成膜裝置的運轉方法及成膜裝置制造方法
成膜裝置的運轉方法及成膜裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供成膜裝置的運轉方法和成膜裝置。該方法用于運轉成膜裝置，該成膜裝置用于多次重復依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來層疊反應產物的層而獲得薄膜，該成膜裝置包括：真空容器；旋轉臺；第1處理氣體供給部；第2處理氣體供給部；分離區(qū)域；第1真空排氣口，其用于主要排出上述第1處理氣體；第2真空排氣口，用于主要排出上述第2處理氣體；以及清潔氣體供給部，其供給用于對上述旋轉臺進行清潔的清潔氣體；其中，該成膜裝置的運轉方法包括清潔工序，在該清潔工序中，使自上述第1真空排氣口進行的排氣停止，一邊從上述第2真空排氣口進行真空排氣，一邊從上述清潔氣體供給部向真空容器內供給清潔氣體。
【專利說明】成膜裝置的運轉方法及成膜裝置
[0001]本發(fā)明基于2012年7月6日提出申請的日本特許出愿第2012 — 152659號要求優(yōu)先權，將該日本申請的內容全部作為參照文獻引入于此。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及成膜裝置的運轉方法及成膜裝置。
【背景技術】
[0003]作為半導體制造工序中的成膜技術之一，存在將相互發(fā)生反應的多種處理氣體依次向半導體晶圓(以下稱作晶圓)的表面供給并層疊反應產物的所謂的原子層沉積(ALD:Atomic Layer Deposition)法。作為實施ALD法的裝置,公知有利用旋轉臺使配置在旋轉臺上的多個晶圓公轉、并使晶圓依次在被供給各種處理氣體的區(qū)域中通過的裝置。在該裝置中，為了避免在旋轉 臺的旋轉方向上在多個處理氣體的供給區(qū)域之間發(fā)生各處理氣體的混合(分離各處理氣體)而設有被供給例如氮氣等作為非活性氣體的分離氣體的分離區(qū)域。而且，在各個處理氣體的供給區(qū)域的旋轉臺的旋轉方向下游側設有真空排氣口，專用于將各個處理氣體與分離氣體一起真空排出。
[0004]作為多個處理氣體的一例，能夠列舉出向晶圓的表面吸附的原料氣體和用于使上述原料氣體氧化或氮化的氣體。此外，若分離氣體伴隨著旋轉臺的旋轉而流入到原料氣體的供給區(qū)域，則成為原料氣體被分離氣體稀釋而使薄膜的膜厚的面內均勻性降低的原因，因此必須增大原料氣體的流量而成本增高。因此，在專利文獻I中記載有如下技術:在沿旋轉臺的徑向延伸的氣體噴嘴之上設置整流板，通過使分離氣體在該整流板之上越過，從而抑制分離氣體向原料氣體的供給區(qū)域的流入。
[0005]另一方面，若實施成膜工藝，則不僅在晶圓上而且在旋轉臺的上表面上也形成薄膜，若重復成膜工藝而該膜厚變大，則由于膜剝離而產生微粒。因此，需要定期利用清潔氣體去除旋轉臺上的薄膜。
[0006]在此，為了在防止對成膜裝置造成損傷的同時進行旋轉臺的清潔，有時清潔氣體供給部的配置位置受到限制。
[0007]例如，在成膜裝置內的區(qū)域(稱作“交接區(qū)域”)利用外部的基板輸送機構對晶圓進行交接。通常，在交接區(qū)域配置有用于監(jiān)視晶圓的交接的監(jiān)視器。因此，為了避免清潔氣體使監(jiān)視器劣化，使清潔氣體供給部的位置遠離交接區(qū)域是良策。因此，想到將清潔氣體供給部配置在例如與交接區(qū)域分開的原料氣體的供給區(qū)域附近這樣的布局。但是，如上所述，若在氣體噴嘴之上設有整流板，則存在如下這種問題:清潔氣體與分離氣體同樣地在整流板之上越過，與旋轉臺相接觸的清潔氣體的量相應地減少，清潔所需的時間變長。
[0008]因此，為了高效地進行旋轉臺的清潔，需要研究氣體的流動。
[0009]專利文獻1:日本特開2011 - 100956號公報
【發(fā)明內容】
[0010]本發(fā)明是在這種情況下做成的，提供一種能夠在多次進行利用旋轉臺使基板公轉而依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來進行成膜處理的裝置中快速地進行旋轉臺的清潔的技術。
[0011]根據一技術方案，提供一種成膜裝置的運轉方法，該方法用于運轉成膜裝置，該成膜裝置用于多次重復依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來層疊反應產物的層而獲得薄膜，該成膜裝置包括:真空容器；旋轉臺，其配置在上述真空容器內，用于載置基板并使基板公轉；第I處理氣體供給部，其用于向基板供給第I處理氣體；第2處理氣體供給部，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I處理氣體供給部分開的方式設置，用于向基板供給第2處理氣體；分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部與第2處理氣體供給部之間，被供給用于使上述第I處理氣體和上述第2處理氣體分離的分離氣體；第I真空排氣口，其用于主要排出上述第I處理氣體；第2真空排氣口，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I真空排氣口分開的方式設置，用于主要排出上述第2處理氣體；以及清潔氣體供給部，其供給用于對上述旋轉臺進行清潔的清潔氣體，其中，該成膜裝置的運轉方法包括清潔工序，在該清潔工序中，使自上述第I真空排氣口進行的排氣停止，一邊從上述第2真空排氣口進行真空排氣，一邊從上述清潔氣體供給部向真空容器內供給清潔氣體。[0012]根據另一技術方案，提供一種成膜裝置，其用于多次重復依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來層疊反應產物的層而獲得薄膜，其中，該成膜裝置包括:真空容器；旋轉臺，其配置在上述真空容器內，用于載置基板并使基板公轉；第I處理氣體供給部，其用于向基板供給第I處理氣體；第2處理氣體供給部，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I處理氣體供給部分開的方式設置，用于向基板供給第2處理氣體；分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部與第2處理氣體供給部之間，被供給用于使上述第I處理氣體和上述第2處理氣體分離的分離氣體；第I真空排氣口，其用于主要排出上述第I處理氣體；第2真空排氣口，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I真空排氣口分開的方式設置，用于主要排出上述第2處理氣體；清潔氣體供給部，其供給用于對上述旋轉臺進行清潔的清潔氣體；以及控制部，其輸出控制信號以執(zhí)行以下步驟:使上述第I真空排氣口的排氣停止、并從上述第2真空排氣口進行真空排氣的步驟；以及在該狀態(tài)下從上述清潔氣體供給部向上述真空容器內供給清潔氣體的步驟。
[0013]當結合附圖閱讀以下的詳細的說明時，能夠了解到本發(fā)明的其他目的、特征以及效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本實施方式的成膜裝置的一例的縱剖側視圖。
[0015]圖2是上述成膜裝置的概略橫剖立體圖。
[0016]圖3是上述成膜裝置的橫剖俯視圖。
[0017]圖4是上述成膜裝置的周向上的縱剖側視圖。
[0018]圖5是上述成膜裝置的周向上的縱剖側視圖。
[0019]圖6是設置于上述成膜裝置的第I處理氣體噴嘴的噴嘴罩的立體圖。
[0020]圖7是上述噴嘴罩的概略俯視圖。[0021]圖8是設置于上述成膜裝置的等離子體處理部的分解立體圖。
[0022]圖9是表示成膜處理時的氣流的說明圖。
[0023]圖10是表示清潔處理時的氣流的說明圖。
[0024]圖11是表示成膜裝置的其他例子的橫剖俯視圖。
[0025]圖12是表示將清潔氣體噴嘴設置在其他位置的例子的成膜裝置的橫剖俯視圖。
[0026]圖13是表示評價試驗的結果的示意圖。
[0027]圖14是表示評價試驗的結果的示意圖。
[0028]圖15是表示評價試驗的結果的示意圖。
[0029]圖16是表示 評價試驗的結果的示意圖。
[0030]圖17是表示評價試驗的結果的示意圖。
【具體實施方式】
[0031]以下，參照添加的【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的非限定性的例示的實施方式。在添加的所有附圖中，對相同或對應的構件或零件標注相同或對應的附圖標記并省略重復說明。另外，附圖并不以表示構件或零件之間的相對比例為目的，因而，具體的尺寸應由本領域技術人員對照以下的非限定性的實施方式來確定。
[0032]參照圖1~圖3說明本實施方式的成膜裝置I。圖1、圖2、圖3分別是成膜裝置I的縱剖側視圖、概略剖視立體圖、橫剖俯視圖。
[0033]成膜裝置I包括真空容器11和水平地設置在該真空容器11的內部的旋轉臺(基座)2。成膜裝置I執(zhí)行對載置于上述旋轉臺2的晶圓W進行的成膜處理和用于將因該成膜處理而附著在旋轉臺2上的膜去除的清潔處理。
[0034]首先，說明成膜處理的概略。一邊對真空容器11內進行排氣一邊利用旋轉臺2使晶圓W旋轉，對晶圓W依次供給相互發(fā)生反應的兩種處理氣體而利用ALD法形成SiO2 (氧化硅)等的薄膜。之后，利用等離子體對該薄膜進行改性。載置于旋轉臺2的晶圓W重復地交替通過被供給薄膜形成用的氣體的處理區(qū)域和由等離子體進行改性的改性區(qū)域，從而交替地重復進行薄膜的形成和等離子體改性而在晶圓W上形成期望厚度的膜。
[0035]接著，進行清潔處理。作為清潔處理的概略，一邊對真空容器11內進行排氣一邊向旋轉臺2供給清潔氣體來進行膜的去除。
[0036]接著，說明成膜裝置I的各個部分。
[0037]真空容器11設置在大氣氣氛中，在上述各個處理中，將其內部設為真空氣氛。真空容器11構成為大致圓形，由容器主體13和頂板12構成，該容器主體13構成真空容器11的側壁和底部，該頂板12由石英構成。在成膜裝置I中設有用于將真空容器11內保持為氣密的密封構件11a。
[0038]頂板12的中央部構成朝向下方突出的凸部14，在真空容器11的中心部，該凸部14與用于支承上述旋轉臺2的支承部21 —起構成具有氣體流路15的中心部區(qū)域C。在成膜裝置I中設有用于向氣體流路15供給作為吹掃氣體的N2 (氮)氣體的供給管16。從氣體流路15向旋轉臺2的表面上朝向外周供給N2氣體，能夠防止相互不同的處理氣體彼此在中心部區(qū)域C混合。
[0039]旋轉臺2以從支承部21向外側擴展的方式構成為圓形。旋轉臺2利用支承部21下方的旋轉驅動機構22而繞其中心軸線沿周向旋轉。在旋轉臺2的表面?zhèn)?一個面?zhèn)?，沿著旋轉方向形成有5個作為基板載置區(qū)域的凹部23，該凹部23用于載置晶圓W。若旋轉臺2旋轉，則載置于凹部23的晶圓W繞旋轉臺2的中心軸線公轉。
[0040]在分別與凹部23的通過區(qū)域相對的位置，在真空容器11的周向上相互隔開間隔地分別配置有例如由石英構成的5個氣體噴嘴31、32、33、41、42，上述各個氣體噴嘴31、32、33、41、42分別設置為例如從真空容器11的外周壁朝向中心部區(qū)域C水平地延伸。在該例子中，沿順時針方向按照第I處理氣體噴嘴31、第I分離氣體噴嘴41、第2處理氣體噴嘴32、等離子體產生用氣體噴嘴33及第2分離氣體噴嘴42的順序配設有第I處理氣體噴嘴31、第I分離氣體噴嘴41、第2處理氣體噴嘴32、等離子體產生用氣體噴嘴33及第2分離氣體噴嘴42。
[0041]各個氣體噴嘴31、32、33、41、42分別與具有流量調整閥等的以下各個氣體供給源相連接。第I處理氣體噴嘴31供給向晶圓的表面吸附的原料氣體。具體地說，第I處理氣體噴嘴31與含有Si (娃)的第I處理氣體、例如BTBAS (雙叔丁基氨基硅烷；SiH2 (NH — C(CH3)3)2)氣體等的供給源30A相連接。第2處理氣體噴嘴32供給用于使從第I處理氣體噴嘴31供給的原料氣體氧化或氮化的氣體。具體地說，第2處理氣體噴嘴32與第2處理氣體、例如臭氧(O3)氣體和氧(O2)氣體的混合氣體的供給源(詳細地說為設有臭氧發(fā)生器的氧氣供給源)30B相連接。
[0042]等離子體產生用氣體噴嘴33與例如由氬(Ar)氣體和氧氣的混合氣體構成的等離子體產生用氣體的供給源30C相連接。第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42分別與作為分離氣體的N2氣體的氣體供給源30D相連接。氣體供給源30A~氣體供給源30C是各個氣體噴嘴31~氣體噴嘴33在進行成膜處理時連接的氣體供給源。在進行清潔處理時，氣體噴嘴31~氣體噴嘴33也與氣體供給源30D相連接，噴出N2氣體來作為吹掃氣體。由此,能夠防止氣體噴嘴31~氣體噴嘴33被清潔氣體蝕刻。
[0043]在本實施方式中，在成膜處理與清潔處理中，旋轉臺2的旋轉方向不同。在成膜處理中使旋轉臺2順時針(R1、第I旋轉方向)旋轉，在清潔處理中使旋轉臺2逆時針(R2、第2旋轉方向)旋轉。以后，只要并不特別記載，就以所謂的旋轉方向上游側、旋轉方向下游側分別是指成膜處理中的旋轉方向(Rl)上游側、旋轉方向(Rl)下游側來繼續(xù)成膜裝置I的說明。
[0044]以下，也參照作為沿著旋轉臺2的旋轉方向的縱剖側視圖的圖4進行說明。
