專利名稱：成膜裝置、基板處理裝置及旋轉(zhuǎn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)反復(fù)進(jìn)行將相互反應(yīng)的至少兩種反應(yīng) 氣體依次供給到基板表面上的循環(huán)來(lái)形成層疊了反應(yīng)生成物的 薄膜的成膜裝置、基板處理裝置及旋轉(zhuǎn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體制造工藝中的成膜方法，公知有如下工藝在
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(guò)兩種氣體的反應(yīng)形成l層或多層原子層、分子層， 通過(guò)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 例如#皮稱為ALD ( Atomic Layer Deposition ) 或MLD
(Molecular Layer Deposition)等，才艮!居循環(huán)凄史能高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(duì)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，例如可以舉出柵才及氧化 膜所使用的高電介質(zhì)膜的成膜。舉一個(gè)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，存在吹掃氣體進(jìn)行氣體吹掃需要很長(zhǎng)的時(shí)間，且由于循環(huán)數(shù)也為例如數(shù)百次，因此存在處理時(shí)間長(zhǎng)這樣的問(wèn)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(tái)上沿旋轉(zhuǎn)方向配置多張基板來(lái)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(kāi)，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(guò)真空容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)而使工件通過(guò)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(tái))上沿旋轉(zhuǎn)方向等距離地配置4張晶圓，而與晶圓支承構(gòu) 件相對(duì)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O.lmm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(shuō)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(gè)處理室，并且與分隔壁的下端相對(duì)地隔著 狹縫設(shè)置能旋轉(zhuǎn)的圓形的載置臺(tái)，在該載置臺(tái)上配置多個(gè)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 給板分割為8個(gè)部分，各錯(cuò)開(kāi)90度地配置AsH3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 ，使與該氣體供給板相對(duì)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(gè)垂直壁將 旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(gè)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(gè)載置 區(qū)域，且從旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(shí)，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(guò)從分隔壁的氣體流出孔流出 惰性氣體來(lái)形成氣簾。關(guān)于排氣，從第0058段開(kāi)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。
美國(guó)專利公報(bào)7， 153， 542號(hào)圖6A、 6B 曰本4爭(zhēng)開(kāi)2001 — 254181號(hào)7>才艮圖l及圖2 專利3144664號(hào)公報(bào)圖l、圖2、權(quán)利要求l 日本特開(kāi)平4一287912號(hào)公報(bào) 美國(guó)專利公報(bào)6， 634， 314號(hào) 專利文獻(xiàn)6:曰本并爭(zhēng)開(kāi)2007—247066號(hào)/>凈艮第0023 ~ 0025、 0058段、圖12及圖18
專利文獻(xiàn)7:美國(guó)專利公開(kāi)公報(bào)2007—218701號(hào) 專利文獻(xiàn)8:美國(guó)專利公開(kāi)公報(bào)2007—218702號(hào)
專利文獻(xiàn)1 專利文獻(xiàn)2 專利文獻(xiàn)3 專利文獻(xiàn)4 專利文獻(xiàn)5但是，在專利文獻(xiàn)l所記載的裝置中，由于釆用在分離氣 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，因此伴隨著微粒的巻起，容易引起對(duì)晶圓的孩史粒污染。
另外，在專利文獻(xiàn)2所記載的發(fā)明中，有時(shí)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(tái)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(huì)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(tái)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(gè)處理室之間設(shè)有排氣室，因此，在晶圓通過(guò)該排 氣室時(shí)，來(lái)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(duì)于兩種反應(yīng)氣體 的分離沒(méi)有公開(kāi)任何實(shí)際的手段，兩種反應(yīng)氣體在基座的中心 附近混合當(dāng)然不用il，實(shí)際上即4吏在中心附近以外，兩種反應(yīng) 氣體也會(huì)通過(guò)H2氣體供給口的排列區(qū)域混合。另外，若在與晶 圓的通過(guò)區(qū)域相對(duì)的面上設(shè)置排氣口 ，則也存在由于微粒從基 座表面巻起等而容易引起對(duì)晶圓的微粒污染這樣的致命的問(wèn) 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)
10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(zhǎng)的時(shí)間，且源氣體或反應(yīng)氣 體會(huì)從一個(gè)載置區(qū)域越過(guò)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)明是基于這樣的問(wèn)題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種 成膜裝置、基板處理裝置及旋轉(zhuǎn)臺(tái)，在將相互反應(yīng)的多種反應(yīng) 氣體依次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，能防止在旋轉(zhuǎn)臺(tái)及其周邊部產(chǎn)生金屬粉等的 污染，且能防止旋轉(zhuǎn)臺(tái)的破裂、破損。
本發(fā)明的第l技術(shù)方案提供一種成膜裝置，該成膜裝置在 真空容器內(nèi)將相互反應(yīng)的至少兩種反應(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。該成膜裝置包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其設(shè)置在上述真空容器 內(nèi)；基板載置區(qū)域，其為了將基板載置在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上而設(shè)置； 第l反應(yīng)氣體供給部件，其用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板的載 置區(qū)域側(cè)的面供給第l反應(yīng)氣體；第2反應(yīng)氣體供給部件，其設(shè) 置為沿上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向離開(kāi)上述第l反應(yīng)氣體供給部 件，用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板的載置區(qū)域側(cè)的面供給第2 反應(yīng)氣體；分離區(qū)域，其為了分離被供給上述第l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)方向上位于第1、第2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件，該頂面位于 上述分離氣體供給部件的上述旋轉(zhuǎn)方向兩側(cè)，在頂面與旋轉(zhuǎn)臺(tái) 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(dòng)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(tái)的基板載置面?zhèn)鹊膰姵隹?；排?口 ，其用于將上述反應(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；上部 固定構(gòu)件及下部固定構(gòu)件，能以在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心部周邊上 下夾著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的方式壓接固定上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)，上述上部固定 構(gòu)件由石英或陶瓷形成。
