專利名稱：襯底處理裝置和半導體器件的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及襯底處理裝置和半導體器件的制造方法，尤其涉及使用氣體處理半導體襯底的襯底處理裝置和半導體器件的制造方法。
背景技術：
一般的CVD裝置，通過在某段時間持續(xù)流入反應氣體而在襯底上成膜。此時，為了消除由距氣體提供口的距離遠近帶來的影響、且提高襯底面內的膜厚均勻性，而使襯底旋轉。在這種情況下，一般地，與旋轉周期相比，成膜時間足夠長，且連續(xù)提供氣體，因此在成膜時要旋轉多次，因此，不需要對旋轉周期加以嚴密的考慮。

發(fā)明內容
另一方面，在周期性地提供氣體的情況下，就需要考慮氣體提供周期與旋轉周期的關系。例如，稱為ALD(Atomic Layer Deposition)的成膜方法，是在某種成膜條件(溫度、時間等)下，將用于成膜的2種(或者2種以上)成為原料的氣體，一種一種地交替提供到襯底上，以1個原子層為單位吸附，利用表面反應進行成膜的方法。在該ALD方法中，例如，當交替流入2種氣體A、B時，通過反復提供氣體A→凈化(purge)(除去剩余氣體)→提供氣體B→凈化(除去剩余氣體)這樣的循環(huán)來進行成膜。
設該1個循環(huán)所耗的時間為氣體提供周期T(秒)，設襯底的旋轉周期為P(秒/轉)。使氣體的提供循環(huán)與襯底的旋轉同步、即T的整數(shù)倍與P的整數(shù)倍的數(shù)值一致，當設其一致的數(shù)字為L(秒)時，以時間L為周期向襯底的同一點提供氣體(參照圖1)，就會與想要通過旋轉來消除由距氣體提供口的距離遠近帶來的影響的意圖相反，產生無法謀求提高均勻性的狀況。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供襯底處理裝置和半導體器件的制造方法，能夠防止或者抑制反應氣體提供周期與襯底的旋轉周期同步，防止成膜后的膜的膜厚的襯底面內均勻性變差。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，能提供一種襯底處理裝置，包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，該襯底處理裝置還具有控制部，控制襯底的旋轉周期或者氣體提供周期，使得氣體提供周期與襯底的旋轉周期，至少在執(zhí)行預定次數(shù)的氣體交替提供的期間不同步，其中，上述氣體提供周期由從流入氣體A到下次流入氣體A的時間規(guī)定。
根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式，能提供一種襯底處理裝置，包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，該襯底處理裝置還具有控制部，控制襯底的旋轉周期或者氣體提供時間，使得在從向上述襯底的任意部位提供氣體A起到下次向該任意部位提供氣體A為止的期間，執(zhí)行預定次數(shù)的氣體A、B的交替提供次數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另外的其它實施方式，能提供一種襯底處理裝置，包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，該襯底處理裝置還具有控制部，其中，該控制部控制襯底的旋轉周期P或者氣體提供周期T，使得上述氣體提供周期T與上述旋轉周期P，滿足以下的式(1)|mP-nT|＞≠0(n、m為自然數(shù))(1)(＞≠0表示真比0大，||表示絕對值。)其中，上述氣體提供周期T由從流入氣體A到下次流入氣體A的時間規(guī)定。
根據(jù)本發(fā)明的另外的其它實施方式，能提供一種襯底處理裝置，包括處理襯底的反應室；在上述反應室內保持上述襯底且使上述襯底旋轉的旋轉裝置；向上述反應室內提供反應氣體的氣體提供系統(tǒng)；以及控制部，控制上述旋轉裝置和上述氣體提供系統(tǒng)，使得在周期性地向上述反應室內提供上述反應氣體時，上述反應氣體的提供周期與上述襯底的旋轉周期，在一定時間以上不同步。
