成膜方法
成膜方法
【專利摘要】本發(fā)明提供成膜方法。該成膜方法所使用的成膜裝置包括：旋轉(zhuǎn)臺(tái)；第1處理區(qū)域；第2處理區(qū)域；以及分離區(qū)域。該成膜方法包括以下工序：第1工序：在自第1氣體供給部和分離氣體供給部供給分離氣體、自第2氣體供給部供給氧化氣體的狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周；第2工序：在自第1氣體供給部供給含有規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體、自第2氣體供給部供給氧化氣體、自分離氣體供給部供給分離氣體的狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)，從而在基板上形成含有規(guī)定的元素的氧化膜；第3工序：在自第1氣體供給部和分離氣體供給部供給分離氣體、自第2氣體供給部供給氧化氣體的狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周。
【專利說明】成膜方法
[0001]本發(fā)明將2012年12月21日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2012-279920號(hào)作為主張優(yōu)先權(quán)的基礎(chǔ)申請(qǐng)，在此，基于該基礎(chǔ)申請(qǐng)主張優(yōu)先權(quán),并將其全部?jī)?nèi)容通過參照引入到本發(fā)明中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種成膜方法，尤其是涉及形成氧化膜或者氮化膜的成膜方法。
【背景技術(shù)】[0003]半導(dǎo)體集成電路(1C、Integrated Circuit)的制造工藝中，有在半導(dǎo)體晶圓上形成薄膜的工序。在該工序中，從IC的進(jìn)一步微細(xì)化的角度考慮，要求提高晶圓面內(nèi)的均勻性。作為能應(yīng)對(duì)這樣的要求的成膜方法，希望采用被稱為原子層成膜(ALD、Atomic LayerDeposition)法或者分子層成膜(MLD、Molecular Layer Deposition)法的成膜方法。在ALD法中，通過反復(fù)進(jìn)行使彼此會(huì)發(fā)生反應(yīng)的兩種反應(yīng)氣體中的I種反應(yīng)氣體(反應(yīng)氣體A)吸附于晶圓表面、再使該吸附的反應(yīng)氣體與另一種反應(yīng)氣體(反應(yīng)氣體B)發(fā)生反應(yīng)的循環(huán)，將由反應(yīng)生成物構(gòu)成的薄膜形成在晶圓表面。ALD法因?yàn)槔梅磻?yīng)氣體向晶圓表面的吸附而具有在膜厚均勻性和膜厚控制性方面優(yōu)異這種優(yōu)點(diǎn)。
[0004]作為用于實(shí)施ALD法的成膜裝置，具有日本特許4661990號(hào)所記載的所謂的旋轉(zhuǎn)臺(tái)式的成膜裝置。該成膜裝置具有:旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地配置于真空容器內(nèi)，用于載置多個(gè)晶圓；分離區(qū)域，其用于將在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上方劃分出來的反應(yīng)氣體A的供給區(qū)域和反應(yīng)氣體B的供給區(qū)域分離開；排氣口，其被設(shè)置為與反應(yīng)氣體A的供給區(qū)域和反應(yīng)氣體B的供給區(qū)域相對(duì)應(yīng)；以及排氣裝置，其連接于上述排氣口。在這樣的成膜裝置中，借助旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，晶圓會(huì)經(jīng)過反應(yīng)氣體A的供給區(qū)域、分離區(qū)域、反應(yīng)氣體B的供給區(qū)域以及分離區(qū)域。由此，在反應(yīng)氣體A的供給區(qū)域內(nèi)，反應(yīng)氣體A吸附于晶圓表面，在反應(yīng)氣體B的供給區(qū)域內(nèi)，反應(yīng)氣體A與反應(yīng)氣體B在晶圓表面發(fā)生反應(yīng)。因此，在成膜過程中無需在反應(yīng)氣體A和反應(yīng)氣體B之間進(jìn)行切換，從而能進(jìn)行持續(xù)供給。因而，具有不需要排氣/吹掃工序而能縮短成膜時(shí)間這種優(yōu)點(diǎn)。
[0005]在使用上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)式的成膜裝置形成含有規(guī)定的元素的氧化膜的情況下，如果將反應(yīng)氣體A作為包含上述規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體(例如，含有硅的硅系氣體等)、并將反應(yīng)氣體B作為臭氧等氧化氣體，則能夠形成含有規(guī)定的元素的氧化膜。在該情況下，含有規(guī)定的元素的氣體(反應(yīng)氣體A)首先吸附于晶圓的表面，在該狀態(tài)下供給氧化氣體(反應(yīng)氣體B)，反應(yīng)氣體A和反應(yīng)氣體B在晶圓的表面上發(fā)生反應(yīng)，形成含有規(guī)定的元素的氧化膜的分子層。如此，含有規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體首先吸附在晶圓的表面上，接著在晶圓表面上與氧化氣體發(fā)生反應(yīng)，由此在晶圓表面上形成含有規(guī)定的元素的氧化膜。
[0006]在使用上述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)式的成膜裝置并利用上述那樣的成膜方法在多個(gè)晶圓表面上形成含有規(guī)定的元素的氧化膜的情況下，因?yàn)榫A沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向配置有多張，當(dāng)同時(shí)供給反應(yīng)氣體A (含有元素的氣體)和反應(yīng)氣體B (氧化氣體)而開始成膜工藝時(shí)，對(duì)于沿圓周方向配置的多個(gè)晶圓并不限于全部被自反應(yīng)氣體A開始供給氣體，會(huì)產(chǎn)生被自反應(yīng)氣體A開始供給氣體的晶圓和被自反應(yīng)氣體B開始供給氣體的晶圓。這樣一來，存在如下的問題:會(huì)產(chǎn)生在被氧化后才開始成膜工藝的晶圓和未被氧化而直接開始成膜工藝的晶圓，無法在多個(gè)晶圓間進(jìn)行均勻的成膜，從而會(huì)產(chǎn)生晶圓間的成膜不均衡。
[0007]此外，若在成膜工藝結(jié)束時(shí)反應(yīng)氣體A和反應(yīng)氣體B的供給也同時(shí)停止，則存在如下的問題:會(huì)產(chǎn)生只被供給了反應(yīng)氣體A而在表面吸附有反應(yīng)氣體A的狀態(tài)下結(jié)束成膜工藝的晶圓以及也被供給了反應(yīng)氣體B而在表面形成有氧化膜的狀態(tài)下結(jié)束成膜工藝的晶圓，從而仍然會(huì)產(chǎn)生晶圓間的成膜的不均衡。
[0008]而且，在氮化膜的成膜工藝中，也同樣地存在會(huì)發(fā)生該問題的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于提供一種新穎并且有用的成膜方法。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，提供一種成膜方法，在該成膜方法中使用成膜裝置在多個(gè)基板上形成含有規(guī)定元素的氧化膜，該成膜裝置包括:旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地收容于腔室內(nèi)，具有能夠?qū)⒍鄠€(gè)基板載置于上表面的載置部；第I處理區(qū)域，其被劃分在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面的上方，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第I氣體供給部；第2處理區(qū)域，其配置為沿著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向與上述第I處理區(qū)域分開，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第2氣體供給部；以及分離區(qū)域，其設(shè)置于上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域之間，具有分離氣體供給部和頂面，該分離氣體供給部用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給分離氣體，該頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面之間形成有用于將來自該分離氣體供給部的上述分離氣體向上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域引導(dǎo)的狹窄的空間，其中，該成膜方法包括以下工序--第I工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供 給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給氧化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周；第2工序:在自上述第I氣體供給部供給含有上述規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氧化氣體、自上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)，從而在上述基板上形成含有上述規(guī)定的元素的氧化膜；以及第3工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氧化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案，提供一種成膜方法，在該成膜方法中使用成膜裝置在多個(gè)基板上形成含有規(guī)定元素的氮化膜，該成膜裝置包括:旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地收容于腔室內(nèi)，具有能夠?qū)⒍鄠€(gè)基板載置于上表面的載置部?’第I處理區(qū)域，其被劃分在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面的上方，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第I氣體供給部；第2處理區(qū)域，其配置為沿著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向與上述第I處理區(qū)域分開，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第2氣體供給部；以及分離區(qū)域，其設(shè)置于上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域之間，具有分離氣體供給部和頂面，該分離氣體供給部用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給分離氣體，該頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面之間形成有用于將來自該分離氣體供給部的上述分離氣體向上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域引導(dǎo)的狹窄的空間，其中，該成膜方法包括如下工序--第I工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給氮化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周；第2工序:在自上述第I氣體供給部供給含有上述規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氮化氣體、自上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)，從而在上述基板上形成含有上述規(guī)定的元素的氮化膜；以及第3工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氮化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周。
[0012]此外，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)的一部分記載于說明書中，另一部分是根據(jù)說明書顯而易見的。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)能夠利用附加的權(quán)利要求所特別指出的要素及這些要素的組合來實(shí)現(xiàn)并達(dá)成。上述的一般性記載和下述的詳細(xì)說明是作為例子來進(jìn)行說明的，并非用于限定要求保護(hù)的本發(fā)明。
[0013]采用本發(fā)明，能夠使多個(gè)晶圓之間的成膜的均勻性提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是表示適用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的成膜裝置的剖視圖。
[0015]圖2是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的構(gòu)造的立體圖。
[0016]圖3是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的構(gòu)造的概略俯視圖。
[0017]圖4是包含反應(yīng)氣體噴嘴和分離氣體噴嘴的圖1的成膜裝置的局部剖視圖。 [0018]圖5是表示包含頂面的圖1的成膜裝置的另一局部剖視圖。
[0019]圖6A和圖6B是表不本發(fā)明的實(shí)施方式I的成膜方法一例的序列圖。圖6A是使用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表示實(shí)施方式I的成膜方法的一例的序列的圖。圖6B是使用時(shí)序圖表示實(shí)施方式I的成膜方法的一例的圖。
[0020]圖7是作為比較例表示成膜方法的一例的圖。
[0021]圖8A和圖8B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的成膜方法的一例的序列圖。圖8A是使用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表示實(shí)施方式2的成膜方法的一例的序列的圖。圖SB是使用時(shí)序圖表示實(shí)施方式2的成膜方法的一例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面，參照【專利附圖】
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【附圖說明】用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0023]此外，在下面的實(shí)施例中，下述的附圖標(biāo)記典型地表示上述要素。
[0024]此外,在所有的附圖中，對(duì)于相同或者對(duì)應(yīng)的構(gòu)件或者零件,標(biāo)注相同或者對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。此外，在附圖中，不以表示構(gòu)件或者零件間的相對(duì)比例為目的，因此，對(duì)于具體的尺寸，應(yīng)由本領(lǐng)域技術(shù)人員參照下面的非限定性的實(shí)施方式來決定。
[0025](實(shí)施方式I)
[0026](成膜裝置)
[0027]首先，使用圖1至圖3說明適用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式I的成膜方法的成膜裝置。
[0028]圖1是表示適用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的成膜裝置的剖視圖。圖2是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的構(gòu)造的立體圖。此外，圖3是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的構(gòu)造的概略俯視圖。[0029]參照?qǐng)D1至圖3，實(shí)施方式I的成膜裝置包括:扁平的腔室1，其具有大致圓形的俯視形狀；以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)2，其設(shè)置在該腔室I內(nèi)，在腔室I的中心具有旋轉(zhuǎn)中心。腔室I具有:容器主體12，其具有有底的圓筒形狀；頂板11，其夾著例如O型密封圈等密封構(gòu)件13 (圖1)氣密地且可裝卸地配置于容器主體12的上表面。
[0030]旋轉(zhuǎn)臺(tái)2在中心部固定于圓筒形狀的芯部21，該芯部21固定于沿鉛垂方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸22的上端。旋轉(zhuǎn)軸22貫穿腔室I的底部14，其下端安裝于用于使旋轉(zhuǎn)軸22 (圖1)繞鉛垂軸線旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部23。旋轉(zhuǎn)軸22以及驅(qū)動(dòng)部23收納在上表面開口的筒狀的殼體20內(nèi)。該殼體20的設(shè)置在其上表面上的凸緣部分氣密地安裝于腔室I的底部14的下表面，將殼體20的內(nèi)部氣氛與外部氣氛分隔離開。
[0031]此外，在腔室I內(nèi)的外緣部設(shè)置有排氣口 610，并與排氣部630連通。排氣部630經(jīng)由壓力調(diào)整器650與真空泵640連接，構(gòu)成為腔室I內(nèi)能自排氣口 610排氣。
[0032]在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面上如圖2及圖3所示那樣沿著旋轉(zhuǎn)方向(周向)設(shè)有多個(gè)(圖示的例子為5個(gè))圓形的凹部24,該凹部24用于載置半導(dǎo)體晶圓(下面稱為“晶圓”)W。此外，在圖3中為了方便僅在I個(gè)凹部24中表示晶圓W。該凹部24具有比晶圓W的直徑(例如300mm)稍微大(例如大2mm)的內(nèi)徑以及與晶圓W的厚度大致相等的深度。因此，在將晶圓W載置于凹部24時(shí)，晶圓W的表面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面(不載置晶圓W的區(qū)域)大致等高。
[0033]圖2及圖3是用于說明腔室I內(nèi)的構(gòu)造的圖，為了便于說明，省略頂板11的圖示。如圖2及圖3所示，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上方，配置有分別由例如石英構(gòu)成的反應(yīng)氣體噴嘴31、反應(yīng)氣體噴嘴32以及分尚氣體噴嘴41、42。在圖不的例子中，在腔室I的周向上隔開間隔地自輸送口 15 (后述)起沿順時(shí)針方向(旋轉(zhuǎn)`臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向)依次配置有分離氣體噴嘴41、反應(yīng)氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42以及反應(yīng)氣體噴嘴32。通過將上述噴嘴31、32、41、42的作為各自的基端部的氣體導(dǎo)入部31a、32a、41a、42a (圖3)固定于容器主體12的外周壁上，將上述噴嘴31、32、41、42自腔室I的外周壁導(dǎo)入腔室I內(nèi)，并安裝為沿著容器主體12的半徑方向與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2平行地延伸。
[0034]用于存儲(chǔ)第I反應(yīng)氣體的第I反應(yīng)氣體供給源經(jīng)由開閉閥、流量調(diào)整器(均未圖示)與反應(yīng)氣體噴嘴31連接，用于存儲(chǔ)與第I反應(yīng)氣體反應(yīng)的第2反應(yīng)氣體的第2反應(yīng)氣體供給源經(jīng)由開閉閥、流量調(diào)整器(均未圖示)與反應(yīng)氣體噴嘴32連接。