另外，本發(fā)明的第2技術(shù)方案提供一種成膜裝置，通過(guò)在 真空容器內(nèi)將相互反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體按順序供給到基板 表面上且執(zhí)行該供給循環(huán)，從而層疊多層反應(yīng)生成物的層而形 成薄膜。該成膜裝置包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其設(shè)置在上述真空容器內(nèi)； 基板載置區(qū)域，其為了將基板載置在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上而設(shè)置；第 l反應(yīng)氣體供給部件，其用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板的載置 區(qū)域側(cè)的面供給第l反應(yīng)氣體；第2反應(yīng)氣體供給部件，其設(shè)置 為沿上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向離開(kāi)上述第1反應(yīng)氣體供給部件， 用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板的載置區(qū)域側(cè)的面供給第2反應(yīng) 氣體；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)方向上位于第l、第2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分離氣體供給部件，該頂面位于上述分離 氣體供給部件的上述旋轉(zhuǎn)方向兩側(cè)，在頂面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(dòng)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(tái)的基板載置面?zhèn)鹊膰姵隹?；排氣口，其用?將上述反應(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；上部固定構(gòu)件及
12下部固定構(gòu)件，能以在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心部周邊上下夾著上述 旋轉(zhuǎn)臺(tái)的方式壓接固定上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)，上述上部固定構(gòu)件和上述 旋轉(zhuǎn)臺(tái)相互接觸的面由陶瓷材料形成，上述下部固定構(gòu)件和上 述旋轉(zhuǎn)臺(tái)相互接觸的面由陶瓷材料形成。
另外，本發(fā)明的第3技術(shù)方案提供一種旋轉(zhuǎn)臺(tái)，被設(shè)于成 膜裝置上的上部固定構(gòu)件及下部固定構(gòu)件以在該旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心 部周邊上下夾著的方式壓接固定，旋轉(zhuǎn)臺(tái)以能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)被固 定，在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)表面的、與上述上部固定構(gòu)件及上述下部固 定構(gòu)件接觸的區(qū)域形成有陶瓷膜。
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，能防止在旋轉(zhuǎn)臺(tái)及其周邊部產(chǎn)生金屬粉等的污染， 且能防止旋轉(zhuǎn)臺(tái)的破裂、破損。由此，能長(zhǎng)時(shí)間在清潔的環(huán)境 中進(jìn)行成膜，因此，能防止產(chǎn)生次品，且提高裝置的利用效率。


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4A及圖4B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(dòng)狀態(tài)的說(shuō)明圖。 圖8是上述成膜裝置的局部剖立體圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式的固定了旋轉(zhuǎn)臺(tái)的狀態(tài)的剖視圖。圖IO是表示本發(fā)明實(shí)施方式的固定了旋轉(zhuǎn)臺(tái)的狀態(tài)的剖
面放大圖。
圖ll是本發(fā)明另 一 實(shí)施方式的固定了旋轉(zhuǎn)臺(tái)的狀態(tài)的剖視圖。
圖12是本發(fā)明實(shí)施方式的固定了旋轉(zhuǎn)臺(tái)的狀態(tài)的剖視圖。 圖13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(shuō)明圖。
圖14A是用于說(shuō)明分離區(qū)域所使用的凸?fàn)畈康某叽缋木?br> 部俯一見(jiàn)圖。
圖14B是用于說(shuō)明分離區(qū)域所使用的凸?fàn)畈康某叽缋木?部剖一見(jiàn)圖。
圖15是表示分離區(qū)域的另 一例子的縱剖視圖。 圖16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17是表示反應(yīng)氣體供給部件的氣體噴出孔的另 一例子 的仰視圖。
圖18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19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20是表示本發(fā)明的又一實(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21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22是表示本發(fā)明的又 一 實(shí)施方式的成膜裝置的縱俯視圖。
圖23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(gè)例子的扭克略俯—見(jiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置。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(俯視 狀態(tài)下)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1的中心具有旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2。真空容器 1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O形密封圈13壓靠在容器主體12 —側(cè)來(lái) 保持氣密狀態(tài)，但在將頂板11從容器主體12分離時(shí)，利用未圖 示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)抬起到上方。
旋轉(zhuǎn)臺(tái)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2 2的上端。旋轉(zhuǎn)軸2 2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繞鉛直軸線旋 轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)部23上，在本例中為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸22及驅(qū) 動(dòng)部23被收納在上面開(kāi)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(tái)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(jiàn)，在圖3中僅在1個(gè) 凹部24上畫(huà)出了晶圓W。在此，圖4是沿同心圓剖切旋轉(zhuǎn)臺(tái)2且 橫向展開(kāi)表示的展開(kāi)圖，如圖4A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(shí)，晶圓W的表 面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)2的表面之間的高度差大，則在該存在高度差的部分會(huì)產(chǎn)生壓力變動(dòng)，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(tái)2的表面的高度一致。所 謂使晶圓W的表面和旋轉(zhuǎn)臺(tái)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 高度差趨近于零。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(xiāo)(參照?qǐng)D8) 貫通的貫通孔(未圖示)。
凹部24用于對(duì)晶圓W進(jìn)行定位從而避免晶圓W在伴隨旋轉(zhuǎn) 臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的作用下而飛出，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(tái)2的表面上沿晶圓W的周向排
列多個(gè)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(tái) 2側(cè)具有靜電卡盤(pán)等卡盤(pán)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?qǐng)D2及圖3，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(guò)該結(jié)構(gòu)，凹部24能在噴嘴31、
