CN101078110A

CN101078110A - 半导体制造装置

Info

Publication number: CN101078110A
Application number: CNA2007101048756A
Authority: CN
Inventors: 两角友一朗; 小柳贤一; 荒尾孝; 宇根和德
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2027-05-23
Also published as: TW200805459A; KR101118785B1; TWI419205B; CN101078110B; US20100203741A1; US20080066677A1; KR20070113146A; JP4866658B2; JP2007317704A; US8277891B2

Abstract

本发明公开了用于在ALD成膜装置中有效地抑制由不可避免地附着在反应管内面上的不需要的膜的剥离而产生的颗粒的技术。为了防止不需要的膜的剥离，进行用ALD法使金属氧化物膜、例如氧化铝膜堆积在上述不需要的膜上的预涂层处理。使预涂层处理时将作为预涂层用气体的臭氧供给反应管内的喷嘴种类和/或配置位置，与在半导体基板上成膜处理时将作为成膜用气体的臭氧供给反应管内的喷嘴不同。

Description

半导体制造装置

技术领域

本发明涉及半导体制造装置，详细地说是涉及通过反复进行原子层或分子层级的堆积，形成所希望厚度的膜的成膜装置，特别是涉及为防止发生颗粒，有效地进行反应室内的预涂层的技术。

背景技术

随着半导体装置的高集成化，正进行元件图形的微细化。例如，在动态型随机存取存储器(DRAM)中，1千兆位容量的产品已经实现实用化。在这些大容量DRAM中，随着元件尺寸的微细化，其表面积也缩小。因为DRAM以积蓄在存储器单元电容器中的电荷量作为存储信息，所以，存储器单元电容器的电容值需要为某程度以上的大小。因此，存储器单元电容器的纵横尺寸比非常大。在现有技术中，在构成电容器的电容绝缘膜的成膜中使用CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法。但是，在CVD法中，对于高纵横尺寸比的槽来说，难于以高的覆盖性均匀地形成绝缘膜。在存储器单元电容器中，为了保持存储信息，需要高的电容值，并且需要低的漏电电流。因此，必需形成尽可能薄而且均匀的膜。

为了解决这个问题，近年来进行通过反复堆积原子层级厚度的膜，形成所希望厚度的膜的ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)法。另外，存在通过反复堆积分子层级的厚度的膜，形成所希望厚度的膜的成膜方法，将该成膜方法称为MLD(Molecular Layer Deposition：分子层沉积)法，虽然有与ALD法相区别的情形，但两者的本质原理相同，在本说明书中，两者都称为ALD法。在利用ALD法在半导体基板上形成氧化铪(以下简称“HfO”)膜的情况下，将半导体基板维持为规定温度，并且进行多次以供给作为有机金属材料的四乙基甲基氨基铪(以下简称“TEMAH”)气体和供给臭氧(O₃)作为一个循环的气体供给循环。在供给一种气体后至供给另一种气体之间，进行反应室内的抽真空和不活性气体的吹扫，使得两气体只在半导体基板上反应。在每一个循环中，在半导体基板上，堆积原子层级的厚度的HfO膜。通过只进行根据所希望的膜厚决定的规定次数的上述气体供给循环，能够具有高的膜厚再现性而形成HfO膜。

ALD法具有高的膜厚再现性的优点，另一方面有成膜时间长的缺点。例如，在形成HfO膜的情况下，一个循环中堆积的膜的厚度为0.1nm左右。因此，当形成厚度为5nm的HfO膜时，必需50个循环。如果一个循环所要的时间为1分钟，则需要大约50分钟的成膜时间。因此，从提高生产率的观点来看，相比较枚页式装置，优选使用分批式装置。

图5表示用于形成HfO膜的现有技术的分批式ALD装置的结构，图6表示该装置附带的配管图。在构成反应室1101的反应管1102的顶上部分上设置有真空排气口1103。真空排气口1103通过设置着压力调整阀1104的抽真空配管，与真空泵1105连接。搭载有多块半导体基板1107的晶舟1108，在用晶舟搭载机1106支承的状态下，装载在反应室1101内。在反应管1102的周围配置有加热半导体基板用的加热器1109。

