衬底处理装置及半导体器件的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及衬底处理装置及半导体器件的制造方法。提供在衬底面内形成均匀的膜的技术。具有：衬底载置部，对衬底进行载置；腔盖，与衬底载置部的至少一部分相对，并且在中央具有气体供给通路；气体供给结构，与气体供给通路连通；反应气体供给部，与气体供给结构连接，具有等离子体生成部；管，设置于气体供给结构内及所述气体供给通路内，与反应气体供给部连通；气体供给部，与气体供给结构连接，向管的外周侧、气体供给结构内侧供给气体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及衬底处理装置及半导体器件的制造方法。
技术介绍
近年来，闪存等半导体器件有高集成化的趋势。随之，图案尺寸显著微型化。在形成这些图案时，作为制造工序的一个工序，有时实施对衬底进行氧化处理、氮化处理等规定处理的工序。在这些处理中，使用处于等离子体状态的气体。
技术实现思路
伴随着微型化，更加要求上述图案在衬底面内均匀形成，然而，存在向衬底面内不均匀地供给等离子体的情况。这种情况下，难以在衬底面内形成均匀的膜。本专利技术鉴于上述课题，目的在于提供在衬底面内形成均匀的膜的技术。本专利技术的一方案提供如下技术，其具有：衬底载置部，对衬底进行载置；腔盖，与所述衬底载置部的至少一部分相对，并且在中央具有气体供给通路；气体供给结构，与所述气体供给通路连通；反应气体供给部，与所述气体供给结构连接，具有等离子体生成部；管(tube)，设置于所述气体供给结构内及所述气体供给通路内，与所述反应气体供给部连通；气体供给部，与所述气体供给结构连接，向所述管的外周侧、所述气体供给结构内侧供给气体。根据本专利技术，能够提供在衬底面内形成均匀的膜的技术。附图说明[图1]表示本专利技术的第一实施方式的衬底处理装置的图。[图2]图1的A－A’线的截面图。[图3]表示本实施方式的衬底处理工序的流程图。[图4]表示图3的成膜工序的详情的流程图。[图5]表示成膜工序中的阀动作等的图。[图6](a)是表示气体分散通道231b内的、沿着腔盖组装体结构的壁及管261的气体的流速的图。(b)是图6(a)的a－a′截面图。(c)是图6(a)的b－b′截面图。[图7]用于表示管的下端的上限位置的图。[图8]用于表示管的下端的下限位置的图。[图9]用于说明管的前端的形状的另一形态的图。[图10]用于说明管的前端的形状的又一形态的图。[图11]用于说明图5的成膜工序的变形例的图。[图12]用于说明管的前端的形状的比较例的图。符号说明100···衬底处理装置200···晶片(衬底)201···反应区202···反应容器203···搬送空间212···衬托器231···腔盖组装体(腔盖部)261···管具体实施方式(第一实施方式)以下，说明本专利技术的第一实施方式。＜装置构成＞将本实施方式的衬底处理装置100的构成示于图1。如图1所示，衬底处理装置100以单片式衬底处理装置的形式构成。(处理容器)如图1所示，衬底处理装置100包括处理容器202。处理容器202构成为例如横截面为圆形、扁平的密闭容器。此外，处理容器202例如由铝(Al)、不锈钢(SUS)等金属材料构成。在处理容器202内形成有：反应区201(反应室)，对作为衬底的硅晶片等晶片200进行处理；和搬送空间203，在将晶片200搬送至反应区201时供晶片200通过。处理容器202由上部容器202a和下部容器202b构成。在下部容器202b的侧面设置有与闸阀205相邻的衬底搬入搬出口206，晶片200经由衬底搬入搬出口206在下部容器202b与未图示的搬送室之间移动。在下部容器202b的底部设置有多个提升销207。在反应区201内设置有作为衬底载置部(载置晶片200)的衬托器212。衬托器212主要具有载置晶片200的载置面211和内置于衬托器212的作为加热源的加热器213。在衬托器212上与提升销207相对应的位置，分别设置有供提升销207贯通的贯通孔214。衬托器212由轴217支承。轴217贯通处理容器202的底部，进一步在处理容器202的外部与升降机构218连接。通过使升降机构218工作而使轴217及衬托器212升降，从而能够使载置在衬底载置面211上的晶片200升降。需要说明的是，轴217下端部的周围由波纹管219覆盖，处理容器202内保持气密。对于衬托器212而言，在搬送晶片200时，下降至衬底载置面211与衬底搬入搬出口206相对的位置(称为晶片搬送位置或晶片搬送位点)，在处理晶片200时，如图1所示，上升直至晶片200达到反应区201内的处理位置(称为晶片处理位置或晶片位点)。具体而言，在使衬托器212下降至晶片搬送位置时，使提升销207的上端部从衬底载置面211的上表面突出，使提升销207从下方支承
