專利名稱：成膜裝置、基板處理裝置及成膜方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種成膜裝置、基板處理裝置及成膜方法，特 別是涉及 一 種交替地供給至少兩種原料氣體來形成薄膜的成膜 裝置、基板處理裝置、成膜方法。
背景技術：
作為半導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反應氣體吸附在作為基板的半導體晶圓(以 下稱為"晶圓")等的表面上之后，將所供給的氣體切換為第2 反應氣體，通過兩氣體的反應來形成l層或多層的原子層、分 子層，通過進行多次該循環(huán)來層疊這些層，從而在基板上進行 成月荑。該工藝例如3皮稱為ALD ( Atomic Layer Deposition )、 MLD (Molecular Layer Deposition)等，能夠根據(jù)循環(huán)數(shù)來 高精度地控制膜厚，并且膜質的面內均勻性也良好，是能夠應 對半導體器件的薄膜化的有效的方法。
作為這種成膜方法的較佳的例子，例如列舉出在柵極氧化 膜中使用的高電解質膜的成膜。列舉一個例子，在形成氧化硅 膜(SiOJ莫)的情況下，作為第l反應氣體(原料氣體)例如 使用雙叔丁基氨基硅烷(以下稱為"BTBAS")氣體等，作為第 2反應氣體(氧化氣體)使用臭氧氣體等。
作為實施這種成膜方法的裝置，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，研究 了如下方法從基板的中央部上方側供給反應氣體，從處理容 器的底部排出未反應的反應氣體以及反應副產(chǎn)物。不過，上述 成膜方法由于通過吹掃氣體來進行氣體置換需要較長的時間，另外循環(huán)數(shù)例如也達到數(shù)百次，因此存在處理時間較長的問題， 期望一種能夠以高生產(chǎn)率進行處理的成膜裝置、成膜方法。
從這種背景出發(fā)，已知如下那樣將多個基板沿旋轉方向配 置在真空容器內的旋轉臺上來進行成膜處理的裝置。
在美國專利公報7， 153, 542號中公開了如下的成膜裝置 的例子將分離扁平的圓筒狀的真空容器左右分離，以使沿半 圓的輪廓形成在左側區(qū)域和右側區(qū)域的排氣口向上排氣的方式 設置，并且在左側半圓的輪廓與右側半圓的輪廓之間、即真空 容器的直徑區(qū)域具有形成有分離氣體的噴出孔的分離區(qū)域。在 右側半圓區(qū)域和左側半圓區(qū)域形成有互不相同的原料氣體的供 給區(qū)域，通過真空容器內的旋轉臺旋轉，工件通過右側半圓區(qū) 域、分離區(qū)域以及左側半圓區(qū)域，并且從排氣口排出兩種原料 氣體。并且，被供給分離氣體的分離區(qū)域的頂部比原料氣體的 供給區(qū)域低。
在日本特開2001-254181號公報中公開了具有如下結構的 成膜裝置的例子在晶圓支承構件(旋轉臺)上沿旋轉方向等 距離地配置4片晶圓，而以與晶圓支承構件相面對的方式沿旋 轉方向等距離地配置第l反應氣體噴出噴嘴和第2反應氣體噴 出噴嘴，并且在這些噴嘴之間配置吹掃氣體噴嘴，使晶圓支承 構件水平旋轉。記載了如下內容利用晶圓支承構件支承各晶
圓，晶圓的表面位于晶圓支承構件的上表面的上方，并比晶圓 支承構件的上表面高出相當于晶圓厚度的量。另外，各噴嘴被 配置成沿晶圓支承構件的徑向延伸，晶圓與噴嘴之間的距離是 O.lmm以上。從晶圓支承構件的外緣與處理容器的內壁之間進 行真空排氣。根據(jù)這種裝置，吹掃氣體噴嘴的下方通過發(fā)揮所 謂的氣簾的作用來防止第l反應氣體與第2反應氣體的混合。
在日本專利3144664號公報中公開了如下結構的例子通過分隔壁將真空容器內沿周向分割為多個處理室，并且相對于 分隔壁的下端隔著狹縫地設置能夠旋轉的圓形載置臺，在該載 置臺上配置多個晶圓。
在日本特開平4-287912號公報中公開了如下成膜方法的 例子將圓形的氣體供給板沿周向分割為8個，每錯開90度地 配置AsHs氣體的供給口 、 H2氣體的供給口、 TMG氣體的供給 口以及H2氣體的供給口 ，并且在這些氣體供給口之間設置排氣 口 ，與該氣體供給板相對地使支承晶圓的基座(susceptor )旋 轉。
另外，在美國專利公報6， 634， 314號中公開了具有如下 結構的成膜裝置的例子以4個垂直壁將旋轉臺的上方區(qū)域分 隔成十字，在這樣分隔得到的4個載置區(qū)域上載置晶圓，并且
沿旋轉方向交替地配置源氣體噴射器、反應氣體噴射器、吹掃 氣體噴射器而構成十字的噴射器單元，以使這些噴射器按順序
位于上述4個載置區(qū)域的方式水平旋轉噴射器單元，并且從旋 轉臺的周圍進行真空排氣。
另夕卜，在日本特開2007—247066號公報中才是出了如下裝置 在實施使多個氣體交替地吸附在靶(相當于晶圓)上的原子層 CVD方法時，使載置晶圓的基座旋轉，從基座的上方供給源氣 體和吹掃氣體。在0023 0025段中記載了如下內容分隔壁相 對于處理室的中心呈放射狀地延伸，在分隔壁的下側設置有將 反應氣體或吹掃氣體供給到基座的氣體流出孔；以及通過使惰 性氣體從分隔壁的氣體流出孔流出來形成氣簾。關于排氣， 0058段開始記載，根據(jù)該記載，源氣體和吹掃氣體分別從排氣 通道30a 、 30b分開排出。此外，在美國專利公開公報 2007—218701號禾口美國專利/>開7>才艮2007—218702號中也^是出 了與日本特開2007_247066號/>才艮類^以的4支術?？墒?，在使用上述8個專利文獻所公開的成膜裝置和成膜 方法、將多個基板沿旋轉方向配置在真空容器內的旋轉臺上而 進行成膜處理的情況下，存在如下的問題。
在使用美國專利公報7， 153, 542號所提出的成膜裝置和 成膜方法的情況下，采用在分離氣體的噴出孔與反應氣體的供 給區(qū)域之間設置朝上的排氣口 ，且將反應氣體與分離氣體一起 從該排氣口排出的方法，因此存在如下問題被噴出到工件上 的反應氣體成為向上氣流而從排氣口被吸入，且伴隨微粒的巻 起，容易引起微粒對晶圓的污染。
在使用日本特開2001-254181號公報所提出的成膜裝置和 成膜方法的情況下，存在如下問題有時晶圓支承構件正在旋
散到氣簾中的情形。并且，存在如下問題從第l反應氣體噴 出噴嘴噴出的第l反應氣體經(jīng)由相當于旋轉臺的晶圓支承構件 的中心部容易到達來自第2反應氣體噴出噴嘴的第2反應氣體 擴散區(qū)域。這樣存在如下問題當?shù)?反應氣體與第2反應氣體 在晶圓上被混合時，反應生成物附著在晶圓表面上，從而無法 進行良好的ALD (或MLD)處理。
在使用日本專利3144664號公報所提出的成膜裝置和成膜 方法的情況下，工藝氣體從分隔壁與載置臺的間隙或分隔壁與 晶圓之間的間隙擴散到相鄰的處理室，另外在多個處理室之間 設有排氣室，因此在晶圓通過該排氣室時，來自上游側和下游 側的處理室的氣體在該排氣室內被混合。因而，存在無法應用 于ALD方式的成膜方法的問題。
在使用日本特開平4-287912號公報所提出的成膜裝置和 成膜方法的情況下，存在如下問題對兩種反應氣體的分離沒
ii有公開任何現(xiàn)實的方法，不用說在基座的中心附近混合，實際上在中心附近以外兩種反應氣體也會經(jīng)由H2氣體的供給口的
排列區(qū)域混合。并且還存在如下致命的問題當將排氣口設在與晶圓的通過區(qū)域相面對的面上時，由于來自基座表面的微粒的巻起等容易引起晶圓的微粒污染。
在使用了美國專利公報6， 634， 314號所提出的成膜裝置和成膜方法的情況下，存在如下問題在給各載置區(qū)域供給了源氣體或反應氣體之后，通過吹掃氣體噴嘴用吹掃氣體置換該載置區(qū)域的氣氛需要較長的時間，而且，源氣體或反應氣體從l個載置區(qū)域越過垂直壁而擴散到相鄰的載置區(qū)域里，兩種氣體在載置區(qū)域發(fā)生反應的可能性較大。
在使用了日本特開2007-247066號7>才艮、美國特開公開公
凈艮2007—218701號或美國特開7>開/>才艮2007—218702號所提出的成膜裝置和成膜方法的情況下，存在如下問題在吹掃氣體分隔室(compartment)中無法避免兩側的源氣體分隔室中的源氣體的相互混淆，產(chǎn)生反應生成物而對晶圓造成微粒污染。
并且，在使用了美國專利公報7， 153， 542號、曰本特開2001—254181號/>才艮、曰本專利3144664號7>才艮、曰本特開平4-287912號公報以及美國專利公報6， 634, 314號所提出的成膜裝置和成膜方法的情況下，存在如下問題在作為第l反應
況下、或在成膜后從供給第1反應氣體的噴嘴供給包含C1等的具有腐蝕性的清潔氣體來進行清潔的情況下，導致真空容器的頂板等由鋁材料構成的部分被腐蝕。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述的問題點而完成的，提供一種在按順序
12將相互反應的多種反應氣體供給到基板的表面上來層疊多個反應生成物的層而形成薄膜時、能夠得到較高的生產(chǎn)率、且能夠防止多種反應氣體在基板上混合而進行良好的處理、且能夠保護真空容器免受反應氣體或清潔氣體的腐蝕的成膜裝置、成膜方法。
根據(jù)本發(fā)明的第l方式(aspect),提供一種成膜裝置，其在真空容器內按順序供給包括第l反應氣體和第2反應氣體的
原料氣體的供給循環(huán)來形成薄膜，該成膜裝置包括旋轉臺，其能夠旋轉地被設置在上述真空容器內，具有用于載置基板的基板載置部；保護頂板，其為了保護上述真空容器免受上述第l反應氣體和上述第2反應氣體的腐蝕，被設置成與上述旋轉臺的上表面相對；第1反應氣體供給部和第2反應氣體供給部，該第l反應氣體供給部和第2反應氣體供給部為了供給上述第l反應氣體和上述第2反應氣體，分別從上述旋轉臺的周緣的互不相同的位置朝向旋轉中心地設置；第l分離氣體供給部，其為了供給將上述第l反應氣體和上述第2反應氣體分離的第l分離氣體，從上述第1反應氣體供給部和上述第2反應氣體供給部之間的上述旋轉臺的周緣的位置朝向旋轉中心地設置；該成膜裝置還包括真空容器保護部，其被設置成包括上述第l反應氣體供給部的上述保護頂板的下表面具有被設置在距上述旋轉臺的距離為第l高度的位置的第l下表面區(qū)域，在上述第l下表面區(qū)域與上述旋轉臺之間形成有第l空間，包括上述第2反應氣體供給部的上述保護頂板的下表面具有被設置在距上述旋轉臺的距離為第2高度的離開上述第l下表面區(qū)域的位置的第2下表面區(qū)域，在上述第2下表面區(qū)域與上述旋轉臺之間形成有第2空間，包括上述第l分離氣體供給部且沿著上述旋轉臺的旋轉方面具有被設置在距上述旋轉臺低于上述第1高度和上述第2高度的第3高度的位置的第3下表面區(qū)域，在上述第3下表面區(qū)域與上述旋轉臺之間形成有具有上述第3高度的第3空間，該第3空間用于使從上述第l分離氣體供給部供給的上述第l分離氣體流向上述第1空間和上述第2空間，為了保護真空容器免受上述第l反應氣體和上述第2反應氣體的腐蝕，上述真空容器保護部與上述保護頂板一起圍繞上述旋轉臺、上述第1空間、上述第2空間以及上述第3空間；上述保護頂板的下表面具有中心部區(qū)域，該中心部區(qū)域在上述旋轉臺的旋轉中心的上述基板載置部側設有用于供給將上述第l反應氣體和上述第2反應氣體分離的第2分離氣體的第2分離氣體供給部，該成膜裝置還包括排氣口，用于將上述第1反應氣體和上述第2反應氣體與噴出到上述第3空間兩側的上述第l分離氣體和從上述中心部區(qū)域噴出的上述第2分離氣體一起排出。
