成膜装置的制造方法_4

文档序号:9368235阅读:来源:国知局
8]在此,在实施例中,在使用除了没有突起部54以外与所述喷嘴罩相同的结构的喷嘴罩的情况下,也同样地进行成膜处理,并测定了膜厚的面内均匀性。在该情况下,在载气的流量为300SCCm?lOOOsccm的范围内时,膜厚的面内均匀性会因载气的流量而较大地变动,载气的流量越多,面内均匀性越高。推测其原因如下。若没有突起部54,则分离气体会自中央部区域C流入到整流板部51与旋转台2之间。另一方面,若载气的流量如上所述那样变化,则原料气体喷嘴31的长度方向上的原料气体的喷出量也会发生变化。因此,在载气的流量较多的情况下,在原料气体喷嘴31的前端侧也遍布有原料气体,从而能提高面内均匀性,而在载气的流量较少的情况下,自原料气体喷嘴31的前端侧喷出的原料气体较少且分离气体自中央部区域C流入,因此,前端侧的膜厚变小且使面内均匀性变差。这样,有无突起部54会导致在使载气的流量变化时的面内均匀性的变动量产生较大的不同,因此,应当理解,利用突起部54来抑制来自中央部区域C的分离气体的流入的做法在大范围的载气流量时在提高面内均匀性方面是非常有效的。
[0069]另外,由于为了较广地覆盖第I分离区域Dl与第2分离区域D2之间的处理区域而较大地构成了整流板部51,因此,由后述的实施例可知,能够提高成膜速度。其原因在于,由于整流板部51的俯视形状较大,因此能够将原料气体封入到整流板部51与旋转台2之间,Si易于相对于晶圆W成为饱和状态。另外,通过使整流板部51较大,能够延长原料气体向晶圆W吸附的吸附时间,这点也会增加成膜速度。
[0070]另一方面,在后述的图15中,作为比较例,示出了与以往相同的大小的整流板部8。该整流板部8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 I例如为38°。在这样的整流板部8中,由于其俯视大小小于本发明的整流构件51,因此,原料气体容易自整流板部8流出,另外,分离气体容易自分离区域Dl、D2、中央部区域C流入。因此,原料气体被分离气体稀释。吸附于晶圆W的原料气体的量变少,由此使成膜速度降低。另外,由于分离气体自中央部区域C流入,因此,在调整面内均匀性时,需要取得来自所述中央部区域C的分离气体的流入量与由载气的流量调整引起的在原料气体喷嘴31的长度方向上的原料气体的喷出量之间的平衡。但是,如上所述,由于原料气体容易自整流板部8流出且分离气体容易自整流板部8流入,因此,也如后述的实施例所记载地那样,仅稍微改变载气的流量,就会使面内均匀性发生变动。因此,能确保良好的面内均匀性时的载气流量范围狭小,从而难以对所述面内均匀性进行调整作业。
[0071 ] 并且,由于所述喷嘴罩5构成为使原料气体喷嘴31设置在靠近第2分离区域D2侧的位置,因此自第I处理区域Pl中的旋转方向上游侧供给原料气体。因此,能够延长原料气体与晶圆W之间的接触时间,从而能够使原料气体充分地吸附于晶圆W。另外,在所述例子中,清洁气体喷嘴71也以向整流板部51与旋转台2之间供给清洁气体的方式设置。因此,使清洁气体充分地遍布整流板部51的内侧,由此能够在清洁时将附着在整流板部51上的薄膜可靠地去除。
[0072]以上的整流板部51、突起部54的形状、大小并不限于所述例子,在相对于直径为300mm晶圆将载气的流量设定为500sCCm?lOOOsccm时,只要使晶圆的膜厚的面内均匀性控制在±2.0%以下、更优选在±1.5%以下即可。因此,若为能够确保该面内均匀性的结构,则如图11的概略立体图所示,也可以在突起部54上形成开口部541,而开口部541的形状并不限于该例子。
[0073]另外,如图12所示,突起部58也可以形成于整流板部51的前端侧的在周向上的一部分。例如,描绘出以旋转台2的旋转中心为中心且以在旋转台2的径向上的自该中心到所述突起部58的中心部为止的距离为半径的圆。此时,只要使所述突起部58与所述旋转台2的表面之间的分开距离为1.0mm?2.0mm的区域形成于相对于所述圆的位于整流板部51的弧的全长为50%以上的长度区域即可。其原因在于,即使是这样的结构,在将载气的流量设定为500sccm?100sccm时,也能使晶圆的膜厚的面内均匀性在±2.0%以下、更优选在±1.5%以下。
