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基板处理装置、半导体装置的制造方法以及存储介质与流程

2022-03-31 10:56:31 来源:中国专利 TAG:


1.本公开涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法以及存储介质。


背景技术:

2.作为对半导体基板进行处理的装置,已知一种旋转型装置,其将多个基板沿周向配置于基板载置台上,使该基板载置台旋转并向多个基板供给多种气体(参照专利文献1)。另外,已知一种立式装置,在积载有多个基板的状态下,使用在基板的积载方向上延伸的原料气体喷嘴向多个基板供给原料气体(参照专利文献2)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特开2017-34013号公报
6.专利文献2:日本特开2017-147262号公报


技术实现要素:

7.发明所要解决的课题
8.在上述的旋转型装置中,存在如下情况,即,前驱体进入旋转并搬送多个基板的旋转工作台的背面,由此会与反应物混合,且堆积物堆积于旋转工作台的背面,产生颗粒。
9.本公开解决上述课题,提供一种降低堆积于旋转工作台的背面的堆积物的量的技术。
10.用于解决课题的方案
11.根据本公开的一方式,提供一种技术,其具有:
12.处理室,其设有对基板进行处理的多个处理区域;
13.旋转工作台,其通过以上述基板外的某点为中心使载置于上述处理室内的上述基板旋转,从而依次通过上述多个处理区域;
14.旋转机构,其使上述旋转工作台旋转,
15.上述多个处理区域具有对上述基板供给处理气体的第一区域和对上述基板供给惰性气体的第二区域,
16.以对应于上述第二区域的上述旋转工作台的下侧空间的压力比对应于上述第一区域的上述旋转工作台的下侧空间的压力高的方式,构成对应于上述第二区域的上述旋转工作台的下侧空间。
17.发明效果
18.根据本公开,能够降低堆积于旋转工作台的背面的堆积物的量。
附图说明
19.图1是本公开的一实施方式的基板处理装置具备的反应器的横剖视概略图。
20.图2是本公开的一实施方式的基板处理装置具备的的反应器的纵剖视概略图,是
图1所示的反应器的a-a’线剖视图。
21.图3是说明本公开的一实施方式的基板支撑机构的说明图。
22.图4的(a)是说明本公开的一实施方式的原料气体供给部的说明图。图4的(b)是说明本公开的一实施方式的反应气体供给部的说明图。图4的(c)是说明本公开的一实施方式的第一惰性气体供给部的说明图。图4的(d)是说明本公开的一实施方式的第二惰性气体供给部的说明图。图4的(e)是说明本公开的一实施方式的第三惰性气体供给部的说明图。
23.图5的(a)是本公开的一实施方式的惰性气体供给机构的俯视图,图5的(b)是图5的(a)所示的惰性气体供给机构的b-b’线剖视图。
24.图6的(a)是用于说明本公开的一实施方式的处理区域的反应器的纵剖视图的概略图。图6的(b)是用于说明本公开的一实施方式的净化区域的反应器的纵剖视图的概略图。
25.图7是说明本公开的一实施方式的控制器的说明图。
26.图8是说明本公开的一实施方式的基板处理工序的流程图。
27.图9是说明本公开的一实施方式的成膜工序的流程图。
28.图中:
29.s—基板,200—反应器,201—处理室,203—处理容器,206a—第一处理区域,206b—第二处理区域,207a—第一净化区域,207b—第二净化区域,217—旋转工作台,217b—凹部(载置部),300—控制器(控制部),500a、500b—惰性气体供给机构(惰性气体供给部)。
具体实施方式
30.(1)基板处理装置的结构
31.如图1及图2所示,反应器200具备作为圆筒状的气密容器的处理容器203。处理容器203例如由不锈钢(sus)或铝合金等构成。在处理容器203内构成有对基板s进行处理的处理室201。在处理容器203连接有闸阀205,基板s经由闸阀205搬入搬出。此外,以下的说明中使用的图均为示意性的图,示于图中的各要素的尺寸的关系、各要素的比率等不一定与现实一致。另外,在多个图的相互间,各要素的尺寸的关系、各要素的比率等也不一定一致。
