CN105296962B - 成膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成膜装置。成膜装置包括：真空容器；以及旋转台，其设于该真空容器内。另外，成膜装置包括：凹部，其以能收纳所述基板的方式形成于所述旋转台的一面侧；以及载置部，其用于在该凹部内对基板的比周缘部靠中央的部位进行支承。成膜装置还包括：连通路径，其以在凹部的自凹部的中央看来位于与所述旋转台的中心相反的一侧的端部区域将所述旋转台的外侧的空间和所述凹部内的位于载置部的周围的空间相连通的方式形成于该凹部的壁部，以便将在因所述旋转台的旋转而产生的离心力的作用下在所述凹部内偏向于所述旋转台的外周侧的气体排出；以及排气口，其用于对其所述真空容器内进行真空排气。

Description

成膜装置
技术领域
本发明涉及一种通过在真空容器内使旋转台旋转而使旋转台上的基板依次通过原料气体的供给区域、与原料发生反应的反应气体的供给区域从而在基板上进行成膜的成膜装置。
背景技术
作为对半导体晶圆等基板(以下称为“晶圆”)进行例如氧化硅膜(SiO2)等薄膜的成膜的方法，公知有所谓ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)法。作为用于实施该ALD法的装置，在专利文献1中记载有如下的装置：利用旋转台使配置在真空容器内的旋转台上的多张晶圆公转，从而使多张晶圆依次通过被供给有原料气体的区域和被供给有与原料气体发生反应的反应气体的区域。在旋转台上配置有凹部，该凹部用于供各个晶圆放入并保持该各个晶圆，该凹部为了与晶圆的外缘之间设有间隙(为了装卸自如地保持晶圆)，凹部形成为在俯视时比晶圆大一圈。
公知的是，刚刚利用来自外部的输送臂将晶圆交接到旋转台的凹部内后，晶圆就因加热时的面内温度的不均匀而以晶圆的中央部比晶圆的周缘部隆起的方式发生翘曲，随着面内温度的均匀性变高，所述翘曲会减轻。另一方面，由于使旋转台旋转，因此，在由该旋转产生的离心力的作用下，晶圆会在凹部内向旋转台的外周侧移动与所述间隙相对应的量。这样，由于晶圆一边欲自翘曲的状态恢复到平坦的状态一边移动，因此，晶圆的周缘部会以与凹部底面相摩擦的方式进行移动，从而有可能产生微粒。
为此，在日本特开2013－222948号公报中，提出有一种在所述凹部的底面设置俯视形状比晶圆小的、晶圆的载置台的结构。采用该结构，由于能够抑制晶圆的周缘部与凹部底面之间的摩擦，因此能够抑制产生微粒。然而，本发明人得到以下见解：在进行旋转台的转速较高的工艺、处理气氛的压力较高的工艺的情况下，在晶圆的周缘部的一部分中会产生膜厚局部地变大的现象。推断出该现象是由于如下原因而产生的：在晶圆因离心力而向旋转台的外周侧移动时，晶圆的外端缘被按压于凹部的内壁面，成为形成在载置台的侧面与凹部的内壁面之间的槽部的上部被晶圆部分地封堵的状态，从而将气体封入到该区域中。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而提出的，其目的在于，提供一种在真空容器内使旋转台旋转而对旋转台上的基板进行成膜处理时、能够确保基板上的良好的膜厚的面内均匀性的成膜装置。