[0074]另外,如图13和图14所示,也可以是,为了抑制分离气体自所述整流板部51的所述旋转方向的上游侧流入到所述整流板部51与旋转台2之间,在喷嘴罩上,不仅设有所述突起部54,还进一步设有突起部511。该突起部511以自所述整流板部51朝向旋转台2突出的方式形成在比原料气体喷嘴31靠所述旋转方向的上游侧的位置。在该例子中,整流板部51以如下方式形成为弯曲而成的L字型的形状:在原料气体喷嘴31的旋转方向上游侦牝延伸到比该原料气体喷嘴31靠下方侧的位置,接着弯曲而形成水平的面部。另外,突起部511的上表面构成为位于比旋转方向上游侧的突状部43的下表面(第I顶面)44靠下方侧的位置。例如,将突起部511的下表面572与旋转台2的表面之间的分开距离设定为1.0mm?2.0mm、例如设定为1.5mm。
[0075]由此,来自旋转方向上游侧的气体被突起部511的上表面引导而向突起部511的上方侧迅速流动,从而抑制来自旋转方向上游侧的气体流入到整流板部51与旋转台2之间。但是,未必需要使整流板部51中的比基部52靠旋转方向上游侧的区域的整个下表面向下方侧突出。其原因在于,只要例如在比基部52靠旋转方向上游侧的位置沿着基部52的长度方向形成向下方侧突出的突起部,就能够抑制来自旋转方向上游侧的分离气体流入。另夕卜,也可以在该突起部上形成开口部。
[0076]并且,也可以为如下结构,即,整流板部51的俯视形状随着朝向旋转台2的外周去而阶段性地变宽。另外,也可以是,清洁气体喷嘴71不位于整流板部51的下方侧,而是设置在第I处理区域Pl中的、与配置有整流板部51的区域不同的区域。另外,这样的喷嘴罩5能够应用于两个处理区域被分离区域分离的装置。因而,喷嘴罩5并不限于应用在所述成膜装置I中。也可以是,例如,在所述成膜装置I中设有用于在第2处理区域P2中利用等离子体进行改性处理的等离子体产生部的装置结构。
[0077]实施例
[0078]评价试验I
[0079]说明与本发明有关的、通过模拟来对成膜装置I进行的评价试验。作为评价试验1,分别对在如所述实施方式那样一边使旋转台2旋转并自第I真空排气口 62进行排气一边自原料气体喷嘴31喷出原料气体和载气的混合气体时的、第I处理区域Pl和其周围的气体浓度分布和质量比例分布进行了模拟。将该气体喷出时的真空容器11内的压力设定为891.1Pa (6.7Torr),将该气体喷出时的真空容器11内的温度设定为620°C。使所述原料气体为包括3DMAS气体的含Si气体,将原料气体的流量设定为300SCCm。另外,将载气的流量设定为500sccm,将所述原料气体供给时的旋转台2的旋转速度设定为120rpm。另外,如上所述那样设定了喷嘴罩5的尺寸,使突起部54的下表面与旋转台2的表面之间的分开距离h2为1.5_,在比突起部54靠旋转台的外周侧的位置,使整流板部51与旋转台2表面之间的分开距离h3为3mm (实施例1)。将与含Si气体的浓度分布有关的该结果表不在图16中,将与含Si气体的质量比例分布有关的该结果表示在图17中。
[0080]另外,对于使用在实施例1的喷嘴罩上没有设置突起部的结构(比较例I)的装置和如图15所示那样使用比实施例1的喷嘴罩的整流板部小的整流板部且没有设置突起部的结构(比较例2)的装置,也分别同样地对含Si气体的浓度分布和质量比例分布进行了模拟。将与比较例I的气体浓度分布有关的该结果表示在图18中,将与质量比例分布有关的该结果表示在图19中。另外,将与比较例2的气体浓度分布有关的结果表示在图20中,将与质量比例分布有关的结果表示在图21中。
[0081]在分析含Si气体的浓度分布的结果(图16、图18、图20)时发现,在实施例1的喷嘴罩5中,气体浓度较高的区域扩展到大致整个喷嘴罩5,并确认了在喷嘴罩5的整个面内均充满较高浓度的原料气体。由此,应当理解的是,原料气体以面内均匀性良好的状态进行吸附,从而提高膜厚的面内均匀性。另一方面,在比较例I和比较例2中,发现:喷嘴罩的后端侧(周缘侧)的气体浓度高于喷嘴罩的前端侧的气体浓度,气体浓度分布在晶圆W的径向上变得不均匀。推测其原因在于,由于没有突起部,因此分离气体自中央部区域C进入到喷嘴罩内而发挥将原料气体向旋转台2的外周侧冲回的作用,从而形成原料气体难以遍布到前端侧(旋转台中心侧)的状态。
[0082]另外,同样地,对于含Si
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