[0045]在氣體噴嘴31、32、33、41、42的例如下表面?zhèn)?，沿著各個氣體噴嘴的長度方向分別形成有許多氣體噴出口 34，從各個氣體供給源30A~氣體供給源30D供給的氣體自噴出口 34噴出。為了防止在旋轉臺2的中心部側處理氣體的濃度因從中心部區(qū)域C噴出的吹掃氣體而降低，在第I處理氣體噴嘴31上，在中心部側設有比周緣部側多的噴出口 34，能夠以較多的流量供給處理氣體。為了防止氣體從旋轉方向上游側向后述的等離子體處理區(qū)域進入，等離子體產生用氣體噴嘴33的噴出口 34朝向旋轉方向上游側向斜下方噴出氣體。
[0046]真空容器11的頂板12具有向下方突出的扇狀的兩個凸部43，凸部43在周向上隔開間隔地形成。第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42分別陷入于凸部43，設為在沿周向上分割該凸部43。即，在旋轉臺2的處于第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42處的周向兩側的部位配置有作為凸部43的下表面的較低的頂面44 (第I頂面)。而且，在該頂面44的周向兩側配置有比該頂面44高的頂面45 (第2頂面)。
[0047]第I頂面44的下方構成為用于阻止第I處理氣體與第2處理氣體混合的分離區(qū)域，將設有第I分離氣體噴嘴41的分離區(qū)域分別設為Dl，將設有第2分離氣體噴嘴42的分離區(qū)域分別設為D2。在成膜處理時從第I分離氣體噴嘴41供給到分離區(qū)域Dl的N2氣體(分離氣體)在分離區(qū)域Dl中沿周向擴展，從第2分離氣體噴嘴42供給到分離區(qū)域D2的N2氣體(分離氣體)在分離區(qū)域D2中沿周向擴展，將第I處理氣體向后述的第I真空排氣口 62沖走，將第2處理氣體及等離子體產生用氣體向后述的第2真空排氣口 63沖走。圖5用箭頭表示成膜處理時的氣體的流動。
[0048]在第I處理氣體噴嘴31上設有如圖6所示那樣在第I處理氣體噴嘴31的整個長度方向上覆蓋第I處理氣體噴嘴31的噴嘴罩51。噴嘴罩51由石英構成。噴嘴罩51中的、對應于第I處理氣體噴嘴31的噴出口 34所設置的區(qū)域的區(qū)域形成為方形，噴嘴罩51包括:罩主體52，其包圍成該方形部的上側、旋轉方向兩側及旋轉臺2的中心側；以及水平的整流板53、54，從罩主體52的下端開始分別向旋轉方向上游側、下游側突出。圖4所示的整流板
53、54距旋轉臺2的高度hi例如為0.5mm~3mm左右。整流板53、54越朝向旋轉臺2的外側去而越較大地突出，噴嘴罩51在俯視狀態(tài)下構成為大致扇狀。整流板53、54的旋轉臺2的外周側向下方彎曲，形成與旋轉臺2的外周相對的相對部55。噴嘴罩51包括用于將噴嘴罩51支承于真空容器11的底部的支承部56和用于將噴嘴罩31支承于裝置I的中心部區(qū)域C的支承部57。
[0049]整流板53、54使從第I處理氣體噴嘴31噴出的第I處理氣體沿著晶圓W流通，具有提高晶圓W與第I處理氣體之間的反應性的作用。即，第I處理氣體噴嘴31及上述整流板53、54的下方區(qū)域構成用于使第I處理氣體吸附于晶圓W的第I處理區(qū)域P1。另外，整流板53也具有將從第2分離氣 體噴嘴42朝向第I處理區(qū)域Pl流動的分離氣體向噴嘴罩51的上方的流通空間58引導而防止分離氣體進入第I處理區(qū)域Pl的作用(參照圖4和圖5)。由此，抑制了第I處理區(qū)域Pl的第I處理氣體的濃度的降低。圖4所示的流通空間58的高度h2例如為5_~15_。
[0050]另外，罩主體52中的靠旋轉臺2的中心側的壁部和相對部55具有防止供給到第I處理區(qū)域Pl的第I處理氣體被從中心部區(qū)域C朝向旋轉臺2的周端供給的吹掃氣體向該周端沖走的作用。由此提高了旋轉臺2的半徑方向上的第I處理氣體濃度的均勻性。
[0051]參照圖7的概略俯視圖示出噴嘴罩51的尺寸的一例。
[0052]在本實施方式中，整流板在周向上形成為在旋轉方向(Rl)下游側比上游側長。具體地說，整流板53的靠旋轉方向上游側的外形線與第I處理氣體噴嘴31所成的角a例如為15°。另外，整流板54的靠旋轉方向下游側的外形線與第I處理氣體噴嘴31所成的角^比角a大，例如為22.5°。整流板53的旋轉臺2的外緣部的上方的圓弧的長度尺寸Ul例如為120mm，整流板54的旋轉臺2的外緣部的上方的圓弧的長度尺寸u2例如為180mm。
[0053]連結旋轉臺2的中心0和第I真空排氣口 62的旋轉方向下游側的端部的線(圖中用點劃線表示)與整流板54的靠旋轉方向下游側的外形線所成的角Y設定為0°以上，例如為7.5°。即，第I真空排氣口 62設置在比構成第I處理氣體供給部的噴嘴罩51靠第I分離區(qū)域Dl側的位置。由此，能夠使整流板54不阻礙第I處理氣體從第I處理氣體噴嘴31朝向第I真空排氣口 62的流動。[0054]例如，如圖2、圖3所示，成膜裝置I包括設置于真空容器11的等離子體處理部71。說明等離子體處理部71。如圖3所示，在俯視觀察時，等離子體處理部71以從旋轉臺2的中央部側到外周部側地跨越晶圓W的通過區(qū)域的方式配置。以下，也參照作為等離子體處理部71的各部分的分解立體圖的圖8進行說明。
[0055]等離子體處理部71具有由金屬線構成的線圈狀的天線72。天線72以圍繞沿著旋轉臺2的半徑方向延伸的帶狀的區(qū)域的方式構成為大致八邊形。另外，天線72借助于匹配器73而與頻率為例如13.56MHz及輸出電力例如為5000W的高頻電源74相連接。
[0056]在已述的等離子體產生用氣體噴嘴33的上方側，在俯視觀察時，頂板12呈大致扇形開口。該開口部被由例如石英等構成的殼體75氣密地堵塞，天線72被與真空容器11的內部氣密地劃分開。殼體75以其周緣部在整個周向上呈凸緣狀水平地伸出、并且中央部朝向真空容器11的內部區(qū)域凹陷的方式形成。在殼體75的內側容納有天線72。按壓構件76朝向下方側按壓殼體75的周緣部。等離子體處理部71與匹配器73及高頻電源74利用連接電極77電連接。
[0057]為了阻止分離氣體和第2處理氣體向殼體75的下方區(qū)域進入，殼體75的下表面的外緣部在整個周向上朝向下方側(旋轉臺2側)鉛垂地伸出而形成了氣體限制用的突起部79。在由突起部79的內周面和殼體75的下表面圍成的區(qū)域中容納有已述的等離子體產生用氣體噴嘴33。由突起部79圍成的區(qū)域構成作為改性區(qū)域的等離子體處理區(qū)域P3。
[0058]在殼體75與天線72之間配置有上表面?zhèn)乳_口的大致箱型的法拉第屏蔽件81。法拉第屏蔽件81由作為導電性的板狀體的金屬板構成并且接地。為了阻止在天線72中產生的電場和磁場(電磁場)中的電場成分朝向下方的晶圓W、并且使磁場到達晶圓W，在法拉第屏蔽件81的底面上形成有許多狹縫82。狹縫82以沿與天線72的卷繞方向正交的方向延伸的方式形成，以沿著天線72的方式在整個周向上設置在該天線72的下方位置。在圖8中，附圖標記83是用于使法拉第屏蔽件81與天線72之間絕緣的絕緣板，附圖標記84是用于將法拉第屏蔽件81支承于殼體75的凸緣的支承構件。
[0059]接下來，說明真空容器11的其他各個部分。如圖1、3、6等所示，在旋轉臺2的外周側，在旋轉臺2的下方，沿著真空容器11的周圍配置有環(huán)構件61。環(huán)構件61使真空容器11的側壁與清潔氣體分開而保護真空容器11的側壁。另外，如圖6所示，實際上真空容器11的側壁包括外壁15A和使該外壁15A與清潔氣體分開而保護該外壁15A的內壁15B。但是，在其他附圖中，為了防止附圖復雜化而將該外壁15A和內壁15B描繪為一體。
[0060]在環(huán)構件61上沿周向相互分開地設有第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63。第I真空排氣口 62如上所述那樣設置在其旋轉方向(Rl)下游側的端部比噴嘴罩51靠近第I分離區(qū)域Dl的位置。第2真空排氣口 63設置在比等離子體處理區(qū)域P3靠近第2分離區(qū)域D2的位置。第I真空排氣口 62排出第I處理氣體和分離氣體，第2真空排氣口 63排出第2處理氣體、等離子體 產生用氣體及分離氣體。第I處理氣體由第I真空排氣口 62專門排出，第2處理氣體由第2真空排氣口 63專門排出。
[0061]第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63分別經由排氣管64與作為真空排氣機構的真空泵65相連接。在各個排氣管64上夾設有蝶形閥等壓力調整部66，獨立地控制來自第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63的各個排氣量。
[0062]另外，如圖3和圖4所示，在環(huán)構件61上，從第2真空排氣口 63朝向等離子體處理部71的旋轉方向上游側沿周向形成有槽67。槽67將從分離氣體噴嘴41供給的分離氣體和從第2處理氣體噴嘴32供給的第2處理氣體向第2真空排氣口 63引導。
[0063]第2處理氣體噴嘴32的下方區(qū)域構成被供給第2處理氣體、且用于使吸附于晶圓W的第I處理氣體與該第2處理氣體發(fā)生反應的第2處理區(qū)域P2。
[0064]第2處理區(qū)域P2的旋轉方向下游側與等離子體處理部71的旋轉方向上游側之間構成為晶圓W的交接區(qū)域SI。以與交接區(qū)域SI相面對的方式在真空容器11的側壁上形成有晶圓W的輸送口 17。輸送口 17以借助于閘閥18而開閉自如的方式構成，進行晶圓W的輸入輸出的輸送機構24能夠相對于真空容器11內進退。雖然省略了圖示，但是在交接區(qū)域SI的旋轉臺2的下方設有升降銷。該升降銷經由旋轉臺2的凹部23的孔25而相對于旋轉臺2表面突出或者沒入，由此在凹部23與輸送機構24之間進行晶圓W的交接。 [0065]在真空容器11的外部，在交接區(qū)域SI的上方設有由CXD攝像機構成的監(jiān)視器26。在頂板12中，交接區(qū)域SI的上側構成為由例如石英構成的檢測窗19。監(jiān)視器26經由檢測窗19對利用輸送機構24向真空容器11輸送的晶圓W進行拍攝。由此成膜裝置I的使用者能夠確認在交接區(qū)域SI是否適當地進行了晶圓W的交接。
[0066]在噴嘴罩51的旋轉方向上游側、且第2分離區(qū)域D2的旋轉方向下游側設有構成清潔氣體供給部的清潔氣體噴嘴35。清潔氣體噴嘴35形成為從旋轉臺2的外周朝向真空容器11的周緣部延伸的棒狀，同其他氣體噴嘴同樣地與氣體供給源30E相連接。從該氣體供給源30E向清潔氣體噴嘴35供給例如C1F3等氟系的清潔氣體，并從清潔氣體噴嘴35的頂端部朝向旋轉臺2的中心部側噴出清潔氣體。
[0067]如在【背景技術】的項目中說明的那樣，若向交接區(qū)域SI供給清潔氣體，則有可能使檢測窗19因清潔氣體而發(fā)霧，從而不能夠進行晶圓W的檢測，因此清潔氣體噴嘴35設置為不向該交接區(qū)域SI供給清潔氣體。在該例子中，沿著旋轉方向(Rl)看來，清潔氣體噴嘴35設置在靠近第I真空排氣口 62的程度比靠近第2真空排氣口 63的程度大的位置。清潔氣體噴嘴35相對于真空容器11裝卸自如，例如在成膜處理時被卸下。
[0068]如圖1所示，在旋轉臺2的下方，在與旋轉臺2分開的位置設有加熱器27。利用加熱器27對旋轉臺2的輻射熱量使旋轉臺2升溫，加熱所載置的晶圓W。另外，在容器主體13上設有用于利用N2氣體吹掃加熱器27的配置空間的吹掃氣體供給管28。在覆蓋真空容器11的底部中央的殼體20上設有用于從旋轉臺2的下方中央部朝向周緣部供給作為吹掃氣體的N2氣體的吹掃氣體供給部29。
[0069]在成膜裝置I上設有用于進行裝置整體的動作的控制的、由計算機構成的控制部
7。在控制部7內存儲有如后所述那樣執(zhí)行成膜處理和清潔處理的程序。該程序向成膜裝置I的各部分發(fā)送控制信號而控制各部分的動作。具體地說，控制部7控制從各個氣體供給源30A~氣體供給源30E向各個氣體噴嘴的氣體的供給/停止供給、由高頻電源74的接通/斷開實現的等離子體的形成及形成的停止、利用旋轉驅動機構22對旋轉臺2的轉速進行的控制、利用壓力調整部66對來自第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63的各個排氣量進行的調整等各個動作。程序編入有步驟組以便控制上述動作而執(zhí)行后述的各個處理。該程序被從硬盤、光盤、光磁盤、存儲卡及軟盤等存儲介質安裝到控制部7內。
[0070]接著，說明利用上述成膜裝置I對晶圓W進行成膜處理的工藝。
[0071]首先，在打開了閘閥18的狀態(tài)下一邊使旋轉臺2間歇性地旋轉，一邊經由輸送口17利用輸送機構24依次向交接區(qū)域SI輸送晶圓W，將晶圓W載置于旋轉臺2的5個各個凹部23。接著，利用真空泵65從第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63進行排氣，使真空容器11內處于抽空的狀態(tài)。在該排氣的同時，一邊利用旋轉驅動機構22使旋轉臺2以例如2rpm~240rpm順時針(Rl)旋轉，一邊利用加熱器27將晶圓W加熱到例如300°C。
[0072]接下來，從第I處理氣體噴嘴31噴出作為第I處理氣體的BTBAS氣體，從第2處理氣體噴嘴32噴出作為第2處理氣體的O3氣體和O2氣體。同時，從等離子體產生用氣體噴嘴33噴出作為等離子體產生用氣體的Ar氣體和O2氣體。而且，從第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42噴出作為分離氣體的N2氣體，并且從中心部區(qū)域C、吹掃氣體供給管28及吹掃氣體供給部29分別噴 出作為吹掃氣體的N2氣體。分別從第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42供給的N2氣體的流量例如為3L/分鐘~IOL/分鐘。而且，利用各個壓力調整部66控制來自第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63的各個排氣量，將真空容器11內調整為預先設定的處理壓力，并且對天線72供給高頻電力。