因此，本发明的一技术方案提供一种成膜装置，其包括：真空容器；以及旋转台，其设于该真空容器内。另外，成膜装置包括：凹部，其以能收纳所述基板的方式形成于所述旋转台的一面侧；以及载置部，其用于在该凹部内对基板的比周缘部靠中央的部位进行支承。成膜装置还包括：连通路径，其以在凹部的自凹部的中央看来位于与所述旋转台的中心相反的一侧的端部区域将所述旋转台的外侧的空间和所述凹部内的位于载置部的周围的空间相连通的方式形成于该凹部的壁部，以便将在因所述旋转台的旋转而产生的离心力的作用下在所述凹部内偏向于所述旋转台的外周侧的气体排出；以及排气口，其用于对所述真空容器内进行真空排气。
附图说明
图1是表示本发明的成膜装置的一个例子的纵剖侧视图。
图2是成膜装置的横剖俯视图。
图3是成膜装置的横剖俯视图。
图4是表示成膜装置的内部的一部分的立体图。
图5是表示成膜装置的旋转台的一部分的立体图。
图6是表示旋转台的一部分的纵剖侧视图。
图7是概略地表示旋转台的俯视图。
图8是表示旋转台的一部分的俯视图。
图9是表示旋转台的一部分的俯视图。
图10是表示旋转台的作用的纵剖侧视图。
图11是表示旋转台的作用的纵剖侧视图。
图12是表示成膜装置中的气体的流动的俯视图。
图13是表示旋转台的作用的纵剖侧视图。
图14是表示旋转台的作用的纵剖侧视图。
图15是表示旋转台的另一例的俯视图。
图16是表示旋转台的又一例的俯视图。
图17是表示旋转台的再一例的作用的纵剖侧视图。
图18是表示旋转台的再一例的俯视图。
图19是表示旋转台的再一例的作用的纵剖侧视图。
图20是表示旋转台的再一例的纵剖侧视图。
图21是表示旋转台的再一例的纵剖侧视图。
图22是表示成膜装置的另一例的纵剖侧视图。
图23是表示旋转台的再一例的俯视图。
图24是表示旋转台的再一例的纵剖侧视图。
图25是表示实施例1的结果的特性图。
图26是表示比较例1的结果的特性图。
图27是表示膜厚与晶圆上的位置之间的关系的特性图。
图28是表示膜厚的面内均匀性的特性图。
图29是表示膜厚的面内均匀性的特性图。
图30是表示膜厚的面内均匀性的特性图。
具体实施方式
第1实施方式
参照附图说明本发明的第1实施方式的成膜装置。如图1～图4所示，该成膜装置包括：真空容器1，其俯视形状为大致圆形；以及旋转台2，其由例如石英构成，该旋转台2设置在该真空容器1内，并在该真空容器1的中心具有旋转中心，该成膜装置构成为用于对晶圆W进行成膜处理的成膜装置。
真空容器1包括顶板11和容器主体12，构成为顶板11能够相对于容器主体12装卸。在顶板11的上表面侧的中央部连接有分离气体供给管51，该分离气体供给管51用于供给氮气(N2)气体作为分离气体，以便抑制相互不同的处理气体彼此在真空容器1内的中心部区域C混合。
如图1所示，在真空容器1的底面部14的上方侧设有作为加热机构的加热单元7，该加热单元7用于隔着旋转台2将旋转台2上的晶圆W加热至成膜温度例如620℃。如图1所示，在加热单元7的侧方侧设有罩构件71a，并且，设有用于覆盖加热单元7的上方侧的覆盖构件7a。另外，在底面部14的整个周向上的多个部位设有用于在加热单元7的下方侧对加热单元7的配置空间进行吹扫的吹扫供给管73。
旋转台2构成为，在中心部固定于大致圆筒状的芯部21，并且旋转台2利用与该芯部21的下表面连接且在铅垂方向上延伸的旋转轴22而绕铅垂轴线、在该例子中是向顺时针方向自由旋转。如图1所示，设有驱动部(旋转机构)23和壳体20，该驱动部23用于使旋转轴22绕铅垂轴线旋转，该壳体20用于容纳旋转轴22和驱动部23。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氮气的吹扫气体供给管72。真空容器1的底面部14的靠芯部21的外周侧的部分以从下方侧接近旋转台2的方式形成为环状并构成为突出部12a。
