襯底處理裝置及半導(dǎo)體器件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種使用等離子體形成高品質(zhì)的膜的襯底處理裝置及半導(dǎo)體器件的制造方法。在具有內(nèi)置有用于載置襯底的襯底載置臺的處理室、和使供給到處理室內(nèi)的氣體成為等離子體狀態(tài)的等離子體生成部的襯底處理裝置中,等離子體生成部具有以包圍成為供給到處理室內(nèi)的氣體的流路的等離子體生成室的方式配置的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體具有沿著等離子體生成室內(nèi)的氣體的主流方向延伸的多個主導(dǎo)體部、和將主導(dǎo)體部彼此電連接的連接導(dǎo)體部。
【專利說明】
襯底處理裝置及半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及襯底處理裝置及半導(dǎo)體器件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常,在半導(dǎo)體器件的制造工序中,使用了對晶圓等的襯底進行成膜處理等的工藝處理的襯底處理裝置。作為襯底處理裝置實施的工藝處理,例如有通過交替供給法進行的成膜處理。在通過交替供給法進行的成膜處理中,對于作為處理對象的襯底,將原料氣體供給工序、吹掃工序、反應(yīng)氣體供給工序、吹掃工序作為I個周期,以規(guī)定次數(shù)(η周期)反復(fù)進行該周期,由此進行向襯底上的成膜。
[0003]作為進行這樣的成膜處理的襯底處理裝置,對于成為處理對象的襯底,從其上方側(cè)向襯底的表面上依次供給各種氣體(原料氣體、反應(yīng)氣體或吹掃氣體),在襯底的表面上使原料氣體和反應(yīng)氣體反應(yīng)來進行向襯底上的成膜。而且,為了提高與原料氣體之間的反應(yīng)效率,構(gòu)成為在供給反應(yīng)氣體時使該反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)(例如,參照專利文獻
Do
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2011-222960號公報
[0007]然而,在這樣的裝置形態(tài)中,有時要求進一步提高等離子體的使用效率,使膜質(zhì)提尚O
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]于是,本發(fā)明的目的在于,提供一種使用等離子體來形成高品質(zhì)的膜的技術(shù)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方式,提供一種技術(shù),其具有:
[0010]襯底載置臺,其載置襯底;
[0011 ]處理室,其內(nèi)置所述襯底載置臺;
[0012]氣體供給部,其進行向所述處理室內(nèi)的氣體供給;和
[0013]等離子體生成部,其使由所述氣體供給部供給到所述處理室內(nèi)的氣體成為等離子體狀態(tài),
[0014]所述等離子體生成部具有:
[0015]等離子體生成室,其成為由所述氣體供給部供給到所述處理室內(nèi)的氣體的流路;和
[0016]等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體,其由以包圍所述等離子體生成室的方式配置的導(dǎo)體構(gòu)成,
[0017]所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體具有:
[0018]多個主導(dǎo)體部,其沿著所述等離子體生成室內(nèi)的氣體的主流方向延伸;和
[0019]連接導(dǎo)體部,其將所述主導(dǎo)體部彼此電連接。
[0020]發(fā)明效果[0021 ]根據(jù)本發(fā)明,能夠使用等離子體形成高品質(zhì)的膜。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示本發(fā)明的ICP線圈及其比較例的概要結(jié)構(gòu)的示意圖,圖1的(a)是表示本發(fā)明的第一實施方式的概要結(jié)構(gòu)例的圖,圖1的(b)是表示比較例的概要結(jié)構(gòu)例的圖。
[0023]圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理裝置的主要部分的概要結(jié)構(gòu)例的概念圖。
[0024]圖3是表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理裝置所使用的氣體供給單元的結(jié)構(gòu)例的圖,圖3的(a)是其立體圖,圖3的(b)是其側(cè)剖視圖。
[0025]圖4是表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理裝置的主要部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)例的圖,是表示圖2的A-A截面的側(cè)剖視圖。
[0026]圖5是表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理裝置的主要部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)例的圖,是表示圖2的B-B截面的側(cè)剖視圖。
[0027]圖6是表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理裝置的主要部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)例的圖,是表示圖4的C-C截面的平面圖。
[0028]圖7是表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理裝置的主要部分的其他詳細(xì)結(jié)構(gòu)例的圖,是表示圖4的C-C截面的平面圖。
[0029]圖8是示意地表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理裝置的氣體配管的結(jié)構(gòu)例的概念圖。
[0030]圖9是表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理裝置所使用的等離子體生成部(ICP線圈)的結(jié)構(gòu)例的圖,圖9的(a)是其立體圖,圖9的的(b)是其側(cè)剖視圖。
[0031 ]圖10是表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理工序的流程圖。
[0032]圖11是表示在圖10中的成膜工序中進行的相對位置移動處理動作的詳細(xì)情況的流程圖。
[0033]圖12是表示在圖10中的成膜工序中進行的氣體供給排氣處理動作的詳細(xì)情況的流程圖。
[0034]圖13是表示本發(fā)明的第二實施方式的襯底處理裝置所使用的等離子體生成部(ICP線圈)的概要結(jié)構(gòu)例的示意圖。
[0035]圖14是表示本發(fā)明的第三實施方式的等離子體生成部(ICP線圈)的概要結(jié)構(gòu)例的示意圖。
[0036]圖15是表示本發(fā)明的第三實施方式的等離子體生成部的另一結(jié)構(gòu)例的示意圖。
[0037]圖16是表示本發(fā)明的第三實施方式的等離子體生成部的又一結(jié)構(gòu)例的示意圖。
[0038]圖17是表示本發(fā)明的第四實施方式的襯底處理裝置所使用的等離子體生成部(ICP線圈)的結(jié)構(gòu)例的不意圖,圖17的(a)是表不其一例的圖,圖17的(b)是表不又一例的圖。
[0039]圖18是表示本發(fā)明的第五實施方式的襯底處理裝置所使用的等離子體生成部(ICP線圈)的概要結(jié)構(gòu)例的側(cè)剖視圖。
[0040]附圖標(biāo)記說明
[0041 ] 10…襯底載置臺,20…盒頭,25,25a,25b,25c...氣體供給單元,40…等離子體生成部,251…第一部件,252…第二部件,253…氣體供給路徑,254…氣體排出孔,255…排氣緩沖室,410…等離子體生成室,411…折流板,420,420a、420b、420c,420d,420e...等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體,421…主導(dǎo)體部,422…連接導(dǎo)體部,425、426…區(qū)域部分,431…輸入用導(dǎo)體,432…輸出用導(dǎo)體,W…晶圓(襯底)
【具體實施方式】
[0042]〈本發(fā)明的第一實施方式>
[0043]以下,參照附圖,對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。
[0044](I)本發(fā)明的第一實施方式的概要
[0045]首先,關(guān)于本發(fā)明的第一實施方式的概要,與現(xiàn)有技術(shù)比較地進行說明。
[0046]在第一實施方式中,使用枚葉式的襯底處理裝置進行對襯底的處理。
[0047]作為成為處理對象的襯底,例舉有被嵌入有半導(dǎo)體器件(半導(dǎo)體設(shè)備)的半導(dǎo)體晶圓襯底(以下簡稱為“晶圓”)。
[0048]另外,作為對于襯底進行的處理,例舉蝕刻、灰化、成膜處理等,但在第一實施方式中,特別進行基于交替供給法的成膜處理。
[0049]在基于交替供給法的成膜處理中,對于作為處理對象的襯底,從其上方側(cè)向襯底的表面上按順序供給原料氣體、吹掃氣體、反應(yīng)氣體、吹掃氣體,在襯底的表面上使原料氣體和反應(yīng)氣體反應(yīng)而進行向襯底上的成膜,并且為提高與原料氣體之間的反應(yīng)效率,在供給反應(yīng)氣體時使該反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)。
[0050]使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)能夠考慮通過電感耦合方式實施。若采用電感耦合方式,則與電容耦合方式相比,能夠易于實現(xiàn)高密度等離子體。
[0051 ] 這里,對比較例的電感親合等離子體(Inductively Coupled Plasma,以下簡稱為“ICP”)的產(chǎn)生方式進行說明。
[0052]圖1的(b)是表示比較例中的ICP線圈的概要結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0053]如圖例所示,在比較例中,在供要成為等離子體狀態(tài)的氣體通過的流路410的周圍以螺旋狀卷繞有線圈451,在該線圈451中流過高頻的大電流。通過流過大電流,使流路410產(chǎn)生磁場,由此產(chǎn)生ICP。
[0054]此外,在枚葉式的襯底處理裝置中,對作為處理對象的晶圓W,從其上方側(cè)向晶圓W的表面上供給各種氣體(原料氣體、反應(yīng)氣體或吹掃氣體)。具體來說,以按順序通過原料氣體的供給區(qū)域和反應(yīng)氣體的供給區(qū)域的方式使晶圓W移動,并且為了防止原料氣體和反應(yīng)氣體混合,在原料氣體的供給區(qū)域和反應(yīng)氣體的供給區(qū)域之間配置有吹掃氣體的供給區(qū)域。而且,在各個氣體供給區(qū)域中,從上方側(cè)對晶圓W供給各種氣體。在這樣的結(jié)構(gòu)的襯底處理裝置中,由于各種氣體的供給區(qū)域相鄰,所以為了避免與其他氣體供給區(qū)域的干涉,從上方側(cè)對于用于使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)的線圈451供電。
[0055]但是,在從上方側(cè)對螺旋狀的線圈451供電的情況下,需要從線圈451的下端朝向上方側(cè)延伸設(shè)置的導(dǎo)體452,但必須在該導(dǎo)體452和線圈451之間確保充分的間隔S。這是因為,在無法確保充分的間隔S時,由導(dǎo)體452產(chǎn)生的磁場會與由線圈451產(chǎn)生的磁場相抵消,其結(jié)果會帶來在流路410內(nèi)產(chǎn)生的等離子體的不均勻化等之類的不良影響。由此,在比較例的ICP線圈中,維持高的等離子體密度并且省空間地實施使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)恐怕是困難的。
[0056]關(guān)于這點,本申請的發(fā)明人經(jīng)過認(rèn)真研究,想到與比較例的結(jié)構(gòu)不同的新結(jié)構(gòu)的ICP線圈。
[0057]圖1的(a)是表示本發(fā)明的第一實施方式中的ICP線圈的概要結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0058]圖例的ICP線圈作為使對晶圓W供給的反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)的等離子體生成部起作用,其具有:等離子體生成室410,其作為供要成為等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體通過的流路;和等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420,其由以圍繞該等離子體生成室410的方式配置的導(dǎo)體構(gòu)成。也就是說,在等離子體生成室410內(nèi)流動的反應(yīng)氣體從由等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420形成的環(huán)狀體的環(huán)內(nèi)通過。
[0059]等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420具有:多個主導(dǎo)體部421,其沿著等離子體生成室410內(nèi)的氣體的主流方向延伸;和連接導(dǎo)體部422,其將主導(dǎo)體部421彼此電連接。也就是說,構(gòu)成等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的導(dǎo)體包含成為主導(dǎo)體部421的導(dǎo)體部分和成為連接導(dǎo)體部422的導(dǎo)體部分。
[0060]連接導(dǎo)體部422具有配置在將主導(dǎo)體部421的下端彼此連接的位置的部分、以及配置在將主導(dǎo)體部421的上端彼此連接的位置的部分。通過具有這樣的主導(dǎo)體部421及連接導(dǎo)體部422,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的導(dǎo)體配置成沿等離子體生成室410內(nèi)的氣體的主流方向波動的波形狀。
[0061 ] 在多個主導(dǎo)體部421中的位于等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的導(dǎo)體端的一個主導(dǎo)體部421上,連接有用于對等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420供電的輸入用導(dǎo)體431。另外,在位于等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的導(dǎo)體端的另一個主導(dǎo)體部421上,連接有用于輸出向等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420供電的輸出用導(dǎo)體432。輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432與未圖示的匹配器及高頻電源連接。
