基板处理装置、半导体装置的制造方法及记录介质转让专利

申请号 : CN201810022762.X

文献号 : CN109524326B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 吉野晃生大桥直史高崎唯史松井俊

申请人 : 株式会社国际电气

摘要 :

本发明提供一种基板处理装置、半导体装置的制造方法及记录介质,尤其提供在将多个基板配置成圆周状的类型的装置中处理效率也较高的技术。基板处理装置具有:具有载置基板的蓄热部的托盘、具有旋转轴和被所述旋转轴支承的旋转板且以所述托盘能够载置于所述旋转板的方式构成的基板搬送部、以所述旋转轴为中心配置成圆周状的多个基台、以及设置于所述基台中的每一个的加热器。

权利要求 :

1.一种基板处理装置,其特征在于,具有:托盘,其具有载置基板的蓄热部和除电部;

基板搬送部,其具有旋转轴和被所述旋转轴支承的旋转板,且构成为能够将所述托盘载置于所述旋转板;

多个基台,其以所述旋转轴为中心配置成圆周状,并分别载置所述托盘;

加热器,其设置于所述基台中的每一个;

等离子体生成部,其在所述基台的上方生成等离子体;以及开关,其一侧与所述旋转板电连接且另一侧与接地连接,在与所述基台不同的基台载置所述托盘时,所述旋转板移动所述托盘而进行载置。

2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,当所述托盘载置于所述旋转板时,所述旋转板与所述除电部电连接。

3.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,所述除电部构成为具有除电电极和端子,所述端子配置于比所述基板的外径靠水平方向外侧。

4.根据权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,所述除电电极内置于所述蓄热部。

5.根据权利要求4所述的基板处理装置,其特征在于,供所述端子贯通的孔构成为当所述托盘载置于所述旋转板时被所述旋转板封闭。

6.根据权利要求4所述的基板处理装置,其特征在于,所述开关构成为在所述等离子体生成部生成等离子体的期间关断,且在从所述等离子体生成部停止等离子体生成起到使所述托盘离开所述旋转板为止的期间接通。

7.根据权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,供所述端子贯通的孔构成为当所述托盘载置于所述旋转板时被所述旋转板封闭。

8.根据权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,所述开关构成为在所述等离子体生成部生成等离子体的期间关断,且在从所述等离子体生成部停止等离子体生成起到使所述托盘离开所述旋转板为止的期间接通。

9.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,所述开关构成为在所述等离子体生成部生成等离子体的期间关断,且在从所述等离子体生成部停止等离子体生成起到使所述托盘离开所述旋转板为止的期间接通。

10.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,还具有:使所述基板升降的基板升降部;以及使所述托盘升降的托盘升降部,在将所述基板从处理模块的处理室搬出时,所述基板升降部和所述托盘升降部被控制为使所述基板与所述托盘分离。

11.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,所述除电部构成为具有除电电极和端子,所述端子配置于比所述基板的外径靠水平方向外侧。

12.根据权利要求11所述的基板处理装置,其特征在于,所述除电电极内置于所述蓄热部。

13.根据权利要求12所述的基板处理装置,其特征在于,供所述端子贯通的孔构成为当所述托盘载置于所述旋转板时被所述旋转板封闭。

14.根据权利要求11所述的基板处理装置,其特征在于,供所述端子贯通的孔构成为当所述托盘载置于所述旋转板时被所述旋转板封闭。

15.根据权利要求11所述的基板处理装置,其特征在于,所述开关构成为在所述等离子体生成部生成等离子体的期间关断,且在从所述等离子体生成部停止等离子体生成起到使所述托盘离开所述旋转板为止的期间接通。

16.根据权利要求11所述的基板处理装置,其特征在于,还具有:使所述基板升降的基板升降部;以及使所述托盘升降的托盘升降部,在将所述基板从处理模块的处理室搬出时,所述基板升降部和所述托盘升降部被控制为使所述基板与所述托盘分离。

17.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,所述开关构成为在所述等离子体生成部生成等离子体的期间关断,且在从所述等离子体生成部停止等离子体生成起到使所述托盘离开所述旋转板为止的期间接通。

18.根据权利要求17所述的基板处理装置,其特征在于,还具有:使所述基板升降的基板升降部;以及使所述托盘升降的托盘升降部,在将所述基板从处理模块的处理室搬出时,所述基板升降部和所述托盘升降部被控制为使所述基板与所述托盘分离。

19.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,还具有:使所述基板升降的基板升降部;以及使所述托盘升降的托盘升降部,在将所述基板从处理模块的处理室搬出时,所述基板升降部和所述托盘升降部被控制为使所述基板与所述托盘分离。

20.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,具有:将具有除电部且在蓄热部上载置有基板的状态的托盘载置于具有旋转轴及被所述旋转轴支承的旋转板的基板搬送部的工序;

将所述托盘载置于多个以所述旋转轴为中心配置成圆周状且各自具有加热器的基台,并且等离子体生成部在所述基台的上方生成等离子体来处理基板的工序;

在停止等离子体生成之后,且在使所述托盘离开所述基台之前,使一侧与所述旋转板电连接且另一侧与接地连接的开关接通的工序;以及所述基板搬送部移动所述托盘并将所述托盘载置于与所述基台不同的基台的工序。

