成膜裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種向基板供給處理氣體以獲得薄膜的成膜裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在半導(dǎo)體晶圓(以下稱作“晶圓”)等基板上形成硅氧化物(S12)等的薄膜的方法，公知有進(jìn)行例如ALD (Atomic Layer Deposit1n:原子層沉積)的成膜裝置。在該成膜裝置中，在內(nèi)部為真空氣氛的處理容器內(nèi)設(shè)有水平的旋轉(zhuǎn)臺，在該旋轉(zhuǎn)臺上，沿該旋轉(zhuǎn)臺的周向設(shè)有多個用于收納晶圓的凹部。并且，以與該旋轉(zhuǎn)臺相對的方式配置有多個氣體噴嘴。作為所述氣體噴嘴，交替地配置用于供給處理氣體(反應(yīng)氣體)而形成處理氣氛的反應(yīng)氣體噴嘴和用于供給使各處理氣氛在旋轉(zhuǎn)臺上分離的分離氣體的分離氣體噴嘴。所述反應(yīng)氣體噴嘴中的一個反應(yīng)氣體噴嘴供給作為所述氧化硅膜的原料的例如BTBAS (雙叔丁基氨基娃燒)氣體。這樣的成膜裝置記載在例如日本特開2011 — 100956號公報中。
[0003]所述反應(yīng)氣體噴嘴如所述專利文獻(xiàn)I所示那樣具有自旋轉(zhuǎn)臺的中心側(cè)朝向周緣側(cè)呈一列排列的氣體噴射孔。但是，在這樣的結(jié)構(gòu)中，晶圓與反應(yīng)氣體相接觸的時間較短，因此，難以通過提高反應(yīng)氣體吸附于晶圓的吸附效率來提高成膜速度。
[0004]另外，為了通過一邊進(jìn)行成膜處理一邊對形成于晶圓表面的膜進(jìn)行退火而提高膜質(zhì)，要求使成膜處理中的旋轉(zhuǎn)臺的溫度高于以往的溫度、為600°C以上。然而，若如此使旋轉(zhuǎn)臺的溫度較高，則在來自該旋轉(zhuǎn)臺的輻射熱量的作用下，會使所述反應(yīng)氣體噴嘴的表面溫度上升。由此，自反應(yīng)氣體噴嘴噴射出的BTBAS氣體在被吸附于晶圓之前發(fā)生熱分解，其分解物會附著于反應(yīng)氣體噴嘴，而不會附著于晶圓。
[0005]在日本特開2001 — 254181號公報中，記載了利用噴頭向基板供給各種氣體的內(nèi)容，但沒有記載所述問題和其解決方法。在日本特開2011 - 100956號公報中，也沒有記載所述問題和其解決方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

_6] 發(fā)明要解決的問題
[0007]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而做出的，其目的在于，提供一種不但能夠提高相對于基板的成膜速度還能夠提高膜質(zhì)的技術(shù)。
_8] 用于解決問題的方案
[0009]本發(fā)明提供一種成膜裝置，其用于向基板供給處理氣體而獲得薄膜，其中，該成膜裝置包括:真空容器；旋轉(zhuǎn)臺，其配置于該真空容器內(nèi)，該旋轉(zhuǎn)臺用于將基板載置于在該旋轉(zhuǎn)臺的一面?zhèn)仍O(shè)置的載置區(qū)域并使該基板公轉(zhuǎn)；加熱部，其用于加熱所述旋轉(zhuǎn)臺，以便將所述基板加熱至600°C以上而進(jìn)行成膜處理；以及處理氣體供給部，其用于向所述基板供給熱分解溫度在I個大氣壓下為520°C以上的處理氣體。在所述處理氣體供給部設(shè)有:氣體噴頭，其具有以與載置于所述旋轉(zhuǎn)臺的基板的通過區(qū)域相對的方式設(shè)置的、多個處理氣體的噴射孔；以及冷卻機(jī)構(gòu)，其用于在所述成膜處理時將所述氣體噴頭的與所述基板的通過區(qū)域相對的相對部冷卻至比所述處理氣體的熱分解溫度低的溫度。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的一實施方式的成膜裝置的縱剖視圖。
[0011]圖2是表示所述成膜裝置的內(nèi)部的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0012]圖3是所述成膜裝置的橫剖俯視圖。
[0013]圖4是所述成膜裝置的沿著真空容器的周向進(jìn)行剖切而獲得的縱剖側(cè)視圖。
[0014]圖5是表示設(shè)于所述成膜裝置的氣體噴頭的、制冷劑的配管的布局的一個例子的說明圖。
[0015]圖6是表不位于所述氣體噴頭的下表面的氣體噴射孔的布局的一個例子的說明圖。
[0016]圖7是表示在成膜處理時形成的氣流的、真空容器的縱剖側(cè)視圖。
[0017]圖8是表示在成膜處理時形成的氣流的、真空容器的橫剖俯視圖。
[0018]圖9是表示在清潔處理時形成的氣流的、真空容器的橫剖俯視圖。
[0019]圖10是表示位于所述氣體噴頭的下表面的氣體噴射孔的布局的另一個例子的說明圖。
[0020]圖11是表示位于所述氣體噴頭的下表面的氣體噴射孔的布局的又一個例子的說明圖。
[0021]圖12是表示位于所述氣體噴頭的下表面的氣體噴射孔的布局的再一個例子的說明圖。
【具體實施方式】
