專利名稱：成膜裝置、基板處理裝置、成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過反復(fù)進(jìn)行將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體依次供給到基板表面上的循環(huán)來形成層疊了反應(yīng)生成物的薄膜的成膜裝置、基板處理裝置、成膜方法以及存儲執(zhí)行該方法的程序的存儲介質(zhì)。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體制造工藝中的成膜方法，眾所周知的工藝是
在真空氣氛下使第l反應(yīng)氣體吸附在作為基板的半導(dǎo)體晶圓(以下稱為"晶圓")等的表面上之后，將供給的氣體切換為第2反應(yīng)氣體，通過兩種氣體的反應(yīng)形成l層或多層原子層、分子層，通過多次進(jìn)行該循環(huán)層疊這些層，向基板上進(jìn)行成膜。該工藝?yán)鏭皮稱為ALD ( Atomic Layer Deposition )或MLD(Molecular Layer Deposition)等，才艮才居4盾環(huán)凄t能高4青度;也控制膜厚，并且，膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性也良好，是能應(yīng)對半導(dǎo)體器件薄膜化的有效方法。
作為適合這樣的成膜方法的例子，例如可以舉出^^極氧化膜所使用的高電介質(zhì)膜的成膜。舉一個例子，在形成氧化硅膜(Si02膜)的情況下，作為第l反應(yīng)氣體(原料氣體)，例如可以使用雙叔丁基氨基硅烷(以下稱為「BTBAS」)氣體等，作為第2反應(yīng)氣體(氧化氣體)可以使用臭氧氣體等。
作為實(shí)施這樣的成膜方法的裝置，研究了使用在真空容器的上部中央具有氣體簇射頭(shower head)的單片式成膜裝置，從基板的中央部上方側(cè)供給反應(yīng)氣體、將未反應(yīng)的反應(yīng)氣體及反應(yīng)副產(chǎn)物從處理容器的底部排出的方法?？墒?，在上述成膜方法中，存在因吹掃氣體導(dǎo)致氣體吹掃需要很長的時間，且由于循環(huán)數(shù)也為例如數(shù)百次，因此存在處理時間長這樣的問題，人們迫切期待能以高生產(chǎn)率進(jìn)行處理的裝置、方法。
鑒于這樣的背景，已經(jīng)公知有如下述那樣的在真空容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺上沿旋轉(zhuǎn)方向配置多張基板來進(jìn)行成膜的裝置。
在專利文獻(xiàn)l中，被設(shè)置成將扁平的圓筒狀的真空容器左右分開，使在左側(cè)區(qū)域及右側(cè)區(qū)域沿半圓的輪廓形成的排氣口朝上排氣，并且，在左側(cè)半圓輪廓和右側(cè)半圓輪廓之間、即真空容器的直徑區(qū)域形成有分離氣體的噴出口 。在右側(cè)半圓區(qū)域及左側(cè)半圓區(qū)域上形成有相互不同的原料氣體的供給區(qū)域，通過真空容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)而使工件通過右側(cè)半圓區(qū)域、分離
區(qū)域D及左側(cè)半圓區(qū)域，并且從排氣口排出兩原料氣體。
在專利文獻(xiàn)2中記載有這樣的結(jié)構(gòu)在晶圓支承構(gòu)件(旋轉(zhuǎn)臺)上沿旋轉(zhuǎn)方向等距離地配置4張晶圓，與晶圓支承構(gòu)件相對地沿旋轉(zhuǎn)方向等距離地配置第l反應(yīng)氣體噴嘴及第2反應(yīng)氣體噴嘴，且在這些噴嘴之間配置吹掃氣體噴嘴，使晶圓支承構(gòu)件水平旋轉(zhuǎn)。各晶圓由晶圓支承構(gòu)件支承，晶圓的表面位于
距晶圓支承構(gòu)件的上表面的距離為晶圓厚度的上方。另外，專利文獻(xiàn)2中記載有各噴嘴設(shè)置成沿晶圓支承構(gòu)件的徑向延伸，晶圓和噴嘴之間的距離是0.1mm以上。真空排氣在晶圓支承構(gòu)件的外緣和處理容器的內(nèi)壁之間進(jìn)行。采用這樣的裝置，吹掃
氣體噴嘴的下方起到所說的氣簾的作用，從而能防止第l反應(yīng)氣體和第2反應(yīng)氣體混合。
在專利文獻(xiàn)3中記載有這樣的結(jié)構(gòu)用分隔壁將真空容器內(nèi)沿周向分割為多個處理室，并且與分隔壁的下端相對地隔著狹縫設(shè)置能旋轉(zhuǎn)的圓形的載置臺，在該載置臺上配置多個晶圓。
在專利文獻(xiàn)4記載有這樣的方法沿周向?qū)A形的氣體供
10給板分割為8個部分，各錯開90度地配置AsHs氣體的供給口 、 H2氣體的供給口、 TMG氣體的供給口及H2氣體的供給口 ，再 在這些氣體供給口之間設(shè)置排氣口 ，使與該氣體供給^1相對的、 支承晶圓的基座(susceptor )旋轉(zhuǎn)。
另外，在專利文獻(xiàn)5中記載有這樣的結(jié)構(gòu)用4個垂直壁將 旋轉(zhuǎn)臺的上方區(qū)域分隔成十字，將晶圓載置在這樣分隔成的4 個載置區(qū)域中，并且沿旋轉(zhuǎn)方向交替配置源氣體噴射器、反應(yīng) 氣體噴射器、吹掃氣體噴射器而構(gòu)成十字的噴射器單元，使噴
射器單元水平旋轉(zhuǎn)，以使這些噴射器按順序位于上述4個載置 區(qū)域，且從旋轉(zhuǎn)臺的周邊進(jìn)行真空排氣。
另外，在專利文獻(xiàn)6 (專利文獻(xiàn)7、 8)中記載有這樣的裝 置當(dāng)實(shí)施使多種氣體交替吸附在靶(相當(dāng)于晶圓)上的原子 層CVD方法時，使載置晶圓的基座旋轉(zhuǎn)，從基座上方供給源氣 體和吹掃氣體。在第0023至0025段記載有從處理室的中心以 放射狀延伸有分隔壁，在分隔壁下方設(shè)有將反應(yīng)氣體或吹掃氣 體供給到基座的氣體流出孔，通過從分隔壁的氣體流出孔流出 惰性氣體來形成氣簾。關(guān)于排氣，從第0058段開始記載，根據(jù) 該記載，源氣體和吹掃氣體分別從各自的排氣管道30a、 30b 排出。在這樣的結(jié)構(gòu)中，不能避免兩側(cè)的源氣體室中的源氣體 在吹掃氣體室中混合，產(chǎn)生反應(yīng)生成物而對晶圓造成樣么粒污染。
專利文獻(xiàn)l 專利文獻(xiàn)2 專利文獻(xiàn)3 專利文獻(xiàn)4 專利文獻(xiàn)5 專利文獻(xiàn)6
美國專利公報(bào)7， 153, 542號圖6(a)、(b) 曰本凈爭開2001 — 254181號^^艮圖l及圖2 專利3144664號公報(bào)圖l、圖2、權(quán)利要求l 日本特開平4一287912號公報(bào) 美國專利公報(bào)6， 634, 314號 曰本4爭開2007—247066號7^才艮第0023 ~
0025、 0058段、圖12及圖18專利文獻(xiàn)7:美國專利/>開公才艮2007—218701號 專利文獻(xiàn)8:美國專利公開公報(bào)2007—218702號 但是，在專利文獻(xiàn)l所記載的裝置中，由于采用在分離氣 體的噴出口和反應(yīng)氣體的供給區(qū)域之間設(shè)置朝上的排氣口而將 反應(yīng)氣體從該排氣口與分離氣體一起排出的方法，因此，存在 這樣的缺點(diǎn)噴出到工件上的反應(yīng)氣體成為上升氣流而被從排 氣口吸入，因此伴隨著微粒的揚(yáng)起，容易引起對晶圓的微粒污 染。
另外，在專利文獻(xiàn)2所記載的發(fā)明中，有時也使晶圓支承 構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，僅利用由吹掃氣體噴嘴形成的氣簾作用，不能避免
氣簾中的情況。另外，從第l反應(yīng)氣體噴嘴噴出的第l反應(yīng)氣體 經(jīng)由相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)臺的晶圓支承構(gòu)件的中心部而容易地到達(dá)從第 2反應(yīng)氣體噴嘴噴出的第2反應(yīng)氣體的擴(kuò)散區(qū)域。這樣，若第l 反應(yīng)氣體和第2反應(yīng)氣體在晶圓上混合，則反應(yīng)生成物會附著 在晶圓表面上，不能進(jìn)行良好的ALD (或MLD)處理。
另外，在專利文獻(xiàn)3所記載的裝置中，由于工藝氣體從分 隔壁與載置臺或分隔壁與晶圓之間的間隙擴(kuò)散到相鄰的處理室 中，且在多個處理室之間設(shè)有排氣室，因此，在晶圓通過該排 氣室時，來自上游側(cè)及下游側(cè)的處理室的氣體在該排氣室混合。 因此，不能應(yīng)用所謂的ALD方式的成膜方法。
另外，在專利文獻(xiàn)4所記載的方法中，對于2種反應(yīng)氣體的 分離沒有公開任何實(shí)際的手段，2種反應(yīng)氣體在基座的中心附 近混合當(dāng)然不用說，實(shí)際上即使在中心附近以外，2種反應(yīng)氣 體也會通過H2氣體供給口的排列區(qū)域混合。另外，若在與晶圓 的通過區(qū)域相對的面上設(shè)置排氣口 ，則也存在由于孩t粒從基座 表面揚(yáng)起等而容易引起對晶圓的微粒污染這樣的致命的問題。另外，在專利文獻(xiàn)5所記載的結(jié)構(gòu)中，在將源氣體或反應(yīng)
氣體供給到各載置區(qū)域之后，由于利用吹掃氣體噴嘴用吹掃氣 體置換該載置區(qū)域的氣氛需要很長的時間，且源氣體或反應(yīng)氣 體會從一個載置區(qū)域越過垂直壁擴(kuò)散到相鄰的載置區(qū)域而導(dǎo)致 兩種氣體在載置區(qū)域中發(fā)生反應(yīng)的可能性較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方式是基于這樣的問題而進(jìn)行的，其目的在 于提供一種成膜裝置、基板處理裝置、成膜方法以及存儲實(shí)施 該方法的程序的存儲介質(zhì)，在將相互反應(yīng)的多種反應(yīng)氣體按順 序供給到基板表面而層疊由反應(yīng)生成物構(gòu)成的層從而形成薄膜 的情況下，通過在輸送成膜后的基板之前對基板進(jìn)行冷卻，能 防止給用于輸送基板的驅(qū)動部帶來熱損傷，因此能防止用于輸 送基板的驅(qū)動部的變形、故障。
本發(fā)明的實(shí)施方式是一種成膜裝置，在真空容器內(nèi)將相互