32、 41以及42的下方通過(guò)。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按該順序順時(shí)針配置。這些氣體噴嘴31、 32、 41、 42貫穿 容器主體12的周壁部，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1 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11 的外表面上開(kāi)口的L字型的導(dǎo)管，在容器1內(nèi)將氣體噴嘴31( 32、 41、 42)連接到L字型的導(dǎo)管的一個(gè)開(kāi)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(kāi)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。
在反應(yīng)氣體噴嘴31 、 32上沿噴嘴的長(zhǎng)度方向隔開(kāi)間隔地排
體噴嘴41 、 4 2上沿長(zhǎng)度方向隔開(kāi)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)氣體供給部件及第2反應(yīng)氣體供給部件，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l處理區(qū)域 Pl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1處理區(qū)域P1和第2處理區(qū)域P2分開(kāi)，如圖 2~圖4所示，在該分離區(qū)域D的真空容器1的頂板11上設(shè)有凸?fàn)?部4，該凸?fàn)畈?是沿周向分割以旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(huà)出的圓而構(gòu)成的、平面形狀(俯 視狀態(tài)下)為扇形且向下方突出的頂板。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沿該圓的徑向延伸 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)的邊纟彖及下游側(cè)的邊 緣)的距離被設(shè)定為相同長(zhǎng)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)，
17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(tái) 2之間進(jìn)而阻止這些反應(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(tái) 2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)進(jìn)入，還阻止BTBAS氣體/人旋轉(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(tái)2的表面之 間、在本例中是吹入與該第l頂面44相鄰的第2頂面45的下方側(cè) 空間，從而來(lái)自該相鄰空間的氣體無(wú)法進(jìn)入。而且，所謂"氣 體無(wú)法進(jìn)入，，并不是僅指從相鄰空間完全不能進(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O 3氣體及B T B A S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1處理區(qū)域P1的氣氛和第2處理區(qū)域P 2的氣氛的分離作用。 另外，對(duì)于吸附在晶圓W表面上的氣體來(lái)說(shuō)，當(dāng)然能從分離區(qū) 域D內(nèi)通過(guò)，阻止氣體進(jìn)入是指阻止氣相中的氣體進(jìn)入。
參照?qǐng)Dl、 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 側(cè)區(qū)域與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2相對(duì)。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(gè)平面。即，突出 部5的下表面距旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的高度與凸?fàn)畈?的下表面(頂面44 ) 距旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(duì)于凸?fàn)畈?及分離氣體噴嘴41 (42)的組裝結(jié)構(gòu)的制作200910172116.2
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(guò)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(zhǎng)度方向 隔開(kāi)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。另外，在反應(yīng)氣體噴嘴31、 32上也沿噴嘴的長(zhǎng)度方 向隔開(kāi)例如10mm的間隔地j非列有朝向正下方的、例如口徑是 0.5mm的噴出孑L。
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(kāi)旋轉(zhuǎn)中心140mm的突出部5的邊界 部位的周向長(zhǎng)度(與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2同心的圓的圓弧長(zhǎng)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(zhǎng)度 例如是502mm。另外，如圖4A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(zhǎng)度看作是L的話，長(zhǎng)度L是246mm。
另外，如圖4A所示，凸?fàn)畈?的下表面、即頂面44的距i走 轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)2的轉(zhuǎn)速例如設(shè)定為lrpm 500rpm。為了確保分離區(qū)域D的分離功能，與旋轉(zhuǎn)臺(tái)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 狀部4的下表面(第1頂面44)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(huì)影響成膜處理的氣體即可，對(duì)氣體的種類沒(méi)有特別限定。
真空容器1的頂板11的下表面、即從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置部 (凹部24)看到的頂面如上所述那樣沿周向存在有第l頂面44和高于該頂面44的第2頂面45,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i走轉(zhuǎn)臺(tái)2的外端面相對(duì)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)，構(gòu)成為能從容器主體 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 存在很小的間隙。設(shè)置該彎曲部46的目的與凸?fàn)畈?相同，也
曲部46的內(nèi)周面和i走轉(zhuǎn)臺(tái)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之間的間隙祐j殳定為與頂面44到旋轉(zhuǎn) 臺(tái)2的表面的高度h為相同高度。在該例子中，從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表 面?zhèn)葏^(qū)域看來(lái)，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4妄近地形成為垂直面，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(tái)2 的外端面相對(duì)的部位到底面部14被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(gè)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l中，附圖標(biāo)記65是壓力調(diào)整部 件，可以在每個(gè)排氣口61、 62上設(shè)置該壓力調(diào)整部件，也可以 共用一個(gè)。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—見(jiàn)看時(shí)上述分離區(qū)域D的上述^:轉(zhuǎn)方向兩側(cè)，專門(mén) 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(gè)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"i殳置數(shù)并不限于2個(gè)，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(gè)，也可以為4個(gè)以上。在本例中，通過(guò)將排氣口61、 62設(shè)置 在比旋轉(zhuǎn)臺(tái)2低的位置上而從真空容器1的內(nèi)周壁和旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)2高的位置上。通過(guò)這樣設(shè)置排氣口61、 62而使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的 氣體向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外側(cè)流動(dòng)，因此，與從與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2相對(duì)的頂面 排氣的情況相比，在能抑制微粒巻起這方面是有利的。
