專利名稱:襯底處理器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種襯底處理器件,特別涉及用于形成半導(dǎo)體器件用的薄 膜的化學(xué)氣相成長器件中的與清洗有關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
近年來,半導(dǎo)體器件的高集成化、低耗電化及低成本化正在不斷地發(fā) 展。為了實現(xiàn)高集成化、低耗電化及低成本化,迫切要求更薄、均勻性更 好的膜來作為構(gòu)成半導(dǎo)體器件的絕緣膜。
圖11 (a)及(b)表示以往的單片式化學(xué)氣相成長器件的簡要剖面結(jié) 構(gòu),圖11 (a)表示成膜時器件內(nèi)部的狀態(tài),圖11 (b)表示清洗時器件 內(nèi)部的狀態(tài)(參照日本特開2000—273638號公報)。
如圖11 (a)及(b)所示,在反應(yīng)室11的底部設(shè)置有兼作襯底支撐 部的下部電極12。也就是說,被處理襯底(晶片)IO裝在下部電極12上。 另外,下部電極12包含用于調(diào)整被處理襯底10的溫度的加熱器(無圖示)。 而在反應(yīng)室11的上部設(shè)置有與下部電極12對著的兼作成膜用淋浴器的上 部電極B。具體地說,上部電極13由將導(dǎo)入反應(yīng)室11內(nèi)的氣體分散的擋 板14、和將由擋板14分散的氣體更進一步地分散的平面板15構(gòu)成。通過 擋板14和平面板15,能夠使形成在被處理襯底10上的膜的膜厚度均勻性 提高。這里,在擋板14和平面板15上分別設(shè)置有用于使氣體通過的多個 孔,且一般將擋板14和平面板15之間的間隔設(shè)定得非常窄。
并且,在反應(yīng)室11的上部通過上部電極13安裝有用于將氣體導(dǎo)入反 應(yīng)室ll的內(nèi)部的氣體導(dǎo)入口 16。也就是說,從氣體導(dǎo)入口 16吐出的氣體
依次經(jīng)過擋板14及平面板15被導(dǎo)入下部電極12。并且,在反應(yīng)室11的 底部安裝有用于將導(dǎo)入反應(yīng)室11內(nèi)的氣體排出反應(yīng)室11的排氣口 17。排
氣口 17連接在無圖示的排氣泵上。
其次,參照圖11 (a)對使用以往的單片式化學(xué)氣相成長器件的成膜 步驟進行說明。首先,在下部電極12上安裝被處理襯底(晶片)10。也 就是說,將被處理襯底10設(shè)置在下部電極12和上部電極13之間。其次, 一邊由上述排氣泵通過排氣口 17進行反應(yīng)室11內(nèi)的排氣, 一邊從氣體導(dǎo) 入口 16通過擋板14及平面板15將成膜用材料氣體(反應(yīng)氣體)21導(dǎo)入 反應(yīng)室11的內(nèi)部。這里,通過使用無圖示的高頻電源在下部電極12和上 部電極13之間施加高頻電壓,來在下部電極12和上部電極13之間的區(qū) 域產(chǎn)生由反應(yīng)氣體21構(gòu)成的等離子體22,且通過將被處理襯底10暴露在 該等離子體22,來在被處理襯底IO上進行成膜?;蛘?,通過用加熱器(省 略圖示)將下部電極12加熱到40(TC左右進行熱CVD,藉此方法,在被 處理襯底10上進行成膜,來代替進行等離子體CVD (chemical vapor deposition)。
在圖11 (a)所示的成膜步驟中,如上所述,由于兼作氣體淋浴器的 上部電極13由擋板14和平面板15構(gòu)成,因此能夠通過擋板14將從氣體 導(dǎo)入口 16導(dǎo)入的反應(yīng)氣體21分散,且通過平面板15將其更進一步地分 散,來使沉積在被處理襯底10上的膜的均勻性提高。
圖12為設(shè)置在平面板15上的一個氣體孔的放大圖。如圖12所示, 在平面板15的各氣體孔15a中,為了使反應(yīng)氣體21的流速安定,將出口 的直徑(尺寸)a2設(shè)定得比入口的直徑(尺寸)al小。由于該入口與出 口之間的尺寸差而產(chǎn)生的氣體孔15a的最細(xì)部分的影響,因此在氣體孔15a 內(nèi)反應(yīng)氣體21的流動產(chǎn)生亂流31。
其次,參照圖11 (b)對以往的單片式化學(xué)氣相成長器件中的清洗步 驟進行說明。首先,在圖ll (a)所示的成膜步驟結(jié)束后,從反應(yīng)室ll取 出被處理襯底IO。其次,通過擋板14及平面板15從氣體導(dǎo)入口 16將用 于進行反應(yīng)室11內(nèi)的清洗的清洗氣體23導(dǎo)入反應(yīng)室11的內(nèi)部。這里, 通過使用無圖示的高頻電源在下部電極12和上部電極13之間施加高頻電 壓,來在下部電極12和上部電極13之間的區(qū)域產(chǎn)生由清洗氣體23構(gòu)成
的等離子體24,且將反應(yīng)室11的內(nèi)部暴露在該等離子體24中。藉此方法,
能夠除去在圖11 (a)所示的成膜步驟中附著在反應(yīng)室11的內(nèi)部的反應(yīng)生成物。
在上述以往的化學(xué)氣相成長器件中,存在這樣的問題由于隨著被處
理襯底10上的成膜次數(shù)的增加,反應(yīng)生成物附著在擋板14和平面板15 上的氣體孔中,因此通過該氣體孔的反應(yīng)氣體21的流動漸漸變亂,其結(jié) 果,導(dǎo)致被沉積的膜的均勻性變差。
并且,如圖11 (a)所示,在成膜步驟中從氣體導(dǎo)入口 16導(dǎo)入反應(yīng)室 11內(nèi)的反應(yīng)氣體(材料氣體)21,在通過擋板14時被從擋板14的中心部 分散到擋板14的周邊部。此時,為了使從擋板14的中心部的氣體孔吐出 的反應(yīng)氣體21的速度、和從擋板14的周邊部的氣體孔吐出的反應(yīng)氣體21 的速度相同,最好從氣體導(dǎo)入口 16流向擋板14的反應(yīng)氣體21 (也就是, 在被擋板14圍繞的空間中存在的反應(yīng)氣體21)的壓力均勻。但是,實際 上,與從位于氣體導(dǎo)入口 16的附近的擋板14的中心附近的氣體孔吐出的 反應(yīng)氣體21的速度相比,從位于氣體導(dǎo)入口 16較遠(yuǎn)的擋板14的周邊附 近的氣體孔吐出的反應(yīng)氣體21的速度較慢。其結(jié)果,由于在擋板14的周 邊部,反應(yīng)氣體21的滯留時間更長,因此反應(yīng)生成物有更容易附著在擋 板14中位于周邊附近的氣體孔的趨勢。另外,在一旦附著有該反應(yīng)生成 物的地方,以后會較易以該反應(yīng)生成物為核心,成長為更大的反應(yīng)生成物。 由于象這樣在擋板14的周邊附近的氣體孔中長大的反應(yīng)生成物妨礙了反 應(yīng)氣體21的流動,因此從該周邊附近的氣體孔吐到反應(yīng)室11的氣體量變 少,其結(jié)果,產(chǎn)生了使在被處理襯底10上形成的膜的膜厚度均勻性惡化 的新原因。
并且,如圖12所示,在平面板15的氣體孔15a中,為了使反應(yīng)氣體 21的流速穩(wěn)定為一定的速度,有時從氣體孔15a的途中開始將孔的直徑設(shè) 計得較細(xì)。但是,由于象這樣在氣體孔15a的直徑發(fā)生變化的部分(較細(xì) 的部分)中,反應(yīng)氣體21發(fā)生亂流31,因此該亂流31成為反應(yīng)生成物較 易附著在氣體孔15a中的原因。所以,該反應(yīng)生成物使通過氣體孔15a的 反應(yīng)氣體21的氣體量不穩(wěn)定,結(jié)果產(chǎn)生使在被處理襯底IO上形成的膜的 膜厚度均勻性惡化的新原因。
并且,如上所述,即使反應(yīng)生成物附著在擋板14和平面板15的氣體
孔中,最好也能夠通過使用了清洗氣體23的等離子體清洗除去氣體孔中
