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1、(10)申请公布号 CN 103526184 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103526184 A (21)申请号 201310279648.2 (22)申请日 2013.07.04 2012-152659 2012.07.06 JP C23C 16/455(2006.01) C23C 16/46(2006.01) H01L 21/285(2006.01) (71)申请人 东京毅力科创株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 加藤寿 三浦繁博 (74)专利代理机构 北京林达刘知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11277 代理人 刘新宇 张会华 (54) 发明名称 。
2、成膜装置的运转方法及成膜装置 (57) 摘要 本发明提供成膜装置的运转方法和成膜装 置。 该方法用于运转成膜装置, 该成膜装置用于多 次重复依次向基板供给相互不同的处理气体的循 环来层叠反应产物的层而获得薄膜, 该成膜装置 包括 : 真空容器 ; 旋转台 ; 第 1 处理气体供给部 ; 第 2 处理气体供给部 ; 分离区域 ; 第 1 真空排气 口, 其用于主要排出上述第 1 处理气体 ; 第 2 真空 排气口, 用于主要排出上述第 2 处理气体 ; 以及清 洁气体供给部, 其供给用于对上述旋转台进行清 洁的清洁气体 ; 其中, 该成膜装置的运转方法包 括清洁工序, 在该清洁工序中, 使自上述。
3、第 1 真空 排气口进行的排气停止, 一边从上述第 2 真空排 气口进行真空排气, 一边从上述清洁气体供给部 向真空容器内供给清洁气体。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 13 页 附图 16 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书13页 附图16页 (10)申请公布号 CN 103526184 A CN 103526184 A 1/3 页 2 1. 一种成膜装置的运转方法, 该方法用于运转成膜装置, 该成膜装置用于多次重复依 次向基板供给相互不同的处理气体的循环来层叠反应产物的层而获得薄膜, 该成膜装置包括。
4、 : 真空容器 ; 旋转台, 其配置在上述真空容器内, 用于载置基板并使基板公转 ; 第 1 处理气体供给部, 其用于向基板供给第 1 处理气体 ; 第 2 处理气体供给部, 其以在上述旋转台的旋转方向上与上述第 1 处理气体供给部分 开的方式设置, 用于向基板供给第 2 处理气体 ; 分离区域, 其在成膜处理时的上述旋转台的旋转方向上设置在上述第 1 处理气体供给 部与第 2 处理气体供给部之间, 被供给用于使上述第 1 处理气体和上述第 2 处理气体分离 的分离气体 ; 第 1 真空排气口, 其用于主要排出上述第 1 处理气体 ; 第 2 真空排气口, 其以在上述旋转台的旋转方向上与上述第。
5、 1 真空排气口分开的方式 设置, 用于主要排出上述第 2 处理气体 ; 以及 清洁气体供给部, 其供给用于对上述旋转台进行清洁的清洁气体, 其中, 该成膜装置的运转方法包括清洁工序, 在该清洁工序中, 使自上述第 1 真空排气口进 行的排气停止, 一边从上述第 2 真空排气口进行真空排气, 一边从上述清洁气体供给部向 真空容器内供给清洁气体。 2. 根据权利要求 1 所述的成膜装置的运转方法, 其中, 上述第 1 处理气体供给部包括 : 气体喷嘴, 其在上述旋转台的周缘部与中央部之间延伸 ; 以及 整流板, 其以能够使分离气体在其上表面侧流动的方式沿着该气体喷嘴的长度方向设 置。 3. 根据。
6、权利要求 2 所述的成膜装置的运转方法, 其中, 在上述成膜装置中, 上述分离区域包括 : 第 1 分离区域, 其在成膜处理时的上述旋转台的第 1 旋转方向上设置在上述第 1 处理 气体供给部的下游侧与第 2 处理气体供给部的上游侧之间 ; 以及 第 2 分离区域, 其在上述第 1 旋转方向上设置在上述第 2 处理气体供给部的下游侧与 第 1 处理气体供给部的上游侧之间, 上述第 1 真空排气口设置在比上述第 1 处理气体供给部靠上述第 1 分离区域侧的位 置, 上述第 2 真空排气口设置在比上述第 2 处理气体供给部靠上述第 2 分离区域侧的位 置, 上述清洁气体供给部在上述第1旋转方向上设。