[0073]在晶圓W的表面上，利用旋轉臺2的旋轉而在第I處理區(qū)域Pl中吸附第I處理氣體，接著，吸附在晶圓W上的第I處理氣體在第2處理區(qū)域P2中與第2處理氣體之間發(fā)生反應，作為反應產物，形成I層或多層的SiO2的分子層。此時，有時由于例如第I處理氣體所含有的殘留基而在反應產物中含有水分(0H基)、有機物等雜質。
[0074]另一方面，在等離子體處理部71的下方側，由從高頻電源74供給的高頻電力產生的電場和磁場中的電場被法拉第屏蔽件81反射或吸收(衰減)，該電場被阻礙(阻斷)而不能到達真空容器11內。磁場通過法拉第屏蔽件81的狹縫82并經由殼體75的底面到達真空容器11內。因而，從等離子體產生用氣體噴嘴33噴出的等離子體產生用氣體被經由狹縫82通過來的磁場活化，生成例如離子、自由基等等離子體。
[0075]并且，若由磁場產生的等離子體(活性種)與晶圓W的表面相接觸，則進行上述反應產物的改性處理。具體地說，例如通過等離子體撞擊晶圓W的表面，從而例如從該反應產物放出上述雜質，或者使反應產物內的元素重新排列而引起致密化(高密度化)。通過這樣使旋轉臺2持續(xù)旋轉，從而按照第I處理氣體向晶圓W表面的吸附、吸附于晶圓W表面的第I處理氣體的成分的反應以及反應產物的等離子體改性這樣的順序依次重復進行第I處理氣體向晶圓W表面的吸附、吸附于晶圓W表面的第I處理氣體的成分的反應以及反應產物的等離子體改性，層疊SiO2的分子層。
[0076]圖9是真空容器11的橫截面圖，與圖5相同地用箭頭表示該成膜處理時的各部分的氣流。如圖5和圖9所示，由于向第I處理區(qū)域Pl與第2處理區(qū)域P2之間的第I分離區(qū)域Dl和第2分離區(qū)域D2供給分離氣體，因此以阻止第I處理氣體與第2處理氣體及等離子體產生用氣體之間的混合的方式排出各氣體。而且，由于向旋轉臺2的下方側供給吹掃氣體，因此欲向旋轉臺2的下方側擴散的氣體被吹掃氣體向第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63側沖回。另外，如上所述那樣從分離氣體噴嘴41朝向第I處理區(qū)域Pl流動的分離氣體碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上，并從該噴嘴罩51之上朝向第I真空排氣口 62流動而被排出。當旋轉臺2旋轉規(guī)定的圈數、形成了期望膜厚的SiO2膜時，停止各氣體的供給，以與輸入時相反的動作將晶圓W自成膜裝置I輸出。
[0077]接下來，說明清潔處理。
[0078]在以下的說明中，旋轉方向上游側、下游側分別是指該清潔處理時的旋轉方向(R2)上游側、下游側。
[0079]將清潔氣體噴嘴35預先安裝于真空容器11。而且，切斷氣體噴嘴31~氣體噴嘴33與各處理氣體和等離子體產生用氣體的供給源30A~供給源30C之間的連接，取而代之預先與N2氣體供給源30D相連接。使來自第I真空排氣口 62的排氣停止，從第2真空排氣口 63以規(guī)定的量進行排氣。同時，一邊利用旋轉驅動機構22使旋轉臺2以例如5rpm逆時針旋轉一邊利用加熱器27將旋轉臺2加熱到例如550°C。而且，從第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42噴出分離氣體，并且從氣體噴嘴31~氣體噴嘴33、中心部區(qū)域C、吹掃氣體供給管28及吹掃氣體供給部29分別噴出吹掃氣體。此時從第I分離氣體噴嘴41供給的分離氣體的流量例如為與成膜處理時相同的3L/分鐘~IOL/分鐘，從第2分離氣體噴嘴42供給的分離氣體的流量在該例子中也為與成膜處理時相同的3L/分鐘~IOL/分鐘。在供給上述分離氣體和吹掃氣體的同時，從清潔氣體噴嘴35進行清潔氣體的噴出。
[0080]在圖10中用箭頭表示清潔處理時的各氣體的流動。清潔氣體一邊對附著于旋轉臺2的SiO2膜進行蝕刻，一邊朝向旋轉臺2的中心部噴出。另一方面，由于自第2真空排氣口 63進行排氣，從而使供給到第I分離區(qū)域Dl的分離氣體碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上并朝向清潔氣體供給區(qū)域A。另外，從處理氣體噴嘴31供給的吹掃氣體也同樣地朝向清潔氣體供給區(qū)域A。由于這樣使清潔氣體被朝向清潔氣體供給區(qū)域A的作為吹掃氣體和分離氣體的N2氣體向旋轉方向(R2)下游側沖走、僅從第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63之中的第2真空排氣口 63進行排氣、以及旋轉臺2從清潔氣體供給區(qū)域A朝向真空排氣口 63旋轉，因此供給到旋轉臺2上的清潔氣體朝向第2真空排氣口 63流動，抑制該清潔氣體朝向旋轉方向(R2)上游側、即噴嘴罩51的流動。
[0081]這樣，清潔氣體 和沖走清潔氣體的N2氣體通過設有第2分離氣體噴嘴42的第2分離區(qū)域D2，與供給到該第2分離區(qū)域D2的分離氣體匯合，進一步流動到旋轉方向下游側，并從第2真空排氣口 63排出。另外，來自分離氣體噴嘴41并在分離區(qū)域Dl中朝向旋轉方向上游側流動的分離氣體與從第2處理氣體噴嘴32噴出的吹掃氣體、從等離子體產生用氣體噴嘴33噴出的吹掃氣體匯合，被與清潔氣體一起自第2真空排氣口 63去除。
[0082]說明使來自第I真空排氣口 62的排氣停止的情況下的機理。
[0083]在本實施方式中，由于清潔氣體噴嘴35靠近第I真空排氣口 62的程度比靠近第2真空排氣口 63的程度大，因此若在清潔處理時也從第I真空排氣口 62進行排氣，則從清潔氣體噴嘴35噴出的清潔氣體大多朝向第I真空排氣口 62流動。在從清潔氣體噴嘴35到第I真空排氣口 62之間的路徑上設有噴嘴罩51，在清潔氣體朝向第I真空排氣口 62流動的情況下，清潔氣體與從第2分離氣體噴嘴42供給的N2氣體一起碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上，并朝向第I真空排氣口 62。即，與旋轉臺2接觸的接觸時間比較短。而且，噴嘴罩51有可能被蝕刻。
[0084]但是，在本實施方式中，通過使第I真空排氣口 62的排氣停止，能夠防止清潔氣體碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上的情況，能夠防止清潔氣體與旋轉臺2接觸的接觸時間減少。而且，能夠防止噴嘴罩51發(fā)生蝕刻。
[0085]返回清潔處理的說明。若旋轉臺2持續(xù)旋轉，則從清潔氣體噴嘴35供給的清潔氣體沿旋轉臺2的周向擴展，清潔氣體被供給至旋轉臺2整體，在整個旋轉臺2上去除SiO2膜。在開始供給清潔氣體之后，在經過了規(guī)定的時間之后，使各氣體的供給停止并使清潔處理停止。之后，將氣體噴嘴31~氣體噴嘴33連接于各個氣體供給源30A~30C，重新開始上述成膜處理。
[0086]如上所述，在成膜裝置I中通過使第I真空排氣口 62的排氣停止并進行清潔處理，能夠防止清潔氣體朝向第I處理氣體噴嘴31和噴嘴罩51的方向，能夠防止清潔氣體與第I處理氣體噴嘴31及噴嘴罩51相接觸。而且，能夠謀求清潔處理所需的時間的縮短化及清潔氣體的低流量化。其結果，能夠謀求成膜裝置I的生產率的提高和由于降低清潔氣體的使用量而帶來的裝置的運用成本的降低。另外，由于清潔氣體對噴嘴罩51的蝕刻受到抑制，因此可抑制整流板53、54與旋轉臺2之間的間隔變大。由此，能夠防止成膜均勻性在晶圓W之間或相同的晶圓W的面內降低、或者作為BTBAS氣體的成分的Si化合物向晶圓W的堆積量降低。另外，由于能夠使噴嘴罩51的更換頻率降低，因此從這一方面也能夠謀求裝置的生產率的提高和運用成本的降低。而且，在該例子中，由于清潔氣體向比第I真空排氣口 62遠的第2真空排氣口 63流動并排出，因此，由此也使清潔氣體與旋轉臺2接觸的接觸時間變長，能夠謀求清潔時間的縮短化和清潔氣體的低流量化。
[0087]另外，當清潔氣體通過第2分離區(qū)域D2時，第2分離區(qū)域D2的頂面44有可能被蝕刻。但是，即使頂面44與旋轉臺2之間的距離增大，隔離第I處理氣體與第2處理氣體的性能也未受到較大的影響。即，與噴嘴罩51發(fā)生的蝕刻相比，頂面44發(fā)生的蝕刻對成膜處理帶來的影響較少，因此本實施方式的清潔處理是有效的。
[0088]在上述例子中，在清潔處理時從第2分離氣體噴嘴42供給與成膜時相同程度的流量的N2氣體，但是也可以設為供給比成膜處理時少的流量、例如0.5L/分鐘~5L/分鐘的N2氣體。通過如此設置，從第2分離氣體噴嘴42朝向清潔氣體供給區(qū)域A的N2氣體的量變少，因此可抑制清潔氣體供給區(qū)域A的清潔氣體的濃度降低，能夠進一步高效地進行清潔處理。
[0089]另外，在上述清潔處理中，通過使旋轉臺2向與成膜處理時相反的方向旋轉，從而進一步可靠地防止了清潔氣體朝向噴嘴罩51，但是也可以使旋轉臺2向與成膜處理時相同的方向旋轉。
[0090]另外，作為清潔處理，也可以在進行上述的旋轉臺2的清潔處理(第I清潔處理)之后或進行第I清潔處理之前進行對附著于第I處理氣體噴嘴31和噴嘴罩51的BTBAS氣體的Si化合物進行去除的清潔處理(第2清潔處理)。在該第2清潔處理中，從第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63這兩者進行排氣，并且使旋轉臺2與成膜處理時同樣地順時針(Rl)旋轉。而且，與第I清潔處理同樣地對旋轉臺2進行加熱，從第2處理氣體噴嘴32、等離子體產生用氣體噴嘴33、第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42、中心部區(qū)域C、吹掃氣體供給管28以及吹掃氣體供給部29分別噴出N2氣體，并且從清潔氣體噴嘴35噴出清潔氣體。預先使來自第I處理氣體噴嘴31的氣體供給停止?；蛘?，為了防止設置于第I處理氣體噴嘴31的氣體噴出口 34被清潔氣體蝕刻或者含有被清潔下來的SiO2膜的殘渣的氣體自氣體噴出口 34流入，也從該第I處理氣體噴嘴31供給0.05L/分鐘~0.5L/分鐘左右的少量的N2氣體。
[0091]由于從第I真空排氣口 62進行排氣、以及旋轉臺2從清潔氣體噴嘴35側朝向噴嘴罩51側旋轉，因此清潔氣體朝向該噴嘴罩51流動。清潔氣體的一部分碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上并從第I真空排氣口 62排出，清潔氣體的一部分通過噴嘴罩51的下方并從第I真空排氣口 62排出。由此,附著于噴嘴罩51和第I處理氣體噴嘴31的上述Si化合物被蝕刻，被自第I真空排氣口 62去除。從其他各個氣體噴嘴和中心部區(qū)域C等噴出的各氣體與成膜處理時同樣地被自第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63去除。另外，由于Si化合物比附著于旋轉臺2的SiO2膜容易被蝕刻，因此該第2清潔處理所需的時間相對較短。
[0092]說 明成膜裝置的其他例子。
[0093]圖11是成膜裝置8的橫剖俯視圖。
[0094]成膜裝置8在以下方面與成膜裝置I不同?？闪信e出第2處理氣體噴嘴32構成為噴出O2氣體來作為第2處理氣體、設有使上述O2氣體等離子體化的等離子體處理部91、未設有分離區(qū)域D2。等離子體處理部91與等離子體處理部71相同地構成，與等離子體處理部71的殼體75包圍等離子體產生用氣體噴嘴33的情況同樣地，等離子體處理部91的殼體75包圍第2處理氣體噴嘴32，形成等離子體處理區(qū)域P4。
[0095]在成膜裝置8中，逆時針(R2)設有第I處理區(qū)域P1、分離區(qū)域D1、等離子體處理區(qū)域P4及等離子體處理區(qū)域P3。旋轉臺2在成膜處理時逆時針(R2)旋轉。由此，按照第
I處理區(qū)域Pl中的BTBAS氣體的附著、等離子體處理區(qū)域P4中的SiO2膜的形成、等離子體處理區(qū)域P3中的改性處理的順序依次對晶圓W進行第I處理區(qū)域Pl中的BTBAS氣體的附著、等離子體處理區(qū)域P4中的SiO2膜的形成、等離子體處理區(qū)域P3中的改性處理。在等離子體處理部71中以比較大的流量供給有等離子體產生用氣體，可阻止第I處理氣體與第2處理氣體經由等離子體處理區(qū)域P3混合。即，該成膜裝置8中的等離子體處理區(qū)域P3兼用作分離區(qū)域與等離子體處理區(qū)域。
[0096]在旋轉方向R2上，在等離子體處理區(qū)域P3的下游側且第I處理區(qū)域Pl的上游側設有第I真空排氣口 62，在分離區(qū)域Dl的下游側且等離子體處理區(qū)域P4的上游側設有第2真空排氣口 63。在成膜處理時來自第I處理氣體噴嘴31的第I處理氣體和來自等離子體產生用氣體噴嘴33的等離子體產生用氣體被第I真空排氣口 62排出。而且，在成膜處理時來自第2處理氣體噴嘴32的第2處理氣體被第2真空排氣口 63排出。
[0097]在該例子中，在第I處理區(qū)域Pl的旋轉方向下游側且分離區(qū)域Dl的旋轉方向上游側設有清潔氣體噴嘴35。從清潔氣體噴嘴35看來，噴嘴罩51設置在成膜處理時的旋轉方向上游側，因此為了避免噴嘴罩51發(fā)生蝕刻而在清潔處理時也使旋轉臺2向與成膜處理時相同的方向(R2)旋轉。而且，在清潔處理時與成膜裝置I同樣地設為使自第I真空排氣口 62進行的排氣停止、自第2真空排氣口 63進行排氣的狀態(tài)。也可以這樣設置幾個等離子體處理部。另外，本實施方式也能夠應用于沒有等離子體處理部的裝置。
