衬底处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种衬底处理装置，其具有以层合的状态收纳多个衬底的处理室、对衬底和处理室内的环境气体进行加热的加热装置、供给热分解的原料气体的第一气体供给装置、供给氧化气体的第二气体供给装置、排出处理室内的环境气体的排出装置、至少对第一、第二气体供给装置及排出装置进行控制的控制部，第一气体供给装置还具有至少一个向处理室导入原料气体的第一导入口，第一导入口避开衬底侧而开口，第二气体供给装置还具有至少一个向处理室导入氧化气体的第二导入口，第二导入口向着衬底侧开口，控制部控制第一、第二气体供给装置及排出装置，以便向处理室交替地供给原料气体和氧化气体并排气，从而在衬底上生成所需要的膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在半导体晶片(以下称为晶片)的表面形成所需 要的薄膜以制造半导体装置的衬底处理装置和半导体装置的制造方 法以及薄膜的形成方法，特别是涉及气体的供给技术。
技术介绍
一般而言，在立式的批处理式衬底处理装置中，通过将多个晶 片支承在舟皿(水？卜)上，将舟皿插入衬底处理室来提高生产量。 并且，在将舟皿插入处理室的状态下使舟皿围绕处理室的轴芯旋转， 从而使晶片旋转，由此使原料气体均匀地流向晶片的成膜面，以使 成膜的面内膜厚均匀。
技术实现思路
但是，即使在通过晶片的旋转而使衬底处理气体均匀地流向晶 片表面的情况下，也会发生晶片的面内膜厚不均匀的情况。因此， 正寻求一种不论是不是批处理式的衬底处理装置都能够使成膜时的 面内膜厚均匀的技术，本专利技术的目的正是解决这样的课题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种衬底处理装置，该装置具有以层合的状态收纳多个村底的处理室；对所述衬底和所述处理 室内的环境气体进行加热的加热装置；供给原料气体的第 一 气体供 给装置，所述原料气体在由所述加热装置加热的所述处理室内的环 境气体的温度下发生自分解；供给氧化气体的第二气体供给装置； 排出所述处理室内的环境气体的排出装置；以及至少对所述笫 一气 体供给装置、所述第二气体供给装置以及所述排出装置进行控制的 控制部，所述第一气体供给装置还具有至少一个向所述处理室导入所述原料气体的第一导入口 ，所述第一导入口避开收纳于所述处理 室内的所述衬底侧的方向而开口 ，所述第二气体供给装置还具有至 少一个向所述处理室导入所述氧化气体的第二导入口 ，所述第二导 入口向着收纳于所述处理室内的衬底侧的方向而开口 ，所述控制部控制所述第一气体供给装置、所述第二气体供给装置以及所述排出 装置，以便向所述处理室交替地供给所述原料气体和所述氧化气体 并进行排气，从而在所述衬底上生成所需要的膜根据本专利技术，不论是不是立式衬底处理装置，都能够发挥能使 成膜时的衬底的面内膜厚均匀的极佳效果。附图说明图1是利用透视法表示的本专利技术的一个实施方式的衬底处理装 置的概略构成的立体图。图2是本专利技术的一个实施方式的村底处理装置的衬底处理部的衬底处理系统的解说图。图3是沿图2的A-A线的剖视图。图4是表示本专利技术的一个实施方式的第一气体供给孔、第二气 体供给孔的位置和方向的图。 图5是比较例的图。图6是示出比较例和本专利技术的面内膜厚不均匀性测定结果的图。 图7是示出衬底处理后，分别使N2气体从第一喷嘴、第二喷嘴 喷出而测量气体中的微粒的结果的图。图8是将金属Hf膜浸泡在Hf溶液中100个小时后的状态图。图9是ALD成膜时供给气体的顺序图。标号i兌明126-舟皿待机部；130-转移室；131-晶片保持部件；200-晶片；201-处理室；202-处理炉；203 -反应管；207-加热器(加 热装置)；217-舟皿；231-气体排出管；232a-气体供给管；232b -气体供给管；233a-第一喷嘴；233b-第二喷嘴；234-载气供给管；234a-载气供给管；234b-载气供给管；246 -真空泵(排气装 置)；248a-第一气体供给孔(气体导入口 ) ； 248b-第二气体供 给孔；280-控制器(控制部)。