液体TEMAH从TEMAH供给源1110经由液体流量调整器1111送至气化器1112，在那里被气化，将作为原料气体的TEMAH气体从TEMAH喷嘴1113供给至反应室1101内。氮(N₂)气从氮供给源1114经由流量调整器1115供给至气化器1112，辅助TEMAH的气化。氧(O₂)气从氧供给源(图中没有示出)，经由流量调整器(图中没有示出)送至臭氧发生器(图中没有示出)，在那里被变换为臭氧，将作为氧化剂的臭氧从臭氧喷嘴1113供给反应室1101内。另外，将作为吹扫气体的氮气从氮供给源1114经由流量调整器1116，通过氮气喷嘴1113供给反应室1101内。在图5中，为了简化图面，只表示一个喷嘴1113，但是实际上设置有分别与各气体对应的多个喷嘴1113。

当利用图5所示结构的装置形成HfO膜时，在搭载在晶舟1108下部的半导体基板和搭载在上部的半导体基板中，有时产生膜厚不同或膜质不同的问题。其理由是因为从设置在反应室1101最下部的L字型喷嘴1113供给的TEMAH气体和臭氧被反应室1101下部的反应消耗，不能充分地供给至反应室1101上部的半导体基板。在利用ALD法成膜的情况下，与CVD法不同，即使过剩地供给气体，所成的膜的厚度也不会大到必要值以上。因此，通过供给过剩的TEMAH气体，能够解决反应室1101上部TEMAH气体不足的问题。另一方面，由于臭氧在高温下的寿命短，在从反应室1101下部流动至上部的过程中，臭氧被消耗，在反应室1101上部，不足的倾向更大。为了解决这个问题，考虑供给过剩的臭氧。但是，如果供给过剩的臭氧，则由于促进反应室1101内的下部构成部件的氧化损伤，是不好的，另外这种氧化反应也消耗臭氧。

为了解决这个问题，可以使用图7所示的分散型喷嘴1117。分散型喷嘴1117从反应室1101的下部延伸至上部，在分别与保持在晶舟1108上的各半导体基板对应的位置上有喷嘴孔1118。这样，能够将处理气体，特别是臭氧均等地供给各半导体基板。然而，TEMAH气体可以利用图5所示的L字型喷嘴进行供给，也可以利用图7所示的分散型喷嘴进行供给。

但是，在半导体制造领域中，抑制颗粒是大的问题。在利用ALD法或CVD法等化学蒸镀法进行成膜的情况下，不只在作为成膜对象物的基板上形成所希望的膜，而且在反应管内壁和暴露在反应室内的气氛中的各种结构部件上形成不需要的膜。行业内的人员知道，这种不需要的膜的剥离成为产生颗粒的主要原因。在膜厚大的情况下或将反应室内向大气开放的情况下，容易产生不需要的膜的剥离。在利用上述的ALD法进行多次HfO膜的成膜之后，为了维修或修理而使反应室内向大气开放后，确认产生了许多的颗粒。在利用EDX(能量分散型X射线分光法)分析颗粒的情形下，知道是HfO。在反应管内壁上形成的HfO膜，在进行维修而使反应管内向大气开放时吸湿，由此产生剥离，成为颗粒。HfO颗粒的尺寸非常小，大部分在10微米以下，不能用肉眼确认。

作为产生颗粒的情况下的对策之一，有循环吹扫。试图由此减少颗粒。如图9所示，通过反复50个循环(所要时间大约为3小时)进行臭氧流动、抽真空、氮气流动，进行吹扫。图9横轴的1个刻度为15秒。臭氧流动时的臭氧密度为200g/Nm³，臭氧流量按臭氧变换前的氧流量换算为10SLM。抽真空时的反应室内压力大约为5Pa，氮流动时的氮气流量为10SLM。在晶舟上配置模拟半导体基板，进行加热，使半导体基板温度为300℃。每当结束规定循环的吹扫时，观察模拟半导体基板上的颗粒分布，并且测定颗粒数。观测到颗粒局部地集中，颗粒稀疏分散等各种颗粒分布图形。图10(A)(B)中表示观测的颗粒分布图形的例子。图11中表示颗粒数的变迁。即使进行200次循环以上的吹扫(所要时间大约为12小时)，颗粒数也没有减少和稳定。在这种状态下不能进行成膜处理。