[0098]此外，在上述各個成膜裝置1、8中，在周向上按照排出第2處理氣體的真空排氣口63、分離區(qū)域D (Dl或D2)、噴嘴罩51、排出第I處理氣體的第I真空排氣口 62的順序依次配置有排出第2處理氣體的真空排氣口 63、分離區(qū)域D (Dl或D2)、噴嘴罩51、排出第I處理氣體的第I真空排氣口 62，但是清潔氣體噴嘴35只要處于能夠向噴嘴罩51與第2真空排氣口 63之間的區(qū)域噴出氣體的位置即可。因而，并不限于像上述各例那樣在分離區(qū)域D與噴嘴罩51之間設置清潔氣體噴嘴35。
[0099]例如，在成膜裝置I中，也可以如圖12所示那樣在第2分離區(qū)域D2設置清潔氣體噴嘴35。在該例子中，清潔氣體噴嘴35與第I分離氣體噴嘴41及第2分離氣體噴嘴42同樣地向下方的清潔氣體供給區(qū)域A噴出清潔氣體。在圖12的例子中，在第2分離區(qū)域D2中將清潔氣體噴嘴35設置在了比第2分離氣體噴嘴42靠成膜處理時的旋轉方向(Rl)下游側的位置，但是也可以配置在比第2分離氣體噴嘴42靠成膜處理時的旋轉方向上游側的位置。另外，也可以以在第2分離區(qū)域D2與第2真空排氣口 63之間形成清潔氣體供給區(qū)域A的方式設置清潔氣體噴嘴35。
[0100]但是，若清潔氣體噴嘴35與第2真空排氣口 63之間的距離較近，則旋轉臺2上的清潔氣體的濃度降低，因此優(yōu)選的是如上所述那樣向第2分離區(qū)域D2的下游側供給清潔氣體。另外，若后述的評價試驗所示，即使在未設有噴嘴罩51的裝置中，通過進行上述清潔處理也能夠提高旋轉臺2上的清潔氣體的濃度，因此本實施方式也能夠應用于該裝置。
[0101](評價試驗)
[0102]說明與本實施方式 相關聯地進行的、模擬成膜裝置I的清潔處理的評價試驗。
[0103]作為評價試驗1，將真空容器11內的壓力設定為50Torr，將溫度設定為550°C，將旋轉臺2的旋轉速度設定為5rpm。將來自中心部區(qū)域C的N2氣體供給量、來自吹掃氣體供給部29的N2氣體供給量分別設定為2slm、4.3slm,將來自第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42的N2氣體供給量設定為2.5slm。另外，在第I處理氣體噴嘴31中，將來自從旋轉臺2的周端側朝向中心部側的周端側區(qū)域、中間區(qū)域、中心部側區(qū)域的N2氣體供給量分別設定為0.05slm、0.lslm、0.5slm。而且，設定為從清潔氣體噴嘴35以Islm的流量噴出F2氣體，對第I處理區(qū)域Pl的周圍的氟的質量比例的分布進行了分析。
[0104]分別對與旋轉臺2相距Imm的高度位置的分布、與旋轉臺2相距7mm的高度位置的分布進行了該分析。與旋轉臺2相距Imm的高度位置是噴嘴罩51的下方位置，與旋轉臺
2相距7mm的高度位置是噴嘴罩51的上方位置。但是，在該評價試驗I中與上述實施方式不同，設定為從第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63進行排氣。
[0105]圖13和圖14表示評價試驗I的結果。圖13是與旋轉臺2相距Imm的高度位置的氟的質量比例分布，圖14是與旋轉臺2相距7mm的高度位置的氟的質量比例分布。在各個附圖中，用等高線劃分而表示質量比例分布。對質量比例低于5%的區(qū)域不標注圖案，對5%以上且低于20%的區(qū)域標注比較少的點，對20%以上且低于30%的區(qū)域標注比較多的點，對30%以上且低于40%的區(qū)域標注斜線，對40%以上且低于45%的區(qū)域標注網眼圖案，對45%以上且低于50%的區(qū)域用黑色全面涂抹。根據圖13和圖14可知，F2氣體向噴嘴罩51的下方的流動受到抑制，F2氣體中的大部分越過噴嘴罩51之上并朝向第I真空排氣口 62。
[0106]作為評價試驗2，除了設定為在處理氣體噴嘴31上未設有噴嘴罩51以外與評價試驗I同樣地進行了設定，進行了與評價試驗I相同的分析。圖15和圖16表示評價試驗2的結果。圖15是與旋轉臺2相距Imm的高度位置的氟的質量比例分布，圖16是與旋轉臺2相距7mm的高度位置的氟的質量比例分布。結合評價試驗I的結果可知，通過設置噴嘴罩51，從而供給到旋轉臺2上的F2氣體的濃度分布降低。
[0107]接下來，示出評價試驗3。與評價試驗I的不同之處在于與上述實施方式同樣地在清潔處理時未自第I真空排氣口 62進行排氣。另外，作為其他不同點，將來自中心部區(qū)域C的N2氣體供給量、來自吹掃氣體供給部29的N2氣體供給量分別設定為6slm、13slm,將來自第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42的N2氣體供給量設定為5slm，將來自第I處理氣體噴嘴31、第2處理氣體噴嘴32、等離子體產生用氣體噴嘴33的N2氣體流量分別設定為0.5slm、2slm、2.05slm。在該評價試驗3中計算出了旋轉臺2整體的氟的質量比例分布。
[0108]圖17是與圖13、圖14同樣地表示由評價試驗3獲得的氟的質量比例分布的圖，是與旋轉臺2相距Imm的高度位置的分布。與評價試驗I相比可知，在旋轉臺2上較廣地形成有比較高的氣體濃度的區(qū)域。另外，與評價試驗2相比，也是在旋轉臺2上較廣地形成有比較高的氣體濃度的區(qū)域。因而，根據上述評價試驗I~評價試驗3可知，通過像上述實施方式那樣使自第I真空排氣口 62進行的排氣停止，能夠提高旋轉臺2上的清潔氣體的濃度，能夠高效地進行清潔處理。而且示出了:由于該處理在設置了噴嘴罩51的情況下能夠防止清潔氣體碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上的情況，因此是特別有效的。
[0109]根據本實施方式，在裝置的布局、結構上，能夠避免因清潔氣體被向第I真空排氣口側吸引而導致清潔氣體與旋轉臺相接觸的量變少這樣的不良情況，能夠快速地進行清潔。
[0110]本發(fā)明不限于以上說明的【具體實施方式】，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內進行變形和改變。
【權利要求】
1.一種成膜裝置的運轉方法，該方法用于運轉成膜裝置，該成膜裝置用于多次重復依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來層疊反應產物的層而獲得薄膜， 該成膜裝置包括: 真空容器； 旋轉臺，其配置在上述真空容器內，用于載置基板并使基板公轉； 第I處理氣體供給部，其用于向基板供給第I處理氣體； 第2處理氣體供給部，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I處理氣體供給部分開的方式設置，用于向基板供給第2處理氣體； 分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部與第2處理氣體供給部之間，被供給用于使上述第I處理氣體和上述第2處理氣體分離的分離氣體； 第I真空排氣口，其用于主要排出上述第I處理氣體； 第2真空排氣口，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I真空排氣口分開的方式設置，用于主要排出上述第2處理氣體；以及 清潔氣體供給部，其供給用于對上述旋轉臺進行清潔的清潔氣體， 其中， 該成膜裝置的運轉方法包括清潔工序，在該清潔工序中，使自上述第I真空排氣口進行的排氣停止，一邊從上述第`2真空排氣口進行真空排氣，一邊從上述清潔氣體供給部向真空容器內供給清潔氣體。
2.根據權利要求1所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 上述第I處理氣體供給部包括: 氣體噴嘴，其在上述旋轉臺的周緣部與中央部之間延伸；以及 整流板，其以能夠使分離氣體在其上表面?zhèn)攘鲃拥姆绞窖刂摎怏w噴嘴的長度方向設置。
3.根據權利要求2所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 在上述成膜裝置中，上述分離區(qū)域包括: 第I分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的第I旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部的下游側與第2處理氣體供給部的上游側之間；以及 第2分離區(qū)域，其在上述第I旋轉方向上設置在上述第2處理氣體供給部的下游側與第I處理氣體供給部的上游側之間， 上述第I真空排氣口設置在比上述第I處理氣體供給部靠上述第I分離區(qū)域側的位置， 上述第2真空排氣口設置在比上述第2處理氣體供給部靠上述第2分離區(qū)域側的位置， 上述清潔氣體供給部在上述第I旋轉方向上設置在比上述第I處理氣體供給部靠上游側且比上述第2真空排氣口靠下游側的位置。
4.根據權利要求3所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 上述成膜裝置還包括: 改性區(qū)域，其在上述第I旋轉方向上設置在比上述第2處理氣體供給部靠下游側且比上述第2分離區(qū)域靠上游側的位置，用于對上述基板上的反應產物進行改性；以及 設置在上述第2處理氣體供給部與上述改性區(qū)域之間、并用于與外部的基板輸送機構之間交接基板的區(qū)域， 上述清潔氣體供給部在上述第I旋轉方向上位于比上述改性區(qū)域靠下游側的位置。
5.根據權利要求1所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 上述清潔氣體供給部在成膜處理時的上述旋轉臺的第I旋轉方向上位于靠近第I真空排氣口的程度比靠近上述第2真空排氣口的程度大的位置。
6.根據權利要求1所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 使上述旋轉臺向與上述第I旋轉方向相反的方向即第2旋轉方向旋轉來進行上述清潔工序。
7.根據權利要求1所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 上述第I處理氣體供給部供給用于向基板的表面吸附的原料氣體，上述第2處理氣體供給部供給用于使上述原料氣體氧化或氮化的氣體。
8.根據權利要求1所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 上述第I處理氣體供給部包括: 氣體噴嘴，其在上述旋轉臺的周緣部與中央部之間延伸；以及 整流板，其以能夠使分離氣體在其上表面?zhèn)攘鲃拥姆绞窖刂摎怏w噴嘴的長度方向設`置； 上述清潔氣體供給部在成膜處理時的上述旋轉臺的第I旋轉方向上設置在比上述第I處理氣體供給部靠上游側且比上述第2真空排氣口靠下游側的位置， 使上述旋轉臺向與上述第I旋轉方向相反的方向即第2旋轉方向旋轉來進行上述清潔工序。
9.一種成膜裝置，其用于多次重復依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來層疊反應產物的層而獲得薄膜，其中， 該成膜裝置包括: 真空容器； 旋轉臺，其配置在上述真空容器內，用于載置基板并使基板公轉； 第I處理氣體供給部，其用于向基板供給第I處理氣體； 第2處理氣體供給部，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I處理氣體供給部分開的方式設置，用于向基板供給第2處理氣體； 分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部與第2處理氣體供給部之間，被供給用于使上述第I處理氣體和上述第2處理氣體分離的分離氣體； 第I真空排氣口，其用于主要排出上述第I處理氣體； 第2真空排氣口，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I真空排氣口分開的方式設置，用于主要排出上述第2處理氣體； 清潔氣體供給部，其供給用于對上述旋轉臺進行清潔的清潔氣體；以及控制部，其輸出控制信號以執(zhí)行以下步驟:使上述第I真空排氣口的排氣停止、并從上述第2真空排氣口對真空容器進行真空排氣的步驟；以及在該狀態(tài)下從上述清潔氣體供給部向上述真空容器內供給清潔氣體的步驟。
10.根據權利要求9所述的成膜裝置，其中， 上述第I處理氣體供給部包括: 氣體噴嘴，其在上述旋轉臺的周緣部與中央部之間延伸；以及 整流板，其以能夠使分離氣體在其上表面?zhèn)攘鲃拥姆绞窖刂摎怏w噴嘴的長度方向設置。
11. 根據權利要求9所述的成膜裝置，其中， 上述分離區(qū)域包括: 第I分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的第I旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部的下游側與第2處理氣體供給部的上游側之間；以及 第2分離區(qū)域，其在上述第I旋轉方向上設置在上述第2處理氣體供給部的下游側與第I處理氣體供給部的上游側之間， 上述第I真空排氣口設置在比上述第I處理氣體供給部靠上述第I分離區(qū)域側的位置， 上述第2真空排氣口設置在比上述第2處理氣體供給部靠上述第2分離區(qū)域側的位置， 上述清潔氣體供給部在上述第I旋轉方向上設置在比上述第I處理氣體供給部靠上游側且比上述第2真空排氣口靠下游側的位置。
【文檔編號】C23C16/46GK103526184SQ201310279648
