襯底處理裝置及半導體器件的制造方法
【專利摘要】本發明涉及襯底處理裝置及半導體器件的制造方法。目的在于提供一種實現無不均的均勻清潔的襯底處理裝置和半導體器件的制造方法。襯底處理裝置，包括：處理室，對襯底進行處理；襯底載置臺，設于所述處理室，將多個襯底呈圓周狀載置；旋轉部，使所述襯底載置臺旋轉；第一氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給第一氣體；第二氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給第二氣體；第三氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給清潔氣體；以及升降部，其被控制為：在供給所述第一氣體和所述第二氣體期間，將所述襯底載置臺維持于襯底處理位置，在供給所述清潔氣體期間，將所述襯底載置臺維持于清潔位置。
【專利說明】襯底處理裝置及半導體器件的制造方法
[0001]摶術岡域
[0002]本發明涉及襯底處理裝置及半導體器件的制造方法。
【背景技術】
[0003]通常，在半導體器件的制造工序中，使用對晶片等襯底進行成膜處理等工藝處理的襯底處理裝置。作為襯底處理裝置進行的工藝處理，例如有利用交替供給法進行的成膜處理。在利用交替供給法進行的成膜處理中，對于作為處理對象的襯底，以原料氣體供給工序、吹掃工序、反應氣體供給工序、吹掃工序為I次循環而重復進行該循環規定次數(η次循環)，由此在襯底上進行成膜。作為進行這樣的成膜處理的襯底處理裝置有構成為如下構造的裝置:對于作為處理對象的襯底，從其上方側向襯底的面上供給各種氣體(原料氣體、反應氣體或吹掃氣體等)，并使供給到襯底的面上的各種氣體向襯底的上方側排氣(例如，參照專利文獻I)。
[0004]在采用這樣的襯底處理裝置的情況下，包括:在表面呈圓周狀地載置多個襯底的襯底載置面；具有襯底載置面的襯底載置臺；在與襯底載置面相面對的位置設置的氣體供給部。氣體供給部是相對于襯底載置臺的旋轉方向交替供給氣體的構造。在成膜處理中，襯底載置臺在氣體供給部的下方旋轉，從而在襯底上形成膜。
[0005]然而，在使載置有多個襯底的襯底載置臺旋轉，并對各襯底交替供給氣體的情況下，從氣體的使用效率等觀點考慮，做成使各個氣體不混合的構造、增多向晶片上的氣體暴露量的構造。
[0006]在先技術文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2011 — 222960。

【發明內容】

[0008]若向襯底交替供給氣體，則在載置襯底的襯底載置臺的表面也被交替供給氣體。因而，在襯底載置臺上也會形成膜。由于形成于襯底載置臺的膜會可能對成膜帶來不良影響，因此在這樣的裝置中進行定期清潔。作為清潔的方法，例如有向處理室內供給等離子體狀態的清潔氣體的方法。
[0009]然而，在如上所述欲使氣體不混合、或欲增多氣體的暴露量的情況下，要求將氣體封入規定空間。規定空間是指例如氣體供給孔的下方的空間。在用這種構造供給清潔氣體的情況下，清潔氣體難以擴散到規定空間以外，因此在襯底載置臺上清潔不均。若變得不均，貝1J認為存在引起由清潔氣體所指的過度蝕刻(over-etching)、或無法將清潔對象物清潔的情況。
[0010]本發明的目的在于提供一種實現無不均的均勻清潔的襯底處理裝置、半導體器件的制造方法及程序。
[0011]根據本發明的一方案，提供一種襯底處理裝置，包括:
[0012]處理室，對襯底進行處理；
[0013]襯底載置臺，設于所述處理室，將多個襯底呈圓周狀載置；
[0014]旋轉部，使所述襯底載置臺旋轉；
[0015]第一氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給第一氣體；
[0016]第二氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給第二氣體；
[0017]第三氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給清潔氣體；以及
[0018]升降部，其被控制為:在供給所述第一氣體和所述第二氣體期間，將所述襯底載置臺維持于襯底處理位置，在供給所述清潔氣體期間，將所述襯底載置臺維持于清潔位置。
[0019]根據本發明的另一方案，提供一種半導體器件的制造方法，包括如下工序:
[0020]將襯底搬入處理室，并將其呈圓周狀地載置于內置于所述處理室的襯底載置臺上;
[0021]將所述襯底載置臺維持在襯底處理位置；
[0022]—邊使所述襯底載置臺旋轉，一邊由第一氣體供給部及第二氣體供給部從所述襯底載置臺的上方供給第一氣體和第二氣體，對被維持在所述襯底處理位置的所述襯底載置臺上的所述襯底進行處理；
[0023]從所述處理室搬出所述襯底；
[0024]將所述襯底載置臺維持在清潔位置；以及
[0025]從所述第三氣體供給部供給清潔氣體而對被維持于所述清潔位置的所述襯底載置臺進行清潔。
[0026]根據本發明的又一方案，提供一種程序，執行如下工序:
[0027]將襯底搬入處理室，并將其呈圓周狀地載置于內置于所述處理室的襯底載置臺上;
[0028]將所述襯底載置臺維持在襯底處理位置；
[0029]—邊使所述襯底載置臺旋轉，一邊由第一氣體供給部及第二氣體供給部從所述襯底載置臺的上方供給第一氣體和第二氣體，對被維持在所述襯底處理位置的所述襯底載置臺上的所述襯底進行處理；
[0030]從所述處理室搬出所述襯底；
[0031]將所述襯底載置臺維持在清潔位置；以及
[0032]從所述第三氣體供給部供給清潔氣體而對被維持于所述清潔位置的所述襯底載置臺進行清潔。
[0033]根據本發明，能夠提供一種實現無不均的均勻清潔的襯底處理裝置、半導體器件的制造方法及程序。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發明的第一實施方式的簇型(clustertype)的襯底處理裝置的水平剖視概略圖。
[0035]圖2是本發明的第一實施方式的簇型的襯底處理裝置的縱向剖視概略圖。
[0036]圖3是本發明的第一實施方式的襯底處理裝置所具備的處理腔室的水平剖視概略圖。
[0037]圖4是本發明的第一實施方式的襯底處理裝置所具備的處理腔室的縱向剖視概略圖，是圖3所示的處理腔室的B — B’線剖視圖。
[0038]圖5是本發明的第一實施方式的襯底處理裝置所具備的處理腔室的縱向剖視概略圖，是圖3所示的處理腔室的C 一 C’線剖視圖。
[0039]圖6是本發明的第一實施方式的襯底處理裝置所具備的處理腔室的水平剖視概略圖，是圖4所示的處理腔室的D — D’線剖視圖。
[0040]圖7是本發明的第一實施方式所示的氣體供給部的說明圖。
[0041]圖8是本發明的第一實施方式所示的氣體排氣部的說明圖。
[0042]圖9是表示本發明的第一實施方式的襯底處理工序的流程圖。
[0043]圖10是本發明的第一實施方式的成膜工序的流程圖。
[0044]圖11是說明本發明的第一實施方式的成膜工序中的晶片動作的流程圖。
[0045]圖12是說明本發明的第一實施方式的清潔氣體的流動的說明圖。
[0046]圖13是本發明的第二實施方式的襯底處理裝置所具備的處理腔室的水平剖視概略圖。
[0047]圖14是本發明的第二實施方式的襯底處理裝置所具備的處理腔室的縱向剖視概略圖，是圖13所示的處理腔室的C 一 C’線剖視圖。
[0048]圖15是本發明的第三實施方式的襯底處理裝置所具備的處理腔室的水平剖視概略圖。
[0049]圖16是本發明的第四實施方式的襯底處理裝置所具備的處理腔室的水平剖視概略圖。
[0050]圖17是本發明的第四實施方式的襯底處理裝置所具備的處理腔室的縱向剖視概略圖，是圖16所示的處理腔室的C 一 C’線剖視圖。
[0051]圖18是說明本發明的第四實施方式的氣體供給部的說明圖。
[0052]附圖標記的說明
[0053]10…襯底處理裝置，200...晶片(襯底)，201...處理室，203…反應容器，220…襯托器，222…升降機構，241…氣體供給構造，261…氣體供給構造，281…氣體供給構造。
【具體實施方式】
[0054]<本發明的第一實施方式>
[0055]以下，參照【附圖說明】本發明的第一實施方式。
[0056](I)襯底處理裝置的構成
[0057]首先，使用圖1及圖2說明本實施方式的襯底處理裝置10。圖1是本實施方式的簇型的襯底處理裝置10的水平剖視圖。圖2是本實施方式的簇型的襯底處理裝置10的縱向剖視概略圖。
[0058]需要說明的是，在應用本發明的襯底處理裝置10中，作為用于搬送作為襯底的晶片200的載體而使用FOUP (Front Opening Unified Pod:以下稱為晶盒)100。本實施方式的簇型襯底處理裝置10的搬送裝置分為真空側和大氣側。
