專利名稱：基板處理裝置以及基板載置臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在半導(dǎo)體晶片等被處理基板上進(jìn)行例如成膜等的 處理的基板處理裝置以及在該基板處理裝置中載置被處理基板的基板 載置臺(tái)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置的制造工序中，在作為被處理體的半導(dǎo)體晶片(以 下簡稱為"晶片")上形成由各種物質(zhì)構(gòu)成的薄膜，與該薄膜所要求的 物性的多樣化等相呼應(yīng)，薄膜形成中所使用的物質(zhì)和組合也呈現(xiàn)出多 樣化、復(fù)雜化。
例如，在半導(dǎo)體存儲(chǔ)元件中，為了克服DRAM (動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)單 元(Dynamic Random Access Memory))元j牛的更新(刷親j (reflash)) 操作導(dǎo)致的性能極限， 一直進(jìn)行著在強(qiáng)介電體電容器中使用強(qiáng)介電體 薄膜來制造大容量存儲(chǔ)元件的開發(fā)。這種使用強(qiáng)介電體薄膜的強(qiáng)介電 體存儲(chǔ)器元件(Ferroelectric Random Access Memory: FeRAM)是非
易失存儲(chǔ)器元件的一種，在原理上無需更新操作，除具有在斷電狀態(tài) 下也能夠保持所記錄的信息的優(yōu)點(diǎn)之外，由于其操作速度也能夠與DR AM相當(dāng)，所以，作為新一代的存儲(chǔ)器元件而受到關(guān)注。
在這種FeRAM的強(qiáng)介電體薄膜中，主要使用SrBi2Ta209(SBT)、 Pb(Zr、 Ti)03(PZT)這樣的絕緣物質(zhì)。作為采用以細(xì)微厚度并且以高精 度形成由多個(gè)元素組成的復(fù)雜組成成分的這些薄膜的方法，利用氣化 之后的有機(jī)金屬化合物的熱分解然后形成薄膜的MOCVD技術(shù)已經(jīng)開 始應(yīng)用。
但是，并不局限于這種MOCVD技術(shù)，對(duì)于一般的CVD技術(shù)而言，
為了向載置在配置于成膜裝置內(nèi)的載置臺(tái)上被加熱的半導(dǎo)體晶片，從
與其相對(duì)的噴淋頭供給原料氣體，并通過原料氣體的熱分解和還原反 應(yīng)等在半導(dǎo)體晶片上進(jìn)行薄膜的形成。通常，在載置臺(tái)中，為了將半 導(dǎo)體晶片加熱至規(guī)定溫度，而配備有采用例如電阻加熱方式或者燈方 式的加熱器， 一邊對(duì)半導(dǎo)體晶片的溫度進(jìn)行控制， 一邊進(jìn)行成膜(例
如，日本特開2002—25912)。
然而，在上述成膜裝置中，對(duì)于載置晶片的載置臺(tái)而言，有時(shí)構(gòu) 成為直徑比晶片的直徑大，例如存在相對(duì)于直徑為200mm的晶片，載 置臺(tái)的直徑為330 340mm的情況。此時(shí)，在載置有晶片的狀態(tài)下， 其載置區(qū)域更外側(cè)的外周區(qū)域的載置臺(tái)的露出面積相對(duì)于晶片而言具 有大約1.8倍的放熱面。
一般而言，相對(duì)于載置在載置臺(tái)上的晶片的中央部的溫度，當(dāng)其 周緣部的溫度低的情況下，會(huì)對(duì)成膜特性會(huì)產(chǎn)生影響，例如，確認(rèn)形 成的膜的組成在晶片面內(nèi)不均勻，成為導(dǎo)致成膜不良的原因。因此， 嘗試通過控制載置臺(tái)的外周區(qū)域的加熱溫度來改善成膜特性，但是這 并不能得到充分的改善效果。
此外，為了改善成膜特性，若對(duì)載置臺(tái)的外周區(qū)域進(jìn)行加熱使溫 度上升，則因?yàn)閬碜杂谳d置臺(tái)的福射熱而使與載置臺(tái)相對(duì)配置的噴淋 頭成為高溫，難以對(duì)噴淋頭進(jìn)行溫度控制。更具體而言，與噴淋頭的 中央部相比，其外側(cè)的溫度變高，而且其外側(cè)的周緣部的溫度變得極 端低，形成這樣的溫度分布，當(dāng)然會(huì)對(duì)成膜特性產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基板處理裝置，能夠改善基板載置臺(tái) 的外周區(qū)域的溫度的控制性，降低起因于被處理基板的周緣部的溫度 降低以及因來自于外周區(qū)域的輻射熱引起的噴淋頭的溫度上升所造成 的處理不良以及不均勻。
此外，本發(fā)明的其它目的在于提供一種外周區(qū)域的溫度的控制性 得到改善的基板載置臺(tái)。
本發(fā)明的第一方面提供一種基板處理裝置，其特征在于，包括
收容被處理基板的處理容器；配置在上述處理容器內(nèi)，用于載置被處 理基板的載置臺(tái)；設(shè)置在與上述載置臺(tái)相對(duì)的位置，用于向上述處理 容器內(nèi)噴出處理氣體的處理氣體噴出機(jī)構(gòu)；以及對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn) 行排氣的排氣機(jī)構(gòu)，其中，上述基板載置臺(tái)具有載置臺(tái)主體；以及
熱遮蔽體，該熱遮蔽體被設(shè)置在與上述載置臺(tái)主體的載置被處理基板 的區(qū)域相比位于更外側(cè)的區(qū)域，用于降低從上述載置臺(tái)主體向上述處 理氣體噴出機(jī)構(gòu)的熱擴(kuò)散。
在上述第一觀點(diǎn)的基板處理裝置，上述熱遮蔽體可以使熱量沿著 與上述載置臺(tái)主體的表面平行的方向擴(kuò)散。此外，上述熱遮蔽體可以
由氧化鋁(A1203)、氧化鋁-碳化鈦(Al203-TiC)、氧化鋯(Zr02)、氮 化硅(Si3N4)、云母、無定形碳(Amorphous Carbon)、石英(Si02) 或者多孔質(zhì)材料構(gòu)成。
此外，上述載置臺(tái)主體的材質(zhì)為碳化硅(SiC)或者氮化鋁(AIN)， 上述熱遮蔽體由熱傳導(dǎo)率比上述載置臺(tái)主體的材質(zhì)的熱傳導(dǎo)率小的材 質(zhì)構(gòu)成。
而且，上述熱遮蔽體具有由材質(zhì)不同的兩層以上的膜構(gòu)成的層疊 結(jié)構(gòu)。
此時(shí)，具有上述層疊結(jié)構(gòu)的上述熱遮蔽體中的、與上述載置臺(tái)主 體鄰接的最下層，可以由熱傳導(dǎo)率比上述載置臺(tái)主體的材質(zhì)的熱傳導(dǎo) 率大的材質(zhì)構(gòu)成，作為上述熱遮蔽體的表面層的最外層，可以由熱傳 導(dǎo)率比上述載置臺(tái)主體的材質(zhì)的熱傳導(dǎo)率小的材質(zhì)構(gòu)成。
上述熱遮蔽體可以為通過熱噴鍍法或者濺射法形成的被膜。
而且，上述處理氣體噴出機(jī)構(gòu)可以具有由形成有用于導(dǎo)入上述處 理氣體的氣體流路的多個(gè)板所構(gòu)成的層疊體，上述層疊體在其內(nèi)部可 以具有以圍繞上述氣體流路的方式設(shè)置的環(huán)狀溫度調(diào)節(jié)室。此時(shí)，上 述層疊體可以包括用于導(dǎo)入上述處理氣體的第一板；與上述第一板 的主面鄰接的第二板；以及與上述第二板鄰接，并且與載置在上述載 置臺(tái)上的被處理基板對(duì)應(yīng)且形成有多個(gè)氣體噴出孔的第三板。而且， 上述溫度調(diào)節(jié)室可以由在上述第一板、上述第二板或者上述第三板中 的任一個(gè)中形成的凹部和鄰接的板面形成。
而且，可以在上述凹部中形成有與鄰接的板相接的多個(gè)傳熱用柱 體，或者在上述凹部中形成有與鄰接的板相接的多個(gè)傳熱用壁體。
而且，還可以設(shè)置為具有向上述溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)導(dǎo)入調(diào)溫用介質(zhì)的 導(dǎo)入流路和排出調(diào)溫用介質(zhì)的排出流路?；蛘呱鲜鎏幚須怏w噴出機(jī)構(gòu) 還可以進(jìn)一步具有向上述溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)導(dǎo)入調(diào)溫用介質(zhì)的導(dǎo)入流路，
使上述溫度調(diào)節(jié)室與上述處理容器內(nèi)的處理空間連通。