晶片200。此外，在使衬托器212上升至晶片处理位置时，使提升销207从衬底载置面211的上表面没入，使衬底载置面211从下方支承晶片200。需要说明的是，由于提升销207与晶片200直接接触，所以由例如石英、氧化铝等材质形成是理想的。在反应区201的上方配置有腔盖组装体(chamber lid assembly，腔盖部)231。腔盖组装体231的凸部231a贯通设置于顶板204(构成上部容器202a的一部分)的中央的孔204a，并与后述的气体供给结构连接。而且，由于其为低热传导部件，所以由加热器213产生的热不易传导至后述的顶板204、气体供给管。在腔盖组装体(腔盖)231的中央，从凸部231a朝向腔盖组装体231下方设置有作为气体供给通路的气体分散通道(channel)231b。气体分散通道231b使气体供给结构与反应区201连通。气体分散通道231b的侧壁231c以气体分散通道231b越靠近衬底载置面211、气体分散通道231b的直径越大的方式构成，从而向晶片200上均匀地供给气体。即，腔盖组装体231成为下述结构：从与作为后述气体供给结构的上部241连接的部分朝向下方直径缓缓增大。气体分散通道231b向衬底载置面211的方向垂直延伸，并且贯通腔盖组装体231延伸至底壁231e。气体分散通道231b的一部分在上部241内沿中心轴250呈圆筒状。气体分散通道231b的其他部分在气体分散通道231b的侧壁231c处以远离中心轴250的方式构成圆锥状。进而，成为如下述那样的结构：在下部231d内，与侧壁231c相比，更加远离中心轴250。气体分散通道231b超过下部231延伸至反应区201，并延伸至扼流圈(choke)251。扼流圈251调节反应区201与处理容器202之间的气流。作为一个实施例，当衬托器212位于反应区201内的处理位点的位置时，底壁231e与衬托器212上的衬底载置面211之间的最小空间在0.02英寸至2.0英寸之间。优选在0.02英寸至0.2英寸之间。该空间取决于所供给的气体、考虑到底壁231e与衬托器212之间的热传导的工艺条件而进行变化。在腔盖组装体231内、与顶板204接触的面上，沿顶板204的面设置有由空隙构成的热衰减部235。热衰减部235使热量衰减，以使得由加热器213产生的热不经由腔盖组装体231、顶板204传递至气体供给部的阀。假如阀暴露于高温时，阀的耐久性显著降低。通过设置热衰减部，可延长阀的寿命。(供给系统)在设置于凸部231a的气体分散通道231b连接有上部241。上部241构成为筒形状。上部241的凸缘和凸部231a的上表面由未图示的螺钉等固定。在上部241的侧壁连接有至少两个气体供给管。上部241连接有第一气体供给管243a、第二气体供给管244a、第三气体供给管245a。第二气体供给管244a经由作为等离子体生成部的远程等离子体单元244e与上部241连接。更详细而言，第一气体供给管243a与缓冲室241a连接。第二气体供给管24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底处理装置，其具有：衬底载置部，对衬底进行载置；腔盖，与所述衬底载置部的至少一部分相对，并且在中央具有气体供给通路；气体供给结构，与所述气体供给通路连通；反应气体供给部，与所述气体供给结构连接，具有等离子体生成部；管，设置于所述气体供给结构内及所述气体供给通路内，与所述反应气体供给部连通；气体供给部，与所述气体供给结构连接，向所述管的外周侧且所述气体供给结构内侧供给气体。

【技术特征摘要】
2015.03.26 JP 2015-0648401.一种衬底处理装置，其具有：衬底载置部，对衬底进行载置；腔盖，与所述衬底载置部的至少一部分相对，并且在中央具有气体供给通路；气体供给结构，与所述气体供给通路连通；反应气体供给部，与所述气体供给结构连接，具有等离子体生成部；管，设置于所述气体供给结构内及所述气体供给通路内，与所述反应气体供给部连通；气体供给部，与所述气体供给结构连接，向所述管的外周侧且所述气体供给结构内侧供给气体。2.如权利要求1所述的衬底处理装置，其中，构成所述气体供给通路的所述腔盖的侧壁，以从与所述气体供给结构的下表面连接的连接部朝向衬底载置部扩大的方式构成，所述管的前端配置于所述侧壁内。3.如权利要求2所述的衬底处理装置，其中，所述气体供给结构为筒形状，所述反应气体供给部与所述筒形状的一端连接，所述气体供给部的供给管与筒形状的侧面连接。4.如权利要求3所述的衬底处理装置，其中，在所述筒形状设置有在内部形成涡流的涡流形成部，所述气体供给管与所述涡流形成部连接。5.如权利要求4所述的衬底处理装置，其中，供给原料气体的原料气体供给部与所述气体供给结构连接。6.如权利要求5所述的衬底处理装置，其中，所述气体供给部的供给管以供给非活性气体的方式构成，与连接有所述原料气体供给部的供给管的连接孔的位置相比，连接有所述气体供给部的所述供给管的连接孔的位置为更高的位置。7.如权利要求3所述的衬底处理装置，其中，供给原料气体的原料气体供给部与所述气体供给结构连接。8.如权利要求7所述的衬底处理装置，其中，所述气体供给部的供给管以供给非活性气体的方式构成，与连接有所述原料气体供给部的供给管的连接孔的位置相比，连接有所述气体供给部的所述供给管的连接孔的位置为更高的位置。9.如权利要求2所述的衬底处理装置，其中，供给原料气体的原料气体供给部与所述气体供给结构连接。10.如权利要求9所述的衬底处理装置，其中，所述气体供给部的供给管以供给非活性气体的方式构成，与连接有所述原料气体供给部的供给管的连接孔的位置相比，连接有所述气体供给部的所述供给管的连接孔的位置为更高的位置。11.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：西堂周平，
申请(专利权)人：株式会社日立国际电气，
类型：发明
国别省市：日本;JP