作为产生颗粒情况的其他对策，考虑到了清洗(cleaning)。但是，没有确立通过就地干清洗除去HfO膜的方法。在湿清洗中，由于必需装置的分解，存在停机时间长的问题。另外，由于清洗使石英零件的寿命缩短，应避免频繁地进行。如果更换零件，可以减少装置的停机时间，但由于石英零件价格高，是不现实的。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的是要提供能够就地实行的、有效的颗粒对策。

本发明者发现，通过反复进行原子层级或分子层级的堆积，在半导体基板上成膜的装置中，在不需要的膜上涂布别的膜的预涂层处理，作为颗粒对策也是有效。另外还发现，通过相对于成膜时的气体供给形式改变预涂层处理时的气体供给形式，具体地是，通过分别设置成膜用气体喷嘴和预涂层用气体喷嘴，能够非常有效地进行预涂层处理。本发明是根据这些认识提出的。

即、本发明提供了一种半导体制造装置，包括反应容器和用于将至少一种成膜用气体供给至上述反应容器内的至少一个成膜用喷嘴，通过将上述成膜用的气体供给上述反应容器内，反复进行原子层级或分子层级的堆积，可在配置于上述反应容器内的半导体基板上形成膜，其特征在于：还包括将对暴露在上述反应容器内的气氛中的部件进行涂层用的至少一种涂层用气体供给上述反应容器内的至少一个涂层用喷嘴，上述至少一个涂层用喷嘴中的至少一个，与上述成膜用的喷嘴分别设置。

在一个优选实施方式中，上述至少一种成膜用气体包含第一成膜用气体和第二成膜用气体，上述至少一种涂层用气体包含第一涂层用气体和第二涂层用气体，上述第一成膜用气体为与上述第一涂层用气体相同种类的气体，供给上述第一涂层用气体的涂层用喷嘴与供给上述第一成膜用气体的成膜用喷嘴分别设置。

在一个优选实施方式中，上述第二成膜用气体为含有金属的气体，上述第二涂层用气体为含有金属的气体，上述第一成膜用气体和上述第一涂层用气体都为臭氧。上述至少一种成膜用气体也可以还包含第三成膜用气体，上述第三成膜用气体能够为与上述第二涂层用气体同一种类的气体。

在一个优选实施方式中，上述半导体制造装置为在上述反应容器内并列地收容有多块半导体基板的状态下，一并对该多枚半导体基板进行成膜处理的分批式装置，上述反应容器具有用于对其内部进行排气的排气口，用于供给上述第一成膜用气体的成膜用喷嘴为具有从侧面，向着上述多块半导体基板喷出上述第一成膜用气体的多个喷嘴孔的分散型喷嘴，用于供给上述第一涂层用气体的涂层用喷嘴具有喷嘴孔，上述喷嘴孔在上述反应容器内，在比配置上述多块半导体基板的区域距离上述排气口远的位置开口。上述半导体制造装置为在沿上下方向并列地将多片半导体基板以水平姿势收容在上述反应容器内的状态下，一并对该多片半导体基板进行成膜处理的立式分批式装置。

下面，在参照附图说明的最为典型的实施方式中，上述第一成膜用气体为臭氧，上述第二成膜用气体为TEMAH气体，上述第三成膜用气体为三甲基铝(以下简称“TMA”)气体，上述第一预涂层用气体为臭氧，上述第二预涂层用气体为TMA气体。另外，上述半导体制造装置为在沿上下方向并列地将多片半导体基板以水平姿势收容在上述反应容器内的状态下，一并对该多片半导体基板进行成膜处理的立式分批式装置。另外，用于供给作为上述第一成膜用气体的臭氧的成膜用喷嘴为具有从侧面，向着上述多块半导体基板喷出上述第一成膜用气体的多个喷嘴孔的分散型喷嘴，用于供给作为上述第一涂层用气体的臭氧的涂层用喷嘴为具有在上述反应容器内在相较配置上述多块半导体基板的区域距离上述排气口远的位置上开口的喷嘴孔的L字型喷嘴。臭氧为寿命短的气体，这种气体在成膜时从分散型喷嘴供给，在预涂层时，该气体不遗漏地遍及装置内，从远离排气口的位置开始供给。这样，成膜时，不但可得到膜质良好的膜而且在预涂层时能够用少的成膜循环数，用质量好的预涂层膜覆盖反应室内部整体。这样，能够有效地抑制颗粒的产生，并且，在装置维修后，能够在短时间内使装置回归运转状态。