反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體按順序供給到基板的表面上且執(zhí)行該 供給循環(huán)，從而層疊多層反應(yīng)生成物的層而形成薄膜，其特征 在于，該成膜裝置包括旋轉(zhuǎn)臺，其設(shè)置在上述真空容器內(nèi)； 基板載置區(qū)域，其是為了將基板載置在上述旋轉(zhuǎn)臺上而設(shè)置的； 第l反應(yīng)氣體供給部及第2反應(yīng)氣體供給部，沿上述旋轉(zhuǎn)臺的旋 轉(zhuǎn)方向相互分離地設(shè)置，用于分別將第l反應(yīng)氣體及第2反應(yīng)氣 體供給到上述旋轉(zhuǎn)臺上的上述基板的載置區(qū)域側(cè)的面上；分離 區(qū)域，其為了分離被供給上述第l反應(yīng)氣體的第l處理區(qū)域和被 供給第2反應(yīng)氣體的第2處理區(qū)域的氣氛，而在上述旋轉(zhuǎn)方向上 位于這些處理區(qū)域之間，該分離區(qū)域包括頂面和用于供給分離 氣體的分離氣體供給部，該頂面位于上述分離氣體供給部的上 述旋轉(zhuǎn)方向兩側(cè)，在頂面與旋轉(zhuǎn)臺之間形成有用于使分離氣體
13從該分離區(qū)域向處理區(qū)域側(cè)流動的狹窄的空間；中心部區(qū)域， 其為了分離上述第l處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域的氣氛而位 于真空容器內(nèi)的中心部，且形成有用于將分離氣體噴出到旋轉(zhuǎn) 臺的基板載置面?zhèn)鹊膰姵隹?；排氣口，其用于將上述反?yīng)氣體 與擴(kuò)散到上述分離區(qū)域的兩側(cè)的分離氣體以及從上述中心部區(qū) 域噴出的分離氣體一起排出；基板冷卻部，其在上述真空容器 內(nèi)，為了冷卻上述基板而對基板噴射氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
另外，本發(fā)明的實(shí)施方式是一種成膜裝置，通過多次進(jìn)行 將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體依次供給到基板表面上的循 環(huán)，從而層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，上述成膜 裝置包括旋轉(zhuǎn)臺，其設(shè)置在真空容器內(nèi)；多個基板載置部， 其為了將上述基板載置在上述旋轉(zhuǎn)臺的同一圓周上而設(shè)置在旋 轉(zhuǎn)臺上；加熱部，其用于對上述旋轉(zhuǎn)臺進(jìn)行加熱；第l反應(yīng)氣 體供給部，其設(shè)于上述真空容器內(nèi)的、形成有上述基板載置部 的一側(cè)，用于供給第l反應(yīng)氣體；第2反應(yīng)氣體供給部，其設(shè)于 上述真空容器內(nèi)的、形成有上述基板載置部的一側(cè)，且設(shè)于相 對于上述第l反應(yīng)氣體供給部離開的位置，用于供給第2反應(yīng)氣 體；第l分離氣體供給部，為了分離由上述第l反應(yīng)氣體供給部 供給第l反應(yīng)氣體的第l處理區(qū)域和由上述第2反應(yīng)氣體供給部 供給第2反應(yīng)氣體的第2處理區(qū)域而設(shè)置在第l處理區(qū)域和第2 處理區(qū)域之間，用于供給第l分離氣體；輸送口，為了將上述 基板從上述真空容器的外部輸送到真空容器的內(nèi)部而設(shè)置在上 述真空容器的側(cè)壁上，由閘閥進(jìn)行開閉；基板保持臂，其是由 用于在上述輸送口輸送上述基板的2根棒狀的保持部構(gòu)成的輸 送臂，在一個保持部上設(shè)有至少l個用于保持上述基板的基板 保持部，在另 一個保持部上設(shè)有至少2個用于保持上述基板的 基板保持部；冷卻部，其在上述真空容器內(nèi)為了冷卻上述基板而對基板噴射氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
另外，本發(fā)明的實(shí)施方式是一種成膜方法，通過多次進(jìn)行
將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體依次供給到基板表面上的循
環(huán)，從而層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，該成膜方
法包括以下工序?qū)⑸鲜龌遢d置在為了將基板載置在真空容 器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)臺上而設(shè)置的基板載置部上的工序；對上述旋轉(zhuǎn) 臺進(jìn)行加熱的工序；成膜工序，該工序通過從在上述真空容器 內(nèi)相互分離地設(shè)置的第l反應(yīng)氣體供給部及第2反應(yīng)氣體供給 部向旋轉(zhuǎn)臺的、形成有基板載置部的面上分別供給第l反應(yīng)氣 體及第2反應(yīng)氣體、并且利用設(shè)置在第l反應(yīng)氣體供給部和第2 反應(yīng)氣體供給部之間的分離氣體供給部供給分離氣體來進(jìn)行成 膜；冷卻基板的工序，該工序通過在上述成膜工序結(jié)束后將上 述基板從上述基板載置部取出、自為了在上述真空容器內(nèi)冷卻 基板而設(shè)置的基板冷卻部噴射氮?dú)饣蚨栊詺怏w來對基板進(jìn)行冷 卻。
另外，本發(fā)明的實(shí)施方式是一種成膜方法，通過多次進(jìn)行 將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體依次供給到基板表面上的循 環(huán)，從而層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，該成膜方 法包括以下工序?qū)⑸鲜龌遢d置在為了將基板載置在真空容 器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)臺上而設(shè)置的基板載置部上的工序；對上述旋轉(zhuǎn) 臺進(jìn)行加熱的工序；成膜工序，該工序通過從在上述真空容器 內(nèi)相互分離地設(shè)置的第l反應(yīng)氣體供給部及第2反應(yīng)氣體供給 部向旋轉(zhuǎn)臺的、形成有基板載置部的面上分別供給第l反應(yīng)氣 體及第2反應(yīng)氣體、并且利用設(shè)置在第l反應(yīng)氣體供給部和第2 反應(yīng)氣體供給部之間的分離氣體供給部供給分離氣體來進(jìn)行成 膜；在上述成膜工序結(jié)束后利用設(shè)置在上述基板載置部上的升 降機(jī)構(gòu)從基板載置部抬起上述基板的工序；利用為了將上述基
15板從上述真空容器的內(nèi)部通過輸送口輸送到真空容器的外部而 設(shè)置的輸送臂把持的工序；冷卻基板的工序，該工序通過在將 上述基板載置在上述輸送臂上之后、利用在上述真空容器內(nèi)為 了冷卻基板而設(shè)置的基板冷卻部噴射氮?dú)饣蚨栊詺怏w來對基板 進(jìn)行冷卻。
另外，本發(fā)明的實(shí)施方式是一種成膜方法，通過多次進(jìn)行
將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體依次供給到基板表面上的循 環(huán)，從而層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，該成膜方 法包括以下工序?qū)⑸鲜龌遢d置在為了將基板載置在真空容 器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)臺上而設(shè)置的基板載置部上的工序；對上述旋轉(zhuǎn) 臺進(jìn)行加熱的工序；成膜工序，該工序通過從在上述真空容器 內(nèi)相互分離地設(shè)置的第l反應(yīng)氣體供給部及第2反應(yīng)氣體供給 部向旋轉(zhuǎn)臺的、形成有基板載置部的面上分別供給第l反應(yīng)氣 體及第2反應(yīng)氣體、并且利用設(shè)置在第l反應(yīng)氣體供給部和第2 反應(yīng)氣體供給部之間的分離氣體供給部供給分離氣體來進(jìn)行成 膜；在上述成膜工序結(jié)束后利用基板保持臂提起載置在上述基 板載置部上的基板的工序，該基板保持臂具有用于保持上述基 板的2根棒狀的保持部，在一個保持部上設(shè)有至少l個用于保持 基板的基板保持部，在另 一個保持部上設(shè)有至少2個用于保持 基板的基板保持部；冷卻基板的工序，在將上述基板抬起的工 序結(jié)束后、利用在上述真空容器內(nèi)為了冷卻基板而設(shè)置的基板 冷卻部噴射氮?dú)饣蚨栊詺怏w來冷卻基板。
采用本發(fā)明的實(shí)施方式，在將相互反應(yīng)的多種反應(yīng)氣體依 次供給到加熱了的基板表面上而層疊由反應(yīng)生成物構(gòu)成的層從 而形成薄膜的情況下，通過在輸送成膜后的基板之前對基板進(jìn) 行冷卻，能防止給用于輸送基板 驅(qū)動部帶來熱損傷，因此能 防止用于輸送基板的驅(qū)動部的變形、故障。


圖l是本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的縱剖視圖。
圖2是表示上述成膜裝置的內(nèi)部的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖3是上述成膜裝置的橫剖俯視圖。
圖4是表示上述成膜裝置的處理區(qū)域及分離區(qū)域的縱剖視圖。
圖5是表示上述成膜裝置的一部分的縱剖視圖。 圖6是上述成膜裝置的局部剖立體圖。 圖7是表示分離氣體或吹掃氣體的流動狀態(tài)的說明圖。 圖8是上述成膜裝置的局部剖立體圖。
圖9是表示第l反應(yīng)氣體及第2反應(yīng)氣體被分離氣體分離后
排出的狀態(tài)的說明圖。
圖IO是表示上述成膜裝置的晶圓冷卻順序的剖面概略圖。 圖ll是用于說明分離區(qū)域所使用的凸?fàn)畈康某叽缋恼f明圖。
圖12是表示分離區(qū)域的另 一例子的縱剖視圖。 圖13是表示分離區(qū)域所使用的凸?fàn)畈康牧?一例子的縱剖 視圖。
圖14是表示反應(yīng)氣體供給部的氣體噴出孔的另 一例子的 仰視圖。
圖15是表示本發(fā)明的另 一實(shí)施方式的成膜裝置的橫剖俯 視圖。
圖16是表示本發(fā)明的又一實(shí)施方式的成膜裝置的橫剖俯視圖。
圖17是表示本發(fā)明的再一實(shí)施方式的成膜裝置的內(nèi)部的 概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖18是表示本發(fā)明的上述以外的實(shí)施方式的成膜裝置的
17橫剖俯視圖。
圖19是表示本發(fā)明的上述以外的實(shí)施方式的成膜裝置的 縱俯浮見圖。
