(57)【要約】【課題】基板の反り等を低減するための成膜に要する工数を削減する。【解決手段】成膜装置は、処理容器と、載置台と、制御装置とを備える。載置台は、処理容器内に配置され、基板が載置される。また、載置台は、基板に加わるストレスを低減するための成膜パターンの少なくとも一部をなす形状の供給口を介して、基板において素子が形成される面の裏面に材料ガスを供給することにより、基板の裏面に成膜を行う複数の成膜部を有する。制御装置は、それぞれの成膜部による基板の裏面への成膜を独立に制御する。【選択図】図３
2020174076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、
前記処理容器内に配置され、基板が載置される載置台であって、前記基板に加わるストレスを低減するための成膜パターンの少なくとも一部をなす形状の供給口を介して、前記基板において素子が形成される面の裏面に材料ガスを供給することにより、前記裏面に成膜を行う複数の成膜部を有する載置台と、
それぞれの前記成膜部による前記裏面への成膜を独立に制御する制御装置と
を備える成膜装置。
【請求項２】
それぞれの前記成膜部は、
前記供給口を介して前記裏面に供給される前記材料ガスを拡散させる拡散室と、
前記材料ガスを前記拡散室内に供給する供給路と、
前記拡散室内のガスを排気する排気路と
を有し、
前記排気路には、前記拡散室内の圧力を制御する圧力制御部が設けられており、
前記制御装置は、
前記圧力制御部を制御することにより、前記拡散室内の圧力を、前記処理容器内の圧力よりも低くなるように制御する請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
それぞれの前記成膜部は、
前記拡散室内に供給された前記材料ガスをプラズマ化させるプラズマ生成部を有し、
それぞれの前記成膜部の前記供給口からは、
前記プラズマ生成部によって生成されたプラズマに含まれる活性種が前記基板の前記裏面に供給される請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記載置台には、
前記載置台上に載置された前記基板と前記載置台との間のガスを吸引する吸気口が設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記載置台には、
前記載置台上に載置された前記基板の温度を制御する温度制御部材が設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記基板が載置される前記載置台の面は、略円形であり、
前記成膜装置は、
前記載置台の面の中心軸を中心として前記載置台を回転させる回転機構を有する請求項１から５のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記載置台に載置されている前記基板における素子が形成される面にパージガスを供給するパージガス供給口を備える請求項１から６のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項８】
処理容器内に配置された載置台上に基板を載置する工程と、
前記基板に加わるストレスを低減するための成膜パターンの少なくとも一部をなす形状の供給口を介して、前記基板において素子が形成される面の裏面に材料ガスを供給することにより前記裏面に成膜を行う複数の成膜部をそれぞれ独立に制御することにより、前記裏面に成膜を行う工程と
を含む成膜方法。
【請求項９】
基板の高さの分布を測定する測定装置と、
前記測定装置によって測定された高さの分布から前記基板に加わっている応力を低減する成膜パターンを特定する特定装置と、
前記特定装置によって特定された成膜パターンに従って、素子が形成された前記基板の面の裏面に成膜を行う成膜装置と
を備え、
前記成膜装置は、
処理容器と、
前記処理容器内に配置され、基板が載置される載置台であって、前記基板に加わるストレスを低減するための成膜パターンの少なくとも一部をなす形状の供給口を介して、前記基板において素子が形成される面の裏面に材料ガスを供給することにより、前記裏面に成膜を行う複数の成膜部を有する載置台と、
