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TWI885394B - 基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式 - Google Patents

基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式 Download PDF

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TWI885394B
TWI885394B TW112123780A TW112123780A TWI885394B TW I885394 B TWI885394 B TW I885394B TW 112123780 A TW112123780 A TW 112123780A TW 112123780 A TW112123780 A TW 112123780A TW I885394 B TWI885394 B TW I885394B
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平野誠
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日商國際電氣股份有限公司
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Abstract

具備： 處理基板的處理室； 將以液體供給的原料氣化，產生原料氣體之至少一個的氣化器； 蓄積從氣化器取出的原料氣體之至少二個的槽； 連接至少二個的槽之配管； 被設在配管的第一閥；及 從至少二個的槽供給原料氣體至處理室內的氣體供給部。

Description

基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式
本案是關於基板處理裝置，半導體裝置的製造方法及程式。
作為在半導體裝置的製造工序使用的基板處理裝置之一形態，例如使用一次處理複數片的基板的基板處理裝置(例如專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2011-129879號公報
(發明所欲解決的課題)
本案是在於提供一種可均一地進行對於複數片的基板的處理之技術。 (用以解決課題的手段)
若根據本案的一形態，則提供一種具備下列構成的技術， 處理基板的處理室； 將以液體供給的原料氣化，產生原料氣體之至少一個的氣化器； 蓄積從前述氣化器取出的前述原料氣體之至少二個的槽； 連接前述至少二個的槽之配管； 被設在前述配管的第一閥；及 從前述至少二個的槽供給前述原料氣體至前述處理室內的氣體供給部。 [發明的效果]
若根據本案的一形態，則可提供一種能夠均一地進行對於複數片的基板的處理之技術。
以下邊參照圖邊說明有關本案的一形態。另外，在以下的說明中使用的圖面皆是模式性者，又，圖面所示的各要素的尺寸的關係、各要素的比率等是不一定和現實者一致。又，複數的圖面的相互間，各要素的尺寸的關係、各要素的比率等也不一定一致。
(1)基板處理裝置的構成 利用圖1～圖3來說明本案的一形態的基板處理裝置的概要構成。圖1是基板處理裝置100的側剖面圖，圖2是圖1的α-α’的剖面圖。在此，基於說明的方便起見，追記噴嘴223、噴嘴225。圖3是說明框體227、加熱器211、分配部的關係的說明圖。在此，基於說明的方便起見，記載分配部222與噴嘴223，省略分配部224、噴嘴225。
(全體構成) 接著，說明有關具體的內容。基板處理裝置100是具有框體201，框體201是具備反應管容納室206及移載室217。反應管容納室206是被配置於移載室217上。
反應管容納室206是具備：延伸於鉛直方向的圓筒形狀的反應管210、作為被設置在反應管210的外周的加熱部(爐體)的加熱器211、作為氣體供給部的氣體供給構造212及作為氣體排氣部的氣體排氣構造213。在此，反應管210亦稱為處理室，亦將反應管210內的空間稱為處理空間。反應管210是可容納後述的基板支撐部300。
加熱器211是在與反應管210側對向的內面設有電阻加熱加熱器，以包圍該等的方式設有隔熱部。因此，加熱器211的外側，亦即不與反應管210對向的側是被構成為熱影響少。加熱器211的電阻加熱加熱器是電性連接加熱器控制部211a。藉由控制加熱器控制部211a，可控制加熱器211的ON/OFF或加熱溫度。加熱器211是可加熱至能將後述的氣體熱分解的溫度。另外，加熱器211亦稱為處理室加熱部或第一加熱部。
在反應管容納室206內是具備反應管210、上游側整流部214、下游側整流部215。在氣體供給部是亦可包含上游側整流部214。並且，在氣體排氣部是亦可包含下游側整流部215。
氣體供給構造212是被設在反應管210的氣體流動方向上游，從氣體供給構造212供給氣體至反應管210。氣體排氣構造213是被設在反應管210的氣體流動方向下游，反應管210內的氣體是從氣體排氣構造213排出。
在反應管210與氣體供給構造212之間是設有整理從氣體供給構造212供給的氣體的流動之上游側整流部214。亦即，氣體供給構造212是與上游側整流部214鄰接。並且，在反應管210與氣體排氣構造213之間是設有整理從反應管210排出的氣體的流動之下游側整流部215。反應管210的下端是以集合管(manifold)216支撐。
反應管210、上游側整流部214、下游側整流部215是連續的構造，例如以石英或SiC等的材料所形成。該等是以透過從加熱器211放射的熱之熱透過性構件所構成。加熱器211的熱是加熱基板S或氣體。
構成氣體供給構造212的框體是以金屬所構成，上游側整流部214的一部分的框體227是以石英等所構成。氣體供給構造212與框體227是可分離，在固定時是經由O型環229來固定。框體227是被連接至反應管210的側方的連接部206a。