如圖l、圖5及圖6所示，在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)2和真空容器1的底 面部14之間的空間內(nèi)設(shè)有作為加熱部件的加熱器單元7，隔著 旋轉(zhuǎn)臺(tái)2將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W加熱到由工藝制程程序(process recipe)決定的溫度。為了劃分從旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)2的周 緣附近的下方側(cè)設(shè)有沿全周?chē)訜崞鲉卧?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(guò)減小該彎曲 面和旋轉(zhuǎn)臺(tái)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)。
如圖l、圖5及圖7所示，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(tái)2的下表面中心部附 近、接近芯部21，從而4吏底面部14與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的間隔成為 狹小的空間，另外，對(duì)于貫穿該底面部14的旋轉(zhuǎn)軸22的貫通孔 來(lái)說(shuō)，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
21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)
設(shè)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l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(gè)部位上設(shè)有 用于對(duì)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(guò)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(dòng)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(tái)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03氣體從已述的第1處理區(qū)域P1和第2處理 區(qū)域P 2的 一 方經(jīng)由旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下方繞到另 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11和芯部 21之間的空間52內(nèi)(參照?qǐng)D7)。被供給到該空間52內(nèi)的分離氣 體通過(guò)突出部5和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的狹小的間隙50沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)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1處理區(qū)域P1和第2處理區(qū)域P2之間經(jīng)由旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)2的旋轉(zhuǎn)中心部和真空容器l劃分成，并被分離氣體吹掃， 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(tái)2的表面噴出氣體的噴出口。另外，在此所說(shuō)的噴出口相當(dāng) 于上述突出部5和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的狹小的間隙5 0 。
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(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(kāi)閉。另夕卜， 旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的作為晶圓載置部的凹部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)，在與該交接位置相對(duì)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(xiāo)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(duì)整個(gè)裝置的動(dòng)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(chǔ) 器內(nèi)存儲(chǔ)有用于使裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的程序。該程序編寫(xiě)了用于執(zhí)行后 述的裝置的動(dòng)作的步驟群，從硬盤(pán)、光盤(pán)、光磁盤(pán)、存儲(chǔ)卡、 軟盤(pán)等存儲(chǔ)介質(zhì)安裝到控制部100內(nèi)。
在本實(shí)施方式中，在芯部21上固定有旋轉(zhuǎn)臺(tái)2，基于圖9及 圖10詳細(xì)說(shuō)明芯部21的結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的結(jié)構(gòu)、固定方法。
在本實(shí)施方式的成膜裝置中，為了固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2而在芯部 21上具有作為上部固定構(gòu)件的上轂部121和作為下部固定構(gòu)件 的下穀部122。旋轉(zhuǎn)臺(tái)2為了在芯部21上進(jìn)行固定而在中心部分 具有圓形狀的開(kāi)口部，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2被上轂部121和下轂部122夾著 地壓接并固定。上轂部121由石英等構(gòu)成，為了固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2而 在中心部周邊設(shè)有供螺栓123通過(guò)的孔127。另外，下轂部122 由不銹鋼、鉻鎳鐵耐熱合金等材料形成，與旋轉(zhuǎn)軸22相連接。
另外，在下轂部12 2上設(shè)有用于固定螺栓12 3的螺孔12 8, 該螺栓123用于固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2。如圖10所示，在下轂部122與旋 轉(zhuǎn)臺(tái)2接觸的區(qū)域形成有陶瓷膜122a。該陶瓷膜122a由氧化鋁 (A1203 )、氧化釔(Y203 )構(gòu)成，或由氧化鋁(A1203 )和氧 化釔(Y203 )的混合材料構(gòu)成，通過(guò)陶瓷噴鍍形成。另外，由 于后述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2由石英等形成，因此，在下轂部122與旋轉(zhuǎn)臺(tái)
232之間的熱膨脹差較大而未形成陶瓷膜1222a的情況下，會(huì)產(chǎn)生 污染等。即，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與下轂部122的接觸部分，因旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 刮削下轂部122的表面而產(chǎn)生金屬粉等，該金屬粉等在晶圓上 成為污染。另外，在未形成陶瓷膜122a的情況下，有時(shí)會(huì)在旋 轉(zhuǎn)臺(tái)2與下穀部122的接觸部分產(chǎn)生金屬粉等或產(chǎn)生傷痕等，會(huì) 損壞旋轉(zhuǎn)臺(tái)2。
但是，在本實(shí)施方式中，利用陶瓷膜122a能不在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 與上轂部121的接觸部分及旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與下轂部122的接觸部分產(chǎn) 生金屬粉等的污染，且能防止損壞旋轉(zhuǎn)臺(tái)2。
在本實(shí)施方式中，形成在下穀部122上的陶瓷膜122a的表 面在與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2接觸的區(qū)域?yàn)殓R面。同樣地，上轂部121的表面 在與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2接觸的區(qū)域?yàn)殓R面。
另外，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2由石英形成或如圖IO所示那樣由碳等材料 形成，在表面形成SiC膜2a。另外，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的與上轂部121及 下穀部122接觸的區(qū)域?yàn)殓R面。
上轂部121由石英構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2由石英形成或由碳等材料 構(gòu)成，在表面形成SiC膜2a，因此，陶瓷材料彼此間接觸，不 會(huì)因摩擦等而產(chǎn)生金屬粉。特別是，若是兩者的面都是鏡面， 則能更進(jìn)一步防止產(chǎn)生污染。
另外，下轂部122在與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2接觸的區(qū)域形成有陶瓷膜 122a,該陶瓷膜122a由氧化鋁、氧化^l乙構(gòu)成，或由氧化鋁和氧 化釔的混合材料構(gòu)成。如上所述，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2由石英形成或由碳 等材料構(gòu)成，在表面上形成由SiC膜2a，因此，陶瓷材料彼此 間接觸，不會(huì)因摩擦等而產(chǎn)生金屬粉。特別是，只要兩者的面 都是鏡面，則能更進(jìn)一步防止產(chǎn)生污染。
這樣，在固定有旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的芯部21，能抑制產(chǎn)生金屬粉等 的污染。另外，4竟面也可以通過(guò)研磨等加工形成。在本實(shí)施方式的成膜裝置中，下轂部122也可以由陶瓷形 成。作為該情況下的陶瓷材料，從強(qiáng)韌性的觀點(diǎn)出發(fā)，可舉出 包含氮化硅(SiN)或氧化鋯的材料。另外，在由陶瓷形成下 轂部122的情況下，有時(shí)不需要在下轂部122的與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的接 觸面上設(shè)置陶資膜122a。