圖2 0是表示本發(fā)明的另 一 實(shí)施方式的成膜裝置的晶圓冷
卻順序的剖面概略圖。
圖21是表示本發(fā)明的另 一 實(shí)施方式的成膜裝置的晶圓冷 卻順序的俯視概略圖。
圖22是表示使用本發(fā)明的成膜裝置的基板處理系統(tǒng)的一 個例子的相克略俯浮見圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l所示，本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置包括平面形 狀為大致圓形的扁平的真空容器l;設(shè)置在該真空容器l內(nèi)、在 該真空容器l的中心具有旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)臺2。真空容器l構(gòu)成 為頂板11能從容器主體12分離。頂板ll利用內(nèi)部的減壓狀態(tài)夾 著密封構(gòu)件例如0形密封圈壓靠在容器主體12 —側(cè)來保持氣密 狀態(tài)，但在將頂板11從容器主體12分離時，利用未圖示的驅(qū)動 機(jī)構(gòu)抬起到上方。
旋轉(zhuǎn)臺2的中心部被固定在圓筒狀的芯部21上，該芯部21 固定在沿鉛直方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸22的上端。旋轉(zhuǎn)軸22貫穿真空 容器1的底面部14，其下端安裝在使該旋轉(zhuǎn)軸22繞鉛直軸、在 本例中繞順時針方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部23上。旋轉(zhuǎn)軸22及驅(qū)動部23 被收納在上面開口的筒狀的殼體20內(nèi)。該殼體20利用設(shè)置在其 上表面的凸緣部分氣密地安裝在真空容器1的底面部14的下表 面上，保持殼體20的內(nèi)部氣氛和外部氣氛之間的氣密狀態(tài)。
如圖2及圖3所示，在旋轉(zhuǎn)臺2的表面部上沿旋轉(zhuǎn)方向(周 向)設(shè)有圓形的凹部24,該圓形的凹部24用于載置多張、例如5張作為基板的晶圓。另外，為了方便起見，在圖3中僅在1個 凹部24上畫出了晶圓W。在此，圖4是沿同心圓剖切旋轉(zhuǎn)臺2且 橫向展開表示的展開圖，如圖4的(a)所示，凹部24的大小被 設(shè)定為其直徑比晶圓W的直徑稍大例如大4mm，且其深度與晶 圓W的厚度相等。因此，當(dāng)將晶圓W放入到凹部24中時，晶圓 W的表面與旋轉(zhuǎn)臺2的表面(未載置晶圓W的區(qū)域) 一致。若晶 圓W的表面和旋轉(zhuǎn)臺2的表面之間的高度差大，則在其臺階部分 會產(chǎn)生壓力變動，因此，從使膜厚的面內(nèi)均勻性一致的方面考 慮，優(yōu)選使晶圓W的表面和旋轉(zhuǎn)臺2的表面的高度一致。所謂使 晶圓W的表面和旋轉(zhuǎn)臺2的表面的高度一致，是指同樣高度或兩 面的差在5mm以內(nèi)，但優(yōu)選根據(jù)加工精度等盡量使兩面的高度 差接近于零。在凹部24的底部上形成有用于供支承晶圓W的背 面而使該晶圓W升降的、例如后述的3根升降銷(參照圖8)貫 通的通孔(未圖示)。
凹部24用于對晶圓W進(jìn)行定位從而避免晶圓W由于伴隨旋 轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力飛出，凹部24是相當(dāng)于本發(fā)明的基 板載置部的部位，但基板載置部(晶圓載置部)并不限于凹部， 例如也可以是在旋轉(zhuǎn)臺2的表面上沿晶圓W的周向排列多個用 于引導(dǎo)晶圓周緣的導(dǎo)向構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，或者在使旋轉(zhuǎn)臺2側(cè)具有 靜電卡盤等夾緊機(jī)構(gòu)而吸附晶圓W的情況下，利用該吸附載置 晶圓W的區(qū)域作為基板載置部。
參照圖2及圖3，在旋轉(zhuǎn)臺2的上方包括第1反應(yīng)氣體噴嘴
31、 第2反應(yīng)氣體噴嘴32以及分離氣體噴嘴41、 42,它們以規(guī) 定的角度間隔沿徑向延伸。通過該結(jié)構(gòu)，凹部24能在噴嘴31、
32、 41以及42的下方通過。在圖示的例子中，第2反應(yīng)氣體噴 嘴32、分離氣體噴嘴41、第1反應(yīng)氣體噴嘴31以及分離氣體噴 嘴42按該順序繞順時針配置。這些氣體噴嘴31、 32、 41、 42貫穿容器主體12的周壁部，將作為氣體噴嘴31、 32、 41、 42 的端部的氣體導(dǎo)入件31a、 32a、 41a、 42a安裝在壁的外周壁 上并受其支承。在圖示的例子中，氣體噴嘴31、 32、 41、 42 是從容器l的周壁部導(dǎo)入到容器l內(nèi)的，但也可以從環(huán)狀的突出 部5(后述)導(dǎo)入。在這種情況下，可以設(shè)置在突出部5的外周 面和頂板ll的外表面上開口的L字型的導(dǎo)管，在容器l內(nèi)將氣體 噴嘴31(32、 41、 42)連接到L字型的導(dǎo)管的一個開口上，在 容器l的外部將氣體導(dǎo)入件31a ( 32a、 41a、 42a)連接到L字 型的導(dǎo)管的另一開口上。
反應(yīng)氣體噴嘴31、 32分別與作為第l反應(yīng)氣體的BTBAS (雙叔丁基氨基硅烷)氣體的供氣源以及作為第2反應(yīng)氣體的 03 (臭氧)氣體的供氣源(均未圖示)相連接，分離氣體噴嘴 41、 42均與作為分離氣體的N2氣體(氮?dú)?的氣體供氣源(未 圖示)相連接。在該例子中，第2反應(yīng)氣體噴嘴32、分離氣體 噴嘴41、第1反應(yīng)氣體噴嘴31以及分離氣體噴嘴42按該順序繞 順時針方向排列。
在反應(yīng)氣體噴嘴31、 32上沿噴嘴的長度方向隔開間隔地排 列有用于向下方側(cè)噴出反應(yīng)氣體的噴出孔33。另外，在分離氣 體噴嘴41 、 4 2上沿長度方向隔開間隔地穿設(shè)有用于向下方側(cè)噴 出分離氣體的噴出孔40。反應(yīng)氣體噴嘴31、 32分別相當(dāng)于第1 反應(yīng)氣體供給部及第2反應(yīng)氣體供給部，其下方區(qū)域分別為用 于使BTBAS氣體吸附在晶圓W的表面上的第1處理區(qū)域P1以 及用于使03氣體吸附在晶圓W的表面上的第2處理區(qū)域P2。
分離氣體噴嘴41、 42是用于形成分離區(qū)域D的，該分離區(qū) 域D用于將上述第l處理區(qū)域P1和第2處理區(qū)域P2分離，如圖 2~圖4所示，在該分離區(qū)域D中的真空容器1的頂板11上設(shè)有凸 狀部4,該凸?fàn)畈?是沿周向分割以旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)中心為中心且沿真空容器l的內(nèi)周壁附近畫出的圓而構(gòu)成的、平面形狀為
扇形且向下方突出的頂部板。分離氣體噴嘴41、 42被收納于在 該凸?fàn)畈?的上述圓的周向中央向該圓的徑向延伸地形成的槽 部43內(nèi)。即，從分離氣體噴嘴41 ( 42)的中心軸到凸?fàn)畈?的 扇形的兩緣(旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的緣及下游側(cè)的緣)的距離被設(shè) 定為相同長度。
因此，在分離氣體噴嘴41、 42的上述周向兩側(cè)存在有作為 上述凸?fàn)畈?的下表面的例如平坦的較低的頂面44(第l頂面)， 在該頂面44的上述周向兩側(cè)存在有比該頂面44高的頂面45(第 2頂面)。該凸?fàn)畈?的作用在于形成分離空間，該分離空間是 用于阻止第l反應(yīng)氣體及第2反應(yīng)氣體進(jìn)入到凸?fàn)畈?與旋轉(zhuǎn)臺 2之間進(jìn)而形成阻止這些反應(yīng)氣體混合的狹窄的空間。
即，若以分離氣體噴嘴41為例，則是阻止03氣體從旋轉(zhuǎn)臺 2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)進(jìn)入，還阻止B T B A S氣體從旋轉(zhuǎn)方向下游 側(cè)進(jìn)入。所謂"阻止氣體進(jìn)入"是指使從分離氣體噴嘴41噴 出的分離氣體即N2氣體擴(kuò)散到第l頂面44和旋轉(zhuǎn)臺2的表面之 間、在本例中是吹入與該第1頂面44鄰接的第2頂面45的下方側(cè) 空間，從而來自該鄰接空間的氣體無法進(jìn)入。而且，所謂"氣 體無法進(jìn)入"并不是僅指從鄰接空間完全不能進(jìn)入到凸?fàn)畈? 的下方側(cè)空間的情況，也指多少進(jìn)入一些但能確保從兩側(cè)分別 進(jìn)入的03氣體及BTBAS氣體在凸?fàn)畈?內(nèi)不相互混合的狀態(tài) 的情況，只要能獲得這樣的作用，就能發(fā)揮分離區(qū)域D的作用、 即第l處理區(qū)域P1的氣氛和第2處理區(qū)域P2的氣氛的分離作用。 另外，對于吸附在晶圓W表面上的氣體來說，當(dāng)然能從分離區(qū) 域D內(nèi)通過，阻止氣體進(jìn)入是指阻止氣相中的氣體進(jìn)入。
參照圖l、 2及3,在頂板ll的下表面設(shè)有配置成內(nèi)周緣面 向芯部21的外周面的、環(huán)狀的突出部5。突出部5在芯部21的外