從反應管210側看，框體227是延伸至與反應管210不同的方向，被連接至後述的氣體供給構造212。加熱器211與框體227是在反應管210與氣體供給構造212之間的鄰接部227b鄰接。被鄰接的部位是稱為鄰接部227b。
(氣體供給構造) 從反應管210看，氣體供給構造212是被設在比鄰接部227b更深處。氣體供給構造212是具備：可與後述的氣體供給管261連通的分配部224；及可與氣體供給管251連通的分配部222。在分配部222的下游側是設有複數的噴嘴223，在分配部224的下游是設有複數的噴嘴225。各噴嘴是在鉛直方向配置複數個。在圖1中是記載有分配部222及噴嘴223。
如後述般，分配部222是設為可分配原料氣體，因此亦稱為原料氣體分配部。噴嘴223是供給原料氣體者，因此亦稱為原料氣體供給噴嘴。
又，分配部224是設為可分配反應氣體，因此亦稱為反應氣體分配部。噴嘴225是供給反應氣體者，因此亦稱為反應氣體供給噴嘴。
分配部222是如圖1所示般，被分割成至少二個(在圖中是舉僅二個的情況為例表示)的部分。具體而言，分配部222是藉由第一分配部2221及第二分配部2222來構成。第一分配部2221及第二分配部2222是用以對於後述的基板支撐部300的不同的區域進行原料氣體的供給者。另外，第一分配部2221及第二分配部2222是亦可分別為同樣地構成者，亦可為圖例般，各個的構成(例如，下游的噴嘴223的數量)為不同者。
分配部224是與分配部222不同，不被分割，藉由一個的部分所構成。但，亦可與分配部222同樣，被分割成至少二個的部分來構成者。
與分配部222連通的氣體供給管251及與分配部224連通的氣體供給管261是如後述般供給不同的種類的氣體。如圖2所示般，被設在分配部222的下游的噴嘴223及被設在分配部224的下游的噴嘴225是以並排的關係配置。在此是於水平方向，噴嘴223會被配置於框體227的中心，在其兩側配置噴嘴225。將被配置於兩側的噴嘴分別稱為噴嘴225a、225b。
如圖3所示般，在分配部222(亦即，第一分配部2221及第二分配部2222的各個)設有複數的噴出孔222c。噴出孔222c是被設為在鉛直方向不會重疊。複數的噴嘴223是以被設在分配部222的噴出孔222c和各個的噴嘴223內部會連通的方式連接。噴嘴223是在鉛直方向，被配置於後述的區劃板226之間或者框體227與區劃板226之間。
分配部222(亦即第一分配部2221及第二分配部2222的各個)是具備與噴嘴223連接的分配構造222a及導入管222b。導入管222b是被構成為與後述的氣體供給部250的氣體供給管251連通。
從反應管210看，分配構造222a是被配置於比加熱器211更內側。因此，分配構造222a是被配置於不易受到加熱器211的影響的位置。
在氣體供給構造212與框體227的周圍是設有能以比加熱器211更低的溫度加熱的上游側加熱器228。上游側加熱器228是被構成為包含二個的加熱器228a、228b。具體而言，在框體227的表面，氣體供給構造212與鄰接部227b之間的面的周圍設有上游側加熱器228a。並且，在氣體供給構造212的周圍設有上游側加熱器228b。另外，上游側加熱器228是亦成為上游側加熱部或第二加熱部。
在此，所謂低溫是例如被供給至分配部222內的氣體不再液化的溫度，進一步是維持氣體的低分解狀態的程度的溫度。
分配部224是與分配部222同樣，具備與噴嘴225連接的分配構造224a及導入管224b。導入管224b是被構成為與後述的氣體供給部260的氣體供給管261連通。分配部224與複數的噴嘴225是以被設在分配部224的孔224c與各個的噴嘴225內部會連通的方式連接。如圖2記載般，分配部224與噴嘴225是設置複數個，例如二個，氣體供給管261是被構成為與各個連通。複數的噴嘴225是以例如噴嘴223為中心，配置於線對稱的位置。
藉由如此按每個被供給的氣體設置分配部及噴嘴，不會有從各氣體供給管供給的氣體在各氣體分配部混合的情形，所以可抑制因為氣體在分配部224混合而造成微粒的產生。
上游側加熱器228a的至少一部分的構成是被配置成與噴嘴223、噴嘴225的延伸方向平行。上游側加熱器228b的至少一部分的構成是沿著分配部222的配置方向而設。藉由設為如此，即使在噴嘴內或分配部內也可維持低溫。
上游側加熱器228是電性連接加熱器控制部228c、228d。具體而言，上游側加熱器228a是連接加熱器控制部228c，上游側加熱器228b是連接加熱器控制部228d。藉由控制加熱器控制部228c、228d，可控制加熱器228的ON/OFF或加熱溫度。另外，在此是使用二個的加熱器控制部228c、228d進行說明，但並非限於此，只要可為所望的溫度控制，亦可使用一個的加熱器控制部或3個以上的加熱器控制部。另外，上游側加熱器228亦稱為第二加熱器。
上游側加熱器228是可卸下的構成，在將氣體供給構造212與框體227分離時，可事前從氣體供給構造212、框體227卸下。又，亦可固定於各部位，在將氣體供給構造212與框體227分離時，亦可維持固定於氣體供給構造212、框體227，將氣體供給構造212與框體227分離。
在上游側加熱器228a與框體227之間是亦可設置作為罩之例如以金屬所構成的金屬罩212a。藉由設置金屬罩212a，可效率佳地將從上游側加熱器228a發出的熱供給至框體227內。尤其框體227是以石英所構成，因此擔心熱散出，但藉由設置金屬罩212a，可抑制熱散出。所以，不需要過量地加熱，可抑制往加熱器228的電力供給。
在上游側加熱器228b與構成氣體供給構造212的框體之間是亦可設置金屬罩212b。藉由設置金屬罩212b，可效率佳地將從上游側加熱器228b發出的熱供給至分配部。因此，可抑制往上游側加熱器228的電力供給。
