气体时，能够使用例如设于各罩的 气体供给路径55。
[0107] 作为能够应用于所述实施方式的原料气体，并不限于所述那样用于形成氧化硅 膜的原料气体。也可以是例如，使用TMA(三甲基铝）、TEMHF(四（乙基甲基氨基）铪）、 Sr (THD) 2 (双（四甲基庚二酮酸）锶）、Ti (MPD) (THD)((甲基戊二酮酸）双（四甲基庚二酮 酸）钛）等来进行氧化铝、氧化铪、氧化锶、氧化钛等的成膜。
[0108] 评价试验
[0109] 说明与本发明相关联地进行的评价试验。作为评价试验1，如在各实施方式中说明 地那样，在室温条件下向真空容器内的处理空间各种气体而重复进行包括所述的氨基硅烷 的吸附、晶圆W表面的吹扫、以及通过臭氧的链式分解反应进行的氨基硅烷的氧化在内的 循环，从而在晶圆W上形成了氧化硅膜。并且，对使用该装置形成的氧化硅膜进行湿蚀刻， 并测定了蚀刻速率。在该评价试验1中，分别测定了晶圆W的一端侧的蚀刻速率和另一端 侧的蚀刻速率。此外，与在各实施方式中说明的成膜装置不同，该评价试验1所使用的成膜 装置是用于将1张晶圆W输入到真空容器中并对该晶圆W进行处理的单片式处理装置，在 真空容器内，没有形成通过罩的升降而划分出的区域。
[0110] 作为比较试验1 一 1，使用能够使氧气在真空容器内等离子体化的成膜装置来在 晶圆W上进行了氧化硅膜的成膜。更详细说明一下，该成膜装置能够与评价试验1所使用的 装置同样地向真空容器内供给原料气体，且能够使供给到真空容器内的氧等离子体化。并 且，能够通过交替地供给所述原料气体和利用所述等离子体化来使原料氧化来进行所述成 膜。在该比较试验1 一 1中，与评价试验1同样地在室温条件下进行了所述氧化。在成膜 后，与评价试验1同样地对氧化硅膜进行了湿蚀刻，并测定了蚀刻速率。
[0111] 作为比较试验1 一 2,一边利用加热器将真空容器内的晶圆W加热至规定温度，一 边向该晶圆W交替地重复供给所述成膜原料气体和臭氧气体，从而在晶圆W上形成了氧化 硅膜。也就是说，在该比较试验1 一 2中，不进行所述臭氧的链式分解反应，通过对晶圆W 进行加热而对晶圆W赋予热能，并利用臭氧来使吸附在晶圆W上的氨基硅烷氧化。在成膜 后，与其他各试验同样地测定了蚀刻速率。
[0112] 图33是表示评价试验1和各比较试验的蚀刻速率的测定结果的图表，纵轴表示所 述蚀刻速率（单位：A /每分钟）。如图表所示，对于评价试验1的晶圆W，其一端侧的蚀 刻速率为4Ji /每分钟，另一端侧的蚀刻速率为3.4/\ /每分钟，成为大致相同的值。并 且，比较试验1 - 1的蚀刻速率为54.2 A /每分钟，比较试验1 - 2的蚀刻速率为4.7A / 每分钟。也就是说，与在相同的室温条件下进行了处理的比较试验1 一 1的蚀刻速率相比， 能够将评价试验1的蚀刻速率明显抑制得较低，而与为了进行氧化而利用加热器进行了加 热的比较试验1 一 2的蚀刻速率大致相同。也就是说，在评价试验1中，示出了形成有具有 与在成膜过程中进行加热而形成的氧化硅膜的膜质大致同等的膜质的氧化硅膜。因此，根 据该评价试验的结果，如在所述实施方式中说明地那样，示出了 ：通过使用本发明的方法， 即使不利用加热器进行加热，也能够形成具有良好膜质的氧化硅膜。
[0113] 接着，说明对通过根据所述实施方式进行处理而形成的氧化硅膜的热历程进行了 研究的评价试验2。在该评价试验2中，通过离子注入向由硅构成的多个基板分别注入了 P(磷）。该离子注入是在2keV、lE15i〇nS/cm2的条件下进行的。并且，使用在所述评价试验 1中所利用成膜装置来在注入有所述P的基板上形成了氧化硅膜。在形成该氧化硅膜的过 程中，进行了 100次所述循环。另外，在各循环的步骤S3中，以使真空容器内的臭氧浓度达 到77. 7vol%的方式供给了臭氧气体。并且，在形成氧化硅膜之后，测定了该氧化硅膜的电 阻值。另外，对于在注入有所述P的基板中的、没有形成所述氧化硅膜的基板，作为参照物， 利用互不相同的温度进行了 5分钟加热处理。在加热处理后，测定了这些参照物的电阻值。