[0062]在這樣的結(jié)構(gòu)的ICP線圈中,每當(dāng)使在等離子體生成室410內(nèi)流動的反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)時,經(jīng)由輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432對等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420施加高頻的電流。當(dāng)施加電流時,在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的周圍產(chǎn)生磁場。
[0063]這里,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420以包圍等離子體生成室410的方式配置,并且具有多個主導(dǎo)體部421。也就是說,在等離子體生成室410的周圍,并排配置有多個主導(dǎo)體部421。
[0064]因此,當(dāng)對等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420施加電流時,在等離子體生成室410內(nèi),在配置有多個主導(dǎo)體部421的區(qū)域的范圍內(nèi),形成有將由各主導(dǎo)體部421產(chǎn)生的磁場合成的合成磁場。當(dāng)反應(yīng)氣體從形成有合成磁場的等離子體生成室410內(nèi)通過時,該反應(yīng)氣體通過合成磁場被激發(fā)成為等離子體狀態(tài)。
[0065]像這樣,第一實施方式中的ICP線圈使從等離子體生成室410內(nèi)通過的反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)。
[0066]此外,用于對等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420施加電流的輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432與位于等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的導(dǎo)體端的主導(dǎo)體部421連接。也就是說,能夠從主導(dǎo)體部421直接朝向上方側(cè)配置輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432。
[0067]因此,在第一實施方式的ICP線圈中,與比較例(圖1的(b)記載的ICP線圈)不同,不需要充分確保從線圈下端朝向上方側(cè)延伸設(shè)置的導(dǎo)體452和線圈451之間的間隔S,與比較例的結(jié)構(gòu)相比,能夠與間隔S相應(yīng)地實現(xiàn)省空間化。而且,只要以包圍等離子體生成室410的方式均等地配置多個主導(dǎo)體部421,等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生的等離子體也不會變得不均勻。而且,通過利用形成在等離子體生成室410內(nèi)的合成磁場這種電感耦合方式使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài),從而能夠易于實現(xiàn)得到高密度等離子體。
[0068]也就是說,根據(jù)第一實施方式的ICP線圈,將等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420采用與比較例不同的新結(jié)構(gòu),由此,能夠維持高的等離子體密度,并且能夠省空間地實施使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)。
[0069](2)第一實施方式的襯底處理裝置的結(jié)構(gòu)
[0070]以下,參照圖2?圖9,對第一實施方式的襯底處理裝置的具體結(jié)構(gòu)進行說明。
[0071]圖2是表示第一實施方式的襯底處理裝置的主要部分的概要結(jié)構(gòu)例的概念圖。圖3是表示第一實施方式的襯底處理裝置所使用的氣體供給單元的結(jié)構(gòu)例的概念圖。圖4是表示圖2的A-A截面的側(cè)剖視圖。圖5是表示圖2的B-B截面的側(cè)剖視圖。圖6是表示圖4的C-C截面的平面圖。圖7是表示圖4的C-C截面的其他結(jié)構(gòu)例的平面圖。圖8是示意地表示第一實施方式的襯底處理裝置中的氣體配管的結(jié)構(gòu)例的概念圖。圖9是表示第一實施方式的襯底處理裝置所使用的等離子體生成部(ICP線圈)的結(jié)構(gòu)例的概念圖。
[0072](處理容器)
[0073]在第一實施方式中說明的襯底處理裝置具有未圖示的處理容器。處理容器由例如鋁(Al)或不銹鋼(SUS)等的金屬材料作為密閉容器而構(gòu)成。另外,在處理容器的側(cè)面設(shè)置有未圖示的襯底搬入搬出口,經(jīng)由該襯底搬入搬出口輸送晶圓。而且,在處理容器中,連接有未圖示的真空栗或壓力控制器等的氣體排出系統(tǒng),使用該氣體排出系統(tǒng)將處理容器內(nèi)調(diào)整成規(guī)定壓力。
[0074](襯底載置臺)
[0075]如圖2所示,在處理容器的內(nèi)部設(shè)置有載置晶圓W的襯底載置臺10。襯底載置臺10形成為例如圓板狀,在其上表面(襯底載置面)沿圓周方向以均等的間隔載置有多張晶圓W。另外,襯底載置臺10內(nèi)置有作為加熱源的加熱器11,使用該加熱器11能夠?qū)⒕AW的溫度維持在規(guī)定溫度。此外,在圖例中,示出了構(gòu)成為載置五張晶圓W的情況,但不限于此,只要適當(dāng)設(shè)定載置張數(shù)即可。例如,若載置張數(shù)多,則能夠期待處理吞吐量的提高,若載置張數(shù)少,則能夠抑制襯底載置臺10的大型化。由于襯底載置臺10中的襯底載置面與晶圓W直接接觸,所以優(yōu)選由例如石英或鞏土等的材質(zhì)形成。
[0076]襯底載置臺10構(gòu)成為在載置有多張晶圓W的狀態(tài)下能夠旋轉(zhuǎn)。具體來說,襯底載置臺10與在以圓板中心附近為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)12連結(jié),由該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)12旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。可以考慮旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)12例如具有能夠旋轉(zhuǎn)地支承襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)軸承和以電動馬達為代表的驅(qū)動源等。
[0077]此外,這里,作為例子舉出襯底載置臺10構(gòu)成為能夠旋轉(zhuǎn)的情況,但只要能使襯底載置臺10上的各晶圓W和后述的盒頭(cartridge head)20之間的相對位置移動,使盒頭20構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)也可以。若將襯底載置臺10構(gòu)成為能夠旋轉(zhuǎn),與使盒頭20旋轉(zhuǎn)的情況不同,能夠抑制后述的氣體配管等的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。而若使盒頭20旋轉(zhuǎn),則與使襯底載置臺10旋轉(zhuǎn)的情況相比,能夠抑制作用于晶圓W的轉(zhuǎn)動慣量,能夠增大旋轉(zhuǎn)速度。
[0078](盒頭)
[0079]另外,在處理容器的內(nèi)部,在襯底載置臺10的上方側(cè)設(shè)置有盒頭20。盒頭20從其上方側(cè)對襯底載置臺10上的晶圓W供給各種氣體(原料氣體、反應(yīng)氣體或吹掃氣體),并且將所供給的各種氣體向上方側(cè)排氣。
[0080]為了進行各種氣體的上方供給/上方排氣,盒頭20具有:形成為圓板狀的頂棚部21、從頂棚部21的外周端緣部分朝向下方側(cè)延伸的圓筒狀的外筒部22;配置在外筒部22的內(nèi)側(cè)的圓筒狀的內(nèi)筒部23;與襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)軸對應(yīng)地配置的圓筒狀的中心筒部24;和設(shè)置在內(nèi)筒部23和中心筒部24之間的頂棚部21下方側(cè)的多個氣體供給單元25。而且,在外筒部22上,設(shè)置有與形成在該外筒部22和內(nèi)筒部23之間的空間連通的排氣用端口 26。構(gòu)成盒頭20的頂棚部21、外筒部22、內(nèi)筒部23、各氣體供給單元25及排氣用端口26都通過例如鋁(Al)或不銹鋼(SUS)等的金屬材料形成。
[0081]此外,在圖例中,作為例子列出在盒頭20上設(shè)置有十二個氣體供給單元25的情況,但氣體供給單元25的設(shè)置數(shù)不限于此,只要考慮對晶圓W供給的氣體種類的數(shù)量或處理吞吐量等而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定即可。例如,對于成為處理對象的晶圓W,若是如后面詳細(xì)說明那樣地實施將原料氣體供給工序、吹掃工序、反應(yīng)氣體供給工序、吹掃工序作為I個周期的成膜處理的情況,與各工序?qū)?yīng)地設(shè)置與四的倍數(shù)相當(dāng)?shù)臄?shù)量的氣體供給單元25即可。但是,為了實現(xiàn)處理吞吐量的提高,設(shè)置總數(shù)優(yōu)選越多越好。
[0082](氣體供給單元)
[0083]這里,對盒頭20中的各氣體供給單元25進一步詳細(xì)說明。
[0084]氣體供給單元25用于形成在對晶圓W進行各種氣體的上方供給/上方排氣時的氣體流路。由此,如圖3的(a)所示,氣體供給單元25具有形成為長方體狀的第一部件251和形成為板狀且固定設(shè)置在第一部件251的下側(cè)的第二部件252。第二部件252具有與第一部件251的平面形狀相比寬度更寬的平面形狀。具體來說,例如,相對于平面形狀為長方形狀的第一部件251,第二部件252的平面形狀形成為第一部件251的長度方向上的一端緣側(cè)窄且朝向另一端緣側(cè)擴大的扇形狀或梯形狀。通過具有這樣的第一部件251及第二部件252,如圖3的(b)所示,從第一部件251的長度方向上的一端緣側(cè)觀察時,氣體供給單元25在第一部件251和第二部件252之間構(gòu)成角部251a,側(cè)面形狀成為朝向上方突出的凸形狀。
[0085]另外,如圖3的(a)及(b)所示,氣體供給單元25具有例如由平面長方形狀的貫通孔構(gòu)成的氣體供給路徑253。氣體供給路徑253以貫穿第一部件251及第二部件252的方式貫穿設(shè)置,成為在對晶圓W從上方側(cè)供給氣體時的氣體流路。也就是說,氣體供給單元25具有:成為氣體流路的氣體供給路徑253;以包圍該氣體供給路徑253的上方側(cè)部分的方式配置的第一部件251;和以包圍氣體供給路徑253的下方側(cè)部分的方式配置的第二部件252。此外,第一部件251及氣體供給路徑253不必須是平面長方形狀,也可以形成為其他平面形狀(例如橢圓狀或扇形狀)。
[0086]如圖4所示,像這樣構(gòu)成的氣體供給單元25以隔開規(guī)定間隔地排列多個的方式吊設(shè)在盒頭20的頂棚部21而被使用。多個氣體供給單元25配置成,各自中的第二部件252的下表面與襯底載置臺10上的晶圓W相對且與該襯底載置臺10中的晶圓W的載置面平行。
[0087]通過像這樣配置,相鄰的各氣體供給單元25中的第二部件252的端緣構(gòu)成用于將對晶圓W供給的氣體朝向上方側(cè)排氣的氣體排出孔254的一部分。
[0088]另外,相鄰的各氣體供給單元25中各自的第一部件251的壁面及第二部件252的寬度更寬部分的上表面構(gòu)成使通過了氣體排出孔254的氣體滯留的空間,即構(gòu)成排氣緩沖室255的一部分。更詳細(xì)來說,排氣緩沖室255的頂棚面由盒頭20的頂棚部21構(gòu)成。排氣緩沖室255的底面由相鄰的各氣體供給單元25中的第二部件252的上表面構(gòu)成。排氣緩沖室255的側(cè)壁面由相鄰的各氣體供給單元25中的第一部件251的壁面和盒頭20的內(nèi)筒部23及中心筒部24構(gòu)成。
[0089]此外,如圖5所示,在構(gòu)成排氣緩沖室255的側(cè)壁面的內(nèi)筒部23的部分與各個排氣緩沖室255對應(yīng)地設(shè)置有排氣孔231,該排氣孔231使排氣緩沖室255與形成在外筒部22和內(nèi)筒部23之間的空間連通。
[0090]此外,盒頭20的頂棚部21如已經(jīng)說明的那樣形成為圓板狀。因此,如圖6所示,吊設(shè)在頂棚部21上的多個氣體供給單元25從襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)分別配置成放射狀。通過采用這樣的結(jié)構(gòu),分別沿著襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)周向排列。
[0091 ]若各氣體供給單元25配置成放射狀,則由于各自的第一部件251的平面形狀是長方形狀,所以通過該第一部件251限定了側(cè)壁面的排氣緩沖室255具有從襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)擴大的平面形狀。也就是說,排氣緩沖室255形成為在襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)周向上的大小從內(nèi)周側(cè)朝向外周側(cè)逐漸擴大。
[0092]另外,各氣體供給單元25配置成,扇形狀或梯形狀的第二部件252從襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)擴大。與之相伴,包含第二部件252的端緣地構(gòu)成的氣體排出孔254也具有從襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)擴大的平面形狀。
[0093]此外,氣體排出孔254不必須是從旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)擴大的平面形狀,如圖7所示,也可以形成為從旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)在實質(zhì)上為同一寬度的狹縫狀。若采用這樣的構(gòu)造,則能夠使從處理室的中心到外周的狹縫中的排氣傳導(dǎo)性恒定。因此,在以后述方式設(shè)定排氣效率時,不用考慮排氣孔254的傳導(dǎo)性,僅調(diào)整排氣緩沖室255的構(gòu)造即可,因此,具有易于調(diào)整處理空間整體的排氣效率這樣的優(yōu)點。
[0094](氣體供給/排出系統(tǒng))
[0095]在構(gòu)成為具有上述氣體供給單元25的盒頭20中,為了對襯底載置臺10上的晶圓W進行各種氣體的上方供給/上方排氣,如圖8所示,連接有下述的氣體供給/排出系統(tǒng)。
[0096](處理氣體供給部)
[0097]在構(gòu)成盒頭20的多個氣體供給單元25中的至少一個氣體供給單元25a中,該氣體供給單元25a中的氣體供給路徑253連接有原料氣體供給管311。在原料氣體供給管311上,從上游方向起按順序設(shè)置有原料氣體供給源312、作為流量控制器(流量控制部)的質(zhì)量流量控制器(MFC) 313及作為開閉閥的閥314。通過這樣的結(jié)構(gòu),連接有原料氣體供給管311的氣體供給單元25a的氣體供給路徑253從襯底載置臺10的上方側(cè)向晶圓W的表面上供給原料氣體。將與該原料氣體供給管311連接的氣體供給單元25a稱為“原料氣體供給單元”。也就是說,原料氣體供給單元25a配置在襯底載置臺10的上方,從襯底載置臺10的上方側(cè)向襯底W的表面上供給原料氣體。
[0098]原料氣體是向晶圓W供給的處理氣體之一,例如是使包含鈦(Ti)元素的金屬液體原料TiCl4(Titanium Tetrachloride:四氯化鈦)氣化而得到的原料氣體(即TiCl4氣體)。原料氣體在常溫常壓下可以是固體、液體或氣體的任一種。在原料氣體在常溫常壓下是液體的情況下,只要在原料氣體供給源312和MFC313之間設(shè)置未圖示的氣化器即可。這里,將其作為氣體進行說明。