それぞれの前記成膜部を独立に制御することにより、前記特定装置によって特定された前記成膜パターンに従って前記基板の前記裏面に成膜を行う制御装置と
を有する成膜システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の種々の側面および実施形態は、成膜装置、成膜方法、および成膜システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造過程では、基板上に様々な素子が形成される。素子は、複数の異なる材料を基板上に成膜したり、成膜された材料をエッチングする等によって形成される。基板とその上に成膜される材料とは、線膨張係数が異なるため、成膜後に基板が室温に戻ると、基板に応力が発生し、反りやクラックが発生する場合がある。そこで、素子形成後の基板に加わる応力を低減するために、素子が形成された面の裏面に成膜を行う技術が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０３４０２２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、基板の反り等を低減するための成膜に要する工数を削減することができる成膜装置、成膜方法、および成膜システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一側面は、成膜装置であって、処理容器と、載置台と、制御装置とを備える。載置台は、処理容器内に配置され、基板が載置される。また、載置台は、基板に加わるストレスを低減するための成膜パターンの少なくとも一部をなす形状の供給口を介して、基板において素子が形成される面の裏面に材料ガスを供給することにより、基板の裏面に成膜を行う複数の成膜部を有する。制御装置は、それぞれの成膜部による基板の裏面への成膜を独立に制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の種々の側面および実施形態によれば、基板の反り等を低減するための成膜に要する工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本開示の一実施形態における半導体製造システムの一例を示すシステム構成図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態における第２の成膜装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態における載置台の一例を示す上面図である。
【図４】図４は、成膜部の一例を示す拡大断面図である。
【図５】図５は、拡散室内のガスの流れの一例を示す模式図である。
【図６】図６は、ウエハの裏面に成膜される膜のパターンの一例を示す図である。
【図７】図７は、第２の成膜装置の他の例を示す概略断面図である。
【図８】図８は、載置台の他の例を示す上面図である。
【図９】図９は、成膜部の他の例を示す拡大断面図である。
【図１０】図１０は、第２の成膜装置の他の例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、開示される成膜装置、成膜方法、および成膜システムの実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される成膜装置、成膜方法、および成膜システムが限定されるものではない。
【０００９】
ところで、素子は、基板に成膜された材料が様々な形状にエッチングされることにより形成される。そのため、素子が形成された後の基板に加わる応力は、基板上で複雑な分布となる。これにより、複雑な分布となった応力をキャンセルするために基板の裏面に成膜すべき膜のパターンも複雑になる。
【００１０】
基板の裏面に複雑なパターンの膜を形成する場合、例えば、基板の裏面にマスク材料が成膜され、フォトリソグラフィ等により、成膜されたマスクに応力をキャンセルするためのパターンが形成される。そして、基板の裏面にマスクパターンに応じた形状の膜が成膜される。
【００１１】