7、置在比上述第1处理气体供给部靠上游 侧且比上述第 2 真空排气口靠下游侧的位置。 4. 根据权利要求 3 所述的成膜装置的运转方法, 其中, 上述成膜装置还包括 : 改性区域, 其在上述第 1 旋转方向上设置在比上述第 2 处理气体供给部靠下游侧且比 权 利 要 求 书 CN 103526184 A 2 2/3 页 3 上述第 2 分离区域靠上游侧的位置, 用于对上述基板上的反应产物进行改性 ; 以及 设置在上述第 2 处理气体供给部与上述改性区域之间、 并用于与外部的基板输送机构 之间交接基板的区域, 上述清洁气体供给部在上述第 1 旋转方向上位于比上述改性区域靠下游侧的位置。 5. 根据权。
8、利要求 1 所述的成膜装置的运转方法, 其中, 上述清洁气体供给部在成膜处理时的上述旋转台的第1旋转方向上位于靠近第1真空 排气口的程度比靠近上述第 2 真空排气口的程度大的位置。 6. 根据权利要求 1 所述的成膜装置的运转方法, 其中, 使上述旋转台向与上述第1旋转方向相反的方向即第2旋转方向旋转来进行上述清洁 工序。 7. 根据权利要求 1 所述的成膜装置的运转方法, 其中, 上述第 1 处理气体供给部供给用于向基板的表面吸附的原料气体, 上述第 2 处理气体 供给部供给用于使上述原料气体氧化或氮化的气体。 8. 根据权利要求 1 所述的成膜装置的运转方法, 其中, 上述第 1 处理气体。
9、供给部包括 : 气体喷嘴, 其在上述旋转台的周缘部与中央部之间延伸 ; 以及 整流板, 其以能够使分离气体在其上表面侧流动的方式沿着该气体喷嘴的长度方向设 置 ; 上述清洁气体供给部在成膜处理时的上述旋转台的第 1 旋转方向上设置在比上述第 1 处理气体供给部靠上游侧且比上述第 2 真空排气口靠下游侧的位置, 使上述旋转台向与上述第1旋转方向相反的方向即第2旋转方向旋转来进行上述清洁 工序。 9. 一种成膜装置, 其用于多次重复依次向基板供给相互不同的处理气体的循环来层叠 反应产物的层而获得薄膜, 其中, 该成膜装置包括 : 真空容器 ; 旋转台, 其配置在上述真空容器内, 用于载置基板并使基。
10、板公转 ; 第 1 处理气体供给部, 其用于向基板供给第 1 处理气体 ; 第 2 处理气体供给部, 其以在上述旋转台的旋转方向上与上述第 1 处理气体供给部分 开的方式设置, 用于向基板供给第 2 处理气体 ; 分离区域, 其在成膜处理时的上述旋转台的旋转方向上设置在上述第 1 处理气体供给 部与第 2 处理气体供给部之间, 被供给用于使上述第 1 处理气体和上述第 2 处理气体分离 的分离气体 ; 第 1 真空排气口, 其用于主要排出上述第 1 处理气体 ; 第 2 真空排气口, 其以在上述旋转台的旋转方向上与上述第 1 真空排气口分开的方式 设置, 用于主要排出上述第 2 处理气体 ; 。
11、清洁气体供给部, 其供给用于对上述旋转台进行清洁的清洁气体 ; 以及 控制部, 其输出控制信号以执行以下步骤 : 使上述第 1 真空排气口的排气停止、 并从上 述第 2 真空排气口对真空容器进行真空排气的步骤 ; 以及在该状态下从上述清洁气体供给 权 利 要 求 书 CN 103526184 A 3 3/3 页 4 部向上述真空容器内供给清洁气体的步骤。 10. 根据权利要求 9 所述的成膜装置, 其中, 上述第 1 处理气体供给部包括 : 气体喷嘴, 其在上述旋转台的周缘部与中央部之间延伸 ; 以及 整流板, 其以能够使分离气体在其上表面侧流动的方式沿着该气体喷嘴的长度方向设 置。 11. 。
12、根据权利要求 9 所述的成膜装置, 其中, 上述分离区域包括 : 第 1 分离区域, 其在成膜处理时的上述旋转台的第 1 旋转方向上设置在上述第 1 处理 气体供给部的下游侧与第 2 处理气体供给部的上游侧之间 ; 以及 第 2 分离区域, 其在上述第 1 旋转方向上设置在上述第 2 处理气体供给部的下游侧与 第 1 处理气体供给部的上游侧之间, 上述第 1 真空排气口设置在比上述第 1 处理气体供给部靠上述第 1 分离区域侧的位 置, 上述第 2 真空排气口设置在比上述第 2 处理气体供给部靠上述第 2 分离区域侧的位 置, 上述清洁气体供给部在上述第1旋转方向上设置在比上述第1处理气体供给。