的反應(yīng)生成物,如圖11 (b)所示。然而,由于由清洗氣體23構(gòu)成的等離 子體24產(chǎn)生在平面板15的下側(cè)(平面板15和被處理襯底10之間),因 此擋板14的表面(向著被處理襯底10的方向的面)和與該表面對著的平 面板15的背面(與向著被處理襯底10的方向的面相反的面)很難被清洗。 因此,難以通過圖ll (b)所示的等離子體清洗徹底地除去附著在擋板14 和平面板15的氣體孔中的反應(yīng)生成物。
發(fā)明內(nèi)容
如上所鑒,本發(fā)明的目的在于對在反應(yīng)室內(nèi)包含由擋板和平面板構(gòu) 成的電極的化學(xué)氣相成長器件,通過抑制反應(yīng)生成物附著在各個板的氣體 孔中,或者除去附著在該氣體孔中的反應(yīng)生成物,能夠使形成在被處理襯 底上的膜的膜厚均勻性得到提高或者防止該膜厚均勻性的惡化。
以下,對為了達(dá)到上述目的的本發(fā)明所涉及的襯底處理器件的結(jié)構(gòu)進 行列舉。
(1) 一種襯底處理器件,包括能夠減壓的反應(yīng)室;設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部;設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口;設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從氣體 導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個第1孔的第1板;以及在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部和第1板之間與第1板面對面設(shè)置且具有將由第1板分散 的氣體更進一步地分散的多個第2孔的第2板。并且,使第1板和第2板 能夠相對移動,以便能夠調(diào)整第1板和第2板之間的間隔。
(2) 在上述(1)的器件中,能夠在第1板和第2板之間施加第1高 頻電壓,且能夠在第2板和襯底支撐部之間施加第2高頻電壓。
(3) —種襯底處理器件,包括能夠減壓的反應(yīng)室;設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部;設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口 ;設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從氣體 導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個孔的板;以及設(shè)置在板上且將板 加熱的加熱部。(4) 一種襯底處理器件,包括能夠減壓的反應(yīng)室;設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部;設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口;設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從氣體 導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個孔的板;以及設(shè)置在板上且向板 施加超聲波振動的振動源。
(5) 在上述(3)或者(4)的器件中,板由第1板和第2板構(gòu)成。 其中,第1板具有將從氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個第1 孔;第2板在襯底支撐部和第1板之間,與第l板面對面設(shè)置且具有將由 第1板分散的氣體更進一步地分散的多個第2孔。
(6) —種襯底處理器件,包括能夠減壓的反應(yīng)室設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部;設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口 ;設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從氣體 導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個孔的板;以及設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)且 分別與板中的多個孔對著的多個針形結(jié)構(gòu)。能夠移動多個針形結(jié)構(gòu),以使 其分別插進多個孔中。
(7) 在上述(6)的器件中,板由第1板和第2板構(gòu)成。其中,第l 板具有將從氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個第1 L,第2板 在襯底支撐部和第1板之間、與第1板面對面設(shè)置且具有將由第1板分散 的氣體更進一步地分散的多個第2孔。多個針形結(jié)構(gòu)設(shè)置在氣體導(dǎo)入口和 第1板之間,分別與多個第l孔對著,且能夠?qū)⑵湟苿右允蛊浞謩e插進多 個第1孔。
(8) 在上述(6)的器件中,板由第1板和第2板構(gòu)成。其中,第l 板具有將從氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個第1孔,第2板 在襯底支撐部和第1板之間、與第1板面對面設(shè)置且具有將由第1板分散 的氣體更進一步地分散的多個第2孔。多個針形結(jié)構(gòu)能夠收進襯底支撐部 的內(nèi)部,并且能夠?qū)⑵湟苿邮蛊鋸囊r底支撐部伸出,以便將其分別插進多 個第2孔中。
(9) 一種襯底處理器件,包括能夠減壓的反應(yīng)室;設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部;設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口 ;以及設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從
氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個孔的板。多個孔中的設(shè)置在 板周邊部的孔的尺寸,大于多個孔中的設(shè)置在板中心部的孔的尺寸。
(10) —種襯底處理器件,包括能夠減壓的反應(yīng)室;設(shè)置在反應(yīng)室 內(nèi)的襯底支撐部;設(shè)置在反應(yīng)室的壁部且向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體 導(dǎo)入口;以及設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間且具有將從 氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個孔的板。多個孔中的每個孔
的氣體入口側(cè)的尺寸均大于氣體出口側(cè)的尺寸,多個孔中的每個孔的內(nèi)壁
面的至少一部分相對于氣體流動方向的傾斜角度小于等于45° 。
其次,以下對本發(fā)明所涉及的襯底處理器件的清洗方法的構(gòu)成進行列舉。
在(2)的襯底處理器件中,清洗方法包括:通過使第1板和第2板
