襯底處理裝置及半導體器件的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及襯底處理裝置及半導體器件的制造方法。
【背景技術】
[0002]隨著近年來的半導體器件(Integrated Circuits:1C)、特別是DRAM的高集成化及高性能化，希望有在襯底上表面內及其圖案面上形成均勻膜厚的技術。作為響應其要求的手法之一，有使用多種原料在襯底形成膜的方法。在該手法中，尤其是在形成縱橫高的、例如DRAM電容電極等時，能夠實現階梯覆蓋高的保形性(conformal)的成膜。例如記載于專利文獻1、2、3等。
[0003]在先技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]【專利文獻I】日本特開2012— 231123
[0006]【專利文獻2】日本特開2012- 104719
[0007]【專利文獻3】日本特開2012— 69998。

【發(fā)明內容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]在循環(huán)地供給第一氣體和第二氣體的成膜方法中，有時第一氣體和第二氣體發(fā)生非意圖的反應，由于非意圖的反應，存在無法得到目的膜特性、半導體器件的特性變差的問題。
[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高形成于襯底上的膜的特性的襯底處理裝置及半導體器件的制造方法。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]根據一方案，提供一種襯底處理裝置，包括:
[0013]對襯底進行處理的處理室；
[0014]支承所述襯底的襯底支承部；
[0015]第一氣體供給部，具有使第一氣體分散的第一分散部；
[0016]第二氣體供給部，具有使第二氣體分散、且表面積小于所述第一分散部的表面積的第二分散部。
[0017]根據另一方案，提供一種半導體器件的制造方法，包括:
[0018]經由第一分散部向襯底供給第一氣體的工序；
[0019]經由第二分散部向所述襯底供給第二氣體的工序，所述第二分散部的表面積小于所述第一分散部內的表面積。
[0020]發(fā)明的效果
[0021]根據本發(fā)明的襯底處理裝置及半導體器件的制造方法，能夠提高半導體器件的特性。
【附圖說明】
[0022]圖1是第I實施方式的襯底處理裝置的概略構成圖。
[0023]圖2A是從襯底側觀察一實施方式的簇射頭的圖，圖2B是一實施方式的簇射頭的橫截面圖。
[0024]圖3是在一實施方式中適合使用的襯底處理裝置的氣體供給系統的概略構成圖。
[0025]圖4是在一實施方式中適合使用的襯底處理裝置的控制器的概略構成圖。
[0026]圖5是表不一實施方式的襯底處理工序的流程圖。
[0027]圖6是第2實施方式的襯底處理裝置的概略構成圖。
[0028]圖7是第3實施方式的襯底處理系統的概略構成圖。
[0029]附圖標iP,的說曰月
[0030]100襯底處理裝置
[0031]200晶片(襯底)
[0032]201處理室
[0033]202處理容器
[0034]212襯底載置臺
[0035]232a第一緩沖空間
[0036]232b第二緩沖空間
[0037]234簇射頭
[0038]234a第一分散孔
[0039]234b第二分散孔
[0040]241a第一氣體導入口
[0041]241b第二氣體導入口
【具體實施方式】
[0042]〈第I實施方式〉
[0043]以下，基于【附圖說明】本發(fā)明的第I實施方式。
[0044](I)襯底處理裝置的構成
[0045]首先，說明第I實施方式的襯底處理裝置。
[0046]對本實施方式的處理裝置100進行說明。襯底處理裝置100是高介電常數絕緣膜形成單元，如圖1所示，構成為單片式襯底處理裝置。在襯底處理裝置，進行上述的半導體元器件的制造上的一工序。
[0047]如圖1所示，襯底處理裝置100包括處理容器202。處理容器202構成作為例如橫截面為圓形且扁平的密封容器。另外，處理容器202例如由鋁(Al)、不銹鋼(SUS)等金屬材料或石英構成。在處理容器202內形成有:處理作為襯底的硅晶片等晶片200的處理空間(處理室)201、搬送空間203。處理容器202由上部容器202a和下部容器202b構成。在上部容器202a與下部容器202b之間設置了分隔板204。將由上部處理容器202a包圍且位于分隔板204上方的空間稱為處理空間(也稱為處理室)201，將由下部容器202b包圍且位于分隔板下方的空間稱為搬運空間203。
[0048]在下部容器202b的側面設置有與閘閥205相鄰的襯底搬入搬出口 206，晶片200經由襯底搬入搬出口 203在與未圖示的搬送室之間移動。在下部容器202b的底部設置有多個提升銷207。而且，下部容器202b接地。
[0049]在處理室201內設有支承晶片200的襯底支承部210。襯底支承部210具有載置晶片200的載置面211、在表面具有載置面211的襯底載置臺212以及作為加熱部的加熱器213。通過設置加熱部，使襯底加熱，能夠提高形成于襯底上的膜的品質。在襯底載置臺212中，可以在與提升銷207對應的位置分別設置有供提升銷207貫通的貫通孔214。
[0050]襯底載置臺212由軸217支承。軸217貫通處理容器202的底部，并且在處理容器202的外部與升降機構218連接。通過使升降機構218工作而使軸217和襯底載置臺212升降，能夠使載置在襯底載置面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，處理室201內部被氣密性地保持。