根據(jù)本發(fā)明的另外的其它實施方式，能提供一種包括使用襯底處理裝置處理襯底的步驟的半導體器件的制造方法，上述襯底處理裝置包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，該襯底處理裝置還具有控制部，控制襯底的旋轉周期或者氣體提供周期，使得氣體提供周期與襯底的旋轉周期，至少在執(zhí)行預定次數(shù)的氣體交替提供的期間不同步，其中，上述氣體提供周期由從流入氣體A到下次流入氣體A的時間規(guī)定。
根據(jù)本發(fā)明的另外的其它實施方式，能提供一種包括使用襯底處理裝置處理上述襯底的步驟的半導體器件的制造方法，上述襯底處理裝置包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，該襯底處理裝置還具有控制部，控制襯底的旋轉周期或者氣體提供時間，使得在從向上述襯底的任意部位提供氣體A開始到下次向該任意部位提供氣體A為止的期間，執(zhí)行預定次數(shù)的氣體A、B的交替提供次數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另外的其它實施方式，能提供一種包括使用襯底處理裝置處理上述襯底的步驟的半導體器件的制造方法，上述襯底處理裝置包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，該襯底處理裝置還具有控制部，控制襯底的旋轉周期P或者氣體提供周期T，使得上述氣體提供周期T與上述旋轉周期P，滿足以下的式(1)|mP-nT|＞≠0(n、m為自然數(shù))(1)(＞≠0表示真比0大，||表示絕對值。)其中，上述氣體提供周期T由從流入氣體A到下次流入氣體A的時間規(guī)定。


圖1是用于說明被處理襯底的旋轉周期與氣體的提供周期同步時的氣體提供狀態(tài)的圖。
圖2是用于說明被處理襯底的旋轉周期與氣體的提供周期不同步時的氣體提供狀態(tài)的圖。
圖3A是表示不旋轉被處理襯底時的膜厚分布的圖。
圖3B是表示在旋轉被處理襯底時，被處理襯底的旋轉周期與氣體的提供周期同步時的膜厚分布的圖。
圖3C是表示在旋轉被處理襯底時，被處理襯底的旋轉周期與氣體的提供周期不同步時的膜厚分布的圖。
圖4是用于說明本發(fā)明的一個實施例的襯底處理裝置的立式襯底處理爐的示意縱截面圖。
圖5是用于說明本發(fā)明的一個實施例的襯底處理裝置的立式襯底處理爐的示意橫截面圖。
圖6是用于說明本發(fā)明的一個實施例的襯底處理裝置主體的示意立體圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，對旋轉周期P和氣體提供周期T進行細微調整，使得滿足以下的數(shù)學式(1)。
|mP-nT|＞≠0(n、m為自然數(shù))(1)(＞≠0表示真比0大，||表示絕對值。)只要滿足該式(1)，就能防止例如在氣體提供循環(huán)中的氣體A的提供開始定時(Timing)，與襯底的旋轉位置同步(參照圖2)，從而能改善均勻性。
另外，當考慮應滿足該式(1)的時間時，顯然，只要在成膜時間內都能滿足該式(1)就足夠了，但可以認為，稍微放寬條件也是可以的，例如，只要相當于10個循環(huán)的時間(如果使用以上的符號，為到10T(sec)為止)不同步，吹出氣體的定時就足夠分散，從而在均勻性上不存在問題。
實施例1以多次交替提供DCS(SiH2CI2、二氯甲硅烷)和NH3(氨)，用ALD法在硅片(silicon wafer)上形成SiN(氮化硅)膜的情況為例。
在晶片的旋轉周期P＝6.6666sec，氣體提供周期T＝20sec的情況下，因為3×6.6666＝20，所以，進行3次旋轉所需的時間20sec與氣體提供周期T相等，當晶片旋轉3次時，晶片的旋轉部位與氣體提供噴嘴的相對位置變?yōu)榕c以前相同，再次向同一部位提供氣體，造成該部位每次都處于氣體上游而變厚。圖3B表示此時的膜厚分布。面對附圖觀察，呈左側的膜厚厚、從右側向右下方變薄的分布。由此可知，原本應該是使晶片旋轉時呈同心圓狀分布而提高均勻性，但當晶片的旋轉周期與氣體提供周期同步時，無法取得該效果。在不旋轉時面內均勻性為12％(參照圖3A)，在同步時的面內均勻性約為7％(參照圖3B)。