相對移動,來將第1板和第2板之間的間隔設(shè)定為能夠由第1高頻電壓產(chǎn) 生等離子體的間隔的步驟;通過第1板上的多個第1孔及第2板上的多個 第2孔將清洗氣體從氣體導(dǎo)入口提供給反應(yīng)室內(nèi)的步驟;以及通過施加第 1高頻電壓及第2高頻電壓中的至少一方,使在第1板和第2板之間、以 及第2板和襯底支撐部之間的至少一方產(chǎn)生由清洗氣體構(gòu)成的等離子體, 藉此方法除去在使用襯底處理器件進行處理時所產(chǎn)生的附著在第1板及第 2板上的反應(yīng)生成物的步驟。
在(3)的襯底處理器件中,清洗方法包括通過板上的多個孔從氣 體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)提供清洗氣體的步驟;以及通過加熱部將板加熱到 150°C以上,藉此方法除去在使用襯底處理器件進行處理時所產(chǎn)生的附著 在板上的反應(yīng)生成物的步驟。
在(4)的襯底處理器件中,清洗方法包括通過板上的多個孔從氣 體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)提供清洗氣體的步驟;以及通過振動源將超聲波振動 施加在板上,藉此方法除去在使用襯底處理器件進行處理時所產(chǎn)生的附著 在板上的反應(yīng)生成物的步驟。 (發(fā)明的效果)
根據(jù)本發(fā)明,由于能夠抑制在化學(xué)氣相成長器件等的襯底處理器件中 反應(yīng)生成物附著在氣體淋浴器等的板上的氣體孔中,或者由于能夠較容易 地除去附著在該氣體孔中的反應(yīng)生成物,因此能夠防止當(dāng)在襯底上形成薄
膜等時,每次重復(fù)進行成膜而使膜厚均勻性惡化的現(xiàn)象。 附圖的簡單說明
圖1為表示本發(fā)明的第1實施例所涉及的襯底處理器件(成膜時)的 簡要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖2為表示本發(fā)明的第1實施例所涉及的襯底處理器件(清洗時)的 簡要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖3為表示本發(fā)明的第2實施例所涉及的襯底處理器件的簡要剖面結(jié) 構(gòu)圖。
圖4為表示本發(fā)明的第3實施例所涉及的襯底處理器件的簡要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖5為表示本發(fā)明的第4實施例所涉及的襯底處理器件(成膜時)的
簡要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖6為表示本發(fā)明的第4實施例所涉及的襯底處理器件(清洗時)的 簡要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖7為表示本發(fā)明的第5實施例所涉及的襯底處理器件(成膜時)的 簡要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖8為表示本發(fā)明的第5實施例所涉及的襯底處理器件(清洗時)的 簡要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖9為表示本發(fā)明的第6實施例所涉及的襯底處理器件的簡要剖面結(jié) 構(gòu)圖。
圖10 (a)為表示本發(fā)明的第7實施例所涉及的襯底處理器件的平面 板上的氣體孔的剖面結(jié)構(gòu)圖;圖10 (b)及圖10 (c)為表示以往的襯底 處理器件的平面板中的氣體孔的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖11 (a)為表示以往的襯底處理器件(成膜時)的簡要剖面結(jié)構(gòu)圖; 圖ll (b)為表示以往的襯底處理器件(清洗時)的簡要剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖12為以往的襯底處理器件中的平面板上的氣體孔的放大圖。 (符號的說明)
100 —被處理襯底;101 —反應(yīng)室;102 —下部電極;103 —上部電 極;104 —擋板;104a—擋板的氣體孔;104b —擋板(周邊部)的氣體孔;
105—平面板;105a —平面板的氣體孔;105b —使平面板移動的機構(gòu); 106 —氣體導(dǎo)入口; 107 —排氣口; lll一反應(yīng)氣體(制造用氣體); 112 —等離子體;113 —清洗氣體;114一等離子體;115 —等離子體; 121—第1加熱器;122 —第2加熱器;131—超聲波振動源; 132 —清洗氣體;133 —等離子體;141—針形結(jié)構(gòu);142 —使針形結(jié)構(gòu)
移動的機構(gòu);151—針形結(jié)構(gòu);152 —使針形結(jié)構(gòu)移動的機構(gòu)。
具體實施方式
(第l實施例)
以下,參照附圖對本發(fā)明的第1實施例所涉及的襯底處理器件及其清 洗方法加以說明。
圖1及圖2表示第1實施例所涉及的襯底處理器件(具體地說,化學(xué) 氣相成長器件)的簡要剖面結(jié)構(gòu);圖1表示成膜時器件內(nèi)部的狀態(tài),圖2 表示清洗時器件內(nèi)部的狀態(tài)。
如圖1及圖2所示,在反應(yīng)室101的底部設(shè)置有兼作襯底支撐部的下 部電極102。也就是說,被處理襯底(晶片)100被裝在下部電極102上。 另外,反應(yīng)室101為能夠減壓(能夠?qū)崿F(xiàn)比常壓(大氣壓)更低的壓力狀 態(tài))的反應(yīng)室,下部電極102包括用于調(diào)整被處理襯底100的溫度的加熱 器(省略圖示)。
而在反應(yīng)室101的上部設(shè)置有與下部電極102對著的兼作成膜用氣體 淋浴器的上部電極103。上部電極103由使導(dǎo)入反應(yīng)室101內(nèi)的氣體分散 的擋板104、和使被擋板104分散的氣體更進一步地分散的平面板105構(gòu) 成。通過擋板104及平面板105能夠使在被處理襯底100上形成的膜的膜 厚均勻性提高。
具體地說,擋板104由設(shè)置有用于使氣體通過的多個氣體孔104a的 第1氣體分散部、安裝有在該第1氣體分散部的上側(cè)設(shè)置的與該第1氣體 分散部對著且用于將氣體導(dǎo)入反應(yīng)室101的內(nèi)部的氣體導(dǎo)入口 106的頂 部、以及隔開該頂部和第l氣體分散部之間的空間的側(cè)部構(gòu)成。這里,擋 板104的第1氣體分散部設(shè)置成與下部電極102的襯底支撐面平行。并且, 擋板104的頂部構(gòu)成反應(yīng)室101的頂部的一部分,且設(shè)置成與擋板104的
第1氣體分散部平行。另夕卜,氣體導(dǎo)入口 106安裝在擋板104的頂部的中
心。也就是說,氣體導(dǎo)入口 106與擋板104的第1氣體分散部的中央,也 就是與下部電極102的襯底支撐面的中央對著。這樣一來,從氣體導(dǎo)入口 106導(dǎo)入到被擋板104圍繞的空間的氣體,在通過擋板104的第1氣體分 散部時從擋板104的中心部分散到擋板104的周邊部。
并且,平面板105由第2氣體分散部、以及隔開擋板104和平面板105 之間的空間的側(cè)部構(gòu)成,其中,第2氣體分散部設(shè)置在擋板104的第1氣 體分散部的下側(cè)、與該第1氣體分散部對著且設(shè)置有用于使氣體通過的多 個氣體孔105a。也就是說,平面板105的第2氣體分散部,在擋板104的 第1氣體分散部和下部電極102的襯底支撐面之間,設(shè)置成與下部電極102 的襯底支撐面平行的狀態(tài)。并且,作為本實施例的特征,平面板105的側(cè) 部通過使平面板105沿上下方向(垂直方向)移動的機構(gòu)105b安裝在反 應(yīng)室101的頂部。這樣一來,能夠使平面板105從與擋板104非常接近的 位置向下方移動(當(dāng)然,也能夠使平面板105沿相反方向移動)。也就是 說,在本實施例中,將擋板104 (第1氣體分散部)和平面板105 (第2 氣體分散部)之間的間隔設(shè)定為能夠調(diào)整的狀態(tài)。
