CN101665925A - 成膜装置、成膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成膜装置、成膜方法。该成膜装置包括:能旋转地设置在容器内的基座;设置在基座的一个面上的基板载置区域;包括能够独立控制的多个加热部、加热基座的加热单元;对一个面供给第一反应气体的第一反应气体供给部;与第一反应气体供给部分开、对一个面供给第二反应气体的第二反应气体供给部;位于被供给第一反应气体的第一处理区域和被供给第二反应气体的第二处理区域之间的分离区域;位于容器的中央的、具有沿一个面喷出第一分离气体的喷出孔的中央区域;以及排气口。分离区域包括:供给第二分离气体的分离气体供给部;以及用于在基座上形成第二分离气体相对于旋转方向向两个方向流动的狭窄的空间的顶面。

Description

成膜装置、成膜方法
技术领域
本发明涉及一种通过将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板的表面并且执行该供给循环多次来层叠多个反应生成物的层以形成薄膜的成膜装置、成膜方法。
背景技术
作为半导体制造工艺中的成膜技术,已知所谓的原子层沉积(ALD)或分子层沉积(MLD)。在这种成膜技术中,在真空条件下第一反应气体吸附在半导体晶圆(下面称为晶圆)表面上,接着,第二反应气体吸附在该晶圆表面上,通过该晶圆表面上的第一和第二反应气体的反应形成一层或两层以上的原子层或分子层。并且,重复多次这样的气体的交替吸附以及反应来在晶圆上沉积膜。该技术在能够通过气体的交替供给的次数来高精确度地控制膜厚这一点、以及沉积膜在晶圆上具有良好的均匀性这一点上是有利的。因而,作为能够应对半导体设备的进一步细微化的成膜技术,该沉积方法被认为是有前途的。
作为实施这种成膜方法的成膜装置,提出了一种具有真空容器以及沿旋转方向保持多片基板的基座的成膜装置(专利文献1)。专利文献1公开了一种处理室,该处理室包括:晶圆支承部件(基座),其能够支承多个晶圆并进行水平旋转;第一和第二气体喷出喷嘴,其沿晶圆支承部件的旋转方向以等角度间隔进行配置,并且在晶圆支承部件的径向上延伸,与晶圆支承部件相对;以及吹扫喷嘴,其配置在第一和第二气体喷出喷嘴之间。另外,在晶圆支承部件的外端与处理室之间的某个部位上连接有真空排气装置。根据这样构成的处理室,吹扫气体喷嘴形成气帘,妨碍第一反应气体与第二反应气体混合。
专利文献1:日本特开2001-254181号公报
但是,在如上所述的使用能旋转的基座的MLD(ALD)装置中,有时在基座上载置例如具有300mm直径的4~6片晶圆,因此存在基座的直径达到1m的情况。通常利用配置为与基座的被面相对的加热器等对基座进行加热,因此在基座具有这样大的直径的情况下,难以保持晶圆面内的温度均匀性达到能够充分降低形成于基座上的晶圆面内的元件的特性偏差的程度。
发明内容
本发明是按照这种问题而完成的,其目的在于提供一种能够均匀地加热基座的成膜装置、成膜方法。
本发明的第一方式提供一种成膜装置,该成膜装置在容器内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的循环来在该基板上生成反应生成物的层,由此沉积膜。该成膜装置包括:基座,其能旋转地设置在上述容器内;基板载置区域,其设置在上述基座的一个面上,用于载置上述基板;加热单元,其包括能够独立控制的多个加热部,用于对上述基座进行加热;第一反应气体供给部,其构成为对上述一个面供给第一反应气体;第二反应气体供给部,其沿着上述基座的旋转方向离开上述第一反应气体供给部,构成为对上述一个面供给第二反应气体;分离区域,其沿着上述旋转方向位于被供给上述第一反应气体的第一处理区域和被供给上述第二反应气体的第二处理区域之间,用于分离上述第一处理区域和上述第二处理区域;中央区域,其为了分离上述第一处理区域和上述第二处理区域而位于上述容器的大致中央,具有沿上述一个面喷出第一分离气体的喷出孔;以及排气口,其为了对上述容器进行排气而设置在上述容器内。上述分离区域包括:分离气体供给部,其供给第二分离气体;以及顶面,其与上述基座的上述一个面相对而形成狭窄的空间,在该狭窄的空间内上述第二分离气体能够从上述分离区域流向上述处理区域侧。
本发明的第二方式提供一种成膜方法,该成膜方法在容器内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的循环来在该基板上生成反应生成物的层,由此沉积膜。该成膜方法包括以下步骤:载置的步骤,将上述基板载置在可旋转地设置在成膜装置的容器内并在一个面上具有基板载置区域的基座上;旋转的步骤,使载置了上述基板的基座旋转;加热步骤,使用加热单元来对上述基座进行加热,该加热单元包括能够独立控制的多个加热部,用于对上述基座进行加热;供给第一反应气体的步骤,从第一反应气体供给部对上述一个面供给第一反应气体;供给第二反应气体的步骤,从沿着上述基座的旋转方向离开上述第一反应气体供给部的第二反应气体供给部对上述一个面供给第二反应气体;使第一分离气体流动的步骤,从设置在分离区域内的分离气体供给部供给第一分离气体,在形成于上述分离区域的顶面与上述基座之间的狭窄的空间内使上述第一分离气体从上述分离区域流向处理区域侧,其中,上述分离区域位于从上述第一反应气体供给部供给上述第一反应气体的第一处理区域和从上述第二反应气体供给部供给上述第二反应气体的第二处理区域之间;供给第二分离气体的步骤,从形成在位于上述容器的中央部的中央区域内的喷出孔供给第二分离气体;以及排气步骤,对上述容器内进行排气。
本发明的第三方式提供一种成膜装置,该成膜装置在容器内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给给基板的循环来在该基板上生成反应生成物的层,由此沉积膜。该成膜装置包括:加热部,其构成为对上述基板进行放射光加热;基座,其能旋转地设置在上述成膜装置的容器内;基板载置区域,其设置在上述基座的一个面上,用于载置上述基板;第一反应气体供给部,其构成为对上述一个面供给第一反应气体;第二反应气体供给部,其沿着上述基座的旋转方向离开上述第一反应气体供给部,构成为对上述一个面供给第二反应气体;分离区域,其沿着上述旋转方向位于被供给上述第一反应气体的第一处理区域和被供给上述第二反应气体的第二处理区域之间,用于分离上述第一处理区域和上述第二处理区域;中央区域,其为了分离上述第一处理区域和上述第二处理区域而位于上述容器的大致中央,具有沿着上述一个面喷出第一分离气体的喷出孔;以及排气口,其为了对上述容器进行排气而设置在上述容器内。上述分离区域包括:分离气体供给部,其供给第二分离气体;以及顶面,其与上述基座的上述一个面相对而形成狭窄的空间,在该狭窄的空间内上述第二分离气体能够从上述分离区域流向上述处理区域侧。
本发明的第四方式提供一种成膜方法,该成膜方法在容器内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的循环来在该基板上生成反应生成物的层,由此沉积膜。该成膜方法包括以下步骤:载置的步骤,将上述基板载置在基座上,该基座能旋转地设置在成膜装置的容器内并在一个面上具有基板载置区域;旋转的步骤,使载置了上述基板的基座旋转;放射加热步骤,对上述基板进行放射光加热;供给第一反应气体的步骤,从第一反应气体供给部对上述一个面供给第一反应气体;供给第二反应气体的步骤,从沿着上述基座的旋转方向离开上述第一反应气体供给部的第二反应气体供给部对上述一个面供给第二反应气体;使第一分离气体流动的步骤,从设置在分离区域内的分离气体供给部供给第一分离气体,在形成于上述分离区域的顶面与上述基座之间的狭窄的空间内使上述第一分离气体从上述分离区域流向处理区域侧,上述分离区域位于从上述第一反应气体供给部供给上述第一反应气体的第一处理区域和从上述第二反应气体供给部供给上述第二反应气体的第二处理区域之间;供给第二分离气体的步骤,从形成在位于上述容器的中央部的中央部区域内的喷出孔供给第二分离气体;以及排气步骤,对上述容器内进行排气。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的成膜装置的剖视图。
图2是表示图1的成膜装置的加热单元的局部立体图。
图3是放大表示图2的加热单元的局部立体图。
图4是图1的成膜装置的立体图。
图5是图1的成膜装置的俯视图。
图6A和图6B是表示分离区域和处理区域的展开剖视图。
图7是图1的成膜装置的局部剖视图。
图8是图1的成膜装置的立体图。
图9是图1的成膜装置的局部剖视图。
图10是图1的成膜装置的剖切剖视图。
图11是表示供给到图1的成膜装置的容器中的气体的流动形态(Flow Pattern)的图。
图12A是表示基座以及基座上的晶圆的温度分布的曲线图。
图12B是表示基座以及基座上的晶圆的温度分布的另一曲线图。
图13A是说明图1的成膜装置的顶面(凸状部)的大小的局部俯视图。
图13B是表示图1的成膜装置的顶面(凸状部)的局部剖视图。
图14是表示图1的成膜装置的的凸状部的变形例的局部剖视图。
图15A~图15C是表示图1的成膜装置的凸状部的变形例的剖视图。
图16A~图16C是表示图1的成膜装置的喷出孔的配置的变形例的图。
图17A~图17D是图1的成膜装置的凸状部的其它变形例。
图18是气体供给喷嘴的其它结构的俯视图。