[0059]此外，在以下的說明中，前后左右以圖1為基準。圖1所示的Xl的方向為右，X2的方向為左，Yl的方向為前，Y2的方向為后。
[0060](真空側的構成)
[0061]如圖1及圖2所示，襯底處理裝置10具備可承受真空狀態等、小于大氣壓的壓力(負壓)的第一搬送室103。第一搬送室103的殼體101在俯視下例如為五角形，形成為上下兩端被封堵的箱形狀。需要說明的是，以下所述的“俯視下”是指從襯底處理裝置10的鉛直上側觀察鉛直下側時。
[0062]在第一搬送室103內設有能夠在負壓下將二片晶片200同時移載的第一晶片移載機112。在此，第一晶片移載機112可以是能移載一片晶片200。第一晶片移載機112被構成為可借助第一晶片移載機升降器115而維持著第一搬送室103的氣密性地升降。
[0063]在殼體101的五片側壁中的位于前側的側壁，分別經由閘閥126、127而連結預備室(加載互鎖室)122、123。預備室122、123被構成為兼具搬入晶片200的功能和搬出晶片200的功能，分別用可承受負壓的構造構成。
[0064]進而，在預備室122、123內能夠借助襯底支承臺140將2片晶片200堆疊地放置。在預備室122、123設置有配置在晶片200之間的隔板(中間板)141。
[0065]在第一搬送室103的殼體101的五片側壁中的位于后側(背面側)的四片側壁，分別經由閘閥150、151、152、153而相鄰地連結有對襯底進行所希望的處理的第一處理腔室202a、第二處理腔室202b、第三處理腔室202c和第四處理腔室202d。關于第一處理腔室202a、第二處理腔室202b、第三處理腔室202c和第四處理腔室202d，后面將詳述。
[0066](大氣側的構成)
[0067]在預備室122、123的前側經由閘閥128、129而連結有能夠在真空下及大氣壓下的狀態搬送晶片200的第二搬送室121。在第二搬送室121設有用于移載晶片200的第二襯底移載機124。第二襯底移載機124被構成為可借助設置于第二搬送室121內的第二襯底移載機升降器131而升降，并且被構成為借助線性促動器132而在左右方向往返移動。
[0068]在第二搬送室121的左側設有槽口對準裝置106。需要說明的是，槽口對準裝置106可以是定向平面對準裝置。此外，在第二搬送室121的上部設有用于供給潔凈空氣的潔凈單元118。
[0069]在第二搬送室121的殼體125的前側設有用于相對于第二搬送室121將晶片200搬入搬出的襯底搬入搬出口 134、和晶盒開啟部108。在隔著襯底搬入搬出口 134與晶盒開啟部108相反的一側、即殼體125的外側設有裝載端口(10臺)105。晶盒開啟部108具備將晶盒100的蓋10a開閉并可將襯底搬入搬出口 134封堵的閉合部142、和驅動閉合部142的驅動機構136。通過將載置于裝載端口 105的晶盒100的蓋10a開閉而能夠使晶片200相對于晶盒100進出。此外，晶盒100借助未圖示的工序內搬送裝置(0ΗΤ等)而能相對于裝載端口 105供給及排出。
[0070]處理腔室的構成
[0071]接著，使用圖3?圖8說明作為本實施方式的處理爐的處理腔室的構成。圖3是本實施方式的襯底處理裝置10所具備的處理腔室的水平剖視概略圖，是圖4、圖5的A —A’線剖視圖。圖4是本實施方式的襯底處理裝置10所具備的處理腔室的縱向剖視概略圖，是圖3所示的處理腔室的B - B’線剖視圖。圖5是本實施方式的襯底處理裝置10所具備的處理腔室的縱向剖視概略圖，是圖3所示的處理腔室的C - C’線的剖視圖。圖6是圖3、圖4的D — D’線剖視圖。圖7是說明氣體的供給系統的說明圖。圖8是說明排氣系統的說明圖。
[0072]需要說明的是，為了便于說明，在圖3、圖4的構成與圖7、圖8的構成的關聯上記載如下。具體而言，圖3、圖4的El與圖7的E2連接。除此之外，Fl與F2、Gl與G2、Hl與H2分別相連接。
[0073]在圖4中，為了便于說明，如H1-H2這樣，記載了僅是氣體供給構造262a、從排氣孔272a到排氣管292的連接，但不限于此，其他氣體供給構造的排氣孔也連接于排氣管292。
[0074]在圖4中，作為第一氣體的氣體供給構造241的說明，說明了在氣體供給構造241a設置氣體供給孔242a、氣體排氣孔251a的情況，但不限于此。具體而言，在與氣體供給構造241a相同結構的氣體供給構造241b也形成氣體供給孔242b和排氣孔251b。對于氣體供給構造241c也同樣，在氣體供給構造241c形成氣體供給孔242c和排氣孔251c。
[0075]在圖4中，作為第二氣體的氣體供給構造261的說明，說明了在氣體供給構造261a設置氣體供給孔262a、氣體排氣孔272a的情況，但不限于此。具體而言，在與氣體供給構造261a相同結構的氣體供給構造261b也形成氣體供給孔262b、排氣孔272b。氣體供給構造261c也同樣，與氣體供給構造261a結構相同，在氣體供給構造261c形成氣體供給孔262c和排氣孔272c。
[0076]在圖4中，作為惰性氣體的氣體供給構造281的說明，說明了在氣體供給構造281a設置氣體供給孔282a的情況，但不限于此。具體而言，在與氣體供給構造281a相同結構的氣體供給構造281b也設置氣體供給孔282b。氣體供給構造281b?氣體供給構造28If也是同樣。
[0077]在本實施方式中，第一處理腔室202a、第二處理腔室202b、第三處理腔室202c和第四處理腔室202d分別同樣地構成。以下，將第一處理腔室202a、第二處理腔室202b、第三處理腔室202c和第四處理腔室202d總稱為“處理腔室202”。
[0078](處理室)
[0079]如圖3?圖5所示，作為處理爐的處理腔室202具備作為圓筒狀氣密容器的反應容器203。在反應容器203內形成有用于對晶片200進行處理的處理室201。
[0080]在反應容器203內的上側設有供給第一氣體的氣體供給構造241、供給第二氣體的氣體供給構造261和供給惰性氣體的氣體供給構造281。如圖4、圖6所述，沿著后述的襯托器(susceptor)(襯底載置臺)220的旋轉方向R(周向)，氣體供給構造241、氣體供給構造281、氣體供給構造261和氣體供給構造281交替配置。
[0081]多個氣體供給構造241沿周向依序配置氣體供給構造241a、氣體供給構造241b、氣體供給構造241c。多個氣體供給構造261沿周向依序配置氣體供給構造261a、氣體供給構造261b、氣體供給構造26lc。多個氣體供給構造281沿周向依序配置氣體供給構造281a、氣體供給構造281b、氣體供給構造281c、氣體供給構造281d、氣體供給構造281f。
[0082]氣體供給構造241具有供給第一氣體的第一氣體供給孔242，其水平方向外周設有排氣孔251。氣體供給構造261具有供給第二氣體的第二氣體供給孔262，其水平方向外周設有排氣孔272。氣體供給構造281具有供給惰性氣體的惰性氣體供給孔282。
[0083]因而，在周向上，依序配置排氣孔251、第一氣體供給孔242、排氣孔251、惰性氣體供給孔282、排氣孔272、第二氣體供給孔262、排氣孔272、惰性氣體供給孔282的組合。
[0084]各氣體供給孔的下端以不干擾晶片200的程度與襯托器220接近配置。通過這樣設置，增加了氣體向晶片200的暴露量，可實現形成于晶片上的膜的膜厚均勻化、氣體的使用效率的提尚。
[0085]需要說明的是，為了增多氣體的暴露量而有提高壓力的方法。作為提高壓力的方法，例如有:增大氣體供給構造的底壁的面積而使氣體難以逸出等方法。
[0086](襯托器)
[0087]在氣體供給孔的下側、即反應容器203內的底側中央設有作為襯底載置臺的襯托器220，該襯托器220在反應容器203的中心具有旋轉軸的中心，被構成為可自由旋轉。襯托器220例如由氮化鋁(AlN)、陶瓷、石英等非金屬材料形成，以便于能夠減少晶片200的金屬污染。需要說明的是，襯托器220與反應容器203電絕緣。
[0088]襯托器220被構成為在反應容器203內，將多片(本實施方式中例如為5片)晶片200以在同一面上且排列成同一圓周狀的方式加以支承。在此，同一面上不限于完全同一面，只要是從上面觀察襯托器220時多片晶片200彼此互不重疊地排列即可。此外，襯托器220構成為使多片晶片200沿旋轉方向排列地配置所述晶片200。
[0089]在襯托器220表面上的支承晶片200的位置設有晶片載置部221。與要處理的晶片200的片數相同數量的晶片載置部221以相對于襯托器220的中心彼此等間隔(例如間隔72° )的方式配置在相對于襯托器220的中心為同心圓上的位置。
[0090]各個晶片載置部221在從例如襯托器220的上面觀察時為圓形狀、在從側面觀察時為凹形狀。晶片載置部221的直徑優選是構成為比晶片200的直徑稍大一點。通過在該晶片載置部221內載置晶片200，由此能夠容易進行晶片200的定位。而且，能夠抑制發生由于伴隨襯托器220的旋轉產生的離心力而晶片200從襯托器220飛出等的晶片200錯位。