(上游側整流部) 上游側整流部214是具有框體227及區劃板226。作為區劃部的區劃板226之中，與基板S對向的部分是以至少比基板S的直徑更大的方式延伸於水平方向。在此所謂的水平方向是表示框體227的側壁方向。區劃板226是在框體227內被複數配置於鉛直方向。區劃板226是被固定於框體227的側壁，被構成為氣體不會超過區劃板226而移動至下方或者上方的鄰接區域。藉由設為不超過，可確實地形成後述的氣流。
區劃板226是無孔的連續的構造。各個的區劃板226是被設在對應於基板S的位置。在區劃板226之間或區劃板226與框體227之間是設有噴嘴223、噴嘴225。亦即，至少在每個區劃板226設有噴嘴223，噴嘴225。藉由設為如此的構成，可在每個區劃板226之間或區劃板226與框體227之間實行使用了第一氣體與第二氣體的製程。因此，可在複數的基板S間將處理設為均一的狀態。
另外，各個的區劃板226與被配置於其上方的噴嘴223之間的各個的距離是最好設為同距離。亦即，噴嘴223與被配置於其下方的區劃板226或框體227之間的每個是被構成為配置於同高度。藉由設為如此，可將從噴嘴223的前端到區劃板226的距離設為相同，可使基板S上的分解度在複數的基板間均一。
從噴嘴223、噴嘴225噴出的氣體是藉由區劃板226來整理氣流，被供給至基板S的表面。由於區劃板226是被延伸於水平方向，且為無孔的連續構造，所以氣體的主流是往鉛直方向的移動會被抑制，會被移動於水平方向。因此，可使到達至各個的基板S的氣體的壓力損失在鉛直方向均一。
在本形態中，被設在分配部222的噴出孔222c的直徑是被構成為比區劃板226間的距離或者框體227與區劃板226之間的距離更小。
(下游側整流部) 下游側整流部215是被構成為在基板S被支撐於基板支撐部300的狀態中，頂部比被配置於最上位的基板S的位置更高，底部比被配置於基板支撐部300的最下位的基板S的位置更低。
下游側整流部215是具有框體231與區劃板232。區劃板232之中，與基板S對向的部分是以至少比基板S的直徑更大的方式，被延伸於水平方向。在此所謂的水平方向是表示框體231的側壁方向。此外，區劃板232是被複數配置於鉛直方向。區隔板232是被固定於框體231的側壁，被構成為氣體不會超過區劃板232而移動至下方或者上方的鄰接區域。藉由設為不超過，可確實地形成後述的氣流。框體231之中，在與氣體排氣構造213接觸的側是設有凸緣233。
區劃板232是無孔的連續的構造。區劃板232是被設在分別對應於基板S的位置，分別對應於區劃板226的位置。對應的區劃板226與區劃板232是最好設為同等的高度。進一步，處理基板S時，最好使基板S的高度與區劃板226、區劃板232的高度一致。藉由設為如此的構造，從各噴嘴供給的氣體是如圖中的箭號般，形成通過區劃板226上、基板S、區劃板232上的流動。此時，區劃板232是被延伸於水平方向，且無孔的連續構造。藉由設為如此的構造，可使從各個的基板S上排出的氣體的壓力損失均一。因此，通過各基板S的氣體的氣流是一面往鉛直方向的流動會被抑制，一面朝向排氣構造213而被形成於水平方向。
藉由設置區劃板226與區劃板232，可分別在各個的基板S的上游、下游，使壓力損失在鉛直方向均一，因此可在區劃板226、基板S上以及區劃板232確實地形成往鉛直方向的流動被抑制的水平的氣流。
(氣體排氣構造) 氣體排氣構造213是被設在下游側整流部215的下游。氣體排氣構造213是主要以框體241及氣體排氣管連接部242所構成。框體241之中，在下游側整流部215側設有凸緣243。
氣體排氣構造213是與下游側整流部215的空間連通。框體231與框體241是高度連續的構造。框體231的頂部是被構成與框體241的頂部同等的高度，框體231的底部是被構成與框體241的底部同等的高度。
通過下游側整流部215的氣體是從排氣孔244排氣。此時，氣體排氣構造是無區劃板般的構成，因此包含鉛直方向的氣流會朝向氣體排氣孔形成。
移載室217是在反應管210的下部隔著集合管216而設置。在移載室217是進行藉由未圖示的真空搬送機械手臂來將基板S載置(搭載)於基板支撐具(以下亦有簡稱晶舟的情況)300，或者藉由真空搬送機械手臂來將基板S從基板支撐具300取出。
在移載室217的內部是可容納基板支撐具300、隔板支撐部310及構成將基板支撐具300和隔板支撐部310(將該等統稱為基板保持具)驅動於上下方向和旋轉方向的第一驅動部之上下方向驅動機構部400。在圖1中，基板保持具300是顯示藉由上下方向驅動機構部400而上昇，被容納於反應管內的狀態。
(基板保持部) 其次，利用圖1、圖4來說明基板支撐部的詳細。 圖4是說明基板支撐部的說明圖。 基板支撐部是至少以基板支撐具300所構成，在移載室217的內部，通過基板搬入口149而藉由真空搬送機械手臂來進行基板S的轉移，或將轉移後的基板S搬送至反應管210的內部而進行在基板S的表面形成薄膜的處理。另外，亦可思考將隔板支撐部310含在基板支撐部中。
隔板支撐部310是複數片的圓板狀的隔板314會以預定的間距來被固定於在基部311與頂板312之間支撐的支柱313。基板支撐具300是複數的支撐桿315會被支撐於基部311，具有藉由此複數的支撐桿315來以預定的間隔支撐複數的基板S之構成。
在基板支撐具300是複數的基板S會藉由被基部311支撐的複數的支撐桿315來以預定的間隔載置。藉由此支撐桿315支撐的複數的基板S之間是藉由圓板狀的隔板314來隔開，該圓板狀的隔板314是以預定間隔來被固定(支撐)於被隔板支撐部310支撐的支柱313。在此，隔板314是被配置於基板S的上部及下部的任一方或雙方。
被載置於基板支撐具300的複數的基板S的預定的間隔是與被固定於隔板支撐部310的隔板314的上下的間隔相同。又，隔板314的直徑是被形成比基板S的直徑更大。
基板支撐具300是以複數的支撐桿315來將複數片例如5片的基板S多段地支撐於鉛直方向。基部311及複數的支撐桿315是例如以石英或SiC等的材料所形成。另外，在此是表示於基板支撐具300支撐5片的基板S的例子，但並非限於此。例如，亦可將基板支撐具300構成可支撐5～50片程度的基板S。另外，隔板支撐部310的隔板314亦稱為分隔器(separator)。
