成膜装置的制造方法_3

文档序号:9368235阅读:来源:国知局
体流速变大,因此,在气体喷嘴31的前端侧喷出较多的原料气体。然而,通过设置突起部54来抑制来自中央部区域C的分离气体的流入,抑制分离气体将原料气体向旋转台2的外周侧冲出的作用,因此,即使不增多载气的流量,也能使自原料气体喷嘴31喷出的原料气体遍布到所述整流板部51的旋转台中心侧。由此,不管载气的流量如何,均能使原料气体的浓度在晶圆W的面内一致,从而能以较高的面内均匀性的状态进行原料气体的吸附反应。
[0054]接着,参照图9的俯视图,示出喷嘴罩5的其他尺寸的一个例子,整流板部51中的靠旋转方向上游侧的外形线与原料气体喷嘴31的延伸方向之间的夹角α例如为15°。另外,整流板部51中的靠旋转方向上游侧的外形线与靠旋转方向下游侧的外形线之间的夹角Θ例如为50°。通过使整流板部51形成为该图9所示那样的扇状,从而抑制原料气体在速度较大的旋转台2的周缘侧发生扩散,由此确保使该原料气体吸附在晶圆W上。
[0055]将整流板部51的靠旋转方向下游侧的外形线与将旋转台2的中心O和第I真空排气口 62的靠旋转方向下游侧的端部连结起来的线(在图中用点划线表示)之间的夹角β设定为0°以上,以便不使自原料气体喷嘴31朝向第I真空排气口 62去的原料气体的流动受到整流板部51的妨碍。如上所述那样上升到喷嘴罩5上的氮气一边在该喷嘴罩5之上通过而防止与旋转台2相接触,一边向所述第I真空排气口 62流入而被排出。
[0056]所述清洁气体喷嘴71构成为自其前端向旋转台2上喷出例如ClF3 (三氟化氯)等作为氟系气体的清洁气体,所述清洁气体喷嘴71经由流量调整阀712与清洁气体的供给源711相连接。所述氟系气体是含有氟或氟化合物作为主要成分的气体。该清洁气体喷嘴71例如短于原料气体喷嘴31,例如,清洁气体喷嘴71的前端位于自基部53的后端侧向基部53中进入2cm?3cm的位置。喷出的清洁气体被自旋转台2的周缘部朝向中心部供给,从而将在旋转台2上成膜后的氧化硅去除。
[0057]在该成膜装置I中设有用于对装置整体的动作进行控制的、由计算机构成的控制部7,在该控制部7内存储有如后述那样用于执行成膜处理的程序。该程序向装置I的各部分发送控制信号而对各部分的动作进行控制。具体而言,对以下等各动作进行控制:自各气体供给源向各气体喷嘴供给气体和中断自各气体供给源向各气体喷嘴供给气体;利用旋转驱动机构22对旋转台2的旋转速度进行的控制;利用压力调整部66对来自各真空排气口 62、63的排气量进行的调整。在所述程序中编入有步骤组,以便控制这些动作而执行后述的各处理。该程序从硬盘、光盘、光磁盘、存储卡及软盘等存储介质安装到控制部7内。
[0058]接下来,说明利用所述成膜装置I进行的成膜处理的步骤。首先,在打开闸阀18的状态下,一边使旋转台2间歇性地旋转,一边利用输送机构24将例如直径为300mm的晶圆W经由输送口 17依次输送至交接区域SI并将该晶圆W载置在旋转台2的5个凹部23中的各凹部23上。接着,关闭闸阀18,利用真空栗65自第I真空排气口 62和第2真空排气口63进行排气,从而使真空容器11内为抽真空状态。与该排气并行地使已经停止的旋转台2旋转,并使所有的晶圆W的温度上升到旋转台2的温度、例如720°C。然后,自原料气体喷嘴31喷出作为原料气体的3DMAS气体和作为载气的氮气的混合气体并自反应气体喷嘴32喷出作为反应气体的O3气体和O2气体。另外,自分离气体喷嘴41、42和中央部区域C喷出作为分离气体的氮气,并自吹扫气体供给管28和吹扫气体供给部29喷出作为吹扫气体的氮气。这样,利用各压力调整部66来对来自第I真空排气口 62和第2真空排气口 63的各排气量进行控制,从而将真空容器11内调整为预先设定的处理压力,由此开始成膜处理。
[0059]使晶圆W交替地通过原料气体喷嘴31的下方的第I处理区域Pl和反应气体喷嘴32的下方的第2处理区域P2,使3DMAS气体吸附在晶圆W上,接着使03气体吸附在晶圆W上而使3DMAS分子氧化,从而形成I层或多层的氧化硅的分子层。如此依次层叠氧化硅的分子层,从而形成规定膜厚的氧化硅膜。另外,通过如此地形成氧化硅膜并将该氧化硅膜加热到600°C以上而进行退火,从而消除氧化硅的分子排列的变形。
