專利名稱：載置臺結構、成膜裝置和原料回收方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于在半導體晶片等被處理體的表面使用原料氣體進行成膜的成膜裝置、在其中所使用的載置臺結構和從排氣氣體或處理容器內(nèi)的結構部件回收原料的原料回收方法。
背景技術：
一般而言，為了形成IC等集成電路和邏輯元件，在半導體晶片和LCD基板等的表面重復進行實施所需的薄成膜的工序和將其蝕刻為所需的圖案的工序。但是，以使用成膜裝置進行的成膜工序為例，在該工序中，通過在處理容器內(nèi)使規(guī)定的處理氣體(原料氣體)反應，在被處理體的表面形成硅的薄膜、硅的氧化物或氮化物的薄膜、金屬的薄膜、金屬的氧化物或氮化物的薄膜等，但該薄膜沉積在被處理體的表面，并且也在處理容器內(nèi)的結構部件的表面作為附著膜而附著。例如，圖16是表示設置于成膜裝置內(nèi)的現(xiàn)有的載置臺結構的一部分的概略結構圖，例如陶瓷材料制的載置臺2由從容器底部立起的支柱4支撐。并且，在該載置臺2內(nèi)設置有加熱器6，加熱在其上載置的半導體晶片W。另外，在載置臺2的上面的周邊部，為了抑制在半導體晶片W的端面的成膜，設置有環(huán)狀的覆蓋環(huán)8。而且，在成膜時，不僅半導體晶片 W形成高溫，而且作為容器內(nèi)的結構部件的覆蓋環(huán)8、載置臺2的側面和下面的一部分也形成高溫，因此在這些部分沉積有不需要的附著膜10。另外，與上述成膜反應同時產(chǎn)生多余的反應副產(chǎn)物，其與排氣氣體一同被排出，未反應的處理氣體也被排出。排氣氣體中的反應副產(chǎn)物和未反應的處理氣體若直接排出到大氣中，則形成環(huán)境污染等的原因。因此，為了防止該現(xiàn)象，一般在從處理容器延伸的排氣系統(tǒng)中夾置阱設備， 由此捕獲除去排氣氣體中所含的反應副產(chǎn)物或未反應的處理氣體等。例如通過定期進行使用氯類或氟類的蝕刻氣體的干式清潔或將結構部件從處理容器內(nèi)拆下來進行的濕式清潔， 除去并廢棄附著在上述結構部件的不需要的附著膜。根據(jù)應該捕獲除去的反應副產(chǎn)物等的特性，對阱設備的結構提出了各種方案。例如，除去常溫中冷凝(液化)、凝固(固化)反應的副產(chǎn)物時，作為其一例，阱設備具有在包括排氣氣體的導入口和排出口的殼體內(nèi)設置多個凸片的結構。此時，該凸片相對排氣氣體的流動方向順次排列，當排氣氣體通過這些凸片間時，排氣氣體中的反應副產(chǎn)物等附著在風扇表面而被捕獲。另外，通過利用致冷劑等冷卻這些凸片，也可以提高捕獲效率(例如參照日本特開2001-214272號公報)。另外，最近，為了降低配線電阻或接觸電阻等，使用包括銀、金、釕等貴金屬的有機金屬化合物的原料(原料氣體)，在成膜裝置形成薄膜。這樣的情況中，也提出了回收方法，即，冷卻排氣氣體而將氣體冷凝等，回收含有未反應的原料的副產(chǎn)物，再通過精制該副產(chǎn)物，得到未反應的原料(例如日本特開2001-342566號公報)。但是，對上述這樣的現(xiàn)有的成膜裝置，定期或不定期地進行使用氯類或氟類的蝕刻氣體的干式清潔。因此，存在排氣系統(tǒng)成膜時捕獲的未反應的原料氣體暴露于蝕刻氣體而變質(zhì)的擔心。因此，用于得到原料的精制需要時間和成本，或者，在干式清潔之前需要從排氣氣體取出捕獲原料，非常麻煩。另外，雖然可以考慮設置使阱設備迂回的旁路管線，但此時也存在設備復雜化的問題。另外，如上所述，由于在除了半導體晶片以外的處理容器內(nèi)的結構部件的表面沉積了不需要的薄膜，因此也有原料氣體浪費、原料的收率降低的問題。特別是，最近，有時作為成膜材料使用Ru(釕)等非常昂貴的金屬，需要高效且低成本回收原料本身或原料中所含的金屬的方法。本發(fā)明是著眼于如上所述的問題點，為了有效地解決該問題而作出的。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制干式清潔處理的次數(shù)或者不進行干式清潔本身而高效且低成本地進行原料本身的回收或原料中所含的金屬的回收的載置臺結構、成膜裝置以及原料回收方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種載置臺結構，其特征在于，其為了在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在被處理體的表面形成薄膜而載置該被處理體， 該載置臺結構中具備載置臺主體，載置上述被處理體，并且在內(nèi)部設置有加熱器；和基臺，以包圍上述載置臺主體的側面和底面的狀態(tài)支撐上述載置臺主體，并且在內(nèi)部設置有流通致冷劑的致冷劑通路，維持在低于原料氣體的分解溫度且在原料氣體的凝固溫度或液化溫度以上的溫度范圍。根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制不需要的薄膜在基臺側沉積，僅在作為被處理體的表面的必須的部分沉積薄膜。因此，能夠抑制干式清潔處理的次數(shù)，或者，不進行干式清潔本身，能夠高效且以低成本進行原料本身的回收或原料中所含的金屬的回收?；蛘撸景l(fā)明是一種載置臺結構，其特征在于，其為了在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在被處理體的表面形成薄膜而載置該被處理體，該載置臺結構中具備載置臺主體，載置上述被處理體，并且在內(nèi)部設置有加熱器； 金屬制基座部，支撐上述載置臺主體，并且在內(nèi)部設置有流通致冷劑的致冷劑通路；和周邊部件，在上述載置臺主體的外周側以包圍上述載置臺主體的方式能夠裝卸地設置，在薄膜形成時調(diào)整為上述原料氣體的分解溫度以上的溫度。