專利名稱：基板處理裝置和基板處理方法、高速旋轉(zhuǎn)閥、清潔方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，尤其是涉及用于具有高電介質(zhì)膜的超細(xì)微化高速半導(dǎo)體裝置制造的基板處理裝置和基板處理方法。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今的超高速半導(dǎo)體裝置中，隨著細(xì)微化加工的進(jìn)步，0.1微米以下的柵極長度成為可能。一般在細(xì)微化的同時(shí)，半導(dǎo)體裝置的動(dòng)作速度提高，但在這樣非常細(xì)微化的半導(dǎo)體裝置中，伴隨細(xì)微化引起的柵極長度的縮短，需要按照比例原則使柵極絕緣膜的膜厚減少。
但是，若柵極長度變?yōu)?.1微米以下，則柵極絕緣膜的厚度在使用SiO2的情況下也需要設(shè)定成1～2nm或在此以下，但這樣，在非常薄的柵極絕緣膜中隧道電流增大，結(jié)果，不能避免柵極泄漏電流增大的問題。
在這種情況下，以前提議將Ta2O5、Al2O3、ZrO2、HfO2、ZrSiO4、HfSiO4等高電介質(zhì)材料適用于柵極絕緣膜，這些高電介質(zhì)材料的介電常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于SiO2膜、因此即使實(shí)際膜厚大、換算成SiO2膜時(shí)的膜厚也小。通過使用這種高電介質(zhì)材料，若柵極長度為0.1微米以下，則即使在非常細(xì)微的超高速半導(dǎo)體裝置中，也可使用膜厚為1～2nm或其以下的柵極絕緣膜，可抑制隧道效應(yīng)引起的柵極泄漏電流。
當(dāng)在Si基板上形成這種高電介質(zhì)柵極絕緣膜時(shí)，為了抑制構(gòu)成高電介質(zhì)柵極絕緣膜的金屬元素在Si基板中擴(kuò)散，需要在所述Si基板上形成厚度為1nm以下、典型地為0.8nm以下的SiO2膜來作為基極氧化膜，在這種非常薄的SiO2基極氧化膜上形成所述高電介質(zhì)柵極絕緣膜。此時(shí)，所述高電介質(zhì)柵極絕緣膜必須形成為在膜中不形成界面能級(jí)等缺陷。另外，在所述基極氧化膜上形成這種高電介質(zhì)柵極絕緣膜時(shí)，優(yōu)選從接觸所述基極氧化膜的一側(cè)向著高電介質(zhì)柵極絕緣膜上主面、使從以SiO2為主的組成向以高電介質(zhì)為主的組成緩慢變化。
若高電介質(zhì)柵極絕緣膜形成為不含缺陷，則不能使用涉及電荷粒子的等離子體加工。例如，若通過等離子體CVD法來形成這種高電介質(zhì)柵極絕緣膜，則作為等離子體破壞的結(jié)果，在膜中形成用作熱載流子的凝氣閥(trap)的缺陷。
另一方面，若通過熱CVD法來形成這種高電介質(zhì)柵極絕緣膜，則因?yàn)樾枰獙⒒宓臏囟仍O(shè)定得高，所以容易結(jié)晶，表面的粗糙度變大。另外，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，成膜速度容易隨著基板的溫度變化，難以通過基板溫度的均勻性而得到均勻的膜厚分布。換言之，若通過現(xiàn)有的CVD法來形成這種高電介質(zhì)柵極絕緣膜，則膜表面的粗糙度容易增大，另外，難以確保膜厚的均勻性。因此，在適用于要求高精度膜厚控制的MOS晶體管的柵極絕緣膜的情況下，對(duì)半導(dǎo)體裝置的動(dòng)作特性產(chǎn)生深刻的影響。
因此，本發(fā)明人早先為了解決上述問題，在專利文獻(xiàn)3中提議以下說明的基板處理方法和處理裝置。
圖1表示本發(fā)明的發(fā)明人早先提議的進(jìn)行ALD成膜加工的基板處理裝置(ALD成膜裝置)10的結(jié)構(gòu)。在ALD成膜加工中，交互地以沿被處理基板表面流動(dòng)的層流形式，向被處理基板上供給第1原料氣體與第2原料氣體，使第1原料氣體中的原料氣體分子吸附在被處理基板表面上，通過使之與第2原料氣體中的原料氣體分子反應(yīng)，形成1分子層大小厚度的膜。通過反復(fù)該加工，在被處理基板表面上形成可用作柵極絕緣膜的高品質(zhì)的電介質(zhì)膜，尤其是高電介質(zhì)膜。
參照?qǐng)D1，所述基板處理裝置10包含處理容器11，該處理容器11具備隔著被處理基板12彼此相對(duì)的處理氣體導(dǎo)入口13A和13B、隔著所述被處理基板12分別與所述處理氣體導(dǎo)入口13A和13B相對(duì)的細(xì)長裂縫狀的排氣口14A、14B，所述排氣口14A和14B分別經(jīng)導(dǎo)通閥(conductance valve)15A和15B連接于凝氣閥100上，所述處理容器11經(jīng)所述凝氣閥100排氣。
并且，在所述處理容器11中，鄰接所述處理氣體導(dǎo)入口13A、面對(duì)所述排氣口14A地形成另一處理氣體導(dǎo)入口13C。
將所述處理氣體導(dǎo)入口13A連接于切換閥16A的第1出口上，所述切換閥16A經(jīng)包含閥17A、質(zhì)量流量控制器18A和另一閥19A的第1原料供給線16a，連接于保持ZrCl2的原料容器20A上。并且，鄰接所述第1原料供給線16a，設(shè)置包含閥21A、22A、供給Ar等不活潑性氣體的凈化線21a。
并且，在所述切換閥16A上連接閥凈化線23a，該閥凈化線23a連接于Ar等不活潑性氣體源上，包含質(zhì)量流量控制器23A和24A，所述切換閥16A的第2出口經(jīng)凈化線100a連接于所述凝氣閥100上。
同樣，將所述處理氣體導(dǎo)入口13B連接于切換閥16B的第1出口上，所述切換閥16B經(jīng)包含閥17B、質(zhì)量流量控制器18B和其它閥19B的第1原料供給線16b連接于保持H2O的原料容器20B上。并且，鄰接所述第1原料供給線16b，設(shè)置包含閥21B、22B、供給Ar等不活潑性氣體的凈化線21b。
并且，在所述切換閥16B上連接閥凈化線23b，該閥凈化線23b連接于Ar等不活潑性氣體源上，包含質(zhì)量流量控制器23B和24B，所述切換閥16B的第2出口經(jīng)凈化線100b連接于所述凝氣閥100上。
并且，將所述處理氣體導(dǎo)入口13C連接于切換閥16C的第1出口上，所述切換閥16C經(jīng)包含閥17C、質(zhì)量流量控制器18C和其它閥19C的第1原料供給線16c連接于保持SiCl4的原料容器20C上。并且，鄰接所述第1原料供給線16c，設(shè)置包含閥21C、22C、供給Ar等不活潑性氣體的凈化線21c。
并且，在所述切換閥16C上連接閥凈化線23c，該閥凈化線23c連接于Ar等不活潑性氣體源上，包含質(zhì)量流量控制器23C和24C，所述切換閥16C的第2出口經(jīng)凈化線100c連接于所述凝氣閥100上。
另外，在圖1的基板處理裝置10中設(shè)置控制成膜加工的控制裝置10A，所述控制裝置10A如后面的圖4-圖7中說明的那樣，控制所述切換閥16A-16C和導(dǎo)通閥15A和15B。
圖2表示包含圖1的處理容器11的部分的細(xì)節(jié)。其中，圖2中對(duì)應(yīng)于圖1的部分用相同的參照符號(hào)來表示。
參照?qǐng)D2，所述處理容器11具有由Al等構(gòu)成的外側(cè)容器201和由石英玻璃構(gòu)成的內(nèi)側(cè)反應(yīng)容器202，所述內(nèi)側(cè)反應(yīng)容器202被容納于由被劃歸在所述外側(cè)容器201中、構(gòu)成所述外側(cè)容器201的一部分的蓋板201A覆蓋的凹部中。
所述內(nèi)側(cè)反應(yīng)容器202由在所述凹部內(nèi)覆蓋所述外側(cè)容器201的底面的石英底板202A、和在所述凹部內(nèi)覆蓋所述石英底板202A的石英蓋202B構(gòu)成，并且，在所述外側(cè)容器的底部，形成容納保持被處理基板W的盤狀基板保持臺(tái)203的圓形開口部201D。在所述基板保持臺(tái)203中，設(shè)置省略圖示的加熱機(jī)構(gòu)。
由設(shè)置在所述外側(cè)處理容器201的下部的基板搬運(yùn)部203自由轉(zhuǎn)動(dòng)、同時(shí)自由上下移動(dòng)地保持所述基板保持臺(tái)204。所述基板保持臺(tái)203可上下移動(dòng)地保持在最上位的加工位置與最下位的基板出入位置之間，所述加工位置被確定成所述保持臺(tái)203上的被處理基板W的表面與所述石英底板202A的表面大致一致。
另一方面，對(duì)應(yīng)于形成在所述基板搬運(yùn)部204的側(cè)壁面中的基板搬入搬出開口部204A來設(shè)定所述基板出入位置，在所述基板保持臺(tái)203下降到所述基板出入位置的情況下，從所述基板搬入搬出口204A插入搬運(yùn)臂204B，由升降銷(未圖示)保持并取出從基板保持臺(tái)203表面抬起的被處理基板W，送到下一工序。另外，所述搬運(yùn)臂204B經(jīng)所述基板搬入搬出口204A將新的被處理基板W導(dǎo)入所述基板搬運(yùn)部204中，并將其裝載在所述基板保持臺(tái)203上。
保持了所述新的被處理基板W的基板保持臺(tái)203通過在軸承部205中被磁性封條205A保持的轉(zhuǎn)動(dòng)軸205B而自由轉(zhuǎn)動(dòng)、并且自由上下移動(dòng)地保持，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸205B上下移動(dòng)的空間被波紋管206等的隔壁密閉。此時(shí)，所述空間經(jīng)省略圖示的排氣口排氣到比所述內(nèi)側(cè)容器202內(nèi)部高的真空狀態(tài)，避免對(duì)在所述內(nèi)側(cè)容器202內(nèi)進(jìn)行的基板處理加工造成污染。
為了確實(shí)進(jìn)行這種差動(dòng)排氣，在所述基板保持臺(tái)203中，包圍被處理基板W地設(shè)置由石英玻璃構(gòu)成的導(dǎo)向環(huán)203A。這種導(dǎo)向環(huán)203A抑制在所述基板保持臺(tái)203與所述外側(cè)容器201中容納所述基板保持臺(tái)地形成的所述開口部201D的側(cè)壁面之間的電導(dǎo)系數(shù)，從而，在將由所述波紋管206區(qū)分的空間內(nèi)排氣成高真空的情況下，在與所述內(nèi)側(cè)反應(yīng)容器202之間確實(shí)形成壓力差。
形成于所述外側(cè)容器201的底部的所述開口部201D的側(cè)壁面被石英襯墊201d覆蓋，所述石英襯墊201d還向下方延伸，覆蓋所述基板搬運(yùn)部204的內(nèi)壁。
在所述外側(cè)容器201的底部，在所述開口部201D的兩側(cè)分別形成連接于排氣裝置上的排氣溝部201a和201b，所述排氣溝部201a經(jīng)導(dǎo)管207a和導(dǎo)通閥15A排氣，所述排氣溝部201b經(jīng)導(dǎo)管207b和導(dǎo)通閥15B排氣。在圖2的狀態(tài)下，將所述導(dǎo)通閥15A設(shè)定成開狀態(tài)，將所述導(dǎo)通閥15B設(shè)定成大致關(guān)閉狀態(tài)。所述導(dǎo)通閥15A、15B為了實(shí)現(xiàn)可靠性高的開閉狀態(tài)，即使在關(guān)閉狀態(tài)下也不完全閉鎖，而保留3％左右的閥門開啟度。
所述排氣溝部201a和201b被石英玻璃構(gòu)成的襯墊208覆蓋，對(duì)應(yīng)于所述排氣溝部201a、201b，在所述石英底板202A中形成裂縫狀的開口部209A、209B。在圖2的實(shí)施例中，為了促進(jìn)所述內(nèi)側(cè)反應(yīng)容器202內(nèi)部的排氣，在這種裂縫狀的開口部209A、209B中形成了圖1說明的排氣板14A或14B的整流板209。
并且，在所述內(nèi)側(cè)反應(yīng)容器202內(nèi)，分別在所述排氣溝部201a和201b中，間隔所述晶片12并相對(duì)地設(shè)置石英氣體噴嘴13A和13B。其中，從所述氣體噴嘴13A導(dǎo)入的第1處理氣體沿所述被處理基板12的表面流入所述內(nèi)側(cè)反應(yīng)容器202內(nèi)，從相對(duì)的排氣口14A，經(jīng)所述導(dǎo)通閥15A排氣。同樣，從所述氣體噴嘴15B導(dǎo)入的第2處理氣體沿所述被處理基板W的表面流入所述內(nèi)側(cè)反應(yīng)容器202內(nèi)，從相對(duì)的排氣口14B，經(jīng)所述導(dǎo)通閥15B排氣。這樣，通過交互從所述氣體噴嘴13A向排氣口14A、或從所述氣體噴嘴13B向排氣口14B流過第1和第2處理氣體，可進(jìn)行在先說明的以分子層為基本單位的膜形成。
圖3詳細(xì)表示構(gòu)成所述內(nèi)側(cè)反應(yīng)容器202的石英底板202A的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D3，在所述石英底板202A中形成對(duì)應(yīng)于所述被處理基板W的圓形開口部202a，在所述開口部202a的兩側(cè)，形成對(duì)應(yīng)于所述排氣溝部201a、201b的開口部209A和209B。并且，在圖3的實(shí)例中，設(shè)置具有對(duì)應(yīng)于所述開口部209A、209B來構(gòu)成所述排氣口14A或14B的裂縫的整流板209。另外，在所述石英底板202A中，對(duì)應(yīng)于所述氣體噴嘴13A來形成開口部210a，另外，對(duì)應(yīng)于所述氣體噴嘴13B來形成開口部210b。通過在所述石英底板202A中形成多個(gè)所述開口部210a或210b，可在所述內(nèi)側(cè)反應(yīng)容器202內(nèi)設(shè)置多個(gè)所述氣體噴嘴13A或13B。
圖4是表示在圖1、2的基板處理裝置10中、在被處理基板12上對(duì)每個(gè)分子層形成ZrO2膜時(shí)、在所述控制裝置10A的控制下執(zhí)行的ALD加工序列的流程圖。
參照?qǐng)D4，在最初的工序1中，開放所述導(dǎo)通閥15A、15B，將所述切換閥16A和16B都控制成第1狀態(tài)，即凈化狀態(tài)，以分別經(jīng)凈化線100a和100b向凝氣閥100供給處理氣體供給線16a、16b中的處理氣體。結(jié)果，分別經(jīng)處理氣體導(dǎo)入口13A和13B向所述石英反應(yīng)容器202中供給所述凈化線23a中的Ar氣體，或所述凈化線23b中的Ar氣體。如此供給的Ar凈化氣體分別從所述排氣口14A和14B排出到凝氣閥100。
接著，在工序2中，增大所述導(dǎo)通閥15A的開度，減少導(dǎo)通閥15B的開度。結(jié)果，在所述石英反應(yīng)容器202中產(chǎn)生從所述氣體導(dǎo)入口13A流向排氣口14A的氣流。
之后，在工序3中，將所述切換閥16A從所述第1狀態(tài)切換到第2狀態(tài)，如圖5所示，將所述處理氣體供給給16a中的ZrCl4氣體作為氣流LF1從所述第1處理氣體導(dǎo)入口13A導(dǎo)入所述石英反應(yīng)容器202中。如此導(dǎo)入的ZrCl4氣流LF1如前所述，變?yōu)閷恿骱?，流過所述被處理基板12的表面，從所述排氣口14A排出。通過這種工序，1分子層左右的ZrCl4被吸附在所述被處理基板12的表面上。在所述工序3中，所述第2切換閥16B處于所述第1狀態(tài)，將線23a中的Ar凈化氣體從所述第2處理氣體導(dǎo)入口13B導(dǎo)入所述石英反應(yīng)容器202中。結(jié)果，不會(huì)產(chǎn)生從所述第1處理氣體導(dǎo)入口13A導(dǎo)入的ZrCl4處理氣體侵入所述第2處理氣體導(dǎo)入口13B并產(chǎn)生析出物的問題。
接著，在工序4中，將所述切換閥16A恢復(fù)到最初的第1狀態(tài)，通過Ar氣體凈化所述反應(yīng)容器202。
并且，在工序5中，減少所述導(dǎo)通閥15A的開度，增大導(dǎo)通閥15B的開度。結(jié)果，在所述石英反應(yīng)容器202中產(chǎn)生從所述氣體導(dǎo)入口13B流向排氣口14B的氣流。
之后，在工序6中，將所述切換閥16B從所述第1狀態(tài)切換到第2狀態(tài)，如圖6所示，將所述處理氣體供給線16b中的H2O氣體作為氣流LF2從所述第2處理氣體導(dǎo)入口13B導(dǎo)入所述石英反應(yīng)容器202中。如此導(dǎo)入的H2O氣流LF2如前所述，變?yōu)閷恿骱螅鬟^所述被處理基板12的表面，從所述排氣口14B排出。通過這種工序，在所述被處理基板12的表面，加水分解已經(jīng)吸附的ZrCl4，形成約1分子層厚的ZrO2膜。在所述工序6中，所述第1切換閥16A處于所述第1狀態(tài)，將線23a中的Ar凈化氣體從所述第2處理氣體導(dǎo)入口13A導(dǎo)入所述石英反應(yīng)容器202中。結(jié)果，不會(huì)產(chǎn)生從所述第2處理氣體導(dǎo)入口13B導(dǎo)入的H2O氣體侵入所述第1處理氣體導(dǎo)入口13A并產(chǎn)生析出物的問題。
但是，優(yōu)選在這種ALD加工中，在所述石英反應(yīng)容器202內(nèi)形成原料氣體的層流，所以氣體噴嘴13A、13B具有細(xì)長裂縫狀的噴嘴開口部，與之對(duì)應(yīng)地，將排氣口14A、14B也形成細(xì)長裂縫狀。
因此，在圖4的工序1中凈化反應(yīng)容器202的情況下，從所述排氣口14A和14B排出凈化氣體，但限制裂縫形狀的排氣口14A、14B的電導(dǎo)系數(shù)，因此，在將基板處理裝置10設(shè)計(jì)成可處理大直徑基板、例如30cm直徑的晶片來作為被處理基板12的情況下，即使全部打開導(dǎo)通閥15A和15B，對(duì)大容積的反應(yīng)容器202進(jìn)行排氣也需要時(shí)間，基板處理的生產(chǎn)量下降。另一方面，為了提高排氣時(shí)的效率，若增大所述排氣口14A和14B的開口部面積、尤其是沿氣體流動(dòng)方向測量的寬度，則所述反應(yīng)容器202中的原料氣體流動(dòng)會(huì)被擾亂，擔(dān)心不能確實(shí)進(jìn)行1分子層的原料氣體的吸附。
另外，在將這種H2O用于ZrCl4等吸附的金屬分子種的氧化的ALD法中，H2O容易吸附到處理容器內(nèi)壁或切換閥16A、16B上，因此，在圖4的工序S6中，在從所述切換閥16B將H2O導(dǎo)入處理容器內(nèi)后，在工序S1中需要長的凈化時(shí)間。結(jié)果，在基于這種分子層的吸附的所謂原子層ALD裝置的成膜處理中，與通常的CVD裝置的成膜處理相比，難以提高基板處理的生產(chǎn)量。
在美國專利第516365號(hào)中，公開了如下結(jié)構(gòu)，在從水平保持被處理基板的處理容器的一端導(dǎo)入氣相原料并從多端排氣結(jié)構(gòu)的CVD裝置中，設(shè)置自由基源，作為原料供給源之一。
因此，考慮在圖2的基板處理裝置中、通過從自由基源供給的氧自由基來氧化吸附在被處理基板表面的金屬分子層，但因?yàn)閳D2的裝置需要在反應(yīng)容器202內(nèi)形成氣相原料的層流，所以反應(yīng)容器202的高度非常小，難以形成這種自由基源。
另外，所述美國專利第516365號(hào)中經(jīng)閥將這種自由基源連接于原料供給線的一部分上，但若將這種結(jié)構(gòu)適用于本發(fā)明的交互反復(fù)供給氣相原料形式的基板處理裝置中，則有必要在處理容器內(nèi)部、優(yōu)選在0.1秒以下的極短時(shí)間內(nèi)反復(fù)切換處理氣體與自由基，但可進(jìn)行這種氣體的高速切換的技術(shù)目前不為人知。
但是，一般在成膜裝置中，需要定期清潔去除在處理容器或反應(yīng)容器內(nèi)成膜時(shí)堆積的析出物，但在這種清潔中，以前使用氯或氟類的氣體。尤其是通過由等離子體處理活化清潔氣體，使用形成的自由基，可大大提高清潔的效率。
但是，在圖1、2的以ALD加工為目的的基板處理裝置10中，由于石英反應(yīng)容器202需要具有在反應(yīng)容器202內(nèi)形成層流的高度，所以盡量設(shè)定在5～20mm左右，如上所述，難以設(shè)置自由基源。因此，在所述基板處理裝置10中，難以進(jìn)行使用自由基的高效的清潔。