另外,在反應(yīng)室101的底部安裝有用于將導(dǎo)入反應(yīng)室101內(nèi)的氣體排 到反應(yīng)室101之外的排氣口 107。排氣口 107連接在無圖示的排氣泵上。
并且,在圖l及圖2所示的襯底處理器件中,能夠使用無圖示的高頻 電源,在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓。具體地說,作 為本實施例的特征,能夠在擋板104 (第1氣體分散部)和平面板105 (第 2氣體分散部)之間施加第1高頻電壓,并且,能夠在平面板105 (第2 氣體分散部)和下部電極102之間施加第2高頻電壓。這里,上述高頻電 源也可以連接在上部電極103上,或者也可以連接在下部電極102上。
其次,參照圖l對使用本實施例的化學(xué)氣相成長器件的成膜步驟的一 個例子進行說明。首先,通過機構(gòu)105b使平面板105 (第2氣體分散部) 移動到距擋板104 (第l氣體分散部)非常近的位置,然后,將被處理襯 底(晶片)100設(shè)置在下部電極102上,且一邊將被處理襯底100加熱到 40(TC左右, 一邊通過擋板104及平面板105將成膜用材料氣體(反應(yīng)氣 體)111從氣體導(dǎo)入口 106導(dǎo)入反應(yīng)室101的內(nèi)部。這里,通過使用無圖
示的高頻電源,在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓,來在
下部電極102和上部電極103之間的區(qū)域產(chǎn)生由反應(yīng)氣體111構(gòu)成的等離 子體112,且通過將被處理襯底100暴露在該等離子體112中,來在被處 理襯底100上進行成膜?;蛘?,通過用加熱器(省略圖示)將下部電極102 加熱到40(TC左右進行熱CVD,藉此方法在被處理襯底100上進行成膜, 來代替進行等離子體CVD。具體地說,向反應(yīng)室101內(nèi),流入作為反應(yīng) 氣體111 (制造用氣體)的例如TEOS (四乙基原硅酸鹽)氣體、臭氣、 TEPO (磷酸三乙酯)氣體及TEB (三乙氧基硼)氣體,通過被處理襯底 100上的上述制造用氣體的熱反應(yīng)來制成BPSG (boron—dopedphospho— silicate glass )膜。
另外,在圖1所示的成膜步驟中,將擋板104 (第1氣體分散部)和 平面板105 (第2氣體分散部)之間的間隔設(shè)定為使被處理襯底100的表 面上的反應(yīng)氣體lll的分布(水平方向分布)均勻的間隔(例如,lmm左 右)。
并且,在圖1所示的成膜步驟中,由于兼作氣體淋浴器的上部電極103 由擋板104和平面板105構(gòu)成,因此通過用擋板104將從氣體導(dǎo)入口 106 導(dǎo)入的反應(yīng)氣體lll分散;且用平面板105將其更進一步地分散,能夠使 在被處理襯底100上沉積的膜的均勻性提高。
其次,參照圖2對使用本實施例的化學(xué)氣相成長器件的清洗步驟的一 個例子進行說明。首先,在圖2所示的成膜步驟結(jié)束后,從反應(yīng)室101取 出被處理襯底100,然后,通過擋板104及平面板105從氣體導(dǎo)入口 106 向反應(yīng)室101的內(nèi)部導(dǎo)入用于進行反應(yīng)室101內(nèi)的清洗的清洗氣體113, 例如C2F6氣體和NF3氣體等。此時,通過用機構(gòu)105b使平面板105下降, 來將平面板105 (第2氣體分散部)和擋板104 (第1氣體分散部)之間 的距離設(shè)定為由施加在兩板之間的高頻電壓(第1高頻電壓)來充分產(chǎn)生 等離子體的距離(例如,3 20mm左右)。其次,使用無圖示的高頻電源, 分別在平面板105和下部電極102之間施加高頻電壓(第2高頻電壓), 在平面板105和擋板104之間施加第1高頻電壓。藉此方法,來在平面板 105 (第2氣體分散部)和下部電極102之間的區(qū)域產(chǎn)生由清洗氣體113 構(gòu)成的等離子體114,且在平面板105 (第2氣體分散部)和擋板104 (第
1氣體分散部)之間的區(qū)域產(chǎn)生由清洗氣體113構(gòu)成的等離子體115。通 過等離子體114及等離子體115,能夠分解除去附著在反應(yīng)室101的內(nèi)壁、
擋板104及在其上的氣體孔104a、和平面板105及在其上的氣體孔105a 等上的反應(yīng)生成物(主要是二氧化硅)。
特別是,根據(jù)本實施例,能夠通過在平面板105和擋板104之間產(chǎn)生 的等離子體115,來除去用以往的技術(shù)難以除去的附著在擋板104的氣體 孔104a上的反應(yīng)生成物。
另外,在第l實施例中,雖然使用了下部電極102作為襯底支撐部, 但是也可以不是下部電極102,而是在下部電極102和上部電極103之間 設(shè)置裝有被處理襯底100的襯底支撐部。
并且,在第1實施例中,設(shè)置了使平面板105沿上下方向(垂直方向) 移動的機構(gòu)105b,以便能夠調(diào)整擋板104 (第1氣體分散部)和平面板105 (第2氣體分散部)之間的間隔。但是,本發(fā)明并不限定于此,也可以設(shè) 置使擋板104沿上下方向(垂直方向)移動的機構(gòu),此時,即可以設(shè)置機 構(gòu)105b,也可以不設(shè)置機構(gòu)105b。
并且,在第1實施例中,若擋板104能夠使從氣體導(dǎo)入口 106導(dǎo)入反 應(yīng)室101內(nèi)的氣體在襯底支撐部(下部電極102)和氣體導(dǎo)入口 106之間 分散,則對其形狀及配置不作特別地限制。例如,擋板104也可以由與本 實施例一樣的氣體分散部(第1氣體分散部)、和安裝在該頂部的用來隔 開該氣體分散部和反應(yīng)室101的頂部之間的空間的側(cè)部構(gòu)成。
并且,在第1實施例中,若平面板105能夠?qū)⒂蓳醢?04分散的氣體 在襯底支撐部(下部電極102)和擋板104之間更進一步地分散,則對其 形狀及配置不作特別地限制。例如,平面板105也可以由兩端安裝在反應(yīng) 室IOI的側(cè)壁部的氣體分散部(第2氣體分散部)構(gòu)成。
并且,在第1實施例中,在圖2所示的清洗步驟中,同時在平面板105 和下部電極102之間施加第2高頻電壓、以及在平面板105和擋板104之 間施加第l高頻電壓,藉此方法,在平面板105和下部電極102之間的區(qū) 域產(chǎn)生等離子體U4,同時,在平面板105和擋板104之間的區(qū)域產(chǎn)生等 離子體115。但是,也可以通過分別設(shè)定進行第1高頻電壓的施加的期間 和進行第2高頻電壓的施加的期間,來分別設(shè)定用等離子體114進行清洗
的期間和用等離子體115進行清洗的期間。
并且,在第l實施例中,以化學(xué)氣相成長器件為對象,但是即使以其 它襯底處理器件,例如,使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu)及該器件的清洗)為對象來代替它,也能夠獲得同樣的效果。 (第2實施例)
以下,參照附圖對本發(fā)明的第2實施例所涉及的襯底處理器件及其清 洗方法加以說明。
圖3表示第2實施例所涉及的襯底處理器件(具體地說,化學(xué)氣相成
長器件)的簡要剖面結(jié)構(gòu)。另外,在圖3中,對于與圖1及圖2所示的第