另外，通過(guò)由陶資形成旋轉(zhuǎn)臺(tái)2，不形成SiC膜2a就能獲得 同樣的效果。另外，在本實(shí)施方式中，為了^f吏上轂部121能耐 得住300 400。C的高溫，或者在曝露于反應(yīng)氣體中的情況下也 能耐得住，使用石英形成上轂部122。由此，上轂部121和旋轉(zhuǎn) 臺(tái)2的接觸成為陶瓷材料彼此間的接觸。另外，通過(guò)在下轂部 122上形成陶瓷膜122a，能使下轂部122和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的接觸 為陶瓷材料彼此間的接觸。另外，在下轂部122由陶瓷材料形 成的情況下也同樣。
另外，參照?qǐng)D9，通過(guò)將螺栓123夾著蝶形彈簧124穿過(guò)設(shè) 于上穀部121上的孔127而擰入設(shè)于下轂部122上的螺孔128中 來(lái)利用芯部21固定S走轉(zhuǎn)臺(tái)2。在對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)2進(jìn)4亍加熱時(shí)，熱也傳 導(dǎo)到上轂部121及下轂部122上，上轂部121及下轂部122有時(shí) 會(huì)因熱膨脹而產(chǎn)生變形。但是，由于在緊固螺栓123時(shí)使用蝶 形彈簧124，因此，利用蝶形彈簧124能緩和該變形，能防止因 上轂部121、下轂部122的變形而產(chǎn)生的應(yīng)力損壞旋轉(zhuǎn)臺(tái)2。另 外，在本實(shí)施方式中，利用6根螺栓123將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與上轂部121、 下轂部122固定，在上轂部121上設(shè)有與各螺栓123相對(duì)應(yīng)的孔 127,在下轂部122上設(shè)有與各螺栓123相對(duì)應(yīng)的螺孔128。
另外，在本實(shí)施方式中，為了使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心軸與旋轉(zhuǎn) 軸2 2的旋轉(zhuǎn)軸 一 致，在設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中'^部分的圓形狀的開(kāi) 口部?jī)?nèi)設(shè)有定心環(huán)125。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與定心環(huán)125之間設(shè)有螺旋 彈簧126，即使在對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)2進(jìn)行加熱時(shí)旋轉(zhuǎn)臺(tái)2因熱膨脹而變形的情況下，也能利用螺旋彈簧126緩沖旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的熱膨脹，因 此，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上不會(huì)產(chǎn)生破損、破裂等。另外，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2進(jìn) 行旋轉(zhuǎn)時(shí)，定心環(huán)125也同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn) 軸與定心環(huán)125的i走轉(zhuǎn)軸一致。
在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了為了固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)2而利用普通的 螺栓123將上轂部121和下轂部122固定的方法，但在其它實(shí)施 方式中，如圖11所示，可以在將螺栓133穿過(guò)上穀部121的孔127 時(shí)在上轂部121和蝶形彈簧124之間使用襯墊132,另外，如圖 12所示，也可以4吏用4又在擰入到下轂部122的螺孔128中的前端 部分切削有螺紋的軸肩螺栓134。由此，能防止過(guò)于緊固螺栓， 能長(zhǎng)期穩(wěn)定地使用裝置。
接著對(duì)上述實(shí)施方式的作用進(jìn)行說(shuō)明。首先，打開(kāi)未圖示 的閘閥，利用輸送臂10將晶圓W從外部經(jīng)由輸送口 15交接到旋 轉(zhuǎn)臺(tái)2的凹部24內(nèi)。該交接是通過(guò)以下動(dòng)作來(lái)進(jìn)行的在凹部 24停止在面對(duì)輸送口 15的位置時(shí)，如圖8所示，升降銷(xiāo)16經(jīng)由 凹部24底部的貫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(guò)使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2間歇旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行，將晶 圓W分別載置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的5個(gè)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(tái)2 繞順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 一 邊利用加熱器單元7對(duì)晶圓W進(jìn)行加熱。詳細(xì)地 說(shuō)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2被加熱器單元7預(yù)先加熱到例如300。C ,晶圓W通 過(guò)被載置在該旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)，晶圓W交替地通過(guò)設(shè)有第1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
26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(lái)，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，參照?qǐng)D7，在上述成膜動(dòng)作中，也從分離氣體供給 管51供給作為分離氣體的N2氣體，由此，從中心部區(qū)域C、即 從突出部5和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的間隙50沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)2之間的狹窄的空間低的壓力。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(guò)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?qǐng)D13說(shuō)明從氣體噴嘴31、 32、 41、 42向容器1 內(nèi)供給的氣體的流動(dòng)形態(tài)。圖13是示意性地表示流動(dòng)形態(tài)的 圖。如圖所示，從第2反應(yīng)氣體噴嘴32噴出的03氣體的一部分 碰到旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面(以及晶圓W的表面)而沿著該表面向與旋 轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向流動(dòng)。接著，該Os氣體被從旋轉(zhuǎn) 臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)流過(guò)來(lái)的N2氣體吹回，向旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(guò)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、碰到旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 的表面而沿著該表面向旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)流動(dòng)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(dòng)和排氣口 62的吸引作用 而要向該排氣口 6 2流動(dòng)，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)。但是，在包含各氣體 的流量等的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工藝參數(shù)中，該凸?fàn)畈?的頂面的高度及