[0099]此外,在原料氣體供給管311上也可以連接有用于供給作為原料氣體的載氣發(fā)揮作用的非活性氣體的未圖示的氣體供給系統(tǒng)。作為載氣發(fā)揮作用的非活性氣體具體來說能夠使用例如氮氣(N2)氣體。另外,除了他氣體以外,也可以使用例如氦氣(He)氣體、氖氣(Ne)氣體、氬氣(Ar)氣體等的稀有氣體。
[0100]另外,在與連接有原料氣體供給管311的氣體供給單元25a之間隔著一個氣體供給單元25c而排列的另一個氣體供給單元25b中,該氣體供給單元25b中的氣體供給路徑253連接有反應(yīng)氣體供給管321。在反應(yīng)氣體供給管321上,從上游方向起按順序設(shè)置有反應(yīng)氣體供給源322、作為流量控制器(流量控制部)的質(zhì)量流量控制器(MFC)323及作為開閉閥的閥324。通過這樣的結(jié)構(gòu),連接有反應(yīng)氣體供給管321的氣體供給單元25b的氣體供給路徑253從襯底載置臺10的上方側(cè)向晶圓W的表面供給反應(yīng)氣體。將與該反應(yīng)氣體供給管321連接的氣體供給單元25b稱為“反應(yīng)氣體供給單元”。也就是說,反應(yīng)氣體供給單元25b配置在襯底載置臺10的上方,從襯底載置臺10的上方側(cè)向襯底W的表面供給反應(yīng)氣體。
[0101]此外,在本說明書中,也可以將“原料氣體供給單元”和“反應(yīng)氣體供給單元”統(tǒng)稱為“處理氣體供給單元”。另外,也可以將“原料氣體供給單元”和“反應(yīng)氣體供給單元”的任意一方稱為“處理氣體供給單元”。
[0102]反應(yīng)氣體是對晶圓W供給的處理氣體之一,使用例如氨氣(NH3)氣體。
[0103]此外,在反應(yīng)氣體供給管321上也可以連接有用于供給作為反應(yīng)氣體的載氣或稀釋氣體發(fā)揮作用的非活性氣體的未圖示的氣體供給系統(tǒng)。作為載氣或稀釋氣體發(fā)揮作用的非活性氣體具體來說可以使用例如N2氣體,但除了N2氣體以外,也可以使用例如He氣體、Ne氣體、Ar氣體等的稀有氣體。
[0104]另外,在連接有反應(yīng)氣體供給管321的氣體供給單元25b中,設(shè)置有在后面詳細(xì)說明的等離子體生成部40。等離子體生成部40用于使從氣體供給單元25b中的氣體供給路徑253通過的反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)。
[0105]主要通過原料氣體供給管311、原料氣體供給源312、MFC313、閥314和連接有原料氣體供給管311的氣體供給單元25a的氣體供給路徑253、以及反應(yīng)氣體供給管321、反應(yīng)氣體供給源322、MFC323、閥324和連接有反應(yīng)氣體供給管321的氣體供給單元25b的氣體供給路徑253,來構(gòu)成處理氣體供給部。
[0106](非活性氣體供給部)
[0107]在連接有原料氣體供給管311的氣體供給單元25a與連接有反應(yīng)氣體供給管321的氣體供給單元25b之間設(shè)置的氣體供給單元25c中,該氣體供給單元25c中的氣體供給路徑253連接有非活性氣體供給管331。在非活性氣體供給管331上,從上游方向起按順序設(shè)置有非活性氣體供給源332、作為流量控制器(流量控制部)的質(zhì)量流量控制器(MFC)333及作為開閉閥的閥334。通過這樣的結(jié)構(gòu),連接有非活性氣體供給管331的氣體供給單元25c的氣體供給路徑253在連接有原料氣體供給管311的氣體供給單元25a及連接有反應(yīng)氣體供給管321的氣體供給單元25b各自的側(cè)方,從襯底載置臺10的上方側(cè)向晶圓W的表面上供給非活性氣體。將與該非活性氣體供給管331連接的氣體供給單元25c稱為“非活性氣體供給單元”。也就是說,非活性氣體供給單元25c配置在原料氣體供給單元25a或反應(yīng)氣體供給單元25b的側(cè)方,并從襯底載置臺10的上方側(cè)向襯底W的表面上供給非活性氣體。
[0108]非活性氣體作為將晶圓W的上表面和氣體供給單元25c的下表面之間的空間密封的空氣密封件發(fā)揮作用,以使得原料氣體與反應(yīng)氣體在晶圓W的表面上不混合。具體來說,例如,能夠使用N2氣體。另外,除了N2氣體以外,也可以使用例如He氣體、Ne氣體、Ar氣體等的稀有氣體。
[0109]主要通過非活性氣體供給管331、非活性氣體供給源332、MFC333、閥334和連接有非活性氣體供給管331的氣體供給單元25c的氣體供給路徑253,來構(gòu)成非活性氣體供給部。
[0110](氣體排氣部)
[0111]在設(shè)置在盒頭20中的排氣用端口26上連接有氣體排氣管341。在氣體排氣管341上設(shè)置有閥342。另外,在氣體排氣管341中,在閥342的下游側(cè),設(shè)置有將盒頭20的外筒部22的內(nèi)側(cè)空間控制成規(guī)定壓力的壓力控制器343。而且,在氣體排氣管341中,在壓力控制器343的下游側(cè)設(shè)置有真空栗344。
[0112]通過這樣的結(jié)構(gòu),從盒頭20的排氣用端口26進行對外筒部22的內(nèi)側(cè)空間的排氣。此時,在盒頭20的內(nèi)筒部23設(shè)置有排氣孔231,內(nèi)筒部23的內(nèi)側(cè)(即排氣緩沖室255)和外側(cè)(即形成在外筒部22和內(nèi)筒部23之間的空間)連通。由此,當(dāng)從排氣用端口 26進行排氣時,在排氣緩沖室2 5 5內(nèi),產(chǎn)生朝向設(shè)置有排氣孔2 31的一側(cè)(即襯底載置臺1的外周側(cè))的氣流,并且產(chǎn)生從氣體排出孔254朝向排氣緩沖室255內(nèi)(即從氣體排出孔254朝向上方側(cè))的氣流。由此,由處理氣體供給部或非活性氣體供給部而供給到晶圓W的表面上的氣體(即原料氣體、反應(yīng)氣體或非活性氣體)從形成在各氣體供給單元25之間的氣體排出孔254及排氣緩沖室255通過而向晶圓W的上方側(cè)排氣,再從排氣緩沖室255內(nèi)通過排氣孔231及排氣用端口26而向盒頭20的外側(cè)排氣。
[0113]主要通過形成在各氣體供給單元25之間的氣體排出孔254和排氣緩沖室255、以及排氣孔231、排氣用端口 26、氣體排氣管341、閥342、壓力控制器343、真空栗344,來構(gòu)成氣體排氣部。
[0114](等離子體生成部)
[0115]等離子體生成部40作為用于使從氣體供給單元25b中的氣體供給路徑253通過的反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)的ICP線圈發(fā)揮功能。
[0116]為了使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài),如圖9所示,等離子體生成部40在氣體供給單元25b中的氣體供給路徑253內(nèi)具有作為供應(yīng)設(shè)為等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體通過的流路的等離子體生成室410,并且在氣體供給單元25b中的第一部件251的外周具有由包圍等離子體生成室410地配置的導(dǎo)體構(gòu)成的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420。也就是說,在等離子體生成室410內(nèi)流動的反應(yīng)氣體從由等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420形成的環(huán)狀體的環(huán)內(nèi)通過。以等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420不暴露在環(huán)境氣體的方式在周圍設(shè)置有未圖示的蓋罩。這里,為便于說明而將其省略。
[0117]等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420通過例如銅(Cu)、鎳(Ni)、鐵(Fe)等的導(dǎo)電材料形成,并具有沿著等離子體生成室410內(nèi)的反應(yīng)氣體的主流方向延伸的多個主導(dǎo)體部421、和將主導(dǎo)體部421彼此電連接的連接導(dǎo)體部422。也就是說,構(gòu)成等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的導(dǎo)體包含成為主導(dǎo)體部421的導(dǎo)體部分和成為連接導(dǎo)體部422的導(dǎo)體部分。
[0118]多個主導(dǎo)體部421分別沿著氣體供給單元25b中的構(gòu)成第一部件251和第二部件252之間的角部251a的邊延伸的方向并排地配置。也就是說,多個主導(dǎo)體部421從襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)分別并排地配置。此外,這些主導(dǎo)體部421分別形成為大致相同的長度。
[0119]另外,連接導(dǎo)體部422具有:配置在將主導(dǎo)體部421的下端彼此連接的位置的部分和配置在將主導(dǎo)體部421的上端彼此連接的位置的部分。
[0120]通過具有這樣的主導(dǎo)體部421及連接導(dǎo)體部422,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420以包圍等離子體生成室410的方式配置成導(dǎo)體在等離子體生成室410內(nèi)的氣體的主流方向上波動的波形狀。波形狀的波長(周期)及波高(振幅)沒有特別限定,只要考慮氣體供給單元25b中的第一部件251的大小、該第一部件251的等離子體生成室410內(nèi)要產(chǎn)生的磁場的強度等來適當(dāng)?shù)貨Q定即可。
[0121]在多個主導(dǎo)體部421中的位于等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的導(dǎo)體端的一個、具體來說例如配置在氣體供給單元25b中的第一部件251的外周側(cè)面的一個主導(dǎo)體部421上,連接有用于對等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420供電的輸入用導(dǎo)體431。
[0122]另外,在多個主導(dǎo)體部421中的位于等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的導(dǎo)體端的另一個、具體來說例如配置在氣體供給單元25b中的第一部件251的外周側(cè)面的另一個主導(dǎo)體部421上,連接有用于輸出向等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的供電的輸出用導(dǎo)體432。
[0123]像這樣,輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432與構(gòu)成等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的主導(dǎo)體部421直接連接。由此,能夠從主導(dǎo)體部421直接朝向上方側(cè)配置輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432,即能夠不確保與第一部件251的外周側(cè)面之間的間隔而沿著該外周側(cè)面配置輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432。
[0124]在這樣的輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432中的輸入用導(dǎo)體431上,連接有RF(射頻)傳感器433、高頻電源434及頻率匹配器435。
[0125]高頻電源434經(jīng)由輸入用導(dǎo)體431向等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420供給高頻電。
[0126]RF傳感器433設(shè)置在高頻電源434的輸出側(cè)。RF傳感器433監(jiān)視所供給的高頻的行波或反射波的信息。通過RF傳感器433監(jiān)視到的反射波電力被輸入至頻率匹配器435。
[0127]頻率匹配器435基于通過RF傳感器433監(jiān)視到的反射波的信息,以反射波成為最小的方式,控制由高頻電源434供給的高頻電的頻率。
[0128]也就是說,RF傳感器433、高頻電源434及頻率匹配器435作為向等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420供電的供電部發(fā)揮功能。
[0129]另外,輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432各自的端緣與地電連接。因此,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的兩端具有與地電連接的接地部,并且在各接地部之間具有進行供電的供電部。
[0130]等離子體生成部40主要具有等離子體生成室410、等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420、輸入用導(dǎo)體431和輸出用導(dǎo)體432、以及由RF傳感器433、高頻電源434和頻率匹配器435構(gòu)成的供電部。
[0131]在上述結(jié)構(gòu)的等離子體生成部40中,如在后面詳細(xì)說明的那樣,通過經(jīng)由輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432向等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420施加高頻的電流,使等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生磁場,由此,使從等離子體生成室410內(nèi)通過的反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)。由此,將等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體供給到氣體供給單元25b的下方側(cè)空間。
[0132](控制器)
[0133]另外,如圖2所示,第一實施方式的襯底處理裝置具有控制該襯底處理裝置的各部分的動作的控制器50??刂破?0至少具有運算部501及存儲部502??刂破?0與上述各結(jié)構(gòu)連接,根據(jù)上位控制器或使用者的指示從存儲部502調(diào)出程序或配方(recipe),根據(jù)其內(nèi)容控制各結(jié)構(gòu)的動作。具體來說,控制器50控制加熱器11、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)12、RF傳感器433、高頻電源434、頻率匹配器435、MFC313?333、閥314?334、342、壓力控制器343、真空栗344等的動作。
[0134]此外,控制器50可以采用專用的計算機構(gòu)成,也可以采用通用的計算機構(gòu)成。準(zhǔn)備例如存儲上述程序的外部存儲裝置(例如,磁帶、軟盤或硬盤等的磁盤、CD或DVD等的光盤、MO等的光磁盤、USB存儲器或存儲卡等的半導(dǎo)體存儲器)41,使用該外部存儲裝置51將程序安裝在通用的計算機中,由此能夠構(gòu)成本實施方式的控制器50。
[0135]另外,用于向計算機供給程序的手段不限于經(jīng)由外部存儲裝置51供給的情況。也可以例如使用互聯(lián)網(wǎng)或?qū)S镁€路等的通信手段而不經(jīng)由外部存儲裝置51地供給程序。此夕卜,存儲部502或外部存儲裝置51采用計算機能夠讀取的記錄介質(zhì)構(gòu)成。以下,還將它們總稱為記錄介質(zhì)。此外,在本說明書中使用記錄介質(zhì)這樣的術(shù)語的情況下,有時僅包含存儲部502單體、有時僅包含外部存儲裝置51單體,或有時包含這雙方。
[0136](3)襯底處理工序