如图2～图5所示，为了放入圆板状(圆形)的由硅构成的晶圆W并保持该晶圆W，在旋转台2的一面侧(表面部)设有圆形的凹部24，该凹部24沿着该旋转台2的旋转方向(周向)设置在多处例如六处。为了在各个凹部24与晶圆W的外缘之间设置间隙区域(间隙)，各个凹部24形成为在俯视时直径大于晶圆W的直径。具体而言，如图6所示，晶圆W的直径尺寸r例如为300mm，凹部24的直径尺寸R例如为302mm。另外，旋转台2的直径尺寸例如为1000mm左右。如图4所示，设有供例如三根升降销(未图示)突出或没入的贯通孔24a，该升降销用于从下方侧顶起晶圆W以使晶圆W升降。除了图4以外，省略了对该贯通孔24a的记载。
如图4～图6所示，在各个凹部24的内部设有载置台25，该载置台25用于对晶圆W的比周缘部靠中央的部位进行支承。各个载置台25构成为扁平的圆筒形状，且上端面形成为水平面。为了使晶圆W的周缘部在整个周向上自凹部24的底面浮起，这些载置台25形成为在俯视时小于晶圆W的圆状，并构成为例如在俯视时载置部25的中心与凹部24的中心相重叠。这样，可以说，在凹部24的内壁面与载置部25的外壁面之间形成有环状的槽部26。
载置部25的高度尺寸h为0.1mm～1.0mm、例如为0.4mm，在该例子中，设定为在将晶圆W载置在载置部25上时使该晶圆W的表面的高度位置和旋转台2的表面的高度位置彼此一致。载置部25的直径尺寸d例如为297mm，若将在俯视观察所述的槽部26的宽度尺寸(凹部24的内壁面与载置部25的外壁面之间的尺寸)称作“宽度尺寸L1”，则宽度尺寸L1例如为3mm。另外，在图6等中，以夸张的方式较大地描绘出了宽度尺寸L1、高度尺寸h。
另外，在凹部24的壁部上，以将凹部24内的处于载置部25的周围的空间和旋转台2的外侧的空间相连通的方式形成有连通路径，在该例子中，设有多个由小宽度的狭缝27构成的连通路径。所述多个狭缝27(271～275)形成于凹部24的自凹部24的中央看来位于与旋转台2的中心相反的一侧的端部区域。使用图7～图9来说明该端部区域。在将连结旋转台2的旋转中心O1和凹部24的中心O2的直线A与旋转台2的外周相交的点设为P时，端部区域是自所述中心O2相对于点P向左侧形成30度的张角的直线S1与自所述中心O2相对于点P向右侧形成30度的张角的直线S2之间的区域。另外，图8示出了在将晶圆W交接到载置部25时的情形，图9示出了随着旋转台2的旋转、晶圆W在离心力的作用下向旋转台2的外周侧移动了的情形。在该例子中，将晶圆W以切口N朝向所述端部区域、例如朝向点P的方式交接到载置部25上。
如图5～图9所示，所述狭缝271～狭缝275以将凹部24的槽部26分别与比凹部24靠旋转台2的外周侧的表面和靠旋转台2的外周侧的空间相连通的方式形成。这些狭缝271～狭缝275以在旋转台2的周向上相互隔开间隔地排列的方式形成、例如通过在旋转台2的表面上形成以自凹部24的内壁面到旋转台2的外周为止的长度的缺口而构成。
在该例子中，5个狭缝271～狭缝275中的周向的中央的狭缝273形成为位于将旋转台2的旋转中心O1和凹部24的中心O2连结起来的直线A上。并且，以该狭缝273为中心在旋转台2的旋转方向上的上游侧设有两个狭缝271、272，且以所述狭缝273为中心在旋转台2的旋转方向上的下游侧设有两个狭缝274、275。如图9所示，在例如描绘出将各自的狭缝的宽度(周向上的大小)的中心和凹部24的中心O2连结起来的直线A1、A2、A、A4、A5时，这些狭缝271～狭缝275以相邻的直线的夹角θ分别相同的方式呈放射状形成，在该例子中，将夹角θ设定为例如10度。另外，各狭缝271～狭缝275例如沿着其长度方向(径向)形成为相同宽度，且5个狭缝271～狭缝275的宽度L2被设定为相互一致。举出狭缝271～狭缝275的大小的一个例子，所述宽度L2为2mm～10mm、例如为6mm。