[0114] 图34是表示该评价试验2的结果的图表。被涂黑的绘点是参照物的电阻值，空心 的绘点是利用成膜装置1进行成膜而成的氧化硅膜的电阻值。如图表所示，所述氧化硅膜 的电阻值相当于被加热到200°C的参照物的电阻值。也就是说，进行100次在实施方式中说 明的循环相当于对基板施加5分钟的200°C的热量。即，通过所述链式分解反应来对基板施 加热量，并如在实施方式中说明地那样，能够推测出：通过如此施加热量，能够进行氨基硅 烷的氧化，而无需如所述那样利用加热器等来加热基板。
[0115] 采用本发明，在处理空间内形成能够强制性地引起分解反应（链式的分解反应） 的臭氧气氛，使用由该分解反应产生的氧的活性种来使吸附在基板上的原料氧化。利用所 述分解反应，在极端的时间内对基板的表面施加较大的能量，使所述活性种和原料发生反 应，因此，即使不利用加热器等加热机构来加热基板，也能够充分地进行所述氧化，从而能 够获得良好性质的氧化膜。并且，在产生所述分解反应时，由于处理空间与供给有非活性气 体的缓冲区域相连通，因此能够抑制处理空间内的压力过度上升。其结果，能够抑制基板和 处理空间形成构件的破损、劣化。
[0116] 本申请的实施方式的所有的方面均为例示，而不应认为限定本发明。实际上，所述 实施方式能够以多种形态来实施。另外，所述实施方式也可以在不脱离权利要求书和其主 旨的范围内以各种形态进行省略、置换以及变更。本发明的范围包括权利要求书和在与权 利要求书均等的含义和范围内的所有变更。
[0117] 本申请基于2014年6月16日提出申请的日本特许出愿第2014-123514号的优先 权的利益，将该日本申请的全部内容作为参照文献引入于此。
【主权项】
1. 一种成膜装置，其用于在形成于真空容器内的真空气氛中在载置在台上的基板的表 面上层叠氧化物的分子层而形成薄膜，其中， 该成膜装置包括： 旋转机构，其用于使该台相对于沿所述台的周向配置在所述台之上的第1区域和第2 区域进行旋转，而使所述基板交替地重复位于所述第1区域和所述第2区域； 原料气体供给部，其为了使原料吸附在基板上而将所述原料以气体的状态作为原料气 体向所述第1区域供给； 处理空间形成构件，其相对于该台进行升降，以使得在位于所述第2区域的基板的周 围形成与所述第1区域隔离开的处理空间； 气氛气体供给部，其用于供给气氛气体，该气氛气体用于在所述处理空间内形成具有 引起链式分解反应的浓度以上的浓度的臭氧的臭氧气氛； 能量供给部，其用于通过向所述臭氧气氛供给能量来使所述臭氧强制地分解而产生氧 的活性种，利用该活性种来使吸附在所述基板的表面上的原料氧化而获得所述氧化物； 缓冲区域，其以与所述处理空间相连接的方式设置，并向该缓冲区域供给非活性气体， 以便缓和所述臭氧的分解所导致的所述处理空间内的压力上升；以及 划分机构，其用于在向所述处理空间供给所述气氛气体时将所述缓冲区域与该处理空 间划分开，并在产生所述臭氧的分解时使所述缓冲区域与所述处理空间相连通。2. 根据权利要求1所述的成膜装置，其中， 在向所述处理空间供给所述气氛气体之后且在利用所述能量供给部进行能量供给之 前，所述划分机构使所述所述缓冲区域与所述处理空间相连通。3. 根据权利要求1所述的成膜装置，其中， 所述缓冲区域设于所述处理空间形成构件， 所述划分机构是用于使所述处理空间形成构件升降的升降机构， 利用所述处理空间形成构件相对于所述台的高度，在将所述缓冲区域和所述处理空间 划分开的状态同将所述缓冲区域和所述处理空间相连通的状态之间切换。