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月4日 優(yōu)先權日:2012年7月6日
【發(fā)明者】加藤壽, 三浦繁博 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社
【專利摘要】本發(fā)明提供成膜裝置的運轉方法和成膜裝置。該方法用于運轉成膜裝置，該成膜裝置用于多次重復依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來層疊反應產物的層而獲得薄膜，該成膜裝置包括：真空容器；旋轉臺；第1處理氣體供給部；第2處理氣體供給部；分離區(qū)域；第1真空排氣口，其用于主要排出上述第1處理氣體；第2真空排氣口，用于主要排出上述第2處理氣體；以及清潔氣體供給部，其供給用于對上述旋轉臺進行清潔的清潔氣體；其中，該成膜裝置的運轉方法包括清潔工序，在該清潔工序中，使自上述第1真空排氣口進行的排氣停止，一邊從上述第2真空排氣口進行真空排氣，一邊從上述清潔氣體供給部向真空容器內供給清潔氣體。
【專利說明】成膜裝置的運轉方法及成膜裝置
[0001]本發(fā)明基于2012年7月6日提出申請的日本特許出愿第2012 — 152659號要求優(yōu)先權，將該日本申請的內容全部作為參照文獻引入于此。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及成膜裝置的運轉方法及成膜裝置。
【背景技術】
[0003]作為半導體制造工序中的成膜技術之一，存在將相互發(fā)生反應的多種處理氣體依次向半導體晶圓(以下稱作晶圓)的表面供給并層疊反應產物的所謂的原子層沉積(ALD:Atomic Layer Deposition)法。作為實施ALD法的裝置,公知有利用旋轉臺使配置在旋轉臺上的多個晶圓公轉、并使晶圓依次在被供給各種處理氣體的區(qū)域中通過的裝置。在該裝置中，為了避免在旋轉 臺的旋轉方向上在多個處理氣體的供給區(qū)域之間發(fā)生各處理氣體的混合(分離各處理氣體)而設有被供給例如氮氣等作為非活性氣體的分離氣體的分離區(qū)域。而且，在各個處理氣體的供給區(qū)域的旋轉臺的旋轉方向下游側設有真空排氣口，專用于將各個處理氣體與分離氣體一起真空排出。
[0004]作為多個處理氣體的一例，能夠列舉出向晶圓的表面吸附的原料氣體和用于使上述原料氣體氧化或氮化的氣體。此外，若分離氣體伴隨著旋轉臺的旋轉而流入到原料氣體的供給區(qū)域，則成為原料氣體被分離氣體稀釋而使薄膜的膜厚的面內均勻性降低的原因，因此必須增大原料氣體的流量而成本增高。因此，在專利文獻I中記載有如下技術:在沿旋轉臺的徑向延伸的氣體噴嘴之上設置整流板，通過使分離氣體在該整流板之上越過，從而抑制分離氣體向原料氣體的供給區(qū)域的流入。
[0005]另一方面，若實施成膜工藝，則不僅在晶圓上而且在旋轉臺的上表面上也形成薄膜，若重復成膜工藝而該膜厚變大，則由于膜剝離而產生微粒。因此，需要定期利用清潔氣體去除旋轉臺上的薄膜。
[0006]在此，為了在防止對成膜裝置造成損傷的同時進行旋轉臺的清潔，有時清潔氣體供給部的配置位置受到限制。
[0007]例如，在成膜裝置內的區(qū)域(稱作“交接區(qū)域”)利用外部的基板輸送機構對晶圓進行交接。通常，在交接區(qū)域配置有用于監(jiān)視晶圓的交接的監(jiān)視器。因此，為了避免清潔氣體使監(jiān)視器劣化，使清潔氣體供給部的位置遠離交接區(qū)域是良策。因此，想到將清潔氣體供給部配置在例如與交接區(qū)域分開的原料氣體的供給區(qū)域附近這樣的布局。但是，如上所述，若在氣體噴嘴之上設有整流板，則存在如下這種問題:清潔氣體與分離氣體同樣地在整流板之上越過，與旋轉臺相接觸的清潔氣體的量相應地減少，清潔所需的時間變長。
[0008]因此，為了高效地進行旋轉臺的清潔，需要研究氣體的流動。
[0009]專利文獻1:日本特開2011 - 100956號公報
【發(fā)明內容】
[0010]本發(fā)明是在這種情況下做成的，提供一種能夠在多次進行利用旋轉臺使基板公轉而依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來進行成膜處理的裝置中快速地進行旋轉臺的清潔的技術。
[0011]根據一技術方案，提供一種成膜裝置的運轉方法，該方法用于運轉成膜裝置，該成膜裝置用于多次重復依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來層疊反應產物的層而獲得薄膜，該成膜裝置包括:真空容器；旋轉臺，其配置在上述真空容器內，用于載置基板并使基板公轉；第I處理氣體供給部，其用于向基板供給第I處理氣體；第2處理氣體供給部，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I處理氣體供給部分開的方式設置，用于向基板供給第2處理氣體；分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部與第2處理氣體供給部之間，被供給用于使上述第I處理氣體和上述第2處理氣體分離的分離氣體；第I真空排氣口，其用于主要排出上述第I處理氣體；第2真空排氣口，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I真空排氣口分開的方式設置，用于主要排出上述第2處理氣體；以及清潔氣體供給部，其供給用于對上述旋轉臺進行清潔的清潔氣體，其中，該成膜裝置的運轉方法包括清潔工序，在該清潔工序中，使自上述第I真空排氣口進行的排氣停止，一邊從上述第2真空排氣口進行真空排氣，一邊從上述清潔氣體供給部向真空容器內供給清潔氣體。[0012]根據另一技術方案，提供一種成膜裝置，其用于多次重復依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來層疊反應產物的層而獲得薄膜，其中，該成膜裝置包括:真空容器；旋轉臺，其配置在上述真空容器內，用于載置基板并使基板公轉；第I處理氣體供給部，其用于向基板供給第I處理氣體；第2處理氣體供給部，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I處理氣體供給部分開的方式設置，用于向基板供給第2處理氣體；分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部與第2處理氣體供給部之間，被供給用于使上述第I處理氣體和上述第2處理氣體分離的分離氣體；第I真空排氣口，其用于主要排出上述第I處理氣體；第2真空排氣口，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I真空排氣口分開的方式設置，用于主要排出上述第2處理氣體；清潔氣體供給部，其供給用于對上述旋轉臺進行清潔的清潔氣體；以及控制部，其輸出控制信號以執(zhí)行以下步驟:使上述第I真空排氣口的排氣停止、并從上述第2真空排氣口進行真空排氣的步驟；以及在該狀態(tài)下從上述清潔氣體供給部向上述真空容器內供給清潔氣體的步驟。
[0013]當結合附圖閱讀以下的詳細的說明時，能夠了解到本發(fā)明的其他目的、特征以及效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本實施方式的成膜裝置的一例的縱剖側視圖。
[0015]圖2是上述成膜裝置的概略橫剖立體圖。
[0016]圖3是上述成膜裝置的橫剖俯視圖。
[0017]圖4是上述成膜裝置的周向上的縱剖側視圖。
[0018]圖5是上述成膜裝置的周向上的縱剖側視圖。
[0019]圖6是設置于上述成膜裝置的第I處理氣體噴嘴的噴嘴罩的立體圖。
[0020]圖7是上述噴嘴罩的概略俯視圖。[0021]圖8是設置于上述成膜裝置的等離子體處理部的分解立體圖。
[0022]圖9是表示成膜處理時的氣流的說明圖。
[0023]圖10是表示清潔處理時的氣流的說明圖。
[0024]圖11是表示成膜裝置的其他例子的橫剖俯視圖。
[0025]圖12是表示將清潔氣體噴嘴設置在其他位置的例子的成膜裝置的橫剖俯視圖。
[0026]圖13是表示評價試驗的結果的示意圖。
[0027]圖14是表示評價試驗的結果的示意圖。
[0028]圖15是表示評價試驗的結果的示意圖。
[0029]圖16是表示 評價試驗的結果的示意圖。
[0030]圖17是表示評價試驗的結果的示意圖。
【具體實施方式】
[0031]以下，參照添加的【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的非限定性的例示的實施方式。在添加的所有附圖中，對相同或對應的構件或零件標注相同或對應的附圖標記并省略重復說明。另外，附圖并不以表示構件或零件之間的相對比例為目的，因而，具體的尺寸應由本領域技術人員對照以下的非限定性的實施方式來確定。
[0032]參照圖1~圖3說明本實施方式的成膜裝置I。圖1、圖2、圖3分別是成膜裝置I的縱剖側視圖、概略剖視立體圖、橫剖俯視圖。
[0033]成膜裝置I包括真空容器11和水平地設置在該真空容器11的內部的旋轉臺(基座)2。成膜裝置I執(zhí)行對載置于上述旋轉臺2的晶圓W進行的成膜處理和用于將因該成膜處理而附著在旋轉臺2上的膜去除的清潔處理。
[0034]首先，說明成膜處理的概略。一邊對真空容器11內進行排氣一邊利用旋轉臺2使晶圓W旋轉，對晶圓W依次供給相互發(fā)生反應的兩種處理氣體而利用ALD法形成SiO2 (氧化硅)等的薄膜。之后，利用等離子體對該薄膜進行改性。載置于旋轉臺2的晶圓W重復地交替通過被供給薄膜形成用的氣體的處理區(qū)域和由等離子體進行改性的改性區(qū)域，從而交替地重復進行薄膜的形成和等離子體改性而在晶圓W上形成期望厚度的膜。
[0035]接著，進行清潔處理。作為清潔處理的概略，一邊對真空容器11內進行排氣一邊向旋轉臺2供給清潔氣體來進行膜的去除。
[0036]接著，說明成膜裝置I的各個部分。
[0037]真空容器11設置在大氣氣氛中，在上述各個處理中，將其內部設為真空氣氛。真空容器11構成為大致圓形，由容器主體13和頂板12構成，該容器主體13構成真空容器11的側壁和底部，該頂板12由石英構成。在成膜裝置I中設有用于將真空容器11內保持為氣密的密封構件11a。
[0038]頂板12的中央部構成朝向下方突出的凸部14，在真空容器11的中心部，該凸部14與用于支承上述旋轉臺2的支承部21 —起構成具有氣體流路15的中心部區(qū)域C。在成膜裝置I中設有用于向氣體流路15供給作為吹掃氣體的N2 (氮)氣體的供給管16。從氣體流路15向旋轉臺2的表面上朝向外周供給N2氣體，能夠防止相互不同的處理氣體彼此在中心部區(qū)域C混合。
[0039]旋轉臺2以從支承部21向外側擴展的方式構成為圓形。旋轉臺2利用支承部21下方的旋轉驅動機構22而繞其中心軸線沿周向旋轉。在旋轉臺2的表面?zhèn)?一個面?zhèn)?，沿著旋轉方向形成有5個作為基板載置區(qū)域的凹部23，該凹部23用于載置晶圓W。若旋轉臺2旋轉，則載置于凹部23的晶圓W繞旋轉臺2的中心軸線公轉。
[0040]在分別與凹部23的通過區(qū)域相對的位置，在真空容器11的周向上相互隔開間隔地分別配置有例如由石英構成的5個氣體噴嘴31、32、33、41、42，上述各個氣體噴嘴31、32、33、41、42分別設置為例如從真空容器11的外周壁朝向中心部區(qū)域C水平地延伸。在該例子中，沿順時針方向按照第I處理氣體噴嘴31、第I分離氣體噴嘴41、第2處理氣體噴嘴32、等離子體產生用氣體噴嘴33及第2分離氣體噴嘴42的順序配設有第I處理氣體噴嘴31、第I分離氣體噴嘴41、第2處理氣體噴嘴32、等離子體產生用氣體噴嘴33及第2分離氣體噴嘴42。
[0041]各個氣體噴嘴31、32、33、41、42分別與具有流量調整閥等的以下各個氣體供給源相連接。第I處理氣體噴嘴31供給向晶圓的表面吸附的原料氣體。具體地說，第I處理氣體噴嘴31與含有Si (娃)的第I處理氣體、例如BTBAS (雙叔丁基氨基硅烷；SiH2 (NH — C(CH3)3)2)氣體等的供給源30A相連接。第2處理氣體噴嘴32供給用于使從第I處理氣體噴嘴31供給的原料氣體氧化或氮化的氣體。具體地說，第2處理氣體噴嘴32與第2處理氣體、例如臭氧(O3)氣體和氧(O2)氣體的混合氣體的供給源(詳細地說為設有臭氧發(fā)生器的氧氣供給源)30B相連接。
[0042]等離子體產生用氣體噴嘴33與例如由氬(Ar)氣體和氧氣的混合氣體構成的等離子體產生用氣體的供給源30C相連接。第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42分別與作為分離氣體的N2氣體的氣體供給源30D相連接。氣體供給源30A~氣體供給源30C是各個氣體噴嘴31~氣體噴嘴33在進行成膜處理時連接的氣體供給源。在進行清潔處理時，氣體噴嘴31~氣體噴嘴33也與氣體供給源30D相連接，噴出N2氣體來作為吹掃氣體。由此,能夠防止氣體噴嘴31~氣體噴嘴33被清潔氣體蝕刻。
[0043]在本實施方式中，在成膜處理與清潔處理中，旋轉臺2的旋轉方向不同。在成膜處理中使旋轉臺2順時針(R1、第I旋轉方向)旋轉，在清潔處理中使旋轉臺2逆時針(R2、第2旋轉方向)旋轉。以后，只要并不特別記載，就以所謂的旋轉方向上游側、旋轉方向下游側分別是指成膜處理中的旋轉方向(Rl)上游側、旋轉方向(Rl)下游側來繼續(xù)成膜裝置I的說明。
[0044]以下，也參照作為沿著旋轉臺2的旋轉方向的縱剖側視圖的圖4進行說明。