32.处理室201具有作为供给处理气体的第一区域的处理区域206和作为供给惰性气体的第二区域的净化区域207。即,处理容器203具有对基板s供给处理气体的处理区域206和对基板s供给惰性气体的净化区域207。在此,处理区域206和净化区域207以圆周状交替配置。例如,按照第一处理区域206a、第一净化区域207a、第二处理区域206b以及第二净化区域207b的顺序配置。如后述地,向第一处理区域206a内供给作为处理气体的原料气体,向第二处理区域206b内供给作为处理气体的反应气体。另外,向第一净化区域207a及第二净化区域207b内供给惰性气体。由此,根据向各个区域内供给的气体,对基板s实施预定的处理。
33.第一净化区域207a和第二净化区域207b分别是在空间上切割第一处理区域206a和第二处理区域206b的区域。第一净化区域207a和第二净化区域207b的顶棚208构成为比作为顶板209的下表面的处理区域206的顶棚低。在第一净化区域207a、第二净化区域207b的与旋转工作台217对置的位置分别设有顶棚208a、208b。通过使各顶棚较低,能够提高第
一净化区域207a和第二净化区域207b的空间的压力。另外,通过净化这些空间,能够除去基板s上的多余的气体。另外,通过净化这些空间,能够划分相邻的处理区域206。
34.在处理容器203的中央设有旋转工作台217,该旋转工作台217在例如处理容器203的中心具有旋转轴,且构成为旋转自如。旋转工作台217由例如石英、碳或sic等材料形成,以消除对基板s的金属汚染的影响。
35.旋转工作台217构成为在处理容器203内将多个(例如五个)基板s在同一面上、且沿旋转方向在同一圆周上排列地支撑。在此所说的“同一面”不限定于完全的同一面,只要在从上表面观察旋转工作台217时,多张基板s相互不重叠地排列即可。
36.在旋转工作台217表面的基板s的支撑位置设有多个作为载置基板s的载置部的凹部217b。在自旋转工作台217的中心起的同心圆上的位置相互等间隔(例如72
°
的间隔)地配置有与处理的基板s的张数同数量的凹部217b。此外,在图1中,为了便于说明而省略了图示。
37.各个凹部217b例如从旋转工作台217的上表面观察为圆形状,从侧面观察为凹形状。凹部217b的直径优选构成为比基板s的直径稍大。在该凹部217b的底设有基板载置面,通过将基板s载置于凹部内,能够将基板s载置于基板载置面。在各凹部217b设有多个后述的销219贯通的贯通孔217a。
38.在处理容器203中的旋转工作台217下方且与闸阀205面对面的部位设有图3记载的基板保持机构218。基板保持机构218具有销219,该销219在基板s的搬入/搬出时,将基板s上推,支撑基板s的背面。销219是能够延伸的结构,且例如能够收纳于基板保持机构218主体。在移载基板s时,销219延伸且贯通贯通孔217a,并且保持基板s。然后,销219的前端向下方移动,从而使基板s载置于凹部217b。基板保持机构218例如固定于处理容器203。基板保持机构218只要是在基板载置时能够将销219插入孔217a的结构即可,也可以固定于后述的内周凸部282或外周凸部283。
39.旋转工作台217固定于芯部221。芯部221设于旋转工作台217的中心,具有固定旋转工作台217的作用。由于是支撑旋转工作台217的构造,因此以可耐受重量的方式使用金属。在芯部221的下方配设有轴体222。轴体222支撑芯部221。
40.轴体222的下方贯通设于处理容器203的底部的孔223,且在处理容器203外由能够气密的容器204覆盖。另外,轴体222的下端连接于旋转机构224。旋转机构224构成为搭载旋转轴或马达等,能够根据后述的控制器300的指示将旋转工作台217旋转。即,控制器300通过利用旋转机构224使旋转工作台217以作为基板s外的某点的芯部221为中心旋转,从而使基板s按照第一处理区域206a、第一净化区域207a、第二处理区域206b以及第二净化区域207b的顺序依次通过。
41.以覆盖芯部221的方式设有石英盖225。即,石英盖225设于芯部221与处理室201之间。石英盖225构成为隔着空间覆盖芯部221。石英盖225例如由石英或sic等材料形成,以消除对基板s的金属汚染的影响。将芯部221、轴体222、旋转机构224、石英盖225总称为支撑部。
42.在本实施方式中,在第一净化区域207a、第二净化区域207b中的旋转工作台217的下侧空间分别设有后面详细叙述的作为惰性气体供给部的惰性气体供给机构500a、500b。利用惰性气体供给机构500a、500b向第一净化区域207a、第二净化区域207b中的旋转工作
台217的下方的空间供给惰性气体,从而使第一净化区域207a和第二净化区域207b的旋转工作台217的下侧空间的压力比第一处理区域206a、第二处理区域206b的旋转工作台217的下侧空间的压力高。另外,通过净化这些空间,能够除去旋转工作台217的下方的多余的气体。另外,通过净化这些空间,能够抑制处理气体从相邻的处理区域206进入。