また、基板上に形成された素子の損傷や変質を防ぐために、素子を保護するための保護膜を素子が形成された基板の面に積層させる工程や、裏面への成膜が終了した後に、保護膜を除去する工程も必要となる。このように、裏面に所定のパターンの膜を成膜するために複数の工程が必要となる。そのため、基板を用いた半導体装置の製造におけるスループットが低下する。
【００１２】
そこで、本開示は、基板の反り等を低減するための成膜に要する工数を削減することができる技術を提供する。
【００１３】
［半導体製造システム］
図１は、本開示の一実施形態における半導体製造システム１００の一例を示すシステム構成図である。半導体製造システム１００は、第１の成膜装置２００、エッチング装置３００、測定装置４００、および第２の成膜装置５００を有する。これらの装置は、平面形状が七角形をなす真空搬送室１０１の４つの側壁にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。半導体製造システム１００は、マルチチャンバータイプの真空処理システムであり、真空搬送室１０１内は、真空ポンプにより排気されて所定の真空度に保たれている。半導体製造システム１００は、成膜システムの一例である。
【００１４】
第１の成膜装置２００は、基板の一例である略円板状のウエハＷ上に導電膜や絶縁膜等を成膜する。エッチング装置３００は、第１の成膜装置２００によってウエハＷ上に成膜された導電膜等を、ドライエッチング等により所定パターンにエッチングする。第１の成膜装置２００による成膜と、エッチング装置３００によるエッチングとが繰り返されることにより、ウエハＷ上に半導体装置に用いられる素子が形成される。
【００１５】
測定装置４００は、素子が形成されたウエハＷの高さの分布を測定し、測定結果を制御装置１１０へ出力する。ウエハＷの高さの分布は、例えばレーザ光変位計等の測定器を用いて測定することができる。例えば、素子が形成されたウエハＷが測定装置４００内の載置台に載置され、測定装置４００の天井部に配置されたレーザ光変位計が、載置台上のウエハＷの上方を水平方向に移動しながら、素子が形成されたウエハＷの面にレーザ光を照射する。
【００１６】
ウエハＷ上に成膜された膜の形状や厚さの分布等によりウエハＷに局所的な歪や反りが生じる。レーザ光変位計は、ウエハＷによって反射された反射光を測定することにより、ウエハＷの高さを測定することができる。測定された高さの分布は、ウエハＷの歪みや反りを示す情報に対応する。
【００１７】
制御装置１１０は、測定装置４００によって測定された測定結果に基づいて、素子が形成されたウエハＷの面の裏面（以下、単に裏面と記載する）に形成される成膜パターンであって、ウエハＷに生じている歪みや反りを低減するための成膜パターンを算出する。そして、制御装置１１０は、算出された成膜パターンに近い成膜パターンを、予め定められたいくつかの成膜パターンの中から特定する。
【００１８】
第２の成膜装置５００は、制御装置１１０によって特定された成膜パターンに従って、ウエハＷの裏面に、所定の膜を成膜する。これにより、ウエハＷの一方の面に形成された素子によってウエハＷに生じた応力が低減され、ウエハＷの歪みや反りが低減される。
【００１９】
真空搬送室１０１の他の３つの側壁には、３つのロードロック室１０２がゲートバルブＧ１を介して接続されている。ロードロック室１０２を挟んで真空搬送室１０１の反対側には、大気搬送室１０３が設けられている。３つのロードロック室１０２のそれぞれは、ゲートバルブＧ２を介して大気搬送室１０３に接続されている。ロードロック室１０２は、大気搬送室１０３と真空搬送室１０１との間でウエハＷを搬送する際に、大気圧と真空との間で圧力制御を行う。
【００２０】
大気搬送室１０３のゲートバルブＧ２が設けられた側面とは反対側の側面には、ウエハＷを収容するキャリア（ＦＯＵＰ（Front-Opening  Unified  Pod）等）Ｃを取り付けるための３つのポート１０５が設けられている。また、大気搬送室１０３の側壁には、ウエハＷのアライメントを行うためのアライメント室１０４が設けられている。大気搬送室１０３内には清浄空気のダウンフローが形成される。
【００２１】
真空搬送室１０１内には、ロボットアーム等の搬送機構１０６が設けられている。搬送機構１０６は、第１の成膜装置２００、エッチング装置３００、測定装置４００、第２の成膜装置５００、およびそれぞれのロードロック室１０２の間でウエハＷを搬送する。搬送機構１０６は、独立に移動可能な２つのアーム１０７を有する。