[0091]在襯托器220設有用于使襯托器220升降的升降機構222。升降機構222連接于后述的控制器300，根據控制器300的指示使襯托器220升降。控制器300例如變更為后述的襯底處理位置、清潔位置、晶片搬送位置這三階段，可改變各氣體供給孔與襯托器之間的相對距離。在襯托器220的各晶片載置部221設有多個貫通孔223。在各個貫通孔223設有晶片頂起銷224。在襯底載置位置，使襯托器220下降到搬送位置，使晶片頂起銷224的下端與反應容器203的底面接觸。接觸后的晶片頂起銷224被頂起到比晶片載置部221的表面高的位置。如此以使晶片200相對于晶片載置部221表面浮起的方式載置晶片。
[0092]在襯托器220的軸設有用于使襯托器220旋轉的旋轉機構225。旋轉機構225的旋轉軸與襯托器220連接，通過使旋轉機構225工作而能使襯托器220旋轉。此外，通過襯托器220旋轉，能夠使多個晶片載置部221 —起旋轉。
[0093]在旋轉機構225經由偶聯部226而連接后述的控制器300。偶聯部226構成為例如利用金屬刷等將旋轉側與固定側之間電連接的滑環(slip ring)機構。由此，不會妨礙襯托器220的旋轉。控制器300控制對旋轉機構225的通電情況，以使襯托器220以規定速度旋轉規定時間。
[0094](加熱部)
[0095]在襯托器220的內部一體地埋入有作為加熱部的加熱器228，構成為能夠對晶片200進行加熱。當對加熱器228供給電力時，晶片200表面可被加熱到規定溫度(例如室溫?100tC左右)。需要說明的是，加熱器228可以在同一面上設置多個(例如5個)，以便于對載置在襯托器220上的各個晶片200分別加熱。
[0096]在襯托器220設有溫度傳感器227。在加熱器228及溫度傳感器227經由電力供給線229而電連接電力調整器230、加熱器電源231及溫度調整器230。基于由溫度傳感器227檢測出的溫度信息，控制對加熱器228的通電情況。
[0097](氣體供給部)
[0098]在處理室的上方，從頂板部的中央部觀察時呈放射狀地設有氣體供給構造241、氣體供給構造261、氣體供給構造281。在從頂板向襯托器220方向觀察時，氣體供給構造241、氣體供給構造261和氣體供給構造281成為從頂板突出的構造，因此也稱為凸狀部件。
[0099]氣體供給構造241具有供給第一氣體的第一氣體供給孔242，在其水平方向外周設有排氣孔251。氣體供給構造261具有供給第二氣體的第二氣體供給孔262，在其水平方向外周設有排氣孔272。氣體供給構造281具有供給惰性氣體的惰性氣體供給孔282。
[0100]氣體供給構造241、氣體供給構造281、氣體供給構造261沿周向依次設置。因而，在周向上，依次配置排氣孔251、第一氣體供給孔242、排氣孔251、惰性氣體供給孔282、排氣孔272、第二氣體供給孔262、排氣孔272和惰性氣體供給孔282的組合。
[0101]第一氣體供給孔242、第二氣體供給孔262、惰性氣體供給孔282是沿襯托器220的徑向延伸的狹縫構造。各供給孔的襯托器徑方向的寬度至少比晶片200的直徑大，做成為能夠向通過各個氣體供給孔的下方的晶片200整面供給氣體的構造。
[0102]排氣孔251被設置成在水平方向環繞第一氣體供給孔242，用于將未能附著于晶片200、襯托器220的表面上的第一氣體及從相鄰的惰性氣體供給孔282供給的惰性氣體排出。通過做成這樣的結構，由此能夠防止與向相鄰的空間供給的第二氣體發生混合。
[0103]排氣孔251不僅設于與相鄰的惰性氣體供給孔282之間，還設于例如從氣體供給孔觀察為處理室的中央側、從氣體供給孔觀察為處理室的外周側的位置。
[0104]通過將排氣孔251設于處理室的中央側，由此能夠防止氣體大量流入處理室中央和/或隔著處理室中央而相鄰的氣體供給區域。需要說明的是，在此，也將排氣孔251的處理室中央側稱為內周側氣體移動抑制部。
[0105]而且，通過將排氣孔251設于處理室的外周側，能夠防止氣體向處理室壁方向大量流入。需要說明的是，在此，也將排氣孔251的處理室外周側稱為外周側氣體移動抑制部。
[0106]排氣孔272被設置成在水平方向環繞第二氣體供給孔262，用于將未能附著于晶片200、襯托器220的表面上的第二氣體及從相鄰的惰性氣體供給孔282供給的惰性氣體排出。通過做成這樣的結構，由此能夠防止與向相鄰的空間供給的第一氣體發生混合。
[0107]排氣孔272不僅設于與相鄰的惰性氣體供給孔282之間，還設于例如從氣體供給孔觀察為處理室的中央側、從氣體供給孔觀察為處理室的外周側的位置。
[0108]通過將排氣孔272設于處理室的中央側，由此能夠防止氣體大量流入處理室中央和/或隔著處理室中央而相鄰的氣體供給區域。需要說明的是，在此，也將排氣孔272的處理室中央側稱為內周側氣體移動抑制部。
[0109]而且，通過將排氣孔272設于處理室的外周側，能夠防止氣體向處理室壁方向大量流入。需要說明的是，在此，也將排氣孔272的處理室外周側稱為外周側氣體移動抑制部。
[0110]另外，也可以將排氣孔251的內周側移動抑制部和排氣孔272的內周側移動抑制部總稱為內周側移動抑制部。而且，可以將排氣孔251的外周側移動抑制部和排氣孔272的外周側移動抑制部總稱為外周側移動抑制部。
[0111]從周向側面觀察氣體供給構造241、氣體供給構造282、氣體供給構造262的排列時，如圖6這樣配置。S卩，在周向依次配置有單元241的排氣孔251、第一氣體供給孔242、單元241的排氣孔251、惰性氣體供給孔282、單元261的氣體排氣孔272、第二氣體供給孔262、單元261的氣體排氣孔272、惰性氣體供給孔282。
[0112](第一氣體供給部)
[0113]氣體供給管243在未圖示的分配部的下游側被分支為多個管，各個氣體供給管連接于氣體供給構造241a?241c。在氣體供給管243的上游端連接有第一氣體源244，在第一氣體源244與分配部之間，從上游起設有作為流量調整器(流量調整部)的質量流量控制器(MFC) 245、開閉閥246。
[0114]從第一氣體供給管243經由質量流量控制器245、閥246而向氣體供給構造241供給含有第一元素的氣體(以下稱為“含有第一元素氣體”或“第一氣體”)。
[0115]含有第一元素氣體為處理氣體之一，是原料氣體。在這里，第一元素例如是鈦(Ti)。即，含有第一元素氣體例如是含鈦氣體。需要說明的是，含有第一元素氣體在常溫常壓下可以是固體、液體以及氣體中的任一者。含有第一元素氣體在常溫常壓下為液體的情況下，可在第一氣體供給源244與質量流量控制器245之間設置未圖示的氣化器。在此作為氣體進行說明。
[0116]在第一氣體供給管243的閥246的下游側連接有第一惰性氣體供給管247的下游端。在第一惰性氣體供給管247，從上游方向起依次設有惰性氣體源248、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC) 249及作為開閉閥的閥250。
[0117]在這里，惰性氣體例如是氮氣(N2)。需要說明的是，作為惰性氣體，除了隊氣體外，能夠使用例如氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等稀有氣體。
[0118]主要將氣體供給構造241、氣體供給孔242、氣體供給管243、MFC245和開閉閥246匯總稱為第一氣體供給部240。
[0119]此外，主要由第一惰性氣體供給管267、質量流量控制器269以及閥270構成第一惰性氣體供給部。需要說明的是，也可認為惰性氣體供給源268、第一氣體供給管243包含在第一惰性氣體供給部中。進一步地，也可認為第一氣體源243b、第一惰性氣體供給部和氣體排氣孔251中的任一個或其組合包含在第一氣體供給部中。
[0120]另外，在本實施方式中，使用氣體供給構造241a?氣體供給構造241c的3個氣體供給構造241進行了說明，但不限于此，也可以使用4個以上的氣體供給構造。
[0121](第二氣體供給部)
[0122]第二氣體供給管263氣體供給管243在未圖示的分配部的下游側被分支為多個管，各個氣體供給管連接于氣體供給構造261a?261c。在氣體供給管263的上游端連接有第二氣體源264，在第二氣體源264與分配部之間，從上游起設有作為流量調整器(流量調整部)的質量流量控制器(MFC) 265、開閉閥266。
[0123]從第二氣體供給管263經由質量流量控制器265、閥266而向氣體供給構造261供給含有第二元素的氣體(以下稱為“含有第二元素氣體”或“第二氣體”)。
[0124]含有第二元素氣體為處理氣體之一，是反應氣體。在此，第二元素例如是氮(N)。即，含有第二元素氣體例如是含氮氣體。