1實施例一樣的部件所標(biāo)注的相同符號,省略說明。
如圖3所示,在本實施例的襯底處理器件中,與第1實施例一樣,用 于產(chǎn)生等離子體的上部電極103,由擋板104和平面板105構(gòu)成,作為本 實施例的特征,在擋板104的側(cè)部的內(nèi)壁面安裝有第1加熱器121,并且 在平面板105的側(cè)部的外壁面安裝有第2加熱器122。另外,在本實施例 中,雖然平面板105的側(cè)部沒有通過第1實施例的機構(gòu)105b而是直接安 裝在反應(yīng)室101的頂部,當(dāng)然也可以設(shè)置該機構(gòu)105b。
在使用本實施例的化學(xué)氣相成長器件的成膜步驟中,與第1實施例一 樣,在下部電極102上設(shè)置了被處理襯底(晶片)100后,通過擋板104 及平面板105的各個氣體孔從氣體導(dǎo)入口 106向反應(yīng)室101的內(nèi)部導(dǎo)入制 造用氣體。這里,通過在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓, 來在下部電極102和上部電極103之間的區(qū)域產(chǎn)生由制造用氣體構(gòu)成的等 離子體,且通過將被處理襯底IOO暴露在該等離子體中,來在被處理襯底 IOO上進行成膜?;蛘撸ㄟ^用加熱器(省略圖示)將下部電極102加熱 到400。C左右進行熱CVD,藉此方法,在被處理襯底100上進行成膜,來 代替進行等離子體CVD。
并且,在使用本實施例的化學(xué)氣相成長器件的清洗步驟中,在結(jié)束了 上述成膜步驟后,從反應(yīng)室101取出被處理襯底100,然后, 一邊使反應(yīng) 室101內(nèi)保持適當(dāng)?shù)臏p壓狀態(tài), 一邊使用設(shè)置在擋板104的內(nèi)壁的第1加 熱器121和設(shè)置在平面板105的外壁的第2加熱器122,對擋板104及平 面板105進行加熱。在不使用加熱器進行加熱的以往的等離子體清洗中,
將各板加熱到IOO'C左右,但是在本實施例中,將擋板104及平面板105 加熱到15(TC以上,甚至加熱到較理想的20(TC以上。這樣一來,即使擋 板104的氣體孔104a和平面板105的氣體孔105a為細(xì)小的孔(細(xì)孔), 各氣體孔也被加熱到與各板一樣的溫度。其結(jié)果,由于通過高溫和減壓氣 氛有效地使附著在擋板104的氣體孔104a和平面板105的氣體孔105a中 的反應(yīng)生成物蒸發(fā)或者揮發(fā),因此能夠除去該反應(yīng)生成物。這里,對各板 的加熱溫度越高,上述效果越明顯,然而需要考慮對各板進行加熱時O環(huán) 等的周邊部件的耐熱溫度(在現(xiàn)有情況下,耐熱溫度為20(TC左右的部件 較多)。但是,通過使用具有高耐熱溫度的部件作為O環(huán)等的周邊部件, 能夠?qū)⒏靼寮訜岬?0(TC左右。
另外,在第2實施例中,也可以在清洗步驟中不用等離子體。但是, 也可以將使用通過擋板104及平面板105將清洗氣體從氣體導(dǎo)入口 106導(dǎo) 入反應(yīng)室101內(nèi)且在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓而產(chǎn) 生的等離子體的清洗、和使用上述加熱器121及122的清洗同時進行。此 時,與第l實施例一樣,也可以將平面板105 (第2氣體分散部)和擋板 104 (第1氣體分散部)之間的距離設(shè)定為通過高頻電壓充分地產(chǎn)生等離 子體的距離,分別在平面板105和擋板104之間施加第1高頻電壓,在平 面板105和下部電極102之間施加第2高頻電壓。這樣一來,在平面板105 和下部電極102之間的區(qū)域、以及平面板105和擋板104之間的區(qū)域就分 別產(chǎn)生由清洗氣體構(gòu)成的等離子體,通過各等離子體能夠分解除去附著在 反應(yīng)室101的內(nèi)壁、各板及各板的氣體孔等中的反應(yīng)生成物。
并且,雖然在第2實施例中,在擋板104的側(cè)部的內(nèi)壁面設(shè)置有第1 加熱器121,并且在平面板105的側(cè)部的外壁面設(shè)置有第2加熱器122, 但是也可以僅在其中任意一個板上設(shè)置加熱器來代替它。另外,對各板中 的加熱器的安裝位置沒有特別地限制。并且,在本實施例中,也可以不設(shè) 置擋板104及平面板105中的任意一方。
并且,在第2實施例中,以化學(xué)氣相成長器件為對象,但是即使以其 它襯底處理器件,例如,使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu)及該器件的清洗)為對象來代替它,也能夠獲得同樣的效果。 (第3實施例)
以下,參照附圖對本發(fā)明的第3實施例所涉及的襯底處理器件及其清 洗方法加以說明。
圖4表示第3實施例所涉及的襯底處理器件(具體地說,化學(xué)氣相成 長器件)的簡要剖面結(jié)構(gòu)。另外,在圖4中,對與圖1及圖2所示的第1 實施例一樣的部件所標(biāo)注的相同符號,省略說明。
如圖4所示,在本實施例的襯底處理器件中,與第l實施例一樣,用 于產(chǎn)生等離子體的上部電極103,由擋板104和平面板105構(gòu)成,但是作 為本實施例的特征是,能夠?qū)⒊舨ㄕ駝觽鞯綋醢?04也就是上部電極 103的超音波振動源131被固定安裝在擋板104的頂部。另外,雖然在本 實施例中,平面板105的側(cè)部沒有通過第1實施例的機構(gòu)105b而是直接 安裝在反應(yīng)室101的頂部,但是當(dāng)然也可以設(shè)置該機構(gòu)105b。
在使用本實施例的化學(xué)氣相成長器件的成膜步驟中,與第1實施例一 樣,在下部電極102上設(shè)置了被處理襯底(晶片)100后,通過擋板104 及平面板105的各個氣體孔從氣體導(dǎo)入口 106向反應(yīng)室101的內(nèi)部導(dǎo)入制 造用氣體。這里,通過在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓, 來在下部電極102和上部電極103之間的區(qū)域產(chǎn)生由制造用氣體構(gòu)成的等 離子體,且通過將被處理襯底100暴露在該等離子體中,來在被處理襯底 IOO上進行成膜?;蛘?,通過用加熱器(省略圖示)將下部電極102加熱 到400。C左右進行熱CVD,藉此方法在被處理襯底IOO上進行成膜,來代 替進行等離子體CVD。
并且,在使用本實施例的化學(xué)氣相成長器件的清洗步驟中,在結(jié)束了 上述成膜歩驟后,從反應(yīng)室101取出被處理襯底100,然后,使用超聲波 振動源131使擋板104和平面板105振動。這樣一來,能夠用機械的方法 有效地除去附著在擋板104的氣體孔104a和平面板105的氣體孔105a上 的反應(yīng)生成物。并且,此時,也可以通過擋板104及平面板105從氣體導(dǎo) 入口 106將清洗氣體132導(dǎo)入反應(yīng)室101內(nèi),并且在下部電極102和上部 電極103之間施加高頻電壓,來進行使用所產(chǎn)生的等離子體133的清洗。
另外,在第3實施例中,也可以在清洗步驟中不用等離子體。并且, 與第1實施例一樣,也可以將平面板105 (第2氣體分散部)和擋板104 (第1氣體分散部)之間的距離設(shè)定為通過高頻電壓充分地產(chǎn)生等離子體
的距離,分別在平面板105和擋板104之間施加第1高頻電壓,在平面板