27周向長(zhǎng)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(huì)如圖4B所示那樣，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 些也不能到達(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 吹回到錄:轉(zhuǎn)方向上游側(cè)、即吹回到第2處理區(qū)i或P2側(cè)，與/人中 心部區(qū)域C噴出的N2氣體一起，從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的周緣和真空容器1 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(tái)2的 表面分別向旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)和下游側(cè)流動(dòng)的BTBAS氣體，完全 不能進(jìn)入到在該;旋轉(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)入了也被吹回到第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(tái)2的周緣和真空 容器l的內(nèi)周壁之間的間隙通過(guò)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(dòng)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(dòng)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(guò)，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13所示那 樣從該中心部區(qū)域C朝向旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(guò)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(tái)2的外端面之間的間隙-像以上所述那 樣變窄，實(shí)質(zhì)上阻止氣體通過(guò)，因此，也阻止第1處理區(qū)域P1 的BTBAS氣 (第2處理區(qū)域P2的03氣體)經(jīng)由旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(gè)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(wú) 論在氣氛中還是在晶圓W上都不會(huì)混合。另外，在本例中，由 于用N2氣體吹掃旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)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。這樣地成膜處理結(jié)束時(shí)， 利用輸送臂10通過(guò)與搬入動(dòng)作相反的動(dòng)作將各晶圓依次搬出。
在此，若對(duì)處理參數(shù)的一個(gè)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(tái)2的轉(zhuǎn)速例 ^口為lrpm 500rpm，工藝壓力侈寸^口為1067Pa ( 8Torr )，晶圓 W的加熱溫度例如為3 5 0 °C , B T B A S氣體和O 3氣體的流量例如 分別為100sccm和10000sccm，來(lái)自分離氣體噴嘴41、 42的N2 氣體的流量例如是20000sccm，來(lái)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(duì)l張 晶圓供給反應(yīng)氣體的循環(huán)次數(shù)、即晶圓通過(guò)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(guò)使載置著晶圓W的 旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)，使晶圓W通過(guò)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 )而與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1具有中心部區(qū)域C,該中心部區(qū)域C具有噴出N 2氣體的排氣孔，因此能防止BTBAS氣體(Os氣體)通過(guò)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)而與03氣體(BTBAS氣體)混合。另外，由于BTBAS氣體和Os氣體不混合，因此幾乎不會(huì)產(chǎn)生氧化硅向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的堆積，因此，能降低微粒的問(wèn)題。
另外，在本實(shí)施方式的成膜裝置中，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2具有5個(gè)凹部24，能在一次運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)相對(duì)應(yīng)地載置在5個(gè)凹部24中的5張晶圓W進(jìn)4亍處理，^旦也可以在5個(gè)凹部24中的一個(gè)中載置l張晶圓W，也可以在^走轉(zhuǎn)臺(tái)2上<又形成一個(gè)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 ( 二氯石圭火克)、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 )[(甲基戊二酮酸)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(duì)于上述分離氣體噴嘴41 、 4 2位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)2的旋轉(zhuǎn)，從上游側(cè)向分離區(qū)域D流動(dòng)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。
以下，再例舉凸?fàn)畈? (或頂面44)的尺寸。參照?qǐng)D14A、圖14B，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(guò)的路徑相對(duì)應(yīng)的圓弧的長(zhǎng)度L是晶圓W的直徑的約1/10 1/l的長(zhǎng)度即可，優(yōu)選是約l/6以上。具體地說(shuō)，在晶圓W具有300mm的直徑的情況下，該長(zhǎng)度L優(yōu)選是約50mm以上。在該長(zhǎng)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(tái)2之間的狹窄的空間的高度h。但是，若長(zhǎng)度L過(guò)短、高度h變得極低，則有可能旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與頂面44碰撞而產(chǎn)生微粒，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(tái)2與頂面44碰撞，需要抑制旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的振動(dòng)或使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的對(duì)策。另 一 方面，在縮短長(zhǎng)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(tái)2之間的狹窄的空間，必須降低旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(duì)應(yīng)的圓弧的、頂面44的長(zhǎng)度L優(yōu)選是約50mm以上。但是，凸?fàn)畈?或頂面44的尺寸并不限定于上述尺寸，也可以根據(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(dòng)的程度的高度，如上述說(shuō)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)4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。 <旦是，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15所示那樣在凸?fàn)畈?的內(nèi)部形成沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向延伸的流路47，沿該流路47的長(zhǎng)度方向形成多個(gè)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16的(a)所示的凹面形狀，也可以構(gòu)成為圖16的(b)所示的凸面形狀，或者構(gòu)成為圖16的(c)所示的波狀。
另外，凸?fàn)畈?也可以是空心的，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17的(a)、圖17的(b)、圖17的(c)所示那樣排列多個(gè)氣體噴出孔33。
參照?qǐng)D17的(a)，多個(gè)氣體噴出孔33具有分別相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向傾斜的狹縫形狀。這些傾斜狹縫(多個(gè)氣體噴出孔33)沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向與相鄰的狹縫局部重疊。
在圖17的(b)中，多個(gè)氣體噴出孔33分別為圓形。這些圓形的孔(多個(gè)氣體噴出孔33)整體沿著沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向延伸的曲折線配置。
在圖17的(c)中，多個(gè)氣體噴出孔33分別具有圓弧狀的狹縫的形狀。這些圓弧狀狹縫(多個(gè)氣體噴出孔33)沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向以^L定間隔配置。
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17的(d)所示的長(zhǎng)方形或正方形的上表面形狀。另外，凸?fàn)畈?也可以如圖17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17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17的(g)所示，也可以構(gòu)成為凸?fàn)畈?的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 (圖1 )的旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)部分具有凹狀的側(cè)面4Sc，凸?fàn)畈?的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 (圖l)的旋轉(zhuǎn)方向的下游側(cè)部分具有平面狀的側(cè)面4Sf。另外，在圖17的(d)至圖17的(g)中，虛線表示在凸?fàn)畈?上形成的槽部43 (圖4A、圖4B)。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l)伸出。