根據(jù)本發(fā)明，不參與對被處理體的成膜的原料氣體，通過被加熱的周邊部件被積極地熱分解，能夠在該周邊部件的表面作為不需要的薄膜沉積。因此，通過后來拆下周邊部件，能夠高效且以低成本地從該周邊部件回收原料中所含的金屬。此外，也能夠減輕對排氣體系的負荷?；蛘?，本發(fā)明是一種成膜裝置，其特征在于，其用于實施在被處理體的表面使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體而形成薄膜的成膜處理，該成膜裝置中具備能夠真空排氣的處理容器；用于載置上述被處理體的權利要求1 觀中任一項所述的載置臺結構；向上述處理容器內(nèi)導入氣體的氣體導入單元；連接于上述氣體導入單元，供給上述原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)；對上述處理容器內(nèi)的氣氛氣進行排氣的排氣系統(tǒng)；和從在上述排氣系統(tǒng)中流通的排氣氣體中捕集回收未反應的原料氣體的阱設備。根據(jù)本發(fā)明，由于通過阱設備從排氣氣體中捕集未反應的原料氣體，因此能夠不浪費原料，并且抑制干式清潔處理的次數(shù)，或者，能夠不進行干式清潔本身，且能夠高效且以低成本進行原料本身的回收。或者，本發(fā)明是一種原料回收方法，其特征在于，其為在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)的載置臺結構上載置被處理體，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體，在上述被處理體的表面形成薄膜的成膜裝置中的原料回收方法，該原料回收方法包括成膜工序，通過上述載置臺結構加熱上述被處理體，并且以將直接載置并接觸上述被處理體的結構部件以外的結構部件的溫度維持在低于上述原料氣體的分解溫度且在凝固溫度或液化溫度以上的溫度范圍的低溫的狀態(tài)，在上述被處理體的表面形成上述薄膜；和回收工序，通過凝固或液化從上述處理容器排出的排氣氣體中所含的未反應的原料氣體，回收原料。根據(jù)本發(fā)明，由于從排氣氣體中的未反應的原料中回收原料，因此能夠不浪費原料，并且抑制干式清潔處理的次數(shù)，或者，不進行干式清潔本身，且能夠高效且以低成本進行原料本身的回收?；蛘?，本發(fā)明是一種原料回收方法，其特征在于，其為在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)的載置臺結構上載置被處理體，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在上述被處理體的表面形成薄膜的成膜裝置中的原料回收方法，該原料回收方法包括成膜工序，通過上述載置臺結構加熱上述被處理體，并且以將位于直接載置并接觸上述被處理體的結構部件的外周側的周邊部件的溫度維持在上述原料氣體的分解溫度以上的溫度的狀態(tài)，在上述被處理體的表面形成上述薄膜；和回收工序，通過凝固或液化從上述處理容器排出的排氣氣體中所含的未反應的原料氣體，回收原料。根據(jù)本發(fā)明，由于從排氣氣體中的未反應的原料氣體中回收原料，因此不浪費原料。特別是通過使不參與成膜的原料氣體在周邊部件的表面積極地熱分解而作為不需要的薄膜沉積，之后將其回收，原料的回收效率高。或者，本發(fā)明是一種原料回收方法，其特征在于，其為在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)的載置臺結構上載置被處理體，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在上述被處理體的表面形成薄膜的成膜裝置中的原料回收方法，該原料回收方法包括包覆膜形成工序，在上述載置臺結構的能夠裝卸的結構部件上形成包覆膜；安裝工序，安裝形成有上述包覆膜的結構部件，形成載置臺結構；成膜工序，以在安裝有上述結構部件的載置臺結構上載置上述被處理體的狀態(tài)，在上述被處理體的表面形成薄膜；拆卸工序，在上述成膜工序后， 從上述載置臺結構拆卸上述結構部件；除去工序，將附著于上述結構部件的薄膜與上述包覆膜一起從上述結構部件除去；和回收工序，從上述被除去的薄膜回收上述原料中所含的根據(jù)本發(fā)明，能夠高效且以低成本回收原料中所含的金屬。或者，本發(fā)明是一種原料回收方法，其特征在于，其為在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)的載置臺結構上載置被處理體，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在上述被處理體的表面形成薄膜的成膜裝置中的原料回收方法，該原料回收方法包括安裝工序，在設置有加熱器的載置臺主體上，以包圍該載置臺主體的外周側的方式安裝周邊部件，形成載置臺結構；成膜工序，在安裝有上述周邊部件的上述載置臺結構上載置上述被處理體，并且以將上述被處理體和上述周邊部件維持在上述原料氣體的分解溫度以上的溫度的狀態(tài)，在上述被處理體的表面形成薄膜；拆卸工序，在上述成膜工序之后從上述載置臺結構拆卸上述周邊部件；除去工序，從上述周邊部件除去附著于上述周邊部件的薄膜；和回收工序，從上述除去的薄膜回收上述原料中所含的金屬。根據(jù)本發(fā)明，能夠從沉積在周邊部件的表面的不需要的薄膜高效且低成本地回收原料中所含的金屬，并且減輕對排氣系統(tǒng)的負荷。


