專利名稱：襯底處理裝置以及半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在襯底的周圍設(shè)置平板對襯底進(jìn)行處理的襯底處理裝置以及半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導(dǎo)體的精細(xì)化，對于高質(zhì)量的半導(dǎo)體膜的要求正在提高，一種交替供給兩種反應(yīng)氣體、形成原子層水準(zhǔn)的堆積膜的成膜方法受到注目。作為反應(yīng)氣體的材料，使用的是金屬含有原料以及含有氧或氮的氣體。作為成膜方法，從反應(yīng)的形式來看有兩種。一種是ALD(原子層沉積)，另一種是使用循環(huán)方法的MOCVD(有機(jī)金屬化學(xué)氣相淀積)。由于這些方法的基本的氣體供給方法相同，因此均利用

圖14對其進(jìn)行說明。圖14(a)是生產(chǎn)流程圖，圖14(b)是氣體供給的時間圖。在圖示例中，將氣化的金屬含有原料作為原料A，將含有氧或氮的氣體作為原料B。
ALD是以將原料A向襯底供給并使其吸附(工序1)、將吸附后的殘留原料A排氣(工序2)、在排氣后將原料B向襯底供給使其與原料A反應(yīng)進(jìn)行成膜(工序3)、成膜后將殘留原料B排氣(工序4)這四個工序作為一個循環(huán)，將該循環(huán)多次重復(fù)的方法。氣體供給時間如圖14(b)所示，在交替供給原料A和原料B的期間，插入通過凈化氣體進(jìn)行的排氣。
使用循環(huán)方法的MOCVD是以將原料A向襯底供給使其熱分解并在襯底上成膜(工序1)、將成膜后的殘留原料A排氣(工序2)、在排氣后將原料B向襯底供給進(jìn)行堆積膜的改性處理(工序3)、在改性后將殘留原料B排氣(工序4)這四個工序作為一個循環(huán)，將該循環(huán)多次重復(fù)的方法。氣體供給時間如圖14(b)所示，在交替供給原料A和原料B的期間，插入通過凈化氣體進(jìn)行的排氣。
一般地，原料A和原料B反應(yīng)性極高的情況居多，在同時供給這些原料的情況下，會發(fā)生因氣相反應(yīng)造成的異物的產(chǎn)生、以及膜質(zhì)低劣的膜的堆積，從而導(dǎo)致有效利用率的降低。因此，在上述工序2、4中，實施真空抽吸或通過非活性氣體進(jìn)行的凈化(排氣)，從而使在上一個工序中供給的原料不殘留。特別是，由于在襯底上游部的原料殘留直接影響到襯底的成膜條件因而需要充分的凈化，但當(dāng)凈化所需的時間較長時，吞吐量會降低。
另一方面，在上述的工序1、3中，ALD和使用循環(huán)方法的MOCVD這二者都是通過使原料A、B的向襯底上的供給量均等來實現(xiàn)形成在襯底上的膜厚、膜質(zhì)的均勻性。在此，原料的供給量一般被考慮為原料的分壓力(總壓×原料的摩爾分?jǐn)?shù))的函數(shù)。因此，如果在襯底上流動的氣流的上游側(cè)和下游側(cè)的原料的分壓力不同，則吸附量不會均勻，得不到均勻性。
作為用于實施上述成膜方法的半導(dǎo)體制造裝置，其主流是單片式裝置。使用單片式裝置，為了實現(xiàn)對膜厚的高精度控制或形成高質(zhì)量的膜，從上述的膜厚均勻性以及吞吐量的觀點出發(fā)，氣體供給以及排氣方法非常重要。單片裝置的向襯底的氣體供給·排氣方式從結(jié)構(gòu)角度大致可分為以下兩種。
一種方式(徑向流動型)如圖15(a)所示，從處理室50內(nèi)的襯底被保持的襯底保持區(qū)域41的上方的氣體供給口42向襯底面43的中心部將氣體在垂直方向上供給，在襯底面43上向徑向流動，從襯底外周向排氣口44排出氣體的方法。
另一種方式(單側(cè)流動型)如圖15(b)所示，從設(shè)置在襯底保持區(qū)域45的一側(cè)的氣體供給口46向與襯底面43將氣體沿平行的方向供給，在襯底面43上向單向流動，從設(shè)置在氣體供給口46相反側(cè)的排氣口47排氣的方法。
在圖15(a)的徑向流動型的情況下，在氣體所碰撞的襯底中心部產(chǎn)生膜厚異常增厚成膜的異常點，膜厚的均勻性降低。為了避免這種情況，在該方式中進(jìn)行了以下的改良，即，如圖15(c)所示，在氣體供給口42與襯底面43之間設(shè)置多孔板48，使氣體從各孔簇射狀地流出。但是，由于距排氣口44的距離的不同，導(dǎo)致在晶片上形成氣流中的偏移，因而不能均勻地向襯底面43內(nèi)供給氣體，難以確保膜厚的均勻性。
因此，在徑向流動型中，以往考慮到各種通過調(diào)整氣體排氣路的傳導(dǎo)來改善膜厚的均勻性的方法。例如提出了下列幾種方案為了使反應(yīng)氣體的流動在整個襯底上實現(xiàn)均勻化，使靠近擋板的排氣孔一側(cè)的排氣傳導(dǎo)調(diào)整孔的流路截面面積小于相反側(cè)(例如參照專利文獻(xiàn)1)的方案；具有擋板，使擋板孔的間隔、擋板孔徑、擋板厚度、切口寬度等變化等，使排出氣體在晶片的所有圓周角范圍內(nèi)以沒有偏移的均勻流量向半徑方向流出(例如參照專利文獻(xiàn)2)的方案；通過移動擋板使排氣路的開口分布變化，使排氣口和與其相反側(cè)的排氣傳導(dǎo)變化，由此來調(diào)整處理空間內(nèi)的壓力分布(例如參照專利文獻(xiàn)3)的方案。
專利文獻(xiàn)1日本特開平8-8239號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2001-179078號公報專利文獻(xiàn)3日本特開2003-68711號公報發(fā)明內(nèi)容(發(fā)明所要解決的問題)在上述的專利文獻(xiàn)1～3所記載的裝置中，由于通過擋板來調(diào)整處理空間內(nèi)的壓力分布，能夠使襯底上的壓力相等、改善膜厚的均勻性。
但是，由于上述裝置都是通過多孔板來供給處理氣體的徑向流動型裝置，這使得多孔板上游的區(qū)域形成高壓，在凈化工序過程中殘留氣體的排氣需要較長時間。并且，對于與排氣口相反側(cè)的傳導(dǎo)調(diào)整用開口，需要使氣體向與排氣口相反的方向流動，不能高效率地去除殘留氣體，氣體滯留在擋板下方的空間內(nèi)或吸附在這一空間的內(nèi)壁上，而這被認(rèn)為是微粒產(chǎn)生的原因。即，專利文獻(xiàn)1～3所述的裝置被認(rèn)為是不能迅速排氣、凈化效率低的裝置。
若凈化效率低，那么在需要高凈化效率的處理、例如在頻繁進(jìn)行凈化的ALD或使用循環(huán)方法的MOCVD等循環(huán)處理中，由于上述的成膜方法的工序2、4中的殘留氣體的排氣需要較長時間，這便成為吞吐量降低的主要原因。另外，為了縮短排氣時間，也曾考慮到縮小多孔板與晶片的間隔、縮小反應(yīng)容積，但在縮小了反應(yīng)容積的情況下，多孔板的孔的痕跡被轉(zhuǎn)印到晶片上，難以確保膜厚的均勻性。
因此，這種徑向流動型的裝置難以被使用于循環(huán)處理。
因此，將單片式裝置使用于循環(huán)處理時，與徑向流動型相比，選擇凈化效率更高的單側(cè)流動型的情況更多。
但是，即使是選擇單側(cè)流動型的情況下，當(dāng)氣體在襯底上單向流動時，氣流的上游側(cè)形成高壓而下游側(cè)形成低壓，存在著得不到襯底處理的均勻性的缺點。并且，在排氣口與晶片上方的空間相連通的情況下，還存在著來自排氣口的微粒在晶片上逆流擴(kuò)散的問題。
本發(fā)明的課題是提供一種襯底處理裝置，在這種襯底處理裝置中，一面從襯底側(cè)方供給氣體一面隔著襯底從供給側(cè)的相反側(cè)排氣，能夠解決上述的現(xiàn)有技術(shù)的問題，既確保了襯底處理的均勻性，又可以在進(jìn)行處理室內(nèi)的殘留氣體的凈化時高效率地去除殘留氣體。
(解決問題的方法)在一面從襯底側(cè)方供給氣體一面隔著襯底從供給側(cè)的相反側(cè)排氣的襯底處理裝置中，為了抑制微粒的產(chǎn)生，以往希望反應(yīng)氣體只在襯底上流動。但是，如果使氣體在襯底上單向流動，則氣流的上游側(cè)形成高壓、下游側(cè)形成低壓，不能得到襯底處理的均勻性。因此，本發(fā)明者認(rèn)識到，在襯底的周圍設(shè)置平板，將在襯底上流動的氣體的一部分向平板的更下方的空間排出，使該排出口的傳導(dǎo)在上游側(cè)大于下游側(cè)，這樣可以緩和襯底上的上游側(cè)形成高壓、下游側(cè)形成低壓的狀況，并且，進(jìn)行殘留氣體的凈化時、平板的更下方的空間的凈化效率增大，從而得出了本發(fā)明。
發(fā)明1是一種襯底處理裝置，具有處理襯底的處理室；在所述處理室內(nèi)保持所述襯底的保持件；設(shè)置在所述襯底周圍的平板；設(shè)置在所述襯底的側(cè)方、與所述平板的更上方的空間連通、向所述襯底供給氣體的供給口；設(shè)置在所述平板的至少與所述襯底相比的上游側(cè)和下游側(cè)、將所述氣體向所述平板的更下方的空間排出的排出口；隔著所述襯底設(shè)置在所述供給口的相反側(cè)、與所述平板的更下方的空間連通、對所述處理室進(jìn)行排氣的排氣口，其特征在于，所述排出口的傳導(dǎo)被構(gòu)成為上游側(cè)大于下游側(cè)。
