成膜装置的制作方法

专利名称：成膜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过反复进行将互相反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板的 表面上的循环，从而形成层叠了反应生成物的薄膜的成膜装置。
背景技术：
作为半导体制造工艺中的薄膜堆积技术，公知有所谓的原子层堆积(ALD)、分子层 堆积(MLD)。在这样的薄膜堆积技术中，在真空环境下在半导体晶圆(以下称作"晶圆")的 表面上吸附第1反应气体，接着在该晶圆的表面上吸附第2反应气体，通过在该晶圆的表面 上的第1反应气体和第2反应气体的反应形成1层以上的原子层或分子层。然后，反复进 行多次这样的气体的交替吸附而在晶圆上堆积膜。该技术的优点在于能够通过气体的交替 供给次数来高精度地控制膜厚，且堆积膜在晶圆上具有优良的均匀性。因此，一般认为该堆 积方法有希望作为能够应对半导体器件的进一步微细化的薄膜堆积技术。
这样的成膜方法例如优选用于形成可用作栅极绝缘体的电解质膜。在作为栅极绝 缘体而形成氧化硅膜(Si0j莫)的情况下，作为第1反应气体(原料气体)例如采用双叔 丁基氨基硅烷(bis-(tertiary-butylamino)silane，以下称作"BTBAS")气体等，作为第2 反应气体(氧化气体)采用臭氧气体等。 为了实施这样的成膜方法，研究出一种具有真空容器和在该真空容器的上部中央 具有簇射头(shower head)的单片式成膜装置。在这样的成膜装置中，反应气体被从上部 中央供给，未反应的反应气体和反应副产物被从处理容器的底部排出。使用这样的真空容 器的情况下，用吹扫气体进行气体置换要花费很长的时间，而且循环数也例如达到数百次， 因此处理时间较长。因此，期望一种能够实现较高的生产率的成膜装置及成膜方法。
鉴于这样的背景，提出了一种具有真空容器和将多张基板沿旋转方向保持的旋转 台的成膜装置。 下述的专利文献1公开了一种处理室形成为扁平的缸体的堆积装置。该处理室被 分割为2个半圆区域。各区域具有排气口 ，该排气口以在各区域的上部围着该区域的方式 设置。另外，处理室具有在2个区域之间沿着处理室的直径导入分离气体的气体注入口。利 用这些构造，不同的反应气体被供给到各个区域而通过各自的排气口从上方排出，并且，旋 转台旋转而使载置于旋转台上的晶圆交替通过2个区域。并且，被供给分离气体的分离区 域具有比被供给原料气体的区域低的顶部。 专利文献2公开了这样的处理室，即，包括支承多个晶圆且可水平旋转的晶圆支 承构件(旋转台)；与晶圆支承构件相对且沿着晶圆支承构件的旋转方向以等角度间隔配 置的第1及第2气体喷出喷嘴；以及配置在第1及第2气体喷出喷嘴之间的吹扫气体喷嘴。 气体喷出喷嘴沿着晶圆支承构件的半径方向延伸。晶圆的表面比晶圆支承构件的表面高晶 圆的厚度这样的量，气体喷出喷嘴与晶圆支承构件上的晶圆之间的间隔为约O. lmm以上。 真空排气装置连接于晶圆支承构件的外端与处理室的内壁之间的某一部位。采用这样构成 的处理容器，吹扫气体喷嘴放出吹扫气体而形成气帘，防止第1反应气体与第2反应气体混合。 专利文献3公开了被多个分隔壁分割为多个处理区域的处理室。载置有多个晶圆
的圆形的旋转基座相对于分隔壁稍稍隔开间隔地设置在分隔壁的下方。 专利文献4公开了这样的处理室，即，包括以90度的角度间隔配置的具有90度
的顶角的4个扇形的气体供给板；对配置在2个相邻的气体供给板之间的处理容器内进行
排气的排气口 ；支承有多个晶圆并与气体供给板相对的基座。4个扇形的气体供给板分别
放出三氢化砷(AsH3)气体、氢气(H2)气体、三甲基镓(TMG)气体及氢气(H2)气体。 专利文献5公开了被分隔壁分割为4个区域的处理室，其包括具有分别设置于4
个区域的基座的圆形板、以十字型连接的4个喷射管、配置在4个基座上的各自附近的2个
排气口 。在该处理室中，4个晶圆分别搭载于4个基座上，4个喷射管一边分别放出原料气
体、吹扫气体、原料气体、另一吹扫气体，一边在圆形板的上方以十字型的中央为中心旋转。 喷射管以按顺序位于4个载置区域的方式使喷射单元水平旋转并从旋转台的周边进行真
空排气。 并且，专利文献6(专利文献7、8)公开了将多种气体交替吸附于靶(晶圆)上的、 适合用于原子层CVD的成膜装置。在该装置中，一边从上方向基座供给源气体和吹扫气体， 一边使保持晶圆的基座旋转。在该文献的段落0023、0024、0025中，记载有自处理室的中心 沿径向延伸的分隔壁、以及为了供给源气体或吹扫气体而形成在分隔壁的底部的气体喷出 孔。另外，惰性气体作为吹扫气体自气体喷出孔喷出而形成气帘。关于气体排出，在该文献 的段落0058中记载有源气体通过排气通道30a而排出，吹扫气体通过排气通道30b而排 出。 专利文献9公开了一种具有设置在处理容器32的外周的加热部件94的等离子体
专利文献1 :美国专利公报7， 153， 542号图6(a) 、 (b) 专利文献2 :日本特开2001-254181号公报图1及图2 专利文献3 :日本专利3144664号公报图1、图2、权利要求1 专利文献4 :日本特开平4-287912号公报 专利文献5 :美国专利公报6， 634， 314号
专利文献6 :日本特开2007-247066号公报段落0023 0025、0058、图12及图




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专利文献7 专利文献8 专利文献9
美国专利公开公报2007-218701号 美国专利公开公报2007-218702号
0Q25、图1 图4
日本特开2004-343017号公报段落0021 不过，在专利文献1所记载的装置中，反应气体和分离气体朝下供给，从设于处理 室的上部的排气口朝上排出，因此处理室内的微粒有可能被气体向上的气流吹起而落到晶 圆上，导致晶圆被污染。 另外，在专利文献2所记载的技术中，气帘无法完全防止这些反应气体混合，有时 气体也因晶圆支承构件的旋转而沿旋转方向流动，允许一种反应气体通过气帘而流动，从 而与另一反应气体混合。另外，由于在旋转着的晶圆支承构件的中心附近未对气体施加较 大的离心力，因此，存在自第1 (第2)气体出口喷嘴喷出的第1 (第2)反应气体通过晶圆支承构件的中心部而与第2(第1)反应气体接触的情况。当反应气体在处理室内混合时，无 法如期待那样实施MLD (或者ALD)模式的薄膜堆积。 在专利文献3所记载的装置中，在处理室中存在这样的情况，S卩，导入到其中一个 处理区域中的处理气体通过分隔壁的下方的间隙向相邻的处理区域扩散，与导入到该相邻 处理区域中的另一处理气体混合。并且，也存在处理气体在排气室中混合，晶圆同时暴露在 两种处理气体中的情况。因而，采用该处理室，无法适当地实施MLD(ALD)模式的薄膜堆积。
专利文献4未提供用于防止两种原料气体(AsH3、TMG)混合的任何现实的方案。由 于没有这样的方案，因此，两种反应气体有可能通过基座的中心附近、H2气体的供给板而混 合。并且，由于排气口配置在相邻的2个气体供给板之间，因此，会将气体朝上排出，从而自 基座表面吹起微粒而导致污染晶圆。 在专利文献5所公开的处理室中，在其中一个喷射管通过了 4个分区中的一个分