另外，在圖3A與圖3B中，厚的部分不一致，這是因為由于使圖3B的晶片進行了旋轉，因此變厚的部分在到了DCS噴嘴附近時被提供了DCS的緣故。
另一方面，在設定為晶片的旋轉周期P＝6.6666sec，氣體提供周期T＝21sec的情況下，直到經過1260sec，DCS的吹出定時才與第1次的吹出同步。在此之前，即使經過了多達60個循環(huán)，DCS的吹出也足夠分散，如圖3C那樣呈沒有偏倚的同心圓狀的膜厚分布。這樣，在晶片的旋轉周期與氣體提供周期在相當多的循環(huán)內都不同步的情況下，膜的面內均勻性被改善，為3.7％(參照圖3C)。
圖4是本實施例的立式襯底處理爐的示意結構圖，用縱截面表示處理爐部分，圖5是本實施例的立式襯底處理爐的示意結構圖，用橫截面表示處理爐部分。在作為加熱裝置的加熱器207的內側，作為反應容器設置有反應管203，其中，該反應容器處理作為襯底的晶片200，該反應管203的下端開口，由作為蓋體的密封蓋219隔著作為氣密部件的O型環(huán)220氣密封閉，至少由該加熱器207、反應管203、以及密封蓋219形成處理爐202，由反應管203和密封蓋219形成反應室201。在密封蓋219上，隔著石英帽218豎立設置有作為襯底保持裝置的舟(boat)217，石英帽218成為保持舟的保持體。而且，舟217插入在處理爐202中。在舟217中在管軸方向上以水平姿式多層裝載有成批處理的多個晶片200。加熱器207將插入到處理爐202中的晶片200加熱到預定的溫度。
另外，設置有作為向處理爐202提供多種、此處為2種氣體的提供管的2根氣體提供管232a、232b。在此，從第1氣體提供管232a，經由作為流量控制裝置的第1質量流量控制器241a和作為開關閥的第1閥243a，再經由后述的形成于處理爐202內的緩沖室237，向處理爐202提供反應氣體，從第2氣體提供管232b，經由作為流量控制裝置的第2質量流量控制器241b和作為開關閥的第2閥243b、貯氣罐247、以及作為開關閥的第3閥243c，再經由后述的氣體提供部249向處理爐202內提供反應氣體。
處理爐202通過作為排出氣體的排氣管的氣體排氣管231，經由第4閥243d與作為排氣裝置的真空泵246連接，進行真空排氣。另外，該第4閥243d是能夠開、關閥來實現(xiàn)處理爐202的真空排氣/停止真空排氣，并能夠調節(jié)閥開度來調整壓力的開關閥。
在構成處理爐202的反應管203的內壁與晶片200之間的圓弧狀的空間內，在反應管203的從下部到上部的內壁，沿著晶片200的裝載方向，設置有作為氣體分散空間的緩沖室237，在該緩沖室237的與晶片200相鄰的壁的端部，設置有作為提供氣體的提供孔的第1氣體提供孔248a。該第1氣體提供孔248a朝反應管203的中心開口。該第1氣體提供孔248a，從下部到上部分別具有相同的開口面積，并以相同的開口節(jié)距設置。
另外，在緩沖室237的與設置了第1氣體提供孔248a的端部相反一側的端部，還是從反應管203的下部到上部，沿著晶片200的裝載方向配置有噴嘴233。在噴嘴233上設置有多個作為提供氣體的提供孔的第2氣體提供孔248b。在緩沖室237與處理爐202的壓差小的情況下，該第2氣體提供孔248b的開口面積，從上游側到下游側可以是相同的開口面積、相同的開口節(jié)距，而在壓差大的情況下，可以從上游側向下游側增大開口面積，或者減小開口節(jié)距。
在本發(fā)明中，通過從上游側到下游側調節(jié)第2氣體提供孔248b的開口面積、開口節(jié)距，首先，從各第2氣體提供孔248b噴出的氣體的流速存在差異，但流量大致等量。然后，將從該各第2氣體提供孔248b噴出的氣體噴出到緩沖室237，暫時導入，使氣體的流速差均勻化。
即，在緩沖室237中，由各第2氣體提供孔248b噴出的氣體，在緩沖室237中緩和了各氣體的粒子速度后，由第1氣體提供孔248a噴出到處理爐202。在此期間，由各第2氣體提供孔248b噴出的氣體，能夠在從各第1氣體提供孔248a噴出時成為具有均勻的流量和流速的氣體。
另外，在緩沖室237中，具有細長結構的、作為第1電極的第1棒狀電極269和作為第2電極的第2棒狀電極270，從上部到下部被作為保護電極的保護管的電極保護管275所保護，該第1棒狀電極269或者第2棒狀電極270中的任意一個，通過匹配器272與高頻電源273連接，另一個與作為基準電位的地線連接。結果，在第1棒狀電極269與第2棒狀電極270間的等離子體生成區(qū)域224生成等離子體。