图19是图1的成膜装置的凸状部的变形例的俯视图。
图20是图1的成膜装置的凸状部的其它变形例的立体图。
图21是图1的成膜装置的凸状部的其它变形例的俯视图。
图22是本发明的其它实施方式的成膜装置的剖视图。
图23是本发明的第二实施方式的成膜装置的剖视图。
图24是放大表示图23的加热单元的局部立体图。
图25是表示图1的成膜装置的变形例的剖视图。
图26是本发明的其它实施方式的成膜装置的剖视图。
图27是本发明的第三实施方式的成膜装置的剖视图。
图28是本发明的第三实施方式的变形例的成膜装置的剖视图。
图29是表示本发明的第三实施方式中的加热单元的变形例的图。
图30是安装有本发明的实施方式的成膜装置的基板处理装置的概要图。
具体实施方式
根据本发明的实施方式,能够提供一种能够均匀地加热基座的成膜装置、成膜方法。
下面,参照附加的附图来说明不是限定本发明的例示的实施方式。在所有附图中,对同一或对应的部件或零件标注同一或对应的附图标记,省略重复的说明。另外,附图的目的不在于示出部件或零件之间的相对比例,因而应该参照下面的不是进行限定的实施方式,由本领域技术人员决定具体的厚度、尺寸。
第一实施方式
图1是本发明的一个实施方式的成膜装置的剖视图。如图所示,该成膜装置包括具有扁平的圆筒形状的真空容器1以及配置在该真空容器1内的能旋转的基座2。真空容器1具有容器主体12以及能从容器主体12卸下的顶板11。顶板11例如夹着O形密封圈等密封部件13配置在容器主体12上使得能够对真空容器1内进行真空排气,而在要从真空容器12卸下顶板11时,利用驱动机构(未图示)将其抬起。
另外,在容器主体12的底部14设置有:隆起部14a,其在中央附近环状地隆起成两台阶状;以及罩部件71,其具有扁平的圆筒形状。由隆起部14a、罩部件71以及在它们的上方以规定的间隔配置的基座2所围成的空间作为加热器收纳部而被利用,收纳有加热单元7。加热单元7例如利用将电热丝封入石英管之中的环状加热元件来构成。能够利用Fe-Cr-Al合金、Ni-Cr合金、以及钼、钨、钽等金属来制作电热丝。另外,也可以将电热丝真空封入到石英管中,另外也可以封入到氦(He)、氩(Ar)等惰性气体、N2气体的气氛中。并且,也可以将电热丝插入石英管中,利用氦(He)、氩(Ar)等惰性气体、N2气体来吹扫石英管内。
参照图2和图3来详细说明加热单元7。图2是表示真空容器1的内部的局部立体图,卸下了顶板11、后述的气体供给喷嘴以及基座2。如图所示,能够由大致排列成同心圆状的八根环状加热元件来构成加热单元7。另外,由最外侧的环状加热元件7a和从最外侧数第二个环状加热元件7b构成外加热器7O,由从最外侧数第三个到第六个环状加热元件7c、7d、7e、7f构成中心加热器7C,由第七个环状加热元件7g和第八个环状加热元件7h构成内加热器7I。这样沿径向将加热单元7分割成三个部分。
参照放大表示图2的一部分的图3,环状加热元件7a~7h与通过形成于容器主体12的底部14的通孔14b而配置的电流导入端子14c电连接并由电流导入端子14c支承。并且,在真空容器1的外部,构成外加热器7O的环状加热元件7a和7b经由电流导入端子14c并联或串联连接,并且与电源装置(未图示)连接。另外,对中心加热器7C以及内加热器7I也同样地进行电连接。
另外,仅在图3中示出,通过形成于容器主体12的底部14的通孔14d向真空容器1内部气密地插入热电偶8O,将热电偶8O配置在环状加热元件7a与7b之间。热电偶8O的上端与位于加热单元7的上方的基座2的背面之间的间隔例如可以是约1mm~约10mm,也可以是约2mm~约5mm,最好是约3mm。根据该配置,热电偶8O能够测量基座2中的由外加热器7O加热的部分的温度。另外,热电偶8O与温度调整器(未图示)连接。温度调整器根据由于基座2的热量而对热电偶8O产生的热电动势来生成温度调整用信号,向连接在外加热器7O(环状加热元件7a、7b)上的电源输出该信号。电源按照所输入的信号对外加热器7O(环状加热元件7a、7b)供电。由此,控制基座2的由外加热器7O加热的部分的温度。
另外,在环状加热元件7d与7e之间同样地配置热电偶8C,热电偶8C也与温度调整器(未图示)连接。根据该结构,测量基座2的由中心加热器7C加热的部分的温度,按照测量结果来控制基座2的该部分的温度。并且,在环状加热元件7g与7h之间同样地配置热电偶8I,热电偶8I也与温度调整器(未图示)连接。根据该结构,测量基座2的能够由内加热器7I加热的部分的温度,按照测量结果来控制基座2的该部分的温度。此外,也可以将与外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I对应的各个电源置换为能够对各个加热器独立供电的一个电源装置。
此外,仅在图2和图3中示出而在其它附图中省略,在容器主体12的底部14与加热单元7之间配置有由规定的支承部件支承的保护板70。保护板70是能收纳在加热器收纳部的圆环状的圆盘,例如能够利用不锈钢来制作。另外,保护板70在与连接于环状加热元件7a~7h的电流导入端子14c相对应的位置上具有电流导入端子14c穿过的通孔。保护板70用于保护环状加热元件7a~7h,减轻容器主体12的底部14被来自环状加热元件7a~7h的辐射热加热。保护板70能够作为所谓的反射器而发挥作用,在内部设置能够流体流过的导管,在此例如也可以流过冷却水。
在本实施方式中利用具有约20mm的厚度的碳板来制作基座2,形成为具有约960mm的直径的圆板形状。另外,也可以利用SiC涂敷基座2的上表面、背面以及侧面。参照图1,基座2在中央具有圆形的开口部,在开口部的周围被圆筒形状的芯部21从上下夹住而被保持。芯部21被固定在沿铅直方向延伸的旋转轴22的上端。旋转轴22贯通容器主体12的底部14,旋转轴22的下端被安装在驱动部23上,该驱动部23使该旋转轴22绕铅直轴、在本例中为向顺时针方向旋转。根据该结构,基座2能够以该中心为轴进行旋转。此外,旋转轴22以及驱动部23被收纳在上表面开口的筒状的壳体20内。该壳体20通过设置在其上表面上的凸缘部分20a气密地安装在真空容器1的底部14的下表面上,由此将壳体20的内部气氛与外部气氛隔离。
参照图4和图5,在基座2的上表面形成有分别收纳晶圆W的多个(在图示的例中为五个)圆形凹部24。其中,在图5中仅示出了一片晶圆W。凹部24等间隔地配置在基座2上。
图6A是沿从图5所示的第一反应气体喷嘴31延伸到第二反应气体喷嘴32的圆弧的投影剖视图。如图6A所示,凹部24具有比晶圆W的直径稍大的例如大4mm的直径以及与晶圆W的厚度相等的深度。因而,当将晶圆W载置在凹部24上时,晶圆W的表面与基座2的除凹部24以外的区域的表面位于相同的高度。假如晶圆W与该区域之间存在比较大的高度差,则由于该高度差而在气流中产生乱流,晶圆W上的膜厚均匀性受到影响。因此,两个表面处于相同的高度。“相同的高度”在此是指高度差在约5mm以下,但是该差在加工精度所允许的范围内要尽量趋近零。在凹部24的底上形成有三个通孔(未图示),通过它们来升降三个升降销(参照图10)。升降销支撑晶圆W的背面,升降晶圆W。
凹部24是对晶圆进行定位、防止晶圆W由于基座2旋转所产生的离心力而飞出的晶圆W的收纳区域。但是,晶圆W的收纳区域不限定于凹部24,也能够利用以规定的角度间隔配置在基座2上来保持晶圆W的端部的引导构件来实现。例如,晶圆W的收纳区域也可以利用静电卡盘来执行。
参照图4和图5,在基座2的上方设置有第一反应气体喷嘴31、第二反应气体喷嘴32以及分离气体喷嘴41、42,它们以规定的角度间隔在径向上延伸。根据该结构,凹部24能够在喷嘴31、32、41以及42的下方通过。在图示的例中,第二反应气体喷嘴32、分离气体喷嘴41、第一反应气体喷嘴31以及分离气体喷嘴42按该顺序顺时针配置。这些气体喷嘴31、32、41、42贯通容器主体12的周壁部,通过将作为气体导入件31a、32a、41a、42a的端部安装在壁的外周壁上来支承这些气体喷嘴31、32、41、42。在图示的例中,气体喷嘴31、32、41、42是从真空容器1的周壁部导入到真空容器1内,但是也可以是从环状的突出部5(后述)导入。在这种情况下,能够设置在突出部5的外周面和顶板11的外表面上开口的L字型导管,在真空容器1内将气体喷嘴31(32、41、42)连接在L字型导管的一个开口上,在真空容器1的外部将气体导入件31a(32a、41a、42a)连接在L字型导管的另一个开口上。
虽未进行图示,但是反应气体喷嘴31经由气体导入件31a与作为第一反应气体的双叔丁基氨基硅烷(BTBAS)的气体供给源连接,反应气体喷嘴32经由气体导入件32a与作为第二反应气体的臭氧(O3)的气体供给源连接。
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喷出孔33。在本实施方式中,喷出孔33具有约0.5mm的直径,沿反应气体喷嘴31、32的长度方向以约10mm的间隔进行排列。反应气体喷嘴31、32分别是第一反应气体供给部件和第二反应气体供给部件。另外,反应气体喷嘴31的下方区域是用于使BTBAS气体吸附在晶圆上的第一处理区域P1,反应气体喷嘴32的下方区域是用于使O3气体吸附在晶圆上的第二处理区域P2。
