专利名称：成膜装置和基板处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及按顺序供给互相反应的处理气体而在基板的表面层叠反应生成物的成膜装置和基板处理装置。
背景技术：
作为利用ALD (Atomic Layer Deposition)法在半导体晶圆等基板(以下称作“晶圆”)上形成例如氧化硅膜(SiO2)等薄膜的装置，例如日本国特开2010 - 239102号公报所述，公知结构有，在真空容器内配置有用于将多枚晶圆在周向上排列并使其公转的旋转台。在该装置中，能够自与旋转台相对地设置的多个气体供给部按顺序向晶圆供给互相反应的处理气体。 在该装置中，为了将供给有处理气体的区域彼此划分开，向这些区域相互之间供给例如N2 (氮)气体等来作为分离气体。此时，若将分离气体的供给量设定为大流量，装置的运行成本(分离气体的成本)会升高。另外，处理气体也有可能被分离气体稀释。另一方面，若欲节流分离气体的流量，则在处理气氛中的处理气体彼此有互相混合的危险。在美国专利公报7，153，542号、日本国专利3144664号公报及美国专利公报6，869，641号中记载有利用ALD法形成薄膜的装置，但对于上述技术问题却没有记载。
发明内容
本发明即是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供在依次供给互相反应的处理气体而在基板的表面层叠反应生成物的过程中，能够在分别向供给有处理气体的处理区域相互之间供给分离气体来防止处理气体彼此在处理气氛中互相混合的同时，抑制分离气体的供给流量的成膜装置和基板处理装置。更详细地讲，本发明的一形态的成膜装置反复多次进行在真空容器内依次向基板供给多种处理气体的循环而形成薄膜，其中，该成膜装置包括旋转台，其设置在上述真空容器内，在旋转台上表面上，在周向上具有用于载置基板的基板载置区域，该旋转台使该基板载置区域公转；多个处理气体供给部，其用于向在该旋转台的周向上互相分隔开的处理区域分别供给互不相同的处理气体；分离部，其配置有分离气体喷嘴，并从上述旋转台的中央侧延伸到外周侧，用于向形成在各处理区域之间的分离区域供给分离气体而使各处理区域的气氛分离开；排气口，其设置在上述旋转台的外缘侧，用于对上述真空容器内的气氛进行真空排气;上述分离部包括第I顶面，其设置在比上述分离气体喷嘴靠上述旋转台的旋转方向下游侧的位置，在第一顶面与上述旋转台的上表面之间从该旋转台的中央侧到外周侧地形成有狭窄的空间，用于阻止处理气体进入到该狭窄的空间中；第2顶面，其设置在比上述分离气体喷嘴靠上述旋转台的旋转方向上游侧的位置，从上述旋转台的中央侧到外周侧地形成为比上述第I顶面位置高；上述排气口以与气体滞留空间相连通的方式设置，该气体滞留空间为上述第2顶面和上述旋转台之间的区域。另外，本发明的另一形态的基板处理装置反复多次进行在真空容器内依次供给多种处理气体的循环而对基板进行处理，其中，该基板处理装置包括旋转台，其设置在上述真空容器内，在旋转台上表面上，在周向上具有用于载置基 板的基板载置区域，该旋转台使该基板载置区域公转；多个处理气体供给部，其用于向在该旋转台的周向上互相分隔开的处理区域分别供给互不相同的处理气体；分离部，其配置有分离气体喷嘴，并从上述旋转台的中央侧延伸到外周侧，用于向形成在各处理区域之间的分离区域供给分离气体而使各处理区域的气氛分离； 排气口，其设置在上述旋转台的外缘侧，用于对上述真空容器内的气氛进行真空排气;上述分离部包括第I顶面，其设置在比上述分离气体喷嘴靠上述旋转台的旋转方向下游侧的位置，在其与上述旋转台的上表面之间从该旋转台的中央侧到外周侧形成有狭窄的空间，用于阻止处理气体进入到该狭窄的空间中；第2顶面，其设置在比上述分离气体喷嘴靠上述旋转台的旋转方向上游侧的位置，从上述旋转台的中央侧到外周侧形成为比上述第I顶面位置高；上述排气口以与气体滞留空间相连通的方式设置，该气体滞留空间为上述第2顶面和上述旋转台之间的区域。