[0137]接著,作為半導(dǎo)體器件的制造方法的一個工序,說明使用第一實施方式的襯底處理裝置,在晶圓W上形成薄膜的工序。此外,在以下的說明中,構(gòu)成襯底處理裝置的各部分的動作由控制器50控制。
[0138]這里,說明如下的例子:作為原料氣體(第一處理氣體)使用使TiCl4氣化得到的TiCl4氣體,作為反應(yīng)氣體(第二處理氣體)使用NH3氣體,通過交替地供給這些氣體,來在晶圓W上形成作為金屬薄膜的TiN(氮化鈦)膜。
[0139](襯底處理工序中的基本的處理動作)
[0140]首先,對在晶圓W上形成薄膜的襯底處理工序中的基本的處理動作進行說明。
[0141]圖10是表示本發(fā)明的第一實施方式的襯底處理工序的流程圖。
[0142](襯底搬入工序:SlOl)
[0143]在第一實施方式的襯底處理裝置中,首先,作為襯底搬入工序(SlOl),打開處理容器的襯底搬入搬出口,使用未圖示的晶圓移載機向處理容器內(nèi)搬入多張(例如五張)晶圓W,將它們排列載置在襯底載置臺10上。然后,使晶圓移載機向處理容器外退讓,關(guān)閉襯底搬入搬出口并密閉處理容器內(nèi)。
[0144](壓力溫度調(diào)整工序:S102)
[0145]在襯底搬入工序(SlOl)之后,接著進行壓力溫度調(diào)整工序(S102)。在壓力溫度調(diào)整工序(S102)中,在襯底搬入工序(SlOl)中密閉了處理容器內(nèi)之后,使與處理容器連接的未圖示的氣體排出系統(tǒng)動作,以使處理容器內(nèi)成為規(guī)定壓力的方式進行控制。規(guī)定壓力是在后述的成膜工序(S103)中能夠形成TiN膜的處理壓力,是使例如對晶圓W供給的原料氣體自身不分解的程度的處理壓力。具體來說,處理壓力考慮采用50?5000Pa。在后述的成膜工序(S103)中也維持該處理壓力。
[0146]另外,在壓力溫度調(diào)整工序(S102)中,向埋設(shè)在襯底載置臺10的內(nèi)部的加熱器11供電,以使晶圓W的表面成為規(guī)定溫度的方式進行控制。此時,基于通過未圖示的溫度傳感器檢測到的溫度信息來控制對加熱器11的通電情況,由此調(diào)整加熱器11的溫度。規(guī)定溫度是在后述的成膜工序(S103)中能夠形成TiN膜的處理溫度,是使例如對晶圓W供給的原料氣體自身不分解的程度的處理溫度。具體來說,處理溫度考慮采用室溫以上500°C以下,優(yōu)選采用室溫以上400°C以下。在后述的成膜工序(S103)中也維持該處理溫度。
[0147](成膜工序:S103)
[0148]在壓力溫度調(diào)整工序(S102)之后,接著進行成膜工序(S103)。作為成膜工序
(5103)中進行的處理動作,大致分為相對位置移動處理動作和氣體供給排氣處理動作。此夕卜,在后面,針對相對位置移動處理動作及氣體供給排氣處理動作進行詳細(xì)說明。
[0149](襯底搬出工序:S104)
[0150]在以上的成膜工序(S103)之后,進行襯底搬出工序(S104)。在襯底搬出工序
(5104)中,按與已經(jīng)說明的襯底搬入工序(SlOl)的情況相反的順序,使用晶圓移載機將已處理的晶圓W向處理容器外搬出。
[0151](處理次數(shù)判定工序:S105)
[0152]在搬出晶圓W后,控制器50判定襯底搬入工序(SlOl)、壓力溫度調(diào)整工序(S102)、成膜工序(S103)及襯底搬出工序(S104)的一系列的各工序的實施次數(shù)是否達到規(guī)定次數(shù)
(5105)。若判定為未達到規(guī)定次數(shù),則開始對下一個正在待機的晶圓W進行的處理,從而向襯底搬入工序(SlOl)過渡。另外,若判定為達到了規(guī)定次數(shù),則在根據(jù)需要進行了對處理容器內(nèi)等的清潔工序之后,結(jié)束一系列的各工序。此外,清潔工序能夠利用公知技術(shù)實施,從而這里省略其說明。
[0153](相對位置移動處理動作)
[0154]接著,對成膜工序(S103)中進行的相對位置移動處理動作進行說明。相對位置移動處理動作是使襯底載置臺10旋轉(zhuǎn)而使載置在該襯底載置臺10上的各晶圓W與盒頭20的相對位置移動的處理動作。
[0155]圖11是表示在圖10中的成膜工序中進行的相對位置移動處理動作的詳細(xì)情況的流程圖。
[0156]在成膜工序(S103)中進行的相對位置移動處理動作中,首先,通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)12旋轉(zhuǎn)驅(qū)動襯底載置臺10,由此,開始襯底載置臺10與盒頭20的相對位置移動(S201)。由此,載置在襯底載置臺10上的各晶圓W按順序通過構(gòu)成盒頭20的各氣體供給單元25的下方側(cè)。
[0157]此時,在盒頭20中,開始進行在后面說明詳細(xì)內(nèi)容的氣體供給排氣處理動作。由此,從某氣體供給單元25a中的氣體供給路徑253供給原料氣體(TiCl4氣體),從與該氣體供給單元25a隔著一個氣體供給單元25c排列的另一個氣體供給單元25b中的氣體供給路徑253供給等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體(NH3氣體)。以下,將包含供給原料氣體的氣體供給路徑253而構(gòu)成的處理氣體供給部稱為“原料氣體供給部”,將包含供給反應(yīng)氣體的氣體供給路徑253而構(gòu)成的處理氣體供給部稱為“反應(yīng)氣體供給部”。
[0158]這里,若著眼于某一個晶圓W,則當(dāng)襯底載置臺10開始旋轉(zhuǎn)時,該晶圓W從原料氣體供給部中的氣體供給路徑253的下方通過(S202)。此時,從該氣體供給路徑253對晶圓W的表面上供給原料氣體(TiCl4氣體)。被供給的原料氣體附著在晶圓W上,形成原料氣體含有層。此外,晶圓W從原料氣體供給部的氣體供給路徑253的下方通過時的通過時間即原料氣體的供給時間被調(diào)整成例如0.1?20秒。
[0159]當(dāng)從原料氣體供給部的氣體供給路徑253的下方通過時,晶圓W在從供給非活性氣體(N2氣體)的氣體供給單元25c的下方通過之后,接著,從反應(yīng)氣體供給部中的氣體供給路徑253的下方通過(S203)。此時,從該氣體供給路徑253對晶圓W的表面上供給等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體(NH3氣體)。等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體被均勻地供給到晶圓W的表面上,與吸附在晶圓W上的原料氣體含有層發(fā)生反應(yīng),在晶圓W上生成TiN膜。此外,晶圓W從反應(yīng)氣體供給部的氣體供給路徑253的下方通過時的通過時間即反應(yīng)氣體的供給時間被調(diào)整成例如0.1?20秒。
[0160]將從以上的原料氣體供給部的氣體供給路徑253的下方的通過動作及從反應(yīng)氣體供給部的氣體供給路徑253的下方的通過動作作為I個周期,控制器50判定是否實施了規(guī)定次數(shù)(η周期)的該周期(S204)。當(dāng)實施規(guī)定次數(shù)該周期時,在晶圓W上,形成期望膜厚的氮化鈦(TiN)膜。也就是說,在成膜工序(S103)中,通過進行相對位置移動處理動作,實施反復(fù)將不同的處理氣體交替地供給到晶圓W的工序的周期性處理動作。另外,在成膜工序(S103)中,分別對載置在襯底載置臺10上的各晶圓W進行周期性處理動作,由此對各晶圓W同時并行地形成TiN膜。
[0161]然后,當(dāng)結(jié)束規(guī)定次數(shù)的周期性處理動作時,控制器50結(jié)束基于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)12的襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,并停止襯底載置臺1和盒頭20的相對位置移動(S205)。由此,相對位置移動處理動作結(jié)束。此外,若結(jié)束規(guī)定次數(shù)的周期性處理動作,則氣體供給排氣處理動作也結(jié)束。
[0162](氣體供給排氣處理動作)
[0163]以下,對成膜工序(S103)中進行的氣體供給排氣處理動作進行說明。氣體供給排氣處理動作是對于襯底載置臺10上的晶圓W進行各種氣體的上方供給/上方排氣的處理動作。
[0164]圖12是表示在圖10中的成膜工序中進行的氣體供給排氣處理動作的詳細(xì)情況的流程圖。
[0165]在成膜工序(S103)中進行的氣體供給排氣處理動作中,首先,開始?xì)怏w排氣工序(S301)。在氣體排氣工序(S301)中,使真空栗344動作并且使閥342成為打開狀態(tài)。然后,通過壓力控制器343,以使形成在各氣體供給單元25之間的氣體排出孔254的下方空間的壓力成為規(guī)定壓力的方式進行控制。規(guī)定壓力是比各氣體供給單元25的下方空間的壓力低的壓力。由此,在氣體排氣工序(S301)中,使各氣體供給單元25的下方空間的氣體通過氣體排出孔254、排氣緩沖室255、排氣孔231、內(nèi)筒部23與外筒部22之間的空間及排氣用端口 26,并向盒頭20的外側(cè)排氣。
[0166]在氣體排氣工序(S301)開始后,接著開始非活性氣體供給工序(S302)。在非活性氣體供給工序(S302)中,使非活性氣體供給管331中的閥334成為打開狀態(tài),并且以使流量成為規(guī)定流量的方式調(diào)整MFC333,由此,經(jīng)由連接有該非活性氣體供給管331的氣體供給單元25c的氣體供給路徑253,從襯底載置臺10的上方側(cè)向晶圓W的表面上供給非活性氣體(N2氣體)。非活性氣體的供給流量為例如100?lOOOOsccm(標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘)。
[0167]當(dāng)進行這樣的非活性氣體供給工序(S302)時,由于氣體供給單元25c中的第二部件252的下表面與襯底載置臺10上的晶圓W平行,所以從氣體供給單元25c的氣體供給路徑253噴出的非活性氣體(N2氣體)在第二部件252的下表面和晶圓W的上表面之間的空間內(nèi)均等地擴散。而且,由于已經(jīng)開始?xì)怏w排氣工序(S301),所以向第二部件252的下表面和晶圓W的上表面之間的空間擴散的非活性氣體(N2氣體)從位于該第二部件252的端緣的氣體排出孔254朝向晶圓W的上方排氣。由此,在連接有非活性氣體供給管331的氣體供給單元25c的下方空間中,形成有由非活性氣體產(chǎn)生的氣簾。
[0168]在非活性氣體供給工序(S302)開始后,接著開始原料氣體供給工序(S303)及反應(yīng)氣體供給工序(S304)。
[0169]在實施原料氣體供給工序(S303)時,預(yù)先使原料(TiCl4)氣化來生成原料氣體(SPTiCl4氣體)(預(yù)備氣化)。原料氣體的預(yù)備氣化也可以與已經(jīng)說明的襯底搬入工序(SlOl)或壓力溫度調(diào)整工序(S102)等并行地進行。這是因為,為了穩(wěn)定地生成原料氣體,需要規(guī)定時間。
[0170]然后,若生成原料氣體,則在原料氣體供給工序(S303)中,使原料氣體供給管311中的閥314成為打開狀態(tài),并且以使流量成為規(guī)定流量的方式調(diào)整MFC313,由此,經(jīng)由連接有該原料氣體供給管311的氣體供給單元25a的氣體供給路徑253,將原料氣體(TiCl4氣體)從襯底載置臺10的上方側(cè)供給到晶圓W的表面上。原料氣體的供給流量為例如10?3000sccmo
[0171]此時,作為原料氣體的載氣也可以供給非活性氣體(N2氣體)。該情況下的非活性氣體的供給流量為例如10?5000sccmo
[0172]當(dāng)進行這樣的原料氣體供給工序(S303)時,由于氣體供給單元25a中的第二部件252的下表面與襯底載置臺10上的晶圓W平行,所以從氣體供給單元25a的氣體供給路徑253噴出的原料氣體(TiCl4氣體)在第二部件252的下表面與晶圓W的上表面之間的空間內(nèi)均等地擴散。而且,由于已經(jīng)開始?xì)怏w排氣工序(S301),所以擴散到第二部件252的下表面與晶圓W的上表面之間的空間的原料氣體(TiCl4氣體)從位于該第二部件252的端緣的氣體排出孔254朝向晶圓W的上方側(cè)排氣。而且,此時,在相鄰的氣體供給單元25c的下方空間中,通過開始非活性氣體供給工序(S302)而形成有非活性氣體的氣簾。由此,擴散到氣體供給單元25a的下方空間的原料氣體不會向相鄰的氣體供給單元25c的下方空間漏出。
[0173]另外,在原料氣體供給工序(S303)中,將對晶圓W供給的原料氣體從氣體排出孔254朝向上方側(cè)排氣。此時,通過了氣體排出孔254的原料氣體流入排氣緩沖室255,并在該排氣緩沖室255內(nèi)擴散。也就是說,供給到晶圓W上的原料氣體經(jīng)由氣體排出孔254及排氣緩沖室255,并經(jīng)過在該排氣緩沖室255內(nèi)滯留之后被排氣。因此,即使在因氣體排出孔254的平面形狀而引起原料氣體在通過氣體排出孔254時的流動阻力在內(nèi)外周產(chǎn)生差異的情況下,通過使應(yīng)排氣的原料氣體暫時滯留在排氣緩沖室255內(nèi),仍能夠緩和在氣體供給單元25c的下方空間中因流動阻力的差異而引起的內(nèi)外周的壓力差。也就是說,能夠抑制因內(nèi)外周的壓力差引起的向晶圓W的氣體暴露量在內(nèi)外周的偏差,其結(jié)果,能夠在晶圓W的面內(nèi)均勻地處理。
[0174]另一方面,在與原料氣體供給工序(S303)并行的反應(yīng)氣體供給工序(S304)中,使反應(yīng)氣體供給管321中的閥324成為打開狀態(tài),并且以使流量成為規(guī)定流量的方式調(diào)整MFC323。像這樣,經(jīng)由連接有該反應(yīng)氣體供給管321的氣體供給單元25b的氣體供給路徑253,從襯底載置臺10的上方側(cè)向晶圓W的表面上供給反應(yīng)氣體(NH3氣體)。反應(yīng)氣體(NH3氣體)的供給流量為例如10?lOOOOsccm。
[0175]此時,作為反應(yīng)氣體的載氣或稀釋氣體,也可以供給非活性氣體(N2氣體)。在該情況下的非活性氣體的供給流量為例如10?5000sccm。
[0176]而且,在反應(yīng)氣體供給工序(S304)中,使通過氣體供給路徑253供給到晶圓W的表面上的反應(yīng)氣體(NH3氣體)成為等離子體狀態(tài)。
[0177]具體來說,針對等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420,經(jīng)由輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432利用RF傳感器433監(jiān)視并且從高頻電源434及頻率匹配器435施加高頻的電流。當(dāng)施加電流時,在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的周圍產(chǎn)生磁場。
[0178]此時,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420配置成包圍等離子體生成室410,并且具有多個主導(dǎo)體部421。也就是說,在等離子體生成室410的周圍,多個主導(dǎo)體部421以均等地排列的方式配置。因此,當(dāng)對等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420施加電流而使其周圍產(chǎn)生磁場時,在等離子體生成室410內(nèi),在配置有多個主導(dǎo)體部421的區(qū)域的范圍內(nèi),形成由各主導(dǎo)體部421產(chǎn)生的磁場合成的合成磁場。
[0179]當(dāng)反應(yīng)氣體在形成有合成磁場的等離子體生成室410內(nèi)通過時,該反應(yīng)氣體被合成磁場激發(fā)成為等離子體狀態(tài)。
[0180]像這樣,在反應(yīng)氣體供給工序(S304)中,使從形成在氣體供給單元25b的氣體供給路徑253內(nèi)的等離子體生成室410通過的反應(yīng)氣體(NH3氣體)成為等離子體狀態(tài)。由此,將等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體(NH3氣體)供給到氣體供給單元25b的下方側(cè)空間。