区上方之后，无法在短时间内对该分区进行吹扫。另外，4个分区中的一个分区中的反应气
体有可能容易流入到相邻的分区中。因而，难以进行MLD(ALD)模式的薄膜堆积。 采用专利文献6所公开的技术，源气体自位于吹扫气体分隔室(compartment)的
两侧的源气体分隔室流入到吹扫气体分隔室中，在吹扫气体分隔室中互相混合。结果，在吹
扫气体分隔室中生成反应生成物，微粒有可能落下到晶圆上。

发明内容
本发明的总的目的在于提供一种解决了上述问题的新改进的有用的成膜装置。
本发明的更具体的目的在于提供一种成膜装置，将互相反应的多种反应气体按顺 序供给到基板的表面上而层叠多层反应生成物的层，从而形成薄膜，此时，能得到高的生产 率，能防止多种反应气体在基板上混合来进行良好的处理。 为了达到上述目的，采用本发明的实施方式，提供一种成膜装置，该成膜装置通过 执行在真空容器内将互相反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的循环而在该基 板上生成反应生成物的层，从而堆积膜，其中，该成膜装置包括旋转台，其能够旋转地设置 在真空容器内；基板载置区域，其设置在旋转台的一个面上，用于载置基板；第1反应气体 供给部，其用于将第1反应气体供给到一个面上；第2反应气体供给部，其沿旋转台的旋转 方向与第1反应气体供给部隔开间隔，用于将第2反应气体供给到一个面上；分离区域，其 沿着旋转方向位于被供给第1反应气体的第1处理区域和被供给第2反应气体的第2处理 区域之间，用于分离第1处理区域和第2处理区域；加热器，其设置在旋转台的下方侧，利用 辐射热来加热旋转台；外侧壁构件，其以围着设置有加热器的区域中的旋转台的径向外侧 的方式设置在真空容器的底部；空间形成构件，其设置在至少沿着旋转台的旋转方向彼此 相邻的分离区域之间，从外侧壁构件延伸而在空间形成构件与旋转台之间形成第1狭窄的 空间；第1吹扫气体供给部，其用于供给经由该第l狭窄的空间而从旋转台的下方侧向旋转 台的径向外侧的区域流动的吹扫气体。 采用本发明，被供给到处理区域的反应气体即使经由旋转台和真空容器之间的间 隙进入到真空容器底部的空间，反应气体逆着吹扫气体的流动而几乎无法进入到配置有加 热器的空间。结果，反应生成物向加热器表面的附着被抑制，无法拉长维护的间隔，能抑制 在真空容器内产生微粒。


图1是本发明的实施方式的成膜装置的纵剖视图。
图2是表示成膜装置的内部的概略构成的立体图。 图3是成膜装置的横截面俯视图。 图4是成膜装置的分离区域的纵剖视图。 图5是表示成膜装置中的处理区域和分离区域的纵剖视图。 图6是表示成膜装置的底部的概略构成的立体图。 图7是表示成膜装置的碳纤维加热器的配置状态的俯视图。 图8是表示碳纤维加热器的安装状态的纵剖视图。 图9是成膜装置的局部剖立体图。 图10是成膜装置的局部剖立体图。 图11是表示第1反应气体和第2反应气体被分离气体分离后而排出的状态的俯 视图。 图12是表示分离气体或吹扫气体流动的状态的剖视图。 图13是表示成膜装置的底部的另一构成的纵剖视图。 图14是表示成膜装置的底部的又一构成的纵剖视图。 图15是表示成膜装置的底部的再一构成的纵剖视图。 图16A和16B是用于说明分离区域所采用的凸状部的尺寸例子的简图。 图17是表示分离区域的另一例子的纵剖视图。 图18A 18C是表示分离区域所采用的凸状部的其他例子的纵剖视图。 图19A 19C是表示分离气体供给部件的气体喷出孔的其他例子的俯视图 图20A 20D是表示凸状部的变形例的俯视图。 图21是分离区域的其他例子的成膜装置的横截面俯视图。 图22是表示分离区域的又一例子的成膜装置的横截面俯视图。 图23是表示分离区域的再一例子的成膜装置的内部的立体图。 图24是表示分离区域的另一例子的成膜装置的横截面俯视图。 图25是表示其他实施例的成膜装置的纵剖视图。 图26是表示使用了本发明的成膜装置的基板处理系统的一个例子的概略俯视 图。
具体实施例方式
下面，参照

本发明的实施例。 如图1 (图3中的I-I剖视图)所示，本发明的一实施例的成膜装置包括平面(俯 视)形状为大致圆形的扁平的真空容器1 ;设置在该真空容器1内并在该真空容器的中心 具有旋转中心的旋转台7。真空容器1构成为顶板11能从容器主体12分离。顶板11利用 内部的减压状态夹着密封构件例如0形密封圈13压靠在容器主体12 —侧，由此真空容器 1被气密地封闭。另一方面，需要将顶板11从容器主体12分离时，利用未图示的驱动机构 将顶板ll抬起到上方。
旋转台7的中心部被固定在圆筒形状的芯部71上。该芯部71被固定在沿铅直方 向延伸的旋转轴72的上端。旋转轴72贯穿容器主体12的底面部14，旋转轴72的下端安 装在使该旋转轴72绕铅直轴线旋转的驱动部73上，该例子中是向顺时针方向旋转。旋转 轴72及驱动部73被收纳在上表面开口的筒状的壳体70内。该壳体70借助于设置在其上 表面的凸缘部分70a气密地安装在真空容器1的底面部14的下表面上。由此，壳体70的 内部气氛隔离于外部气氛。 如图2及图3所示，在旋转台7的上表面形成有分别收纳晶圆W的多个(在图示 的例子中为5个)圆形凹部74。但在图3中仅示出1个晶圆W。凹部74以等间隔配置在 旋转台7上。图4A是沿着从第1反应气体喷嘴31延伸到第2反应气体喷嘴32的圆弧的 投影剖视图。如图4A所示，凹部74具有比晶圆W的直径稍大的直径，例如大4mm、与晶圆W 的厚度大致相等的深度。因而，在将晶圆W载置于凹部74中时，晶圆W的表面与旋转台7的 除了凹部74的区域表面处于相同的高度。假设在晶圆W与该区域之间存在较大的高度差 时，由于该高度差，气体的流动产生紊流，晶圆W上的膜厚均匀性受到影响。因此，2个表面 处于相同的高度。"相同的高度"是指，在此所谓的高度之差为5mm以下，但在加工精度许可 的范围内使该高度差尽可能趋近于零。在凹部74的底面形成有3个通孔(未图示)，3根 升降销16(参照图10)贯穿该通孔进行升降。升降销16用于支承晶圆W的背面而使该晶 圆W升降。 凹部74是晶圆W的收纳区域，其是为了对晶圆W进行定位，使晶圆W不会因伴随 旋转台7旋转产生的离心力而从旋转台飞出。但是，晶圆W的收纳区域并不限于凹部74，晶 圆W的收纳也可以由以规定的角度间隔配置在旋转台7上用于保持晶圆的端部的引导构件 来执行，例如，晶圆的收纳也可以由静电吸盘(chuck)执行。在这种情况下，通过静电吸盘 的吸附而载置有晶圆W的区域形成基板载置部。 参照如图2及图3，在旋转台7的上方包括第1反应气体喷嘴31、第2反应气体喷 嘴32、分离气体喷嘴41、42。这些喷嘴以规定的角度间隔沿径向延伸。利用该构造，凹部74 能够通过喷嘴31、32、41、42的下方。在图示的例子中，第2反应气体喷嘴32、分离气体喷嘴 41、第1反应气体喷嘴31、分离气体喷嘴42以该顺序按顺时针配置。这些气体喷嘴31、32、 41、42贯穿容器主体12的周壁部，将作为气体导入件31a、32a、41a、42a的端部安装在壁的 外周壁上，从而这些气体喷嘴31、32、41、42被支承。在图示的例子中，气体喷嘴31、32、41、 42从真空容器1的周壁部导入到真空容器l内，但也可以从环状的突出部5(后述)导入。 在这种情况下，设有在突出部5的外周面和顶板11的上表面开口的L字形的导管，在真空 容器1内，在L字形导管的一个开口上连接气体喷嘴31 (32、41 、42)，在真空容器1的外部， 在L字形导管的另一开口上连接气体导入件31a(32a、41a、42a)。 