图1是表示本发明的成膜装置的一例子的纵剖视图。图2是上述成膜装置的横剖俯视图。图3是上述成膜装置的横剖俯视图。图4是示意地表示上述成膜装置的局部的立体图。图5是表示上述成膜装置的局部的纵剖视图。图6是表示上述成膜装置的局部的纵剖视图。图7是表示上述成膜装置的局部的纵剖视图。图8是表示上述成膜装置的局部的分解立体图。图9是表示上述成膜装置的作用的纵剖视图。图10是表示上述成膜装置的作用的纵剖视图。图11是表示上述成膜装置的作用的横剖俯视图。图12是表示由上述成膜装置得到的薄膜的特性的特性图。图13是表示上述成膜装置的另一例子的局部放大立体图。
具体实施例方式参照图1 图8说明本发明实施方式的基板处理装置的一例子。如图1及图2所示，作为该基板处理装置的一个方案的成膜装置包括俯视形状为大致圆形的真空容器1、设置在该真空容器I内且旋转中心在该真空容器I的中心的旋转台2。于是，在该成膜装置中，像之后详细说明的那样，将互相反应的多种例如两种处理气体按顺序供给到晶圆W，利用ALD法形成薄膜，并且利用分离气体将分别供给有这些处理气体的区域彼此互相划分开。此时，处理气体在防止处理气氛中彼此混合的同时，将分离气体的供给流量抑制得较少。接着，对成膜装置的各部进行详细说明。真空容器I包括顶板11和容器主体12，顶板11相对于容器主体12可装卸。为了抑制互不相同的处理气体在真空容器I内的中心部区域C处彼此混合，在顶板11的上表面侧的中央部连接有用于将N2 (氮)气体作为分离气体供给的分离气体供给管51。图1中的附图标记13是在容器主体12的上表面的周缘部设置为环状的密封构件例如0型密封圈。·在真空容器I内供给有上述分离气体的区域的外侧形成有自顶板11朝向下方地以环状伸出的突出部5。旋转台2的中心部固定于大致圆筒形状的芯部21，该旋转台2利用连接于该芯部21的下表面且沿铅垂方向延伸的旋转轴22绕铅垂轴线、在该例子中是向顺时针方向自如旋转。图1中的附图标记23是用于使旋转轴22绕铅垂轴线旋转的驱动部，附图标记20是用于收纳旋转轴22和驱动部23的壳体。该壳体20的上表面侧的凸缘部分气密地安装在真空容器I的底面部14的下表面。另外，在该壳体20上连接有用于向旋转台2的下方区域供给作为吹扫气体的N2气体的吹扫气体供给管72。真空容器I的底面部14上的位于芯部21外周侧的部分成为以从下方侧接近旋转台2的方式形成为环状的突出部12a。另外，在以下的说明中，存在将旋转台2的旋转方向上游侧和旋转方向下游侧分别简称作“上游侦『和“下游侧”的情况。如图2及图3所示，在旋转台2的表面部中，沿着旋转方向(周向)设置在多处例如5处用于载置直径尺寸为例如300mm规格的晶圆W的圆形状的凹部24作为基板载置区域。凹部24的直径尺寸和深度尺寸被设定为，在使晶圆W落入(收纳)到该凹部24中时，晶圆W的表面与旋转台2的表面(非载置晶圆W的区域)对齐。在凹部24的底面上形成有贯通孔(未图示)，该贯通孔用于供将晶圆W从下方侧顶起而使晶圆W升降的例如后述的3根升降销贯通。如图2及图3所示，在分别与旋转台2中的凹部24通过的区域相对的位置上，在真空容器I的周向(旋转台2的旋转方向)互相隔开间隔地以放射状分别配置有例如由石英构成的4根喷嘴31、32、41、42。该各喷嘴31、32、41、42例如分别以自真空容器I的外周壁朝向中心部区域C地、与晶圆W相对地水平延伸的方式安装。因而，该喷嘴31、32、41、42分别以从旋转台2的中央侧延伸到外周侧的方式配置。在该例子中，从后述的输送口 15起来看，在顺时针方向上依次排列有分离气体喷嘴41、第I处理气体喷嘴31、分离气体喷嘴42以及第2处理气体喷嘴32。另外，图2表示沿图5和图6中的A — A线剖开真空容器I而成的横剖平面，图3表示沿图5和图6中的B — B线剖开真空容器I而成的横剖平面。另夕卜，对于图3中的各喷嘴31、32、41、42省略了各喷嘴的内部构造。