從設(shè)置在襯底側(cè)方、與平板的更上方的空間連通的供給口向襯底供給氣體。由于排氣口隔著襯底在供給口的相反側(cè)、與平板的更下方的空間連通設(shè)置，因此向平板的更上方的空間供給的氣體沿著平板在襯底上單向流動。并且，由于在平板的與襯底相比的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置排出口，因此被供給的氣體的一部分不在襯底上流動而從上游側(cè)的排出口向平板的更下方的空間排出。其余的氣體在襯底上流動后從下游側(cè)的排出口向平板的更下方的空間排出。這些被排出的氣體通過與平板的更下方的空間連通的排氣口排出。這樣，通過一面向處理室供給氣體一面排氣來進(jìn)行襯底處理。
在發(fā)明1中，排出口的傳導(dǎo)構(gòu)成為在上游側(cè)的排出口大于下游側(cè)的排出口。因此，上游側(cè)比下游側(cè)的流路阻力小，上游側(cè)的排出口比下游側(cè)的排出口更容易排出氣體。這樣，緩和了上游側(cè)形成高壓、下游側(cè)形成低壓的狀況，使襯底上的壓力分布均勻化，提高了襯底處理的均勻性。
并且，由于以上游側(cè)的排出口比下游側(cè)的排出口的傳導(dǎo)大的方式構(gòu)成，因此在進(jìn)行室內(nèi)的殘留氣體的凈化處理時，比下游側(cè)的排出口量大的凈化氣體從上游側(cè)的排出口向平板的更下方的空間被排出。因此，由于凈化氣體從上游側(cè)向平板的更下方的整個空間供給，因此凈化效率提高。其結(jié)果，可以高效率地去除滯留在平板的更下方的空間或吸附在該空間的內(nèi)壁上的殘留氣體。
襯底可例舉出硅襯底，作為處理襯底的方法可例舉出交替供給兩種以上的氣體使膜堆積的ALD或使用循環(huán)方法的MOCVD、或者同時供給兩種以上的氣體使膜堆積的通常的MOCVD等。作為襯底的處理內(nèi)容可例舉出金屬氧化膜的成膜等。處理室可例舉出單片式。保持件可例舉出加熱被保持的襯底的基座等。設(shè)置在襯底周圍的平板可例舉出調(diào)整排出口的傳導(dǎo)的傳導(dǎo)平板。氣體可例舉出金屬含有原料和含有氧或氮的氣體。在供給氣體的供給口上無須設(shè)置多孔板。排出口可以設(shè)置在平板和處理室壁之間、平板和襯底之間、或平板區(qū)域內(nèi)的任何一個上，或者將這些進(jìn)行自由組合地設(shè)置。襯底處理裝置可例舉出具有單片式處理室的半導(dǎo)體制造裝置。
發(fā)明2在發(fā)明1的襯底處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，與所述襯底相比的上游側(cè)的所述排出口設(shè)置在所述供給口與所述襯底之間。
與襯底相比的上游側(cè)的排出口在供給口與襯底之間、即比供給口更位于下游側(cè)，如果設(shè)置在襯底的更上游側(cè)，則沒有使氣體向排氣口的反方向流動的部分，可以將更大量的凈化氣體從排出口向平板的更下方的整個空間通暢地排出、進(jìn)一步提高凈化效率。
發(fā)明3在發(fā)明1的襯底處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述供給口設(shè)置在所述與排氣口相反一側(cè)的所述平板的外側(cè)。
如果將供給口設(shè)置在平板的外側(cè)，則可使從上游側(cè)的排出口向平板的更下方的空間排出的氣體從該空間的最上游流入，因此，凈化效率進(jìn)一步提高，可進(jìn)一步高效率地去除滯留在該空間或吸附在該空間的內(nèi)壁上的反應(yīng)氣體。
發(fā)明4在發(fā)明1的襯底處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述排出口由設(shè)置在所述平板上的開口構(gòu)成。
如果由設(shè)置在平板上的開口構(gòu)成排出口，則只通過調(diào)整上游側(cè)的開口和下游側(cè)的開口面積就可以調(diào)整排出口的傳導(dǎo)。即，只通過使上游側(cè)的開口面積大于下游側(cè)，就可以使排出口的傳導(dǎo)在上游側(cè)大于下游側(cè)。
發(fā)明5在發(fā)明1的襯底處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述排出口由形成于所述平板和所述處理室壁之間的間隙構(gòu)成。
如果由形成在平板和處理室壁之間的間隙構(gòu)成排出口，則只要使平板的位置偏向一方、使上游側(cè)的間隙大、下游側(cè)的間隙小，就可以使排出口的傳導(dǎo)在上游側(cè)大于下游側(cè)。
發(fā)明6在發(fā)明1的襯底處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述排出口的開口面積在上游側(cè)大于下游側(cè)。
通過使排出口的開口面積在上游側(cè)大于下游側(cè)，可以使排出口的傳導(dǎo)在上游側(cè)大于下游側(cè)。
發(fā)明7在發(fā)明1的襯底處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述排出口的流路長度在上游側(cè)比下游側(cè)短。
通過使排出口的流路長度在上游側(cè)比下游側(cè)短，可以使排出口的傳導(dǎo)在上游側(cè)大于下游側(cè)。
發(fā)明8在發(fā)明1的襯底處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，具有控制裝置，該控制裝置按以下方式進(jìn)行控制，即，從所述供給口多次交替供給兩種以上的反應(yīng)氣體，在交替供給兩種以上的反應(yīng)氣體的期間插入凈化氣體的供給。
利用控制裝置，即使是控制成將兩種以上的反應(yīng)氣體通過供給口交替供給、期間插入凈化氣體的供給、多次交替供給的要求高凈化效率的處理，也可以高效率地去除滯留在較平板更位于下方的空間或吸附在該空間的內(nèi)壁上的反應(yīng)氣體。
發(fā)明9在發(fā)明1中的襯底處理裝置的基礎(chǔ)上，其特征在于，在所述平板的至少與上述襯底相比的下游側(cè)設(shè)置至少兩個以上的上述排出口，這些排出口向著氣流方向隔開間隔地排列。
如果在平板的與襯底相比的下游側(cè)設(shè)置至少兩個以上的排出口，這些排出口向著氣流方向具隔開間隔地排列，則可在產(chǎn)生氣體停滯的部分上主動地形成氣流，因此可消除平板上的氣體流速小的部分。
發(fā)明10是一種襯底處理裝置，具有處理襯底的處理室；在所述處理室內(nèi)保持所述襯底的保持件；設(shè)置在所述襯底周圍的平板；設(shè)置在所述襯底的側(cè)方、與所述平板的更上方的空間連通、向所述襯底供給氣體的供給口；設(shè)置在所述平板的至少與所述襯底相比的上游側(cè)和下游側(cè)、將所述氣體向所述平板的更下方的空間排出的排出口；隔著所述襯底設(shè)置在所述供給口的相反側(cè)、與所述平板的更下方的空間連通、向所述處理室排氣的排氣口，其特征在于，設(shè)置在所述平板的至少與所述襯底相比的下游側(cè)的所述排出口至少具有第一排出口和設(shè)置在其下游的第二排出口。
從設(shè)置在襯底的側(cè)方、與平板的更上方的空間連通的供給口向襯底供給氣體。由于排氣口隔著襯底在供給口的相反側(cè)、與平板的更下方的空間連通設(shè)置，因此向平板的更上方的空間供給的氣體沿著平板在襯底上單向流動。并且，由于在平板的至少與襯底相比的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置排出口，至少與襯底相比的下游側(cè)的排出口具有第一排出口和設(shè)置在其下游的第二排出口，因此被供給的氣體的一部分不在襯底上流動而從設(shè)置在上游側(cè)的排出口向平板的更下方的空間排出。其余的氣體在襯底上流動后從設(shè)置在下游側(cè)的第一排出口和第二排出口向平板的更下方的空間排出。這些被排出的氣體通過與平板的更下方的空間連通的排氣口排出。這樣，通過一面向處理室供給氣體一面排氣來進(jìn)行襯底的處理。
由于設(shè)置在平板的至少與襯底相比的下游側(cè)的排出口具有第一排出口和設(shè)置在其下游的第二排出口，因此處理室內(nèi)的平板的更上方的空間以及平板的更下方的空間雙方的氣體流動范圍擴(kuò)大，各空間上的停滯消失、各空間的凈化效率提高。這樣，可以高效率地去除滯留在各空間內(nèi)或吸附在各空間的內(nèi)壁上的反應(yīng)氣體。