專利文獻(xiàn)1特開平2-74587號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特表2001-514440號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開2002-151489號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4美國專利第516365號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的概括地講是提供一種解決上述問題的新型有用的基板處理裝置和這種基板處理裝置中使用的閥裝置。
本發(fā)明的更具體的目的在于提供一種基板處理裝置和其中使用的高速可變導(dǎo)通閥裝置，作為進(jìn)行ALD加工的基板處理裝置，在ALD加工中將對(duì)反應(yīng)容器進(jìn)行排氣時(shí)的排氣端口的電導(dǎo)系數(shù)設(shè)定得較小，以在所述反應(yīng)容器內(nèi)形成層流或?qū)訝畹姆€(wěn)定原料氣體流，在凈化加工中設(shè)定得較大，以便能在短時(shí)間內(nèi)凈化所述反應(yīng)容器內(nèi)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種基板處理裝置和使用這種基板處理裝置的基板處理方法，在交互反復(fù)進(jìn)行分子層的吸附和氧化的基板處理裝置中，通過由等離子體激勵(lì)的自由基來進(jìn)行所述氧化處理，可使基板處理的生產(chǎn)量提高。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種基板處理裝置和基板處理方法，在進(jìn)行ALD加工的基板處理裝置中，可使用自由基來有效進(jìn)行清潔。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種基板處理裝置，該裝置具備配備有保持被處理基板的基板保持臺(tái)，在排氣端口排氣的處理容器；以及分別以層流的形式向所述處理容器提供多數(shù)原料氣體的原料氣體提供，其特征在于，所述排氣端口具有沿與所述層流的流動(dòng)方向大致垂直的方向延伸的裂縫形狀，在所述排氣端口上結(jié)合配備有閥，所述閥具有對(duì)應(yīng)于所述排氣端口的裂縫形狀的裂縫狀開口部的閥體，所述裂縫狀開口部被設(shè)置為可相對(duì)所述排氣端口，向與所述排氣端口的延伸方向大致垂直的方向位移，通過所述裂縫狀開口部位移，使得所述閥的開度變化。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種基板處理裝置，包括配備保持被處理基板的基板保持臺(tái)的處理容器；在所述處理容器中形成在所述基板保持臺(tái)的第1側(cè)的處理氣體導(dǎo)入口；相對(duì)所述處理容器的所述基板保持臺(tái)、形成于與所述第1側(cè)不同的第2側(cè)的自由基源；在所述處理容器中形成于所述第1側(cè)的第1排氣口；在所述處理容器中形成于所述第2側(cè)的第2排氣口；和借助第1可變導(dǎo)通閥結(jié)合在所述第1排氣口上，借助第2可變導(dǎo)通閥結(jié)合在所述第2排氣口上的排氣系統(tǒng)。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種基板處理裝置，其特征在于，包括配備有保持被處理基板的基板保持臺(tái)，且在排氣端口排氣的處理容器；在所述處理容器中形成于所述基板保持臺(tái)的第1側(cè)，以第1層流的形式向所述處理容器中導(dǎo)入第1處理氣體的第1原料提供噴嘴；在所述處理容器中形成于所述基板保持臺(tái)的第2側(cè)，以第2層流的形式向所述處理容器中導(dǎo)入第2處理氣體的第2原料提供噴嘴；在所述處理容器中形成于所述第2側(cè)，對(duì)所述第1層流進(jìn)行排氣的裂縫狀第1排氣口；在所述處理容器中形成于所述第1側(cè)，對(duì)所述第2層流進(jìn)行排氣的裂縫狀第2排氣口，；結(jié)合在所述第1排氣口上的第1排氣管；結(jié)合在所述第2排氣口上、設(shè)置電導(dǎo)系數(shù)可變閥的第2排氣管；和在所述第2排氣管中、結(jié)合在所述第2排氣口與所述電導(dǎo)系數(shù)可變閥之間的清潔氣體提供源。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種高速旋轉(zhuǎn)閥，其具備形成圓筒狀的內(nèi)部空間；在所述圓筒狀的內(nèi)部空間中平行延伸、與所述內(nèi)部空間連通的裂縫狀的吸氣口；和連通到所述內(nèi)部空間的排氣口的主體；在所述主體中、結(jié)合在所述內(nèi)部空間中并自由轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置的中空?qǐng)A筒狀的閥體；以及使所述閥體轉(zhuǎn)動(dòng)到任意位置的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，在所述閥體中形成具有對(duì)應(yīng)于所述吸氣口的裂縫狀形狀的第1開口部；和對(duì)應(yīng)于所述排氣口的第2開口部。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種基板處理方法，包括如下工序(A)凈化處理容器內(nèi)的工序；(B)從所述被處理基板的第1側(cè)向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入處理氣體，在使處理氣體分子吸附在所述被處理基板表面上后，從面對(duì)所述第1側(cè)的第2側(cè)向所述被處理基板排氣的工序；(C)在所述工序(B)之后，凈化所述處理容器內(nèi)的工序；和(D)在所述工序(C)之后，從所述被處理基板的所述第1側(cè)向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入自由基，使吸附在所述被處理基板表面上的所述處理氣體分子氧化，從所述第2側(cè)排氣，其特征在于，所述自由基由自由基源形成，
所述自由基在所述工序(A)和(C)中，從所述自由基源流向排氣系統(tǒng)，在所述工序(D)中，提供給所述處理容器內(nèi)。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種基板處理方法，由如下工序構(gòu)成在處理容器中，沿保持在所述處理容器中的被處理基板的表面，從第1側(cè)向與所述第1側(cè)相對(duì)的第2側(cè)流過處理氣體，并使處理氣體分子吸附在所述被處理基板表面上的工序；凈化所述處理容器內(nèi)的工序；在所述處理容器中，沿所述被處理基板的表面，從所述第1側(cè)向所述第2側(cè)流過氧化處理氣體，氧化吸附在所述被處理基板表面上的處理氣體分子的工序，其特征在于，包含在所述處理容器內(nèi)，在所述被處理基板的所述第1側(cè)，通過紫外線激勵(lì)工序活化所述氧化處理氣體，形成自由基的工序。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種使用基板處理裝置的基板處理方法，該基板處理裝置具備配備保持被處理基板的基板保持臺(tái)，且在排氣端口排氣的處理容器；以及分別以層流的形式向所述處理容器提供第1和第2原料氣體的原料氣體提供系統(tǒng)，所述排氣端口具有沿大致垂直于所述層流的流動(dòng)方向的方向延伸的裂縫形狀，在所述排氣端口上結(jié)合配備具有對(duì)應(yīng)于所述排氣端口的裂縫形狀的裂縫狀開口部閥體的閥，所述裂縫狀開口部沿大致垂直于所述排氣端口的延伸方向的方向、可相對(duì)所述排氣端口位移地設(shè)置，所述閥通過所述裂縫狀開口部位移來使開度變化，所述排氣端口由分別形成于所述被處理容器的彼此相對(duì)的第1和第2端部的第1和第2排氣端口構(gòu)成，在所述第1和第2排氣端口的每個(gè)中，所述閥體由繞沿平行于所述排氣端口的延伸方向的方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的中空?qǐng)A筒部件構(gòu)成，并且，形成分別沿所述旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的第1、第2和第3開口部，在所述處理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排氣端口還靠近所述基板保持臺(tái)上的被處理基板側(cè)，分別設(shè)置從所述第1和第2排氣端口向所述被處理基板延伸的鳥嘴狀的第1和第2噴嘴，作為所述原料氣體提供系統(tǒng)而設(shè)置，所述基板處理裝置具有結(jié)合在所述第1排氣端口上的自由基源，在所述第1排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于在所述第1端部對(duì)所述處理容器排氣的第1排氣管的第1狀態(tài)下，所述第2開口部連通于所述第1端部，所述第3開口部被關(guān)閉，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述自由基源的第2狀態(tài)下，所述第3開口部連通于所述第1端部，所述第2開口部被關(guān)閉，在所述第2排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于在所述第2端部對(duì)所述處理容器排氣的第2排氣管的第3狀態(tài)下，所述第2開口部連通于所述第2端部，所述第3開口部被關(guān)閉，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1和第2裂縫狀開口部被關(guān)閉的第4狀態(tài)下，所述第3裂縫狀開口部連通于所述第2噴嘴，在所述第2排氣端口中，在構(gòu)成所述閥體的中空?qǐng)A筒部件中設(shè)置氣體提供線，所述基板處理方法包含第1工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部的處理空間進(jìn)行排氣；第2工序，分別將所述第1排氣端口和第2排氣端口設(shè)定成所述第1和第4狀態(tài)，還經(jīng)所述第2排氣端口的所述第3開口部和所述第2噴嘴從所述氣體提供線向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入原料氣體；第3工序，分別將所述第1排氣端口和第2排氣端口設(shè)定成所述第1和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部的處理空間進(jìn)行排氣；以及第4工序，分別將所述第1排氣端口和第2排氣端口設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，從所述自由基源將自由基導(dǎo)入所述處理容器內(nèi)。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種使用基板處理裝置的基板處理方法，該基板處理裝置具備配備保持被處理基板的基板保持臺(tái)，且在排氣端口排氣的處理容器；和分別以層流的形式向所述處理容器提供第1和第2原料氣體的原料氣體提供系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣端口具有沿大致垂直于所述層流的流動(dòng)方向的方向延伸的裂縫形狀，在所述排氣端口上結(jié)合配備具有對(duì)應(yīng)于所述排氣端口的裂縫形狀的裂縫狀開口部閥體的閥，所述裂縫狀開口部沿大致垂直于所述排氣端口的延伸方向的方向、可相對(duì)所述排氣端口位移地設(shè)置，所述閥通過所述裂縫狀開口部位移來使開度變化，所述排氣端口在所述被處理容器的彼此相對(duì)的第1和第2端部分別形成為第1排氣端口和第2排氣端口，在所述第1和第2排氣端口的每個(gè)中，所述閥體由繞沿平行于所述排氣端口的延伸方向的方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的中空?qǐng)A筒部件構(gòu)成，并且，所述閥體形成分別沿所述旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的至少第1、第2和第3開口部，在所述處理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排氣端口還靠近所述基板保持臺(tái)上的被處理基板側(cè)，分別設(shè)置從對(duì)應(yīng)的排氣端口向所述被處理基板延伸的鳥嘴狀的第1和第2噴嘴，作為所述原料氣體提供系統(tǒng)，在所述第1和第2噴嘴的每個(gè)中，設(shè)置原料氣體提供線與凈化氣體線，在所述第1排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于在所述第1端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第1排氣管的第1狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第1端部，所述第2開口部連通于所述第1噴嘴，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第1排氣管的第2狀態(tài)下，所述第2和第3開口部的任一個(gè)都不連通于所述第1端部、所述第1噴嘴或所述第1排氣管，在所述第2排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于在所述第2端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第2排氣管的第3狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第2端部，所述第2開口部連通于所述第2噴嘴，另外，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第2排氣管的第4狀態(tài)下，所述第2和第3開口部的任一個(gè)都不連通于所述第2端部、所述第2噴嘴或所述第2排氣管，所述基板處理方法包含第1工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第1和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部進(jìn)行排氣；第2工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第1和第4狀態(tài)，從所述第2噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入所述第2原料氣體；第3工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第1和第4狀態(tài)，從所述第2噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體；第4工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部進(jìn)行排氣；第5工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，從所述第1噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入第2原料氣體；和第6工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，從所述第1噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種使用基板處理裝置的基板處理方法，該基板處理裝置具備配備保持被處理基板的基板保持臺(tái)，且在排氣端口排氣的處理容器；和分別以層流的形式向所述處理容器提供第1和第2原料氣體的原料氣體提供系統(tǒng)，所述排氣端口具有沿大致垂直于所述層流的流動(dòng)方向的方向延伸的裂縫形狀，在所述排氣端口上結(jié)合配備具有對(duì)應(yīng)于所述排氣端口的裂縫形狀的裂縫狀開口部閥體的閥，所述裂縫狀開口部沿大致垂直于所述排氣端口的延伸方向的方向、可相對(duì)所述排氣端口位移地設(shè)置，所述閥通過所述裂縫狀開口部位移來使開度變化，所述排氣端口在所述被處理容器的彼此相對(duì)的第1和第2端部分別形成為第1排氣端口和第2排氣端口，所述基板處理裝置具有結(jié)合在所述第2排氣端口上的自由基源，在所述第1和第2排氣端口的每個(gè)中，所述閥體由繞沿平行于所述排氣端口的延伸方向的方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的中空?qǐng)A筒部件構(gòu)成，并且，所述閥體形成分別沿所述旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的至少第1、第2和第3開口部，在所述處理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排氣端口還靠近所述基板保持臺(tái)上的被處理基板側(cè)，分別設(shè)置從對(duì)應(yīng)的排氣端口向所述被處理基板延伸的鳥嘴狀的第1和第2噴嘴，作為所述原料氣體提供系統(tǒng)，在所述第1和第2噴嘴的每個(gè)中，設(shè)置原料氣體提供線與凈化氣體線，在所述第1排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于在所述第1端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第1排氣管的第1狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第1端部，所述第2裂縫狀開口部連通于所述第1噴嘴，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第1排氣管的第2狀態(tài)下，所述第2和第3開口部不連通于所述第1端部、所述第1噴嘴或所述第1排氣管，在所述第2排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第2開口部連通于在所述第2端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第2排氣管的第3狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第2端部，所述第3開口部不連通于所述第2噴嘴或所述自由基源，另外，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于所述第2排氣管的第4狀態(tài)下，所述第2開口部連通于所述第2端部，并且所述第1開口部連通于所述自由基源，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第2排氣管的第5狀態(tài)下，所述第3開口部連通于所述自由基源，另外，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于所述第2端部的第6狀態(tài)下，所述第2開口部連通于所述自由基源，所述基板處理方法包含第1工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1狀態(tài)和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣；第2工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第2狀態(tài)和第4狀態(tài)，從所述第1噴嘴向所述處理容器內(nèi)部提供所述第1原料氣體；第3工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，從所述第1噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體；第4工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1狀態(tài)和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣；第5工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1狀態(tài)和第6狀態(tài)，從所述自由基源向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入自由基；和第6工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1狀態(tài)和第6狀態(tài)，從所述自由基源向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種基板處理裝置的清潔方法，該基板處理裝置具備配備保持被處理基板的基板保持臺(tái)，且在分別形成于所述基板保持臺(tái)的第1和第2側(cè)的第1和第2排氣端口進(jìn)行排氣的處理容器；以及在所述處理容器內(nèi)，交互地分別從所述第2側(cè)向所述第1側(cè)、或從所述第1側(cè)向所述第2側(cè)以層流的形式提供第1和第2原料氣體的原料氣體提供系統(tǒng)，包含如下工序，在所述第1排氣口對(duì)所述處理容器排氣的狀態(tài)下，從結(jié)合在所述第2排氣口上的排氣管、通過所述第2排氣口向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入清潔氣體。