另一方面,分离气体喷嘴41、42与氮气(N2)的气体供给源(未图示)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。在长度方向上以规定的间隔配置喷出孔40。在本实施方式中,喷出孔40具有约0.5mm的直径,沿分离气体喷嘴41、42的长度方向以约10mm的间隔进行排列。
分离气体喷嘴41、42被设置在分离区域D内、该分离区域D构成为分离第一处理区域P1和第二处理区域P2。在各分离区域D中,如图4~图6所示,在真空容器1的顶板11上设置有凸状部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,其圆弧沿着容器主体12的内周壁的附近地进行定位。另外,凸状部4具有在径向上延伸而将凸状部4分割成两部分的槽部43。槽部43中收纳有分离气体喷嘴41(42)。分离气体喷嘴41(42)的中心轴线与扇形的凸状部4的一边之间的距离和分离气体喷嘴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。此外,在本实施方式中,槽部43形成为将凸状部4二等分,但是在其它实施方式中,例如也可以形成槽部43使得凸状部4中的基座2的旋转方向上游侧变宽。
根据上述的结构,如图6A所示,在分离气体喷嘴41(42)的两侧具有平坦的较低的顶面44(第一顶面),在较低的顶面44的两侧方具有较高的顶面45(第二顶面)。凸状部4(顶面44)形成分离空间,该分离空间是用于阻止第一和第二反应气体进入凸状部4与基座2之间并阻止混合的狭窄的空间。
参照图6B,阻止从反应气体喷嘴32沿基座2的旋转方向向凸状部4流动的O3气体进入该空间,并且阻止从反应气体喷嘴31沿与基座2的旋转方向相反的方向向凸状部4流动的BTBAS气体进入该空间。“阻止气体进入”是指作为从分离气体喷嘴41喷出的分离气体的N2气体在第一顶面44与基座2的表面之间进行扩散,在本例中分离气体吹入与该第一顶面44相邻的第二顶面45的下方侧的空间,由此来自第二顶面45的下方侧空间的气体无法进入。而“气体无法进入”不仅是指完全无法从第二顶面45的下方侧空间进入凸状部4的下方侧空间的情况,还意味着即使反应气体的一部分进入,该反应气体也无法向分离气体喷嘴41进一步前进,因此无法混合。即,只要能够起到这种作用,分离区域D就将第一处理区域P1和第二处理区域P2分离。另外,对于吸附在晶圆上的气体,当然能够通过分离区域D内。因而,气体的进入阻止是针对气相中的气体而言的。
参照图1、图4以及图5,在顶板11的下表面设置有环状的突出部5,该突出部5被配置成内周缘面向芯部21的外周面。突出部5在比芯部21靠近外侧的区域与基座2相对。另外,突出部5与凸状部4形成为一体,凸状部4的下表面与突出部5的下表面形成一个平面。即,突出部5的下表面距基座2的高度与凸状部4的下表面(顶面44)距基座2的高度相等。下面,将该高度记为高度h。此外,突出部5与凸状部4也可以不必为一体,可以是各自独立的。另外,图4和图5示出保持将凸状部4保留在真空容器1内而卸下顶板11的真空容器1的内部结构。
在本实施方式中,在要成为凸状部4的扇形板上形成槽部43,将分离气体喷嘴41(42)配置在槽部43内,由此形成分离区域D。但是,也可以利用螺纹将两个扇形板安装在顶板11的下面使得这两个扇形板配置在分离气体喷嘴41(42)的两侧。
在本实施方式中,在真空容器1内对具有约300mm的直径的晶圆W进行处理的情况下,凸状部4具有沿着离开基座的旋转中心140mm的内侧圆弧li(图5)的例如140mm的周向长度、以及沿着与基座2的凹部24的最外部对应的外侧圆弧lo(图5)的例如502mm的周向长度。另外,沿外侧圆弧lo的从凸状部4的一个侧壁到槽部43跟前的侧壁的周向长度为约246mm。
另外,凸状部4的下表面、即顶面44的从基座2的表面起测出的高度h(图6A)例如可以是约0.5mm~约10mm,优选约4mm。另外,基座2的转速例如被设定为1rpm~500rpm。为了确保分离区域D的分离功能,可以根据真空容器1内的压力、基座2的转速等,例如通过实验等来设定凸状部4的大小、凸状部4的下表面(第一顶面44)与基座2的表面之间的高度h。此外,作为分离气体,在本实施方式中是N2气体,但是分离气体只要不对氧化硅的成膜造成影响,也可以是He、Ar气等惰性气体、氢气等。
图7表示图5的A-A剖视图的一半,在此表示凸状部4以及与凸状部4形成为一体的突出部5。参照图7,凸状部4在其外缘具有弯曲成L字状的弯曲部46。为了将凸状部4安装在顶板11上并能够与顶板11一起从容器主体12分离,弯曲部46与基座2之间以及弯曲部46与容器主体12之间存在微小的间隙,弯曲部46大致填满基座2与容器主体12之间的空间,从而防止来自反应气体喷嘴31的第一反应气体(BTBAS)与来自反应气体喷嘴32的第二反应气体(臭氧)通过该间隙而混合。将弯曲部46与容器主体12之间的间隙以及弯曲部46与基座2之间的微小的间隙设为与从基座2到凸状部4的顶面44的高度h大致相同的尺寸。在图示的例子中,弯曲部46的面向基座2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5所示的B-B剖视图的图1,容器主体12在与基座2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的下方设置有排气口61(关于另一排气口62参照图5),这些排气口通过也能够使用于另一排气口62的排气管63连接有真空泵64。另外,排气管63上设置有压力调整器65。也可以对所对应的排气口61、62设置多个压力调整器65。
再次参照图5,从上方观察,排气口61被配置在第一反应气体喷嘴31与凸状部4之间,该凸状部4相对于第一反应气体喷嘴31位于基座的顺时针旋转方向的下游。根据该结构,排气口61实质上能够专门排出来自第一反应气体喷嘴31的BTBAS气体。另一方面,从上方观察,排气口62被配置在第二反应气体喷嘴32与凸状部4之间,该凸状部4相对于第二反应气体喷嘴32位于基座2的顺时针旋转方向的下游。根据该结构,排气口62实质上能够专门排出来自第二反应气体喷嘴32的O3气体。因而,这样构成的排气口61、62能够辅助分离区域D防止BTBAS气体与O3气体混合。
在本实施方式中,在容器主体12上设置有两个排气口,但是在其它实施方式中,也可以设置三个排气口。例如,也可以在第二反应气体喷嘴32与分离区域D之间设置追加的排气口,该分离区域D相对于第二反应气体喷嘴32位于基座2的顺时针旋转方向的上游。另外,还可以在容器主体12的底部14的规定位置设置追加的排气口。在图示的例子中,通过将排气口61、62设置在低于基座2的位置上来从真空容器1的内周壁与基座2的周缘之间的间隙进行排气,但是也可以将排气口61、62设置在容器主体12的侧壁上。另外,在将排气口61、62设置在容器主体12的侧壁上的情况下,排气口61、62可以位于比基座2高的位置。在这种情况下,气体沿基座2的表面流动,流入位于比基座2的表面高的位置的排气口61、62。因而,在不吹起真空容器1内的微粒这一点上,与将排气口设置在例如顶板11上的情况相比,较为有利。
如图1、图4以及图8所示,在基座2与容器主体12的底部14之间的空间内设置有作为加热部的环状的加热单元7,由此,隔着基座2将基座2上的晶圆W加热到由工艺制程程序决定的温度。另外,在基座2的下方,在基座2的外周的附近围着加热单元7设置罩部件71,将置有加热单元7的空间从加热单元7的外侧的区域划分出来。罩部件71在上端具有凸缘部71a,为了防止气体流入罩部件71内,将凸缘部71a配置成基座2的下表面与凸缘部之间保持微小的间隙。
再次参照图1,底部14在环状的加热单元7的内侧具有隆起部14a。关于隆起部14a的上表面,隆起部14a接近基座2并且隆起部14a的上表面与基座2之间留有微小的间隙,隆起部14a接近和芯部21并且隆起部14a的上表面与芯部21的背面之间留有微小的间隙。另外,底部14具有供旋转轴22穿过的中心孔。该中心孔的内径稍大于旋转轴22的直径,留有通过凸缘部20a与壳体20连通的间隙。吹扫气体供给管72与凸缘部20a的上部连接。另外,为了吹扫收纳加热单元7的区域,多个吹扫气体供给管73以规定的角度间隔与加热单元7的下方的区域连接。
根据这种结构,N2吹扫气体从吹扫气体供给管72通过旋转轴22与底部14的中心孔之间的间隙、芯部21与底部14的隆起部14a之间的间隙以及底部14的隆起部14a与基座2的背面之间的间隙主要流动到加热单元7之上的空间。另外,N2气体从吹扫气体供给管73流动到加热单元7之下的空间。并且,这些N2吹扫气体通过罩部件71的凸缘部71a与基座2的背面之间的间隙流到排气口61。在图9中用箭头示出N2吹扫气体的这样的流动。N2吹扫气体作为分离气体而起作用,用于防止第一(第二)反应气体在基座2的下方的空间迂回流动而与第二(第一)反应气体混合。
参照图9,在真空容器1的顶板11的中心部连接有分离气体供给管51,由此对顶板11与芯部21之间的空间52供给作为分离气体的N2气体。对该空间52供给的分离气体通过突出部5与基座2之间的狭窄间隙50,沿基座2的表面流动,到达排气区域6。该空间52和间隙50内充满了分离气体,因此反应气体(BTBAS、O3)不会经由基座2的中心部而混合。即,本实施方式的成膜装置为了将第一处理区域P1和第二处理区域P2分离而设置有中心区域C,该中心区域C是由基座2的旋转中心部和真空容器1划分成的,具有向基座2的上表面喷出分离气体的喷出口。此外,在图示的例子中,喷出口相当于突出部5与基座2之间的狭窄间隙50。