根據(jù)本發(fā)明的第2方式(aspect),提供一種基板處理裝置，其具有第l方式所述的成膜裝置；真空輸送室，其氣密地與上述成膜裝置連接，在內部設置了基板輸送部；預備真空室，其氣密地與上述真空輸送室連接，能夠在真空氣氛與大氣氣氛之間切換氣氛。
根據(jù)本發(fā)明的第3方式(aspect )，供給一種成膜方法，在
由用于對真空容器進行耐腐蝕保護的真空容器保護部圍繞的空間中，按順序供給包括第1反應氣體和第2反應氣體的至少兩種
原料氣體，并且通過執(zhí)行按順序供給上述至少兩種上述原料氣體的供給循環(huán)來將上述第l反應氣體和上述第2反應氣體分開地供給到基板上的同時形成薄膜，該成膜方法進行以下步驟來進行成膜將基板載置在上述真空容器內的旋轉臺上；使上述旋轉臺旋轉；從上述第l反應氣體供給部將上述第l反應氣體供 給到被形成在上述旋轉臺上表面與上述真空容器保護部的上述 頂板之間的第1空間；從相對于上述第l反應氣體供給部被設置 在沿著上述旋轉臺的旋轉方向的不同的位置上的第2反應氣體 供給部將上述第2反應氣體供給到被形成在上述旋轉臺上表面 與上述真空容器保護部的上述頂板之間的第2空間；從被設置 在上述第l反應氣體供給部與上述第2反應氣體供給部之間的 第l分離氣體供給部將上述第l分離氣體供給到第3空間，該第3 空間被形成在上述旋轉臺上表面與上述真空容器保護部的上述 頂板之間，第3空間低于上述第1空間和上述第2空間；將分離 上述第l反應氣體和上述第2反應氣體的第2分離氣體供給到上 述頂板的下表面的上述旋轉臺上側的中心部區(qū)域；以及通過使 上述基板隨著上述旋轉臺的旋轉而移動來重復上述第l反應氣 體向上述基板的表面的供給、上述第l反應氣體的停止、上述 第2反應氣體的供給和上述第2反應氣體的停止，與上述第l分 離氣體和上述第2分離氣體一起排出上述第l反應氣體和上述 第2反應氣體。
根據(jù)本發(fā)明的第4方式(aspect),提供一種能夠由計算機 讀取的存儲介質，該存儲介質存儲了使計算機執(zhí)行如下成膜處 理的程序，該成膜處理在由用于對成膜裝置的真空容器進行耐 腐蝕保護的真空容器保護部圍繞的空間中按順序供給包括第1 反應氣體和第2反應氣體的至少兩種原料氣體，并且通過執(zhí)行 按順序供給上述至少兩種上述原料氣體的供給循環(huán)來分開地供 給上述第1反應氣體和上述第2反應氣體的同時形成薄膜，上述 程序使上述計算機執(zhí)行如下工序使載置了上述基板的上述旋 轉臺旋轉的工序；從第l反應氣體供給部將上述第l反應氣體供 給到被形成在上述旋轉臺上表面與上述真空容器保護部的上述頂板之間的第1空間的工序；從相對于上述第l反應氣體供給部 被設置在沿著上述旋轉臺的旋轉方向的不同的位置上的第2反 應氣體供給部將上述第2反應氣體供給到被形成在上述旋轉臺 上表面與上述真空容器保護部的上述頂板之間的第2空間的工 序；從被設置在上述第1反應氣體供給部與上述第2反應氣體供 給部之間的第l分離氣體供給部將上述第l分離氣體供給到第3 空間的工序，該第3空間被形成在上述旋轉臺上表面與上述真 空容器保護部的上述頂板之間，第3空間低于上述第l空間和上 述第2空間；將分離上述第l反應氣體和上述第2反應氣體的第2 分離氣體供給到上述頂板的下表面的上述旋轉臺上側的中心部 區(qū)域的工序；通過使上述基板隨著上述旋轉臺的旋轉而移動來 重復上述第l反應氣體向上述基板的表面的供給、上述第l反應 氣體的停止、上述第2反應氣體的供給和上述第2反應氣體的停 止，與上述第1分離氣體和上述第2分離氣體一起排出上述第1 反應氣體和上述第2反應氣體，由此形成薄膜的工序。


圖l是示意性地表示本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置的 結構的縱剖視圖。
圖2是示意性地表示本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置的 結構的立體圖。
圖3是示意性地表示本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置的 結構的橫剖俯一見圖。
圖4A和4B是用于說明本發(fā)明的第1實施方式的成膜裝置 的圖，是表示第1 第3空間的剖視圖。
圖5是用于說明本發(fā)明的第1實施方式的成膜裝置的圖，是 表示第l反應氣體供給部的立體圖。圖6A和6B是用于說明本發(fā)明的第1實施方式的成膜裝置 的圖，是用于說明第3下表面部的尺寸例子的橫剖視圖和縱剖 視圖。
圖7是用于說明本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置的一部 分的圖，是圖3中的A-A縱剖視圖。
圖8是用于說明在本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置的一 部分中第2分離氣體、第3分離氣體以及第2保護氣體流動的形 態(tài)的圖，是圖3中的B-B縱剖視圖。
圖9是表示本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置的一部分的 剖切立體圖。
圖IO是示意性地表示本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置的 控制部的結構的圖。
圖ll是用于說明使用了本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置 的成膜方法的工序的工序圖。
圖12是用于說明使用了本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置 的成膜方法的圖，是表示第l反應氣體、第2反應氣體以及第1 分離氣體流動的形態(tài)的圖。
圖13是用于說明本發(fā)明的第l實施方式的第l變形例的成 膜裝置的圖，是表示第3下表面部的保護頂板的形狀的另一例 的縱剖視圖。 '
圖14A、 14B以及14C是用于說明本發(fā)明的第l實施方式的 第2變形例的成膜裝置的圖，是表示第3下表面部的保護頂板的 下表面的形狀的另 一例的縱剖視圖。
圖15A、 15B以及15C是用于說明本發(fā)明的第l實施方式的 第3變形例的成膜裝置的圖，是表示第l反應氣體供給部的氣體 噴出孔的形狀的另 一例的仰視圖。
圖16A、 16B、 16C以及16D是用于說明本發(fā)明的第l實施
17方式的第3變形例的成膜裝置的圖，是表示第3下表面部的形狀 的另 一例的仰視圖。
圖17是示意性地表示本發(fā)明的第l實施方式的第4變形例 的成膜裝置的結構的橫剖俯視圖。
圖18是示意性地表示本發(fā)明的第1實施方式的第5變形例 的成膜裝置的結構的橫剖俯視圖。
圖19是示意性地表示本發(fā)明的第l實施方式的第6變形例 的成膜裝置的結構的立體圖。
圖20是示意性地表示本發(fā)明的第l實施方式的第7變形例 的成膜裝置的結構的橫剖俯視圖。
圖21是示意性地表示本發(fā)明的第1實施方式的第8變形例
的成膜裝置的結構的縱剖視圖。
圖22是示意性地表示本發(fā)明的第2實施方式的基板處理裝 置的結構的俯視圖。
具體實施例方式
接著，與附圖一起說明用于實施本發(fā)明的最佳實施方式。 第l實施方式
參照圖1 圖10,說明本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置和 成膜方法。
首先，參照圖1 圖9說明本實施方式的成膜裝置的結構。 圖1是示意性地表示本實施方式的成膜裝置的結構的縱剖 視圖。圖l是圖3中的B-B縱剖視圖。圖2是示意性地表示本實 施方式的成膜裝置的結構的立體圖。圖3是示意性地表示本實 施方式的成膜裝置的結構的橫剖俯視圖。圖2和圖3是真空容器 l的頂板ll被分離的狀態(tài)下的立體圖和橫剖俯視圖。圖4A和圖 4B是用于說明本實施方式的成膜裝置的圖，是表示第1~第3空間的剖視圖。圖4A和圖4B是沿同心圓切斷并橫向展開包括旋轉 臺的旋轉臺的上側的部分而表示的展開圖。圖5是用于說明本 實施方式的成膜裝置的圖，是表示第l反應氣體供給部的立體 圖。圖6A和圖6B是用于說明本實施方式的成膜裝置的圖，是用 于說明第3下表面部的尺寸例子的橫剖視圖和縱剖視圖。圖7是 用于說明本實施方式的成膜裝置的一部分的圖，是圖3中的A-A 縱剖視圖。圖8是用于說明在本實施方式的成膜裝置的一部分 中第2分離氣體、第3分離氣體以及第2保護氣體的流動的形態(tài) 的圖，是圖3中的B-B縱剖視圖。圖9是表示本實施方式的成膜 裝置的一部分的剖切立體圖。圖IO是示意性地表示本實施方式 的成膜裝置的控制部的結構的圖。
如圖1至圖3所示，本實施方式的成膜裝置具有真空裝置l 和被收納在真空容器l中的旋轉臺2、第l反應氣體供給部31、 第2反應氣體供給部32、第1分離氣體供給部41、 42、保護頂板 4以及真空容器保護部49。
如圖1至圖3所示，真空容器l具有俯視形狀為大致圓形且 扁平的形狀。真空容器l具有頂板ll、容器主體12、 O型密封圈 13、底面部14。
頂板11能夠從容器主體12分離。頂板ll由于內部的減壓狀 態(tài)，夾著密封構件或O型密封圈13被壓靠到容器主體12側并保 持氣密狀態(tài)。另外，在頂板11從容器主體12被分離地情況下， 通過未圖示的驅動機構被抬起到上方。
接著，說明被收納在真空容器1中的各部分中的旋轉臺2以 及被設置在比頂板ll靠近下側的位置且比旋轉臺2靠近上側的 位置上的部分。即，說明旋轉臺2、第1反應氣體供給部31、第 2反應氣體供給部32、第1分離氣體供給部41、 42、保護頂板4、 第2分離氣體供給部51。如圖l所示，旋轉臺2被設置成在真空容器1的中心具有旋 轉中心。旋轉臺2具有殼體20、芯部21、旋轉軸22、驅動部23、 凹部24。
旋轉臺2的中心部#皮固定在圓筒形狀的芯部21上，芯部21 被固定在沿鉛直方向延伸的旋轉軸22的上端。旋轉軸22貫穿真 空容器1的底面部14，旋轉軸22的下端被安裝在使旋轉軸22圍 繞鉛直軸線旋轉的驅動部2 3上，在本例中沿順時針方向旋轉。 旋轉軸22和驅動部23被收納在上表面開口的圓筒狀的殼體20 中。殼體20將被設置在殼體20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，保持殼體20的內部氣氛與外 部氣氛之間的氣密狀態(tài)。