根據(jù)本發(fā)明，在邊交互切換原料氣體邊進(jìn)行膜生長的ALD成膜裝置中，因?yàn)橥ㄟ^高速旋轉(zhuǎn)閥來可變控制設(shè)置在處理容器中的排氣口的電導(dǎo)系數(shù)，所以可通過將所述電導(dǎo)系數(shù)控制成規(guī)定值，在穩(wěn)定地進(jìn)行所希望的1分子層的膜生長的同時(shí)，通過將所述電導(dǎo)系數(shù)控制成最大，高速凈化所述處理容器內(nèi)，可高效執(zhí)行基于ALD加工的膜生長。另外，在本發(fā)明中，因?yàn)榭墒古艢饪诘碾妼?dǎo)系數(shù)連續(xù)變化，可對(duì)應(yīng)于使用的原料氣體來變化所述排氣口的電導(dǎo)系數(shù)，進(jìn)一步使ALD加工穩(wěn)定。
本發(fā)明的其它課題和特征通過參照附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說明而變得清楚。


圖1是表示現(xiàn)有ALD成膜裝置的示意圖。
圖2是表示圖1的ALD成膜裝置中使用的處理容器的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是詳細(xì)表示圖2的處理容器的一部分的圖。
圖4是表示使用圖1的ALD裝置執(zhí)行的ALD加工實(shí)例的流程圖。
圖5是表示在圖2的處理容器中執(zhí)行的ALD加工的圖。
圖6是表示在圖2的處理容器中執(zhí)行的ALD加工的另一圖。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施例的ALD成膜裝置中使用的處理容器的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是表示圖7的處理容器的結(jié)構(gòu)立體圖。
圖9A、9B是表示圖7的處理容器中使用的高速旋轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)立體圖。
圖10是表示所述高速旋轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)分解圖。
圖11A-11D是表示所述高速旋轉(zhuǎn)閥中使用的閥體的結(jié)構(gòu)圖。
圖12A-12D是說明所述高速旋轉(zhuǎn)閥的動(dòng)作的圖。
圖13是表示根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施例的ALD成膜裝置的示意圖。
圖14是表示使用圖13的ALD成膜裝置的根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施例的ALD成膜加工的流程圖。
圖15是表示本發(fā)明的高速旋轉(zhuǎn)閥的動(dòng)作特性圖。
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施例的ALD成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖17是表示使用圖16的成膜裝置的根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施例的ALD成膜加工的圖。
圖18是表示根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施例的ALD成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖19是表示根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施例的成膜裝置的清潔方法的流程圖。
圖20A、20B是表示對(duì)應(yīng)于圖19的根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施例的清潔工序的圖。
圖21A、21B是表示根據(jù)本發(fā)明第5實(shí)施例的成膜裝置的結(jié)構(gòu)和工序的圖。
圖22是表示使用圖21的成膜裝置的成膜工序的流程圖。
圖23A、23B是表示第5實(shí)施例的變形例的圖。
圖24A、24B是表示第5實(shí)施例的另一變形例的圖。
圖25是表示根據(jù)本發(fā)明第6實(shí)施例的成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖26是表示使用圖25的成膜裝置的成膜工序的圖。
圖27是表示使用圖25的成膜裝置的成膜工序的另一圖。
圖28是放大表示圖27的一部分的圖。
圖29是表示使用圖25的成膜裝置的成膜工序的另一圖。
圖30是表示使用圖25的成膜裝置的成膜工序的流程圖。
圖31是表示圖25的成膜裝置整體的局部剖切立體圖。
圖32是表示根據(jù)本發(fā)明第7實(shí)施例的成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖33是表示圖32的成膜裝置中使用的處理氣體導(dǎo)入口的結(jié)構(gòu)圖。
圖34A-34C是說明圖32的成膜裝置中使用的高速旋轉(zhuǎn)閥的圖。
圖35A-35H是表示使用圖32的成膜裝置執(zhí)行的成膜工序的圖。
圖36A、36B是表示第7實(shí)施例的變形例的圖。
圖37是說明圖36的變形例的圖。
圖38A-38C是表示根據(jù)本發(fā)明第8實(shí)施例的成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖39A-39H是表示使用圖38A的成膜裝置執(zhí)行的成膜工序的圖。
圖40是表示根據(jù)本發(fā)明第9實(shí)施例的成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖41是表示圖40的實(shí)施例中使用的噴嘴的結(jié)構(gòu)圖。
圖42是表示本發(fā)明的高速旋轉(zhuǎn)閥的動(dòng)作特性例的圖。
圖43是表示根據(jù)本發(fā)明第10實(shí)施例的成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖44是說明圖43的成膜裝置的動(dòng)作的圖。
圖45是說明圖43的成膜裝置的動(dòng)作的另一圖。
圖46A、46B是表示根據(jù)本發(fā)明第11實(shí)施例的成膜裝置的局部圖。
圖47是表示根據(jù)本發(fā)明第11實(shí)施例的成膜裝置的另一局部圖。
具體實(shí)施例方式圖7表示根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施例的基板處理裝置(ALD成膜裝置)40的結(jié)構(gòu)。其中，圖中對(duì)已說明的部分附加相同的參照符號(hào)，并省略說明。
參照?qǐng)D7，在本實(shí)施例中，撤消圖1至3中說明的基板處理裝置10使用的導(dǎo)通閥15A、15B，代之以鄰接所述排氣口14A、14B、在所述排氣溝部201a或201b中設(shè)置高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B。并且，所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A和25B分別經(jīng)管路207a和207b結(jié)合在所述凝氣閥100上。
圖8表示所述處理容器11的結(jié)構(gòu)中去除了圖3的石英底板202A的狀態(tài)。
參照?qǐng)D8，在構(gòu)成所述處理容器11的外側(cè)容器201中，形成容納所述石英反應(yīng)容器202的空間，在所述空間中，被處理基板12的表面露出，并且在所述被處理基板12的兩側(cè)，設(shè)置具有排氣口26A、26B的高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B，代替先前的排氣口14A、14B。在本實(shí)施例中，將所述排氣口26A、26B沿垂直于原料氣體流動(dòng)方向的方向測量的寬度W設(shè)定得實(shí)質(zhì)上比現(xiàn)有的排氣口14A、14B的情況大，結(jié)果，可從所述石英反應(yīng)容器202經(jīng)所述排氣口26A、26B高效排出大量的氣體。
圖9A、9B表示所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A的結(jié)構(gòu)。其中，圖9A是從斜上方看旋轉(zhuǎn)閥25A的整體的立體圖，圖9B是從斜下方看相同旋轉(zhuǎn)閥25A的立體圖。因?yàn)樗龈咚傩D(zhuǎn)閥25A具有與高速旋轉(zhuǎn)閥25B一樣的結(jié)構(gòu)，所以下面僅說明高速旋轉(zhuǎn)閥25A。
參照?qǐng)D9A，高速旋轉(zhuǎn)閥25A由形成了所述排氣口26A的主體251、自由轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述主體251中的閥體252(參照?qǐng)D10)、和使所述閥體252轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)253構(gòu)成，并且，在所述主體251的一部分中設(shè)置容納加熱器的加熱部254。另外，如圖9B所示，在所述主體251的底面中形成結(jié)合在導(dǎo)管207a上的排氣口255。
圖10表示圖9A、9B的高速旋轉(zhuǎn)閥25A的分解圖。
參照?qǐng)D10，所述主體251的一端由配備軸承的蓋251A關(guān)閉，在所述主體251的另一端上，經(jīng)密封件253B結(jié)合具有所述伺服電機(jī)253的驅(qū)動(dòng)塊253A。
在所述主體251中，形成連通于所述排氣口26A和255的圓筒形狀的開口部，將形成中空?qǐng)A筒形狀的陶瓷或金屬構(gòu)成的閥體252自由轉(zhuǎn)動(dòng)地插入對(duì)應(yīng)的所述圓筒狀開口部中。在所述閥體252中，形成沿長度方向延伸的開口部252A以及在徑向上相對(duì)所述開口部252A的位置上形成另一開口部252B(參照?qǐng)D11D)，閥體252經(jīng)設(shè)置在閥體252端部的軸252X結(jié)合在所述伺服電機(jī)253上，通過所述伺服電機(jī)253，沿順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，將加熱器254A插入所述加熱部254中。在所述閥體252的另一端設(shè)置省略圖示、但與所述軸252X一樣的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，由設(shè)置在所述蓋251A中的軸承自由轉(zhuǎn)動(dòng)地保持。
圖11A-11D表示所述閥體252的結(jié)構(gòu)。其中，圖11A表示閥體252的立體圖，圖11B表示閥體252的平面圖，圖11C表示閥體252的截面圖，圖11D表示閥體252的底面圖。
參照?qǐng)D11A-11D，在所述閥體252中，隔著中間部252a，形成兩個(gè)所述開口部252A，各開口部252A經(jīng)所述閥體252內(nèi)部的空間、與形成于同所述中間部252a相對(duì)的位置上的開口部252B連通。
圖12A-12D表示本實(shí)施例的基板處理裝置40使用的所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A的四個(gè)狀態(tài)。
參照?qǐng)D12A，所述伺服電機(jī)253使所述閥體252轉(zhuǎn)動(dòng)，以便所述閥體252中的開口部252A在所述排氣口26A中形成具有6mm寬度W的開口，結(jié)果，在圖1的結(jié)構(gòu)中使用圖7的基板處理裝置40、經(jīng)結(jié)合在所述開口部255上的導(dǎo)管207a對(duì)所述石英反應(yīng)容器202內(nèi)部進(jìn)行排氣的情況下，排氣時(shí)的電導(dǎo)系數(shù)被限制，所述反應(yīng)容器202內(nèi)被緩慢排氣，產(chǎn)生期望的原料氣體向所述被處理基板12表面的吸附。
另一方面，在圖12B的狀態(tài)下，由伺服電機(jī)253驅(qū)動(dòng)所述閥體252，以便所述開口部252A形成具有8mm寬度W的開口，結(jié)果，比閥25A的圖12A的狀態(tài)大。
在圖12C的狀態(tài)下，伺服電機(jī)253驅(qū)動(dòng)所述閥體252，使所述開口部252A與開口部26A一致，結(jié)果，所述閥25A變?yōu)橥耆蜷_的狀態(tài)。在圖12C的狀態(tài)下，所述開口部252A形成寬度W也為40mm的開口部。
相反，在圖12D的狀態(tài)下，伺服電機(jī)253驅(qū)動(dòng)所述閥體252，使所述開口部252A完全離開開口部26A，結(jié)果，所述閥25A變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)。
圖42表示伴隨根據(jù)本實(shí)施例的高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B中閥體252的旋轉(zhuǎn)的電導(dǎo)系數(shù)變化的實(shí)例。
參照?qǐng)D42，在閥體252的旋轉(zhuǎn)角為0度的情況下，得到超過3000l/秒的電導(dǎo)系數(shù)，相反，若旋轉(zhuǎn)角超過約40度，則電導(dǎo)系數(shù)變?yōu)榱?，而一旦旋轉(zhuǎn)角超過120度，則再次增大，在170度左右增大到600l/秒左右的值。在本發(fā)明中，僅通過使閥體252轉(zhuǎn)動(dòng)，即可在0.1秒以內(nèi)的極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)圖42所示的電導(dǎo)系數(shù)變化。
圖13表示使用圖7的基板處理裝置40、在所述被處理基板12表面通過ALD法形成Al2O3膜的本發(fā)明第2實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。其中，圖13中，向在先說明的部分附加相同的參照符號(hào)，并省略說明。
參照?qǐng)D13，在本實(shí)施例中，在所述原料容器20A中保持TMA(三甲基鋁)，將所述原料容器20A中的TMA經(jīng)切換閥16A和噴嘴13A導(dǎo)入所述處理容器11中的石英反應(yīng)容器202內(nèi)。另外，在圖13的系統(tǒng)中，因?yàn)槲词褂冒先萜?0C的原料供給系統(tǒng)，所以省略圖示。
圖14是表示使用圖13的系統(tǒng)執(zhí)行的ALD加工的流程圖。
參照?qǐng)D14，在步驟10的工序中，所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B都完全打開至圖12C的狀態(tài)，從所述閥16A和16B、分別經(jīng)所述噴嘴13A和13B向所述石英反應(yīng)容器202中導(dǎo)入Ar氣體，凈化反應(yīng)容器202內(nèi)部。
接著，在步驟11中，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A關(guān)閉到圖12D的狀態(tài)，同時(shí)，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B局部打開到圖12A的狀態(tài)。或者，控制所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B，使所述反應(yīng)容器202的內(nèi)部變?yōu)橐?guī)定的壓力。并且，經(jīng)所述閥16B和噴嘴13B向所述石英反應(yīng)容器202內(nèi)導(dǎo)入H2O氣體。導(dǎo)入的H2O氣體沿所述被處理基板12的表面變?yōu)閷恿髁鲃?dòng)，從所述旋轉(zhuǎn)閥25B排出。與此同時(shí)，H2O分子僅在所述基板表面吸附1分子層。在所述步驟11期間，從閥16A向所述噴嘴13A供給少量的Ar氣體，凈化噴嘴13A內(nèi)部。
接著，在步驟12的工序中，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B都設(shè)定成圖12的完全打開狀態(tài)，并且通過從所述閥16A、16B經(jīng)噴嘴13A和13B導(dǎo)入Ar氣體，凈化所述噴嘴13A、13B和所述石英反應(yīng)容器202的內(nèi)部。
之后，在步驟13的工序中，所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A局部開放到圖12B的狀態(tài)，并且，將高速旋轉(zhuǎn)閥25B關(guān)閉到圖12D的狀態(tài)?；蛘?，控制所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A，以在所述處理容器22內(nèi)部產(chǎn)生規(guī)定的壓力。并且，在該狀態(tài)下，從所述切換閥16A經(jīng)氣體噴嘴13A向所述石英反應(yīng)容器202內(nèi)導(dǎo)入TMA，導(dǎo)入的TMA在所述被處理基板12的表面變?yōu)閷恿髁鲃?dòng)，從所述旋轉(zhuǎn)閥25A排出。結(jié)果，在所述被處理基板12的表面形成1分子層的Al2O3膜。其間，由Ar氣體凈化所述氣體噴嘴13B。
并且，在步驟14的工序中，所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B都完全打開到圖12C的狀態(tài)，通過從所述噴嘴13A和13B導(dǎo)入Ar氣體，凈化所述噴嘴13A、13B的內(nèi)部和所述石英反應(yīng)容器202內(nèi)部。
通過重復(fù)步驟10～14的工序，可每次在所述被處理基板表面上形成1分子層的高品質(zhì)的Al2O3膜。
圖15是在使用本發(fā)明的高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B的情況與使用圖2的現(xiàn)有導(dǎo)通閥15A、15B的情況下比較表示圖14的步驟10或12中的石英反應(yīng)容器202內(nèi)的凈化速度的圖。
參照?qǐng)D15，殘留氣體濃度在減少到最初的5％左右所需的時(shí)間在使用本發(fā)明的高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B的情況下為0.1秒左右，縮短為現(xiàn)有情況下的1/5左右。另外，從圖16可知，即使在真空凈化所述石英反應(yīng)容器202的情況下，若使用本發(fā)明的高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B，也可在1秒的凈化時(shí)間內(nèi)將殘留氣體濃度降低到5％左右。
圖16表示根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施例的基板處理裝置50的結(jié)構(gòu)。在圖16中，向在先說明的部分附加相同的參照符號(hào)，并省略說明。