[0035]在這里，第I反應(yīng)氣體優(yōu)選含有金屬元素或者半導(dǎo)體元素的氣體，選擇在變成氧化物或者氮化物時(shí)能用作氧化膜或者氮化膜的第I反應(yīng)氣體。對(duì)于第2反應(yīng)氣體，選擇與金屬元素或者半導(dǎo)體元素反應(yīng)而能生成金屬氧化物或者半導(dǎo)體氧化物的氧化氣體、或者與金屬元素或者半導(dǎo)體元素反應(yīng)而能生成金屬氮化物或者半導(dǎo)體氮化物的氮化氣體。具體而言，第I反應(yīng)氣體優(yōu)選含有金屬元素(或者半導(dǎo)體元素)的有機(jī)金屬(或者半導(dǎo)體)氣體。此外，作為第I反應(yīng)氣體，優(yōu)選相對(duì)于晶圓W的表面具有吸附性的氣體。作為第2反應(yīng)氣體，優(yōu)選能與吸附于晶圓W的表面的第I反應(yīng)氣體進(jìn)行氧化反應(yīng)或者氮化反應(yīng)而使反應(yīng)化合物沉積在晶圓W的表面的氧化氣體或氮化氣體。
[0036]具體而言，例如，作為第I反應(yīng)氣體，可以是作為含有鉿元素的反應(yīng)氣體的、用于形成作為氧化膜的HfO (統(tǒng)稱為“HfO”，也可以包含HfO2)的四(二甲基氨基)鉿(以下，稱為“TDMAH”)，可以是作為含鈦元素的反應(yīng)氣體的、用于形成作為氮化膜的TiN的TiCl4等。此外，作為第2反應(yīng)氣體,可以使用例如臭氧氣體(O3)作為氧化氣體,也可以使用例如氨氣(NH3)作為氮化氣體。
[0037]此外，Ar、He等稀有氣體、氮?dú)?N2)等非活性氣體的供給源經(jīng)由開閉閥和流量調(diào)整器(均未圖示)與分離氣體噴嘴41、42連接。在本實(shí)施方式中，使用氮?dú)庾鳛榉腔钚詺怏w。
[0038]圖4是包含反應(yīng)噴嘴31、32和分離氣體的圖1的成膜裝置的局部剖視圖。如圖4所示，在反應(yīng)氣體噴嘴31、32上沿著反應(yīng)氣體噴嘴31、32的長(zhǎng)度方向隔開例如IOmm間隔地排列有朝向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2地朝下方開口的多個(gè)氣體噴出孔33。如圖3所示，反應(yīng)氣體噴嘴31的下方區(qū)域成為用于使第I反應(yīng)氣體吸附于晶圓W的第I處理區(qū)域P1。反應(yīng)氣體噴嘴32的下方區(qū)域成為用于使在第I處理區(qū)域Pl中吸附于晶圓W的第I反應(yīng)氣體氧化或者氮化的第2處理區(qū)域P2。此外，分離氣體噴嘴41、42的下方區(qū)域成為用于將第I處理區(qū)域Pl和第2處理區(qū)域P2分隔開而防止第I反應(yīng)氣體和第2反應(yīng)氣體混合的分離區(qū)域D。
[0039]參照?qǐng)D2及圖3，在腔室I內(nèi)設(shè)有兩個(gè)凸?fàn)畈?。凸?fàn)畈?具有頂部被切割為圓弧狀的大致扇形的俯視形狀，在本實(shí)施方式中，凸?fàn)畈?的內(nèi)圓弧與突出部5 (后述)連結(jié)，凸?fàn)畈?的外圓弧以沿著腔室I的容器主體12的內(nèi)周面的方式配置。
[0040]圖4是表示腔室I的從反應(yīng)氣體噴嘴31到反應(yīng)氣體噴嘴32為止的、沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的同心圓的剖面。如圖示那樣，凸?fàn)畈?安裝于頂板11背面。因此，在腔室I內(nèi)存在作為凸?fàn)畈?的下表面的平坦的較低的頂面44 (第I頂面)和位于該頂面44的周向兩側(cè)的、t匕頂面44高的頂面45 (第2頂面)。
[0041]此外，如圖4所示，在凸?fàn)畈?的周向中央部分形成有槽部43，槽部43沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的半徑方向延伸。在該槽部43中收納有分離氣體噴嘴42。另一個(gè)凸?fàn)畈?也同樣形成有槽部43，且在該槽部中收納有分離氣體噴嘴41。此外，在圖4中表示有形成于分離氣體噴嘴42的氣體噴出孔42h。氣體 噴出孔42h沿分離氣體噴嘴42的長(zhǎng)度方向隔開規(guī)定的間隔(例如IOmm)地形成多個(gè)。此外，氣體噴出孔的開口直徑為例如0.3mm到1.0mm。雖然省略圖示,但分離氣體噴嘴41也同樣形成有氣體噴出孔。
[0042]在較高的頂面45的下方的空間中分別設(shè)置有反應(yīng)氣體噴嘴31、32。上述反應(yīng)氣體噴嘴31、32與頂面45分開地設(shè)置在晶圓W附近。此外，為了便于說明，在圖4中，設(shè)置有反應(yīng)氣體噴嘴31的、較高的頂面45的下方的空間用空間481表示，設(shè)置有反應(yīng)氣體噴嘴32的、較高的頂面45的下方的空間用空間482表示。
[0043]較低的頂面44與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間形成有作為狹小的空間的分離空間H。自分離氣體噴嘴42供給氮?dú)鈺r(shí)，該氮?dú)馔ㄟ^分離空間H向空間481和空間482流動(dòng)。此時(shí)，因?yàn)榉蛛x空間H的容積比空間481的容積和空間482的容積小，因此能夠利用氮?dú)馐狗蛛x空間H的壓力比空間481的壓力和空間482的壓力要高。即，分離空間H在空間481和空間482之間提供壓力障壁的作用。而且，自分離空間H向空間481和空間482流出的氮?dú)庀鄬?duì)于來自第I處理區(qū)域Pl的第I反應(yīng)氣體以及來自第2處理區(qū)域P2的第2反應(yīng)氣體(氧化氣體或者氮化氣體)作為對(duì)流而起作用。因此，來自第I處理區(qū)域Pl的第I反應(yīng)氣體以及來自第2處理區(qū)域P2的第2反應(yīng)氣體能夠被分離空間H分離開。因此，能夠抑制第I反應(yīng)氣體與氧化氣體或者氮化氣體在腔室I內(nèi)混合而發(fā)生反應(yīng)。
[0044]另外，考慮到成膜時(shí)的腔室I內(nèi)的壓力、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速、供給的分離氣體(氮?dú)?的供給量等，優(yōu)選將頂面44距旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上表面的高度hi設(shè)定為適于使分離空間H的壓力比空間481的壓力和空間482的壓力大的高度。[0045]再次參照?qǐng)D1至圖3，在頂板11的下表面以包圍用于固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的芯部21的外周的方式設(shè)置有突出部5。在本實(shí)施方式中，該突出部5與凸?fàn)畈?的靠旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的部位連續(xù)，并且該突出部5的下表面形成為與頂面44等高。
[0046]之前參照的圖1是圖3的I 一 I ’剖視圖，表示設(shè)有頂面45的區(qū)域，而圖5是表示設(shè)有頂面44的區(qū)域的局部剖視圖。如圖5所示，在大致扇形的凸?fàn)畈?的周緣部(靠腔室I的外緣側(cè)的部位)，形成有以與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外端面相對(duì)的方式呈L字形彎曲的彎曲部46。該彎曲部46在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與容器主體12的內(nèi)周面之間的空間中通過，抑制氣體在空間481和空間482之間流通。扇形的凸?fàn)畈?設(shè)置于頂板11，頂板11能夠自容器主體12取下，因此彎曲部46的外周面與容器主體12之間稍有間隙。彎曲部46的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外端面之間的間隙、以及彎曲部46的外周面與容器主體12之間的間隙例如設(shè)定為與頂面44的距旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上表面的高度相同的尺寸。
[0047]再次參照?qǐng)D3，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與容器主體的內(nèi)周面之間形成有與空間481連通的第I排氣口 610、與空間482連通的第2排氣口 620。第I排氣口 610和第2排氣口 620如圖1所示，分別借助各排氣管630與作為真空排氣部件的例如真空泵640連接。
[0048]在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與腔室I的底部14之間的空間中，如圖1和圖5所示，設(shè)有作為加熱部件的加熱單元7，加熱單元7隔著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W加熱至由工藝制程程序決定的溫度(例如450°C)。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的周緣附近的下方側(cè)，為了抑制氣體向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下方的空間的進(jìn)入而設(shè)有環(huán)狀的套構(gòu)件71。如圖5所示，該套構(gòu)件71包括:內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a，其以自下方側(cè)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部及比旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部靠外周側(cè)的部位面對(duì)的方式設(shè)置；以及外側(cè)構(gòu)件71b，其設(shè)在該內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a與腔室I的內(nèi)壁面之間。外側(cè)構(gòu)件71b設(shè)置為在形成在凸?fàn)畈?的外緣部的彎曲部46的下方與彎曲部46接近，內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部下方(以及比旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部稍靠外側(cè)的部分的下方)圍繞加熱單元7的整周。 [0049]如圖1所示，底部14中的比配置有加熱單元7的空間靠旋轉(zhuǎn)中心的部位以接近芯部21中的位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下表面的中心部附近的部分的方式向上方側(cè)突出而構(gòu)成了突出部12a。該突出部12a與芯部21之間構(gòu)成狹窄空間。另外，供旋轉(zhuǎn)軸22貫穿底部14的通孔的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸22之間的間隙狹窄，上述狹窄空間與殼體20連通。而且，在殼體20上設(shè)有用于向狹窄空間供給作為吹掃氣體的氮?dú)鈦磉M(jìn)行吹掃的吹掃氣體供給管72。而且，在腔室I的底部14上，在加熱單元7的下方沿周向以規(guī)定的角度間隔設(shè)有用于吹掃加熱單元7的配置空間的多個(gè)吹掃氣體供給管73 (圖5中表示了一個(gè)吹掃氣體供給管)。并且，在加熱單元7和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間設(shè)置有沿整個(gè)周向覆蓋自外側(cè)構(gòu)件71b的內(nèi)周壁(內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a的上表面)到突出部12a的上端部之間的空間的蓋構(gòu)件7a，以便抑制氣體向設(shè)有加熱器單元7的區(qū)域進(jìn)入。蓋構(gòu)件7a能夠用例如石英制成。
[0050]自吹掃氣體供給管72供給氮?dú)鈺r(shí)，該氮?dú)庠诠┬D(zhuǎn)軸22貫穿的通孔的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸22之間的間隙、突出部12a與芯部21之間的間隙中通過，并在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與蓋構(gòu)件7a之間的空間中流動(dòng)，自第I排氣口 610或第2排氣口 620 (圖3)排出。另外，自旋轉(zhuǎn)吹掃氣體供給管73供給氮?dú)鈺r(shí)，該氮?dú)庾允占{加熱單元7的空間通過蓋構(gòu)件7a與內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a之間的間隙(未圖示)流出，并自第I排氣口 610或第2排氣口 620 (圖3)排出。利用上述氮?dú)獾牧鲃?dòng)，能夠抑制空間481和空間482內(nèi)的氣體通過腔室I的中央下方的空間、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下方的空間而混合。[0051]另外，在腔室I的頂板11的中心部連接有分離氣體供給管51，從而構(gòu)成為向頂板11與芯部21之間的空間52供給作為分離氣體的氮?dú)?。向該空間52供給的分離氣體經(jīng)由突出部5與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的狹小空間50沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置區(qū)域側(cè)的表面向周緣噴出?？臻g50在分離氣體的作用下能夠維持比空間481和空間482中的壓力高的壓力。因此，利用空間50能夠抑制向第I處理區(qū)域Pl供給的第I反應(yīng)氣體、向第2處理區(qū)域P2供給的第2反應(yīng)氣體通過中心區(qū)域C而混合。即，空間50 (或者中心區(qū)域C)能夠與分離空間H (或者分離區(qū)域D)同樣地發(fā)揮作用。
[0052]并且，如圖2、圖3所示，在腔室I的側(cè)壁上形成有用于在外部的輸送臂10與旋轉(zhuǎn)臺(tái)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。另外，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的作為晶圓載置區(qū)域的凹部24在與該輸送口 15面對(duì)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(tái)2的下方側(cè)的與交接位置相對(duì)應(yīng)的部位設(shè)有用于貫穿凹部24而自背面抬起晶圓W的交接用的升降銷及其升降機(jī)構(gòu)(均未圖示)。
[0053]另外，如圖1所示，在本實(shí)施方式的成膜裝置中，設(shè)有用于控制整個(gè)裝置的動(dòng)作的由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部100，在該控制部100的存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有在控制部100的控制下使成膜裝置實(shí)施后述的成膜方法的程序。該程序?yàn)榱藞?zhí)行后述的成膜方法而編入有步驟組，并存儲(chǔ)在硬盤、光盤、光磁盤、存儲(chǔ)卡、軟盤等介質(zhì)102中，利用規(guī)定的讀取裝置讀入到存儲(chǔ)部101內(nèi)，并安裝到控制部100內(nèi)。[0054](成膜方法)
[0055]接著，對(duì)使用在圖1至圖5中說明的成膜裝置的、本發(fā)明的實(shí)施方式I的成膜方法進(jìn)行說明。
[0056]圖6A和圖6B是表不本發(fā)明的實(shí)施方式I的成膜方法的一例的序列圖。圖6A是使用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表示實(shí)施方式I的成膜方法的一例的序列的圖。圖6B是使用時(shí)序圖表示實(shí)施方式I的成膜方法的一例的圖。
[0057]在圖6A中，簡(jiǎn)略地表示了旋轉(zhuǎn)臺(tái)2、第I處理區(qū)域Pl和反應(yīng)氣體噴嘴31、第2處理區(qū)域P2和反應(yīng)氣體噴嘴32、分離區(qū)域D和分離氣體噴嘴41、42。在實(shí)施方式I的成膜方法中，說明進(jìn)行氧化鉿(統(tǒng)稱為“HfO”，也可以包含Hf02。下面，對(duì)于其他的氧化膜和氮化膜也根據(jù)需要而簡(jiǎn)略記載為統(tǒng)稱)的成膜的氧化膜形成工藝的例子。HfO被用作具有較高的介電常數(shù)的所謂High-K膜的膜。
[0058]在實(shí)施圖6A、圖6B所示的成膜工藝之前，有必要將晶圓W輸入到腔室I內(nèi)，并載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之上。為此，首先，打開未圖示的閘閥，利用輸送臂10經(jīng)由輸送口 15 (圖3)將晶圓W交接到旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的凹部24內(nèi)。該交接是在凹部24停止在與該輸送口 15相面對(duì)的位置時(shí)通過升降銷自腔室I的底部側(cè)經(jīng)由凹部24的底面的通孔升降而進(jìn)行的。這樣的晶圓W的交接是使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2間歇地旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行的，將晶圓W分別載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的5個(gè)凹部24內(nèi)。
[0059]接著關(guān)閉閘閥，利用真空泵640對(duì)腔室I進(jìn)行排氣到所能達(dá)到的最低真空度。自該狀態(tài)起如下這樣地實(shí)施圖6A、圖6B所示的成膜工藝。
[0060]在圖6A的步驟I中進(jìn)行待機(jī)工序。在待機(jī)工序中，自分離氣體噴嘴41、42以規(guī)定的流量噴出作為分離氣體的氮?dú)?，也自分離氣體供給管51和吹掃氣體供給管72、72 (參照?qǐng)D1)以規(guī)定的流量噴出氮?dú)狻４送?，也自反?yīng)氣體噴嘴31、32以規(guī)定的流量噴出氮?dú)?。即，自所有的噴?1、32、41、42噴出氮?dú)?。由此，腔室I內(nèi)的氣氛成為N2氣氛。于此相伴地，利用壓力調(diào)整器650將腔室I內(nèi)調(diào)整為預(yù)先設(shè)定的處理壓力。接著，一邊使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以規(guī)定的轉(zhuǎn)速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，一邊利用加熱單元7將晶圓W加熱到50°C至650°C范圍的溫度。由此，成為開始成膜工藝的準(zhǔn)備已就緒的待機(jī)狀態(tài)。此外，雖然能夠使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速根據(jù)用途而在例如Irpm~240rpm的范圍內(nèi)可變,但在本實(shí)施方式的成膜方法中,舉出使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以6rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的例子來進(jìn)行說明。