13、部靠上游 侧且比上述第 2 真空排气口靠下游侧的位置。 权 利 要 求 书 CN 103526184 A 4 1/13 页 5 成膜装置的运转方法及成膜装置 0001 本发明基于 2012 年 7 月 6 日提出申请的日本特许出愿第 2012 152659 号要求 优先权, 将该日本申请的内容全部作为参照文献引入于此。 技术领域 0002 本发明涉及成膜装置的运转方法及成膜装置。 背景技术 0003 作为半导体制造工序中的成膜技术之一, 存在将相互发生反应的多种处理气体依 次向半导体晶圆 (以下称作晶圆) 的表面供给并层叠反应产物的所谓的原子层沉积 (ALD : Atomic Layer De。
14、position) 法。作为实施 ALD 法的装置, 公知有利用旋转台使配置在旋转 台上的多个晶圆公转、 并使晶圆依次在被供给各种处理气体的区域中通过的装置。在该装 置中, 为了避免在旋转台的旋转方向上在多个处理气体的供给区域之间发生各处理气体的 混合 (分离各处理气体) 而设有被供给例如氮气等作为非活性气体的分离气体的分离区域。 而且, 在各个处理气体的供给区域的旋转台的旋转方向下游侧设有真空排气口, 专用于将 各个处理气体与分离气体一起真空排出。 0004 作为多个处理气体的一例, 能够列举出向晶圆的表面吸附的原料气体和用于使上 述原料气体氧化或氮化的气体。此外, 若分离气体伴随着旋转台的。
15、旋转而流入到原料气体 的供给区域, 则成为原料气体被分离气体稀释而使薄膜的膜厚的面内均匀性降低的原因, 因此必须增大原料气体的流量而成本增高。 因此, 在专利文献1中记载有如下技术 : 在沿旋 转台的径向延伸的气体喷嘴之上设置整流板, 通过使分离气体在该整流板之上越过, 从而 抑制分离气体向原料气体的供给区域的流入。 0005 另一方面, 若实施成膜工艺, 则不仅在晶圆上而且在旋转台的上表面上也形成薄 膜, 若重复成膜工艺而该膜厚变大, 则由于膜剥离而产生微粒。因此, 需要定期利用清洁气 体去除旋转台上的薄膜。 0006 在此, 为了在防止对成膜装置造成损伤的同时进行旋转台的清洁, 有时清洁气。
16、体 供给部的配置位置受到限制。 0007 例如, 在成膜装置内的区域 (称作 “交接区域” ) 利用外部的基板输送机构对晶圆进 行交接。通常, 在交接区域配置有用于监视晶圆的交接的监视器。因此, 为了避免清洁气体 使监视器劣化, 使清洁气体供给部的位置远离交接区域是良策。 因此, 想到将清洁气体供给 部配置在例如与交接区域分开的原料气体的供给区域附近这样的布局。 但是, 如上所述, 若 在气体喷嘴之上设有整流板, 则存在如下这种问题 : 清洁气体与分离气体同样地在整流板 之上越过, 与旋转台相接触的清洁气体的量相应地减少, 清洁所需的时间变长。 0008 因此, 为了高效地进行旋转台的清洁, 。
17、需要研究气体的流动。 0009 专利文献 1 : 日本特开 2011 100956 号公报 发明内容 说 明 书 CN 103526184 A 5 2/13 页 6 0010 本发明是在这种情况下做成的, 提供一种能够在多次进行利用旋转台使基板公转 而依次向基板供给相互不同的处理气体的循环来进行成膜处理的装置中快速地进行旋转 台的清洁的技术。 0011 根据一技术方案, 提供一种成膜装置的运转方法, 该方法用于运转成膜装置, 该成 膜装置用于多次重复依次向基板供给相互不同的处理气体的循环来层叠反应产物的层而 获得薄膜, 该成膜装置包括 : 真空容器 ; 旋转台, 其配置在上述真空容器内, 用于。
18、载置基板 并使基板公转 ; 第 1 处理气体供给部, 其用于向基板供给第 1 处理气体 ; 第 2 处理气体供给 部, 其以在上述旋转台的旋转方向上与上述第 1 处理气体供给部分开的方式设置, 用于向 基板供给第 2 处理气体 ; 分离区域, 其在成膜处理时的上述旋转台的旋转方向上设置在上 述第 1 处理气体供给部与第 2 处理气体供给部之间, 被供给用于使上述第 1 处理气体和上 述第 2 处理气体分离的分离气体 ; 第 1 真空排气口, 其用于主要排出上述第 1 处理气体 ; 第 2 真空排气口, 其以在上述旋转台的旋转方向上与上述第 1 真空排气口分开的方式设置, 用于主要排出上述第 2。