105和下部電極102之間施加第2高頻電壓。這樣一來,在平面板105和 下部電極102之間的區(qū)域、以及在平面板105和擋板104之間的區(qū)域就分 別產(chǎn)生由清洗氣體構(gòu)成的等離子體,通過各等離子體能夠分解除去附著在 反應(yīng)室101的內(nèi)壁、各板及各板的氣體孔等上的反應(yīng)生成物。
并且,在第3實施例中,也可以一起進行使用超聲波振動源131的清 洗和使用加熱器的第2實施例的清洗。
并且,在第3實施例中,若設(shè)置超聲波振動源131的地方為能夠?qū)⒊?聲波振動傳到擋板104和平面板105的地方的話,則不作特別地限制。也 就是說,可以在由擋板104及平面板105構(gòu)成的上部電極103的任意地方 設(shè)置一個或者多個超聲波振動源。并且,在本實施例中,也可以不設(shè)置擋 板104及平面板105中的任意一方。
并且,在第3實施例中,以化學(xué)氣相成長器件為對象,但是即使以其 它襯底處理器件,例如,使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu)及該器件的清洗)為對象來代替它,也能夠獲得同樣的效果。 (第4實施例)
以下,參照附圖對本發(fā)明的第4實施例所涉及的襯底處理器件及其清 洗方法加以說明。
圖5及圖6表示第4實施例所涉及的襯底處理器件(具體地說,化學(xué) 氣相成長器件)的簡要剖面結(jié)構(gòu)。另外,在圖5及圖6中,對與圖l及圖 2所示的第1實施例一樣的部件所標(biāo)注的相同符號,省略說明。
如圖5所示,雖然在本實施例的襯底處理器件中,與第1實施例一樣, 用于產(chǎn)生等離子體的上部電極103,由擋板104和平面板105構(gòu)成,但是 作為本實施例的特征是,在氣體導(dǎo)入口 106和擋板104之間(也就是,被 擋板104圍繞的空間),設(shè)置有與擋板104上的多個氣體孔104a中的至少 位于板周邊部分的氣體孔104a (也就是,在下述的成膜步驟中產(chǎn)生的反應(yīng) 生成物較易附著的氣體孔104a)對著的多個針形結(jié)構(gòu)141。也就是說,各 個針形結(jié)構(gòu)141與相應(yīng)的氣體孔104a對著。并且,各個針形結(jié)構(gòu)141連 接在能夠使它們沿上下方向(垂直方向)移動的機構(gòu)142上。也就是說, 如圖6所示,能夠使用機構(gòu)142使各個針形結(jié)構(gòu)141插進擋板104上所規(guī) 定的氣體孔104a中。
另外,雖然在本實施例中,平面板105的側(cè)部沒有通過第1實施例的 機構(gòu)105b而是直接安裝在反應(yīng)室101的頂部,但是當(dāng)然也可以設(shè)置該機 構(gòu)105b。
在使用本實施例的化學(xué)氣相成長器件的成膜步驟中,在不使各個針形 結(jié)構(gòu)141插進擋板104的氣體孔104a中的狀態(tài)下(參照圖5),與第1實 施例一樣,在下部電極102上設(shè)置了被處理襯底(晶片)100后,通過擋 板104及平面板105中的各個氣體孔從氣體導(dǎo)入口 106向反應(yīng)室101的內(nèi) 部導(dǎo)入制造用氣體。這里,通過在下部電極102和上部電極103之間施加 高頻電壓,來在下部電極102和上部電極103之間的區(qū)域產(chǎn)生由制造用氣 體構(gòu)成的等離子體,且通過將被處理襯底100暴露在該等離子體中,來在 被處理襯底100上進行成膜?;蛘?,通過用加熱器(省略圖示)將下部電 極102加熱到40(TC左右進行熱CVD,藉此方法在被處理襯底100上進行 成膜,來代替進行等離子體CVD。
并且,在使用本實施例的化學(xué)氣相成長器件的清洗步驟中,在結(jié)束了 上述成膜步驟后,與第1實施例一樣,從反應(yīng)室101取出被處理襯底100, 然后,通過擋板104及平面板105從氣體導(dǎo)入口 106將清洗氣體導(dǎo)入反應(yīng) 室101的內(nèi)部,并且通過在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電 壓產(chǎn)生等離子體,來在反應(yīng)室101內(nèi)進行使用該等離子體的清洗。在該清 洗步驟的前后或者清洗步驟中,作為本實施例的特征,如圖6所示,通過 使用機構(gòu)142使各個針形結(jié)構(gòu)141下降,來將各個針形結(jié)構(gòu)141同時插進 擋板104中所規(guī)定的氣體孔104a中,藉此方法,擠出并且除去附著在氣 體孔104a的內(nèi)壁面上的反應(yīng)生成物。也就是說,通過一起使用由各個針 形結(jié)構(gòu)141進行的清洗和由等離子體進行的清洗,能夠進行效率較好的清 洗。
另外,在第4實施例中,也可以在清洗步驟中不用等離子體。也就是 說,也可以在清洗步驟中僅進行使用各個針形結(jié)構(gòu)141的清洗。并且,在 進行使用等離子體的清洗時,與第1實施例一樣,也可以將平面板105 (第 2氣體分散部)和擋板104 (第1氣體分散部)之間的距離設(shè)定為通過高 頻電壓充分地產(chǎn)生等離子體的距離,分別在平面板105和擋板104之間施
加第1高頻電壓,在平面板105和下部電極102之間施加第2高頻電壓。
這樣一來,在平面板105和下部電極102之間的區(qū)域、以及平面板105和 擋板104之間的區(qū)域就分別產(chǎn)生由清洗氣體構(gòu)成的等離子體,能夠通過各 等離子體分解除去附著在反應(yīng)室101的內(nèi)壁、各板及各板的氣體孔等中的 反應(yīng)生成物。
并且,在第4實施例中,也可以一起使用由各個針形結(jié)構(gòu)141進行的 清洗,由加熱器進行的第2實施例的清洗或者(以及)由超聲波振動源進 行的第3實施例的清洗。
并且,雖然在第4實施例中,設(shè)置了與擋板104中所規(guī)定的氣體孔104a 相對應(yīng)的數(shù)目的針形結(jié)構(gòu)141,但是也可以設(shè)置與擋板104中的所有氣體 孔104a相對應(yīng)的數(shù)目的針形結(jié)構(gòu)141來代替它。并且,在本實施例中, 也可以不設(shè)置平面板105。
并且,雖然在第4實施例中,以化學(xué)氣相成長器件為對象,但是即使 以其它襯底處理器件,例如,使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別 是電極結(jié)構(gòu)及該器件的清洗)為對象來代替它,也能夠獲得同樣的效果。 (第5實施例)
以下,參照附圖對本發(fā)明的第5實施例所涉及的襯底處理器件及其清 洗方法加以說明。
圖7及圖8表示第5實施例所涉及的襯底處理器件(具體地說,化學(xué) 氣相成長器件)的簡要剖面結(jié)構(gòu)。另外,在圖7及圖8中,對與圖l及圖 2所示的第1實施例一樣的部件所標(biāo)注的相同符號,省略說明。
如圖7及圖8所示,雖然在本實施例的襯底處理器件中,與第1實施 例一樣,用于產(chǎn)生等離子體的上部電極103,由擋板104和平面板105構(gòu) 成,但是作為本實施例的特征是,在平面板105的下側(cè)設(shè)置有能夠插進平 面板105的各個氣體孔105a中的多個針形結(jié)構(gòu)151。并且,各個針形結(jié)構(gòu) 151連接在能夠使它們沿上下方向(垂直方向)移動的機構(gòu)152上。
另外,雖然在本實施例中,平面板105的側(cè)部沒有通過第1實施例的 機構(gòu)105b而是直接安裝在反應(yīng)室101的頂部,但是當(dāng)然也可以設(shè)置該機 構(gòu)105b。
在使用本實施例的化學(xué)氣相成長器件的成膜步驟中,如圖7所示,各
個針形結(jié)構(gòu)151與機構(gòu)152—起被收進兼作襯底支撐部的下部電極102內(nèi)。