[0061]此外，本實(shí)施方式中，不僅是自分離氣體噴嘴41、42吹掃氮?dú)?，也自反?yīng)氣體噴嘴31、32吹掃氮?dú)?，但是，例如也可以自反?yīng)氣體噴嘴31、32供給Ar氣體、He氣體等稀有氣體。在這方面，對(duì)于分離噴嘴41、42來說也是同樣的，能夠根據(jù)用途來選擇所希望的非活性氣體。[0062]在步驟2中，進(jìn)行氧化氣體.預(yù)流動(dòng)(preflow)工序。在氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序中，自第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31和分離氣體噴嘴41、42持續(xù)地供給氮?dú)?，自?處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體作為氧化氣體。而且，至少在晶圓W旋轉(zhuǎn)I周的期間中持續(xù)該狀態(tài)。此外，晶圓W自步驟I起以規(guī)定的轉(zhuǎn)速連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，在本實(shí)施方式中，以6rpm的速度旋轉(zhuǎn)。氧化氣體?預(yù)流動(dòng)工序是將晶圓W的整個(gè)表面暴露于氧化氣體的工藝，該氧化氣體?預(yù)流動(dòng)工序是在晶圓W上形成作為基底的較薄的氧化膜的處理。由此，對(duì)多個(gè)晶圓W的每一個(gè)供給O3氣體而進(jìn)行氧化處理，能夠使多個(gè)晶圓W成為大致相同的狀態(tài)。此外，之所以使晶圓W至少旋轉(zhuǎn)I周，是因?yàn)?只自反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，無論供給開始時(shí)晶圓W的位置如何，為了向全部多張晶圓W的表面供給O3氣體，需要最少使晶圓W旋轉(zhuǎn)I周，并且使晶圓W在反應(yīng)氣體噴嘴32的下方通過。
[0063]如圖6B所示，在本實(shí)施方式的成膜方法的氧化氣體.預(yù)流動(dòng)中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以6rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)并在10秒期間內(nèi)供給O3氣體。于是,在本實(shí)施方式的成膜方法的氧化氣體?預(yù)流動(dòng)中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)6 (周)/ 60 (sec) X 10 (sec) = I周。
[0064]此外，只要不是存在使氧化為最低限度這樣的限制的工藝，則即使使晶圓W旋轉(zhuǎn)多次來進(jìn)行O3氣體的供給也沒有任何問題，因此，也可以是在供給了 O3氣體的狀態(tài)下使晶圓W旋轉(zhuǎn)I次以上。例如，在氧化氣體.預(yù)流動(dòng)中，可以使晶圓W旋轉(zhuǎn)2~3周，也可以使晶圓W旋轉(zhuǎn)1.5周等帶有尾數(shù)的那樣的旋轉(zhuǎn)周數(shù)。
[0065]在步驟3中，進(jìn)行HfO成膜工序。在HfO膜成膜工序中，自反應(yīng)氣體噴嘴31向晶圓W供給TDMAH氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32向晶圓W供給O3氣體。即，在HfO成膜步驟中同時(shí)供給TDMAH氣體和O3氣體。但是，上述氣體被分離區(qū)域D分離開，幾乎不會(huì)在腔室I內(nèi)彼此混合。
[0066]在同時(shí)供給TDMAH氣體和O3氣體時(shí)，若借助旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)使晶圓W通過第I處理區(qū)域P1，則TDMAH氣體吸附于在步驟2中形成了較薄的氧化膜的晶圓W的表面。接著，若通過第2處理區(qū)域P2，則吸附于晶圓W的表面的TDMAH氣體被O3氣體氧化，從而在晶圓W的表面上形成HfO膜(HfO的分子層)。以后，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)直至形成具有所希望的膜厚的HfO膜。然后，同時(shí)停止TDMAH氣體和O3氣體的供給，從而完成HfO成膜工序。
[0067]此外，如圖6B所示，步驟3的成膜工序是通過自氧化氣體.預(yù)流動(dòng)起持續(xù)進(jìn)行O3氣體的供給、并且在本工序中供給TDMAH氣體而進(jìn)行的。該成膜工序是通過將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速維持在6rpm、并根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行η次在10秒期間旋轉(zhuǎn)I周的成膜循環(huán)而進(jìn)行的。旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)η可以根據(jù)HfO成膜工序中形成的HfO膜的膜厚的厚度來決定，例如，可以設(shè)定為I周~50周的范圍內(nèi)的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)周數(shù)η，也可以設(shè)定為I周~30周的范圍內(nèi)的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)周數(shù)η。
[0068]在步驟4中,進(jìn)行氧化氣體.后流動(dòng)(post flow)工序。在氧化氣體.后流動(dòng)工序中，如圖6A所示，自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31和設(shè)置于分離區(qū)域D的分離氣體噴嘴41、42供給氮?dú)?，自設(shè)置于第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體。在該狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)至少I周，將載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的多個(gè)晶圓W全部暴露于O3氣體。由此，即使是在通過了第2處理區(qū)域P2后的位置結(jié)束了步驟3的HfO成膜工序的晶圓W，在氧化氣體.后流動(dòng)工序中也一定會(huì)通過第2處理區(qū)域P2，從而能在被氧化處理后的狀態(tài)下結(jié)束成膜工藝。
[0069]此外，如圖6B所示，在本實(shí)施方式的成膜方法的氧化氣體?后流動(dòng)工序中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2在維持著轉(zhuǎn)速6rpm的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)10秒,與氧化氣體?預(yù)流動(dòng)工序同樣地使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)I周。如此，也可以使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)在氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序中與氧化氣體.后流動(dòng)工序中相同。
[0070]如圖6A所示，在步驟5中，進(jìn)行待機(jī)工序。在待機(jī)工序中，自反應(yīng)氣體噴嘴31、32和分離氣體噴嘴41、42這些所有噴嘴31、32、41、42供給氮?dú)?，使氮?dú)獬錆M腔室I內(nèi)。然后，若待機(jī)工序持續(xù)了規(guī)定時(shí)間，就停止向腔室I的氮?dú)獾墓┙o，并且停止旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)。之后，按照與向腔室I內(nèi)輸入晶圓W時(shí)的順序相反的順序，將晶圓W自腔室I內(nèi)輸出。從而HfO成膜工藝結(jié)束。
[0071]如圖6B所示，在本實(shí)施方式的成膜方法中，在HfO成膜工序之前設(shè)置有氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序并在HfO成膜工序之后設(shè)置有氧化氣體.后流動(dòng)工序，并設(shè)置有只供給O3氣體作為反應(yīng)氣體 的工序。由此，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上沿圓周方向配置的多個(gè)晶圓W中，不會(huì)存在未暴露于O3氣體就被供給TDMAH氣體的晶圓W，從而能夠使多個(gè)晶圓W間的成膜均勻化。
[0072]圖7是作為比較例表示以往的成膜方法的一例的圖。如圖7所示，在以往的成膜方法中，自步驟I的待機(jī)工序直接進(jìn)入步驟2的HfO成膜工序。在這里，在HfO成膜工序的開始的時(shí)間點(diǎn)，在使處于比第I處理區(qū)域Pl靠下游側(cè)的分離區(qū)域D內(nèi)和第2處理區(qū)域P2內(nèi)的晶圓W暴露于O3氣體而進(jìn)行氧化處理之后進(jìn)入第I處理區(qū)域Pl，但使處于位于第2處理區(qū)域P2的下游側(cè)的分離區(qū)域D內(nèi)和第I處理區(qū)域Pl內(nèi)的晶圓W直接接受TDMAH氣體的供給。由此，在多個(gè)晶圓W彼此之間會(huì)產(chǎn)生在形成了基底的氧化膜的狀態(tài)下開始HfO成膜的晶圓W、以及在未形成基底的氧化I吳的狀態(tài)下開始HfO成I吳的晶圓W這兩種晶圓W,有可能無法進(jìn)行多個(gè)晶圓W間的均勻的成膜。此外，在HfO成膜結(jié)束時(shí)，也由于直接進(jìn)入到步驟3的待機(jī)工序，因此，只供給TDMAH氣體，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生如下的晶圓W:吸附于晶圓W的表面的TDMAH氣體未被氧化而不會(huì)成為HfO膜就直接結(jié)束成膜工序。
[0073]因此，在本實(shí)施方式的成膜方法中，如圖6A和圖6B中所說明的那樣，設(shè)有氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氧化氣體.后流動(dòng)工序，對(duì)于所有的多張晶圓W，在形成基底的氧化膜之后進(jìn)行HfO成膜。由此，能夠防止產(chǎn)生只吸附有TDMAH氣體而未被氧化處理就自容器I輸出的晶圓W，能夠在所有的晶圓W上均勻地形成HfO膜。
[0074]此外,在圖6A和圖6B中，例舉了將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速設(shè)定為6rpm、將氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氧化氣體?后流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)設(shè)定為I周的例子進(jìn)行了說明，但只要將氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氧化氣體.后流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)設(shè)定為I周以上，就能根據(jù)用途對(duì)上述設(shè)定進(jìn)行各種變更。
[0075]此外，在圖6A和圖6B中，例舉了作為High-K膜的HfO膜的成膜工藝來進(jìn)行了說明，但若根據(jù)用途對(duì)自反應(yīng)氣體噴嘴31供給的反應(yīng)氣體進(jìn)行各種變更，則能形成所希望的
氧化膜。
[0076]此外，對(duì)于氧化氣體，也在圖6A和圖6B中例舉了使用了 O3氣體的例子來進(jìn)行了說明，但也能夠使用各種氧化氣體，例如也可以使用水(H2O )、氧、氧自由基等氣體。
[0077]例如，也可以自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31供給作為含有Zr的有機(jī)金屬的氣體的一種的四(乙基甲基氨基)鋯(TEMAZ)氣體，自設(shè)置于第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化鋯(也可以包含ZrO、ZrO2)膜。
[0078]同樣，也可以自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31供給三甲基鋁(TMA)氣體，自設(shè)置于第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化鋁(也可以包含Al(KAl2O3)膜。
[0079]此外，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給雙(四甲基庚二酮酸)鍶(Sr (THD)2)氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化鍶(SrO)膜。
[0080]同樣，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給甲基庚二酮雙四甲基庚二酮酸鈦(Ti (MPD)(THD))氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化鈦(也可以包含Ti0、Ti02)膜。
[0081]此外，可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給作為有機(jī)氨基硅烷系材料的例如雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化硅(也可以包含SiO、SiO2)膜。
[0082]同樣，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化硅(SiO)膜。
[0083]如此，氧化膜所包含的元素可以是鉿、鋯、鋁、鈦、鍶等金屬元素，也可以是硅等半導(dǎo)體元素。
[0084]在這里，在圖6A和圖6B的說明中，舉出了將氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氧化氣體?后流動(dòng)工序設(shè)定為相同的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)、即相同工序時(shí)間的例子來進(jìn)行了說明，但例如也可以設(shè)定為氧化氣體.后流動(dòng)工序的工序時(shí)間比氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序的工序時(shí)間長(zhǎng)。在上述各種成膜工藝中，氧化氣體.后流動(dòng)工序的氧化氣體的供給不僅是為了使多個(gè)晶圓W間的成膜均勻，有時(shí)也起到成膜后的膜質(zhì)改善的作用。即，也有時(shí)在形成規(guī)定的氧化膜后，進(jìn)一步向膜供給氧化氣體，通過進(jìn)行充分的氧化而使成膜后的氧化膜的膜質(zhì)提高。在那樣的情況下，也可以構(gòu)成為如下這樣的成膜工藝:給予氧化氣體.后流動(dòng)工序充分的時(shí)間，從而使氧化氣體?后流動(dòng)工序成為也兼作膜質(zhì)改善工序。例如，在上述的例子中，在形成硅氧化膜的情況下，也可以構(gòu)成為如下這樣的成膜工藝:將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速設(shè)定為120rpm，將氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序設(shè)定為6秒并使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)12周，將氧化氣體.后流動(dòng)工序設(shè)定為30秒并使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)60周。在形成硅氧化膜的情況下，優(yōu)選使氧到達(dá)膜中的硅而使反應(yīng)充分地進(jìn)行，通過在氧化氣體?后流動(dòng)工序中花費(fèi)足夠的時(shí)間，能夠使硅氧化膜的膜質(zhì)提聞。
[0085] 如此，氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氧化氣體.后流動(dòng)工序中的晶圓W的旋轉(zhuǎn)周數(shù)、即在相同的轉(zhuǎn)速的情況下的工序時(shí)間無需相同，能夠根據(jù)用途設(shè)定適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)周數(shù)或者工序時(shí)間。而且，在氧化氣體.后流動(dòng)工序中，也可以不僅為了均勻地供給氧化氣體、還為了進(jìn)行成膜后的氧化膜的膜質(zhì)改善而設(shè)定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)或者工序時(shí)間。
[0086](實(shí)施方式2)
[0087]圖8A和圖8B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的成膜方法的一例的序列圖。圖8A是使用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表示實(shí)施方式2的成膜方法的一例的序列的圖，圖SB是采用時(shí)序圖來表示實(shí)施方式2的成膜方法的一例的圖。此外，在圖8A中，自反應(yīng)氣體噴嘴31、32供給的氣體與圖6A不同，但其他的結(jié)構(gòu)要件與圖6A相同，故此對(duì)相同的結(jié)構(gòu)要件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記而省略其說明。
[0088]在實(shí)施方式2的成膜方法中，說明在晶圓W上形成氮化膜的例子，尤其是，例舉出形成TiN膜的例子來說明。此外，因?yàn)閷?shí)施方式2的成膜方法也能夠使用在實(shí)施方式I的成膜方法中說明的成膜裝置進(jìn)行成膜，所以省略所使用的成膜裝置的說明。
[0089]在實(shí)施圖8A、圖SB所示的成膜工藝之前，為了將晶圓W輸入到腔室I內(nèi)并載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之上，打開未圖示的閘閥，利用輸送臂10經(jīng)由輸送口 15 (圖3)將晶圓W交接到旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的凹部24內(nèi)。反復(fù)進(jìn)行該操作，從而將晶圓W分別載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的5個(gè)凹部24內(nèi)。接著關(guān)閉閘閥，利用真空泵640將腔室I排氣到所能達(dá)到的最低真空度。自該狀態(tài)實(shí)施如下這樣的圖8A、圖SB所示的成膜工藝。此外，該輸入工序因?yàn)榕c實(shí)施方式I相同，故此省略其詳細(xì)的說明。
[0090]在圖8A的步驟I中，進(jìn)行待機(jī)工序。在待機(jī)工序中，自分離氣體噴嘴41、42以規(guī)定的流量噴出作為分離氣體的氮?dú)?，也自分離氣體供給管51和吹掃氣體供給管72、72 (參照?qǐng)D1)以規(guī)定的流量噴出氮?dú)?。其他的詳?xì)內(nèi)容因?yàn)榕c圖6A相同，故此省略其說明。此外，也自反應(yīng)噴嘴31、32以規(guī)定的流量噴出氮?dú)?。此外，雖然能夠根據(jù)用途使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速在例如Irpm~240rpm的范圍內(nèi)可變動(dòng),但在本實(shí)施方式的成膜方法中，舉出使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以240rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的例子來進(jìn)行說明。`
[0091]在步驟2中，進(jìn)行氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序。在氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序中，自第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31和分離氣體噴嘴41、42持續(xù)供給氮?dú)?，但自?處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體作為氮化氣體。而且，在晶圓W旋轉(zhuǎn)至少I周的期間中保持該狀態(tài)。此外，晶圓W自步驟I以規(guī)定的轉(zhuǎn)速連續(xù)旋轉(zhuǎn)，在本實(shí)施方式中，以240rpm旋轉(zhuǎn)。氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序是將晶圓W的整個(gè)表面暴露于氮化氣體的工藝，該工藝是在晶圓W形成較薄的氮化膜作為基底的處理。由此，對(duì)多個(gè)晶圓W分別供給NH3氣體而進(jìn)行氮化處理，能夠使多個(gè)晶圓W成為大致相同的狀態(tài)。此外，之所以使晶圓W至少旋轉(zhuǎn)I周，是因?yàn)橹蛔苑磻?yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體，為了無論供給開始時(shí)晶圓W的位置如何都向全部多張晶圓W的表面供給NH3氣體，需要最少使晶圓W旋轉(zhuǎn)I周而使晶圓W必然通過反應(yīng)氣體噴嘴32的下方。