如圖2和圖3所示，凹部24被設置在旋轉臺2的表面部上， 以沿著旋轉方向(周向)載置多個例如5張作為基板的晶圓。 凹部24具有圓形狀的形狀。凹部24用于對晶圓進行定位而使晶 圓不會在隨著旋轉臺2的旋轉所產(chǎn)生的離心力的作用下飛出， 相當于本發(fā)明的基板載置部。此外，為了方便，在圖3中僅在1 個凹部24上圖示了晶圓W。
如圖4A所示，凹部24被設定成凹部24的直徑僅比晶圓的直 徑稍大例如4mm，另外其深度是與晶圓的厚度大小相同。因而， 當將晶圓放入凹部24中時，晶圓的表面與旋轉臺2的表面(沒 有載置晶圓的區(qū)域)的高度一致。如果晶圓的表面與旋轉臺2 的表面之間的高度差較大，則因該高度差部分產(chǎn)生壓力變動， 因此為了使膜厚的面內均勻性一致，需要使晶圓的表面與旋轉 臺2的表面的高度 一 致。使晶圓的表面與旋轉臺2的表面的高度 一致是指被載置在凹部24 (基板載置部)上的晶圓(基板)的 表面與旋轉臺2的表面為相同的高度，或者晶圓(基板)的表 面位于低于旋轉臺2的表面的位置，但是根據(jù)加工精確度等，最好盡量使兩面的高度差趨近于零，兩面的高度差最好在5mm 以內。在凹部24的底面形成有為了支承晶圓的背面來使晶圓升 降而使例如稍后使用圖9記述的3個升降銷貫穿的通孔。
此外，基板載置部并不限于凹部，例如也可以是在旋轉臺 2的表面沿晶圓的周向排列多個用于在晶圓的周緣進行引導的 引導構件的結構，或者也可以是在旋轉臺2側設置靜電卡盤等 卡盤機構的結構。在旋轉臺2側設置卡盤機構來吸附晶圓的情 況下，通過吸附來載置晶圓的區(qū)域為基板載置部。
如圖2和圖3所示，為了供給第l反應氣體和第2反應氣體， 在分別與旋轉臺2中的凹部24的基板載置臺相面對的位置上從 真空容器l的周緣(旋轉臺2的周緣)的互不相同的位置朝向旋 轉中心分別設置第l反應氣體供給部31、第2反應氣體供給部32 以及2個第l分離氣體供給部41、 42。第1反應氣體供給部31、 第2反應氣體供給部32以及2個第l分離氣體供給部41、 42是沿 長度方向隔開間隔地穿i殳有用于向下方側噴出反應氣體或分離 氣體的噴出孔的噴嘴。
第l反應氣體供給部31、第2反應氣體供給部32以及2個第1 分離氣體供給部41、 42例如被安裝在真空容器1的側壁，作為 其基端部的氣體導入件31a、 32a、 41a、 42a貫穿側壁。在本 實施方式中，如局部圖5所示，氣體導入件31a、 32a、 41a、 42a從真空容器1的側壁被導入，但是也可以從環(huán)狀的突出部53 (后述)導入。在這種情況下，可以設置在突出部53的外周面 與頂板ll的外表面上開口的L字型的導管，在真空容器l內將第 l反應氣體供給部31、第2反應氣體供給部32以及2個第l分離氣 體供給部41、 42與L字型的導管的1個開口相連接，在真空容器 l的外部將氣體導入件31a、 32a、 41a、 42a與L字型的導管的 另一個開口相連接。如圖4A和圖4B所示，在第1反應氣體供給部31和第2反應 氣體供給部32上沿噴嘴的長度方向隔著間隔地穿設用于向下 方側噴出反應氣體的噴出孔33。在本實施方式中，例如沿著構 成第l反應氣體供給部31、第2反應氣體供給部32的氣體噴嘴的 長度方向，以10mm的間隔穿i殳朝向正下方的例如口徑為 0.5mm的噴出孑L。
如圖4A和圖4B所示，在第l分離氣體供給部41、 42上，沿 長度方向隔開間隔地穿設用于向下方側噴出分離氣體的噴出孔 40。在本實施方式中，例如沿著構成第l分離氣體供給部41、 42的氣體噴嘴的長度方向，以10mm的間隔穿設朝向正下方的 例如口 ；f圣為0.5mm的噴出孑L 。
第1反應氣體供給部31、第2反應氣體供給部32與配設于真 空容器l的外部的第l反應氣體的氣體供給源和第2反應氣體的 氣體供給源連接，第1分離氣體供給部41、 42與配設于真空容 器1的外部的第l分離氣體的氣體供給源連接。在本實施方式 中，第2反應氣體供給部32、第1分離氣體供給部41、第l反應 氣體供給部31以及笫l分離氣體供給部42按該順序沿順時針方 向配置。
在本實施方式中，作為第l反應氣體，例如可以使用BTBAS (雙叔丁基氨基硅烷)氣體。另外，作為第2反應氣體，例如 可以使用03 (臭氧)氣體。并且，作為第l分離氣體，例如可
以使用N2(氮氣)氣體。此外，第l分離氣體不限于N2氣體，
可以使用Ar等惰性氣體，但是不限于惰性氣體，也可以是氫氣 等，只要是不對成膜處理產(chǎn)生影響的氣體即可，關于氣體的種 類，并沒有特別地限定。
如圖l所示，保護頂板4與旋轉臺2相面對地設置在真空容 器1的頂板11與旋轉臺2之間。保護頂板4用于保護真空容器l免
22受第l反應氣體和第2反應氣體的腐蝕。保護頂板4例如由石英 或陶資構成。
如圖2至圖4B所示，保護頂板4的下表面具有第l下表面部 (第l下表面區(qū)域)45、第2下表面部(第2下表面區(qū)域)45a 和第3下表面部(第3下表面區(qū)域)44這3個區(qū)域、突出部53、 旋轉中心側部5，該第l下表面部45為距旋轉臺2的上表面的距 離為H1的面，該第2下表面部45a是距旋轉臺2的上表面的距離 為H2的面，該第3下表面部44被形成在第l下表面部45與第2下 表面部45a之間，是距旋轉臺的上表面的距離為H3的面，突出 部53是在第l下表面部45與第2下表面部45a中與各區(qū)域的旋轉 中心側鄰接，該旋轉中心側部5與芯部21相對應。
第l下表面部45、第2下表面部45a以及第3下表面部44是分 別包括第l反應氣體供給部31、第2反應氣體供給部32以及第1 分離氣體供給部41的保護頂板4的下表面的區(qū)域。此外，第3下 表面部44被第l分離氣體供給部41分成兩部分。
另外，如圖2至圖4B所示，作為保護頂板4的下表面的第1 下表面部45、第2下表面部45a以及2個第3下表面部44這4個區(qū) 域分別與旋轉臺2之間形成第1空間Pl 、第2空間P2以及2個第3 空間D。
如圖4 A和4 B所示，保護頂板4的第1下表面部4 5是包括第1
所示，第2下表面部45a是包括第2反應氣體供給部32的保護頂 板4的下表面的區(qū)域。如圖4A和4B所示，第3下表面部44是包 括第l分離氣體供給部41、 42的保護頂板4的下表面的區(qū)域。另 外，從第l分離氣體供給部41、 42的中心軸線到具有扇形形狀 的第3下表面部44的旋轉臺2的正旋轉方向和逆旋轉方向的兩 邊緣的距離被設定為相同的長度。此時，保護頂板4的第3下表面部44在旋轉臺2相對于各個 第1分離氣體供給部41、 42的旋轉方向上游側中，越是接近旋 轉臺2的周緣的部位，寬度變得越大。這是因為通過旋轉臺2旋 轉，越是靠近旋轉臺2的周緣的部位，從旋轉方向上游側向第3 下表面部44的氣體的流動越快。在本實施方式中，將直徑 300mm的晶圓W作為被處理基板，第3下表面部44的周向的長 度(與旋轉臺2同心的圓的圓弧的長度)在靠近離開旋轉中心 140mm的突出部53的部位上例如是146mm,在凹部24 (基板 載置部)的最外側的位置上例如是502mm。此外，如圖4A所 示，在該最外側的位置上，如果從分別位于左右的保護頂板4 的第3下表面部44距第l分離氣體供給部41 ( 42 )的兩端的周向 的長度L來看，長度L是246mm。
如圖1和圖4A所示，包括第l反應氣體供給部31的保護頂板 4的第l下表面部45被設置在距旋轉臺2的距離為第1高度H1的 位置。如圖1和圖4A所示，包括第2反應氣體供給部32的第2下 表面部45a被設置在距旋轉臺2的距離為第2高度H2的位置。如 圖4A所示，包括第l分離氣體供給部41的第3下表面部44被設 置在距旋轉臺2的的距離為第3高度H3的位置。第3高度H3低于 第1高度H1和第2高度H2。另外，第1高度H1和第2高度H2的 大小關系并沒有特別地進行限定，但是例如可以為H1二H2。因 而，在本實施方式中，可以為H3〈H1二H2。
即，如圖4A所示，在第l分離氣體供給部41的旋轉方向兩 側存在被設置在距旋轉臺2的距離為第3高度H 3的位置的作為 保護頂;f反4的下表面的第3下表面部44，在第3下表面部44的旋 轉方向兩側存在比第3下表面部44高的第l下表面部45和第2下 表面部45a。換言之，在第l分離氣體供給部41的旋轉方向兩側 存在第3空間D,在第3空間D的旋轉方向兩側存在第l空間Pl和第2空間P2。同樣地，在第1空間P1的相反側和第2空間P2的 相反側之間存在第3空間D 。
在此，說明第3空間D的作用即第1空間P1的氣氛與第2空 間P2的氣氛之間的分離作用。
第3下表面部44用于通過與第l分離氣體供給部41組合來 阻止第1反應氣體和第2反應氣體進入到第3空間D,阻止第l反 應氣體與第2反應氣體的混合。即，在第3空間D中，阻止了來 自旋轉臺2的逆旋轉方向側的第2反應氣體的進入，也阻止了來 自旋轉臺2的正旋轉方向側的第l反應氣體的進入。"阻止氣體的 進入"是指從第l分離氣體供給部41噴出的第l分離氣體擴散到 第3空間D里，并吹出到相鄰的作為第2下表面部4 5 a的下方側空 間的第2空間P2，由此來自相鄰的第l空間Pl和第2空間P2的氣 體無法進入。并且，"氣體無法進入"不僅是指氣體完全不會從 相鄰的第1空間Pl和第2空間P2進入第3空間D的狀態(tài)，還包括 雖然進入一 些，但分別從兩側進入的第l反應氣體和第2反應氣 體在第3空間D不會被混合的狀態(tài)。只要能夠獲得這些狀態(tài)，就 確保了第3空間D的作用即使第l空間Pl的氣氛與第2空間P2的 氣氛之間分離的分.離作用。此外，被吸附在晶圓上的氣體能夠 在第3空間D內通過，因此"氣體的進入"中的氣體是指氣相中的 氣體。
另外，如圖4A所示，保護頂板4的第3下表面部44距旋轉臺 2的高度H3例如可以是從大約0.5mm到大約10mm,優(yōu)選是大 約4mm 。在這種情況下，旋轉臺2的轉速例如被設定為 lrpm 500rpm。為了確保第3下表面部44的分離功能，根據(jù)旋 轉臺2的轉速的使用范圍等，例如根據(jù)實驗等設定第3下表面部 44的大小、第3下表面部距旋轉臺2的高度H3。此外，作為第l 分離氣體，不限于N2氣體，也可以使用Ar氣體等惰性氣體，但
25是不限于惰性氣體，也可以是氫氣，只要是不對成膜處理產(chǎn)生 影響的氣體，則對氣體的種類沒有特別地限定。