本發(fā)明第二方面提供一種基板載置臺(tái)，其特征在于該基板載置 臺(tái)用于在被導(dǎo)入處理氣體以對(duì)被處理基板進(jìn)行氣體處理的處理容器內(nèi) 載置被處理基板，其包括載置臺(tái)主體；以及熱遮蔽體，該熱遮蔽體 被設(shè)置在與上述載置臺(tái)主體的載置被處理基板的區(qū)域相比位于更外側(cè) 的區(qū)域，用于降低從上述載置臺(tái)主體向上述處理氣體噴出機(jī)構(gòu)的熱擴(kuò) 散。
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)樵跇?gòu)成基板載置臺(tái)的載置臺(tái)主體的表面中在比 載置被處理基板的區(qū)域更外側(cè)的區(qū)域設(shè)置有用于降低從載置臺(tái)主體向 處理氣體噴出機(jī)構(gòu)的熱擴(kuò)散的熱遮蔽體，所以能夠抑制熱量從基板載 置臺(tái)向處理氣體噴出機(jī)構(gòu)的移動(dòng)。由此，能夠在載置臺(tái)主體中大幅度 提高與載置有被處理基板的載置區(qū)域相比位于更外側(cè)的外周區(qū)域的溫 度控制性，從而改善成膜的均勻性。
此外，因?yàn)槟軌蛞种埔騺碜杂诨遢d置臺(tái)的熱輻射使處理氣體噴 出機(jī)構(gòu)的溫度上升從而導(dǎo)致形成不均勻的溫度分布，所以在該方面能 夠?qū)崿F(xiàn)成膜特性的改善。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的截面圖。
圖2是表示成膜裝置的框體的底部結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的立體平面圖。
圖3是表示成膜裝置的框體的平面圖。
圖4是表示構(gòu)成成膜裝置的噴淋頭的噴淋基體的平面圖。
圖5是表示構(gòu)成成膜裝置的噴淋頭的噴淋基體的仰視圖。
圖6是表示構(gòu)成成膜裝置的噴淋頭的氣體擴(kuò)散板的平面圖。圖7是表示構(gòu)成成膜裝置的噴淋頭的氣體擴(kuò)散板的仰視圖。
圖8是表示構(gòu)成成膜裝置的噴淋頭的噴淋板的平面圖。
圖9是沿著IX-IX線切斷圖4的噴淋基體的截面圖。
圖10是沿著X-X線切斷圖6的擴(kuò)散板的截面圖。
圖11是沿著XI-XI線切斷圖8的噴淋板的截面圖。
圖12是表示傳熱柱的配置方式的放大圖。
圖13是表示傳熱柱的其它例子的示意圖。
圖14是表示傳熱柱的另外的其它例子的示意圖。 圖15是表示傳熱柱的再一個(gè)其它例子的示意圖。 圖16是載置有晶片的狀態(tài)的載置臺(tái)的平面圖。
圖17是表示圖16的xvn-xvn線截面的截面圖。
圖18是圖17的主要部分放大圖。
圖19是以層疊構(gòu)造方式形成的熱遮蔽體的一個(gè)例子的截面圖。 圖20是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的成膜裝置中的氣體供 給源的構(gòu)造的概念圖。
圖21是控制部的簡要結(jié)構(gòu)圖。
圖22是表示其它實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的截面圖。
圖23是表示構(gòu)成圖22的成膜裝置的噴淋頭的氣體擴(kuò)散板的仰視圖。
圖24是表示圖23的氣體擴(kuò)散板的截面圖。
圖25是表示其它實(shí)施方式所涉及的氣體擴(kuò)散板的仰視圖。
圖26是表示另一個(gè)其它實(shí)施方式所涉及的氣體擴(kuò)散板的仰視圖。
圖27是其它的實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的截面圖。
圖28是表示再一個(gè)其它實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的截面圖。
圖29是表示圖28的成膜裝置中的氣體擴(kuò)散板的仰視圖。
具體實(shí)施例方式
以下， 一邊參照附圖， 一邊對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。 圖1是表示本發(fā)明的基板處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的成膜 裝置的截面圖，圖2是表示成膜裝置的框體的內(nèi)部構(gòu)造的平面圖，圖3 是其上部平面圖。圖4 圖11是表示構(gòu)成該成膜裝置的噴淋頭的構(gòu)成 部件的示意圖。其中，在圖1中，噴淋頭的截面表示后述的圖6的線 X-X部分的截面，以中央部為界左右呈非對(duì)稱。
如圖1所示，該成膜裝置具有例如采用鋁等構(gòu)成的平截面大致呈 矩形的框體1，該框體1的內(nèi)部作為形成為有底圓筒狀的處理容器2。 在處理容器2的底部設(shè)置有連接燈單元100的開口 2a，從該開口 2a的 外側(cè)，由石英制成的透過窗2d通過由O形環(huán)構(gòu)成的密封部件2c而被 固定，于是，使處理容器2被氣密地(以氣體密閉的方式)密封。在
處理容器2的上部設(shè)置有能夠開關(guān)的蓋3，以被該蓋3所支撐的方式設(shè) 置有作為氣體噴出機(jī)構(gòu)的噴淋頭40。該噴淋頭40的詳細(xì)情況將在后面 進(jìn)行闡述。另外，雖然在圖1中并未表示，但是在框體1的背后設(shè)置 有通過噴淋頭40向處理容器內(nèi)供給各種氣體的后述的氣體供給源60
(參照?qǐng)D20)。此外，氣體供給源60與用于供給原料氣體的原料氣體 配管51以及用于供給氧化劑氣體的氧化劑氣體配管52連接。氧化劑 氣體配管52分支成氧化劑氣體分支配管52a和52b，原料氣體配管51 以及氧化劑氣體分支配管52a和52b與噴淋頭40相連接。
在處理容器2的內(nèi)部，從處理容器2的底部豎立設(shè)置有圓筒狀的 屏蔽基座8。在屏蔽基座8上部的開口處配置有環(huán)狀的基座環(huán)7，環(huán)狀 的配件(附件attachment) 6被基座環(huán)7的內(nèi)周側(cè)所支撐，并且設(shè)置 有被配件6的內(nèi)周側(cè)的臺(tái)階部所支撐的用于載置晶片W的晶片載置臺(tái)
(基板載置臺(tái))5。在屏蔽基座8的外側(cè)設(shè)置有后述的緩沖板9。其中， 晶片載置臺(tái)5將在后面進(jìn)行詳細(xì)說明。
在緩沖板9上形成有多個(gè)排氣口 9a。在處理容器2的外周底部， 在圍繞屏蔽基座8的位置設(shè)置有底部排氣流路71，處理容器2的內(nèi)部 通過緩沖板9的排氣口 9a與底部排氣流路71連通，于是，形成為能 夠均勻地對(duì)處理容器2進(jìn)行排氣的構(gòu)造。在框體1的下方配置有用于 對(duì)處理容器2進(jìn)行排氣的排氣裝置101。對(duì)于使用排氣裝置101進(jìn)行排
氣的詳細(xì)情況將在后面進(jìn)行敘述。
所述蓋3被設(shè)置在處理容器2上部的開口部分，在該蓋3的與被 載置在載置臺(tái)5上的晶片W相對(duì)的位置處設(shè)置有噴淋頭40。
在被載置臺(tái)5、配件6、基座環(huán)7以及屏蔽基座8所圍繞形成的空 間內(nèi)，從處理容器2的底部豎立設(shè)置有圓筒狀的反射部件(reflector) 4，該反射部件4用于反射從圖未示出的燈單元發(fā)出的熱線，然后將其 導(dǎo)向至載置臺(tái)5的下面，于是，使載置臺(tái)5有效地被加熱。另外，作 為加熱源并不局限于上述的燈(lamp)，也可以在載置臺(tái)5上嵌入設(shè)置 (埋設(shè))有電阻加熱體來加熱該載置臺(tái)5。
在該反射部件4上，例如在3個(gè)地方設(shè)置有縫隙(slit)部，在與 該縫隙部對(duì)應(yīng)的位置處分別配置有能夠升降的用于從載置臺(tái)5升起晶 片W的升降銷12。升降銷12其銷部分與指示部分采用一體方式構(gòu)成，
并且由設(shè)置在反射部件4的外側(cè)的圓環(huán)狀的保持部件13所支撐，通過 使用圖未示出的致動(dòng)器(actuator)來使保持部件13升降以進(jìn)行上下移 動(dòng)。該升降銷12采用從燈單元所照射的熱線能夠透過的材料，例如石 英或者陶瓷(A1203、 A1N、 SiC)所構(gòu)成。