各喷嘴31、32、41、42通过流量调整阀分别连接于以下的各气体供给源(未图示)。即，第I处理气体喷嘴31连接于含有Si (娃)的第I处理气体、例如BTBAS (双叔丁基氨基硅烷SiH2 (NH- C (CH3)3)2)气体等的供给源。第2处理气体喷嘴32连接于作为第2处理气体的、例如O2气体和0 3气体的混合气体(以下为了简化记载而称为“03气体”)的供给源。分离气体喷嘴41、42分别连接于作为分离气体的N2 (氮)气体的供给源。第I处理气体喷嘴31和第2处理气体喷嘴32分别形成第I处理气体供给部和第2处理气体供给部。另外，分离气体喷嘴41、42分别形成分离气体供给部。在气体喷嘴31、32、41、42的下表面侧，沿着旋转台2的半径方向在多处例如等间隔地形成有气体喷出孔33。以该喷嘴31、32、41、42的下端缘与旋转台2的上表面的隔开距离例如为Imm 5mm左右的方式配置该各喷嘴31、32、41、42。处理气体喷嘴31的下方区域是用于使含Si气体吸附于晶圆W的第I处理区域P1，第2处理气体喷嘴32的下方区域是用于使吸附于晶圆W的含Si气体与O3气进行反应的第2处理区域P2。分离气体喷嘴41、 42是用于分别形成将第I处理区域Pl和第2处理区域P2分隔开的分隔区域D的装置。对于这两个分离区域D，首先说明分离气体喷嘴41 (比第2处理气体喷嘴32靠下游侧且比第I处理气体喷嘴31靠上游侧)处的分离区域D。如图2所示，在分离气体喷嘴41的旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧分别设有在旋转台的整个半径方向上从真空容器I的顶板11朝向下方侧突出的凸状部4、凸状部4，该凸状部4、4以向旋转台的旋转方向扩宽的方式形成而成为大致扇形状。因而，分离气体喷嘴41例如收纳在槽部43内，该槽部43在凸状部4、凸状部4之间以向旋转台2的半径方向延伸的方式形成(参照图4 图6)。凸状部4、凸状部4的位于旋转台2的旋转中心侧的部位连接于已说明的突出部5。在晶圆W的中心部所通过的位置，各个凸状部4、4的沿旋转台旋转方向上的宽度尺寸L例如为50mmo分离气体喷嘴41的左右两侧的凸状部4、凸状部4中的、位于旋转台2的旋转方向下游侧的凸状部4用于阻止该凸状部4下游侧的第I处理气体喷嘴31的处理气体蔓延到分离气体喷嘴41侧。因此，如图5及图6所示，为了在该凸状部4的下端面与旋转台2的表面之间形成狭窄的空间SI，该凸状部4的下端面接近旋转台2的表面地配置，形成第I顶面44。第I顶面44从旋转台2的中央侧到外周侧地形成。该第I顶面44与旋转台2之间的分隔距离h例如为0. 5mm IOmm,在该例子中约为4mm。如图4所示,为了抑制气体通过旋转台2的外缘部侧，该凸状部4的外缘部(位于旋转台2的外缘部与真空容器I的内壁面之间的部位)以蔓延到该旋转台2的外端面侧的方式弯曲成L字形而形成弯曲部46。该弯曲部46与旋转台2之间、该弯曲部46与后述的边环100之间的间隙尺寸被设定为与已说明的分隔距离h相同程度。在此，如图5及图6所示，在比第I顶面44靠旋转台的旋转方向下游侧的区域、SP配置有已说明的第I处理气体喷嘴31的区域中，顶板11的下表面的位置高于该第I顶面44。因而，在从第I处理气体喷嘴31看分离气体喷嘴41侧时，狭窄的空间SI形成在旋转台2的整个半径方向上，并且，自该狭窄的空间SI朝向该第I处理气体喷嘴31吹出分离气体喷嘴41的分离气体，因此，能够阻止第I处理气体蔓延到分离气体喷嘴41侦U。接着，对分离气体喷嘴41的左右两侧的凸状部4、凸状部4中的、位于旋转台2的旋转方向上游侧的凸状部4进行说明。该凸状部4用于阻止例如自第2处理气体喷嘴32喷出的处理气体进入到已说明的狭窄的空间SI中，为了使气体滞留在该凸状部4的下方，该凸状部4形成比狭窄的空间SI宽的气体滞留空间(空腔)S2。即，在该凸状部4中，如图3及图5所示，收纳有分离气体喷嘴41的槽部43的顶面朝向上游侧地向水平方向延伸，形成比第I顶面44位置高的第2顶面45。因而，气体滞留空间S2从旋转台2的中央侧到外周侧(半径方向)地形成，并且以向该旋转台2的旋转方向扩宽的方式成为例如扇形状。利用该第I顶面44、第2顶面45以及分离气体喷嘴41构成分离部。另外，图5表不在旋转台2的靠近中心部区域C的位置将真空容器I沿周向剖开而成的纵截面，图6表示在比旋转台2的外缘部靠外侧的位置将真空容器I沿周向剖开而成的纵截面。