并且，如圖6A和6B中以第1分離氣體供給部41為代表所示 那樣，分別位于第l分離氣體供給部41 (42)的兩側的形成狹 窄的空間的第3下表面部44作為晶圓W的中心WO所通過的部 分沿旋轉臺2的旋轉方向的寬度尺寸(與晶圓中心WO所通過的 路徑對應的圓弧的長度)L，可以是晶圓W的直徑的大約1/10 大約1/1的長度，優(yōu)選是大約l/6以上。具體而言，在晶圓W具 有300mm的直徑的情況下，優(yōu)選該長度L是大約50mm以上。 為了有效地阻止反應氣體從第3下表面部44的兩側進入到作為 第3下表面部44的下方的第3空間D(具有低于第1高度H1和第2 高度H2的第3高度H3的狹窄的空間)，在寬度尺寸L較短的情況 下，需要與其相應地也使作為第3下表面部44與旋轉臺2之間的 距離的第3高度H3變小。并且，當將作為第3下表面部44與旋 轉臺2之間的距離的第3高度H 3設定為 一 定尺寸時，離旋轉臺2 的旋轉中心越遠，旋轉臺2的速度越快，因此為了獲得反應氣 體的進入阻止效果所要求的寬度尺寸L離旋轉中心越遠越長。 從這種觀點出發(fā)，當晶圓W的中心WO所通過的部分的寬度尺 寸L小于50mm時，需要使作為第3下表面部44與旋轉臺2之間 的距離的第3高度H3相當小，因此為了在旋轉臺2旋轉時防止旋 轉臺2與第3下表面部44或晶圓W與第3下表面部44之間的碰 撞，而要想辦法極力抑制旋轉臺2的晃動。另外，旋轉臺2的轉 速越高，反應氣體越容易從第3下表面部44的上游側進入到第3 下表面部44的下方側，因此當^f吏寬度尺寸L小于50mm時，必 須降低旋轉臺2的轉速，在生產(chǎn)率方面看來不是上策。因而， 優(yōu)選寬度尺寸L為50mm以上。但是，第3下表面部44的尺寸不 限于上述的尺寸，也可以按照所使用的工藝參數(shù)、晶圓尺寸來進行調整。另外，只要作為狹窄的空間的第3空間D具有能夠形 成從第3空間D向第1 (第2)空間P1 (P2)的分離氣體的流動 那樣程度的高度即可，從上述說明可知，狹窄空間(第3空間D) 的高度(第3高度)H3除了根據(jù)所使用的工藝參數(shù)、晶圓尺寸 以外，例如還可以才艮據(jù)第3下表面部44的面積進4亍調整。
如圖l所示，保護頂板4的突出部53在第l下表面部45和第2 下表面部45a中處于各個區(qū)域的旋轉中心側與芯部21的外周側 之間，是與旋轉臺2相面對的區(qū)域。另外，如圖7所示，保護頂 板4的突出部53在2個第3下表面部44中與各個區(qū)域的旋轉中心 側連續(xù)而形成為一體，其下表面被形成在與第3下表面部44相 同的高度上。但是，保護頂板4的突出部53與第3下表面部44 既可以是一體，也可以是各自獨立的。
保護頂板4的旋轉中心側部5是位于突出部53的旋轉中心 側的區(qū)域。在本實施方式中，旋轉中心側部5與突出部53的邊 界例如可以設置在距旋轉中心具有140mm半徑的圓周上。
如圖1和圖7所示，第2分離氣體供給部51貫穿真空容器1 的頂板ll,與保護頂板4的中心部連接。第2分離氣體供給部51 用于將第2分離氣體供給到作為保護頂板4與芯部21之間的空 間的中心部區(qū)域C。作為第2分離氣體，并沒有特別地限定，例
如能夠使用N2氣體。
供給到中心部區(qū)域C的第2分離氣體經(jīng)由突出部53與旋轉 臺2之間的狹窄的間隙50沿旋轉臺2的基寺反載置部側的表面向 周緣噴出。在被突出部53圍成的空間中充滿第2分離氣體，因 此阻止第l反應氣體與第2反應氣體在第1空間Pl與第2空間P2 之間經(jīng)由旋轉臺2的中心部混合。即，成膜裝置具有中心部區(qū) 域C,該中心部區(qū)域C是為了分離第1空間P1與第2空間P2的氣 氛而被旋轉臺2的旋轉中心部與真空容器l劃分成的，被供給第2分離氣體且沿旋轉方向形成有將分離氣體噴出到旋轉臺2的 表面上的噴出口。此外，噴出口相當于突出部53與旋轉臺2之 間的狹窄的間隙50。
接著說明被收納在真空容器l中的各部分之中處于旋轉臺
的構件。即，說明真空容器保護部49、容器主體12、排氣空間 6。
如圖l和圖7所示，真空容器保護部49被設置在保護頂板4 的下側，被設置成與保護頂板4一起圍繞旋轉臺2、第1空間P1、 第2空間P2以及第3空間D。真空容器保護部49用于保護真空容 器l免受第l反應氣體和第2反應氣體的腐蝕。真空容器保護部 49由保護圓筒49a和保護底片反49b構成。保護圓筒49a和保護底 板49b與保護頂板4同樣地例如由石英或陶瓷構成。
如圖l和圖7所示，保護圓筒49a在旋轉臺2與容器主體12 之間被設置成與旋轉臺2的外端面相面對。另外，如圖1和圖7 所示，保護底板4 9 b在旋轉臺2與容器主體12之間被設置成與旋 轉臺2的下表面相面對。
保護圓筒49a和保護底板49b與保護頂板4同樣地阻止第1 反應氣體與第2反應氣體在旋轉臺2的外周側蔓延而相互混入， 并且以在從第l反應氣體供給部31和第2反應氣體供給部32供 給具有腐蝕性的反應氣體或清潔氣體的情況下對真空容器l進 行耐腐蝕保護的目的而被設置。但是，由于保護頂板4、保護 圓筒49a以及保護底板49b能夠相互分離地卸下，因此在保護頂 板4 、保護圓筒49a以及保護底板49b之間存在少許間隙。
如圖7所示，容器主體12的內周壁在第3空間D中以靠近保 護圓筒49a的外周面并與保護圓筒49a的外周面相面對的方式 形成為垂直面。另外，容器主體12的內周壁具有如下結構在第3空間D以外的部位中也如圖l所示那樣以靠近保護圓筒49a 的外周面并與保護圓筒49a的外周面相面對的方式形成為垂直 面，但是縱截面形狀以從內周壁的下端的部位貫穿底面部14的 方式呈矩形被切掉。該被切掉的部分是后述的排氣空間6。
如圖l所示，第1保護氣體供給部55在真空容器1的容器主 體12的內周壁中處于與保護圓筒49a的外周面相面對的位置， 并且被設置在旋轉方向的多個部位。第l保護氣體供給部55用 于在真空容器l的頂板ll與保護頂板4之間供給用于對真空容 器l進行耐腐蝕保護的第l保護氣體。具體而言，第l保護氣體 被供給到真空容器1的頂板11與保護頂板4的間隙，對真空容器 l的頂板ll進行耐腐蝕保護。另外，第l保護氣體也被供給到真 空容器1的容器主體12的內周壁與真空容器保護部49的保護圓 筒49a之間的間隙，對真空容器1的容器主體12進行耐腐蝕保
護。作為第l保護氣體，并沒有被特別地限定，例如使用N2氣體。
在此，說明第l保護氣體對真空容器l進行保護的保護作用。
保護頂板4、保護圓筒49a、保護底板49b被設置成圍繞旋 轉臺2、第1空間P1、第2空間P2、第3空間D。保護頂板4、保 護圓筒49a、保護底板49b以能夠卸下地^皮抵接的狀態(tài)構成，因 此在保護頂板4、保護圓筒49a、保護底板49b之間存在間隙。
通過在保護頂板4和保護圓筒49a與真空容器l的頂板ll和 容器主體12之間供給第l保護氣體使得保護頂板4和保護圓筒 49a與真空容器l的頂板ll和容器主體12之間的壓力高于由保 護頂板4 、保護圓筒4 9 a以及保護底板4 9 b圍繞的空間的壓力， 由此能夠阻止第l反應氣體和第2反應氣體進入到保護頂板4和 保護圓筒49a與真空容器l的頂板ll和容器主體12之間。具體而
29言，通過調節(jié)從第l保護氣體供給部55供給的第l保護氣體的供 給量以及后述的真空排氣部件的排氣量，能夠使保護頂板4和 保護圓筒49a與真空容器1的頂板ll和容器主體12之間的壓力 高于由保護頂板4、保護圓筒49a以及保護底板49b圍繞的空間 的壓力，例如能夠高100Pa。
在使用包括氯氣等的反應氣體作為第l反應氣體或第2反 應氣體而進行成膜的情況下、或者通過第l反應氣體供給部31 或第2反應氣體供給部32來使用包括氯氣等的清潔氣體來替代 第l反應氣體或第2反應氣體而進行旋轉臺2等的清潔的情況 下，通過供給第l保護氣體，能夠保護真空容器l的頂板ll和容 器主體12免受第l反應氣體和第2反應氣體的腐蝕。
如圖l和圖3所示，在排氣空間6的底部例如設有2個排氣口 61、 62。排氣口61、 62分別經(jīng)由排氣管63被連接到作為真空排 氣部件的例如共用的真空泵64上。另外，在排氣口61與真空泵 64之間，壓力調整構件65被設置在排氣管63上。壓力調整構件 65既可以按每個排氣口 61、 62設置，也可以被共用化。排氣口 61、 62在俯視中被設置在第3空間D的旋轉方向兩側來可靠地發(fā) 揮第3空間D的分離作用，專門進行第1反應氣體和第2反應氣體 的排氣。在本實施方式中， 一排氣口61被設置在第1反應氣體 供給部31與相對于第l反應氣體供給部31靠近旋轉方向下游側 的第3空間D之間，另 一排氣口 62被設置在第2反應氣體供給部 32與相對于第2反應氣體供給部32靠近旋轉方向下游側的第3 空間D之間。
排氣口的設置數(shù)量并不限于2個，例如也可以在包括第l分 離氣體供給部42的第3空間D與相對于第3空間D靠近旋轉方向 下游側的第2反應氣體供給部32之間再設置排氣口而成為3個， 還可以是4個。在該例子中，排氣口61、 62通過設置在真空容器1的底面部14且低于旋轉臺2的位置上，從真空容器l的內周 壁與保護圓筒49a之間的間隙、保護頂板4與保護圓筒49a之間 的間隙以及保護圓筒49a與保護底板49b之間的間隙排出氣體， 但是并不限于設置在真空容器1的底面部14上，也可以設置在 真空容器l的側壁上。另外，在將排氣口61、 62設置在真空容 器的側壁上的情況下，也可以設置在高于旋轉臺2的位置上。 通過這樣設置排氣口61、 62,旋轉臺2上的氣體朝向旋轉臺2 的外側流動，因此與從旋轉臺2所相面對的頂面排氣的情況相 比，在能夠抑制微粒的巻起的方面來看是有利的。
接著，說明被收納在真空容器l中的各部分之中比真空容 器保護部49更靠近下側且直到真空容器1的底面部14的部分。 即，說明加熱器單元(加熱部)7、罩部71、底面部14、第3 分離氣體供給部72、第2保護氣體供給部73。
如圖l和圖5所示，加熱器單元7被設置在旋轉臺2與真空容 器1的底面部14之間的空間。加熱器單元7用于隔著旋轉臺2將 旋轉臺2上的晶圓加熱到由制程程序決定的溫度。加熱器單元7 既可以設置在旋轉臺2的上方側，也可以設置在上下兩側來替 代設置在旋轉臺2的下方側。另外，加熱器單元7并不限于使用 電阻發(fā)熱體，也可以使用紅外線燈。此外，也可以在加熱器單 元7的下半部分設置用于將從發(fā)熱單元7產(chǎn)生的熱之中向下側 產(chǎn)生的熱反射到上側來提高熱效率的反射器(反射板)。
罩部71是為了在旋轉臺2的周緣側且下方側劃分旋轉臺2 的下方空間和排氣空間6并且載置真空容器保護部49的保護底 板49b而被設置。另外，罩部71被形成為在整個圓周圍著加熱 器單元7。罩部71與保護底板49b抵接，防止第1反應氣體和第2 反應氣體進入到罩部71的內周側。
底面部14在比配置有加熱器單元7的空間靠近旋轉中心側的部位具有狹窄的間隙地靠近旋轉臺2的下表面的中心部附近 和芯部21 。底面部14即使在貫穿底面部14的旋轉軸22的通孔 中，通孔的內周面與旋轉軸22的間隙也比較窄。另外，通孔與 殼體20連通。
