[发明专利]衬底处理装置及半导体器件的制造方法

说明书

即使在经由簇射头进行气体供给的情况下，也能充分且良好地对簇射头内及处理空间内的各空间进行清洁处理。一种衬底处理装置，其具有：处理空间，其对衬底进行处理；簇射头缓冲室，其隔着设置有贯通孔的分散板而与处理空间相邻；非活性气体供给系统，其向簇射头缓冲室内供给非活性气体；处理空间清洁气体供给系统，其向处理空间内供给清洁气体；控制部，其控制非活性气体供给系统及处理空间清洁气体供给系统，使得清洁气体向处理空间的供给和非活性气体向簇射头缓冲室的供给同时进行。

技术领域

本发明涉及衬底处理装置及半导体器件的制造方法。

背景技术

在半导体器件的制造工序中，对晶片等衬底进行各种工艺处理。工艺处理中的一种，例如有利用交替供给法进行的成膜处理。交替供给法为下述方法：对作为处理对象的衬底交替地供给原料气体及与该原料气体反应的反应气体这至少两种处理气体，使这些气体在衬底表面进行反应从而一层一层地形成膜，使该一层又一层膜层合从而形成所希望膜厚的膜。在该交替供给法中，为了不让原料气体与反应气体在衬底表面以外进行反应，在供给各处理气体之间具有用于除去残余气体的吹扫工序是理想的。

作为进行上述利用交替供给法的成膜处理的衬底处理装置的一个方案，例如有具有簇射头的单片型的衬底处理装置。簇射头构成如下：为了对衬底处理面均匀地供给处理气体，簇射头位于衬底处理面的上方侧，在与衬底处理面相对的位置配置有具有多个贯通孔的分散板，并且在其上方侧连接有气体供给系统，进而在连接有气体供给系统的气体供给孔与分散板之间内置气体引导件。气体引导件形成以气体供给孔为起点朝向分散板外周扩大的圆锥状。在具有上述构成的簇射头的衬底处理装置中，由于气体引导件以朝向分散板扩散的方式引导来自气体供给孔的气体，所以可以在分散板中央部分和分散板外周部分使气体的扩散程度、气体密度相同。因此，能够使已开始供给的气体几乎同时到达分散板中央部分和外周部分，由此，对衬底处理面的气体供给能实现高的均匀性。

发明内容

一般认为进行利用交替供给法的成膜处理时，如上述那样交替地供给原料气体和反应气体，但如果经由簇射头进行气体供给，则簇射头内的残余气体发生反应，在簇射头内生成反应副产物。这种情况下，与分散板下方的处理空间不同，在簇射头内，形成优质的膜的温度条件、压力条件等并不完善。因此，在簇射头内，作为反应副产物形成了膜密度、膜厚等不均的特性不良的膜。一般认为这样的反应副产物在更换气体供给时的压力变动等情况下容易剥落。剥落的副产物有可能侵入到处理空间内，对衬底上的膜的特性造成不良影响、或者导致成品率低下。

对于簇射头内的反应副产物而言，可以考虑在装置维护时通过操作员的手工操作除去。然而，这种情况下，会产生下述问题：因大幅增加停机时间，故装置的运转效率下降。

为了尽可能不降低装置的运转效率、并除去反应副产物，可以考虑利用清洁气体。具体而言，经由簇射头向处理空间供给清洁气体，对簇射头内及处理空间内分别进行清洁处理。然而，这种情况下，存在下述可能：由于清洁气体在依序通过簇射头内及处理空间内的过程中失活，所以在处理空间内的气体流动方向的下游侧清洁处理并不充分。

关于这一点，也可以考虑通过分别进行经由簇射头向处理空间供给清洁气体的清洁处理、和与此相反从处理空间侧朝向簇射头侧供给清洁气体的清洁处理来应对。然而，如果分别进行各清洁处理，则内置于簇射头中的气体引导件的内侧(处理空间侧)在任一处理中均会通过活性的清洁气体，所以可能产生过度蚀刻(over etching)。

因此，本发明的目的在于提供在经由簇射头进行气体供给时，能对各簇射头内及处理空间内充分且良好地进行清洁处理的衬底处理装置及半导体器件的制造方法。

根据本发明的一个方案，提供一种衬底处理装置，其具有：

处理空间，对衬底进行处理；

簇射头缓冲室，隔着设置有贯通孔的分散板，与所述处理空间相邻；