而且，为了抑制自第2处理气体喷嘴32供给到真空容器I内的处理气体进入到气体滞留空间S2中，该第2顶面45的位于旋转台2的旋转方向上游侧的端部朝向旋转台2垂直延出而形成壁面部47。如图3所示，该壁面部47从旋转台2的中央侧到外周侧地形成，具体地讲是从旋转台2的中心部侧的已说明的突出部5到与旋转台2的外缘部相对的位置地配置。该壁面部47与旋转台2之间的分隔距离被设定为与已说明的分隔距离h相同程度的尺寸。另外，为了将气体滞留空间S2中的气体排出到旋转台2的外周侧，如图3及图6所示，凸状部4的外周面(与真空容器I的内壁面相对的面)处使旋转台2的旋转方向上游侧的部位去掉大致矩形的部分而形成开口部48。而且，如作为半径方向剖视图的图7所示，与分离气体喷嘴41的下游侧的凸状部4相同，比该开口部48靠旋转台2的旋转方向下游侧的凸状部4的外周侧部位延伸到旋转台2的外缘部与真空容器I的内壁面之间而形成已说明的弯曲部46。另外，在图3及图6中，弯曲部46在图不的关系上省略。另外，图7表不从第2处理气体喷嘴32侧看凸状部4的情形。而且，为了将自分离气体喷嘴41喷出的分离气体朝向开口部48引导，如图3所示，在开口部48和分离气体喷嘴41之间凸状部4的与中心部区域C相对的内壁面从分离气体喷嘴41的侧方侧朝向后述的排气口 62伸出而形成引导面49。S卩，上述凸状部4的内壁面靠开口部48的下游侧的部分在以俯视角度观察时，其开口部48侧的部位朝向排气口62被倾斜地去掉一部分。因而，开口部48的下游侧的上述凸状部4 (弯曲部46)配置在比旋转台2的外缘部靠真空容器I的内壁面的区域中，并且，从分离气体喷嘴41到开口部48凸状部4的宽度尺寸逐渐变小。另外，引导面49以与分离气体喷嘴41的长度方向交叉的方式形成。在分离气体喷嘴42中，也是在旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧分别配置有凸状部4、凸状部4，在该凸状部4、凸状部4中的位于第2处理气体喷嘴32侧的凸状部4上形成有狭窄的空间S1。另外，在该分离气体喷嘴42与第I处理气体喷嘴31之间的凸状部4上形成有气体滞留空间S2、壁面部47、开口部48以及引导面49。另外，图4是切开凸状部4的局部，而且示意地描画凸状部4。接着，返回到成膜装置的说明。如图2、图3、图4及图8所示，在旋转台2的外周侦牝在比该旋转台2稍靠下位置配置有作为盖体的边环100。例如在装置清洗时，在替代各处理气体而使氟类的清洁气体流通时，该边环100用于保护真空容器I的内壁使之免受该清洁气体影响。即，若未设置边环100，则可以说在旋转台2的外周部与真空容器I的内壁之间的整个周向上，以环状形成使气流(排气流)在横向上流动的凹部状的气流通路。因此，该边环100以使真空容器I的内壁面尽量不会暴露在气流通路中的方式设置在该气流通路中。在该例子中，各分离区域D中的外缘侧的区域(弯曲部46)朝向该边环100延伸。在边环100的上表面，以在周向上互相分开的方式形成有两处排气口 61、62。换言之，在上述气流通路的下方侧形成有两个排气口，在边环100上与该排气口相对应的位置形成有排气口 61、62。在将这两个排气口 61、62中的一个和另一个排气口分别称作第I排气口 61和第2排气口 62时，如图2所示，第I排气口 61形成在第I处理气体喷嘴31与比该第I处理气体喷嘴31靠旋转台的旋转方向下游侧的凸状部4之间的靠近该凸状部4侧的位置。因而，如图3所示，第I排气口 61以连通于该排气口 61与分离气体喷嘴42之间的气体滞留空间S 2的方式配置。另外，第2排气口 62形成在第2处理气体喷嘴32与比该喷嘴32靠旋转台的旋转方向下游侧的凸状部4之间的靠近该凸状部4侧的位置。因而，该第2排气口 62也以连通于第2排气口 62与分离气体喷嘴41之间的气体滞留空间S2的方式配置。第I排气口 61·用于排出含Si气体和分离气体，第2排气口 62用于排出O3气体和分离气体。