這里,各個針形結(jié)構(gòu)151被設(shè)置在與平面板105的各個氣體孔105a的位 置對著的位置上。在此狀態(tài)下,與第l實施例一樣,在下部電極102上設(shè) 置了被處理襯底(晶片)100后,通過擋板104及平面板105的各個氣體 孔從氣體導(dǎo)入口 106向反應(yīng)室101的內(nèi)部導(dǎo)入制造用氣體。這里,通過在 下部電極102和上部電極103之間施加高頻電壓,來在下部電極102和上 部電極103之間的區(qū)域產(chǎn)生由制造用氣體構(gòu)成的等離子體,且通過將被處 理襯底100暴露在該等離子體中,來在被處理襯底100上進行成膜?;蛘?, 通過用加熱器(省略圖示)將下部電極102加熱到40(TC左右進行熱CVD, 藉此方法在被處理襯底IOO上進行成膜,來代替進行等離子體CVD。
并且,在使用本實施例的化學(xué)氣相成長器件的清洗步驟中,在結(jié)束了 上述成膜步驟后,與第1實施例一樣,從反應(yīng)室101取出被處理襯底100, 然后,通過擋板104及平面板105從氣體導(dǎo)入口 106將清洗氣體導(dǎo)入反應(yīng) 室101的內(nèi)部,并且通過在下部電極102和上部電極103之間施加高頻電 壓產(chǎn)生等離子體,來在反應(yīng)室101內(nèi)進行使用該等離子體的清洗。在該清 洗步驟的前后或者清洗步驟中,作為本實施例的特征,如圖8所示,通過 使用機構(gòu)152使各個針形結(jié)構(gòu)151上升,換句話說,通過使各個針形結(jié)構(gòu) 151從為襯底支撐部的下部電極102伸出,來使各個針形結(jié)構(gòu)151同時插 進平面板105的各個氣體孔105a中,藉此方法,擠出附著在氣體孔105a 的內(nèi)壁面的反應(yīng)生成物,且將其除去。也就是說,通過一起使用由各個針 形結(jié)構(gòu)151進行的清洗和由等離子體進行的清洗,能夠進行效率較好的清 洗。
另外,在第5實施例中,也可以在清洗步驟中不用等離子體。也就是 說,也可以在清洗步驟中僅進行使用各個針形結(jié)構(gòu)151的清洗。并且,當(dāng) 進行使用等離子體的清洗時,與第1實施例一樣,也可以將平面板105 (第 2氣體分散部)和擋板104 (第1氣體分散部)之間的距離設(shè)定為通過高 頻電壓充分地產(chǎn)生等離子體的距離,分別在平面板105和擋板104之間施 加第1高頻電壓,在平面板105和下部電極102之間施加第2高頻電壓。 這樣一來,在平面板105和下部電極102之間的區(qū)域、以及在平面板105 和擋板104之間的區(qū)域就分別產(chǎn)生由清洗氣體構(gòu)成的等離子體,通過各等
離子體能夠分解除去附著在反應(yīng)室101的內(nèi)壁、各板及各板的氣體孔等上 的反應(yīng)生成物。
并且,在第5實施例中,也可以對平面板105的氣體孔105a —起進 行使用針形結(jié)構(gòu)151的清洗、使用加熱器的第2實施例的清洗、使用超聲 波振動源的第3實施例的清洗或者(以及)對擋板104的氣體孔104a進 行使用針形結(jié)構(gòu)的第4實施例的清洗。
并且,雖然在第5實施例中,設(shè)置了與平面板105的所有氣體孔105a 相對應(yīng)的數(shù)目的針形結(jié)構(gòu)151,但是也可以設(shè)置與平面板105中所規(guī)定的 氣體孔105a (例如,在成膜步驟中產(chǎn)生的反應(yīng)生成物較易附著的周邊附近 的氣體孔105a)相對應(yīng)的數(shù)目的針形結(jié)構(gòu)151。并且,在本實施例中,也 可以不設(shè)置擋板104。
并且,雖然在第5實施例中,在成膜步驟時,將各個針形結(jié)構(gòu)151收 進了下部電極102內(nèi),但是也可以使各個針形結(jié)構(gòu)151退避到不成為成膜 步驟的障礙的其它地方來代替它。
并且,在第5實施例中,以化學(xué)氣相成長器件為對象,但是即使以其 它襯底處理器件,例如,使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu)及該器件的清洗)為對象來代替它,也能夠獲得同樣的效果。 (第6實施例)
以下,參照附圖對本發(fā)明的第6實施例所涉及的襯底處理器件加以說明。
圖9表示第6實施例所涉及的襯底處理器件(具體地說,化學(xué)氣相成 長器件)的簡要剖面結(jié)構(gòu)。另夕卜,在圖9中,對與圖1及圖2所示的第1 實施例一樣的部件所標(biāo)注的相同符號,省略說明。
如圖9所示,雖然在本實施例的襯底處理器件中,與第1實施例一樣, 用于產(chǎn)生等離子體的上部電極103,由擋板104和平面板105構(gòu)成,但是 作為本實施例的特征是,通過使從氣體導(dǎo)入口 106導(dǎo)入的制造用氣體分散 而能夠在被處理襯底周邊部成膜的擋板104上的、多個氣體孔中的設(shè)置在 板周邊部的氣體孔104b的尺寸大于設(shè)置在板中心部的氣體孔104a的尺 寸。這里,當(dāng)各個孔的平面形狀為例如圓形時,氣體孔104a或者104b的 尺寸是指直徑。具體地說,板中心部的氣體孔104a的尺寸(直徑)為0.6mm,
而板周邊部的氣體孔104b的尺寸(直徑)為1.2mm。
另外,在本實施例中,設(shè)置在平面板105的多個氣體孔105a在整個 板上具有相同的尺寸。并且,雖然在本實施例中,平面板105的側(cè)部沒有 通過第1實施例的機構(gòu)105b而是直接安裝在反應(yīng)室101的頂部,但是當(dāng) 然也可以設(shè)置該機構(gòu)105b。
如在發(fā)明內(nèi)容中所述,在以往的氣相成長器件中,成膜時反應(yīng)生成物 較易附著在擋板和平面板的氣體孔的出入口和內(nèi)壁面。事實上己經(jīng)確認(rèn)反 應(yīng)生成物特別容易附著在擋板周邊附近的氣體孔中。
而在本實施例中,在擋板104中,使板周邊部的氣體孔104b的尺寸 (例如,直徑)大于板中心部的氣體孔104a的尺寸(例如,直徑),通過 此方法能夠使成膜用的氣體(制造用氣體)滯留在板周邊部的氣體孔104b 的時間縮短。故,由于能夠抑制因該氣體的反應(yīng)而產(chǎn)生的附著物附著在板 周邊部的氣體孔104b上,因此也能夠減少在重復(fù)進行成膜步驟時被處理 襯底面內(nèi)(晶片面內(nèi))的膜厚度均勻性變壞的概率。
另外,在第6實施例中,以擋板104的氣體孔為對象,使設(shè)置在板周 邊部的氣體孔104b的尺寸大于設(shè)置在板中心部的氣體孔104a的尺寸。而 對于平面板的氣體孔,由于該大小(氣體孔直徑)為決定氣體的最終流速 的要素,因此最好使其在板的整個面上為同一直徑。但是,也可以在所規(guī) 定的限制條件下,使平面板105周邊部的氣體孔的尺寸大于該板中心部的 氣體孔的尺寸,此時,即可以不使擋板104的氣體孔直徑變化,也可以使 擋板104的氣體孔直徑變化。并且,在本實施例中,也可以不設(shè)置擋板104 及平面板105中的任意一方(在板周邊部和板中心部之間不使氣體孔尺寸 變化的一方)。
并且,在第6實施例中,以化學(xué)氣相成長器件為對象,但是即使以其 它襯底處理器件,例如,使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu))為對象來代替它,也能夠獲得同樣的效果。并且,在板周邊部和 板中心部之間不使氣體孔尺寸變化的本實施例的結(jié)構(gòu)也可以適用于第l 第5實施例的襯底處理器件。 (第7實施例)
以下,參照附圖對本發(fā)明的第7實施例所涉及的襯底處理器件加以說
明。