圖1是表示本發(fā)明相關的具有載置臺結構的成膜裝置的第1實施例的概略結構圖。圖2是表示載置臺結構的第1實施例的放大剖面圖。圖3是表示載置臺結構的細節(jié)的分解剖面圖。圖4是表示將載置臺結構的第1實施例的一部分放大的部分放大剖面圖。圖5是表示半導體晶片溫度和成膜速率的關系的圖。圖6是表示本發(fā)明的原料回收方法的第1實施例的流程圖。圖7是表示載置臺結構的部分放大剖面圖。圖8A是表示進行本發(fā)明的原料回收方法的第2實施例時的形成了包覆膜的結構部件的變化的概略圖。圖8B是表示進行本發(fā)明的原料回收方法的第2實施例時的形成了包覆膜的結構部件的變化的概略圖。圖8C是表示進行本發(fā)明的原料回收方法的第2實施例時的形成了包覆膜的結構部件的變化的概略圖。圖9是表示本發(fā)明的原料回收方法的第2實施例的流程圖。圖10是表示載置臺結構的變形例的圖。圖11是表示用于本發(fā)明的成膜裝置的第2實施例的成膜裝置主體的概略剖面圖。圖12是表示成膜裝置主體中使用的擋板的一例的俯視圖。圖13是表示載置臺結構的第2實施例的部分擴大剖面圖。圖14是表示本發(fā)明的原料回收方法的第3實施例的流程圖。圖15是表示本發(fā)明的原料回收方法的第4實施例的流程圖。圖16是表示成膜裝置內(nèi)設置的現(xiàn)有的載置臺結構的一部分的概略結構圖。
具體實施例方式以下，基于附圖詳細說明本發(fā)明相關的載置臺結構、成膜裝置和原料回收方法的優(yōu)選實施方式。<成膜裝置的第1實施例>圖1是表示本發(fā)明相關的具有載置臺結構的成膜裝置的第1實施例的概略結構圖，圖2是表示載置臺結構的第1實施例的放大剖面圖，圖3是表示載置臺結構的細節(jié)的分解剖面圖，圖4是表示將載置臺結構的第1實施例的一部分放大的部分放大剖面圖，圖5是表示半導體晶片溫度和成膜速率的關系的圖。這里，以作為有機金屬化合物的原料使用羰基類的有機金屬化合物Ru3(CO)12、作為載體氣體使用CO(—氧化碳)，形成由Ru金屬膜構成的薄膜的情況為例進行說明。
如圖1所示，本實施方式的成膜裝置12主要包括實際上對作為被處理體的圓板狀的半導體晶片W實施成膜處理的成膜裝置主體14、對該成膜裝置主體14供給成膜用的原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)16和排出來自上述成膜裝置主體14的排氣氣體的排氣系統(tǒng)18。首先，說明成膜裝置主體14。該成膜裝置主體14具有例如由鋁合金等構成的筒體狀的處理容器20。在該處理容器20內(nèi)，設置有載置并保持作為被處理體的半導體晶片W 的本發(fā)明相關的載置臺結構22。該載置臺結構22整體成型為例如圓板狀，在其上面?zhèn)容d置半導體晶片W。該載置臺結構22安裝并固定在從處理容器20的底部立起的例如由鋁合金等構成的金屬制的支柱M的上端部。在載置臺結構22之中，在其上部側，作為加熱單元埋設有例如由鎢線加熱器或碳絲加熱器等構成加熱器26，加熱半導體晶片W。在加熱器沈的下方，設置有用于對載置臺結構22的下部和側部進行冷卻并調(diào)整溫度的流通的致冷劑的致冷劑通路觀。在后面更詳細地說明載置臺結構22。另外，在載置臺結構22設置有在半導體晶片W搬出搬入時升降而在搬送臂之間進行半導體晶片W的交接的沒有圖示的升降銷。在處理容器20的底部設置有排氣口 30，該排氣口 30連接排氣系統(tǒng)8，能夠對處理容器20內(nèi)的氣氛氣進行真空排氣。在后面說明排氣系統(tǒng)18。在處理容器20的側壁形成有搬出搬入半導體晶片W的開口 32，在該開口 32設置有用于氣密地開關該開口的閘閥34。在處理容器20的頂部設置有包括例如噴頭36的氣體導入單元38，通過在下面設置的氣體噴出孔40向處理容器20內(nèi)供給必要的氣體。而且，在處理容器20的側壁和噴頭 36分別設置有加熱器42、44，通過將它們維持于規(guī)定的溫度，防止原料氣體的凝固或液化。 在噴頭36的氣體入口 36A連接有原料氣體供給系統(tǒng)16，在存在其它必要的氣體時連接有其氣體供給系統(tǒng)。根據(jù)所使用的氣體種類，有時在噴頭36內(nèi)混合原料氣體和其它氣體，有時分別導入噴頭36內(nèi)、分別流通后，在處理容器20內(nèi)混合。這里，作為氣體導入單元38，使用噴頭36，但也可以僅使用噴嘴等代替，對氣體導入方式也沒有特別限定。接著，說明氣體供給系統(tǒng)16。首先，氣體供給系統(tǒng)16具有儲存固體原料或液體原料的原料槽46。這里，在原料槽46內(nèi)，儲存有機金屬化合物的原料例如固體原料48。作為該固體原料48，如上所述，使用Ru3(CO)1215該固體原料48 —般具有蒸氣壓非常低從而蒸發(fā)困難的特性。另外，代替上述固體原料48，也可以使用通過鼓泡等形成原料氣體的液體原料。在設置于原料槽46的頂部的氣體出口 50連接原料通路52的一端，在成膜裝置主體14的噴頭36的氣體入口 36A連接原料通路52的另一端。由此，能夠適當?shù)毓┙o在原料槽46中產(chǎn)生的原料氣體。而且，在原料通路52的原料槽46附近的部分，夾置開關閥M。另外，在原料槽46的下面?zhèn)?，連接有用于對原料槽46供給載體氣體的載體氣體管 56。在該載體氣體管56的途中，順次夾置有如質(zhì)量流量控制器的流量控制器58和載體氣體開關閥60。邊控制載體氣體流量邊進行供給，通過加熱固體原料48而使固體原料48氣化，能夠形成原料氣體。在原料槽46的內(nèi)部，在設置有載體氣體管56側的附近設置多孔板62。固體原料 48保持于多孔板62之上。另外，從載體氣體管56供給的載體氣體經(jīng)過在多孔板62形成的孔部，均勻地向原料槽46內(nèi)供給。作為載體氣體，這里使用CO(—氧化碳)氣體。而且，在原料槽46中，以覆蓋槽整體的方式設置有用于對其進行加熱的槽加熱單元64。