19、 处理气体 ; 以及清洁气体供给部, 其供给用于对上述旋转台进行清 洁的清洁气体, 其中, 该成膜装置的运转方法包括清洁工序, 在该清洁工序中, 使自上述第 1 真空排气口进行的排气停止, 一边从上述第 2 真空排气口进行真空排气, 一边从上述清洁 气体供给部向真空容器内供给清洁气体。 0012 根据另一技术方案, 提供一种成膜装置, 其用于多次重复依次向基板供给相互不 同的处理气体的循环来层叠反应产物的层而获得薄膜, 其中, 该成膜装置包括 : 真空容器 ; 旋转台, 其配置在上述真空容器内, 用于载置基板并使基板公转 ; 第 1 处理气体供给部, 其 用于向基板供给第1处理气体 ; 第2处。
20、理气体供给部, 其以在上述旋转台的旋转方向上与上 述第 1 处理气体供给部分开的方式设置, 用于向基板供给第 2 处理气体 ; 分离区域, 其在成 膜处理时的上述旋转台的旋转方向上设置在上述第1处理气体供给部与第2处理气体供给 部之间, 被供给用于使上述第1处理气体和上述第2处理气体分离的分离气体 ; 第1真空排 气口, 其用于主要排出上述第 1 处理气体 ; 第 2 真空排气口, 其以在上述旋转台的旋转方向 上与上述第1真空排气口分开的方式设置, 用于主要排出上述第2处理气体 ; 清洁气体供给 部, 其供给用于对上述旋转台进行清洁的清洁气体 ; 以及控制部, 其输出控制信号以执行以 下步骤 。
21、: 使上述第 1 真空排气口的排气停止、 并从上述第 2 真空排气口进行真空排气的步 骤 ; 以及在该状态下从上述清洁气体供给部向上述真空容器内供给清洁气体的步骤。 0013 当结合附图阅读以下的详细的说明时, 能够了解到本发明的其他目的、 特征以及 效果。 附图说明 0014 图 1 是表示本实施方式的成膜装置的一例的纵剖侧视图。 0015 图 2 是上述成膜装置的概略横剖立体图。 0016 图 3 是上述成膜装置的横剖俯视图。 0017 图 4 是上述成膜装置的周向上的纵剖侧视图。 0018 图 5 是上述成膜装置的周向上的纵剖侧视图。 0019 图 6 是设置于上述成膜装置的第 1 处理。
22、气体喷嘴的喷嘴罩的立体图。 0020 图 7 是上述喷嘴罩的概略俯视图。 说 明 书 CN 103526184 A 6 3/13 页 7 0021 图 8 是设置于上述成膜装置的等离子体处理部的分解立体图。 0022 图 9 是表示成膜处理时的气流的说明图。 0023 图 10 是表示清洁处理时的气流的说明图。 0024 图 11 是表示成膜装置的其他例子的横剖俯视图。 0025 图 12 是表示将清洁气体喷嘴设置在其他位置的例子的成膜装置的横剖俯视图。 0026 图 13 是表示评价试验的结果的示意图。 0027 图 14 是表示评价试验的结果的示意图。 0028 图 15 是表示评价试验的。
23、结果的示意图。 0029 图 16 是表示评价试验的结果的示意图。 0030 图 17 是表示评价试验的结果的示意图。 具体实施方式 0031 以下, 参照添加的附图说明本发明的非限定性的例示的实施方式。在添加的所有 附图中, 对相同或对应的构件或零件标注相同或对应的附图标记并省略重复说明。 另外, 附 图并不以表示构件或零件之间的相对比例为目的, 因而, 具体的尺寸应由本领域技术人员 对照以下的非限定性的实施方式来确定。 0032 参照图 1 图 3 说明本实施方式的成膜装置 1。图 1、 图 2、 图 3 分别是成膜装置 1 的纵剖侧视图、 概略剖视立体图、 横剖俯视图。 0033 成膜装。
24、置 1 包括真空容器 11 和水平地设置在该真空容器 11 的内部的旋转台 (基 座) 2。成膜装置 1 执行对载置于上述旋转台 2 的晶圆 W 进行的成膜处理和用于将因该成膜 处理而附着在旋转台 2 上的膜去除的清洁处理。 0034 首先, 说明成膜处理的概略。一边对真空容器 11 内进行排气一边利用旋转台 2 使 晶圆 W 旋转, 对晶圆 W 依次供给相互发生反应的两种处理气体而利用 ALD 法形成 SiO2(氧 化硅) 等的薄膜。之后, 利用等离子体对该薄膜进行改性。载置于旋转台 2 的晶圆 W 重复地 交替通过被供给薄膜形成用的气体的处理区域和由等离子体进行改性的改性区域, 从而交 替。