圖10 (a)表示第7實施例所涉及的襯底處理器件(具體地說,化學(xué) 氣相成長器件)的平面板中的氣體孔的剖面結(jié)構(gòu)。另外,本實施例的襯底
處理器件的基本結(jié)構(gòu)與圖11 (a)及圖11 (b)所示的以往的器件,或者 圖1 圖9所示的本發(fā)明的第1 第6實施例的器件一樣。具體地說,本 實施例與以往結(jié)構(gòu)和第1 第6實施例具有不同的氣體孔(平面板的氣體 孔)的剖面結(jié)構(gòu)。以下,在本實施例的襯底處理器件的基本結(jié)構(gòu)與圖9所 示的第6實施例(除去在板周邊部和板中心部之間使氣體孔的尺寸變化的 結(jié)構(gòu)) 一樣的前提下,對為本實施例的特征的平面板105的氣體孔105a 的結(jié)構(gòu)加以說明。另外,為了與本實施例進行比較,在圖10 (b)及圖10 (c)中表示了以往的襯底處理器件的平面板15中的氣體孔15a的剖面結(jié)
在以往的化學(xué)氣相成長器件中,如圖10 (b)所示,為了使氣體(反 應(yīng)氣體21)的流速穩(wěn)定為一定的速度,有時候?qū)怏w孔15a的尺寸(例如, 直徑)設(shè)計成從途中開始變細(xì)的結(jié)構(gòu)。此時,因使氣體孔15a從途中開始 變細(xì)而產(chǎn)生的傾斜面(氣體孔15a的內(nèi)壁面的一部分)相對于氣體21的 流動方向(沿著圖中虛線的方向)的傾斜角度9大于等于50° 。該傾斜角 度的大小取決于在平面板15上設(shè)置氣體孔15a所用的鉆孔機刀刃前端的 角度。
本案發(fā)明者們指出了在這樣的以往的化學(xué)氣相成長器件中所產(chǎn)生的 下述問題。也就是說,如圖10 (b)所示,在平面板15的氣體孔15a變細(xì) 的部分(中間變細(xì)的部分)中氣體21發(fā)生亂流31,該亂流31成為氣體 21的一部分逆流或者滯留的原因,其結(jié)果,由于對氣體孔15a的傾斜面也 提供有氣體21,因此造成反應(yīng)生成物32附著在氣體孔15a的內(nèi)壁面,如 圖10 (c)所示。
而雖然在本實施例中,與以往一樣,平面板105的各個氣體孔105a 中的氣體(制造用氣體)111的入口側(cè)的尺寸大于該氣體111的出口側(cè)的 尺寸,但是將由于使氣體孔105a從途中變細(xì)而產(chǎn)生的傾斜面(氣體孔105a 的內(nèi)壁面的一部分)相對于氣體111的流動方向(沿著圖中的虛線的方向) 的傾斜角度e設(shè)定為小于等于45。,如圖IO (a)所示。故,由于能夠防 止氣體孔105a內(nèi)的亂流的發(fā)生,因此能夠減少在氣體孔105a的內(nèi)壁面的 因成膜用的制造用氣體lll而帶來的反應(yīng)生成物的附著量。所以,由于即 使多次重復(fù)膜形成步驟,也能夠避免因反應(yīng)生成物的附著而使氣體孔105a 的實際尺寸變小的現(xiàn)象,因此通過氣體孔105a的氣體111的量不會變得 不穩(wěn)定。其結(jié)果,即使重復(fù)進行成膜步驟時,也能夠防止在被處理襯底面 (晶片面)上形成的膜的膜厚度逐漸變得不均勻的現(xiàn)象。
另外,在第7實施例中,為了使氣體的流速穩(wěn)定,最好氣體孔105a 的內(nèi)壁面中的傾斜面的傾斜角度至少大于等于10。。
并且,在第7實施例中,以平面板105的氣體孔105a為對象,將氣 體孔105a的內(nèi)壁面中的傾斜面的傾斜角度設(shè)定成所規(guī)定的值以下。但是 也可以以擋板104的氣體孔104a為對象,將氣體孔104a的內(nèi)壁面中的傾 斜面的傾斜角度設(shè)定成所規(guī)定的值以下,此時,即可以不將氣體孔105a 的內(nèi)壁面中的傾斜面的傾斜角度設(shè)定成所規(guī)定的值以下,也可以將氣體孔 105a的內(nèi)壁面中的傾斜面的傾斜角度設(shè)定成所規(guī)定的值以下。并且,在本 實施例中,也可以不設(shè)置擋板104及平面板105中的任意一方(不將傾斜 面的傾斜角度設(shè)定為所規(guī)定的值以下的一方)。
并且,在第7實施例中,以化學(xué)氣相成長器件為對象,但是即使以其 它襯底處理器件,例如,使用沉積性氣體的等離子體蝕刻器件(特別是電 極結(jié)構(gòu))為對象來代替它,也能夠獲得同樣的效果。并且,將板上的氣體 孔的內(nèi)壁面中的傾斜面的傾斜角度設(shè)定為所規(guī)定的值以下的本實施例的 結(jié)構(gòu)也可以適用于第1 第6實施例的襯底處理器件。
工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明涉及襯底處理器件中的與清洗有關(guān)的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)、和具有該結(jié)構(gòu)的器件的清洗方法,對使用了用于形成半導(dǎo)體器件 用的薄膜的化學(xué)氣相成長器件等場合特別有用。
權(quán)利要求
1、一種襯底處理器件,其特征在于包括能夠減壓的反應(yīng)室;設(shè)置在上述反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部;設(shè)置在上述反應(yīng)室的壁部、向上述反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入口;以及設(shè)置在上述反應(yīng)室內(nèi)的上述襯底支撐部和上述氣體導(dǎo)入口之間、具有將從上述氣體導(dǎo)入口向上述反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的上述氣體分散的多個孔的板;上述多個孔的每個孔中的、上述氣體的入口側(cè)的尺寸均大于上述氣體的出口側(cè)的尺寸;上述多個孔的每個孔的內(nèi)壁面的至少一部分相對于上述氣體的流動方向的傾斜角度小于等于45°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種襯底處理器件,能夠抑制由于反應(yīng)生成物附著在化學(xué)氣相成長器件等中的成膜用氣體淋浴器的氣體孔內(nèi)壁等,而造成的氣體孔直徑在每次重復(fù)進行成膜處理時變窄的現(xiàn)象,防止所形成的膜的膜厚度均勻性變差。包括能夠減壓的反應(yīng)室;設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部;設(shè)置在反應(yīng)室的壁部、向反應(yīng)室的內(nèi)部導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入口;以及設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)的襯底支撐部和氣體導(dǎo)入口之間、具有將從氣體導(dǎo)入口向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入的氣體分散的多個孔的板;多個孔的每個孔中的、氣體的入口側(cè)的尺寸均大于氣體的出口側(cè)的尺寸;多個孔的每個孔的內(nèi)壁面的至少一部分相對于氣體的流動方向的傾斜角度小于等于45°。
文檔編號H01L21/3065GK101174554SQ20071019345
公開日2008年5月7日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月7日
發(fā)明者上田聰, 佐藤宏行, 內(nèi)島秀人, 松原俊夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社