再次参照图1,凸缘部20a上连接有吹扫气体供给管72,通过该吹扫气体供给管72对凸缘部20a以及壳体20的内部供给吹扫气体(N2气体)。该吹扫气体通过旋转轴22与底部14的隆起部14a之间的间隙、芯部21与隆起部14a之间的间隙、隆起部14a与基座2之间的间隙而流到收纳有加热单元7的加热器收纳部。另一方面,在加热器收纳部上隔开规定的角度间隔连接有贯通容器主体12的底部14的多个吹扫气体供给管73,通过多个吹扫气体供给管73从规定的气体供给源(未图示)供给吹扫气体(N2气体等)。该吹扫气体与从连接在凸缘部20a上的吹扫气体供给管72供给并到达加热器收纳部的吹扫气体(N2气体等)一起从罩部件71与基座2之间的间隙到达排气区域6,从排气口61(62)向排气装置64排出。此外,罩部件71的上端设置有沿基座2的背面向罩部件71的外侧方向延伸的凸缘部71a,由此防止气体从排气区域6流入加热器收纳部。根据这种结构,防止第一反应气体和第二反应气体通过芯部21、旋转轴22的周边空间、加热器收纳部而混合。
另外,如图4、图5以及图10所示,容器主体12的侧壁上形成有输送口15。利用外部的输送臂10通过输送口15向真空容器1中或外输送晶圆W。该输送口15设置有闸阀(未图示),由此开闭输送口15。基座2的作为晶圆收纳区域的凹部24定位于输送口15处,当闸阀打开时,利用输送臂10向真空容器1内输送晶圆W,从输送臂10放置到凹部24上。为了将晶圆W从输送臂10落到凹部24中,或为了从凹部24抬起晶圆W而设置有升降销16(图10),利用升降机构(未图示),通过形成于基座2的凹部24的通孔来升降升降销。
另外,本实施方式的成膜装置中设置有用于对装置整体的动作进行控制的控制部100。该控制部100例如具有由计算机构成的工艺控制器100a、用户接口部100b以及存储器装置100c。用户接口部100b具有显示成膜装置的动作状况的显示器、用于由成膜装置的操作者选择工艺制程程序或者由工艺管理者变更工艺制程程序的参数的键盘、触摸面板(未图示)等。另外,控制部100与控制外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I的温度的温度调整器(未图示)连接,根据工艺制程程序对温度调整器进行控制,控制对外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I的电力供给的开始和停止、以及基座2进而晶圆W的温度。
存储器装置100c存储使工艺控制器100a实施各种工艺的控制程序、工艺制程程序以及各种工艺中的参数等。另外,这些程序例如具有用于进行后述的动作(包括下面的实施方式中的成膜装置的动作)的步骤群。按照来自用户接口部100b的指示,由工艺控制器100a读出并执行这些控制程序、工艺制程程序。另外,可以将这些程序保存在计算机可读存储介质100d中,通过与它们对应的输入输出装置(未图示)安装到存储器装置100c上。计算机可读存储介质100d可以是硬盘、CD、CD-R/RW、DVD-R/RW、软盘、半导体存储器等。另外,也可以通过通信线路将程序下载到存储器装置100c。
接着,说明本实施方式的成膜装置的动作。第一,旋转基座2使得凹部24定位于输送口15处,打开闸阀(未图示)。第二,利用输送臂10通过输送口15向真空容器1输送晶圆W。在通过升降销16接收晶圆W并从真空容器1引出输送臂10之后,通过被升降机构(未图示)驱动的升降销16而将晶圆W下降到凹部24。重复五次上述一系列动作,将五片晶圆W搭载在基座2上。接着,利用真空泵64对真空容器1内进行抽真空到预先设定的压力。从上面观察,基座2开始绕顺时针方向旋转。接着,开始对加热单元7(外加热器7O、中心加热器7C、内加热器7I)供电,从基座2的背面对载置在基座2的凹部24上的晶圆W进行加热。在通过热电偶8O、8C、8I确认了晶圆W的温度已稳定在规定的设定温度之后,通过第一反应气体喷嘴31向第一处理区域供给第一反应气体(BTBAS),通过第二反应气体喷嘴32向第二处理区域P2供给第二反应气体(O3)。另外,从分离气体喷嘴41、42供给分离气体(N2),该分离气体在顶面44与基座2的上表面之间的空间内向基座2的旋转方向的两个方向流动。
当晶圆W通过第一反应气体喷嘴31下方的第一处理区域P1时,BTBAS分子吸附在晶圆W的表面上,当晶圆W通过第二反应气体喷嘴32下方的第二处理区域P2时,O3分子吸附在晶圆W的表面上,BTBAS分子被O3氧化。因而,当通过基座2的旋转而晶圆W通过区域P1、P2双方一次时,在晶圆W的表面上形成氧化硅的一个分子层。接着,晶圆W多次交替通过区域P1、P2,从而在晶圆W的表面上沉积具有规定膜厚的氧化硅膜。在沉积了具有规定膜厚的氧化硅膜之后,停止BTBAS气体和臭氧气体,停止基座2的旋转。然后,通过与搬入动作相反的动作,利用输送臂10从真空容器1依次搬出晶圆W。
另外,在上述成膜动作中,也从分离气体供给管51供给作为分离气体的N2气体,由此从中心区域C、即从突出部5与基座2之间的间隙50沿基座2的表面喷出N2气体。在本实施方式中,作为第二顶面45之下的空间的配置有反应气体喷嘴31(32)的空间的压力低于中心区域以及第一顶面44与基座2之间的狭窄的空间的压力。这是由于与顶面45之下的空间相邻地设置有排气区域6、该空间通过排气区域6直接进行排气的缘故。另外,也由于狭窄的空间被形成为能够利用高度h来保持配置有反应气体喷嘴31(32)的空间或第一(第二)处理区域P1(P2)与狭窄的空间之间的压力差。
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11是示意性地表示流动形态的图。如图所示,从第二反应气体喷嘴32喷出的O3气体的一部分碰到基座2的表面(以及晶圆W的表面)而沿着该表面向与基座2的旋转方向相反的方向流动。接着,该O3气体被从基座2的旋转方向的上游侧流动过来的N2气体吹回,向基座2的周缘(真空容器1的内周壁)一方改变方向。然后,该O3气体流入排气区域6,通过排气口62从真空容器1排出。
从第二反应气体喷嘴32喷出的O3气体的其它部分碰到基座2的表面(以及晶圆W的表面)而沿该表面向与基座2的旋转方向相同的方向流动。该部分的O3气体主要由于从中心区域C流动的N2气体以及排气口62的吸引力而向排气区域6流动。另一方面,该部分的O3气体的少量部分有可能向相对于第二反应气体喷嘴32位于基座2的旋转方向的下游侧的分离区域D流动,进入顶面44与基座2之间的间隙。但是,由于将该间隙的高度h设定为在所期望的成膜条件下阻止气体流入该间隙的程度的高度,因此阻止O3气体进入该间隙。即使少量的O3气体流入该间隙,该O3气体也无法流动到分离区域D的内部。流入间隙的少量O3气体被从分离气体喷嘴41喷出的分离气体吹回。因而,如图9所示,在基座2的上表面沿旋转方向流动的实质上所有的O3气体都流动到排气区域6,通过排气口62排出。
同样,防止从第一反应气体喷嘴31喷出而在与基座2的旋转方向相反的方向上沿基座2的表面流动的一部分BTBAS气体流入到相对于第一反应气体喷嘴31位于旋转方向上游侧的凸状部4的顶面44与基座2之间的间隙。即使少量的BTBAS气体流入,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气体和从中心区域C喷出的N2气体一起,向基座2的外周缘和真空容器1的内周壁流动,经由排气区域6通过排气口61而排出。
从第一反应气体喷嘴31向下方侧喷出的并在与基座2的旋转方向相同的方向上沿基座2的表面(以及晶圆W的表面)流动的其它部分的BTBAS气体无法流入到相对于第一反应气体喷嘴31位于旋转方向下游侧的凸状部4的顶面44与基座2之间。即使少量的BTBAS气体流入,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气体和从中心区域C喷出的N2气体一起向排气区域6流动,通过排气口61排出。
如上所述,分离区域D能够防止BTBAS气体、O3气体流入分离区域D、或者充分降低向分离区域D流入的BTBAS气体、O3气体的量、或者吹回向分离区域D流入的BTBAS气体、O3气体。允许吸附在晶圆W上的BTBAS分子和O3分子穿过分离区域D,用于膜的沉积。
另外,如图9和图11所示,从中心区域C沿基座2的上表面向外周缘喷出分离气体,因此第一处理区域P1的BTBAS气体(第二处理区域P2的O3气体)无法流入中心区域C。即使第一处理区域P1的少量BTBAS气体(第二处理区域P2的O3气体)流入了中心区域C,该BTBAS气体(O3气体)也被N2气体吹回,因此阻止第一处理区域P1的BTBAS气体(第二处理区域P2的O3气体)通过中心区域C流入第二处理区域P2(第一处理区域P1)。
另外,也阻止第一处理区域P1的BTBAS气体(第二处理区域P2的O3气体)通过基座2与容器主体12的内周壁之间的空间流入第二处理区域P2(第一处理区域P1)。这是由于以下原因:从凸状部4向下形成弯曲部46,弯曲部46与基座2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距基座2的高度h大致相同的大小,因此实质上回避了两个处理区域之间的连通。因而,BTBAS气体从排气口61排出,O3气体从排气口62排出,这两个反应气体不会混合。另外,基座2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。因而,BTBAS气体无法通过基座2的下方流入第二处理区域P2。