該電極保護管275的結構如下能夠使第1棒狀電極269和第2棒狀電極270分別以與緩沖室237的氣體介質隔離的狀態(tài)插入緩沖室237。此處，當電極保護管275的內部與外部空氣(大氣)為相同的氣體介質時，分別插入電極保護管275中的第1棒狀電極269和第2棒狀電極270會由于加熱器207的加熱而被氧化。因此，電極保護管275的內部設置惰性氣體凈化裝置，其中，該惰性氣體凈化裝置用于填充或者凈化氮氣等惰性氣體，以將氧氣濃度抑制在足夠低的水平，防止第1棒狀電極269或者第2棒狀電極270的氧化。
另外，在從第1氣體提供孔248a的位置起，繞反應管203的內周120°左右的內壁，設置有氣體提供部249。在用ALD法的成膜過程中向晶片200一種一種地交替提供多種氣體時，該氣體提供部249是與緩沖室237分擔氣體提供種類的提供部。
該氣體提供部249也與緩沖室237同樣，在與晶片相鄰的位置，具有作為以相同節(jié)距提供氣體的提供孔的第3氣體提供孔248c，在下部連接有第2氣體提供管232b。
第3氣體提供孔248c的開口面積，在緩沖室237與處理爐202的壓差小的情況下，可以是從上游側到下游側相同的開口面積、相同的開口節(jié)距；而在壓差大的情況下，可以從上游側向下游側增大開口面積，或者減小開口節(jié)距。
在反應管203內的中央部，設置有分多層以同一間隔放置多枚晶片200的舟217，該舟217能夠通過圖中省略的舟升降機裝置進出反應管203。而且，為了提高處理的均勻性，設置有作為旋轉裝置的舟旋轉裝置267，用于使舟217旋轉，通過旋轉舟旋轉裝置267，來旋轉由石英帽218所保持的舟217。
作為控制裝置的控制器121，與第1、第2質量流量控制器241a、241b，第1～第4閥243a、243b、243c、243d，加熱器207，真空泵246，舟旋轉裝置267，圖中省略的舟升降機裝置，高頻電源273，以及匹配器272連接，進行第1、第2質量流量控制器241a、241b的流量調整；第1～第3閥243a、243b、243c的開、關動作；第4閥243d的開、關和壓力調整動作；加熱器207的溫度調節(jié)；真空泵246的起動/停止；舟旋轉裝置267的旋轉速度調節(jié)；舟升降機裝置的升降動作控制；高頻電源273的功率提供控制；以及匹配器272的阻抗控制。
接下來，以使用DCS(SiH2Cl2、二氯甲硅烷)和NH3氣體形成氮化膜(SiN膜)的例子，來說明用ALD法的成膜的例子。
首先，將要成膜的晶片200裝填進舟217中，送入處理爐202。送入后，依次執(zhí)行以下3個步驟。
另外，雖然在以下的例子中，是先使DCS流入爐內，但先使NH3流入的方法也大致相同。
(1)在243b開、243c關的狀態(tài)下，在貯氣罐247中預先貯存所希望的量的DCS(優(yōu)選在第1個循環(huán)預先貯存，而從第2個循環(huán)以后，只要是在從貯氣罐247排出原料的動作(event)以外的時間將原料貯存到貯氣罐247，就不會浪費時間。)(2)優(yōu)選在排出貯存在貯氣罐247中的DCS之前，預先從緩沖室237流入N2等惰性氣體。這是為了防止在下一個動作中貯存在貯氣罐247中的DCS由于貯氣罐247與發(fā)應管203之間的壓差，而一股腦流入到反應管203內，進而再從緩沖室237的氣體提供孔248a回流到緩沖室237內。
(3)通過打開位于貯氣罐247的下游的閥243c，使貯存在貯氣罐247中的DCS，經過緩沖室(氣體提供部)249，從在緩沖室(氣體提供部)249上按每一襯底間隔設置的氣體提供孔248c提供到作為被處理襯底的晶片200上。為了促進原料的吸附，用爐內壓力的調整裝置(在排氣配管中途設置的蝶閥等閥243d等)進行設定使壓力變高，使得DCS的分壓變高。此時也優(yōu)選從緩沖室237持續(xù)流入N2等惰性氣體。此時的晶片溫度為300～600℃。
(4)關閉閥243c，停止從貯氣罐247提供DCS。在關閉閥243c后，可以將下一次提供開始之前的時間用作DCS的貯存時間(即，能夠在實施其它動作時在貯氣罐247中貯存DCS氣體，因此，作為只是貯存時間的動作不需要額外耗費時間)。