[0125]在第一氣體供給管263的閥266的下游側連接有第二惰性氣體供給管267的下游端。在第二惰性氣體供給管267，從上游方向起依次設有惰性氣體源268、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC) 269及作為開閉閥的閥270。
[0126]在第二供給管的分配部與第二惰性氣體供給管267的下游端之間設有遠程等離子體部271。遠程等離子體部271使所通過的氣體成為等離子體狀態。在此，使含有第二元素氣體成為等尚子體狀態。
[0127]在這里，惰性氣體例如是氮氣(N2)。需要說明的是，作為惰性氣體，除了隊氣體外，能夠使用例如氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等稀有氣體。
[0128]主要將氣體供給構造261、氣體供給孔262、氣體供給管263、MFC265和開閉閥266匯總稱為第二氣體供給部260。
[0129]此外，主要由第二惰性氣體供給管267、質量流量控制器269及閥270構成第二惰性氣體供給部。需要說明的是，也可認為惰性氣體供給源268、第二氣體供給管267包含在第二惰性氣體供給部中。進一步地，也可認為第二氣體源264、第二惰性氣體供給部、遠程等離子體部271和氣體排氣孔272中的任一個或其組合包含在第二氣體供給部中。
[0130]另外，在本實施方式中，使用氣體供給構造261a?氣體供給構造261c的3個氣體供給構造進行了說明，但不限于此，也可以使用4個以上的氣體供給構造。
[0131](第三氣體供給部)
[0132]惰性氣體供給管283在未圖示的分配部的下游側分支為多個管，各個氣體供給管連接于第三氣體供給構造281a?281f。在氣體供給管283的上游端連接有惰性氣體源284，在惰性氣體源284與分配部之間，從上游起設有作為流量調整器(流量調整部)的質量流量控制器(MFC) 285、開閉閥286。
[0133]從惰性氣體供給管283經由質量流量控制器285和閥286將惰性氣體供給到第二氣體供給構造281。
[0134]在這里，惰性氣體例如是氮氣(N2)。需要說明的是，作為惰性氣體，除了隊氣體外，能夠使用例如氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等稀有氣體。
[0135]在第三氣體供給管283的閥286的下游側連接有清潔氣體供給管333的下游端。在清潔氣體供給管333，從上游方向起依次設有清潔氣體源334、作為流量控制器(流量控制部)的質量流量控制器(MFC) 335及作為開閉閥的閥336。
[0136]在第三氣體供給管283的分配部與清潔氣體供給管的下游端之間設有遠程等離子體部337。遠程等離子體部337使所通過的氣體成為等離子體狀態。在后述的清潔工序時啟動，使清潔氣體成為等離子體狀態。
[0137]清潔氣體從清潔氣體供給管333經由質量流量控制器335、閥336、遠程等離子體部337和氣體供給管283而供給到處理室201。
[0138]從清潔氣體源334供給的清潔氣體，在清潔工序中作為將附著于襯托器220、處理室壁203、襯托器220上的副生成物等除去的清潔氣體發揮作用。
[0139]在此，清潔氣體例如是三氟化氮(NF3)氣體。需要說明的是，作為清潔氣體，例如既可以使用氟化氫(HF)氣體、三氟化氯(CIF3)氣體、氟(F2)氣體等，另外也可以將它們組合使用。
[0140]主要將氣體供給構造281、氣體供給孔282、氣體供給管283、MFC285和開閉閥286匯總而稱為第三氣體供給部(或惰性氣體供給部)280。需要說明的是，可以認為惰性氣體源284包含于第三氣體供給部。
[0141]此外，主要由清潔氣體供給管333、質量流量控制器335以及閥336構成清潔氣體供給部。此外，也可以認為清潔氣體源334、遠程等離子體部337、氣體供給管283包含于清潔氣體供給部。進一步地，也可以認為清潔氣體供給部包含于第三氣體供給部。
[0142]另外，在本實施方式中，使用氣體供給構造281a?氣體供給構造28If的6個氣體供給構造281進行了說明，但不限于此，也可以使用7個以上的氣體供給構造。
[0143]清潔氣體供給管333連接于第三氣體供給管283，但不限于此。例如可以與第三氣體供給管283同樣，使清潔氣體供給管333連接于氣體供給構造281。在該情況下，在清潔氣體供給管設置遠程等離子體部337。
[0144](排氣部)
[0145]如圖4、圖8所示，設于各氣體供給構造的排氣孔251、排氣孔272在氣體排氣管292的未圖示的合流部合流。在合流后的排氣管上，從上游起配置有作為開閉閥的閥293、作為壓力調整器(壓力調整部)的APC(Auto Pressure Controller，自動壓力控制器)閥294、栗 295。
[0146]構成為可以進行真空排氣以使處理室201內的壓力成為規定壓力(真空度)。APC閥294是能通過開閉閥而進行處理室201內的真空排氣或停止真空排氣，而且通過調節閥開度可調整處理室201內的壓力的開閉閥。主要由排氣孔251、排氣孔272、排氣管292、閥293和APC閥294構成排氣部。需要說明的是，排氣系統可以包含壓力傳感器及真空栗。
[0147]另外，為了與后述的下方排氣孔311相區別，將排氣孔251、排氣孔252稱為上方排氣孔，將下方排氣孔311稱為下方排氣孔。而且，將排氣孔251稱為第一上方排氣孔，將排氣孔252稱為第二上方排氣孔。
[0148](控制部)
[0149]襯底處理裝置10具有控制襯底處理裝置10的各部的動作的控制器(控制部)300。控制器300至少具有運算部301和存儲部302。控制器300與上述的各構成連接，根據上位控制器和/或使用者的指示來從存儲部302調出程序和/或制程，并根據其內容控制各構成的動作。需要說明的是，控制器300可以構成作為專用計算機，也可以構成作為通用的計算機。例如，準備存儲了上述程序的外部存儲裝置(例如磁帶、軟盤、硬盤等磁盤；CD,DVD等光盤；M0等光磁盤；USB存儲器、存儲卡等半導體存儲器)283，通過使用該外部存儲裝置303向通用的計算機安裝程序而能構成本實施方式的控制器300。此外，用于向計算機提供程序的手段不限于經由外部存儲裝置303提供的情況。例如也可以使用互聯網或專用線路等通信手段，不經由外部存儲裝置303地提供程序。需要說明的是，存儲部302、外部存儲裝置303構成為計算機可讀取記錄介質。以下，也將它們統括地簡稱為記錄介質。需要說明的是，在本說明書中使用了記錄介質這樣的措辭的情況下，有時僅包含存儲部302，有時僅包含外部存儲裝置303，或者包含上述兩者。
[0150](2)襯底處理工序
[0151]接著，作為本實施方式的半導體制造工序的一工序，說明使用具備上述的處理腔室202的襯底處理裝置進行制造的襯底處理工序。
[0152]首先，使用圖9及圖10，簡要說明襯底處理工序。圖9是表示本實施方式的襯底處理工序的流程圖。圖10是本實施方式的成膜工序的流程圖。需要說明的是，在以下的說明中，襯底處理裝置10的處理腔室202的構成各部分的動作由控制器300控制。
[0153]在此，對作為含有第一元素氣體而使用TiCl4氣體、作為含有第二元素氣體而使用氨氣(NH3),并在晶片200上形成氮化鈦膜來作為薄膜的例子進行說明。此外，例如可以在晶片200上預先形成規定的膜。此外，可以在晶片200或規定的膜上預先形成規定的圖案。
[0154](襯底搬入載置工序S102)
[0155]例如，由工序內搬送裝置搬送最多收納25片晶片200的晶盒100，將其載置到裝載端口 105上。通過晶盒開啟部108拆下晶盒100的蓋100a，使晶盒100的襯底出入口開放。第二襯底移載機124從晶盒100拾取晶片200，將其載置到槽口對準裝置106上。槽口對準裝置106進行晶片200的位置調整。第二襯底移載機124將晶片200從槽口對準裝置106搬入到大氣壓狀態的預備室122內。閘閥128被關閉，預備室122內被排氣裝置(未圖示)排氣為負壓。
[0156]在處理腔室202中，使襯托器220移動到晶片200的搬送位置、即襯底載置位置并維持于該位置。在本實施方式中，使襯托器220下降。通過下降，使晶片頂起銷266在襯托器220的貫通孔223上升。結果，晶片頂起銷266成為比襯托器220表面突出了規定高度的狀態。接著，打開規定的閘閥，使用真空搬送機械臂112將規定片數(例如5片)的晶片200 (處理襯底)搬入到處理室201內。然后，以襯托器220的旋轉軸為中心，以使各晶片200不重疊的方式，沿著襯托器220的旋轉方向載置各晶片200。由此，晶片200以水平姿勢被支承于從襯托器220的表面突出的晶片頂起銷266上。