對(duì)于升降銷12而言，在其進(jìn)行晶片W的交接時(shí)，升降銷12從載 置臺(tái)5上升至突出規(guī)定長度的位置，當(dāng)支撐在升降銷12上的晶片W被 載置在載置臺(tái)5上時(shí)，使升降銷12退入(返回)載置臺(tái)5中。
在載置臺(tái)5的正下方的處理容器2的底部，以包圍開口2a的方式 設(shè)置有反射部件4，在該反射部件4的內(nèi)周，由石英等熱線能夠透過材 料構(gòu)成的氣體屏蔽17通過支撐其整個(gè)周圍而被安裝。在氣體屏蔽17 中形成有多個(gè)孔17a。
此外，從吹掃氣體供給機(jī)構(gòu)所供給的吹掃氣體(例如氮?dú)狻鍤?等不活潑性氣體)通過在處理容器2的底部所形成的吹掃氣體流路19 以及與該吹掃氣體流路19連通并且在反射部件4的內(nèi)側(cè)下部的8個(gè)地 方等距離配置的氣體噴出口 18而被供給至在與被反射部件4內(nèi)周所支 撐的氣體屏蔽17下側(cè)的透過窗2d之間的空間內(nèi)。
于是，使被供給的吹掃氣體通過氣體屏蔽17的多個(gè)孔17a流入到 載置臺(tái)5的背面?zhèn)龋源藖矸乐箯暮笫龅膰娏茴^40噴出的處理氣體侵 入至載置臺(tái)5的背面一側(cè)的空間而導(dǎo)致因薄膜的堆積或蝕刻引起的損 傷等損壞透過窗2d。
在框體l的側(cè)面設(shè)置有與處理容器2連通的晶片出入口 15，該晶 片出入口 15通過門闊16與圖未示出的負(fù)載鎖定(loadlock)室連接。
如圖2所示，環(huán)狀的底部排氣流路71，在框體1的底部的對(duì)角位 置，與夾著處理容器2而對(duì)稱配置的排氣合流部72連通，該排氣合流 部72通過設(shè)置在框體1的角部內(nèi)的上升排氣流路73、設(shè)置在框體1 的上部的橫向排氣管74 (參照?qǐng)D3)，與貫通框體l的角部而配置的下 降排氣流路75連接，并且與被配置在框體1的下方的排氣裝置IOI(參 照?qǐng)D1)連接。于是，利用框體1的角部的空閑空間來配置上升排氣流 路73、下降排氣流路75，這樣，由于排氣流路的形成能夠在框體1的 封裝(占地面積、覆蓋區(qū)footprint)內(nèi)完成，因此，裝置的設(shè)置面積 不會(huì)增大，能夠節(jié)省薄膜形成裝置的設(shè)置空間。
其中，在載置臺(tái)5上，多個(gè)熱電偶80中的例如其中一個(gè)被插入中 心附近，另一個(gè)被插入邊緣附近，利用這些熱電偶80來測定載置臺(tái)5 的溫度，根據(jù)該熱電偶80的測定結(jié)果，使得載置臺(tái)5的溫度被控制。
下面，對(duì)噴淋頭40進(jìn)行詳細(xì)的說明。
噴淋頭40具有按照其外邊緣與蓋3上部嵌合的方式而形成的筒狀 的噴淋基體(第一板)41、與該噴淋基體41的下表面緊貼在一起(密 接)的圓盤狀的氣體擴(kuò)散板(第二板)42、以及被安裝在該氣體擴(kuò)散 板42的下面的噴淋板(第三板)43。構(gòu)成噴淋頭40的最上部的噴淋 基體41形成為使整個(gè)噴淋頭40的熱被擴(kuò)散到外部的構(gòu)造。噴淋頭40 的整體形狀形成為圓柱狀，也可以是四角柱狀。
噴淋基體41通過座固定螺絲41j而被固定在蓋(lid) 3上。在該 噴淋基體41與蓋3的接合部設(shè)置有蓋0形槽3a以及蓋O形槽3b，兩 者以氣體密封(氣密)的方式接合在一起。
圖4是該噴淋基體(shower base) 41的上部平面圖，圖5是其下 部平面圖，圖9是圖4中的線IX-IX部分的截面圖。噴淋基體41包括 被設(shè)置在中央、并且與原料氣體配管51連接的第一氣體導(dǎo)入流路41a; 以及與氧化劑氣體配管52的氧化劑氣體分支配管52a和52b連接的多 個(gè)第二氣體導(dǎo)入流路41b。第一氣體導(dǎo)入流路41a以貫通噴淋基體41 的方式沿著垂直方向延伸。此外，第二氣體導(dǎo)入流路41b具有從導(dǎo)入 部至噴淋基體41的中途部分沿著垂直方向延伸、并且從那里水平延伸 然后再次垂直延伸的鉤形。在附圖中，氧化劑氣體分支配管52a以及 52b被配置在夾著第一氣體導(dǎo)入流路41a而對(duì)稱的位置，但是，只要是 能夠均勻地供給氣體也可以是其它的任何位置。
在噴淋基體41的下表面(相對(duì)氣體擴(kuò)散板42的接合面)設(shè)置有 外周O環(huán)槽(0形槽)41c以及內(nèi)周0環(huán)槽(0形槽)41d，通過分別 安裝外周O環(huán)槽41f以及內(nèi)周O環(huán)槽41g來保持接合面的氣密性。此 外，在第二氣體導(dǎo)入流路41b的開口部也設(shè)置有氣體流路O環(huán)槽(O 形槽)41e以及氣體流路0環(huán)槽(O形槽)41h。這樣，就能夠確保防
止原料氣體和氧化劑氣體混合。
在該噴淋基體41的下表面配置有具有氣體流路的氣體擴(kuò)散板42。 圖6是該氣體擴(kuò)散板42的上側(cè)平面圖，圖7是其下側(cè)平面圖，圖10
是圖6中的線X-X的截面圖。在氣體擴(kuò)散板42的上面一側(cè)以及下面一 側(cè)分別設(shè)置有第一氣體擴(kuò)散部42a以及第二氣體擴(kuò)散部42b。
上側(cè)的第一氣體擴(kuò)散部42a避開第一氣體流路42f的開口位置，具 有多個(gè)圓柱狀突起的傳熱柱42e，傳熱柱42e以外的空間部分形成為第 一氣體擴(kuò)散空間42c。該傳熱柱42e的高度與第一氣體擴(kuò)散部42a的深 度大體相等，具有通過緊貼位于上側(cè)的噴淋基體41，則將來自下側(cè)的 噴淋板43的熱傳遞至噴淋基體41的功能。
下側(cè)的第二氣體擴(kuò)散部42b具有多個(gè)圓柱狀突起42h，圓柱狀突起 42h以外的空間部形成為第二氣體擴(kuò)散空間42d。第二氣體擴(kuò)散空間 42d經(jīng)由垂直貫通該氣體擴(kuò)散板42而形成的第二氣體流路42g，與噴 淋基體41的第二氣體導(dǎo)入流路41b連通。在圓柱狀突起42h的一部分 上，至與被處理體的區(qū)域相同區(qū)域以上優(yōu)選是10%以上的區(qū)域，在中 心部貫通形成第一氣體流路42f。該圓柱狀突起42h的高度與第二氣體 擴(kuò)散部42b的深度大致相等，并且與緊貼氣體擴(kuò)散板42的下側(cè)的噴淋 板43的上面緊貼。此外，圓柱狀突起42h之中的形成第一氣體流路42f 的突起按照緊貼下側(cè)的噴淋板43的后述的第一氣體噴出口 43a和第一 氣體流路42f連通的方式而配置。也可以在所有的圓柱狀突起42h上形 成第一氣體流路42f。
如圖12的放大圖所示，所述傳熱柱42e的直徑d0例如是2 20mm，優(yōu)選5 12mm。此外，鄰接的傳熱柱42e的間隔dl例如是2mm 20mm，優(yōu)選2 10mm。另外，優(yōu)選按照多個(gè)傳熱柱42e的截面積的總 和Sl與第一氣體擴(kuò)散部42a的截面積S2的比(面積比R= (Sl/S2)) 為0.05 0.50的方式來配置傳熱柱42e。如果該面積比R小于0.05，則 提高對(duì)噴淋基體41的傳熱效率的效果變小，散熱性變差，相反，如果 大于0.50，則第一氣體擴(kuò)散空間42c中氣體的流路阻力增大，發(fā)生氣 流的不均勻，在基板上成膜時(shí)，表面內(nèi)的膜厚的誤差(不均勻性)有 可能增大。而且，在本實(shí)施方式中，如圖12所示，鄰接的第一氣體流 路42f與傳熱柱42e之間的距離變?yōu)橐欢?。但是，并不局限于這種方式， 只要傳熱柱42e位于第一氣體流路42f之間，則可以是任何氣體的配置。
此外，傳熱柱42e的截面形狀除圖12所示的圓形之外，如果是橢 圓形等曲面形狀，則流路阻力少，因此，比較理想，但是，也可以是
圖13所示的三角形，圖14所示的四角形，圖15所示的八角形等多角 形柱。
而且，傳熱柱42e的排列優(yōu)選是格子狀或者鋸齒狀，第一氣體流 路42f優(yōu)選在傳熱柱42e的排列的格子狀或者鋸齒狀的中心而形成。例 如，傳熱柱42e為圓柱時(shí)，采用直徑d0為8mm、間隔dl為2mm的尺 寸以格子狀來配置傳熱柱42e,這樣，面積比R為0.44。采用這種傳熱 柱42e的尺寸以及配置，均能夠?qū)鳠嵝室约皻饬鞯木鶆蛐员３譃?較高的水平。另外，面積比R可以根據(jù)各種氣體而適當(dāng)設(shè)定。