43.另外,在旋转工作台217的下方配设有加热器单元281,该加热器单元281包含作为加热部的加热器280。加热器280对载置于旋转工作台217的各基板s进行加热。加热器280沿着处理容器203的形状构成为圆周状。
44.加热器单元281主要由设于处理容器203的底部上且处理容器203的中心侧的内周凸部282、配置于比加热器280靠外周侧的外周凸部283以及加热器280构成。内周凸部282、加热器280、外周凸部283以同心圆状配置。在内周凸部282与外周凸部283之间形成有空间284。加热器280配置于空间284。内周凸部282、外周凸部283还固定于处理容器203,因此也可以视为处理容器203的一部分。
45.在此,说明了圆周状的加热器280,但只要能够对基板s进行加热就不限定于此,也可以设为分割成多个的构造。另外,也可以设为在旋转工作台217内包含加热器280的构造。
46.在内周凸部282的上部且加热器280侧形成有凸缘282a。窗285由凸缘282a和外周凸部283的上表面支撑。窗285由透过从加热器280产生的热的材质、例如石英构成。窗285通过被后述的排气构造286的上部286a和内周凸部282夹着而固定。
47.在加热器280连接有加热器温度控制部287。加热器280电连接于后述的控制器300,根据控制器300的指示控制对加热器280的电力供给,进行温度控制。
48.在处理容器203的底部设有与空间284连通的惰性气体供给管275。惰性气体供给管275连接于后述的惰性气体供给部270。从惰性气体供给部270供给来的惰性气体经由惰性气体供给管275供给至空间284。通过将空间284设为惰性气体气氛,能够防止处理气体从窗285附近的间隙等侵入。
49.在外周凸部283的外周面与处理容器203的内周面之间配设有金属制的排气构造286。排气构造286具有排气槽288和排气缓冲空间289。排气槽288、排气缓冲空间289沿着处理容器203的形状构成为圆周状。
50.将排气构造286中的与外周凸部283不接触的位置称为上部286a。如上所述地,上部286a与内周凸部282一同固定窗285。
51.在本实施方式这样的旋转型基板处理装置中,期望将基板s的高度和排气口设为相同的高度、或者使高度接近。在假设排气口的高度低的情况下,有可能在旋转工作台217的端部产生气体的湍流。与之相对,通过设为相同的高度、或者使高度接近,即使在排气口侧的基板边缘也不会发生湍流。
52.在本实施方式中,将排气构造286的上端设为与旋转工作台217相同的高度。在该情况下,如图2所示地,上部286a产生从窗285突出的部分,因此,从防止微粒扩散的观点出发,在该部分设置石英盖290。在假设没有石英盖290的情况下,气体与上部286a接触而使上部286a腐蚀,有可能在处理室201内产生微粒。在石英盖290与上部286a之间设置空间299。
53.在排气构造286的底设有作为第一排气部的排气口291、排气口292。排气口291主要排出向第一处理区域206a供给的原料气体。排气口292主要排出向处理空间206b供给的反应气体。各气体经由排气槽288、排气缓冲空间289从排气口291、排气口292排出。
54.接着,使用图1及图4的(a)对原料气体供给部240进行说明。如图1所记载地,在处理容器203的侧方插入有朝向处理容器203的中心方向延伸的喷嘴245。喷嘴245配设于第一处理区域206a。在喷嘴245连接有气体供给管241的下游端。
55.在气体供给管241,自上游方向起,依次设有原料气体供给源242、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(mfc)243、以及作为开闭阀的阀244。
56.原料气体经由mfc243、阀244、气体供给管241从喷嘴245供给至第一处理区域206a内。
57.主要由气体供给管241、mfc243、阀244、喷嘴245构成原料气体供给部(也可以称为第一气体供给系统、或原料气体供给部)240。此外,也可以考虑将原料气体供给源242包含于原料气体供给部240。
58.接着,使用图1及图4的(b)对反应气体供给部250进行说明。如图1所记载地,在处理容器203的侧方插入有朝向处理容器203的中心方向延伸的喷嘴255。喷嘴255配设于第二处理区域206b。
59.在喷嘴255连接有气体供给管251。在气体供给管251,自上游方向起,依次设有反应气体供给源252、mfc253、以及阀254。