4. 根据权利要求3所述的成膜装置，其中， 所述处理空间和所述缓冲区域经由所述处理空间形成构件与台之间的间隙而相连通， 在所述处理空间形成构件和台中的一者上设有突起，该突起用于包围所述处理空间和 所述间隙，并将所述处理空间以及所述间隙与该处理空间形成构件的外侧隔离开， 在所述处理空间形成构件和所述台中的另一者上设有用于与所述突起相卡合的槽。5. 根据权利要求1所述的成膜装置，其中， 所述缓冲区域经由气体流路与所述处理空间相连接， 所述划分机构由设置在所述气体流路上的阀构成。6. 根据权利要求1所述的成膜装置，其中， 所述缓冲区域兼用作对所述处理空间进行排气的排气路径，所述划分机构由设置在所 述排气路径上的阀构成。7. 根据权利要求1所述的成膜装置，其中， 所述能量供给部由用于向所述臭氧气氛供给反应气体的反应气体供给部构成，该反应 气体用于与所述臭氧发生化学反应而引起所述强制的分解。8. 根据权利要求7所述的成膜装置，其中， 所述反应气体是一氧化氮。9. 一种成膜方法，在该成膜方法中，在形成于真空容器内的真空气氛中在载置在台上 的基板的表面上层叠氧化物的分子层而形成薄膜，其中， 该成膜方法包括以下工序： 使该台相对于沿所述台的周向配置在所述台之上的第1区域和第2区域进行旋转，而 使所述基板交替地重复位于所述第1区域和所述第2区域； 为了使原料吸附在所述基板上而将所述原料以气体的状态作为原料气体向所述第1 区域供给； 使处理空间形成构件相对于该台进行升降，以使得在位于所述第2区域的基板的周围 形成与所述第1区域隔离开的处理空间； 供给气氛气体，该气氛气体用于在所述处理空间内形成具有引起链式分解反应的浓度 以上的浓度的臭氧的臭氧气氛； 通过向所述臭氧气氛供给能量来使所述臭氧强制地分解而产生氧的活性种，利用该活 性种来使吸附在所述基板的表面上的原料氧化而获得所述氧化物； 向为了缓和所述臭氧的分解所导致的所述处理空间内的压力上升而设置的缓冲区域 供给非活性气体；以及 在产生所述臭氧的分解时，使所述缓冲区域与所述处理空间相连通，在向所述处理空 间供给所述气氛气体时，该缓冲区域相对于该处理空间被划分开。10. 根据权利要求9所述的成膜方法，其中， 使所述缓冲区域与所述处理空间相连通的工序是在进行了所述气氛气体的供给工序 之后且在进行所述能量的供给工序之前进行的。11. 根据权利要求9所述的成膜方法，其中， 通过向所述臭氧气氛供给用于与所述臭氧发生化学反应而引起所述强制的分解的反 应气体来进行所述能量的供给。12. 根据权利要求11所述的成膜方法，其中， 所述反应气体是一氧化氮。
【专利摘要】本发明提供一种成膜装置和成膜方法，该成膜装置用于在形成于真空容器内的真空气氛中在载置在台上的基板的表面上层叠氧化物的分子层而形成薄膜，其中，该成膜装置包括：旋转机构；原料气体供给部；处理空间形成构件，其形成处理空间；气氛气体供给部；能量供给部，其用于通过向所述臭氧气氛供给能量来使所述臭氧强制地分解而产生氧的活性种，利用该活性种来使吸附在所述基板的表面上的原料氧化而获得所述氧化物；缓冲区域，其缓和所述臭氧的分解所导致的所述处理空间内的压力上升；以及划分机构，其用于在向所述处理空间供给所述气氛气体时将所述缓冲区域与该处理空间划分开，并在产生所述臭氧的分解时使所述缓冲区域与所述处理空间相连通。
【IPC分类】C23C16/40
【公开号】CN105200393
【申请号】CN201510333848
【发明人】矢部和雄, 清水亮
【申请人】东京毅力科创株式会社
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年6月16日
【公告号】US20150361550