[0157]將晶片200搬入到處理室201內后，使第一搬送機械臂112向處理腔室202之外退避，關閉規定的閘閥而將反應容器203內密閉。其后，使襯托器220移動到襯底處理位置并維持于該位置。在本實施方式中，使襯托器220上升。通過上升，將晶片200載置到在襯托器220設置的各載置部221上。
[0158]需要說明的是，在將晶片200搬入處理室201內時，優選是一邊從排氣部對處理室201內進行排氣，一邊從第三氣體供給部向處理室201內供給作為惰性氣體的N2氣體。SP，優選是，通過使栗295工作而打開APC閥294，由此在將處理室201內排氣的狀態下，至少打開閥250、閥270、閥286，從而向處理室201內供給N2氣體。由此，能夠抑制顆粒進入處理室201內、顆粒附著于晶片200上。此外，栗295至少在從襯底搬入載置工序(S102)到后述的襯底搬出工序(S106)結束為止的期間為始終工作的狀態。
[0159]在將晶片200載置于襯托器220之上時，向埋入于襯托器220內部的加熱器228供給電力，將晶片200的表面控制成為規定溫度。晶片200的溫度例如為室溫以上?700°C以下，優選是室溫以上且500°C以下。此時，加熱器228的溫度通過基于由溫度傳感器227檢測到的溫度信息來控制對加熱器228的通電情況而進行調整。
[0160]需要說明的是，在由硅構成的晶片200的加熱處理中，若將表面溫度加熱到750°C以上，則存在在晶片200的表面所形成的源極區域、漏極區域等產生雜質擴散，電路特性劣化、半導體器件的性能降低的情況。通過如上述這樣限制晶片200的溫度，能夠抑制在晶片200的表面所形成的源極區域、漏極區域中的雜質擴散、電路特性劣化、半導體器件的性能降低。
[0161](薄膜形成工序S104)
[0162]接著，進行薄膜形成工序S104。在此說明薄膜形成工序S104的基本流程，關于本實施方式的特征部分，將在后面詳細記述。
[0163]在薄膜形成工序S104中，從氣體供給構造241a...氣體供給構造241c供給TiCl4氣體，從第二氣體供給構造262a..?第二氣體供給構造262c供給等離子體狀態的氨氣而在晶片200上形成氮化鈦(TiN)膜。
[0164]需要說明的是，在薄膜形成工序S104中，在襯底搬入載置工序S102后也持續由排氣部對處理室201內進行排氣。與其并行地，從氣體供給構造281a..?氣體供給構造281f供給作為吹掃氣體的N2氣體。
[0165](襯托器旋轉開始S202)
[0166]接著，使用圖10，詳細說明薄膜形成工序S104。
[0167]首先，在將晶片200載置于各晶片載置部221上后，開始利用旋轉機構225進行襯托器220的旋轉。此時，襯托器220的旋轉速度通過控制器300來控制。襯托器220的旋轉速度例如為I次旋轉/分鐘以上、且100次旋轉/分鐘以下。具體而言，旋轉速度例如為60次旋轉/分鐘。通過使襯托器220旋轉，襯托器220的表面和晶片200開始在氣體供給構造241和氣體供給構造261的下方的移動。
[0168](氣體供給開始S204)
[0169]加熱晶片200使其達到所希望的溫度，當襯托器220達到所希望的旋轉速度后，開始從氣體供給構造241a..?氣體供給構造241c供給TiCl4氣體。與其并行地，從第二氣體供給構造262a..?第二氣體供給構造262c供給等離子體狀態的氨氣。
[0170]此時，調整質量流量控制器245，以使TiCl4氣體的流量成為規定流量。需要說明的是，體的供給流量例如為10sccm以上且5000sccm以下。需要說明的是，可以與打(:14氣體一起，流過作為載體氣體的N2氣體。
[0171]此外，調整質量流量控制器265，以使氨氣的流量成為規定流量。需要說明的是，氨氣的供給流量例如為10sccm以上且5000sccm以下。需要說明的是，可以與氨氣一起，流過作為載體氣體的N2氣體。
[0172]此外，通過適當調整APC閥294的閥開度，使處理室201內的壓力為規定壓力。
[0173]需要說明的是，從該氣體供給開始S204，在晶片200的表面上和/或襯托器的表面開始形成具有規定厚度的含鈦層。
[0174](成膜工序S206)
[0175]接著，使襯托器220旋轉規定次數，進行后述的成膜工序。此時，由于晶片200和襯托器220的表面暴露于氣體，因此在晶片200上形成所希望的膜，并在襯托器220的表面也形成膜。
[0176]以下，使用圖11，詳細說明成膜工序S206。
[0177](通過第一氣體的氣體供給構造下方區域S302)
[0178]當晶片200通過第一氣體的氣體供給構造241的下方區域時，TiCl4氣體被供給到晶片200。在晶片200表面上，通過TiCl4氣體與晶片200上接觸而形成作為“含有第一元素層”的含鈦層。
[0179]含鈦層例如根據處理室201內的壓力、TiCl4氣體的流量、襯托器220的溫度、通過第一氣體供給構造下方區域所需的時間(在第一氣體供給構造下方區域的處理時間)等，而以規定厚度及規定分布形成。
[0180](通過惰性氣體的氣體供給構造下方區域S304)
[0181]接著，晶片200通過了氣體供給構造241的下方區域之后，向襯托器220的旋轉方向R移動而移動到惰性氣體供給構造下方區域。在晶片200通過惰性氣體供給構造下方區域時，在第一氣體供給構造下方區域未能結合于晶片200的鈦成分被惰性氣體從晶片200
上除去。
[0182](通過第二氣體的氣體供給構造下方區域S306)
[0183]接著，晶片200通過了惰性氣體供給構造下方區域之后，向襯托器220的旋轉方向R移動而移動到第二氣體供給構造下方區域。在晶片200通過第二氣體供給構造下方區域時，在第二氣體供給構造下方區域，含鈦層與氨氣發生反應而形成氮化鈦膜。
[0184](通過惰性氣體的氣體供給構造下方區域S308)
[0185]接著，晶片200通過了第二氣體供給構造下方區域201b之后，向襯托器220的旋轉方向R移動而移動到惰性氣體供給構造下方區域。在晶片200通過惰性氣體供給構造下方區域時，在第二氣體供給構造下方區域未能與晶片200的含鈦層反應的氮成分被惰性氣體從晶片200上除去。
[0186](判定S310)
[0187]在此期間，控制器300判定對于上述I個循環是否實施了規定次數。具體而言，控制器300對襯托器220的旋轉數計數。
[0188]在未實施規定次數時(S310為否的情況下)，繼續使襯托器220進一步旋轉，重復進行通過第一氣體供給構造下方區域S302、通過惰性氣體供給構造下方區域S304、通過第二氣體供給構造下方區域S306、通過惰性氣體供給構造下方區域S308的循環。在實施了規定次數時(S310為是的情況下)，結束成膜工序S206。
[0189](氣體供給停止S208)
[0190]在第三工序S210之后，至少關閉閥245，停止含有第一元素氣體的供給。與其并行地，關閉閥246，停止含有第二元素氣體的供給。
[0191](襯托器旋轉停止S210)
[0192]在氣體供給停止S212后，停止襯托器220的旋轉。通過以上，薄膜形成工序S104結束。
[0193](襯底搬出工序S106)
[0194]接著，使襯托器220下降，將晶片200支承于從襯托器220的表面突出的晶片頂起銷266上。其后，打開規定的閘閥，使用第一搬送機械臂112將晶片200向反應容器203之外搬出。其后，在結束襯底處理工序的情況下，停止從惰性氣體供給系統向處理室201內供給惰性氣體。
[0195](清潔工序SI10)
[0196]然而，在成膜工序S104中，不僅晶片200，襯托器220也暴露于氣體中，因此在襯托器220的表面也會成膜。尤其是在本實施例的情況下，為了增多氣體的暴露量而使氣體供給孔的頂端與襯托器220的表面接近，因此在襯托器220上容易形成膜。因而，在襯托器220的表面，在氣體供給孔的正下方形成致密的膜。此外，在除了氣體供給孔的正下方以外的部分，例如氣體供給孔的外周側、或氣體供給孔的內周側的區域，未排盡的氣體附著，而形成密度不均的膜。由于以上情況，需要定期進行襯托器的清潔處理。
[0197]對本實施方式的清潔處理進行說明。在將晶片200搬出后，如圖12所示，在不存在晶片200的狀態下使襯托器220上升到清潔位置并維持于該位置。清潔位置設定為比襯底處理位置低的位置。
[0198]具體而言，是如下位置:清潔氣體供給工序中的襯托器表面與凸狀部件的下端的距離h比成膜工序中的距離h大的位置。控制器300將襯托器220調整為前述的位置。
[0199]在使襯托器220移動到清潔位置并維持于該位置后，從氣體供給孔242和氣體供給孔262分別供給惰性氣體。惰性氣體的供給量優選是比成膜工序中各種氣體和惰性氣體的合計流量少的量，例如只要是使清潔氣體不會流入氣體供給孔242、氣體供給孔262的程度的供給量即可。通過設為這樣的供給量，無需抑制后述的清潔氣體的擴散，就能防止清潔氣體流入第一氣體供給孔242、第二氣體供給孔262、惰性氣體供給孔282。至少在向處理室供給清潔氣體的期間，持續供給惰性氣體。由此，防止各供給孔、與其相連的供給管內被清潔氣體蝕刻。