【００２２】
大気搬送室１０３内には、ロボットアーム等の搬送機構１０８が設けられている。搬送機構１０８は、それぞれのキャリアＣ、それぞれのロードロック室１０２、およびアライメント室１０４の間でウエハＷを搬送する。
【００２３】
半導体製造システム１００は、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを有する制御装置１１０を有する。メモリには、プロセッサによって実行されるプログラム、および、各処理の条件等を含むレシピが格納されている。プロセッサは、メモリから読み出したプログラムを実行し、メモリ内に記憶されたレシピに基づいて、入出力インターフェイスを介して、半導体製造システム１００の各部を制御する。制御装置１１０は、特定装置の一例である。
【００２４】
［第２の成膜装置５００の詳細］
図２は、本開示の一実施形態における第２の成膜装置５００の一例を示す概略断面図である。第２の成膜装置５００は、内部に空間が形成された有底で筒状の処理容器１０を有する。処理容器１０の上部は、蓋体１１によって塞がれている。処理容器１０の側壁には、開口１３が設けられており、開口１３は、ゲートバルブＧによって開閉される。
【００２５】
処理容器１０の底部には、排気管１５の一端が接続されている。排気管１５の他端は、ＡＰＣ（Automatic  Pressure  Controller）バルブ１６を介して排気装置１７に接続されている。排気装置１７を駆動することにより、排気管１５を介して処理容器１０内のガスが排気され、ＡＰＣバルブ１６の開度を調整することにより、処理容器１０内の圧力が調整される。
【００２６】
処理容器１０内には、ウエハＷを載置する載置台２０が設けられている。載置台２０は、支持部２５によって支持されている。支持部２５は、処理容器１０の底部によって支持されている。載置台２０は、複数の成膜部２１−１〜２１−ｎ（ｎは２以上の整数）を有する。なお、以下では、複数の成膜部２１−１〜２１−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合に成膜部２１と記載する。複数の成膜部２１は、素子が形成される面を上にして載置台２０上に載置されたウエハＷの裏面に、制御装置１１０によって特定された成膜パターンを成膜する。
【００２７】
また、載置台２０には、複数の支持ピン３１が貫通する複数の貫通穴２２が形成されている。それぞれの支持ピン３１は、昇降機構３０によって昇降する。例えば、アーム１０７によってウエハＷが処理容器１０内に搬入された場合、昇降機構３０は、支持ピン３１を上昇させる。これにより、ウエハＷが支持ピン３１に受け渡される。そして、昇降機構３０が支持ピン３１を下降させることにより、ウエハＷが載置台２０上に載置される。また、ウエハＷが処理容器１０内から搬出される場合、昇降機構３０は、支持ピン３１を上昇させることによりウエハＷを持ち上げる。そして、アーム１０７がウエハＷの下方に挿入され、昇降機構３０が支持ピン３１を下降させることにより、ウエハＷがアーム１０７に受け渡される。そして、アーム１０７によってウエハＷが処理容器１０内から搬出される。
【００２８】
蓋体１１の下面には、載置台２０上に載置されたウエハＷの温度を制御するヒータ１２が設けられている。ヒータ１２は、輻射熱によって載置台２０上に載置されたウエハＷの温度を、成膜に適した温度に制御する。ヒータ１２は、ランプ等、他の加熱機構であってもよい。ヒータ１２は、温度制御部の一例である。
【００２９】
それぞれの成膜部２１には、第１のガス供給機構５０、第２のガス供給機構６０、およびバルブ群７０が接続されている。第１のガス供給機構５０は、ガス供給源５１、複数のＭＦＣ（Mass  Flow  Controller）５２−１〜５２−ｎ、および複数のバルブ５３−１〜５３−ｎを有する。なお、以下では、ＭＦＣ５２−１〜５２−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にＭＦＣ５２と記載し、バルブ５３−１〜５３−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にバルブ５３と記載する。
