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，半導(dǎo)體器件的制造工序中所使用的單片處理式的襯底處理裝置中，作為處理晶片(襯底)時(shí)的晶片加熱方式而使用電阻加熱式加熱器。但是，在使用電阻加熱式加熱器的方式中，在減壓下例如從電阻加熱式加熱器與晶片的接觸面發(fā)生熱傳遞，因此要達(dá)到溫度穩(wěn)定需要花費(fèi)時(shí)間，進(jìn)而成為生產(chǎn)率降低的主要因素。作為解決對(duì)策，在晶片配置燈，使用來(lái)自該燈的輻射熱進(jìn)行加熱的方式是有效的。能夠?qū)麄€(gè)面均勻加熱，且能夠在短時(shí)間進(jìn)行升降溫，因此能夠大幅度縮短用于溫度上升到襯底的處理溫度的時(shí)間即所謂預(yù)熱時(shí)間。
[0003]作為燈加熱方式，有從襯底處理面(表面)進(jìn)行加熱的方法、從襯底背面進(jìn)行加熱的方法。在單片處理裝置中采用燈加熱方式的情況下，為了均勻供給氣體而在與襯底表面相對(duì)的處理室頂部設(shè)置氣體供給機(jī)構(gòu)的情形較多，由于這樣的機(jī)構(gòu)的限制，考慮在襯底背面配置燈進(jìn)行加熱。
[0004]作為在襯底形成薄膜的方法有CVD(Chemical Vapor Deposit1n，化學(xué)氣相沉積)、ALD (Atomic Layer Deposit1n，原子層沉積)。ALD法是使原料氣體和反應(yīng)氣體在襯底表面反應(yīng)而形成薄膜的方法。在該方法中，為使原料氣體和反應(yīng)氣體在除襯底表面以外的部位不反應(yīng)，優(yōu)選是在供給各氣體之間具有用于除去殘留氣體的凈化工序。ALD法能夠以原子水平控制膜厚，因此是例如在階梯覆蓋(step coverage)高的溝槽等形成膜時(shí)有效的方法。因而，在維持高生產(chǎn)率的同時(shí)在階梯覆蓋高的溝槽等形成薄膜時(shí)，使用燈來(lái)用ALD法進(jìn)行處理是有效的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]但是，在ALD(Atomic Layer Deposit1n:原子層沉積)成膜中采用燈加熱方式時(shí)，想到以下問(wèn)題。由于蔓延到襯底背面的氣體附著于燈表面而在燈上(收納燈的燈收納室與處理室之間所形成的窗口)形成膜，因此熱傳導(dǎo)特性大幅度變化，晶片溫度的偏差變大。為了防止這樣的對(duì)燈表面的膜附著，考慮使晶片背面的空間的壓力高于晶片表面的壓力以使氣體不蔓延到晶片背面，但由于壓差而晶片被抬起，結(jié)果會(huì)發(fā)生晶片的位置偏移。為了不引起晶片的位置偏移而考慮進(jìn)行壓力控制使得晶片表面及背面區(qū)域的壓力相同，但無(wú)法追隨切換氣體供給時(shí)的壓力急劇變動(dòng)，結(jié)果引起襯底位置偏移。認(rèn)為由于襯底的位置偏移而導(dǎo)致氣體進(jìn)入晶片背面，發(fā)生向燈表面的成膜。
[0006]因此，本發(fā)明的目的在于解決了上述問(wèn)題，提供一種在維持高生產(chǎn)率的同時(shí)、在階梯覆蓋高的溝槽等形成薄膜的襯底處理裝置及半導(dǎo)體器件的制造方法。
[0007]為了解決上述課題，本發(fā)明涉及的襯底處理裝置，包括:襯底處理室，對(duì)襯底進(jìn)行處理；氣體供給部，在對(duì)襯底處理時(shí)向所述襯底處理室交替供給多種處理氣體；襯底保持部，具有保持所述襯底的背面的一部分的保持機(jī)構(gòu)、和支承所述保持機(jī)構(gòu)的支承部；加熱部，從背面加熱所述襯底；待機(jī)室，供所述襯底保持部待機(jī)；以及控制部，控制所述氣體供給部及/或氣體排氣部，以使所述襯底處理室的壓力高于所述待機(jī)室的壓力。
[0008]根據(jù)另一方式，一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下工序:
[0009]將襯底保持部在待機(jī)室待機(jī)并在襯底處理位置保持襯底，將襯底表面暴露于處理室氣氛；
[0010]在從所述背面加熱所述襯底的同時(shí)，以使所述處理室的壓力高于所述待機(jī)室的壓力的方式向處理室交替供給多種處理氣體。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，提供一種在維持高生產(chǎn)率的同時(shí)、在階梯覆蓋高的溝槽等形成薄膜的襯底處理裝置及半導(dǎo)體器件的制造方法。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置的剖視圖。
[0013]圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的襯底處理的成膜順序例。
[0014]圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的襯底處理的成膜處理的流程例。
[0015]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的預(yù)熱時(shí)的襯底處理裝置的圖。
[0016]附圖標(biāo)記的說(shuō)明
[0017]5、狹窄空間形成構(gòu)件
[0018]100、襯底處理裝置
[0019]101、處理空間
[0020]102、待機(jī)室[0021 ]2OO、晶片(襯底)