此外，在第一氣體擴(kuò)散部42a的周邊部附近(內(nèi)周0環(huán)槽41d的 外側(cè)附近)的多個(gè)地方，設(shè)置有用來使該第一氣體擴(kuò)散部42a內(nèi)的傳 熱柱42e的上端部緊貼上側(cè)的噴淋基體41的下面的多個(gè)擴(kuò)散板固定螺 絲41k。利用該擴(kuò)散板固定螺絲41k的緊固力，第一氣體擴(kuò)散部42a內(nèi) 的多個(gè)傳熱柱42e可靠地緊貼噴淋基體41的下面，傳熱阻力減少，從 而能夠可靠地獲得傳熱柱42e的傳熱效果。固定螺絲41k也可以被安 裝在第一氣體擴(kuò)散部42a的傳熱柱42e上。
由于設(shè)置在第一氣體擴(kuò)散部42a內(nèi)的多個(gè)傳熱柱42e不像分割壁 那樣分割空間，因此，第一氣體擴(kuò)散空間42c未被分割而形成為一個(gè) 連續(xù)的整體，被導(dǎo)入第一氣體擴(kuò)散空間42c的氣體能夠在其整個(gè)范圍 進(jìn)行擴(kuò)散的狀態(tài)下朝著下方噴出。
此外，如上所述，由于第一氣體擴(kuò)散空間42c形成為一個(gè)連續(xù)的 整體，因此，不僅能夠借助一個(gè)第一氣體導(dǎo)入流路41a以及原料氣體 配管51向第一氣體擴(kuò)散空間42c中導(dǎo)入原料氣體，并且能夠減少原料 氣體配管51的與噴淋頭40的連接處以及簡化(縮短)線路。其結(jié)果 是，通過縮短原料氣體配管51的管路，從氣體供給源60通過配管面 板61而被供給的原料氣體的供給/供給停止的控制精度得以提高，同 時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)裝置的設(shè)置空間的削減。
如圖l所示，原料氣體配管51作為整體而構(gòu)成于圓頂(弓形結(jié)構(gòu) arch)之上，具有原料氣體垂直上升的垂直上升部分51a、與之連續(xù)的 向斜上方上升的斜上升部分51b、與之連續(xù)的下降部分51c，垂直上升 部分51a與斜上升部分51b的連接部分、斜上升部分51b與下降部分 51c的連接部分形成平緩的(曲率半徑大的)彎曲形狀。這樣，能夠在
原料氣體配管51的途中防止壓力變動(dòng)。
在上述氣體擴(kuò)散板42的下面，通過從氣體擴(kuò)散板42的上表面被 插入、沿其圓周方向排列的多個(gè)固定螺絲42j、 42m以及42n而安裝有 噴淋板43。這樣從氣體擴(kuò)散板42的上表面插入這些固定螺絲的原因在 于，如果在噴淋板40的表面形成螺紋或者螺紋槽，則在噴淋頭40的 表面形成的膜則很容易發(fā)生剝離。下面，對(duì)噴淋板43進(jìn)行說明。圖8 是噴淋板43的上側(cè)的平面圖，圖11是圖8中的線XI-XI所示部分的 截面圖。
在該噴淋板43上，多個(gè)第一氣體噴出口 43a以及多個(gè)第二氣體噴 出口 43b按照相互鄰接的方式而配置形成。即，多個(gè)第一氣體噴出口 43a的各個(gè)分別按照與上側(cè)的氣體擴(kuò)散板42的多個(gè)第一氣體流路42f 連通的方式而配置，多個(gè)第二氣體噴出口 43b按照與上側(cè)的氣體擴(kuò)散 板42的第二氣體擴(kuò)散部42b中的第二氣體擴(kuò)散空間42d連通的方式配 置，即被配置在多個(gè)圓柱狀突起42h的間隙。
在該噴淋板43中，與氧化劑氣體配管52連接的多個(gè)第二氣體噴 出口 43b被配置在最外圍，在其內(nèi)側(cè)，第一氣體噴出口 43a以及第二 氣體噴出口 43b交互均等地被排列。該交互式排列的多個(gè)第一氣體噴 出口 43a以及第二氣體噴出口 43b的排列間距dp的一個(gè)例子是7mm， 第一氣體噴出口 43a例如是460個(gè)，第二氣體噴出口 43b例如是509 個(gè)。這些排列間距dp以及個(gè)數(shù)根據(jù)被處理體的尺寸、成膜特性而適當(dāng) 進(jìn)行設(shè)定。
構(gòu)成該噴淋頭40的噴淋板43、氣體擴(kuò)散板42以及噴淋基體41 通過被排列在周邊部的層疊固定螺絲43d而被緊固。
此外，在層疊的噴淋基體41、氣體擴(kuò)散板42、噴淋板43上，用 來安裝熱電偶10的熱電偶插入孔41i、熱電偶插入孔42i、熱電偶插入 孔43c被設(shè)置在沿著厚度方向重合的位置，這樣就能夠測定噴淋板43 的下面和噴淋頭40內(nèi)部的溫度。將熱電偶10設(shè)置在中心和外周部， 也能夠更加均勻并且精確地控制噴淋板43的下面的溫度。這樣，由于 能夠均勻地加熱基板，因此，能夠形成面內(nèi)均勻的膜。
在噴淋頭40的上表面配置有由被分割成外側(cè)與內(nèi)側(cè)的環(huán)狀的多個(gè) 加熱器91以及被設(shè)置在加熱器91之間并且用來使冷卻水等冷卻介質(zhì)
流通的冷卻介質(zhì)流路92組成的溫度控制機(jī)構(gòu)卯。熱電偶10的檢測信 號(hào)被輸入控制部300的處理控制器301 (參照?qǐng)D21)，處理控制器301 根據(jù)該檢測信號(hào)，向加熱器電源輸出單元93以及冷卻介質(zhì)源輸出單元 94輸出控制信號(hào)，并反饋給溫度控制機(jī)構(gòu)90，這樣就能夠控制噴淋頭 40的溫度。
接著，對(duì)晶片載置臺(tái)5進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖16是載置有晶片W的狀態(tài)的晶片載置臺(tái)5的平面圖，圖17是 表示圖16的XVII-XVn線截面的截面圖。此外，圖18是圖17的主要
部分放大圖。
如圖所示，晶片載置臺(tái)5包括載置臺(tái)本體5a;以及環(huán)狀的熱遮 蔽體200，其中該遮蔽體200以包圍晶片W的載置區(qū)域的方式設(shè)置在 載置臺(tái)本體5a的晶片載置區(qū)域的更外側(cè)的外周區(qū)域。熱屏蔽部件200， 在晶片W被載置在載置臺(tái)本體上的狀態(tài)下，在與晶片W的周緣部之 間形成有規(guī)定的寬度(例如1 2mm)的間隙。當(dāng)沒有該間隙的情況下， 是晶片W的周緣部與熱遮蔽體200接觸而破損，因摩擦等而產(chǎn)生顆粒 的主要原因。
因?yàn)榫d置臺(tái)5的加熱溫度達(dá)到60(TC以上，所以熱遮蔽體200 優(yōu)選使用耐熱性優(yōu)秀并且熱應(yīng)力小的較強(qiáng)的材質(zhì)。從該觀點(diǎn)出發(fā)，作 為熱遮蔽體200的材質(zhì)，例如除了氧化鋁(A1203)、氧化鋁-碳化鈦 (Al2OrTiC)、氧化鋯(Zr02)、氮化硅(Si3N4)等陶瓷材料之外，優(yōu) 選使用例如云母、無定形碳(Amorphous Carbon)、石英(Si02)、多孔 質(zhì)材料(例如B — Qz石英玻璃(商品名東芝陶瓷會(huì)社制))等。
熱遮蔽體200具有能夠抑制晶片載置臺(tái)5的熱量向與晶片載置臺(tái)5 相對(duì)配置的噴淋頭40的方向(圖18的y方向)散放，使晶片載置臺(tái)5 的熱量沿著與載置臺(tái)本體5a的表面平行的方向(圖18中的x方向) 擴(kuò)散的功能。從該觀點(diǎn)出發(fā)，作為熱遮蔽部件200的材質(zhì)，優(yōu)選使用 能夠形成為原子沿x方向排列配置的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的材質(zhì)，例如使用云母 (mica)等。對(duì)于具有上述結(jié)晶結(jié)構(gòu)的材質(zhì)而言，因?yàn)橄蛑拥呐?列配置方向的熱傳導(dǎo)，和與其正交方向的相比變大，所以能夠使從載 置臺(tái)本體5a向熱遮蔽體200轉(zhuǎn)移的熱量的傳導(dǎo)方向沿著x方向擴(kuò)散。
此外，在使熱量沿著x方向擴(kuò)散的目的方面，例如也能夠使用無
定形碳等。
其中，當(dāng)原子的排列配置方向?yàn)閥方向時(shí)，在熱遮蔽體200中會(huì) 產(chǎn)生破裂(cracking )。
形成熱遮蔽體200的方法沒有特別限定，例如可以采用熱噴鍍法 (Thermal spraying)、離子電鍍法(ion plating)、 CVD法、濺射法 (sputtering)等的方法形成，優(yōu)選選擇能夠在熱遮蔽體200和載置臺(tái) 本體5a之間得到高密接性的方法，從上述觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選采用熱噴鍍 法或者濺射法。