亦即，基板支撐具300是被構成為積載複數個基板S。另外，有關基板支撐具300是如後述詳細般，被保持於該基板支撐具300的複數的基板S會在積載方向至少被分割成二個的區域(例如上方側區域與下方側區域)。而且，以對應於各個的分割區域之方式，配置構成分配部222的第一分配部2221及第二分配部2222。
隔板支撐部310及基板支撐具300是藉由上下方向驅動機構部400來驅動於反應管210與移載室217之間的上下方向及繞著被支撐於基板支撐具300的基板S的中心的旋轉方向。
構成第一驅動部的上下方向驅動機構部400是具備： 上下驅動用馬達410和旋轉驅動用馬達430，作為驅動源；及 晶舟上下機構420，其具備作為將基板支撐具300驅動於上下方向的基板支撐具升降機構的線性促動器。
(氣體供給系) 接著說明氣體供給系的詳細。
氣體供給系是有經由氣體供給管251來進行氣體供給的第一氣體供給系及經由氣體供給管261來進行氣體供給的第二氣體供給系。
(第一氣體供給系) 圖5是表示第一氣體供給系的一例的說明圖。 如已述般，分配部222是藉由第一分配部2221及第二分配部2222所構成。如與此對應般，有關氣體供給管251也構成具有與第一分配部2221連通的第一氣體供給管2511及與第二分配部2222連通的第二氣體供給管2512。
在第一氣體供給管2511中，從上游側依序設有開閉閥的第三閥2521、流量控制器(流量控制部)的質量流控制器(MFC)2531、氣體蓄積容器的第一快閃槽(以下亦稱為「第一槽」)2541及第二閥2551。第一氣體供給管2511是亦可連接數位儀表(digital gauge)2511a。
在第二氣體供給管2512中也同樣從上游側依序設有第三閥2522、MFC2532、第二快閃槽(以下亦稱為「第二槽」)2542及第二閥2552。第二氣體供給管2512是亦可連接數位儀表2512a。
第一槽2541與第二槽2542是該等之間會藉由配管258來連接。而且，在配管258是設有開閉閥的第一閥259。
在比第三閥2521，2522更上游側，第一氣體供給管2511與第二氣體供給管2512會合流而被連接至一個的氣體供給管251。在氣體供給管251中，從上游側依序設有液體來源氣化器256、質量流量計的質量流量計(MFM) 257。
液體來源氣化器256是將以液體供給的原料氣化，產生原料氣體者。以下，亦有將液體來源氣化器簡稱為「氣化器」的情形。氣化器256所產生的原料氣體是含有第一元素的第一氣體(亦稱為「含第一元素氣體」)，處理氣體之一。具體而言，原料氣體是例如至少二個的矽原子(Si)結合的氣體，含有Si及氯(Cl)的氣體，六氯化矽(Si 2Cl 6、六氯乙矽烷，簡稱：HCDS)氣體等的含有Si-Si結合的氣體。
主要藉由氣體供給管251、第一氣體供給管2511、第二氣體供給管2512、第一槽2541、第二槽2542、配管258、第一閥259、第二閥2551，2552、第三閥2521，2522來構成第一氣體供給系(亦稱為「原料氣體供給系」)250。亦可將液體來源氣化器256加在第一氣體供給系250中。若根據如此的構成的原料氣體供給系250，則藉由利用第一槽2541、第二槽2542，如後述詳細般，可短時間大流量對於反應管(處理室)210供給原料氣體。
亦即，在原料氣體供給系250是含有從第一槽2541及第二槽2542供給原料氣體至處理室210內的氣體供給部250a。
氣體供給部250a是大致區分具有對應於第一槽2541的部分及對應於第二槽2542的部分。這意思氣體供給部250a是與第一槽2541及第二槽2542同數設置。
具體而言，氣體供給部250a的第一槽2541的對應部分是主要藉由從第一槽2541延伸的第一氣體供給管2511及被配置於第一氣體供給管2511的第二閥2551所構成。亦可思考在如此的對應部分含有與第一氣體供給管2511連通的第一分配部2221及被設在第一分配部2221的噴嘴223。 又，氣體供給部250a的第二槽2542的對應部分是主要藉由從第二槽2542延伸的第二氣體供給管2512及被配置於第二氣體供給管2512的第二閥2552所構成。亦可思考在如此的對應部分含有與第二氣體供給管2512連通的第二分配部2222及被設在第二分配部2222的噴嘴223。
如此，在氣體供給部250a中，在第一槽2541及第二槽2542與處理室210之間是分別設有第二閥2551，2552。
又，由於氣體供給部250a是對應於第一分配部2221及第二分配部2222的各個，因此對於基板支撐具300的基板積載方向的至少二個的分割區域的各個供給原料氣體。
又，由於氣體供給部250a是通過被設在分配部222的各噴嘴223，因此對於被保持於基板支撐具300的複數的基板S的各個供給原料氣體。
另外，在原料氣體供給系250中，第一氣體供給管2511和第二氣體供給管2512是亦可連接從未圖示的惰性氣體源供給惰性氣體例如氮(N 2)氣體的惰性氣體供給管(但未圖示)。惰性氣體供給管是亦可被連接至氣體供給管251。
(第二氣體供給系) 圖6是表示第二氣體供給系的說明圖。如圖例般，在氣體供給管261中，從上游方向依序設有第二氣體源262、MFC263及閥264。氣體供給管261是被連接至分配部224的導入管224b。
第二氣體源262是含有第二元素的第二氣體(以下亦稱為「含第二元素氣體」)源。含第二元素氣體、處理氣體之一。另外，含第二元素氣體是亦可思考為反應氣體或改質氣體。
在此，含第二元素氣體是含有與第一元素不同的第二元素。第二元素是例如氧(O)、氮(N)、碳(C)的任一個。在本形態中，含第二元素氣體是例如含氮氣體。具體而言，氨(NH 3)、二亞胺(N 2H 2)氣體、聯胺(N 2H 4)氣體、N 3H 8氣體等的含有N-H結合的氮化氫系氣體。
主要藉由氣體供給管261、MFC263、閥264來構成第二氣體供給系(亦稱為「反應氣體供給系」) 260。