由此，促進固體原料48的氣化。此時，固體原料48的加熱溫度為低于原料氣體的分解溫度且在凝固溫度以上的溫度。另外，在原料通路52設置有如帶式加熱器的通路加熱器 66，通過將原料通路52加熱到低于原料氣體的分解溫度且在凝固溫度以上的溫度，能夠防止原料氣體再凝固。接著，說明排氣系統(tǒng)18。該排氣系統(tǒng)18具有與處理容器20的排氣口 30連接的排氣通路68，沿著該排氣通路68對處理容器20內(nèi)的氣氛氣進行排氣。具體而言，在該排氣通路68，從其上游側向下游側順次夾置有壓力調(diào)整閥70、真空泵部72、阱設備的輔助阱設備 74和主阱設備76以及除害裝置78。壓力調(diào)整閥70例如由蝶型閥構成，具有調(diào)整處理容器20內(nèi)的壓力的功能。真空泵部72中，這里包括設置于上游側的渦輪分子泵72A和設置于其下游側的干式真空泵72B， 能夠將處理容器20內(nèi)的氣氛氣抽真空。此時，也可以根據(jù)成膜時的設定過程壓力，僅設置上述2個泵72A、72B內(nèi)的任一方。輔助阱設備74是冷卻流過的排氣氣體并回收排氣氣體中所含的未反應的原料氣體的設備，這里是設置于主阱設備76的前段，回收未反應的原料氣體的一部分的設備。在未反應的原料氣體多時或后段的主阱設備76的回收能力不足夠大時，特別有效地發(fā)揮作用。反而言之，在未反應的原料氣體少時或后段的主阱設備76的回收能力足夠大時，也可以不設置輔助阱設備74。作為輔助阱設備74，例如能夠使用具有設為極低溫的低溫板的低溫泵等。通過該低溫板，未反應的原料氣體被冷卻吸附。主阱設備76與輔助阱設備74同樣，是冷卻排氣氣體并回收排氣氣體中所含的未反應的原料氣體的設備，這里幾乎全部回收未反應的原料，即Ru3 (CO)12氣體。主阱設備76 主要具有通過與致冷劑接觸而冷卻排氣氣體而使未反應的原料氣體凝固并使原料再析出的凝固單元80 ；和通過過濾該凝固單元80內(nèi)的致冷劑將再析出的原料從致冷劑分離回收的過濾回收單元82。凝固單元80具有例如由洗滌裝置構成、設為筒體狀的凝固容器84。在凝固容器 84的側壁的上部設置氣體入口 86，并且在該氣體入口 86連接排氣通路68的一側，在與該氣體入口 86相對的側壁的中央部或比其稍微下部側，設置有氣體出口 88，并且在該氣體出口 88連接排氣通路68的另一側。由此，由氣體入口 86向凝固容器84內(nèi)流入排氣氣體，由氣體出口 88流出。此夕卜， 可以在凝固容器84內(nèi)適當設置擋板等，使得在凝固容器84內(nèi)排氣氣體流通的路徑長度設定得更長。另外，在該凝固容器84內(nèi)的頂部側，設置具有多個噴嘴92A的噴頭92，在該噴頭 92連接液體供給管94，致冷劑向其流入。因此，在凝固容器84內(nèi)，致冷劑從噴頭92的各噴嘴92A呈淋浴狀排出，通過其與排氣氣體接觸而冷卻排氣氣體。作為該致冷劑，使用對原料不溶性或難溶性的致冷劑，這里例如使用冷卻水。通過利用致冷劑的冷卻使排氣氣體中的未反應的原料氣體凝固，作為原料的Ru3(CO)12再析出。 作為致冷劑使用冷卻水的原因在于，由于Ru3(CO)12對冷卻水(水)不分解，具有穩(wěn)定的特性。另外，在凝固容器84的底部設置有液體出口 96和液體入口 98。并且，過濾回收單元82設置于以連接液體出口 96和液體入口 98的方式而連接的循環(huán)通路100。在循環(huán)通路100的途中，夾置循環(huán)泵102，使含有凝固容器84內(nèi)的再析出的原料的致冷劑在循環(huán)通路100內(nèi)循環(huán)。另外，在循環(huán)通路100的循環(huán)泵102的上游側，設置有從致冷劑中回收再析出的原料的回收容器104。在該回收容器104內(nèi)，設置有能夠交換的過濾器106。通過用該過濾器 106過濾致冷劑，能夠回收再析出的原料。另外，從循環(huán)泵102和回收容器104之間的循環(huán)通路100，分支設置有在途中夾置有排出用開關閥108的排出管110。由此，能夠根據(jù)需要將過剩的致冷劑向體系外排出。這里，在從處理容器20的排氣口 30到主阱設備76的排氣通路68以及夾置于其途中的各部件(也包括真空泵部72)，設置有帶式加熱器等通路加熱器112。由此，將流過排氣通路68 內(nèi)的排氣氣體加熱到規(guī)定的溫度，可以防止在途中排氣氣體中的未反應的原料氣體液化或凝固。此外，從處理容器20的排氣口 30到主阱設備76的排氣通路68長而形成問題時，例如通路加熱器112的敷設成本形成問題時，如果在壓力調(diào)整閥70和渦輪分子泵72A之間或者在渦輪分子泵72A和干式真空泵72B之間設置輔助阱設備74和主阱設備76，則能夠省略主阱設備76下游側的通路加熱器112，能夠縮短通路加熱器112的敷設范圍。另外，設置于主阱設備76下游側的除害裝置78是將排氣氣體中的有害氣體無害化的設備。這里，由于通過原料氣體的分解產(chǎn)生CO(—氧化碳)，作為載體氣體也同樣使用 CO,因此除害裝置78使這些CO例如燃燒，作為(X)2 ( 二氧化碳)進行無害化而向大氣中排放。接著，詳細說明設置于處理容器20內(nèi)的本發(fā)明相關的載置臺結構22的第1實施例。如上所述，該載置臺結構22具有加熱器沈和致冷劑通路觀。具體而言，如圖2 4所示，該載置臺結構22包括載置臺主體114，其載置半導體晶片W且在內(nèi)部設置有加熱器沈； 和基臺116，以包圍該載置臺主體114的側面和底面的狀態(tài)支撐該載置臺主體114，并且在內(nèi)部設置有流通致冷劑的致冷劑通路觀，維持在小于原料氣體的分解溫度且在凝固溫度或液化溫度以上的溫度范圍。