TWI722468B

TWI722468B - 基板處理裝置

Info

Publication number: TWI722468B
Application number: TW108123219A
Authority: TW
Inventors: 中岡聡; 北村嘉教; 佐藤勝広
Original assignee: 日商東芝記憶體股份有限公司
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2021-03-21
Also published as: JP2020136537A; CN111599711A; US11469119B2; TW202032655A; JP7116694B2; US20200273727A1

Abstract

有關一實施方式的基板處理裝置，具備：儲留處理基板的藥液之處理槽；具有從處理槽的底部朝向基板吐出氣泡的吐出口之配管；以及配置在吐出口與基板之間，分割氣泡之棒狀體。

Description

基板處理裝置

本發明的實施方式係有關基板處理裝置。 [相關申請之相互參閱] 本申請享有以日本專利申請案號第2019-29748號(申請日：2019年2月21日)為基礎申請案之優先權。本申請係參閱該基礎申請包含基礎申請案的全部內容。

於處理形成在基板的膜的製程之一，是有使基板浸漬在藥液而蝕刻膜之製程。於在該蝕刻製程所用的裝置，是有為了提高基板表面中的藥液的流速，吐出氣泡到藥液內之基板處理裝置。在上述的基板處理裝置中，在吐出氣泡的配管的吐出口的上方容易集中氣泡。為此，會有基板平面中的流速不均一的情況。

本發明的實施方式提供一種基板處理裝置，其係可以使基板平面中的流速的均一性提升。有關一實施方式的基板處理裝置，具備：儲留處理基板的藥液之處理槽；具有從處理槽的底部朝向基板吐出氣泡的吐出口之配管；以及配置在吐出口與基板之間，分割氣泡之棒狀體。