21.一种记录介质,其特征在于,存储通过计算机而使基板处理装置执行以下处理的程序,即:

将具有除电部且在蓄热部上载置有基板的状态的托盘载置于具有旋转轴及被所述旋转轴支承的旋转板的基板搬送部,将所述托盘载置于多个以所述旋转轴为中心配置成圆周状且各自具有加热器的基台,并且等离子体生成部在所述基台的上方生成等离子体来处理基板,在停止等离子体生成之后,且在使所述托盘离开所述基台之前,使一侧与所述旋转板电连接且另一侧与接地连接的开关接通,所述基板搬送部移动所述托盘并将所述托盘载置于与所述基台不同的基台。

说明书 :

基板处理装置、半导体装置的制造方法及记录介质

技术领域

[0001] 本发明涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法及记录介质。

背景技术

[0002] 就基板处理装置而言,为了提高生产效率,有对多个基板进行集中处理的类型的装置。例如有在一个处理室中将多个基板配置成圆周状的类型(专利文献1)。
[0003] 其中记载了:将由基板加热台和喷头组合而成的处理室配置成圆周状;在各处理室中对基板进行加热并利用等离子体进行处理;为了使基板向相邻的处理室移动而使旋转
托盘公转等。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开2012-222024

发明内容

[0007] 发明所要解决的课题
[0008] 随着近年来微细化的发展,要求在基板面内均匀地形成薄膜。为此采用了在基板处理装置中将基板面内均匀地加热并以等离子体进行处理的结构。
[0009] 而本发明的目的是提供一种在将多个基板配置成圆周状的类型的装置中处理效率也较高的技术。
[0010] 用于解决课题的方案
[0011] 提供一种基板处理装置,其具有:托盘,其具有载置基板的蓄热部;基板搬送部,其具有旋转轴和被所述旋转轴支承的旋转板,且构成为能够将所述托盘载置于所述旋转板;
多个基台,其以所述旋转轴为中心配置成圆周状;以及加热器,其设置于所述基台中的每一
个。
[0012] 发明的效果
[0013] 根据本发明,能够提供一种在将多个基板配置成圆周状的类型的装置中处理效率也较高的技术。

附图说明

[0014] 图1是说明实施方式的基板处理装置的说明图。
[0015] 图2是说明实施方式的基板处理装置的说明图。
[0016] 图3是说明实施方式的基板处理装置的说明图。
[0017] 图4是说明实施方式的基板处理装置的说明图。
[0018] 图5是说明实施方式的基板处理装置的说明图。
[0019] 图6是说明实施方式的基板处理装置的说明图。
[0020] 图7是说明实施方式的基板处理装置的说明图。
[0021] 图8是说明实施方式的晶片处理状态的说明图。
[0022] 图9是说明实施方式的晶片处理流程的说明图。
[0023] 图中:
[0024] 100—晶片(基板);102—绝缘膜;104—牺牲膜;200—基板处理装置;222—旋转板;250—托盘;251—蓄热部;252—除电电极。