【００３０】
１つの成膜部２１に対して、１つのＭＦＣ５２および１つのバルブ５３が設けられている。それぞれのバルブ５３の一端は、配管を介して対応する成膜部２１に接続されている。また、それぞれのバルブ５３の他端は、対応するＭＦＣ５２を介して、第１のガスの供給源であるガス供給源５１に接続されている。それぞれのＭＦＣ５２は、ガス供給源５１から供給された第１のガスの流量を制御し、流量が制御された第１のガスを、対応するバルブ５３を介して対応する成膜部２１に供給する。それぞれのＭＦＣ５２およびバルブ５３は、制御装置１１０によって互いに独立に制御される。
【００３１】
第２のガス供給機構６０は、ガス供給源６１、複数のＭＦＣ６２−１〜６２−ｎ、および複数のバルブ６３−１〜６３−ｎを有する。なお、以下では、ＭＦＣ６２−１〜６２−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にＭＦＣ６２と記載し、バルブ６３−１〜６３−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にバルブ６３と記載する。
【００３２】
１つの成膜部２１に対して、１つのＭＦＣ６２および１つのバルブ６３が設けられている。それぞれのバルブ６３の一端は、配管を介して対応する成膜部２１に接続されている。また、それぞれのバルブ６３の他端は、対応するＭＦＣ６２を介して、第２のガスの供給源であるガス供給源６１に接続されている。それぞれのＭＦＣ６２は、ガス供給源６１から供給された第２のガスの流量を制御し、流量が制御された第２のガスを、対応するバルブ６３を介して対応する成膜部２１に供給する。それぞれのＭＦＣ６２およびバルブ６３は、制御装置１１０によって互いに独立に制御される。第１のガスおよび第２のガスは、材料ガスの一例である。
【００３３】
バルブ群７０は、複数のバルブ７１−１〜７１−ｎを有する。なお、以下では、バルブ７１−１〜７１−ｎのそれぞれを区別することなく総称する場合にバルブ７１と記載する。１つの成膜部２１に対して、１つのバルブ７１が設けられている。それぞれのバルブ７１の一端は、配管を介して対応する成膜部２１に接続されている。また、それぞれのバルブ７１の他端は排気装置１７に接続されている。それぞれのバルブ７１は、制御装置１１０によって互いに独立に制御される。
【００３４】
蓋体１１には、処理容器１０内にパージガスを供給するためのガス導入口１４が形成されている。ガス導入口１４には、配管を介してパージガス供給機構４０が接続されている。パージガス供給機構４０は、ガス供給源４１、ＭＦＣ４２、およびバルブ４３を有する。バルブ４３の一端は、配管を介してガス導入口１４に接続されている。また、バルブ４３の他端は、ＭＦＣ４２を介して、パージガスの供給源であるガス供給源４１に接続されている。パージガスは、例えばヘリウムガス、アルゴンガス、または窒素ガス等の不活性ガスである。
【００３５】
ＭＦＣ４２は、ウエハＷの裏面への成膜時に、ガス供給源４１から供給されたパージガスの流量を制御し、流量が制御されたパージガスを、バルブ４３およびガス導入口１４を介して処理容器１０内に供給する。ガス導入口１４は、ウエハＷが載置台２０上に載置されている状態で、素子が形成されるウエハＷの面にパージガスを供給する。ガス導入口１４は、パージガス供給口の一例である。これにより、ウエハＷの裏面への成膜時に、ウエハＷの裏面への成膜に用いられるガスや、ウエハＷの裏面への成膜時に発生したパーティクル等が、ウエハＷの上面側に侵入することが抑制される。
【００３６】
［載置台２０の詳細］
図３は、本開示の一実施形態における載置台２０の一例を示す上面図である。載置台２０の上面には、例えば図３に示されるように、複数の成膜部２１が設けられている。それぞれの成膜部２１は、ウエハＷの素子が形成される面の裏面に、ウエハＷに加わるストレスを低減するための成膜パターンの少なくとも一部をなす形状の領域に膜を成膜する。それぞれの成膜部２１は、ウエハＷが載置される載置台２０の面の異なる位置に配置されている。それぞれの成膜部２１の供給口２１０は、ウエハＷに加わるストレスを低減するための成膜パターンの少なくとも一部をなす形状に形成されている。
【００３７】