60.反应气体经由mfc253、阀254、气体供给管251从喷嘴255供给至第二处理区域206b内。
61.主要由气体供给管251、mfc253、阀254、喷嘴255构成反应气体供给部(第二气体供给部)250。此外,也可以考虑将反应气体供给源252包含于反应气体供给部250。
62.接着,使用图1及图4的(c)对第一惰性气体供给部260进行说明。如图1所记载地,在处理容器203的侧方插入有朝向处理容器203的中心方向延伸的喷嘴265、喷嘴266。喷嘴265是插入第一净化区域207a的喷嘴。喷嘴265例如固定于第一净化区域207a的顶棚208a。喷嘴266是插入第二净化区域207b的喷嘴。喷嘴266例如固定于第二净化区域207b的顶棚208b。
63.在喷嘴265、喷嘴266连接有惰性气体供给管261的下游端。在惰性气体供给管261,自上游方向起,依次设有惰性气体供给源262、mfc263、以及阀264。惰性气体经由mfc263、阀264、惰性气体供给管261从喷嘴265及喷嘴266分别供给至第一净化区域207a内及第二净化区域207b内。向第一净化区域207a内及第二净化区域207b内供给的惰性气体作为净化气体发挥作用。
64.主要由惰性气体供给管261、mfc263、阀264、喷嘴265、喷嘴266构成第一惰性气体供给部260。此外,也可以考虑将惰性气体供给源262包含于第一惰性气体供给部260。
65.接着,使用图1、图2以及图4的(d)对第二惰性气体供给部510进行说明。如图1及图2所记载地,在处理容器203内的与第一净化区域207a和第二净化区域207b对应的旋转工作台217的下侧空间分别设有从旋转工作台217的中心侧朝向外周侧延伸的惰性气体供给机构500a、500b。惰性气体供给机构500a设于第一净化区域207a。惰性气体供给机构500b设于第二净化区域207b。这样,通过在与第一净化区域207a和第二净化区域207b对应的旋转工作台217的下侧空间设置供给惰性气体的惰性气体供给机构500a、500b,能够抑制处理气体进入第一净化区域207a或第二净化区域207b的旋转工作台217的背面。
66.在惰性气体供给机构500a、500b的旋转工作台217的旋转中心侧分别连接有惰性
气体供给管502的下游端。在惰性气体供给管502,自上游方向起,依次设有惰性气体供给源504、mfc506、以及阀508。惰性气体经由mfc506、阀508、惰性气体供给管502从惰性气体供给机构500a及惰性气体供给机构500b分别供给至第一净化区域207a内及第二净化区域207b内。向第一净化区域207a内及第二净化区域207b内供给的惰性气体作为净化气体发挥作用。
67.主要由惰性气体供给管502、mfc506、阀508、惰性气体供给机构500a及惰性气体供给机构500b构成第二惰性气体供给部510。此外,也可以考虑将惰性气体供给源504包含于第二惰性气体供给部510。
68.接着,使用图2及图4的(e)对第三惰性气体供给部270进行说明。在惰性气体供给管275连接有惰性气体供给管271的下游端。在惰性气体供给管271,自上游方向起,依次设有惰性气体供给源272、mfc273、以及阀274。惰性气体经由mfc273、阀274、惰性气体供给管271从惰性气体供给管275供给至空间284、容器204。
69.供给至容器204的惰性气体经由旋转工作台217与窗285之间的空间从排气槽288排出。通过设为这样的构造,能够防止原料气体、反应气体绕回至旋转工作台217与窗285之间的空间。
70.主要由惰性气体供给管271、mfc273、阀274、惰性气体供给管275构成第三惰性气体供给部270。此外,也可以考虑将惰性气体供给源272包含于第三惰性气体供给部270。
71.如图1及图2所示,在处理容器203设有排气口291、排气口292。
72.排气口291设于比第一处理区域206a的旋转方向r的下游侧的旋转工作台217靠外侧。由此,能够将被热分解并供给至基板s的原料气体从第一处理区域206a排出,抑制热分解的原料气体对基板的影响。主要将原料气体排出。以与排气口291连通的方式设置有作为排气部234的一部分的排气管234a。在排气管234a,经由作为开闭阀的阀234d、作为压力调整器(压力调整部)的apc(auto pressure controller)阀234c连接有作为真空排气装置的真空泵234b,构成为能够进行真空排气,以使处理室201内的压力成为预定的压力(真空度)。
73.将排气管234a、阀234d、apc阀234c总称为排气部234。此外,也可以考虑将真空泵234b包含于排气部234。