[0181]此外,在反應(yīng)氣體供給工序(S304)中,使用以包圍等離子體生成室410的方式均等地排列的多個主導(dǎo)體部421使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài),從而在等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生的等離子體不會變得不均勻。而且,由于通過利用形成在等離子體生成室410內(nèi)的合成磁場這樣的電感耦合方式來成為等離子體狀態(tài),所以能夠易于實現(xiàn)得到高密度等離子體。
[0182]當(dāng)進行這樣的反應(yīng)氣體供給工序(S304)時,由于氣體供給單元25b中的第二部件252的下表面與襯底載置臺10上的晶圓W平行,所以從氣體供給單元25b的氣體供給路徑253噴出的等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體(NH3氣體)在第二部件252的下表面和晶圓W的上表面之間的空間內(nèi)均等地擴散。而且,由于已經(jīng)開始?xì)怏w排氣工序(S301),所以擴散到第二部件252的下表面和晶圓W的上表面之間的空間的等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體(NH3氣體)從位于該第二部件252的端緣的氣體排出孔254朝向晶圓W的上方側(cè)排氣。而且,此時,在相鄰的氣體供給單元25c的下方空間,通過開始非活性氣體供給工序(S302)而形成有非活性氣體的氣簾。因此,擴散到氣體供給單元25b的下方空間的等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體不會向相鄰的氣體供給單元25c的下方空間漏出。
[0183]另外,在反應(yīng)氣體供給工序(S304)中,將對晶圓W供給的等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體從氣體排出孔254朝向上方側(cè)排氣。此時,通過了氣體排出孔254的等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體流入排氣緩沖室255,并在該排氣緩沖室255內(nèi)擴散。也就是說,供給到晶圓W上的反應(yīng)氣體經(jīng)由氣體排出孔254及排氣緩沖室255,并經(jīng)過在該排氣緩沖室255內(nèi)滯留之后被排氣。由此,即使在因氣體排出孔254的平面形狀而引起反應(yīng)氣體在通過氣體排出孔254時的流動阻力在內(nèi)外周產(chǎn)生差異的情況下,通過使應(yīng)排氣的反應(yīng)氣體暫時滯留在排氣緩沖室255內(nèi),仍能夠緩和在氣體供給單元25c的下方空間中因流動阻力的差異引起的在內(nèi)外周的壓力差。也就是說,能夠抑制由內(nèi)外周的壓力差引起的向晶圓W的氣體暴露量在內(nèi)外周的偏差,其結(jié)果為,能夠在晶圓W的面內(nèi)均勻地處理。
[0184]而且,若設(shè)有排氣緩沖室255,則與沒有該排氣緩沖室255的情況相比,能夠提高從氣體排出孔254排氣的效率。因此,能夠有效率地排出氣體供給單元25的下方的空間256中生成的反應(yīng)障礙物(例如氯化銨)等的副生成物。也就是說,若為設(shè)置有排氣緩沖室255的情況,則由于反應(yīng)障礙物等被有效率地排出,所以能夠抑制其向晶圓W上的再附著等,由此,實現(xiàn)形成在晶圓W上的膜的膜質(zhì)改善。
[0185]上述各工序(S301?S304)是在成膜工序(S103)期間并行地進行的。但是,其開始時機是為了提高基于非活性氣體的密封性而考慮按上述順序?qū)嵤?,但不必須僅限于此,也可以同時開始各工序(S301?S304)。
[0186]通過并行地進行上述各工序(S301?S304),在成膜工序(S103)中,載置在襯底載置臺10上的各晶圓W分別按順序從供給原料氣體(TiCl4氣體)的氣體供給單元25a的下方空間和供給等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體(NH3氣體)的氣體供給單元25b的下方空間通過。而且,在供給原料氣體的氣體供給單元25a和供給反應(yīng)氣體的氣體供給單元25b之間隔設(shè)有供給非活性氣體(N2氣體)的氣體供給單元25c,從而對各晶圓W供給的原料氣體和反應(yīng)氣體也不會混合。
[0187]在結(jié)束氣體供給排氣處理動作時,首先,結(jié)束原料氣體供給工序(S305),并且結(jié)束反應(yīng)氣體供給工序(S306)。然后,結(jié)束非活性氣體供給工序(S307)之后,結(jié)束氣體排氣工序(S308) ο但是,這些各工序(S305?S308)的結(jié)束時機也與上述開始時機同樣地,也可以以各不相同的時機結(jié)束,也可以同時結(jié)束。
[0188](4)第一實施方式的效果
[0189]根據(jù)第一實施方式,發(fā)揮以下示出的一個或多個效果。
[0190](a)根據(jù)第一實施方式,由于在氣體供給單元25b中設(shè)置有等離子體生成部40,所以在反應(yīng)氣體供給工序(S304)中,能夠?qū)⒌入x子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體供給到晶圓W的表面上。因此,在實施成膜工序(S103)時,與不使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)的情況相比,能夠提高針對吸附在晶圓W上的原料氣體含有層的反應(yīng)氣體的反應(yīng)效率,能夠高效率地進行向該晶圓W的表面上的成膜。
[0191](b)另外,根據(jù)第一實施方式,用于使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)的等離子體生成部40具有以包圍成為反應(yīng)氣體的流路的等離子體生成室410的方式配置的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420。而且,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420具有:沿著等離子體生成室410內(nèi)的氣體主流方向延伸的多個主導(dǎo)體部421;和將主導(dǎo)體部421彼此電連接的連接導(dǎo)體部422。也就是說,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420以包圍等離子體生成室410的方式配置,并且在該等離子體生成室410的周圍并排配置有多個主導(dǎo)體部421。
[0192]若采用這種結(jié)構(gòu)的等離子體生成部40,則從位于等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的導(dǎo)體端的主導(dǎo)體部421直接朝向上方側(cè)配置輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432,使用這些輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432對等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420提供高頻電,由此能夠使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)。由此,根據(jù)第一實施方式,在配置輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432時,不需要確保與第一部件251的外周側(cè)面之間的間隔。即,與使用比較例的ICP線圈(參照圖1的(b))的情況相比,能夠易于實現(xiàn)省空間化。這尤其在按順序相鄰地配置有原料氣體供給單元25a、非活性氣體供給單元25c、反應(yīng)氣體供給單元25b及非活性氣體供給單元25c的枚葉式的襯底處理裝置中,對于能夠以省空間的方式配置等離子體生成部40是非常有用的。
[0193]而且,根據(jù)第一實施方式,因在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420中的配置有主導(dǎo)體部421的區(qū)域的范圍內(nèi)形成的合成磁場的影響,使得在等離子體生成室410內(nèi)流動的反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)。也就是說,在與主導(dǎo)體部421的長度相當(dāng)?shù)膮^(qū)域范圍內(nèi),合成磁場對在等離子體生成室410內(nèi)流動的反應(yīng)氣體造成影響。因此,與例如以包圍等離子體生成室410的方式配置了導(dǎo)體但不具有主導(dǎo)體部421而僅是配置成簡單的環(huán)狀的結(jié)構(gòu)的情況相比,能夠使反應(yīng)氣體可靠地成為等離子體狀態(tài)。
[0194]而且,關(guān)于形成合成磁場的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420,若以包圍等離子體生成室410的方式均等地配置多個主導(dǎo)體部421,則等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生的等離子體不會變得不均勻。
[0195]在此基礎(chǔ)上,在第一實施方式中,通過利用形成在等離子體生成室410內(nèi)的合成磁場這樣的電感耦合方式使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài),從而能夠易于實現(xiàn)得到高密度等離子體。
[0196]以上,根據(jù)第一實施方式,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420采用與比較例的結(jié)構(gòu)不同的新結(jié)構(gòu),由此,能夠維持高的等離子體密度,并且能夠以省空間的方式使反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)。
[0197](c)另外,根據(jù)第一實施方式,包圍等離子體生成室410的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420配置成沿等離子體生成室410內(nèi)的氣體的主流方向波動的波形狀。也就是說,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420以波形狀連續(xù)的方式配置在等離子體生成室410的全周范圍內(nèi),并且利用第一部件251的外周側(cè)面分別與輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432連接。因此,即使在以包圍等離子體生成室410的方式配置等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420的情況下,輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432也只要在第一部件251的外周側(cè)面上分別設(shè)置一個即可,能夠抑制等離子體生成部40的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化。
[0198]〈本發(fā)明的第二實施方式>
[0199]以下,參照附圖,對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。但是,這里,主要對與上述第一實施方式的不同點進行說明,省略關(guān)于其他方面的說明。
[0200](第二實施方式的襯底處理裝置的結(jié)構(gòu))
[0201 ]第二實施方式的襯底處理裝置的等離子體生成部40的結(jié)構(gòu)與第一實施方式的情況不同。
[0202]圖13是表示第二實施方式的等離子體生成部(ICP線圈)的概要結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖例與圖1同樣地示意地示出了在第二實施方式中作為ICP線圈發(fā)揮功能的等離子體生成部40的概要結(jié)構(gòu)的概要。此外,這里為了簡化說明,使用示意性的附圖,但在第二實施方式中,在構(gòu)成襯底處理裝置的情況下,等離子體生成部40也設(shè)置在氣體供給單元25b來使用(參照圖9)。
[0203]這里說明的等離子體生成部40為了控制在等離子體生成室410內(nèi)流動的反應(yīng)氣體的流動方向,在該等離子體生成室410內(nèi)設(shè)置有多個折流板411。各折流板411都由俯視時的形狀為例如半圓狀的板狀部件形成。而且,各折流板411中的圓弧部分朝向相互不同的方向,并且各折流板411以規(guī)定間隔沿著等離子體生成室410內(nèi)的氣體主流方向排列的方式配置在該等尚子體生成室410內(nèi)。
[0204]在這樣的結(jié)構(gòu)的等離子體生成部40中,等離子體生成室410內(nèi)的反應(yīng)氣體的流動被折流板411遮擋而曲折(蛇行)。由此,反應(yīng)氣體一邊接近等離子體生成室410的內(nèi)壁面,一邊在該等離子體生成室410內(nèi)流動。此時,在等離子體生成室410內(nèi),通過等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420形成磁場。由于等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420以包圍等離子體生成室410的方式配置,所以該磁場越接近等離子體生成室410的內(nèi)壁面則越強。因此,被折流板411控制流動方向的反應(yīng)氣體一邊在等離子體生成室410內(nèi)在磁場較強的區(qū)域流動一邊成為等離子體狀態(tài),其結(jié)果為,與沒有折流板411的情況相比,等離子體密度變高。
[0205]此外,也可以將折流板411稱為蛇行構(gòu)造。另外,也可以將多個折流板411總稱為蛇行部。
[0206]這里,作為例子列舉了折流板411形成為半圓狀的情況,但只要是能夠控制等離子體生成室410內(nèi)的反應(yīng)氣體的流動方向即可,其形狀沒有特別限定。也可以采用例如與氣體流相對的面朝向下游側(cè)傾斜的構(gòu)造。若采用這樣的構(gòu)造,則能夠減少等離子體和蛇行構(gòu)造之間的碰撞次數(shù),因此,能夠更可靠地維持密度高的等離子體。另外,關(guān)于等離子體生成室410內(nèi)的折流板411的數(shù)量也同樣,沒有特別限定。
[0207](第二實施方式的效果)
[0208]根據(jù)第二實施方式,發(fā)揮以下說明的效果。
[0209](d)根據(jù)第二實施方式,通過在等離子體生成室410內(nèi)具有折流板411,來控制在等離子體生成室410內(nèi)流動的反應(yīng)氣體的流動方向,能夠使反應(yīng)氣體一邊接近等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420—邊流動。因此,與沒有折流板411的情況相比,能夠?qū)崿F(xiàn)提高反應(yīng)氣體的等離子體
FtFt也/又。
[0210]〈本發(fā)明的第三實施方式>
[0211]以下,參照附圖對本發(fā)明的第三實施方式進行說明。但是,這里,也主要對與上述第一實施方式的不同點進行說明,省略關(guān)于其他方面的說明。
[0212](第三實施方式的襯底處理裝置的結(jié)構(gòu))
[0213]第三實施方式的襯底處理裝置的等離子體生成部40中的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a的結(jié)構(gòu)與第一實施方式的情況不同。
[0214](結(jié)構(gòu)的概要)
