基板处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基板处理装置，其特征在于包括：一种基板处理装置，其特征在于包括：反应容器，包括处理室和电极室，所述电极室与所述处理室相分离，所述电极室容纳有一对电极，和多个待叠层的基板容纳在所述处理室中；和供气件，将处理气提供进所述电极室，所述供气件包括多个供气口，其中所述对电极沿所述多个基板的叠层方向延伸，所述电极设置在所述多个基板的一侧，高频电源被提供给所述电极。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基板处理装置及反应容器，尤其是半导体器件制造过 程中使用的基板(衬底)处理装置，与在反应室内处理基板的基板处 理装置及反应容器有关，与给基板提供气体的气体导入部的改进更为 密切。
技术介绍
下面参照图14，以直立式基板处理装置为例，筒要介绍采用CVD (化学气相沉积)法或ALD (单原子层沉积)法处理基板时的现用技 术。图14是与现用技术有关的直立式基板处理装置中的反应室的反应管内的模式性剖面图。反应管106内部的结构为作为处理对象的基板(村底)，插入 以多层重状态承载晶片107的舟108，此外，作为用于工艺处理反应 管106内的晶片107的气体导入部，设置了气咀101。通过在气咀101上设置多个气咀孔103 (图14中示出5个)，使 用于处理的气体由气体输入口 105进入，沿气咀101内前进，从气咀 孔103提供给各晶片107。提供给各晶片107的气体对各晶片107实施形成所希望的膜层的 工艺处理之后，由排气口 118排出反应管106外。然而，当i殳置在气咀101上的各个气咀孔103的开口面积全部相 同时，由各气咀孔103提供给各晶片107的气体流量及流速存在着由 靠近气体输入口 105的上游一侧到远离的下游一侧逐渐减少的问题。也就是说，正如图14所示，在统一工艺处理多个晶片107的装置 之中，从给每片晶片提供气体的观点来看，表面上看起来气咀101给 每片晶片101提供了均匀的气体，其实气体流量及流速均发生了差异， 并未给所有的晶片107提供相同的条件。例如当把设置在气咀101上的5个气咀孔103，由靠近气咀101 的输入口 105的上游，朝远离的下游，分别设定为第1气咀孔、第2 气咀孔、...第5气咀孔，把各气咀孔103提供的气体流量设定为ql、 q2、…q5时，出现了 ql > q2 > q3 > q4 > q5的十青况。此外，气体的流速也出现了由第1气咀孔103提供的气体最快， 而往下第2气咀孔、第3气咀孔、…逐步变慢。其结果是提供给各晶片107的气体的流量及流速均出现了不均匀。这样一来，在倍受气体提供量左右的晶片的工艺处理之中，在承 载的各晶片107上形成的膜必然会出现不均匀。再回到图14，考察该气体的提供量不均匀的原因。 在处于给晶片107提供气体状态的气咀101内，将输入口 ？M華， 第1气咀孔103间的气体流量设定为q00,将气体的压力设定为p0。 接着将笫1与笫2气咀孔103间的气体流量设定为q01、将气体压力 设定为pl。下面与此相同，将第n-l与第n个气咀孔103间的气体 流量设定为q0 ( n - 1)，将气体压力设定为p ( n-l)。 另外，将第n气咀孔103喷出的气体流量i史定为qn。 此时，由i殳置在从气咀101的上游到整个下游的开口面积相同的 多个气咀孔103中喷出的气体流量qn(n=l、 2、…)正如式1所示从上 游的气咀孔到下游的气咀孔逐渐减少。ql>q2>.>qn-l>qn (1) 这是因为在气咀101内由上游到下游流动的气体是在其气体流量q0 (n-l)通过气咀孔103时减少了从该气咀孔103喷出的气体流量 qn之后流向下一个气咀孔的，所以流过该气咀孔103后的气体流量 q0n则如式2所示，随着从上游到下游方向逐步减少。qOn=qO(n-l)-qii (2) 此时气咀IOI内的流动气体的气体密度从上游到下游，逐渐减少 由气咀孔中喷出的气体流量部分。由于气体的密度与气体压力密切相 关，所以与气咀孔103相对应的气咀101内的部位的气体压力pn也 如式(3)所示，从上游到下游逐渐下降。Pl>p2>...〉pn-l〉pn (3) 因此，从各气咀孔103喷出的气体流量qn并不相等。