如图1所示，该第I排气口 61和第2排气口 62分别利用设有蝶阀等压力调整部65的排气管63连接于作为真空排气机构的例如真空泵64。如图1所示，在旋转台2与真空容器I的底面部14之间的空间中设有作为加热机构的加热器单元7，其借助旋转台2将旋转台2上的晶圆W加热到例如300°C。图1中的附图标记71a是设置在加热器单元7的侧方侧的罩构件，附图标记7a是覆盖该加热器单元7的上方侧的覆盖构件。另外，在加热器单元7的下方侧，在真空容器I的底面部14的整个周向上设有多处用于吹扫加热器单元7的配置空间的吹扫气体供给管73。如图2及图3所示，在真空容器I的侧壁上形成有用于在未图示的外部输送臂与旋转台2之间交接晶圆W的输送口 15，该输送口 15被闸阀G可气密地开闭。另外，由于旋转台2的凹部24能够在面向该输送口 15的位置与输送臂之间交接晶圆W，因此，在旋转台2的下方侧的与该交接位置相对应的部位设有贯穿凹部24而用于从背面顶起晶圆W的交接用的升降销和升降销的升降机构(均未图示)。另外，在该成膜装置中设有由用于控制整个装置的动作的计算机构成的控制部120，在该控制部120的存储器内存储有用于进行后述的成膜处理的程序。该程序为了执行装置的各动作而编入有步骤组，其能够自硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等作为存储介质的存储部121安装在控制部120内。接着，说明上述实施方式的作用。首先，打开闸阀G，在使旋转台2间歇旋转的同时，利用未图示的输送臂将例如5枚晶圆W经由输送口 15载置在旋转台2上。接着，关闭闸阀G，利用真空泵64使真空容器I内成为抽真空的状态，并且，在使旋转台2顺时针旋转的同时，利用加热器单元7将晶圆W加热到例如300°C。接着，自处理气体喷嘴31喷出含Si气体，并且，自第2处理气体喷嘴32喷出O3气体。并且，自分离气体喷嘴41、42以规定的流量喷出分离气体，自分离气体供给管51和吹扫气体供给管72、吹扫气体供给管72也以规定的流量喷出N2气体。然后，利用压力调整部65将真空容器I内调整为预先设定好的处理压力。自处理气体喷嘴31、32供给到真空容器I内的处理气体例如被旋转台2的旋转带动到达下游侧的凸状部4。此时,在凸状部4中，由于如上所述地在旋转台2的旋转方向上游侧形成有壁面部47，因此，如图9 图11所示，到达该凸状部4的处理气体撞击壁面部47而使其大部分被朝向旋转台2的外缘侧(排气口 61、62)排出。另一方面，处理气体的一部分钻入到壁面部47的下方而进入到气体滞留空间S2中。如上所述，由于该气体滞留空间S2比壁面部47与旋转台2之间的狭窄空间宽，因此，从壁面部47的下方侧进入到气体滞留空间S2中的气体比到达气体滞留空间S2之前慢，例如在气体滞留空间S2中滞留。另外，在该气体滞留空间S2的下游侧形成有狭窄的空间SI，气体难以进入，因此，进入到气体滞留空间S2中的处理气体欲朝向作为比该狭窄的空间SI更宽的空间的开口部48流通。
此时，从分离气体喷嘴41、42看，在下游侧形成有狭窄的空间SI，而在上游侧形成有比该狭窄的空间SI更宽的气体滞留空间S2。因而，自分离气体喷嘴41、42喷出的分离气体中的大部分朝向作为宽阔空间的气体滞留空间S2、例如向与旋转台2的旋转方向相反方向流通。因此，进入到气体滞留空间S2中的处理气体与分离气体一同通过开口部48朝向排气口 61、62被排出。而且，由于在气体滞留空间S2中设有引导面49，因此，自该气体滞留空间S2朝向排气口 61、62流通的处理气体和分离气体在被抑制形成例如湍流、沉降的同时，受引导面
49引导。另外，蔓延到凸状部4的外缘侧而欲朝向处理区域Pl (P2)侧流动的O3气体(含