[0215]圖14是表示第三實施方式的等離子體生成部(ICP線圈)的概要結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖例與圖1同樣地示意地示出了在第三實施方式中作為ICP線圈發(fā)揮功能的等離子體生成部40的概要結(jié)構(gòu)的概要。此外,這里為了簡化說明,使用示意性的附圖,但在第三實施方式中,在構(gòu)成襯底處理裝置的情況下,等離子體生成部40也設(shè)置在氣體供給單元25b來使用(參照圖9)。
[0216]這里說明的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a與第一實施方式的情況同樣地配置成沿等離子體生成室410內(nèi)的氣體主流方向波動的波形狀,但與第一實施方式的情況不同,各主導(dǎo)體部421的長度因位置而異。也就是說,在第一實施方式的情況下,各主導(dǎo)體部421形成為大致同一長度,但第三實施方式中的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a如圖14的(a)所示地具有:主導(dǎo)體部421長且波形狀的波高(振幅)為大小A的區(qū)域部分425;和主導(dǎo)體部421短且波形狀的波高(振幅)為大小B的區(qū)域部分426。
[0217]在這樣的結(jié)構(gòu)的等離子體生成部40中,在反應(yīng)氣體從等離子體生成室410內(nèi)通過時對該反應(yīng)氣體的磁場暴露量(通過時間或通過距離等)在主導(dǎo)體部421長的區(qū)域部分425的附近和主導(dǎo)體部421短的區(qū)域部分426附近不同。因此,在等離子體生成室410內(nèi)成為等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體的等離子體密度8也產(chǎn)生如下不同:若通過主導(dǎo)體部421長的區(qū)域部分425附近,則等離子體密度高,若通過主導(dǎo)體部421短的區(qū)域部分426附近,則等離子體密度低。換言之,這意味著通過使各主導(dǎo)體部421的長度不統(tǒng)一而是因位置而異,能夠根據(jù)不同位置來控制反應(yīng)氣體的等離子體密度的高低。
[0218]此外,在圖14的(a)所示的例子中,列舉了等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a的區(qū)域部分425和區(qū)域部分426以波形狀的下側(cè)為基準(zhǔn)來配置的情況,即以波形狀的下端側(cè)對齊的方式配置各區(qū)域部分425、426的情況。若以這種方式構(gòu)成等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a,則區(qū)域部分426也在接近晶圓W的一側(cè)產(chǎn)生磁場,因此,在使供給到晶圓W的反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)這一點上為優(yōu)選。但是,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a不限于這樣的結(jié)構(gòu),如圖14的(b)所示,各區(qū)域部分425、426也可以以波形狀的上側(cè)為基準(zhǔn)來配置。
[0219](結(jié)構(gòu)的具體例)
[0220]這里,對第三實施方式中的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a的結(jié)構(gòu)進一步進行具體說明。
[0221]在第三實施方式中,多個氣體供給單元25也從襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)而配置成放射狀。在其中的氣體供給單元25b中的第一部件251中,構(gòu)成等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a的多個主導(dǎo)體部421沿著構(gòu)成氣體供給單元25b的角部251a的邊從襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)并排地配置。
[0222]此外,氣體供給單元25b的氣體供給路徑253的平面形狀沒有特別限定,另外,針對反應(yīng)氣體供給管321與氣體供給路徑253的連接處也沒有特別限定。因此,在氣體供給單元25b中,有時根據(jù)氣體供給路徑253的平面形狀或反應(yīng)氣體供給管321的連接處的位置等,而在等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生反應(yīng)氣體容易集中的位置和難以集中的位置。這樣的反應(yīng)氣體的分布偏差能夠基于氣體供給路徑253的平面形狀和/或反應(yīng)氣體供給管321的連接處的位置等來預(yù)測其產(chǎn)生情況。
[0223]具體來說,若例如氣體供給路徑253的平面形狀為朝向襯底載置臺10的外周側(cè)擴散的扇型狀,則因氣體傳導(dǎo)性的影響可能引起如下的狀況:在襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)反應(yīng)氣體難以集中,而在襯底載置臺10的外周側(cè)反應(yīng)氣體容易集中。另外,例如氣體供給路徑253的平面形狀為長方形狀也可能引起如下的狀況:在氣體供給路徑253的平面形狀的中央附近反應(yīng)氣體容易集中,在該平面形狀的端緣附近(壁面附近)反應(yīng)氣體難以集中。
[0224]而若采用第三實施方式中的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a,則即使在等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生反應(yīng)氣體的分布偏差,也能夠根據(jù)預(yù)測的偏差的產(chǎn)生情況來實現(xiàn):以與反應(yīng)氣體容易集中的位置對應(yīng)的方式配置主導(dǎo)體部421長且波形狀的波高(振幅)為大小A的區(qū)域部分425,以與反應(yīng)氣體難以集中的位置(例如等離子體生成室410的外周端緣側(cè))對應(yīng)的方式配置主導(dǎo)體部421短且波形狀的波高(振幅)為大小B的區(qū)域部分426。
[0225]具體來說,若為例如在襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)反應(yīng)氣體難以集中而在其外周側(cè)反應(yīng)氣體容易集中的情況,在該旋轉(zhuǎn)中心側(cè)配置主導(dǎo)體部421長且波形狀的波高(振幅)為大小A的區(qū)域部分425,在該外周側(cè)配置主導(dǎo)體部421短且波形狀的波高(振幅)為大小B的區(qū)域部分426。也就是說,構(gòu)成為主導(dǎo)體部421的長度在襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)比外周側(cè)短。若以這種方式配置各區(qū)域部分425、426,則以使襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的等離子體密度比外周側(cè)的等離子體密度低的方式來構(gòu)成離子體生成部40。
[0226]另外,若為例如在氣體供給路徑253的平面形狀的中央附近反應(yīng)氣體容易集中,而在該平面形狀的端緣附近(壁面附近)反應(yīng)氣體難以集中的情況,則在包含構(gòu)成氣體供給單元25b的角部251a的邊的中點在內(nèi)的區(qū)域范圍(即等離子體生成室410的中央附近)配置主導(dǎo)體部421長且波形狀的波高(振幅)為大小A的區(qū)域部分425,在包含該邊的端緣在內(nèi)的區(qū)域范圍(即等離子體生成室410的端緣附近)配置主導(dǎo)體部421短且波形狀的波高(振幅)為大小B的區(qū)域部分426。也就是說,主導(dǎo)體部421的長度構(gòu)成為在等離子體生成室410的中央附近比端緣側(cè)長。若以這種方式配置各區(qū)域部分425、426,則以使等離子體生成室410的中央附近的等離子體密度比端緣側(cè)的等離子體密度高的方式構(gòu)成等離子體生成部40。
[0227]因此,根據(jù)第三實施方式的等離子體生成部40,即使是在等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生反應(yīng)氣體的分布偏差的情況,也能夠提高反應(yīng)氣體容易集中的位置的等離子體密度,并降低反應(yīng)氣體難以集中的位置的等離子體密度,從而能夠抑制等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生的等離子體變得不均勻。
[0228](另一結(jié)構(gòu)例)
[0229]在以上的說明中,作為例子舉出了根據(jù)在等離子體生成室410內(nèi)反應(yīng)氣體是否容易集中來配置等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a的各區(qū)域部分425、426的情況,但各區(qū)域部分425、426的配置不限于此。
[0230]圖15是示出第三實施方式的等離子體生成部的另一結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖例是針對第三實施方式的另一結(jié)構(gòu)例中的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420b及襯底載置臺10而示意地示出了其平面形狀。
[0231]圖例的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420b以包圍氣體供給單元25b中的第一部件251的外周的方式具有沿襯底載置臺10的徑向延伸的橢圓狀的平面形狀。
[0232]在這樣的結(jié)構(gòu)的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420b中,若橢圓狀的寬度方向上的寬度變窄,則等離子體集中在位于橢圓狀的長度方向上的兩端附近的圓弧部分(圖中的C部分)。這是因為在兩端附近的圓弧部分,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420b急劇地折回。
[0233]由此,在平面形狀為橢圓狀的情況下,針對等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420b,在兩端附近的圓弧部分配置主導(dǎo)體部421短且波形狀的波高(振幅)為大小B的區(qū)域部分426,在除此以外的部分(即構(gòu)成橢圓的直線邊的部分)配置主導(dǎo)體部421長且波形狀的波高(振幅)為大小A的區(qū)域部分425。像這樣,通過降低兩端附近的圓弧部分中的等離子體密度,能夠抑制等離子體向該兩端附近集中,由此,能夠確保襯底載置臺10的徑向上的等離子體的均勻性。
[0234]此外,在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420b的平面形狀為沿襯底載置臺10的徑向延伸的橢圓狀的情況下,優(yōu)選以使襯底載置臺10上的晶圓W不通過該橢圓狀的圓弧部分(圖中的C部分)的下方的方式,構(gòu)建等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420b與襯底載置臺10的關(guān)系。這是因為,即使在圓弧部分(圖中的C部分)發(fā)生等離子體集中,也不會影響襯底載置臺10上的晶圓W。
[0235](又一結(jié)構(gòu)例)
[0236]另外,在以上的說明中,作為例子舉出了將等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420a、420b區(qū)分成主導(dǎo)體部421長的區(qū)域部分425和主導(dǎo)體部421短的區(qū)域部分426這兩部分的情況,但為了按不同位置控制反應(yīng)氣體的等離子體密度的高低,也可以區(qū)分成三個以上的區(qū)域部分。
[0237]圖16是示出第三實施方式的等離子體生成部的又一結(jié)構(gòu)例的示意圖。在圖例中針對第三實施方式的又一結(jié)構(gòu)例中的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420c及襯底載置臺10而示意地示出了其平面形狀。
[0238]圖例的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420c以包圍氣體供給單元25b中的第一部件251的外周的方式具有圓形的平面形狀。
[0239]在這樣的結(jié)構(gòu)的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420c中,在襯底載置臺10上的晶圓W從其下方通過時,在圓形狀的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420c中的內(nèi)周側(cè)、外周側(cè)和它們的中間,晶圓W的通過距離不同。這種通過距離的不同會導(dǎo)致針對晶圓W的成膜處理不均勻。
[0240]由此,在平面形狀是圓形的情況下,針對等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420c,區(qū)分成三個以上的區(qū)域部分,將各區(qū)域部分分別分配到內(nèi)周側(cè)、外周側(cè)和它們的中間,在這些各區(qū)域部分中,主導(dǎo)體部421的長度不同。像這樣,能夠?qū)崿F(xiàn)等離子體密度成為內(nèi)周側(cè)〈中間〈外周側(cè),由此,就算晶圓W的通過距離的不同,也能夠確保針對晶圓W的等離子體的均勻性。
[0241](第三實施方式的效果)
[0242 ]根據(jù)第三實施方式,發(fā)揮以下說明的效果。
[0243](e)根據(jù)第三實施方式,關(guān)于配置成沿等離子體生成室410內(nèi)的氣體主流方向波動的波形狀的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體42(^、42013、420(3,各主導(dǎo)體部421的長度因不同位置而異。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)例如在反應(yīng)氣體容易集中的位置配置主導(dǎo)體部421長且波形狀的波高(振幅)大的區(qū)域部分425,在反應(yīng)氣體難以集中的位置配置主導(dǎo)體部421短且波形狀的波高(振幅)小的區(qū)域部分426。由此,按不同位置控制反應(yīng)氣體的等離子體密度的高低,能夠抑制在等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生的等離子體變得不均勻。
[0244](f)尤其是,第三實施方式在應(yīng)用于將氣體供給單元25從襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)配置成放射狀的多個枚葉式的襯底處理裝置的情況下非常有用。這是因為,在向晶圓W供給反應(yīng)氣體的氣體供給單元25b中,例如即使在襯底載置臺10的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)反應(yīng)氣體難以集中,在外周側(cè)反應(yīng)氣體容易集中的情況下,也能夠使旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的等離子體密度比外周側(cè)的等離子體密度低。由此,能夠抑制在等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生的等離子體變得不均勻,能夠提高針對晶圓W的成膜處理在面內(nèi)的均勻性。
[0245]〈本發(fā)明的第四實施方式>
