[发明专利]衬底处理器件

说明书

本申请是申请号为2004100982961、申请日为2004年12月3日、发明名称为衬底处理器件及其清洗方法的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种衬底处理器件，特别涉及用于形成半导体器件用的薄膜的化学气相成长器件中的与清洗有关的内部结构。

背景技术

近年来，半导体器件的高集成化、低耗电化及低成本化正在不断地发展。为了实现高集成化、低耗电化及低成本化，迫切要求更薄、均匀性更好的膜来作为构成半导体器件的绝缘膜。

图11(a)及(b)表示以往的单片式化学气相成长器件的简要剖面结构，图11(a)表示成膜时器件内部的状态，图11(b)表示清洗时器件内部的状态(参照日本特开2000-273638号公报)。

如图11(a)及(b)所示，在反应室11的底部设置有兼作衬底支撑部的下部电极12。也就是说，被处理衬底(晶片)10装在下部电极12上。另外，下部电极12包含用于调整被处理衬底10的温度的加热器(无图示)。而在反应室11的上部设置有与下部电极12对着的兼作成膜用淋浴器的上部电极13。具体地说，上部电极13由将导入反应室11内的气体分散的挡板14、和将由挡板14分散的气体更进一步地分散的平面板15构成。通过挡板14和平面板15，能够使形成在被处理衬底10上的膜的膜厚度均匀性提高。这里，在挡板14和平面板15上分别设置有用于使气体通过的多个孔，且一般将挡板14和平面板15之间的间隔设定得非常窄。

并且，在反应室11的上部通过上部电极13安装有用于将气体导入反应室11的内部的气体导入口16。也就是说，从气体导入口16吐出的气体依次经过挡板14及平面板15被导入下部电极12。并且，在反应室11的底部安装有用于将导入反应室11内的气体排出反应室11的排气口17。排气口17连接在无图示的排气泵上。

其次，参照图11(a)对使用以往的单片式化学气相成长器件的成膜步骤进行说明。首先，在下部电极12上安装被处理衬底(晶片)10。也就是说，将被处理衬底10设置在下部电极12和上部电极13之间。其次，一边由上述排气泵通过排气口17进行反应室11内的排气，一边从气体导入口16通过挡板14及平面板15将成膜用材料气体(反应气体)21导入反应室11的内部。这里，通过使用无图示的高频电源在下部电极12和上部电极13之间施加高频电压，来在下部电极12和上部电极13之间的区域产生由反应气体21构成的等离子体22，且通过将被处理衬底10暴露在该等离子体22，来在被处理衬底10上进行成膜。或者，通过用加热器(省略图示)将下部电极12加热到400℃左右进行热CVD，藉此方法，在被处理衬底10上进行成膜，来代替进行等离子体CVD(chemical vapordeposition)。

在图11(a)所示的成膜步骤中，如上所述，由于兼作气体淋浴器的上部电极13由挡板14和平面板15构成，因此能够通过挡板14将从气体导入口16导入的反应气体21分散，且通过平面板15将其更进一步地分散，来使沉积在被处理衬底10上的膜的均匀性提高。

图12为设置在平面板15上的一个气体孔的放大图。如图12所示，在平面板15的各气体孔15a中，为了使反应气体21的流速安定，将出口的直径(尺寸)a2设定得比入口的直径(尺寸)a1小。由于该入口与出口之间的尺寸差而产生的气体孔15a的最细部分的影响，因此在气体孔15a内反应气体21的流动产生乱流31。

其次，参照图11(b)对以往的单片式化学气相成长器件中的清洗步骤进行说明。首先，在图11(a)所示的成膜步骤结束后，从反应室11取出被处理衬底10。其次，通过挡板14及平面板15从气体导入口16将用于进行反应室11内的清洗的清洗气体23导入反应室11的内部。这里，通过使用无图示的高频电源在下部电极12和上部电极13之间施加高频电压，来在下部电极12和上部电极13之间的区域产生由清洗气体23构成的等离子体24，且将反应室11的内部暴露在该等离子体24中。藉此方法，能够除去在图11(a)所示的成膜步骤中附着在反应室11的内部的反应生成物。

在上述以往的化学气相成长器件中，存在这样的问题：由于随着被处理衬底10上的成膜次数的增加，反应生成物附着在挡板14和平面板15上的气体孔中，因此通过该气体孔的反应气体21的流动渐渐变乱，其结果，导致被沉积的膜的均匀性变差。