21側(cè)區(qū)域與旋轉(zhuǎn)臺2相對。另外，突出部5與凸?fàn)畈?形成一體， 凸?fàn)畈?的下表面和突出部5的下表面形成一個平面。即，突出 部5的下表面距旋轉(zhuǎn)臺2的高度與凸?fàn)畈?的下表面(頂面44 ) 距旋轉(zhuǎn)臺2的高度相等。該高度以后稱為高度h。但是，突出部 5和凸?fàn)畈?并不一定是一體的，也可以是各自獨(dú)立的。另外， 圖2和圖3表示將凸?fàn)畈?留在容器1內(nèi)而拆下了頂板ll的容器l 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。對于凸?fàn)畈?及分離氣體噴嘴41 (42)的組裝結(jié)構(gòu)的制作 方法，并不限于在構(gòu)成凸?fàn)畈?的1張扇形板的中央形成槽部4 3 而在該槽部43內(nèi)配置分離氣體噴嘴41 ( 42)的結(jié)構(gòu)，也可以是 使用2張扇形板，在分離氣體噴嘴41 (42)的兩側(cè)位置通過螺 栓緊固等將2張扇形板固定在頂板主體下表面的結(jié)構(gòu)等。在本例中，在分離氣體噴嘴41 (42)上沿噴嘴的長度方向 隔開10mm的間隔i也4非列有朝向正下方的、例如口徑是0.5mm 的噴出孔。另外，在反應(yīng)氣體噴嘴31、 32上也沿噴嘴的長度方 向隔開例如10mm的間隔地排列有朝向正下方的、例如口徑是 0.5mm的噴出孔。在本例中，將直徑300mm的晶圓W作為被處理基板，在這 種情況下，凸?fàn)畈?在與離開旋轉(zhuǎn)中心140mm的突出部5的邊界 部位的周向長度(與旋轉(zhuǎn)臺2同心的圓的圓弧長度)例如是 146mm,在晶圓的載置區(qū)域(凹部24)的最外周部的周向長度 例如是502mm。另外，如圖4的(a)所示，如果將在該外側(cè)部 位分別位于左右的凸?fàn)畈?距分離氣體噴嘴41 (42)的兩側(cè)的 周向長度看作是L的話，長度L是246mm。另夕卜，如圖4的(a)所示，凸?fàn)畈?的下表面、即頂面44 距旋轉(zhuǎn)臺2的表面的高度h例如可以是大約0.5mm至10mm，最 好是大約4mm。在這種情況下，旋轉(zhuǎn)臺2的轉(zhuǎn)速例如設(shè)定為22lrpm 500rpm。為了確保分離區(qū)域D的分離功能，與旋轉(zhuǎn)臺2 的轉(zhuǎn)速的使用范圍等相應(yīng)地例如基于實(shí)驗(yàn)等設(shè)定凸?fàn)畈?的大 小、凸?fàn)畈?的下表面(第1頂面44)與旋轉(zhuǎn)臺2的表面之間的 高度h。另外，作為分離氣體，并不限于N2氣體，可以使用He 或Ar氣等惰性氣體，并不限于惰性氣體，也可以是氫氣等，只 要是不會影響成膜處理的氣體即可，對氣體的種類沒有特別限 定。真空容器l的頂板ll的下表面、即從旋轉(zhuǎn)臺2的晶圓載置部 (凹部24)看到的頂面如上所述地沿周向存在有第l頂面44和 高于該頂面44的第2頂面45,而圖l表示設(shè)有高的頂面45的區(qū)域 的縱剖視圖，圖5表示設(shè)有低的頂面44的區(qū)域的縱剖視圖。如 圖2和圖5所示，扇形的凸?fàn)畈?的周緣部(真空容器l的外緣側(cè) 的部位)與旋轉(zhuǎn)臺2的外端面相對地彎曲成L字形而形成彎曲部 46。扇形的凸?fàn)畈?設(shè)置在頂板11一側(cè)，能從容器主體12上卸 下，因此，在上述彎曲部46的外周面和容器主體12之間有4艮小 的間隙。設(shè)置該彎曲部46的目的與凸?fàn)畈?相同，也是為了防 止反應(yīng)氣體從兩側(cè)進(jìn)入進(jìn)而防止兩反應(yīng)氣體混合，彎曲部46的 內(nèi)周面和;^走轉(zhuǎn)臺2的外端面之間的間隙以及彎曲部46的外周面 和容器主體12之間的間隙被設(shè)定為與頂面44到旋轉(zhuǎn)臺2的表面 的高度h相同的尺寸。在該例子中，從旋轉(zhuǎn)臺2的表面?zhèn)葏^(qū)域看， 可以看作彎曲部46的內(nèi)周面構(gòu)成真空容器l的內(nèi)周壁。容器主體12的內(nèi)周壁在分離區(qū)域D如圖5所示那樣與上述 彎曲部46的外周面相接近地形成為垂直面，而在分離區(qū)域D以 外的部位，成為如圖l所示那樣例如縱截面形狀為從與旋轉(zhuǎn)臺2 的外端面相對的部位到底面部14纟皮呈矩形切掉而向外方側(cè)凹 入的結(jié)構(gòu)。若將該凹入的部分稱為排氣區(qū)域6，則如圖1和圖3 所示，在該排氣區(qū)域6的底部例如設(shè)有2個排氣口 61、 62,這些排氣口 61 、 62經(jīng)由各排氣管63與作為真空排氣部的例如共用的 真空泵64相連接。另外，在圖1中，附圖標(biāo)記65是壓力調(diào)整部， 可以在每個排氣口61、 62上設(shè)置該壓力調(diào)整部，也可以共用一 個。為了可靠地發(fā)揮分離區(qū)域D的分離作用，排氣口61、 62設(shè) 置在俯視看時上述分離區(qū)域D的上述旋轉(zhuǎn)方向兩側(cè)，使其專門 進(jìn)行各反應(yīng)氣體(BTBAS氣體及03氣體)的排氣。在本例中， 一個排氣口 61設(shè)置在第1反應(yīng)氣體噴嘴31和分離區(qū)域D之間，該 分離區(qū)域D與該反應(yīng)氣體噴嘴31的上述旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)相鄰， 另外，另 一排氣口 62設(shè)置在第2反應(yīng)氣體噴嘴32和分離區(qū)域D 之間，該分離區(qū)域D與該反應(yīng)氣體噴嘴32的上述旋轉(zhuǎn)方向下游 側(cè)相鄰。排氣口的設(shè)置數(shù)并不限于2個，例如，還可以在包含 分離氣體噴嘴42的分離區(qū)域D和在上述旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)與該分 離區(qū)域D相鄰的第2反應(yīng)氣體噴嘴32之間設(shè)置排氣口 ，可以為3 個，也可以為4個以上。在本例中，通過將排氣口61、 62設(shè)置 在比旋轉(zhuǎn)臺2低的位置上而從真空容器1的內(nèi)周壁和旋轉(zhuǎn)臺2的 周緣之間的間隙排氣，但并不限于設(shè)置在真空容器l的底面部 上，也可以設(shè)置在真空容器l的側(cè)壁上。另外，在排氣口61、 62設(shè)置在真空容器1的側(cè)壁上的情況下，也可以設(shè)置在比旋轉(zhuǎn) 臺2高的位置上。通過這樣設(shè)置排氣口61、 62而使旋轉(zhuǎn)臺2上的 氣體向旋轉(zhuǎn)臺2的外側(cè)流動，因此，與從與旋轉(zhuǎn)臺2相對的頂面 排氣的情況相比，在能抑制微粒飛揚(yáng)這方面是有利的。如圖l、圖2及圖6所示，在上述旋轉(zhuǎn)臺2和真空容器1的底 面部14之間的空間內(nèi)設(shè)有作為加熱部的加熱器單元7，隔著旋 轉(zhuǎn)臺2將旋轉(zhuǎn)臺2上的晶圓W加熱到由工藝制程程序(process recipe )決定的溫度。為了劃分從旋轉(zhuǎn)臺2的上方空間到排氣區(qū) 域6的氣氛和載置有加熱器單元7的氣氛，在上述旋轉(zhuǎn)臺2的周 緣附近的下方側(cè)設(shè)有沿全周圍著加熱器單元7的罩構(gòu)件71。該罩構(gòu)件71的上緣向外側(cè)彎曲而形成為凸緣狀，通過減小該彎曲 面和旋轉(zhuǎn)臺2的下表面之間的間隙能抑制氣體從外方進(jìn)入到罩 構(gòu)件71內(nèi)。比配置有加熱器單元7的空間靠近旋轉(zhuǎn)中心的部位上的底 面部14接近旋轉(zhuǎn)臺2的下表面中心部附近、接近芯部21,從而 使底面部14與旋轉(zhuǎn)臺2之間的間隔成為狹小的空間，另外，對 于貫穿該底面部14的旋轉(zhuǎn)軸22的通孔來說，底面部14的內(nèi)周面 和旋轉(zhuǎn)軸22之間的間隙也變窄了 ，這些狹小的空間與上述殼體 20內(nèi)相連通。而且，在上述殼體20內(nèi)i殳有用于將作為吹掃氣體 的N2氣體供給到上述狹小的空間內(nèi)進(jìn)行吹掃的吹掃氣體供給 管72。另外，在真空容器1的底面部14上，在加熱器單元7的下 方側(cè)位置沿周向在多個部位上設(shè)有用于對加熱器單元7的配置 空間進(jìn)行吹掃的吹掃氣體供給管73。通過這樣地設(shè)置吹掃氣體供給管72、 73，如在圖7中用箭 頭表示吹掃氣體的流動那樣，利用N2氣體吹掃從殼體20內(nèi)到加 熱器單元7的配置空間的空間，該吹掃氣體從旋轉(zhuǎn)臺2和罩構(gòu)件 71之間的間隙經(jīng)由排氣區(qū)域6被排氣口 61、 62排出。由此，能 防止BTBAS氣體或Os氣體從已述的第1處理區(qū)域P1和第2處理 區(qū)域P2的一方通過4t轉(zhuǎn)臺2的下方繞入到另 一處理區(qū)域中，因 此，該吹掃氣體也起到了分離氣體的作用。另外，在真空容器l的頂板ll的中心部連接有分離氣體供 給管51,構(gòu)成為將作為分離氣體的N2氣體供給到頂板ll和芯部 21之間的空間52內(nèi)。被供給到該空間52內(nèi)的分離氣體通過突出 部5和旋轉(zhuǎn)臺2之間的狹窄的間隙5 0沿旋轉(zhuǎn)臺2的晶圓載置部側(cè) 的表面向周緣噴出。由于在由該突出部5圍成的空間中充滿了 分離氣體，因此，能防止反應(yīng)氣體(BTBAS氣體或03氣體)在 第l處理區(qū)域P1和第2處理區(qū)域P2之間經(jīng)由旋轉(zhuǎn)臺2的中心部混合。即，該成膜裝置為了分離第1處理區(qū)域P1和第2處理區(qū)域 P2的氣氛而設(shè)有中心部區(qū)域C,該中心部區(qū)域C由旋轉(zhuǎn)臺2的旋 轉(zhuǎn)中心部和真空容器l劃分成，并利用分離氣體進(jìn)行吹掃，并且該中心部區(qū)域C具有沿上述旋轉(zhuǎn)方向形成有用于向該旋轉(zhuǎn)臺 2的表面噴出氣體的噴出口。另外，在此所說的噴出口相當(dāng)于 上述突出部5和旋轉(zhuǎn)臺2之間的狹窄的間隙50。另外，如圖2、圖3和圖8所示，在真空容器l的側(cè)壁上形成 有用于在外部的輸送臂10和旋轉(zhuǎn)臺2之間進(jìn)行作為基板的晶圓 W的交接的輸送口 15,該輸送口 15由未圖示的閘閥開閉。另夕卜， 旋轉(zhuǎn)臺2上的作為晶圓載置部的凹部24在與該輸送口 15面對的 位置與輸送臂10之間進(jìn)行晶圓W的交接，因此，在旋轉(zhuǎn)臺2的 下方側(cè)，在與該交接位置相對應(yīng)的部位設(shè)有貫穿凹部24而用于 從背面抬起晶圓W的、交接用的升降銷16的升降機(jī)構(gòu)(未圖 示)。另外，本實(shí)施方式的成膜裝置設(shè)有用于對整個裝置的動作 進(jìn)行控制的、由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部IOO，該控制部100的存儲 器內(nèi)存儲有用于使裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的程序。該程序編寫了用于執(zhí)行后 述的裝置的動作的步驟群，從硬盤、光盤、光磁盤、存儲卡、 軟盤等存儲介質(zhì)安裝到控制部100上。接著對上述實(shí)施方式的作用進(jìn)行說明。首先，打開未圖示 的閘閥，利用輸送臂10將晶圓W從外部通過輸送口 15交接到旋 轉(zhuǎn)臺2的凹部24內(nèi)。該交接是通過以下動作來進(jìn)行的在凹部 24停止在面對輸送口 15的位置時，如圖8所示，升降銷16經(jīng)由 凹部2 4底部的通孔從真空容器的底部側(cè)升降。這樣的晶圓W的交接通過使旋轉(zhuǎn)臺2間歇旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行，將晶 圓W分別載置在旋轉(zhuǎn)臺2的5個凹部24內(nèi)。接著，利用真空泵64 將真空容器l內(nèi)抽真空到預(yù)先設(shè)定的壓力，并且一邊使旋轉(zhuǎn)臺226繞順時針旋轉(zhuǎn) 一 邊利用加熱器單元7對晶圓W進(jìn)行加熱。