[0246]以下,參照附圖對本發(fā)明的第四實施方式進行說明。但在這里,主要針對與上述第一實施方式?第三實施方式的不同點進行說明,并省略關(guān)于其他方面的說明。
[0247](第四實施方式的襯底處理裝置的結(jié)構(gòu))
[0248]第四實施方式的襯底處理裝置的等離子體生成部40中的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d的結(jié)構(gòu)與第一?第三實施方式的情況不同。
[0249]圖17是示出第四實施方式的襯底處理裝置所使用的等離子體生成部(ICP線圈)的結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖例與圖1同樣地示意地表示在第四實施方式中作為ICP線圈發(fā)揮功能的等離子體生成部40的概要結(jié)構(gòu)的概要。此外,這里為了簡化說明,使用了示意性的附圖,但在第四實施方式中,在構(gòu)成襯底處理裝置的情況下,等離子體生成部40也設(shè)置在氣體供給單元25b來使用(參照圖9)。
[0250]如圖17的(a)所示,這里說明的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d與第一實施方式的情況同樣地,以并排配置多個主導(dǎo)體部421的方式構(gòu)成了等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420,但與第一實施方式的情況不同,連接導(dǎo)體部422僅配置在將主導(dǎo)體部421的下端彼此連接的位置。也就是說,第四實施方式中的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d在將主導(dǎo)體部421的上端彼此連接的位置不具有連接導(dǎo)體部422,成為將第一實施方式的情況下的波形狀分割成多個U字型形狀部分的構(gòu)造,即具有多對通過連接導(dǎo)體部422連接的主導(dǎo)體部421對的構(gòu)造。此外,各U字型形狀部分的高度、寬度及配置節(jié)距沒有特別限定,只要考慮氣體供給單元25b中的第一部件251的大小、該第一部件251的等離子體生成室410內(nèi)要產(chǎn)生的磁場的強度等來適當(dāng)決定即可。
[0251]在構(gòu)成U字型形狀部分的一對主導(dǎo)體部421中的一個主導(dǎo)體部421上連接有用于供電的輸入用導(dǎo)體431。
[0252]另外,在另一個主導(dǎo)體部421上,連接有用于輸出所提供的電力的輸出用導(dǎo)體432。也就是說,在各U字型形狀部分中,分別連接有輸入用導(dǎo)體431和輸出用導(dǎo)體432。
[0253]在這樣的結(jié)構(gòu)的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d中,若經(jīng)由輸入用導(dǎo)體431及輸出用導(dǎo)體432分別對各U字型形狀部分供電,則在等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生磁場,從該等離子體生成室410內(nèi)通過的反應(yīng)氣體也成為等離子體狀態(tài)。
[0254]此時,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d是被分割成多個U字型形狀部分的構(gòu)造,各U字型形狀部分被獨立地配置,因此,能夠易于針對各U字型形狀部分別控制到襯底載置臺10為止的距離。另外,在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d發(fā)生故障等的問題的情況下,僅更換存在問題的U字型形狀部分就能夠應(yīng)對,從而還能夠易于實現(xiàn)維護。
[0255]而且,若采用等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d被分割成多個U字型形狀部分的構(gòu)造,則通過在各U字型形狀部分上分別連接不同的供電系統(tǒng)或控電系統(tǒng),能夠分別對各U字型形狀部分獨立地進行供電。也就是說,通過對提供給各U字型形狀部分獨立地進行控電,即使在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d中的多個主導(dǎo)體部421的長度一致的情況下,也能夠使各U字型形狀部分附近的等離子體密度可變。而且,與例如第三實施方式那樣地使主導(dǎo)體部421的長度不同的情況相比,能夠易于實現(xiàn)精細(xì)且靈活地控制等離子體密度。
[0256]但是,關(guān)于構(gòu)成等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d的各主導(dǎo)體部421的長度,也可以如圖17的(b)所示地使各U字型形狀部分別不同。據(jù)此,與第三實施方式的情況同樣地,能夠通過主導(dǎo)體部421的長度來控制等離子體密度。而且,由于通過主導(dǎo)體部421的長度來調(diào)整等離子體密度,所以不必須分別對各U字型形狀部分獨立地進行供電,也可以分別供給一致的電力。由此,與對各U字型形狀部分獨立地進行供電的情況相比,能夠抑制供電系統(tǒng)或控電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
[0257](第四實施方式的效果)
[0258]根據(jù)第四實施方式,發(fā)揮以下所述的效果。
[0259](g)根據(jù)第四實施方式,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d構(gòu)成為:連接導(dǎo)體部422僅配置在將主導(dǎo)體部421的下端彼此連接的位置,具有多對通過連接導(dǎo)體部422連接的主導(dǎo)體部421對的構(gòu)造。也就是說,構(gòu)成為等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d被分割成多個U字型形狀部分的構(gòu)造。由此,能夠獨立地配置各U字型形狀部分,與第一實施方式?第三實施方式的情況相比,能夠提高等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420d的配置的自由度,還能夠易于實現(xiàn)維護。而且,還能夠易于實現(xiàn)根據(jù)不同位置來控制反應(yīng)氣體的等離子體密度的高低,由此,能夠抑制等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生的等離子體變得不均勻,能夠提高針對晶圓W的成膜處理在面內(nèi)的均勻性。
[0260]〈本發(fā)明的第五實施方式>
[0261]以下,參照附圖對本發(fā)明的第五實施方式進行說明。但在這里,主要針對與上述第一實施方式?第四實施方式的不同點進行說明,省略關(guān)于其他方面的說明。
[0262](第五實施方式的襯底處理裝置的結(jié)構(gòu))
[0263]第五實施方式的襯底處理裝置的等離子體生成部40的結(jié)構(gòu)與第一實施方式?第四實施方式的情況不同。
[0264]圖18是示出第五實施方式的襯底處理裝置所使用的等離子體生成部(ICP線圈)的概要結(jié)構(gòu)例的側(cè)剖視圖。此外,這里為了簡化說明,使用示出等離子體生成部40的側(cè)截面的示意性的圖,但在第五實施方式中,在構(gòu)成襯底處理裝置的情況下,等離子體生成部40也設(shè)置在氣體供給單元25b來使用(參照圖9)。
[0265]圖例的等離子體生成部40具有以包圍供反應(yīng)氣體流動的等離子體生成室410的方式配置的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e。等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e具有:沿等離子體生成室410內(nèi)的反應(yīng)氣體的主流方向延伸的多個主導(dǎo)體部421;和將主導(dǎo)體部421彼此電連接的連接導(dǎo)體部422。這點與上述第一實施方式?第四實施方式的情況同樣。
[0266]但是,這里說明的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e與第一實施方式?第四實施方式的情況不同,其通過例如銅(Cu)、鎳(Ni)、鐵(Fe)等的導(dǎo)電材料形成為管狀,冷卻水在管內(nèi)流動。當(dāng)冷卻水在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的管內(nèi)流過時,由此來調(diào)整該等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度。也就是說,第五實施方式中的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e具有作為調(diào)整該等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度的溫度調(diào)整部的功能。
[0267]另外,等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e配置在密封空間441內(nèi)。而且,構(gòu)成為將非活性氣體供給到密封空間441內(nèi)。作為非活性氣體,考慮使用N2氣體,但也可以使用He氣體、Ne氣體、Ar氣體等。在來自密封空間441內(nèi)的非活性氣體的排氣路徑上設(shè)置有測量非活性氣體的溫度的溫度傳感器442。
[0268]在這樣的結(jié)構(gòu)的等離子體生成部40中,在等離子體生成室410內(nèi)流動的反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)時,通過溫度傳感器442測量從密封空間441內(nèi)排出的非活性氣體的溫度,并監(jiān)視密封空間441內(nèi)的等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度。而且,基于監(jiān)視的結(jié)果,使冷卻水在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的管內(nèi)流動來調(diào)整溫度,以便于使等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度成為規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。也就是說,在第五實施方式的等離子體生成部40中,基于等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度監(jiān)視的結(jié)果進行反饋控制,將該等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度保持在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。
[0269]若進行反饋控制將等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度保持在規(guī)定的溫度范圍內(nèi),則能夠抑制該等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e中的電阻的變動。因此,還能夠抑制等離子體密度的變動,由此,能夠抑制等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生的等離子體變得不均勻,并能夠提高針對晶圓W的成膜處理在面內(nèi)的均勻性。
[0270]另外,還能夠?qū)崿F(xiàn)如下的判斷:雖然進行反饋控制,但卻在例如針對晶圓W上的成膜處理的膜厚發(fā)生變動的情況下,視為等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e發(fā)生了某種不良情況,判斷為到了維護的時期。
[0271]此外,在以上的說明中,作為例子舉出了使冷卻水在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的管內(nèi)流動來調(diào)整該等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度的情況,但溫度調(diào)整部不限于此,也可以采用其他結(jié)構(gòu)。作為其他結(jié)構(gòu),可以舉出例如利用在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的周圍流動的氣體來進行溫度調(diào)整。
[0272]關(guān)于在等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的周圍流動的氣體,若如上所述地使用非活性氣體,則在能夠抑制等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的表面狀態(tài)的變化(例如氧化)這一點來看為優(yōu)選,但不僅限于非活性氣體,也可以使用其他氣體。
[0273]另外,在以上的說明中,作為例子舉出了構(gòu)成為將等離子體生成室410內(nèi)成為等離子體狀態(tài)的反應(yīng)氣體供給到襯底載置臺10上的襯底W的情況,但也可以例如在等離子體生成室410的出口部分443設(shè)置等離子體遮蔽板(但是未圖示),以所謂的遠程等離子體的方式構(gòu)成。若像這樣構(gòu)成,則能夠供給中性的自由基。
[0274](第五實施方式的效果)
[0275]根據(jù)第五實施方式,發(fā)揮以下示出的效果。
[0276](h)根據(jù)第五實施方式,具有作為調(diào)整等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度的溫度調(diào)整部的功能,從而能夠?qū)⒃摰入x子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度保持在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)。因此,能夠抑制由等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度變動引起的電阻的變動,由此,還能夠抑制等離子體密度的變動。也就是說,通過抑制等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體420e的溫度變動,能夠抑制在等離子體生成室410內(nèi)產(chǎn)生的等離子體變得不均勻,并能夠提高針對晶圓W的成膜處理在面內(nèi)的均勻性。
[0277]〈本發(fā)明的其他實施方式>
[0278]以上,具體地說明了本發(fā)明的實施方式,但本發(fā)明不限于上述各實施方式,在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠進行各種變更。
[0279]例如,在上述各實施方式中,作為例子舉出了在氣體供給單元25b中設(shè)置有等離子體生成部40,等離子體生成部40使由氣體供給單元25b向晶圓W供給的反應(yīng)氣體成為等離子體狀態(tài)的情況,但本發(fā)明不限于此。即,本發(fā)明不限于使用反應(yīng)氣體,使用其他氣體,也能夠適用于使該氣體成為等離子體狀態(tài)的情況。
[0280]另外,例如,在上述各實施方式中,作為例子舉出了通過使襯底載置臺10或盒頭20旋轉(zhuǎn),而使襯底載置臺10上的各晶圓W與盒頭20的相對位置移動的情況,但本發(fā)明不限于此。即,只要是使襯底載置臺10上的各晶圓W與盒頭20的相對位置移動的結(jié)構(gòu)即可,本發(fā)明不必須采用在各實施方式中說明了的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動式的結(jié)構(gòu)。能夠例如利用了傳送帶等的直線移動式的結(jié)構(gòu)也同樣能夠完全適用。