[0051]襯底載置臺212在晶片200的搬運時下降，以使襯底載置面211成為襯底搬入搬出口 206的位置(晶片搬送位置)，在晶片200的處理時，如圖1所示，使晶片200上升至處理室201內的處理位置(晶片處理位置)。
[0052]具體而言，在使襯底載置臺212下降至晶片搬送位置時，提升銷207的上端部從襯底載置面211的上表面突出，提升銷207從下方支承晶片200。另外，在使襯底載置臺212上升至晶片處理位置時，提升銷207相對于襯底載置面211的上表面埋沒，襯底載置面211從下方支承晶片200。此外，由于提升銷207與晶片200直接接觸，所以優(yōu)選以例如石英、氧化鋁等材質形成。另外，可以在提升銷207設置升降機構，構成為襯底載置臺212與提升銷207相對動作。
[0053](排氣系統)
[0054]在處理室201 (上部容器202a)的內壁上表面設有作為將處理室201的氣氛排出的第一排氣部的排氣口 221。在排氣口 221連接有作為第一排氣管的排氣管224，在排氣管224依次串聯連接有將處理室201內控制為預定壓力的APC(Auto Pressure Controller,自動壓力控制器)等壓力調整器222、真空栗223。主要由排氣口 221、排氣管224、壓力調整器222構成第一排氣部(排氣線路)。另外，也可以構成為將真空栗223包含于第一排氣部。
[0055]在第一緩沖空間232a的內壁上表面設有作為將第一緩沖空間232a的氣氛排出的第二排氣部的簇射頭排氣口 240a。在簇射頭排氣口 240a連接有作為第二排氣管的排氣管236，在排氣管236依次串聯連接有閥237a、將第一緩沖空間232a內控制為預定壓力的APC(Auto Pressure Controller)等壓力調整器238、真空栗239。主要由簇射頭排氣口240a、閥237a、排氣管236、壓力調整器238構成第二排氣部(排氣線路)。另外，也可以構成為將真空栗239包含于第二排氣部。也可以不設置真空栗239，而將排氣管236與真空栗223連接。
[0056]在第二緩沖空間232b的內壁上表面設有作為將第二緩沖空間232b的氣氛排出的第三排氣部的簇射頭排氣口 240b。在簇射頭排氣口 240b連接有作為第三排氣管的排氣管236，在排氣管236依次串聯連接有閥237b、將第二緩沖空間232b內控制為預定壓力的APC(Auto Pressure Controller)等壓力調整器238、真空栗239。主要由簇射頭排氣口240b、閥237b、排氣管236、壓力調整器238構成第三排氣部(排氣線路)。另外，也可以構成為將真空栗223包含于第三排氣部。在此，示出了排氣管236、壓力調整器238、真空栗239與第二排氣部共用的情況。也可以不設置真空栗239，而將排氣管236與真空栗223連接。
[0057](氣體導入口)
[0058]在上部容器202a的側壁，借助第一氣體導入管150a設有用于向處理室201內供給各種氣體的第一氣體導入口 241a。此外，在設置于處理室201的上部的簇射頭234的上表面(頂壁)上，借助第二氣體導入管150b而設置有用于向處理室201內供給各種氣體的第二氣體導入口 241b。將在后面敘述與作為第一氣體供給部的氣體導入口 241a和作為第二氣體供給部的氣體導入口 241b連接的氣體供給系統的結構。
[0059](氣體分散單元)
[0060]作為氣體分散單元的簇射頭234由第一緩沖室(空間)232a、第二緩沖室(空間)232b、第一分散孔234a、第二分散孔234b及分散管232c構成。簇射頭234設于第二氣體導入口 241b與處理室201之間。從第一氣體導入口 241a導入的第一氣體被供給至簇射頭234的第一緩沖空間232a(第一分散部)。而且，第二氣體導入口 241b與簇射頭234的蓋231連接，從第二氣體導入口 241b導入的第二氣體經由設于蓋231上的孔231a而被供給到簇射頭234的第二緩沖空間232b (第二分散部)。簇射頭234例如由石英、氧化鋁、不鎊鋼、招等材料構成。
[0061]另外，簇射頭234的蓋231由具有導電性的金屬形成，可以作為用于將存在于第一緩沖空間232a、第二緩沖空間232b或處理室201內的氣體激發(fā)的活化部(激發(fā)部)。此時，在蓋231與上部容器202a之間設置有絕緣塊233，使蓋231與上部容器202a之間絕緣。在作為活化部的電極(蓋231)上，可以將整合器251與高頻電源252連接，供給電磁波(高頻電力、微波)。
[0062]簇射頭234具有用于在第一緩沖空間232a及第二緩沖空間232b與處理室201之間使從第一氣體導入口 241a、第二氣體導入口 241b導入的氣體分散的功能。在簇射頭234設有多個(第一)分散孔234a及(第二)分散孔234b。從第一分散孔234a經由第一緩沖空間232a向處理空間201供給第一氣體，從第二分散孔234b經由第二緩沖空間232b向處理空間201供給第二氣體。第一分散孔234a及第二分散孔234b以與襯底載置面211相對的方式配置。
[0063]在第二緩沖空間232b可以設置用于形成所供給的第二氣體的氣流的氣體引導件235。氣體引導件235為以孔231a為中心而隨著朝向晶片200的徑向直徑擴大的圓錐形狀。氣體引導件235下端的水平方向的直徑形成為延伸到比第一分散孔234a及第二分散孔234