詳細(xì)地說，旋轉(zhuǎn)臺2被加熱器單元7預(yù)先加熱到例如30(TC ，晶圓W通 過被載置在該旋轉(zhuǎn)臺2上而被加熱。在用未圖示的溫度傳感器 確認(rèn)了晶圓W的溫度為設(shè)定溫度之后，分別從第l反應(yīng)氣體噴嘴 31和第2反應(yīng)氣體噴嘴32噴出BTBAS氣體和Os氣體，并且從分 離氣體噴嘴41、 42噴出作為分離氣體的N2氣體。通過旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)，晶圓W交替地通過設(shè)有第l反應(yīng)氣體 噴嘴31的第l處理區(qū)域P1和設(shè)有第2反應(yīng)氣體噴嘴32的第2處 理區(qū)域P2，因此吸附BTBAS氣體、接著吸附03氣體，BTBAS 分子被氧化而形成l層或多層氧化硅的分子層，這樣一來，氧 化硅的分子層依次層疊而形成規(guī)定膜厚的氧化硅膜。另外，在上述成膜動作中，也從分離氣體供給管51供給作 為分離氣體的N2氣體，因此，從中心部區(qū)域C、即從突出部5 和旋轉(zhuǎn)臺2之間的間隙50沿旋轉(zhuǎn)臺2的表面噴出N2氣體。在本實(shí) 施方式中，第2頂面45下方的空間、即配置有反應(yīng)氣體噴嘴31 (32)的空間具有比中心部區(qū)域C及第1頂面44與旋轉(zhuǎn)臺2之間 的狹窄空間低的壓力。這是因?yàn)?，與頂面45下方的空間相鄰地 設(shè)有排氣區(qū)域6，該空間能通過排氣區(qū)域6直接排氣。另外，也 是因?yàn)楠M窄的空間形成為能利用高度h保持配置有反應(yīng)氣體噴 嘴31 (32)的空間或者第l (第2)處理區(qū)域P1 ( P2)與狹窄 的空間之間的壓力差。接著，參照圖9說明從氣體噴嘴31、 32、 41、 42向容器1 內(nèi)供給的氣體的流動形態(tài)。圖9是示意性地表示流動形態(tài)的圖。 如圖所示，從第2反應(yīng)氣體噴嘴32噴出的Os氣體的一部分碰到 旋轉(zhuǎn)臺2的表面(以及晶圓W的表面)而沿著該表面向與旋轉(zhuǎn)臺 2的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向流動。接著，該03氣體被從旋轉(zhuǎn)臺2的 旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)流過來的N2氣體吹回，向旋轉(zhuǎn)臺2的周緣和真空容器l的內(nèi)周壁的方向改變方向。最后，03氣體流入到排氣
區(qū)域6，通過排氣口 62從容器1排出。
另外，從第2反應(yīng)氣體噴嘴32向下方側(cè)噴出后碰到旋轉(zhuǎn)臺2 的表面而沿著該表面向旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)流動的03氣體，雖然由 于從中心部區(qū)域C噴出的N2氣體的流動和排氣口 62的吸引作用 而要向該排氣口 62流動，但一部分要朝向與下游側(cè)相鄰的分離 區(qū)域D而流入到扇形的凸?fàn)畈?的下方側(cè)。^f旦是，在包含各氣體 的流量等的運(yùn)轉(zhuǎn)時的工藝參數(shù)中，該凸?fàn)畈?的頂面的高度及 周向長度被設(shè)定為能防止氣體進(jìn)入到凸?fàn)畈?的頂面的下方側(cè) 的尺寸，因此，也會如在圖4的(b)中示出的那樣，03氣體幾 乎不能流入到扇形的凸?fàn)畈?的下方側(cè)，或者即使流入很少一 點(diǎn)也不能到達(dá)分離氣體噴嘴41附近，而是被從分離氣體噴嘴41 噴出的N2氣體吹回到旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)、即吹回到第2處理區(qū)域 P2側(cè)，與從中心部區(qū)域C噴出的N2氣體一起從旋轉(zhuǎn)臺2的周緣 和真空容器l的內(nèi)周壁之間的間隙經(jīng)由排氣區(qū)域6從排氣口 62 排出。
另外，從第1反應(yīng)氣體噴嘴31向下方側(cè)噴出、沿旋轉(zhuǎn)臺2的 表面分別向旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)和下游側(cè)流動的BTBAS氣體，完全 不能進(jìn)入到在該^:轉(zhuǎn)方向上游側(cè)和下游側(cè)相鄰的扇形的凸?fàn)畈?4的下方側(cè)，或者即-使進(jìn)入了也纟皮吹回到第1處理區(qū)域P1 —側(cè)， 與從中心部區(qū)域C噴出的N2氣體一起從旋轉(zhuǎn)臺2的周緣和真空 容器l的內(nèi)周壁之間的間隙通過排氣區(qū)域6從排氣口 61排出。 即，在各分離區(qū)域D，雖然阻止在氣氛中流動的作為反應(yīng)氣體 的BTBAS氣體或者03氣體進(jìn)入，但吸附在晶圓W的表面上的氣 體分子原封不動地從分離區(qū)域、即由扇形的凸?fàn)畈?形成的、 低的頂面的下方通過，有助于成膜。
另外，第1處理區(qū)域P1的BTBAS氣體(第2處理區(qū)域P2的03氣體)雖然要進(jìn)入到中心部區(qū)域C內(nèi)，但如圖7和圖9所示那 樣從該中心部區(qū)域C朝向旋轉(zhuǎn)臺2的周緣噴出分離氣體，因此進(jìn) 入被該分離氣體阻止，或者即-使多少進(jìn)入一些也^皮吹回，阻止 第1處理區(qū)域P1的BTBAS氣體(第2處理區(qū)域P2的03氣體)穿 過該中心部區(qū)域C流入到第2處理區(qū)域P2 (第1處理區(qū)域P1)。
而且，在分離區(qū)域D，由于扇形的凸?fàn)畈?的周緣部向下方 彎曲，彎曲部46和旋轉(zhuǎn)臺2的外端面之間的間隙〗象以上所述那 樣變窄，實(shí)質(zhì)上阻止氣體通過，因此，也阻止第1處理區(qū)域P1 的BTBAS氣體(第2處理區(qū)域P2的Os氣體)經(jīng)由旋轉(zhuǎn)臺2的外 側(cè)流入到第2處理區(qū)域P2 (第1處理區(qū)域P1 )。因此，第l處理 區(qū)域P1的氣氛和第2處理區(qū)域P2的氣氛完全被2個分離區(qū)域D 分離，BTBAS氣體被排氣口 61排出，另外03氣體被排氣口62 排出。其結(jié)果，兩反應(yīng)氣體在本例中為BTBAS氣體及03氣體無 論在氣氛中還是在晶圓W上都不會混合。另外，在本例中，由 于用N 2氣體吹掃旋轉(zhuǎn)臺2的下方側(cè)，因此完全不用擔(dān)心流入到 排氣區(qū)域6的氣體鉆入到旋轉(zhuǎn)臺2的下方側(cè)，例如B T B A S氣體流 入到03氣體的供給區(qū)域之類的情況。由此成膜處理結(jié)束。
成膜處理結(jié)束后，利用基板冷卻部冷卻各晶圓。具體地說， 基于圖IO對該基壽反冷卻的順序進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，在 旋轉(zhuǎn)臺2的凹部24上設(shè)有用于使晶圓W升降的升降銷16。另夕卜， 在本實(shí)施方式中，成膜剛剛結(jié)束之后的晶圓W的溫度大約是 600。C。
圖10的(a)表示成膜剛剛結(jié)束之后的狀態(tài)，處于晶圓W 被載置在旋轉(zhuǎn)臺2的凹部24內(nèi)的狀態(tài)。而且，在凹部24中設(shè)有 用于使晶圓W升降的作為升降機(jī)構(gòu)的3根升降銷16。
接著，如圖10的(b)所示，利用升降銷16將晶圓W從旋 轉(zhuǎn)臺2的凹部24內(nèi)抬起。而且，晶圓W被抬起的高度為能利用后述的輸送臂IO把持晶圓W的高度。
接著，如圖10的(c)所示，被升降銷16自旋轉(zhuǎn)臺2的凹部 24抬起的晶圓W被從輸送口 15導(dǎo)入的輸送臂10把持。
此后，如圖10的(d)所示，在晶圓W被輸送臂10把持后， 3根升降銷16下降，利用基板冷卻部110對晶圓W進(jìn)行冷卻。具 體地說，基板冷卻部110由噴射氮?dú)饣蚨栊詺怏w的噴嘴等構(gòu)成， 通過對晶圓W噴射氮?dú)獾葋韺AW進(jìn)行冷卻。此時，由于晶 圓W與旋轉(zhuǎn)臺2之間隔著空間，因此，旋轉(zhuǎn)臺2的熱不會傳遞到 晶圓W。另外，為了極力抑制給用于驅(qū)動輸送臂10的未圖示的 驅(qū)動部、驅(qū)動機(jī)器帶來的熱損傷，優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)臺2的凹部24的 正上方進(jìn)行晶圓W的冷卻。
此后，利用輸送臂10從輸送口 15輸送晶圓W。其它的晶圓 W也在經(jīng)由同樣的工序冷卻之后被送出。
在此，若對處理參數(shù)的一個例子進(jìn)行記載，則在將直徑 300mm的晶圓W作為被處理基板的情況下，旋轉(zhuǎn)臺2的轉(zhuǎn)速例 如為lrpm ~ 500rpm,工藝壓力例如為1067Pa(8Torr),晶圓W 的加熱溫度例如為350 °C ， BTBAS氣體和03氣體的流量例如分 別為100sccm和10000sccm,來自分離氣體噴嘴41、 42的Ns氣 體的流量例如是20000sccm，來自真空容器l的中心部的分離氣 體供給管51的N2氣體的流量例如是5000sccm。另外，對l張晶 圓供給反應(yīng)氣體的循環(huán)次數(shù)、即晶圓通過各處理區(qū)域P1、 P2 的次數(shù)根據(jù)目標(biāo)膜厚的不同而變化，但為多次，例如是600次。
采用本實(shí)施方式的成膜裝置，由于成膜裝置在被供給 BTBAS氣體的第l處理區(qū)域和被供給03氣體的第2處理區(qū)域之 間具有包含低的頂面44的分離區(qū)域D,因此，能防止BTBAS氣 體(03氣體)流入第2處理區(qū)域P2 (第1處理區(qū)域P1 )，能防止 與03氣體(BTBAS氣體)混合。因此，通過使載置著晶圓W的旋轉(zhuǎn)臺2旋轉(zhuǎn)，使晶圓W通過第1處理區(qū)域P1、分離區(qū)域D、第2處理區(qū)域P2及分離區(qū)域D，能可靠地堆積MLD (ALD)模式下的氧化硅膜。另外，為了更加可靠地防止BTBAS氣體(03氣體)流入第2處理區(qū)域P2(第1處理區(qū)域P1 )與03氣體(BTBAS氣體)混合，分離區(qū)域D還包括用于噴出N2氣體的分離氣體噴嘴41、 42。另外，由于本實(shí)施方式的成膜裝置的真空容器l具有中心部區(qū)域C,該中心部區(qū)域C具有噴出N 2氣體的噴出孔，因此能防止BTBAS氣體(03氣體)通過中心部區(qū)域C流入第2處理區(qū)域P2(第1處理區(qū)域P1 )與03氣體(BTBAS氣體)混合。另外，由于BTBAS氣體和03氣體不混合，因此幾乎不會產(chǎn)生氧化硅向旋轉(zhuǎn)臺2上的堆積，因此，能降低微粒的問題。