具体实施方式

[0025] 以下对本发明的实施方式进行说明。
[0026] 首先参照图1对本实施方式中的基板处理装置200进行说明。
[0027] (基板处理装置)
[0028] (处理容器)
[0029] 如图例所示,基板处理装置200具备容器202。容器202也称为处理模块。容器202例如构成为扁平的密闭容器且横截面呈方形。另外,容器202例如由铝(Al)、不锈钢(SUS)等金
属材料构成。在容器202内形成有处理室201,用于对硅晶片等晶片100进行处理。处理室201
由后述的喷头230、基台210等构成。
[0030] 在容器202的侧面设有与闸阀208相邻的基板搬入搬出口205,晶片100经由基板搬入搬出口205而在与未图示的搬送室之间移动。
[0031] 在处理室201配设对后述的托盘250进行加热的基台210。基台210以后述的旋转轴221为中心以圆周状配设有多个。对于基台210的配置,参照图2进行说明。图2是从上方观察
基板处理装置200、尤其是旋转板222附近的图。臂部240配设于处理容器202的外部,具有将
晶片100向处理容器202的内外移载的功能。此外,B-B’的纵截面图与图1相当。
[0032] 基台210至少设有四个。具体而言,如图2所示,从与基板搬入搬出口205对置的位置起按照顺时针方向配置有基台210a、基台210b、基台210c、基台210d。搬入至容器202的晶
片100按照基台210a、基台210b、基台210c、基台210d的顺序移动。
[0033] 基台210主要具有:分别载置晶片100的托盘载置面211(托盘载置面211a—托盘载置面211d)、偏置电极215(偏置电极215a—偏置电极215d)、支承基台210的主轴217(主轴
217a—主轴217b)。此外还具有作为加热源的加热器213(213a—213d)。在基台210上与提升
销207对应的位置分别设有供提升销207贯通的贯通孔。主轴217贯通处理容器202的底部
204。主轴217与处理容器202绝缘。
[0034] 以贯通底部204的方式设有提升销207。提升销207配置于能够贯通设于基台210的贯通孔、以及设于后述的托盘250的贯通孔的位置。提升销207的前端在基板搬入/搬出时等
支承晶片100。
[0035] 在提升销207的下端设置提升销支承部212(212a—212d)。在各提升销支承部212设置基板升降部216(216a—216d)。基板升降部216使提升销207升降。提升销支承部212、基
板升降部216与各基台210a—210d对应地设置。
[0036] 在处理容器202的盖部203上与各托盘载置面211对置的位置分别设有作为气体分散机构的喷头230(230a—230d)。从上方观察,如图3所示,配设有多个喷头230。喷头230经
由绝缘环232(232a—232d)被盖203支承。喷头230与处理容器202通过绝缘环232绝缘。
[0037] 如图3所示,在各喷头230设置气体导入孔。具体而言,在喷头230a设置气体导入孔231a、在喷头230b设置气体导入孔233b、在喷头230c设置气体导入孔231c、在喷头230d设置
气体导入孔233d。气体导入孔231a、231c与后述的共用气体供给管301连通。气体导入孔
233b、233c与后述的共用气体供给管341连通。此外,图3的A-A’线的纵截面图与图1相当。
[0038] 各喷头230与各托盘250之间的空间称为处理空间209。在本实施方式中,喷头230a与托盘250a之间的空间称为处理空间209a。喷头230b与托盘250b之间的空间称为处理空间
209b。喷头230c与托盘250c之间的空间称为处理空间209c。喷头230d与托盘250d之间的空
间称为处理空间209d。
[0039] 另外,将构成处理空间209的构造称为处理室201。在本实施方式中,将构成处理空间209a且至少具有喷头230a和基台210a的构造称为处理室201a。将构成处理空间209b且至
少具有喷头230b和基台210b的构造称为处理室201b。将构成处理空间209c且至少具有喷头
230c和基台210c的构造称为处理室201c。将构成处理空间209d且至少具有喷头230d和基台
210d的构造称为处理室201d。
[0040] 此外,虽然这里记载了处理室201a至少具有喷头230a和基台210a,但是只要是构成对晶片100进行处理的处理空间209a的构造即可。根据装置构造,当然也不限于喷头230a
等。其它处理室也是同样的。
[0041] 如图2所示,各基台210以基板旋转部220的旋转轴221为中心进行配置。在旋转轴221上设置旋转板222。另外,旋转轴221构成为贯通处理容器202的底部204,且在处理容器
202的外侧、即与旋转托盘不同的一侧设置旋转板升降部223。旋转板升降部223使旋转轴
221升降、旋转。能够利用旋转板升降部223进行与各基台210独立的升降。就旋转方向而言,
例如是沿着图2中的箭头225的方向(顺时针方向)旋转。将旋转轴221、旋转板222、旋转板升
降部223合起来称为基板旋转部。此外,基板旋转部220也称为基板搬送部。旋转板升降部
223如后述那样也使托盘250升降,因此也称为托盘升降部。
[0042] 另外,也可以将基板升降部、旋转板升降部中任一的组合、或全部的组合统称为升降部。
[0043] 旋转板222例如构成圆板状。在旋转板222的外周端设有与基台210相同数量的孔部224(224a—224d),孔部224(224a—224d)具有至少与托盘载置面211为相同程度的直径。
此外,旋转板222具有朝向孔部224内侧突出的多个爪。爪构成为支承托盘250的背面。在本
实施方式中,将托盘250载置于孔部224是指载置于爪。