第3分離氣體供給部72被設置在殼體20上。第3分離氣體供 給部72用于將第3分離氣體供給到狹窄的空間內。作為第3分離
氣體，并沒有特別地限定，例如使用N2氣體。
第2保護氣體供給部73在真空容器1的底面部14中位于加 熱器單元7的下方側的位置，并且祐:設置在旋轉方向的多個位 部位。第2保護氣體供給部73用于將第2保護氣體供給到配置有 加熱器單元7的空間。作為第2保護氣體，并沒有特別地限定，
例如使用N2氣體。
如圖8中用箭頭表示第3分離氣體和第2保護氣體的流動那 樣，通過設置第3分離氣體供給部72、第2保護氣體供給部73, 例如將N 2氣體供給到從殼體2 0內到加熱器單元7的配置空間為 止的空間內，N2氣體從旋轉臺2與罩部71之間的間隙經(jīng)由排氣 空間6被排氣口61、 62排出。由此，阻止了第1反應氣體和第2 反應氣體從第1空間Pl和第2空間P2的 一 方經(jīng)由旋轉臺2的下 方繞到另一方，因此第3分離氣體具有作為分離氣體的作用。 另外，由于能夠阻止第l反應氣體和第2反應氣體從第1空間Pl 和第2空間P 2進入到處于保護底板4 9 b的下方的配置有加熱器 單元7的空間，因此第2保護氣體也具有防止第1反應氣體和第2 反應氣體吸附在加熱器單元7上的作用。
接著，說明被設置在真空容器l的外部的部分以及用于與 被設置在外部的部分之間進行輸送的部分。
如圖2、圖3以及圖9所示，在真空容器l的側壁形成有用于 在外部的輸送臂10與旋轉臺2之間交接晶圓的輸送口 15，輸送口 15通過未圖示的閘閥開閉。旋轉臺2中的作為基板載置部的 凹部24在輸送口 15的位置與輸送臂10之間進行晶圓W的交接， 因此在旋轉臺2的下方側與交接位置對應的部位設置貫穿凹部 24而用于從背面抬起晶圓的交接用升降銷16的升降機構。
另外，如圖1和圖3所示，本實施方式的成膜裝置設有由用 于控制裝置整體的動作的MCU( Micro Controller Unit)等計 算機中形成的控制部100。如圖10所示，在控制部100中設有具 有由CPU ( Central Processing Unit ) 、 MPU ( Micro Processing Unit)等形成的處理器且控制成膜裝置的各部分的 處理控制器100a、用戶界面部100b以及存儲部100c。
用戶界面部100b由工序管理者為了管理成膜裝置而進行 輸入命令的操作的鍵盤、將成膜裝置的工作狀況可視化而顯示 的顯示器等構成。
在存儲部10 0 c中存儲用于通過處理控制器10 0 a的控制來 實現(xiàn)由成膜裝置執(zhí)行的各種處理的控制程序(軟件)、存儲了處 理條件數(shù)據(jù)等的制程程序。并且，根據(jù)需要，根據(jù)來自用戶界 面部100b的指令等從存儲部1 OOc調用任意的制程程序來使程 序控制器100a執(zhí)行，由此在程序控制器100a的控制下，使成膜 裝置執(zhí)行所期望的功能來進行所期望的處理。也就是說，程序 對成膜裝置進行控制來使計算機實現(xiàn)與成膜裝置的成膜處理有 關的功能，或者使計算機執(zhí)行與成膜裝置的成膜處理有關的工 序，或者使計算機作為執(zhí)行成膜裝置的成膜處理的部件而發(fā)揮 作用。另外，將控制程序、處理條件數(shù)據(jù)等的制程程序以被保 存到能夠由計算機讀取的程序存儲介質(例如硬盤、光盤、磁 光盤、存儲卡、軟盤(floppy disc)(注冊商標)等)中的狀態(tài) 安裝到程序控制器100a中使用，或者也可以從其它裝置例如通 過專用電路隨時交接而在線利用。接著，使用圖9、圖ll以及圖12說明使用了本實施方式的 成膜裝置的成膜方法。
圖ll是用于說明使用了本實施方式的成膜裝置的成膜方 法的工序的工序圖。另外，圖12是用于說明使用了本實施方式 的成膜裝置的成膜方法的圖，是表示第l反應氣體、第2反應氣 體以及第l分離氣體流動的形態(tài)的圖。圖12與圖3同樣地是真空 容器l的頂板ll被分離的狀態(tài)的俯視圖。
如圖ll所示，本實施方式的成膜方法包括以下工序載置 工序，將基板載置在真空容器內的旋轉臺上；旋轉工序，使旋 轉臺旋轉；成膜工序，從第1反應氣體供給部和第2反應氣體供 給部分別供給第l反應氣體和第2反應氣體，供給第l分離氣體 等，使基板隨著旋轉臺2的旋轉而移動，重復第l反應氣體向基 板表面的供給、第l反應氣體的停止、第2反應氣體的供給以及 第2反應氣體的停止來形成薄膜；以及輸出工序，停止從第l反 應氣體供給部和第2反應氣體供給部供給第l反應氣體和第2反 應氣體，停止基板的加熱，停止各分離氣體、各保護氣體的供 給，停止旋轉臺的旋轉，通過輸送臂輸出基板。
首先，進行載置工序。如圖ll的步驟Sll所示那樣，載置
工序是將基板載置在真空容器內的旋轉臺上的工序。
具體而言，如圖9所示，打開閘閥，由輸送臂10經(jīng)由輸送 口 15從外部將晶圓W交接到旋轉臺2的凹部24。如圖9所示，該 交接是在凹部24停止在與輸送口 15相面對的位置時，經(jīng)由凹部 24的底面的通孔從真空容器的底部側將升降銷16升降來進行 的。間歇性地使旋轉臺2旋轉的同時進行這種晶圓W的交接，在 旋轉臺2的5個凹部24內分別載置晶圓W。
接著，進行旋轉工序。如圖11的步驟S12所示，旋轉工序 是使旋轉臺2旋轉的工序。
34接著，進行成膜工序。如圖11的步驟S13至步驟S17所示， 成膜工序包括從第l保護氣體供給部、第2保護氣體供給部分 別供給第l保護氣體和第2保護氣體的工序(S13);從第l分離 氣體供給部、第2分離氣體供給部以及第3分離氣體供給部分別 供給第l分離氣體、第2分離氣體以及第3分離氣體的工序 (S14);通過加熱器單元加熱基板的工序(S15);從第l反應 氣體供給部31和第2反應氣體供給部32分別供給第l反應氣體 和第2反應氣體的工序(S16);以及使基板隨著旋轉臺2的旋轉 而移動，重復第l反應氣體向基板表面的供給、第l反應氣體的 停止、第2反應氣體的供給及第2反應氣體的停止來形成薄膜的 工序(S17)。
首先，通過真空泵64將真空容器1內抽真空成預先設定的 壓力，并且從第l保護氣體供給部55、第2保護氣體供給部73 分別供給作為第1保護氣體和第2保護氣體的N2 ( S13)。
接著，第l分離氣體供給部、第2分離氣體供給部以及第3 分離氣體供給部分別供給作為第l分離氣體、第2分離氣體以及 第3分離氣體的N2 ( S14)。
接著，通過加熱器單元對晶圓W進行加熱(S15)。在該工 序中，在晶圓W被載置在旋轉臺2上之后，由加熱器單元7將晶 圓W加熱到例如300。C。另一方面，也能夠通過由加熱器單元7 將旋轉臺2預先加熱到例如300°C ,通過將晶圓W載置在該旋轉 臺2上來進行加熱工序。
接著，從第1反應氣體供給部31和第2反應氣體供給部32 分別供給第1反應氣體和第2反應氣體(S16)。在通過溫度傳感 器確認了晶圓W的溫度成為設定溫度之后，從第1反應氣體供給 部31和第2反應氣體供給部32分別噴出BTBAS氣體和03氣體。
此外，S13、 S14、 S15、 S16并不限于按順序進行的方法，
35也可以更換順序后開始，還能夠同時開始。例如，也能夠以如
下順序進行從第1反應氣體供給部31和第2反應氣體供給部32 分別噴出BTBAS氣體和Os氣體，并且從第l分離氣體供給部 41、 42噴出作為第1分離氣體的N2氣體。
這樣，通過進行步驟S13至步驟S16的工序，使基板隨著旋 轉臺2的旋轉而移動，重復第l反應氣體向基板表面的供給、第 l反應氣體的停止、第2反應氣體的供給以及第2反應氣體的停 止來形成薄膜(S17)。
晶圓W通過旋轉臺2的旋轉，交替地通過設有第l反應氣體 供給部31的第1空間Pl和設有第2反應氣體供給部32的第2空 間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，這樣按順序層疊 氧化硅的分子層來形成規(guī)定的膜厚的氧化硅膜。
此時，也從第2分離氣體供給部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53與旋轉臺2的中心部 之間沿著旋轉臺2的表面噴出N2氣體。在該例子中，在沿著配 置有第1反應氣體供給部31和第2反應氣體供給部32的第l下表 面部45以及第2下表面部45a的下方側的空間的真空容器1的內 周壁中，如所述那樣內周壁被切掉而變寬，排氣口61、 62位于 該寬的空間的下方，因此第1下表面部45和第2下表面部45a的 下方側的空間的壓力低于第3下表面部44的下方側的狹窄的空 間和中心部區(qū)域C的各壓力。該第l下表面部45和第2下表面部 45a的下方側的空間的壓力低于第3下表面部44的下方側的狹 窄的空間和中心部區(qū)域C的各壓力是因為第3下表面部44的下 方側的狹窄的空間被形成為能夠通過第3高度H3來保持配置有 第l (第2)反應氣體供給部31 (32)的空間、或第l (第2)空 間Pl ( P2 )與狹窄的空間之間的壓力差。圖12示意性地表示從各部位噴出了氣體時的氣體的流動 的狀態(tài)。從第2反應氣體供給部32向下方側噴出而碰到旋轉臺2 的表面(被載置在凹部24中的晶圓W的表面、沒有載置晶圓W 的凹部24以及凹部24以外的表面)并沿旋轉臺2的表面朝向旋 轉方向上游側的03氣體被從旋轉方向上游側流過來的N2氣體 吹回，并通過保護頂板4的外周側與保護圓筒49a的上端側之間 的間隙或保護圓筒49a的下端側與保護底4反49b的外周側之間 的間隙而流入排氣空間6中，由排氣口 62排出。
另外，從第2反應氣體供給部32向下方側被噴出而碰旋轉 臺2的表面并沿著旋轉臺2的表面朝向旋轉方向下游側的03氣 體通過從中心部區(qū)域C噴出的N2氣體的流動和排氣口 62的吸引 作用而欲朝向該排氣口 6 2,但是 一 部分朝向靠近下游側的第3 空間D,欲流入扇形的第3下表面部44的下方側?？墒?，該第3 下表面部44的高度以及旋轉方向的長度在包括各氣體的流量 等的運轉時的過程參數(shù)中被設定為能夠防止氣體進入第3下表 面部44的下方側那樣的尺寸，因此也如圖4B所示那樣，03氣體 幾乎無法流入到扇形第3下表面部44的下方側或者即使少許流 入了下方側也不可能到達第l分離氣體供給部41的附近，而被 從第l分離氣體供給部41噴出的N2氣體吹回旋轉方向上游側、 即第2空間P2側，與從中心部區(qū)域C噴出的N2氣體一起通過保 護頂板4的外周側與保護圓筒49a的上端側之間的間隙或保護 圓筒49a的下端側與保護底板49b的外周側之間的間隙而經(jīng)由 排氣空間6被排氣口 62排出。