図４は、成膜部２１の一例を示す拡大断面図である。図４では、載置台２０上にウエハＷが載置された状態における成膜部２１の断面の一例が例示されている。それぞれの成膜部２１は、拡散室２１１を有する。拡散室２１１には、配管５４、配管６４、および配管７４が接続されている。拡散室２１１内には、配管５４を介して第１のガスが供給され、配管６４を介して第２のガスが供給される。配管５４および配管６４は、供給路の一例である。拡散室２１１内に供給された第１のガスおよび第２のガスにより、供給口２１０に対応するウエハＷの裏面の領域に、供給口２１０の形状に対応する形状の膜２１２が形成される。
【００３８】
本実施形態では、拡散室２１１に供給された第１のガスおよび第２のガスにより、供給口２１０で囲まれたウエハＷの裏面の領域に膜２１２が形成される。そのため、ウエハＷの裏面全体に成膜された膜がエッチングされることにより、ウエハＷの裏面に所定パターン膜が形成される場合に比べて、第１のガスおよび第２のガスの消費量を抑えることができる。
【００３９】
また、拡散室２１１内のガスは、配管７４を介して排気される。配管７４は、排気路の一例である。配管７４には、バルブ７１が接続されており、バルブ７１の開度を調整することにより、拡散室２１１内の圧力が調整される。バルブ７１の開度は、制御装置１１０によって制御される。制御装置１１０は、拡散室２１１内の圧力が、処理容器１０内の圧力よりも低くなるように、バルブ７１の開度を制御する。これにより、ウエハＷの下面と、供給口２１０が形成されていない載置台２０の上面とが密着し、拡散室２１１内に供給されたガスが拡散室２１１の外部に漏洩することが抑制される。バルブ７１は、圧力制御部の一例である。
【００４０】
なお、制御装置１１０によって特定された成膜パターンの領域に含まれない成膜部２１でも、拡散室２１１内の排気が行われてもよい。これにより、ウエハＷの下面と、供給口２１０が形成されていない載置台２０の上面との密着性を高めることができる。
【００４１】
図５は、拡散室２１１内のガスの流れの一例を示す模式図である。細長い形状の拡散室２１１においては、例えば図５に示されるように、拡散室２１１の延伸方向に沿う側壁における複数の異なる位置から第１のガスおよび第２のガスが供給されることが好ましい。また、拡散室２１１内のガスは、例えば図５に示されるように、第１のガスおよび第２のガスが供給される側壁に対向する側壁における複数の異なる位置から排気されることが好ましい。これにより、供給口２１０に対応するウエハＷの裏面の領域に形成される膜の厚さの偏りを抑制することができる。
【００４２】
制御装置１１０によって特定された成膜パターンに対応する成膜部２１からウエハＷの裏面に材料ガスが供給されることにより、例えば図６（ａ）および（ｂ）に示されるように、制御装置１１０によって特定された成膜パターンの膜がウエハＷの裏面に形成される。図６は、ウエハＷの裏面に成膜される膜のパターンの一例を示す図である。図６（ａ）および（ｂ）において、黒く塗りつぶされている領域が、成膜が行われたウエハＷの裏面の領域である。
【００４３】
なお、ウエハＷの裏面に成膜が行われた後、ウエハＷが処理容器１０内から搬出され、第２の成膜装置５００の外部の装置によって向きが変更された後に処理容器１０内に戻され、ウエハＷの裏面に再び成膜が行われてもよい。ウエハＷの裏面への成膜と、ウエハＷの向きの変更とを繰り返すことにより、より自由度の高い成膜パターンをウエハＷの裏面に形成することができる。
【００４４】
以上、一実施形態について説明した。上記したように、本実施形態における半導体製造システム１００は、測定装置４００と、制御装置１１０と、第２の成膜装置５００とを備える。測定装置４００は、ウエハＷの高さの分布を測定する。制御装置１１０は、測定装置４００によって測定された高さの分布からウエハＷに加わっている応力を低減する成膜パターンを特定する。第２の成膜装置５００は、制御装置１１０によって特定された成膜パターンに従って、素子が形成されたウエハＷの面の裏面に成膜を行う。第２の成膜装置５００は、処理容器１０と、載置台２０とを備える。載置台２０は、処理容器１０内に配置され、ウエハＷが載置される。また、載置台２０は、ウエハＷに加わるストレスを低減するための成膜パターンの少なくとも一部をなす形状の供給口２１０を介して、ウエハＷにおいて素子が形成される面の裏面に材料ガスを供給することにより、ウエハＷの裏面に成膜を行う複数の成膜部２１を有する。制御装置１１０は、それぞれの成膜部２１によるウエハＷの裏面への成膜を独立に制御する。これにより、ウエハＷの反り等を低減するための成膜に要する工数を削減することができる。