[0281]另外,例如,在上述各實施方式中,在原料氣體供給單元25a和反應(yīng)氣體供給單元25b之間設(shè)置有非活性氣體供給單元25c,但本發(fā)明不限于此。例如,也可以在兩個反應(yīng)氣體供給單元25b之間設(shè)置非活性氣體供給單元25c。在該情況下,可以代替原料氣體供給單元25a,設(shè)置從晶圓上方以外的位置供給氣體的供給構(gòu)造來將原料氣體供給到處理室。例如,可以在處理室中央設(shè)置原料氣體供給孔,從處理室中央供給原料氣體。
[0282]另外,例如,在上述各實施方式中,在原料氣體供給單元25a和反應(yīng)氣體供給單元25b之間設(shè)置非活性氣體供給單元25c,但本發(fā)明不限于此。例如,也可以在兩個原料氣體供給單元25a之間設(shè)置非活性氣體供給單元25c。在該情況下,可以代替反應(yīng)氣體供給單元25b,設(shè)置從晶圓上方以外的位置供給氣體的供給構(gòu)造來將反應(yīng)氣體供給到處理室。例如,可以在處理室中央設(shè)置反應(yīng)氣體供給孔,從處理室中央供給反應(yīng)氣體。
[0283]另外,例如,在上述各實施方式中,作為襯底處理裝置進行的成膜處理,例舉如下的情況的例子,即,作為原料氣體(第一處理氣體)使用TiCl4氣體,作為反應(yīng)氣體(第二處理氣體)使用NH3氣體,通過交替供給這兩種氣體,而在晶圓W上形成TiN膜的情況,但本發(fā)明不限于此。即,成膜處理所使用的處理氣體不限于TiCl4氣體或NH3氣體等,也可以使用其他種類的氣體形成其他種類的薄膜。而且,在使用3種以上的處理氣體的情況下,若交替地供給這些氣體來進行成膜處理,則仍能夠適用本發(fā)明。
[0284]另外,例如,在上述各實施方式中,作為襯底處理裝置進行的處理,例舉了成膜處理,但本發(fā)明不限于此。即,除了成膜處理以外,也可以進行形成氧化膜、氮化膜的處理、以及形成包含金屬的膜的處理。另外,無論襯底處理的具體內(nèi)容如何,不僅適用于成膜處理,還能夠良好地適用于退火處理、氧化處理、氮化處理、擴散處理、光刻處理等的其他襯底處理。而且,本發(fā)明還能夠良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、利用了等離子體的處理裝置等的其他襯底處理裝置。另外,本發(fā)明也可以混合使用這些裝置。另外,能夠?qū)⒛硨嵤┓绞降慕Y(jié)構(gòu)的一部分置換成其他實施方式的結(jié)構(gòu),另外,還能夠向某實施方式的結(jié)構(gòu)加入其他實施方式的結(jié)構(gòu)。另外,還能夠針對各實施方式的結(jié)構(gòu)的一部分,進行其他的結(jié)構(gòu)的追加、刪除、置換。
[0285]〈本發(fā)明的優(yōu)選方式>
[0286]以下,針對本發(fā)明的優(yōu)選方式進行備注。
[0287][備注I]
[0288]根據(jù)本發(fā)明的一個方式,提供一種襯底處理裝置,其具有:
[0289]襯底載置臺,其載置襯底;
[0290]處理室,其內(nèi)置所述襯底載置臺;
[0291 ]氣體供給部,其進行向所述處理室內(nèi)的氣體供給;和
[0292]等離子體生成部,其使由所述氣體供給部供給到所述處理室內(nèi)的氣體成為等離子體狀態(tài),
[0293]所述等離子體生成部具有:
[0294]等離子體生成室,其成為由所述氣體供給部供給到所述處理室內(nèi)的氣體的流路;和
[0295]等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體,其由以包圍所述等離子體生成室的方式配置的導(dǎo)體構(gòu)成,
[0296]所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體具有:
[0297]多個主導(dǎo)體部,其沿著所述等離子體生成室內(nèi)的氣體的主流方向延伸;和
[0298]連接導(dǎo)體部,其將所述主導(dǎo)體部彼此電連接。
[0299][備注2]
[0300]優(yōu)選的是,提供一種備注I記載的襯底處理裝置,其中,
[0301 ]所述連接導(dǎo)體部至少配置在將所述主導(dǎo)體部的下端彼此連接的位置。
[0302][備注3]
[0303]優(yōu)選的是,提供一種備注I或2記載的襯底處理裝置,其中,
[0304]所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體具有所述主導(dǎo)體部及所述連接導(dǎo)體部,由此,所述導(dǎo)體配置成沿所述等離子體生成室內(nèi)的氣體的主流方向波動的波形狀。
[0305][備注4]
[0306]優(yōu)選的是,提供一種備注3記載的襯底處理裝置,其中,
[0307]在所述主導(dǎo)體部中的一個上連接有用于向所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體供電的輸入用導(dǎo)體,
[0308]在所述主導(dǎo)體部中的另一個上連接有用于輸出提供給所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體的電力的輸出用導(dǎo)體。
[0309][備注5]
[0310]優(yōu)選的是,提供一種備注I或2記載的襯底處理裝置,其中,
[0311]所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體具有多對由所述連接導(dǎo)體部連接的所述主導(dǎo)體部的對。
[0312][備注6]
[0313]優(yōu)選的是,提供一種備注5記載的襯底處理裝置,其中,
[0314]在構(gòu)成所述對的一個所述主導(dǎo)體部上連接有用于向所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體供電的輸入用導(dǎo)體,
[0315]在構(gòu)成所述對的另一個所述主導(dǎo)體部上連接有用于輸出提供給所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體的電力的輸出用導(dǎo)體。
[0316][備注7]
[0317]優(yōu)選的是,提供一種備注5記載的襯底處理裝置,其中,
[0318]分別與所述多對連接的所述輸入用導(dǎo)體經(jīng)由輸入共用線而與電源連接,
[0319]分別與所述多對連接的所述輸出用導(dǎo)體經(jīng)由輸出共用線而與所述電源連接。
[0320][備注8]
[0321]優(yōu)選的是,提供一種備注I?7中任一項記載的襯底處理裝置,其中,
[0322]所述等離子體生成室具有對在該等離子體生成室內(nèi)流動的氣體的流動方向進行控制的蛇行構(gòu)造。
[0323][備注9]
[0324]優(yōu)選的是,提供一種備注I?8中任一項記載的襯底處理裝置,其中,
[0325]所述襯底載置臺構(gòu)成為在以排列成圓周狀的方式載置有多個襯底的狀態(tài)下能夠旋轉(zhuǎn),
[0326]所述處理室及所述氣體供給部構(gòu)成為,向旋轉(zhuǎn)的所述襯底載置臺上的各襯底按順序分別供給在所述等離子體生成部中成為等離子體狀態(tài)的氣體,
[0327]所述等離子體生成部中的所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體構(gòu)成為,多個所述主導(dǎo)體部以從所述襯底載置臺的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)排列的方式來配置。
[0328][備注10]
[0329]優(yōu)選的是,提供一種備注9記載的襯底處理裝置,其中,
[0330]關(guān)于以從所述襯底載置臺的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)排列的方式配置的各主導(dǎo)體部,其沿著所述等離子體生成室內(nèi)的氣體主流方向的長度根據(jù)配置位置而不同。
[0331][備注11]
[0332]優(yōu)選的是,提供一種備注9或10記載的襯底處理裝置,其中,
[0333]所述等離子體生成部構(gòu)成為使所述旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的等離子體密度比所述外周側(cè)的等離子體密度低。
[0334][備注12]
[0335]優(yōu)選的是,提供一種備注10或11記載的襯底處理裝置,其中,
[0336]所述主導(dǎo)體部的長度構(gòu)成為所述旋轉(zhuǎn)中心側(cè)比所述外周側(cè)短。
[0337][備注13]
[0338]優(yōu)選的是,提供一種備注I?12中任一項記載的襯底處理裝置,其具有對所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體的溫度進行調(diào)整的溫度調(diào)整部。
[0339][備注14]
[0340]根據(jù)本發(fā)明的又一個方式,提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法,其具有:
[0341]襯底載置工序,將襯底載置在內(nèi)置于處理室的襯底載置臺上;
[0342]等離子體生成工序,利用等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體,使在等離子體生成室內(nèi)流動的氣體成為等離子體狀態(tài),所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體由以包圍成為供給到所述處理室內(nèi)的氣體的流路的所述等離子體生成室的方式配置的導(dǎo)體構(gòu)成,并且作為該導(dǎo)體,具有沿著所述等離子體生成室內(nèi)的氣體的主流方向延伸的多個主導(dǎo)體部、和將所述主導(dǎo)體部彼此電連接的連接導(dǎo)體部;和
[0343]氣體供給工序,向所述襯底載置臺上的所述襯底,供給使用所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體而成為等離子體狀態(tài)的氣體。
[0344][備注15]
[0345]根據(jù)本發(fā)明的又一個方式,提供一種程序,使計算機執(zhí)行如下工序:
[0346]襯底載置工序,將襯底載置在內(nèi)置于處理室的襯底載置臺上;
[0347]等離子體生成工序,利用等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體,使在等離子體生成室內(nèi)流動的氣體成為等離子體狀態(tài),所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體由以包圍成為供給到所述處理室內(nèi)的氣體的流路的所述等離子體生成室的方式配置的導(dǎo)體構(gòu)成,并且作為該導(dǎo)體,具有沿著所述等離子體生成室內(nèi)的氣體的主流方向延伸的多個主導(dǎo)體部、和將所述主導(dǎo)體部彼此電連接的連接導(dǎo)體部;和
[0348]氣體供給工序,向所述襯底載置臺上的所述襯底,供給使用所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體而成為等離子體狀態(tài)的氣體。
[0349][備注16]
[0350]根據(jù)本發(fā)明的又一個方式,提供一種存儲程序的記錄介質(zhì),該程序優(yōu)選使計算機執(zhí)行如下工序:
[0351]襯底載置工序,將襯底載置在內(nèi)置于處理室的襯底載置臺上;
[0352]等離子體生成工序,利用等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體,使在等離子體生成室內(nèi)流動的氣體成為等離子體狀態(tài),所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體由以包圍成為供給到所述處理室內(nèi)的氣體的流路的所述等離子體生成室的方式配置的導(dǎo)體構(gòu)成,并且作為該導(dǎo)體,具有沿著所述等離子體生成室內(nèi)的氣體的主流方向延伸的多個主導(dǎo)體部、和將所述主導(dǎo)體部彼此電連接的連接導(dǎo)體部;和
[0353]氣體供給工序,向所述襯底載置臺上的所述襯底,供給使用所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體而成為等離子體狀態(tài)的氣體。
【主權(quán)項】
1.一種襯底處理裝置,其特征在于,具有: 襯底載置臺,其載置襯底; 處理室,其內(nèi)置所述襯底載置臺; 氣體供給部,其進行向所述處理室內(nèi)的氣體供給;和 等離子體生成部,其使由所述氣體供給部供給到所述處理室內(nèi)的氣體成為等離子體狀態(tài), 所述等離子體生成部具有: 等離子體生成室,其成為由所述氣體供給部供給到所述處理室內(nèi)的氣體的流路;和 等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體,其由以包圍所述等離子體生成室的方式配置的導(dǎo)體構(gòu)成, 所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體具有: 多個主導(dǎo)體部,其沿著所述等離子體生成室內(nèi)的氣體的主流方向延伸;和 連接導(dǎo)體部,其將所述主導(dǎo)體部彼此電連接。2.如權(quán)利要求1所述的襯底處理裝置,其特征在于, 所述連接導(dǎo)體部配置在將所述主導(dǎo)體部的下端彼此連接的位置。3.如權(quán)利要求1或2所述的襯底處理裝置,其特征在于, 所述襯底載置臺構(gòu)成為在以排列成圓周狀的方式載置有多個襯底的狀態(tài)下能夠旋轉(zhuǎn),所述處理室及所述氣體供給部構(gòu)成為,向旋轉(zhuǎn)的所述襯底載置臺上的各襯底按順序分別供給在所述等離子體生成部中成為等離子體狀態(tài)的氣體, 所述等離子體生成部中的所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體構(gòu)成為,多個所述主導(dǎo)體部以從所述襯底載置臺的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)排列的方式來配置。4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的襯底處理裝置,其特征在于, 關(guān)于以從所述襯底載置臺的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)朝向外周側(cè)排列的方式配置的各主導(dǎo)體部,沿著所述等離子體生成室內(nèi)的氣體主流方向的長度根據(jù)配置位置而不同。5.一種半導(dǎo)體器件的制造方法,其特征在于,具有: 襯底載置工序,將襯底載置在內(nèi)置于處理室的襯底載置臺上; 等離子體生成工序,利用等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體,使在等離子體生成室內(nèi)流動的氣體成為等離子體狀態(tài),所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體由以包圍成為供給到所述處理室內(nèi)的氣體的流路的所述等離子體生成室的方式配置的導(dǎo)體構(gòu)成,并且作為該導(dǎo)體,具有沿著所述等離子體生成室內(nèi)的氣體的主流方向延伸的多個主導(dǎo)體部、和將所述主導(dǎo)體部彼此電連接的連接導(dǎo)體部;和 氣體供給工序,向所述襯底載置臺上的所述襯底,供給使用所述等離子體產(chǎn)生導(dǎo)體而成為等離子體狀態(tài)的氣體。
【文檔編號】C23C16/503GK105986250SQ201510849955
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年11月27日
【發(fā)明人】山本哲夫, 豐田行, 豐田一行, 松井俊
【申請人】株式會社日立國際電氣