[0092]如圖8B所示，在本實(shí)施方式的成膜方法的氮化氣體.預(yù)流動(dòng)中，晶圓W的轉(zhuǎn)速為240rpm,在5秒期間內(nèi)供給NH3。因此,在本實(shí)施方式的成膜方法的氮化氣體?預(yù)流動(dòng)中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái) 2 旋轉(zhuǎn) 240 (周)/ 60 (sec) X5 (sec) = 20 周。
[0093]在這里，NH3氣體的供給，只要不是存在使氮化為最低限度這樣的限制的工藝，SP使使晶圓W旋轉(zhuǎn)多周也沒有任何問題，因此，也可以在供給NH3氣體的狀態(tài)下使晶圓W如本實(shí)施方式這樣旋轉(zhuǎn)數(shù)十周。與此相反，在氮化氣體.預(yù)流動(dòng)中，可以使晶圓W只旋轉(zhuǎn)0.25秒而將旋轉(zhuǎn)周數(shù)設(shè)為I周，也可以使晶圓W旋轉(zhuǎn)像10.5周這樣的帶有尾數(shù)的旋轉(zhuǎn)周數(shù)。
[0094]在步驟3中，執(zhí)行TiN成膜工序。在TiN膜成膜工序中，自反應(yīng)氣體噴嘴31向晶圓W供給TiCl4氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32向晶圓W供給NH3氣體。即，在TiN成膜工序中同時(shí)供給TiCl4氣體和NH3氣體。但是，上述氣體被分離區(qū)域D分離開，幾乎不會(huì)在腔室I內(nèi)彼此混合。
[0095]在同時(shí)供給TiCl4氣體和NH3氣體時(shí)，借助旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)使晶圓W通過第I處理區(qū)域Pl時(shí)，TiCl4氣體吸附于在步驟2中形成了較薄的氮化膜的晶圓W的表面。接著，在晶圓W通過第2處理區(qū)域P2時(shí)，吸附于晶圓W的表面的TiCl4氣體被NH3氣體氮化，從而在晶圓W的表面上形成TiN膜(TiN的分子層)。之后，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2只旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)直至形成具有所希望的膜厚的TiN膜。根據(jù)成膜的膜厚，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)例如可以設(shè)定為I周~50周的范圍內(nèi)的規(guī)定周數(shù)，也可以設(shè)定為I周~30周的范圍內(nèi)的規(guī)定周數(shù)。然后，同時(shí)停止TiCl4氣體和NH3氣體的供給，從而完成TiN成膜工序。
[0096]此外,如圖8B所示,步驟3的TiN成膜工序是通過自氮化氣體.預(yù)流動(dòng)起持續(xù)進(jìn)行NH3氣體的供給、并且在本工序中供給TiCl4氣體來實(shí)施的。TiN成膜工序是通過將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速維持在240rpm、并根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行η次在0.25秒期間內(nèi)旋轉(zhuǎn)I周的成膜循環(huán)而進(jìn)行的。
[0097]在步驟4中，執(zhí)彳丁氣化氣體.后流動(dòng)工序。在氣化氣體.后流動(dòng)工序中，如圖8Α所示，自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31和設(shè)置于分離區(qū)域D的分離氣體噴嘴41、42供給氮?dú)?，自設(shè)置于第2處理區(qū)域Ρ2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體。在該狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2至少旋轉(zhuǎn)I周，將載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的多個(gè)晶圓W全部暴露于NH3氣體。由此，SP使是在通過了第2處理區(qū)域Ρ2后的位置結(jié)束了步驟3的TiN成膜工序的晶圓W，在氮化氣體.后流動(dòng)工序中也一定 會(huì)通過第2處理區(qū)域Ρ2，從而能在被氮化處理后的狀態(tài)下結(jié)束成膜工藝。
[0098]此外,如圖8Β所示,在本實(shí)施方式的成膜方法的氮化氣體?后流動(dòng)工序中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2在維持轉(zhuǎn)速240rpm的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5秒,與氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序同樣，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)20周。如此，也可以使氮化氣體?預(yù)流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)與氮化氣體?后流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)相同。
[0099]如圖8A所示，在步驟5中，進(jìn)行待機(jī)工序。在待機(jī)工序中，自反應(yīng)氣體噴嘴31、32和分離氣體噴嘴41、42這些所有噴嘴31、32、41、42供給氮?dú)?，使氮?dú)獬錆M腔室I內(nèi)。然后，若待機(jī)工序持續(xù)了處理時(shí)間，則停止向腔室I的氮?dú)獾墓┙o，并且停止旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)。之后，按照與向腔室I內(nèi)輸入晶圓W時(shí)的順序相反的順序，將晶圓W自腔室I內(nèi)輸出。從而TiN成膜工藝結(jié)束。
[0100]如圖SB所示，在本實(shí)施方式的成膜方法中，在TiN成膜工序之前設(shè)置有氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序并在TiN成膜工序之后設(shè)置有氮化氣體.后流動(dòng)工序，并設(shè)置有只供給NH3氣體的工序。由此，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上沿圓周方向配置的多個(gè)晶圓W中，不會(huì)存在未暴露于NH3氣體就被供給TiCl4氣體的晶圓W，從而能夠使多個(gè)晶圓W間的成膜均勻化。
[0101]即，在本實(shí)施方式的成膜方法中，如在圖8A和圖SB中所說明的那樣，設(shè)有氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氮化氣體.后流動(dòng)工序，對(duì)于全部多張晶圓W，能夠在形成基底的氮化膜之后進(jìn)行TiN成膜，并且能夠防止產(chǎn)生只吸附有TiCl4氣體而未被氮化處理就被輸出的晶圓W，能夠在所有的晶圓W上均勻地形成TiN膜。
[0102]此外，在圖8A和圖8B中，例舉將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速設(shè)定為240rpm、將氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氮化氣體.后流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)設(shè)定為20周的例子進(jìn)行了說明，但只要將氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氮化氣體.后流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)設(shè)定為I周以上，就能根據(jù)用途對(duì)上述設(shè)定進(jìn)行各種變更。例如，可以將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速設(shè)定為 120rpm。
[0103]此外，圖8A和圖SB所示的成膜工藝也能夠用于其他的氮化膜的成膜，例如，也可以將自第I處理區(qū)域Pl供給的氣體設(shè)定為TDMAH氣體、并將自第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給的氣體設(shè)定為NH3氣體而形成HfN膜。
[0104]同樣，也可以自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31供給作為含有Zr的有機(jī)金屬的氣體的一種的四(乙基甲基氨基)鋯(TEMAZ)氣體、并自設(shè)置于第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體而形成氮化鋯(ZrN)膜。
[0105]同樣，也可以自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31供給三甲基鋁(TMA)氣體、并自設(shè)置于第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體而形成氮化鋁(AlN)膜。
[0106]此外，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給雙(四甲基庚二酮酸)鍶(Sr (THD)2)氣體、并自反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體而形成二氮化三鍶(N2Sr3)膜。
[0107]此外，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)氣體、并自反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體而形成氮化硅(SiN)膜。
[0108]同樣，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給有機(jī)氨基硅烷系材料、例如雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)氣體、無機(jī)材料、例如二氯二氫硅(SiH2Cl2)等、并自反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體而形成氮化硅(也可以包含Si3N4)膜。
[0109]如此，在實(shí)施方式2的成膜方法中，能夠形成含有各種元素的氮化膜。例如，氮化膜所包含的元素可以是鉿、鋯、鋁、鈦、鍶等金屬元素，也可以是硅等半導(dǎo)體元素。
[0110]如此，采用實(shí)施方式2的成膜方法，能夠在多個(gè)晶圓W上均勻地形成氮化膜。
[0111]以上，所進(jìn)行的成膜方法的說明以進(jìn)行詳盡說明而促進(jìn)對(duì)實(shí)施例的理解、并且有助于使技術(shù)進(jìn)一步提高的方式進(jìn)行了記載。因此，實(shí)施方式所示的要件并不對(duì)成膜方法產(chǎn)生限定。此外，實(shí)施方式中的例示并不是要表示其優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)。雖然記載了成膜方法，但在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種各樣的變更、置換以及改變。
[0112]附圖標(biāo)記說明
[0113]1、腔室；2、 旋轉(zhuǎn)臺(tái)；4、凸?fàn)畈浚?1、頂板；12、容器主體；15、輸送口 ；24、凹部(晶圓載置部)；31、32、反應(yīng)氣體噴嘴；41、42、分離氣體噴嘴；D、分離區(qū)域；P1、第I處理區(qū)域；P2、第2處理區(qū)域；H、分離空間；W、晶圓。
【權(quán)利要求】
1.一種成膜方法，在該成膜方法中使用成膜裝置在多個(gè)基板上形成含有規(guī)定元素的氧化膜，該成膜裝置包括: 旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地收容于腔室內(nèi)，具有能夠?qū)⒍鄠€(gè)基板載置于上表面的載置部； 第I處理區(qū)域，其被劃分在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面的上方，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第I氣體供給部； 第2處理區(qū)域，其配置為沿著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向與上述第I處理區(qū)域分開，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第2氣體供給部；以及 分離區(qū)域，其設(shè)置于上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域之間，具有分離氣體供給部和頂面，該分離氣體供給部用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給分離氣體，該頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面之間形成有用于將來自該分離氣體供給部的上述分離氣體向上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域引導(dǎo)的狹窄的空間，其中，該成膜方法包括以下工序: 第I工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給氧化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周； 第2工序:在自上述第I氣體供給部供給含有上述規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氧化氣體、自上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)，從而在上述基板上形成含有上述規(guī)定的元素的氧化膜；以及 第3工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氧化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 上述規(guī)定周數(shù)是形成所希望的膜厚的、含有上述規(guī)定的元素的氧化膜所需的旋轉(zhuǎn)周數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 上述氧化氣體是臭氧氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 上述規(guī)定的元素是金屬元素或者半導(dǎo)體元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成膜方法，其中， 上述金屬元素是鉿、鋯、鋁、鈦、鍶中的任意一種， 上述半導(dǎo)體元素是硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 上述分離氣體是非活性氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 進(jìn)行上述第3工序的時(shí)間比進(jìn)行上述第I工序的時(shí)間長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 該成膜方法還具有如下的工序: 在上述第I工序之前以及上述第3工序之后，在自上述第I氣體供給部供給非活性氣體、并且自上述第2氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成膜方法，其中， 上述非活性氣體與上述分離氣體是相同的氣體。
10.一種成膜方法，在該成膜方法中采用成膜裝置在多個(gè)基板上形成含有規(guī)定元素的氮化膜，該成膜裝置包括: 旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地收容于腔室內(nèi)，具有能夠?qū)⒍鄠€(gè)基板載置于上表面的載置部； 第I處理區(qū)域，其被劃分在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面的上方，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第I氣體供給部； 第2處理區(qū)域，其配置為沿著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向與上述第I處理區(qū)域分開，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第2氣體供給部；以及 分離區(qū)域，其設(shè)置于上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域之間，具有分離氣體供給部和頂面，該分離氣體供給部用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給分離氣體，該頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面之間形成有用于將來自該分離氣體供給部的上述分離氣體向上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域引導(dǎo)的狹窄的空間，其中，該成膜方法包括如下工序: 第I工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給氮化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周； 第2工序:在自上述第I氣體供給部供給含有上述規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氮化氣體、自上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)，從而在上述基板上形成含有上述規(guī)定的元素的氮化膜；以及 第3工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氮化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜方法，其中， 上述規(guī)定周數(shù)是形成所希望的膜厚的、`含有上述規(guī)定的元素的氮化膜所需的旋轉(zhuǎn)周數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜方法，其中， 上述氮化氣體是氨氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜方法，其中， 上述規(guī)定的元素是金屬元素或者半導(dǎo)體元素。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的成膜方法，其中， 上述金屬元素是鉿、鋯、鋁、鈦、鍶中的任意一種， 上述半導(dǎo)體元素是硅。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜方法，其中， 上述分離氣體是氮?dú)狻?br> 16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜方法，其中， 該成膜方法還具有以下的工序: 在上述第I工序之前以及上述第3工序之后，自上述第I氣體供給部供給非活性氣體、并且自上述第2氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的成膜方法，其中， 上述非活性氣體與上述分離氣體是相同的氣體。
【文檔編號(hào)】H01L21/31GK103882411SQ201310713574
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】小川淳 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