在所述例子中，由狭缝271～狭缝275构成的多个连通路径形成于所述端部区域，但并不限于仅在该端部区域中形成连通路径的情况。例如，在形成了多个连通路径(狭缝)的情况下，即使是其中一个连通路径形成于所述端部区域且其他连通路径形成于偏离了该端部区域的区域的情况，当然也包含在本发明的范围内。
接下来，返回到成膜装置的各部分的说明。如图2和图3所示，在分别与凹部24的通过区域相对的位置，在真空容器1的周向上互相隔开间隔地呈放射状配置有分别由例如石英构成的五个喷嘴31、32、34、41、42。在该例子中，从后述的输送口15看来等离子体产生用气体喷嘴34、分离气体喷嘴41、第1处理气体喷嘴31、分离气体喷嘴42和第2处理气体喷嘴32按照等离子体产生用气体喷嘴34、分离气体喷嘴41、第1处理气体喷嘴31、分离气体喷嘴42和第2处理气体喷嘴32这样的顺序沿顺时针方向(旋转台2的旋转方向)排列。如图1所示，在等离子体产生用气体喷嘴34的上方侧设有后述的等离子体产生部80。处理气体喷嘴31构成第1处理气体供给部，处理气体喷嘴32构成第2处理气体供给部，分离气体喷嘴41、42分别构成分离气体供给部。另外，图2和图4表示将等离子体产生部80和后述的框体90拆卸后的状态，图3表示安装了这些等离子体产生部80和框体90后的状态。
各喷嘴31、32、34、41、42经由流量调整阀分别与以下的各气体供给源(未图示)连接。即，第1处理气体喷嘴31与含有硅(Si)的原料气体例如3DMAS(Tris(dimethylamino)silane(三(二甲氨基)硅烷)：SiH(N((CH3)2)3)等的供给源相连接。第2处理气体喷嘴32与作为同原料气体发生反应的反应气体的第2处理气体例如臭氧(O3)气体和氧(O2)气的混合气体的供给源(详细而言是设有臭氧发生器的氧气供给源)相连接。等离子体产生用气体喷嘴34例如与由氩气(Ar)气体和氧气的混合气体构成的等离子体产生用气体的供给源相连接。分离气体喷嘴41、42分别与作为分离气体的氮(N2)气的气体供给源连接。在这些气体喷嘴31、32、34、41、42的例如下表面侧的多个部位，沿着旋转台2的半径方向形成有气体喷射孔(未图示)。
处理气体喷嘴31的下方区域作为用于使第1处理气体吸附于晶圆W的第1处理区域P1，处理气体喷嘴32的下方区域作为用于使吸附于晶圆W的第1处理气体的成分与第2处理气体发生反应的第2处理区域P2。分离气体喷嘴41、42分别用于形成使第1处理区域P1与第2处理区域P2分离的分离区域D。如图2～图4所示，在分离区域D中的真空容器1的顶板11设有大致扇形的凸状部4，分离气体喷嘴41、42容纳于该凸状部4内。这样，在分离气体喷嘴41、42的在旋转台2的周向上的两侧，为了阻止各处理气体彼此的混合，配置有作为所述凸状部4的下表面的较低的顶面，在该顶面的所述周向两侧配置有比该顶面高的顶面。为了阻止各处理气体彼此的混合，凸状部4的周缘部(真空容器1的外缘侧的部位)以与旋转台2的外端面相对且与容器主体12略微分开的方式来弯曲成L字型。
