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)明涉及具有對襯底進(jìn)行處理的工序的半導(dǎo)體器件的制造方法和實(shí)施該半導(dǎo) 體器件的制造方法涉及的工序的襯底處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，閃存等半導(dǎo)體器件有高集成化的傾向。與此相伴，圖案尺寸顯著微細(xì)化。 在形成這些圖案時，有時作為半導(dǎo)體器件的制造工序的一個工序，實(shí)施對襯底進(jìn)行氧化處 理、氮化處理等規(guī)定處理的工序。進(jìn)行這些處理的襯底處理裝置，通過對襯底供給處理氣體 來實(shí)施針對襯底的成膜、襯底的表面處理等。
[0003] 作為以往的襯底處理裝置，已知例如使用簇射頭從襯底上方供給氣體的類型的片 式襯底處理裝置。在該片式襯底處理裝置中，在處理室內(nèi)通過襯托器（susceptor)的加熱 機(jī)構(gòu)加熱襯底，從連接于處理室的氣體供給管線經(jīng)由簇射頭對處理室內(nèi)的襯底表面供給例 如成膜氣體。在該襯底上流動的成膜氣體因熱能而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在襯底上形成薄膜。有 時，在這個時候交替流動2種以上的反應(yīng)氣體并一層一層地生成膜。
[0004] 如果襯底由襯托器的加熱機(jī)構(gòu)加熱，則在襯托器與簇射頭之間產(chǎn)生溫度差。如果 在襯托器與簇射頭之間有溫度差，則難以保持襯底的溫度均勻。另外，在簇射頭的溫度比襯 托器低的情況下，處理氣體有可能未被充分加熱就被供給到襯底，這會影響工藝性能。
[0005] 另外，對于襯托器的溫度，通過監(jiān)視而被保持為襯底處理溫度，但是如果反復(fù)進(jìn)行 襯底處理，則膜附著于簇射頭、簇射頭表面的輻射率變化。因此，簇射頭的溫度發(fā)生變化，其 結(jié)果有時襯底的溫度也會變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明所要解決的課題
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供如下技術(shù)：在使用簇射頭的襯底處理裝置中，能夠使作為 襯底載置部的襯托器與簇射頭之間的溫度差為規(guī)定的范圍內(nèi)。
[0008] 用于解決課題的技術(shù)方案
[0009] 用于解決上述課題的、本發(fā)明涉及的襯底處理裝置的代表性構(gòu)成如下。即，一種 襯底處理裝置，其中，具有：處理室，其對襯底進(jìn)行處理；襯底載置部，其配置在所述處理室 內(nèi)，在表面具有載置襯底的襯底載置面，并且具有第1加熱器；簇射頭，其具有第2加熱器， 并且設(shè)置在與所述襯底載置面相對的位置，具備與所述襯底載置面相對的相對面；處理氣 體供給系統(tǒng)，其經(jīng)由所述簇射頭對所述處理室供給對載置于所述襯底載置面的襯底進(jìn)行處 理的處理氣體；排氣系統(tǒng)，其將所述處理室內(nèi)的氣氛排出；和控制部，其控制所述第1加熱 器的輸出以及所述第2加熱器的輸出，使得在將襯底載置于所述襯底載置面后，在從所述 處理氣體供給系統(tǒng)供給所述處理氣體，所述襯底載置部的溫度為規(guī)定的溫度，所述相對面 與所述襯底載置部的溫度差為規(guī)定的范圍內(nèi)。
[0010] 另外，本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體器件的制造方法的代表性構(gòu)成如下。即，
[0011] 一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：
[0012] 載置工序，將襯底載置于具有第1加熱器的襯底載置部的襯底載置面；
[0013] 處理氣體供給工序，從具有與所述襯底載置面相對的相對面且具有第2加熱器的 簇射頭向被載置于所述襯底載置面的襯底供給處理該襯底的處理氣體；和