虽未图示，但反应气体喷嘴31与作为第1反应气体的双叔丁基氨基硅烷(BTBAS) 气体的气体供给源相连接，反应气体喷嘴32与作为第2反应气体的臭氧(03)气体的气体 供给源相连接。 在反应气体喷嘴31、32上，在喷嘴的长度方向上隔开间隔地排列有用于向下方侧 喷出反应气体的多个喷出孔33。在本实施方式中，喷出孔33具有大约0. 5mm的口径，沿着 反应气体喷嘴31、32的长度方向以大约10mm的间隔排列。反应气体喷嘴31、32分别是第1 反应气体供给部和第2反应气体供给部。而且，反应气体喷嘴31的下方区域是用于使BTBAS气体吸附到晶圆上的第1处理区域P1，反应气体喷嘴32的下方区域是用于使03气体吸附 到晶圆上的第2处理区域P2。 另一方面，分离气体喷嘴41、42与氮气体(N2)的气体供给源(未图示)相连接。 分离气体喷嘴41、42具有用于向下方侧喷出分离气体的喷出孔40。喷出孔40在长度方向 上以规定的间隔配置。在本实施方式中，喷出孔40具有大约0. 5mm的口径，沿着分离气体 喷嘴41、42的长度方向以大约10mm的间隔排列。 分离气体喷嘴41、42被设置在构成为分离第1处理区域P1、第2处理区域P2的 分离区域D。在各分离区域D中，如图2 图4所示，真空容器1的顶板11上设有凸状部 4。凸状部4具有扇形的上表面形状，其顶部位于真空容器1的中心，圆弧位于沿着容器主 体12的内周壁的附近的位置。而且，凸状部4具有以将凸状部4分成两部分的方式沿径向 延伸的槽部43。分离气体喷嘴41(42)被收纳在槽部43内。分离气体喷嘴41 (42)的中心 轴线与扇形的凸状部4的一边之间的距离同分离气体喷嘴41(42)的中心轴线与扇形的凸 状部4的另一边之间的距离大致相等。另外，在本实施例中，槽部43以将凸状部4 二等分 的方式形成，但在其他实施例中，例如，也能够以凸状部4中的旋转台7的旋转方向上游侧 变宽的方式形成槽部43。 采用上述的构成，如图4A所示，在分离气体喷嘴41(42)的两侧存在平坦的低的顶 面44 (第1顶面)，低的顶面44的两侧存在高的顶面45 (第2顶面)。凸状部4 (顶面44) 用于形成作为狭窄的空间的分离空间，该分离空间用于阻止第1和第2反应气体进入凸状 部4和旋转台7之间来阻止混合。 参照图4B，能阻止沿着旋转台7的旋转方向从反应气体喷嘴32流向凸状部4的 03气体进入到该空间，而且能阻止沿着与旋转台7的旋转方向相反的方向从反应气体喷嘴 31流到凸状部4的BTBAS气体进入到该空间。所谓"阻止气体进入"是指，从分离气体喷嘴 41喷出的作为分离气体的N2气体扩散到第1顶面44和旋转台7的表面之间，在该例子中 吹入到与该第1顶面44相邻的第2顶面45的下方侧的空间，从而来自第2顶面45的下方 侧空间的气体无法进入。并且，所谓"气体无法进入"不仅是指完全无法从第2顶面45的 下方侧空间进入到凸状部4的下方侧空间中的情况，也是指反应气体的一部分即使进入， 该反应气体无法朝分离气体喷嘴41进一步前进，因此也无法混合。S卩，只要能获得这样的 作用，分离区域D就能够分离第1处理区域P1与第2处理区域P2。而且，吸附于晶圆的气 体当然能够在分离区域D内通过，因此阻止气体的进入是指阻止气相中的气体的进入。
参照图1、2和3，在顶板11的下表面上设有以内周缘面对芯部21的外周面的方 式配置的环状的突出部5。突出部5在芯部21的外侧的区域与旋转台7相对。而且，突出 部5与凸状部4形成为一体，凸状部4的下表面和突出部5的下表面形成为一个平面。艮卩， 突出部5的下表面距旋转台7的高度与凸状部4的下表面(顶面44)距旋转台7的高度相 等。该高度之后称为高度h。但是，突出部5和凸状部4也可以不必是一体的，也可以独立 形成。另外，图2和3表示保持凸状部4留在真空容器1内的状态而将顶板11卸下后的真 空容器1的内部构成。 在本实施例中，分离区域D是通过在应该成为凸状部4的扇形板上形成槽部43而 将分离气体喷嘴41(42)配置到槽部43内而形成的。但是，也可以2个扇形板被配置在分 离气体喷嘴41 (42)的两侧地用螺钉将这2个扇形板安装到顶板11的下表面上。
在本实施例中，分离气体喷嘴41(42)具有朝向正下方例如口径是O. 5mm的喷出 孔，喷出孔沿着喷嘴的长度方向隔开10mm的间隔排列。而且，反应气体喷嘴31、32也具有 朝向正下方的例如口径是O. 5mm的喷出孔，喷出孔沿着喷嘴的长度方向例如隔开10mm的间 隔排列。 在本实施例中，直径约300mm的晶圆W在真空容器1内被处理的情况下，凸状部4 具有沿着从旋转台7的旋转中心离开了 140mm的圆弧的例如140mm的周向长度以及沿着与 旋转台7的凹部74的最外部相对应的外侧的圆弧的例如502mm的周向长度。而且，沿着外 侧的圆弧的、从凸状部4的一侧壁到槽部43的最近的侧壁的周向长度是大约246mm。
而且，凸状部4的下表面、即、顶面44距旋转台7的表面的高度h(参照图4A)例 如可以是大约0. 5mm 大约10mm，优选是大约4mm。而且，旋转台7的转速例如被设定为 lrpm 500rpm。为了确保分离区域D的分离功能，根据真空容器1内的压力和旋转台7的 转速等，例如也可以通过实验等设定凸状部4的大小和凸状部4的下表面(第1顶面44) 与旋转台7的表面之间的高度h。另外，作为分离气体，本实施例中是N2气体，但只要分离 气体不对氧化硅的成膜造成影响，也可以是He和Ar气体等惰性气体、氢气等。
图5表示图3的V-V剖视图，其中图示了凸状部4以及与凸状部4形成为一体的 突出部5。参照图5，凸状部4具有在其外缘呈L字状弯曲的弯曲部46。凸状部4被安装在 顶板11上，并能够与顶板11 一起从容器主体12分离，因此在弯曲部46和旋转台7之间以 及弯曲部46与容器主体12之间存在微小的间隙，但弯曲部46大致填充旋转台7和容器主 体12之间的空间，用于防止来自反应气体喷嘴31a的第l反应气体(BTBAS)和来自反应气 体喷嘴32a的第2反应气体(臭氧)通过该间隙而混合。弯曲部46与容器主体12之间的 间隙以及弯曲部46与旋转台7之间微小的间隙与从上述旋转台7到凸状部4的顶面44的 高度h形成为大致相同的尺寸。在图示的例中，弯曲部46的面对旋转台7的外周面的侧壁 构成分离区域D的内周壁。 再次参照作为图3的I-I剖视图的图l，容器主体12在与旋转台7的外周面相对 的容器主体12的内周部具有凹部。此后将该凹部称为排气区域6。在排气区域6的下方设 有排气口 61 (另一排气口 62参照图3)，这些排气口 61经由另一排气口 62也能使用的排气 管63与真空泵64相连接。而且，在排气管63上设有压力调整器65。也可以相对于对应的 排气口 61、62设置多个压力调整器65。 再次参照图3，从上方来看，排气口 61被配置在第1反应气体喷嘴31和相对于第 1反应气体喷嘴31位于旋转台7的顺时针旋转方向的下游的凸状部4之间。利用该构成， 排气口 61实质上能专门对来自第1反应气体喷嘴31的BTBAS气体进行排气。另一方面， 从上方来看，排气口 62被配置在第2反应气体喷嘴32和相对于第2反应气体喷嘴32位于 旋转台7的顺时针旋转方向的下游的凸状部4之间。利用该构成，排气口 62实质上能专门 对来自第2反应气体喷嘴32的03气体进行排气。