另外，從第l反應氣體供給部31向下方側被噴出而沿著旋 轉臺2的表面分別朝向旋轉方向上游側和下游側的BTBAS氣體 完全無法進入或即使進入到與該旋轉方向的上游側以及下游側 相鄰的扇形的第3下表面 部44的下方側，也被吹回第1空間Pl側，與從中心部區(qū)域C噴出的N2氣體一起通過保護頂板4的外周 側與保護圓筒49a的上端側之間的間隙或保護圓筒49a的下端 側與保護底板49b的外周側之間的間隙來經(jīng)由排氣空間6而被 排氣口61排出。即，阻止在氣氛中流動的作為反應氣體的 BTBAS氣體或03氣體進入各第3空間D中，但是被吸附在晶圓 上的氣體分子保持吸附狀態(tài)地通過分離區(qū)域、即扇形的第3下 表面部44的下方，有助于成膜。
并且，第1空間P1的B T B A S氣體和第2空間P 2的O 3氣體欲 進入中心部區(qū)域C內，^f旦是如圖8和圖12所示那樣，從中心部區(qū) 域C朝向旋轉臺2的周緣噴出第2分離氣體，因此進入被第2分離 氣體阻止，或者即使多少進入一些也凈皮吹回，阻止經(jīng)由該中心 部區(qū)域C流入到第l空間Pl和第2空間P2。
并且，在第3空間D中，由于保護圓筒49a與旋轉臺2的外端 面之間的間隙如所述那樣變窄而實質上阻止氣體的通過，因此 也阻止了第1空間P1的BTBAS氣體(第2空間P2的03氣體)經(jīng) 由旋轉臺2的外側流入到第2空間P2 (第1空間P1)。因而，第l 空間Pl的氣氛和第2空間P2的氣氛被2個第3空間D完全分離， BTBAS氣體被排氣口 61排出，另外03氣體被第2排氣口 62排 出。結果，第1反應氣體BTBAS氣體和第2反應氣體03氣體無 論在氣氛中也還是在'晶圓上都不會相互混合。此外，在該例子 中，由于作為第2分離氣體的N2氣體被供給到旋轉臺2的下方 側，因此完全不用擔心流入到排氣空間6的氣體鉆過旋轉臺2的 下方側，例如作為第l反應氣體的BTBAS氣體流入作為第2反應 氣體的O 3氣體的供給區(qū)域。
并且，通過將第l保護氣體供給到保護頂板4和保護圓筒 49a與真空容器l的頂板ll和容器主體12之間，能夠使保護頂板 4和保護圓筒49a與真空容器l的頂板ll和容器主體12之間的壓力比由保護頂板4、保護圓筒49a以及保護底板49b圍繞的空間 的壓力高例如100Pa，能夠阻止第l反應氣體和第2反應氣體進 入到保護頂板4和保護圓筒49a與真空容器l的頂板ll和容器主 體12之間。
此外，使用壓力計測量保護頂板4和保護圓筒49a與真空容 器1的頂板11和容器主體12之間的壓力、由保護頂板4和保護圓 筒49a以及保護底板49b圍繞的空間的壓力并進行監(jiān)視，能夠使 保護頂板4和保護圓筒49a與真空容器l的頂板ll和容器主體12 之間的壓力比由保護頂板4、保護圓筒49a以及保護底板49b圍 繞的空間的壓力高100Pa。這樣，能夠將第l反應氣體和第2反 應氣體相互分離，對真空容器l進行耐腐蝕保護的同時進行成 膜。
在成膜處理之后進行輸出工序。如圖11的步驟S18至步驟 S20所示，輸出工序包括停止從第1反應氣體供給部31和第2反 應氣體供給部32供給第1反應氣體和第2反應氣體的工序 (S18)、停止基板的加熱、停止第l分離氣體、第2分離氣體和 第3分離氣體的供給、停止第l保護氣體和第2保護氣體的供給、 停止旋轉臺2的旋轉的工序(Sl9)、將基板由輸送臂10通過輸 送口 15輸出的工序(S20)。
另外，在結束了多次成膜處理之后，進行對成膜裝置內的 不需要的堆積物進行清潔的清潔處理。此時，從第l反應氣體 供給部31和第2反應氣體供給部32供給用于對堆積在旋轉臺2 等不需要的部分中的不需要的堆積物進行蝕刻的作為腐蝕劑而 發(fā)揮功能的腐蝕性的反應氣體。作為蝕刻氣體，使用包括氯氣 等的具有腐蝕性的氣體，但是旋轉臺2、第1空間P1、第2空間 P2以及第3空間D由保護頂板4和真空容器保護部49圍繞，使得 腐蝕性的反應氣體不會進入到保護頂板4和真空容器保護部49
39與真空容器l之間，因此能夠不使真空容器l腐蝕劣化就能夠進 行清潔處理。
在此，事先記載了處理參數(shù)的一個例子，在將300mm直徑 的晶圓W作為被處理基板的情況下，旋轉臺2的轉速例如是 lrpm 500rpm,工藝壓力例如是1067Pa ( 8Torr ),晶圓W的 加熱溫度例如是3 5 0 °C , B T B A S氣體和O 3氣體的流量例如分別 是100sccm和10000sccm,來自分離氣體噴嘴41、 42的Ns氣體 的流量例如是20000sccm,來自真空容器l的中心部的第2分離 氣體供給部51的N2氣體的流量例如是5000sccm。另外，對l片 晶圓供給反應氣體的循環(huán)數(shù)、即晶圓分別通過第1空間P1和第2 空間P2的次數(shù)根據(jù)目標膜厚而改變，但是多次例如是600次。
根據(jù)本實施方式，在旋轉臺2的旋轉方向上配置多個晶圓 W，使旋轉臺2旋轉按順序通過第1空間P1和第2空間P2，進行 所謂的ALD (或MLD)，因此能夠以較高的生產(chǎn)率進行成膜處 理。并且，沿旋轉方向在第1空間P1與第2空間P2之間設置具有 較低的頂面的第3空間D，并且從由旋轉臺2的旋轉中心部和真 空容器l劃分的中心部區(qū)域C朝向旋轉臺2的周緣噴出分離氣 體，反應氣體與擴散到第3空間D的兩側的分離氣體和從中心部 區(qū)域C噴出的分離氣體一起通過保護頂板4與保護圓筒49a之間 的間隙和保護圓筒49a與保護底板49b之間的間隙被排出，因此 能夠防止兩種反應氣體的混合，結果，能夠進行良好的成膜處
反應生成物，抑制了微粒的產(chǎn)生。此外，本發(fā)明也能夠應用于 將l個晶圓W載置在旋轉臺2上的情況。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過保護頂板4和真空容器保護部49 對真空容器l進行了耐腐蝕保護，因此能夠使用包括氯氣等的 具有腐蝕性的氣體來進行旋轉臺等的清潔。
40作為在本發(fā)明中應用的處理氣體，除了上述例子之外，還
能夠應用DCS ( 二氯硅烷)、HCD (六氯乙硅烷)、TMA (trimethylaluminum:三曱基鋁)、3DMAS (三(二曱氨基) 硅烷)、TEMAZ (四(二乙基氨基)鋯)、TEMHF (四-(乙 基曱基胺基酸)-鉿)、Sr (THD) (雙四甲基甲基庚二酮酸) 鍶、Ti ( MPD ) ( THD ) (甲基庚二酮雙四曱基庚二酮酸) 鈦、單氨基硅烷等。
另外，代替氧化硅膜也可以形成氮化硅膜，在這種情況下， 可以將SiH2Cl2等包含氯氣的具有腐蝕性的氣體用作第l反應 氣體和第2反應氣體。另外，在進行旋轉臺等的清潔的情況下， 可以從第l反應氣體供給部和第2反應氣體供給部供給C1F3等 包含氯氣的具有腐蝕性的氣體。
以上，根據(jù)本實施方式的成膜裝置，能夠得到較高的生產(chǎn) 率，防止多個反應氣體在基板上混合，從而進行良好的處理， 能夠保護真空容器免受多個反應氣體的腐蝕。
此外，在本實施方式的成膜裝置中，示出使用2種反應氣 體的例子，但是本發(fā)明并不限于使用2種反應氣體，也可以應 用于在基板上按順序供給3種以上的反應氣體的情況。例如在 將第l反應氣體、第2反應氣體以及第3反應氣體這3種氣體用作 反應氣體的情況下，可以在真空容器1的周向將各氣體供給部 配置成第l反應氣體供給部、第l分離氣體供給部、第2反應氣 體供給部、第l分離氣體供給部、第3反應氣體供給部以及第1 分離氣體供給部的順序，可以配置成形成包括各氣體供給部的 保護頂板4的下表面的區(qū)域。
第l實施方式的第l變形例
接著，參照圖13說明本發(fā)明的第l實施方式的第l變形例的
成膜裝置。
41圖13是用于說明本變形例的成膜裝置的圖，是表示第3下 表面部的保護頂板的形狀的另一例的縱剖視圖。但是，在下文 中，對之前說明的部分標注相同的附圖標記，有時省略說明(下 面的變形例、實施方式也相同)。
本變形例的成膜裝置與第1實施方式的成膜裝置的不同之 處在于，在第3空間D的保護頂板4的內部沿旋轉臺2的徑向形成 有第l分離氣體的流通室47。
參照圖13,與在第l實施方式中在與第l分離氣體供給部對 應的部分形成槽使得在第l分離氣體供給部的兩側配設有第3 下表面不同，在本變形例中，在第3空間D的保護頂板4的內部 沿旋轉臺2的徑向形成有第l分離氣體的流通室47,在流通室47 的底部沿長度方向穿設多個氣體噴出孔40。
因而，除了流通室47以外，不需要新設置第l分離氣體供 給部，也可以得到與第l實施方式相同的效果，并且能夠減少 零件件數(shù)。
此外，在本變形例中，示出了第l分離氣體供給部被嵌入 到形成第3下表面部44的保護頂板4中的例子，但是對于第3空 間D和第l分離氣體供給部的組合結構，如果是第l反應氣體和 第2反應氣體不會進入到真空容器1的頂板11和保護頂板4之 間，則也可以采取如下配置在第l分離氣體供給部中將保護 頂板44分成兩個部分，從兩側夾著第l分離氣體供給部。
第l實施方式的第2變形例
接著，參照圖14A至圖14C，說明本發(fā)明的第l實施方式的 第2變形例的成膜裝置。
圖14A至圖14C是用于說明本變形例的成膜裝置的圖，是 表示第3下表面部的保護頂板的下表面的形狀的另 一 例的縱剖視圖。本變形例的成膜裝置與第1實施方式的成膜裝置的不同點
在于，第3空間D的第3下表面部是曲面。
參照圖14A至圖14C,與第l實施方式中第l分離氣體供給 部的兩側的第3下表面部是平面不同，在本變形例中，第l分離 氣體供給部41的兩側的第3下表面部44是曲面。
第3下表面部44只要能夠分離第l反應氣體和第2反應氣 體，并不限于第l實施方式的平面的情況，也可以如圖14A所示 那樣是凹面，也可以如圖14B所示那樣是凸面，還可以如圖14C 所示那樣是波形形狀。例如在如圖14A所示那樣是凹面的情況 下，在第3下表面部44與第l下表面部45或第3下表面部44與第2 下表面部45a相鄰接的端部能夠使從旋轉臺2到第3下表面部44 的高度變低，因此能夠更高效率地阻止第l反應氣體和第2反應 氣體進入第3下表面部44。另外，例如在如圖14B所示那樣是凸 面的情況下，在與凸面的頂點相對應的第3下表面部44中能夠 使從旋轉臺2到第3下表面部44為止的高度變低，因此能夠更高 效率地阻止第l反應氣體和第2反應氣體進入第3下表面部44。 另外，例如如圖14C所示那樣是波形形狀的情況下，由于與設 置多個如圖14 B所示的凸面的頂點相對應，因此能夠更高效率 地阻止第l反應氣體和第2反應氣體進入第3下表面部44。
第l實施方式的第3變形例
接著，參照圖15A 圖15C以及圖16A 圖16D,說明本發(fā)明 的第1實施方式的第3變形例的成膜裝置。
圖15A 圖15C是用于說明本變形例的成膜裝置的圖，是表
圖。另外，圖16A 圖16D是用于說明本發(fā)明的第l實施方式的 第3變形例的成膜裝置的圖，是表示第3下表面部的形狀的另一 例的仰視圖。此外，在圖15A 圖15C中，示出第3下表面部44
43和噴出孔33的配置位置。