[0200]與惰性氣體的供給并行地，控制排氣部，以從氣體排氣孔251和氣體排氣孔272將處理室的氣氛排出。此時，設為所供給的清潔氣體的多數不會進入排氣孔的程度的排氣量。例如，控制為比成膜工序中的排氣流量小的排氣流量。
[0201]若開始從各供給構造進行惰性氣體的供給，則使襯托器220旋轉并打開閥336，開始從第三氣體供給孔282供給等離子體狀態的清潔氣體。與襯底處理位置不同，清潔位置的襯托器表面與氣體供給孔的距離大，因此所供給的清潔氣體的多數能夠不會碰到頂板、隔壁而到達氣體排氣孔。即，不會使清潔氣體失活，就到達襯托器表面。能夠將能量高的清潔氣體供給到襯托器220上，因此能夠無不均地清潔襯托器220表面。
[0202]在此，說明實施方式I的比較例。比較例是與實施方式I同樣的構造，但在襯底處理位置供給清潔氣體這一點不同。
[0203]使襯托器220上升到襯底處理位置并維持于該位置后，從氣體供給孔282供給等離子體狀態的清潔氣體。為了提高氣體的反應效率、使用效率，襯底處理位置設為，距離h為使氣體不向處理室內擴散的程度的距離。因而，處于清潔氣體難以擴散的狀態，存在如下的問題。
[0204]第一，由于氣體供給孔與襯托器的距離近，其氣氛為高壓狀態，因此存在清潔氣體容易失活的問題。因此，在從氣體供給孔離開的位置，清潔氣體失活。雖然在氣體供給孔的近旁供給高能量的清潔氣體，但在其他區域供給失活的清潔氣體。因而，清潔氣體的能量變得不均。若變得不均，則存在如下問題:在長時間清潔的情況下，引起襯托器的過度蝕刻現象，在短時間清潔的情況下出現未完全清潔的部分。在此“其他區域”是指例如氣體排氣孔的正下方、尤其是內周側氣體移動抑制部、外周側氣體移動抑制部的正下方、氣體供給孔與氣體排氣孔之間的空間。
[0205]與此相對，在本實施方式的情況下，通過將襯托器維持于清潔位置，能夠降低氣體供給孔正下方的壓力，并能確保氣體容易擴散空間。因而，在處理空間，能夠使清潔氣體的能量更均勻。如此可實現均勻的清潔處理。
[0206]另外，在本實施方式中，說明了設襯托器220的表面與凸狀部下端的距離為h，清潔位置中的h大于襯底處理位置的h，但不限于此，只要是能夠利用襯托器的移動而確保清潔氣體可擴散的空間即可。例如，可以設頂板與襯托器之間的距離為h。在設于頂板與襯托器之間的距離為h的情況下，即使氣體供給構造由于熱垂等而變形，也能維持恒定距離。另一方面，在設襯托器220的表面與凸狀部下端的距離為h的情況下，能夠更可靠地確保空間。
[0207]<本發明的第二實施方式>
[0208]接著，說明第二實施方式。第二實施方式中，清潔氣體的供給孔及與其相關的清潔工序與第一實施方式不同。以下，主要說明不同點。圖13、圖14是說明本實施方式的處理腔室的說明圖。對與實施例1同樣的構成標注相同的附圖標記。
[0209](處理腔室的構成)
[0210]如圖13、圖14所示，在第二實施方式中，除了第一實施方式的裝置構成之外，在處理室中央上方設有清潔氣體供給孔332。清潔氣體供給孔332與清潔氣體供給管333連接。
[0211](成膜工序)
[0212]將襯托器220維持于襯底處理位置。其后，與第一實施方式同樣，向處理室供給氣體，在晶片200上形成膜。
[0213](清潔工序)
[0214]接著，說明清潔工序。首先，將襯托器220維持于清潔位置。與第一實施方式同樣，開始從氣體供給孔242、氣體供給孔262供給惰性氣體，并開始從氣體排氣孔251、氣體排氣孔272進行排氣。接著，控制清潔氣體供給部，以從氣體供給孔282和氣體供給孔332供給清潔氣體。
[0215]通過這樣設置，即使在內周側氣體移動抑制部的更內周、即襯托器220的中央部220a堆積清潔對象物，也能對中央部220a進行清潔。
[0216]<本發明的第三實施方式>
[0217]接著，說明第三實施方式。第三實施方式中，清潔氣體的供給孔及與其相關的清潔工序與第二實施方式不同。以下，主要說明不同點。圖15是說明本實施方式的處理腔室的說明圖。對與實施例2同樣的構成標注相同的附圖標記。
[0218](處理腔室的構成)
[0219]如圖15所示，在第三實施方式中，在襯托器220的下方設有下方排氣孔311這一點不同。下方排氣孔311構成為排氣管312的一端。在排氣孔312，從上游起配置有作為開閉閥的閥313、作為壓力調整器(壓力調整部)的APC(Auto Pressure Controller)閥314、栗 315。
[0220](成膜工序)
[0221]將襯托器220維持于襯底處理位置。其后，與第一實施方式同樣，向處理室供給氣體，在晶片200上形成膜。在本實施方式的成膜工序中，關閉閥313，以避免處理氣體蔓延到襯托器220的側面。
[0222](清潔工序)
[0223]接著，說明清潔工序。首先，將襯托器220維持于清潔位置。與第二實施方式同樣，開始從氣體供給孔242、氣體供給孔262供給惰性氣體。而且，將設于排氣孔251、排氣孔272的下游的閥293打開，并將設于處理室下方的排氣管312的閥313打開。接著，控制清潔氣體供給部，以從氣體供給孔282和氣體供給孔332供給清潔氣體。
[0224]在排氣時控制成:從下方排氣孔311排氣的排氣流導(conductance)大于從上方排氣孔排氣的排氣流導。通過這樣控制，形成從氣體供給孔282、清潔氣體供給孔332朝向下方排氣孔311的清潔氣體的氣流。通過該氣流，即使在外周側氣體移動抑制部的更外周堆積清潔對象物，也能對該部分進行清潔。
[0225]<本發明的第四實施方式>
[0226]接著，說明第四實施方式。第四實施方式的裝置形態與第三實施方式相同，但清潔工序中的排氣控制不同。以下，主要說明不同點。
[0227](處理腔室的構成)
[0228]由于裝置構造與第三實施方式相同，因此省略說明。
[0229](成膜工序)
[0230]將襯托器220維持于襯底處理位置。其后與第一實施方式同樣，向處理室供給氣體，在晶片200上形成膜。在本實施方式的成膜工序中，將閥313關閉，以避免處理氣體蔓延到襯托器220的側面。其他處理與第三實施方式相同，因此省略。
[0231](清潔工序)
[0232]接著，說明清潔工序。首先，將襯托器220維持于清潔位置。與第一實施方式同樣，開始從氣體供給孔242、氣體供給孔262供給惰性氣體。而且，將設于排氣孔251、排氣孔271的下游的閥293關閉，并將配置在處理室下方的排氣管312的閥313打開。
[0233]接著，控制清潔氣體供給部，以從氣體供給孔282和氣體供給孔332供給清潔氣體。
[0234]通過將閥293關閉并將閥313打開，由此可更可靠地形成從氣體供給孔282、清潔氣體供給孔332朝向下方排氣孔311的清潔氣體的氣流。通過這樣，則即使在外周側氣體移動抑制部的更外周堆積清潔對象物，也能可靠地對該部分進行清潔。
[0235]<本發明的第五實施方式>
[0236]接著，說明第五實施方式。第五實施方式的清潔氣體的供給系統與第三實施方式不同。而且，清潔工序中的清潔氣體的供給排氣控制不同。以下，主要說明不同點。以下，使用圖16、圖17和圖18進行說明。
[0237](處理腔室的構成)
[0238]如圖16所述，在第五實施方式中，在處理室上方的中央設有清潔氣體供給孔332。清潔氣體供給孔332構成為清潔氣體供給管333的一端。在清潔氣體供給管333，從上游起設有清潔氣體源334、質量流量控制器335、閥336和遠程等離子體部337。在第三實施方式中，清潔氣體供給管333連接于氣體供給管283，但在本實施方式中，清潔氣體供給管333不與氣體供給管283連接。S卩，清潔氣體供給管333是相對于氣體供給管283獨立的構造。
[0239](成膜工序)
[0240]將襯托器220維持于襯底處理位置。其后與第一實施方式同樣，向處理室供給氣體，在晶片200上形成膜。在本實施方式的成膜工序中，將閥313關閉，以避免處理氣體蔓延到襯托器220的側面。
[0241](清潔工序)
[0242]接著，說明清潔工序。首先，將襯托器220維持于清潔位置。與第一實施方式同樣，開始從氣體供給孔242、氣體供給孔262和氣體供給孔282供給惰性氣體。而且，將設于排氣孔251、排氣孔271的下游的閥293關閉，并將配置在處理室下方的排氣管312的閥313打開。
[0243]接著，控制清潔氣體供給部，以從氣體供給孔332供給清潔氣體。
[0244]通過將閥293關閉并將閥313打開，由此可更可靠地形成從氣體供給孔282、清潔氣體供給孔332朝向下方排氣孔311的清潔氣體的氣流。通過這樣，則即使在外周側氣體移動抑制部的更外周堆積清潔對象物，也能對該部分進行清潔。
[0245]如此，通過使清潔氣體供給管333相對于惰性氣體供給管284獨立，由此能夠使用高能量的清潔氣體。另一方面，在第三實施方式的情況下，存在由于高能量的清潔氣體而使惰性氣體供給管284內側被蝕刻的可能性。