另外，在本實(shí)施方式的成膜裝置中，旋轉(zhuǎn)臺2具有5個凹部24，能在一次運(yùn)轉(zhuǎn)中對相對應(yīng)地載置在5個凹部24中的5張晶圓W進(jìn)行處理，^旦也可以在5個凹部24中的 一個中載置l張晶圓W,也可以在^走轉(zhuǎn)臺2上^f又形成一個凹部24。
作為適合于本發(fā)明使用的處理氣體，除了上述的例子之外，可以舉出DCS ( 二氯石圭烷)、HCD ( Hexachlorodisilane,六氯乙硅烷)、TMA(三曱基鋁)，3DMAS[三(二曱氨基)硅烷]、TEMHF[四(乙基甲基氨基)鉿]、Sr ( THD ) 2[雙(四曱基庚二酮酸)鍶]、Ti (MPD) (THD)[(曱基戊二酮酸)雙(四曱基庚二酮酸)鈦]、單氨基硅烷等。
另外，在上述分離區(qū)域D的頂面44中，相對于上述分離氣體噴嘴41、 42位于旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的部位優(yōu)選是越位于外緣的部位上述旋轉(zhuǎn)方向的寬度越大。其理由在于，由于旋轉(zhuǎn)臺2的i走轉(zhuǎn)，/人上游側(cè)向分離區(qū)域D流動的氣體的流速越靠近外緣越快。出于這種考慮，如上所述那樣將凸?fàn)畈?制成扇形是上策。
31以下，再例舉凸?fàn)畈? (或頂面44 )的尺寸。參照圖ll的(a)、 (b)，在分離氣體噴嘴41 (42)的兩側(cè)形成狹窄的空間的頂面44的與晶圓中心WO所通過的路徑相對應(yīng)的圓弧的長度L,是晶圓W的直徑的約l/10 1/l的長度即可，優(yōu)選是約1/6以上。具體地說，在晶圓W具有300mm的直徑的情況下，該長度L優(yōu)選是約50mm以上。在該長度L較短的情況下，為了有效地防止反應(yīng)氣體流入狹窄的空間，必須降低頂面44和;旋轉(zhuǎn)臺2之間的狹窄的空間的高度h。但是，若長度L過短、高度h變得極低，則有可能旋轉(zhuǎn)臺2與頂面44碰撞而產(chǎn)生孩i:粒，從而產(chǎn)生晶圓污染或使晶圓破損。因此，為了避免旋轉(zhuǎn)臺2與頂面44碰撞，需要抑制旋轉(zhuǎn)臺2的振動或使旋轉(zhuǎn)臺2穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的對策。另一方面，在縮短長度L且將狹窄的空間的高度h保持得比較大的情況下，為了防止反應(yīng)氣體流入到頂面44和旋轉(zhuǎn)臺2之間的狹窄的空間，必須降低旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)速度，在制造生產(chǎn)率方面當(dāng)然不利。根據(jù)這些考察，沿與晶圓中心WO的路徑相對應(yīng)的圓弧的、頂面44的長度L優(yōu)選是約50mm以上。^旦是，凸?fàn)畈?或頂面44的尺寸并不限定于上述尺寸，也可以^^艮據(jù)所使用的工藝參數(shù)、晶圓尺寸進(jìn)行調(diào)整。另外，狹窄的空間只要具有能形成從分離區(qū)域D向處理區(qū)域P1 (P2)的分離氣體的流動的程度的高度，如上述說明所表明的那樣，狹窄的空間的高度h除了根據(jù)所使用的工藝參數(shù)或晶圓尺寸進(jìn)行調(diào)整外，例如也可以根據(jù)頂面44的面積進(jìn)^f于調(diào)整。
另外，在上述實(shí)施方式中，在設(shè)置于凸?fàn)畈?上的槽部43中配置有分離氣體噴嘴41 (42),在分離氣體噴嘴41 (42)的兩側(cè)配置有低的頂面44。但是，在其它的實(shí)施方式中，也可以替代分離氣體噴嘴41，而如圖12所示那樣在凸?fàn)畈?的內(nèi)部形成沿旋轉(zhuǎn)臺2的徑向延伸的流路47,沿該流路47的長度方向形成多個氣體噴出孔40，從這些氣體噴出孔40噴出分離氣體(N2氣體)。
分離區(qū)域D的頂面44并不限于平坦面，可以構(gòu)成為圖13的(a )所示的凹面形狀，也可以構(gòu)成為圖13的(b )所示的凸面形狀，或者構(gòu)成為圖13的(c)所示的波狀。
另外，凸?fàn)畈?是空心的較好，可以將分離氣體導(dǎo)入到空心內(nèi)。在這種情況下，可以如圖14的(a)、圖14的(b)、圖14的(c)所示那樣排列多個氣體噴出孔33。
A. 如圖14的(a)所示，使相互相鄰的噴出孔33的一部分相互間在上述徑向重疊地、沿該徑向隔開間隔地配置多個噴出孔33，該多個噴出孔33由相對于旋轉(zhuǎn)臺2的直徑傾斜的橫向長的狹縫構(gòu)成。
B. 如圖14的(b)所示，以蛇行線狀排列多個噴出孔33。
C. 如圖14的(c)所示，沿上述徑向隔開間隔排列多條由逼近旋轉(zhuǎn)臺2的周緣側(cè)的圓弧狀狹縫構(gòu)成的噴出孔33。
另外，在本實(shí)施方式中，凸?fàn)畈?具有扇形的上表面形狀，但在其它的實(shí)施方式中，也可以具有圖14的(d)所示的長方形或正方形的上表面形狀。另外，凸?fàn)畈?也可以如圖14的(e )所示的上表面整體為扇形，具有彎曲成凹狀的側(cè)面4Sc。另夕卜，凸?fàn)畈?也可以如圖14的(f)所示的上表面整體為扇形，具有彎曲成凸?fàn)畹膫?cè)面4Sv。另外，如圖14的(g)所示，也可以構(gòu)成為凸?fàn)畈?的旋轉(zhuǎn)臺2 (圖1 )的旋轉(zhuǎn)方向d的上游側(cè)部分具有凹狀的側(cè)面4Sc,凸?fàn)畈?的旋轉(zhuǎn)臺2 (圖1 )的旋轉(zhuǎn)方向d的下游側(cè)部分具有平面狀的側(cè)面4Sf。另外，在圖14的(d)至圖14的(g)中，虛線表示在凸?fàn)畈?上形成的槽部43 (圖4的(a)、圖4的(b))。在這些情況下，收容在槽部43中的分離氣體噴嘴41 ( 42 )(圖2 )從容器l的中央部、例如突出部5 (圖1 )伸出。
33作為用于對晶圓W進(jìn)行加熱的加熱部，并不限于使用電阻發(fā)熱體的加熱器，也可以是燈加熱裝置，也可以替代設(shè)置在旋
轉(zhuǎn)臺2的下方側(cè)而設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺2的上方側(cè)，也可以設(shè)置在上下兩方。
在此，關(guān)于處理區(qū)域P1、 P2及分離區(qū)域D的各種布置方案，舉一個上述實(shí)施方式之外的其它例子。圖15是使第2反應(yīng)氣體噴嘴32位于比輸送口 15靠旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的例子，這樣的布置方案也能獲得同樣的效果。
另外，如上所述，分離區(qū)域D可以為將扇形的凸?fàn)畈?沿周向分割為2部分，在兩部分之間設(shè)置分離氣體噴嘴41 (42)的結(jié)構(gòu)，圖16是表示這樣的結(jié)構(gòu)的一個例子的俯視圖。在這種情況下，要考慮到分離氣體的噴出流量、反應(yīng)氣體的噴出流量等，將扇形的凸?fàn)畈?和分離氣體噴嘴41 (42)之間的距離、扇形的凸?fàn)畈?的大小等設(shè)定成能使分離區(qū)域D發(fā)揮有效的分離作用。
在上述實(shí)施方式中，第1處理區(qū)域P1和第2處理區(qū)域P2相當(dāng)于具有比分離區(qū)域D的頂面44高的頂面45的區(qū)域。但是，第l處理區(qū)域P1和第2處理區(qū)域P 2的至少 一 個也可以具有在反應(yīng)氣體供給噴嘴31 (32)的兩側(cè)與旋轉(zhuǎn)臺2相對、且比頂面45低的另 一頂面。這是為了防止氣體流入到該頂面和旋轉(zhuǎn)臺2之間的間隙中。該頂面可以比頂面454氐，也可以4氐至與分離區(qū)域D的頂面44大致相同。圖17表示這樣的結(jié)構(gòu)的一個例子。如圖所示，扇形的凸?fàn)畈?0配置在被供給O3氣體的第2處理區(qū)域P2中，反應(yīng)氣體噴嘴32配置于形成在凸?fàn)畈?0上的槽部(未圖示)中。換言之，該第2處理區(qū)域P2用于使氣體噴嘴供給反應(yīng)氣體，與分離區(qū)域D相同地構(gòu)成。另外，凸?fàn)畈?0的結(jié)構(gòu)也可以構(gòu)成為與圖14的(a)至圖14的(c)所例示的空心的凸?fàn)畈肯嗤?。另外，為了在分離氣體噴嘴41 (42)的兩側(cè)形成狹窄的空間，只要i殳置4交^^的頂面(第1頂面)44即可，在其它實(shí)施方式中，也可以如圖18所示那樣在反應(yīng)氣體噴嘴31、 32的兩側(cè)設(shè)置上述頂面、即比頂面45低、與分離區(qū)域D的頂面44大致相同的較低的頂面，延伸到頂面44。換言之，也可以替代凸?fàn)畈?而在頂^反11的下表面安裝其它凸?fàn)畈?00。凸?fàn)畈?00具有大致圓盤狀的形狀，大致整體與旋轉(zhuǎn)臺2的上表面相對，具有分別收容氣體噴嘴31、 32、 41、 42的沿徑向延伸的4個長槽400a，且在凸?fàn)畈?00的下方，在凸?fàn)畈?00與旋轉(zhuǎn)臺2之間留有狹窄的空間。該狹窄的空間的高度可以與上述高度h為相同程度。若使用凸?fàn)畈?00,則從反應(yīng)氣體噴嘴31 ( 32)噴出的反應(yīng)氣體在凸?fàn)畈?00的下方(或在狹窄的'空間)擴(kuò)散到反應(yīng)氣體噴嘴31 ( 32)的兩側(cè)，從分離氣體噴嘴41 ( 42)噴出的分離氣體在凸?fàn)畈?00的下方(或在狹窄的空間)擴(kuò)散到分離氣體噴嘴41 ( 42 )的兩側(cè)。該反應(yīng)氣體和分離氣體在狹窄的空間中合流，通過排氣口61 (62)排出。在這種情況下，從反應(yīng)氣體噴嘴31噴出的反應(yīng)氣體也不會與從反應(yīng)氣體噴嘴32噴出的反應(yīng)氣體混合，能實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)腁LD (或MLD)模式的堆積。
另外，也可以通過組合從圖14的(a)到圖14的(c)的任意一個圖所示的空心的凸?fàn)畈?來構(gòu)成凸?fàn)畈?00,不使用氣體噴嘴31、 32、 41、 42以及長槽400a,而將反應(yīng)氣體以及分離氣體從對應(yīng)的空心凸?fàn)畈?的噴出孔33分別噴出氣體。