【專利摘要】本發(fā)明提供成膜方法。該成膜方法所使用的成膜裝置包括：旋轉(zhuǎn)臺(tái)；第1處理區(qū)域；第2處理區(qū)域；以及分離區(qū)域。該成膜方法包括以下工序：第1工序：在自第1氣體供給部和分離氣體供給部供給分離氣體、自第2氣體供給部供給氧化氣體的狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周；第2工序：在自第1氣體供給部供給含有規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體、自第2氣體供給部供給氧化氣體、自分離氣體供給部供給分離氣體的狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)，從而在基板上形成含有規(guī)定的元素的氧化膜；第3工序：在自第1氣體供給部和分離氣體供給部供給分離氣體、自第2氣體供給部供給氧化氣體的狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周。
【專利說明】成膜方法
[0001]本發(fā)明將2012年12月21日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2012-279920號(hào)作為主張優(yōu)先權(quán)的基礎(chǔ)申請(qǐng)，在此，基于該基礎(chǔ)申請(qǐng)主張優(yōu)先權(quán),并將其全部?jī)?nèi)容通過參照引入到本發(fā)明中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種成膜方法，尤其是涉及形成氧化膜或者氮化膜的成膜方法。
【背景技術(shù)】[0003]半導(dǎo)體集成電路(1C、Integrated Circuit)的制造工藝中，有在半導(dǎo)體晶圓上形成薄膜的工序。在該工序中，從IC的進(jìn)一步微細(xì)化的角度考慮，要求提高晶圓面內(nèi)的均勻性。作為能應(yīng)對(duì)這樣的要求的成膜方法，希望采用被稱為原子層成膜(ALD、Atomic LayerDeposition)法或者分子層成膜(MLD、Molecular Layer Deposition)法的成膜方法。在ALD法中，通過反復(fù)進(jìn)行使彼此會(huì)發(fā)生反應(yīng)的兩種反應(yīng)氣體中的I種反應(yīng)氣體(反應(yīng)氣體A)吸附于晶圓表面、再使該吸附的反應(yīng)氣體與另一種反應(yīng)氣體(反應(yīng)氣體B)發(fā)生反應(yīng)的循環(huán)，將由反應(yīng)生成物構(gòu)成的薄膜形成在晶圓表面。ALD法因?yàn)槔梅磻?yīng)氣體向晶圓表面的吸附而具有在膜厚均勻性和膜厚控制性方面優(yōu)異這種優(yōu)點(diǎn)。
[0004]作為用于實(shí)施ALD法的成膜裝置，具有日本特許4661990號(hào)所記載的所謂的旋轉(zhuǎn)臺(tái)式的成膜裝置。該成膜裝置具有:旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地配置于真空容器內(nèi)，用于載置多個(gè)晶圓；分離區(qū)域，其用于將在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上方劃分出來的反應(yīng)氣體A的供給區(qū)域和反應(yīng)氣體B的供給區(qū)域分離開；排氣口，其被設(shè)置為與反應(yīng)氣體A的供給區(qū)域和反應(yīng)氣體B的供給區(qū)域相對(duì)應(yīng)；以及排氣裝置，其連接于上述排氣口。在這樣的成膜裝置中，借助旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，晶圓會(huì)經(jīng)過反應(yīng)氣體A的供給區(qū)域、分離區(qū)域、反應(yīng)氣體B的供給區(qū)域以及分離區(qū)域。由此，在反應(yīng)氣體A的供給區(qū)域內(nèi)，反應(yīng)氣體A吸附于晶圓表面，在反應(yīng)氣體B的供給區(qū)域內(nèi)，反應(yīng)氣體A與反應(yīng)氣體B在晶圓表面發(fā)生反應(yīng)。因此，在成膜過程中無需在反應(yīng)氣體A和反應(yīng)氣體B之間進(jìn)行切換，從而能進(jìn)行持續(xù)供給。因而，具有不需要排氣/吹掃工序而能縮短成膜時(shí)間這種優(yōu)點(diǎn)。
[0005]在使用上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)式的成膜裝置形成含有規(guī)定的元素的氧化膜的情況下，如果將反應(yīng)氣體A作為包含上述規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體(例如，含有硅的硅系氣體等)、并將反應(yīng)氣體B作為臭氧等氧化氣體，則能夠形成含有規(guī)定的元素的氧化膜。在該情況下，含有規(guī)定的元素的氣體(反應(yīng)氣體A)首先吸附于晶圓的表面，在該狀態(tài)下供給氧化氣體(反應(yīng)氣體B)，反應(yīng)氣體A和反應(yīng)氣體B在晶圓的表面上發(fā)生反應(yīng)，形成含有規(guī)定的元素的氧化膜的分子層。如此，含有規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體首先吸附在晶圓的表面上，接著在晶圓表面上與氧化氣體發(fā)生反應(yīng)，由此在晶圓表面上形成含有規(guī)定的元素的氧化膜。
[0006]在使用上述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)式的成膜裝置并利用上述那樣的成膜方法在多個(gè)晶圓表面上形成含有規(guī)定的元素的氧化膜的情況下，因?yàn)榫A沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向配置有多張，當(dāng)同時(shí)供給反應(yīng)氣體A (含有元素的氣體)和反應(yīng)氣體B (氧化氣體)而開始成膜工藝時(shí)，對(duì)于沿圓周方向配置的多個(gè)晶圓并不限于全部被自反應(yīng)氣體A開始供給氣體，會(huì)產(chǎn)生被自反應(yīng)氣體A開始供給氣體的晶圓和被自反應(yīng)氣體B開始供給氣體的晶圓。這樣一來，存在如下的問題:會(huì)產(chǎn)生在被氧化后才開始成膜工藝的晶圓和未被氧化而直接開始成膜工藝的晶圓，無法在多個(gè)晶圓間進(jìn)行均勻的成膜，從而會(huì)產(chǎn)生晶圓間的成膜不均衡。
[0007]此外，若在成膜工藝結(jié)束時(shí)反應(yīng)氣體A和反應(yīng)氣體B的供給也同時(shí)停止，則存在如下的問題:會(huì)產(chǎn)生只被供給了反應(yīng)氣體A而在表面吸附有反應(yīng)氣體A的狀態(tài)下結(jié)束成膜工藝的晶圓以及也被供給了反應(yīng)氣體B而在表面形成有氧化膜的狀態(tài)下結(jié)束成膜工藝的晶圓，從而仍然會(huì)產(chǎn)生晶圓間的成膜的不均衡。
[0008]而且，在氮化膜的成膜工藝中，也同樣地存在會(huì)發(fā)生該問題的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于提供一種新穎并且有用的成膜方法。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，提供一種成膜方法，在該成膜方法中使用成膜裝置在多個(gè)基板上形成含有規(guī)定元素的氧化膜，該成膜裝置包括:旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地收容于腔室內(nèi)，具有能夠?qū)⒍鄠€(gè)基板載置于上表面的載置部；第I處理區(qū)域，其被劃分在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面的上方，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第I氣體供給部；第2處理區(qū)域，其配置為沿著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向與上述第I處理區(qū)域分開，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第2氣體供給部；以及分離區(qū)域，其設(shè)置于上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域之間，具有分離氣體供給部和頂面，該分離氣體供給部用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給分離氣體，該頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面之間形成有用于將來自該分離氣體供給部的上述分離氣體向上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域引導(dǎo)的狹窄的空間，其中，該成膜方法包括以下工序--第I工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供 給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給氧化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周；第2工序:在自上述第I氣體供給部供給含有上述規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氧化氣體、自上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)，從而在上述基板上形成含有上述規(guī)定的元素的氧化膜；以及第3工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氧化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案，提供一種成膜方法，在該成膜方法中使用成膜裝置在多個(gè)基板上形成含有規(guī)定元素的氮化膜，該成膜裝置包括:旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地收容于腔室內(nèi)，具有能夠?qū)⒍鄠€(gè)基板載置于上表面的載置部?’第I處理區(qū)域，其被劃分在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面的上方，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第I氣體供給部；第2處理區(qū)域，其配置為沿著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向與上述第I處理區(qū)域分開，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第2氣體供給部；以及分離區(qū)域，其設(shè)置于上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域之間，具有分離氣體供給部和頂面，該分離氣體供給部用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給分離氣體，該頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面之間形成有用于將來自該分離氣體供給部的上述分離氣體向上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域引導(dǎo)的狹窄的空間，其中，該成膜方法包括如下工序--第I工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給氮化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周；第2工序:在自上述第I氣體供給部供給含有上述規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氮化氣體、自上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)，從而在上述基板上形成含有上述規(guī)定的元素的氮化膜；以及第3工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氮化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周。
[0012]此外，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)的一部分記載于說明書中，另一部分是根據(jù)說明書顯而易見的。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)能夠利用附加的權(quán)利要求所特別指出的要素及這些要素的組合來實(shí)現(xiàn)并達(dá)成。上述的一般性記載和下述的詳細(xì)說明是作為例子來進(jìn)行說明的，并非用于限定要求保護(hù)的本發(fā)明。
[0013]采用本發(fā)明，能夠使多個(gè)晶圓之間的成膜的均勻性提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是表示適用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的成膜裝置的剖視圖。
[0015]圖2是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的構(gòu)造的立體圖。
[0016]圖3是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的構(gòu)造的概略俯視圖。
[0017]圖4是包含反應(yīng)氣體噴嘴和分離氣體噴嘴的圖1的成膜裝置的局部剖視圖。 [0018]圖5是表示包含頂面的圖1的成膜裝置的另一局部剖視圖。
[0019]圖6A和圖6B是表不本發(fā)明的實(shí)施方式I的成膜方法一例的序列圖。圖6A是使用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表示實(shí)施方式I的成膜方法的一例的序列的圖。圖6B是使用時(shí)序圖表示實(shí)施方式I的成膜方法的一例的圖。
[0020]圖7是作為比較例表示成膜方法的一例的圖。
[0021]圖8A和圖8B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的成膜方法的一例的序列圖。圖8A是使用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表示實(shí)施方式2的成膜方法的一例的序列的圖。圖SB是使用時(shí)序圖表示實(shí)施方式2的成膜方法的一例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面，參照【專利附圖】
【附圖說明】用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0023]此外，在下面的實(shí)施例中，下述的附圖標(biāo)記典型地表示上述要素。
[0024]此外,在所有的附圖中，對(duì)于相同或者對(duì)應(yīng)的構(gòu)件或者零件,標(biāo)注相同或者對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。此外，在附圖中，不以表示構(gòu)件或者零件間的相對(duì)比例為目的，因此，對(duì)于具體的尺寸，應(yīng)由本領(lǐng)域技術(shù)人員參照下面的非限定性的實(shí)施方式來決定。
[0025](實(shí)施方式I)
[0026](成膜裝置)
[0027]首先，使用圖1至圖3說明適用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式I的成膜方法的成膜裝置。
[0028]圖1是表示適用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜方法的成膜裝置的剖視圖。圖2是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的構(gòu)造的立體圖。此外，圖3是表示圖1的成膜裝置的真空容器內(nèi)的構(gòu)造的概略俯視圖。[0029]參照?qǐng)D1至圖3，實(shí)施方式I的成膜裝置包括:扁平的腔室1，其具有大致圓形的俯視形狀；以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)2，其設(shè)置在該腔室I內(nèi)，在腔室I的中心具有旋轉(zhuǎn)中心。腔室I具有:容器主體12，其具有有底的圓筒形狀；頂板11，其夾著例如O型密封圈等密封構(gòu)件13 (圖1)氣密地且可裝卸地配置于容器主體12的上表面。
[0030]旋轉(zhuǎn)臺(tái)2在中心部固定于圓筒形狀的芯部21，該芯部21固定于沿鉛垂方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸22的上端。旋轉(zhuǎn)軸22貫穿腔室I的底部14，其下端安裝于用于使旋轉(zhuǎn)軸22 (圖1)繞鉛垂軸線旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部23。旋轉(zhuǎn)軸22以及驅(qū)動(dòng)部23收納在上表面開口的筒狀的殼體20內(nèi)。該殼體20的設(shè)置在其上表面上的凸緣部分氣密地安裝于腔室I的底部14的下表面，將殼體20的內(nèi)部氣氛與外部氣氛分隔離開。
[0031]此外，在腔室I內(nèi)的外緣部設(shè)置有排氣口 610，并與排氣部630連通。排氣部630經(jīng)由壓力調(diào)整器650與真空泵640連接，構(gòu)成為腔室I內(nèi)能自排氣口 610排氣。
[0032]在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面上如圖2及圖3所示那樣沿著旋轉(zhuǎn)方向(周向)設(shè)有多個(gè)(圖示的例子為5個(gè))圓形的凹部24,該凹部24用于載置半導(dǎo)體晶圓(下面稱為“晶圓”)W。此外，在圖3中為了方便僅在I個(gè)凹部24中表示晶圓W。該凹部24具有比晶圓W的直徑(例如300mm)稍微大(例如大2mm)的內(nèi)徑以及與晶圓W的厚度大致相等的深度。因此，在將晶圓W載置于凹部24時(shí)，晶圓W的表面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面(不載置晶圓W的區(qū)域)大致等高。
[0033]圖2及圖3是用于說明腔室I內(nèi)的構(gòu)造的圖，為了便于說明，省略頂板11的圖示。如圖2及圖3所示，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上方，配置有分別由例如石英構(gòu)成的反應(yīng)氣體噴嘴31、反應(yīng)氣體噴嘴32以及分尚氣體噴嘴41、42。在圖不的例子中，在腔室I的周向上隔開間隔地自輸送口 15 (后述)起沿順時(shí)針方向(旋轉(zhuǎn)`臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向)依次配置有分離氣體噴嘴41、反應(yīng)氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42以及反應(yīng)氣體噴嘴32。通過將上述噴嘴31、32、41、42的作為各自的基端部的氣體導(dǎo)入部31a、32a、41a、42a (圖3)固定于容器主體12的外周壁上，將上述噴嘴31、32、41、42自腔室I的外周壁導(dǎo)入腔室I內(nèi)，并安裝為沿著容器主體12的半徑方向與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2平行地延伸。
[0034]用于存儲(chǔ)第I反應(yīng)氣體的第I反應(yīng)氣體供給源經(jīng)由開閉閥、流量調(diào)整器(均未圖示)與反應(yīng)氣體噴嘴31連接，用于存儲(chǔ)與第I反應(yīng)氣體反應(yīng)的第2反應(yīng)氣體的第2反應(yīng)氣體供給源經(jīng)由開閉閥、流量調(diào)整器(均未圖示)與反應(yīng)氣體噴嘴32連接。