[0045]在氣體噴嘴31、32、33、41、42的例如下表面?zhèn)?，沿著各個氣體噴嘴的長度方向分別形成有許多氣體噴出口 34，從各個氣體供給源30A~氣體供給源30D供給的氣體自噴出口 34噴出。為了防止在旋轉臺2的中心部側處理氣體的濃度因從中心部區(qū)域C噴出的吹掃氣體而降低，在第I處理氣體噴嘴31上，在中心部側設有比周緣部側多的噴出口 34，能夠以較多的流量供給處理氣體。為了防止氣體從旋轉方向上游側向后述的等離子體處理區(qū)域進入，等離子體產生用氣體噴嘴33的噴出口 34朝向旋轉方向上游側向斜下方噴出氣體。
[0046]真空容器11的頂板12具有向下方突出的扇狀的兩個凸部43，凸部43在周向上隔開間隔地形成。第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42分別陷入于凸部43，設為在沿周向上分割該凸部43。即，在旋轉臺2的處于第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42處的周向兩側的部位配置有作為凸部43的下表面的較低的頂面44 (第I頂面)。而且，在該頂面44的周向兩側配置有比該頂面44高的頂面45 (第2頂面)。
[0047]第I頂面44的下方構成為用于阻止第I處理氣體與第2處理氣體混合的分離區(qū)域，將設有第I分離氣體噴嘴41的分離區(qū)域分別設為Dl，將設有第2分離氣體噴嘴42的分離區(qū)域分別設為D2。在成膜處理時從第I分離氣體噴嘴41供給到分離區(qū)域Dl的N2氣體(分離氣體)在分離區(qū)域Dl中沿周向擴展，從第2分離氣體噴嘴42供給到分離區(qū)域D2的N2氣體(分離氣體)在分離區(qū)域D2中沿周向擴展，將第I處理氣體向后述的第I真空排氣口 62沖走，將第2處理氣體及等離子體產生用氣體向后述的第2真空排氣口 63沖走。圖5用箭頭表示成膜處理時的氣體的流動。
[0048]在第I處理氣體噴嘴31上設有如圖6所示那樣在第I處理氣體噴嘴31的整個長度方向上覆蓋第I處理氣體噴嘴31的噴嘴罩51。噴嘴罩51由石英構成。噴嘴罩51中的、對應于第I處理氣體噴嘴31的噴出口 34所設置的區(qū)域的區(qū)域形成為方形，噴嘴罩51包括:罩主體52，其包圍成該方形部的上側、旋轉方向兩側及旋轉臺2的中心側；以及水平的整流板53、54，從罩主體52的下端開始分別向旋轉方向上游側、下游側突出。圖4所示的整流板
53、54距旋轉臺2的高度hi例如為0.5mm~3mm左右。整流板53、54越朝向旋轉臺2的外側去而越較大地突出，噴嘴罩51在俯視狀態(tài)下構成為大致扇狀。整流板53、54的旋轉臺2的外周側向下方彎曲，形成與旋轉臺2的外周相對的相對部55。噴嘴罩51包括用于將噴嘴罩51支承于真空容器11的底部的支承部56和用于將噴嘴罩31支承于裝置I的中心部區(qū)域C的支承部57。
[0049]整流板53、54使從第I處理氣體噴嘴31噴出的第I處理氣體沿著晶圓W流通，具有提高晶圓W與第I處理氣體之間的反應性的作用。即，第I處理氣體噴嘴31及上述整流板53、54的下方區(qū)域構成用于使第I處理氣體吸附于晶圓W的第I處理區(qū)域P1。另外，整流板53也具有將從第2分離氣 體噴嘴42朝向第I處理區(qū)域Pl流動的分離氣體向噴嘴罩51的上方的流通空間58引導而防止分離氣體進入第I處理區(qū)域Pl的作用(參照圖4和圖5)。由此，抑制了第I處理區(qū)域Pl的第I處理氣體的濃度的降低。圖4所示的流通空間58的高度h2例如為5_~15_。
[0050]另外，罩主體52中的靠旋轉臺2的中心側的壁部和相對部55具有防止供給到第I處理區(qū)域Pl的第I處理氣體被從中心部區(qū)域C朝向旋轉臺2的周端供給的吹掃氣體向該周端沖走的作用。由此提高了旋轉臺2的半徑方向上的第I處理氣體濃度的均勻性。
[0051]參照圖7的概略俯視圖示出噴嘴罩51的尺寸的一例。
[0052]在本實施方式中，整流板在周向上形成為在旋轉方向(Rl)下游側比上游側長。具體地說，整流板53的靠旋轉方向上游側的外形線與第I處理氣體噴嘴31所成的角a例如為15°。另外，整流板54的靠旋轉方向下游側的外形線與第I處理氣體噴嘴31所成的角^比角a大，例如為22.5°。整流板53的旋轉臺2的外緣部的上方的圓弧的長度尺寸Ul例如為120mm，整流板54的旋轉臺2的外緣部的上方的圓弧的長度尺寸u2例如為180mm。
[0053]連結旋轉臺2的中心0和第I真空排氣口 62的旋轉方向下游側的端部的線(圖中用點劃線表示)與整流板54的靠旋轉方向下游側的外形線所成的角Y設定為0°以上，例如為7.5°。即，第I真空排氣口 62設置在比構成第I處理氣體供給部的噴嘴罩51靠第I分離區(qū)域Dl側的位置。由此，能夠使整流板54不阻礙第I處理氣體從第I處理氣體噴嘴31朝向第I真空排氣口 62的流動。[0054]例如，如圖2、圖3所示，成膜裝置I包括設置于真空容器11的等離子體處理部71。說明等離子體處理部71。如圖3所示，在俯視觀察時，等離子體處理部71以從旋轉臺2的中央部側到外周部側地跨越晶圓W的通過區(qū)域的方式配置。以下，也參照作為等離子體處理部71的各部分的分解立體圖的圖8進行說明。
[0055]等離子體處理部71具有由金屬線構成的線圈狀的天線72。天線72以圍繞沿著旋轉臺2的半徑方向延伸的帶狀的區(qū)域的方式構成為大致八邊形。另外，天線72借助于匹配器73而與頻率為例如13.56MHz及輸出電力例如為5000W的高頻電源74相連接。
[0056]在已述的等離子體產生用氣體噴嘴33的上方側，在俯視觀察時，頂板12呈大致扇形開口。該開口部被由例如石英等構成的殼體75氣密地堵塞，天線72被與真空容器11的內部氣密地劃分開。殼體75以其周緣部在整個周向上呈凸緣狀水平地伸出、并且中央部朝向真空容器11的內部區(qū)域凹陷的方式形成。在殼體75的內側容納有天線72。按壓構件76朝向下方側按壓殼體75的周緣部。等離子體處理部71與匹配器73及高頻電源74利用連接電極77電連接。
[0057]為了阻止分離氣體和第2處理氣體向殼體75的下方區(qū)域進入，殼體75的下表面的外緣部在整個周向上朝向下方側(旋轉臺2側)鉛垂地伸出而形成了氣體限制用的突起部79。在由突起部79的內周面和殼體75的下表面圍成的區(qū)域中容納有已述的等離子體產生用氣體噴嘴33。由突起部79圍成的區(qū)域構成作為改性區(qū)域的等離子體處理區(qū)域P3。
[0058]在殼體75與天線72之間配置有上表面?zhèn)乳_口的大致箱型的法拉第屏蔽件81。法拉第屏蔽件81由作為導電性的板狀體的金屬板構成并且接地。為了阻止在天線72中產生的電場和磁場(電磁場)中的電場成分朝向下方的晶圓W、并且使磁場到達晶圓W，在法拉第屏蔽件81的底面上形成有許多狹縫82。狹縫82以沿與天線72的卷繞方向正交的方向延伸的方式形成，以沿著天線72的方式在整個周向上設置在該天線72的下方位置。在圖8中，附圖標記83是用于使法拉第屏蔽件81與天線72之間絕緣的絕緣板，附圖標記84是用于將法拉第屏蔽件81支承于殼體75的凸緣的支承構件。
[0059]接下來，說明真空容器11的其他各個部分。如圖1、3、6等所示，在旋轉臺2的外周側，在旋轉臺2的下方，沿著真空容器11的周圍配置有環(huán)構件61。環(huán)構件61使真空容器11的側壁與清潔氣體分開而保護真空容器11的側壁。另外，如圖6所示，實際上真空容器11的側壁包括外壁15A和使該外壁15A與清潔氣體分開而保護該外壁15A的內壁15B。但是，在其他附圖中，為了防止附圖復雜化而將該外壁15A和內壁15B描繪為一體。
[0060]在環(huán)構件61上沿周向相互分開地設有第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63。第I真空排氣口 62如上所述那樣設置在其旋轉方向(Rl)下游側的端部比噴嘴罩51靠近第I分離區(qū)域Dl的位置。第2真空排氣口 63設置在比等離子體處理區(qū)域P3靠近第2分離區(qū)域D2的位置。第I真空排氣口 62排出第I處理氣體和分離氣體，第2真空排氣口 63排出第2處理氣體、等離子體 產生用氣體及分離氣體。第I處理氣體由第I真空排氣口 62專門排出，第2處理氣體由第2真空排氣口 63專門排出。
[0061]第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63分別經由排氣管64與作為真空排氣機構的真空泵65相連接。在各個排氣管64上夾設有蝶形閥等壓力調整部66，獨立地控制來自第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63的各個排氣量。
[0062]另外，如圖3和圖4所示，在環(huán)構件61上，從第2真空排氣口 63朝向等離子體處理部71的旋轉方向上游側沿周向形成有槽67。槽67將從分離氣體噴嘴41供給的分離氣體和從第2處理氣體噴嘴32供給的第2處理氣體向第2真空排氣口 63引導。
[0063]第2處理氣體噴嘴32的下方區(qū)域構成被供給第2處理氣體、且用于使吸附于晶圓W的第I處理氣體與該第2處理氣體發(fā)生反應的第2處理區(qū)域P2。
[0064]第2處理區(qū)域P2的旋轉方向下游側與等離子體處理部71的旋轉方向上游側之間構成為晶圓W的交接區(qū)域SI。以與交接區(qū)域SI相面對的方式在真空容器11的側壁上形成有晶圓W的輸送口 17。輸送口 17以借助于閘閥18而開閉自如的方式構成，進行晶圓W的輸入輸出的輸送機構24能夠相對于真空容器11內進退。雖然省略了圖示，但是在交接區(qū)域SI的旋轉臺2的下方設有升降銷。該升降銷經由旋轉臺2的凹部23的孔25而相對于旋轉臺2表面突出或者沒入，由此在凹部23與輸送機構24之間進行晶圓W的交接。 [0065]在真空容器11的外部，在交接區(qū)域SI的上方設有由CXD攝像機構成的監(jiān)視器26。在頂板12中，交接區(qū)域SI的上側構成為由例如石英構成的檢測窗19。監(jiān)視器26經由檢測窗19對利用輸送機構24向真空容器11輸送的晶圓W進行拍攝。由此成膜裝置I的使用者能夠確認在交接區(qū)域SI是否適當地進行了晶圓W的交接。
[0066]在噴嘴罩51的旋轉方向上游側、且第2分離區(qū)域D2的旋轉方向下游側設有構成清潔氣體供給部的清潔氣體噴嘴35。清潔氣體噴嘴35形成為從旋轉臺2的外周朝向真空容器11的周緣部延伸的棒狀，同其他氣體噴嘴同樣地與氣體供給源30E相連接。從該氣體供給源30E向清潔氣體噴嘴35供給例如C1F3等氟系的清潔氣體，并從清潔氣體噴嘴35的頂端部朝向旋轉臺2的中心部側噴出清潔氣體。
[0067]如在【背景技術】的項目中說明的那樣，若向交接區(qū)域SI供給清潔氣體，則有可能使檢測窗19因清潔氣體而發(fā)霧，從而不能夠進行晶圓W的檢測，因此清潔氣體噴嘴35設置為不向該交接區(qū)域SI供給清潔氣體。在該例子中，沿著旋轉方向(Rl)看來，清潔氣體噴嘴35設置在靠近第I真空排氣口 62的程度比靠近第2真空排氣口 63的程度大的位置。清潔氣體噴嘴35相對于真空容器11裝卸自如，例如在成膜處理時被卸下。
[0068]如圖1所示，在旋轉臺2的下方，在與旋轉臺2分開的位置設有加熱器27。利用加熱器27對旋轉臺2的輻射熱量使旋轉臺2升溫，加熱所載置的晶圓W。另外，在容器主體13上設有用于利用N2氣體吹掃加熱器27的配置空間的吹掃氣體供給管28。在覆蓋真空容器11的底部中央的殼體20上設有用于從旋轉臺2的下方中央部朝向周緣部供給作為吹掃氣體的N2氣體的吹掃氣體供給部29。
[0069]在成膜裝置I上設有用于進行裝置整體的動作的控制的、由計算機構成的控制部
7。在控制部7內存儲有如后所述那樣執(zhí)行成膜處理和清潔處理的程序。該程序向成膜裝置I的各部分發(fā)送控制信號而控制各部分的動作。具體地說，控制部7控制從各個氣體供給源30A~氣體供給源30E向各個氣體噴嘴的氣體的供給/停止供給、由高頻電源74的接通/斷開實現的等離子體的形成及形成的停止、利用旋轉驅動機構22對旋轉臺2的轉速進行的控制、利用壓力調整部66對來自第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63的各個排氣量進行的調整等各個動作。程序編入有步驟組以便控制上述動作而執(zhí)行后述的各個處理。該程序被從硬盤、光盤、光磁盤、存儲卡及軟盤等存儲介質安裝到控制部7內。
[0070]接著，說明利用上述成膜裝置I對晶圓W進行成膜處理的工藝。
[0071]首先，在打開了閘閥18的狀態(tài)下一邊使旋轉臺2間歇性地旋轉，一邊經由輸送口17利用輸送機構24依次向交接區(qū)域SI輸送晶圓W，將晶圓W載置于旋轉臺2的5個各個凹部23。接著，利用真空泵65從第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63進行排氣，使真空容器11內處于抽空的狀態(tài)。在該排氣的同時，一邊利用旋轉驅動機構22使旋轉臺2以例如2rpm~240rpm順時針(Rl)旋轉，一邊利用加熱器27將晶圓W加熱到例如300°C。
[0072]接下來，從第I處理氣體噴嘴31噴出作為第I處理氣體的BTBAS氣體，從第2處理氣體噴嘴32噴出作為第2處理氣體的O3氣體和O2氣體。同時，從等離子體產生用氣體噴嘴33噴出作為等離子體產生用氣體的Ar氣體和O2氣體。而且，從第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42噴出作為分離氣體的N2氣體，并且從中心部區(qū)域C、吹掃氣體供給管28及吹掃氣體供給部29分別噴 出作為吹掃氣體的N2氣體。分別從第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42供給的N2氣體的流量例如為3L/分鐘~IOL/分鐘。而且，利用各個壓力調整部66控制來自第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63的各個排氣量，將真空容器11內調整為預先設定的處理壓力，并且對天線72供給高頻電力。