供給管261之中，閥264的下游側是連接氣體供給管265。在氣體供給管265中，從上游方向依序設有惰性氣體源266、MFC267及閥268。從惰性氣體源266是供給惰性氣體，例如N 2氣體。
主要藉由氣體供給管265、MFC267、閥268來構成第二惰性氣體供給系。從惰性氣體源266供給的惰性氣體是在基板處理工序中，作為將停留於反應管210內的氣體淨化的淨化氣體作用。亦可將第二惰性氣體供給系加在第二氣體供給系260。
(排氣系) 接著說明氣體排氣系。 圖7是表示氣體排氣系的說明圖。 如圖例般，將反應管210的氣氛排氣的排氣系280是具有與反應管210連通的排氣管281，經由排氣管連接部242來連接至框體241。
排氣管281是經由作為開閉閥的閥282、作為壓力調整器(壓力調整部)的APC(Auto Pressure Controller)閥283來連接作為真空排氣裝置的真空泵284，被構成為可真空排氣成反應管210內的壓力會成為預定的壓力(真空度)。排氣系280亦稱為處理室排氣系。
(控制器) 接著說明控制器。圖8是說明基板處理裝置的控制器的說明圖。基板處理裝置100是具有控制基板處理裝置100的各部的動作的控制器600。
控制部(控制手段)的控制器600是被構成為具備CPU(Central Processing Unit)601、RAM(Random Access Memory)602、作為記憶部的記憶部603、I/O埠604之電腦。RAM602、記憶部603、I/O埠604是被構成為可經由內部匯流排605來與CPU601交換資料。基板處理裝置100內的資料的發送接收是依據亦為CPU601的一個機能的發送接收指示部606的指示來進行。
在控制器600是設有經由網路來被連接至上位裝置670的網路發送接收部683。網路發送接收部683是可從上位裝置接收被容納於晶盒111的基板S的處理履歷或關於預定處理的資訊等。
記憶部603是例如以快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)等所構成。在記憶部603內是可讀出地儲存有控制基板處理裝置的動作的控制程式，或記載基板處理的程序或條件等的製程處方等。
另外，製程處方是被組合為使後述的基板處理工序的各程序實行於控制器600，可取得預定的結果，作為程式機能。以下，亦將製程處方或控制程式等總簡稱為程式。另外，在本說明書中使用程式的用語時，是有只包含製程處方單體時，只包含控制程式單體時，或包含該等的雙方時。又，RAM602是被構成為暫時性地保持藉由CPU601所讀出的程式或資料等之記憶區域(工作區域)。
I/O埠604是被連接至基板處理裝置100的各構成。CPU601是被構成為讀出來自記憶部603的控制程式而實行，且按照來自輸出入裝置681的操作指令的輸入等，從記憶部603讀出處方。而且，CPU601是被構成為可按照讀出的製程處方的內容，控制基板處理裝置100。
CPU601是具有發送接收指示部606。控制器600是使用儲存了上述的程式的外部記憶裝置(例如硬碟等的磁碟、DVD等的光碟、MO等的光磁碟、USB記憶體等的半導體記憶體)682來將程式安裝於電腦等，藉此可構成本形態的控制器600。另外，用以對電腦供給程式的手段是不限於經由外部記憶裝置682來供給的情況。例如，亦可使用網際網路或專線等的通訊手段，不經由外部記憶裝置682來供給程式。另外，記憶部603或外部記憶裝置682是被構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，亦可將該等總簡稱為記錄媒體。另外，在本說明書中使用記錄媒體的用語時，是有只包含記憶部603單體時，只包含外部記憶裝置682單體時，或包含該等雙方時。
(2)基板處理工序的程序 其次，說明有關使用上述構成的基板處理裝置100，在基板S上形成薄膜的工序，作為半導體製造工序的一工序。另外，在以下的說明中，構成基板處理裝置的各部的動作是藉由控制器600來控制。
在此，利用圖9來說明有關使用第一氣體及第二氣體，藉由交替地供給該等，而在基板S上形成膜的成膜處理。圖9是說明基板處理流程的流程圖。
(移載室壓力調整工序：S202) 首先，說明移載室壓力調整工序(S202)。在此，將移載室217內的壓力設為與真空搬送室140同水準的壓力。具體而言，使被連接至移載室217的未圖示的排氣系作動，將移載室217的氣氛排氣，使得移載室217的氣氛成為真空水準。
另外，亦可與本工序並行使加熱器282運轉。具體而言，亦可使加熱器282a、加熱器282b分別運轉。使加熱器282運轉時，至少使後述的膜處理工序208的期間運轉。
(基板搬入工序：S204) 接著，說明基板搬入工序(S204)。 一旦移載室217成為真空水準，則開始基板S的搬送。一旦基板S到達真空搬送室140，則將與基板搬入口149鄰接的未圖示的閘閥解放，從未圖示的鄰接的真空搬送室，將基板S搬入至移載室217。
此時，基板支撐具300是在移載室217中待機，基板S被移載至基板支撐具300。一旦預定片數的基板S被移載至基板支撐具300，則使真空搬送機械手臂退避至框體141，且使基板支撐具300上昇，使基板S移動至反應管210中。
在往反應管210的移動，基板S的表面會被定位為與區劃板226、區劃板232的高度一致。
(加熱工序：S206) 說明加熱工序(S206)。 一旦將基板S搬入至反應管210內，則將反應管210內控制成為預定的壓力，且控制加熱器211，使得基板S的表面溫度成為預定的溫度。溫度是後述的高溫度帶，例如加熱至400℃以上800℃以下。理想是500℃以上，700℃以下。壓力是可思考例如設為50～5000Pa。此時，使上游側加熱部228運轉時，通過分配部222的氣體會控制為後述的低分解溫度帶或者未分解溫度帶，加熱至不再液化的溫度。例如，氣體會加熱成300℃程度。