[發明詳細說明] 以下，有關實施方式，一邊參閱圖面一邊說明之。 [第1實施方式] 圖1為有關一實施方式的基板處理裝置的構成之概略的示意圖。圖1表示的基板處理裝置1，乃是把在複數個半導體基板100之各個所形成出的氮化矽膜(未圖示)，總括以藥液200來選擇性蝕刻之批下式的溼蝕刻處理裝置。有關本實施方式的基板處理裝置1具備：處理槽11、循環流路12、泵13、提升器14、配管15、第1棒狀體16、以及第2棒狀體17。處理槽11具有：內槽111及外槽112。內槽111的上端及外槽112的上端有開口。於內槽111，儲留藥液200。在本實施方式中，加熱到約160℃的磷酸溶液儲留在內槽111。外槽112係回收從內槽111溢流出的藥液200。循環流路12係連通到外槽112的底部及內槽111的底部，使藥液200循環在內槽111與外槽112之間。流出到外槽112的藥液200，係通過循環流路12回流到內槽111。泵13設在循環流路12。泵13係從外槽112吸引藥液200，對已吸引的藥液200加壓。經此，回收到外槽112的藥液200回到內槽111。圖2為表示半導體基板100的保持型態的其中一例之立體圖。在內槽111中，提升器14保持排列在Y方向(第1方向)成列狀之複數個半導體基板100。而且，提升器14係使保持的半導體基板100相對於內槽111升降在Z方向。Z方向乃是與Y方向正交的垂直方向。藉由該升降動作，可以使蝕刻處理前的半導體基板100，自動地浸漬到儲留在內槽111的藥液200，並且，可以把蝕刻處理後的半導體基板100，從內槽111自動地取出。複數個配管15係如圖1表示，在內槽111的底部沿X方向(第2方向)排列。X方向乃是與Y方向及Z方向正交的方向。各配管15例如是石英管。於配管15的上方，複數個第1棒狀體16與配管15平行配列在X方向。於第1棒狀體16的上方，複數個第2棒狀體17配列在X方向。第1棒狀體16的兩端及第2棒狀體17的兩端被固定在內槽111的側面。圖3為概略表示配管15、第1棒狀體16、及第2棒狀體17的構造之立體圖。而且，圖4為放大了基板處理裝置1的一部分之圖。如圖3表示，配管15延伸在Y方向，於其外周圍面，形成複數個吐出口15a沿Y方向。於配管15內，流動從裝置外部所供給的氮氣。而且，如圖4表示，由氮氣所產生出的氣泡300，係從各吐出口15a朝向半導體基板100吐出。第1棒狀體16如圖3表示，延伸在Y方向，配置在吐出口15a上。藉由第1棒狀體16，如圖4表示，從吐出口15a吐出的氣泡300，被分割成複數個氣泡301。在本實施方式中，第1棒狀體16的剖面形狀為楔形。但是，第1棒狀體16的剖面形狀只要是可以分割從吐出口15a吐出的氣泡300的形狀即可，不限定於楔形。第2棒狀體17如圖3表示，與第1棒狀體16同樣延伸在Y方向，另一方面，相對於第1棒狀體16偏離在X方向做配置。藉由第2棒狀體17，如圖4表示，被第1棒狀體16分割的氣泡301，更進一步被分割成複數個氣泡302。在本實施方式中，第2棒狀體17的剖面形狀與第1棒狀體16同樣為楔形。而且，第2棒狀體17的X方向的寬度W2比第1棒狀體16的X方向的寬度W1還小。但是，第2棒狀體17的剖面形狀只要是可以更進一步分割被第1棒狀體16分割過的氣泡之形狀即可，不限定於楔形。以下，說明有關使用了有關本實施方式的基板處理裝置1之半導體裝置的製造工程。具體方面，說明有關層疊了電極層之3維層疊型半導體記憶裝置的製造工程的一部分。圖5(a)為蝕刻前的半導體裝置的俯視圖。圖5(b)為沿表示在圖5(a)的剖面線A-A之剖視圖。如圖5(b)表示，於半導體基板100上，交互層疊氮化矽膜101與氧化矽膜102。利用氮化矽膜101和氧化矽膜102所構成的層積體，係被狹縫103分斷。而且，於該層積體，形成複數個柱狀的記憶體膜104。使用提升器14使上述半導體基板100浸漬到儲留在內槽111的藥液200的話，藥液200從狹縫103浸入到層積體內。其結果，如圖6表示的剖視圖，氮化矽膜101相對於氧化矽膜102選擇性被蝕刻。氮化矽膜101的蝕刻結束的話，藉由提升器14，從內槽111搬出半導體基板100。於上述的氮化矽膜101的該蝕刻中，氣泡300從配管15的吐出口15a吐出。假設，基板處理裝置1不具備第1棒狀體16及第2棒狀體17的話，氣泡300變得會容易集中到吐出口15a的上方，僅在吐出口15a的上方有氣泡300上升但是在沒有吐出口15a之處的Z方向沒有氣泡300的緣故，於半導體基板100的平面流速容易變得不均一。而且，氣泡300的直徑大的話，流速會變得過高。該情況下，氮化矽對氧化矽之選擇比變低。亦即，記憶體膜104的膜厚變得不均一。經此，會有引起蝕刻不良，半導體裝置的電性的特性的偏差惡化之虞。在此，為了縮小氣泡300的直徑，考慮到縮小配管15的吐出口15a的口徑。但是，在配管15為石英管的情況下，加工口徑小的孔有困難。相對於此，在本實施方式中，如圖4表示，從吐出口15a吐出的氣泡300被第1棒狀體16分割成複數個氣泡301。更進一步，氣泡301被第2棒狀體17分割成複數個氣泡302。經此，可以把直徑的小的氣泡302朝向半導體基板100放出。藉此，可以使半導體基板100的平面中的流速的均一性提升。