附图说明

图1为表示根据本发明进行预涂层后的颗粒发生数的图形；

图2为表示预涂层膜的厚度的分布的图形；

图3为概略地表示本发明的ALD装置结构的纵截面图；

图4为本发明的ALD装置气体导入部的示意图；

图5为表示先前ALD装置的一个例子的大致纵截面图；

图6为图5的ALD装置的配管构成图；

图7为表示先前ALD装置的另一例子的大致纵截面图；

图8为概略地表示分散型喷嘴的结构的侧视图；

图9为说明循环吹扫处理的时序图；

图10为表示半导体基板上的颗粒分布的一个例子的图；

图11为表示吹扫循环次数和颗粒个数的关系的图形；

图12为说明预涂层处理的时序图；

图13为表示预涂层循环次数和颗粒个数的关系的图形；

图14为放大表示图13的图形的一部分的图形。

具体实施方式

以下，说明到实现本发明为止的本发明者的研究和实验结果，并详细说明本发明。

本发明者着眼于预涂层技术，该预涂层技术作为防止在CVD装置中发生因不需要的膜的剥离而引起的颗粒的对策。所谓预涂层技术为通过用膜(例如SiO₂膜)覆盖在可能剥离的不需要的膜上，防止上述不需要的膜剥离的技术。

本发明者利用氧化铝(以下简称“AlO”)膜为HfO膜进行预涂层(涂层)，实施试验。如图12所示，AlO预涂层膜为以依次进行的TMA气体流动、抽真空、氮气流动(吹扫)、臭氧流动、抽真空、氮气流动(吹扫)作为一个堆积循环，通过反复多次该堆积循环，用ALD法成膜。图12的横轴的1个刻度为5秒。TMA气体流动时的TMA气体流量为100sccm，臭氧流动时的臭氧密度为200g/Nm³，臭氧流量按臭氧变换前的氧流量换算为10SLM，抽真空时的反应室内压力大约为5Pa，氮气流动时的氮气流量为10SLM。在晶舟上搭载数块模拟半导体基板，进行加热，使模拟半导体基板温度为300℃。在上述处理条件下，每一个循环所成膜的AlO膜的膜厚为0.1nm。因此，利用100个循环，能够形成10nm的AlO膜。100个循环所要的时间大约为2.5小时。

试验利用图7所示形式(使用分散型喷嘴)的ALD装置按以下顺序进行；

(1)在进行规定次数的通常的HfO分批成膜处理后，使反应管向大气开放。

(2)根据上述的处理条件，进行100个循环的用ALD法的AlO膜预涂层处理。

(3)然后，在进行预涂层处理的反应管内，进行通常的HfO分批成膜处理，测定半导体基板上的颗粒数。

(4)反复工序(2)和(3)。

在图13和图14的图形中表示试验结果。图14放大表示图13的一部分(两者为根据相同数据的图形)。从这些图可看出，在进行400个循环的预涂层处理(其结果得到的预涂层膜厚为40nm)后，颗粒数稳定在较低的值。

从上述试验得到新的认识，即AlO膜作为防止HfO膜剥离的预涂层是有效的。但是，400个循环的预涂层处理必需大约10小时，这与利用先前已知的CVD法的SiO₂膜预涂层处理所必要的时间比较，大大延长，存在欠缺实用性的问题。

本发明者进行将上述的循环吹扫处理和AlO膜预涂层处理组合的试验，没有得到有益的结果。不论循环吹扫处理的次数如何，为了减少颗粒，大约400个循环的AlO膜预涂层处理是必需的。

本发明者继续进行有关能够高效率地形成可很好地防止HfO膜剥离的氧化铝预涂层膜的技术的研究。在研究过程中，得到了通过使用在成膜时高效率地供给臭氧用的分散型喷嘴，是否并不妨碍形成良好的预涂层膜的假设。

为了证实这点使用图3所示的ALD装置进行实验。如从后述的说明能够理解的那样，图3所示的ALD装置为本发明的一个实施方式的成膜装置(半导体制造装置)。首先，说明图3所示的ALD装置。