參照?qǐng)D16，在本實(shí)施例中，撤消單側(cè)的高速旋轉(zhuǎn)閥25B，另外，伴隨著撤消對(duì)應(yīng)的原料氣體供給噴嘴13B和與之協(xié)同動(dòng)作的原料氣體供給系統(tǒng)。
在這種結(jié)構(gòu)的基板處理裝置50中，如圖17的流程圖所示，在步驟21中，完全打開所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A，從噴嘴13A供給Ar氣體，從而高速凈化所述石英反應(yīng)容器202內(nèi)部。因此，在步驟22中，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A設(shè)定成6mm的開度，并且從所述噴嘴13A導(dǎo)入H2O氣體，從而在所述被處理基板12的表面上僅吸附1分子層的H2O分子。另外，在步驟22中，即使不設(shè)定閥25A的開度，而設(shè)定處理壓力，與該壓力配合地控制裂縫寬度，也可得到同樣的效果。
并且，在步驟23中，完全打開所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A，通過Ar氣體來凈化噴嘴13A和石英反應(yīng)容器202內(nèi)部。
并且，在步驟24中，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A設(shè)定成8mm的開度，從所述噴嘴13A導(dǎo)入TMA氣體，從而在所述被處理基板12的表面上形成1分子層的Al2O3膜。另外，在步驟24中，即使不設(shè)定閥25A的開度，而設(shè)定處理壓力，與該壓力配合地控制裂縫寬度，也可得到同樣的效果。
圖18表示根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施例的基板處理裝置60的結(jié)構(gòu)。其中，圖18中向?qū)?yīng)于在先說明的部分附加相同的參照符號(hào)，并省略說明。
參照?qǐng)D18，基板處理裝置60在所述導(dǎo)管207b中，在所述高速旋轉(zhuǎn)閥26B的下游側(cè)還設(shè)置圖2的導(dǎo)通閥15B，在所述導(dǎo)管207b中，還在所述高速旋轉(zhuǎn)閥26B與所述導(dǎo)通閥15B的中間部分借助開閉閥61來設(shè)置遙控等離子體源62。
所述遙控等離子體源62供給Ar等稀有氣體與Cl2或CHF3等氯元素類或氟元素類的NF3等清潔氣體，驅(qū)動(dòng)與所述遙控等離子體源62協(xié)同動(dòng)作的例如頻率為400kHz的高頻源62A，從而化學(xué)地產(chǎn)生活性氯自由基或氟自由基。
通過本實(shí)施例，在基板處理裝置60中，通過完全打開所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A和25B，并關(guān)閉所述導(dǎo)通閥15B，從所述導(dǎo)管207b借助所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B向所述石英反應(yīng)容器202沿與通常的排氣方向相反的方向?qū)肴绱诵纬傻穆茸杂苫蚍杂苫?，再?jīng)高速旋轉(zhuǎn)閥25A將該氯自由基或氟自由基排氣，從而可有效清潔所述石英反應(yīng)容器20。
圖19是表示圖19的清潔工序的流程圖，另外，圖20A、20B是示意表示對(duì)應(yīng)于圖19的流程圖的基板處理裝置60的狀態(tài)圖。
參照?qǐng)D19，在步驟21中，完全打開高速旋轉(zhuǎn)閥25A，關(guān)閉高速旋轉(zhuǎn)閥25B。并且，向所述遙控等離子體源62供給Ar氣體和Cl2氣體，完全打開所述導(dǎo)通閥15B，開放所述開閉閥61，以高頻源62A形成的頻率為400kHz、功率為5kW的高頻波來驅(qū)動(dòng)所述遙控等離子體源62，伴隨遙控等離子體的產(chǎn)生，還產(chǎn)生氯自由基Cl*。在步驟21的狀態(tài)下，如圖20A所示，將形成的氯自由基原樣排氣到排氣系統(tǒng)。
接著，在步驟22中，完全打開所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B，關(guān)閉導(dǎo)通閥15，從而步驟21中形成的氯自由基Cl*如圖20B所示，通過所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B和排氣口26B，導(dǎo)入石英反應(yīng)容器202內(nèi)。導(dǎo)入的氯自由基Cl*在所述石英反應(yīng)容器202內(nèi)向所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A流動(dòng)、通過排氣口25A排出。因此，通過將步驟22的狀態(tài)維持規(guī)定時(shí)間，清潔附著在所述石英反應(yīng)容器202的內(nèi)壁面等上的堆積物。
接著，在步驟23的工序中，再次關(guān)閉所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B，完全打開所述導(dǎo)通閥15B。結(jié)果，如在先的圖20A所示，由所述遙控自由基源62形成的氯自由基被原樣排氣到排氣系統(tǒng)。
并且，在步驟24的工序中，截?cái)嗨龈哳l源62A，斷開遙控自由基產(chǎn)生源62，關(guān)閉所述開閉閥61。
在本實(shí)施例中，如上所述，將所述排氣口26A、26B的寬度W設(shè)定得比以前的排氣口14A、14B的寬度大，使可實(shí)現(xiàn)大的電導(dǎo)系數(shù)的高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B組合，從而，在從外部向石英反應(yīng)容器202內(nèi)導(dǎo)入大量的自由基時(shí)，可將自由基喪失活性抑制到最小限度，可進(jìn)行有效的清潔。在本實(shí)施例中，因?yàn)樵诰植颗艢庀到y(tǒng)中形成自由基源62，所以即使所述反應(yīng)容器202具有適于形成原料氣體的層流的扁平形狀，設(shè)置自由基源也不困難。
在圖18的基板處理裝置60中，自由基源62不僅用于清潔處理容器202，還可氧化或氮化吸附在被處理基板上的分子。此時(shí)，將氧或氮?dú)馀cAr等不活潑性氣體一起供給給所述自由基源62，代替清潔氣體。
下面，參照?qǐng)D21A和圖21B來說明使用圖1 8的基板處理裝置60來在被處理基板上形成Al2O3膜的根據(jù)本發(fā)明第5實(shí)施例的基板處理工序。
參照?qǐng)D21A，由所述伺服電機(jī)253來轉(zhuǎn)動(dòng)所述基板保持臺(tái)203，并打開所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A，對(duì)所述反應(yīng)容器202內(nèi)排氣。另外，驅(qū)動(dòng)所述遙控自由基源62。
并且，在圖21A的狀態(tài)下，關(guān)閉所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B，從所述處理氣體導(dǎo)入口13A向所述反應(yīng)容器202內(nèi)導(dǎo)入TMA等處理氣體。導(dǎo)入的處理氣體沿所述基板保持臺(tái)203上的被處理基板表面流動(dòng)，通過所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A和導(dǎo)管207a排氣。結(jié)果，在所述被處理基板表面吸附TMA分子，形成大致1分子層厚的TMA層。
在圖21A的狀態(tài)下，開放設(shè)置在所述導(dǎo)管207b中的可變導(dǎo)通閥15C，結(jié)果，所述遙控自由基源62形成的氧自由基不被導(dǎo)入所述反應(yīng)容器202內(nèi)，通過所述可變導(dǎo)通閥15C排出。
另一方面，在圖21B的狀態(tài)下，切換閥16A截?cái)嘞蛩鎏幚須怏w導(dǎo)入口13A供給TMA，并且關(guān)閉所述可變導(dǎo)通閥15C，開放高速旋轉(zhuǎn)閥25B，由此通過所述排氣口26B、以逆流的形式向所述反應(yīng)容器202內(nèi)供給所述遙控自由基源62形成的氧自由基O*。此時(shí)，在圖21B的狀態(tài)下，所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A也開放，結(jié)果，如此導(dǎo)入的氧自由基O*在所述反應(yīng)容器202內(nèi)沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)的被處理基板的表面流動(dòng)，氧化吸附在所述基板表面上的TMA分子，形成1分子層的Al2O3膜。
在圖21B的工序之后，再返回圖21A的工序，通過交互重復(fù)圖21A和圖21B的工序，可在被處理基板上每次生長1分子層的Al2O3膜。
這樣，在本實(shí)施例中，在TMA分子的氧化中使用氧自由基來代替H2O。與之相伴，不使用導(dǎo)入H2O的處理氣體供給口13B和切換閥16B。結(jié)果，不會(huì)產(chǎn)生H2O分子附著到反應(yīng)容器202的內(nèi)壁或切換閥16B上的問題，可迅速進(jìn)行從圖21B的狀態(tài)切換到圖21A的狀態(tài)時(shí)的凈化工序。
尤其是通過在所述排氣口26A和26B中使用在先說明的高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B，可在所述排氣口26B附近設(shè)置所述遙控自由基源62，可高效將氧自由基導(dǎo)入反應(yīng)容器202內(nèi)。在本實(shí)施例中，因?yàn)檫b控自由基源62不必直接設(shè)置在扁平的處理容器201或其內(nèi)部的反應(yīng)容器202中，所以設(shè)計(jì)容易。
圖22是表示包含圖21A、21B的工序的、圖18的基板處理裝置60執(zhí)行的基板處理工序的流程圖。
參照?qǐng)D22，在步驟30中，完全打開所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B，并從所述處理氣體導(dǎo)入口13A導(dǎo)入Ar氣體，從而凈化所述反應(yīng)容器202的內(nèi)部。在該工序中，為了防止從反應(yīng)容器202中排出的殘留處理氣體侵入所述遙控自由基源62并產(chǎn)生堆積，所述閥61如圖23A所示關(guān)閉。其中，在所述殘留處理氣體的侵入少的情況下，也可如圖23B所示，在所述步驟S30的凈化工序中，開放所述閥61。此時(shí)，可穩(wěn)定遙控自由基源62內(nèi)的壓力，使等離子體穩(wěn)定。
接著，在對(duì)應(yīng)于圖23A的工序的步驟S31中，關(guān)閉所述旋轉(zhuǎn)閥25B，將所述旋轉(zhuǎn)閥25A的閥開度設(shè)定成6mm。在該狀態(tài)下，通過從所述處理氣體導(dǎo)入口13A導(dǎo)入TMA，一樣使大致1分子層厚的TMA分子層吸附在所述被處理基板的表面上。
之后，在步驟S32中，再次完全打開所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B，凈化殘留在所述反應(yīng)容器202中的TMA。即使在該階段下，所述搖控等離子體源62的閥61也可如所述圖23A所示關(guān)閉。其中，在所述殘留處理氣體的侵入少的情況下，也可如圖23B所示，在所述步驟S30的凈化工序中，開放所述閥61。此時(shí)，可穩(wěn)定遙控自由基源62內(nèi)的壓力，使等離子體穩(wěn)定。
并且，在對(duì)應(yīng)于圖21B的工序的步驟S33中，開放所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A和25B，并且截?cái)鄰奶幚須怏w導(dǎo)入口13A導(dǎo)入TMA。并且，通過關(guān)閉所述可變導(dǎo)通閥15C并開放閥61，向所述反應(yīng)容器202中導(dǎo)入氧自由基，氧化在先吸附在被處理基板表面上的TMA分子層。結(jié)果，在所述被處理基板表面上形成1分子層厚的Al2O3膜。
并且，在步驟S34中，完全打開所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B，邊從所述處理氣體導(dǎo)入口13A導(dǎo)入Ar氣體，邊凈化所述反應(yīng)容器202。其中，在步驟S34中，所述可變導(dǎo)通閥15C處于開放狀態(tài)。
步驟S34是與在先的步驟S30相同的工序，因此，接著通過重復(fù)步驟3 1～34，可在所述被處理基板表面上每次生長1分子層的Al2O3膜。
根據(jù)本實(shí)施例，通過在TMA分子層的氧化中使用氧自由基，可縮短所述步驟S10、即步驟S34中的凈化時(shí)間，使基板處理效率提高。
另外，在本發(fā)明中，形成的膜不限于Al2O3膜，也可通過使用ZrCl4氣體來形成ZrO2膜，或使用HfCl4氣體來形成HfO2膜。
并且，所述遙控等離子體源62也可供給氮?dú)鈦硇纬傻杂苫?br> 在本實(shí)施例中，通過在局部排氣系統(tǒng)中設(shè)置所述遙控等離子體源62，即使在導(dǎo)入處理氣體并用處理氣體分子覆蓋被處理基板表面的圖22的步驟S11的工序中，連結(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)遙控等離子體源62的情況下，也不會(huì)產(chǎn)生自由基侵入反應(yīng)容器202內(nèi)的情況，所以不必開關(guān)控制所述遙控等離子體源62，即使在短的周期下運(yùn)轉(zhuǎn)基板處理裝置的情況下，也可穩(wěn)定供給等離子體。因此，圖5的基板處理裝置可以大的生產(chǎn)量來進(jìn)行所謂的原子層CVD加工。
圖24A表示在所述圖22的步驟S31中、從相對(duì)所述處理氣體導(dǎo)入口13A的處理氣體導(dǎo)入口13B供給TMA等處理氣體的情況。
在此情況下，從所述閥16B經(jīng)處理氣體導(dǎo)入口13B導(dǎo)入的處理氣體在所述處理容器202中向處理氣體導(dǎo)入口13A流動(dòng)，經(jīng)完全打開狀態(tài)的高速旋轉(zhuǎn)閥25A排氣到排氣導(dǎo)管207b。此時(shí)，設(shè)置在所述導(dǎo)管207b中的可變導(dǎo)通閥15C也被完全打開，結(jié)果，通過閥15C將處理氣體排氣。
在圖24A的狀態(tài)下，因?yàn)楦邼舛鹊奶幚須怏w在所述導(dǎo)管207b中流動(dòng)，所以需要關(guān)閉所述遙控等離子體源62的閥61。否則，導(dǎo)管207b中TMA等處理氣體被氧自由基氧化，產(chǎn)生堆積。
圖24B的狀態(tài)下對(duì)應(yīng)于圖22的步驟S33的氧化處理工序，與圖21B的情況一樣，從所述遙控自由基源62通過完全打開的高速旋轉(zhuǎn)閥25B向處理容器202內(nèi)導(dǎo)入氧自由基，并且在沿所述被處理基板的表面流動(dòng)后，通過完全打開的高速旋轉(zhuǎn)閥25A排氣。在該狀態(tài)下，關(guān)閉所述可變導(dǎo)通閥15C。
圖25表示根據(jù)本發(fā)明第6實(shí)施例的基板處理裝置80的結(jié)構(gòu)。其中，圖中向在先說明的部分附加相同的參照符號(hào)，并省略說明。圖25表示將所述試樣保持臺(tái)203抬高到處理位置的狀態(tài)。在圖25的結(jié)構(gòu)中，將基板搬運(yùn)部204A設(shè)置成位于高速旋轉(zhuǎn)閥25A與25B的中間。
參照?qǐng)D25，基板處理裝置80具有與在先說明的基板處理裝置40大致對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，但在本實(shí)施例中，石英反應(yīng)容器202在對(duì)應(yīng)于被處理基板12的部分接近被處理基板12的表面，在被處理基板12與石英反應(yīng)容器202之間形成高度低的扁平氣體通路。另外，對(duì)應(yīng)于這種石英反應(yīng)容器202的形狀，所述蓋板201A也形成為中央部的厚度增大的形狀。這樣，通過在被處理基板12的表面形成非常扁平的高度低的氣體通路，作為層流通過被處理基板12表面的氣體的流速增大，結(jié)果，保證被處理基板12表面的氣相原料分子的一樣吸附。另外，因?yàn)樘幚砣萜?01內(nèi)的實(shí)效容積減少，所以凈化效率提高，可在短時(shí)間內(nèi)邊切換處理氣體邊高效執(zhí)行原子層CVD加工。
另外，在圖25的基板處理裝置80中，在高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B的內(nèi)側(cè)、即靠近被處理基板12的一側(cè)設(shè)置鳥嘴狀的處理氣體導(dǎo)入口83A、83B，代替處理氣體導(dǎo)入口13A、13B，并在所述蓋板201A上設(shè)置遙控等離子體源82。所述遙控等離子體源82如下所述，通過導(dǎo)管85A結(jié)合在所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B上，將形成的氧自由基或氮自由基導(dǎo)入所述反應(yīng)容器202中的處理空間中。因此，閥25B在將排氣口255連接于排氣管207b上的同時(shí)，還形成結(jié)合所述導(dǎo)管85A的導(dǎo)入口26C。
所述旋轉(zhuǎn)閥25A將排氣口26A結(jié)合在所述反應(yīng)容器202的側(cè)部，如下所述，對(duì)應(yīng)于閥體252的轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)所述反應(yīng)容器202內(nèi)部的處理空間排氣。同樣，旋轉(zhuǎn)閥25B將排氣口26B結(jié)合在反應(yīng)容器202的側(cè)部，對(duì)應(yīng)于閥體252的轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)所述反應(yīng)容器202內(nèi)部的處理空間排氣。
另外，在圖25的基板處理裝置80中，在高速旋轉(zhuǎn)閥25A的內(nèi)部，沿閥25A的旋轉(zhuǎn)軸形成處理氣體導(dǎo)入管25a，將所述處理氣體導(dǎo)入管25a連接在圖7的切換閥16B上。
圖26表示圖25的基板處理裝置80在狀態(tài)1下的吸附工序。
參照?qǐng)D26，高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B在閥體252C中除在先說明的閥開口部252A和閥開口部252B外，還具有其它的大的閥開口部252C，在閥25A中，所述開口部252A-252C繞順時(shí)針形成，另外，在閥25B中，所述開口部252A-252C繞逆時(shí)針形成。另外，在本實(shí)施例中，開口部252B和252C都具有與圖11A所示的開口部252A一樣的、沿閥體252的軸向延伸的細(xì)長形狀。
在圖26的狀態(tài)1中，令高速旋轉(zhuǎn)閥25B旋轉(zhuǎn)，以使所述大的開口部252B匹配于排氣口255，在該狀態(tài)下，其它的大的開口部252C與連通于石英反應(yīng)容器202中的處理空間的排氣口26B匹配。因此，所述處理空間經(jīng)開口部252C和252B向排氣管207b排氣。另外，在該狀態(tài)下，截?cái)嚅y25B向遙控等離子體源85的連通，另外，還截?cái)嘞蛱幚須怏w導(dǎo)入口83A的連通。
在圖26的狀態(tài)1中，還旋轉(zhuǎn)所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A，以使所述大的開口部252A匹配于處理氣體導(dǎo)入口83B，并且，從切換閥16B經(jīng)所述處理氣體導(dǎo)入管25a向所述閥25A中的空間導(dǎo)入TMA等處理氣體。將這樣導(dǎo)入的處理氣體通過所述開口部252A和處理氣體導(dǎo)入口83B導(dǎo)入石英處理容器222內(nèi)的處理空間，在處理氣體通過所述排氣口26B和閥25B排出之前的期間中，處理氣體中的原料分子被吸附在被處理基板12的表面上。