在晶圆W具有300mm的直径的情况下,本实施方式的成膜装置的较佳工艺参数如下。
·基座2的转速:1~500转每分钟(rpm)
·真空容器1的压力:1067Pa(8Torr)
·晶圆温度:约350℃
·BTBAS气体的流量:约100sccm(标准立方厘米每分钟)
·O3气体的流量:约10000sccm
·来自分离气体喷嘴41、42的N2气体的流量:约20000sccm
·来自分离气体供给管51的N2气体的流量:约5000sccm
·基座2的转数:600次(依赖于膜厚)
实验例
接着,说明为了验证加热单元7的温度控制效果而进行的实验的结果。图12A和图12B是表示基座2以及载置在其上的晶圆的温度分布的曲线图。在两图中,左纵轴表示基座2或晶圆的温度,右纵轴表示对加热单元7的供给电力相对于额定值的比例(%),横轴表示距基座2的中心的距离。横轴之下示意性地图示了基座2、载置在其上的晶圆W以及加热单元7的环状加热元件7a~7h。
另外,在两图中,曲线图中的实线Tw表示载置在基座上的晶圆W的温度分布。具体地说,如曲线图中以◆号示出那样,在左边缘部、中央部以及右边缘部测量基座2上的晶圆W的温度。为了直接测量晶圆的温度,使用配置有热电偶的测试晶圆来测量这些温度。
另一方面,曲线图中的虚线Ts示出未在基座上载置晶圆W而测量的基座2的上表面的温度。四个测量值(■)中的三个表示测量了晶圆W的温度的左边缘部、中央部以及右边缘部的温度,除此以外,也测量了离基座2的旋转中心约50mm的位置的温度。此外,为了进行测量,准备了在各测量位置设置有观察口的顶板11,利用放射温度计通过这些观察口得到这些测量值。
另外,实线P示出对外加热器7O(环状加热元件7a、7b)、中心加热器7C(环状加热元件7c~7f)以及内加热器7I(环状加热元件7g、7h)的供给电力(对环状加热元件的供给电力的平均值)。
参照图12A,在对外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I的供给电力大致固定为额定值的约10~12%的情况下,晶圆W的温度以及基座2的上表面的温度存在沿着从基座2的外周部向中央部的方向降低的倾向。特别是在距基座2的旋转中心约50mm的位置上,基座2的上表面的温度降低约80℃。认为这是由于基座2的温度通过保持基座2的芯部21(图1)而发散的缘故。
相对于此,如图12B所示,可知当增大对内加热器7I(环状加热元件7g、7h)的供给电力而设置温度梯度时,晶圆W的温度在晶圆W面内均匀化。另外,在载置晶圆W的范围内基座2的上表面的温度也均匀。通过这样独立控制外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I,能够提高晶圆W面内的温度均匀性。
如以上说明那样,在本实施方式的成膜装置中,沿径向将加热单元7分割成外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I三个,独立地控制各加热器,因此能够使基座2的温度均匀化,从而能够提高载置在基座2上的晶圆的温度的面内均匀性。
此外,在上述的实验中,使用了配置有热电偶的测试晶圆,因而通过使用热电偶8O、8C、8I进行温度控制也能实现图12A所示的温度均匀性是显而易见的。
另外,根据本实施方式的成膜装置,成膜装置在被供给BTBAS气体的第一处理区域与被供给O3气体的第二处理区域之间具有包括较低的顶面44的分离区域D,因此防止BTBAS气体(O3气体)流入第二处理区域P2(第一处理区域P1),防止与O3气体(BTBAS气体)混合。因而,通过使载置有晶圆W的基座2旋转而使晶圆W通过第一处理区域P1、分离区域D、第二处理区域P2以及分离区域D而可靠地实施在MLD(ALD)模式下的氧化硅膜的沉积。另外,为了更加可靠地防止BTBAS气体(O3气体)流入第二处理区域P2(第一处理区域P1)而与O3气体(BTBAS气体)混合,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具有中心区域C,该中心区域C具有喷出N2气体的喷出孔,因此能够防止BTBAS气体(O3气体)通过中心区域C流入第二处理区域P2(第一处理区域P1)而与O3气体(BTBAS气体)混合。并且,由于BTBAS气体与O3气体没有混合,因此在基座2上几乎不会产生氧化硅的沉积,从而能够减轻微粒的问题。
此外,在本实施方式的成膜装置中,基座2具有五个凹部24,能够在一次运行中对载置在对应的五个凹部24上的五片晶圆W进行处理,但是也可以在五个凹部24中的一个凹部24上载置一片晶圆W,还可以在基座2上仅形成一个凹部24。
在本发明的实施方式的成膜装置中使用的其它反应气体也可以是DCS[二氯硅烷]、HCD[六氯乙硅烷]、TMA[三甲基铝]、3DMAS[三(二甲胺基)硅烷]、TEMAZ[四(乙基甲基氨基)锆]、TEMHF[四双(乙基甲基氨)铪]、Sr(THD)2【(双四甲基甲基庚二酮酸)锶】、Ti(MPD)(THD)2【(甲基庚二酮双四甲基庚二酮酸)钛】、单氨基硅烷等。
越接近基座2的外周缘就有越大的离心力起作用,因此例如BTBAS气体在接近基座2的外周缘的部分以较大的速度流向分离区域D。因而,在接近基座2的外周缘的部分,BTBAS气体流入顶面44与基座2之间的间隙的可能性较高。因此,如果使凸状部4的宽度(沿旋转方向的长度)越向外周缘越宽,则能够使BTBAS气体难以进入该间隙。从该方面出发,在本实施方式中,如上所述凸状部4最好具有扇形的上表面形状。
下面,再次例示凸状部4(或者顶面44)的大小。参照图13A和图13B,在分离气体喷嘴41(42)的两侧形成狭窄的空间的顶面44的与晶圆中心WO所通过的路径对应的圆弧的长度L可以是晶圆W的直径的约1/10~约1/1的长度,最好是约1/6以上。具体地说,在晶圆W具有300mm的直径的情况下,优选该长度L是约50mm以上。在该长度L较短的情况下,为了有效防止反应气体流入顶面44与基座2之间的狭窄的空间,必须使该狭窄的空间的高度h较低。但是,当长度L过短、将高度h设得非常低时,基座2与顶面44发生碰撞,从而有可能产生微粒而对晶圆造成污染或者损坏晶圆。因而,为了避免基座2与顶面44碰撞,需要用于抑制基座2的振动或者使基座2稳定地旋转的方案。另一方面,在保持长度L较短并保持狭窄的空间的高度h较大的情况下,为了防止反应气体流入顶面44与基座2之间的狭窄的空间,必须降低基座2的转速,在制造生产率这一点上当然不利。根据这些考察,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是约50mm以上。但是,凸状部4或顶面44的大小不限定于上述大小,也可以按照所使用的工艺参数、晶圆大小来进行调整。另外,狭窄的空间只要具有形成从分离区域D向处理区域P1(P2)的分离气体的流动程度的高度,则根据上述的说明显而易见那样,也可以除了根据所使用的工艺参数、晶圆大小以外,例如根据顶面44的面积来调整狭窄的空间的高度h。
另外,在上述的实施方式中,在设置于凸状部4的槽部43内配置分离气体喷嘴41(42),在分离气体喷嘴41(42)的两侧配置较低的顶面44。但是,在其它实施方式中,也可以替代分离气体喷嘴41而如图14所示那样,在凸状部4的内部形成沿基座2的径向延伸的流路47,沿该流路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,可以如图15A所示那样弯曲成凹面状,既可以如图15B所示那样为凸面形状,也可以如图15C所示那样构成为波浪形状。
另外,凸状部4也可以构成为空心,在空心内导入分离气体。在这种情况下,也可以如图16A、图16B、图16C所示那样排列多个气体喷出孔33。
参照图16A,多个气体喷出孔33分别具有倾斜的狭缝的形状。这些倾斜狭缝(多个气体喷出孔33)沿基座2的径向与相邻的狭缝部分重叠。在图16B中,多个气体喷出孔33分别为圆形。这些圆形的孔(多个气体喷出孔33)作为整体沿着向基座2的径向延伸的曲折的线进行配置。在图16C中,多个气体喷出孔33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33)在基座2的径向上以规定的间隔配置。
另外,在本实施方式中,凸状部4大致具有扇形的上表面形状,但是在其它实施方式中,可以具有如图17A所示的长方形或者正方形的上表面形状。另外,也可以如图17B所示,凸状部4的上表面作为整体是扇形,具有弯曲成凹状的侧面4Sc。另外,也可以如图17C所示,凸状部4的上表面作为整体是扇形,具有弯曲成凸状的侧面4Sv。并且,也可以如图17D所示,凸状部4的基座2(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的基座2(图1)的旋转方向的下游侧的部分具有平面状的侧面4Sf。此外,在图17A~图17D中,虚线表示形成于凸状部4的槽部43(图6A、图6B)。在这些情况下,收纳于槽部43内的分离气体喷嘴41(42)从真空容器1的中央部例如从突出部5延伸。