(膜處理工序：S208) 說明膜處理工序(S208)。加熱工序(S206)之後，進行膜處理工序(S208)。在膜處理工序(S208)中，按照製程處方，控制原料氣體(第一氣體)供給系250，將第一氣體供給至反應管210內，且控制排氣系280，從反應管210內排除處理氣體，進行膜處理。另外，在此是控制反應氣體(第二氣體)供給系260，使第二氣體與第一氣體同時存在於處理空間而進行CVD處理，或亦可將第一氣體及第二氣體交替供給至反應管210內而進行交替供給處理。又，將第二氣體設為電漿狀態進行處理時，是亦可使用未圖示的電漿產生部來設為電漿狀態。
作為膜處理方法的具體例的交替供給處理是可思考其次的方法。例如在第一工序將第一氣體供給至反應管210內，在第二工序將第二氣體供給至反應管210內，作為淨化工序，在第一工序與第二工序之間將惰性氣體供給至反應管210內，且將反應管210的氣氛排氣，進行將第一工序、淨化工序及第二工序的組合予以進行複數次之交替供給處理，形成所望的膜。
被供給的氣體是在上游側整流部214、基板S上的空間、下游側整流部215形成氣流。此時，在各基板S上，在無壓力損失的狀態下，氣體被供給至基板S，因此在各基板S間可成為均一的處理。
(基板搬出工序：S210) 說明基板搬出工序(S210)。在基板搬出工序(S210)中，以和上述的基板搬入工序S204相反的程序，將處理完了的基板S往移載室217外搬出。
(判定：S212) 說明判定(S212)。在此是判定是否處理了預定次數基板。若被判斷成未處理預定次數，則返回至搬入工序(S204)，處理其次的基板S。若被判斷成處理了預定次數，則結束處理。
另外，上述是在氣流的形成中表現成水平，但只要全體在水平方向形成氣體的主流即可，只要是不影響複數的基板的均一處理的範圍，亦可為擴散於鉛直方向的氣流。
又，上述是有同程度、同等、相等等的表達，但當然該等是包含實質相同者。
(3)氣體供給時的控制處理 其次，說明在上述的基板處理工序的膜處理工序(S208)中，將原料氣體作為第一氣體供給至反應管(處理室)210時的控制處理。
在進行原料氣體的供給時，首先，在圖5中，一面將第一氣體供給管2511的第三閥2521設為開狀態，一面將第二閥2551設為閉狀態，藉此進行往第一槽2541內的原料氣體的氣體充填。與此同樣，一面將第二氣體供給管2512的第三閥2522設為開狀態，一面將第二閥2552設為閉狀態，藉此進行往第二槽2542內的原料氣體的氣體充填。
往第一槽2541、第二槽2542的氣體充填，例如，各個的槽容量為1000cc時，進行至氣體充填量到達30kPa～50kPa的範圍內。另外，本說明書的「30kPa～50kPa」之類的數值範圍的記載是意思下限值及上限值為含在其範圍中。因此，例如，所謂「30kPa～50kPa」是意思「30kPa以上50kPa以下」。有關其他的數值範圍也同樣。
然後，往第一槽2541、第二槽2542的氣體充填之後，一面將第一氣體供給管2511的第三閥2521設為閉狀態，一面將第二閥2551設為開狀態。進一步，將第二氣體供給管2512的第三閥2522設為閉狀態，一面將第二閥2552設為開狀態。藉此，被蓄積於第一槽2541及第二槽2542的原料氣體是形成短時間大流量對於處理室210供給的情形。
可是，利用複數的第一槽2541及第二槽2542來進行氣體供給時，會產生以下般的問題。例如，在從液體來源氣化器256到第一槽2541、第二槽2542為止的氣體流路中，若各個之間的傳導有不同，則恐有往第一槽2541及第二槽2542的氣體充填量成為不均一之虞。若各個的氣體充填量不均一，則其影響會波及往處理室210的氣體供給，其結果，恐有基板S的成膜狀況在第一分配部2221的對應區域及第二分配部2222的對應區域產生不同之虞。
對於此點，在本形態的基板處理裝置100中，第一槽2541與第二槽2542之間會藉由配管258來連接，在配管258設有第一閥259。然後，利用第一槽2541及第二槽2542來進行氣體供給時，控制器600會進行以下說明的控制處理。
圖10是說明氣體供給時的控制處理的圖表。 在圖中，將第一閥259簡稱為「AV(空氣閥)259」。有關第二閥2551，2552、第三閥2521，2522也同樣。
如圖10所示般，在進行原料氣體的供給時，首先，控制器600是將AV2521，2522設為開狀態，有關其他的AV2551，2552，259是設為閉狀態。藉此，進行往第一槽2541內及第二槽2542內的原料氣體的氣體充填(S301)。然後，一旦往第一槽2541及第二槽2542的氣體充填量到達預定範圍內，則將AV2521，2522設為閉狀態，完成往第一槽2541及第二槽2542的氣體充填(S302)。
然後，在開始往處理室210的氣體供給之前的預定時機(例如，即將開始之前的時機)，控制器600是將AV259設為開狀態。有關其他的AV2521，2522，2551，2552是維持閉狀態。藉此，第一槽2541與第二槽2542會經由配管258來連通，第一槽2541內與第二槽2542內會被同壓化(S303)。亦即，第一槽2541內的氣體充填量與第二槽2542內的氣體充填量會形成均一。
然後，將AV259設為開狀態之後經過預定時間(例如，同壓化所必要的充分的時間)之後，控制器600是將AV259設為閉狀態。進一步，控制器600關閉AV259，並將AV2551，2552設為開狀態。但，有關AV2521，2522是維持閉狀態。藉此，進行從第一槽2541及第二槽2542的各個往處理室210內的氣體供給(S304)。亦即，控制器600是在開啟AV259而將第一槽2541與第二槽2542設為同壓之後，將原料氣體供給至處理室210。
具體而言，第一槽2541內的原料氣體會通過第一氣體供給管2511、第一分配部2221及噴嘴223來供給至處理室210內的對應區域。又，第二槽2542內的原料氣體會通過第二氣體供給管2512、第二分配部2222及噴嘴223來供給至處理室210內的對應區域。該情況，藉由配合將AV2551，2552設為開狀態的時機，從第一槽2541與第二槽2542同時供給原料氣體至處理室210。