所述等离子体产生部80通过将由金属线构成的天线83卷绕成线圈状而构成，该天线83经由匹配器84而与频率例如是13.56MHz且输出功率例如是5000W的高频电源85连接。另外，位于等离子体产生用气体喷嘴34的上方侧的顶板11在俯视时呈大致扇形开口，且被由例如石英等构成的框体90气密地封堵起来，在该框体90的内侧容纳有所述天线83。如图1所示，设有用于将等离子体产生部80与匹配器84以及高频电源85电连接起来的连接电极，另外，设有为了阻止N2气体、O3气体等进入到框体90的下方区域中的气体限制用的突起部92。
如图1和图3所示，在框体90与天线83之间配置有法拉第屏蔽件95，该法拉第屏蔽件95接地且是由上表面侧开口的导电性材料构成的大致箱型。为了使在天线83中产生的电场和磁场(电磁场)中的磁场达到晶圆W并阻止电场成分朝向下方去，在法拉第屏蔽件95的底面形成有狭缝97。在法拉第屏蔽件95与天线83之间夹设有由例如石英构成的绝缘板94。
在比旋转台2的外周靠外侧的位置配置有环状的侧环100，在该侧环100的上表面形成有相互在周向上分开且分别在真空容器1内开口的第1排气口61和第2排气口62。第1排气口61形成在第1处理气体喷嘴31与比该第1处理气体喷嘴31靠旋转台2的旋转方向下游侧的分离区域D之间的、靠该分离区域D侧的位置。第2排气口62形成在等离子体产生用气体喷嘴34与比该等离子体产生用气体喷嘴34靠旋转台2的旋转方向下游侧的分离区域D之间的、靠该分离区域D侧的位置。
第1排气口61用于排出第1处理气体和分离气体，第2排气口62除了用于排出第2处理气体和分离气体之外，还用于排出等离子体产生用气体。并且，在侧环100的上表面的靠框体90的外侧的部分形成有使气体流通到第2排气口62的槽状的气体流路101。如图1所示，分别利用设有蝶阀等压力调整部65的排气管63来使这些第1排气口61和第2排气口62与作为真空排气机构的例如真空泵64相连接。
如图2所示，在顶板11的下表面的中央部设有突出部5，该突出部5与凸状部4的在中心部区域C侧的部位连续且在整个周向上形成为大致环状，并且，突出部5的下表面与凸状部4的下表面形成为相同的高度。在比该突出部5靠旋转台2的旋转中心侧的芯部21的上方侧，配置有用于抑制第1处理气体与第2处理气体在中心部区域C中发生互相混合的迷宫式结构部110。
如图2和图3所示，在真空容器1的侧壁形成有输送口15，该输送口15用于在未图示的外部的输送臂与旋转台2之间进行晶圆W的交接，该输送口15构成为利用闸阀G气密地开闭自由。另外，在旋转台2的下方侧的面对该输送口15的位置设有未图示的升降销，该升降销用于经由旋转台2的贯通口24a而从背面侧抬起晶圆W。
另外，在该成膜装置中，设有用于控制整个装置的动作的包含计算机的控制部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及改性处理的程序。该程序为了执行后述的装置动作而编入有步骤组，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安装到控制部120内。
下面，说明所述实施方式的作用。已经利用加热单元7对旋转台2进行了加热，使得载置在该旋转台2上的晶圆W达到成膜温度、例如620℃左右。首先，打开闸阀G，一边使旋转台2间歇地旋转，一边利用未图示的输送臂经由输送口15将例如六张晶圆W载置到旋转台2上。如图8和图10所示，这些晶圆W例如分别载置在凹部24的中央位置。