另外,也可以替代环状加热元件而利用螺旋状的加热元件来构成用于加热晶圆的加热单元7。在这种情况下,能够使用螺旋状地卷绕两层的一根螺旋状加热元件来替代由环状加热元件7a、7b构成的外加热器7O,能够使用螺旋状地卷绕四层的一根螺旋状加热元件来替代中心加热器7C,能够使用螺旋状地卷绕两层的一根螺旋状加热元件来替代内加热器7I。当然各螺旋状加热元件的卷数可以适当变更。另外,也可以利用加热灯来构成加热单元7。在这种情况下,沿以基座2的旋转中心为中心的三个同心圆配置例如环状的多个灯,在径向上设置外区、中心区以及内区三个区,对每个区进行温度控制,由此能够使基座2的温度均匀化。另外,替代在基座2的下方设置加热单元7,可以将加热单元7设置在基座2的上方,也可以设置在上下两方。并且,也可以沿径向将加热单元7分割成两个或四个以上是显而易见。
并且,也可以替代热电偶8O、8C、8I而使用白金测温电阻体、热敏电阻。
在其它实施方式中,也可以如图18所示那样配置处理区域P1、P2以及分离区域D。参照图18,供给第二反应气体(例如,O3气体)的第二反应气体喷嘴32比输送口15更位于靠近基座2的旋转方向上游侧并被设置在输送口15与分离气体供给喷嘴42之间。在这种配置下,从各喷嘴以及中心区域C喷出的气体也大致如该图中箭头所示那样流动,从而防止两个反应气体的混合。因而,这种配置也能够实现适当的MLD(ALD)模式的沉积。
另外,如已经叙述的那样,也可以利用螺钉在顶板11的下表面安装两片扇形板使其位于分离气体喷嘴41(42)的两侧,由此构成分离区域D。图19是表示这种结构的俯视图。在这种情况下,为了高效率地发挥分离区域D的分离作用,可以考虑分离气体、反应气体的喷出率来决定凸状部4与分离气体喷嘴41(42)之间的距离、凸状部的大小。
在上述的实施方式中,第一处理区域P1和第二处理区域P2相当于具有高于分离区域D的顶面44的顶面45的区域。但是,第一处理区域P1和第二处理区域P2中的至少一个也可以在反应气体供给喷嘴31(32)的两侧具有与基座2相对、低于顶面45的顶面。这是为了防止气体流入该顶面与基座2之间的间隙。该顶面低于顶面45,也可以与分离区域D的顶面44大致相同高低。图20示出这种结构的一例。如图所示,在被供给O3气体的第二处理区域P2配置扇状的凸状部30,反应气体喷嘴32配置在形成于凸状部30的槽部(未图示)内使得将凸状部30的顶面30a分成两部分。换言之,该第二处理区域P2使用于气体喷嘴供给反应气体,与分离区域D同样地构成。此外,也可以与图16A~图16C中示出一例的空心的凸状部同样地构成凸状部30。
另外,只要为了在分离气体喷嘴41(42)的两侧形成狭窄的空间而设置了较低的顶面(第一顶面)44,在其它实施方式中也可以在反应气体喷嘴31、32的两方设置上述顶面、即低于顶面45而与分离区域D的顶面44大致相同高低的顶面,延伸至顶面44。换言之,如图21所示,也可以替代凸状部4而在顶板11的下表面安装其它凸状部400。凸状部400具有大致圆盘状的形状,与基座2的大致整个上表面相对,具有分别收纳有气体喷嘴31、32、41、42并在径向上延伸的四个槽400a,并且在凸状部400之下留有与基座2的狭窄的空间。该狭窄的空间的高度可以与上述高度h相同程度。当使用凸状部400时,从反应气体喷嘴31(32)喷出的反应气体在凸状部400之下(或者在狭窄的空间内)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之下(或者在狭窄的空间内)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合流,通过排气口61(62)排出。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,从而能够实现适当的ALD(或者MLD)模式的沉积。
此外,也可以通过组合图16A~图16C中的任一个所示的空心的凸状部4来构成凸状部400,不使用气体喷嘴31、32、41、42以及槽400a,而从对应的空心凸状部4的喷出孔33分别喷出反应气体以及分离气体的气体。
第一实施方式的变形例
在上述实施方式中,旋转基座2的旋转轴22位于真空容器1的中央部。另外,为了防止反应气体通过中央部而混合,利用分离气体对芯部21与顶部11之间的空间52进行吹扫。但是,在其它实施方式中,也可以如图22那样构成真空容器1。参照图22,容器主体12的底部14具有中央开口,在此气密地安装收纳壳体80。另外,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防止从第一反应气体喷嘴31喷出的第一反应气体(BTBAS)与从第二反应气体喷嘴32喷出的第二反应气体(O3)通过真空容器1的中央部而相互混合。
另外,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以及安装在收纳壳体80的内侧面上的轴承87支承。并且,旋转套筒82在其外表面安装有齿轮部85。另外,环状的基座2的内周面被安装在旋转套筒82的外表面。驱动部83收纳于收纳壳体80中,从驱动部83延伸的轴上安装有齿轮84。齿轮84与齿轮85啮合。根据这种结构,由驱动部83不但使旋转套筒82旋转而且使基座2旋转。即,在图22的成膜装置中包括:在中心区域设置在真空容器1的内上表面与真空容器1的底面之间的支柱81;以及被设置为使支柱81位于其内部的旋转套筒82,旋转套筒82作为基座2的旋转轴发挥功能。
在收纳壳体80的底部连接有吹扫气体供给管74,向收纳壳体80供给吹扫气体。由此,能够保持收纳壳体80的内部空间的压力高于真空容器1的内部空间的压力来防止反应气体流入收纳壳体80内。因而,收纳壳体80内不产生成膜,从而能够降低维修的频率。另外,吹扫气体供给管75分别与从真空容器1的上外面到凹部80a的内壁为止的导管75a连接,向旋转套筒82的上端部供给吹扫气体。由于该吹扫气体,BTBAS气体和O3气体无法通过凹部80a的内壁与旋转套筒82的外表面之间的空间而混合。图22中图示了两个吹扫气体供给管75和导管75a,但是也可以决定供给管75和导管75a的数量使得在凹部80a的内壁与旋转套筒82的外表面之间的空间附近可靠地防止BTBAS气体与O3气体的混合。
在图22的实施方式中,凹部80a的侧面与旋转套筒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以及支柱81构成位于真空容器1的中心部的中心区域。
另外,在图22中也如参照图1~图3进行说明的那样,加热单元7由外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I构成,如参照图3进行说明的那样,设置有热电偶8O、8C、8I。因而,在图22所示的成膜装置中,也如由上述实验所验证的那样,能够提高基座2以及载置在其上的晶圆W的温度均匀性。
另外,在本发明的实施方式(包括后述的实施方式)中,不限于使用两种反应气体,能够也应用于对基板上按顺序供给三种以上的反应气体情况。在该情况下,例如按第一反应气体喷嘴、分离气体喷嘴、第二反应气体喷嘴、分离气体喷嘴、第三反应气体喷嘴以及分离气体喷嘴的顺序在真空容器1的周向上配置各气体喷嘴,只要如已述的实施方式那样构成包括各分离气体喷嘴的分离区域即可。
第二实施方式
接着,参照图23~图26来说明本发明的第二实施方式的成膜装置。第二实施方式与第一实施方式的不同点在于:利用放射温度计代替第一实施方式中的热电偶8O、8C、8I来测量基座2的温度。下面,主要以不同点为中心进行说明。
参照图23,容器主体12的底部14形成有通孔140O、140C、140I。另外,在底部14的下表面安装有与通孔140O相连的导入件141O、与通孔140C相连的导入件141C以及与通孔140I相连的导入件141I。如图24所示,通孔140O形成在能够从导入件141O通过加热元件7a与7b之间看到基座2的背面的位置。通孔140C形成在能够从导入件141C通过加热元件7d与7e之间看到基座2的背面的位置。通孔140I形成在能够从导入件141I通过加热元件7g与7h之间看到基座2的背面的位置。另外,如图23所示,在导入件141O的下方配置有放射温度计8O,在导入件141C的下方配置有放射温度计8C,在导入件141I的下方配置有放射温度计8I。
由放射温度计8O通过导入件141O和通孔140O来测量基座2的由外加热器7O加热的部分的温度。放射温度计8O对温度调整器(未图示)输出信号,温度调整器根据从放射温度计8O输入的信号生成温度调整用信号,并向与外加热器(环状加热元件7a、7b)连接的电源装置(未图示)输出该信号。电源装置按照所输入的温度调整用信号对外加热器7O供电。由此,对基座2的由外加热器7O加热的部分的温度进行控制。同样,通过放射温度计8C和8I测量基座2的由中心加热器7C和内加热器7I加热的部分的温度并进行控制。
本实施方式的成膜装置除利用放射温度计8O、8C、8I来测量晶圆W的温度以外,能够与第一实施方式的成膜装置同样地进行动作。因此,省略本实施方式的成膜装置的动作的说明。
另外,在本实施方式的成膜装置中,在使用放射温度计8O、8C、8I进行与在第一实施方式中说明的实验相同的实验时,得到大致相同的结果。即,根据本实施方式的成膜装置,沿径向将加热基座2的加热单元7分成外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I三个部分,通过放射温度计8O、8C、8I独立地测量基座2的由外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I加热的部分的温度并进行控制,因此能够提高载置在基座2上的晶圆的温度的面内均匀性。