此時，第一槽2541內與第二槽2542內會被同壓化，且來自各個的氣體供給會同時被進行，因此往處理室210內的氣體供給是不會有在各個的對應區域形成不均一的情形。所以，即使第一分配部2221的對應區域與第二分配部2222的對應區域為不同的情況，也不會有基板S的成膜狀況在各個的對應區域產生不同的情形。另外，所謂「同時」是只要可實現在各個的對應區域不會成為不均一的程度即可，亦可不是完全同時。
(4)本實施形態的效果 若根據本實施形態，則取得以下所示的一個或複數的效果。
(a)在本實施形態中，由於在第一槽2541與第二槽2542之間的配管258設有第一閥259，因此在往處理室210內的原料氣體的供給之前，可使第一槽2541內與第二槽2542內同壓化。因此，例如，即使至第一槽2541、第二槽2542的氣體流路的傳導有不同的情況，也不會有各個的氣體充填量形成不均一的情形。若如此各個的氣體充填量形成均一，則基板S的成膜狀況不會有在第一分配部2221的對應區域及第二分配部2222的對應區域產生不同的情形，可均一地進行對於複數片的基板S的處理。
(b)在本實施形態中，往處理室210內的原料氣體的供給時，使第一槽2541內與第二槽2542內同壓化，然後同時進行來自各個槽的氣體供給。因此，可確實地謀求對於複數片的基板S的處理的均一化。
(5)變形例等 以上，具體說明了本案的一實施形態，但本案不是被限定於上述的實施形態，亦可在不脫離其主旨的範圍實施各種變更。
在上述的實施形態中，舉第一氣體供給系(原料氣體供給系)250具備一個的氣化器256的情況為例，但本案不被限定於此例。 圖11是表示第一氣體供給系的其他的例子的說明圖。 在圖例的第一氣體供給系中，對於第一氣體供給管2511及第二氣體供給管2512的各個，個別地設有氣化器2561，2562。亦即，設有與第一槽2541及第二槽2542同數的氣化器2561，2562。 在如此的構成中，若從各氣化器2561，2562到第一槽2541、第二槽2542的氣體流路的傳導有不同，則各個的氣體充填量會形成不均一。可是如圖例般，只要在第一槽2541與第二槽2542之間的配管258設有第一閥259，則可使各個的氣體充填量形成均一，其結果，可均一地進行對於複數片的基板S的處理。 如此，在本案中，氣化器是只要至少一個即可。
又，上述的實施形態是舉複數的基板S被分割成上方側區域及下方側區域，對於各個的區域進行來自第一槽2541及第二槽2542的氣體供給的情況為例，但本案是不被限定於此例。 圖12是表示第一氣體供給系的更加其他的例子的說明圖，(a)是表示全體的概略構成的圖，(b)是從上方看基板周邊的圖。 在圖例的第一氣體供給系中，如圖12(a)所示般，以對應於複數的基板S的各個之方式，配置有被設在第一分配部2221的各噴嘴223及被設在第二分配部2222的各噴嘴223。而且，如圖12(b)所示般，經過第二閥2551的第一分配部2221的各噴嘴223與經過第二閥2552的第二分配部2222的各噴嘴223會被配置為對於基板S在水平方向並排的關係。 在如此的構成中，亦藉由使第一槽2541和第二槽2542的氣體充填量均一化，可均一地進行對於複數片的基板S的各個之處理。 亦即，有關複數的基板S的積載方向的區域分割的形態不是特別加以限定者，可適當設定。
又，上述的實施形態是舉複數的基板S在積載方向被分割成二個的區域，對應於各個的分割區域具備第一槽2541及第二槽2542的情況為例，但本案是不被限定於此例。 例如，複數的基板S在積載方向亦可被分割成三個以上的區域。該情況，有關分配部222，槽2541，2542、第一氣體供給系(原料氣體供給系)250亦對應於各個的分割區域而設。 亦即，在本案中，複數的基板S是只要在積載方向分割成至少二個的區域即可，以能對應於此的方式，針對蓄積原料氣體的槽也設有至少二個即可。
又，例如，上述的各實施形態是舉在基板處理裝置所進行的成膜處理中，在基板S上使用第一氣體及第二氣體來形成膜的情況為例，但本形態不是被限定於此。亦即，即使是使用其他種類的氣體作為用在成膜處理的處理氣體來形成其他種類的薄膜也無妨。此外，即使是使用3種類以上的處理氣體的情況，只要交替供給該等氣體進行成膜處理，亦可適用本形態。具體而言，第一元素是亦可為例如鈦(Ti)、矽(Si)、鋯(Zr)、鉿(Hf)等各種的元素。又，第二元素是亦可為例如氮(N)、氧(O)等。另外，第一元素是如前述般為Si更理想。
在此，舉HCDS氣體為例，作為第一氣體進行說明，但並非限於此，只要含有矽，且具有Si-Si結合即可，亦可例如使用四氯二甲基乙矽烷((CH 3) 2Si 2Cl 4，簡稱：TCDMDS)或二氯四甲基乙矽烷((CH 3) 4Si 2Cl 2，簡稱：DCTMDS)。TCDMDS是具有Si-Si結合，進一步含有氯基、亞烷基。又，DCTMDS是具有Si-Si結合，進一步含有氯基、亞烷基。
又，例如，上述的各實施形態是舉成膜處理為例，作為基板處理裝置所進行的處理，但本形態是不被限定於此。亦即，本形態是除了在各實施形態舉例的成膜處理以外，在各實施形態舉例表示的薄膜以外的成膜處理也可適用。又，可將某實施形態的構成的一部分置換成其他的實施形態的構成，又，亦可在某實施形態的構成中追加其他的實施形態的構成。又，亦可針對各實施形態的構成的一部分進行其他的構成的追加、削除、置換。
又，例如，上述的形態是說明了關於使用一次處理複數片的基板的分批式的基板處理裝置來形成膜的例子。本案是不被限定於上述的形態，例如在使用一次處理1片或數片的基板的單片式的基板處理裝來形成膜的情況也可良好地適用。又，上述的形態是說明了使用具有熱壁型的處理爐的基板處理裝置來形成膜的例子。本案是不被限定於上述的形態，在使用具有冷壁型的處理爐的基板處理裝置來形成膜的情況也可良好地適用。
在使用該等的基板處理裝置時，亦可使用和上述的形態或變形例同樣的處理程序、處理條件來進行各處理，可取得和上述的形態或變形例同樣的效果。