Si气体)被引导面49限制了气体流动,而被朝向排气口 62 (61)排出。另外，由于自分离气体喷嘴41、42供给的分离气体中的一部分经由狭窄的空间SI分别喷出到下游侧，因此，能够阻止处理气体从该下游侧进入到狭窄的空间SI中。因而，各处理气体以在真空容器I内的处理气氛中不会互相混合的方式被排出。另外，由于向旋转台2的下方侧供给有吹扫气体，因此，欲向旋转台2的下方侧扩散的气体被上述吹扫气体向排气口 61、62侧推回。并且，由于向中心部区域C供给有分离气体，因此，也能够防止各处理气体在该中心部区域C处彼此相互混合。另一方面，在晶圆W的表面上，利用旋转台2的旋转，在第I处理区域Pl吸附有含Si气体，接着，在第2处理区域P2处使吸附在晶圆W上的含Si气体被O3气体氧化，形成I层或者多层作为薄膜成分的氧化硅膜(Si — 0)的分子层从而形成反应生成物。此时，能够如上所述地阻止处理气体彼此互相混合，并且，通过将分离气体的流量抑制得较少，在处理区域P1、P2中各处理气体不易被分离气体稀释，因此，根据后述的图12可知，形成在晶圆W上的反应生成物良好地发生反应(含硅气体的氧化)，从而电特性变得良好。这样地通过旋转台2的旋转，在多层范围内层叠电特性良好的反应生成物形成薄膜。采用上述实施方式，在处理区域Pl、P2之间配置分离气体喷嘴41、42，自分离气体喷嘴41、42分别供给分离气体而将处理区域PU P2相互间分隔开。此时，在分离气体喷嘴41,42的旋转台2的旋转方向下游侧分别设有第I顶面44，用于在第I顶面44与旋转台2的上表面之间形成狭窄的空间SI。另外，在该第I顶面44的旋转台2的旋转方向上游侧分别设有与该第I顶面44相邻的、比第I顶面44位置高的第2顶面45。因此，作为第2顶面45与旋转台2之间的区域的气体滞留空间S2的气体难以进入到下游侧的狭窄的空间SI中，而且，由于在该空间S1、S2之间供给有分离气体，因此，该气体滞留空间S2的气体与分离气体被一同朝向连通于该气体滞留空间S2的排气口 61、62排出。因而，能够在防止处理气体彼此在处理气氛中互相混合的同时，抑制分离气体的供给流量。因此，能够抑制在处理区域PU P2中使各处理气体被分离气体稀释，因此，能够形成良好膜质的薄膜。另外，能够抑制在处理气氛中产生微粒。S卩，在以往的方式中，通过在处理区域PU P2相互之间形成极窄的空间(狭窄的空间SI)，并且以较快的流速在该空间中形成分离气体，将处理区域P1、P2相互间分隔开。因而，在该方式中，若节流分离气体的流量，则分离气体的流速变慢，有可能无法将处理区域P1、P2相互间充分分隔开。另一方面，若将分离气体的流量设定为大流量，则即使能够防止各处理气体彼此混合，也有可能因在处理区域PU P2中使各处理气体被分离气体稀释而在晶圆W的表面不会发生充分的反应(含Si气体的吸附、该气体的氧化)。因此，在本发明中，在分离气体喷嘴41、42的上游侧分别形成比该较窄空间(狭窄的空间SI)宽的气体滞留空间S2，使自分离气体喷嘴41、42分别喷出的分离气体的大部分流通到气体滞留空间S2中。因而，在气体滞留空间S2中，如上所述地形成与旋转台2的旋转方向反向的气体流动，由此，能够迅速地排出进入到气体滞留空间S2中的处理气体。因此，与以往相比，在抑制分离气体的流量的同时，能够将处理区域P1、P2相互间分离。此时，自分离气体喷嘴41、42供给的分离气体中的一部分通过狭窄的空间SI而向下游侧吹出，因 此，在狭窄的空间SI中当然也能够阻止处理气体进入。图12表示使用已说明的成膜装置在对自分离气体喷嘴41、42供给的分离气体的流量进行各种了改变的条件下分别形成薄膜，并且对在各个条件下得到的薄膜测定了电阻的结果。在该实验中，表示作为已说明的第I处理气体和第2处理气体分别使用TiC14 (氯化钛)气体和NH3 (氨)气体而形成Ti 一 N (氮化钛)膜的例子。可知随着分离气体的流量增多，电阻上升而膜质变差。另一方面，在分离气体的流量较少(lOOOOsccm以下)时，电阻较少，而形成良好的膜质。即，可知若分离气体的流量较大，则NH3气体被稀释而无法将吸附在晶圆W表面的TiC14气体充分氮化。因而，如上所述，通过在将分离气体的流量抑制得较少的同时，防止各处理气体彼此混合，能够抑制处理气体的稀释而得到良好膜质的薄膜。在以上的例子中，在凸状部4上设有壁面部47并配置有引导面49，但如图13所示，也可以不设置该壁面部47和引导面49。即，例如以分离气体喷嘴41为例，在该分离气体喷嘴41的左右两侧的凸状部4、凸状部4中的、靠右侧(上游侧)的凸状部4上，在旋转台2的整个旋转方向和半径方向上形成气体滞留空间S2。