發(fā)明11是一種半導(dǎo)體器件的制造方法，具有將襯底運進(jìn)處理室內(nèi)的工序；通過一面從被運進(jìn)所述處理室的所述襯底的側(cè)方沿著設(shè)置在所述襯底周圍的平板向所述襯底供給氣體、一面從設(shè)置在所述平板的至少與所述襯底相比的上游側(cè)和下游側(cè)的排出口向所述平板的更下方的空間排出氣體，隔著所述平板的更下方的空間的所述襯底從供給側(cè)的相反側(cè)進(jìn)行排氣來對所述襯底進(jìn)行處理的工序；將處理后的所述襯底從所述處理室運出的工序，其特征在于，在所述襯底處理工序中，使所述排出口的傳導(dǎo)在上游側(cè)大于下游側(cè)。
氣體從襯底的側(cè)方沿著平板在襯底上單向流動。并且，由于在平板的與襯底相比的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置排出口，因此，被供給的氣體的一部分不在襯底上流動、而從上游側(cè)的排出口向平板的更下方的空間排出。殘留的氣體在襯底上流動后從下游側(cè)的排出口向平板的更下方的空間排出。這些被排出的氣體隔著平板的更下方的空間的襯底、從供給側(cè)的相反側(cè)排出。這樣，通過一面向處理室供給氣體一面排氣來進(jìn)行襯底處理。
排出口的傳導(dǎo)被構(gòu)成為在上游側(cè)的排出口大于下游側(cè)的排出口。因此，上游側(cè)比下游側(cè)的流路阻力小，上游側(cè)的排出口比下游側(cè)的排出口更容易排出氣體。這樣，緩和了上游側(cè)形成高壓、下游側(cè)形成低壓的狀況，使襯底上的壓力分布均勻化，提高了襯底處理的均勻性。
并且，由于將傳導(dǎo)構(gòu)成為在上游側(cè)的排出口比在下游側(cè)的排出口大，因此凈化處理室內(nèi)的殘留氣體時，比下游側(cè)的排出口量大的凈化氣體從上游側(cè)的排出口向平板的更下方的空間排出。因此，由于從上游側(cè)向平板的更下方的整個空間供給凈化氣體，因此凈化效率提高。這樣，可以高效率地去除滯留在平板的更下方的空間或吸附在該空間的內(nèi)壁上的殘留氣體。
發(fā)明12在發(fā)明11的半導(dǎo)體器件的制造方法的基礎(chǔ)上，其特征在于，在所述襯底處理工序中，向上述襯底多次交替供給兩種以上的反應(yīng)氣體，在交替供給兩種以上的反應(yīng)氣體期間插入凈化氣體的供給。
即使是中間插入凈化氣體的供給、多次交替供給兩種以上的反應(yīng)氣體的要求高凈化效率的處理，也可以高效率地去除滯留在平板的更下方的空間或吸附在該空間的內(nèi)壁上的反應(yīng)氣體。
發(fā)明13在發(fā)明12的半導(dǎo)體器件的制造方法的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述襯底處理工序包括將至少一種反應(yīng)氣體吸附在所述襯底上的工序、以及向吸附的反應(yīng)氣體供給與其不同的反應(yīng)氣體、使其產(chǎn)生成膜反應(yīng)的工序。
即使是中間插入凈化氣體的供給、多次交替供給吸附工序中使用的反應(yīng)氣體和進(jìn)行成膜反應(yīng)的工序中使用的反應(yīng)氣體的要求高凈化效率的處理，也可以高效率地去除吸附工序中使用的反應(yīng)氣體和進(jìn)行成膜反應(yīng)的工序中使用的反應(yīng)氣體。
發(fā)明14在發(fā)明12的半導(dǎo)體器件的制造方法的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述襯底處理工序多次反復(fù)下述的各項工序向所述襯底供給第一反應(yīng)氣體使其吸附在所述襯底上的工序、其后進(jìn)行凈化的工序、其后向吸附在所述襯底上的第一反應(yīng)氣體供給第二反應(yīng)氣體使其產(chǎn)生成膜反應(yīng)的工序、其后進(jìn)行凈化的工序。
即使象ALD那樣頻繁進(jìn)行凈化的處理，也可以高效率地去除吸附工序中使用的第一反應(yīng)氣體和成膜工序中使用的第二反應(yīng)氣體。
發(fā)明15在發(fā)明12的半導(dǎo)體器件的制造方法的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述襯底處理工序包括使至少一種反應(yīng)氣體分解、使薄膜堆積在所述襯底上的工序；向堆積的所述薄膜供給與所述反應(yīng)氣體不同的反應(yīng)氣體、對所述薄膜進(jìn)行改性的工序。
即使是中間插入凈化氣體的供給、多次交替供給堆積工序中使用的反應(yīng)氣體和改性工序中使用的反應(yīng)氣體的要求高凈化效率的處理，也可以高效率地去除堆積工序和改性工序中使用的反應(yīng)氣體。
發(fā)明16在發(fā)明12的半導(dǎo)體器件的制造方法的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述襯底處理工序多次反復(fù)下述的各項工序向所述襯底供給第一反應(yīng)氣體、將薄膜堆積在所述襯底上的工序；其后進(jìn)行凈化的工序；其后向堆積在所述襯底上的所述薄膜供給第二反應(yīng)氣體、對所述薄膜進(jìn)行改性的工序；其后進(jìn)行凈化的工序。
即使象使用循環(huán)方法的MOCVD那樣頻繁進(jìn)行凈化的處理，也可以高效率地去除堆積工序中使用的第一反應(yīng)氣體和改性工序中使用的第二反應(yīng)氣體。
發(fā)明17在發(fā)明11的半導(dǎo)體器件的制造方法的基礎(chǔ)上，其特征在于，在所述平板的至少與襯底相比的下游側(cè)設(shè)置多個上述排出口，這些多個排出口向著氣流方向隔開間隔地排列，在所襯底處理工序中，這些排出口排出氣體。
如果在上述平板的與襯底相比的下游側(cè)設(shè)置多個排出口，這些多個排出口向著氣流方向隔開地排列，則可以主動地在產(chǎn)生氣體的停滯部分形成氣流，因此可以消除平板上的氣體流速低的部分。
(發(fā)明的效果)通過采用本發(fā)明，在一面確保襯底處理的均勻性、一面進(jìn)行室內(nèi)的殘留氣體的凈化處理時，殘留氣體不滯留在平板的更下方的空間、不吸附在該空間的內(nèi)壁上，因此可以高效率地去除殘留氣體。
圖1是實施方式的襯底處理裝置的處理室的縱剖視圖。
圖2是實施方式的襯底處理裝置的處理室內(nèi)的俯視剖視圖。
圖3是表示實施方式的傳導(dǎo)平板的形狀的俯視圖。
圖4是表示實施方式的傳導(dǎo)平板的形狀的俯視圖。
圖5是用于分析襯底上的壓力分布的四種傳導(dǎo)平板形狀的說明圖。
圖6是表示通過根據(jù)平板形狀進(jìn)行的對襯底的分析求出的壓力分布的特性圖。
圖7是表示在試樣形狀No.1中、只將排氣壓力變更到133Pa的情況下的壓力分布的特性圖。
圖8是表示實施方式的變形例的傳導(dǎo)平板形狀的俯視圖。
圖9是表示實施方式的變形例的傳導(dǎo)平板形狀的示意圖，(a)是俯視圖、(b)是縱剖視圖、(c)是立體圖。
圖10是表示實施方式的傳導(dǎo)平板形狀的俯視圖，(a)表示以單個排出口構(gòu)成的比較例、(b)表示以多個排出口構(gòu)成的實施方式。
圖11是用于表示通過分析求出的襯底上的原料氣體摩爾分?jǐn)?shù)根據(jù)凈化時間的變化的特性圖。
圖12是表示另一個實施方式的變形例的傳導(dǎo)平板的俯視圖，(a)、(b)是只在內(nèi)側(cè)具有排出口的類型的平板的變形例、(c)是在外側(cè)也具有排出口的類型的平板的變形例。
圖13是表示另一個實施方式的變形例的另一個傳導(dǎo)平板的俯視圖。
圖14是ALD和使用循環(huán)方法的MOCVD的共同的氣體供給方法的示意圖，(a)是流程圖、(b)是氣體供給的時間關(guān)系圖。
圖15是表示對一般的單片裝置的襯底進(jìn)行氣體供給的方式的示意圖，(a)表示徑向流動型、(b)表示單側(cè)流動型、(c)表示徑向流動型的改良例。
(符號的說明)1 處理室2 傳導(dǎo)平板3 基座(保持件)
8 襯底11 排出口16 排氣口18 外裙19、20 供給口33 平板更下方的空間34 平板更上方的空間38 運送機(jī)器人具體實施方式
以下對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
圖1是實施方式的單片式的襯底處理裝置的縱剖視圖，圖2同樣是從上方觀察構(gòu)成襯底處理裝置的處理室內(nèi)的俯視剖視圖。
如圖1所示，襯底處理裝置主要具有扁平的處理室1，在其內(nèi)部對例如1片硅襯底8以基本上水平的姿勢進(jìn)行處理；氣體供給口19、20，其對處理室1內(nèi)的襯底8供給氣體；排氣口16，其對處理室1內(nèi)進(jìn)行排氣；作為保持件的基座3，其將襯底8保持為基本上水平；傳導(dǎo)平板2(下文中有時僅稱其為平板2)，其被以基本上水平的方式支承在被保持于基座3上的襯底8的周圍；排出口11，其將氣體排出至較傳導(dǎo)平板2更位于下方的空間33。此處，在較平板2更位于下方的空間33中，包括襯底下的空間即基座3的背面?zhèn)鹊目臻g。
處理室1由上容器26和下容器27構(gòu)成，在被密閉的內(nèi)部空間對襯底8進(jìn)行處理。