25、地重复进行薄膜的形成和等离子体改性而在晶圆 W 上形成期望厚度的膜。 0035 接着, 进行清洁处理。作为清洁处理的概略, 一边对真空容器 11 内进行排气一边 向旋转台 2 供给清洁气体来进行膜的去除。 0036 接着, 说明成膜装置 1 的各个部分。 0037 真空容器 11 设置在大气气氛中, 在上述各个处理中, 将其内部设为真空气氛。真 空容器11构成为大致圆形, 由容器主体13和顶板12构成, 该容器主体13构成真空容器11 的侧壁和底部, 该顶板 12 由石英构成。在成膜装置 1 中设有用于将真空容器 11 内保持为 气密的密封构件 11a。 0038 顶板 12 的中央部构成朝向。
26、下方突出的凸部 14, 在真空容器 11 的中心部, 该凸部 14 与用于支承上述旋转台 2 的支承部 21 一起构成具有气体流路 15 的中心部区域 C。在成 膜装置 1 中设有用于向气体流路 15 供给作为吹扫气体的 N2(氮) 气体的供给管 16。从气 体流路 15 向旋转台 2 的表面上朝向外周供给 N2气体, 能够防止相互不同的处理气体彼此 在中心部区域 C 混合。 0039 旋转台 2 以从支承部 21 向外侧扩展的方式构成为圆形。旋转台 2 利用支承部 21 说 明 书 CN 103526184 A 7 4/13 页 8 下方的旋转驱动机构 22 而绕其中心轴线沿周向旋转。在旋转。
27、台 2 的表面侧 (一个面侧) , 沿 着旋转方向形成有 5 个作为基板载置区域的凹部 23, 该凹部 23 用于载置晶圆 W。若旋转台 2 旋转, 则载置于凹部 23 的晶圆 W 绕旋转台 2 的中心轴线公转。 0040 在分别与凹部 23 的通过区域相对的位置, 在真空容器 11 的周向上相互隔开间隔 地分别配置有例如由石英构成的5个气体喷嘴31、 32、 33、 41、 42, 上述各个气体喷嘴31、 32、 33、 41、 42 分别设置为例如从真空容器 11 的外周壁朝向中心部区域 C 水平地延伸。在该例 子中, 沿顺时针方向按照第 1 处理气体喷嘴 31、 第 1 分离气体喷嘴 4。
28、1、 第 2 处理气体喷嘴 32、 等离子体产生用气体喷嘴 33 及第 2 分离气体喷嘴 42 的顺序配设有第 1 处理气体喷嘴 31、 第 1 分离气体喷嘴 41、 第 2 处理气体喷嘴 32、 等离子体产生用气体喷嘴 33 及第 2 分离 气体喷嘴 42。 0041 各个气体喷嘴 31、 32、 33、 41、 42 分别与具有流量调整阀等的以下各个气体供给源 相连接。第 1 处理气体喷嘴 31 供给向晶圆的表面吸附的原料气体。具体地说, 第 1 处理气 体喷嘴 31 与含有 Si(硅) 的第 1 处理气体、 例如 BTBAS(双叔丁基氨基硅烷 ; SiH2(NH C (CH3) 3)2)。
29、 气体等的供给源 30A 相连接。第 2 处理气体喷嘴 32 供给用于使从第 1 处理气体 喷嘴 31 供给的原料气体氧化或氮化的气体。具体地说, 第 2 处理气体喷嘴 32 与第 2 处理 气体、 例如臭氧 (O3) 气体和氧 (O2) 气体的混合气体的供给源 (详细地说为设有臭氧发生器 的氧气供给源) 30B 相连接。 0042 等离子体产生用气体喷嘴 33 与例如由氩 (Ar) 气体和氧气的混合气体构成的等离 子体产生用气体的供给源 30C 相连接。第 1 分离气体喷嘴 41 和第 2 分离气体喷嘴 42 分别 与作为分离气体的 N2气体的气体供给源 30D 相连接。气体供给源 30A 。
30、气体供给源 30C 是各个气体喷嘴 31 气体喷嘴 33 在进行成膜处理时连接的气体供给源。在进行清洁处理 时, 气体喷嘴 31 气体喷嘴 33 也与气体供给源 30D 相连接, 喷出 N2气体来作为吹扫气体。 由此, 能够防止气体喷嘴 31 气体喷嘴 33 被清洁气体蚀刻。 0043 在本实施方式中, 在成膜处理与清洁处理中, 旋转台 2 的旋转方向不同。在成膜处 理中使旋转台 2 顺时针 (R1、 第 1 旋转方向) 旋转, 在清洁处理中使旋转台 2 逆时针 (R2、 第 2 旋转方向) 旋转。以后, 只要并不特别记载, 就以所谓的旋转方向上游侧、 旋转方向下游侧 分别是指成膜处理中的旋转。
31、方向 (R1) 上游侧、 旋转方向 (R1) 下游侧来继续成膜装置 1 的说 明。 0044 以下, 也参照作为沿着旋转台 2 的旋转方向的纵剖侧视图的图 4 进行说明。 0045 在气体喷嘴 31、 32、 33、 41、 42 的例如下表面侧, 沿着各个气体喷嘴的长度方向分 别形成有许多气体喷出口 34, 从各个气体供给源 30A 气体供给源 30D 供给的气体自喷出 口 34 喷出。为了防止在旋转台 2 的中心部侧处理气体的浓度因从中心部区域 C 喷出的吹 扫气体而降低, 在第1处理气体喷嘴31上, 在中心部侧设有比周缘部侧多的喷出口34, 能够 以较多的流量供给处理气体。 为了防止气体。