另外，第2顶面45也可以成为与配置有处理气体喷嘴31、32的区域的顶面相同高度。并且，分离气体喷嘴41、42的气体喷出孔33朝向下方侧地形成，但气体喷出孔33也可以朝向下方侧和旋转台2的旋转方向上游侧地形成。并且，排气口 61、62也可以形成在真空容器I的侧面来替代设置在边环100。另外，引导面49在已说明的例子中垂直地形成，但例如该引导面49也可以朝向下方侧地相对于铅垂面倾斜。在此，旋转台2的转速越快，受旋转台2的旋转影响处理气体彼此越易于互相混合，而且，各处理气体的流量越多，处理气体越易于进入到分离区域D中。因而，本发明在旋转台2的转速为5rpm以上的情况、或者各处理气体的流量分别为50sCCm (含Si气体)以上和5000sCCm (O3气体)以上的情况下，能够得到特别好的效果。另外，对于自分离气体喷嘴41、42分别供给的分离气体的流量列举一例子为lOOOsccm lOOOOsccm，若处理气体的流量(含Si气体和O3气体的合计流量)Q来定义，则为10000 X Qsccm 40000XQsccm。作为分离气体，也可以用Ar (氩)气体等非活性气体替代N2气体、或者与N2气体一同使用Ar (氩)气体等非活性气体。作为本发明的基板处理装置，在上述的例子中列举了成膜装置，但也可以构成为除了进行成膜处理之外也例如进行蚀刻处理的装置。在这种情况下，作为已说明的第I处理气体，例如可采用用于蚀刻聚硅膜的Br (溴)类的蚀刻气体，并且，作为第2处理气体，例如可采用用于蚀刻氧化硅膜的例如CF类的蚀刻气体。而且，为了将各个处理气体等离子化，在各处理区域P1、P2中分别设有用于施加高频电压的等离子体源。在晶圆W上，例如交替地层叠多层聚硅膜和氧化硅膜，并且，在该层叠膜的上层侧形成有孔、槽图案化而成的抗蚀剂膜。使用已述已说明的基板处理装置对该晶圆W进行蚀刻处理时，例如在第I处理区域Pl中，隔着抗蚀剂膜蚀刻层叠膜的上层侧的聚硅膜，接着在第2处理区域P2中，隔着抗蚀剂膜蚀刻该聚硅膜下层侧的氧化硅膜，这样地通过旋转台2的旋转，隔着共用的抗蚀剂膜从上层侧向下层侧按顺序蚀刻层叠膜。在这种情况下，也是由于在处理区域P1、P2相互之间设有分离区域D，因此，能够防止处理气体彼此混合，并且，能够抑制分离气体稀释处理气体并进行良好的蚀刻处理。 这样，采用本发明的成膜装置和基板处理装置，在分别供给有处理气体的处理区域彼此之间配置从旋转台的中央侧向外周侧延伸的分离气体喷嘴，自该分离气体喷嘴供给分离气体而将处理区域相互间分隔开。此时，在分离气体喷嘴的旋转台的旋转方向下游侧设有用于在其与旋转台的上表面之间形成狭窄的空间的第I顶面。另外，在分离气体喷嘴的旋转台的旋转方向上游侧设有与该第I顶面相邻的、比第I顶面位置高的第2顶面。因此，作为第2顶面与旋转台之间的区域的气体滞留空间的气体不易进入到下游侧的狭窄的空间中，而且由于在这些空间之间供给有分离气体，因此，该气体滞留空间的气体与分离气体一同被朝向连通于该气体滞留空间的排气口排出。因而，能够在防止处理气体彼此在处理气氛中互相混合的同时，抑制分离气体的供给流量。本申请基于2011年9月22日在日本国专利局申请的日本专利申请2011 — 207990号主张优先权，将日本专利申请2011 - 207990号的全部内容引用于此。
权利要求
1.一种成膜装置，其在真空容器内反复多次进行依次向基板供给多种处理气体的循环而形成薄膜，其中，该成膜装置包括旋转台，其设置在上述真空容器内，在旋转台上表面上，在周向上具有用于载置基板的基板载置区域，该旋转台使该基板载置区域公转；多个处理气体供给部，其用于向在该旋转台的周向上互相分隔开的处理区域分别供给互不相同的处理气体；分离部，其配置有分离气体喷嘴，并从上述旋转台的中央侧延伸到外周侧，用于向形成在各处理区域之间的分离区域供给分离气体而使各处理区域的气氛分离开；排气口，其设置在上述旋转台的外缘侧，用于对上述真空容器内的气氛进行真空排气;上述分离部包括第I顶面，其设置在比上述分离气体喷嘴靠上述旋转台的旋转方向下游侧的位置，在该第I顶面与上述旋转台的上表面之间从该旋转台的中央侧到外周侧形成有狭窄的空间， 用于阻止处理气体进入到该狭窄的空间中；第2顶面，其设置在比上述分离气体喷嘴靠上述旋转台的旋转方向上游侧的位置，从上述旋转台的中央侧到外周侧形成为比上述第I顶面位置高；上述排气口以与气体滞留空间相连通的方式设置，该气体滞留空间为上述第2顶面和上述旋转台之间的区域。