在上容器26上設(shè)有多個向襯底8供給氣體的供給口，例如設(shè)有兩個氣體供給口19、20。氣體供給口19、20不是在襯底8被保持的襯底保持區(qū)域的上方，而是在偏離襯底8被保持的襯底保持區(qū)域的、襯底8的側(cè)方，并且位于設(shè)置于襯底8周圍的平板2的外側(cè)，被設(shè)置在平板2的表面水平面的更上方。
氣體供給口19、20與處理室1的平板2上方的空間34連通。氣體供給口19被構(gòu)成為向處理室1內(nèi)選擇性地供給第一反應(yīng)氣體或凈化氣體。氣體供給口20與氣體供給口19相鄰地設(shè)置，被構(gòu)成為向處理室1內(nèi)選擇性地供給第二反應(yīng)氣體或凈化氣體。在氣體供給口19、20上分別連接有用于供給氣體的兩個系統(tǒng)的線路。其中的一個系統(tǒng)是TMA供給線路4，其供給作為金屬氧化膜例如鋁氧化膜的有機(jī)液體原料的TMA(Al(CH3)3三甲基鋁)；另一個系統(tǒng)是水供給線路5，其供給例如作為與原料反應(yīng)性高的氣體的水。
在TMA供給線路4上設(shè)有對TMA液體進(jìn)行流量控制的液體流量控制裝置22、將進(jìn)行流量控制后的TMA液體汽化的汽化裝置23、以及開關(guān)線路4的閥9。在該TMA供給線路4的汽化裝置23與閥9之間連接有Ar供給線17，被構(gòu)成為可將以流量控制裝置21進(jìn)行流量控制后的Ar氣體通過閥12向TMA供給線路4供給。
通過這樣構(gòu)成，向供給口19的氣體導(dǎo)入可有以下三種選擇。(1)通過打開TMA供給線路4的閥9、關(guān)閉Ar供給線17的閥12，從而僅將以汽化裝置23進(jìn)行了汽化的TMA氣體從TMA供給線路4單獨地導(dǎo)入供給口19。(2)通過進(jìn)一步打開Ar供給線17的閥12，將TMA氣體和Ar氣體的混合氣體從TMA供給線路4導(dǎo)入供給口19。(3)停止來自汽化裝置23的TMA氣體，僅將Ar氣體從TMA供給線路4單獨地導(dǎo)入供給口19。
在水供給線路5上設(shè)有對水進(jìn)行流量控制的液體流量控制裝置24、將進(jìn)行流量控制后的水汽化的汽化裝置25、以及開關(guān)線路5的閥10。在該水供給線路5的汽化裝置25與閥10之間，上述Ar供給線17通過分支線路17a被分支連接，被構(gòu)成為可將以流量控制裝置21進(jìn)行流量控制后的Ar氣體通過閥13向水供給線路5供給。
通過這樣構(gòu)成，向供給口20的氣體導(dǎo)入可有以下三種選擇。(1)通過打開水供給線路5的閥10、關(guān)閉分支線路的閥13，從而僅將以汽化裝置25進(jìn)行了汽化的水蒸氣從水供給線路5單獨地導(dǎo)入供給口20。(2)通過進(jìn)一步打開分支線路的閥13，將水蒸氣和Ar氣體的混合氣體從水供給線路5導(dǎo)入供給口20。(3)停止來自汽化裝置25的水蒸氣，僅將Ar氣體從水供給線路5單獨地導(dǎo)入供給口20。
在下容器27的一側(cè)壁上設(shè)有排氣口16。排氣口16從基本上水平的方向隔著被保持為基本上水平的襯底8而位于供給口19、20的相反側(cè)，向較平板2更位于下方的空間33開口。由此，排氣口16通過較平板2更位于下方的空間33而與排出口11連通。該排氣口16與作為排氣管的、夾設(shè)有壓力控制裝置15和真空泵37的排氣線路6相連接，將處理室1內(nèi)的環(huán)境氣體排出。可通過壓力控制裝置15將處理室1內(nèi)控制為規(guī)定的壓力。另外，也可以不使用該壓力控制裝置15。
此外，在與下容器27的一側(cè)壁相對的另一側(cè)壁上設(shè)有襯底進(jìn)出口30。在從該襯底進(jìn)出口30向外側(cè)延伸的延伸部的開口處設(shè)有閘閥7，可以通過作為運送裝置的運送機(jī)器人38通過閘閥7將襯底8從襯底進(jìn)出口30向處理室1內(nèi)外運送。
上容器26和下容器27由例如鋁、不銹鋼等金屬構(gòu)成。
基座3設(shè)置在處理室1內(nèi)，形成為圓板形，被構(gòu)成為將襯底8保持在其上。基座3內(nèi)置有陶瓷加熱器等的加熱器55，將襯底8加熱到規(guī)定溫度，并且，該基座3被構(gòu)成為將平板2支承在被保持的襯底8的外周?；?具有支承軸29。支承軸29被從設(shè)置在處理室1的下容器27的底部中央的貫通孔28鉛直方向插入，可通過升降機(jī)構(gòu)56使基座3上下移動?；?在位于上方的成膜位置(圖示位置)被進(jìn)行成膜處理，在下方的待機(jī)位置進(jìn)行襯底8的運送。當(dāng)支承平板2的基座3位于上述成膜位置時，通過將處理室1內(nèi)分隔成上下的平板2、襯底8以及基座3，較平板2更位于上方的空間34以及較平板2更位于下方的空間33形成在處理室1內(nèi)的上下。
基座由例如石英、碳、陶瓷、碳化硅(SiC)、氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)等構(gòu)成。
傳導(dǎo)平板2設(shè)置在襯底8的周圍，其被構(gòu)成為對在襯底上流動的氣流進(jìn)行控制。在此，傳導(dǎo)平板2被以從基座3向處理室內(nèi)壁32伸出的方式支承在基座3的外周上。并且，將平板2設(shè)置成其表面與襯底8的表面共面的狀態(tài)?；蛘撸瑢⑵桨?設(shè)置成固定在上容器26上，襯底8與基座3一起上升，平板2與襯底8共面。由此，可以將反應(yīng)氣體或凈化氣體(下文中，有時僅稱之為氣體)平行且均勻地向襯底面上供給。
此外，在傳導(dǎo)平板2的外周設(shè)有將氣體向較傳導(dǎo)平板2更位于下方的空間33排出的排出口11。該排出口11的排氣傳導(dǎo)可通過使平板2的位置偏向一方或改變平板2的形狀進(jìn)行調(diào)整。另外，平板2的厚度雖然在圖示例子中比襯底8稍厚一些，但也可以與襯底8的厚度相同或比襯底8薄。平板2由例如陶瓷構(gòu)成。
排出口11是傳導(dǎo)調(diào)整用開口，對從較平板2更位于上方的空間34通過該排出口11被排出至較平板2更位于下方的空間33的氣體的量進(jìn)行控制，控制向襯底8上供給的氣體的氣體壓力。
排出口11被設(shè)置在平板2的與襯底8相比的至少氣流的上游側(cè)和下游側(cè)，從較平板2更位于上方的空間34向較平板2更位于下方的空間33通過上游側(cè)的排出口11A和下游側(cè)的排出口11B排出氣體。
將排出口11設(shè)置在平板2的上游側(cè)和下游側(cè)的理由是，通過調(diào)整上游側(cè)、下游側(cè)各自的排出口的傳導(dǎo)來控制氣流，是使襯底8上的壓力分布均勻化的有效手段。
并且，將排出口11設(shè)置成向較平板2更位于下方的空間33排出氣體的理由是，可通過相對于從氣體供給口19、20被供給的氣體中的向較平板8更位于上方的空間34流動的氣體改變向較平板2更位于下方的空間33流動的氣體量，來控制襯底上的壓力分布，可以提高較平板2更位于下方的空間33的凈化效率。
本實施方式的排出口11是與平板2的外周連續(xù)設(shè)置的結(jié)構(gòu)。即，排出口11作為環(huán)形的間隙形成在處理室內(nèi)壁32與平板2的外周部之間。將形成環(huán)形間隙的處理室內(nèi)壁32、平板2、以及襯底8的設(shè)置關(guān)系表示在圖2中。
如圖2所示，構(gòu)成處理室1的處理室壁的剖面為圓形。在該處理室壁的一側(cè)壁上設(shè)有襯底進(jìn)出口30，在向外部延伸的襯底進(jìn)出口30的側(cè)部開口處設(shè)有閘閥7。在設(shè)有襯底進(jìn)出口30的處理室1的相反側(cè)的處理室1的另一側(cè)壁上設(shè)有排氣口16，排氣線路6與該排氣口16相連接。上述的供給口19、20相互鄰接地設(shè)置在與襯底進(jìn)出口30的大致中央位置相對應(yīng)的處理室上壁上。
設(shè)置在處理室1內(nèi)的平板2是環(huán)形，其形成為，保持在基座3上的襯底8正好收容在其環(huán)形的孔中。由于平板2形成環(huán)形，因而排出口11如上所述地作為形成在平板2的外周部與處理室內(nèi)壁32之間的環(huán)形的間隙G而被構(gòu)成。因此，通過環(huán)形的間隙G而構(gòu)成的排出口11不限于平板2的與襯底8相比的氣流的上游側(cè)和下游側(cè)，而是設(shè)置在平板2的整個圓周上。
在此，所謂的與襯底8相比的氣流的上游側(cè)，指的是與氣流正交且在供給口19、20側(cè)與襯底8的外周接觸的虛擬線a的更上游側(cè)，與襯底8相比的氣流的下游側(cè)，指的是與氣流正交且在排氣口16側(cè)與襯底8的外周接觸的虛擬線b的更下游側(cè)。因此，平板2的與襯底8相比的上游側(cè)指的是存在于虛擬線a的更上游側(cè)的平板部2a。另外，平板2的與襯底8相比的下游側(cè)指的是存在于虛擬線b的更下游側(cè)的平板部2b。并且，所謂的平板2的至少與襯底8相比的上游側(cè)和下游側(cè)，指的是如果將兩條虛擬線a、b之間稱為中游側(cè)，則不僅包括上游側(cè)和下游側(cè)而且還包括中游側(cè)的平板部2c。