此外，熱遮蔽體200優(yōu)選選擇熱傳導(dǎo)率比載置臺(tái)本體5a的材質(zhì)的 熱傳導(dǎo)率低的材質(zhì)。當(dāng)載置臺(tái)本體5a的材質(zhì)為碳化硅(SiC:熱傳導(dǎo) 率46W/m. K)時(shí)，作為熱遮蔽體200的材質(zhì)，例如優(yōu)選選擇為氧化 鋁(A1203:熱傳導(dǎo)率29W/m. K)、氧化鋁-碳化鈦(Al203-TiC:熱傳 導(dǎo)率21W/m. K)。
此外，當(dāng)載置臺(tái)本體5a的材質(zhì)為氮化鋁(A1N:熱傳導(dǎo)率 130W/m. K)時(shí)，作為熱遮蔽體200的材質(zhì)，例如優(yōu)選使用氧化鋯(Zr02: 熱傳導(dǎo)率3W/m. K)、氮化硅(Si3N4:熱傳導(dǎo)率25.4W/m. K)。
此外，熱遮蔽體200不僅能夠作為被膜而形成，而且還能夠配置 由上述材質(zhì)構(gòu)成的環(huán)狀部件例如薄板。但是，當(dāng)配置環(huán)狀部件時(shí)，因 為難以確保與載置臺(tái)本體5a之間的密接性，有可能因位置偏移而與晶 片W接觸，從而與載置臺(tái)本體5a之間產(chǎn)生磨耗并產(chǎn)生顆粒，因此優(yōu) 選作為不會(huì)產(chǎn)生上述疑慮的被膜而形成。
作為熱遮蔽體200的厚度t，優(yōu)選為載置于載置臺(tái)本體5a上的晶 片W的厚度以下，例如可以為lmm以下。若熱遮蔽體200的厚度t 比晶片W的厚度還厚，則在成膜中在晶片W的周緣部和熱遮蔽體200 之間有可能產(chǎn)生堆積物。
圖19表示的熱遮蔽體201形成為層疊構(gòu)造的構(gòu)成例。在圖19所 示的例子中，熱遮蔽體201形成為從載置臺(tái)本體5a —側(cè)開始順序地層 疊有下層202、以及由與該下層202不同材質(zhì)構(gòu)成的上層203的雙層構(gòu) 造。對(duì)于這種層疊構(gòu)造的熱遮蔽體201，例如能夠通過利用熱噴鍍法在 載置臺(tái)5的表面依次形成下層202和上層203來制造。
在圖19所示的層疊構(gòu)造的熱遮蔽體201中，因?yàn)榫哂休d置臺(tái)本體
5a和下層202的邊界面以及下層202和上層203的邊界面，所以在這 些邊界面變得難以進(jìn)行熱傳導(dǎo)。因此，優(yōu)選例如作為與載置臺(tái)本體5a 接觸的下層202的材質(zhì)使用熱傳導(dǎo)率比載置臺(tái)本體5a的材質(zhì)的熱傳導(dǎo) 率高的材質(zhì)，作為上層203的材質(zhì)使用熱傳導(dǎo)率比載置臺(tái)本體5a的材 質(zhì)的熱傳導(dǎo)率小的材質(zhì)。在這樣構(gòu)成的熱遮蔽體201中，能夠使從載 置臺(tái)本體5a向著由比載置臺(tái)本體5a的熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成的下層 202的傳熱變大，另一方面，使從下層202向熱傳導(dǎo)率低的上層203 的傳熱變小，能夠在下層202中迅速進(jìn)行沿水平方向的熱擴(kuò)散。由此， 能夠有效抑制向著噴淋頭40的沿著y方向的熱輻射，并且能夠保持載 置于載置臺(tái)本體5a上的晶片W的周緣部的溫度。由此，能夠確保成 膜的均勻性。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及得晶片載置臺(tái)5，在載置臺(tái)本體 5a的表面，在載置有晶片W的區(qū)域的更外側(cè)區(qū)域，因?yàn)榕渲糜心軌蛞?制從晶片載置臺(tái)5向噴淋頭40的熱輻射的熱遮蔽體200，所以能夠抑 制熱量從晶片載置臺(tái)5向噴淋頭40的移動(dòng)。由此，在載置臺(tái)本體5a 中，能夠大幅度提高載置有晶片W的載置區(qū)域的更外側(cè)的外周部的溫 度控制性，從而改善成膜的均勻性。此外，還能夠抑制因來自于晶片 載置臺(tái)5的輻射熱而引起的噴淋頭40的溫度上升，抑制在噴淋頭40 內(nèi)形成不均勻的溫度分布，所以能夠改善成膜特性。
此外，因?yàn)樵趪娏茴^40的中央部的第一氣體擴(kuò)散部42a具有傳熱 柱42e，在第二氣體擴(kuò)散部42b具有多個(gè)圓柱狀突起42h，所以能夠緩 和氣體擴(kuò)散空間的隔熱效果，防止噴淋頭40的中央部的溫度上升。由 此，能夠均勻控制噴淋頭40整體的溫度來進(jìn)行成膜。
下面，參照?qǐng)D20，對(duì)用來通過噴淋頭40向處理容器2內(nèi)供給各種 氣體的氣體供給源60進(jìn)行說明。
氣體供給源60包括用來生成原料氣體的氣化器60h、向該氣化 器60h供給液體原料(有機(jī)金屬化合物)的多個(gè)原料罐60a、原料罐 60b、原料罐60c、以及溶劑罐60d。在形成PZT的薄膜的情況下，例 如作為有機(jī)溶劑調(diào)整至規(guī)定溫度的液體原料，在原料罐60a中儲(chǔ)存著 Pb (thd) 2，在原料罐60b中儲(chǔ)存有Zr (dmhd) 4，在原料罐60c中儲(chǔ) 存有Ti (OiPr) 2 (thd) 2。作為其它的原料例如也可以使用Pb (thd)
2禾口Zr (OiPr) 2 (thd) 2和Ti (OiPr) 2 (thd) 2的組合。
另外，在溶劑罐60d中例如儲(chǔ)存有CH3COO(CH2) 3CH3 (乙酸丁 酯)等。作為其它的溶劑，例如也可以使用CH3 (CH2) 6CH3 (正辛烷)
多個(gè)原料罐60a 原料罐60c通過流量計(jì)60f、原料供給控制閥60g 與氣化器60h連接。該氣化器60h通過吹掃氣體供給控制閥60j、流量 控制部60n以及混合控制閥60p與載體(吹掃)氣體源60i連接，這樣， 各個(gè)液體原料氣體被導(dǎo)入到氣化器60h中。
溶劑罐60d通過流體流量計(jì)60f、原料供給控制閥60g與氣化器60h 連接。接著，將壓送用氣體源的氦氣(He)導(dǎo)入到多個(gè)原料罐60a 60c 以及溶劑罐60d中，利用氦氣(He)的壓力從各個(gè)罐中被供給的各個(gè) 液體原料以及溶劑以規(guī)定的混合比被供給至氣化器60h，作為被氣化的 原料氣體而被送出至原料氣體配管51中，通過設(shè)置在閥塊61中的閥 62a而被導(dǎo)入噴淋頭40。
此外，在氣體供給源60中，在吹掃氣體流路53、 19等中通過吹 掃氣體供給控制閥60j、閥60s、 60x、流量控制部60k、 60y、閥60t、 60z,在例如供給Ar、 He、 N2等不活潑性氣體的載體(吹掃)氣體源 60i以及氧化劑氣體配管52中，例如通過氧化劑氣體供給控制閥60r、 閥60v、流量控制部60u、設(shè)在閥塊61中的閥62b，而設(shè)有例如供給 N02、 N20、 02、 03、 NO等氧化劑(氣體)的氧化劑氣體源60q。
此外，在原料供給控制閥60g關(guān)閉的狀態(tài)下，載體(吹掃)氣體 源60i通過闊60w、流量控制部60n以及混合控制閥60p向氣化器60h 內(nèi)供給載體氣體，這樣，就能夠根據(jù)需要，利用Ar等組成的載體氣體， 吹掃包括原料氣體配管51的配管內(nèi)以及吹掃氣化器60h內(nèi)的不必要的 原料氣體。同樣，載體(吹掃)氣體源60i通過混合控制閥60m與氧 化劑氣體配管52連接，根據(jù)需要，能夠使用氬氣(Ar)等吹掃氣體來 吹掃配管內(nèi)的氧化劑氣體和載體氣體。而且，載體(吹掃)氣體源60i 通過閥60s、流量控制部60k、閥60t、設(shè)在閥塊61中的闊62c，而與 原料氣體配管51的閥62a的下游一側(cè)連接，能夠使用氬氣等吹掃氣體 來吹掃關(guān)閉閥62a的狀態(tài)下的原料氣體配管51的下游一側(cè)。
圖1所示的成膜裝置的各個(gè)構(gòu)成部件與控制部300連接并受其控
制。例如，如圖21所示，控制部300包括配備有CPU的處理控制
器301。處理控制器301與由工序過程管理者為管理成膜裝置而進(jìn)行命 令輸入操作等的鍵盤以及顯示成膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)情況的顯示器等構(gòu)成的 用戶界面302連接。
此外，處理控制器301還與存儲(chǔ)部303連接，該存儲(chǔ)部303用于 存儲(chǔ)用來在處理控制器301的控制下實(shí)現(xiàn)在成膜裝置中所實(shí)施的各種 處理的控制程序(軟件)和記錄有處理?xiàng)l件數(shù)據(jù)等的方案。