74.另外,如图1及图2所示,以与排气口292连通的方式设有排气部235。排气口292设于比第二处理区域206b的旋转方向r的下游侧的旋转工作台217靠外侧。主要对反应气体进行排气。
75.以与排气口292连通的方式设有作为排气部235的一部分的排气管235a。在排气管235a经由阀235d、apc阀235c连接有真空泵235b,且构成为能够进行真空排气,以使处理室201内的压力成为预定的压力(真空度)。
76.将排气管235a、阀235d、apc阀235c总称为排气部235。此外,也可以将真空泵235b包含于排气部235。
77.接着,使用图1、图2、图5的(a)、图5的(b)、图6的(a)以及图6的(b)对第一净化区域207a及第二净化区域207b进行说明。
78.如上所述,在第一净化区域207a及第二净化区域207b中的旋转工作台217的下侧空间分别设有惰性气体供给机构500a、500b。此外,第二净化区域207b的结构与第一净化区
域207a相同,惰性气体供给机构500b的结构与惰性气体供给机构500a相同,因此省略说明。
79.图5的(a)是惰性气体供给机构500a的俯视图,图5的(b)是图5的(a)所示的惰性气体供给机构500a的b-b’线剖视图。
80.惰性气体供给机构500a构成为,沿着处理容器203内的第一净化区域207a的形状以扇状或梯形状从旋转工作台217的背面的旋转中心侧朝向外周侧扩展。在惰性气体供给机构500a的上表面且与旋转工作台217的背面对置的侧的面形成有多个气体供给孔511。
81.另外,在惰性气体供给机构500a的旋转工作台217的背面的旋转中心侧连接有惰性气体供给管502的下游端,且构成为,经由惰性气体供给管502从惰性气体供给机构500a的旋转工作台217的背面的旋转中心侧朝向外周侧供给惰性气体。
82.具体而言,惰性气体供给机构500a具有:与第一净化区域207a大致同一形状的扇状或梯形状的上表面部512;与上表面部512对置设置的下表面部513;将上表面部512和下表面部513的周向的面分别连接的外周面部514;将上表面部512和下表面部513的旋转工作台217的旋转方向r的上游侧的径向的面分别连接的侧面部515;以及将上表面部512和下表面部513的旋转工作台217的旋转方向r的下游侧的径向的面分别连接的侧面部516,在旋转工作台217的背面的旋转中心侧连接有惰性气体供给管502的下游端。
83.多个气体供给孔511分别从上表面部512的内周侧朝向外周侧逐渐增大开口面积地形成于上表面部512。即,气体供给孔511构成为,与旋转工作台217的背面的外周侧对置的气体供给孔511的孔径比与旋转工作台217的背面的旋转中心侧对置的气体供给孔511的孔径大。由此,能够增多旋转工作台217的背面的外周侧的惰性气体的流量。
84.也就是说,惰性气体供给机构500a构成为使向旋转工作台217的背面的外周侧供给的惰性气体的流量和向旋转工作台217的背面的旋转中心侧供给的惰性气体的流量不同,惰性气体供给机构500a构成为使向旋转工作台217的背面的外周侧供给的惰性气体的流量比向旋转工作台217的背面的旋转中心侧供给的惰性气体的流量多。
85.从旋转工作台217的外周侧供给处理气体,因此,就处理气体的浓度而言,旋转工作台217的外周侧比旋转工作台217的旋转中心侧浓。通过构成为向旋转工作台217的背面的外周侧供给的惰性气体的流量比向旋转工作台217的背面的中心侧供给的惰性气体的流量多,能够抑制旋转工作台217的径向上的旋转工作台217的背面的处理气体的流动,抑制处理气体的回绕。
86.如图5的(b)所示,气体供给孔511形成为向与旋转工作台217的旋转方向r(也称基板s的搬送方向)相反的方向倾斜地开口。由此,惰性气体供给机构500a构成为沿与旋转工作台217的旋转方向r相反的方向供给惰性气体。这样,通过构成为沿与旋转工作台217的旋转方向r相反的方向供给惰性气体,能够抑制处理气体沿旋转工作台217的旋转方向流动。另外,能够净化附着于旋转工作台217的背面的处理气体。另外,能够抑制处理气体附着于旋转工作台217的背面并伴随着旋转工作台217的旋转而移动。
87.即,构成为,通过在与第一净化区域207a、第二净化区域207b对应的旋转工作台217的下侧空间分别设置惰性气体供给机构500a、500b,向旋转工作台217的下侧空间供给惰性气体,能够使与第一净化区域207a、第二净化区域207b对应的旋转工作台217的下侧空间的压力比与第一处理区域206a、第二处理区域206b对应的旋转工作台的下侧空间的压力高,通过这样构成,能够抑制处理气体在第一净化区域207a、第二净化区域207b进入旋转工