接着，关闭闸阀G，利用真空泵64使真空容器1内为真空的状态，并且使旋转台2例如以20rpm～240rpm、例如180rpm进行顺时针旋转。如图9和图11所示，各个晶圆W在因旋转台2的旋转而产生的离心力的作用下在凹部24内向该旋转台2的外周侧偏移，从而成为晶圆W的外端缘与凹部24的侧壁(内壁面)相接触的状态。在晶圆如此与凹部24相接触时，如图9所示，晶圆W的外端缘中的、自凹部24的中央侧看来靠近旋转台2的中心O1的部位与凹部24之间的间隙变得最大，晶圆W的外端缘自载置部25突出的长度尺寸t变小。在该例子中，长度尺寸t被设定为1mm～2mm左右(参照图11)。
此处，当使旋转台2自静止状态起旋转时，各个晶圆W欲保持静止，因此各个晶圆W欲向该旋转台2的旋转方向后方侧(与旋转台2的行进方向相反的方向)移动。但是，如所述那样，由于晶圆W在所述离心力的作用下受到所谓的推压，使得晶圆W的外端缘与凹部24的内壁面相接触，因此通过凹部24和离心力来限制晶圆W的在旋转台2的旋转方向上的位置。由此，使晶圆W在切口N与点P这两者在周向上的相对位置关系基本上不变的状态下移动。
接着，从处理气体喷嘴31、32分别喷射第1处理气体和第2处理气体，并且从等离子体产生用气体喷嘴34喷射等离子体产生用气体。另外，从分离气体喷嘴41、42以规定的流量喷射分离气体，并且从分离气体供给管51和吹扫气体供给管72、73也以规定的流量喷射氮气。然后，利用压力调整部65将真空容器1内调整至预先设定了的处理压力即133Pa～1333Pa例如1260Pa(9.5Torr)，并向等离子体产生部80供给高频电力。
然后，利用旋转台2的旋转，在第1处理区域P1中，第1处理气体(原料气体)吸附在晶圆W的表面，接着，在第2处理区域P2中，吸附在晶圆W上的第1处理气体(原料气体)与第2处理气体(反应气体)发生反应，形成1层或多层的作为薄膜成分的氧化硅膜(SiO2)的分子层，从而形成反应生成物。
另一方面，在等离子体产生部80的下方侧，在利用从高频电源85供给的高频电力而产生的电场和磁场之中，仅磁场通过法拉第屏蔽件95的狭缝97而达到真空容器1内。因而，利用所述磁场使从等离子体产生用气体喷嘴34喷射的等离子体产生用气体活化，生成例如离子、自由基等等离子体(活性种)，利用该等离子体来进行反应生成物的改性处理。具体而言，例如通过使等离子体与晶圆W的表面碰撞，例如谋求杂质从反应生成物的放出、由反应生成物内的元素的重排列引起的致密化(高密度化)。通过这样使旋转台2持续旋转，第1处理气体吸附于晶圆W的表面、吸附于晶圆W的表面的第1处理气体的成分的反应和反应生成物的等离子体改性按照该顺序进行多次，从而层叠反应生成物而形成薄膜。
图12是真空容器11的横剖视图，利用箭头示出了该成膜处理时的各部分的气流。如该图所示，由于分别向第1处理区域P1与第2处理区域P2之间的两个分离区域D供给分离气体，因此，以阻止第1处理气体与第2处理气体之间的混合的方式使第1处理气体、第2处理气体以及分离气体分别向第1排气口61和第2排气口62侧流动而排出。另外，由于向旋转台2的下方侧供给吹扫气体，因此，要向旋转台2的下方侧扩散的气体被所述吹扫气体向第1排气口61侧和第2排气口62侧冲回。