此外，若将 气咀孔103的开口面积i殳定为S，则从气咀孔中喷出的气体流速V可 用式(4)所示。由于从各气咀孔中喷射出的V=gn/S ( 4 )气体流量qn并不相等，所以若喷咀孔的开口面积相同，则从各气 咀孔103中喷射的气体的流速也不同。因此由于在上述的现用的气咀 101之中，从各气咀孔103喷射出的气体的气体流量及气体流速均不 同，因而无法给承栽的各晶片提供均匀的气体。 对于上述问题，有两种先驱性的解决办法。第1种解决办法是从上游到下游逐步扩大气咀孔103的开口面积， 用扩大开口面积的办法增加下游逐渐减少的气体流量。然而即便通过 扩大开口面积能使气体流量相等，正如式(4)所示，随着开口面积的 扩大，流速会变得不同。因此各从气咀孔103中喷出的气体依然无法 消除气体流速的不均匀。第2种解决办法是将气咀自身制造成可忽视喷出量的容纳大量气 体的大容量气咀，使从各气咀孔103中喷出的气体流量相等，以便实 现即便从上游到下游由气咀孔103中喷射出气体，与各气咀孔对应部 位的气p且IOI内的气体压力也不发生变化。然而由于要受容纳气咀的 反应室内的容积的限制，而把气咀自身的容量增加到气咀IOI内的气 体压力不受气体喷出量影响的程度并不现实。而且上述问题并不局限于晶片而是广泛适用于所有基板。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于提供一种从与上述的结构完全不同的视 角出发，通过均匀提供气体，即可实现基板间的处理的均匀性的基板 处理装置。依据本专利技术的第1种方式所提供的基板处理装置，其特征在于 该基板处理装置包括收容多层配置的基板的反应室、气体导入部、 以及緩冲室；上述气体导入部沿上述基板的多层配置方向设置，将用 于处理基板的气体输入上述緩冲室；上述緩冲室具有沿上述基板的多 层配置方向设置的多个供气口 ，将从上述气体导入部输入的上述用于 处理基板的气体由上述多个供气口提供上述反应室。由于具有该构成，本专利技术涉及的基板处理装置可使由上述气体导 入部提供的流速不均勻的气体在上述緩冲室内变均匀，从而可对基板 提供均匀的气体。设置在上述緩冲室中的多个供气口的开口面积最好相等。通过设置具有相同开口面积的供气口，可使提供给基板的气体更 为均匀。最好在上述緩冲室内设置用于产生等离子的电极。 通过采用在緩冲室内设置产生等离子的电极的结构，可在靠近基 板的位置上而且以均匀的压力状态靠等离子生成活性种，从而能给基 板均匀提供更多的活性种。依据本专利技术的第2种实施方式所提供的基板处理装置，基特征在 于该基板处理装置包括收容多层配置的基板的反应室、多个緩冲 室、将用于处理基板的气体分别输入上述多个緩冲室的多个气体导入 部；上述多个緩冲室具有沿上述基板的多层配置方向设置的多个供气上述多个供气口分别提供给上述反应室。依据本专利技术的第3种实施方式所提供的反应容器，其特征在于该反应容器包括收容多层配置的基板的反应室、多个緩冲室、将用 于处理基板的气体分别输入上述多个緩冲室的多个气体导入部；上述 多个緩冲室分别具有沿上述基板的多层配置方向设置的多个供气口，多个供气口分别提供给i述反应室。' A '依据本专利技术的第4种实施方式所提供的反应容器，其特征在于 该反应容器包括收容多层配置的基板的反应室、气体导入部、緩冲 室；上述緩冲室具有沿上述基板的多层配置方向设置的多个供气口 ，口提供给上述反应室。本专利技术的上述以及其余目的，特征及优点想必通过附图以及下面 的详细的说明能够更为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板处理装置，其特征在于包括：　反应容器，包括处理室和电极室，上述电极室与上述处理室相分离，上述电极室容纳有一对电极，和多个待叠层的基板容纳在上述处理室中；和　供气件，将处理气提供进上述电极室，上述供气件包括多个供气口，其中 　上述一对电极沿上述多个基板的叠层方向延伸，上述电极设置在上述多个基板的一侧，高频电源被提供给上述电极。

【技术特征摘要】