在圖示例中，襯底8與處理室內(nèi)壁32呈同心圓狀配置在處理室1內(nèi)，而平板2是從該同心圓的配置偏離的結(jié)構(gòu)。平板2的中心相對處理室內(nèi)壁32的圓的中心偏向排氣口16一側(cè)。由此，環(huán)形的排出口11的間隙的開口面積被構(gòu)成為從排氣口16側(cè)向著氣體供給口19、20側(cè)逐漸增大。由于根據(jù)間隙G的開口面積來確定排出口11的傳導(dǎo)，因此，通向較平板2更位于下方的空間33的排出口11的傳導(dǎo)被構(gòu)成為上游側(cè)比更加下游側(cè)逐漸增大。
在此回到圖1，對處理室1內(nèi)的氣流進(jìn)行說明。如圖所示，在處理室內(nèi)壁32中，在氣體供給口19、20的正下方部分的內(nèi)壁32上，在與平板面共面的位置設(shè)置向內(nèi)方突出的突出內(nèi)壁32a，在該突出內(nèi)壁32a和與該突出內(nèi)壁相對的平板2的外周部之間設(shè)置上游側(cè)的排出口11A。從氣體供給口19、20向處理室1內(nèi)的較平板2更位于上方的空間34流入的氣體碰到該突出內(nèi)壁32a，之后改變方向，一部分從上游側(cè)的排出口11A如箭頭所示地流入較平板2更位于下方的空間33，在襯底下向著排氣口16單向流動。其余的則沿著上游側(cè)的平板2如箭頭所示在襯底8上向著排氣口16單向流動。
這樣，通過在氣體供給口19、20的正下方設(shè)置搪開氣體的突出內(nèi)壁32a，盡管氣體供給口19、20設(shè)置在處理室1的上容器26的上部，但向較平板2更位于上方的空間34供給的氣體可沿著平板2在襯底8上平行地流動。
并且，在襯底8上流動、經(jīng)過下游側(cè)的平板2從下游側(cè)的排出口11B向較平板2更位于下方的空間33內(nèi)被排出的氣體與從上游側(cè)的排出口11A向下方的空間33內(nèi)被排出、在基座3的下側(cè)流動而來的氣體在排氣口16合流，從氣體排出線路6被排氣。
實施方式的襯底處理裝置如上所述地構(gòu)成。
以下，作為利用上述的襯底處理裝置來制造半導(dǎo)體器件工序的一個工序，對襯底的處理方法進(jìn)行說明。在此，以在硅襯底上進(jìn)行鋁氧化膜的成膜程序為例進(jìn)行說明。使用將金屬原料和含有氧或氮的氣體交替供給使膜堆積的ALD成膜方法。并且，金屬原料使用在常溫下為液體的TMA，含有氧或氮的氣體使用水。
在襯底處理中，首先使基座3下降到待機(jī)位置，然后打開閘閥7。通過運送機(jī)器人38將一片硅襯底8經(jīng)襯底進(jìn)出口30運送至處理室1內(nèi)，并移載到基座3上將其保持。關(guān)閉閘閥7后，通過升降機(jī)構(gòu)56使基座3上升到規(guī)定的成膜位置。利用溫度控制裝置14一面控制加熱器55一面加熱基座3，將硅襯底8加熱一定的時間。利用真空泵37將處理室1內(nèi)抽成真空，利用壓力控制裝置15將處理室1內(nèi)控制為規(guī)定的壓力。襯底被加熱到規(guī)定溫度、壓力穩(wěn)定后，開始向襯底上的成膜。成膜由下述的四個工序構(gòu)成，以四個工序作為一個循環(huán)，多次反復(fù)循環(huán)直到形成所需厚度的膜。
在工序1中，打開閥9，將利用液體流量控制裝置22進(jìn)行了流量控制的液體原料TMA向汽化裝置23供給，作為被汽化裝置23汽化后的第一反應(yīng)氣體的TMA氣體從TMA供給線路4經(jīng)供給口19被供給至處理室1內(nèi)。稀釋TMA氣體的情況下，再打開閥12，使利用流量控制裝置21進(jìn)行了流量控制的Ar氣體從Ar供給線17流向TMA供給線路4，與Ar氣體混合后的TMA氣體從TMA供給線路4經(jīng)供給口19被供給至處理室1內(nèi)。TMA氣體被供給至硅襯底8上，并吸附在其表面上。剩余的氣體從設(shè)置在平板2外周的排出口11被排出至較平板2更位于下方的空間33，在該空間33內(nèi)向圖中的箭頭方向流動，被從排氣口16排氣。
在工序2中，在將閥9保持為開的狀態(tài)下，停止來自汽化裝置23的TMA氣體的供給。此時閥12關(guān)閉的時候?qū)⑵浯蜷_。使利用流量控制裝置21進(jìn)行了流量控制的Ar氣體從Ar供給線17向TMA供給線路4流動，經(jīng)供給口19向處理室1內(nèi)供給，將殘留在TMA供給線路4以及處理室1內(nèi)的TMA氣體用Ar氣體來置換，從排氣口16排氣。
在工序3中，同時關(guān)閉閥9、12，而將閥10打開，向汽化裝置25供給利用流體控制裝置24進(jìn)行了流量控制的水，將通過汽化裝置25汽化后的水蒸氣從水供給線路5經(jīng)供給口20向處理室1內(nèi)供給?；蛘?，打開閥13，使利用流量控制裝置21進(jìn)行了流量控制的運載氣體Ar從Ar供給線17向水供給線路5流動，與Ar氣體混合后的水蒸氣從水供給線路5經(jīng)供給口20向處理室1內(nèi)供給。在硅襯底8上，工序1中吸附的TMA與水蒸氣進(jìn)行反應(yīng)形成鋁氧化膜。剩余的氣體從設(shè)置在平板2外周的排出口11向較平板2更位于下方的空間33被排出，在該空間33內(nèi)向圖中的箭頭方向流動，從排氣口16被排氣。
在工序4中，在將閥10保持為開的狀態(tài)下，停止來自汽化裝置25的水蒸氣供給。閥13關(guān)閉時將其打開。使利用流量控制裝置21進(jìn)行了流量控制的Ar氣體從Ar供給線17向水供給線路5流動，經(jīng)供給口20向處理室1內(nèi)供給，將殘留在水供給線路5以及處理室1內(nèi)的水蒸氣用Ar氣體來置換，從排氣口16排氣。
為了提高吞吐量，希望上述工序1～4所需時間為各工序均在一秒鐘以下。以該四個工序作為一個循環(huán)，多次反復(fù)循環(huán)，將具有所需膜厚的鋁氧化膜在襯底8上成膜。成膜結(jié)束后，利用升降機(jī)構(gòu)56使基座3下降到待機(jī)位置。成膜處理后的硅襯底8通過運送機(jī)器人38經(jīng)閘閥7被運送到處理室1外。
上述處理條件的范圍最好是襯底溫度100～500℃、處理室內(nèi)壓力13.3～133Pa(0.1～1Torr)、加上運載氣體和反應(yīng)氣體的總流量0.1～2slm、膜厚1～50nm。
另外，各工序中的襯底溫度、處理室內(nèi)壓力分別通過溫度控制裝置14、壓力控制裝置15進(jìn)行控制。并且，該溫度控制裝置14、壓力控制裝置15以及各閥9、10、12、13以及汽化裝置23、25、流量控制裝置21、22、24通過控制裝置40進(jìn)行統(tǒng)一控制。
以下，對上述實施方式的作用進(jìn)行說明。
在工序1～4中，從氣體供給口19、20被供給的氣體流入較平板2更位于上方的空間34。流入的氣體的一部分從與襯底8相比的上游側(cè)的排出口11A、以及中游側(cè)的排出口11C(以下簡稱為上游側(cè)的排出口11A等)向較平板2更位于下方的空間33被排出，在基座3之下向著排氣口16流動，從排氣口16被排氣。其余的氣體從襯底8的側(cè)方沿著平板2在襯底8上單向流動，向著中游側(cè)的排出口11C以及襯底8下游側(cè)的排出口11B(以下簡稱為下游側(cè)的排出口11B等)流動。然后從下游側(cè)的排出口11B等向較平板2更位于下方的空間33排出，從排氣口16被排氣。這樣，通過一面向處理室1內(nèi)的空間34、33供給氣體一面排出，薄膜在襯底8上成膜。
在工序1、3中，由于使上游側(cè)的排出口11A等的傳導(dǎo)大于下游側(cè)的排出口11B等的傳導(dǎo)，因此，可以在襯底8上形成膜厚的均勻性良好的膜。
即，經(jīng)過上游側(cè)的排出口11A被排出至較平板2更位于下方的空間33的氣體的流路阻力小于經(jīng)過下游側(cè)的排出口11B被排出的氣體的流路阻力。因此，來自上游側(cè)的排出口11A的氣體與下游側(cè)的相比更容易被排出至較平板2更位于下方的空間33，被大量地排出。這樣，上游側(cè)形成高壓而下游側(cè)形成低壓的狀況得到緩和，向襯底8上供給的TMA氣體和水蒸氣的壓力分布均勻。TMA氣體和水蒸氣吸附在該被均勻化的壓力分布下的襯底8上。
通過實驗和理論研究，關(guān)于該吸附，在某表面與氣體分子之間、溫度一定時，吸附量由氣相的壓力來表示。因此，在工序1、3中，由于襯底上的壓力分布均勻化，因此氣體向襯底上的吸附量均勻化，可以在襯底上形成膜厚的均勻性良好的膜。并且可以提高半導(dǎo)體器件的成品率。
另一方面，在工序2、4中，由于使上游側(cè)的排出口11A等的傳導(dǎo)大于在下游側(cè)的排出口11B等的傳導(dǎo)，因此，可快速排氣、提高了凈化效率。