作台217的背面。
88.另外,如图1及图2所示,在第一净化区域207a、第二净化区域207b的处理容器203的内壁分别设有朝向处理容器203的中心侧突出的突出部600a、600b。突出部600a、600b设于处理容器203的内壁侧且比旋转工作台217靠外侧。另外,突出部600a、600b沿着处理容器203的形状构成为圆周状。另外,突出部600a、600b设于旋转工作台217的侧上方且斜上方。另外,突出部600a、600b构成为分别与顶棚208a、208b的外周面对置。这样,通过设置突出部600a、600b,能够抑制处理气体从旋转工作台217的上方进入第一净化区域207a、第二净化区域207b内。
89.图6的(a)是用于说明第一处理区域206a的处理容器203的纵剖面的概略图。图6的(b)是用于说明第一净化区域207a的处理容器203的纵剖面的概略图。
90.如图6的(a)及图6的(b)所示,第一净化区域207a中的旋转工作台217的背面与处理容器203的底面之间的距离t2构成为比第一处理区域206a中的旋转工作台217的背面与处理容器203的底面之间的距离t1短(间隔小)。
91.通过这样构成,构成为第一净化区域207a的旋转工作台217的下侧空间的压力比第一处理区域206a的旋转工作台217的下侧空间的压力高,换言之,能够使第一净化区域207a的旋转工作台217的下侧空间的电导比第一处理区域206a的旋转工作台217的下侧空间的电导小,能够抑制处理气体从第一处理区域206a向第一净化区域207a流动。同样地,能够抑制处理气体从第二处理区域206b向第二净化区域207b流动。
92.反应器200具有控制各部的动作的控制器300。如图7所记载地,控制器300至少具有运算部(cpu)301、作为临时存储部的ram302、存储部303、发送/接收部304。控制器300经由发送/接收部304与基板处理装置10的各结构连接,构成为能够根据上位控制器或使用者的指示从存储部303调取程序或配方,并根据其内容控制各结构的动作。此外,控制器300也可以构成为专用的计算机,也可以构成为通用的计算机。例如,准备存储有上述的程序的外部存储装置(例如,磁带、软盘或硬盘等磁盘、cd或dvd等光盘、mo等光磁盘、usb存储器(usb flash drive)或存储卡等半导体存储器)312,通过使用外部存储装置312将程序安装于通用的计算机上,能够构成本实施方式的控制器300。另外,用于向计算机供给程序的机构不限于经由外部存储装置312供给的情况。例如,也可以使用网络或专线等通信机构,也可以从上位装置320经由发送/接收部311接收信息而不经由外部存储装置312地供给程序。另外,也可以使用键盘或触控面板等输入/输出装置313对控制器300进行指示。
93.此外,存储部303或外部存储装置312构成为计算机可读的存储介质。以下,将它们总称地简称为存储介质。此外,在本说明书中使用存储介质这一词语的情况下,具有仅包括存储部303单体的情况、仅包括外部存储装置312单体的情况、或者包括其双方的情况。
94.cpu301构成为,从存储部303读取控制程序并执行,并且根据从输入/输出装置313的操作命令的输入等从存储部303读取工艺配方。然后,cpu301构成为能够根据读出的工艺配方的内容控制各部件。
95.(2)基板处理工序
96.接着,使用图8及图9,对本公开的一实施方式的基板处理工序进行说明。图8是表示本实施方式的基板处理工序的流程图。图9是表示本实施方式的成膜工序的流程图。在以下的说明中,基板处理装置10的反应器200的结构各部的动作由控制器300控制。
97.对基板搬入、载置工序s110进行说明。在反应器200中,使销219上升,并使销219贯通旋转工作台217的贯通孔217a。其结果,销219成为从旋转工作台217表面突出预定的高度的状态。接着,打开闸阀205,使用未图示的基板移载机如图3那样将基板s载置于销219上。载置后,使销219下降,将基板s载置于凹部217b上。
98.然后,使旋转工作台217旋转,以使未载置基板s的凹部217b与闸阀205面对面。然后,同样地在凹部217b载置基板s。反复进行,直至在全部的凹部217b载置有基板s。
99.将基板s搬入凹部217b后,使基板移载机向反应器200外退避,关闭闸阀205将处理容器203内密闭。