[0014] 溫度控制工序，在所述處理氣體供給工序中，控制所述第1加熱器的輸出，使得所 述襯底載置部的溫度為規(guī)定的溫度，并控制所述第2加熱器的輸出，使得所述相對面與所 述襯底載置部的溫度差為規(guī)定的范圍內(nèi)。
[0015] 發(fā)明的效果
[0016] 根據(jù)上述構(gòu)成，在使用簇射頭的襯底處理裝置中，能夠使作為襯底載置部的襯托 器與簇射頭之間的溫度差為規(guī)定的范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置的縱截面概略圖。
[0018] 圖2是說明本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的襯底處理工序的流程圖。
[0019] 圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的成膜工序的順序圖。
[0020] 附圖標(biāo)記說明
[0021] 100…半導(dǎo)體制造裝置（襯底處理裝置）、200…晶片、201…處理室、201a···處理 空間、201b…輸送空間、202…處理容器、202a…上部容器、202b…下部容器、204…分隔板、 205…閘閥、206…襯底送入送出口、207…升降銷、208…O形環(huán)、210…襯底載置部、210s··· 襯底載置部溫度傳感器（溫度檢測器）、211…襯底載置面、213…襯底載置部加熱器（第1 加熱器）、214…襯底載置部貫通孔、217…軸、218…升降機(jī)構(gòu)、219…波紋管、220…第1排氣 系統(tǒng)（處理室排氣管）、221…排氣口、222…排氣管、223…壓力調(diào)整器（APC閥）、224…真 空泵、230···簇射頭、231···蓋、231a···蓋孔、231b···簇射頭蓋加熱部、231c···簇射頭排氣口、 231s…蓋溫度傳感器（溫度檢測器）、232…緩沖室、233…絕緣塊、234…分散板、234a…貫 通孔、234b…凸?fàn)畈俊?34c…凸緣部、234d…相對面、234h···分散板加熱器（第2加熱器）、 234s…分散板溫度傳感器（溫度檢測器）、235…氣體導(dǎo)向件、241…氣體導(dǎo)入口、242…共 用氣體供給管、243…第1氣體供給系統(tǒng)、243a···第1氣體供給管、243b···第1氣體供給源、 243c…流量控制器（質(zhì)量流量控制器）、243cl···開閉閥（閥）、244…第2氣體供給系統(tǒng)、 244a…第2氣體供給管、244b···第2氣體供給源、244c…流量控制器（質(zhì)量流量控制器）、 244cl···開閉閥（閥）、244e…遠(yuǎn)程等離子體單兀、245…第3氣體供給系統(tǒng)、245a…第3氣 體供給管、245b···第3氣體供給源、245c···流量控制器（質(zhì)量流量控制器）、245cl···開閉閥 (閥）、246···第1惰性氣體供給系統(tǒng)、246a···第1惰性氣體供給管、246b···第1惰性氣體供給 源、246c···流量控制器（質(zhì)量流量控制器）、246cl···開閉閥（閥）、247···第2惰性氣體供給系 統(tǒng)、247a···第2惰性氣體供給管、247b···第2惰性氣體供給源、247c···流量控制器（質(zhì)量流 量控制器）、247cl···開閉閥（閥）、248···清潔氣體供給系統(tǒng)、248a···清潔氣體供給管、248b··· 清潔氣體供給源、248c···流量控制器（質(zhì)量流量控制器）、248cl···開閉閥（閥）、250…等離 子體生成部、251…整合器、252…高頻電源、260…控制器（控制部）、261…運(yùn)算部、262…存 儲部、270…第2排氣系統(tǒng)（簇射頭排氣管）、271…排氣管、272…開閉閥（閥）、273…壓力 調(diào)整器（APC閥）、274…真空泵。
【具體實(shí)施方式】
[0022] (1)襯底處理裝置的構(gòu)成