而且，可以提高氮化矽對氧化矽的選擇比的緣故，可以迴避記憶體膜104的膜厚不均一所致之蝕刻不良。更進一步，沒有必要縮小吐出口15a的口徑的緣故，對配管15之高度個孔加工也變得非必要。尚且，有關本實施方式的基板處理裝置1，係為了分割氣泡，具備用第1棒狀體16及第2棒狀體17構成之2段的棒狀體，但是，棒狀體的段數至少為1個即可。而且，在第1棒狀體16與第2棒狀體17之間，棒狀體的剖面形狀可以與本實施方式相同，也可以相異。 (第2實施方式) 圖7為表示有關第2實施方式的基板處理裝置之概略的構成之立體圖。在圖7中，表示出與上述的第1實施方式相異的重要部分的構成，有關同樣的構成係省略記載。亦即，在圖7中，省略外槽112、循環流路12、泵13、提升器14、及配管15的記載。在上述的第1實施方式中，第1棒狀體16及第2棒狀體17係延伸在相對於晶圓狀的半導體基板100為垂直的方向，亦即Y方向。另一方面，在本實施方式中，第1棒狀體16及第2棒狀體17係如圖7表示，延伸在相對於半導體基板100為平行的方向，亦即X方向。尚且，未圖示的配管15，係與第1實施方式同樣，在內槽111的底部與第1棒狀體16平行。圖8為放大了基板處理裝置2的一部分之圖。如圖8表示，在基板處理裝置2中，複數個第1棒狀體16在吐出口15a上配列在Y方向。而且，複數個第2棒狀體17相對於第1棒狀體16偏離在Y方向做配列。複數個半導體基板100在複數個第2棒狀體17的正上方被提升器14(在圖8中未圖示)保持著。也在上述般構成的基板處理裝置2中，與第1實施方式同樣，於形成在半導體基板100的氮化矽膜101的蝕刻中，氣泡300從各吐出口15a吐出。該氣泡300被第1棒狀體16分割成複數個氣泡301。更進一步，氣泡301被第2棒狀體17分割成複數個氣泡302。經此，可以把直徑小的氣泡302插入到半導體基板100間。因此，根據本實施方式，即便不在配管15施以高度的孔加工，也可以使半導體基板100的平面中的流速的均一性提升。 (變形例) 圖9為放大了第2實施方式的變形例之放大圖。在上述的第2實施方式中，複數個半導體基板100被保持在複數個第2棒狀體17的正上方。另一方面，在本變形例中，如圖9表示，複數個半導體基板100被保持在第2棒狀體17之間。也於上述般構成的變形例中，從配管15放出的氣泡300被第1棒狀體16分割成複數個氣泡301，更進一步，各氣泡301被第2棒狀體17分割成複數個氣泡302。為此，複數個半導體基板100也被保持在第2棒狀體17之間，可以把直徑小的氣泡302插入到半導體基板100間。因此，也於本變形例，即便不在配管15施以高度的孔加工，也可以使半導體基板100的平面中的流速的均一性提升。 (第3實施方式) 圖10為表示有關第3實施方式的基板處理裝置之概略的構成之立體圖。在圖10中，表示出與上述的第1實施方式相異的重要部分的構成，有關同樣的構成係省略記載。亦即，在圖10中，省略外槽112、循環流路12、泵13、提升器14、及配管15的記載。在有關本實施方式的基板處理裝置3中，如圖10表示，複數個第1棒狀體16被配置成格子狀。亦即，延伸在X方向之複數個第1棒狀體16與延伸在Y方向之複數個第1棒狀體16為正交。延伸在X方向之複數個第1棒狀體16、與延伸在Y方向之複數個第1棒狀體16可以相互接觸，也可以相互分離。根據本實施方式，第1棒狀體16的間隙變小的緣故，可以把從配管15放出的氣泡300分割成更細的氣泡301。經此，可以使半導體基板100的平面中的流速的均一性更提升一個層次。尚且，在本實施方式中，如圖11表示，也可以把排列成格子狀之複數個第2棒狀體17配置在複數個第1棒狀體16上。在該情況下，可以把被第1棒狀體16細分割過的氣泡301，被第2棒狀體17分割成更細。 (第4實施方式) 圖12為表示有關第4實施方式的基板處理裝置之概略的構成之立體圖。在圖12中，表示出與上述的第1實施方式相異的重要部分的構成，有關同樣的構成係省略記載。亦即，在圖12中，省略外槽112、循環流路12、泵13、及配管15的記載。在上述的第1實施方式～第3實施方式中，第1棒狀體16被固定在內槽111的側面。另一方面，在圖12表示的基板處理裝置4中，複數個第1棒狀體16被固定在提升器14。提升器14具有：延伸在Y方向之一對支撐棒141、以及在支撐棒141之下延伸在Y方向之一對板狀構件142。複數個半導體基板100保持在一對支撐棒141之間。而且，延伸在X方向之複數個第1棒狀體16的兩端被固定在一對板狀構件142。也於上述的本實施方式中，可以把從配管15放出的氣泡被第1棒狀體16分割而插入到半導體基板100之間。經此，可以使半導體基板100的平面中的流速的均一性提升。尚且，也於本實施方式，與其他的實施方式同樣，第2棒狀體17也可以配置在第1棒狀體16與半導體基板100之間。在該情況下，可以把氣泡分割的更細。說明了本發明若干程度左右個實施方式，但這些實施方式，乃是作為例子來提示，並沒有限定發明的範圍之意圖。這些新穎的實施方式，係可以以其他各式各樣的型態來實施，在不逸脫發明的要旨的範圍內，可以進行種種的省略，置換，變更。這些實施方式或其變形，是被包含在發明的範圍或要旨，同時也被包含在申請專利範圍所記載的發明以及其均等的範圍。