100.此外,优选的是,在将基板s搬入处理室201内时,一边通过排气部234、235对处理室201内进行排气,一边从第一惰性气体供给部260供给惰性气体。由此,能够抑制微粒向处理室201内侵入、或微粒向基板s上附着。至少在从基板搬入、载置工序(s110)到后述的基板搬出工序(s170)结束的期间,真空泵234b、235b始终为工作的状态。
101.在将基板s载置于旋转工作台217时,预先向加热器280供给电力,并进行控制,以使基板s的表面成为预定的温度。基板s的温度例如为室温以上且650℃以下,优选为室温以上且400℃以下。至少在从基板搬入、载置工序(s110)到后述的基板搬出工序(s170)结束的期间,加热器280始终为通电的状态。
102.与之并行地,从第二惰性气体供给部510向旋转工作台217的下侧空间供给惰性气体。由此,能够抑制处理气体向旋转工作台217的背面的吸附,能够抑制因处理气体的吸附而前驱体和反应物反应导致的堆积物的堆积。另外,能够抑制微粒的发生,能够抑制微粒向基板s上的附着。
103.另外,与之并行地,从第三惰性气体供给部270向处理容器203、加热器单元281供给惰性气体。
104.至少在从基板搬入、载置工序(s110)到后述的基板搬出工序(s170)结束的期间,供给惰性气体。
105.对旋转工作台旋转开始工序s120进行说明。在将基板s载置于各凹部217b后,控制旋转机构224,以使旋转工作台217沿r方向旋转。通过使旋转工作台217旋转,基板s按照第一处理区域206a、第一净化区域207a、第二处理区域206b、第二净化区域207b的顺序移动。
106.对气体供给开始工序s130进行说明。在将基板s加热达到所期望的温度,且旋转工作台217到达所期望的旋转速度后,打开阀244,向第一处理区域206a内开始原料气体的供给。与之并行地,打开阀254,向第二处理区域206b内供给反应气体。
107.此时,调整mfc243,以使原料气体的流量成为预定的流量。此外,原料气体的供给流量例如为50sccm以上且500sccm以下。
108.另外,调整mfc253,以使反应气体的流量成为预定的流量。此外,反应气体的供给流量例如为100sccm以上且5000sccm以下。
109.此外,上述的“原料气体”是处理气体之一,是成为薄膜形成时的原料的气体。原料气体包括作为构成薄膜的元素的例如硅(si)、钛(ti)、钽(ta)、铪(hf)、锆(zr)、钌(ru)、镍(ni)、钨(w)、以及钼(mo)的至少任一个。
110.在原料气体的原料常温下为气体的情况下,mfc243为气体用的质量流量控制器。
111.此外,上述的“反应气体”是处理气体之一,是与通过原料气体形成于基板s上的第
一层反应的气体。反应气体例如为氨(nh3)气、氮(n2)气、氢(h2)气、以及氧(o2)气的至少任一个。在此,反应气体例如为nh3气。
112.此外,上述的“惰性气体”例如为氮(n2)气、氦(he)气、氖(ne)气、氩(ar)气等稀有气体的至少任一个。在此,惰性气体例如为n2气。
113.在此,对使用二氯硅烷(si2h2cl2)气作为原料气体、使用nh3气作为反应气体在基板s上形成硅氮化(sin)膜作为薄膜的例进行说明。
114.此外,基板搬入、载置工序s110后,继续通过排气部234、235对处理室201内进行排气,并且从第一惰性气体供给部260及第二惰性气体供给部510向第一净化区域207a内及第二净化区域207b内供给作为净化气体的n2气。另外,通过适当调整apc阀234c、apc阀235c的阀开度,使处理室201内的压力成为预定的压力。
115.对成膜工序s140进行说明。在此,对成膜工序s140的基本的流程进行说明,详细情况将后述。在成膜工序s140中,各基板s在第一处理区域206a形成含硅层,在进一步地旋转后的第二处理区域206b,含硅层与nh3气反应,在基板s上形成sin膜。使旋转工作台217旋转预定次数,以成为预定的膜厚。
116.对气体供给停止工序s150进行说明。旋转预定次数后,关闭阀244、254,停止向第一处理区域206a的si2h2cl2气的供给、向第二处理区域206b的nh3气的供给。
117.对旋转工作台旋转停止工序s160进行说明。在气体供给停止工序s150后,停止旋转工作台217的旋转。
118.对基板搬出工序s170进行说明。使旋转工作台217旋转,以使基板s移动到与闸阀205对置的位置。然后,与搬入基板时同样地,使基板s支撑于销219上。支撑后,打开闸阀205,使用未图示的基板移载机将基板s搬出至处理容器203外。与处理的基板s的张数对应地反复该操作,搬出全部的基板s。搬出后,停止第二惰性气体供给部510和第三惰性气体供给部270对惰性气体的供给。