[0035]在這里，第I反應(yīng)氣體優(yōu)選含有金屬元素或者半導(dǎo)體元素的氣體，選擇在變成氧化物或者氮化物時(shí)能用作氧化膜或者氮化膜的第I反應(yīng)氣體。對(duì)于第2反應(yīng)氣體，選擇與金屬元素或者半導(dǎo)體元素反應(yīng)而能生成金屬氧化物或者半導(dǎo)體氧化物的氧化氣體、或者與金屬元素或者半導(dǎo)體元素反應(yīng)而能生成金屬氮化物或者半導(dǎo)體氮化物的氮化氣體。具體而言，第I反應(yīng)氣體優(yōu)選含有金屬元素(或者半導(dǎo)體元素)的有機(jī)金屬(或者半導(dǎo)體)氣體。此外，作為第I反應(yīng)氣體，優(yōu)選相對(duì)于晶圓W的表面具有吸附性的氣體。作為第2反應(yīng)氣體，優(yōu)選能與吸附于晶圓W的表面的第I反應(yīng)氣體進(jìn)行氧化反應(yīng)或者氮化反應(yīng)而使反應(yīng)化合物沉積在晶圓W的表面的氧化氣體或氮化氣體。
[0036]具體而言，例如，作為第I反應(yīng)氣體，可以是作為含有鉿元素的反應(yīng)氣體的、用于形成作為氧化膜的HfO (統(tǒng)稱為“HfO”，也可以包含HfO2)的四(二甲基氨基)鉿(以下，稱為“TDMAH”)，可以是作為含鈦元素的反應(yīng)氣體的、用于形成作為氮化膜的TiN的TiCl4等。此外，作為第2反應(yīng)氣體,可以使用例如臭氧氣體(O3)作為氧化氣體,也可以使用例如氨氣(NH3)作為氮化氣體。
[0037]此外，Ar、He等稀有氣體、氮?dú)?N2)等非活性氣體的供給源經(jīng)由開閉閥和流量調(diào)整器(均未圖示)與分離氣體噴嘴41、42連接。在本實(shí)施方式中，使用氮?dú)庾鳛榉腔钚詺怏w。
[0038]圖4是包含反應(yīng)噴嘴31、32和分離氣體的圖1的成膜裝置的局部剖視圖。如圖4所示，在反應(yīng)氣體噴嘴31、32上沿著反應(yīng)氣體噴嘴31、32的長(zhǎng)度方向隔開例如IOmm間隔地排列有朝向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2地朝下方開口的多個(gè)氣體噴出孔33。如圖3所示，反應(yīng)氣體噴嘴31的下方區(qū)域成為用于使第I反應(yīng)氣體吸附于晶圓W的第I處理區(qū)域P1。反應(yīng)氣體噴嘴32的下方區(qū)域成為用于使在第I處理區(qū)域Pl中吸附于晶圓W的第I反應(yīng)氣體氧化或者氮化的第2處理區(qū)域P2。此外，分離氣體噴嘴41、42的下方區(qū)域成為用于將第I處理區(qū)域Pl和第2處理區(qū)域P2分隔開而防止第I反應(yīng)氣體和第2反應(yīng)氣體混合的分離區(qū)域D。
[0039]參照?qǐng)D2及圖3，在腔室I內(nèi)設(shè)有兩個(gè)凸?fàn)畈?。凸?fàn)畈?具有頂部被切割為圓弧狀的大致扇形的俯視形狀，在本實(shí)施方式中，凸?fàn)畈?的內(nèi)圓弧與突出部5 (后述)連結(jié)，凸?fàn)畈?的外圓弧以沿著腔室I的容器主體12的內(nèi)周面的方式配置。
[0040]圖4是表示腔室I的從反應(yīng)氣體噴嘴31到反應(yīng)氣體噴嘴32為止的、沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的同心圓的剖面。如圖示那樣，凸?fàn)畈?安裝于頂板11背面。因此，在腔室I內(nèi)存在作為凸?fàn)畈?的下表面的平坦的較低的頂面44 (第I頂面)和位于該頂面44的周向兩側(cè)的、t匕頂面44高的頂面45 (第2頂面)。
[0041]此外，如圖4所示，在凸?fàn)畈?的周向中央部分形成有槽部43，槽部43沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的半徑方向延伸。在該槽部43中收納有分離氣體噴嘴42。另一個(gè)凸?fàn)畈?也同樣形成有槽部43，且在該槽部中收納有分離氣體噴嘴41。此外，在圖4中表示有形成于分離氣體噴嘴42的氣體噴出孔42h。氣體 噴出孔42h沿分離氣體噴嘴42的長(zhǎng)度方向隔開規(guī)定的間隔(例如IOmm)地形成多個(gè)。此外，氣體噴出孔的開口直徑為例如0.3mm到1.0mm。雖然省略圖示,但分離氣體噴嘴41也同樣形成有氣體噴出孔。
[0042]在較高的頂面45的下方的空間中分別設(shè)置有反應(yīng)氣體噴嘴31、32。上述反應(yīng)氣體噴嘴31、32與頂面45分開地設(shè)置在晶圓W附近。此外，為了便于說明，在圖4中，設(shè)置有反應(yīng)氣體噴嘴31的、較高的頂面45的下方的空間用空間481表示，設(shè)置有反應(yīng)氣體噴嘴32的、較高的頂面45的下方的空間用空間482表示。
[0043]較低的頂面44與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間形成有作為狹小的空間的分離空間H。自分離氣體噴嘴42供給氮?dú)鈺r(shí)，該氮?dú)馔ㄟ^分離空間H向空間481和空間482流動(dòng)。此時(shí)，因?yàn)榉蛛x空間H的容積比空間481的容積和空間482的容積小，因此能夠利用氮?dú)馐狗蛛x空間H的壓力比空間481的壓力和空間482的壓力要高。即，分離空間H在空間481和空間482之間提供壓力障壁的作用。而且，自分離空間H向空間481和空間482流出的氮?dú)庀鄬?duì)于來自第I處理區(qū)域Pl的第I反應(yīng)氣體以及來自第2處理區(qū)域P2的第2反應(yīng)氣體(氧化氣體或者氮化氣體)作為對(duì)流而起作用。因此，來自第I處理區(qū)域Pl的第I反應(yīng)氣體以及來自第2處理區(qū)域P2的第2反應(yīng)氣體能夠被分離空間H分離開。因此，能夠抑制第I反應(yīng)氣體與氧化氣體或者氮化氣體在腔室I內(nèi)混合而發(fā)生反應(yīng)。
[0044]另外，考慮到成膜時(shí)的腔室I內(nèi)的壓力、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速、供給的分離氣體(氮?dú)?的供給量等，優(yōu)選將頂面44距旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上表面的高度hi設(shè)定為適于使分離空間H的壓力比空間481的壓力和空間482的壓力大的高度。[0045]再次參照?qǐng)D1至圖3，在頂板11的下表面以包圍用于固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的芯部21的外周的方式設(shè)置有突出部5。在本實(shí)施方式中，該突出部5與凸?fàn)畈?的靠旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的部位連續(xù)，并且該突出部5的下表面形成為與頂面44等高。
[0046]之前參照的圖1是圖3的I 一 I ’剖視圖，表示設(shè)有頂面45的區(qū)域，而圖5是表示設(shè)有頂面44的區(qū)域的局部剖視圖。如圖5所示，在大致扇形的凸?fàn)畈?的周緣部(靠腔室I的外緣側(cè)的部位)，形成有以與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外端面相對(duì)的方式呈L字形彎曲的彎曲部46。該彎曲部46在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與容器主體12的內(nèi)周面之間的空間中通過，抑制氣體在空間481和空間482之間流通。扇形的凸?fàn)畈?設(shè)置于頂板11，頂板11能夠自容器主體12取下，因此彎曲部46的外周面與容器主體12之間稍有間隙。彎曲部46的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外端面之間的間隙、以及彎曲部46的外周面與容器主體12之間的間隙例如設(shè)定為與頂面44的距旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上表面的高度相同的尺寸。
[0047]再次參照?qǐng)D3，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與容器主體的內(nèi)周面之間形成有與空間481連通的第I排氣口 610、與空間482連通的第2排氣口 620。第I排氣口 610和第2排氣口 620如圖1所示，分別借助各排氣管630與作為真空排氣部件的例如真空泵640連接。
[0048]在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與腔室I的底部14之間的空間中，如圖1和圖5所示，設(shè)有作為加熱部件的加熱單元7，加熱單元7隔著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W加熱至由工藝制程程序決定的溫度(例如450°C)。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的周緣附近的下方側(cè)，為了抑制氣體向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下方的空間的進(jìn)入而設(shè)有環(huán)狀的套構(gòu)件71。如圖5所示，該套構(gòu)件71包括:內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a，其以自下方側(cè)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部及比旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部靠外周側(cè)的部位面對(duì)的方式設(shè)置；以及外側(cè)構(gòu)件71b，其設(shè)在該內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a與腔室I的內(nèi)壁面之間。外側(cè)構(gòu)件71b設(shè)置為在形成在凸?fàn)畈?的外緣部的彎曲部46的下方與彎曲部46接近，內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部下方(以及比旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部稍靠外側(cè)的部分的下方)圍繞加熱單元7的整周。 [0049]如圖1所示，底部14中的比配置有加熱單元7的空間靠旋轉(zhuǎn)中心的部位以接近芯部21中的位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下表面的中心部附近的部分的方式向上方側(cè)突出而構(gòu)成了突出部12a。該突出部12a與芯部21之間構(gòu)成狹窄空間。另外，供旋轉(zhuǎn)軸22貫穿底部14的通孔的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸22之間的間隙狹窄，上述狹窄空間與殼體20連通。而且，在殼體20上設(shè)有用于向狹窄空間供給作為吹掃氣體的氮?dú)鈦磉M(jìn)行吹掃的吹掃氣體供給管72。而且，在腔室I的底部14上，在加熱單元7的下方沿周向以規(guī)定的角度間隔設(shè)有用于吹掃加熱單元7的配置空間的多個(gè)吹掃氣體供給管73 (圖5中表示了一個(gè)吹掃氣體供給管)。并且，在加熱單元7和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間設(shè)置有沿整個(gè)周向覆蓋自外側(cè)構(gòu)件71b的內(nèi)周壁(內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a的上表面)到突出部12a的上端部之間的空間的蓋構(gòu)件7a，以便抑制氣體向設(shè)有加熱器單元7的區(qū)域進(jìn)入。蓋構(gòu)件7a能夠用例如石英制成。
[0050]自吹掃氣體供給管72供給氮?dú)鈺r(shí)，該氮?dú)庠诠┬D(zhuǎn)軸22貫穿的通孔的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸22之間的間隙、突出部12a與芯部21之間的間隙中通過，并在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與蓋構(gòu)件7a之間的空間中流動(dòng)，自第I排氣口 610或第2排氣口 620 (圖3)排出。另外，自旋轉(zhuǎn)吹掃氣體供給管73供給氮?dú)鈺r(shí)，該氮?dú)庾允占{加熱單元7的空間通過蓋構(gòu)件7a與內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a之間的間隙(未圖示)流出，并自第I排氣口 610或第2排氣口 620 (圖3)排出。利用上述氮?dú)獾牧鲃?dòng)，能夠抑制空間481和空間482內(nèi)的氣體通過腔室I的中央下方的空間、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下方的空間而混合。[0051]另外，在腔室I的頂板11的中心部連接有分離氣體供給管51，從而構(gòu)成為向頂板11與芯部21之間的空間52供給作為分離氣體的氮?dú)?。向該空間52供給的分離氣體經(jīng)由突出部5與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的狹小空間50沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置區(qū)域側(cè)的表面向周緣噴出?？臻g50在分離氣體的作用下能夠維持比空間481和空間482中的壓力高的壓力。因此，利用空間50能夠抑制向第I處理區(qū)域Pl供給的第I反應(yīng)氣體、向第2處理區(qū)域P2供給的第2反應(yīng)氣體通過中心區(qū)域C而混合。即，空間50 (或者中心區(qū)域C)能夠與分離空間H (或者分離區(qū)域D)同樣地發(fā)揮作用。
[0052]并且，如圖2、圖3所示，在腔室I的側(cè)壁上形成有用于在外部的輸送臂10與旋轉(zhuǎn)臺(tái)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。另外，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的作為晶圓載置區(qū)域的凹部24在與該輸送口 15面對(duì)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(tái)2的下方側(cè)的與交接位置相對(duì)應(yīng)的部位設(shè)有用于貫穿凹部24而自背面抬起晶圓W的交接用的升降銷及其升降機(jī)構(gòu)(均未圖示)。
[0053]另外，如圖1所示，在本實(shí)施方式的成膜裝置中，設(shè)有用于控制整個(gè)裝置的動(dòng)作的由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的控制部100，在該控制部100的存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有在控制部100的控制下使成膜裝置實(shí)施后述的成膜方法的程序。該程序?yàn)榱藞?zhí)行后述的成膜方法而編入有步驟組，并存儲(chǔ)在硬盤、光盤、光磁盤、存儲(chǔ)卡、軟盤等介質(zhì)102中，利用規(guī)定的讀取裝置讀入到存儲(chǔ)部101內(nèi)，并安裝到控制部100內(nèi)。[0054](成膜方法)
[0055]接著，對(duì)使用在圖1至圖5中說明的成膜裝置的、本發(fā)明的實(shí)施方式I的成膜方法進(jìn)行說明。
[0056]圖6A和圖6B是表不本發(fā)明的實(shí)施方式I的成膜方法的一例的序列圖。圖6A是使用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表示實(shí)施方式I的成膜方法的一例的序列的圖。圖6B是使用時(shí)序圖表示實(shí)施方式I的成膜方法的一例的圖。
[0057]在圖6A中，簡(jiǎn)略地表示了旋轉(zhuǎn)臺(tái)2、第I處理區(qū)域Pl和反應(yīng)氣體噴嘴31、第2處理區(qū)域P2和反應(yīng)氣體噴嘴32、分離區(qū)域D和分離氣體噴嘴41、42。在實(shí)施方式I的成膜方法中，說明進(jìn)行氧化鉿(統(tǒng)稱為“HfO”，也可以包含Hf02。下面，對(duì)于其他的氧化膜和氮化膜也根據(jù)需要而簡(jiǎn)略記載為統(tǒng)稱)的成膜的氧化膜形成工藝的例子。HfO被用作具有較高的介電常數(shù)的所謂High-K膜的膜。
[0058]在實(shí)施圖6A、圖6B所示的成膜工藝之前，有必要將晶圓W輸入到腔室I內(nèi)，并載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之上。為此，首先，打開未圖示的閘閥，利用輸送臂10經(jīng)由輸送口 15 (圖3)將晶圓W交接到旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的凹部24內(nèi)。該交接是在凹部24停止在與該輸送口 15相面對(duì)的位置時(shí)通過升降銷自腔室I的底部側(cè)經(jīng)由凹部24的底面的通孔升降而進(jìn)行的。這樣的晶圓W的交接是使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2間歇地旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行的，將晶圓W分別載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的5個(gè)凹部24內(nèi)。
[0059]接著關(guān)閉閘閥，利用真空泵640對(duì)腔室I進(jìn)行排氣到所能達(dá)到的最低真空度。自該狀態(tài)起如下這樣地實(shí)施圖6A、圖6B所示的成膜工藝。
[0060]在圖6A的步驟I中進(jìn)行待機(jī)工序。在待機(jī)工序中，自分離氣體噴嘴41、42以規(guī)定的流量噴出作為分離氣體的氮?dú)?，也自分離氣體供給管51和吹掃氣體供給管72、72 (參照?qǐng)D1)以規(guī)定的流量噴出氮?dú)狻４送?，也自反?yīng)氣體噴嘴31、32以規(guī)定的流量噴出氮?dú)?。即，自所有的噴?1、32、41、42噴出氮?dú)?。由此，腔室I內(nèi)的氣氛成為N2氣氛。于此相伴地，利用壓力調(diào)整器650將腔室I內(nèi)調(diào)整為預(yù)先設(shè)定的處理壓力。接著，一邊使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以規(guī)定的轉(zhuǎn)速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，一邊利用加熱單元7將晶圓W加熱到50°C至650°C范圍的溫度。由此，成為開始成膜工藝的準(zhǔn)備已就緒的待機(jī)狀態(tài)。此外，雖然能夠使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速根據(jù)用途而在例如Irpm~240rpm的范圍內(nèi)可變,但在本實(shí)施方式的成膜方法中,舉出使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以6rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的例子來進(jìn)行說明。
[0061]此外，本實(shí)施方式中，不僅是自分離氣體噴嘴41、42吹掃氮?dú)?，也自反?yīng)氣體噴嘴31、32吹掃氮?dú)?，但是，例如也可以自反?yīng)氣體噴嘴31、32供給Ar氣體、He氣體等稀有氣體。在這方面，對(duì)于分離噴嘴41、42來說也是同樣的，能夠根據(jù)用途來選擇所希望的非活性氣體。[0062]在步驟2中，進(jìn)行氧化氣體.預(yù)流動(dòng)(preflow)工序。在氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序中，自第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31和分離氣體噴嘴41、42持續(xù)地供給氮?dú)?，自?處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體作為氧化氣體。而且，至少在晶圓W旋轉(zhuǎn)I周的期間中持續(xù)該狀態(tài)。此外，晶圓W自步驟I起以規(guī)定的轉(zhuǎn)速連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，在本實(shí)施方式中，以6rpm的速度旋轉(zhuǎn)。氧化氣體?預(yù)流動(dòng)工序是將晶圓W的整個(gè)表面暴露于氧化氣體的工藝，該氧化氣體?預(yù)流動(dòng)工序是在晶圓W上形成作為基底的較薄的氧化膜的處理。由此，對(duì)多個(gè)晶圓W的每一個(gè)供給O3氣體而進(jìn)行氧化處理，能夠使多個(gè)晶圓W成為大致相同的狀態(tài)。此外，之所以使晶圓W至少旋轉(zhuǎn)I周，是因?yàn)?只自反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，無論供給開始時(shí)晶圓W的位置如何，為了向全部多張晶圓W的表面供給O3氣體，需要最少使晶圓W旋轉(zhuǎn)I周，并且使晶圓W在反應(yīng)氣體噴嘴32的下方通過。