[0246]如以上這樣，由于可使用高能量的清潔氣體，因此可以縮短清潔時間。
[0247]<本發明的其他實施方式>
[0248]以上，具體說明了本發明的實施方式，但本發明不限于上述各實施方式，在不脫離其要旨的范圍內可進行各種變更。
[0249]例如，清潔處理是在無晶片200的狀態下進行，但也可以在晶片載置部221放置偽襯底的狀態下進行清潔處理。在成膜工序中由于載置著晶片200，因此在晶片載置部221表面無法成膜。因此，在晶片載置部221無晶片的狀態供給清潔氣體的情況下，存在晶片載置部220被清潔氣體蝕刻的可能性。因此，通過如上述這樣載置偽襯底，能夠防止蝕刻。
[0250]此外，例如在上述各實施方式中，舉出通過使襯托器220旋轉來使襯托器220上的各晶片200與氣體供給構造的相對位置移動的構造例，但本發明不限于此。S卩，本發明只要是使襯底載置臺10上的各晶片與氣體供給構造的相對位置移動的結構即可，不需一定是各實施方式中所說明的旋轉驅動式機構，例如可以使固定有氣體供給構造的處理室的頂板旋轉。
[0251]此外，例如在上述各實施方式中，作為襯底處理裝置所進行的成膜處理，以如下情況為例，即，使用TiCl4氣體作為原料氣體(第一處理氣體)，使用NH3氣體作為反應氣體(第二處理氣體)，并交替供給這些氣體，由此在晶片W上形成TiN膜的情況，但本發明不限于此。即，成膜處理所用的處理氣體不限于TiCl4氣體、NH3氣體等，可以使用其他種類的氣體來形成其他種類的薄膜。而且，即使在使用三種以上的處理氣體的情況下，只要是交替供給這些處理氣體來進行成膜處理，就能適用本發明。
[0252]此外，例如在上述的各實施方式中，作為襯底處理裝置進行的處理而舉出成膜處理為例，但本發明不限于此。即，除了成膜處理之外，可以是形成氧化膜、氮化膜的處理、形成含有金屬的膜的處理。此外，襯底處理的具體內容不限，不僅是成膜處理，在退火處理、氧化處理、氮化處理、擴散處理、光刻處理等其他襯底處理中也能很好地適用。而且，本發明也能很好地適用于其他襯底處理裝置，例如退火處理裝置、氧化處理裝置、氮化處理裝置、曝光裝置、涂布裝置、干燥裝置、加熱裝置、利用等離子體的處理裝置等其他襯底處理裝置。此夕卜，本發明可以是這些裝置混雜存在。此外，可以將某實施方式的構成的一部分置換為其他實施方式的構成，而且，可以在某實施方式的構成加上其他實施方式的構成。此外，對于各實施方式的構成的一部分，可以增加其他構成、刪除或置換。
[0253]<本發明的優選方案>
[0254]以下，附記本發明的優選方案。
[0255][附記I]
[0256]根據本發明的一方案，提供一種襯底處理裝置，包括:
[0257]處理室，對襯底進行處理；
[0258]襯底載置臺，設于所述處理室，將多個襯底呈圓周狀載置；
[0259]旋轉部，使所述襯底載置臺旋轉；
[0260]第一氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給第一氣體；
[0261]第二氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給第二氣體；
[0262]第三氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給清潔氣體；以及
[0263]升降部，其被控制為:在供給所述第一氣體和所述第二氣體期間，將所述襯底載置臺維持于襯底處理位置，在供給所述清潔氣體期間，將所述襯底載置臺維持于清潔位置。
[0264][附記2]
[0265]在附記I所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0266]所述襯底處理位置下的所述襯底載置臺表面與從所述處理室的頂板突出的凸狀部件之間的距離，小于所述清潔位置下的所述襯底載置臺表面與從所述處理室的頂板突出的凸狀部件之間的距離。
[0267][附記3]
[0268]在附記2所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0269]所述凸狀部件是所述第一氣體供給部、第二氣體供給部和第三氣體供給部的任一個。
[0270][附記4]
[0271]在附記I所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0272]所述襯底處理位置下的所述襯底載置臺表面與所述處理室的頂板之間的距離，小于所述清潔位置下的所述襯底載置臺表面與所述處理室的頂板之間的距離。
[0273][附記5]
[0274]在附記I?4中任一項所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0275]所述第三氣體供給部在所述襯底載置臺被維持于襯底處理位置的期間，向所述處理室供給惰性氣體，在所述襯底載置臺被維持于所述清潔位置的期間，向所述處理室供給清潔氣體。
[0276][附記6]
[0277]在附記I?5中任一項所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0278]在從所述第三氣體供給部供給清潔氣體的期間，從所述第一氣體供給部和所述第二氣體供給部的任一方或雙方供給惰性氣體。
[0279][附記7]
[0280]在附記I?6中任一項所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0281]所述第一氣體供給部具有第一氣體供給孔，所述第二氣體供給部具有第二氣體供給孔，所述第三氣體供給孔具有第三氣體供給孔，在所述處理室的上方，呈圓周狀地配置有所述第一氣體供給孔和所述第二氣體供給孔的組合且配置多個組合，所述第三氣體供給孔配置于所述第一氣體供給孔與所述第二氣體供給孔之間。
[0282][附記8]
[0283]在附記7所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0284]在所述處理室的上方，在所述第一氣體供給孔與所述第二氣體供給孔之間設有上方排氣孔。
[0285][附記9]
[0286]在附記7所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0287]在所述處理室的上方，在所述第一氣體供給孔的處理室中央側設有上方排氣孔。
[0288][附記10]
[0289]在附記7所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0290]在所述處理室的上方，在所述第二氣體供給孔的處理室中央側設有上方排氣孔。
[0291][附記11]
[0292]在附記7所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0293]在所述處理室的上方，在所述第一氣體供給孔的處理室外周側設有上方排氣孔。
[0294][附記12]
[0295]在附記7所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0296]在所述處理室的上方，在所述第二氣體供給孔的處理室外周側設有上方排氣孔。
[0297][附記13]
[0298]在附記7所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0299]在所述處理室的上方，在所述第一氣體供給孔的外周設有第一上方排氣孔，在所述第二氣體供給孔的外周設有第二上方排氣孔。
[0300][附記14]
[0301]在附記I?13中任一項所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0302]所述襯底載置臺的下方還設有具有下方排氣孔的排氣部。
[0303][附記15]
[0304]在附記14所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0305]在從所述第三氣體供給部供給清潔氣體期間，所述第一氣體供給部、所述第二氣體供給部、所述第三氣體供給部和所述排氣部的任意組合或全部被控制成，所述下方排氣孔的流導大于所述上方排氣孔的流導。
[0306][附記16]
[0307]在附記I?4中任一項所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0308]所述第一氣體供給部具有第一氣體供給孔，所述第二氣體供給部具有第二氣體供給孔，所述第三氣體供給孔具有第三氣體供給孔，在所述處理室的上方，呈圓周狀地配置有所述第一氣體供給孔和所述第二氣體供給孔的組合且配置多個組合，所述第三氣體供給孔配置在所述第一氣體供給孔與所述第二氣體供給孔之間，
[0309]在處理室上方，在處理室上方的中央還配置有清潔氣體供給部的清潔氣體供給孔。