具体实施方式以下参照附图来说明本专利技术的 一 个实施方式。以下根据附图说明本专利技术的实施方式。图1是利用透视法表示 的本专利技术的一个实施方式的衬底处理装置的概略构成的立体图，图2 是处理装置的衬底处理部的衬底处理系统的解说图，图3是沿图2 的A-A线的剖^f见图。如图1所示，在该衬底处理装置101中，使用公知的衬底收纳 器(以下称为晶片盒(水'7卜'))110来作为运送作为衬底的晶片 200的运送装置。晶片盒110由在衬底处理装置101的外部移动的工 序内运送车运送。在衬底处理装置101的箱体111的前部设有作为 交接台用来交接上述晶片盒110的装载舟皿114，在箱体111的前部 内具有用于暂时保管上述晶片盒110的晶片盒保管架105、打开使晶 片盒110的晶片出入口 (无图示)开闭的盖子(无图示)的晶片盒 开启装置(无图示)、以及用于运送晶片盒110的晶片盒运送装置 118，在箱体111的前表面壁i殳有用于在工序内运送车和装载舟亚114之间进行晶片盒110的交接的搬入搬出口 (无图示)和将该搬入 搬出口开闭的前闸门(无图示)。一旦晶片盒IIO从工序内运送车交接到装载舟皿114，并且晶片 盒运送装置118移动到装载舟皿114的晶片盒接收位置，则由晶片 盒运送装置118将晶片盒IIO从装载舟皿114上取下。然后，晶片 盒IIO被自动运送到晶片盒保管架105的指定架板107上并被暂时 保管，或者被直接运送到转移室130侧的晶片盒开启装置。转移室130是与上述晶片盒运送装置118和上述晶片盒保管架 105的设置部流体隔绝的气密性构造，其设置有由供给风扇和防尘过 滤器构成的净化单元134，以便供给净化后的环境气体或作为惰性气体的洁净空气。转移室130的氧浓度为20ppm以下，远低于箱体111 内部(大气环境气体)的氧浓度。晶片转移机构125由晶片转移装置(衬底转移装置)125a和升 降该晶片转移装置125a的晶片转移装置升降机(村底转移装置升降 机构)125b构成。晶片转移装置125a构成为通过作为衬底保持体的 镊子在晶片盒110和舟皿(衬底保持件)217之间交接晶片200。晶片盒110在其晶片出入口被按压在转移室130的正面壁(无 图示)的晶片搬入搬出口 (无图示)的开口边缘部的状态下，通过 晶片盒开启装置的盖子拆装机构将盖子拆下，从而开放晶片盒110 的晶片出入口。然后，晶片转移装置125a通过镊子穿过晶片盒110 的晶片出入口依次拾取晶片200，并通过用来调整圆周方向位置的衬 底调整装置、即凹口定位装置(无图示)调整以凹口为基准的圆周 方向的位置。再然后，将晶片200装入设置在转移室130舟皿待机 部140的舟皿217中(装料)。舟jcl升降机115设置于箱体111后部的舟皿待机部140，舟皿 217被支承在该舟皿升降机115上的密封盖219上，并从下方侧插入 设置于舟皿待机部140上方的处理炉202的炉口。该处理炉202在 插入舟皿217时以外的时间由作为炉口开闭才几构的炉口闸门147封 闭。当在舟皿217上装入事先指定张数的晶片200后，由炉口闸门 147封闭的处理炉202的炉口^皮打开，然后，通过舟皿升降才几115 的上升将保持了晶片200组的舟皿217搬入处理炉202内(装载)。舟皿217具有多根晶片保持部件131和支承这些晶片保持部件 131的升降台132,并构成为在多根晶片保持部件131上沿上下方向 隔开间隔地分多级设置槽状的支承部133,并分别使晶片200水平插 入且支承在该支承部133上。若晶片200被支承在各支承部133上， 则多个晶片200以使晶片中心对齐的状态沿垂直方向排列。另外， 各晶片200分别以水平状态被支承部133保持。需要说明的是，在 舟皿217上例如装入50张~ 125张左右的晶片200。装载后，在处 理炉202中对晶片200进行任意的衬底处理。