圖27表示接著圖26的工序進(jìn)行的排氣工序中的基板處理裝置80的狀態(tài)2。
參照?qǐng)D27，旋轉(zhuǎn)高速旋轉(zhuǎn)閥25B，以使大的開口部252C匹配于所述排氣口26B，在該狀態(tài)下，其它的大的閥開口部252B與排氣口255匹配。另外，高速旋轉(zhuǎn)閥25A也產(chǎn)生同樣的狀態(tài)，結(jié)果，石英反應(yīng)容器202內(nèi)部的處理空間經(jīng)所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A和25B快速排氣。
圖28放大表示圖27的排氣工序中的高速旋轉(zhuǎn)閥25B附近的狀態(tài)。
參照?qǐng)D28，在本實(shí)施例中，如上所述，處理氣體導(dǎo)入口83A形成于比高速旋轉(zhuǎn)閥25B還靠近被處理基板12的位置上。因此，在圖27的排氣工序中，處理氣體導(dǎo)入口83A相對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)閥25B，位于排氣的氣流的上游側(cè)，氣流沿鳥嘴狀處理氣體導(dǎo)入口83A流向排氣口26，通過閥開口部252C流入閥25B中。因此，消除在氣體導(dǎo)入口背后的虛線所示區(qū)域中容易產(chǎn)生的氣體的滯留，可有效對(duì)反應(yīng)容器202內(nèi)部排氣。
在圖27、28的排氣工序后，在基板處理裝置80的狀態(tài)3中進(jìn)行圖29所示的氧化處理工序。
參照?qǐng)D29，在氧化處理工序中，向所述遙控等離子體源85供給Ar氣體與氧氣，并且由例如400kHz的高頻波激勵(lì)這些氣體，形成氧自由基O*。并且在圖29的工序中，旋轉(zhuǎn)所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B，以使閥開口部252B匹配于所述開口部26C，在該狀態(tài)下，所述閥開口部252A匹配于排氣口26B。
結(jié)果，由所述遙控等離子體源85激勵(lì)的氧自由基O*逆向通過所述閥開口部252A和排氣口26B后，被導(dǎo)入石英處理容器202中的處理空間。此時(shí)，所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A被設(shè)定在與圖27相同的排氣位置上，結(jié)果，通過所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B和處理氣體導(dǎo)入口83A導(dǎo)入的氧自由基在處理容器202中沿被處理基板12的表面流向高速旋轉(zhuǎn)閥25A的排氣口26A，其間，氧化在先吸附在被處理基板12上的原料分子。此時(shí)，設(shè)所述閥開口部252A為大面積的開口部，通過經(jīng)所述排氣口26B導(dǎo)入自由基，可避免自由基壽命的降低。
并且，在圖29的工序之后，進(jìn)行圖27的排氣工序，通過重復(fù)圖26的吸附工序、圖27的排氣工序、圖29的氧化工序和圖27的排氣工序，每次在被處理基板12的表面層疊1分子層的由金屬氧化物等構(gòu)成的高電介質(zhì)膜。
圖30表示使用圖25的基板處理裝置80的基板處理工序的實(shí)例。
參照?qǐng)D30，在步驟41中，將基板處理裝置80設(shè)定成圖27的狀態(tài)1，對(duì)反應(yīng)容器202內(nèi)部的處理空間排氣。另外，此時(shí)，通過從處理氣體導(dǎo)入口83A導(dǎo)入Ar凈化氣體，進(jìn)行處理氣體導(dǎo)入口83A和所述處理空間的凈化。
接著，在步驟42的工序中，將基板處理裝置80設(shè)定成圖26的狀態(tài)1，從處理氣體導(dǎo)入口83B向反應(yīng)容器202內(nèi)導(dǎo)入TMA等處理氣體，在被處理基板12上產(chǎn)生原料分子的吸附。
之后，在步驟43的工序中，將基板處理裝置80返回圖27的狀態(tài)2，排氣所述反應(yīng)容器202內(nèi)部的處理空間。此時(shí)，在步驟43的工序中，從所述處理氣體導(dǎo)入口83B導(dǎo)入Ar凈化氣體，進(jìn)行處理氣體導(dǎo)入口83B和處理空間的凈化。
之后，在步驟44的工序中，將基板處理裝置80設(shè)定成圖29的狀態(tài)3，經(jīng)所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B和排氣口26B將所述自由基源85形成的氧自由基等自由基導(dǎo)入所述處理空間中，氧化在先吸附在所述被處理基板12上的原料分子。
并且再返回步驟41，通過重復(fù)步驟42～44，在所述被處理基板12的表面上每次形成1分子層的Al2O3膜。
圖3 1是以上說明的本實(shí)施例的基板處理裝置80在打開蓋板201A的狀態(tài)下的局部剖切截面圖。
參照?qǐng)D31，在高速旋轉(zhuǎn)閥25A中，氣體導(dǎo)入管25a沿軸向延伸，另外，開口部26C對(duì)應(yīng)于所述導(dǎo)管85A的形狀，具有大致圓形的形狀，但閥開口部252A、252B或252C具有沿閥體252的軸向延伸的細(xì)長形狀。另外，在所述氣體導(dǎo)入管25a的端部設(shè)置原料氣體管路的連接部25a1，并且所述閥25A、25B任一個(gè)中，電機(jī)253將閥體252驅(qū)動(dòng)。
如圖31所示，通過未圖示的支點(diǎn)自由開閉地設(shè)置蓋板201A，通過如此構(gòu)成，基板處理裝置80容易維修。
圖32表示根據(jù)本發(fā)明第7實(shí)施例的基板處理裝置90的結(jié)構(gòu)，另外，圖33表示圖32的基板處理裝置90中使用的處理氣體導(dǎo)入口的結(jié)構(gòu)。其中，圖32、圖33中向?qū)?yīng)于在先說明的部分附加相同的參照符號(hào)，并省略說明。圖32表示使基板保持臺(tái)203下降到對(duì)應(yīng)于基板搬入搬出口204A的位置、并且由升降銷204B抬起被處理基板12的狀態(tài)。
參照?qǐng)D32，基板處理裝置90具有與在先實(shí)施例中的基板處理裝置80一樣的結(jié)構(gòu)，但如圖33所示，經(jīng)閥將原料氣體線連接于處理氣體導(dǎo)入口83A、83B上。例如在處理氣體導(dǎo)入口83A的情況下，圖1中經(jīng)線23a和閥24A供給的Ar凈化氣體與經(jīng)線16a和閥19A供給的ZrCl2或TMA等原料氣體經(jīng)切換閥16A供給，另外，經(jīng)線23c和閥24C供給的Ar凈化氣體與經(jīng)線16c和閥19C供給的ZrCl2或TMA等原料氣體經(jīng)切換閥16C供給。
另外，在圖32的基板處理裝置90中不設(shè)置基板處理裝置80中使用的遙控等離子體源85。
圖34A詳細(xì)表示圖32的基板處理裝置90中使用的高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B的結(jié)構(gòu)，尤其是各閥使用的閥體252的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D34A，在高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B中形成對(duì)應(yīng)于在先說明的閥開口部252A、252B等的閥開口部①-③，圖34B表示閥25A中形成所述閥開口部①-③的閥體252的展開圖。另外，同樣圖34C表示閥25B中形成所述閥開口部①-③的閥體252的展開圖。
參照?qǐng)D34B、34C，閥25B的開口部①-③被設(shè)定位置和寬度，以在圖34A的狀態(tài)下，開口部①與處理容器22內(nèi)的處理空間連通，另外，開口部②與處理氣體導(dǎo)入口83A連通，開口部③經(jīng)排氣口255連通于排氣管207a，閥25A中開口部①-③也同樣形成。
在本實(shí)施例中，處理氣體導(dǎo)入口83A經(jīng)所述線16a和閥19A供給臭氧氣體(O3)，并經(jīng)線16b和閥19B向處理氣體導(dǎo)入口83B供給例如Hf[N(C2H5)2]4或Hf[N(CH3)2]4等Hf有機(jī)金屬原料。
下面，參照?qǐng)D35A～35H來說明使用圖32的基板處理裝置90執(zhí)行的基板處理工序的實(shí)例。
在圖35A的工序中，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B設(shè)定成圖35A的狀態(tài)，結(jié)果，所述石英處理容器202內(nèi)部的處理空間在閥25A、25B任一個(gè)中都經(jīng)通過開口部①和③的路徑排氣到排氣管270a或207b。另外，在圖35A的狀態(tài)下，閥25A、25B任一個(gè)中，開口部②都匹配于處理氣體導(dǎo)入口83A或83B，結(jié)果，處理氣體導(dǎo)入口83A、83B也通過開口部③和排氣管207a或207b排氣。
接著，在圖35B的工序中，高速旋轉(zhuǎn)閥25B的狀態(tài)保持為圖35A的狀態(tài)不變，所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A的閥體252被旋轉(zhuǎn)到所述開口部①連通于排氣管207a、但開口部②-③都不連通于所述處理空間或處理氣體導(dǎo)入口83B的位置，并且，打開閥19B，經(jīng)所述處理氣體導(dǎo)入口83B將線16b中的有機(jī)金屬Hf原料導(dǎo)入所述處理空間中。導(dǎo)入的有機(jī)金屬Hf原料沿被處理基板12的表面在所述處理空間中流動(dòng)，被吸附在被處理基板12的表面上。
之后，在圖35C的工序中，保持所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A中的閥體252的位置不變，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B中的閥體252返回到圖35A的位置，處理容器202內(nèi)部的處理空間向排氣管207b排氣。另外，在圖35C的工序中，打開閥24B，將線23b中的Ar凈化氣體導(dǎo)入所述處理氣體導(dǎo)入口83B中，結(jié)果，凈化處理氣體導(dǎo)入口83B。
并且，在圖35D的工序中，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A中的閥體252返回圖35A的狀態(tài)，通過高速旋轉(zhuǎn)閥25A的開口部①、②和③向排氣管207a對(duì)處理容器202內(nèi)部的處理空間排氣。另外，在圖35D的工序中，打開閥24A，將線23a中的Ar凈化氣體導(dǎo)入所述處理氣體導(dǎo)入口83A，結(jié)果，凈化處理氣體導(dǎo)入口83A。
之后，在圖35E的工序中，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B中的閥體252都返回圖35A的狀態(tài)，對(duì)所述處理容器202內(nèi)部的處理空間排氣。
接著，在圖35F的工序中，保持所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A的閥體252為圖35E的狀態(tài)不變，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B中的閥體252旋轉(zhuǎn)到與圖35D相同的位置上，并打開閥19A，通過所述處理氣體導(dǎo)入口83A將線16a中的臭氧氣體導(dǎo)入所述處理空間中。導(dǎo)入的臭氧氣體在所述處理空間中沿被處理基板12的表面流動(dòng)，氧化吸附在被處理基板12的表面上的有機(jī)金屬Hf原料分子，形成1分子層厚的HfO2膜。
接著，在圖35G的工序中，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A和25B中的閥體252的位置保持原樣不變，所述處理容器202內(nèi)部的處理空間被向排氣管207a排氣。另外，在圖35G的工序中，打開閥24A，將線23a中的Ar凈化氣體導(dǎo)入所述處理氣體導(dǎo)入口83A，結(jié)果，凈化處理氣體導(dǎo)入口83A。
并且，在圖35H的工序中，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A中的閥體252返回圖35A的狀態(tài)，所述開口部①連通于排氣管207b，開口部②連通于處理氣體導(dǎo)入口83A，開口部③連通于處理空間。結(jié)果，從開口部②或③經(jīng)開口部①向排氣管207b排出處理容器202內(nèi)部的處理空間的氣體。另外，在圖35H的工序中，打開閥24B，將線23b中的Ar凈化氣體導(dǎo)入所述處理氣體導(dǎo)入口83B，結(jié)果，凈化處理氣體導(dǎo)入口83B。
并且，通過重復(fù)圖35A-圖35H的工序，在被處理基板12上實(shí)現(xiàn)HfO2膜的原子層生長。
另外，在本實(shí)施例中，也可在圖35B的工序之后進(jìn)行圖36A所示的噴嘴凈化工序，直到圖35F的工序之前為止。另外，也可在圖35F的工序之后進(jìn)行圖36B所示的噴嘴凈化工序，直到下一周期中的圖35B的工序之前為止。
參照?qǐng)D36A，在高速旋轉(zhuǎn)閥25B中，將閥體252旋轉(zhuǎn)到開口部①-③的任一個(gè)都不連通于處理容器202中的處理空間的位置，并且，在高速旋轉(zhuǎn)閥25A中，將閥體252設(shè)定在圖35A的位置。
在該狀態(tài)下，若打開所述閥24B，則將凈化線23b中的Ar氣體導(dǎo)入處理氣體導(dǎo)入口83B中，但導(dǎo)入的Ar氣體由于高速旋轉(zhuǎn)閥25A的作用，在處理氣體導(dǎo)入口83B中，沿與處理氣體導(dǎo)入口83B中的通常氣體流動(dòng)方向相反的方向流動(dòng)，通過所述開口部②和③排出到排氣管207a。
另外，在圖36B的實(shí)例中，在高速旋轉(zhuǎn)閥25A中，將閥體252旋轉(zhuǎn)到開口部①-③任一個(gè)都不連通于處理容器202中的處理空間的位置，并且，在高速旋轉(zhuǎn)閥25B中，將閥體252設(shè)定在圖35A的位置。
在該狀態(tài)下，若打開閥24A，則將凈化線23a中的Ar氣體導(dǎo)入處理氣體導(dǎo)入口83A中，但導(dǎo)入的Ar氣體由于高速旋轉(zhuǎn)閥25B的作用，在處理氣體導(dǎo)入口83A中，沿與處理氣體導(dǎo)入口83A中通常的氣體流動(dòng)方向相反的方向流動(dòng)，通過所述開口部②和③排出到排氣管207b。
圖37是表示圖36A、36B中處理氣體導(dǎo)入口83A或83B的凈化工序的特征圖。
參照?qǐng)D37，通過在處理氣體導(dǎo)入口83A中，沿與通常的氣體流動(dòng)方向相反的方向流過凈化氣體，凈化氣體從電導(dǎo)系數(shù)小的區(qū)域流向大的區(qū)域流動(dòng)，結(jié)果，有效凈化所述處理氣體導(dǎo)入口83A。圖37中，小箭頭示意表示電導(dǎo)系數(shù)小的區(qū)域，大箭頭示意表示電導(dǎo)系數(shù)大的區(qū)域。
另外，圖37所示的噴嘴逆凈化工序也可通過在例如圖35C的工序中在處理氣體導(dǎo)入口83A打開閥24A、導(dǎo)入Ar氣體來進(jìn)行。同樣，圖37所示的噴嘴逆凈化工序也可通過在例如圖35G的工序中在處理氣體導(dǎo)入口83B打開閥24B、導(dǎo)入Ar氣體來進(jìn)行。
圖38A-38C示意表示根據(jù)本發(fā)明第8實(shí)施例的基板處理裝置120的示意結(jié)構(gòu)。其中，圖中向在先說明的部分附加相同的參照符號(hào)，并省略說明。
參照?qǐng)D38A，基板處理裝置120具有與在先說明的基板處理裝置100類似的結(jié)構(gòu)，但不同之處在于圖25的基板處理裝置80中說明的遙控等離子體源85經(jīng)導(dǎo)管85A結(jié)合在高速旋轉(zhuǎn)閥25A上。與圖25或31的實(shí)施例一樣，將遙控等離子體源85設(shè)定在自由開閉的蓋板201A上，經(jīng)閥86A從線86a供給Ar氣體，或經(jīng)閥86B從線83b供給氧氣。另外，在本實(shí)施例中，從線16a經(jīng)閥19A向所述處理氣體導(dǎo)入口83A供給有機(jī)金屬Hf原料，代替臭氧氣體。
如圖38A所示，在高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B中，在各閥體252上形成在圖38B或圖38C的展開圖中詳細(xì)表示的開口部①-③，作為閥開口部252A、252B。具體而言，在對(duì)應(yīng)于高速旋轉(zhuǎn)閥25B的圖38B展開圖中，所述開口部①-③形成為在所述開口部①連通于所述處理容器202的端部的狀態(tài)下，所述開口部②連通于所述氣體噴嘴83A，另外，所述開口部③連通于排氣管207b。另外，在圖示的實(shí)例中，所述開口部③形成為圓形或橢圓形的開口形狀，但也可將這些開口部①-③全部設(shè)為裂縫形狀。
另一方面，在對(duì)應(yīng)于所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A的圖38C的展開圖中，所述開口部①-③需要可連通于所述自由基源85，因此，在配置上與圖38B多少有些不同。
即，在圖38C中，所述開口部①-③形成為在所述開口部①在排氣端口25A側(cè)連通于所述處理容器202的端部的狀態(tài)下，所述開口部②連通于排氣管207a，另外，在所述開口部③連通于所述處理容器202的端部的狀態(tài)下，所述開口部②連通于所述自由基源85。
在本實(shí)施例中，僅向氣體噴嘴83B供給原料氣體，不供給氧化氣體。因此，不必如在先實(shí)施例那樣沿逆向凈化氣體噴嘴83B。但是，在將開口部①的寬度設(shè)定得較大，所述開口部①連通于所述處理容器202的端部的情況下，也可構(gòu)成為所述開口部①還連通于所述氣體噴嘴83B。在該狀態(tài)下，所述開口部③連通于所述排氣管207a。另外，在圖38C的結(jié)構(gòu)中，將開口部①和②形成為裂縫形狀，將開口部③形成為圓形或橢圓形狀，但也可將開口部①-③全部形成裂縫形狀。
下面，參照?qǐng)D39A-39H來說明使用圖38A-38C的基板處理裝置120的HfO2膜的形成工序。
參照?qǐng)D39A，高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B位于已在圖35A中說明的位置，將處理容器202內(nèi)的處理空間排氣。
接著，在圖39B的工序中，將高速旋轉(zhuǎn)閥25A保持在圖39A的狀態(tài)下不變，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B內(nèi)的閥體252轉(zhuǎn)動(dòng)到所述開口部①連通于排氣管207b、而開口部②和③均不連通于所述處理空間的位置。在該狀態(tài)下，打開所述閥19A，從所述處理氣體導(dǎo)入口83A向所述處理空間內(nèi)導(dǎo)入有機(jī)金屬Hf原料。
如此導(dǎo)入的有機(jī)金屬Hf原料在所述處理空間中沿被處理基板12的表面流向高速旋轉(zhuǎn)閥25A，有機(jī)金屬Hf原料分子被吸附到被處理基板12的表面上。過剩的原料氣體從所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A的開口部①經(jīng)開口部②排氣到排氣管207a。
接著，在圖39C的工序中，將所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A保持在圖39A、39B的狀態(tài)不變，另外，將高速旋轉(zhuǎn)閥25B的狀態(tài)也保持不變，關(guān)閉所述閥19A，打開閥24A。結(jié)果，線23a中的Ar氣體被導(dǎo)入所述處理氣體導(dǎo)入口83A，導(dǎo)入的Ar氣體在所述處理空間中沿被處理基板12的表面流向高速旋轉(zhuǎn)閥25A，從閥25A的開口部①經(jīng)開口部②排出到排氣口207a。由此，凈化處理氣體導(dǎo)入口83A。
接著，在圖39D的工序中，將高速旋轉(zhuǎn)閥25B返回圖39A的狀態(tài)，并且旋轉(zhuǎn)高速旋轉(zhuǎn)閥25A中的閥體252，使形成于所述閥體上的開口部①經(jīng)排氣口255連通于排氣管207a，另外，開口部③連通于遙控等離子體源85的導(dǎo)管85A。另外，同時(shí)打開閥86A，將線86a中的Ar氣體供給給遙控等離子體源85。