[0310][附記17]
[0311]在附記16所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0312]在所述襯底載置臺被維持于所述清潔位置的期間，所述清潔氣體供給部向所述處理室供給清潔氣體。
[0313][附記18]
[0314]在附記16或17所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0315]在從所述清潔氣體供給部供給清潔氣體的期間，從所述第一氣體供給部、所述第二氣體供給部和所述第三氣體供給部的任一個、或其組合、或全部供給惰性氣體。
[0316][附記19]
[0317]在附記16?18中任一項所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0318]在所述襯底載置臺的下方還設有具有下方排氣孔的排氣部。
[0319][附記20]
[0320]在附記19所述的襯底處理裝置中，優選是，
[0321]在從所述第三氣體供給部供給清潔氣體的期間，將所述第一氣體供給部、所述第二氣體供給部、所述第三氣體供給部和所述排氣部的任意組合或全部控制為，所述下方排氣孔的流導大于所述上方排氣孔的流導。
[0322][附記21]
[0323]提供一種半導體器件的制造方法，優選是，包括如下工序:
[0324]將襯底搬入處理室，并將其呈圓周狀地載置于內置于所述處理室的襯底載置臺上;
[0325]將所述襯底載置臺維持在襯底處理位置；
[0326]—邊使所述襯底載置臺旋轉，一邊由第一氣體供給部及第二氣體供給部從所述襯底載置臺的上方供給第一氣體和第二氣體，對被維持在所述襯底處理位置的所述襯底載置臺上的所述襯底進行處理；
[0327]從所述處理室搬出所述襯底；
[0328]將所述襯底載置臺維持在清潔位置；以及
[0329]從所述第三氣體供給部供給清潔氣體而對被維持于所述清潔位置的所述襯底載置臺進行清潔。
[0330][附記22]
[0331]提供一種程序，優選是，執行如下工序:
[0332]將襯底搬入處理室，并將其呈圓周狀地載置于內置于所述處理室的襯底載置臺上;
[0333]將所述襯底載置臺維持在襯底處理位置；
[0334]—邊使所述襯底載置臺旋轉，一邊由第一氣體供給部及第二氣體供給部從所述襯底載置臺的上方供給第一氣體和第二氣體，對被維持在所述襯底處理位置的所述襯底載置臺上的所述襯底進行處理；
[0335]從所述處理室搬出所述襯底；
[0336]將所述襯底載置臺維持在清潔位置；以及
[0337]從所述第三氣體供給部供給清潔氣體而對被維持于所述清潔位置的所述襯底載置臺進行清潔。
[0338][附記23]
[0339]提供一種記錄介質，優選是，存儲有執行如下工序的程序:
[0340]將襯底搬入處理室，并將其呈圓周狀地載置于內置于所述處理室的襯底載置臺上;
[0341]將所述襯底載置臺維持在襯底處理位置；
[0342]—邊使所述襯底載置臺旋轉，一邊由第一氣體供給部及第二氣體供給部從所述襯底載置臺的上方供給第一氣體和第二氣體，對被維持在所述襯底處理位置的所述襯底載置臺上的所述襯底進行處理；
[0343]從所述處理室搬出所述襯底；
[0344]將所述襯底載置臺維持在清潔位置；以及
[0345]從所述第三氣體供給部供給清潔氣體而對被維持于所述清潔位置的所述襯底載置臺進行清潔。
【主權項】
1.一種襯底處理裝置，包括: 處理室，對襯底進行處理； 襯底載置臺，設于所述處理室，將多個襯底呈圓周狀載置； 旋轉部，使所述襯底載置臺旋轉； 第一氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給第一氣體； 第二氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給第二氣體； 第三氣體供給部，從所述襯底載置臺的上方供給清潔氣體；以及升降部，其被控制為:在供給所述第一氣體和所述第二氣體期間，將所述襯底載置臺維持于襯底處理位置，在供給所述清潔氣體期間，將所述襯底載置臺維持于清潔位置。2.根據權利要求1所述的襯底處理裝置，其中， 所述襯底處理位置下的所述襯底載置臺表面與從所述處理室的頂板突出的凸狀部件之間的距離，小于所述清潔位置下的所述襯底載置臺表面與從所述處理室的頂板突出的凸狀部件之間的距離。3.根據權利要求2所述的襯底處理裝置，其中， 所述凸狀部件是所述第一氣體供給部、第二氣體供給部和第三氣體供給部中的任一個。4.根據權利要求1所述的襯底處理裝置，其中， 所述襯底處理位置下的所述襯底載置臺表面與所述處理室的頂板之間的距離，小于所述清潔位置下的所述襯底載置臺表面與所述處理室的頂板之間的距離。5.根據權利要求1所述的襯底處理裝置，其中， 所述第三氣體供給部在所述襯底載置臺被維持于襯底處理位置的期間，向所述處理室供給惰性氣體，在所述襯底載置臺被維持于所述清潔位置的期間，向所述處理室供給清潔氣體。6.根據權利要求2所述的襯底處理裝置，其中， 所述第三氣體供給部在所述襯底載置臺被維持于襯底處理位置的期間，向所述處理室供給惰性氣體，在所述襯底載置臺被維持于所述清潔位置的期間，向所述處理室供給清潔氣體。7.根據權利要求3所述的襯底處理裝置，其中， 所述第三氣體供給部在所述襯底載置臺被維持于襯底處理位置的期間，向所述處理室供給惰性氣體，在所述襯底載置臺被維持于所述清潔位置的期間，向所述處理室供給清潔氣體。8.根據權利要求4所述的襯底處理裝置，其中， 所述第三氣體供給部在所述襯底載置臺被維持于襯底處理位置的期間，向所述處理室供給惰性氣體，在所述襯底載置臺被維持于所述清潔位置的期間，向所述處理室供給清潔氣體。9.根據權利要求1所述的襯底處理裝置，其中， 在從所述第三氣體供給部供給清潔氣體的期間，從所述第一氣體供給部和所述第二氣體供給部中的任一方或雙方供給惰性氣體。10.根據權利要求2所述的襯底處理裝置，其中， 在從所述第三氣體供給部供給清潔氣體的期間，從所述第一氣體供給部和所述第二氣體供給部中的任一方或雙方供給惰性氣體。11.根據權利要求3所述的襯底處理裝置，其中， 在從所述第三氣體供給部供給清潔氣體的期間，從所述第一氣體供給部和所述第二氣體供給部中的任一方或雙方供給惰性氣體。12.根據權利要求4所述的襯底處理裝置，其中， 在從所述第三氣體供給部供給清潔氣體的期間，從所述第一氣體供給部和所述第二氣體供給部中的任一方或雙方供給惰性氣體。13.根據權利要求5所述的襯底處理裝置，其中， 在從所述第三氣體供給部供給清潔氣體的期間，從所述第一氣體供給部和所述第二氣體供給部中的任一方或雙方供給惰性氣體。14.根據權利要求1所述的襯底處理裝置，其中， 所述第一氣體供給部具有第一氣體供給孔，所述第二氣體供給部具有第二氣體供給孔，所述第三氣體供給部具有第三氣體供給孔，在所述處理室的上方，呈圓周狀地配置有所述第一氣體供給孔和所述第二氣體供給孔的組合且配置多個組合，所述第三氣體供給孔配置于所述第一氣體供給孔與所述第二氣體供給孔之間。15.根據權利要求14所述的襯底處理裝置，其中， 在所述處理室的上方，在所述第一氣體供給孔與所述第二氣體供給孔之間設有上方排氣孔。16.根據權利要求14所述的襯底處理裝置，其中， 在所述處理室的上方，在所述第一氣體供給孔的處理室外周側設有上方排氣孔。17.根據權利要求14所述的襯底處理裝置，其中， 在所述處理室的上方，在所述第二氣體供給孔的處理室外周側設有上方排氣孔。18.根據權利要求14所述的襯底處理裝置，其中， 在所述處理室的上方，在所述第一氣體供給孔的外周設有第一上方排氣孔，在所述第二氣體供給孔的外周設有第二上方排氣孔。19.根據權利要求14所述的襯底處理裝置，其中， 所述襯底載置臺的下方還設有具有下方排氣孔的排氣部。20.根據權利要求19所述的襯底處理裝置，其中， 在從所述第三氣體供給部供給清潔氣體的期間，所述第一氣體供給部、所述第二氣體供給部、所述第三氣體供給部和所述排氣部的任意組合或全部被控制成，所述下方排氣孔的流導大于所述上方排氣孔的流導。21.一種半導體器件的制造方法，包括如下工序: 將襯底搬入處理室，并將其呈圓周狀地載置于內置于所述處理室的襯底載置臺上； 將所述襯底載置臺維持在襯底處理位置； 一邊使所述襯底載置臺旋轉，一邊由第一氣體供給部及第二氣體供給部從所述襯底載置臺的上方供給第一氣體和第二氣體，對被維持在所述襯底處理位置的所述襯底載置臺上的所述襯底進行處理； 從所述處理室搬出所述襯底； 將所述襯底載置臺維持在清潔位置；以及 從所述第三氣體供給部供給清潔氣體而對被維持于所述清潔位置的所述襯底載置臺進行清潔。
【文檔編號】H01J37/32GK105990083SQ201510090076
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月27日
【發明人】上田立志
【申請人】株式會社日立國際電氣