因此，这样构成的排气口 61、62能够对 分离区域D防止BTBAS气体和03气体混合提供帮助。 在本实施方式中，在容器主体12上设置有2个排气口 ，但在其他实施方式中，也可 以设有3个排气口 。例如，也可以在第2反应气体喷嘴32和相对于第2反应气体喷嘴32 位于旋转台7的顺时针旋转方向的上游的分离区域D之间设置追加的排气口。而且，还可 以将追加的排气口设置在任意部位。在图示的例子中，排气口 61、62通过设置在比旋转台7低的位置来从真空容器1的内周壁与旋转台7的周缘之间的间隙进行排气，但也可以设 置在容器主体12的侧壁上。而且，将排气口 61、62设置在容器主体12的侧壁上的情况下， 排气口 61、62也可以位于比旋转台7高的位置。这种情况下，气体沿着旋转台7的表面流 动，流入位于比旋转台7的表面高的位置的排气口 61、62。因此，在无法吹起容器1内的微 粒这方面，与排气口例如被设置在顶板11上的情况相比是有利的。 参照图5，分离气体供给管51被连接在容器1的顶板ll的中心部，由此，作为分离 气体的N2气体被供给到顶板11和芯部21之间的空间52中。被供给到该空间52中的分 离气体通过突出部5和旋转台7之间的狭小的间隙50，沿着旋转台7的表面流动，到达排气 区域6。该空间53和间隙50充满分离气体，因此反应气体(BTBAS、 03)无法经由旋转台7 的中心混合。即，本实施方式的成膜装置设有中心部区域C，该中心部区域C是为了分离第 1处理区域P1、第2处理区域P2而由旋转台7的旋转中心部、真空容器1划分成的，具有将 分离气体朝着旋转台7的上表面喷出的喷出口。另外，在图示的例子中，喷出口相当于突出 部5和旋转台7之间的狭小的间隙50。 另一方面，如图5、图6和图9等所示，旋转台7和真空容器1的底面部14之间的 空间设有多个碳纤维加热器23。利用碳纤维加热器23，隔着旋转台7将旋转台7上的晶圆 W加热到由工艺制程程序规定的温度。碳纤维加热器23包括绳状体(未图示)，该绳状体 是将多个纤维束进行编织而形成的，该纤维由例如金属杂质少的例如10微米左右的细的 高纯度的碳材料(碳)构成。该绳状体被封入到由陶瓷体构成的封入体例如外径为十几毫 米的石英(例如透明石英)管中。通过对碳纤维加热器23供给电流，使碳纤维加热器23 发热。在真空容器1的真空气氛下，旋转台7被来自碳纤维加热器23的辐射热从下面侧加 热。 如图6、图7所示，碳纤维加热器23被设置在表面被磨成镜面状的例如不锈钢制的 反射板24上。从碳纤维加热器23向下方侧放射的辐射热被反射板24向旋转台7侧反射， 能高效地进行加热。反射板24例如是比旋转台7稍小的扁平的圆盘，如图1、图5所示，与 该旋转台7大致平行地配置在该旋转台7的下方。 如图6、图7所示，细长的管状的各碳纤维加热器23例如形成为被十几cm 几十 cm左右的长度的圆弧形状。通过组合多个这些圆弧状的碳纤维加热器23，碳纤维加热器23 排列成以旋转轴72为中心的多个同心圆状而被配置在反射板24上。这样在与旋转台7的 下表面相对的整个区域，碳纤维加热器23被分散配置，能对旋转台7整体均匀地进行加热。 在此，碳纤维加热器23的配置法不限于图6、图7所举例说明的同心圆状的配置。例如，碳 纤维加热器23也能配置成以旋转轴72为中心而从反射板24的中央侧向周缘侧扩展的螺 旋状，也可以将呈直线状形成的碳纤维加热器23以旋转轴72为中心呈放射状配置。
如图8所示，从侧面看来，各碳纤维加热器23与反射板24以从该反射板24的上 表面浮起的状态大致平行地配置。各碳纤维加热器23的两端向下方侧弯曲而贯穿反射板 24，并支承固定在真空容器1的底面部14上。在底面部14设有连接件231，碳纤维加热器 23的两端部与该连接件231相连接。连接件231贯穿底面部14而被引出到真空容器1的 外部。在连接件231经由供电线232与供电部233相连接。 供电部233基于来自后述的控制部100的指令调整供电时刻和供电量，从而调整 加热时刻和加热温度。在图中，在反射板24上配置有温度计234。基于温度计234的指令，对供给到配置有多个的各碳纤维加热器23的供电量进行调整，例如能进行在表面内均匀 地加热旋转台7的控制。另外，在图8之外的各图中，省略了贯穿反射板24而向下方延伸 的碳纤维加热器23和连接件231的图示。 在如上所述那样碳纤维加热器23被配置在旋转台7的下方的本实施例的成膜装 置中，如采用图1和图3来说明的那样，在旋转台7的外端面的外侧下方区域形成有真空容 器1的内周面向外方侧凹陷而成的排气区域6。被供给到各处理区域P1、P2的反应气体经 由该排气区域6被排气口 61、62排出。在各排气区域6流动的反应气体进入旋转台7的下 方侧时，有可能这些气体混合而在碳纤维加热器23上形成反应生成物。这种反应生成物可 能使加热器23的加热效率降低，还可能产生微粒而引起晶圆的微粒污染。因此，由本实施 例的成膜装置通过抑制反应气体进入旋转台7的下方，能够抑制产生上述问题。
如图5、图6所示，在旋转台7的周缘附近的下方侧设有外侧壁构件21。外侧壁构 件21为了对从旋转台7的上方空间到排气区域6的气氛和放置有碳纤维加热器23的气氛 进行划分，而形成为扁平的圆管形状。外侧壁构件21以围着碳纤维加热器23所配置的区 域、即、在整个圆周围着反射板24的外侧的方式配置。另外，在外侧壁构件21的上端部设 有圆环状的板材的罩构件22，该罩构件22具有与旋转台7的直径大致相同大小的外径。
罩构件22以该罩构件22的外端面的位置与旋转台7的外端面的位置在上下方向 上大致一致的方式与旋转台7平行配置。如图5所示，从侧方看来，处于罩构件22被插入 到旋转台7的下表面和碳纤维加热器23之间的状态。然后，如图12所示，从罩构件22的 上表面到旋转台7的下表面的高度hl例如处于2mm 4mm的范围内，例如是3mm。
如图5和图6所示，在外侧壁构件21的内侧区域中，罩构件22覆盖在反射板24 上配置有碳纤维加热器23的区域的上方侧整体。另一方面，在外侧壁构件21的外侧区域， 罩构件22从外壁构件21向外侧呈凸缘状延伸。罩构件22由能够使从碳纤维加热器23放 射的辐射热透过的例如由透明的石英等构件形成，不妨碍碳纤维加热器23对旋转台7进行 加热。 在从真空容器1的底面部14到构成旋转台7的旋转轴的一部分的芯部71的周围
设有从底面部14向上方突出的筒状构件27。形成为圆环状的罩构件22的内径的尺寸被调
节成在罩构件22的内端面(内端缘)与筒状构件27的侧周面之间形成有间隙。 在以上那样的构成中，作为2张大致圆板状的构件的旋转台7与罩构件22处于大
致平行配置的状态。由此，构件7、22之间形成有高度为hl的扁平且狭窄的空间(第l狭
窄的空间)。由此，抑制通过旋转台7的侧方而流入排气区域6的反应气体进入旋转台7的