[0073]在晶圓W的表面上，利用旋轉臺2的旋轉而在第I處理區(qū)域Pl中吸附第I處理氣體，接著，吸附在晶圓W上的第I處理氣體在第2處理區(qū)域P2中與第2處理氣體之間發(fā)生反應，作為反應產物，形成I層或多層的SiO2的分子層。此時，有時由于例如第I處理氣體所含有的殘留基而在反應產物中含有水分(0H基)、有機物等雜質。
[0074]另一方面，在等離子體處理部71的下方側，由從高頻電源74供給的高頻電力產生的電場和磁場中的電場被法拉第屏蔽件81反射或吸收(衰減)，該電場被阻礙(阻斷)而不能到達真空容器11內。磁場通過法拉第屏蔽件81的狹縫82并經由殼體75的底面到達真空容器11內。因而，從等離子體產生用氣體噴嘴33噴出的等離子體產生用氣體被經由狹縫82通過來的磁場活化，生成例如離子、自由基等等離子體。
[0075]并且，若由磁場產生的等離子體(活性種)與晶圓W的表面相接觸，則進行上述反應產物的改性處理。具體地說，例如通過等離子體撞擊晶圓W的表面，從而例如從該反應產物放出上述雜質，或者使反應產物內的元素重新排列而引起致密化(高密度化)。通過這樣使旋轉臺2持續(xù)旋轉，從而按照第I處理氣體向晶圓W表面的吸附、吸附于晶圓W表面的第I處理氣體的成分的反應以及反應產物的等離子體改性這樣的順序依次重復進行第I處理氣體向晶圓W表面的吸附、吸附于晶圓W表面的第I處理氣體的成分的反應以及反應產物的等離子體改性，層疊SiO2的分子層。
[0076]圖9是真空容器11的橫截面圖，與圖5相同地用箭頭表示該成膜處理時的各部分的氣流。如圖5和圖9所示，由于向第I處理區(qū)域Pl與第2處理區(qū)域P2之間的第I分離區(qū)域Dl和第2分離區(qū)域D2供給分離氣體，因此以阻止第I處理氣體與第2處理氣體及等離子體產生用氣體之間的混合的方式排出各氣體。而且，由于向旋轉臺2的下方側供給吹掃氣體，因此欲向旋轉臺2的下方側擴散的氣體被吹掃氣體向第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63側沖回。另外，如上所述那樣從分離氣體噴嘴41朝向第I處理區(qū)域Pl流動的分離氣體碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上，并從該噴嘴罩51之上朝向第I真空排氣口 62流動而被排出。當旋轉臺2旋轉規(guī)定的圈數、形成了期望膜厚的SiO2膜時，停止各氣體的供給，以與輸入時相反的動作將晶圓W自成膜裝置I輸出。
[0077]接下來，說明清潔處理。
[0078]在以下的說明中，旋轉方向上游側、下游側分別是指該清潔處理時的旋轉方向(R2)上游側、下游側。
[0079]將清潔氣體噴嘴35預先安裝于真空容器11。而且，切斷氣體噴嘴31~氣體噴嘴33與各處理氣體和等離子體產生用氣體的供給源30A~供給源30C之間的連接，取而代之預先與N2氣體供給源30D相連接。使來自第I真空排氣口 62的排氣停止，從第2真空排氣口 63以規(guī)定的量進行排氣。同時，一邊利用旋轉驅動機構22使旋轉臺2以例如5rpm逆時針旋轉一邊利用加熱器27將旋轉臺2加熱到例如550°C。而且，從第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42噴出分離氣體，并且從氣體噴嘴31~氣體噴嘴33、中心部區(qū)域C、吹掃氣體供給管28及吹掃氣體供給部29分別噴出吹掃氣體。此時從第I分離氣體噴嘴41供給的分離氣體的流量例如為與成膜處理時相同的3L/分鐘~IOL/分鐘，從第2分離氣體噴嘴42供給的分離氣體的流量在該例子中也為與成膜處理時相同的3L/分鐘~IOL/分鐘。在供給上述分離氣體和吹掃氣體的同時，從清潔氣體噴嘴35進行清潔氣體的噴出。
[0080]在圖10中用箭頭表示清潔處理時的各氣體的流動。清潔氣體一邊對附著于旋轉臺2的SiO2膜進行蝕刻，一邊朝向旋轉臺2的中心部噴出。另一方面，由于自第2真空排氣口 63進行排氣，從而使供給到第I分離區(qū)域Dl的分離氣體碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上并朝向清潔氣體供給區(qū)域A。另外，從處理氣體噴嘴31供給的吹掃氣體也同樣地朝向清潔氣體供給區(qū)域A。由于這樣使清潔氣體被朝向清潔氣體供給區(qū)域A的作為吹掃氣體和分離氣體的N2氣體向旋轉方向(R2)下游側沖走、僅從第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63之中的第2真空排氣口 63進行排氣、以及旋轉臺2從清潔氣體供給區(qū)域A朝向真空排氣口 63旋轉，因此供給到旋轉臺2上的清潔氣體朝向第2真空排氣口 63流動，抑制該清潔氣體朝向旋轉方向(R2)上游側、即噴嘴罩51的流動。
[0081]這樣，清潔氣體 和沖走清潔氣體的N2氣體通過設有第2分離氣體噴嘴42的第2分離區(qū)域D2，與供給到該第2分離區(qū)域D2的分離氣體匯合，進一步流動到旋轉方向下游側，并從第2真空排氣口 63排出。另外，來自分離氣體噴嘴41并在分離區(qū)域Dl中朝向旋轉方向上游側流動的分離氣體與從第2處理氣體噴嘴32噴出的吹掃氣體、從等離子體產生用氣體噴嘴33噴出的吹掃氣體匯合，被與清潔氣體一起自第2真空排氣口 63去除。
[0082]說明使來自第I真空排氣口 62的排氣停止的情況下的機理。
[0083]在本實施方式中，由于清潔氣體噴嘴35靠近第I真空排氣口 62的程度比靠近第2真空排氣口 63的程度大，因此若在清潔處理時也從第I真空排氣口 62進行排氣，則從清潔氣體噴嘴35噴出的清潔氣體大多朝向第I真空排氣口 62流動。在從清潔氣體噴嘴35到第I真空排氣口 62之間的路徑上設有噴嘴罩51，在清潔氣體朝向第I真空排氣口 62流動的情況下，清潔氣體與從第2分離氣體噴嘴42供給的N2氣體一起碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上，并朝向第I真空排氣口 62。即，與旋轉臺2接觸的接觸時間比較短。而且，噴嘴罩51有可能被蝕刻。
[0084]但是，在本實施方式中，通過使第I真空排氣口 62的排氣停止，能夠防止清潔氣體碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上的情況，能夠防止清潔氣體與旋轉臺2接觸的接觸時間減少。而且，能夠防止噴嘴罩51發(fā)生蝕刻。
[0085]返回清潔處理的說明。若旋轉臺2持續(xù)旋轉，則從清潔氣體噴嘴35供給的清潔氣體沿旋轉臺2的周向擴展，清潔氣體被供給至旋轉臺2整體，在整個旋轉臺2上去除SiO2膜。在開始供給清潔氣體之后，在經過了規(guī)定的時間之后，使各氣體的供給停止并使清潔處理停止。之后，將氣體噴嘴31~氣體噴嘴33連接于各個氣體供給源30A~30C，重新開始上述成膜處理。
[0086]如上所述，在成膜裝置I中通過使第I真空排氣口 62的排氣停止并進行清潔處理，能夠防止清潔氣體朝向第I處理氣體噴嘴31和噴嘴罩51的方向，能夠防止清潔氣體與第I處理氣體噴嘴31及噴嘴罩51相接觸。而且，能夠謀求清潔處理所需的時間的縮短化及清潔氣體的低流量化。其結果，能夠謀求成膜裝置I的生產率的提高和由于降低清潔氣體的使用量而帶來的裝置的運用成本的降低。另外，由于清潔氣體對噴嘴罩51的蝕刻受到抑制，因此可抑制整流板53、54與旋轉臺2之間的間隔變大。由此，能夠防止成膜均勻性在晶圓W之間或相同的晶圓W的面內降低、或者作為BTBAS氣體的成分的Si化合物向晶圓W的堆積量降低。另外，由于能夠使噴嘴罩51的更換頻率降低，因此從這一方面也能夠謀求裝置的生產率的提高和運用成本的降低。而且，在該例子中，由于清潔氣體向比第I真空排氣口 62遠的第2真空排氣口 63流動并排出，因此，由此也使清潔氣體與旋轉臺2接觸的接觸時間變長，能夠謀求清潔時間的縮短化和清潔氣體的低流量化。
[0087]另外，當清潔氣體通過第2分離區(qū)域D2時，第2分離區(qū)域D2的頂面44有可能被蝕刻。但是，即使頂面44與旋轉臺2之間的距離增大，隔離第I處理氣體與第2處理氣體的性能也未受到較大的影響。即，與噴嘴罩51發(fā)生的蝕刻相比，頂面44發(fā)生的蝕刻對成膜處理帶來的影響較少，因此本實施方式的清潔處理是有效的。
[0088]在上述例子中，在清潔處理時從第2分離氣體噴嘴42供給與成膜時相同程度的流量的N2氣體，但是也可以設為供給比成膜處理時少的流量、例如0.5L/分鐘~5L/分鐘的N2氣體。通過如此設置，從第2分離氣體噴嘴42朝向清潔氣體供給區(qū)域A的N2氣體的量變少，因此可抑制清潔氣體供給區(qū)域A的清潔氣體的濃度降低，能夠進一步高效地進行清潔處理。
[0089]另外，在上述清潔處理中，通過使旋轉臺2向與成膜處理時相反的方向旋轉，從而進一步可靠地防止了清潔氣體朝向噴嘴罩51，但是也可以使旋轉臺2向與成膜處理時相同的方向旋轉。
[0090]另外，作為清潔處理，也可以在進行上述的旋轉臺2的清潔處理(第I清潔處理)之后或進行第I清潔處理之前進行對附著于第I處理氣體噴嘴31和噴嘴罩51的BTBAS氣體的Si化合物進行去除的清潔處理(第2清潔處理)。在該第2清潔處理中，從第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63這兩者進行排氣，并且使旋轉臺2與成膜處理時同樣地順時針(Rl)旋轉。而且，與第I清潔處理同樣地對旋轉臺2進行加熱，從第2處理氣體噴嘴32、等離子體產生用氣體噴嘴33、第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42、中心部區(qū)域C、吹掃氣體供給管28以及吹掃氣體供給部29分別噴出N2氣體，并且從清潔氣體噴嘴35噴出清潔氣體。預先使來自第I處理氣體噴嘴31的氣體供給停止?；蛘?，為了防止設置于第I處理氣體噴嘴31的氣體噴出口 34被清潔氣體蝕刻或者含有被清潔下來的SiO2膜的殘渣的氣體自氣體噴出口 34流入，也從該第I處理氣體噴嘴31供給0.05L/分鐘~0.5L/分鐘左右的少量的N2氣體。
[0091]由于從第I真空排氣口 62進行排氣、以及旋轉臺2從清潔氣體噴嘴35側朝向噴嘴罩51側旋轉，因此清潔氣體朝向該噴嘴罩51流動。清潔氣體的一部分碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上并從第I真空排氣口 62排出，清潔氣體的一部分通過噴嘴罩51的下方并從第I真空排氣口 62排出。由此,附著于噴嘴罩51和第I處理氣體噴嘴31的上述Si化合物被蝕刻，被自第I真空排氣口 62去除。從其他各個氣體噴嘴和中心部區(qū)域C等噴出的各氣體與成膜處理時同樣地被自第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63去除。另外，由于Si化合物比附著于旋轉臺2的SiO2膜容易被蝕刻，因此該第2清潔處理所需的時間相對較短。
[0092]說 明成膜裝置的其他例子。
[0093]圖11是成膜裝置8的橫剖俯視圖。
[0094]成膜裝置8在以下方面與成膜裝置I不同?？闪信e出第2處理氣體噴嘴32構成為噴出O2氣體來作為第2處理氣體、設有使上述O2氣體等離子體化的等離子體處理部91、未設有分離區(qū)域D2。等離子體處理部91與等離子體處理部71相同地構成，與等離子體處理部71的殼體75包圍等離子體產生用氣體噴嘴33的情況同樣地，等離子體處理部91的殼體75包圍第2處理氣體噴嘴32，形成等離子體處理區(qū)域P4。
[0095]在成膜裝置8中，逆時針(R2)設有第I處理區(qū)域P1、分離區(qū)域D1、等離子體處理區(qū)域P4及等離子體處理區(qū)域P3。旋轉臺2在成膜處理時逆時針(R2)旋轉。由此，按照第
I處理區(qū)域Pl中的BTBAS氣體的附著、等離子體處理區(qū)域P4中的SiO2膜的形成、等離子體處理區(qū)域P3中的改性處理的順序依次對晶圓W進行第I處理區(qū)域Pl中的BTBAS氣體的附著、等離子體處理區(qū)域P4中的SiO2膜的形成、等離子體處理區(qū)域P3中的改性處理。在等離子體處理部71中以比較大的流量供給有等離子體產生用氣體，可阻止第I處理氣體與第2處理氣體經由等離子體處理區(qū)域P3混合。即，該成膜裝置8中的等離子體處理區(qū)域P3兼用作分離區(qū)域與等離子體處理區(qū)域。
[0096]在旋轉方向R2上，在等離子體處理區(qū)域P3的下游側且第I處理區(qū)域Pl的上游側設有第I真空排氣口 62，在分離區(qū)域Dl的下游側且等離子體處理區(qū)域P4的上游側設有第2真空排氣口 63。在成膜處理時來自第I處理氣體噴嘴31的第I處理氣體和來自等離子體產生用氣體噴嘴33的等離子體產生用氣體被第I真空排氣口 62排出。而且，在成膜處理時來自第2處理氣體噴嘴32的第2處理氣體被第2真空排氣口 63排出。
[0097]在該例子中，在第I處理區(qū)域Pl的旋轉方向下游側且分離區(qū)域Dl的旋轉方向上游側設有清潔氣體噴嘴35。從清潔氣體噴嘴35看來，噴嘴罩51設置在成膜處理時的旋轉方向上游側，因此為了避免噴嘴罩51發(fā)生蝕刻而在清潔處理時也使旋轉臺2向與成膜處理時相同的方向(R2)旋轉。而且，在清潔處理時與成膜裝置I同樣地設為使自第I真空排氣口 62進行的排氣停止、自第2真空排氣口 63進行排氣的狀態(tài)。也可以這樣設置幾個等離子體處理部。另外，本實施方式也能夠應用于沒有等離子體處理部的裝置。