(5)接著，在反應管203內，進行來自緩沖室(氣體提供部)249內的DCS的除去，由真空排氣裝置243進行排氣。此時，在緩沖室(氣體提供部)249與閥243c之間增加惰性氣體管線(line)，組合惰性氣體的擠壓排放和抽真空，對于氣體置換也是有效的。
(6)接著，從氣體提供管232a，通過連接到緩沖室237內的噴嘴233向緩沖室237內提供NH3。此時，也基于與上述同樣的理由，優(yōu)選從緩沖室(氣體提供部)249預先流入惰性氣體。
(7)從噴嘴233向緩沖室237提供的NH3，使緩沖室237內的壓力變得均勻，從緩沖室237內按襯底間隔設置的氣體提供孔248b，被提供到作為被處理襯底的晶片200上。如果使用本實施例，能夠同樣地將NH3提供到多枚作為被處理襯底的晶片200上。
此時的加熱器207的溫度設定為使晶片200變成300～600℃。NH3由于反應溫度高而在上述晶片溫度下不反應，因此要通過等離子體激發(fā)而成為活性種類之后再流入，為此，能在晶片溫度處于所設定的低的溫度范圍內的情況下進行。
(8)停止向反應管203內流入NH3。
(9)接著，從反應管203內和緩沖管237內除去NH3，由真空排氣裝置243進行排氣。此時也與上述同樣，組合惰性氣體的擠壓排放和抽真空也是有效的。
以上構成1個循環(huán)(cycle)，通過重復上述(1)～(9)，進行成膜。
在ALD裝置中，氣體被吸附在基底膜的表面。該氣體的吸附量，與氣體的壓力、和氣體的暴露時間成正比。因此，為了在短時間吸附所希望的一定量的氣體，需要在短時間內增大氣體的壓力。在這一點上，在本實施例中，是在關閉閥243d后，瞬間提供貯存在貯氣罐247內的DCS，因此，能使反應管203內的DCS的壓力急劇地上升，能夠瞬間吸附所希望的一定量的氣體。
而且，在本實施例中，在將DCS貯存到貯氣罐247的期間，進行作為ALD法中所需要的步驟的、使NH3氣體通過等離子體激發(fā)來作為活性種類提供，以及處理爐202內的排氣，因此，不需要專門的用于貯存DCS的步驟。此外，因為是在對處理爐202內進行排氣除去NH3氣體之后再流入DCS，所以，兩者在流向晶片200的途中不發(fā)生反應。所提供的DCS，能夠僅與被吸附在晶片200上的NH3有效地進行反應。
接著，參照圖6說明作為應用了本發(fā)明的襯底處理裝置的一個例子的半導體制造裝置的概略結構。
在殼體101內部的前面?zhèn)?，在與未圖示的外部搬送裝置之間，設置有作為保持器授受部件的料盒臺(casket stage)105，其中，該保持器授受部件進行作為襯底收納容器的料盒(casket)100的授受，在料盒臺105的后側設置有作為升降裝置的料盒升降機115，在料盒升降機115上安裝有作為搬送裝置的料盒移放機114。此外，在料盒升降機115的后側，設置有作為料盒100的放置裝置的料盒架109，并且在料盒臺105的上方還設置有預備料盒架110。在預備料盒架110的上方，設置有清潔部件(clean unit)118，使清潔空氣在殼體101的內部流通。
在殼體101的后部上方，設置有處理爐202，在處理爐202的下方，設置有作為使舟217在處理爐202中升降的升降裝置的舟升降機121，其中，該舟217將作為襯底的晶片200以水平姿勢多層保持，在安裝于舟升降機121上的升降部件122的頂端部，安裝有作為蓋體的密封蓋219，支撐舟217使之垂直。在舟升降機121與料盒架109之間，設置有作為升降裝置的移放升降機113，在移放升降機113上，安裝有作為搬送裝置的晶片移放機112。此外，在舟升降機121的旁邊，設置有作為具有開、關裝置來擋住處理爐202的下面的遮蔽部件的爐口擋板116。
裝填了晶片200的料盒100，以晶片200垂直的姿勢從未圖示的外部搬送裝置搬入料盒臺105，由料盒臺105使晶片200旋轉90°，使得晶片200變成水平姿勢。進而，通過料盒升降機115的升降動作、橫移動作、以及料盒移放機114的進退動作、旋轉動作的協(xié)同動作，料盒100被從料盒臺105搬送至料盒架109或者預備料盒架110。
在料盒架109上有移放架123，其中，該移放架123收納成為晶片移放機112的搬送對象的料盒100，用于移放晶片200的料盒100由料盒升降機115、料盒移放機114移放到移放架123上。