下方侧的空间。 在真空容器1的底面部14上，吹扫气体供给管25在反射板24的下方侧位置被设 置在周向的多个部位。吹扫气体供给管25相当于用于对反射板24、碳纤维加热器23所配 置的空间内进行吹扫的第1吹扫气体供给部。该空间如上所述那样经由形成在罩构件22 的内端面(内端缘)与筒状构件27的侧周面之间的间隙而与上述狭窄的空间相连通，因此 被供给到该空间的吹扫气体流入该狭窄的空间。 上述的筒状构件27的上端面接近旋转台7的下表面的中心附近、即芯部71而在 芯部71与筒状构件27的上端面之间形成狭小的空间。而且，由筒状构件27围成的供旋转 轴72贯穿的通孔的内周面与旋转轴72之间的间隙也变小。这些狭小的空间与上述壳体70内相连通。并且，在上述壳体70上设有供给管26。供给管26相当于用于将作为吹扫气体 的N2气体供给到狭小的空间内来进行吹扫的第2吹扫气体供给部。即，也从筒状构件27的 内侧向上述狭窄的空间供给吹扫气体。 而且，如图2、图3和图10所示，在容器主体12的侧壁上形成有输送口 15。晶圆W 通过输送口 15而利用外部的输送臂10向真空容器1中输送或从真空容器1中向外输送。 在该输送口 15上设有闸阀(未图示)，由此输送口 15被开闭。作为旋转台7的晶圆收纳区 域的凹部74排列于输送口 15，当打开闸阀时，晶圆W被输送臂10输送到真空容器1内，从 输送臂10被放到凹部74中。为了使晶圆W从输送臂10落到凹部74中，而且，为了从凹部 74抬起晶圆而设有升降销16 (图IO)，升降销16利用升降机构(未图示)而通过形成在旋 转台7的凹部74的通孔而升降。 而且，在该实施例的成膜装置中设有用于进行装置整体的动作的控制的控制部 100。该控制部IOO包括例如由计算机构成的处理控制器100a ;用户接口部100b和存储器 装置100c。用户接口部100b包括显示成膜装置的动作状况的显示器；用于成膜装置的操 作者选择工艺制程程序、或用于工艺管理者变更工艺制程程序的参数的键盘和触摸板(未 图示)等。 在存储部100c中存储有用于在处理控制器100a中实施各种处理的控制程序、工 艺制程程序和各种工艺参数等。并且，这些程序具有例如用于进行后述的动作的步骤群。这 些控制程式和处理制程程序根据来自用户接口部100b的指令，由处理控制器100a读取而 被执行。另外，这些程序也可以被存储在计算机可读存储介质100d中，通过与这些计算机 可读存储介质100d相对应的输出、输入装置(未图示)而安装到存储器装置100c中。计 算机可读存储介质100d也可以是硬盘、CD、CD-R/RW、DVD-R/RW、软盘、半导体存储器等。另 外，程序也可以通过通信电路下载到存储器装置100c中 接着，说明本实施方式的成膜装置的动作。第一，使旋转台7旋转，使得凹部74排 列在输送口 15，打开闸阀(未图示)。第二，利用输送臂10经由输送口 15将晶圆W搬运到 真空容器1中。晶圆W由升降销16接受，输送臂10从真空容器1拔出之后，晶圆W利用由 升降机构(未图示)驱动的升降销16落到凹部74中。反复进行5次上述一连串动作，5张 晶圆W被搭载在旋转台7上。接着，利用真空泵64，真空容器1内被抽真空成预先设定的 压力。从上方看来，旋转台7开始沿顺时针方向旋转。旋转台7被来自碳纤维加热器23的 辐射热被加热成预先规定的温度(例如300°C )，晶圆W通过被载置在该旋转台7上而被加 热。晶圆W被加热并维持规定的温度的情况被温度传感器(未图示)确认了之后，第1反 应气体(BTBAS)通过第1反应气体喷嘴31而向第1处理区域供给，第2反应气体(03)通 过第2反应气体喷嘴32而向第2处理区域P2供给。此外，分离气体(N2)被供给。
晶圆W利用旋转台7的旋转，交替通过设有第1反应气体喷嘴31的第1处理区域 Pl、设有第2反应气体喷嘴32的第2处理区域P2。由此，BTBAS气体吸附在晶圆W上，随后 (^气体吸附在晶圆W上，BTBAS分子被氧化，形成1层或多层氧化硅的分子层。这样，氧化 硅的分子层依次被层叠而形成规定的膜厚的氧化硅膜。 而且，在上述的成膜动作中，分离气体供给管51也供给作为分离气体的N2气体， 由此，从中心部区域C、S卩、从突出部5和旋转台7之间的间隙50而沿着旋转台7的表面喷 出K气体。在该实施例中，第2顶面45的下方的空间、即配置有反应气体喷嘴31(32)的空间具有比中心部区域C、第1顶面44与旋转台7之间的狭窄的空间低的压力。原因在于， 与顶面45的下方的空间相邻地设置排气区域6，顶面45的下方的空间通过排气区域6直 接排气。而且，原因还在于，狭窄的空间被形成为配置有反应气体喷嘴31(32)的空间，或第 1(第2)的处理区域P1(P2)与狭窄的空间之间的压力差能由高度h维持。
接着，参照图11说明从气体喷嘴31、32、41、42向真空容器1内供给的气体的流动 形态。图ll是示意性地表示流动形态的图。如图所示，从第2反应气体喷嘴32喷出的03 气体的一部分碰到旋转台7的表面(以及晶圆W的表面)而沿着该表面在与旋转台7的旋 转方向相反的方向上流动。接着，该03气体被从旋转台7的旋转方向的上游侧流动来的N2 气体吹回，改变方向为朝着旋转台7的周缘和真空容器1的内周壁的方向。最后，03气体流 入到排气区域6，通过排气口 62而从真空容器1排出。 从第2反应气体喷嘴32喷出的03气体的其他部分碰到旋转台7的表面(以及晶 圆W表面)而沿着该表面在与旋转台7的旋转方向相同的方向上流动。该部分的03气体主 要利用从中心部区域C流过的^气体和排气口 62的吸引力而朝着排气区域6流动。另一 方面，该部分的03气体的少量部分朝着相对于第2反应气体喷嘴32位于旋转台7的旋转 方向的下游侧的分离区域D流动，有可能进入到顶面44和旋转台7之间的间隙中。但是， 在有意设定的成膜条件下，该间隙的高度h被设定为阻止向该间隙流入那样程度的高度， 因此03气体被阻止进入到该间隙。即使少量的03气体流入该间隙，该03气体也无法流入 分离区域D的深处。流入到间隙的少量的03气体被从分离气体喷嘴41喷出的分离气体吹 回。因此，如图11所示，在旋转台7的上表面沿着旋转方向流动的实质上全部的03气体流 向排气区域6，被排气口 62排出。 同样，可防止从第1反应气体喷嘴31喷出并在与旋转台7的旋转方向相反的方向 上沿着旋转台7的表面流动的一部分BTBAS气体流入相对于第1反应气体喷嘴31位于旋 转方向的上游侧的凸状部4的顶面44与旋转台7之间的间隙这样的情况。即使流入了少 量的BTBAS气体，也被从分离气体喷嘴41喷出的N2气体吹回。被吹回的BTBAS气体与来 自分离气体喷嘴41的N2气体、从中心部区域C喷出的N2气体一起朝着旋转台7的外周缘 和真空容器1的内周壁流动，经由排气区域6而通过排气口 61排出。 从第1反应气体喷嘴31向下方侧喷出并在与旋转台7的旋转方向相同的方向上 沿着旋转台7的表面(以及晶圆W的表面)流动的其他部分的BTBAS气体无法流入相对于 第1反应气体喷嘴31位于旋转方向下游侧的凸状部4的顶面44与旋转台7之间。即使流 入了少量的BTBAS气体，也被从分离气体喷嘴42喷出的N2气体吹回。被吹回的BTBAS气 体与来自分离区域D的分离气体喷嘴42的N2气体、从中心部区域C喷出的N2气体一起朝 着排气区域6流动，被排气口 61排出。 如上所述，分离区域D能够防止BTBAS气体和03气体流入分离区域D，或能够充分 地降低流入分离区域D的BTBAS气体和03气体的量，或能够吹回BTBAS气体和03气体。吸 附在晶圆W上的BTBAS分子和03分子被准许穿越分离区域D，有助于膜的堆积。
而且，如图7和图12所示，分离气体从中心部区域C朝着旋转台7的外周缘喷出， 因此第1处理区域Pl的BTBAS气体(第2处理区域P2的03气体)无法流入中心部区域 C。第1处理区域P1的少量的BTBAS(第2处理区域P2的03气体)即使流入了中心部区域 C，该BTBAS气体(03气体)被N2气体吹回，能阻止第1处理区域Pl的BTBAS气体(第2处理区域P2的03气体)通过中心部区域C而流入到第2处理区域P2 (第1处理区域PI)。