作為用于對(duì)晶圓W進(jìn)行加熱的加熱部件，并不限于使用電
32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(tái)2的下方側(cè)而設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(gè)上述實(shí)施方式之外的其它例子。圖18是使第2反應(yīng)氣體噴嘴32比輸送口 15位于靠旋轉(zhuǎn)臺(tái)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19是表示這樣的結(jié)構(gòu)的一個(gè)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。^旦是，第l處理區(qū)域P1和第2處理區(qū)域P2的至少一個(gè)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(tái)2相對(duì)、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(tái)2之間的間隙中。該頂面可以比頂面45低，也可以〗氐至與分離區(qū)域D的頂面44大致相同。圖20表示這樣的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。如圖所示，扇形的凸?fàn)畈?0配置在被供給Os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17的(a)至圖17的(c)所例示的空心的凸?fàn)畈肯嗤?br> 另外，為了在分離氣體噴嘴41 (42)的兩側(cè)形成狹窄的空間，只要設(shè)置較低的頂面(第l頂面)44即可，在其它實(shí)施方 式中，也可以如圖21所示那樣在反應(yīng)氣體噴嘴31、 32的兩側(cè)i殳 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? 而在頂板ll的下表面安裝其它凸?fàn)畈?00。凸?fàn)畈?00具有大致 為圓盤(pán)狀的形狀，與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的大致整個(gè)上表面相對(duì)，具有分 別收容氣體噴嘴31、 32、 41、 42并沿徑向延伸的4個(gè)長(zhǎng)槽，且 在凸?fàn)畈?00的下方，在凸?fàn)畈?00與旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(guò)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(huì)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(guò)組合從圖17的(a)到圖17的(c)的任 意一個(gè)圖所示的空心的凸?fàn)畈?來(lái)構(gòu)成凸?fàn)畈?00,不使用氣體 噴嘴31、 32、 41、 42以及長(zhǎng)槽，而將反應(yīng)氣體以及分離氣體從 對(duì)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(tái)2的旋轉(zhuǎn)軸22位于真空容器1 的中心部，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部和真空容器l的上面部之間的空 間中吹掃分離氣體，但本發(fā)明也可以如圖22所示那樣構(gòu)成。在 圖22的成膜裝置中，真空容器l的中央?yún)^(qū)域的底面部14向下方 側(cè)突出而形成驅(qū)動(dòng)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
3481介于收容空間80的底部和真空容器1的上述凹部80a的上表 面之間，從而防止了來(lái)自第l反應(yīng)氣體噴嘴31的BTBAS氣體和 來(lái)自第2反應(yīng)氣體噴嘴32的03氣體經(jīng)由中心部區(qū)域混合。
關(guān)于使旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)2。然后，在上述收容 空間8 0中^殳置由電動(dòng)才幾8 3驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)齒輪部8 4,利用該驅(qū)動(dòng)枳j 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 22中，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)的開(kāi)口部記載有左右2處，但為了避 免B T B A S氣體和O 3氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)套筒8 2的附近區(qū)域混合，最 好對(duì)開(kāi)口部(吹掃氣體供給口 )的排列數(shù)量進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在圖22的實(shí)施方式中，若從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2側(cè)看來(lái)，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。
本發(fā)明并不限于使用兩種反應(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23中。在 圖23中，附圖標(biāo)記101例如是收納25張晶圓的稱為前開(kāi)式晶圓
35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(gè)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(tái)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(kāi)閉機(jī)構(gòu)打開(kāi)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)乂人大氣氣氛 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(gè)，進(jìn)行已述的成膜處理。這樣， 通過(guò)設(shè)置多個(gè)例如2個(gè)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)。
本申請(qǐng)基于分別在2008年9月4日及2009年8月4日向日本 專利局申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng)第2008—227029號(hào)及2009 — 181806號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其全部?jī)?nèi)容。
3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)的至少兩種反應(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，該成膜裝置包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其設(shè)置在上述真空容器內(nèi)；基板載置區(qū)域，其為了將基板載置在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上而設(shè)置；第1反應(yīng)氣體供給部件，其用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板的載置區(qū)域側(cè)的面供給第1反應(yīng)氣體；第2反應(yīng)氣體供給部件，其設(shè)置為沿上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向離開(kāi)上述第1反應(yīng)氣體供給部件，用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板的載置區(qū)域側(cè)的面供給第2反應(yīng)氣體；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)方向上位于第1、第2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件，該頂面位于上述分離氣體供給部件的上述旋轉(zhuǎn)方向兩側(cè)，在頂面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(dòng)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(tái)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；上部固定構(gòu)件及下部固定構(gòu)件，能以在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心部周邊上下夾著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的方式壓接固定上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)，上述上部固定構(gòu)件由石英或陶瓷形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其中，上述下部固定構(gòu)件由陶瓷形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，該成膜裝置包括在上述下部固定構(gòu)件的至少與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)接觸的區(qū)域的表 面上形成有陶瓷膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的成膜裝置，其中，上述下部固定構(gòu)件與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)相接觸的區(qū)域的、形成在 下部固定構(gòu)件表面上的陶瓷膜的表面為鏡面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其中， 在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面的、與上述上部固定構(gòu)件及上述下部固定構(gòu)件相接觸的區(qū)域形成有陶瓷膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的成膜裝置，其中， 在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的形成有陶瓷膜的區(qū)域，與上述上部固定構(gòu)