之后，在圖39D的工序中，還打開閥24B，向處理氣體供給口83B供給凈化線24b中的Ar氣體，進(jìn)行處理氣體供給口83B的凈化。從處理氣體導(dǎo)入口83B導(dǎo)入的Ar氣體在所述處理空間中流向高速旋轉(zhuǎn)閥25B，從開口部①或開口部②通過開口部③排出到排氣管207b。
接著，在圖39E的工序中，所述高速旋轉(zhuǎn)閥25B的狀態(tài)不變，旋轉(zhuǎn)高速旋轉(zhuǎn)閥25A中的閥體252，使形成于閥體252上的開口部②連通于遙控等離子體源85的導(dǎo)管85A，另外，開口部③連通于所述處理空間。結(jié)果，包含由所述遙控等離子體源85激活的Ar自由基的Ar氣體通過所述開口部②和③，被導(dǎo)入所述處理空間中。
之后，在圖39F的工序中，高速旋轉(zhuǎn)閥25B的狀態(tài)不變，另外，高速旋轉(zhuǎn)閥25A也為不變的狀態(tài)下，除閥86A外，打開閥86B，將線86b中的氧氣與線86a中的Ar氣體一起導(dǎo)入遙控等離子體源85中使之活性化。所述遙控等離子體源85中氧氣的活性化的結(jié)果，在遙控等離子體源85中形成氧自由基O*，形成的氧自由基O*在所述高速旋轉(zhuǎn)閥25A中從開口部②通過開口部③導(dǎo)入所述處理空間內(nèi)。形成的氧自由基O*沿被處理基板12的表面流動(dòng)，氧化吸附在基板12表面的原料分子。結(jié)果，在所述被處理基板12的表面中形成1分子層的HfO2膜。
接著，在圖39G的工序中，高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B的狀態(tài)不變，關(guān)閉所述閥86B，停止等離子體源85，在流過規(guī)定時(shí)間Ar氣體后，也關(guān)閉閥86A。
并且，在圖39H的工序中，將高速旋轉(zhuǎn)閥25A的狀態(tài)返回圖39A的狀態(tài)，并且，將高速旋轉(zhuǎn)閥25B設(shè)定成圖39B的狀態(tài)。并且，在該狀態(tài)下，通過打開閥24A，從凈化線23a向處理氣體導(dǎo)入口83A導(dǎo)入Ar氣體，進(jìn)行處理氣體導(dǎo)入口83A的凈化。
并且，通過重復(fù)圖39A-39H的工序，在被處理基板12的表面中每次形成1分子層的HfO2膜。
根據(jù)本實(shí)施例，通過由具有強(qiáng)氧化力的氧自由基氧化吸附在被處理基板上的Hf等有機(jī)金屬原料分子，可將在所形成的膜中混入的C抑制到1％以下。另外，與使用H2O或O2等其它氧化劑的情況相比，還可抑制氧化劑附著于處理容器202的表面，可通過簡單的凈化來有機(jī)替換處理氣體。結(jié)果，提高ALD工序的處理生產(chǎn)量。另外，因?yàn)樵谠戏肿拥难趸惺褂醚踝杂苫?，所以可縮短氧化處理所需的時(shí)間，進(jìn)一步提高基板處理生產(chǎn)量。
另外，在本實(shí)施例中，也可進(jìn)行已在圖37中說明的噴嘴逆凈化工序。
圖40表示根據(jù)本發(fā)明第9實(shí)施例的基板處理裝置140的結(jié)構(gòu)。其中，圖中向?qū)?yīng)于在先說明的部分附加相同的參照符號(hào)，并省略說明。
參照?qǐng)D40，基板處理裝置140具有與在圖7中說明的基板處理裝置40類似的結(jié)構(gòu)，但代替處理氣體導(dǎo)入口13A、13B而具有圖41所示的石英制的噴嘴143A、143B。另外，在所述蓋板201A中，對(duì)應(yīng)于所述石英制噴嘴143A，形成具有石英窗144的開口部201a，在所述蓋板201A上，對(duì)應(yīng)于所述開口部201a，形成紫外光源145。
參照?qǐng)D41，石英噴嘴143A、143B的前端部具有扁平形狀，具有電導(dǎo)系數(shù)向著氣體噴出側(cè)的裂縫狀開口部依次減少的特性。通過使用這種結(jié)構(gòu)的噴嘴，以期望的片狀的均勻?qū)恿餍问较蛱幚砜臻g供給處理氣體?；旧蠈⒃摻Y(jié)構(gòu)稱為鳥嘴狀氣體噴嘴，氣體噴嘴內(nèi)的空間變?yōu)橐惑w化空間，具有僅氣體噴出方向的截面積向噴出側(cè)縮小的特征。
因此，在圖41的結(jié)構(gòu)中，向所述石英噴嘴143A供給氧氣，在該狀態(tài)下，若驅(qū)動(dòng)所述紫外光源145，則激發(fā)所述石英噴嘴143A中的處理氣體，形成氧自由基O*。
因此，通過用如此形成的氧自由基O*氧化吸附在被處理基板12表面上的有機(jī)金屬Hf等原料分子，可形成1分子層厚度的C混入少的高品質(zhì)的膜。
另外，在圖41的石英噴嘴143A、143B中，通過在內(nèi)部氣體通路中設(shè)置加熱絲，或在內(nèi)部的氣體通路壁面中覆蓋Al2O3膜或TiO2膜，也可促進(jìn)自由基的激發(fā)。
下面，參照?qǐng)D43來說明使圖25的基板處理裝置80中所述石英反應(yīng)容器202與底板202A、進(jìn)而與被處理基板12表面之間的間隙G最佳化的、根據(jù)本發(fā)明第10實(shí)施例的基板處理裝置150。
參照?qǐng)D43，本實(shí)施例的課題在于通過使所述間隙G最佳化，而使供給給所述石英反應(yīng)容器202內(nèi)的處理空間中的原料氣體的利用效率最佳化，進(jìn)而降低基板處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
圖44放大表示圖43的基板處理裝置150中包含石英反應(yīng)容器202與基板12的部分。其中，圖43、44表示所述被處理基板12的表面位于與石英底板202A共面的處理位置的狀態(tài)。
參照?qǐng)D44，在這種結(jié)構(gòu)中，在使從所述噴嘴83A供給的TMA等處理氣體流F通過所述石英反應(yīng)容器202與被處理基板12之間的窄空間的情況下，在所述處理基板12的表面和石英反應(yīng)容器202的表面形成邊界層B，在處理氣體流F中搭乘載體氣體傳輸?shù)腡MA分子等處理氣體分子通過在這種邊界層B中擴(kuò)散，到達(dá)所述基板12的表面。
這種邊界層B的厚度δ隨所述TMA氣流F的流速變化，流速減少，則厚度δ增大，流速增大，則厚度δ減少。若所述邊界層B的厚度δ減少，則縮短從所述TMA氣流中放出的TMA分子在所述邊界層B中擴(kuò)散后到達(dá)被處理基板12表面的時(shí)間，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，更多的TMA分子到達(dá)被處理基板12的表面。結(jié)果，提高原料的利用效率。
可通過使所述處理空間的高度、即減少所述間隙G來增大這種TMA氣流F的流速。
圖45表示這種間隙G與所述被處理基板12的表面因TMA分子飽和前的TMA氣體供給時(shí)間的關(guān)系。其中，圖45中，橫軸表示所述石英反應(yīng)容器202內(nèi)的處理空間的容積，但因?yàn)閷⑺鎏幚砜臻g的直徑維持成相同，所以所述處理空間的容積對(duì)應(yīng)于所述間隙G。另一方面，圖45中，縱軸表示被處理基板表面因所吸附的TMA分子而飽和之前的TMA氣體的供給時(shí)間，該值小，則可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)飽和吸附，另外，表示供給的TMA氣體中吸附在基板表面上的比例的吸附率增大。
圖45是將TMA的擴(kuò)散器溫度設(shè)定成25℃、將蒸氣壓設(shè)定成1.5kPa(11Torr)時(shí)的模擬結(jié)果，但與間隙G為40mm時(shí)TMA分子的吸附率為13％相反，在間隙G為20mm時(shí)吸附率提高到14％。并且，在所述間隙G減少到8mm的情況下，吸附率提高到30％。圖45中，①表示吸附到被處理基板12上的TMA分子的比率，②表示未吸附到被處理基板12上而被排出的TMA分子的比率。
這樣，通過使所述間隙G減少，在所述處理空間中，形成于被處理基板12的表面上的邊界層B的厚度δ減少，吸附率提高，從而成膜工序時(shí)的原料氣體的利用效率提高。
另一方面，進(jìn)一步使所述間隙G減少，設(shè)定在0.5～1.0mm左右的情況下，當(dāng)真空排氣性能非常高時(shí)，因?yàn)樵蠚怏w的流速達(dá)到音速，所以不能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的高速化?；蛘?，在真空排氣性能不足的情況下也同樣，氣體流速減小。因此，雖然依賴于真空排氣性能，但相對(duì)于0.5～1.0mm左右之前的間隙的縮小，通常由于原料氣體的流速增加，邊界層的寬度縮短，結(jié)果，原料氣體的擴(kuò)散增加，吸附的效率增大。另一方面，進(jìn)一步的間隙的縮小不能得到這種原料的利用效率的改善。
根據(jù)這種狀況，所述扁平處理空間的高度G優(yōu)選設(shè)定在0.5～8mm、更優(yōu)選是0.5～3.5mm的范圍內(nèi)。
圖46A、46B詳細(xì)表示圖32的基板處理裝置90中使用的處理氣體導(dǎo)入口83B附近的結(jié)構(gòu)。另外，處理氣體導(dǎo)入口83A中也使用同樣的結(jié)構(gòu)，省略對(duì)處理氣體導(dǎo)入口83A的說明。
參照?qǐng)D46A，處理氣體導(dǎo)入口83A經(jīng)形成于處理容器的一部分中的圓筒形狀的空間83C連通于高速旋轉(zhuǎn)閥25A上，在所述圓筒形狀的空間83C中，如圖46B所示，插入形成多個(gè)細(xì)微開口部83d的管83D。
經(jīng)閥19B或24B向所述管83D中供給凈化氣體或原料氣體，供給的氣體從所述開口部83d流出到所述空間83C中，流出的氣體變?yōu)閷恿鲝乃隹臻g83C由所述鳥嘴狀噴嘴83B供給到所述石英反應(yīng)容器202內(nèi)的處理空間中。
圖47是圖46A的結(jié)構(gòu)的平面圖。
參照?qǐng)D47，所述開口部83d在所述管83D中沿與所述噴嘴83B相反的方向形成，結(jié)果，通過所述開口部83d流出的氣體在所述圓筒形狀空間83C中被均勻化，從所述噴嘴83B得到在管83D的軸向上流量未變動(dòng)的一樣的層流。
在以上的說明中，以形成HfO2膜或Al2O3膜為例說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這種特定類的成膜，也可適用于ZrO2膜、HfSiO4膜、ZrSiO4膜、Ta2O5膜等各種膜的形成中。
另外，以上說明的本發(fā)明的基板處理裝置和處理方法對(duì)于在被處理基板表面上每次層疊1分子層的膜的所謂ALD加工是非常有用的，但對(duì)于MOCVD法等不限于原子層生長的成膜工序也是有效的。
另外，在運(yùn)轉(zhuǎn)以上說明的具有高速旋轉(zhuǎn)閥25A、25B的基板處理裝置的情況下，在一批次的作業(yè)與下一批次的作業(yè)之間，通常產(chǎn)生5分鐘以上的待機(jī)時(shí)間。
如上所述，在高速旋轉(zhuǎn)閥25A或25B中，閥體252在規(guī)定的角度范圍內(nèi)、例如0度到90度的范圍內(nèi)前后高速重復(fù)旋轉(zhuǎn)，所以軸承部容易產(chǎn)生非對(duì)稱的磨損。
為了避免該問題，在運(yùn)轉(zhuǎn)本發(fā)明的基板處理裝置時(shí)，在所述待機(jī)時(shí)間期間，優(yōu)選在100RPM以下、更優(yōu)選是10RPM左右的低速連續(xù)地使所述閥體252旋轉(zhuǎn)。
在這種基板處理裝置的空轉(zhuǎn)狀態(tài)下，處理容器201內(nèi)部優(yōu)選真空排氣，另外，優(yōu)選將基板保持臺(tái)203保持在下降的搬運(yùn)位置(初始位置)。另外，基板保持臺(tái)203優(yōu)選在再次開始加工時(shí)，將通常的加工執(zhí)行溫度保持在例如400℃，在所述處理容器201的內(nèi)部以低流量流過凈化氣體。
以上以最佳實(shí)施例說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這種特定的實(shí)施例，在權(quán)利要求的范圍中記載的宗旨內(nèi)，可進(jìn)行各種變形、變更。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，在邊交互切換原料氣體邊進(jìn)行膜生長的ALD成膜裝置中，因?yàn)榭赏ㄟ^高速旋轉(zhuǎn)閥來可變控制設(shè)置在處理容器的排氣口的電導(dǎo)系數(shù)，所以通過將所述電導(dǎo)系數(shù)控制成規(guī)定值，可穩(wěn)定進(jìn)行期望的1分子層的膜生長，同時(shí)，通過將所述電導(dǎo)系數(shù)控制成最大，可高速凈化所述處理容器內(nèi)，可高效執(zhí)行ALD加工的膜生長。另外，在本發(fā)明中，因?yàn)榭墒古艢饪诘碾妼?dǎo)系數(shù)連續(xù)變化，所以可對(duì)應(yīng)于使用的原料氣體來使所述排氣口的電導(dǎo)系數(shù)變化，可進(jìn)一步穩(wěn)定ALD加工。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過使用具有形成多個(gè)裂縫狀開口部的自由轉(zhuǎn)動(dòng)的閥體的高速旋轉(zhuǎn)閥，通過使所述閥體旋轉(zhuǎn)，可在處理容器內(nèi)部，邊高速切換邊交互重復(fù)導(dǎo)入處理氣體與自由基。結(jié)果，通過自由基處理吸附在被處理基板表面的處理氣體分子，可在被處理基板表面高效生長每次1分子層的高品質(zhì)的膜。此時(shí)，在自由基源中設(shè)置連接排氣系統(tǒng)的管線，在向處理容器內(nèi)導(dǎo)入處理氣體的狀態(tài)下，將自由基排氣到所述管線中，僅在吸附自由基的處理氣體分子中進(jìn)行氧化等反應(yīng)的情況下，才從所述自由基源向處理容器導(dǎo)入自由基，從而，可連續(xù)、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)遙控等離子體等自由基源，即使在縮短原子層CVD處理等時(shí)的循環(huán)時(shí)間的情況下，也不產(chǎn)生自由基形成變得不穩(wěn)定的問題。結(jié)果，可提高基板處理時(shí)的生產(chǎn)量。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過使用即使進(jìn)行開關(guān)也穩(wěn)定動(dòng)作的紫外光源作為自由基源，可使用用于在硅基板表面形成氧化膜的紫外線自由基氧化處理裝置來有效進(jìn)行原子層CVD處理。
并且，根據(jù)本發(fā)明，在連接于對(duì)處理容器排氣的排氣口的排氣系統(tǒng)的一部分上，結(jié)合清潔氣體的自由基源，逆著所述排氣系統(tǒng)向所述處理容器中導(dǎo)入清潔氣體的自由基，可有效清潔所述處理容器內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基板處理裝置，該裝置具備配備保持被處理基板的基板保持臺(tái)、且在排氣端口被排氣的處理容器；以及分別以層流的形式向所述處理容器內(nèi)供給多數(shù)的原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣端口具有沿大致垂直于所述層流的流動(dòng)方向的方向延伸的裂縫形狀，在所述排氣端口上結(jié)合具有閥體的閥，所述閥體具有對(duì)應(yīng)于所述排氣端口的裂縫形狀的裂縫狀開口部，所述裂縫狀開口部沿大致垂直于所述排氣端口的延伸方向的方向、可相對(duì)所述排氣端口位移地設(shè)置，所述閥通過所述裂縫狀開口部位移來使開度變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，可相對(duì)所述排氣端口連續(xù)位移地設(shè)置所述裂縫狀開口部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，所述閥體由形成所述裂縫狀開口部的中空?qǐng)A筒部件構(gòu)成，所述閥具有使所述中空?qǐng)A筒部件轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板處理裝置，其特征在于，所述閥體在結(jié)合于所述圓筒形狀的軸承面上的狀態(tài)下，自由轉(zhuǎn)動(dòng)地保持在具有圓筒形狀的軸承面的閥主體中，在所述閥體中形成借助閥體內(nèi)部的空間與所述裂縫狀開口部連通的另一開口部，在所述閥主體中設(shè)置與所述另一開口部連通的排氣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板處理裝置，其特征在于，所述排氣端口由相對(duì)所述被處理基板、形成于第1和第2側(cè)的多個(gè)排氣端口構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板處理裝置，其特征在于，所述排氣端口由相對(duì)所述被處理基板、分別形成于第1側(cè)和第2側(cè)的第1和第2排氣端口構(gòu)成，所述閥由在所述第1側(cè)和所述第2側(cè)、分別設(shè)置在所述第1和第2排氣端口的第1和第2閥構(gòu)成，所述基板處理裝置還具備第1原料氣體供給噴嘴、第2原料氣體供給噴嘴以及控制裝置，該第1原料氣體供給噴嘴設(shè)置在所述被處理基板的所述第2側(cè)，沿所述被處理基板表面以第1層流的形式向所述第1排氣端口供給第1氣相原料；該第2原料氣體供給噴嘴設(shè)置在所述處理容器的所述第1側(cè)，沿所述被處理基板表面以第2層流的形式向所述第2排氣端口供給第2氣相原料；該控制裝置控制所述第1和第2閥與所述第1和第2原料氣體供給噴嘴。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基板處理裝置，其特征在于，所述控制裝置在第1狀態(tài)、第2狀態(tài)與第3狀態(tài)之間控制所述第1和第2閥以及所述第1和第2原料氣體供給噴嘴，在所述第1狀態(tài)下，所述第1和第2閥中的至少一個(gè)具有開度，從所述第1和第2原料氣體供給噴嘴供給凈化氣體，在所述第2狀態(tài)下，所述第2閥關(guān)閉，所述第1閥具有第1開度，所述第1原料氣體供給噴嘴供給所述第1原料氣體，所述第2原料氣體供給噴嘴供給凈化氣體，在所述第3狀態(tài)下，所述第1閥關(guān)閉，所述第2閥具有第2開度，所述第2原料氣體供給噴嘴供給所述第2原料氣體，所述第1原料氣體供給噴嘴供給凈化氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基板處理裝置，其特征在于，所述控制裝置在第1狀態(tài)、第2狀態(tài)與第3狀態(tài)之間控制所述第1和第2閥以及所述第1和第2原料氣體供給噴嘴，在所述第1狀態(tài)下，所述第1和第2閥的至少一個(gè)具有開度，從所述第1和第2原料氣體供給噴嘴供給凈化氣體，在所述第2狀態(tài)下，所述第2閥關(guān)閉，控制所述第1閥，以在所述處理容器內(nèi)部產(chǎn)生規(guī)定的處理壓力，所述第1原料氣體供給噴嘴供給所述第1原料氣體，所述第2原料氣體供給噴嘴供給凈化氣體，在所述第3狀態(tài)下，所述第1閥關(guān)閉，控制所述第2閥，以在所述處理容器內(nèi)部產(chǎn)生規(guī)定的處理壓力，所述第2原料氣體供給噴嘴供給所述第2原料氣體，所述第1原料氣體供給噴嘴供給凈化氣體。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基板處理裝置，其特征在于，所述控制裝置使所述第1和第2閥以及所述第1和第2原料氣體供給噴嘴依次在所述第1狀態(tài)、所述第2狀態(tài)、所述第1狀態(tài)以及所述第3狀態(tài)之間變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板處理裝置，其特征在于，所述排氣端口相對(duì)所述被處理基板形成在第1側(cè)，所述閥在所述第1側(cè)設(shè)置在所述排氣端口，所述基板處理裝置還具備原料氣體供給噴嘴、以及控制所述閥和所述原料氣體供給噴嘴的控制裝置，所述原料氣體供給噴嘴相對(duì)所述被處理基板設(shè)置在第2側(cè)，沿所述被處理基板表面以層流的形式向所述排氣端口供給第1或第2氣相原料，所述控制裝置在第1狀態(tài)、第2狀態(tài)和第3狀態(tài)之間控制所述閥與所述原料氣體供給噴嘴，在所述第1狀態(tài)下，所述閥具有開度，從所述原料氣體供給噴嘴供給凈化氣體，在所述第2狀態(tài)下，所述閥具有第1開度，所述原料氣體供給噴嘴供給所述第1原料氣體，在所述第3狀態(tài)下，所述閥具有第2開度，所述原料氣體供給噴嘴供給所述第2原料氣體。