1:基板處理裝置 2:基板處理裝置 3:基板處理裝置 4:基板處理裝置 11:處理槽 12:循環流路 13:泵 14:提升器 15:配管 16:第1棒狀體 17:第2棒狀體 100:半導體基板 101:氮化矽膜 102:氧化矽膜 103:狹縫 104:記憶體膜 111:內槽 112:外槽 141:支撐棒 142:板狀構件 200:藥液 300:氣泡 301:氣泡 302:氣泡 15a:吐出口

圖1為有關第1實施方式的基板處理裝置之概略的示意圖。圖2為表示半導體基板的保持型態的其中一例之立體圖。圖3為概略表示配管、第1棒狀體、及第2棒狀體的構造之立體圖。圖4為放大了有關第1實施方式的基板處理裝置的一部分之圖。圖5(a)為蝕刻前的半導體裝置的俯視圖。圖5(b)為沿表示在圖5(a)的剖面線A-A之剖視圖。圖6為蝕刻後的半導體裝置的剖視圖。圖7為表示有關第2實施方式的基板處理裝置之概略的構成之立體圖。圖8為放大了有關第2實施方式的基板處理裝置的一部分之圖。圖9為放大了第2實施方式的變形例之放大圖。圖10為表示有關第3實施方式的基板處理裝置之概略的構成之立體圖。圖11為表示有關第3實施方式的變形例的基板處理裝置之概略的構成之立體圖。圖12為表示有關第4實施方式的基板處理裝置之概略的構成之立體圖。

1:基板處理裝置

11:處理槽

12:循環流路

13:泵

14:提升器

15:配管

16:第1棒狀體

17:第2棒狀體

100:半導體基板

111:內槽

112:外槽

200:藥液

Claims

一種基板處理裝置，具備：儲留處理基板的藥液之處理槽；具有從前述處理槽的底部朝向前述基板吐出氣泡的吐出口之配管；配置在前述吐出口與前述基板之間，分割前述氣泡之棒狀體。
如請求項1的基板處理裝置，其中，沿第1方向排列之複數個前述基板被保持在前述處理槽內；複數個前述棒狀體延伸在前述第1方向，而且，延伸在與前述第1方向正交的第2方向做配列。
如請求項1的基板處理裝置，其中，沿第1方向配列之複數個前述基板被保持在前述處理槽內；複數個前述棒狀體延伸在與前述第1方向正交的第2方向，而且，沿前述第1方向做配列。
如請求項2的基板處理裝置，其中，具備：在前述吐出口上配列在前述第1方向或是前述第2方向之複數個第1棒狀體；以及在前述複數個第1棒狀體與前述基板之間，相對於前述複數個第1棒狀體偏離在前述第1方向或是前述第2方向做配列之複數個第2棒狀體。
如請求項3的基板處理裝置，其中，具備：在前述吐出口上配列在前述第1方向或是前述第2方向之複數個第1棒狀體；以及在前述複數個第1棒狀體與前述基板之間，相對於前述複數個第1棒狀體偏離在前述第1方向或是前述第2方向做配列之複數個第2棒狀體。
如請求項4的基板處理裝置，其中，前述複數個第1棒狀體及前述複數個第2棒狀體沿前述第1方向做配列；前述複數個基板被保持在前述複數個第2棒狀體的正上方。
如請求項5的基板處理裝置，其中，前述複數個第1棒狀體及前述複數個第2棒狀體沿前述第1方向做配列；前述複數個基板被保持在前述複數個第2棒狀體的正上方。
如請求項4的基板處理裝置，其中，前述複數個第1棒狀體及前述複數個第2棒狀體沿前述第1方向做配列；前述複數個基板被保持在前述複數個第2棒狀體之間。
如請求項5的基板處理裝置，其中，前述複數個第1棒狀體及前述複數個第2棒狀體沿前述第1方向做配列；前述複數個基板被保持在前述複數個第2棒狀體之間。
如請求項1的基板處理裝置，其中，複數個前述棒狀體配置成格子狀。
如請求項1的基板處理裝置，其中，更具備保持前述基板之提升器，前述棒狀體被固定在前述提升器。