載置臺主體114整體由陶瓷材料或金屬等成型為圓板狀，作為加熱單元，在其內(nèi)部經(jīng)過大致整面以絕緣狀態(tài)埋設鎢或電阻絲加熱器或碳絲等構成的加熱器沈，能夠將在其上面直接載置接觸的半導體晶片W加熱至所需溫度，從而進行溫度控制。作為陶瓷材料，例如能夠使用氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化硅(SiC)等。作為上述金屬，能夠使用鋁、鋁合金等。另外，載置臺主體114的直徑設定為稍小于半導體晶片W 的直徑，例如半導體晶片W的直徑為300mm時，載置臺主體114的直徑設定為左右。 在載置臺主體114的邊緣部，沿其環(huán)向形成有環(huán)狀的剖面呈直角狀切取的階梯部118 (參照圖3)。另外，基臺116整體由金屬形成。而且，基臺116主要包括在內(nèi)部經(jīng)過大致整面設置有致冷劑通路28的圓板狀金屬制的基座部120和在該基座部120的邊緣部以包圍載置臺主體114的側面而立起的方式設置的環(huán)狀金屬制的邊環(huán)122。在致冷劑通路28中，經(jīng)過沒有圖示的配管，流通作為致冷劑的冷卻水、Fluorinert、GALDEN(注冊商標)等。在基座部120和邊環(huán)122之間，為了緩和邊環(huán)122的冷卻，夾置有由比構成邊環(huán) 122和基座部120的金屬的熱傳導性低的金屬構成的環(huán)狀的熱傳導緩和部件124。而且，這些邊環(huán)122、熱傳導緩和部件IM和基座部120通過其上方多個螺栓126以能夠裝卸(能夠分解)的方式結合為一體。因此，邊環(huán)122和熱傳導緩和部件IM是處理容器20內(nèi)能夠裝卸的結構部件。這里，基座部120和邊環(huán)122分別由鋁或鋁合金構成，熱傳導緩和部件124由比鋁或鋁合金熱傳導性差的不銹鋼構成。由于熱傳導緩和部件1 原本可以根據(jù)需要設置，因此也可以省略。另外，在基座部120和邊環(huán)120，可以代替鋁或鋁合金，使用熱傳導性略差的不銹鋼。另外，在基座部120的上面和載置臺主體114的底部(下面)之間，夾置有絕熱材料128、129。通過以這樣的狀態(tài)支撐載置臺主體114，實現(xiàn)兩者間的絕熱。作為絕熱材料128、129，能夠使用熱傳導性低且耐熱性優(yōu)異的陶瓷材料或不銹鋼等。這些絕熱材料包括支撐載置臺主體114的底部外周的環(huán)狀的絕熱材料1 和支撐底部內(nèi)周的多個小片的絕熱材料129，通過在這些小片的絕熱材料129間存在多個空間部130，提高絕熱性(參照圖 4)。另外，如圖4所示，這些絕熱材料在上部形成支撐突起132A、133A，并且在下部形成腳部 132B、133B，盡量減少接觸面積(傳熱面積)。由此，進一步提高絕熱性。在絕熱材料支撐突起132A、133A的前端形成平坦部，環(huán)狀的絕熱材料128的平坦部a的徑向長度長于小片的絕熱材料129的平坦部b的徑向長度，有效地抑制處理空間的氣氛氣侵入空間部130內(nèi)。而且，如圖4所示，在邊環(huán)122的上面，以保持與半導體晶片W的載置面的水平面大致相同的水平面邊向半導體晶片W的半徑方向外側只延伸規(guī)定長度的方式，形成環(huán)狀的凸緣部134。由此，在半導體晶片W的周邊部向半導體晶片W側引導從上方流過來的原料氣體，從而高效地進行成膜。另外，在邊環(huán)122的內(nèi)周側的上部，沿其環(huán)向環(huán)狀設置向內(nèi)周側(半導體晶片W 側)突起的突起部136。該突起部136延伸至載置臺主體114的階梯部118的途中。而且， 在該突起部136，以從其上方向下方貫通的方式設置固定螺絲138。通過使該固定螺絲138 向下方前進，擠壓載置臺主體114的周邊部，使載置臺主體114固定。邊環(huán)122的內(nèi)周面和載置臺主體114的外周面不直接接觸，在兩者間殘留用于絕熱的空間部140。另外，固定螺絲138全部例如只設置6根左右，由此，可以提高邊環(huán)122和載置臺主體114之間的絕熱性。另外，在載置臺主體114的階梯部118的上方的側面和邊環(huán)122的突起部136的內(nèi)周面之間，以間隙配合狀態(tài)能夠裝卸地設置有環(huán)狀的屏蔽環(huán)142。因此，該屏蔽環(huán)142是處理容器20內(nèi)能夠裝卸的結構部件。該屏蔽環(huán)142由鋁或鋁合金等金屬構成，發(fā)揮防止向載置臺主體114的側壁的成膜、確保半導體晶片W的面內(nèi)溫度均勻性、防止在半導體晶片W 的底面的成膜、載置臺主體114和邊環(huán)122之間的絕熱等功能。如上構成的成膜裝置12的整體動作，例如，氣體供給的開始和停止、過程溫度、過程壓力、致冷劑通路觀中流通的致冷劑的溫度控制、主阱設備76中的致冷劑供給、致冷劑的循環(huán)等的控制，例如通過包括電子計算機的裝置控制部150進行(參照圖1)。該控制所必須的能夠由電子計算機讀取的程序存儲于存儲介質(zhì)152。作為該存儲介質(zhì)152，可以使用軟盤、⑶(光盤，CompactDisc)、⑶-ROM、硬盤、閃存或DVD等。接著，參照圖6說明使用如上構成的成膜裝置12的第1實施例進行的本發(fā)明的原料回收方法的第1實施例。圖6是表示本發(fā)明的原料回收方法的第1實施例的流程圖。首先，如圖1所示，在成膜裝置12的成膜裝置主體14中，連續(xù)驅動排氣系統(tǒng)18的真空泵部72 的渦輪分子泵72A和干式真空泵72B，處理容器20內(nèi)被抽真空，維持在規(guī)定的壓力。另外， 支撐于載置臺結構22的半導體晶片W通過加熱器沈維持在規(guī)定的溫度，另外，處理容器20的側壁和噴頭36也分別通過加熱器42、44維持在各自的規(guī)定溫度。