[0063]如圖6B所示，在本實(shí)施方式的成膜方法的氧化氣體.預(yù)流動(dòng)中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以6rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)并在10秒期間內(nèi)供給O3氣體。于是,在本實(shí)施方式的成膜方法的氧化氣體?預(yù)流動(dòng)中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)6 (周)/ 60 (sec) X 10 (sec) = I周。
[0064]此外，只要不是存在使氧化為最低限度這樣的限制的工藝，則即使使晶圓W旋轉(zhuǎn)多次來進(jìn)行O3氣體的供給也沒有任何問題，因此，也可以是在供給了 O3氣體的狀態(tài)下使晶圓W旋轉(zhuǎn)I次以上。例如，在氧化氣體.預(yù)流動(dòng)中，可以使晶圓W旋轉(zhuǎn)2~3周，也可以使晶圓W旋轉(zhuǎn)1.5周等帶有尾數(shù)的那樣的旋轉(zhuǎn)周數(shù)。
[0065]在步驟3中，進(jìn)行HfO成膜工序。在HfO膜成膜工序中，自反應(yīng)氣體噴嘴31向晶圓W供給TDMAH氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32向晶圓W供給O3氣體。即，在HfO成膜步驟中同時(shí)供給TDMAH氣體和O3氣體。但是，上述氣體被分離區(qū)域D分離開，幾乎不會(huì)在腔室I內(nèi)彼此混合。
[0066]在同時(shí)供給TDMAH氣體和O3氣體時(shí)，若借助旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)使晶圓W通過第I處理區(qū)域P1，則TDMAH氣體吸附于在步驟2中形成了較薄的氧化膜的晶圓W的表面。接著，若通過第2處理區(qū)域P2，則吸附于晶圓W的表面的TDMAH氣體被O3氣體氧化，從而在晶圓W的表面上形成HfO膜(HfO的分子層)。以后，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)直至形成具有所希望的膜厚的HfO膜。然后，同時(shí)停止TDMAH氣體和O3氣體的供給，從而完成HfO成膜工序。
[0067]此外，如圖6B所示，步驟3的成膜工序是通過自氧化氣體.預(yù)流動(dòng)起持續(xù)進(jìn)行O3氣體的供給、并且在本工序中供給TDMAH氣體而進(jìn)行的。該成膜工序是通過將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速維持在6rpm、并根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行η次在10秒期間旋轉(zhuǎn)I周的成膜循環(huán)而進(jìn)行的。旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)η可以根據(jù)HfO成膜工序中形成的HfO膜的膜厚的厚度來決定，例如，可以設(shè)定為I周~50周的范圍內(nèi)的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)周數(shù)η，也可以設(shè)定為I周~30周的范圍內(nèi)的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)周數(shù)η。
[0068]在步驟4中,進(jìn)行氧化氣體.后流動(dòng)(post flow)工序。在氧化氣體.后流動(dòng)工序中，如圖6A所示，自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31和設(shè)置于分離區(qū)域D的分離氣體噴嘴41、42供給氮?dú)?，自設(shè)置于第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體。在該狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)至少I周，將載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的多個(gè)晶圓W全部暴露于O3氣體。由此，即使是在通過了第2處理區(qū)域P2后的位置結(jié)束了步驟3的HfO成膜工序的晶圓W，在氧化氣體.后流動(dòng)工序中也一定會(huì)通過第2處理區(qū)域P2，從而能在被氧化處理后的狀態(tài)下結(jié)束成膜工藝。
[0069]此外，如圖6B所示，在本實(shí)施方式的成膜方法的氧化氣體?后流動(dòng)工序中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2在維持著轉(zhuǎn)速6rpm的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)10秒,與氧化氣體?預(yù)流動(dòng)工序同樣地使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)I周。如此，也可以使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)在氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序中與氧化氣體.后流動(dòng)工序中相同。
[0070]如圖6A所示，在步驟5中，進(jìn)行待機(jī)工序。在待機(jī)工序中，自反應(yīng)氣體噴嘴31、32和分離氣體噴嘴41、42這些所有噴嘴31、32、41、42供給氮?dú)?，使氮?dú)獬錆M腔室I內(nèi)。然后，若待機(jī)工序持續(xù)了規(guī)定時(shí)間，就停止向腔室I的氮?dú)獾墓┙o，并且停止旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)。之后，按照與向腔室I內(nèi)輸入晶圓W時(shí)的順序相反的順序，將晶圓W自腔室I內(nèi)輸出。從而HfO成膜工藝結(jié)束。
[0071]如圖6B所示，在本實(shí)施方式的成膜方法中，在HfO成膜工序之前設(shè)置有氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序并在HfO成膜工序之后設(shè)置有氧化氣體.后流動(dòng)工序，并設(shè)置有只供給O3氣體作為反應(yīng)氣體 的工序。由此，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上沿圓周方向配置的多個(gè)晶圓W中，不會(huì)存在未暴露于O3氣體就被供給TDMAH氣體的晶圓W，從而能夠使多個(gè)晶圓W間的成膜均勻化。
[0072]圖7是作為比較例表示以往的成膜方法的一例的圖。如圖7所示，在以往的成膜方法中，自步驟I的待機(jī)工序直接進(jìn)入步驟2的HfO成膜工序。在這里，在HfO成膜工序的開始的時(shí)間點(diǎn)，在使處于比第I處理區(qū)域Pl靠下游側(cè)的分離區(qū)域D內(nèi)和第2處理區(qū)域P2內(nèi)的晶圓W暴露于O3氣體而進(jìn)行氧化處理之后進(jìn)入第I處理區(qū)域Pl，但使處于位于第2處理區(qū)域P2的下游側(cè)的分離區(qū)域D內(nèi)和第I處理區(qū)域Pl內(nèi)的晶圓W直接接受TDMAH氣體的供給。由此，在多個(gè)晶圓W彼此之間會(huì)產(chǎn)生在形成了基底的氧化膜的狀態(tài)下開始HfO成膜的晶圓W、以及在未形成基底的氧化I吳的狀態(tài)下開始HfO成I吳的晶圓W這兩種晶圓W,有可能無法進(jìn)行多個(gè)晶圓W間的均勻的成膜。此外，在HfO成膜結(jié)束時(shí)，也由于直接進(jìn)入到步驟3的待機(jī)工序，因此，只供給TDMAH氣體，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生如下的晶圓W:吸附于晶圓W的表面的TDMAH氣體未被氧化而不會(huì)成為HfO膜就直接結(jié)束成膜工序。
[0073]因此，在本實(shí)施方式的成膜方法中，如圖6A和圖6B中所說明的那樣，設(shè)有氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氧化氣體.后流動(dòng)工序，對(duì)于所有的多張晶圓W，在形成基底的氧化膜之后進(jìn)行HfO成膜。由此，能夠防止產(chǎn)生只吸附有TDMAH氣體而未被氧化處理就自容器I輸出的晶圓W，能夠在所有的晶圓W上均勻地形成HfO膜。
[0074]此外,在圖6A和圖6B中，例舉了將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速設(shè)定為6rpm、將氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氧化氣體?后流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)設(shè)定為I周的例子進(jìn)行了說明，但只要將氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氧化氣體.后流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)設(shè)定為I周以上，就能根據(jù)用途對(duì)上述設(shè)定進(jìn)行各種變更。
[0075]此外，在圖6A和圖6B中，例舉了作為High-K膜的HfO膜的成膜工藝來進(jìn)行了說明，但若根據(jù)用途對(duì)自反應(yīng)氣體噴嘴31供給的反應(yīng)氣體進(jìn)行各種變更，則能形成所希望的
氧化膜。
[0076]此外，對(duì)于氧化氣體，也在圖6A和圖6B中例舉了使用了 O3氣體的例子來進(jìn)行了說明，但也能夠使用各種氧化氣體，例如也可以使用水(H2O )、氧、氧自由基等氣體。
[0077]例如，也可以自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31供給作為含有Zr的有機(jī)金屬的氣體的一種的四(乙基甲基氨基)鋯(TEMAZ)氣體，自設(shè)置于第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化鋯(也可以包含ZrO、ZrO2)膜。
[0078]同樣，也可以自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31供給三甲基鋁(TMA)氣體，自設(shè)置于第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化鋁(也可以包含Al(KAl2O3)膜。
[0079]此外，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給雙(四甲基庚二酮酸)鍶(Sr (THD)2)氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化鍶(SrO)膜。
[0080]同樣，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給甲基庚二酮雙四甲基庚二酮酸鈦(Ti (MPD)(THD))氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化鈦(也可以包含Ti0、Ti02)膜。
[0081]此外，可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給作為有機(jī)氨基硅烷系材料的例如雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化硅(也可以包含SiO、SiO2)膜。
[0082]同樣，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32供給O3氣體，形成氧化硅(SiO)膜。
[0083]如此，氧化膜所包含的元素可以是鉿、鋯、鋁、鈦、鍶等金屬元素，也可以是硅等半導(dǎo)體元素。
[0084]在這里，在圖6A和圖6B的說明中，舉出了將氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氧化氣體?后流動(dòng)工序設(shè)定為相同的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)、即相同工序時(shí)間的例子來進(jìn)行了說明，但例如也可以設(shè)定為氧化氣體.后流動(dòng)工序的工序時(shí)間比氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序的工序時(shí)間長(zhǎng)。在上述各種成膜工藝中，氧化氣體.后流動(dòng)工序的氧化氣體的供給不僅是為了使多個(gè)晶圓W間的成膜均勻，有時(shí)也起到成膜后的膜質(zhì)改善的作用。即，也有時(shí)在形成規(guī)定的氧化膜后，進(jìn)一步向膜供給氧化氣體，通過進(jìn)行充分的氧化而使成膜后的氧化膜的膜質(zhì)提高。在那樣的情況下，也可以構(gòu)成為如下這樣的成膜工藝:給予氧化氣體.后流動(dòng)工序充分的時(shí)間，從而使氧化氣體?后流動(dòng)工序成為也兼作膜質(zhì)改善工序。例如，在上述的例子中，在形成硅氧化膜的情況下，也可以構(gòu)成為如下這樣的成膜工藝:將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速設(shè)定為120rpm，將氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序設(shè)定為6秒并使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)12周，將氧化氣體.后流動(dòng)工序設(shè)定為30秒并使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)60周。在形成硅氧化膜的情況下，優(yōu)選使氧到達(dá)膜中的硅而使反應(yīng)充分地進(jìn)行，通過在氧化氣體?后流動(dòng)工序中花費(fèi)足夠的時(shí)間，能夠使硅氧化膜的膜質(zhì)提聞。
[0085] 如此，氧化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氧化氣體.后流動(dòng)工序中的晶圓W的旋轉(zhuǎn)周數(shù)、即在相同的轉(zhuǎn)速的情況下的工序時(shí)間無需相同，能夠根據(jù)用途設(shè)定適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)周數(shù)或者工序時(shí)間。而且，在氧化氣體.后流動(dòng)工序中，也可以不僅為了均勻地供給氧化氣體、還為了進(jìn)行成膜后的氧化膜的膜質(zhì)改善而設(shè)定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)或者工序時(shí)間。
[0086](實(shí)施方式2)
[0087]圖8A和圖8B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的成膜方法的一例的序列圖。圖8A是使用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表示實(shí)施方式2的成膜方法的一例的序列的圖，圖SB是采用時(shí)序圖來表示實(shí)施方式2的成膜方法的一例的圖。此外，在圖8A中，自反應(yīng)氣體噴嘴31、32供給的氣體與圖6A不同，但其他的結(jié)構(gòu)要件與圖6A相同，故此對(duì)相同的結(jié)構(gòu)要件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記而省略其說明。
[0088]在實(shí)施方式2的成膜方法中，說明在晶圓W上形成氮化膜的例子，尤其是，例舉出形成TiN膜的例子來說明。此外，因?yàn)閷?shí)施方式2的成膜方法也能夠使用在實(shí)施方式I的成膜方法中說明的成膜裝置進(jìn)行成膜，所以省略所使用的成膜裝置的說明。
[0089]在實(shí)施圖8A、圖SB所示的成膜工藝之前，為了將晶圓W輸入到腔室I內(nèi)并載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之上，打開未圖示的閘閥，利用輸送臂10經(jīng)由輸送口 15 (圖3)將晶圓W交接到旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的凹部24內(nèi)。反復(fù)進(jìn)行該操作，從而將晶圓W分別載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的5個(gè)凹部24內(nèi)。接著關(guān)閉閘閥，利用真空泵640將腔室I排氣到所能達(dá)到的最低真空度。自該狀態(tài)實(shí)施如下這樣的圖8A、圖SB所示的成膜工藝。此外，該輸入工序因?yàn)榕c實(shí)施方式I相同，故此省略其詳細(xì)的說明。
[0090]在圖8A的步驟I中，進(jìn)行待機(jī)工序。在待機(jī)工序中，自分離氣體噴嘴41、42以規(guī)定的流量噴出作為分離氣體的氮?dú)?，也自分離氣體供給管51和吹掃氣體供給管72、72 (參照?qǐng)D1)以規(guī)定的流量噴出氮?dú)?。其他的詳?xì)內(nèi)容因?yàn)榕c圖6A相同，故此省略其說明。此外，也自反應(yīng)噴嘴31、32以規(guī)定的流量噴出氮?dú)?。此外，雖然能夠根據(jù)用途使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速在例如Irpm~240rpm的范圍內(nèi)可變動(dòng),但在本實(shí)施方式的成膜方法中，舉出使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以240rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的例子來進(jìn)行說明。`
[0091]在步驟2中，進(jìn)行氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序。在氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序中，自第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31和分離氣體噴嘴41、42持續(xù)供給氮?dú)?，但自?處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體作為氮化氣體。而且，在晶圓W旋轉(zhuǎn)至少I周的期間中保持該狀態(tài)。此外，晶圓W自步驟I以規(guī)定的轉(zhuǎn)速連續(xù)旋轉(zhuǎn)，在本實(shí)施方式中，以240rpm旋轉(zhuǎn)。氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序是將晶圓W的整個(gè)表面暴露于氮化氣體的工藝，該工藝是在晶圓W形成較薄的氮化膜作為基底的處理。由此，對(duì)多個(gè)晶圓W分別供給NH3氣體而進(jìn)行氮化處理，能夠使多個(gè)晶圓W成為大致相同的狀態(tài)。此外，之所以使晶圓W至少旋轉(zhuǎn)I周，是因?yàn)橹蛔苑磻?yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體，為了無論供給開始時(shí)晶圓W的位置如何都向全部多張晶圓W的表面供給NH3氣體，需要最少使晶圓W旋轉(zhuǎn)I周而使晶圓W必然通過反應(yīng)氣體噴嘴32的下方。