[0023] 首先，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置100(以下，也簡稱為裝置）的 構(gòu)成，一邊參照圖1一邊進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的襯底處理裝置的縱截 面（垂直截面）概略圖。襯底處理裝置100是形成薄膜的裝置，如圖1所示，構(gòu)成為每次處 理1片或多片襯底的片式襯底處理裝置。
[0024] 如圖1所示，襯底處理裝置100具備處理容器202。處理容器202,例如其橫截面 (水平截面）為圓形，并構(gòu)成為圓筒形的扁平的密閉容器。另外，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。
[0025] 在處理容器202內(nèi)，形成有對作為襯底的硅晶片等晶片200進(jìn)行處理的處理室 201。處理室201包括：對晶片200進(jìn)行處理的處理空間201a ;和輸送晶片200的輸送空間 201b。處理容器202的外殼由上部容器202a、下部容器202b和作為頂板部的簇射頭230構(gòu) 成。在上部容器202a與下部容器202b之間，設(shè)置有將處理空間201a與輸送空間201b分 隔開的分隔板204。
[0026] 處理空間201a是由上部處理容器202a、簇射頭230和后述的襯底載置部210包圍 的空間，且是比分隔板204靠上方的空間。輸送空間201b是由下部容器202b和襯底載置 部210包圍的空間，且是比分隔板靠下方的空間。在上部處理容器202a與分隔板204之間 (接觸部）和/或在分隔板204與下部容器202b之間（接觸部）等，設(shè)置有用于維持處理 容器202內(nèi)氣密的O形環(huán)208。
[0027] 在下部容器202b的側(cè)面，與閘閥205相鄰地設(shè)置有襯底送入送出口 206。晶片200 經(jīng)由襯底送入送出口 206在與相鄰的襯底輸送室（未圖示）之間移動。在下部容器202b 的底部，沿垂直方向設(shè)置有多個升降銷207。而且，下部容器202b電接地。
[0028] 在處理空間201a與輸送空間201b之間，配置有支承晶片200的襯底載置部210。 襯底載置部210由例如氮化鋁（A1N)、陶瓷、石英等非金屬材料形成。襯底載置部210包括： 載置晶片200的襯底載置面211 ;襯底載置部加熱器213,其是內(nèi)置于襯底載置部210的加 熱源并作為對襯底載置部210進(jìn)行加熱的加熱部；和襯底載置部溫度傳感器210s，其為檢 測襯底載置部210的溫度的溫度檢測器。襯底載置部加熱器213由例如電阻加熱器構(gòu)成。 使得后述的控制器260基于由溫度傳感器210s檢測出的溫度，將襯底載置部210控制為規(guī) 定的溫度。
[0029] 襯底載置面211位于處理空間201a內(nèi)。在襯底載置部210,在與升降銷207相對 應(yīng)的位置分別設(shè)置有供升降銷207貫通的襯底載置部貫通孔214。
[0030] 襯底載置部210由軸217支承。軸217沿垂直方向貫通處理容器202的底部，而 且在處理容器202的外部連接于升降機(jī)構(gòu)218。通過使升降機(jī)構(gòu)218工作而使軸217以及 襯底載置部210升降，從而能夠使載置于襯底載置面211上的晶片200升降。此外，軸217 下端部的周圍由波紋管219覆蓋，處理容器202內(nèi)維持氣密。
[0031] 在晶片200的輸送時襯底載置部210下降使得襯底載置面211到達(dá)襯底送入送出 口 206的位置（晶片輸送位置），在晶片200的處理時襯底載置部210上升使得如圖1所示 晶片200到達(dá)處理位置（晶片處理位置）。
[0032] 具體而言，在使襯底載置部210下降直至晶片輸送位置時，升降銷207的上端部從 襯底載置面211的上表面突出，使得升降銷207從下方支承晶片200。另外，在使襯底載置 部210上升直至晶片處理位置時，升降銷207埋沒于襯底載置面211的上表面之下，使得襯 底載置面211從下方支承晶片200。此外，升降銷207與晶片200直接接觸，所以優(yōu)選由例 如石英、鋁等材質(zhì)形成升降銷207。
[0033] (氣體導(dǎo)入口）
[0034] 在后述簇射頭230的上表面（頂壁），設(shè)置有用于對處理室201內(nèi)供給各種氣體的 氣體