后者的規(guī)定溫度是指低于原料氣體的分解溫度且在原料氣體的凝固溫度或液化溫度以上的范圍內(nèi)的溫度，例如為80°C左右。另外，原料氣體供給系統(tǒng)16的整體通過槽加熱單元64或通路加熱器66，預先加熱到規(guī)定的溫度，例如如上述的80°C左右。然后，開始成膜處理，在原料氣體供給系統(tǒng)16中， 經(jīng)過載體氣體管56向原料槽46內(nèi)供給流量得到控制的載體氣體(CO)，儲存在原料槽46內(nèi)的固體原料48被加熱氣化，產(chǎn)生原料氣體。這樣產(chǎn)生的原料氣體與載體氣體一起向下游側在原料通路52內(nèi)流通。該原料氣體從成膜裝置主體14的噴頭36向形成為減壓氣氛氣的處理容器20內(nèi)導入。由此，在該處理容器20內(nèi)，例如通過CVD (化學氣相沉積，Chemical Vapor Deposition)在半導體晶片W 上形成Ru金屬的薄膜。由此，進行圖6所示的成膜處理Si。此時的過程條件為過程壓力為0. ITorr (13. 3Pa)左右，半導體晶片溫度在原料氣體的分解溫度以上，例如150 250°C 左右。如圖5所示，若超過150°C，則成膜速率急劇增大，因此，只要在上述溫度則能夠得到充分的成膜速率。在該成膜處理中，在半導體晶片W上沉積薄膜，但由于后述的溫度控制， 在載置臺結構22的表面幾乎不沉積不需要的薄膜。這里，作為固體原料48的Ru3(CO)12是蒸汽壓非常低從而難以蒸發(fā)(氣化)的原料。另外，參與成膜反應的量(比例)非常少，90%左右的原料氣體以未反應狀態(tài)與載體氣體CO —起流下到排氣系統(tǒng)18的排氣通路68內(nèi)。該排氣通路68也通過通路加熱器112被加熱到如上所述的80°C左右，可以防止原料氣體再凝固等。上述成膜反應由下述化學式表示，產(chǎn)生與載體氣體相同氣體種類的CO(—氧化碳)。
權利要求
1.一種載置臺結構，其特征在于其為了在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在被處理體的表面形成薄膜而載置該被處理體，該載置臺結構中具備 載置臺主體，載置所述被處理體，并且在內(nèi)部設置有加熱器；和基臺，以包圍所述載置臺主體的側面和底面的狀態(tài)支撐所述載置臺主體，并且在內(nèi)部設置有流通致冷劑的致冷劑通路，維持在低于所述原料氣體的分解溫度且在凝固溫度或液化溫度以上的溫度范圍。
2.如權利要求1所述的載置臺結構，其特征在于所述載置臺主體在其底部隔著絕熱材料支撐于所述基臺。
3.如權利要求1或2所述的載置臺結構，其特征在于 所述基臺包括金屬制的基座部，在內(nèi)部設置有所述致冷劑通路，直接支撐所述載置臺主體；和金屬制的邊環(huán)，在該基座部的邊緣部以包圍所述載置臺主體的側面的方式立起設置， 并且與所述基座部結合為一體。
4.如權利要求3所述的載置臺結構，其特征在于所述基座部和所述邊環(huán)通過螺栓以能夠裝卸的方式結合。
5.如權利要求3或4所述的載置臺結構，其特征在于所述邊環(huán)的上面形成為向所述被處理體的半徑方向外側只延伸規(guī)定長度的尺寸。
6.如權利要求3 5中任一項所述的載置臺結構，其特征在于在所述基座部和所述邊環(huán)之間，夾置有由比構成所述基座部和所述邊環(huán)的金屬的熱傳導性低的金屬構成的熱傳導緩和部件。
7.如權利要求3 6中任一項所述的載置臺結構，其特征在于在所述載置臺主體的側面和所述邊環(huán)的內(nèi)周面之間，設置有能夠裝卸的屏蔽環(huán)。
8.如權利要求3 7中任一項所述的載置臺結構，其特征在于在所述邊環(huán)上，設置有用于抑制在所述被處理體的側面形成薄膜的覆蓋環(huán)。
9.如權利要求3 8中任一項所述的載置臺結構，其特征在于 在所述邊環(huán)的表面施加包覆膜。
10.如權利要求7所述的載置臺結構，其特征在于 在所述屏蔽環(huán)的表面施加包覆膜。
11.如權利要求8所述的載置臺結構，其特征在于 在所述覆蓋環(huán)的表面施加包覆膜。
12.如權利要求9 11中任一項所述的載置臺結構，其特征在于所述包覆膜為金屬材料的噴鍍膜、特氟龍(注冊商標)膜、鍍膜中的至少一種。
13.如權利要求1 12中任一項所述的載置臺結構，其特征在于 所述基臺通過從所述處理容器的底部立起的支柱支撐。
14.一種載置臺結構，其特征在于其為了在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在被處理體的表面形成薄膜而載置該被處理體，該載置臺結構中具備 載置臺主體，載置所述被處理體，并且在內(nèi)部設置有加熱器；金屬制的基座部，支撐所述載置臺主體，并且在內(nèi)部設置有流通致冷劑的致冷劑通路;和周邊部件，在所述載置臺主體的外周側以包圍所述載置臺主體的方式能夠裝卸地設置，并且在薄膜形成時調(diào)整為所述原料氣體的分解溫度以上的溫度。
15.如權利要求14所述的載置臺結構，其特征在于所述載置臺主體在其底部隔著絕熱材料支撐于所述基座部。
16.如權利要求14或15所述的載置臺結構，其特征在于在所述基座部的邊緣部，設置有以包圍所述載置臺主體的側面的方式立起設置的金屬制的邊環(huán)，該邊環(huán)構成所述周邊部件的一部分。
17.如權利要求16所述的載置臺結構，其特征在于 所述基座部和所述邊環(huán)通過螺栓以能夠裝卸的方式結合。
18.如權利要求16或17所述的載置臺結構，其特征在于所述邊環(huán)的上面形成為向所述被處理體的半徑方向外側只延伸規(guī)定長度的尺寸。