即，在進(jìn)行處理室1內(nèi)的凈化時，如果從供給口19、20向處理室1內(nèi)供給凈化氣體，則與下游側(cè)的排出口11B等相比，更加大量的凈化氣體從上游側(cè)的排出口11A等向較平板2更位于下方的空間33排出，向著排氣口16流動。因此，由于凈化氣體迅速遍及較平板2更位于下方的整個空間33，因此，凈化效率飛躍性地提高。這樣，可以高效率地去除在工序1、3中滯留在較平板2更位于下方的空間33或吸附在作為該空間33的內(nèi)壁的處理室內(nèi)壁32上的TMA氣體或水蒸氣等殘留氣體或副生成物。這樣，可高效率地并在短時間內(nèi)將工序1、3中產(chǎn)生的殘留氣體以及副生成物從處理室1排出，因此可以提高吞吐量。
上述的壓力分布均勻化的效果尤其在通過使氣體相對襯底8單向流動的ALD而在襯底8上形成薄膜的情況下可被有效發(fā)揮。這是由于如果使向襯底8供給的反應(yīng)氣體的流量增大，則雖然在襯底8上必然產(chǎn)生壓力差但可將該壓力差消除。
并且，由于上游側(cè)的排出口11A設(shè)置在與供給口19、20相比的下游側(cè)、與襯底8相比的上游側(cè)，因此可向較平板2更位于下方的整個空間33通暢地、更加大量地從排出口11A排出凈化氣體，凈化效率進(jìn)一步提高。
并且，由于供給口設(shè)置在平板的外側(cè)，因此可使被從上游側(cè)的排出口11A向較平板2更位于下方的空間33排出的氣體從該空間33的最上游流入，因此凈化效率進(jìn)一步提高。
并且，實施方式的裝置中，由于從襯底8的側(cè)方不使用多孔板來向襯底8供給氣體、從供給側(cè)的相反側(cè)排氣，并且，在氣體供給口19、20的下游側(cè)、與襯底8相比的上游側(cè)設(shè)置傳導(dǎo)比下游側(cè)的排出口11B大的排出口11A，隔著襯底從氣體供給側(cè)的相反側(cè)排氣，因此與現(xiàn)有的從設(shè)置在襯底上方的多孔板向襯底簇射狀地供給氣體的裝置相比，氣體供給口的上游側(cè)不形成高壓，可以迅速將殘留氣體排氣。并且，在單側(cè)流動中可防止微粒從排氣口的逆流擴(kuò)散、使晶片上的壓力分布均勻化。
并且，根據(jù)實施方式，由于排出口11由形成于平板2與處理室內(nèi)壁32之間的間隙G構(gòu)成，因此通過使平板2的位置以上游側(cè)的間隙Gu大、下游側(cè)的間隙Gd小的方式偏置，可以容易地設(shè)置上游側(cè)的傳導(dǎo)比下游側(cè)大的排出口11。由此可使襯底上的壓力分布均勻化，并且可以高效率地去除較平板2更位于下方的空間33內(nèi)的殘留氣體。
另外，在實施方式中對ALD進(jìn)行了說明，但本發(fā)明當(dāng)然可以在使用循環(huán)方法的MOCVD或同時供給兩種以上的氣體來堆積膜的通常的MOCVD中使用。
以下，對平板的形狀以及平板偏置對襯底上的壓力分布的均勻化的影響進(jìn)行分析，對通過如上所述地使排出口的傳導(dǎo)在上游側(cè)大于下游側(cè)地構(gòu)成來提高襯底上的分壓力分布的均勻性進(jìn)行驗證。
參照圖3～6對本發(fā)明者進(jìn)行的襯底上的壓力分布的分析方法進(jìn)行說明。圖3、4是表示本分析中使用的傳導(dǎo)平板的形狀的圖。圖3所示傳導(dǎo)平板其后述的上游側(cè)間隙和下游側(cè)間隙為等間隔。圖4所示傳導(dǎo)平板其上游側(cè)間隙大、下游側(cè)間隙小。
對于圖5所示四種試樣的傳導(dǎo)平板的形狀，使用FLUENT公司生產(chǎn)的三維熱流體分析軟件求出各襯底上的壓力分布。四種試樣的傳導(dǎo)平板的形狀No.1～No.4是使上游側(cè)的排出口11A的間隙(以下簡稱為上游側(cè)間隙)Gu以增大為5mm、6mm、7mm、8mm的方式變化，使下游側(cè)的排出口11B的間隙(以下簡稱為下游側(cè)間隙)Gd相反地以縮小為5mm、4mm、3mm、2mm的方式變化。在形狀No.1的情況下，如圖3所示上游側(cè)間隙Gu、下游側(cè)間隙Gd都是5mm的等間隔。在形狀No.2～No.4的情況下，如圖4所示上游側(cè)間隙Gu大而下游側(cè)間隙Gd小。
分析的條件是襯底直徑300mm、襯底溫度300℃、處理室內(nèi)壓力13Pa、Ar氣體流量1slm、水蒸氣摩爾分?jǐn)?shù)0.027、處理室內(nèi)壁溫度100℃、傳導(dǎo)平板溫度150℃。
圖6是表示本分析求出的襯底上的壓力分布的圖。襯底上的壓力分布可用圖3所示的實線上的壓力值來表示。從圖6中可以看出，在所有的試樣中，呈上游側(cè)高而到下游側(cè)變低的趨勢，隨著擴(kuò)大上游側(cè)間隙Gu而縮小下游側(cè)間隙Gd，襯底上的壓力均勻性提高，試樣形狀No.4的壓力均勻性最好。也就是說，通過改變傳導(dǎo)平板與處理室內(nèi)壁的間隙即排出口的開口面積，增加流入上游側(cè)的氣體量，可以緩和氣體上游側(cè)的壓力增高的趨勢。
如果關(guān)注于流動的傳導(dǎo)，則上述結(jié)論可以如下進(jìn)行表達(dá)。在圖4中，在連接氣體供給口中心A和排氣口中心B的直線35上，以直線36作為分界，所述直線36在與襯底8的表面平行的面內(nèi)正交且穿過襯底8的中心。在此，以該分界的氣體供給口側(cè)作為氣體上游側(cè)，以該分界的排氣口側(cè)作為氣體下游側(cè)。此時，通過使向氣體上游側(cè)的排出口11AA流動的空間的傳導(dǎo)大于該分界的氣體下游側(cè)的排出口11BB，可以提高襯底面內(nèi)的壓力分布。
排出口11可分別設(shè)置在上述分界的上游側(cè)區(qū)域內(nèi)的任意位置或分界的下游側(cè)區(qū)域內(nèi)的任意位置，即使只在平板2的至少與襯底8相比的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置排出口11，也可以提高襯底面內(nèi)的壓力分布。
排出口11的傳導(dǎo)的值在氣體流入的平板2的高度在上游側(cè)和下游側(cè)相同的情況下，間隙的面積(開口面積)越大則傳導(dǎo)越大。因此，通過使排出口的開口面積在上游側(cè)大于下游側(cè)，可以將排出口11的傳導(dǎo)構(gòu)成為在上游側(cè)大于下游側(cè)。
根據(jù)分析結(jié)果，驗證了通過使平板2的位置偏向排氣側(cè)、使排出口的傳導(dǎo)在上游側(cè)大于下游側(cè)可以提高襯底上的分壓力分布的均勻性。
但是，圖7是表示在上游側(cè)和下游側(cè)的傳導(dǎo)相等的試樣形狀No.1中，僅將上述分析條件中的處理室內(nèi)壓力從13Pa改變?yōu)?33Pa的情況下的襯底上的壓力分布圖。從該圖中可以看出，壓力為較高的133Pa的情況下，即使使上游側(cè)和下游側(cè)的傳導(dǎo)相等，壓力均勻性也是良好的。從這點來看，可以說，使上游側(cè)的傳導(dǎo)比下游側(cè)大的本發(fā)明在求出圖6的襯底上的壓力分布時、尤其是在10Pa左右或以下的處理室內(nèi)壓力下是有效的方法。
此外，在試樣形狀No.1中，在使排氣壓力為13Pa的情況下，如果使排出口11的傳導(dǎo)盡量小，即如果使形成在平板2與處理室內(nèi)壁32之間的間隙G盡量小，則襯底上的壓力上升，排氣壓力與133Pa的情況相同、可以充分期待襯底上的壓力分布特性的改善效果。但這樣一來，在工序2、4中，由于將殘留氣體以及副生成物排氣的時間增加、導(dǎo)致吞吐量減低，因此不能算是有效的方法。
另外，雖然在上述的實施方式中將排出口形成在平板與處理室內(nèi)壁之間，但并不局限于此，也可以例如將排出口形成在平板自身上。另外，通過改變間隙的面積(開口面積)來改變排出口的傳導(dǎo)的大小，但并不局限于此，也可以例如通過改變排出口的流路長度來改變排出口的傳導(dǎo)的大小。另外，分別形成于上游側(cè)和下游側(cè)的排出口相對于氣流以一個排出口來構(gòu)成，但并不局限于此，也可以相對于氣流以多個排出口構(gòu)成。以下，對這些變形例分別進(jìn)行說明。
圖8是表示將排出口設(shè)置在平板自身上的實施方式的一個示例。較平板2更位于下方的空間33(參照圖1)是使平板2的外徑與處理室內(nèi)壁32的內(nèi)徑吻合并通過平板2塞住。在該平板2的襯底8的上游側(cè)和下游側(cè)分別設(shè)置開口51A、51B，將其作為上游側(cè)和下游側(cè)的排出口11A、11B。開口51(51A、51B)例如是沿著環(huán)形的平板形狀設(shè)置弧形，通過使該弧形的開口面積在上游側(cè)大于下游側(cè)，從而使排出口11的傳導(dǎo)在上游側(cè)大于下游側(cè)。如圖示例子那樣，開口51既可以以收在平板面內(nèi)的方式使開口閉合地形成，也可以以切開平板外周部的方式使開口開放地形成。
該實施方式是傳導(dǎo)平板2的排出口11在上游側(cè)和下游側(cè)不連續(xù)的結(jié)構(gòu)，但通過使氣體上游側(cè)的開口51A的傳導(dǎo)大于氣體下游側(cè)的開口51B，可以提高襯底8上的壓力分布并且高效率地去除殘留氣體。