图3所示的ALD装置，相对于“背景技术”项中已说明的图5和图7所示的ALD装置，只是气体供给系统的结构不同。因此，省略相同部分的重复说明。

图3所示的ALD装置具有分散型喷嘴107和L字型喷嘴108。分散型喷嘴107构成为，沿着晶舟1108的长度方向，即半导体基板的配置方向，在反应室1101内的上下方向延伸，经由分别设置在与各半导体基板对应的位置上的喷嘴孔，从各半导体基板的侧面，向着各半导体基板，输出气体。L字形的喷嘴108构成为，设置在反应室1101的周边边缘的最下部上，经由单一的喷嘴孔，从晶舟1108的下方，向着上方供给气体。此外，在图3所示的ALD装置中，暴露在反应室1101内的气氛中的全部部件为石英制或用石英制的罩覆盖。

图3所示的ALD装置的气体供给系统构成为，能够在半导体基板上形成HfO膜及AlO膜，而且在反应管内壁等的暴露在反应室的气氛中的内部部件(反应室内部部件)上形成作为预涂层膜的AlO膜。

图4概略地表示在图3所示的ALD装置中，设置在反应管(反应容器)1102的最下部的总管、即气体导入部的水平截面。将各种气体导入反应室1101内的气体配管贯通总管。为了将气体输出至反应室1101内，分散型喷嘴107(参见图8)或L字型喷嘴108(在图4中没有示出)与各个气体配管的前端连接。图3的ALD装置的气体供给系统具有：为了在半导体基板上形成HfO膜时供给TEMAH气体，与TEMAH气体配管连接的L字型喷嘴；为了在半导体基板上形成AlO膜时供给TMA气体，与TMA气体配管连接的L字型喷嘴；为了在半导体基板上形成HfO膜和形成AlO膜时供给臭氧，与臭氧配管连接的分散型喷嘴；为了在反应室内部部件上形成预涂层膜时供给TMA气体，与TMA气体配管连接的L字型喷嘴；和为了在反应室内部部件上形成预涂层膜时供给臭氧，与臭氧配管连接的L字型喷嘴。为了图面简单，这些喷嘴在图3中只表示一部分。

另外，在利用HfO膜作为电容绝缘膜的情况下，为了补充绝缘性，一般在HfO膜上层叠AlO膜。在图3和图4所示的ALD装置中设置在半导体基板上形成AlO膜用的喷嘴是为了与AlO膜的层叠相对应。

另外，除了上述以外，可设置吹扫用的氮气供给喷嘴(最好为L字形)(参照图4)。但是，作为吹扫气体的氮气，更加优选通过TEMAH气体供给用的喷嘴和TMA气体供给用的喷嘴进行供给。配置多个相同用途的喷嘴也可以。另外，如图4所示，也可以局部地配置多个喷嘴，也可以在反应管1102的圆周方向分散配置。

L字型喷嘴108，特别是供给预涂层用气体用的L字型喷嘴108的喷嘴孔配置在如下的位置上，能够充分地将预涂层用气体供给至反应室1101下部的部件，即构成晶舟搭载机1106的一部分的板状体(闭塞反应管1102下端开口(炉口)的盖体)以及保温筒等部件的表面上。优选，供给预涂层用气体的L字型喷嘴108的喷嘴孔配置在离反应室1101内的真空排气口1103最远的位置上。在图示的例子中，L字型喷嘴108的喷嘴孔配置在离反应室1101底面、即上述盖体的上表面大约100mm上方的位置上。

其次，说明利用图3所示的ALD装置进行的实验。

(1)利用图3所示的ALD装置，在进行规定次数的通常的HfO分批成膜处理(用ALD法)后，将反应室向大气开放。这时，利用L字型喷嘴108供给TEMAH气体，利用分散型喷嘴107供给臭氧。

(2)利用ALD法进行100个循环的AlO膜预涂层处理。如图12所示，就AlO膜预涂层处理来说，为以依次进行的TMA气体流动、抽真空、氮气流动(吹扫)、臭氧流动、抽真空、氮气流动(吹扫)为一个堆积循环，通过反复进行多次这个堆积循环，利用ALD法进行成膜。图12的横轴的1个刻度为5秒。TMA气体流动时的TMA气体流量为100sccm，臭氧流动时的臭氧密度为200g/Nm³，臭氧流量按臭氧变换前的氧流量换算为10SLM，抽真空时的反应室内压力为大约5Pa，氮气流动时的氮气流量为10SLM。在晶舟上配置多片模拟半导体基板，进行加热，使模拟半导体基板的温度为300℃。这时，TMA气体利用L字型喷嘴进行供给，臭氧也利用L字型喷嘴进行供给。