[0060]图10是真空容器11的横剖视图,与图4同样地,利用箭头示出了该成膜处理时的各部分的气流。如这些图4和图10所示,由于向第I处理区域Pl与第2处理区域P2之间的第I分离区域Dl和第2分离区域D2供给分离气体,因此,以阻止原料气体与反应气体之间的混合的方式将各气体排出。另外,供给到中央部区域C的分离气体被向旋转台2的径向外侧供给,从而防止3DMAS气体与03气体在所述中央部区域C处发生混合。并且,由于向旋转台2的下方侧供给吹扫气体,因此,要向旋转台2的下方侧扩散的气体被所述吹扫气体向第I真空排气口 62侧和第2真空排气口 63侧冲回。
[0061]此时,如上所述,自第2分离气体喷嘴42供给过来的分离气体朝向第I处理区域Pl流动,但该分离气体以向喷嘴罩5上升的方式流动并被自第I真空排气口 62排出。另夕卜,还将供给到第I处理区域Pl的剩余的原料气体和被卷入到所述第I处理区域Pl的分离气体自第I真空排气口 62排出。此处,自中央部区域C流过来的分离气体欲沿周向流动,但由于在第I处理区域Pl中的靠中央部区域C的附近的位置形成有突起部54,因此,该分离气体会沿着该突起部54向外侧流动。因此,能够抑制来自中央部区域C的分离气体流入到整流板部51与旋转台2之间。另一方面,在喷嘴罩5的内部,自原料气体喷嘴31将原料气体和载气沿着旋转台2的径向喷出。由于抑制分离气体自喷嘴罩5的前端侧流入,因此,如上所述,与载气的流量无关,使原料气体遍布到喷嘴罩5的前端侧,从而如上所述那样进行面内均匀性良好的成膜处理。
[0062]当旋转台2如此旋转规定次数而形成期望膜厚的氧化硅膜时,使自各气体喷嘴31、32、41、42供给的各气体的流量、向中央部区域C供给的分离气体的流量降低。使旋转台2停止旋转并将闸阀18打开,通过旋转台2的间歇性的旋转和升降销的升降动作将晶圆W依次交接到输送机构24并输出到真空容器11之外。当将所有的晶圆W输出后,关闭闸阀18。
[0063]然后,再次使旋转台2连续地旋转,自清洁气体喷嘴71向旋转台2上供给清洁气体而开始清洁处理。所述清洁气体将在旋转台2上成膜后的氧化硅分解,并连同该分解物一起被向排气口抽吸。由于清洁气体喷嘴71被喷嘴罩5覆盖,因此,在喷嘴罩5内充满清洁气体。由此,在被供给有清洁气体的区域中,由于清洁气体与氧化硅相接触,因此能够可靠地去除氧化硅。这样,在旋转台2旋转规定次数后,停止供给清洁气体,并使旋转台2停止旋转,从而完成清洁处理。之后,再次将晶圆W输送至真空容器11内并进行所述的成膜处理。
[0064]采用所述实施方式,具有自原料气体喷嘴31的在旋转台2的旋转方向上的上游侧和下游侧沿着气体喷嘴的长度方向伸出的整流板部51,在该整流板部51上形成有朝向旋转台2侧突出的突起部54。该突起部54形成于比原料气体喷嘴31的气体喷出孔34靠旋转台2的中心部侧的位置,用于抑制来自中央部区域C的分离气体流入到整流板部51与旋转台2之间。因此,不管载气的流量如何,均能够使原料气体到达整流板部51的前端侧,从而能够抑制原料气体浓度在所述旋转台2的中心侧与外周侧之间产生偏差。由此,能够相对于大范围载气流量获得良好的面内均匀性。如上所述,由于膜厚的面内均匀性不会因载气的流量而发生变动,因此,易于在例如装置的调试时、维护时对膜厚的面内均匀性进行调整。
[0065]面内均匀性良好指的是,在对直径为300mm的晶圆进行成膜处理的过程中将载气的流量设定为500cc/分钟?lOOOcc/分钟时的面内均匀性优选为±2.0%以下,更优选为1.5%以下。另外,以下,将流量的单位“cc/分钟”记载为“sccm”,但流量值是在工艺时由流量计表示的值。在此,面内均匀性是使用椭偏仪在距晶圆的外缘1.8mm的内侧的区域中对49处测定点的膜厚进行测定并通过以下的式子(I)而求出的。所述49处测定点是在描绘出以晶圆W的中心为中心且半径以每50mm逐渐变大的多个同心圆时的、各个同心圆上的多处。
[0066]{(最大膜厚一最小膜厚)/ (平均膜厚X 2)} X 100...(I)
[0067]在后述的实施例中,实际使用喷嘴罩5来进行氧化硅膜的成膜,测定了此时的膜厚的面内均匀性。将其结果表示在图16中,确认了在将载气的流量设定为500sCCm?100sccm时的面内均匀性控制在±2.0%以下。
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