JP 2002-4-5 104011/2002;JP 2002-7-12 203397/20021、一种基板处理装置，其特征在于包括反应容器，包括处理室和电极室，上述电极室与上述处理室相分离，上述电极室容纳有一对电极，和多个待叠层的基板容纳在上述处理室中；和供气件，将处理气提供进上述电极室，上述供气件包括多个供气口，其中上述一对电极沿上述多个基板的叠层方向延伸，上述电极设置在上述多个基板的一侧，高频电源被提供给上述电极。2、 一种基板处理装置，其特征在于包括 反应容器，其中容纳并叠层有多个基板；上述反应容器中设置有一对电极，上述电极沿上述多个基板的叠层方向延伸，和高频电源提供给上述电极；电极室，容纳上述电极，上述电极室设置在上述反应容器中；和 供气件，将处理气体提供给上述电极室，上述供气件包括多个供气口。3、 根据权利要求2上述的基板处理装置，其特征在于上述对电 极是棒状电极。4、 根据权利要求2上述的基板处理装置，其特征在于当上述基 板被容纳在上述反应容器中，上述基板不设置在上述对电极之间的空 间内。5、 一种基板处理装置，其特征在于包括 反应容器，至少容纳一个基板；一对电极，上述一对电极中的至少一个设置在上述反应容器中， 高频电源被提供给上述电极；电极室，容纳上述至少一对电极，上述电极室设置在上述反应容 器内；供气件，向上述电极室提供处理气体，上述供气件包括多个供气保护件，覆盖上述反应室中设置的上述至少一对电极。6、 根据权利要求5上述的基板处理装置，其特征在于上述保护 件充有惰性气体。7、 一种基板处理装置，其特征在于包括 处理室，容纳至少一个基板； 一对电极，；陂施加高频电源；电极室，容纳有上述电极，上述电极室与上述处理室相分离； 加热件，加热上述处理室中的基板，上述加热件围绕处理室和电极室设置；供气件，将处理气提供进电极室，上述供气件包括多个第一供气 口 ；和至少一个第二供气口，与电极室一起设置，用于将处理气提供进 处理室，上述第二供气口在上述一对电极之间。8、 一种基板处理装置，其特征在于包括反应容器，包括电极室和处理室，上述电极室容纳一对电极，电 极被施加高频电源，上述处理室容纳至少一个基板，和上述电极室与 处理室相分离；加热件，加热上述处理室中的至少一个基板；和 供气件，将处理气体提供进上述电极室，上述供气件包括多个供 气口，其中上述电极室位于上述加热器和上述处理室中上述至少一个基板之 间，在上述电极室形成等离子，上述处理气体在上迷电极室被活化。9、 一种装置，其特征在于包括 支撑件，支撑多个基板；处理室，容纳上述多个基板和上述支撑件； 加热件，加热上述基板；供气件，交替将多种处理气体提供进处理室，上述供气件包括 第一供气件，提供第一处理气；第二供气件，提供第二处理气；排出部分，排出处理室中气；旋转件，旋转上述支撑件，使在处理上述基板期间旋转上述基板， 其中，通过多次交替将上述多种处理气体提供给上述多个基板表 面，在上述多个基板上形成膜。10、 一种等离子处理装置，其特征在于包括 处理管，其中容纳叠置有多个基板；一对电极，设置在上述处理管中，上述电极沿上述多个基板的叠 层方向延伸，高频电源蜂皮施加给上述电极；供气件，向上述处理管中提供处理气，上述供气件包括提供第一 处理气的第一供气件和提供第二处理气的第二供气件。11、 一种等离子处理装置，其特征在于包括 处理管，其中容纳至少一个基板；一对电极，上述一对电极中的至少一个设置在上述处理管中，上 述对电极被施加高频电源；供气件，向处理管中提供处理气；保护件，覆盖上述处理管中上述至少一对电极。12、 一种等离子处理装置，其特征在于包括 处理室，其中容纳至少一个基板；加热件，加热上述处理室中上述至少一个基板，上述加热件设置 在上述处理室周围；一对电极，设置在上述加热件中，上述电极是棒状电极，高频电 源-故施加给上述电极；供气件，向上述处理室中提供处理气。13、 根据权利要求9上述的装置，其特征在于还包括设置在上 述处理室内的緩冲室；上述緩冲室容纳有电极，用于活化上述第一供 气件提供来的第一处理气体。14、 一种基板处理装置，其特征在于包括 反应管，形成收容叠层配置的基板的反应室； 第 一 气体导...

【专利技术属性】
技术研发人员：绀谷忠司，丰田一行，佐藤武敏，加贺谷徹，嶋信人，石丸信雄，境正宪，奥田和幸，八木泰志，渡边诚治，国井泰夫，
申请(专利权)人：株式会社日立国际电气，
类型：发明
国别省市：JP[日本]