均壓部分隔板301a、301b分隔而成的第一氣體均壓空間302a上設(shè)置有第一氣體導(dǎo)入孔303a和多個第一吹掃噴嘴304a，在第二氣體均壓空間302b上設(shè)置有第二氣體導(dǎo)入孔303b和多個第二吹掃噴嘴304b。從第一氣體導(dǎo)入孔303a供給到第一氣體均壓空間302a內(nèi)的吹掃氣體在第一氣體均壓空間302a的整個區(qū)域擴散，并以均等的壓力向多個第一吹掃噴嘴304a供給。由此，向晶片200的外周均勻地供給吹掃氣體。另外，從第二氣體導(dǎo)入孔303b供給的吹掃氣體在第二氣體均壓空間302b的整個區(qū)域擴散，并以均等的壓力向多個第二吹掃噴嘴304b供給。由此，向晶片200的外周均勻地供給吹掃氣體。
[0052]圖3是從A-A方向觀察到的圖1、2的氣體整流部234的俯視剖視圖，圖4是從B-B(下方)方向觀察到的圖1、2的氣體整流部234的圖。
[0053]向第一氣體導(dǎo)入孔303a、第二氣體導(dǎo)入孔30