[0044] 通过旋转轴221的上升,使旋转板222位于比托盘载置面211高的位置,此时托盘载置面211上所载置的托盘250被旋转板222的爪抓取。此外,通过旋转轴221的旋转,使旋转板
222旋转,将被抓取的托盘250移动到下一托盘载置面211上。例如载置于托盘载置面211b的
托盘250被移动到托盘载置面211c上。此后,使旋转轴221下降并使旋转板222下降。此时,使
孔部224下降到比托盘载置面211靠近下方的位置,将托盘250载置到托盘载置面211上。
[0045] 在旋转轴221中的与旋转板222不同的一侧构成为与开关225电连接。开关225的一侧与旋转板222电连接、另一侧与接地226连接。因此,旋转板222经由旋转轴221、开关225与
接地226连接。
[0046] (排气系统)
[0047] 说明对容器202的气氛进行排气的排气系统260。排气系统260与各处理空间209(209a—209d)对应地设置。例如,处理空间209a对应排气系统260a、处理空间209b对应排气
系统260b、处理空间209c对应排气系统260c、处理空间209d对应排气系统260d。
[0048] 排气系统260具有与排气孔261(261a—261d)连通的排气管262(262a—262d),此外还具有设于排气管262的APC(自动压力控制器:AutoPressure Controller)266(266a—
266d)。APC266具有能够调节开度的阀芯(未图示),按照来自控制器280的指示对排气管262
的流导(conductance)进行调整。另外,在排气管262中设置位于APC266的上游侧的阀267
(267a—267d)。
[0049] 将排气管262与阀267、APC266合起来称为排气系统260。
[0050] 此外,将排气管262、阀267、APC266合起来称为排气部。在排气管262的下游设置DP(Dry Pump:干泵)269。DP269经由排气管262对处理室201的气氛进行排气。在本实施方式
中,按照排气系统260来设置DP269,但是不限于此,也可以是各排气系统共用DP269。
[0051] (托盘)
[0052] 接下来,参照图4对托盘250的具体构造进行说明。图4示出了将托盘250载置于旋转板222的状态。托盘250主要具有蓄热部251和除电电极252。在蓄热部251的内部构成空间
253。在空间253的底部配设除电电极252。即,蓄热部251以覆盖除电电极252的方式设置。在
蓄热部251的表面具有载置晶片100的晶片载置面257。此外还具有贯通托盘250的贯通孔
256。贯通孔256是供提升销207贯通的孔。
[0053] 蓄热部251在托盘250被载置于基台210时对从加热器213传导的热进行蓄积。蓄热部251具有耐等离子体性的性质,例如由不透明石英构成。如后所述,蓄热部251维持晶片
100的温度。
[0054] 除电电极252具有对在处理空间209中生成等离子体时带电的托盘250进行除电的作用。除电电极252例如由SiC(碳化硅)构成。除电电极252构成为圆盘状。除电电极252的直
径例如是比晶片100的直径稍大的程度。
[0055] 在除电电极252的热膨胀率比蓄热部251的热膨胀率高的情况下,在除电电极252的侧面及上表面与蓄热部251之间设置间隙。蓄热部251构成为覆盖除电电极252,因此除电
电极252不会暴露于在处理空间209中产生的等离子体。
[0056] 在蓄热部251的底部设置孔254,在此供端子255贯通。端子255是与除电电极252同样的材质,例如由SiC构成。除电电极252与端子255电连接。因此,除电电极252经由端子
255、旋转板222、开关225与接地226连接。在本实施方式中,将除电电极252与端子255合起
来称为除电部。
[0057] 端子255在水平方向上不与晶片100重叠的位置、例如是比晶片100的直径靠近外侧的位置上设置。接下来对其理由进行说明。端子255被加热器213、蓄热部251加热。假设在
将端子255配设于晶片100下方的情况下,会导致晶片100局部地被端子255所蓄积的热加
热。晶片100则由于受到被局部地加热的端子255的热影响而难以使晶片100的温度均匀。另
一方面,若将端子255配置在不与晶片100重叠的位置,则能够减小端子255的热影响,从而
避免局部地被加热。因此能够对晶片100均匀地加热。
[0058] 在孔254中的旋转板222侧以被旋转板222封堵的方式配设托盘250。在图4中是被旋转板222的爪222a封堵。通过采用这种构造,防止在晶片处理时生成的等离子体向孔254
与空间253侵入。
[0059] 这样,除电电极252、端子255不会暴露于等离子体,从而避免除电电极252、端子255被等离子体刻蚀。因此,能够防止因刻蚀而产生微粒等。
[0060] 在此对设定为不存在托盘250的比较例进行说明。如上所述,在本装置形态中,按照基台210来设置加热器213。换言之,相邻基台210之间不存在加热器213。因此,在晶片100
向相邻的基台210移动的期间有可能发生晶片100的温度降低。尤其是框体202内为抽真空
的状态,因此温度的降低明显。若晶片温度降低,则会如后述那样导致生产率的降低、晶片
的挠曲等。因此在本实施方式中,在托盘250设置蓄热部251,从而在向相邻的基台210移动
的期间,也能够维持晶片100的温度。
[0061] (气体供给部)
[0062] (第一气体供给部300)
[0063] 接下来,参照图5对第一气体供给部300进行说明。在这里对与气体导入孔231(231a、231c)连接的第一处理气体供给部300进行说明。
[0064] 为使气体导入孔231a、231c与共用气体供给管301连通,喷头320a、320c经由阀302(302a、302c)、质量流量控制器303(303a、303c)与共用气体供给管301连接。对于向各处理