(3)进行一次通常的HfO分批成膜处理(用ALD法)，进行半导体基板的颗粒检查。通过将图12的“TMA”置换为“TEMAH”，能够理解HfO膜的成膜条件。另外，TEMAH气体流动时的TEMAH气体流量，按液体换算为1ml/min。其他的气体流量、压力、温度条件与AlO膜成膜时相同。这时，利用L字型喷嘴108供给TEMAH气体，利用分散型喷嘴107供给臭氧。

如图1的图形所示，通过进行100个循环的预涂层，在其后的HfO成膜时产生的、尺寸比0.12微米大的颗粒数为20个，很少。100个循环的预涂层所必需的时间大约为2.5小时。如先前参照实验结果说明的那样，在使用分散型气体供给喷嘴作为臭氧供给喷嘴的情况下，预涂层所必要的时间大约为10小时，因此预涂层所必要的时间缩短为大约1/4。

另外，在进行上述工序(2)之前，在反应室1101内的符号101～106所示的位置(参见图3)上配置硅片。位置101与晶舟搭载机1106的盖体内面(这里比L字形气体供给喷嘴108的喷嘴孔低)对应；位置102、103与晶舟搭载机1106的保温筒的隔热板对应；位置104与晶舟1108的下部对应；位置105与搭载在晶舟1108下部上的模拟半导体基板对应；位置106与搭载在晶舟1108的中央部的模拟半导体基板对应。在上述工序(2)结束后，测定在各硅片上形成的AlO预涂层膜的膜厚。另外，作为比较实验，为了供给臭氧不利用L字形气体供给喷嘴，而利用分散型气体供给喷嘴(HfO膜成膜用的喷嘴)(其他条件全部相同)，形成AlO预涂层膜，测定配置在各位置101～106上的硅片上的AlO预涂层膜的膜厚。

结果表示在图2的图形中。“A”表示在供给臭氧时使用L字形气体供给喷嘴的情况，“B”表示在供给臭氧时使用分散型气体供给喷嘴的情况的结果。在对应于晶舟1108的位置104、105、106上没有看出因喷嘴的不同造成的AlO预涂层膜的膜厚的差异。在比晶舟低的位置101、102、103上，使用L字形气体供给喷嘴时的AlO预涂层膜的膜厚，比使用分散型气体供给喷嘴时的膜厚大约大15％。

实验结果的摘要如下。

(a)在使用分散型气体供给喷嘴供给臭氧的情况下，在AlO预涂层膜的膜厚约为40nm(400个循环的成膜)的时刻，颗粒数减少至不成为问题的水平。

(b)在使用L字形气体供给喷嘴供给臭氧的情况下，在AlO预涂层膜的膜厚约为11nm(100个循环的成膜)的时刻，颗粒数减少至不成为问题的水平。

(C)在进行100个循环的AlO预涂层膜的成膜后，就在比晶舟低的位置上的AlO预涂层膜的膜厚来说，在利用L字形气体供给喷嘴供给臭氧的情况下，比利用分散型气体供给喷嘴供给臭氧的情况大，但其差仅为15％左右。

发明者如以下这样考虑上述(a)(b)(c)。

通过使用L字形气体供给喷嘴供给臭氧，形成AlO预涂层膜，与使用分散型喷嘴的情况比较，可知能够有效地防止HfO膜的剥离，能够有效地防止颗粒的产生。其理由与其说在于预涂层膜的膜厚，不如说在于该预涂层膜的膜质或覆盖性。在使用分散型气体供给喷嘴的情况下，由于臭氧到达与真空排气口相反一侧的反应室下部区域的时间长，在到达反应室下部区域前，失去不可忽视的量的臭氧，结果，在反应室下部区域中不能形成膜质良好的AlO预涂层膜。另外，发明人认为为了由膜质不好的AlO预涂层膜得到所希望的预涂层效果，必需增大预涂层膜的膜厚。与此相对，在利用L字形气体供给喷嘴的情况下，由于臭氧没有遗漏地充填在反应室内，并且平稳地向着真空排气口流动，可得到良好膜质的预涂层膜，用比较小的膜厚就能够达到所希望的预涂层效果。另外，由于在预涂层时，晶舟为空的或只是搭载有数片左右的模拟晶片，所以没有由于L字形气体供给喷嘴位于离开排气口的位置上而引起的不利。