19.如權利要求16 18中任一項所述的載置臺結構，其特征在于在所述基座部和所述邊環(huán)之間，夾置有由比構成所述基座部和所述邊環(huán)的金屬的熱傳導性低的金屬構成的熱傳導緩和部件。
20.如權利要求16 19中任一項所述的載置臺結構，其特征在于在所述載置臺主體的側面和所述邊環(huán)的內(nèi)周面之間，設置有能夠裝卸的屏蔽環(huán)， 該屏蔽環(huán)構成所述周邊部件的一部分。
21.如權利要求16 20中任一項所述的載置臺結構，其特征在于所述載置臺主體和所述邊環(huán)，為了提高兩者間的熱傳導性，以部分隔著熱傳導性促進部件或者直接接觸的方式設置。
22.如權利要求16 21中任一項所述的載置臺結構，其特征在于 在所述邊環(huán)上，設置有用于抑制在所述被處理體的側面形成薄膜的覆蓋環(huán)， 該覆蓋環(huán)構成所述周邊部件的一部分。
23.如權利要求16 22中任一項所述的載置臺結構，其特征在于 在所述邊環(huán)的表面施加包覆膜。
24.如權利要求20所述的載置臺結構，其特征在于 在所述屏蔽環(huán)的表面施加包覆膜。
25.如權利要求22所述的載置臺結構，其特征在于 在所述覆蓋環(huán)的表面施加包覆膜。
26.如權利要求23 25中任一項所述的載置臺結構，其特征在于所述包覆膜為金屬材料的噴鍍膜、特氟龍(注冊商標)膜、鍍膜中的至少一種。
27.如權利要求1 沈中任一項所述的載置臺結構，其特征在于 所述基座部通過從所述處理容器的底部立起的支柱支撐。
28.如權利要求1 27中任一項所述的載置臺結構，其特征在于所述有機金屬化合物包括選自 Ru3 (CO) 12、W (CO) 6、Ni (CO) 4、Mo (CO)6, Co2 (CO) 8、 Rh4(CO)12, Re2 (CO) 10, Cr (CO)6, Os3(CO)12, Ta(CO)5, TEMAT (四(乙基甲基氨基)鈦)、TAIMATA、Cu(EDMDD)2、TaCl5, TMA(三甲基鋁)、TBTDET(叔丁基亞氨基三(二乙基氨基) 鉭)、PET(五乙氧基鉭)、TMS(四甲基硅烷)、TEH(四乙氧基鉿)、Cp2Mn[ = Mn(C5H5)2], (MeCp) 2Mn [ = Mn (CH3C5H4) 2]、(EtCp) 2Mn [ = Mn (C2H5C5H4) 2]、(i-PrCp) 2Mn [ = Mn (C3H7C5H4) 2]、 MeCpMn (CO) 3 [ = (CH3C5H4)Mn(CO)3] > (t_BuCp)#n[ = Mn (C4H9C5H4) 2], CH3Mn (CO) Mn (DPM) 3 [ = Mn (C11C19O2) 3] > Mn (DMPD) (EtCp) [ = Mn (C7H11C2H5C5H4) ], Mn (acac) 2 [= Mn (C5H7O2) 2]、Mn (DPM) 2[ = Mn (C11H19O2) 2]、Mn (acac) 3 [ = Mn (C5H7O2) 3]中的 1 種材料。
29.一種成膜裝置，其特征在于，用于實施在被處理體的表面使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體形成薄膜的成膜處理，該成膜裝置中具備能夠真空排氣的處理容器；用于載置所述被處理體的權利要求1 觀中任一項所述的載置臺結構；向所述處理容器內(nèi)導入氣體的氣體導入單元；連接于所述氣體導入單元，供給所述原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)；對所述處理容器內(nèi)的氣氛氣進行排氣的排氣系統(tǒng)；和從在所述排氣系統(tǒng)中流通的排氣氣體中捕集回收未反應的原料氣體的阱設備。
30.如權利要求四所述的成膜裝置，其特征在于 所述阱設備使所述原料氣體凝固并回收。
31.如權利要求四或30所述的成膜裝置，其特征在于在所述處理容器內(nèi)，設置有氣體出口形成部件，其下端部與所述載置臺結構的上端側的邊緣部接近而形成排氣用的氣體出口。
32.如權利要求31所述的成膜裝置，其特征在于 所述氣體出口沿著所述載置臺結構的環(huán)向形成環(huán)狀。
33.如權利要求31或32所述的成膜裝置，其特征在于在所述處理容器內(nèi)，在載置于所述載置臺結構的所述被處理體的徑向外側部分，設置有以所述原料氣體避開所述被處理體而流向所述氣體出口的方式進行供給的氣體導入部。
34.一種原料回收方法，其特征在于其為在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)的載置臺結構上載置被處理體，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在所述被處理體的表面形成薄膜的成膜裝置中的原料回收方法， 該原料回收方法包括成膜工序，通過所述載置臺結構加熱所述被處理體，并且以將直接載置并接觸所述被處理體的結構部件以外的結構部件的溫度維持在低于所述原料氣體的分解溫度且在凝固溫度或液化溫度以上的溫度范圍的低溫的狀態(tài)，在所述被處理體的表面形成所述薄膜；和回收工序，通過凝固或液化從所述處理容器排出的排氣氣體中所含的未反應的原料氣體而回收原料。
35.如權利要求34所述的原料回收方法，其特征在于所述載置臺結構包括載置臺主體，載置所述被處理體并且在內(nèi)部設置有加熱器；和基臺，以包圍所述載置臺主體的側面和底面的狀態(tài)支撐所述載置臺主體，并且在內(nèi)部設置有流通致冷劑的致冷劑通路，所述維持在低溫的結構部件包括所述基臺。
36.如權利要求35所述的原料回收方法，其特征在于在所述基臺設置覆蓋環(huán)，所述維持在低溫的結構部件包括所述覆蓋環(huán)。