本變形例的成膜裝置與第1實施方式的成膜裝置的不同之 處在于，被形成在第l分離氣體供給部上的噴出孔從旋轉臺2的 周緣向旋轉中心排列成直線狀。
參照圖15A 圖15C，與被形成在第l分離氣體供給部上的 噴出孔33在第1實施方式中被配置成從旋轉臺2的周緣向旋轉 中心排列成直線狀不同，在本變形例中，沒有以從旋轉臺2的 周緣向旋轉中心排列成直線狀的方式配置。
噴出孔33只要是能夠對基板均勻地供給第l分離氣體，并 不限于如第1實施方式那樣從旋轉臺2的周緣向旋轉中心排列 成直線狀，也可以如下進行配置。
如圖15A所示，由相對于旋轉臺2的直徑傾斜的具有矩形形 狀的狹縫構成的多個噴出孔33在直徑方向上隔開間隔地進行 配置。另外，如圖15B所示，具有多個圓形形狀的噴出孔33被 蜿蜒配置。另外，如圖15C所示，由多個具有圓弧形狀的狹縫 構成的噴出孔3 3相對于旋轉臺2的旋轉中心被配置成同心。
另夕卜，第3下表面部可以是空心的，也可以構成為在空心 內導入第l分離氣體。在這種情況下，也能夠如圖15A、圖15B、 15C所示那樣排列多個氣體噴出孔33。
另外，在本變形例中，第3下表面部44具有大致扇形的上 表面形狀，但是也可以具有如圖16A所示的長方形、或者正方 形的上表面形狀。另外，如圖16B所示，第3下表面部44也可以 具有上表面整體是扇形，并具有彎曲成凹狀的側面44Sc。除此 之外，如圖16C所示，第3下表面部44也可以上表面整體是扇形 并具有彎曲成凸狀的側面44Sv。另外，如圖16D所示，也可以 第3下表面部44的旋轉臺2 (圖1 )的旋轉方向的上游側的部分 具有凹狀的側面44Sc,第3下表面部44的旋轉臺2 (圖1 )的旋轉方向的下游側的部分具有平面狀的側面44Sf。此外，在圖 16A 16D中，虛線示出了被形成在第3下表面部44上的槽部43 (圖4A、圖4B)。在這些情況下，被收納在槽部43中的第l分 離氣體供給部41、 42 (圖2)從真空容器l的中央部、例如突出 部53 (圖1 )延伸。
通過這樣配置噴出孔33，能夠在第3下表面部44更均勻地 供給第l分離氣體，因此能夠更高效率地阻止第l反應氣體和第 2反應氣體進入到第3下表面部44。
第l實施方式的第4變形例
接著，參照圖17說明本發(fā)明的第l實施方式的第4變形例的 成膜裝置。
圖17是示意性地表示本變形例的成膜裝置的結構的橫剖 俯視圖。另外，圖17是真空容器1的頂板11被分離的狀態(tài)的俯 視圖。
本變形例的成膜裝置與第1實施方式的成膜裝置的不同之 處在于，第2反應氣體供給部被設置在輸送口的旋轉臺的旋轉方 向上游側。
參照圖17，與第1實施方式中第2反應氣體供給部被設置在 輸送口的旋轉臺的旋轉方向下游側不同，在本變形例中，第2 反應氣體供給部32被設置在輸送口 15的旋轉臺2的旋轉方向上 游側。
即使是這種布局，也能夠更高效率地分離第l反應氣體和 第2反應氣體，并且能夠阻止第l分離氣體進入第l下表面部45 和第2下表面部45a,因此在第l下表面部45和第2下表面部45a 中能夠分別將第l反應氣體和第2反應氣體更高效率地供給到 晶圓上。
第1實施方式的第5變形例接著，參照圖18說明本發(fā)明的第1實施方式的第5變形例的 成膜裝置。
圖18是示意性地表示本變形例的成膜裝置的結構的橫剖 俯視圖。另外，圖18是真空容器1的頂板11被分離的狀態(tài)的俯 視圖。
本變形例的成膜裝置與第1實施方式的成膜裝置的不同點 在于，第3下表面部在周向上被分割為兩個部分，在兩個部分 之間設置第l分離氣體供給部。
參照圖18，與第1實施方式中在第3下表面部的所有部分從 旋轉臺到保護頂板的下表面的高度都相同的情形不同，在本變 形例中，具有被設置成包括第l分離氣體供給部41、 42并且距 旋轉臺2高于第3高度H3的第3下表面部44a和與第3下表面部 44a相鄰接、被設置在距旋轉臺的距離為第3高度H3的位置的 第3下表面部44b。
通過設置這樣的區(qū)域，能夠更高效率地分離第l反應氣體 和第2反應氣體，并且能夠阻止第l分離氣體進入第l下表面部 45和第2下表面部45a,因此在第1下表面部45和第2下表面部 45a中能夠分別將第l反應氣體和第2反應氣體更高效率地供給 到晶圓上。
此外，能夠考慮第l反應氣體、第2反應氣體以及第1分離 氣體的噴出流量等來優(yōu)化設計第3下表面部44b與第l分離氣體 供給部41、 42之間的距離、第3下表面部44b的形狀及大小。
第l實施方式的第6變形例
接著，參照圖19說明本發(fā)明的第1實施方式的第6變形例的 成膜裝置。
圖19是示意性地表示本變形例的成膜裝置的結構的立體圖。
46本變形例的成膜裝置與第l實施方式的成膜裝置的不同點
在于，具有第6下表面部與第7下表面部來替代第2下表面部。
參照圖19,與第1實施方式中在第2下表面部的所有部分從 旋轉臺到保護頂板的下表面的高度相同的情形不同，在本變形 例中，替代第2下表面部，具有包括第2反應氣體供給部32并被 設置在距旋轉臺2低于第2高度H 2的位置的第6下表面部4 5 b和 與第6下表面部45b相鄰接、被設置在距旋轉臺2的距離為第2 高度H2的位置的第7下表面部45a。
因而，第6下表面部45b除了替代第l分離氣體供給部41或 42而設置第2反應氣體供給部32以外，與第3下表面部44完全相 同。
這樣通過設置第6下表面部45b，能夠更高效率地分離第l 反應氣體和第2反應氣體，并且能夠阻止第l分離氣體和第l反 應氣體進入第6下表面部45b，因此在第6下表面部45b中能夠將 第2反應氣體更高效率地供給到晶圓上。
此外，第6下表面部45b也可以構成為與圖15A 圖15C中表 示一例的空心的第3下表面部44相同。
另外，在本變形例中，替代第2下表面部，具有第6下表面 部和第7下表面部，但是也可以替代第l下表面部，包括第4下 表面部和第5下表面部，該第4下表面部包括第1反應氣體供給 部并被設置在距旋轉臺的距離低于第1高度H1的位置，該第5 下表面部與第4下表面部相鄰接并被設置在距^走轉臺的距離為 第1高度H1的位置。通過設置第4下表面部，也能夠更高效率地 分離第l反應氣體和第2反應氣體，并且能夠阻止第l分離氣體 和第1反應氣體進入第4下表面部，因此在第4下表面部中能夠 將第l反應氣體更高效率地供給到晶圓上。
第1實施方式的第7變形例
47接著，參照圖20說明本發(fā)明的第l實施方式的第7變形例的 成膜裝置。
圖2 0是示意性地表示本變形例的成膜裝置的結構的橫剖 俯視圖。另外，圖20是真空容器的頂板被分離的狀態(tài)的俯視圖。
本變形例的成膜裝置與第l實施方式的成膜裝置的不同點 在于，在第l反應氣體供給部和第2反應氣體供給部的兩側也設 置較低的頂板。
參照圖20，與第l實施方式中為了在第l分離氣體供給部的 兩側形成狹窄的空間而設有作為低于第l下表面部和第2下表 面部的頂面的第3下表面部不同，在本變形例中，具有如下結 構在第l反應氣體供給部31和第2反應氣體供給部32的兩側也 與第3下表面部同樣地設有作為較低的頂面的第3下表面部 44c 44f，這些第3下表面部44c 44f相連續(xù)。
如圖20所示，具有如下結構除了設有第l分離氣體供給 部41 (42)、第1反應氣體供給部31以及第2反應氣體供給部32 的區(qū)域以外，在與旋轉臺2相面對的整個區(qū)域設置第3下表面 部。該結構的另一種解釋為，是第l分離氣體供給部41 ( 42) 的兩側的第3下表面部44擴展到第l和第2反應氣體供給部31、 32的例子。在這種情況下，第l分離氣體擴散到第l分離氣體供 給部41(42)的兩側，第1反應氣體和第2反應氣體擴散到第1 反應氣體供給部31和第2反應氣體供給部32的兩側，兩種氣體 在第3下表面部44c 44f的下方側且第3下表面部44c 44f與旋 轉臺2之間的空間(狹窄的空間)合流，但是這些氣體從位于 第l (第2)反應氣體供給部31 ( 32)與第1分離氣體供給部42 (41)之間的排氣口61 (62)排出。這樣，在本變形例中，也
能夠得到與第l實施方式同樣的效果。
此外，第3下表面部44c 44f也可以通過組合圖15A 圖15C中的任一個所示的空心的下表面部來構成，不使用第l反應氣
體供給部31、第2反應氣體供給部32、第1分離氣體供給部41、42就能將第l反應氣體、第2反應氣體以及分離氣體分別從所對應的空心的第3下表面部44c 44f的噴出孑L33噴出氣體。第l實施方式的第8變形例
接著，參照圖21說明本發(fā)明的第1實施方式的第8變形例的成膜裝置。
圖21是示意性地表示本變形例的成膜裝置的結構的縱剖視圖。
本變形例的成膜裝置與第1實施方式的成膜裝置的不同點在于，在真空容器的中心部中使支柱介于真空容器的底面部與保護頂板之間來防止反應氣體的混合。
參照圖21,與第l實施方式中旋轉臺的旋轉軸被設置在真空容器的中心部、分離氣體在旋轉臺的中心部與保護頂板之間的空間進行吹掃不同，在本變形例中，在真空容器l的中央?yún)^(qū)域的上表面形有成凹部80a，在真空容器l的中心部將支柱81設在收納空間80的底部與凹部80a的上表面之間。
如圖21所示，真空容器l的中央?yún)^(qū)域的底面部14向下方側突出，形成驅動部的收納空間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的中心部中保護頂板4介于收納空間80的底部與凹部80a的上表面之間，由此防止來自第l反應氣體供給部31的BTBAS氣體和來自第2反應氣體供給部32的03氣體經(jīng)由中心部混合。
關于使旋轉臺2旋轉的機構，以圍著支柱81的方式設置旋轉套筒82,沿著該旋轉套筒82設置環(huán)狀的旋轉臺2。并且，在收納空間80設置由電動才幾83驅動的驅動齒部84,通過該驅動齒輪部84使旋轉套筒82旋轉。86、 87以及88是軸承部。另夕卜，收納空間80的底部與供給第3分離氣體的第3分離氣體供給部72連接，并且將用于供給第2分離氣體到凹部80a的側面與旋轉套筒82的上端部之間的空間的第2分離氣體供給部51與真空容器l的上部連接。在圖21中，用于對凹部80a的側面與旋轉套筒82的上端部之間的空間供給第2分離氣體的開口部51a記載有左右兩處，但是為了不使BTBAS氣體和03氣體經(jīng)由旋轉套筒82的附近區(qū)域混合，優(yōu)選對開口部51a(第2分離氣體供給部51 )的排列數(shù)進行設計。
另外，在圖21的實施方式中，當從旋轉臺2側觀察時，凹部80a的側面與旋轉套筒82的上端部之間的空間相當于分離氣體噴出孔，并且，由該分離氣體噴出孔、旋轉套筒82、支柱81以及保護頂^反4構成位于真空容器1的中心部的中心部區(qū)域C。
第2實施方式
接著，參照圖22說明本發(fā)明的第2實施方式的基板處理裝置。
圖22是示意性地表示本實施方式的基板處理裝置的結構的俯視圖。