而且，能阻止第1处理区域PI的BTBAS气体(第2处理区域P2的03气体)通过 旋转台7与容器主体12的内周壁之间的空间而流入第2处理区域P2(第1处理区域P1)。 原因在于，弯曲部46从凸状部4向下形成，弯曲部46与旋转台7之间的间隙以及弯曲部46 与容器主体12的内周壁之间的间隙与凸状部4的顶面44距旋转台7的高度h大致同样小， 因此实质上避免了 2个处理区域之间的连通。因此，BTBAS气体从排气口 61排出，03气体 从排气口 62排出，这2个反应气体不会混合。而且，旋转台7的下方的空间被从吹扫气体 供给管72、73供给的N2气体吹扫。因此，BTBAS气体不会通过旋转台7的下方而流入处理 区域P2。 这样一来，成膜处理结束时，各晶圆通过与搬入动作相反的动作而由输送臂10搬 出。 本实施例的成膜装置的最佳的处理参数如下所述。
旋转台7的转速l-500rpm(晶圆W的直径是300mm的情况) 容器1的压力:1067Pa(8Torr) 晶圆温度300 。C 350 。C BTBAS气体的流量100sccm 03气体的流量10000sccm 来自分离气体喷嘴41、42的N2气体的流量20000sccm
来自分离气体供给管51的N2气体的流量5000sccm 从吹扫气体供给管25向碳纤维加热器23的配置空间供给的N2气体的流量 1000sccm 从吹扫气体供给管25向壳体主体70内供给的N2气体的流量1000sccm
旋转台7的转速600转(由需要的膜厚决定) 根据本实施例的成膜装置，成膜装置在被供给BTBAS气体的第1处理区域以及 被供给03气体的第2处理区域之间具有包括低的顶面44在内的分离区域D，因此能防止 BTBAS气体(03气体)流入第2处理区域P2 (第1处理区域Pl)，而与03气体(BTBAS气体) 混合的情况。因此，使载置了晶圆W的旋转台7旋转，使晶圆W通过第1处理区域P1、分离 区域D、第2处理区域P2和分离区域D，从而能可靠地实施MLD (ALD)模式的氧化硅膜的堆 积。而且，被能进一步可靠地防止BTBAS气体(03气体)流入第2处理区域P2 (第1处理区 域Pl)而与03气体(BTBAS气体)混合的情况，因此分离区域D还包括喷出N2气体的分离 气体喷嘴41、42。并且，本实施方式的成膜装置的真空容器1包括具有喷出N2气体的喷出 孔的中心部区域C，因此能够防止BTBAS气体(03气体)通过中心部区域C而流入第2处理 区域P2(第1处理区域P1)、而与03气体(BTBAS气体)混合的情况。而且，由于BTBAS气 体未与03气体混合，因此几乎不产生氧化硅向旋转台7上的堆积，因此，能防止产生微粒的 问题。 另外，在本实施例的成膜装置中，旋转台7具有5个凹部74，一次运转就能够处理 载置在对应的5个凹部74中的5张晶圆W，也可以将1张晶圆W载置在5个凹部74其中的 一个中，也可以在旋转台7只形成一个凹部74。 而且，在旋转台设置排气口的构成、使晶圆的载置台固定并且使反应气体喷嘴旋转的情况下，排气口与反应气体喷嘴的相对位置关系时刻都在改变，因此排气流变化而成 为不稳定的状态，因此，担心第1反应气体和第2反应气体被混合和担心成膜的均匀性。相 对于此，在上述实施例中，反应气体喷嘴31(32)和排气口 61(62)的位置关系被固定，因此 排气流恒定，没有如上所述那样的担心，能执行稳定的成膜处理。 在此，与旋转台7之间形成狭窄的空间的构件的构成例不限于如上述实施例所示 那样罩构件22向外侧壁构件21的内侧延伸、覆盖碳纤维加热器23所配置的区域的整个上 方侧的情况。例如，如图13所示，即使只设有从外侧壁构件21向外侧呈凸缘状伸出的罩构 件22，凸缘状的罩构件22与旋转台7的底面之间形成第1狭窄的空间，也能抑制反应气体 进入旋转台7的下方的空间。 而且，如图14所示，也可以不设有从外侧壁构件21向内侧或向外侧延伸的罩构件 22，将该外侧壁构件21配置在旋转台7的径向外侧位置，并且使其上端延伸到与旋转台7 的外端面相对的位置，在外侧壁构件21的内周面和旋转台7的外端面之间形成用于抑制反 应气体的进入的第l狭窄的空间。在本例中，向上方延伸的外侧壁构件21的上端部相当于 与旋转台7之间形成狭窄的空间的构件。 而且，如图15所示，也能以如下方式设置罩构件22 :将外侧壁构件21配置在围着 设有碳纤维加热器23的区域的旋转台7的径向外侧位置，还在围着该区域的上述径向内侧 的位置设置内侧壁构件211，覆盖这些构件21、211间的空间而形成收纳加热器23的被密闭 的空间。在这种情况下，在真空容器1的底面部14上例如设有与真空泵64连接的吹扫气 体的排气管281，优选使该被封闭的空间内的压力保持得比外部空间高、S卩、保持得比旋转 台7所配置的区域侧的真空容器1内的压力高。在本例中，在排气管281侧设置例如由压 力计282、压力调整阀283构成的压力调整部件，通过控制部100能控制上述被封闭的空间 的压力而使其与外部空间的压力独立。 另外，加热旋转台7的加热器不限于碳纤维加热器23，例如也可以是灯加热器。而 且，在上述的例子中，成为将形成狭窄的空间(第l狭小空间)的构件(例如罩构件22)配 置在旋转台7的整个周向上的构成，也可以例如成为反应气体不流入分离区域D的构成，因 此也可以不必配置在该区域形成上述狭窄的空间的构件。换句话说，形成狭窄的空间的构 件至少需要设在相当于沿着旋转台7的旋转方向彼此相邻的分离区域D间的区域。
本发明的实施方式的成膜装置所使用的反应气体也可以是DCS(二氯硅烷)、 HCD(Hexachlorodisilane，六氯乙硅烷)、TMA(三甲基铝)，3DMAS[三(二甲氨基)硅烷]、 TEMAZ(四(二乙基氨基)锆)、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]、单氨基硅烷等。
由于越靠近旋转台7的外周缘离心力越大，因此，例如BTBAS气体在靠近旋转台7 的外周缘的部分以大的速度朝向分离区域D流动。因此，在靠近旋转台7的外周缘的部分， BTBAS气体流入顶面44与旋转台7之间的间隙的可能性很大。因此，只要使凸状部4的宽 度(沿着旋转方向的长度)越朝着外周缘越宽，BTBAS气体就难以进入该间隙。从这方面 出发，在本实施方式中，如上所述那样优选凸状部4具有扇形的上表面形状。