另外,本实施方式的成膜装置在被供给BTBAS气体的第一处理区域与被供给O3气体的第二处理区域之间具有包括较低的顶面44的分离区域D,因此防止BTBAS气体(O3气体)流入第二处理区域P2(第一处理区域P1),防止与O3气体(BTBAS气体)混合。因而,通过使载置有晶圆W的基座2旋转来使晶圆W通过第一处理区域P1、分离区域D、第二处理区域P2以及分离区域D,可靠地实施MLD(ALD)模式下的氧化硅膜的沉积。另外,为了更可靠地防止BTBAS气体(O3气体)流入第二处理区域P2(第一处理区域P1)而与O3气体(BTBAS气体)混合,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具有中心部区域C,该中心部区域C具有喷出N2气体的喷出口,因此能够防止BTBAS气体(O3气体)通过中心部区域C流入第二处理区域P2(第一处理区域P1)而与O3气体(BTBAS气体)混合。并且,由于BTBAS气体与O3气体没有混合,因此在基座2上几乎不会产生氧化硅的沉积,从而能够减轻微粒的问题。
第二实施方式的变形例1
另外,如上所述,在本发明的实施方式的成膜装置的真空容器1中,由放射温度计8O、8C、8I通过形成于容器主体12的底部14的通孔140O、140C、140I来测量基座2的背面的温度并进行控制。在这种情况下,当在基座2的背面沉积氧化硅等膜时,被测量面的放射率发生变化,从而实际的温度与测量温度偏离。为了防止或减少膜在背面沉积来保持测量精确度,如在第一实施方式中参照图9所说明的那样,从吹扫供给管72和73使吹扫气体(N2气体)流过,对收纳加热单元7的空间进行吹扫。为了进一步提高该吹扫效果,如图25所示,也可以在加热单元7与基座2的背面之间设置隔离板700。在图示的例子中,隔离板700由底部14的隆起部14a的上段部以及罩部件71的上端来支承,在隔离板700与基座2的背面之间形成微小空间。该空间的高度(隔离板700与基座2之间的距离)例如可以与之前说明的顶面44距基座2的上表面的高度h为相同程度。如上所述,该高度h为能够充分减少气体进入具有该高度h的空间的程度。另外,由图25可知,从吹扫气体供给管72供给的吹扫气体(N2气体)通过旋转轴22与底部14中央的开口之间的间隙、以及隆起部14a与芯部21之间的间隙到达上述微小空间,通过该空间流向排气区域6。由此,能够基本上防止反应气体(例如BTBAS和O3)从排气区域6向微小空间扩散。因而,能够基本上防止膜在基座2的背面沉积。
第二实施方式的变形例2
另外,在本实施方式中,也能够与第一实施方式的变形例同样地进行变形。即,在图26所示的变形例的成膜装置中,如在第一实施方式中参照图1~图3说明的那样,加热单元7由外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I构成,能够由放射温度计8O、8C、8I通过设置在真空容器1的底部的通孔140O、140C、140I来测量基座2的温度并进行控制。因而,在图26所示的成膜装置中,也如上述实验所验证的那样,能够提高基座2以及载置在其上的晶圆W的温度均匀性。
第三实施方式
下面,参照图27~图29并以与第一和第二实施方式的不同点为中心来说明本发明的第三实施方式的成膜装置。
在本实施方式中,基座2具有约20mm的厚度和具有约980mm的直径的圆板形状,由石英制成。另外,基座2在中央具有圆形的开口部,在开口部的周围由圆筒形状的芯部21从上下夹住而被保持。芯部21被固定在旋转轴22上,由驱动部23旋转旋转轴22,以上与第一和第二实施方式相同。
在本实施方式的基座2中,凹部24的底是透明的,如图28所示,通过凹部24能够看到配置在基座2的下方的加热单元7。由此,从加热单元7放射的光、热(红外线等)透过基座2的凹部24的底而照射到晶圆上。因此,主要利用来自加热单元7的放射光来加热晶圆W。另一方面,基座2的除凹部24以外的部分被表面粗化而不透明。例如能够利用喷砂处理、使用磨石等的机械研磨、或者使用了规定的蚀刻液的蚀刻来将该部分表面粗化。由此,来自加热单元7的放射光在不透明部分被吸收、散射、反射,因此防止顶板11以及后述的凸状部4被过度加热。此外,除凹部24以外的被表面粗化的面可以是基座2的与凹部24所在的面相同的面,也可以是与凹部24所在的面相反的面,也可以是两面。其中,存在反应气体吸附在凹部24所在的面来沉积薄膜的情况,因此当对该面进行表面粗化时,有可能所沉积的薄膜剥离而容易产生微粒。因此,最好是对与凹部24所在的面相反的面进行表面粗化。另外,根据成膜时的晶圆温度,凹部24以外的部分也可以是透明的。
此外,载置晶圆的凹部24的里面可以典型地为平坦,也可以在不损害对来自加热单元7的放射的透射性的范围内存在凹凸。例如,可以对凹部24的背面进行加工来形成多个凸透镜(或者微型透镜)。由此,使来自加热单元7的放射光分散,从而能够均匀地加热载置在凹部24上的晶圆。
并且,也可以对凹部24的底的透明度设置分布。能够改变凹部24的底的研磨度,使得来自加热单元7的放射光的透射度例如在凹部24的中央较高、在周缘部较低。
再次参照图27,在容器主体12的底部14设置有:通孔14b,其相对于底部14的上表面(真空容器1的底面)倾斜规定角度地延伸;以及导入件(port)14p,其以与通孔14b大致相同的角度倾斜安装在通孔14b之下。调整该角度使得能够从导入件14p看到载置在基座2的凹部24上的晶圆W的背面。由放射温度计80通过导入件14p、通孔14b以及基座2来测量晶圆W的温度。根据由放射温度计80测量出的晶圆W的温度,由控制部100控制从电源装置(未图示)对加热单元7供给的电力,从而控制工艺制程程序所指定的晶圆W的温度。
本实施方式的成膜装置除了由放射温度计80测量晶圆W的温度以外,能够与第一实施方式的成膜装置同样地进行动作。因此,省略本实施方式的成膜装置的动作的说明。
根据本实施方式的成膜装置,与第一和第二实施方式的成膜装置同样地在气相中反应气体之间不会混合,因此能够实现适当的MLD(ALD)模式的沉积。
另外,本实施方式的成膜装置包括石英制的基座2,作为基座2的基板载置部的凹部24的底是透明的,因此来自配置在基座2的下方的加热单元7的放射光基本上直接照射到载置在凹部24的晶圆W上,由此对晶圆W进行加热。在例如由碳、SiC等制作的基座中,存在如下问题:对基座整体进行加热,利用该热量(热传导、辐射热)对基座上的晶圆进行加热,因此直到整个基座被加热需要较长时间和较大电力。另外,在这种基座中还存在如下问题:在加热时易于稳定温度,但是一旦要降低温度时也需要较长的时间。期望解决这种问题。
但是,在本实施方式的成膜装置中,晶圆W被来自加热单元7的放射光大致直接加热,因此能够在短时间内加热晶圆W,而通过停止放射光的照射并使晶圆W散热,能够在短时间内冷却。因而,能够缩短升降温所需的时间,使成膜装置的实际工作时间变长,并且能够提高制造生产率。而且,能够降低用于晶圆加热的电力,因此在制造成本这一点上是有利的。
另外,基座2的凹部24的底是透明的,因此能够使用放射温度计80从晶圆W背面测量晶圆W的温度。在使用由SiC等制作的基座的情况下,通常由配置在基座的背面附近的热电偶隔着基座间接地测量晶圆W的温度,但是根据本实施方式,能够直接监控工艺中的晶圆温度。并且,由放射温度计80一边监控晶圆W的温度,一边根据规定的温度控制方式控制温度,由此能够将晶圆W稳定地保持在规定的温度。
此外,也能够在顶板11上设置通孔和导入件,由放射温度计从晶圆W的上表面测量晶圆温度。其中,放射率根据沉积在晶圆W上表面的膜(在上述的说明中为氧化硅膜)及其膜厚而发生变化,因此需要对放射率进行补偿。另外,也可以使用多个放射温度计直接测量载置在基座2的凹部24上的晶圆W的温度。与第二实施方式同样地使用三个放射温度计,根据利用这些放射温度计得到的温度测量的结果来分别控制加热单元7的外加热器7O、中心加热器7C以及内加热器7I,由此能够提高晶圆W的温度的面内均匀性。
第三实施方式的变形例
另外,在本实施方式中,也能够与第一实施方式的变形例同样地进行变形。即,在图28所示的变形例的成膜装置中,基座2是石英制的,能够由加热单元7通过作为基板载置部的凹部24的底部对载置在凹部24上的晶圆W进行加热。并且,如果在除了凹部24的底部以外的部分例如通过喷砂对表面(背面)进行表面粗化,则不会由加热单元7直接加热顶板11、凸状部4。另外,在图28的真空容器1中,加热单元7也例如由环状加热元件构成,能够利用来自加热元件的放射光加热晶圆W。并且,由放射温度计80通过导入件14p、通孔14b以及基座2来测量晶圆W的温度,根据测量结果控制晶圆W的温度。而且,也能够使用多个放射温度计。根据以上,在变形例的成膜装置中,也起到与之前说明的本发明实施方式的成膜装置相同的效果。