如圖22所示，本實施方式的基板處理裝置具有輸送容器101、大氣輸送室102、輸送臂103、加載互鎖(loadlock)真空室(相當于本發(fā)明中的預備真空室)104、 105、真空輸送室106、輸送臂107、成膜裝置108、 109。
輸送容器101是收納例如25片晶圓的被稱為前開式晶圓傳送盒的密封型的輸送容器。大氣輸送室102是配置有輸送臂103的大氣輸送室。加載互鎖真空室104、 105能夠在大氣氣氛與真空氣氛之間切換氣氛。真空輸送室106是配置有2臺輸送臂107的真空輸送室。成膜裝置108、 109是本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置。
50輸送容器101從外部輸送到具有未圖示的載置臺的搬入輸出部并進行設置。在設置輸送容器101之后，由未圖示的開閉機構打開大氣輸送室102的蓋，由輸送臂103從輸送容器101內取出晶圓。從輸送容器101內取出的晶圓被搬入到加載互鎖真空室104或105中。接著，加載互鎖真空室104或105的內部從大氣氣氛切換為真空氣氛。接著，由輸送臂107從加載互鎖真空室104或105取出晶圓，搬入到成膜裝置108或109中。之后，通過在成膜裝置108或109中進行已述的成膜方法來實施成膜處理。
在本實施方式中，通過具有多個例如2個本發(fā)明的第1實施方式的例如5張?zhí)幚碛玫某赡ぱb置，能夠以較高的生產(chǎn)率實施ALD或MLD的成膜處理。
另外，在本實施方式中，由于使用本發(fā)明的第l實施方式的成膜裝置108、 109,因此在成膜裝置的內部以圍繞旋轉臺、第1空間、第2空間、第3空間的方式設有保護頂板和真空容器保護部，由此能夠保護真空容器免受第l反應氣體和第2反應氣體的腐蝕。
以上記述了本發(fā)明的較佳的實施方式，但是本發(fā)明并不限于上述特定的實施方式，在權利要求書內所記載的本發(fā)明的主旨的范圍內可以進行各種變形、變更。
關聯(lián)申請的參照
本申請基于2008年9月4日向日本專利局申請的專利申請2008-227024,以該申請主張優(yōu)先權，通過參照而包括該申請的全部內容。
權利要求
1.一種成膜裝置，其在真空容器內按順序供給包括第1反應氣體和第2反應氣體的至少兩種原料氣體并且通過執(zhí)行按順序供給上述至少兩種上述原料氣體的供給循環(huán)來形成薄膜，該成膜裝置包括旋轉臺，其能夠旋轉地被設置在上述真空容器內，具有用于載置基板的基板載置部；保護頂板，其為了保護上述真空容器免受上述第1反應氣體和上述第2反應氣體的腐蝕，被設置成與上述旋轉臺的上表面相面對；第1反應氣體供給部和第2反應氣體供給部，該第1反應氣體供給部和第2反應氣體供給部為了供給上述第1反應氣體和上述第2反應氣體，分別從上述旋轉臺的周緣的互不相同的位置朝向旋轉中心地設置；第1分離氣體供給部，其為了供給將上述第1反應氣體和上述第2反應氣體分離的第1分離氣體，從上述第1反應氣體供給部和上述第2反應氣體供給部之間的上述旋轉臺的周緣的位置朝向旋轉中心地設置；上述第1反應氣體供給部的上述保護頂板的下表面具有被設置在距上述旋轉臺的距離為第1高度的位置的第1下表面區(qū)域，在上述第1下表面區(qū)域與上述旋轉臺之間形成有第1空間，包括上述第2反應氣體供給部的上述保護頂板的下表面具有被設置在距上述旋轉臺的距離為第2高度且與上述第1下表面區(qū)域分離開的位置的第2下表面區(qū)域，在上述第2下表面區(qū)域與上述旋轉臺之間形成有第2空間，包括上述第1分離氣體供給部且沿著上述旋轉臺的旋轉方向位于上述第1分離氣體供給部兩側的上述保護頂板的下表面具有被設置在距上述旋轉臺低于上述第1高度和上述第2高度的第3高度的位置的第3下表面區(qū)域，在上述第3下表面區(qū)域與上述旋轉臺之間形成有具有上述第3高度的第3空間，該第3空間用于使從上述第1分離氣體供給部供給的上述第1分離氣體流向上述第1空間和上述第2空間，該成膜裝置還包括真空容器保護部，為了保護真空容器免受上述第1反應氣體和上述第2反應氣體的腐蝕，該真空容器保護部與上述保護頂板一起被設置成圍繞上述旋轉臺、上述第1空間、上述第2空間以及上述第3空間；上述保護頂板的下表面具有中心部區(qū)域，該中心部區(qū)域在上述旋轉臺的旋轉中心的上述基板載置部側設有供給用于將上述第1反應氣體和上述第2反應氣體分離的第2分離氣體的第2分離氣體供給部，該成膜裝置還包括排氣口，用于將上述第1反應氣體和上述第2反應氣體與噴出到上述第3空間的兩側的上述第1分離氣體和從上述中心部區(qū)域噴出的上述第2分離氣體一起排出。
2. 根據(jù)權利要求l所述的成膜裝置，其中， 上述保護頂板和上述真空容器保護部由石英或陶瓷構成。
3. 根據(jù)權利要求l所述的成膜裝置，其中，述真空容器進行耐腐蝕保護的第l保護氣體的第l保護氣體供給部。
4. 根據(jù)權利要求3所述的成膜裝置，其中， 在上述真空容器的底面與上述真空容器保護部之間具有供給用于對上述真空容器進行保護的第2保護氣體的第2保護氣 體供給部。
5. 根據(jù)權利要求l所述的成膜裝置，其中，在上述旋轉臺的旋轉中心的下側具有用于供給將上述第1反應氣體和上述第2反應氣體分離的第3分離氣體的第3分離氣 體供給部。
6. 根據(jù)權利要求l所述的成膜裝置，其中， 包括支柱，其處于上述真空容器的中心部，并且被設置在上述 保護頂板的下表面與上述真空容器的底面之間；旋轉套筒，其圍著上述支柱，繞鉛直軸線旋轉自如， 其中，上述旋轉套筒是上述旋轉臺的旋轉軸。
7. 根據(jù)權利要求l所述的成膜裝置，其中， 被載置在上述基板載置部上的上述基板的表面處于與上述旋轉臺的表面相同的高度，或者上述基板的上述表面位于低于 上述旋轉臺的上述表面的位置上。
8. 根據(jù)權利要求l所述的成膜裝置，其中，用于分別向上述第l反應氣體供給部、上述第2反應氣體供 給部以及上述第l分離氣體供給部導入氣體的氣體導入件被設 置在上述旋轉臺的旋轉中心側或周緣側。
9. 根據(jù)權利要求l所述的成膜裝置，其中，在上述第l分離氣體供給部從上述旋轉臺的旋轉中心側朝 向周緣側地排列有噴出孔。
10. 根據(jù)權利要求l所述的成膜裝置，其中， 具有第1排氣口和第2排氣口 ，該第1排氣口和第2排氣口位于上述真空容器的底面的周緣，并且分別被設置在上述第l空 間和上述第2空間附近。
11. 根據(jù)權利要求l所述的成膜裝置，其中， 上述第3空間的壓力高于上述第l空間的壓力和上述第2空間的壓力。
12. 根據(jù)權利要求l所述的成膜裝置，其中， 上述第3下表面區(qū)域具有如下形狀距上述旋轉臺的旋轉中心越是接近周緣，寬度越寬。
13. —種基板處理裝置，其具有 權利要求l所述的成膜裝置；真空輸送室，其被氣密地與上述成膜裝置連接，在內部設 有基板輸送部；預備真空室，其被氣密地與上述真空輸送室連接，能夠在 真空氣氛與大氣氣氛之間切換氣氛。
14. 一種成膜方法，在由用于對真空容器進行耐腐蝕保護 的真空容器保護部圍繞的空間中按順序供給包括第1反應氣體和第2反應氣體的至少兩種原料氣體，并且通過執(zhí)行按順序供 給上述至少兩種上述原料氣體的循環(huán)來將上述第l反應氣體和 上述第2反應氣體分開地供給到基板上，同時形成薄膜，該成 膜方法進行以下步驟來進行成膜將基板載置在上述真空容器內的旋轉臺上；使上述旋轉臺旋轉；從上述第l反應氣體供給部將上述第l反應氣體供給到被 形成在上述旋轉臺上表面與上述真空容器保護部的上述頂板之 間的第1空間；從被設置在沿著上述旋轉臺的旋轉方向的與上述第l反應 氣體供給部不同的位置上的第2反應氣體供給部將上述第2反 應氣體供給到被形成在上述旋轉臺上表面與上述真空容器保護 部的上述頂板之間的第2空間；從被設置在上述第l反應氣體供給部與上述第2反應氣體 供給部之間的第l分離氣體供給部將上述第l分離氣體供給到 第3空間，該第3空間被形成在上述旋轉臺上表面與上述真空容器保護部的上述頂板之間，即該第3空間低于上述第l空間和上 述第2空間；將用于分離上述第l反應氣體和上述第2反應氣體的第2分 部區(qū)域；通過使上述基板隨著上述旋轉臺的旋轉而移動來重復上述 第l反應氣體向上述基板的表面的供給、上述第l反應氣體的停 止、上述第2反應氣體的供給和上述第2反應氣體的停止，將上 述第l反應氣體和上述第2反應氣體與上述第l分離氣體和上述 第2分離氣體一起排出。
15. 根據(jù)權利要求14所述的成膜方法，其中， 上述成膜方法如下這樣進行在作為上述真空容器保護部與上述真空容器之間的空間的保護空間使對上述真空容器進行 耐腐蝕保護的第l保護氣體流通，使上述保護空間的壓力高于 由上述真空容器保護部圍繞的空間的壓力。
16. 根據(jù)權利要求14所述的成膜方法，其中， 上述成膜方法如下這樣進行在供給上述第l反應氣體時，使上述旋轉臺上側的供給上述第l反應氣體的區(qū)域的一部分、 即包括上述第l反應氣體供給部的部分中的從上述旋轉臺上表 面到上述真空容器保護部的上述頂板的高度低于供給上述第1 反應氣體的區(qū)域的其它部分中的從上述旋轉臺上表面到上述真 空容器保護部的上述頂板的高度。
17. 根據(jù)權利要求14所述的成膜方法，其中， 上述成膜方法如下這樣進行在供給上述第2反應氣體時，使上述旋轉臺上側的供給上述第2反應氣體的區(qū)域的 一部分、 即包括上述第2反應氣體供給部的部分中的從上述旋轉臺上表 面到上述真空容器保護部的上述頂板的高度低于供給上述第2反應氣體的區(qū)域的其它部分中的從上述旋轉臺上表面到上述真空容器保護部的上述頂板的高度。
18. 根據(jù)權利要求14所述的成膜方法，其中，一邊對上述旋轉臺加熱一邊進行成膜。
19. 根據(jù)權利要求14所述的成膜方法，其中，使第2保護氣體在上述真空容器保護部與上述真空容器的底面之間5危通。
全文摘要
本發(fā)明提供一種成膜裝置、基板處理裝置及成膜方法。在真空容器內供給第1和第2反應氣體來形成薄膜的成膜裝置具有旋轉臺、用于對真空容器進行耐腐蝕保護的保護頂板、從旋轉臺的周緣朝向旋轉中心設置的第1反應氣體供給部和第2反應氣體供給部以及在第1反應氣體供給部和第2反應氣體供給部之間設置的第1分離氣體供給部。在成膜裝置中形成包括第1反應氣體供給部并具有第1高度的第1空間、包括第2反應氣體供給部并具有第2高度的第2空間以及包括第1分離氣體供給部并被設置成低于第1和第2高度的第3空間。成膜裝置還具有為了對真空容器進行耐腐蝕保護而與保護頂板一起圍繞旋轉臺、第1、第2和第3空間的真空容器保護部。
文檔編號C23C16/455GK101665921SQ200910172118
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權日2008年9月4日
發(fā)明者本間學 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社