在料盒100被移放到移放架123上時，通過晶片移放機112的進退動作、旋轉動作、以及移放升降機113的升降動作的協(xié)同動作，將晶片200從移放架123移放到處于降下狀態(tài)的舟217中。
當預定枚數(shù)的晶片200被移放到舟217中時，由舟升降機121將舟217插入處理爐202，處理爐202被密封蓋219氣密封閉。在被氣密封閉的處理爐202內，加熱晶片200，并且向處理爐202內提供處理氣體，對晶片200進行處理。
對晶片200的處理完成后，按照與上述動作相反的步驟，將晶片200從舟217移放到移放架123的料盒100中，由料盒移放機114將料盒100從移放架123移放到料盒臺105，由未圖示的外部搬送裝置搬送到殼體101的外部。另外，爐口擋板116，在舟217為降下狀態(tài)時擋住處理爐202的下面，防止外部空氣被卷進處理爐202內。
料盒移放機114等的搬送動作，由搬送控制裝置124控制。
包括說明書、權利要求書、附圖、以及摘要的2004年3月12日提交的日本專利申請2004-70136號的所有公開內容，被直接加以引用編入本說明書。
雖然示出了各種典型的實施方式并且進行了說明，但本發(fā)明不限于這些實施方式。因此，本發(fā)明的范圍，僅由以下的權利要求書限定。
(工業(yè)可利用性)如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可以提供一種襯底處理裝置和半導體器件的制造方法，能夠防止或者抑制反應氣體提供周期與襯底的旋轉周期同步，防止成膜后的膜的膜厚的襯底面內均勻性變差。
結果，本發(fā)明尤其適用于使用氣體處理半導體Si晶片等半導體襯底的襯底處理裝置和半導體器件的制造方法。
權利要求
1.一種襯底處理裝置，包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，還具有控制部，控制襯底的旋轉周期或者氣體提供周期，使得氣體提供周期與襯底的旋轉周期，至少在執(zhí)行預定次數(shù)的氣體交替提供的期間不同步，其中，上述氣體提供周期由從流入氣體A到下次流入氣體A的時間規(guī)定。
2.根據(jù)權利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于上述控制部控制上述襯底的旋轉周期，使得上述氣體提供周期與上述襯底的旋轉周期，至少在執(zhí)行預定次數(shù)的氣體交替提供的期間不同步。
3.根據(jù)權利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于上述控制部控制上述襯底的旋轉周期或者上述氣體提供周期，使得上述氣體提供周期與上述襯底的旋轉周期，至少在執(zhí)行10個循環(huán)的氣體交替提供的期間不同步。
4.根據(jù)權利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于上述控制部控制上述襯底的旋轉周期或者上述氣體提供周期，使得上述氣體提供周期與上述襯底的旋轉周期，至少在執(zhí)行60個循環(huán)的氣體交替提供的期間不同步。
5.根據(jù)權利要求1所述的襯底處理裝置，其特征在于上述氣體提供部，使上述氣體從上述襯底的周邊方向向襯底中心方向提供地將上述氣體提供到上述襯底上。
6.一種襯底處理裝置，包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，還具有控制部，控制襯底的旋轉周期或者氣體提供時間，使得在從向上述襯底的任意部位提供氣體A起到下次向該任意部位提供氣體A為止的期間，執(zhí)行預定次數(shù)的氣體A、B的交替提供次數(shù)。
7.根據(jù)權利要求6所述的襯底處理裝置，其特征在于上述控制部控制上述襯底的旋轉周期，使得在從向上述襯底的任意部位提供氣體A起到下次向該任意部位提供氣體A為止的期間，執(zhí)行預定次數(shù)的氣體A、B的交替提供次數(shù)。
8.根據(jù)權利要求6所述的襯底處理裝置，其特征在于上述控制部控制上述襯底的旋轉周期或者氣體提供時間，使得在從向上述襯底的任意部位提供氣體A起到下次向該任意部位提供氣體A為止的期間，至少執(zhí)行10個循環(huán)的上述氣體A、B的交替提供。