根據(jù)需要，按照從用戶界面302發(fā)出的指示等從存儲(chǔ)部303中讀 取任意的方案并使其在處理控制器301中運(yùn)行，這樣，就能夠在處理 控制器301的控制下，在成膜裝置中實(shí)施預(yù)期的處理。此外，所述控 制程序和處理?xiàng)l件數(shù)據(jù)等的方案可以被存儲(chǔ)在例如CD-ROM、硬盤、 軟盤、閃存等計(jì)算機(jī)能夠讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，或者從其它的裝置例如 通過專線隨時(shí)進(jìn)行傳送而能夠在線使用。
其中，在圖1中僅僅代表性地表示出控制部300和熱電偶10、加 熱器電源輸出單元93以及冷卻介質(zhì)源輸出單元94的連接。
下面，對(duì)采用這種方式構(gòu)成的成膜裝置的操作進(jìn)行說明。
首先，在經(jīng)由底部排氣流路71、排氣合流部72、上升排氣流路73、 橫向排氣管74以及下降排氣流路75的排氣路線中，處理容器2內(nèi)被 圖中未示的真空泵排氣，并被設(shè)定為例如100 550Pa左右的真空度。
此時(shí)，從載體(吹掃)氣體源60i并經(jīng)由吹掃氣體流路19，將氬 氣(Ar)等吹掃氣體從多個(gè)氣體噴出口 18供給至氣體屏蔽17的背面 (下面) 一側(cè)，該吹掃氣體通過氣體屏蔽17的孔17a流入晶片載置臺(tái) 5的背面一側(cè)，并經(jīng)由屏蔽基體8的縫隙流入到底部排氣流路71中， 形成用來防止薄膜堆積在位于氣體屏蔽17下方的透過窗2d或者蝕刻 等的損傷的穩(wěn)定的吹掃氣體流。
在該狀態(tài)的處理容器2中，使升降銷12上升從而在載置臺(tái)5a上 突出，利用圖中未示的機(jī)器手機(jī)構(gòu)等，經(jīng)由門閥16、晶片出入口 15 搬入晶片W，并載置在升降銷12上然后關(guān)閉門閥16。
接著，使升降銷12下降并使晶片W載置在載置臺(tái)5上，同時(shí)， 點(diǎn)亮下方的圖中未示的燈單元，并通過透過窗2d向載置臺(tái)5的下面(背 面) 一側(cè)照射熱線，例如在400。C 700。C之間將被載置在載置臺(tái)5上 的晶片W加熱至600 65(TC。此時(shí)，因?yàn)樵谳d置臺(tái)本體5a的晶片載 置區(qū)的外側(cè)的外周區(qū)域設(shè)置有熱遮蔽體200，所以能夠很容易進(jìn)行外周 區(qū)域的溫度控制。此外，因?yàn)槟軌蛞种茝木d置臺(tái)5向噴淋頭40的 熱輻射，所以也能夠很容易對(duì)噴淋頭40的溫度進(jìn)行控制。
此外，將處理容器2內(nèi)的壓力調(diào)整為133.3 666Pa (1 5Torr)。 接著，從噴淋頭40下面的噴淋板43的多個(gè)第一氣體噴出口 43a 以及第二氣體噴出口 43b，并且利用氣體供給源60向上述被加熱的晶 片噴出供給例如Pb (thd) 2、 Zr (dmhd) 4、 Ti (OiPr) 2 (thd) 2按照 規(guī)定比率(例如構(gòu)成PZT的Pb、 Zr、 Ti、 O等元素成為規(guī)定的化學(xué)計(jì) 量學(xué)(stoichiometry)比的比率)而被混合的原料氣體以及氧氣(02) 等的氧化劑(氣體)，通過這些原料氣體和氧化劑的各個(gè)熱分解反應(yīng)和 相互間的化學(xué)反應(yīng)，在晶片W的表面形成由PZT構(gòu)成的薄膜。
艮口，從氣體供給源60的氣化器60h到來的被氣化的原料氣體與載 體氣體一同從原料氣體配管51經(jīng)由氣體擴(kuò)散板42的第一氣體擴(kuò)散空 間42c、第一氣體流路42f、噴淋板43的第一氣體噴出口 43a而被噴出 供給至晶片W的上部空間。同樣，從氧化劑氣體源60q供給的氧化劑 氣體經(jīng)由氧化劑氣體配管52、氧化劑氣體分支配管52a、噴淋基體41 的第二氣體導(dǎo)入流路41b、氣體擴(kuò)散板42的第二氣體流路42g到達(dá)第 二氣體擴(kuò)散空間42d，并經(jīng)由噴淋板43的第二氣體噴出口 43b而被噴 出供給至晶片W的上部空間。原料氣體與氧化劑氣體被分別供給處理 容器2內(nèi)而不在噴淋頭40內(nèi)混合。通過控制該原料氣體及氧化劑氣體 的供給時(shí)間，使得在晶片W上形成的薄膜的膜厚得以控制。 接著，對(duì)本發(fā)明的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖22是本發(fā)明的其它實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的簡要結(jié)構(gòu)的截 面圖，圖23是表示該成膜裝置所具有的氣體擴(kuò)散板42的下側(cè)平面圖， 圖24是表示氣體擴(kuò)散板42總的與圖IO相同場所的截面圖。在本實(shí)施 方式的成膜裝置中，在氣體擴(kuò)散板42中，以包圍第二氣體擴(kuò)散部42b 的方式設(shè)置有用于形成溫度調(diào)節(jié)用空間的環(huán)狀的溫度調(diào)節(jié)室400。該溫 度調(diào)節(jié)室400是由在氣體擴(kuò)散板42的下面形成的凹部(環(huán)狀槽)401 和噴淋板43的上面所形成的空間。溫度調(diào)節(jié)室400被用作噴淋頭40 內(nèi)的隔熱空間，在噴淋頭40的周緣部通過氣體擴(kuò)散板42、噴淋基體
41來抑制熱量向上方的逃逸。其結(jié)果，能夠抑制與中央部相比溫度易
于降低的噴淋頭40的周緣部的溫度的降低，能夠使噴淋頭40內(nèi)的溫 度實(shí)現(xiàn)均勻性，特別是能夠使相對(duì)于載置臺(tái)5的噴淋板43的溫度均勻 化。
其中，在噴淋板43的上面設(shè)置有環(huán)狀的凹部，能夠在與氣體擴(kuò)散 板42的下面之間形成溫度調(diào)節(jié)室400。此外，溫度調(diào)節(jié)室400還能夠 通過噴淋基體41和氣體擴(kuò)散板42形成。此時(shí)，在噴淋基體41的下面 形成有環(huán)狀的凹部，在與氣體擴(kuò)散板42的上面之間形成溫度調(diào)節(jié)室 400也可以，或者也可以通過噴淋基體41的下面和在氣體擴(kuò)散板42 的上面形成的環(huán)狀的凹部形成溫度調(diào)節(jié)室400。其中，因?yàn)闉榱耸钩赡?組成勻質(zhì)化，位于噴淋頭40的最下面，與載置于載置臺(tái)5上的晶片W 相對(duì)的噴淋基板43的溫度的均勻性是重要的，所以優(yōu)選在能夠有效抑 制噴淋板43的周緣部的溫度降低的場所設(shè)置溫度調(diào)節(jié)室400。因此， 優(yōu)選如通過氣體擴(kuò)散板42和噴淋基板43形成溫度調(diào)節(jié)室400那樣， 在它們中的任意一個(gè)上設(shè)置凹部。
其中，在圖22中，因?yàn)樯鲜鲋獾慕Y(jié)構(gòu)均與圖1所述的成膜裝置 相同，所以對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注同一符號(hào)并省略說明。
接著，對(duì)本發(fā)明的其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖25以及圖26是說明再一個(gè)實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的噴淋 頭40所使用的氣體擴(kuò)散板42的圖。圖25表示的是在形成于氣體擴(kuò)散 板42上的凹部401內(nèi)設(shè)置有具有與噴淋基板43相抵接的高度的多個(gè) 傳熱柱402的構(gòu)成例。由此，立設(shè)于溫度調(diào)節(jié)室400內(nèi)的傳熱柱402 起到促進(jìn)從噴淋基板43向氣體擴(kuò)散板42的熱傳導(dǎo)的效果。通過設(shè)置 氣體擴(kuò)散板42，能夠使溫度調(diào)節(jié)室400內(nèi)構(gòu)成傳熱柱402以外的部分 的隔熱空間的容積縮小，能夠通過傳熱柱402調(diào)整溫度調(diào)節(jié)室400的 隔熱性。