[0098]此外，在上述各個成膜裝置1、8中，在周向上按照排出第2處理氣體的真空排氣口63、分離區(qū)域D (Dl或D2)、噴嘴罩51、排出第I處理氣體的第I真空排氣口 62的順序依次配置有排出第2處理氣體的真空排氣口 63、分離區(qū)域D (Dl或D2)、噴嘴罩51、排出第I處理氣體的第I真空排氣口 62，但是清潔氣體噴嘴35只要處于能夠向噴嘴罩51與第2真空排氣口 63之間的區(qū)域噴出氣體的位置即可。因而，并不限于像上述各例那樣在分離區(qū)域D與噴嘴罩51之間設置清潔氣體噴嘴35。
[0099]例如，在成膜裝置I中，也可以如圖12所示那樣在第2分離區(qū)域D2設置清潔氣體噴嘴35。在該例子中，清潔氣體噴嘴35與第I分離氣體噴嘴41及第2分離氣體噴嘴42同樣地向下方的清潔氣體供給區(qū)域A噴出清潔氣體。在圖12的例子中，在第2分離區(qū)域D2中將清潔氣體噴嘴35設置在了比第2分離氣體噴嘴42靠成膜處理時的旋轉方向(Rl)下游側的位置，但是也可以配置在比第2分離氣體噴嘴42靠成膜處理時的旋轉方向上游側的位置。另外，也可以以在第2分離區(qū)域D2與第2真空排氣口 63之間形成清潔氣體供給區(qū)域A的方式設置清潔氣體噴嘴35。
[0100]但是，若清潔氣體噴嘴35與第2真空排氣口 63之間的距離較近，則旋轉臺2上的清潔氣體的濃度降低，因此優(yōu)選的是如上所述那樣向第2分離區(qū)域D2的下游側供給清潔氣體。另外，若后述的評價試驗所示，即使在未設有噴嘴罩51的裝置中，通過進行上述清潔處理也能夠提高旋轉臺2上的清潔氣體的濃度，因此本實施方式也能夠應用于該裝置。
[0101](評價試驗)
[0102]說明與本實施方式 相關聯地進行的、模擬成膜裝置I的清潔處理的評價試驗。
[0103]作為評價試驗1，將真空容器11內的壓力設定為50Torr，將溫度設定為550°C，將旋轉臺2的旋轉速度設定為5rpm。將來自中心部區(qū)域C的N2氣體供給量、來自吹掃氣體供給部29的N2氣體供給量分別設定為2slm、4.3slm,將來自第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42的N2氣體供給量設定為2.5slm。另外，在第I處理氣體噴嘴31中，將來自從旋轉臺2的周端側朝向中心部側的周端側區(qū)域、中間區(qū)域、中心部側區(qū)域的N2氣體供給量分別設定為0.05slm、0.lslm、0.5slm。而且，設定為從清潔氣體噴嘴35以Islm的流量噴出F2氣體，對第I處理區(qū)域Pl的周圍的氟的質量比例的分布進行了分析。
[0104]分別對與旋轉臺2相距Imm的高度位置的分布、與旋轉臺2相距7mm的高度位置的分布進行了該分析。與旋轉臺2相距Imm的高度位置是噴嘴罩51的下方位置，與旋轉臺
2相距7mm的高度位置是噴嘴罩51的上方位置。但是，在該評價試驗I中與上述實施方式不同，設定為從第I真空排氣口 62和第2真空排氣口 63進行排氣。
[0105]圖13和圖14表示評價試驗I的結果。圖13是與旋轉臺2相距Imm的高度位置的氟的質量比例分布，圖14是與旋轉臺2相距7mm的高度位置的氟的質量比例分布。在各個附圖中，用等高線劃分而表示質量比例分布。對質量比例低于5%的區(qū)域不標注圖案，對5%以上且低于20%的區(qū)域標注比較少的點，對20%以上且低于30%的區(qū)域標注比較多的點，對30%以上且低于40%的區(qū)域標注斜線，對40%以上且低于45%的區(qū)域標注網眼圖案，對45%以上且低于50%的區(qū)域用黑色全面涂抹。根據圖13和圖14可知，F2氣體向噴嘴罩51的下方的流動受到抑制，F2氣體中的大部分越過噴嘴罩51之上并朝向第I真空排氣口 62。
[0106]作為評價試驗2，除了設定為在處理氣體噴嘴31上未設有噴嘴罩51以外與評價試驗I同樣地進行了設定，進行了與評價試驗I相同的分析。圖15和圖16表示評價試驗2的結果。圖15是與旋轉臺2相距Imm的高度位置的氟的質量比例分布，圖16是與旋轉臺2相距7mm的高度位置的氟的質量比例分布。結合評價試驗I的結果可知，通過設置噴嘴罩51，從而供給到旋轉臺2上的F2氣體的濃度分布降低。
[0107]接下來，示出評價試驗3。與評價試驗I的不同之處在于與上述實施方式同樣地在清潔處理時未自第I真空排氣口 62進行排氣。另外，作為其他不同點，將來自中心部區(qū)域C的N2氣體供給量、來自吹掃氣體供給部29的N2氣體供給量分別設定為6slm、13slm,將來自第I分離氣體噴嘴41和第2分離氣體噴嘴42的N2氣體供給量設定為5slm，將來自第I處理氣體噴嘴31、第2處理氣體噴嘴32、等離子體產生用氣體噴嘴33的N2氣體流量分別設定為0.5slm、2slm、2.05slm。在該評價試驗3中計算出了旋轉臺2整體的氟的質量比例分布。
[0108]圖17是與圖13、圖14同樣地表示由評價試驗3獲得的氟的質量比例分布的圖，是與旋轉臺2相距Imm的高度位置的分布。與評價試驗I相比可知，在旋轉臺2上較廣地形成有比較高的氣體濃度的區(qū)域。另外，與評價試驗2相比，也是在旋轉臺2上較廣地形成有比較高的氣體濃度的區(qū)域。因而，根據上述評價試驗I~評價試驗3可知，通過像上述實施方式那樣使自第I真空排氣口 62進行的排氣停止，能夠提高旋轉臺2上的清潔氣體的濃度，能夠高效地進行清潔處理。而且示出了:由于該處理在設置了噴嘴罩51的情況下能夠防止清潔氣體碰到噴嘴罩51而上升到噴嘴罩51之上的情況，因此是特別有效的。
[0109]根據本實施方式，在裝置的布局、結構上，能夠避免因清潔氣體被向第I真空排氣口側吸引而導致清潔氣體與旋轉臺相接觸的量變少這樣的不良情況，能夠快速地進行清潔。
[0110]本發(fā)明不限于以上說明的【具體實施方式】，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內進行變形和改變。
【權利要求】
1.一種成膜裝置的運轉方法，該方法用于運轉成膜裝置，該成膜裝置用于多次重復依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來層疊反應產物的層而獲得薄膜， 該成膜裝置包括: 真空容器； 旋轉臺，其配置在上述真空容器內，用于載置基板并使基板公轉； 第I處理氣體供給部，其用于向基板供給第I處理氣體； 第2處理氣體供給部，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I處理氣體供給部分開的方式設置，用于向基板供給第2處理氣體； 分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部與第2處理氣體供給部之間，被供給用于使上述第I處理氣體和上述第2處理氣體分離的分離氣體； 第I真空排氣口，其用于主要排出上述第I處理氣體； 第2真空排氣口，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I真空排氣口分開的方式設置，用于主要排出上述第2處理氣體；以及 清潔氣體供給部，其供給用于對上述旋轉臺進行清潔的清潔氣體， 其中， 該成膜裝置的運轉方法包括清潔工序，在該清潔工序中，使自上述第I真空排氣口進行的排氣停止，一邊從上述第`2真空排氣口進行真空排氣，一邊從上述清潔氣體供給部向真空容器內供給清潔氣體。
2.根據權利要求1所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 上述第I處理氣體供給部包括: 氣體噴嘴，其在上述旋轉臺的周緣部與中央部之間延伸；以及 整流板，其以能夠使分離氣體在其上表面?zhèn)攘鲃拥姆绞窖刂摎怏w噴嘴的長度方向設置。
3.根據權利要求2所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 在上述成膜裝置中，上述分離區(qū)域包括: 第I分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的第I旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部的下游側與第2處理氣體供給部的上游側之間；以及 第2分離區(qū)域，其在上述第I旋轉方向上設置在上述第2處理氣體供給部的下游側與第I處理氣體供給部的上游側之間， 上述第I真空排氣口設置在比上述第I處理氣體供給部靠上述第I分離區(qū)域側的位置， 上述第2真空排氣口設置在比上述第2處理氣體供給部靠上述第2分離區(qū)域側的位置， 上述清潔氣體供給部在上述第I旋轉方向上設置在比上述第I處理氣體供給部靠上游側且比上述第2真空排氣口靠下游側的位置。
4.根據權利要求3所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 上述成膜裝置還包括: 改性區(qū)域，其在上述第I旋轉方向上設置在比上述第2處理氣體供給部靠下游側且比上述第2分離區(qū)域靠上游側的位置，用于對上述基板上的反應產物進行改性；以及 設置在上述第2處理氣體供給部與上述改性區(qū)域之間、并用于與外部的基板輸送機構之間交接基板的區(qū)域， 上述清潔氣體供給部在上述第I旋轉方向上位于比上述改性區(qū)域靠下游側的位置。
5.根據權利要求1所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 上述清潔氣體供給部在成膜處理時的上述旋轉臺的第I旋轉方向上位于靠近第I真空排氣口的程度比靠近上述第2真空排氣口的程度大的位置。
6.根據權利要求1所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 使上述旋轉臺向與上述第I旋轉方向相反的方向即第2旋轉方向旋轉來進行上述清潔工序。
7.根據權利要求1所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 上述第I處理氣體供給部供給用于向基板的表面吸附的原料氣體，上述第2處理氣體供給部供給用于使上述原料氣體氧化或氮化的氣體。
8.根據權利要求1所述的成膜裝置的運轉方法，其中， 上述第I處理氣體供給部包括: 氣體噴嘴，其在上述旋轉臺的周緣部與中央部之間延伸；以及 整流板，其以能夠使分離氣體在其上表面?zhèn)攘鲃拥姆绞窖刂摎怏w噴嘴的長度方向設`置； 上述清潔氣體供給部在成膜處理時的上述旋轉臺的第I旋轉方向上設置在比上述第I處理氣體供給部靠上游側且比上述第2真空排氣口靠下游側的位置， 使上述旋轉臺向與上述第I旋轉方向相反的方向即第2旋轉方向旋轉來進行上述清潔工序。
9.一種成膜裝置，其用于多次重復依次向基板供給相互不同的處理氣體的循環(huán)來層疊反應產物的層而獲得薄膜，其中， 該成膜裝置包括: 真空容器； 旋轉臺，其配置在上述真空容器內，用于載置基板并使基板公轉； 第I處理氣體供給部，其用于向基板供給第I處理氣體； 第2處理氣體供給部，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I處理氣體供給部分開的方式設置，用于向基板供給第2處理氣體； 分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部與第2處理氣體供給部之間，被供給用于使上述第I處理氣體和上述第2處理氣體分離的分離氣體； 第I真空排氣口，其用于主要排出上述第I處理氣體； 第2真空排氣口，其以在上述旋轉臺的旋轉方向上與上述第I真空排氣口分開的方式設置，用于主要排出上述第2處理氣體； 清潔氣體供給部，其供給用于對上述旋轉臺進行清潔的清潔氣體；以及控制部，其輸出控制信號以執(zhí)行以下步驟:使上述第I真空排氣口的排氣停止、并從上述第2真空排氣口對真空容器進行真空排氣的步驟；以及在該狀態(tài)下從上述清潔氣體供給部向上述真空容器內供給清潔氣體的步驟。
10.根據權利要求9所述的成膜裝置，其中， 上述第I處理氣體供給部包括: 氣體噴嘴，其在上述旋轉臺的周緣部與中央部之間延伸；以及 整流板，其以能夠使分離氣體在其上表面?zhèn)攘鲃拥姆绞窖刂摎怏w噴嘴的長度方向設置。
11. 根據權利要求9所述的成膜裝置，其中， 上述分離區(qū)域包括: 第I分離區(qū)域，其在成膜處理時的上述旋轉臺的第I旋轉方向上設置在上述第I處理氣體供給部的下游側與第2處理氣體供給部的上游側之間；以及 第2分離區(qū)域，其在上述第I旋轉方向上設置在上述第2處理氣體供給部的下游側與第I處理氣體供給部的上游側之間， 上述第I真空排氣口設置在比上述第I處理氣體供給部靠上述第I分離區(qū)域側的位置， 上述第2真空排氣口設置在比上述第2處理氣體供給部靠上述第2分離區(qū)域側的位置， 上述清潔氣體供給部在上述第I旋轉方向上設置在比上述第I處理氣體供給部靠上游側且比上述第2真空排氣口靠下游側的位置。
【文檔編號】C23C16/46GK103526184SQ201310279648
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月4日 優(yōu)先權日:2012年7月6日
【發(fā)明者】加藤壽, 三浦繁博 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社
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