室供给的气体供给量,利用阀302(302a、302c)、质量流量控制器303(303a、303c)进行调整。
第一气体供给管311、第二气体供给管321与共用气体供给管301连接。
[0065] (第一气体供给系统)
[0066] 在第一气体供给管311上按照从上游方向起的顺序设有:第一气体源312、流量控制器(流量控制部)即质量流量控制器(MFC)313、以及开闭阀即阀314。
[0067] 第一气体源312是含有第一元素的第一气体(也称为“含第一元素的气体”)源。含第一元素的气体是原料气体、即处理气体的一种。这里,第一元素是硅(Si)。即,含第一元素
的气体是含硅气体。具体而言,作为含硅气体可采用二氯硅烷(SiH2Cl2;也称为DCS)、六氯二
硅烷(Si2Cl6;也称为HCDS)气体。
[0068] 第一气体供给系统310(也称为含硅气体供给系统)主要由第一气体供给管311、质量流量控制器313、阀314构成。
[0069] (第二气体供给系统)
[0070] 在第二气体供给管321上按照从上游方向起的顺序设有:第二气体源322、流量控制器(流量控制部)即质量流量控制器(MFC)323、以及开闭阀即阀324。
[0071] 第二气体源322是含有第二元素的第二气体(以下也称为“含有第二元素的气体”)源。含有第二元素的气体是处理气体的一种。此外,含有第二元素的气体也可以作为反应气
体来考虑。
[0072] 这里,含有第二元素的气体含有与第一元素不同的第二元素。第二元素例如是氧(O)。在本实施方式中,含有第二元素的气体例如是含氧气体。具体而言,作为含氧气体,可
以采用臭氧(O3)气体。
[0073] 第二气体供给系统320(也称为反应气体供给系统)主要由第二气体供给管321、质量流量控制器323、阀324构成。
[0074] 此外,将第一气体供给系统、第二气体供给系统的任一或其组合称为第一气体供给部300。
[0075] (第二气体供给部340)
[0076] 接下来,参照图6对第二气体供给部340进行说明。在这里对与各气体导入孔233的第二气体供给部340进行说明。
[0077] 为了使气体导入孔233b、233d与共用气体供给管341连通,喷头320b、320d经由阀342(342b、342d)、质量流量控制器343(343a—343d)与共用气体供给管301连接。向各处理
室供给的气体供给量利用阀342(342b、342d)、质量流量控制器343(343b、343d)进行调整。
在共用气体供给管341上连接有第三气体供给管351、第四气体供给管361。
[0078] (第三气体供给系统)
[0079] 在第三气体供给管351上按照从上游方向起的顺序设有:第三气体源352、流量控制器(流量控制部)即质量流量控制器(MFC)353、以及开闭阀即阀354。
[0080] 第三气体源352是含有第一元素的第一气体(也称为“含第一元素的气体”)源。与第一气体源312同样地可采用硅系气体。第三气体源352也可与第一气体源312共用。
[0081] 第三气体供给系统350(也称为含硅气体供给系统)主要由第三气体供给管351、质量流量控制器353、阀354构成。
[0082] (第四气体供给系统)
[0083] 在第四气体供给管341上按照从上游方向起的顺序设有:第四气体源362、流量控制器(流量控制部)即质量流量控制器(MFC)363、以及开闭阀即阀364。
[0084] 第四气体源362是含有第三元素的第三气体(以下也称为“含第三元素的气体”)源。含第三元素的气体是处理气体的一种。此外,含第三元素的气体也可作为反应气体来考
虑。
[0085] 这里,含第三元素的气体含有与第二元素不同的第三元素。第三元素例如是氮(N)。在本实施方式中,含有第二元素的气体例如是含氮气体。具体而言,作为含氮气体可采
用氨(NH3)气体。
[0086] 第四气体供给系统360(也称为反应气体供给系统)主要由第四气体供给管361、质量流量控制器363、阀364构成。
[0087] 此外,将第三气体供给系统、第四气体供给系统的任一或其组合称为第二气体供给部340。
[0088] (等离子体生成部)
[0089] 继而参照图1、图3对等离子体生成部400进行说明。
[0090] 等离子体生成部400在处理空间209中生成等离子体。在本实施方式中,如图3所示,等离子体生成部400具有:在处理空间209a中生成等离子体的第一等离子体生成部
400a、在处理空间209b中生成等离子体的第二等离子体生成部400b、在处理空间209c中生
成等离子体的第三等离子体生成部400c、在处理空间209d中生成等离子体的第四等离子体
生成部400d。此外,在本实施方式中,与后述的基板处理方法对应地,采用第二等离子体生
成部400b、第四等离子体生成部400d。
[0091] 接下来,对各等离子体生成部400的具体结构进行说明。此外,由于第一等离子体生成部400a、第二等离子体生成部400b、第三等离子体生成部400c、第四等离子体生成部
400d是同样的结构,因此在这里以等离子体生成部400来说明该具体结构。
[0092] 如图1所示,各等离子体生成部400的一种结构即高频电力供给线401(401a—401d)与喷头230(230a—230d)连接。在高频电力供给线401上按照从上游起的顺序设置:高
频电源402(402a—402d)、匹配器403(403a—403d)。高频电源402与接地404连接。
[0093] 主要将高频电力供给线401(401a—401d)、高频电源402(402a—402d)合起来称为等离子体生成部400(400a—400d)。
[0094] (控制器)
[0095] 基板处理装置200具有对基板处理装置200的各部的动作进行控制的控制器280。如图7所示,控制器280至少具有运算部(CPU)280a、临时存储部(RAM)280b、存储部280c、I/O