下面，再次举例说明凸状部4(或顶面44)的尺寸。参照图16A和16B，在分离气体 喷嘴41 (42)的两侧形成狭窄的空间的顶面44作为与晶圆中心W0通过的路径相对应的圆 弧的长度L可以是晶圆W的直径的大约1/10 约1/1的长度，优选是大约1/6以上。具体来说，在晶圆W具有300mm的直径的情况下，优选该长度L为大约50mm以上。该长度L较 短的情况下，为了有效地防止反应气体流入狭窄的空间，必须降低顶面44和旋转台7之间 的狭窄的空间的高度h。但是，长度L过短而高度h变得极低时，旋转台7碰到顶面44，有 可能产生微粒而造成晶圆的污染、或晶圆破损。因此，为了避免旋转台7碰到顶面44，需要 抑制旋转台7的振动，或用于使旋转台7稳定地旋转的对策。另一方面，保持长度L较短的 状态而将狭窄的空间的高度h维持得比较大时，为了防止反应气体流入顶面44与旋转台7 之间的狭窄的空间，因此必须降低旋转台7的转速，在制造生产率这方面尤其不利。基于这 些观点出发，优选沿着与晶圆中心WO的路径对应的圆弧的、顶面44的长度L大约50mm以 上。但是，凸状部4或顶面44的尺寸不限于上述尺寸，也可以根据所使用的处理参数和晶圆 尺寸进行调整。而且，狭窄的空间只要具有形成分离气体从分离区域D向处理区域P1(P2) 流动那样程度的高度，从上述说明可知，狭窄的空间的高度h除了根据所使用的工艺参数 和晶圆尺寸进行调整之外，例如还可以根据顶面44的面积进行调整。 而且，在上述的实施例中，分离气体喷嘴41(42)被配置在设置于凸状部4的槽部 43中，分离气体喷嘴41(42)的两侧配置有低的顶面44。但是，在其他实施例中，也可以代 替分离气体喷嘴41，如图17所示，在凸状部4的内部形成沿着旋转台7的径向延伸的流路 47，沿着该流路47的长度方向形成多个气体喷出孔40，从这些气体喷出孔40喷出分离气体 (N2气体)。 分离区域D的顶面44不限于平坦面，既可以如图18A所示那样呈凹面状弯曲，也 可以如图18B所示那样形成为凸面形状，还可以如图18C所示那构成为波浪形状。
而且，凸状部4也可以是空心的，也可以构成为将分离气体导入空心内。这种情况 下，也可以如图19A、19B、19C所示那样排列多个气体喷出孔40。 参照图19A，多个气体喷出孔40具有分别倾斜的狭缝的形状。这些倾斜狭缝(多 个气体喷出孔40)沿着旋转台7的径向与相邻的狭缝部分地重叠。在图19B中，多个气体 喷出孔40分别是圆形的。这些圆形的孔(多个气体喷出孔40)作为整体而顺着沿着旋转 台7的径向延伸的弯曲的线配置。在图19C中，多个气体喷出孔40分别具有圆弧状的狭缝 的形状。这些圆弧状狭缝(多个气体喷出孔40)以规定的间隔沿着旋转台7的径向配置。
而且，在本实施例中，凸状部4具有大致扇形的上表面形状，但是在其他实施例 中，也可以具有图20A所示的长方形或正方形的上表面形状。而且，如图20B所示，凸状部 4的上表面作为整体也可以是扇形，具有呈凹状弯曲的侧面4Sc。此外，如图20C所示，凸状 部4的上表面作为整体也可以是扇形，具有呈凸状弯曲的侧面4Sv。而且，如图20D所示，也 可以凸状部4的旋转台7 (图1)的旋转方向的上游侧的部分具有凹状的侧面4Sc，凸状部4 的旋转台7(图1)的旋转方向的下游侧的部分具有平面状的侧面4Sf。另外，在图20A 图 20D中，虚线表示形成在凸状部4上的槽部43 (图4A、4B)。在这些情况下，收纳在槽部43 内的分离气体喷嘴41 (42)(图2)从真空容器1的中央部、例如从突出部5(图1)延伸。
处理区域P1、 P2和分离区域D在其他实施方式中也可以如图21所示那样配置。 参照图21，供给第2反应气体(例如，03气体)的第2反应气体喷嘴32位于输送口 15的 旋转台7的旋转方向上游侧，设置在输送口 15与分离气体供给喷嘴42之间。即使是这样 的配置，从各喷嘴和中心部区域C喷出的气体也大致在该图中如箭头所示那样流动，能防 止两反应气体的混合。因此，即使是这样的配置，也能实现适当的MLD(ALD)模式的堆积。
而且，如上所述，也可以2张扇形板位于分离气体喷嘴41 (42)的两侧，用螺钉安装 在顶板ll的下表面上，从而构成分离区域D。图22是表示这样的构成的俯视图。这种情况 下，为了高效地发挥分离区域D的分离作用，可以考虑分离气体和反应气体的喷出率来决 定凸状部4和分离气体喷嘴41 (42)之间的距离、凸状部4的尺寸。 在上述的实施例中，第1处理区域Pl和第2处理区域P2相当于具有比分离区域D 的顶面44高的顶面45的区域。但是，也可以第1处理区域Pl和第2处理区域P2中的至 少一方在反应气体供给喷嘴31 (32)的两侧与旋转台7相对，具有比顶面45低的其他顶面。 防止气体流入到该顶面和旋转台7之间的间隙的缘故。该顶面也可以比顶面45低，与分离 区域D的顶面44同样程度地低。图23表示这样的构成的一个例子。如图所示，扇形的凸 状部30被配置在被供给03气体的第2处理区域P2，反应气体喷嘴32被配置在形成于凸状 部30上的槽部(未图示)。换句话说，该第2处理区域P2用于气体喷嘴供给反应气体，但 与分离区域D同样地构成。另夕卜，凸状部30也可以与图19A 图19C中的一个例子的空心 的凸状部同样地构成。 而且，为了在分离气体喷嘴41(42)的两侧形成狭窄的空间只要设有低的顶面(第 1顶面)44，在其他实施例中，上述的顶面、即比顶面45低且与分离区域D的顶面44相同程 度低的顶面也可以设置在反应气体喷嘴31、32这两者上，延伸到顶面44。换句话说，如图24 所示，也可以代替凸状部4，将其他凸状部400安装在顶板11的下表面上。凸状部400具 有大致圆盘状的形状，与旋转台7的上表面的大致整体相对，具有分别收纳有气体喷嘴31、 32， 41、42并沿径向延伸的4个狭缝400a，而且，在凸状部400的下方残留有形成在旋转台7 上的狭窄的空间。该狭窄的空间的高度可以是与上述高度h相同的程度。使用凸状部400 时，从反应气体喷嘴31(32)喷出的反应气体在凸状部400的下方(或在狭窄的空间中)扩 散到反应气体喷嘴31(32)的两侧，从分离气体喷嘴41(42)喷出的分离气体在凸状部400 的下方(或在狭窄的空间中)扩散到分离气体喷嘴41(42)的两侧。该反应气体与分离气 体在狭窄的空间中汇合，通过排气口 61(62)排出。即使在这种情况下，从反应气体喷嘴31 喷出的反应气体也不会与从反应气体喷嘴32喷出的反应气体混合，能实现适当的ALD (或 MLD)模式的堆积。 另外，也可以通过将图19A 图19C中任一图所示的空心的凸状部4组合来构成 凸状部400，不用气体喷嘴31、32、33、34和狭缝400a，而将反应气体和分离气体从对应的空 心的凸状部4的喷出孔33分别喷出。 在上述实施例中，使旋转台7旋转的旋转轴72位于真空容器1的中央部。而且， 为了防止反应气体通过中央部而混合，而用分离气体吹扫芯部71和顶板11之间的空间52。 但是，真空容器1在其他实施例中也可以如图25所示那样构成。参照图25，容器主体12的 底部14具有中央开口，在中央开口气密地安装收纳壳体80。而且，顶板11具有中央凹部 80a。支柱81被载置在收纳壳体80的底面上，支柱81的上端部到达中央凹部80a的底面。 支柱81用于防止从第1反应气体喷嘴31喷出的第1反应气体(BTBAS)和从第2反应气体 喷嘴32喷出的第2反应气体(03)通过真空容器1的中央部而互相混合。
而且，旋转套筒82被设置成同轴状地围着支柱81。旋转套筒82由安装在支柱81 的外表面上的轴承86、88、安装在收纳壳体80的内侧面的轴承87支承。并且，旋转套筒82 的外表面上安装有齿轮部85。而且，环状的旋转台7的内周面安装在旋转套筒82的外表面上。驱动部83被收纳在收纳壳体80中，齿轮84安装在从驱动部83延伸的轴上。齿轮 84与齿轮部85啮合。通过这样的构成，旋转套筒82以及旋转台7在驱动部83的驱动下旋 转。 吹扫气体供给管74与收纳壳体80的底部连接，向收纳壳体80供给吹扫气体。由 此，为了防止反应气体流入收纳壳体80内，使收纳壳体80的内部空间维持成比真空容器1 的内部空间高的压力。因此，在收纳壳体80内不产生成膜，能降低维护的频率。而且，吹扫 气体供给管75分别与从真空容器1的上外表面直到中央凹部80a的内壁的导管75a相连 接，朝着旋转套筒82的上端部供给吹扫气体。由于该吹扫气体，BTBAS气体和03气体无法 通过中央凹部80a的内壁与旋转套筒82的外表面之间的空间混合。图21示出了 2个吹扫 气体供给管75和导管75a，但是供给管75和导管75a的数量也可以决定成能够可靠地防止 BTBAS气体和03气体在中央凹部803的内壁与旋转套筒82的外表面之间的空间附近混合。