【００４５】
また、上記した実施形態において、それぞれの成膜部２１は、拡散室２１１と、配管５４と、配管６４と、配管７４とを有する。拡散室２１１は、供給口２１０を介してウエハＷの裏面に供給される材料ガスを拡散させる。配管５４および配管６４は、材料ガスを拡散室２１１内に供給する。配管７４は、拡散室２１１内のガスを排気する。配管７４には、拡散室２１１内の圧力を制御するバルブ７１が設けられている。制御装置１１０は、バルブ７１を制御することにより、拡散室２１１内の圧力を、処理容器１０内の圧力よりも低くなるように制御する。これにより、拡散室２１１内に供給されたガスが拡散室２１１の外部に漏洩することが抑制され、供給口２１０の形状に応じた形状の膜をウエハＷの裏面に形成することができる。
【００４６】
また、上記した実施形態において、第２の成膜装置５００は、載置台２０に載置されているウエハＷにおける素子が形成される面にパージガスを供給するガス導入口１４を備える。これにより、ウエハＷの裏面への成膜時に、ウエハＷの裏面への成膜に用いられるガスや、ウエハＷの裏面への成膜時に発生したパーティクル等が、ウエハＷの上面側に侵入することが抑制される。
【００４７】
［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００４８】
例えば、他の形態として、載置台２０には、例えば図７および図８に示されるように、載置台２０上に載置されたウエハＷと載置台２０との間のガスを吸引する吸気口２３が設けられていてもよい。図７は、第２の成膜装置５００の他の例を示す概略断面図である。図８は、載置台２０の他の例を示す上面図である。
【００４９】
吸気口２３は、載置台２０の上面に複数設けられている。それぞれの吸気口２３は、バルブ８０を介して排気装置１７に接続されている。載置台２０上にウエハＷが載置された状態でバルブ８０が開かれることにより、ウエハＷと載置台２０との間のガスが吸引され、ウエハＷの下面と載置台２０の上面とが密着する。これにより、拡散室２１１内に供給されたガスが拡散室２１１の外部に漏洩することがさらに効果的に抑制される。
【００５０】
なお、図７および図８の例では、複数の吸気口２３からのガスの吸引により、ウエハＷの下面と載置台２０の上面との密着が実現されるため、それぞれの成膜部２１の拡散室２１１内の圧力をそれほど下げなくても、拡散室２１１内のガスの漏洩が抑制される。そのため、第１のガスおよび第２のガスの流量を増やことができ、ウエハＷの裏面への成膜に要する時間を短縮することができる。
【００５１】
また、図８の例では、複数の吸気口２３は、載置台２０の上面の領域において、複数の成膜部２１が配置される領域よりも外周側に設けられている。これにより、それぞれの拡散室２１１からガスが漏洩したとしても、漏洩したガスは吸気口２３から排気される。これにより、ウエハＷの裏面への成膜時に、拡散室２１１から漏洩したガスがウエハＷの上面側に侵入することが抑制される。なお、図８の例では、それぞれの吸気口２３の形状は、略円状であるが、他の例として、それぞれの吸気口２３の形状は、載置台２０の上面の外周に沿った細長い形状であってもよい。
【００５２】
また、上記した実施形態では、ウエハＷの裏面に材料ガスを供給することにより、ウエハＷの裏面に所定パターンの膜が成膜されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば材料ガスをプラズマ化させ、プラズマに含まれる活性種を用いてウエハＷの裏面に所定パターンの膜が成膜されてもよい。
【００５３】