端口280d。控制器280经由I/O端口280d与基板处理装置200的各结构连接,按照上位装置
270、使用者的指示从存储部280c调用程序、方案,并与其内容对应地来控制等离子体生成
部400等的各结构的动作。收发控制例如是由运算部280a内的收发指示部280e来执行。此
外,控制器280可以由专用计算机构成,也可以由通用计算机构成。准备例如存储有上述的
程序的外部存储装置(例如磁带、软盘、硬盘等的磁盘、CD、DVD等光盘、MO等光磁盘、USB存储
器(USB Flash Drive)、存储卡等半导体存储器)282,使用外部存储装置282向通用计算机
安装程序,从而能够构成本实施方式的控制器280。另外,用于向计算机提供程序的手段并
不限于经由外部存储装置282来提供的情况。例如也可以使用互联网、专用线路等通信手
段,从上位装置270经由接收部283接收信息,这样不经外部存储装置282来提供程序。另外,
也可以使用键盘、触摸面板等输入输出装置281来对控制器280进行指示。
[0096] 此外,存储部280c、外部存储装置282由能够进行计算机读取的记录介质构成。以下对这些进行统称而简称为记录介质。此外,在本说明书中,“记录介质”的用语含义包括:
仅有存储部280c单体的情况、仅有外部存储装置282单体的情况、或者是包含两者的情况。
[0097] (基板处理方法)
[0098] 接下来,参照图8、图9对基板处理方法进行说明。本实施方式中的基板处理方法涉及一个工序,即形成使电极三维构成的三维构造的半导体装置。在这里,如图8所示,在晶片
100上形成使绝缘膜102和牺牲膜104交替层叠的层叠构造。
[0099] 图9是以一枚晶片100为主将绝缘膜102和牺牲膜104层叠的流程。以下将图9的流程与基板处理装置200的动作关联起来对基板处理方法进行说明。此外,将以基板处理装置
200的动作为主的流程设为AS(Appratus Step:装置步骤)02~AS28、以基板的处理为主的
流程设为SS(Substrate Step:基板步骤)02~SS10。
[0100] 在本实施方式中,以在容器202内处理四枚晶片100为例进行说明。在这里,最初投入容器202的晶片100为第一晶片100、第二次投入的晶片100为第二晶片100、第三次投入的
晶片100为第三晶片100、第四次投入的晶片100为第四晶片100。第一晶片100也称为晶片
100(1)、第二晶片100也称为晶片100(2)、第三晶片也称为晶片100(3)、第四晶片100也称为
晶片100(4)。
[0101] (基板搬入工序AS02)
[0102] 对将晶片100搬入容器202内的基板搬入工序AS02进行说明。
[0103] 这里投入的晶片100形成有共用源线(CSL、Common Source Line)101。
[0104] 就基板处理装置200而言,在搬入晶片100之前,如图2所示那样,是孔部224a与基板搬入搬出口205相邻的状态。因此,孔部224a及托盘250a配置在托盘载置面211a上。
[0105] 臂部240从基板搬入搬出口205进入处理室201内,将晶片100载置于托盘250上。在本实施方式中,将晶片100(1)载置到与基板搬入搬出口205相邻的托盘250a的晶片载置面
257a。
[0106] 在将晶片100(1)载置之后,使旋转板222下降。利用该动作将托盘250a载置于托盘载置面211a上。在将托盘250a载置于托盘载置面211a上之后,则关闭闸阀208将容器202内
密闭。这样将晶片100(1)向处理空间209a移动。
[0107] 在将托盘250载置于各托盘载置面211上时,向各加热器213供电,并以使晶片100的表面达到预定的温度的方式进行控制。晶片100的温度例如为室温以上800℃以下,优选
为室温以上700℃以下。此时,就加热器213的温度而言,由控制器280基于由未图示的温度
传感器检出的温度信息来提取控制值,并通过控制向加热器213的通电状态来进行调整。
[0108] (气体供给工序AS04)
[0109] (处理空间209内的处理)
[0110] 在这里,对向处理空间209供给气体的气体供给工序AS04进行说明。另外,在以晶片100(1)为主体的情况下,气体供给工序AS04与晶片100(1)的第一绝缘膜形成工序SS02相
当。
[0111] 若将移动到处理空间209a的晶片100(1)维持于预定的温度,则向处理空间209a供给含硅气体、含氧气体,并且控制第一气体供给部300、第二气体供给部340而不向其它处理
空间209b、209c、209d供给处理气体。此时,托盘250a的蓄热部251蓄积从加热器213传导的
热。
[0112] 在处理空间209a中含硅气体与含氧气体发生反应,在晶片100(1)上形成作为绝缘膜102(1)的氧化硅膜。
[0113] (AS06)
[0114] 在气体供给工序AS04中使用等离子体的情况下,在该工序后进行将托盘250除电的除电工序AS06。除电方法详情后述。在未生成等离子体的情况下则也可以省略。
[0115] (基板移动工序AS08)
[0116] 在这里对在移动晶片100(1)的同时搬入晶片100(2)的基板移动工序AS08进行说明。
[0117] 使旋转板222上升而使托盘250离开托盘载置面211。在离开后,以使孔部224a移动到托盘载置面211b上的方式,使旋转板222顺时针方向旋转90度。当旋转完成后,则孔部
224a配置于托盘载置面211b上,孔部224d、托盘250d配置于托盘载置面211a上。若旋转完
成,则开放闸阀208,将晶片100(2)载置于托盘250d。此后,将孔部224a的托盘250a载置于托