此外，圖9是通過改變排出口11的流路長度來改變排出口11的傳導(dǎo)大小的示例。
在平板2的外周上將比平板的厚度長的外裙(側(cè)板)18垂下，使該外裙18的長度構(gòu)成為從上游側(cè)向著下游側(cè)逐漸變長(圖9(c))。雖然形成于平板2與處理室內(nèi)壁32之間的間隙G在平板2全周上是等間隔(圖9(a))的，但傳導(dǎo)平板2的外裙18的長度構(gòu)成為在上游側(cè)短、在下游側(cè)長(圖9(b)、(c))。
由于氣體流動的排出口11的流路長度較短的一方傳導(dǎo)大，因此，在圖示的例子中，氣體上游側(cè)的傳導(dǎo)比下游側(cè)的傳導(dǎo)大。因此，可以提高襯底面內(nèi)的壓力分布并高效率地去除殘留氣體。
另外，在圖示的例子中，由于流路是簡單的，因此通過使上游側(cè)的流路長度比下游側(cè)的短，可以將排出口的傳導(dǎo)構(gòu)成為在上游側(cè)比下游側(cè)大。即使在流路復(fù)雜的情況下，為了形成這樣的結(jié)構(gòu)，只要通過合成流路的傳導(dǎo)、判斷該合成傳導(dǎo)的大小，便可以使上游側(cè)的合成傳導(dǎo)大于下游側(cè)的合成傳導(dǎo)。
圖10是表示其他實施方式的傳導(dǎo)平板的俯視圖，(b)表示相對于氣流以多個排出口構(gòu)成形成于上游側(cè)和下游側(cè)的各排出口的實施方式，(a)表示相對于氣流以單個排出口構(gòu)成形成于上游側(cè)和下游側(cè)的各排出口的比較例。在該方式中，排出口的傳導(dǎo)被構(gòu)成為在上游側(cè)和下游側(cè)相等。
如圖10(b)所示，在該實施方式中，將處理室內(nèi)壁32、平板201以及襯底8都配置為同心圓形。并且，使環(huán)形的平板201的外徑形成為比處理室內(nèi)壁32的內(nèi)徑小，使平板201的內(nèi)徑形成為比襯底8的外徑大，在平板201的外側(cè)和內(nèi)側(cè)分別設(shè)置第一排出口111和第二排出口211。即，在處理室內(nèi)壁32與平板2外周之間以及平板201的內(nèi)周與襯底8的外周之間設(shè)置環(huán)形的間隙G1(外側(cè)的間隙)和間隙G2(內(nèi)側(cè)的間隙)。通過形成這樣的平板形狀，由上游側(cè)的第一排出口111A和設(shè)置在其下游側(cè)的第二排出口211A構(gòu)成形成于氣流的上游側(cè)的排出口11A。并且，由上游側(cè)的第一排出口211B和設(shè)置在其下游側(cè)的第二排出口111B構(gòu)成形成于下游側(cè)的排出口11B。
在此，對多個排出口給凈化帶來的影響進(jìn)行分析，來驗證在內(nèi)側(cè)和外側(cè)雙方具有間隙的平板的凈化效率較高這一現(xiàn)象。作為試樣準(zhǔn)備了具有內(nèi)側(cè)間隙7mm且具有外側(cè)間隙2mm的平板201(圖10(b))和用于比較的只具有內(nèi)側(cè)間隙7mm的平板202(圖10(a))。
圖11是表示通過分析求出的襯底8上的原料氣體摩爾分?jǐn)?shù)的根據(jù)凈化時間的變化的特性圖。由此可以看出，除圖10(b)的內(nèi)側(cè)的排出口211以外在外側(cè)也具有排出口111的情況下的原料氣體摩爾分?jǐn)?shù)的減少顯著。也就是說，可以認(rèn)為由于在內(nèi)側(cè)和外側(cè)雙方具有排出口111、211因而凈化效率提高、氣體置換得到促進(jìn)。這是由于在僅有內(nèi)側(cè)的排出口211的情況下，處理室內(nèi)壁32附近的氣體滯留，而通過在外側(cè)也設(shè)置排除口111，可以迅速地將這些滯留的氣體排氣。從該分析結(jié)果可以驗證，在內(nèi)側(cè)和外側(cè)雙方均具有間隙的平板其凈化效率可以提高。
因此，如果除內(nèi)側(cè)的排出口211以外、在外側(cè)也具有排出口111，則由于處理室1內(nèi)的較平板2更位于上方的空間34和較平板2更位于下方的空間33這兩個空間內(nèi)的空氣的流動范圍擴(kuò)大、各空間33、34的停滯消除，因此可以提高各空間33、34的凈化效率。
但是，對上述的僅在平板的內(nèi)側(cè)具有排出口的類型(圖10(a))和在外側(cè)也具有排出口類型(圖10(b))測定平板上的氣體流速分布后，了解到各類型中都具有氣體流速變低的部分(產(chǎn)生氣體停滯的部分)，氣體的停滯產(chǎn)生在平板的與襯底相比的下游側(cè)。一旦產(chǎn)生氣體的停滯，則吸附在氣體停滯附近的平板以及處理室內(nèi)壁上的原料氣體的吸附量增加，凈化時間增大，也就是說導(dǎo)致吞吐量的降低。并且，在產(chǎn)生氣體停滯的部分上凈化不能充分地進(jìn)行，這成為微粒產(chǎn)生的原因，成品率降低。
因此，最好防止平板上的氣體停滯的產(chǎn)生，在任一類型中，通過在與平板上的氣體的停滯部相對應(yīng)的位置上進(jìn)一步設(shè)置排出口可以消除平板上的氣體停滯。
圖12是表示設(shè)有這種用于防止氣體停滯的排出口的變形例的圖，(a)、(b)表示上述的僅在內(nèi)側(cè)具有排出口211的類型的平板的變形例，(c)表示上述的在外側(cè)也具有排出口111類型的平板的變形例。圖12(a)的變形例是設(shè)置一個用于防止氣體停滯的排出口112，圖12(b)的變形例是設(shè)置多個用于防止氣體停滯的排出口，將這些多個排出口112、113在平板202的徑向上、即向著氣流方向隔開間隔進(jìn)行設(shè)置。這些排出口112、113的設(shè)置位置是平板202的與襯底8相比的下游側(cè)、位于處理室內(nèi)壁32與排出口211之間的產(chǎn)生氣體停滯的部分。即，在圖12(a)的變形例的情況下，在襯底8的上游側(cè)設(shè)有一個排出口211A，在襯底8的下游側(cè)設(shè)有兩個排出口211B、112，這些排出口被向著氣流方向以上述順序依次排列。另外，在圖12(b)的變形例的情況下，在襯底8的上游側(cè)設(shè)有一個排出口211A，在襯底8的下游側(cè)設(shè)有三個排出口211B、113、112，這些排出口被向著氣流方向以上述順序依次排列。
圖12(c)的變形例是設(shè)置一個用于防止氣體停滯的排出口212的裝置，設(shè)置排出口212的位置是平板201的與襯底8相比的下游側(cè)、位于第一排出口111與第二排出口211之間的產(chǎn)生氣體停滯的部分。即，在圖12(c)的變形例的情況下，在襯底8的上游側(cè)設(shè)有兩個排出口111A、211A，在襯底8的下游側(cè)設(shè)有三個排出口211B、212、111B，這些排出口被向著氣流方向以上述順序依次排列。。
即，在這些變形例中，在平板的至少與襯底8相比的下游側(cè)設(shè)置至少兩個以上即多個排出口，使這些排出口向著氣流方向單向排列。并且，使襯底8下游側(cè)的排出口的數(shù)量多于襯底8上游側(cè)的排出口的數(shù)量。這些用于防止氣體停滯的排出口112、113、212的形狀都形成為沿著環(huán)形的平板202、201的形狀的弧形，該弧形的大小即排出口112、113、212的開口面積只要是可消除氣體停滯的大小即可，都形成為小于排出口211或排出口111的開口面積。
這樣，通過在平板上的產(chǎn)生氣體停滯的部分上設(shè)置與排出口211或排出口111不同的排出口，即通過在平板的至少與襯底相比的下游側(cè)至少設(shè)置兩個排出口，并將這兩個排出口向著氣流方向排列，可以在產(chǎn)生氣體停滯的部分上主動地形成氣流，可以防止平板上的氣體的停滯。因此，可以減少原料氣體向產(chǎn)生氣體停滯的部分的平板以及處理室內(nèi)壁的吸附量，抑制凈化時間的增加，有效地防止吞吐量的降低。并且，由于在產(chǎn)生氣體停滯的部分上也可以得到充分的凈化效果，因此可以防止因產(chǎn)生微粒引起的成品率降低。
另外，也可將這些變形例中的防止氣體停滯的想法運用于例如圖8類型的平板，如圖13那樣地設(shè)置。在圖13的變形例的情況下，在襯底8上游側(cè)的平板2的外側(cè)設(shè)置弧形的排出口11A，在襯底8下游側(cè)的平板2的外側(cè)設(shè)置弧形的排出口11B和11C，而且，在平板2的內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)形的排出口211。另外，使排出口11B、11C形成為其各自的開口面積小于排出口11A的開口面積。即，在襯底8的上游側(cè)設(shè)置兩個排出口11A、211A，在襯底8的下游側(cè)設(shè)置三個排出口211B、11B、11C，向著氣流方向以上述順序依次排列這些排出口。由此，除了具有可以調(diào)整上游側(cè)、下游側(cè)的各排出口的傳導(dǎo)、進(jìn)一步提高襯底上的壓力分布、并可高效率地去除殘留氣體的效果以外，還具有可防止氣體的停滯、提高凈化效率的效果。