如圖25所示，圓柱形狀的傳熱柱402呈同心圓狀配置在凹部401 內(nèi)。此時(shí)，考慮到越靠近噴淋頭40的周緣部溫度越容易降低，因此優(yōu) 選向著氣體擴(kuò)散板42的周部的方向使傳熱柱402的個(gè)數(shù)減少，或者使 傳熱柱402的配設(shè)間隔或者截面積減小。作為其一個(gè)例子，在圖25中， 傳熱柱402的配設(shè)間隔隨著向著徑外方向而變大(間隔d2〉d3>d4)。
由此，以溫度調(diào)節(jié)室400的內(nèi)部空間的隔熱效果越向著徑外方向變得 越大的方式進(jìn)行調(diào)整。通過研究傳熱柱402的個(gè)數(shù)、配置、截面積等， 能夠仔細(xì)調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)室400的隔熱程度。
其中，傳熱柱402的形狀并不局限于圖25所示的圓柱狀，與設(shè)置 在第一氣體擴(kuò)散部42a內(nèi)的傳熱柱42e相同，例如可以為三角形、四 角形、八角形等多角形的柱體。此外，傳熱柱402的配置也并不局限 于同心圓狀，例如也可以呈放射狀等。
圖26表示的是在形成于氣體擴(kuò)散板42上的凹部401內(nèi)設(shè)置有具 有與噴淋基板43相抵接的高度的多個(gè)傳熱壁403的構(gòu)成例?；畹膫?熱壁403呈同心圓狀配置在凹部401內(nèi)。此時(shí)，此時(shí)，考慮到越靠近 噴淋頭40的周緣部溫度越容易降低，因此，優(yōu)選使沿著氣體擴(kuò)散板42 的徑外方向(即、按照向著氣體擴(kuò)散板42的周緣部的方向)，使傳熱 壁403的間隔、壁厚(截面積)、沿圓周方向配置的傳熱壁403的個(gè)數(shù) 等變小，使溫度調(diào)節(jié)室400的內(nèi)部空間的隔熱效果越向著徑外方向變 得越大。作為其一個(gè)例子，在圖26中，使傳熱壁403的配置間隔向著 徑外方向變大(間隔d5>d6>d7>d8>d9)。其中，傳熱壁403的配置并 不局限于同心圓狀，例如也可以是放射狀。
其中，圖25以及圖26中所示的氣體擴(kuò)散板42因?yàn)槟軌虮３衷瓨?(無需改變)地應(yīng)用于圖22所示的成膜裝置中，所以對(duì)于具有圖25 以及圖26的氣體擴(kuò)散板42的成膜裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖示以及說明予 以省略。
接著，對(duì)本發(fā)明的再一個(gè)其它實(shí)施方式進(jìn)行說明。 圖27是其它的實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的截面圖。在該例子中， 通過形成于氣體擴(kuò)散板42上凹部401以及噴淋基板43所形成的溫度 調(diào)節(jié)室400，與導(dǎo)入溫度調(diào)解用介質(zhì)例如熱介質(zhì)氣體的氣體導(dǎo)入流路 404以及排出熱介質(zhì)氣體的氣體排出流路(圖未示出)連接。氣體導(dǎo)入 流路404以及氣體排出流路共同與熱介質(zhì)氣體輸出單元405連接。熱 介質(zhì)氣體輸出單元405與控制部300連接而被控制，并且具有圖未示 出的加熱單元和泵，將例如由Ar、 N2等不活潑性氣體等構(gòu)成的熱介質(zhì) 氣體加熱至規(guī)定溫度并從氣體導(dǎo)入流路404導(dǎo)入到溫度調(diào)節(jié)室400，并 從圖未示出的氣體排出流路排出，從而形成循環(huán)。
頁
然后，通過使調(diào)節(jié)至規(guī)定溫度的熱介質(zhì)氣體在溫度調(diào)節(jié)室400流
通，而能夠抑制噴淋頭40的周緣部的溫度的降低從而提高噴淋頭40 整體的溫度的均勻性。在本實(shí)施方式中，通過向溫度調(diào)節(jié)室400導(dǎo)入 被調(diào)節(jié)至規(guī)定溫度的熱介質(zhì)氣體，而能夠容易地進(jìn)行噴淋頭40的溫度 控制。其中，在圖27中，上述之外的結(jié)構(gòu)因?yàn)榕c圖22所述的成膜裝 置相同，所以對(duì)于相同結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略說明。
圖28表示的是圖27所示實(shí)施方式的變形例。在圖27所示的實(shí)施 方式中，使熱介質(zhì)氣體在溫度調(diào)節(jié)室400內(nèi)循環(huán)來進(jìn)行噴淋頭40的溫 度控制。與此相對(duì)，在圖28所示的實(shí)施方式中，在溫度調(diào)節(jié)室400內(nèi) 設(shè)置有多條與處理容器2內(nèi)的空間(處理空間)連通的連通路406。在 氣體擴(kuò)散板42的下面，例如如圖29所示，呈放射狀形成有從凹部401 向徑外方向延伸的細(xì)槽407。多個(gè)細(xì)槽407通過使氣體擴(kuò)散板42與噴 淋基板43面抵接而形成水平方向的連通路406。
在本實(shí)施方式中，從熱介質(zhì)氣體輸出單元405經(jīng)由導(dǎo)入流路404 導(dǎo)入到溫度調(diào)節(jié)室400內(nèi)的熱介質(zhì)氣體，從連通路406被排出至處理 空間內(nèi)。由此，能夠利用熱介質(zhì)氣體進(jìn)行噴淋頭40的溫度控制。此外， 因?yàn)闇囟日{(diào)節(jié)室400內(nèi)始終持續(xù)導(dǎo)入一定量的熱介質(zhì)氣體，所以處理 空間的處理氣體不會(huì)逆流至溫度調(diào)節(jié)室400內(nèi)。
其中，在本實(shí)施方式中，導(dǎo)入到溫度調(diào)節(jié)室400內(nèi)的熱介質(zhì)氣體 經(jīng)由連通路406被排出至處理容器2內(nèi)的處理空間，由此，能夠利用 與處理氣體的除害處理相同的排氣路徑進(jìn)行熱介質(zhì)氣體的除害處理。 因此，沒有必要獨(dú)立分開進(jìn)行熱介質(zhì)氣體的除害處理，從而具有能夠 使排氣處理一體化并簡化排氣路徑的優(yōu)點(diǎn)。
在圖28以及圖29中，上述之外的結(jié)構(gòu)因?yàn)榕c圖22所述的成膜裝
置相同，所以對(duì)于相同結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)并省略說明。
以上說明的圖22 圖29所示的實(shí)施方式的具有氣體擴(kuò)散板42的 成膜裝置的結(jié)構(gòu)為在晶片載置臺(tái)5上具有熱遮蔽體200，并且在噴淋 頭40內(nèi)具有溫度調(diào)節(jié)室400。因此，能夠抑制從與載置臺(tái)主體5a的晶 片載置區(qū)域相比位于更外側(cè)的外周區(qū)域，向著噴淋頭40的相對(duì)部位的 熱輻射所引起的該部位的過熱，并且能夠抑制與上述部位相比位于更 外側(cè)部位(即噴淋頭40的周緣部)的溫度降低。
另外，由于在噴淋頭40的中央部的第一氣體擴(kuò)散部42a中具有傳 熱柱42e，在第二氣體擴(kuò)散部42b中具有多個(gè)圓柱狀突起42h，因此， 能夠緩和氣體擴(kuò)散空間的隔熱效果，防止噴淋頭40的中央部過熱。
于是，就能夠使噴淋頭40的溫度更加均勻，并改善成膜特性。
再者，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，可以在本發(fā)明的思想范 疇內(nèi)進(jìn)行各種各樣的變形。例如，在上述實(shí)施方式中，以PZT薄膜的 成膜處理為例進(jìn)行了說明，但是，并不局限于此，也能夠應(yīng)用于例如 BST、 STO、 PZTN、 PLZT、 SBT、 Ru、 Ru02、 BTO等膜的形成，而 且在形成W膜或Ti膜等其它膜的情況下也能夠適用。
本發(fā)明并不局限于成膜裝置，能夠應(yīng)用在熱處理裝置、等離子處 理裝置等其它的氣體處理裝置中。
作為被處理基板以半導(dǎo)體晶片為例進(jìn)行了說明，但是并不局限于 此，對(duì)于以液晶顯示裝置(LCD)用玻璃基板為代表的平面平板顯示 器(FPD)等其它的基板的處理也能夠適用。在被處理體由化合物半導(dǎo) 體構(gòu)成的情況下也能夠應(yīng)用本發(fā)明。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明能夠在處理容器內(nèi)，從與被載置在載置臺(tái)上并被加熱的基 板相對(duì)而設(shè)的噴淋頭供給原料氣體，然后進(jìn)行預(yù)期處理的基板處理裝 置中廣泛使用。