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板處理裝置，其特征在于，所述排氣端口相對(duì)所述被處理基板形成在第1側(cè)，所述閥在所述第1側(cè)設(shè)置在所述排氣端口，所述基板處理裝置還具備原料氣體供給噴嘴、以及控制所述閥和所述原料氣體供給噴嘴的控制裝置，所述原料氣體供給噴嘴相對(duì)所述被處理基板設(shè)置在第2側(cè)，沿所述被處理基板表面以層流的形式向所述排氣端口供給第1或第2氣相原料，所述控制裝置在第1狀態(tài)、第2狀態(tài)與第3狀態(tài)之間控制所述閥與所述原料氣體供給噴嘴，在所述第1狀態(tài)下，所述閥具有開度，從所述原料氣體供給噴嘴供給凈化氣體，在所述第2狀態(tài)下，控制所述閥，以在所述處理容器內(nèi)部形成規(guī)定的處理壓力，所述原料氣體供給噴嘴供給所述第1原料氣體，在所述第3狀態(tài)下，控制所述閥，以在所述處理容器內(nèi)部形成規(guī)定的處理壓力，所述原料氣體供給噴嘴供給所述第2原料氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的基板處理裝置，其特征在于，所述控制裝置使所述閥和所述原料氣體供給噴嘴依次在所述第1狀態(tài)、所述第2狀態(tài)、所述第1狀態(tài)以及所述第3狀態(tài)之間變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，所述原料氣體供給系統(tǒng)位于比所述排氣端口更靠近所述基板保持臺(tái)上的所述被處理基板一側(cè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，所述處理容器在覆蓋所述基板保持臺(tái)上的所述被處理基板的中央部，高度比連通于所述中央部的兩端部低。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的基板處理裝置，其特征在于，所述處理容器由與所述基板保持臺(tái)上的所述被處理基板表面實(shí)質(zhì)上形成同一面的底部、相對(duì)所述底部的頂板部構(gòu)成，從所述底部測量的所述頂板部的高度在所述中央部比所述兩端部低。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的基板處理裝置，其特征在于，所述處理容器在所述中央部，在所述被處理基板上構(gòu)成高度為0.5～8mm的處理空間。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的基板處理裝置，其特征在于，所述處理容器在所述中央部，在所述被處理基板上構(gòu)成高度為0.5～3.5mm的處理空間。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，所述排氣端口形成在所述處理容器的至少一端，在所述各個(gè)排氣端口中，所述閥體由繞沿平行于所述排氣端口的延伸方向的方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的中空?qǐng)A筒部件構(gòu)成，并且，所述閥體形成分別在所述旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的多個(gè)開口部。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的基板處理裝置，其特征在于，還在比形成于所述處理容器的至少一端上的所述排氣端口更靠近所述基板保持臺(tái)上的所述被處理基板一側(cè)設(shè)置鳥嘴狀噴嘴，作為所述原料氣體供給系統(tǒng)，該噴嘴具有從所述排氣端口向所述被處理基板延伸的裂縫狀開口部，還具有向著噴出側(cè)裂縫狀開口部使電導(dǎo)系數(shù)銳減的特性。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的基板處理裝置，其特征在于，在具有所述裂縫狀開口部的鳥嘴狀噴嘴上，連接至少一個(gè)原料供給管路和至少一個(gè)凈化用氣體供給管路。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，在形成于所述處理容器的至少一端的所述排氣端口中，所述多個(gè)開口部至少包含一個(gè)部位的裂縫狀開口部，在所述中空?qǐng)A筒部件中，形成如下位置關(guān)系，在所述裂縫狀開口部連通于所述處理容器的所述至少一個(gè)端部的狀態(tài)下，其它開口部的任一個(gè)連通于對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的排氣管和所述氣體噴嘴上，并且，所述中空?qǐng)A筒部件可保持在如下位置關(guān)系上，使所述任一開口部都不連通于對(duì)所述處理容器的端部和所述處理容器內(nèi)部排氣的排氣管和所述噴嘴上。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，在所述各排氣端口中，所述多個(gè)開口部至少包含一個(gè)部位的裂縫狀開口部，在所述中空?qǐng)A筒部件中，形成如下位置關(guān)系，在所述裂縫狀開口部連通于所述處理容器的所述至少一個(gè)端部的狀態(tài)下，其它開口部的任一個(gè)連通于對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的排氣管上，并且，所述中空?qǐng)A筒部件可保持在如下位置關(guān)系上，使所述任一開口部都不連通于對(duì)所述處理容器的端部和所述處理容器內(nèi)部排氣的排氣管上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的基板處理裝置，其特征在于，所述基板處理裝置在所述處理容器上擔(dān)持自由基源，在形成于所述兩端部中第1端部上的排氣端口中，設(shè)置從所述自由基源供給自由基的導(dǎo)入口，所述多個(gè)開口部在所述中空?qǐng)A筒部件上形成如下位置關(guān)系，即在所述多個(gè)開口部中的一個(gè)連通于所述第1端部的狀態(tài)下，所述多個(gè)開口部中的另一個(gè)連通于所述導(dǎo)入口。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的基板處理裝置，其特征在于，在形成于所述兩端部中第2端部上的排氣端口中，在構(gòu)成所述閥體的中空?qǐng)A筒部件中設(shè)置氣體供給線。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的基板處理裝置，其特征在于，在形成于所述兩端部中第2端部上的鳥嘴狀噴嘴上，連接有至少一個(gè)原料供給管路和至少一個(gè)凈化用氣體供給管路。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，所述排氣端口在所述處理容器的彼此相對(duì)的第1和第2端部，分別形成為第1排氣端口和第2排氣端口，在所述第1和第2排氣端口的各個(gè)中，所述閥體由繞沿平行于所述排氣端口的延伸方向的方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的中空?qǐng)A筒部件構(gòu)成，并且，所述閥體形成分別沿所述旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的至少第1、第2和第3開口部，在所述處理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排氣端口更靠近所述基板保持臺(tái)上的被處理基板一側(cè)，分別設(shè)置從對(duì)應(yīng)的排氣端口向所述被處理基板延伸的鳥嘴狀的第1和第2噴嘴，作為所述原料氣體供給系統(tǒng)，在所述第1和第2噴嘴的各個(gè)中設(shè)置原料氣體供給線與凈化氣體線，在所述第1排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于在所述第1端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第1排氣管的第1狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第1端部，所述第2裂縫狀開口部連通于所述第1噴嘴，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1裂縫狀開口部連通于所述第1排氣管的第2狀態(tài)下，所述第2和第3開口部的任一個(gè)都不連通于所述第1端部、所述第1噴嘴或所述第1排氣管，在所述第2排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于在所述第2端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第2排氣管的第3狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第2端部，所述第2開口部連通于所述第2噴嘴，另外，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第2排氣管的第4狀態(tài)下，所述第2和第3開口部的任一個(gè)都不連通于所述第2端部、所述第2噴嘴或所述第2排氣管。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于，所述排氣端口在所述處理容器的彼此相對(duì)的第1和第2端部，分別形成為第1排氣端口和第2排氣端口，所述基板處理裝置具有結(jié)合在所述第2排氣端口上的自由基源，在所述第1和第2排氣端口的各個(gè)中，所述閥體由繞沿平行于所述排氣端口的延伸方向的方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的中空?qǐng)A筒部件構(gòu)成，并且，所述閥體形成分別沿所述旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的至少第1、第2和第3開口部，在所述處理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排氣端口更靠近所述基板保持臺(tái)上的被處理基板一側(cè)，分別設(shè)置從對(duì)應(yīng)的排氣端口向所述被處理基板延伸的鳥嘴狀的第1和第2噴嘴，作為所述原料氣體供給系統(tǒng)，在所述第1和第2噴嘴的各個(gè)中設(shè)置原料氣體供給線與凈化氣體線，在所述第1排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于在所述第1端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第1排氣管的第1狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第1端部，所述第2開口部連通于所述第1噴嘴，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第1排氣管的第2狀態(tài)下，所述第2和第3開口部都不連通于所述第1端部、所述第1噴嘴或所述第1排氣管，在所述第2排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第2開口部連通于在所述第2端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第2排氣管的第3狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第2端部，另外，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第2排氣管的第4狀態(tài)下，所述第3開口部連通于所述自由基源，另外，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于所述第2端部的第5狀態(tài)下，所述第3開口部連通于所述自由基源。
28.一種基板處理裝置，包括具備保持被處理基板的基板保持臺(tái)的處理容器；在所述處理容器中形成于所述基板保持臺(tái)的第1側(cè)的處理氣體導(dǎo)入口；相對(duì)所述處理容器的所述基板保持臺(tái)、形成于與所述第1側(cè)不同的第2側(cè)的自由基源；在所述處理容器中形成于所述第1側(cè)的第1排氣口；在所述處理容器中形成于所述第2側(cè)的第2排氣口；以及借助第1可變導(dǎo)通閥結(jié)合在所述第1排氣口上，借助第2可變導(dǎo)通閥結(jié)合在所述第2排氣口上的排氣系統(tǒng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的基板處理裝置，其特征在于，所述自由基源在從所述處理氣體導(dǎo)入口導(dǎo)入處理氣體期間停止工作。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的基板處理裝置，其特征在于，在從所述處理氣體導(dǎo)入口導(dǎo)入處理氣體期間，截?cái)嘞蛩鲎杂苫垂┙o所述氧化處理氣體。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的基板處理裝置，其特征在于，在從所述處理氣體導(dǎo)入口導(dǎo)入所述處理氣體期間，關(guān)閉所述第1可變導(dǎo)通閥，將所述第2可變導(dǎo)通閥設(shè)定在規(guī)定的開度，在向所述自由基源供給所述氧化處理氣體期間，將所述第1可變導(dǎo)通閥設(shè)定在規(guī)定的開度，關(guān)閉所述第2可變導(dǎo)通閥。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的基板處理裝置，其特征在于，所述自由基源是遙控自由基源。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的基板處理裝置，其特征在于，還具備使所述被處理基板轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的基板處理裝置，其特征在于，所述自由基源還借助第3可變導(dǎo)通閥結(jié)合在所述排氣系統(tǒng)上。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的基板處理裝置，其特征在于，所述自由基源通過具有第1分支和第2分支的分支管路結(jié)合在所述基板處理裝置和所述排氣系統(tǒng)上，所述第1分支借助所述第2可變導(dǎo)通閥結(jié)合在所述自由基供給源上，并且，所述第2分支借助所述第3可變導(dǎo)通閥結(jié)合在所述排氣系統(tǒng)上。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的基板處理裝置，其特征在于，所述第1和第2可變導(dǎo)通閥在凈化所述處理容器內(nèi)時(shí)被同時(shí)開放。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的基板處理裝置，其特征在于，所述第1、第2和第3可變導(dǎo)通閥在凈化所述處理容器內(nèi)時(shí)被同時(shí)開放。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的基板處理裝置，其特征在于，所述第1和第2可變導(dǎo)通閥實(shí)質(zhì)上具有相同的結(jié)構(gòu)。
39.根據(jù)權(quán)利要求34所述的基板處理裝置，其特征在于，所述自由基供給源是供給氧氣、形成氧自由基的遙控自由基源。
40.根據(jù)權(quán)利要求34所述的基板處理裝置，其特征在于，所述自由基供給源是供給氮?dú)?、形成氮自由基的遙控自由基源。
41.根據(jù)權(quán)利要求34所述的基板處理裝置，其特征在于，還具備使所述被處理基板轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
42.根據(jù)權(quán)利要求34所述的基板處理裝置，其特征在于，所述處理容器具有扁平形狀，所述處理氣體導(dǎo)入口在所述處理容器內(nèi)形成扁平的片狀處理氣體流。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的基板處理裝置，其特征在于，所述處理容器在所述被處理基板上構(gòu)成高度為0.5～8mm的處理空間。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的基板處理裝置，其特征在于，所述處理容器在所述被處理基板上構(gòu)成高度為0.5～3.5mm的處理空間。
45.根據(jù)權(quán)利要求34所述的基板處理裝置，其特征在于，所述處理氣體在所述處理容器內(nèi)形成層流。
46.一種基板處理裝置，其特征在于，包括處理容器，其具有保持被處理基板的基板保持臺(tái)、且在排氣端口排氣；第1原料供給噴嘴，其在所述處理容器中，形成于所述基板保持臺(tái)的第1側(cè)，以第1層流的形式向所述處理容器中導(dǎo)入第1處理氣體；第2原料供給噴嘴，其在所述處理容器中，形成于所述基板保持臺(tái)的第2側(cè)，以第2層流的形式向所述處理容器中導(dǎo)入第2處理氣體；裂縫狀的第1排氣口，其在所述處理容器中，形成于所述第2側(cè)、且對(duì)所述第1層流排氣；裂縫狀的第2排氣口，其在所述處理容器中，形成于所述第1側(cè)、且對(duì)所述第2層流排氣；結(jié)合在所述第1排氣口上的第1排氣管；結(jié)合在所述第2排氣口上、設(shè)置電導(dǎo)系數(shù)可變閥的第2排氣管；以及清潔氣體供給源，其所述第2排氣管中、結(jié)合于所述第2排氣口和所述電導(dǎo)系數(shù)可變閥之間。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的基板處理裝置，其特征在于，所述清潔氣體供給源是形成所述清潔氣體的氮自由基的遙控自由基源。
48.一種高速旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于，具備由圓筒狀的內(nèi)部空間；在所述圓筒狀的內(nèi)部空間中平行延伸、且與所述內(nèi)部空間連通的裂縫狀的吸氣口；以及連通到所述內(nèi)部空間的排氣口構(gòu)成的主體；在所述主體中，結(jié)合并自由轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述內(nèi)部空間中的中空?qǐng)A筒狀的閥體；以及使所述閥體轉(zhuǎn)動(dòng)到任意位置的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在所述閥體中形成具有對(duì)應(yīng)于所述吸氣口的裂縫狀形狀的第1開口部和對(duì)應(yīng)于所述排氣口的第2開口部。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的高速旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于，所述第1開口部由沿平行方向規(guī)整排列形成于所述圓筒狀的內(nèi)部空間中的、分別在所述圓筒狀的內(nèi)部空間中沿平行方向延伸的裂縫狀的第3和第4開口部構(gòu)成，所述第2開口部在所述第3開口部和第4開口部之間、形成相對(duì)于所述第3和第4開口部在徑向上大致對(duì)向的位置上。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的高速旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于，所述主體由在內(nèi)部構(gòu)成所述圓筒狀內(nèi)部空間的大致四棱柱狀的部件構(gòu)成，構(gòu)成所述圓筒狀內(nèi)部空間的圓筒狀面形成支承所述閥體的軸承面。