図９は、成膜部２１の他の例を示す拡大断面図である。図９の例では、拡散室２１１内において対向する側壁の一方に絶縁部材２１３を挟んで電極２１４が配置され、他方に絶縁部材２１５を挟んで電極２１６が設けられている。電極２１４と電極２１６とは、板状に形成され、互いに対向するように拡散室２１１の側壁に沿って配置されている。電極２１４には、高周波電源２１７が電気的に接続されており、電極２１６は、接地されている。高周波電源２１７からの高周波電力が電極２１４に供給されることにより、拡散室２１１内を流れるガスがプラズマ化され、プラズマに含まれる活性種がウエハＷの裏面に供給される。そして、プラズマに含まれる活性種によりウエハＷの裏面に所定の膜が成膜される。電極２１４、電極２１６、および高周波電源２１７は、プラズマ生成部の一例である。
【００５４】
また、上記した実施形態において、載置台２０は支持部２５を介して処理容器１０の底部に固定されているが、開示の技術はこれに限られない。例えば図１０に示されるように、載置台２０は、支持部２５を軸として回転してもよい。図１０は、第２の成膜装置５００の他の例を示す概略断面図である。
【００５５】
図１０の例では、載置台２０を支持する支持部２５は、駆動部２６に支持されている。駆動部２６は、駆動部２６を回転させる。駆動部２６は、例えば、略円形状の載置台２０の上面の中心軸Ｘを中心として、支持部２５を回転させる。支持部２５が回転することにより、支持部２５によって支持されている載置台２０も軸Ｘを中心として回転する。駆動部２６は、回転機構の一例である。
【００５６】
例えば、ウエハＷの裏面に所定パターンの膜が形成された後、支持ピン３１によってウエハＷがアーム１０７に受け渡される。そして、支持ピン３１が退避した後に、駆動部２６が載置台２０を、軸Ｘを中心として所定角度回転させる。そして、支持ピン３１が上昇し、アーム１０７から支持ピン３１にウエハＷが受け渡され、支持ピン３１が退避する。これにより、ウエハＷに対して載置台２０が所定角度回転した状態で、ウエハＷが再び載置台２０の上面に載置される。そして、ウエハＷの裏面に所定パターンの膜が再び形成される。ウエハＷの裏面への成膜と、ウエハＷに対する載置台２０の回転とを繰り返すことにより、より自由度の高い成膜パターンをウエハＷの裏面に形成することができる。
【００５７】
また、上記した実施形態では、測定装置４００が、素子が形成された後のウエハＷの高さの分布を測定し、制御装置１１０が、測定結果に基づいて成膜パターンを特定したが、開示の技術はこれに限られない。例えば、ウエハＷ上に予め定められた素子が形成された場合のウエハＷの歪みや反りを予め推定することが可能な場合には、素子が形成された後のウエハＷの高さの分布が測定されなくてもよい。この場合、高さの分布の測定を行うことなく、推定された高さの分布に対応する成膜パターンがウエハＷの裏面に成膜される。
【００５８】
また、上記した実施形態では、素子が形成された後のウエハＷの裏面に、所定の成膜パターンが成膜されるが、開示の技術はこれに限られない。例えば、ウエハＷ上に予め定められた素子が形成された場合のウエハＷの歪みや反りを予め推定することが可能な場合には、ウエハＷ上に素子が形成される前に、推定されるウエハＷの高さの分布に対応する成膜パターンがウエハＷの裏面に予め成膜されてもよい。
【００５９】
また、上記した実施形態では、載置台２０の上方にヒータ１２が設けられ、素子が形成されるウエハＷの面側からウエハＷが加熱されたが、開示の技術はこれに限られない。例えば、載置台２０内にヒータ等の温度制御部材が埋め込まれ、載置台２０に埋め込まれた温度制御部材によってウエハＷの温度が制御されてもよい。
【００６０】
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
Ｗ  ウエハ
１００  半導体製造システム
１１０  制御装置
５００  第２の成膜装置
１０  処理容器
１１  蓋体
１２  ヒータ
１４  ガス導入口
２０  載置台
２１  成膜部
２１０  供給口
２１１  拡散室
２１４  電極
２１６  電極
２１７  高周波電源
２３  吸気口
２６  駆動部
４０  パージガス供給機構
５０  第１のガス供給機構
６０  第２のガス供給機構
７０  バルブ群
７１  バルブ
８０  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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