衬底处理后，除了利 用凹口定位装置的晶片200的调整工序外，以与上述相反的顺序将 晶片200和晶片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底处理装置，具有：　　　　以层合的状态收纳多个衬底的处理室；　　　　对所述衬底和所述处理室内的环境气体进行加热的加热装置；　　　　供给原料气体的第一气体供给装置，所述原料气体在由所述加热装置加热的所述处理室内的环境气体的温度下发生自分解；　　　　供给氧化气体的第二气体供给装置；　　　　排出所述处理室内的环境气体的排出装置；以及　　　　至少对所述第一气体供给装置、所述第二气体供给装置以及所述排出装置进行控制的控制部，　　　　所述第一气体供给装置还具有至少一个向所述处理室导入所述原料气体的第一导入口，　　　　所述第一导入口避开收纳于所述处理室内的所述衬底侧的方向而开口，　　　　所述第二气体供给装置还具有至少一个向所述处理室导入所述氧化气体的第二导入口，　　　　所述第二导入口向着收纳于所述处理室内的衬底侧的方向而开口，　　　　所述第一气体供给装置还具有沿着所述衬底的层合方向延伸设置的第一喷嘴，在所述第一喷嘴的前端设有一个所述第一导入口，　　　　所述第二气体供给装置还具有沿着所述衬底的层合方向延伸设置的第二喷嘴，　　　　在所述第二喷嘴的侧壁设有多个所述第二导入口，　　　　所述加热装置将所述衬底和所述处理室内的环境气体加热到１８０～２５０℃，　　　　所述控制部控制所述第一气体供给装置、所述第二气体供给装置以及所述排出装置，以便向所述处理室交替地供给作为所述原料气体的四（甲基乙基氨基）铪和作为所述氧化气体的臭氧并进行排气，从而在所述衬底上生成氧化铪膜。...

【技术特征摘要】
JP 2006-9-22 257076/20061.一种衬底处理装置，具有以层合的状态收纳多个衬底的处理室；对所述衬底和所述处理室内的环境气体进行加热的加热装置；供给原料气体的第一气体供给装置，所述原料气体在由所述加热装置加热的所述处理室内的环境气体的温度下发生自分解；供给氧化气体的第二气体供给装置；排出所述处理室内的环境气体的排出装置；以及至少对所述第一气体供给装置、所述第二气体供给装置以及所述排出装置进行控制的控制部，所述第一气体供给装置还具有至少一个向所述处理室导入所述原料气体的第一导入口，所述第一导入口避开收纳于所述处理室内的所述衬底侧的方向而开口，所述第二气体供给装置还具有至少一个向所述处理室导入所述氧化气体的第二导入口，所述第二导入口向着收纳于所述处理室内的衬底侧的方向而开口.所述第一气体供给装置还具有沿着所述衬底的层合方向延伸设置的第一喷嘴，在所述第一喷嘴的前端设有一个所述第一导入口，所述第二气体供给装置还具有沿着所述衬底的层合方向延伸设置的第二喷嘴，在所述第二喷嘴的侧壁设有多个所述第二导入口，所述加热装置将所述衬底和所述处理室内的环境气体加热到180～250℃，所述控制部控制所述第一气体供给装置、所述第二气体供给装置以及所述排出装置，以便向所述处理室交替地供给作为所述原料气体的四(甲基乙基氨基)铪和作为所述氧化气体的臭氧并进行排气，从而在所述衬底上生成氧化铪膜。2. —种衬底处理装置，具有以层合的状态收纳多个衬底的处理室；对所述衬底和所述处理室内的环境气体进行加热的加热装置； 供给原料气体的第 一气体供给装置，所述原料气体在由所述加热装置加热的所述处理室内的环境气体的温度下发生自分解； 供给氧化气体的第二气体供给装置； 排出所述处理室内的环境气体的排出装置；以及 至少对所述第一气体供给装置、所述第二气体供给装置以及所述排出装置进行控制的控制部，所述第一气体供给装置还具有至少一个向所述处理室导入所述原料气体的第一导入口，所述第 一导入口避开收纳于所述处理室内的所述衬底侧的方向而开口 ，所述第二气体供给装置还具有至少一个向所述处理室导入所述 氧化气体的第二导入口 ，所述第二导入口向着收纳于所述处理室内的衬底侧的方向而开所述控制部控制所述第 一气体供给装置、所述第二气体供给装 置以及所述排出装置，以便向所述处理室交替地供给...

【专利技术属性】
技术研发人员：境正宪，水野谦和，佐佐木伸也，山崎裕久，
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]