另外,在上述成膜装置中,也可以代替电阻发热体而由加热灯来构成对晶圆进行加热的加热单元7。另外,代替在基座2的下方设置加热单元7,可以设置在基座2的上方,还可以设置在上下两方。在将加热单元7设置在基座2的上方的情况下,如图29所示,可以在凸状部4与顶板11之间设置加热单元7用的间隙,通过该间隙沿顶板11的下表面配置环状的加热单元7。在这种情况下也能够通过基座2的旋转对载置在基座2的基板载置区域上的晶圆W进行加热。另外,在这种情况下,凸状部4例如也可以由石英形成。并且,为了防止加热单元7暴露于反应气体中,最好在加热单元7的下方配置例如由石英形成的大致圆形状的面板。并且,在这种情况下,也可以设置贯通顶板11的气体管,向由该面板和顶板11的下表面划分出来的区域供给吹扫气体。
在图30中示出使用了以上叙述的成膜装置的基板处理装置。图30中,附图标记101例如是收纳25片晶圆的被称为前开式晶圆传送盒(Front Opening Unified Pod)的密闭型输送容器,附图标记102是配置有输送臂103的大气输送室,附图标记104、105是能够在大气气氛与真空气氛之间切换气氛的加载互锁真空室(预备真空室),附图标记106是配置有两个输送臂107的真空输送室,附图标记108、109是本发明的实施方式的成膜装置。在从外部将输送容器101输送到具有未图示的载置台的输入输出部并与大气输送室102连接之后,通过未图示的开闭机构打开盖来由输送臂103从该输送容器101内取出晶圆。接着,将晶圆搬入到加载互锁真空室104(105)并将该室内从大气气氛切换到真空气氛,之后由输送臂107取出晶圆并搬入到成膜装置108、109中的一个,进行已述的成膜。这样通过具有多个、例如两个例如五片处理用的本发明的成膜装置,能够以较高生产率实施所谓的ALD(MLD)。
参照上述实施方式说明了本发明,但是本发明不限于所公开的实施方式,能够在权利要求所述的本发明的范围内进行各种变形、变更。
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年9月4日提交的日本专利申请2008-227023号、2008-227025号以及2008-227026号的优先权,在此引用其全部内容。

Claims (17)

1.一种成膜装置,在容器内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的循环来在该基板上生成反应生成物的层,由此沉积膜,该成膜装置包括:
基座,其能旋转地设置在上述容器内;
基板载置区域,其设置在上述基座的一个面上,用于载置上述基板;
加热单元,其包括能够独立控制的多个加热部,用于对上述基座进行加热;
第一反应气体供给部,其构成为对上述一个面供给第一反应气体;
第二反应气体供给部,其沿上述基座的旋转方向离开上述第一反应气体供给部,构成为对上述一个面供给第二反应气体;
分离区域,其沿上述旋转方向位于被供给上述第一反应气体的第一处理区域和被供给上述第二反应气体的第二处理区域之间,用于分离上述第一处理区域和上述第二处理区域;
中央区域,其为了分离上述第一处理区域和上述第二处理区域而位于上述容器的大致中央,具有沿上述一个面喷出第一分离气体的喷出孔;以及
排气口,其为了对上述容器进行排气而设置在上述容器内,
其中,上述分离区域包括:分离气体供给部,其供给第二分离气体;以及顶面,其与上述基座的上述一个面相对而形成狭窄的空间,在该狭窄的空间内上述第二分离气体能够从上述分离区域流向上述处理区域侧。
2.根据权利要求1所述的成膜装置,其特征在于,
还具有多个温度传感器,该多个温度传感器与上述多个加热部相对应地设置,独立测量由对应的加热部加热的上述基座部分的温度。
3.根据权利要求2所述的成膜装置,其特征在于,
上述温度传感器是热电偶和放射温度计中的任一个。
4.根据权利要求2所述的成膜装置,其特征在于,
上述温度传感器是放射温度计,由该放射温度计测量上述基座的与上述一个面相反的一侧的另一个面的温度。
5.根据权利要求4所述的成膜装置,其特征在于,
还具有板状部件,该板状部件面对上述基座的上述另一个面并与该另一个面之间形成空间。
6.根据权利要求5所述的成膜装置,其特征在于,
还具有吹扫气体供给管,该吹扫气体供给管将吹扫气体供给到上述另一个面与上述板状部件之间的上述空间中。
7.一种成膜方法,在容器内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的循环来在该基板上生成反应生成物的层,由此沉积膜,该成膜方法包括以下步骤:
载置的步骤,将上述基板载置在基座上,该基座能旋转地设置在成膜装置的容器内并在一个面上具有基板载置区域;
旋转的步骤,使载置了上述基板的基座旋转;
加热步骤,使用加热单元来对上述基座进行加热,该加热单元包括能够独立控制的多个加热部,用于对上述基座进行加热;
供给第一反应气体的步骤,从第一反应气体供给部对上述一个面供给第一反应气体;
供给第二反应气体的步骤,从沿着上述基座的旋转方向离开上述第一反应气体供给部的第二反应气体供给部对上述一个面供给第二反应气体;
使第一分离气体流动的步骤,从设置在分离区域内的分离气体供给部供给第一分离气体,在形成于上述分离区域的顶面与上述基座之间的狭窄的空间内使上述第一分离气体从上述分离区域流向处理区域侧,上述分离区域位于从上述第一反应气体供给部供给上述第一反应气体的第一处理区域与从上述第二反应气体供给部供给上述第二反应气体的第二处理区域之间;
供给第二分离气体的步骤,从形成在位于上述容器的中央部的中央区域内的喷出孔供给第二分离气体;以及
排气步骤,对上述容器内进行排气。
8.根据权利要求7所述的成膜方法,其特征在于,
还具有测量步骤,在该测量步骤中,利用多个温度传感器测量上述基座的温度,该多个温度传感器与上述多个加热部相对应地设置,独立测量上述基座的由上述多个加热部加热的部分的温度。
9.根据权利要求7所述的成膜方法,其特征在于,
还具有控制温度步骤,在该控制温度步骤中,根据在上述测量步骤中由上述多个温度传感器测量到的多个测量值来控制上述基座的温度。
10.一种成膜装置,在容器内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的循环来在该基板上生成反应生成物的层,由此沉积膜,该成膜装置包括:
加热部,其构成为对上述基板进行放射光加热;
基座,其能旋转地设置在上述成膜装置的容器内;
基板载置区域,其设置在上述基座的一个面上,用于载置上述基板;
第一反应气体供给部,其构成为对上述一个面供给第一反应气体;
第二反应气体供给部,其沿上述基座的旋转方向离开上述第一反应气体供给部,构成为对上述一个面供给第二反应气体;
分离区域,其沿上述旋转方向位于被供给上述第一反应气体的第一处理区域与被供给上述第二反应气体的第二处理区域之间,用于分离上述第一处理区域和上述第二处理区域;
中央区域,其为了分离上述第一处理区域和上述第二处理区域而位于上述容器的大致中央,具有沿上述一个面喷出第一分离气体的喷出孔;以及
排气口,其为了对上述容器进行排气而设置在上述容器内,
其中,上述分离区域包括:分离气体供给部,其供给第二分离气体;以及顶面,其与上述基座的上述一个面相对而形成狭窄的空间,在该狭窄的空间内上述第二分离气体能够从上述分离区域流向上述处理区域侧。
11.根据权利要求10所述的成膜装置,其特征在于,
上述基板载置区域能够使来自上述加热部的放射光透过。
12.根据权利要求10所述的成膜装置,其特征在于,
在上述基座中,对上述一个面的除了上述基板载置区域以外的区域和与上述一个面相反一侧的面中的与上述基板载置区域不相面对的区域中的一个或双方进行表面粗化。
13.根据权利要求10所述的成膜装置,其特征在于,
还具有放射温度计,用于测量载置在上述基板载置区域上的上述基板的温度。
14.一种成膜方法,在容器内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的循环来在该基板上生成反应生成物的层,由此沉积膜,该成膜方法具有以下步骤:
载置的步骤,将上述基板载置在基座上,该基座能旋转地设置在成膜装置的容器内并在一个面上具有基板载置区域;
旋转的步骤,使载置了上述基板的基座旋转;
放射加热步骤,对上述基板进行放射光加热;
供给第一反应气体的步骤,从第一反应气体供给部对上述一个面供给第一反应气体;
供给第二反应气体的步骤,从沿着上述基座的旋转方向离开上述第一反应气体供给部的第二反应气体供给部对上述一个面供给第二反应气体;
使第一分离气体流动的步骤,从设置在分离区域内的分离气体供给部供给第一分离气体,在形成于上述分离区域的顶面与上述基座之间的狭窄的空间内使上述第一分离气体从上述分离区域流向处理区域侧,其中,上述分离区域位于从上述第一反应气体供给部供给上述第一反应气体的第一处理区域和从上述第二反应气体供给部供给上述第二反应气体的第二处理区域之间;
供给第二分离气体的步骤,从形成在位于上述容器的中央部的中央部区域内的喷出孔供给第二分离气体;以及
排气步骤,对上述容器内进行排气。
15.根据权利要求14所述的成膜方法,其特征在于,
上述基板载置区域能够使来自上述加热部的放射光透过。
16.根据权利要求14所述的成膜方法,其特征在于,
在上述基座中,对上述一个面的除了上述基板载置区域以外的区域和与上述一个面相反一侧的面的不面向上述基板载置区域的区域中的一个或双方进行表面粗化。
17.根据权利要求14所述的成膜方法,其特征在于,
还包括测量步骤,在该测量步骤中,利用放射温度计测量载置在上述基板载置区域上的基板的温度。
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