權(quán)利要求
1.一種基板處理裝置，其特征在于，包括收容被處理基板的處理容器；配置在所述處理容器內(nèi)，用于載置被處理基板的載置臺(tái)；設(shè)置在與所述載置臺(tái)相對(duì)的位置，用于向所述處理容器內(nèi)噴出處理氣體的處理氣體噴出機(jī)構(gòu)；以及對(duì)所述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣機(jī)構(gòu)，其中，所述基板載置臺(tái)具有載置臺(tái)主體；以及熱遮蔽體，該熱遮蔽體被設(shè)置在與所述載置臺(tái)主體的載置被處理基板的區(qū)域相比位于更外側(cè)的區(qū)域，用于降低從所述載置臺(tái)主體向所述處理氣體噴出機(jī)構(gòu)的熱擴(kuò)散。
2. 如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于 所述熱遮蔽體使熱量沿著與所述載置臺(tái)主體的表面平行的方向擴(kuò)散。
3. 如權(quán)利要求l所述的基板處理裝置，其特征在于 所述熱遮蔽體由氧化鋁(A1203)、氧化鋁-碳化鈦(Al203-TiC)、氧化鋯(Zr02)、氮化硅(Si3N4)、云母、無定形碳(Amorphous Carbon)、 石英(Si02)或者多孔質(zhì)材料構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求3所述的基板處理裝置，其特征在于 所述載置臺(tái)主體的材質(zhì)為碳化硅(SiC)或者氮化鋁(A1N)，所述熱遮蔽體由熱傳導(dǎo)率比所述載置臺(tái)主體的材質(zhì)的熱傳導(dǎo)率小的材質(zhì)構(gòu) 成。
5. 如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于 所述熱遮蔽體具有由材質(zhì)不同的兩層以上的膜構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求5所述的基板處理裝置，其特征在于 具有所述層疊結(jié)構(gòu)的所述熱遮蔽體中的、與所述載置臺(tái)主體鄰接 的最下層，由熱傳導(dǎo)率比所述載置臺(tái)主體的材質(zhì)的熱傳導(dǎo)率大的材質(zhì) 構(gòu)成，作為所述熱遮蔽體的表面層的最外層，由熱傳導(dǎo)率比所述載置 臺(tái)主體的材質(zhì)的熱傳導(dǎo)率小的材質(zhì)構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于 所述熱遮蔽體為通過熱噴鍍法或者濺射法形成的被膜。
8. 如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于 所述處理氣體噴出機(jī)構(gòu)具有由形成有用于導(dǎo)入所述處理氣體的氣體流路的多個(gè)板所構(gòu)成的層疊體，所述層疊體在其內(nèi)部具有以圍繞所述氣體流路的方式設(shè)置的環(huán)狀 溫度調(diào)節(jié)室。
9. 如權(quán)利要求8所述的基板處理裝置，其特征在于 所述層疊體包括-用于導(dǎo)入所述處理氣體的第一板； 與所述第一板的主面鄰接的第二板；以及與所述第二板鄰接，并且與載置在所述載置臺(tái)上的被處理基板對(duì) 應(yīng)且形成有多個(gè)氣體噴出孔的第三板。
10. 如權(quán)利要求9所述的基板處理裝置，其特征在于所述溫度調(diào)節(jié)室由在所述第一板、所述第二板或者所述第三板中 的任一個(gè)中形成的凹部和鄰接的板面形成。
11. 如權(quán)利要求10所述的基板處理裝置，其特征在于在所述凹部中形成有與鄰接的板相接的多個(gè)傳熱用柱體。
12. 如權(quán)利要求IO所述的基板處理裝置，其特征在于-在所述凹部中形成有與鄰接的板相接的多個(gè)傳熱用壁體。
13. 如權(quán)利要求8所述的基板處理裝置，其特征在于還具有向所述溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)導(dǎo)入調(diào)溫用介質(zhì)的導(dǎo)入流路和排出調(diào) 溫用介質(zhì)的排出流路。
14. 如權(quán)利要求8所述的基板處理裝置，其特征在于還具有向所述溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)導(dǎo)入調(diào)溫用介質(zhì)的導(dǎo)入流路，使所述 溫度調(diào)節(jié)室與所述處理容器內(nèi)的處理空間連通。
15. —種基板載置臺(tái)，其特征在于該基板載置臺(tái)用于在被導(dǎo)入處理氣體以對(duì)被處理基板進(jìn)行氣體處 理的處理容器內(nèi)載置被處理基板，其包括 載置臺(tái)主體；以及熱遮蔽體，該熱遮蔽體被設(shè)置在與所述載置臺(tái)主體的載置被處理 基板的區(qū)域相比位于更外側(cè)的區(qū)域，用于降低從所述載置臺(tái)主體向所 述處理氣體噴出機(jī)構(gòu)的熱擴(kuò)散。
16. 如權(quán)利要求15所述的基板載置臺(tái)，其特征在于 所述熱遮蔽體使熱量沿著與所述載置臺(tái)主體的表面平行的方向擴(kuò)散。
17. 如權(quán)利要求15所述的基板載置臺(tái)，其特征在于所述熱遮蔽體由氧化鋁(A1203)、氧化鋁-碳化鈦(Al2OrTiC)、 氧化鋯(Zr02)、氮化硅(Si3N4)、云母、無定形碳(Amorphous Carbon)、 石英(Si02)或者多孔質(zhì)材料構(gòu)成。
18. 如權(quán)利要求17所述的基板載置臺(tái)，其特征在于 所述載置臺(tái)主體的材質(zhì)為碳化硅(SiC)或者氮化鋁(A1N)，所述熱遮蔽體由熱傳導(dǎo)率比所述載置臺(tái)主體的材質(zhì)的熱傳導(dǎo)率小的材質(zhì)構(gòu) 成。
19. 如權(quán)利要求15所述的基板載置臺(tái)，其特征在于所述熱遮蔽體具有由材質(zhì)不同的兩層以上的膜構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。
20. 如權(quán)利要求19所述的基板載置臺(tái)，其特征在于 具有所述層疊結(jié)構(gòu)的所述熱遮蔽體中的、與所述載置臺(tái)主體鄰接 的最下層，由熱傳導(dǎo)率比所述載置臺(tái)主體的材質(zhì)的熱傳導(dǎo)率大的材質(zhì) 構(gòu)成，作為所述熱遮蔽體的表面層的最外層，由熱傳導(dǎo)率比所述載置 臺(tái)主體的材質(zhì)的熱傳導(dǎo)率小的材質(zhì)構(gòu)成。
21.如權(quán)利要求15所述的基板載置臺(tái)，其特征在于 所述熱遮蔽體為通過熱噴鍍法或者濺射法形成的被膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種成膜裝置，其包括收容半導(dǎo)體晶片W的處理容器(2)；配置在處理容器(2)內(nèi)、用于載置半導(dǎo)體晶片W的載置臺(tái)(5)；設(shè)置在與該載置臺(tái)(5)相對(duì)的位置處，用于向處理容器(2)內(nèi)噴出處理氣體的作為處理氣體噴出機(jī)構(gòu)的噴淋頭(40)；和對(duì)處理容器(2)內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣裝置(101)，基板載置臺(tái)(5)具有載置臺(tái)主體(5a)；和熱遮蔽體(200)，該熱遮蔽體(200)被設(shè)置在與載置臺(tái)主體(5a)的載置半導(dǎo)體晶片W的區(qū)域相比位于更外側(cè)的區(qū)域，用于降低從載置臺(tái)主體向噴淋頭(40)的熱擴(kuò)散。
文檔編號(hào)H01L21/683GK101374973SQ20078000332
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者飯塚八城 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社