在图25所示的例子中，凹部80a的侧面和旋转套筒82的上端部之间的空间相当 于喷出分离气体的喷出孔，并且，由该分离气体喷出孔、旋转套筒82和支柱81构成位于真 空容器1的中心的中心部区域。 本发明不限于使用2种反应气体，也可以适用于将3种以上的反应气体按顺序供 给到基板上的情况。在那种情况下，也可以例如以第1反应气体喷嘴、分离气体喷嘴、第2反 应气体喷嘴、分离气体喷嘴、第3反应气体喷嘴和分离气体喷嘴这样的顺序沿真空容器1的 周向配置各气体喷嘴，如上所述的实施例那样构成包括各分离气体喷嘴在内的分离区域。
本发明的实施方式的成膜装置能够组装到基板处理装置中，图26示意性地表示 其一个例子。基板处理装置包括设有输送臂103的大气输送室102 ;能在真空和大气压之 间切换气氛的加载互锁真空室(准备室)105 ;设有2个输送臂107a、 107b的输送室106 ;本 发明的实施方式的成膜装置108、109。而且，该处理装置包括载置有FOUP等晶圆盒101的 盒工作台(未图示)。晶圆盒101被搬运到盒工作台的一个上，并与盒工作台和大气输送 室102之间的搬入搬出部连接。接着，晶圆盒(FOUP)lOl的盖子被开闭机构(未图示)打 开，晶圆被输送臂103从晶圆盒101取出。接着，晶圆被输送到加载互锁真空室104(105) 中。加载互锁真空室104(105)被排气了之后，加载互锁真空室104(105)内的晶圆被输送 臂107a(107b)通过真空输送室106输送到成膜装置108、 109中。成膜装置108， 109以上述 的方法在晶圆上堆积膜。基板处理装置具有主要能同时处理5张晶圆的2个成膜装置108、 109，能以高的生产率进行ALD(或MLD)模式的成膜。 本发明并不限定于上述具体公开的实施例，在不脱离本发明的范围内，能构成各 种变形例、改进例。 本申请基于2008年12月2日日本专利特愿2008-307825号主张优先权，并在此 引用其全部内容。
权利要求
一种成膜装置，该成膜装置通过执行在真空容器内向基板上按顺序供给互相反应的至少两种反应气体的循环而在该基板上生成反应生成物的层，从而堆积膜，其中，该成膜装置包括旋转台，其能够旋转地设置在上述真空容器内；基板载置区域，其设置在上述旋转台的一个面上，用于载置上述基板；第1反应气体供给部，其用于将第1反应气体供给到上述一个面上；第2反应气体供给部，其沿上述旋转台的旋转方向与上述第1反应气体供给部隔开间隔，用于将第2反应气体供给到上述一个面上；分离区域，其沿着上述旋转方向位于被供给上述第1反应气体的第1处理区域和被供给上述第2反应气体的第2处理区域之间，用于分离上述第1处理区域和第2处理区域；加热器，其设置在上述旋转台的下方侧，利用辐射热来加热上述旋转台；外侧壁构件，其以围着设置有上述加热器的区域中的上述旋转台的径向外侧的方式设置在上述真空容器的底部；空间形成构件，其设置在至少沿着上述旋转台的旋转方向彼此相邻的分离区域之间，从上述外侧壁构件延伸而在上述空间形成构件与上述旋转台之间形成第1狭窄的空间；第1吹扫气体供给部，用于供给经由该第1狭窄的空间而从上述旋转台的下方侧向上述旋转台的径向外侧的区域流动的吹扫气体。
2. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中， 上述空间形成构件向上述外侧壁构件的内侧及/或外侧延伸。
3. 根据权利要求2所述的成膜装置，其中，上述空间形成构件由石英形成，覆盖上述加热器的上表面并延伸到上述旋转台的中央 区域。
4. 根据权利要求2所述的成膜装置，其中， 上述旋转台具有从旋转中心向下方侧延伸的旋转轴；在该旋转轴的周围设有筒状构件，该筒状构件经由形成在上述旋转轴与上述空间形成 构件的内端缘之间的间隙从上述真空容器的底面向上方突出，上述吹扫气体供给部以吹扫气体经由该间隙流入上述第1狭窄的空间的方式，将吹扫 气体供给到由上述外侧壁构件、上述空间形成构件、上述筒状构件划分成的空间中。
5. 根据权利要求4所述的成膜装置，其中，该成膜装置还具有从上述筒状构件的内侧向上述第1狭窄的空间供给吹扫气体的第2 吹扫气体供给部。
6. 根据权利要求2所述的成膜装置，其中，该成膜装置还具有围着设有上述加热器的区域中的上述旋转台的径向内侧的内侧壁 构件，上述空间形成构件由石英形成，上述空间形成构件通过覆盖上述外侧壁构件和上述内侧壁构件之间的空间而形成收 纳有上述加热器的气密的封闭空间，该成膜装置设有压力调整部，该压力调整部将该气密的封闭空间内的压力保持得比外 部的压力高。
7. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中，上述加热器包括碳纤维加热器，该碳纤维加热器是通过编织高纯度的碳材料而形成的 绳状的电阻发热体封入到石英管内而形成的，该碳纤维加热器以从上述旋转台的旋转中心侧向周缘侧排列成多个圆的方式配置。
8. 根据权利要求7所述的成膜装置，其中，在上述碳纤维加热器的下方设有反射板，该反射板将从上述碳纤维加热器向下方侧放 射的辐射热朝着上述旋转台反射。
9. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中， 该成膜装置还包括将分离气体供给到上述分离区域的分离气体供给部；顶面，其位于该分离气体供给部的上述旋转方向两侧，用于在顶面与上述旋转台之间 形成用于使分离气体从上述分离区域流到处理区域侧的第2狭窄的空间；排气口 ，用于将上述反应气体与扩散到上述分离区域的两侧的分离气体一起排出。
10. 根据权利要求9所述的成膜装置，其中，该成膜装置具有中心部区域，为了分离上述第1处理区域与上述第2处理区域之间的 气氛，该中心部区域位于上述真空容器内的中心部，形成有用于将分离气体喷到上述旋转 台的基板载置面侧的喷出孔。
全文摘要
本发明提供一种包括能够旋转地设置在真空容器内的旋转台的成膜装置。第1和第2反应气体供给部分别向旋转台的一个面供给第1和第2反应气体。从分离气体供给部向被供给第1反应气体的第1处理区域和被供给第2反应气体的第2处理区域之间的分离区域喷出第1分离气体。加热器设置在旋转台的下方侧，利用辐射热加热旋转台。在真空容器的底部以围着设置有加热器的区域中的旋转台的径向外侧的方式设置外侧壁构件。在沿旋转台的旋转方向彼此相邻的分离区域之间设置有从外侧壁构件延伸而在该空间形成构件与旋转台之间形成狭窄的空间的空间形成构件。吹扫气体供给部用于供给经由狭窄的空间而从旋转台的下方侧向旋转台的径向外侧的区域流动的吹扫气体。
文档编号H01L21/00GK101748387SQ200910204579
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月1日 优先权日2008年12月2日
发明者加藤寿, 本间学 申请人:东京毅力科创株式会社