119.接着,使用图9对成膜工序s140的详细情况进行说明。此外,从第一处理区域通过工序s210至第二净化区域通过工序s240,以载置于旋转工作台217上的多个基板s中的一张基板s为主进行说明。
120.如图9所示,在成膜工序s140中,通过旋转工作台217的旋转使多个基板s依次通过第一处理区域206a、第一净化区域207a、第二处理区域206b、以及第二净化区域207b。
121.对第一处理区域通过工序s210进行说明。基板s通过第一处理区域206a时,向基板s供给作为处理气体且原料气体的si2h2cl2气。此时,在第一处理区域206a内没有反应气体,因此si2h2cl2气与反应气体不反应,而直接与基板s的表面接触(附着)。由此,在基板s的表面形成第一层。
122.接着,对第一净化区域通过工序s220进行说明。基板s在通过第一处理区域206a后,移动至第一净化区域207a。基板s通过第一净化区域207a时,向基板s供给作为惰性气体的n2气,从基板s上除去在第一处理区域206a在基板s上未形成牢固的结合的si2h2cl2的成分。
123.接着,对第二处理区域通过工序s230进行说明。基板s通过第一净化区域207a后移动至第二处理区域206b。基板s通过第二处理区域206b时,向基板s供给作为处理气体且反应气体的nh3气,在第二处理区域206b,第一层与作为反应气体的nh3气反应。由此,在基板s
上形成至少包含si及n的第二层。
124.接着,对第二净化区域通过工序s240进行说明。基板s通过第二处理区域206b后移动至第二净化区域207b。基板s通过第二净化区域207b时,向基板s供给作为惰性气体的n2气,从基板s上除去在第二处理区域206b中从基板s上的第二层脱离的hcl、或剩余的h2气等被从基板s上除去。
125.这样,对基板s依次供给相互反应的至少两种气体。将以上的第一处理区域通过工序s210、第一净化区域通过工序s220、第二处理区域通过工序s230、以及第二净化区域通过工序s240作为一循环。
126.对判定s250进行说明。控制器300判定是否实施了预定次数的上述一循环。具体地,控制器300对旋转工作台217的旋数进行计数。
127.未进行预定次数的上述一循环时(在s250为否(no)的情况),进一步地使工作台217的旋转继续,反复进行具有第一处理区域通过工序s210、第一净化区域通过工序s220、第二处理区域通过工序s230、第二净化区域通过工序s240的循环。通过这样层叠,形成薄膜。
128.进行了预定次数的上述一循环时(在s250为是(yes)的情况),结束成膜工序s140。这样,通过进行预定次数的上述一循环,形成层叠的预定膜厚的薄膜。
129.(3)本实施方式的效果
130.根据上述的实施方式,能够得到以下所示的一个或多个效果。
131.(a)能够降低堆积于旋转工作台的背面的堆积物的量。
132.(b)能够抑制微粒的产生。
133.(c)能够抑制微粒附着于基板。
134.(d)能够抑制处理气体进入净化区域内。
135.以上,对本公开的实施方式具体地进行了说明,但本公开不限定于上述的实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。
136.在上述实施方式中,使用将向第一净化区域207a、第二净化区域207b内供给惰性气体的喷嘴265、266分别固定于顶棚208a、208b的例子进行了说明,但本公开不限于此,也可以在顶棚208a、208b分别设置供给惰性气体的惰性气体供给路,经由该惰性气体供给路向第一净化区域207a、第二净化区域207b内分别供给惰性气体。在该情况下,突出部600a、600b构成为与作为向第一净化区域207a、第二净化区域207b供给惰性气体的惰性气体供给部的顶棚208a、208b的外周面对置,能够抑制处理气体从旋转工作台217的上方进入第一净化区域207a、第二净化区域207b内。
137.此外,在上述中,作为半导体装置的制造工序的一工序,对成膜工序进行了说明,但也能够应用于其它处理。例如,也可以是对基板每循环进行热处理、等离子处理的工序。能够高效地除去在槽内生成的副生成物、或从已经形成于基板上的膜中脱离的气体(分子)。另外,不限于这些处理,也能够应用于对形成于基板的膜每原子层(分子层)进行蚀刻的处理。通过如上述地对蚀刻气体进行净化,能够高效地除去通过蚀刻生成的槽内的副生成物、或存在于槽内的蚀刻气体等。
再多了解一些

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