在本说明书中，以HfO膜和AlO预涂层膜为例子，根据特定的结构的ALD装置说明本发明，但本发明不受上述例子的限制。如为本领域的技术人员，可以理解本发明的最大特征为，供给在半导体基板上成膜用的处理气体的喷嘴(成膜用气体喷嘴)的气体输出位置不适合形成预涂层膜的情况下，通过将供给形成预涂层膜用的处理气体的喷嘴(预涂层用气体喷嘴)与供给在半导体基板上成膜用的处理气体的喷嘴分别设置，能够在反应室内最合适的位置输出预涂层用的处理气体。因此，即使在形成其他种类的膜的情况下，也可以使用本发明。另外，在本说明书中，着眼于成膜时供给臭氧气体的喷嘴和预涂层时供给臭氧气体的喷嘴说明本发明。由于臭氧的寿命短，通过使在半导体基板上成膜时供给臭氧用的喷嘴和预涂层时供给臭氧用的喷嘴为不同的喷嘴，在半导体基板上进行成膜时和进行预涂层时，可以分别从最优的位置供给臭氧，这样可以更好地达到基于本发明的有利效果。然而，例如，可使得在半导体基板上进行AlO膜的成膜时，供给TMA气体的喷嘴为分散型喷嘴。在这种情况下(与臭氧情况下没有差异)，通过另外设置L字型喷嘴作为预涂层时供给TMA气体的喷嘴，可以形成质量更好的AlO预涂层膜。另外，只要是本领域的技术人员就可以明白，不仅在半导体基板上形成的膜为HfO膜，并且预涂层膜为AlO膜的情况下，在这些膜为别的种类的情况下(效果上有某种程度的差别)也能够期待基于本发明的有利的效果。另外，基于本发明的有利的效果在立式分批式装置中最显著，在其他形式的分批式装置或枚页式装置中也可达到。

Claims

1.一种半导体制造装置，包括反应容器和用于将至少一种成膜用气体供给至所述反应容器内的至少一个成膜用喷嘴，通过将所述成膜用的气体供给所述反应容器内，反复进行原子层级或分子层级的堆积，可在配置于所述反应容器内的半导体基板上形成膜，其特征在于：

还包括将对暴露在所述反应容器内的气氛中的部件进行涂层用的至少一种涂层用气体供给所述反应容器内的至少一个涂层用喷嘴，所述至少一个涂层用喷嘴中的至少一个，与所述成膜用喷嘴分别设置。

2.如权利要求1所述的半导体制造装置，其特征在于：

所述至少一种成膜用气体包含第一成膜用气体和第二成膜用气体，所述至少一种涂层用气体包含第一涂层用气体和第二涂层用气体，

所述第一成膜用气体为与所述第一涂层用气体相同种类的气体，

供给所述第一涂层用气体的涂层用喷嘴与供给所述第一成膜用气体的成膜用喷嘴分别设置。

3.如权利要求2所述的半导体制造装置，其特征在于：

所述第二成膜用气体为含有金属的气体，

所述第二涂层用气体为含有金属的气体，

所述第一成膜用气体和所述第一涂层用气体都为臭氧。

4.如权利要求2所述的半导体制造装置，其特征在于：

所述半导体制造装置为在所述反应容器内并列地收容有多块半导体基板的状态下，一并对该多枚半导体基板进行成膜处理的分批式装置，所述反应容器具有用于对其内部进行排气的排气口，

用于供给所述第一成膜用气体的成膜用喷嘴为具有从侧面，向着所述多块半导体基板喷出所述第一成膜用气体的多个喷嘴孔的分散型喷嘴，

用于供给所述第一涂层用气体的涂层用喷嘴具有喷嘴孔，所述喷嘴孔在所述反应容器内，在比配置所述多块半导体基板的区域距离所述排气口远的位置开口。

5.如权利要求4所述的半导体制造装置，其特征在于：

所述第二成膜用气体为含有金属的气体，

所述第二涂层用气体为含有金属的气体，

所述第一成膜用气体和所述第一涂层用气体都为臭氧。

6.如权利要求2所述的半导体制造装置，其特征在于：

所述至少一种成膜用气体包含第三成膜用气体，

所述第三成膜用气体为与所述第二涂层用气体同一种类的气体。