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的成膜裝置，其中， 上述陶瓷膜由氧化鋁、氧化釔、氧化鋁和氧化釔的混合材料中的任一種形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其中， 上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)由石英、碳及陶瓷中的任一種形成。
9. 一種成膜裝置，通過(guò)在真空容器內(nèi)將相互反應(yīng)的至少兩 種反應(yīng)氣體按順序供給到基板表面且執(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，該成膜裝置包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其設(shè)置在上述真空容器內(nèi)；基板載置區(qū)域，其為了將基板載置在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上而設(shè)置； 第l反應(yīng)氣體供給部件，其用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板的載置區(qū)域側(cè)的面供給第l反應(yīng)氣體；第2反應(yīng)氣體供給部件，其設(shè)置為沿上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向離開(kāi)上述第l反應(yīng)氣體供給部件，用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述基板的載置區(qū)域側(cè)的面供給第2反應(yīng)氣體；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)方向上位于第l、第2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件，該頂面位于上述分離 氣體供給部件的上述旋轉(zhuǎn)方向兩側(cè)，在頂面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)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(dòng)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(tái)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/人上述中心部區(qū)域噴出的分離氣體一起—排 出；上部固定構(gòu)件及下部固定構(gòu)件，能以在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心 部周邊上下夾著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的方式壓接固定上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)，上述上部固定構(gòu)件和上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)相互接觸的面'由陶瓷材料 形成，上述下部固定構(gòu)件和上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)相互接觸的面由陶瓷材 料形成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其中， 上述排氣口位于比旋轉(zhuǎn)臺(tái)低的位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的成膜裝置，其中， 在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)有開(kāi)口部，上述上部固定構(gòu)件及上述下部固定構(gòu)件配置為覆蓋上述旋 轉(zhuǎn)臺(tái)的上述開(kāi)口部，在上述上部固定構(gòu)件上設(shè)有通孔， 在上述下部固定構(gòu)件上設(shè)有螺孔，將夾著蝶形彈簧穿過(guò)設(shè)于上部固定構(gòu)件上的上述通孔的螺 栓通過(guò)上述開(kāi)口部檸入設(shè)于上述下部固定構(gòu)件上的螺孔，從而 上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)被固定。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的成膜裝置，其中， 上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)具有圓狀的開(kāi)口部，在上述開(kāi)口部設(shè)有定心環(huán)，該定心環(huán)具有與旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸重合的旋轉(zhuǎn)軸，在上述定心環(huán) 與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的圓狀的開(kāi)口部側(cè)面之間設(shè)有螺旋彈簧。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的成膜裝置，其中， 上述基板載置部在上述基板旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面上形成為凹狀， 上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面和載置于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(tái)的表面低的 位置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的成膜裝置，其中，為了自上述真空容器的外部向真空容器內(nèi)部輸送上述基板 而在上述真空容器的側(cè)壁上設(shè)有利用閘閥開(kāi)閉的輸送口 。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的成膜裝置，其中，該成膜裝置還包括用于對(duì)上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行加熱的加熱部件。
16. —種基板處理裝置，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件；權(quán)利要求l或9所述的成膜裝置，其氣密地與上述真空輸送 室相連接；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。
17. —種旋轉(zhuǎn)臺(tái)，被設(shè)于成膜裝置上的上部固定構(gòu)件及下 部固定構(gòu)件以在該旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心部周邊上下夾著該旋轉(zhuǎn)臺(tái)的方 式壓接固定，該旋轉(zhuǎn)臺(tái)以能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)被固定，在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)表面的、與上述上部固定構(gòu)件及上述下部固 定構(gòu)件接觸的區(qū)域形成有陶瓷膜。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其中， 上述陶瓷膜的表面為鏡面。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其中， 構(gòu)成上述陶瓷膜的材料為氧化鋁、氧化釔、氧化鋁和氧化釔的混合材料中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種成膜裝置、基板處理裝置及旋轉(zhuǎn)臺(tái)。通過(guò)進(jìn)行多次將相互反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到基板表面上的循環(huán)，層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜。該成膜裝置包括設(shè)于真空容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)；為了將基板載置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的同一圓周上而設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的多個(gè)基板載置部；第1反應(yīng)氣體供給部件；第2反應(yīng)氣體供給部件；分離氣體供給部件；能以在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心部周邊上下夾著旋轉(zhuǎn)臺(tái)的方式壓接固定旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上部固定構(gòu)件及下部固定構(gòu)件，上部固定構(gòu)件由石英或陶瓷形成。
文檔編號(hào)C23C16/455GK101665920SQ20091017211
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者加藤壽, 本間學(xué), 羽石朋來(lái) 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社