32、从旋转方向上游侧向后述的等离子体处理区域 进入, 等离子体产生用气体喷嘴 33 的喷出口 34 朝向旋转方向上游侧向斜下方喷出气体。 0046 真空容器11的顶板12具有向下方突出的扇状的两个凸部43, 凸部43在周向上隔 开间隔地形成。第 1 分离气体喷嘴 41 和第 2 分离气体喷嘴 42 分别陷入于凸部 43, 设为在 沿周向上分割该凸部 43。即, 在旋转台 2 的处于第 1 分离气体喷嘴 41 和第 2 分离气体喷嘴 42 处的周向两侧的部位配置有作为凸部 43 的下表面的较低的顶面 44(第 1 顶面) 。而且, 说 明 书 CN 103526184 A 8 5/13 页 9 在该。
33、顶面 44 的周向两侧配置有比该顶面 44 高的顶面 45(第 2 顶面) 。 0047 第 1 顶面 44 的下方构成为用于阻止第 1 处理气体与第 2 处理气体混合的分离区 域, 将设有第1分离气体喷嘴41的分离区域分别设为D1, 将设有第2分离气体喷嘴42的分 离区域分别设为 D2。在成膜处理时从第 1 分离气体喷嘴 41 供给到分离区域 D1 的 N2气体 (分离气体) 在分离区域 D1 中沿周向扩展, 从第 2 分离气体喷嘴 42 供给到分离区域 D2 的 N2 气体 (分离气体) 在分离区域D2中沿周向扩展, 将第1处理气体向后述的第1真空排气口62 冲走, 将第 2 处理气体及等。
34、离子体产生用气体向后述的第 2 真空排气口 63 冲走。图 5 用箭 头表示成膜处理时的气体的流动。 0048 在第 1 处理气体喷嘴 31 上设有如图 6 所示那样在第 1 处理气体喷嘴 31 的整个长 度方向上覆盖第 1 处理气体喷嘴 31 的喷嘴罩 51。喷嘴罩 51 由石英构成。喷嘴罩 51 中的、 对应于第1处理气体喷嘴31的喷出口34所设置的区域的区域形成为方形, 喷嘴罩51包括 : 罩主体 52, 其包围成该方形部的上侧、 旋转方向两侧及旋转台 2 的中心侧 ; 以及水平的整流 板53、 54, 从罩主体52的下端开始分别向旋转方向上游侧、 下游侧突出。 图4所示的整流板 53、。
35、 54 距旋转台 2 的高度 h1 例如为 0.5mm 3mm 左右。整流板 53、 54 越朝向旋转台 2 的 外侧去而越较大地突出, 喷嘴罩 51 在俯视状态下构成为大致扇状。整流板 53、 54 的旋转台 2 的外周侧向下方弯曲, 形成与旋转台 2 的外周相对的相对部 55。喷嘴罩 51 包括用于将喷 嘴罩 51 支承于真空容器 11 的底部的支承部 56 和用于将喷嘴罩 31 支承于装置 1 的中心部 区域 C 的支承部 57。 0049 整流板 53、 54 使从第 1 处理气体喷嘴 31 喷出的第 1 处理气体沿着晶圆 W 流通, 具 有提高晶圆 W 与第 1 处理气体之间的反应性。
36、的作用。即, 第 1 处理气体喷嘴 31 及上述整流 板 53、 54 的下方区域构成用于使第 1 处理气体吸附于晶圆 W 的第 1 处理区域 P1。另外, 整 流板 53 也具有将从第 2 分离气体喷嘴 42 朝向第 1 处理区域 P1 流动的分离气体向喷嘴罩 51 的上方的流通空间 58 引导而防止分离气体进入第 1 处理区域 P1 的作用 (参照图 4 和图 5) 。由此, 抑制了第 1 处理区域 P1 的第 1 处理气体的浓度的降低。图 4 所示的流通空间 58 的高度 h2 例如为 5mm 15mm。 0050 另外, 罩主体52中的靠旋转台2的中心侧的壁部和相对部55具有防止供给到。
37、第1 处理区域 P1 的第 1 处理气体被从中心部区域 C 朝向旋转台 2 的周端供给的吹扫气体向该 周端冲走的作用。由此提高了旋转台 2 的半径方向上的第 1 处理气体浓度的均匀性。 0051 参照图 7 的概略俯视图示出喷嘴罩 51 的尺寸的一例。 0052 在本实施方式中, 整流板在周向上形成为在旋转方向 (R1) 下游侧比上游侧长。具 体地说, 整流板 53 的靠旋转方向上游侧的外形线与第 1 处理气体喷嘴 31 所成的角 例如 为 15。另外, 整流板 54 的靠旋转方向下游侧的外形线与第 1 处理气体喷嘴 31 所成的角 比角 大, 例如为 22.5。整流板 53 的旋转台 2 的。