盘载置面211b,将孔部224d的托盘250d载置于托盘载置面211a。
[0118] 虽然没有在相邻的基台210之间设置加热器,但是由于托盘250具有蓄热部251,因此即使在向相邻的基台210移动的期间,也能够维持晶片100的温度。
[0119] 在本工序中,以端子255与旋转板222电接触、以及孔254被旋转板222封堵的方式配置托盘250。
[0120] (气体供给工序AS10)
[0121] 在这里,对向处理空间209a供给气体的气体供给工序AS10进行说明。此外,在以晶片100为主体的情况下,气体供给工序AS10与晶片100(1)的第一牺牲膜形成工序SS04相当。
另外,就晶片100(2)而言,与第一绝缘膜形成工序SS02相当。在本工序中,将开关225关断,
使旋转板222与接地226分离。
[0122] (处理空间209a中的处理)
[0123] 在处理空间209a中,对于晶片100(2)进行与气体供给工序AS04中的处理空间209a同样的处理。这样,在晶片200(2)上形成绝缘膜102(1)。
[0124] (处理空间209b中的处理)
[0125] 在处理空间209b中,向晶片100(1)供给含硅气体和含氮气体。此时,微粒将含氮气体分解,等离子体生成部400b使含氮气体为等离子体状态。
[0126] 在晶片100(1)上含硅气体与等离子体状态的含氮气体发生反应,在绝缘膜102(1)上形成作为牺牲膜104(1)的氮化硅膜。
[0127] (除电工序AS12)
[0128] 在这里对除电工序AS12进行说明。由于在处理空间209b中生成了等离子体,因此托盘250a带电。因此,托盘250a被静电吸附于基台210b。假定在带电状态下想要将托盘250a
剥离,则有可能导致晶片100(1)在托盘250a上弹起。此时,有可能导致晶片100(1)划伤、或
者晶片100(1)与处理室201所附着的附着物接触,从而产生微粒。
[0129] 为此,在本工序中,在停止等离子体生成之后,且在使托盘250离开基台210之前,使开关225接通。通过使开关225接通,托盘250所带电的电荷经由旋转板222向接地226移
动。这样,使托盘250除电而解除吸附状态。
[0130] (基板移动工序AS14)
[0131] 在这里对使晶片100(1)、晶片100(2)移动并且将晶片100(3)搬入的基板移动工序AS14进行说明。当除电处理完成后,则使旋转板222上升,使托盘250离开托盘载置面211a、
托盘载置面211b。此后,使旋转板222旋转90°,将托盘250a载置到托盘载置面211c上,将托
盘250d载置到托盘载置面211b上。此外,将晶片100(3)搬入并载置于托盘250c,与其它晶片
100同样地,在托盘载置面211a上载置托盘250c。
[0132] 在晶片100移动的期间,利用蓄热部251维持晶片温度。
[0133] (气体供给工序AS16)
[0134] 在这里,对向晶片100存在的处理空间209a、处理空间209b、处理空间209c供给气体的气体供给工序AS16进行说明。在以晶片100为主体的情况下,气体供给工序AS14与晶片
100(1)的第二绝缘膜形成工序SS06相当,与晶片100(2)的第一牺牲膜形成工序SS04相当,
与晶片100(3)的第一绝缘膜形成工序SS02相当。
[0135] (处理空间209a中的处理)
[0136] 在处理空间209a中,向晶片100(3)供给含硅气体和含氧气体,在晶片200(2)上形成绝缘膜102(1)。
[0137] (处理空间209b中的处理)
[0138] 在处理空间209b中,向晶片100(2)供给含硅气体和含氮气体。此时,为了将含氮气体分解,等离子体生成部400b使含氮气体成为等离子体状态。
[0139] 在晶片100(2)上含硅气体与等离子体状态的含氮气体发生反应,在绝缘膜102(1)上形成作为牺牲膜104(1)的氮化硅膜。
[0140] (处理空间209c中的处理)
[0141] 在处理空间209a中,向晶片100(1)供给含硅气体和含氧气体,在牺牲膜104(1)上形成作为绝缘膜102(2)的氧化硅膜。
[0142] (除电工序AS18)
[0143] 在这里,与除电工序AS12同样地,进行将托盘250除电的除电工序AS18。在停止等离子体生成后、且在使托盘250离开之前,使开关225接通而将托盘250除电。
[0144] (基板移动工序AS20)
[0145] 在这里,对使晶片100(1)、晶片100(2)、晶片100(3)移动并且将晶片100(4)搬入的基板移动工序AS20进行说明。
[0146] 当除电处理完成之后,则使旋转板222上升而使托盘250从托盘载置面211a、托盘载置面211b、托盘载置面211c离开。此后使旋转板222旋转90°,将托盘250a载置到托盘载置
面211d上,将托盘250d载置于托盘载置面211c,将托盘250c载置于托盘载置面211b。此外,
将晶片100(4)搬入并载置于托盘250b,与其它晶片100同样地,将托盘250b载置到托盘载置
面211a上。
[0147] 在晶片100移动的期间,利用蓄热部251维持晶片温度。
[0148] (气体供给工序AS22)
[0149] 在这里,对向晶片100存在的处理空间209a、处理空间209b、处理空间209c、处理空间209d供给气体的气体供给工序AS22进行说明。在以晶片100为主体的情况下,气体供给工
序AS22与晶片100(1)的第二牺牲膜形成工程SS08相当,与晶片100(2)的第一绝缘膜形成工
序SS06相当,与晶片100(3)的第一牺牲膜形成工序SS04相当,与晶片100(4)的第一绝缘膜
形成工序SS02相当。
[0150] (处理空间209a中的处理)
[0151] 在处理空间209a中,向晶片100(4)供给含硅气体和含氧气体,在晶片200(4)上形成绝缘膜102(1)。