在以上的實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)軸22位于真空容器1的中心部，在旋轉(zhuǎn)臺2的中心部和真空容器l的上面部之間的空間吹掃分離氣體，但本發(fā)明也可以如圖19所示那樣構(gòu)成。在圖19的成膜裝置中，真空容器l的中央?yún)^(qū)域的底面部14突出到下方側(cè)而形成驅(qū)動部的收容空間80,并且，在真空容器l的中央?yún)^(qū)域的上表面形成有凹部80a，在真空容器l的中心部，支柱81介于收容空間80的底部和真空容器l的上述凹部80a的上表面之間，防止來自第1反應(yīng)氣體噴嘴31的BTBAS氣體和來自第2反應(yīng)氣體噴嘴3 2的0 3氣體經(jīng)由上述中心部混合。
關(guān)于使旋轉(zhuǎn)臺2旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，圍著支柱81地設(shè)置旋轉(zhuǎn)套筒82,沿該旋轉(zhuǎn)套筒82設(shè)置環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)臺2。然后，在上述收容空間80中設(shè)置由電動才幾83驅(qū)動的驅(qū)動齒4侖部84，利用該驅(qū)動枳i構(gòu)84，借助形成在旋轉(zhuǎn)套筒82下部的外周的齒輪部85使該旋轉(zhuǎn)套筒82旋轉(zhuǎn)。附圖標(biāo)記86、 87及88是軸承部。另外，在上述收容空間80的底部連接有吹掃氣體供給管74,并且，將用于將吹掃氣體供給到上述凹部80a的側(cè)面和旋轉(zhuǎn)套筒82的上端部之間的空間內(nèi)的吹掃氣體供給管75連接到真空容器1的上部。在圖19中，用于將吹掃氣體供給到上述凹部80a的側(cè)面和i走轉(zhuǎn)套筒82的上端部之間的空間內(nèi)的開口部記載有左右2處，^旦為了避免B T B A S氣體和O 3氣體通過旋轉(zhuǎn)套筒8 2的附近區(qū)域混合，最好設(shè)計(jì)開口部(吹掃氣體供給口)的排列數(shù)量。
在圖19的實(shí)施方式中，若從旋轉(zhuǎn)臺2側(cè)看，上述凹部80a的側(cè)面和旋轉(zhuǎn)套筒82的上端部之間的空間相當(dāng)于分離氣體噴出孔，而且，由該分離氣體噴出孔、旋轉(zhuǎn)套筒82及支柱81構(gòu)成位于真空容器l的中心部的中心部區(qū)域。
以下，對于晶圓W的冷卻方法，對其它的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
該方法是稱作所謂的上裝卡的方法，基于圖20和圖21對具體的順序進(jìn)行說明。另外，在本實(shí)施方式中，與上述的情況相同，成膜結(jié)束后的晶圓W的溫度大約是60(TC。
首先，如圖20的(a)所示，從輸送口 15導(dǎo)入由2根棒狀的保持部構(gòu)成的上裝卡臂210、 211,在旋轉(zhuǎn)臺2的凹部24中保持
36晶圓W。具體地說，在使上裝卡臂210、 211移動到旋轉(zhuǎn)臺2的 凹部24上后使其下降。在上裝卡臂210上設(shè)有2個爪狀的作為基 板保持部的晶圓接觸部210a、 210b，在上裝卡臂211上設(shè)有1 個爪狀的作為基板保持部的晶圓接觸部211a。在為了保持晶圓 W而在旋轉(zhuǎn)臺2的凹部24上設(shè)有足夠深的臂用凹部212、 213、 214,以便在^f吏上裝卡臂210、 211下降時，3處晶圓接觸部210a、 210b、 211a不與旋轉(zhuǎn)臺2相接觸。另外，臂用凹部212、 213、 214的深度形成得比旋轉(zhuǎn)臺2的凹部24深。
上裝卡臂210、 211不僅能沿上下方向、旋轉(zhuǎn)臺2的徑向移 動，還能在與圖面垂直的方向上縮小或擴(kuò)大上裝卡臂210、 211 之間的間隔，通過該動作保持晶圓W。具體地說，如圖21的(a) 所示，在上裝卡臂210、 211上的晶圓接觸部210a、 210b、 211a 不與晶圓W接觸地下降后，通過縮小上裝卡臂210、 211之間的 間隔，如圖21的(b)所示那樣保持晶圓W。
接著，如圖20的(b)所示，使上裝卡臂210、 211上升自 旋轉(zhuǎn)臺2的凹部24抬起。
接著，如圖20的(c)所示，利用基板冷卻部110對晶圓W 進(jìn)行冷卻。具體地說，基板冷卻部110由噴射氮?dú)饣蚨栊詺怏w 的噴嘴等構(gòu)成，通過對晶圓W噴射氮?dú)獾葘AW進(jìn)行冷卻。 此時，晶圓W與旋轉(zhuǎn)臺2之間隔著空間，因此，；^走轉(zhuǎn)臺2的熱不 會傳遞到晶圓W。另外，為了極力抑制給用于驅(qū)動上裝卡臂 210、 211的未圖示的驅(qū)動部、驅(qū)動機(jī)器帶來的熱損傷，優(yōu)選在 旋轉(zhuǎn)臺2的凹部24的正上方進(jìn)行晶圓W的冷卻。
此后，利用上裝卡臂210、 211從輸送口 15輸送晶圓W。其 它的晶圓W也在經(jīng)由同樣的工序冷卻之后被送出。
另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)置在上裝卡臂210、 211上的晶 圓接觸部210a、 210b、 211a是3處，^f旦也可以i殳置4處或4處以上。
本發(fā)明并不限于使用2種反應(yīng)氣體，也可以應(yīng)用于依次在 基板上供給3種以上的反應(yīng)氣體的情況。在這種情況下，例如
按第l反應(yīng)氣體噴嘴、分離氣體噴嘴、第2反應(yīng)氣體噴嘴、分離 氣體噴嘴、第3反應(yīng)氣體噴嘴及分離氣體噴嘴的順序沿真空容 器l的周向配置各氣體噴嘴，如已述的實(shí)施方式那樣構(gòu)成包含 各分離氣體噴嘴的分離區(qū)域即可。
使用以上所述的成膜裝置的基板處理裝置示于圖22中。在 圖22中，附圖標(biāo)記IOI例如是收納25張晶圓的稱為前開式晶圓 傳送盒(Front Opening Unified Pod )的密閉型的輸送容器， 附圖標(biāo)記102是配置有輸送臂103的大氣輸送室，附圖標(biāo)記104、 105是能在大氣氣氛和真空氣氛之間切換氣氛的加載互鎖真空 室(預(yù)備真空室)，附圖標(biāo)記106是配置有2個輸送臂107a、 107b 的真空輸送室，附圖標(biāo)記108、 109是本發(fā)明的成膜裝置。輸送 容器101被從外部輸送到未圖示的具有載置臺的輸入輸出部， 在與大氣輸送室102相連接后，利用未圖示的開閉機(jī)構(gòu)打開蓋 子，利用輸送臂103從該輸送容器101內(nèi)取出晶圓。接著，將晶 圓輸送到加載互鎖真空室104 ( 105)內(nèi)，將該室內(nèi)從大氣氣氛 切換成真空氣氛，此后利用輸送臂107a或107b取出晶圓，送入 到成膜裝置108、 109中的一個，進(jìn)行已述的成膜處理。這樣， 通過設(shè)置多個例如2個例如5張?zhí)幚碛玫谋景l(fā)明的成膜裝置，能 以高生成率實(shí)施所謂的ALD (MLD)。
本美國申請基于在2008年9月4日申請的日本國專利申請 第2008—227033號主張優(yōu)先權(quán)，本國際申請引用日本國專利申 i青第2008—227033號的全告卩內(nèi)容。
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權(quán)利要求
1.一種成膜裝置，在真空容器內(nèi)將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體按順序供給到基板的表面上且執(zhí)行該供給循環(huán)，從而層疊多層反應(yīng)生成物的層而形成薄膜，其特征在于，該成膜裝置包括旋轉(zhuǎn)臺，其設(shè)置在上述真空容器內(nèi)；基板載置區(qū)域，其是為了將基板載置在上述旋轉(zhuǎn)臺上而設(shè)置的；第1反應(yīng)氣體供給部及第2反應(yīng)氣體供給部，沿上述旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)方向相互分離地設(shè)置，用于分別將第1反應(yīng)氣體及第2反應(yīng)氣體供給到上述旋轉(zhuǎn)臺的上述基板的載置區(qū)域側(cè)的面上；分離區(qū)域，其為了分離被供給上述第1反應(yīng)氣體的第1處理區(qū)域和被供給第2反應(yīng)氣體的第2處理區(qū)域的氣氛，而在上述旋轉(zhuǎn)方向上位于這些處理區(qū)域之間，該分離區(qū)域包括頂面和用于供給分離氣體的分離氣體供給部，該頂面位于上述分離氣體供給部的上述旋轉(zhuǎn)方向兩側(cè)，在頂面與旋轉(zhuǎn)臺之間形成有用于使分離氣體從該分離區(qū)域向處理區(qū)域側(cè)流動的狹窄的空間；中心部區(qū)域，其為了分離上述第1處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域的氣氛而位于真空容器內(nèi)的中心部，且形成有用于將分離氣體噴出到旋轉(zhuǎn)臺的基板載置面?zhèn)鹊膰姵隹祝慌艢饪?，其用于將上述反?yīng)氣體與擴(kuò)散到上述分離區(qū)域兩側(cè)的分離氣體以及從上述中心部區(qū)域噴出的分離氣體一起排出；基板冷卻部，其在上述真空容器內(nèi)為了冷卻上述基板而對基板噴射氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其特征在于，在上述基板載置部上設(shè)有用于升降上述基板的升降機(jī)構(gòu)；上述升降機(jī)構(gòu)由3根以上的升降銷構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其特征在于，在利用上述分離氣體供給部供給第l分離氣體的分離區(qū)域包括頂板，其與上述旋轉(zhuǎn)臺的、形成有基板載置部的面相對設(shè)置；第2分離氣體供給部，其用于從上述旋轉(zhuǎn)臺的中心部區(qū)域供給用于分離上述第l反應(yīng)氣體和上述第2反應(yīng)氣體的第2分離氣體；排氣口，其設(shè)置在比旋轉(zhuǎn)臺低的位置上，用于通過上述旋轉(zhuǎn)臺的周緣和上述真空容器的內(nèi)周壁之間的間隙排出上述第1反應(yīng)氣體、上述第2反應(yīng)氣體、上述第l分離氣體及上述第2分離氣體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其特征在于，'為了將上述基板從上述真空容器的外部輸送到真空容器的內(nèi)部，在上述真空容器的側(cè)壁上設(shè)置由閘閥開閉的輸送口 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的成膜裝置，其特征在于，上述輸送口處的上述基板的輸送利用輸送臂進(jìn)行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其特征在于，上述冷卻部設(shè)置在上述基板載置部的正上方。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其特征在于，上述基板載置部在上述基板旋轉(zhuǎn)臺的表面形成為凹狀；上述旋轉(zhuǎn)臺的表面和載置在上述基板載置部上的上述基板的表面為相同高度，或者基板的表面位于比旋轉(zhuǎn)臺的表面低的位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其特征在于，該成膜裝置還具有用于對上述旋轉(zhuǎn)臺進(jìn)行加熱的加熱部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的成膜裝置，其特征在于，上述加熱部設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)臺的下方。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的成膜裝置，其特征在于，上述加熱部設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)臺的上方。