在以上般的本變形例中，亦可取得和上述的形態同樣的效果。又，上述的形態或變形例是可適當組合使用。此時的處理程序、處理條件是例如可設為和上述的形態或變形例的處理程序、處理條件同樣。
S:基板 100:基板處理裝置 210:反應管(處理室) 250:第一氣體供給系(原料氣體供給系) 250a:氣體供給部 256:液體來源氣化器 258:配管 259:第一閥 2541:第一快閃槽 2542:第二快閃槽
[圖1]是表示本案的一形態的基板處理裝置的概略構成例的說明圖。 [圖2]是表示本案的一形態的基板處理裝置的概略構成例的說明圖。 [圖3]是表示本案的一形態的基板處理裝置的概略構成例的說明圖。 [圖4]是說明本案的一形態的基板支撐部的說明圖。 [圖5]是表示本案的一形態的第一氣體供給系的一例的說明圖。 [圖6]是表示本案的一形態的第二氣體供給系的說明圖。 [圖7]是說明本案的一形態的氣體排氣系的說明圖。 [圖8]是說明本案的一形態的基板處理裝置的控制器的說明圖。 [圖9]是說明本案的一形態的基板處理流程的流程圖。 [圖10]是說明本案的一形態的氣體供給時的控制處理的圖表。 [圖11]是表示本案的一形態的第一氣體供給系的其他的例的說明圖。 [圖12]是表示本案的一形態的第一氣體供給系的進一步其他的例子的說明圖，(a)是表示全體的概略構成的圖，(b)是從上方看基板周邊的圖。
210:反應管(處理室)
223:噴嘴
250:第一氣體供給系(原料氣體供給系)
250a:氣體供給部
251:氣體供給管
256:液體來源氣化器
257:質量流量計(MFM)
258:配管
259:第一閥
2221:第一分配部
2222:第二分配部
2511:第一氣體供給管
2511a:數位儀表
2512:第二氣體供給管
2512a:數位儀表
2521,2522:第三閥
2531:質量流控制器(MFC)
2532:MFC
2541:第一槽
2542:第二槽
2551,2552:第二閥
S:基板

Claims (20)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵是具備：處理基板的處理室；將以液體供給的原料氣化，產生原料氣體之至少一個的氣化器；蓄積從前述氣化器取出的前述原料氣體之至少二個的槽；連接前述至少二個的槽的配管；被設在前述配管的第一閥；及從前述至少二個的槽供給前述原料氣體至前述處理室內的氣體供給部。
  2. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，開啟前述第一閥，將前述至少二個的槽設為同壓之後，將前述原料氣體供給至前述處理室。
  3. 如請求項2記載的基板處理裝置，其中，從前述至少二個的槽同時供給前述原料氣體至前述處理室。
  4. 如請求項3記載的基板處理裝置，其中，前述氣體供給部是與前述槽同數設置。
  5. 如請求項4記載的基板處理裝置，其中，在前述槽與前述處理室之間的前述氣體供給部的各個設有第二閥。
  6. 如請求項5記載的基板處理裝置，其中，在將前述原料氣體供給至前述處理室時，同時開啟前述第 二閥。
  7. 如請求項1記載的基板處理裝置，其中，具備積載複數個前述基板的基板保持具。
  8. 如請求項7記載的基板處理裝置，其中，將被保持於前述基板保持具的複數的前述基板予以在積載方向分割成至少二個的區域，前述氣體供給部是對於該至少二個的區域供給前述原料氣體。
  9. 如請求項8記載的基板處理裝置，其中，前述槽是與前述區域的數量同數具備。
  10. 如請求項9記載的基板處理裝置，其中，前述氣化器是與前述槽的數量同數具備。
  11. 如請求項7記載的基板處理裝置，其中，前述氣體供給部是對於前述複數的基板各個供給前述原料氣體。
  12. 如請求項11記載的基板處理裝置，其中，將前述氣體供給部與前述槽同數具備。
  13. 如請求項12記載的基板處理裝置，其中，將前述氣化器與前述槽同數具備。
  14. 一種半導體裝置的製造方法，其特徵是具備：將基板搬入至基板處理裝置的處理室之工序；及將原料氣體供給至前述處理室之工序，前述基板處理裝置是具備： 處理前述基板的前述處理室；將以液體供給的原料氣化，產生前述原料氣體之至少一個的氣化器；蓄積從前述氣化器取出的前述原料氣體之至少二個的槽；連接前述至少二個的槽之配管；被設在前述配管的第一閥；及從前述至少二個的槽供給前述原料氣體至前述處理室內的氣體供給部。
  15. 如請求項14記載的半導體裝置的製造方法，其中，在供給前述原料氣體的工序中，開啟前述第一閥，將前述至少二個的槽設為同壓之後，供給前述原料氣體。
  16. 如請求項15記載的半導體裝置的製造方法，其中，在供給前述原料氣體的工序中，從前述至少二個的槽同時供給前述原料氣體至前述處理室。
  17. 如請求項16記載的半導體裝置的製造方法，其中，前述氣體供給部是與前述槽同數設置，前述原料氣體是從與前述槽同數設置的前述氣體供給部供給。
  18. 如請求項14記載的半導體裝置的製造方法，其中，在前述槽與前述處理室之間的前述氣體供給部的各個設有第二閥，在供給前述原料氣體時，同時開啟前述第二閥，供給 前述原料氣體。
  19. 如請求項14記載的半導體裝置的製造方法，其中，具備積載複數個前述基板的基板保持具，將被保持於前述基板保持具的複數的前述基板予以在積載方向分割成至少二個的區域，在供給前述原料氣體的工序中，對於該前述至少二個的區域供給前述原料氣體。
  20. 一種程式，其特徵是藉由電腦來使下列程序實行於基板處理裝置，將基板搬入至前述基板處理裝置的處理室之程序；及將原料氣體供給至前述處理室之程序，前述基板處理裝置是具備：處理前述基板的前述處理室；將以液體供給的原料氣化，產生前述原料氣體之至少一個的氣化器；蓄積從前述氣化器取出的前述原料氣體之至少二個的槽；連接前述至少二個的槽之配管；被設在前述配管的第一閥；及從前述至少二個的槽供給前述原料氣體至前述處理室內的氣體供給部。
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