[0152] (处理空间209b中的处理)
[0153] 在处理空间209b中,向晶片100(3)供给含硅气体和含氮气体。此时,为了将含氮气体分解,等离子体生成部400b使含氮气体成为等离子体状态。
[0154] 在晶片100(3)上含硅气体与等离子体状态的含氮气体发生反应,在绝缘膜102(1)上形成作为牺牲膜104(1)的氮化硅膜。
[0155] (处理空间209c中的处理)
[0156] 在处理空间209c中,向晶片100(2)供给含硅气体和含氧气体,在牺牲膜104(1)上形成作为绝缘膜102(2)的氧化硅膜。
[0157] (处理空间209d中的处理)
[0158] 在处理空间209d中,向晶片100(1)供给含硅气体和含氮气体。此时,微粒将含氮气体分解,等离子体生成部400d使含氮气体成为等离子体状态。
[0159] 在晶片100(1)上含硅气体与等离子体状态的含氮气体发生反应,在绝缘膜102(2)上形成作为牺牲膜104(2)的氮化硅膜。
[0160] (除电工序AS24)
[0161] 在这里,与除电工序AS12同样地,进行将托盘250除电的除电工序AS24。在停止等离子体生成后、且在使托盘250离开前,使开关225接通而将托盘250除电。
[0162] (基板移动工序AS26)
[0163] 在这里,对使晶片100(1)、晶片100(2)、晶片100(3)、晶片100(4)移动的基板移动工序AS26进行说明。当除电处理完成后,则使旋转板222上升而使托盘250离开各托盘载置
面211。此后,使旋转板222旋转90°,使各托盘250在移动目的地的托盘载置面211上待机。
[0164] (判定工序AS28)
[0165] 在这里,对判定工序AS28进行说明。判定工序AS26与晶片100(1)的判定工序SS10相当。在该工序中,判断从第一绝缘膜形成工序S02起到第二牺牲膜形成工序SS08为止的组
合是否进行了预定次数。即,判断绝缘膜102和牺牲膜104是否形成了预定层。例如在绝缘膜
102与牺牲膜104的合计总数的希望数为80层的情况下,判断前述的组合是否重复了20次。
在图8中是m=40的情况。
[0166] 若判断为进行了预定次数,则结束基板处理装置200中的处理。即,从基板处理装置200进行搬出。此时,也可以与未处理晶片100进行置换。搬出方法后述。
[0167] 若判断为没有进行预定次数,则使托盘250下降,以执行从气体供给工序AS04到基板移动工序AS26的组合的方式来进行控制。
[0168] 此外,判定工序AS28也可以每当在各晶片100(晶片100(1)、晶片100(2)、…、晶片100(N))实施了从第一绝缘膜形成工序S02到第二牺牲膜形成工序SS08的组合之后进行。
[0169] 这里,对设置蓄热部251的理由进行说明。
[0170] 如上所述,在基台210之间不存在加热器213。因此,在假设不存在蓄热部251的情况下,晶片100会放热,或者从旋转板222的爪发生热逃逸,从而导致晶片100的温度降低。若
晶片100的温度降低,则需要在下一基台210上进行加热以补偿所降低的温度。因此,会由于
进行该温度补偿所需的加热时间而导致处理效率降低。
[0171] 尤其是在如本实施方式这样处理次数多的情况下,每次加热进行温度补偿都需要耗费时间而会导致处理时间增加。
[0172] 另外,在本实施方式中的层叠膜的情况下,若温度降低则会产生如下问题。众所周知,膜的层叠数越多膜应力就越高。在相对于具有层叠膜的晶片低于处理温度的情况下、或
者对温度一度降低的晶片再次剧烈加热等发生较大温度变化的情况下,会导致晶片发生挠
曲。若在晶片挠曲的状态下进行搬送,则有可能导致晶片掉落、或者与处理室的构造发生碰
撞等而产生微粒。另外,晶片挠曲本身也可能导致晶片上的图案的扭曲破坏等。
[0173] 在本实施方式中将氧化硅膜与氮化硅膜层叠,氧化硅膜的压缩应力高,氮化硅膜的拉伸应力高。因此,温度的变化越大挠曲就越显著。
[0174] 关于图案的扭曲破坏,从近年来伴随微细化而产生的图案物理耐性降低的观点来看更加成问题。
[0175] 由于以上各种问题或者是它们的组合,会导致生产效率降低。为此在本实施方式中,即使在各基板移动工序中也要抑制晶片的温度变化。具体而言,以具有蓄热部251的托
盘250在基台210之间进行搬送,这样来抑制晶片温度的降低。
[0176] (搬出工序AS30)
[0177] 接下来,对将晶片100搬出的搬出工序AS30进行说明。
[0178] 当托盘250移动到托盘载置面211a上之后,则以使晶片100与托盘250离开预定距离的方式进行控制。例如,基板升降部216a将晶片100(1)维持在预定高度,并且旋转板222
使托盘250a下降。通过使托盘250与晶片100分离,从而能够使晶片100(1)的温度降低。通过
使温度降低,从而在将晶片100(1)移载于臂部240时,能够降低对臂部240的热负荷。因此,
能够防止臂部240因热下垂等。
[0179] 接下来,开放闸阀208,将晶片100(1)与未处理状态的晶片100(5)置换。以下,在预定枚数的基板处理完成之前,重复从气体供给工序AS04起到判定工序AS28的处理。
[0180] (其它实施方式)
[0181] 以下对其它实施方式进行说明。
[0182] 在本实施方式中,将基板升降部、旋转板升降部作为独立结构进行了说明,但是只要能够各自独立地升降,则也可以将任一的组合作为一个结构。
[0183] 另外,在本实施方式中,虽然在第一绝缘膜形成工序SS02、第二绝缘膜形成工序SS06中没有使用等离子体,但是不限于此,也可以使用。
[0184] 另外,虽然在本实施方式中以绝缘膜和牺牲膜的层叠膜为例进行了说明,但是不限于此,也可以是其它种类的层叠膜。此外,也可以形成厚膜相同的同种类型的层叠膜。