另外，在上述實施方式中，“反應(yīng)氣體”是作為第一原料的金屬含有原料和可與之進(jìn)行反應(yīng)的作為第二原料的化合物以及元素。具體的金屬含有原料(第一原料)除含有例舉的Al的TMA氣體以外，是含有Si、Ti、Sr、Y、Zr、Nb、Ru、Sn、Ba、La、Hf、Ta、Ir、Pt、W、Pb、Bi的任何一種金屬的氣體。
并且，化合物和元素(第二原料)是適當(dāng)?shù)姆墙饘俜磻?yīng)物，即通常水、氧氣、氨氣等含有氧或氮的氣體即可，但有時也可以是用某種方法被活性化的原子團(tuán)或離子。并且，也可以是實際上不與金屬含有原料發(fā)生反應(yīng)、但對金屬含有原料的自然分解反應(yīng)提供能量的物質(zhì)。例如也有通過等離子體等被活性化的稀有氣體或惰性氣體。含有氧或氮的氣體具體為，除例舉的H2O以外，O2、O3、NO、N2O、H2O2、N2、NH3、N2H6的任何一種、以及通過活性化方法將任何一種進(jìn)行活性化后生成的這些的原子團(tuán)種類或離子種類。
并且，“凈化氣體”被供給至處理室1，用于去除吸附在襯底8上的反應(yīng)物以外的不需要的反應(yīng)物、或防止兩個不同基的反應(yīng)氣體在襯底8的面內(nèi)以外的地方混合進(jìn)行反應(yīng)。該凈化氣體除例舉的Ar以外使用稀有氣體或氮氣等惰性氣體。
權(quán)利要求
1.一種襯底處理裝置，其特征在于，具有處理襯底的處理室；在所述處理室內(nèi)保持所述襯底的保持件；設(shè)置在所述襯底周圍的平板；設(shè)置在所述襯底的側(cè)方、與所述平板的更上方的空間連通、向所述襯底供給氣體的供給口；設(shè)置在所述平板的至少與所述襯底相比的上游側(cè)和下游側(cè)、將所述氣體向所述平板的更下方的空間排出的排出口；隔著所述襯底設(shè)置在所述供給口的相反側(cè)、與所述平板的更下方的空間連通、對所述處理室進(jìn)行排氣的排氣口，所述排出口的傳導(dǎo)被構(gòu)成為上游側(cè)大于下游側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于，與所述襯底相比的上游側(cè)的所述排出口設(shè)置在所述供給口與所述襯底之間。
3.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述供給口設(shè)置在與所述排氣口相反一側(cè)的所述平板的外側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述排出口由設(shè)置在所述平板上的開口構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述排出口由形成于所述平板和所述處理室壁之間的間隙構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述排出口的開口面積在上游側(cè)大于下游側(cè)。
7.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述排出口的流路長度在上游側(cè)比在下游側(cè)短。
8.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于，具有控制裝置，該控制裝置按以下方式進(jìn)行控制，即，從所述供給口多次交替供給兩種以上的反應(yīng)氣體，在交替供給兩種以上的反應(yīng)氣體的期間插入凈化氣體的供給。
9.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于，在所述平板的至少與所述襯底相比的下游側(cè)設(shè)置至少兩個以上的所述排出口，這些排出口向著氣流方向隔開間隔地排列。
10.一種襯底處理裝置，其特征在于，具有處理襯底的處理室；在所述處理室內(nèi)保持所述襯底的保持件；設(shè)置在所述襯底周圍的平板；設(shè)置在所述襯底的側(cè)方、與所述平板的更上方的空間連通、向所述襯底供給氣體的供給口；設(shè)置在所述平板的至少與所述襯底相比的上游側(cè)和下游側(cè)、將所述氣體向所述平板的更下方的空間排出的排出口；隔著所述襯底設(shè)置在所述供給口的相反側(cè)、與所述平板的更下方的空間連通、向所述處理室排氣的排氣口，設(shè)置在所述平板的至少與所述襯底相比的下游側(cè)的所述排出口至少具有第一排出口和設(shè)置在其下游的第二排出口。
11.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，具有將襯底運進(jìn)處理室內(nèi)的工序；通過一面從被運進(jìn)所述處理室的所述襯底的側(cè)方沿著設(shè)置在所述襯底周圍的平板向所述襯底供給氣體、一面從設(shè)置在所述平板的至少與所述襯底相比的上游側(cè)和下游側(cè)的排出口向所述平板的更下方的空間排出氣體，隔著所述平板的更下方的空間的所述襯底從供給側(cè)的相反側(cè)進(jìn)行排氣來對所述襯底進(jìn)行處理的工序；將處理后的所述襯底從所述處理室運出的工序，在所述襯底處理工序中，使所述排出口的傳導(dǎo)在上游側(cè)大于下游側(cè)。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述襯底處理工序中，向所述襯底多次交替供給兩種以上的反應(yīng)氣體，在交替供給兩種以上的反應(yīng)氣體的期間插入凈化氣體的供給。
13.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述襯底處理工序包括將至少一種反應(yīng)氣體吸附在所述襯底上的工序、以及向吸附的反應(yīng)氣體供給與其不同的反應(yīng)氣體、使其產(chǎn)生成膜反應(yīng)的工序。
14.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述襯底處理工序多次反復(fù)下述的各項工序向所述襯底供給第一反應(yīng)氣體使其吸附在所述襯底上的工序、其后進(jìn)行凈化的工序、其后向吸附在所述襯底上的第一反應(yīng)氣體供給第二反應(yīng)氣體使其產(chǎn)生成膜反應(yīng)的工序、其后進(jìn)行凈化的工序。
15.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述襯底處理工序包括使至少一種反應(yīng)氣體分解、使薄膜堆積在所述襯底上的工序；向堆積的所述薄膜供給與所述反應(yīng)氣體不同的反應(yīng)氣體、對所述薄膜進(jìn)行改性的工序。
16.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，所述襯底處理工序多次反復(fù)下述的各項工序向所述襯底供給第一反應(yīng)氣體、將薄膜堆積在所述襯底上的工序；其后進(jìn)行凈化的工序；其后向堆積在所述襯底上的所述薄膜供給第二反應(yīng)氣體、對所述薄膜進(jìn)行改性的工序；其后進(jìn)行凈化的工序。
17.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，在所述平板的至少與襯底相比的下游側(cè)設(shè)置多個所述排出口，這些多個排出口向著氣流方向隔開間隔地排列，在所述襯底處理工序中，從這些排出口排出氣體。
全文摘要
本發(fā)明的襯底處理裝置既可以在成膜時使襯底上的壓力為一定、又可以在凈化時高效率地去除反應(yīng)氣體。襯底(8)在處理室(1)內(nèi)通過基座(保持件)(3)被保持。襯底的周圍設(shè)置有平板(2)。平板被基座(3)支承。氣體供給口(19、20)設(shè)置在襯底的側(cè)方、較平板(2)更位于上方，從平板的更上方的空間(34)對襯底供給氣體。在平板的至少與襯底(8)相比的上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置排出口(11)，將氣體向平板的更下方的空間(33)排出。將對處理室(1)進(jìn)行排氣的排氣口(16)與排出口連通，在隔著襯底(8)與氣體供給口(19、20)相反一側(cè)、設(shè)置在平板(2)的下方。排出口(11)的傳導(dǎo)構(gòu)成為在氣流的上游側(cè)(11A)大于下游側(cè)(11B)。
文檔編號C23C16/455GK1943019SQ20058001170
公開日2007年4月4日 申請日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月15日
發(fā)明者板谷秀治, 堀井貞義, 野內(nèi)英博 申請人:株式會社日立國際電氣