38、外缘部的上方的圆弧的长度尺寸 u1 例如为 120mm, 整流板 54 的旋转台 2 的外缘部的上方的圆弧的长度尺寸 u2 例如为 180mm。 0053 连结旋转台 2 的中心 O 和第 1 真空排气口 62 的旋转方向下游侧的端部的线 (图中 用点划线表示) 与整流板 54 的靠旋转方向下游侧的外形线所成的角 设定为 0以上, 例 如为 7.5。即, 第 1 真空排气口 62 设置在比构成第 1 处理气体供给部的喷嘴罩 51 靠第 1 分离区域 D1 侧的位置。由此, 能够使整流板 54 不阻碍第 1 处理气体从第 1 处理气体喷嘴 31 朝向第 1 真空排气口 62 的流动。 说 明 书。
39、 CN 103526184 A 9 6/13 页 10 0054 例如, 如图2、 图3所示, 成膜装置1包括设置于真空容器11的等离子体处理部71。 说明等离子体处理部 71。如图 3 所示, 在俯视观察时, 等离子体处理部 71 以从旋转台 2 的 中央部侧到外周部侧地跨越晶圆 W 的通过区域的方式配置。以下, 也参照作为等离子体处 理部 71 的各部分的分解立体图的图 8 进行说明。 0055 等离子体处理部71具有由金属线构成的线圈状的天线72。 天线72以围绕沿着旋 转台 2 的半径方向延伸的带状的区域的方式构成为大致八边形。另外, 天线 72 借助于匹配 器 73 而与频率为例如 。
40、13.56MHz 及输出电力例如为 5000W 的高频电源 74 相连接。 0056 在已述的等离子体产生用气体喷嘴33的上方侧, 在俯视观察时, 顶板12呈大致扇 形开口。该开口部被由例如石英等构成的壳体 75 气密地堵塞, 天线 72 被与真空容器 11 的 内部气密地划分开。壳体 75 以其周缘部在整个周向上呈凸缘状水平地伸出、 并且中央部朝 向真空容器 11 的内部区域凹陷的方式形成。在壳体 75 的内侧容纳有天线 72。按压构件 76 朝向下方侧按压壳体 75 的周缘部。等离子体处理部 71 与匹配器 73 及高频电源 74 利用 连接电极 77 电连接。 0057 为了阻止分离气体。
41、和第 2 处理气体向壳体 75 的下方区域进入, 壳体 75 的下表面 的外缘部在整个周向上朝向下方侧 (旋转台2侧) 铅垂地伸出而形成了气体限制用的突起部 79。在由突起部 79 的内周面和壳体 75 的下表面围成的区域中容纳有已述的等离子体产生 用气体喷嘴 33。由突起部 79 围成的区域构成作为改性区域的等离子体处理区域 P3。 0058 在壳体75与天线72之间配置有上表面侧开口的大致箱型的法拉第屏蔽件81。 法 拉第屏蔽件 81 由作为导电性的板状体的金属板构成并且接地。为了阻止在天线 72 中产生 的电场和磁场 (电磁场) 中的电场成分朝向下方的晶圆 W、 并且使磁场到达晶圆 W,。
42、 在法拉第 屏蔽件 81 的底面上形成有许多狭缝 82。狭缝 82 以沿与天线 72 的卷绕方向正交的方向延 伸的方式形成, 以沿着天线 72 的方式在整个周向上设置在该天线 72 的下方位置。在图 8 中, 附图标记 83 是用于使法拉第屏蔽件 81 与天线 72 之间绝缘的绝缘板, 附图标记 84 是用 于将法拉第屏蔽件 81 支承于壳体 75 的凸缘的支承构件。 0059 接下来, 说明真空容器 11 的其他各个部分。如图 1、 3、 6 等所示, 在旋转台 2 的外 周侧, 在旋转台 2 的下方, 沿着真空容器 11 的周围配置有环构件 61。环构件 61 使真空容器 11 的侧壁与清。
43、洁气体分开而保护真空容器 11 的侧壁。另外, 如图 6 所示, 实际上真空容器 11 的侧壁包括外壁 15A 和使该外壁 15A 与清洁气体分开而保护该外壁 15A 的内壁 15B。但 是, 在其他附图中, 为了防止附图复杂化而将该外壁 15A 和内壁 15B 描绘为一体。 0060 在环构件 61 上沿周向相互分开地设有第 1 真空排气口 62 和第 2 真空排气口 63。 第 1 真空排气口 62 如上所述那样设置在其旋转方向 (R1) 下游侧的端部比喷嘴罩 51 靠近 第 1 分离区域 D1 的位置。第 2 真空排气口 63 设置在比等离子体处理区域 P3 靠近第 2 分 离区域 D2。