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，为了抑制处理气体进入到上述气体滞留空间中，在上述气体滞留空间中靠上述旋转台的旋转方向上游侧的部分，从上述旋转台的中央侧到外周侧形成有从上述第2顶面朝向上述旋转台延伸的壁面部。
3.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，为了将自上述分离气体喷嘴喷出的分离气体引导到上述排气口，在上述旋转台的外缘部的比上述气体滞留空间靠外周侧的部分与上述真空容器的内壁面之间设有从上述分离气体喷嘴的侧方侧到上述排气口以与该分离气体喷嘴的长度方向交叉的方式延伸的引导面。
4.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，上述分离部分别设置在各处理区域之间；上述排气口分别独立于各分离部设置。
5.一种基板处理装置，其在真空容器内反复多次进行依次供给多种处理气体的循环而对基板进行处理，其中，该基板处理装置包括旋转台，其设置在上述真空容器内，在旋转台上表面上，在周向上具有用于载置基板的基板载置区域，该旋转台使该基板载置区域公转；多个处理气体供给部，其用于向在该旋转台的周向上互相分隔开的处理区域分别供给互不相同的处理气体；分离部，其配置有分离气体喷嘴，并从上述旋转台的中央侧延伸到外周侧，用于向形成在各处理区域之间的分离区域供给分离气体而使各处理区域的气氛分离开；排气口，其设置在上述旋转台的外缘侧，用于对上述真空容器内的气氛进行真空排气;上述分离部包括第I顶面，其设置在比上述分离气体喷嘴靠上述旋转台的旋转方向下游侧的位置，在该第一顶面与上述旋转台的上表面之间从该旋转台的中央侧到外周侧形成有狭窄的空间， 用于阻止处理气体进入到该狭窄的空间中；第2顶面，其设置在比上述分离气体喷嘴靠上述旋转台的旋转方向上游侧的位置，从上述旋转台的中央侧到外周侧形成为比上述第I顶面位置高；上述排气口以与气体滞留空间相连通的方式设置，该气体滞留空间为上述第2顶面和上述旋转台之间的区域。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其中，为了抑制处理气体进入到上述气体滞留空间中，在上述气体滞留空间中靠上述旋转台的旋转方向上游侧的部分，从上述旋转台的中央侧到外周侧形成有从上述第2顶面朝向上述旋转台延伸的壁面部。
7.根据权利要求5所述的基板处理装置，其中，为了将自上述分离气体喷嘴喷出的分离气体弓I导到上述排气口，在上述旋转台的外缘部的比上述气体滞留空间靠外周侧的部分与上述真空容器的内壁面之间设有从上述分离气体喷嘴的侧方侧到上述排气口以与该分离气体喷嘴的长度方向交叉的方式延伸的引导面。
8.根据权利要求5所述的基板处理装置，其中，上述分离部分别设置在各处理区域之间；上述排气口分别独立于各分离部设置。
全文摘要
本发明提供成膜装置和基板处理装置。该成膜装置具有在周向上互相分隔开的处理区域，在处理区域之间配置分离气体喷嘴，自分离气体喷嘴分别供给分离气体而将处理区域相互间分隔开。此时，在比分离气体喷嘴靠旋转台的旋转方向下游侧的位置设有用于在其与旋转台的上表面之间形成狭窄的空间的第1顶面。另外，在该第1顶面中的靠旋转台的旋转方向上游侧的部分设有比第1顶面位置高的第2顶面。
文档编号C23C16/44GK103014671SQ20121035712
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月21日 优先权日2011年9月22日
发明者本间学 申请人:东京毅力科创株式会社