11. 一種成膜裝置，通過多次進(jìn)行將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體依次供給到基板表面上的循環(huán)，從而層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，上述成膜裝置包括旋轉(zhuǎn)臺，其設(shè)置在真空容器內(nèi)；多個基板載置部，其是為了將上述基板載置在上述旋轉(zhuǎn)臺的同 一 圓周上而設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺上的；加熱部，其用于對上述旋轉(zhuǎn)臺進(jìn)行加熱；第l反應(yīng)氣體供給部，其設(shè)于上述真空容器內(nèi)的、形成有上述基板載置部的一側(cè)，用于供給第l反應(yīng)氣體；第2反應(yīng)氣體供給部，其設(shè)于上述真空容器內(nèi)的、形成有上述基板載置部的一側(cè)，且設(shè)于相對于上述第l反應(yīng)氣體供給部離開的位置，用于供給第2反應(yīng)氣體；第l分離氣體供給部，其為了分離由上述第l反應(yīng)氣體供給部供給第l反應(yīng)氣體的第l處理區(qū)域和由上述第2反應(yīng)氣體供給部供給第2反應(yīng)氣體的第2處理區(qū)域而設(shè)置在第l處理區(qū)域和第2處理區(qū)域之間，用于供給第l分離氣體；輸送口 ，其為了將上述基板從上述真空容器的外部輸送到真空容器的內(nèi)部而設(shè)置在上述真空容器的側(cè)壁上，由閘閥進(jìn)行開閉；基板保持臂，其是由用于在上述輸送口輸送上述基板的2根棒狀的保持部構(gòu)成的輸送臂，在一個保持部上設(shè)有至少l個用于保持上述基板的基板保持部，在另 一個保持部上設(shè)有至少2個用于保持上述基板的基板保持部；基板冷卻部，其在上述真空容器內(nèi)為了冷卻上述基板而對基板噴射氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的成膜裝置，其特征在于，在利用上述分離氣體供給部供給第l分離氣體的分離區(qū)域包括與上述旋轉(zhuǎn)臺的、形成有基板載置部的面相對設(shè)置的頂面；用于從上述旋轉(zhuǎn)臺的中心部區(qū)域供給用于分離上述第l反應(yīng)氣體和上述第2反應(yīng)氣體的第2分離氣體的第2分離氣體供給部；為了通過上述旋轉(zhuǎn)臺的周緣和上述真空容器的內(nèi)周壁之間的間隙排出上述第l反應(yīng)氣體、上述第2反應(yīng)氣體、上述第l分離氣體及上述第2分離氣體而設(shè)置在比旋轉(zhuǎn)臺低的位置上的排氣口 。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的成膜裝置，其特征在于，上述基板保持臂能擴(kuò)大或縮小2根棒狀的保持部之間的間隔。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的成膜裝置，其特征在于，上述基板保持部具有爪狀部，在上述旋轉(zhuǎn)臺的基板載置部的緣部分，與上述爪狀部相對應(yīng)地設(shè)有比基板載置部深的凹狀區(qū)域。
15. —種基板處理裝置，其特征在于，該基板處理裝置包括真空輸送室，其在內(nèi)部配置有基板輸送部；成膜裝置，其為氣密地與上述真空輸送室相連接的、權(quán)利要求1 14中任一項(xiàng)所述的成膜裝置；預(yù)備真空室，其氣密地與上述真空輸送室相連接，能在真空氣氛和大氣氣氛之間切換氣氛。
16. —種成膜方法，通過多次進(jìn)行將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體依次供給到基板表面上的循環(huán)，從而層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，該成膜方法包括以下工序?qū)⑸鲜龌遢d置在為了將基板載置在真空容器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)臺上而設(shè)置的基板載置部上的工序；對上述旋轉(zhuǎn)臺進(jìn)行加熱的工序；成膜工序，該工序通過從在上述真空容器內(nèi)相互分離地設(shè)置的第l反應(yīng)氣體供給部及第2反應(yīng)氣體供給部向旋轉(zhuǎn)臺的、形成有基板載置部的面上分別供給第l反應(yīng)氣體及第2反應(yīng)氣體、并且利用設(shè)置在第l反應(yīng)氣體供給部和第2反應(yīng)氣體供給部之間的分離氣體供給部供給分離氣體來進(jìn)行成膜；冷卻基板的工序，該工序通過在上述成膜工序結(jié)束后將上述基板從上述基板載置部取出、自為了在上述真空容器內(nèi)冷卻卻。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的成膜方法，其特征在于，上述基板載置部在上述基板旋轉(zhuǎn)臺的表面上形成為凹狀；上述旋轉(zhuǎn)臺的表面和載置在上述基板載置部上的上述基板的表面為相同高度，或者基板的表面位于比旋轉(zhuǎn)臺的表面低的位置。
18. —種成膜方法，通過多次進(jìn)行將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體依次供給到基板表面上的循環(huán)，從而層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，該成膜方法包括以下工序?qū)⑸鲜龌遢d置在為了將基板載置在真空容器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)臺上而設(shè)置的基板載置部上的工序；對上述旋轉(zhuǎn)臺進(jìn)行加熱的工序；成膜工序，該工序通過從在上述真空容器內(nèi)相互分離地設(shè)置的第l反應(yīng)氣體供給部及第2反應(yīng)氣體供給部向旋轉(zhuǎn)臺的、形成有基板載置部的面上分別供給第l反應(yīng)氣體及第2反應(yīng)氣體、并且利用設(shè)置在第l反應(yīng)氣體供給部和第2反應(yīng)氣體供給部之間的分離氣體供給部供給分離氣體來進(jìn)行成膜；在上述成膜工序結(jié)束后利用設(shè)置在上述基板載置部上的升降機(jī)構(gòu)從基板載置部抬起上述基板的工序；利用為了將上述基板從上述真空容器的內(nèi)部通過輸送口輸送到真空容器的外部而設(shè)置的輸送臂把持的工序；冷卻基板的工序，該工序通過在將上述基板載置在上述輸送臂上之后、利用在上述真空容器內(nèi)為了冷卻基板而設(shè)置的基節(jié)
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的成膜方法，其特征在于，上述升降機(jī)構(gòu)由至少3根升降銷構(gòu)成。
20. —種成膜方法，通過多次進(jìn)行將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體依次供給到基板表面上的循環(huán)，從而層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，該成膜方法包括以下工序?qū)⑸鲜龌遢d置在為了將基板載置在真空容器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)臺上而設(shè)置的基板載置部上的工序；對上述旋轉(zhuǎn)臺進(jìn)行加熱的工序；成膜工序，該工序通過從在上述真空容器內(nèi)相互分離地設(shè)置的第l反應(yīng)氣體供給部及第2反應(yīng)氣體供給部向旋轉(zhuǎn)臺的、形成有基板載置部的面上分別供給第l反應(yīng)氣體及第2反應(yīng)氣體、并且利用設(shè)置在第l反應(yīng)氣體供給部和第2反應(yīng)氣體供給部之間的分離氣體供給部供給分離氣體來進(jìn)行成膜；在上述成膜工序結(jié)束后利用基板保持臂提起載置在上述基板載置部上的基板的工序，該基板保持臂具有用于保持上述基板的2根棒狀的保持部，在一個保持部上設(shè)有至少l個用于保持基板的基板保持部，在另 一個保持部上設(shè)有至少2個用于保持基板的基板保持部；冷卻基板的工序，在將上述基板抬起的工序結(jié)束后、利用 在上述真空容器內(nèi)為了冷卻基板而設(shè)置的基板冷卻部噴射氮?dú)?或惰性氣體來冷卻基板。
全文摘要
本發(fā)明提供成膜裝置、基板處理裝置、成膜方法。成膜裝置在真空容器內(nèi)將相互反應(yīng)的至少2種反應(yīng)氣體按順序供給到基板表面上且執(zhí)行該供給循環(huán)而層疊多層反應(yīng)生成物的層從而形成薄膜。該成膜裝置包括旋轉(zhuǎn)臺、基板載置區(qū)域、第1反應(yīng)氣體供給部、第2反應(yīng)氣體供給部、分離區(qū)域、中心部區(qū)域、排氣口、頂面、基板冷卻部。
文檔編號C23C16/455GK101665922SQ200910172119
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者本間學(xué) 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社