[0022]一邊參照圖1?圖3 —邊說明作為本發(fā)明的一實施方式的成膜裝置的、用于對作為基板的晶圓W進(jìn)行ALD處理的成膜裝置I。圖1是成膜裝置I的縱剖側(cè)視圖，圖2是表示成膜裝置I的內(nèi)部的概略立體圖，圖3是成膜裝置I的橫剖俯視圖。成膜裝置I包括大致圓形狀的扁平的真空容器(處理容器)11、設(shè)置在真空容器11內(nèi)的圓板狀的水平的旋轉(zhuǎn)臺2。真空容器11由頂板12和容器主體13構(gòu)成，該容器主體13成為真空容器11的側(cè)壁和底部。如圖1中所示，設(shè)有用于封堵容器主體13的下側(cè)中央部的罩14。
[0023]所述旋轉(zhuǎn)臺2與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)15連接，并利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)15繞旋轉(zhuǎn)臺2的中心軸線沿周向旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)在俯視時為順時針方向。在旋轉(zhuǎn)臺2的表面?zhèn)?一面?zhèn)?，沿著所述旋轉(zhuǎn)方向形成有5個圓形的凹部21，能夠在該凹部21的底面載置晶圓W。也就是說，凹部21構(gòu)成晶圓W的載置區(qū)域。通過旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)使收納于凹部21的晶圓W繞所述旋轉(zhuǎn)臺2的中心軸線公轉(zhuǎn)。在各凹部21的底面穿設(shè)有3個通孔22，該通孔22沿旋轉(zhuǎn)臺2的表背方向貫穿旋轉(zhuǎn)臺2。
[0024]在真空容器11的側(cè)壁開設(shè)有晶圓W的輸送口 16，該輸送口 16利用閘閥17構(gòu)成為開閉自如。成膜裝置I的外部的晶圓輸送機(jī)構(gòu)18能夠經(jīng)由輸送口 16進(jìn)入到真空容器11內(nèi)。晶圓輸送機(jī)構(gòu)18用于將晶圓W交接到位于與輸送口 16相對的位置的凹部21。另外，在晶圓輸送機(jī)構(gòu)18與位于面對所述輸送口 16的位置的凹部21之間設(shè)有用于交接晶圓W的升降銷，對此省略了圖示。所述升降銷以能夠自真空容器11的底部的下方側(cè)經(jīng)由所述凹部21的通孔22而突出到旋轉(zhuǎn)臺2上的方式構(gòu)成。
[0025]在旋轉(zhuǎn)臺2上沿周向依次配置有第I氣體噴頭41、分離氣體噴嘴31、第2氣體噴頭42、以及分離氣體噴嘴32。第I氣體噴頭41噴射作為用于進(jìn)行成膜的含有硅的原料氣體的BTBAS氣體，第2氣體噴頭42噴射作為氧化氣體的O3 (臭氧)氣體。BTBAS氣體在I個大氣壓下且520°C以上的溫度的條件下發(fā)生熱分解。因而，第I氣體噴頭41構(gòu)成為，在噴射該BTBAS氣體時不在該氣體噴頭41的表面發(fā)生該分解。后面敘述第I氣體噴頭41和第2氣體噴頭42的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
[0026]分離氣體噴嘴31、32形成為自旋轉(zhuǎn)臺2的外周朝向中心延伸的棒狀，在分離氣體噴嘴31、32的下表面?zhèn)?，沿著各氣體噴嘴31、32的伸長方向形成多個N2 (氮)氣體的噴射孔。也就是說，分離氣體噴嘴31、32分別沿著旋轉(zhuǎn)臺2的半徑供給作為分離氣體的N2氣體。
[0027]所述真空容器11的頂板12具有兩個向下方突出的扇狀的突狀部33，突狀部33在周向上隔開間隔地形成。所述分離氣體噴嘴31、32分別嵌入突狀部33，并且設(shè)置為沿周向分割該突狀部33。各突狀部33的下方構(gòu)成為被供給分離氣體的分離區(qū)域D。
[0028]在真空容器11的底面的靠旋轉(zhuǎn)臺2的徑向外側(cè)的位置設(shè)有環(huán)形板24，在該環(huán)形板24上，沿環(huán)的周向隔開間隔地開設(shè)有兩個排氣口 25。各排氣口 25與排氣管26的一端相連接。各排氣管26的另一端相匯合并經(jīng)由具有閥的排氣量調(diào)整機(jī)構(gòu)27與由真空泵構(gòu)成的排氣機(jī)構(gòu)28相連接。利用排氣量調(diào)整機(jī)構(gòu)27對來自各排氣口 25的排氣量進(jìn)行調(diào)整，由此，能夠調(diào)整真空容器11內(nèi)的壓力。
[0029]構(gòu)成為利用氣體供給管30向旋轉(zhuǎn)臺2的中心部區(qū)域C上的空間供給N2氣體。該隊氣體作為吹掃氣體經(jīng)由呈環(huán)狀向頂板12的中央部下方突出的環(huán)狀突出部34的下方的流路而向旋轉(zhuǎn)臺2的徑向外側(cè)流動。環(huán)狀突出部34的下表面以與形成所述分離區(qū)域D的突狀部33的下表面相連續(xù)的方式構(gòu)成。
[0030]如圖1所示，設(shè)有用于在成膜處理中向旋轉(zhuǎn)臺2的下方供給作為吹掃氣體的隊氣體的供給管23。在容器主體13的位于旋轉(zhuǎn)臺2的下方的底面，沿著該旋轉(zhuǎn)臺2的旋轉(zhuǎn)方向形成有用于構(gòu)成加熱器收納空間36的凹部，在該收納空間36內(nèi)呈俯視同心圓狀設(shè)有多個作為加熱部的加熱器37。如圖1所示，設(shè)有自上側(cè)封堵所述凹部而形成加熱器收納空間36的板38。利用加熱器37的輻射熱量來加熱板38，并進(jìn)一步利用來自板38的輻射熱量來加熱旋轉(zhuǎn)臺2，由此將晶圓