9.根據(jù)權利要求6所述的襯底處理裝置，其特征在于上述控制部控制上述襯底的旋轉周期或者氣體提供時間，使得在從向上述襯底的任意部位提供氣體A起到下次向該任意部位提供氣體A為止的期間，至少執(zhí)行60個循環(huán)的上述氣體A、B的交替提供。
10.一種襯底處理裝置，包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，還具有控制部，控制襯底的旋轉周期P或者氣體提供周期T，使得上述氣體提供周期T與上述旋轉周期P，滿足以下的式(1)|mP-nT|＞≠0(n、m為自然數(shù))(1)(＞≠0表示真比0大，||表示絕對值。)其中，上述氣體提供周期T由從流入氣體A到下次流入氣體A的時間規(guī)定。
11.根據(jù)權利要求10所述的襯底處理裝置，其特征在于上述控制部控制上述旋轉周期P或者上述氣體提供周期T，使得至少在n≤10時，滿足上述式(1)。
12.根據(jù)權利要求10所述的襯底處理裝置，其特征在于上述控制部控制上述旋轉周期P或者上述氣體提供周期T，使得在為了在上述襯底上成膜而提供上述氣體的所有時間內，滿足上述式(1)。
13.一種襯底處理裝置，包括處理襯底的反應室；在上述反應室內保持上述襯底，且使上述襯底旋轉的旋轉裝置；向上述反應室內提供反應氣體的氣體提供系統(tǒng)；以及控制部，控制上述旋轉裝置和上述氣體提供系統(tǒng)，使得在周期性地向上述反應室內提供上述反應氣體時，上述反應氣體的提供周期與上述襯底的旋轉周期在一定時間以上不同步。
14.一種包括使用襯底處理裝置處理襯底的步驟的半導體器件的制造方法，該襯底處理裝置包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，該襯底處理裝置還具有控制部，控制襯底的旋轉周期或者氣體提供周期，使得氣體提供周期與襯底的旋轉周期，至少在執(zhí)行預定次數(shù)的氣體交替提供的期間不同步，其中，上述氣體提供周期由從流入氣體A到下次流入氣體A的時間規(guī)定。
15.一種包括使用襯底處理裝置處理襯底的步驟的半導體器件的制造方法，該襯底處理裝置包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，該襯底處理裝置還具有控制部，控制襯底的旋轉周期或者氣體提供周期，使得在從向上述襯底的任意部位提供氣體A起到下次向該任意部位提供氣體A為止的期間，執(zhí)行預定次數(shù)的氣體A、B的交替提供次數(shù)。
16.一種包括使用襯底處理裝置處理襯底的步驟的半導體器件的制造方法，該襯底處理裝置包括處理襯底的處理室、使上述襯底旋轉的襯底旋轉裝置、以及向上述襯底提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在上述襯底上形成所要的膜，該襯底處理裝置還具有控制部，控制襯底的旋轉周期P或者氣體提供周期T，使得上述氣體提供周期T與上述旋轉周期P，滿足以下的式(1)|mP-nT|＞≠0(n、m為自然數(shù))(1)(＞≠0表示真比0大，||表示絕對值。)其中，上述氣體提供周期T由從流入氣體A到下次流入氣體A的時間規(guī)定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種襯底處理裝置，包括反應室(201)、使晶片(200)旋轉的襯底旋轉裝置(267)、以及向晶片(200)提供氣體的氣體提供部，多次交替提供至少2種氣體A、B，在晶片(200)上形成所要的膜。具有控制部(321)，控制晶片(200)的旋轉周期，使得由從流入氣體A到下次流入氣體A的時間規(guī)定的氣體提供周期與晶片(200)的旋轉周期，至少在執(zhí)行預定次數(shù)的氣體交替提供的期間不同步。能夠防止用ALD法成膜后的膜的膜厚的襯底面內均勻性變差。
文檔編號C23C16/455GK1842899SQ20058000090
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權日2004年3月12日
發(fā)明者境正憲, 吉村智浩 申請人:株式會社日立國際電氣