[0022]201、處理室
[0023]260、控制器
[0024]270、狹窄空間區(qū)域
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下，基于【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的一實(shí)施方式。
[0026](I)襯底處理裝置的結(jié)構(gòu)
[0027]首先，說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置。
[0028]對(duì)本實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置100進(jìn)行說(shuō)明。襯底處理裝置100是在襯底200上形成薄膜的裝置，如圖1所示，構(gòu)成為單片處理式襯底處理裝置。
[0029]如圖1所示，襯底處理裝置100具有處理容器202。處理容器202構(gòu)成為例如橫截面為圓形的、扁平的密閉容器。此外，處理容器202的側(cè)壁、底壁由例如鋁(Al)、不銹鋼(SUS)等金屬材料構(gòu)成。
[0030]處理容器202由上部處理容器202a和下部處理容器202b、作為頂部的簇射頭230構(gòu)成。
[0031]將由上部處理容器202a及簇射頭230的下端所圍成的空間，即晶片(襯底)200上方的空間稱為處理空間101，將由下部處理容器202b所圍成的空間、即晶片200下方的空間稱為輸送空間(待機(jī)室)102。將由上部處理容器202a及簇射頭230的下端構(gòu)成、且包圍處理空間101的結(jié)構(gòu)稱為處理室201。
[0032]在下部處理容器202b的側(cè)面設(shè)有與閘閥205相鄰的未圖示的襯底搬入搬出口，晶片200經(jīng)由襯底搬入搬出口而在下部處理容器202b與未圖示的輸送室之間移動(dòng)。在下部處理容器202b的底部設(shè)有多個(gè)升降銷207。此外，在后述的襯底保持臺(tái)210及襯底200的背面方向具有作為加熱部的燈加熱器213。
[0033]在處理室201內(nèi)被構(gòu)成為，保持晶片200的襯底保持部210位于處理室201內(nèi)。襯底保持部210具有保持晶片200的背面的保持機(jī)構(gòu)210a和支承于升降銷207的保持部210b。保持機(jī)構(gòu)210a的晶片載置面的高度位置構(gòu)成在比保持部210b的表面的高度位置低的位置，構(gòu)成為在晶片200載置于載置面時(shí)，晶片200的表面與保持部210b的表面為相同高度。通過(guò)這樣構(gòu)成，從后述的第五氣體供給部供給的氣流不會(huì)對(duì)晶片200的側(cè)面產(chǎn)生影響。此外，襯底保持部210被構(gòu)成為支承晶片200的外周部。在下部容器202b，在與升降銷207對(duì)應(yīng)的位置分別設(shè)有供升降銷207貫通的貫通孔。
[0034]襯底保持部210由升降銷207支承。升降銷207貫通處理容器202的底部，進(jìn)而在處理容器202的外部與升降機(jī)構(gòu)218連接。通過(guò)使升降機(jī)構(gòu)218工作來(lái)使升降銷207及襯底保持部210升降，由此能夠使載置于襯底保持部210上的晶片200升降。需要說(shuō)明的是，升降銷207下端部的周圍由未圖示的波紋管覆蓋，將處理容器202內(nèi)保持為氣密。
[0035]襯底保持部210在晶片200輸送時(shí)下降，以使襯底載置面達(dá)到襯底搬入搬出口的位置(晶片輸送位置)，在晶片200處理時(shí)如圖1所示，使晶片200上升到處理室201內(nèi)的處理位置(晶片處理位置)。
[0036](氣體導(dǎo)入口)
[0037]在設(shè)于處理室201上部的后述的簇射頭230的上面(天井壁)設(shè)有用于向處理室201內(nèi)供給各種氣體的氣體導(dǎo)入口 241a、氣體導(dǎo)入口 241b、氣體導(dǎo)入口 241c。關(guān)于與氣體導(dǎo)入口 241a、氣體導(dǎo)入口 241b、氣體導(dǎo)入口 241c連接的氣體供給部的結(jié)構(gòu)將后述。
[0038](簇射頭)
[0039]在氣體導(dǎo)入口 241a、氣體導(dǎo)入口 241b、氣體導(dǎo)入口 241c與處理室201之間設(shè)有作為與處理室201連通的氣體分散機(jī)構(gòu)的簇射頭230。氣體導(dǎo)入口 241a、氣體導(dǎo)入口 241b、氣體導(dǎo)入口 241c連接于上部容器202a。從氣體導(dǎo)入口 241a、氣體導(dǎo)入口 241b、氣體導(dǎo)入口241c導(dǎo)入的氣體經(jīng)由設(shè)于上部容器202a的孔而被供給到簇射頭230的緩沖室232。緩沖室232形成為被上部容器202a和分散板234包圍。
[0040]簇射頭的蓋部分由具有導(dǎo)電性的金屬形成，在緩沖室232內(nèi)或處理室201內(nèi)生成等尚子時(shí)，有時(shí)將該蓋部分用作電極。在該情況下，在蓋部分與上部容器202a之間設(shè)置絕緣塊體，將蓋部分與上部容器202a之間絕緣。
[0041]簇射頭230在緩沖室232與處理室201的處理空間101之間具有用于使從氣體導(dǎo)入口 241a、氣體導(dǎo)入口 241b導(dǎo)入的氣體分散的分散板234。在