51.根據(jù)權(quán)利要求48所述的高速旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于，所述閥體在兩端分別具備轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸在所述大致四棱柱狀的部件兩端被支承在對(duì)應(yīng)的軸承上。
52.根據(jù)權(quán)利要求48所述的高速旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)構(gòu)成。
53.根據(jù)權(quán)利要求48所述的高速旋轉(zhuǎn)閥，其特征在于，還具備溫度控制機(jī)構(gòu)。
54.一種基板處理方法，包括如下工序(A)凈化處理容器內(nèi)的工序；(B)從所述被處理基板的第1側(cè)向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入處理氣體，在使處理氣體分子吸附在所述被處理基板表面上后，從與所述第1側(cè)相對(duì)向的第2側(cè)向所述被處理基板排氣的工序；(C)在所述工序(B)之后，凈化所述處理容器內(nèi)的工序；以及(D)在所述工序(C)之后，從所述被處理基板的所述第1側(cè)向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入自由基，使吸附在所述被處理基板表面上的所述處理氣體分子氧化，從所述第2側(cè)排氣的工序，其特征在于，所述自由基由自由基源形成，所述自由基在所述工序(A)和(C)中，從所述自由基源流向排氣系統(tǒng)，在所述工序(D)中，向所述處理容器內(nèi)供給。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的基板處理方法，其特征在于，在所述工序(A)～(D)之間連續(xù)驅(qū)動(dòng)所述自由基源。
56.根據(jù)權(quán)利要求54所述的基板處理方法，其特征在于，在所述工序(A)和(C)中，所述凈化工序包含使用從所述自由基源向所述處理容器內(nèi)供給所述自由基的路徑的一部分，來對(duì)所述處理容器排氣的工序。
57.一種基板處理方法，由如下工序構(gòu)成在處理容器中，沿保持在所述處理容器中的被處理基板的表面，從第1側(cè)向與所述第1側(cè)相對(duì)向的第2側(cè)流過處理氣體，并使處理氣體分子吸附在所述被處理基板表面上的工序；凈化所述處理容器內(nèi)的工序；以及在所述處理容器中，沿所述被處理基板的表面，從所述第1側(cè)向所述第2側(cè)流過氧化處理氣體，氧化吸附在所述被處理基板表面上的處理氣體分子的工序，其特征在于，包括在所述處理容器內(nèi)，在所述被處理基板的所述第1側(cè)，通過紫外線激勵(lì)工序使所述氧化處理氣體活化，形成自由基的工序。
58.一種使用基板處理裝置的基板處理方法，其特征在于，該基板處理裝置具備具有保持被處理基板的基板保持臺(tái)、且在排氣端口排氣的處理容器；以及分別以層流的形式向所述處理容器供給第1和第2原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)，所述排氣端口具有沿大致垂直于所述層流的流動(dòng)方向的方向延伸的裂縫形狀，在所述排氣端口上結(jié)合具有閥體的閥，所述閥體具有對(duì)應(yīng)于所述排氣端口的裂縫形狀的裂縫狀開口部，所述裂縫狀開口部沿大致垂直于所述排氣端口的延伸方向的方向、可相對(duì)所述排氣端口位移地設(shè)置，所述閥通過所述裂縫狀開口部位移來使開度變化，所述排氣端口由分別形成于所述被處理容器的彼此相對(duì)的第1和第2端部的第1和第2排氣端口構(gòu)成，在所述第1和第2排氣端口的各個(gè)中，所述閥體由繞沿平行于所述排氣端口的延伸方向的方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的中空?qǐng)A筒部件構(gòu)成，并且，形成分別沿所述旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的第1、第2和第3開口部，在所述處理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排氣端口更靠近所述基板保持臺(tái)上的被處理基板一側(cè)，分別設(shè)置從所述第1和第2排氣端口向所述被處理基板延伸的鳥嘴狀的第1和第2噴嘴，作為所述原料氣體供給系統(tǒng)，所述基板處理裝置具有結(jié)合在所述第1排氣端口上的自由基源，在所述第1排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于在所述第1端部對(duì)所述處理容器排氣的第1排氣管的第1狀態(tài)下，所述第2開口部連通于所述第1端部，所述第3開口部被關(guān)閉，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述自由基源的第2狀態(tài)下，所述第3開口部連通于所述第1端部，所述第2開口部被關(guān)閉，在所述第2排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于在所述第2端部對(duì)所述處理容器排氣的第2排氣管的第3狀態(tài)下，所述第2開口部連通于所述第2端部，所述第3開口部被關(guān)閉，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1和第2裂縫狀開口部被關(guān)閉的第4狀態(tài)下，所述第3裂縫狀開口部連通于所述第2噴嘴，在所述第2排氣端口中，在構(gòu)成所述閥體的中空?qǐng)A筒部件中設(shè)置氣體供給線，所述基板處理方法包含第1工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部的處理空間排氣；第2工序，分別將所述第1排氣端口和第2排氣端口設(shè)定成所述第1和第4狀態(tài)，還借助所述第2排氣端口的所述第3開口部和所述第2噴嘴，從所述氣體供給線向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入原料氣體；第3工序，分別將所述第1排氣端口和第2排氣端口設(shè)定成所述第1和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部的處理空間排氣；以及第4工序，分別將所述第1排氣端口和第2排氣端口設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，從所述自由基源將自由基導(dǎo)入所述處理容器內(nèi)。
59.一種使用基板處理裝置的基板處理方法，其特征在于，該基板處理裝置具備具有保持被處理基板的基板保持臺(tái)、且在排氣端口排氣的處理容器；以及分別以層流的形式向所述處理容器供給第1和第2原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)，所述排氣端口具有沿大致垂直于所述層流的流動(dòng)方向的方向延伸的裂縫形狀，在所述排氣端口上結(jié)合具有閥體的閥，所述閥體具有對(duì)應(yīng)于所述排氣端口的裂縫形狀的裂縫狀開口部，所述裂縫狀開口部沿大致垂直于所述排氣端口的延伸方向的方向、可相對(duì)所述排氣端口位移地設(shè)置，所述閥通過所述裂縫狀開口部位移來使開度變化，所述排氣端口在所述被處理容器的彼此相對(duì)的第1和第2端部分別形成為第1排氣端口和第2排氣端口，在所述第1和第2排氣端口的各個(gè)中，所述閥體由繞沿平行于所述排氣端口的延伸方向的方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的中空?qǐng)A筒部件構(gòu)成，并且，所述閥體形成分別沿所述旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的至少第1、第2和第3開口部，在所述處理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排氣端口更靠近所述基板保持臺(tái)上的被處理基板一側(cè)，分別設(shè)置從對(duì)應(yīng)的排氣端口向所述被處理基板延伸的鳥嘴狀的第1和第2噴嘴，作為所述原料氣體供給系統(tǒng)，在所述第1和第2噴嘴的每個(gè)中，設(shè)置原料氣體供給線與凈化氣體線，在所述第1排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于在所述第1端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第1排氣管的第1狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第1端部，所述第2開口部連通于所述第1噴嘴，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第1排氣管的第2狀態(tài)下，所述第2和第3開口部的任一個(gè)都不連通于所述第1端部、所述第1噴嘴或所述第1排氣管，在所述第2排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于在所述第2端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第2排氣管的第3狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第2端部，所述第2開口部連通于所述第2噴嘴，另外，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第2排氣管的第4狀態(tài)下，所述第2和第3開口部的任一個(gè)都不連通于所述第2端部、所述第2噴嘴或所述第2排氣管，所述基板處理方法包含第1工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第1和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣；第2工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第1和第4狀態(tài)，從所述第2噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入所述第2原料氣體；第3工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第1和第4狀態(tài)，從所述第2噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體；第4工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣；第5工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，從所述第1噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入第2原料氣體；以及第6工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，從所述第1噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的基板處理方法，其特征在于，在所述第3工序之后、所述第4工序之前，進(jìn)行如下工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，從所述第1噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體，在所述第6工序之后，進(jìn)行如下工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口的狀態(tài)設(shè)定成所述第2和第4狀態(tài)，從所述第2噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體。
61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的基板處理方法，其特征在于，所述第1原料氣體是氧化氣體。
62.一種使用基板處理裝置的基板處理方法，其特征在于，該基板處理裝置具備具有保持被處理基板的基板保持臺(tái)、且在排氣端口排氣的處理容器；以及分別以層流的形式向所述處理容器供給第1和第2原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)，所述排氣端口具有沿大致垂直于所述層流的流動(dòng)方向的方向延伸的裂縫形狀，在所述排氣端口上結(jié)合具有閥體的閥，所述閥體具有對(duì)應(yīng)于所述排氣端口的裂縫形狀的裂縫狀開口部，所述裂縫狀開口部沿大致垂直于所述排氣端口的延伸方向的方向、可相對(duì)所述排氣端口位移地設(shè)置，所述閥通過所述裂縫狀開口部位移來使開度變化，所述排氣端口在所述被處理容器的彼此相對(duì)的第1和第2端部分別形成為第1排氣端口和第2排氣端口，所述基板處理裝置具有結(jié)合在所述第2排氣端口上的自由基源，在所述第1和第2排氣端口的各個(gè)中，所述閥體由繞沿平行于所述排氣端口的延伸方向的方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的中空?qǐng)A筒部件構(gòu)成，并且，所述閥體形成分別沿所述旋轉(zhuǎn)軸方向延伸的至少第1、第2和第3開口部，在所述處理容器的所述第1和第2端部，在比所述第1和第2排氣端口更靠近所述基板保持臺(tái)上的被處理基板一側(cè)，分別設(shè)置從對(duì)應(yīng)的排氣端口向所述被處理基板延伸的鳥嘴狀的第1和第2噴嘴，作為所述原料氣體供給系統(tǒng)，在所述第1和第2噴嘴的各個(gè)中，設(shè)置原料氣體供給線與凈化氣體線，在所述第1排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于在所述第1端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第1排氣管的第1狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第1端部，所述第2裂縫狀開口部連通于所述第1噴嘴，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第1排氣管的第2狀態(tài)下，所述第2和第3開口部不連通于所述第1端部、所述第1噴嘴或所述第1排氣管，在所述第2排氣端口中，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第2開口部連通于在所述第2端部側(cè)對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣的第2排氣管的第3狀態(tài)下，所述第1開口部連通于所述第2端部，所述第3開口部不連通于所述第2噴嘴或所述自由基源，另外，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于所述第2排氣管的第4狀態(tài)下，所述第2開口部連通于所述第2端部，并且所述第1開口部連通于所述自由基源，并且，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第1開口部連通于所述第2排氣管的第5狀態(tài)下，所述第3開口部連通于所述自由基源，另外，所述第1～第3開口部形成如下位置關(guān)系，即在所述第3開口部連通于所述第2端部的第6狀態(tài)下，所述第2開口部連通于所述自由基源，所述基板處理方法包含第1工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1狀態(tài)和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣；第2工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第2狀態(tài)和第4狀態(tài)，從所述第1噴嘴向所述處理容器內(nèi)部供給所述第1原料氣體；第3工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第2和第3狀態(tài)，從所述第1噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體；第4工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1狀態(tài)和第3狀態(tài)，對(duì)所述處理容器內(nèi)部排氣；第5工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1狀態(tài)和第6狀態(tài)，從所述自由基源向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入自由基；以及第6工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1狀態(tài)和第6狀態(tài)，從所述自由基源向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的基板處理方法，其特征在于，在所述第3工序之后、所述第4工序之前，進(jìn)行如下工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第1狀態(tài)和第5狀態(tài)，從所述第2噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體，并且，在所述第6工序之后，進(jìn)行如下工序，分別將所述第1排氣端口和所述第2排氣端口設(shè)定成所述第2狀態(tài)和第3狀態(tài)，從所述第1噴嘴向所述處理容器內(nèi)部導(dǎo)入凈化氣體。
64.根據(jù)權(quán)利要求62或63所述的基板處理方法，其特征在于，所述自由基是氧自由基。
65.一種基板處理裝置的清潔方法，其特征在于，該基板處理裝置具備具有保持被處理基板的基板保持臺(tái)、且在分別形成于所述基板保持臺(tái)的第1和第2側(cè)的第1和第2排氣端口排氣的處理容器；以及在所述處理容器內(nèi)，交互地分別從所述第2側(cè)向所述第1側(cè)、或從所述第1側(cè)向所述第2側(cè)以層流的形式供給第1和第2原料氣體的原料氣體供給系統(tǒng)，包含在所述第1排氣口對(duì)所述處理容器排氣的狀態(tài)下，從結(jié)合在所述第2排氣口上的排氣管、通過所述第2排氣口向所述處理容器內(nèi)導(dǎo)入清潔氣體的工序。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的清潔方法，其特征在于，所述清潔氣體包含自由基。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板處理裝置，可將對(duì)排氣反應(yīng)容器排氣時(shí)的排氣端口的電導(dǎo)系數(shù)在ALD處理中設(shè)定得小，以便在所述反應(yīng)容器內(nèi)形成層流，在凈化處理中設(shè)定得大，以便可在短時(shí)間內(nèi)凈化所述反應(yīng)容器內(nèi)?；逄幚硌b置(40)的排氣端口(201a、201b)具有沿大致垂直于所述層流的流動(dòng)方向的方向延伸的裂縫形狀。在所述排氣端口上結(jié)合旋轉(zhuǎn)閥(25A、25B)，該旋轉(zhuǎn)閥配備具有對(duì)應(yīng)于所述裂縫形狀的裂縫狀開口部的閥體。伴隨所述旋轉(zhuǎn)閥中閥體的旋轉(zhuǎn)，電導(dǎo)系數(shù)變化。
文檔編號(hào)F16K5/04GK1643668SQ03807088
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月26日
發(fā)明者神力博, 荒見淳一 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社