44、 的位置。第 1 真空排气口 62 排出第 1 处理气体和分离气体, 第 2 真空排气口 63 排出第 2 处理气体、 等离子体产生用气体及分离气体。第 1 处理气体由第 1 真空排气口 62 专门排出, 第 2 处理气体由第 2 真空排气口 63 专门排出。 0061 第 1 真空排气口 62 和第 2 真空排气口 63 分别经由排气管 64 与作为真空排气机 构的真空泵 65 相连接。在各个排气管 64 上夹设有蝶形阀等压力调整部 66, 独立地控制来 自第 1 真空排气口 62 和第 2 真空排气口 63 的各个排气量。 0062 另外, 如图 3 和图 4 所示, 在环构件 61 上,。
45、 从第 2 真空排气口 63 朝向等离子体处 说 明 书 CN 103526184 A 10 7/13 页 11 理部 71 的旋转方向上游侧沿周向形成有槽 67。槽 67 将从分离气体喷嘴 41 供给的分离气 体和从第 2 处理气体喷嘴 32 供给的第 2 处理气体向第 2 真空排气口 63 引导。 0063 第 2 处理气体喷嘴 32 的下方区域构成被供给第 2 处理气体、 且用于使吸附于晶圆 W 的第 1 处理气体与该第 2 处理气体发生反应的第 2 处理区域 P2。 0064 第 2 处理区域 P2 的旋转方向下游侧与等离子体处理部 71 的旋转方向上游侧之间 构成为晶圆 W 的交接区。
46、域 S1。以与交接区域 S1 相面对的方式在真空容器 11 的侧壁上形成 有晶圆 W 的输送口 17。输送口 17 以借助于闸阀 18 而开闭自如的方式构成, 进行晶圆 W 的 输入输出的输送机构 24 能够相对于真空容器 11 内进退。虽然省略了图示, 但是在交接区 域 S1 的旋转台 2 的下方设有升降销。该升降销经由旋转台 2 的凹部 23 的孔 25 而相对于 旋转台 2 表面突出或者没入, 由此在凹部 23 与输送机构 24 之间进行晶圆 W 的交接。 0065 在真空容器11的外部, 在交接区域S1的上方设有由CCD摄像机构成的监视器26。 在顶板 12 中, 交接区域 S1 的上。
47、侧构成为由例如石英构成的检测窗 19。监视器 26 经由检测 窗 19 对利用输送机构 24 向真空容器 11 输送的晶圆 W 进行拍摄。由此成膜装置 1 的使用 者能够确认在交接区域 S1 是否适当地进行了晶圆 W 的交接。 0066 在喷嘴罩 51 的旋转方向上游侧、 且第 2 分离区域 D2 的旋转方向下游侧设有构成 清洁气体供给部的清洁气体喷嘴 35。清洁气体喷嘴 35 形成为从旋转台 2 的外周朝向真空 容器 11 的周缘部延伸的棒状, 同其他气体喷嘴同样地与气体供给源 30E 相连接。从该气体 供给源 30E 向清洁气体喷嘴 35 供给例如 ClF3 等氟系的清洁气体, 并从清洁气。
48、体喷嘴 35 的 顶端部朝向旋转台 2 的中心部侧喷出清洁气体。 0067 如在背景技术的项目中说明的那样, 若向交接区域 S1 供给清洁气体, 则有可能使 检测窗 19 因清洁气体而发雾, 从而不能够进行晶圆 W 的检测, 因此清洁气体喷嘴 35 设置为 不向该交接区域 S1 供给清洁气体。在该例子中, 沿着旋转方向 (R1) 看来, 清洁气体喷嘴 35 设置在靠近第 1 真空排气口 62 的程度比靠近第 2 真空排气口 63 的程度大的位置。清洁气 体喷嘴 35 相对于真空容器 11 装卸自如, 例如在成膜处理时被卸下。 0068 如图 1 所示, 在旋转台 2 的下方, 在与旋转台 2 。
49、分开的位置设有加热器 27。利用 加热器 27 对旋转台 2 的辐射热量使旋转台 2 升温, 加热所载置的晶圆 W。另外, 在容器主 体 13 上设有用于利用 N2气体吹扫加热器 27 的配置空间的吹扫气体供给管 28。在覆盖真 空容器 11 的底部中央的壳体 20 上设有用于从旋转台 2 的下方中央部朝向周缘部供给作为 吹扫气体的 N2气体的吹扫气体供给部 29。 0069 在成膜装置 1 上设有用于进行装置整体的动作的控制的、 由计算机构成的控制部 7。在控制部 7 内存储有如后所述那样执行成膜处理和清洁处理的程序。该程序向成膜装 置 1 的各部分发送控制信号而控制各部分的动作。具体地说, 控制部 7 控制从各个气体供 给源 30A 气体供给源 30E 向各个气体喷嘴的气体的供给 / 停止供给、 由高频电源 74 的接 通 / 断开实现的等离子体的形成及形成的停止、 利用旋转驱动机构 22 对旋转台 2 的转速进 行的控制、 利用压力调整部 66 对。