[0092]如圖8B所示，在本實(shí)施方式的成膜方法的氮化氣體.預(yù)流動(dòng)中，晶圓W的轉(zhuǎn)速為240rpm,在5秒期間內(nèi)供給NH3。因此,在本實(shí)施方式的成膜方法的氮化氣體?預(yù)流動(dòng)中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái) 2 旋轉(zhuǎn) 240 (周)/ 60 (sec) X5 (sec) = 20 周。
[0093]在這里，NH3氣體的供給，只要不是存在使氮化為最低限度這樣的限制的工藝，SP使使晶圓W旋轉(zhuǎn)多周也沒有任何問題，因此，也可以在供給NH3氣體的狀態(tài)下使晶圓W如本實(shí)施方式這樣旋轉(zhuǎn)數(shù)十周。與此相反，在氮化氣體.預(yù)流動(dòng)中，可以使晶圓W只旋轉(zhuǎn)0.25秒而將旋轉(zhuǎn)周數(shù)設(shè)為I周，也可以使晶圓W旋轉(zhuǎn)像10.5周這樣的帶有尾數(shù)的旋轉(zhuǎn)周數(shù)。
[0094]在步驟3中，執(zhí)行TiN成膜工序。在TiN膜成膜工序中，自反應(yīng)氣體噴嘴31向晶圓W供給TiCl4氣體，自反應(yīng)氣體噴嘴32向晶圓W供給NH3氣體。即，在TiN成膜工序中同時(shí)供給TiCl4氣體和NH3氣體。但是，上述氣體被分離區(qū)域D分離開，幾乎不會(huì)在腔室I內(nèi)彼此混合。
[0095]在同時(shí)供給TiCl4氣體和NH3氣體時(shí)，借助旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)使晶圓W通過第I處理區(qū)域Pl時(shí)，TiCl4氣體吸附于在步驟2中形成了較薄的氮化膜的晶圓W的表面。接著，在晶圓W通過第2處理區(qū)域P2時(shí)，吸附于晶圓W的表面的TiCl4氣體被NH3氣體氮化，從而在晶圓W的表面上形成TiN膜(TiN的分子層)。之后，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2只旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)直至形成具有所希望的膜厚的TiN膜。根據(jù)成膜的膜厚，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)例如可以設(shè)定為I周~50周的范圍內(nèi)的規(guī)定周數(shù)，也可以設(shè)定為I周~30周的范圍內(nèi)的規(guī)定周數(shù)。然后，同時(shí)停止TiCl4氣體和NH3氣體的供給，從而完成TiN成膜工序。
[0096]此外,如圖8B所示,步驟3的TiN成膜工序是通過自氮化氣體.預(yù)流動(dòng)起持續(xù)進(jìn)行NH3氣體的供給、并且在本工序中供給TiCl4氣體來實(shí)施的。TiN成膜工序是通過將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速維持在240rpm、并根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行η次在0.25秒期間內(nèi)旋轉(zhuǎn)I周的成膜循環(huán)而進(jìn)行的。
[0097]在步驟4中，執(zhí)彳丁氣化氣體.后流動(dòng)工序。在氣化氣體.后流動(dòng)工序中，如圖8Α所示，自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31和設(shè)置于分離區(qū)域D的分離氣體噴嘴41、42供給氮?dú)?，自設(shè)置于第2處理區(qū)域Ρ2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體。在該狀態(tài)下，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2至少旋轉(zhuǎn)I周，將載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的多個(gè)晶圓W全部暴露于NH3氣體。由此，SP使是在通過了第2處理區(qū)域Ρ2后的位置結(jié)束了步驟3的TiN成膜工序的晶圓W，在氮化氣體.后流動(dòng)工序中也一定 會(huì)通過第2處理區(qū)域Ρ2，從而能在被氮化處理后的狀態(tài)下結(jié)束成膜工藝。
[0098]此外,如圖8Β所示,在本實(shí)施方式的成膜方法的氮化氣體?后流動(dòng)工序中，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2在維持轉(zhuǎn)速240rpm的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)5秒,與氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序同樣，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)20周。如此，也可以使氮化氣體?預(yù)流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)與氮化氣體?后流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)相同。
[0099]如圖8A所示，在步驟5中，進(jìn)行待機(jī)工序。在待機(jī)工序中，自反應(yīng)氣體噴嘴31、32和分離氣體噴嘴41、42這些所有噴嘴31、32、41、42供給氮?dú)?，使氮?dú)獬錆M腔室I內(nèi)。然后，若待機(jī)工序持續(xù)了處理時(shí)間，則停止向腔室I的氮?dú)獾墓┙o，并且停止旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)。之后，按照與向腔室I內(nèi)輸入晶圓W時(shí)的順序相反的順序，將晶圓W自腔室I內(nèi)輸出。從而TiN成膜工藝結(jié)束。
[0100]如圖SB所示，在本實(shí)施方式的成膜方法中，在TiN成膜工序之前設(shè)置有氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序并在TiN成膜工序之后設(shè)置有氮化氣體.后流動(dòng)工序，并設(shè)置有只供給NH3氣體的工序。由此，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上沿圓周方向配置的多個(gè)晶圓W中，不會(huì)存在未暴露于NH3氣體就被供給TiCl4氣體的晶圓W，從而能夠使多個(gè)晶圓W間的成膜均勻化。
[0101]即，在本實(shí)施方式的成膜方法中，如在圖8A和圖SB中所說明的那樣，設(shè)有氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氮化氣體.后流動(dòng)工序，對(duì)于全部多張晶圓W，能夠在形成基底的氮化膜之后進(jìn)行TiN成膜，并且能夠防止產(chǎn)生只吸附有TiCl4氣體而未被氮化處理就被輸出的晶圓W，能夠在所有的晶圓W上均勻地形成TiN膜。
[0102]此外，在圖8A和圖8B中，例舉將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速設(shè)定為240rpm、將氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氮化氣體.后流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)設(shè)定為20周的例子進(jìn)行了說明，但只要將氮化氣體.預(yù)流動(dòng)工序和氮化氣體.后流動(dòng)工序中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)周數(shù)設(shè)定為I周以上，就能根據(jù)用途對(duì)上述設(shè)定進(jìn)行各種變更。例如，可以將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速設(shè)定為 120rpm。
[0103]此外，圖8A和圖SB所示的成膜工藝也能夠用于其他的氮化膜的成膜，例如，也可以將自第I處理區(qū)域Pl供給的氣體設(shè)定為TDMAH氣體、并將自第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給的氣體設(shè)定為NH3氣體而形成HfN膜。
[0104]同樣，也可以自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31供給作為含有Zr的有機(jī)金屬的氣體的一種的四(乙基甲基氨基)鋯(TEMAZ)氣體、并自設(shè)置于第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體而形成氮化鋯(ZrN)膜。
[0105]同樣，也可以自設(shè)置于第I處理區(qū)域Pl的反應(yīng)氣體噴嘴31供給三甲基鋁(TMA)氣體、并自設(shè)置于第2處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體而形成氮化鋁(AlN)膜。
[0106]此外，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給雙(四甲基庚二酮酸)鍶(Sr (THD)2)氣體、并自反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體而形成二氮化三鍶(N2Sr3)膜。
[0107]此外，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)氣體、并自反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體而形成氮化硅(SiN)膜。
[0108]同樣，也可以自反應(yīng)氣體噴嘴31供給有機(jī)氨基硅烷系材料、例如雙(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)氣體、無機(jī)材料、例如二氯二氫硅(SiH2Cl2)等、并自反應(yīng)氣體噴嘴32供給NH3氣體而形成氮化硅(也可以包含Si3N4)膜。
[0109]如此，在實(shí)施方式2的成膜方法中，能夠形成含有各種元素的氮化膜。例如，氮化膜所包含的元素可以是鉿、鋯、鋁、鈦、鍶等金屬元素，也可以是硅等半導(dǎo)體元素。
[0110]如此，采用實(shí)施方式2的成膜方法，能夠在多個(gè)晶圓W上均勻地形成氮化膜。
[0111]以上，所進(jìn)行的成膜方法的說明以進(jìn)行詳盡說明而促進(jìn)對(duì)實(shí)施例的理解、并且有助于使技術(shù)進(jìn)一步提高的方式進(jìn)行了記載。因此，實(shí)施方式所示的要件并不對(duì)成膜方法產(chǎn)生限定。此外，實(shí)施方式中的例示并不是要表示其優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)。雖然記載了成膜方法，但在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種各樣的變更、置換以及改變。
[0112]附圖標(biāo)記說明
[0113]1、腔室；2、 旋轉(zhuǎn)臺(tái)；4、凸?fàn)畈浚?1、頂板；12、容器主體；15、輸送口 ；24、凹部(晶圓載置部)；31、32、反應(yīng)氣體噴嘴；41、42、分離氣體噴嘴；D、分離區(qū)域；P1、第I處理區(qū)域；P2、第2處理區(qū)域；H、分離空間；W、晶圓。
【權(quán)利要求】
1.一種成膜方法，在該成膜方法中使用成膜裝置在多個(gè)基板上形成含有規(guī)定元素的氧化膜，該成膜裝置包括: 旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地收容于腔室內(nèi)，具有能夠?qū)⒍鄠€(gè)基板載置于上表面的載置部； 第I處理區(qū)域，其被劃分在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面的上方，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第I氣體供給部； 第2處理區(qū)域，其配置為沿著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向與上述第I處理區(qū)域分開，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第2氣體供給部；以及 分離區(qū)域，其設(shè)置于上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域之間，具有分離氣體供給部和頂面，該分離氣體供給部用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給分離氣體，該頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面之間形成有用于將來自該分離氣體供給部的上述分離氣體向上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域引導(dǎo)的狹窄的空間，其中，該成膜方法包括以下工序: 第I工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給氧化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周； 第2工序:在自上述第I氣體供給部供給含有上述規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氧化氣體、自上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)，從而在上述基板上形成含有上述規(guī)定的元素的氧化膜；以及 第3工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氧化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 上述規(guī)定周數(shù)是形成所希望的膜厚的、含有上述規(guī)定的元素的氧化膜所需的旋轉(zhuǎn)周數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 上述氧化氣體是臭氧氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 上述規(guī)定的元素是金屬元素或者半導(dǎo)體元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成膜方法，其中， 上述金屬元素是鉿、鋯、鋁、鈦、鍶中的任意一種， 上述半導(dǎo)體元素是硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 上述分離氣體是非活性氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 進(jìn)行上述第3工序的時(shí)間比進(jìn)行上述第I工序的時(shí)間長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜方法，其中， 該成膜方法還具有如下的工序: 在上述第I工序之前以及上述第3工序之后，在自上述第I氣體供給部供給非活性氣體、并且自上述第2氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成膜方法，其中， 上述非活性氣體與上述分離氣體是相同的氣體。
10.一種成膜方法，在該成膜方法中采用成膜裝置在多個(gè)基板上形成含有規(guī)定元素的氮化膜，該成膜裝置包括: 旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地收容于腔室內(nèi)，具有能夠?qū)⒍鄠€(gè)基板載置于上表面的載置部； 第I處理區(qū)域，其被劃分在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面的上方，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第I氣體供給部； 第2處理區(qū)域，其配置為沿著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向與上述第I處理區(qū)域分開，具有用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給氣體的第2氣體供給部；以及 分離區(qū)域，其設(shè)置于上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域之間，具有分離氣體供給部和頂面，該分離氣體供給部用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面供給分離氣體，該頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述上表面之間形成有用于將來自該分離氣體供給部的上述分離氣體向上述第I處理區(qū)域和上述第2處理區(qū)域引導(dǎo)的狹窄的空間，其中，該成膜方法包括如下工序: 第I工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給氮化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周； 第2工序:在自上述第I氣體供給部供給含有上述規(guī)定的元素的反應(yīng)氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氮化氣體、自上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)規(guī)定周數(shù)，從而在上述基板上形成含有上述規(guī)定的元素的氮化膜；以及 第3工序:在自上述第I氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體、自上述第2氣體供給部供給上述氮化氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)至少一周。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜方法，其中， 上述規(guī)定周數(shù)是形成所希望的膜厚的、`含有上述規(guī)定的元素的氮化膜所需的旋轉(zhuǎn)周數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜方法，其中， 上述氮化氣體是氨氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜方法，其中， 上述規(guī)定的元素是金屬元素或者半導(dǎo)體元素。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的成膜方法，其中， 上述金屬元素是鉿、鋯、鋁、鈦、鍶中的任意一種， 上述半導(dǎo)體元素是硅。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜方法，其中， 上述分離氣體是氮?dú)狻?br> 16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜方法，其中， 該成膜方法還具有以下的工序: 在上述第I工序之前以及上述第3工序之后，自上述第I氣體供給部供給非活性氣體、并且自上述第2氣體供給部和上述分離氣體供給部供給上述分離氣體的狀態(tài)下，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的成膜方法，其中， 上述非活性氣體與上述分離氣體是相同的氣體。
【文檔編號(hào)】H01L21/31GK103882411SQ201310713574
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】小川淳 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
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