37.如權利要求34 36中任一項所述的原料回收方法，其特征在于所述處理容器的壁面維持在低于所述原料氣體的分解溫度且在凝固溫度或液化溫度以上的溫度范圍。
38.一種原料回收方法，其特征在于其為在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)的載置臺結構上載置被處理體，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在所述被處理體的表面形成薄膜的成膜裝置中的原料回收方法， 該原料回收方法包括成膜工序，通過所述載置臺結構加熱所述被處理體，并且以將位于直接載置并接觸所述被處理體的結構部件的外周側的周邊部件的溫度維持在所述原料氣體的分解溫度以上的溫度狀態(tài)，在所述被處理體的表面形成所述薄膜；和回收工序，通過凝固或液化從所述處理容器排出的排氣氣體中所含的未反應的原料氣體而回收原料。
39.如權利要求38所述的原料回收方法，其特征在于在所述周邊部件的上方設置氣體出口，使從位于所述載置臺結構的上方的處理空間排出的氣體壓入。
40.如權利要求38或39所述的原料回收方法，其特征在于所述處理容器的壁面維持在低于所述原料氣體的分解溫度且在凝固溫度或液化溫度以上的溫度范圍。
41.一種原料回收方法，其特征在于其為在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)的載置臺結構上載置被處理體，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在所述被處理體的表面形成薄膜的成膜裝置中的原料回收方法， 該原料回收方法包括包覆膜形成工序，在所述載置臺結構的能夠裝卸的結構部件形成包覆膜； 安裝工序，安裝形成有所述包覆膜的結構部件，形成載置臺結構； 成膜工序，以在安裝有所述結構部件的載置臺結構上載置所述被處理體的狀態(tài)，在所述被處理體的表面形成薄膜；拆卸工序，在所述成膜工序后，從所述載置臺結構拆卸所述結構部件；除去工序，將附著于所述結構部件的薄膜與所述包覆膜一起從所述結構部件除去；和回收工序，從所述被除去的薄膜回收所述原料中所含的金屬。
42.如權利要求41所述的原料回收方法，其特征在于 還包括再生工序，再生所述回收的金屬，制作所述原料。
43.如權利要求41或42所述的原料回收方法，其特征在于所述載置臺結構包括載置臺主體，載置所述被處理體并且在內(nèi)部設置有加熱器；和基臺，以包圍所述載置臺主體的側面和底面的狀態(tài)支撐所述載置臺主體，并且在內(nèi)部設置有流通致冷劑的致冷劑通路，所述基臺包括金屬制的基座部，在內(nèi)部設置有所述致冷劑通路，直接支撐所述載置臺主體；和金屬制的邊環(huán)，在該基座部的邊緣部以包圍所述載置臺主體的側面的方式立起設置，并且與所述基座部結合為一體，所述能夠裝卸的結構部件為所述邊環(huán)。
44.如權利要求43所述的原料回收方法，其特征在于在所述載置臺主體的側面和所述邊環(huán)的內(nèi)周面之間設置有屏蔽環(huán)， 所述能夠裝卸的結構部件為所述屏蔽環(huán)。
45.如權利要求43或44所述的原料回收方法，其特征在于在所述邊環(huán)上，設置有用于抑制在所述被處理體的側面形成薄膜的覆蓋環(huán)， 所述能夠裝卸的結構部件為所述覆蓋環(huán)。
46.一種原料回收方法，其特征在于其為在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)的載置臺結構上載置被處理體，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在所述被處理體的表面形成薄膜的成膜裝置中的原料回收方法， 該原料回收方法包括安裝工序，在設置有加熱器的載置臺主體上，以包圍該載置臺主體的外周側的方式安裝周邊部件，形成載置臺結構；成膜工序，在安裝有所述周邊部件的所述載置臺結構上載置所述被處理體，并且以將所述被處理體和所述周邊部件維持在所述原料氣體的分解溫度以上的溫度的狀態(tài)，在所述被處理體的表面形成薄膜；拆卸工序，在所述成膜工序之后從所述載置臺結構拆卸所述周邊部件； 除去工序，從所述周邊部件除去附著于所述周邊部件的薄膜；和回收工序，從所述除去的薄膜回收所述原料中所含的金屬。
47.如權利要求46所述的原料回收方法，其特征在于 還包括再生工序，再生所述回收的金屬，制作所述原料。
48.如權利要求46或47所述的原料回收方法，其特征在于作為所述安裝工序的前工序，還包括在所述周邊部件形成包覆膜的包覆膜形成工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及為了在能夠真空排氣的處理容器內(nèi)，使用包含有機金屬化合物的原料的原料氣體在被處理體的表面形成薄膜而載置該被處理體的載置臺結構。根據(jù)本發(fā)明的載置臺結構，其特征在于，具備載置臺主體，載置被處理體并且在內(nèi)部設置有加熱器；和基臺，以包圍上述載置臺主體的側面和底面的狀態(tài)支撐上述載置臺主體，并且在內(nèi)部設置有流通致冷劑的致冷劑通路，維持在低于原料氣體的分解溫度且在原料氣體的凝固溫度或液化溫度以上的溫度范圍。
文檔編號H01L21/02GK102341902SQ20108001069
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權日2009年3月3日
發(fā)明者五味淳, 原正道, 多賀敏, 安室千晃, 山本薰, 水澤寧, 波多野達夫 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社