接着，说明向晶圆供给的第1处理气体和第2处理气体。如图13和图14所示，供给到晶圆W的各处理气体欲经由晶圆W的外端缘与凹部24的内壁面之间的间隙蔓延到晶圆W的背面侧的区域(槽部26)。并且，如下那样推测槽部26内的气体的运动。首先，在没有设置狭缝27的情况下，如下那样理解。如所述那样，晶圆W在因旋转台2的旋转而产生的离心力的作用下，晶圆W的外端缘被按压于凹部24的内壁面，从而如图13所示那样成为槽部26的上表面被晶圆W封堵的状态。并且，当旋转台2的转速大到180prm左右时，在旋转的离心力的作用下，处理气体会在凹部24的槽部26内偏向旋转台2的外周侧。如上所述，由于处理气体在凹部24内所偏向的区域是上表面被晶圆W封堵的区域，因此，处理气体不易流出而会滞留于该区域。另外，在处理气氛的压力高达1.26kPa(9.5Torr)左右的情况下，向真空容器1内供给的处理气体的量较多，因此，其结果，在被按压于旋转台2的外周侧即凹部24的内壁面的、晶圆W的外端缘的下表面附近滞留的气体的量变多。
如此滞留于所述晶圆W的下表面附近的气体会如图9和图13所示那样自晶圆W的外端缘的与凹部24的内壁面相接触的部位的两侧的、晶圆W与凹部24的内壁面之间的间隙c1、c2向旋转台2的表面侧流出。另一方面，在第2处理气体喷嘴32与该处理气体喷嘴32的下游侧的分离区域D之间，如图12所示，气体会朝向第2排气口62、即旋转方向下游侧流通。因此，自所述晶圆W的两侧的间隙c1、c2流出的气体会被卷到旋转台2的表面侧并朝向排气口62流动，但能够想到，处理气体更易于从所述间隙c1、c2中的靠近排气口62的间隙c2流出。于是，推断出：由于晶圆W通过经由间隙c2卷到旋转台2的表面侧的气体，因此，从该间隙c2看来，自间隙c2流出的气体附着于旋转方向上游侧的晶圆W的表面。
并且，在如所述那样切口N位于凹部24的靠旋转台2的外周侧的位置的情况下，处理气体也会自切口N流出而附着于晶圆W的表面。推断出：与这样的情形相结合，供给到晶圆W的靠近旋转台2的外周的部位(在该例子中为切口N附近)的气体量变多，与其他区域相比，该部位的膜厚局部地变大。另外，确认了：即使在将切口N的位置设定在例如凹部24的靠旋转台2的中心侧的位置的情况下，在晶圆W的靠近旋转台2的外周的部位处，虽然膜厚变大的程度较小，但仍比其他部位的膜厚厚。
另一方面，在旋转台2上形成有狭缝271～狭缝275的情况下，进行如下推断。即，由于经由设于狭缝271～狭缝275的外侧的第1排气口61和第2排气口62对真空容器1内进行排气，因此，如图14所示，将在凹部24内的偏向于旋转台2的外周侧的气体经由该狭缝27向比凹部24靠旋转台2的外周侧的位置排出。虽然狭缝271～狭缝275在旋转台2的表面上也开口，但由于自旋转台2的外周侧进行排气，因此，凹部24内的气体的大部分会经由旋转台2的侧方朝向排气口61、62流动。由此，由于流入旋转台2的晶圆W的载置区域的气体的量变得极少，因此抑制处理气体被集中地供给到晶圆W的周缘部的一部分的状态。这样，抑制在晶圆W的周缘部的某一部位处产生膜厚局部地大于其他区域的膜厚这样的现象。
采用所述实施方式，在凹部24的靠旋转台2的外周侧的位置，以将凹部24内的槽部26和旋转台2的外侧的空间相连通的方式在凹部24的壁部上形成了连通路径(狭缝27)。因此，在因旋转台2的旋转而产生的离心力的作用下，在凹部24内偏向于旋转台2的外周侧的气体被经由该狭缝27迅速地排出。由此，在旋转台2的转速较大、处理压力较高的工艺中，即使在大量的处理气体容易偏向凹部24内的靠旋转台2的外周侧的位置的状态下，处理气体也不会滞留于凹部24内，而是会朝向旋转台2的外侧流出。
由于如此蔓延到晶圆W的背面侧的处理气体被排出而没有到达晶圆的W表面，因此，在晶圆W的周缘部，气体的供给量不会局部地变多，抑制产生膜厚变大的部位而得到良好的膜厚的面内均匀性。另外，确认了：即使在旋转台2的转速较大、处理压力较高的工艺以外的情况下、即在进行旋转台2的转速为120rpm左右、处理压力为0.89kPa(6.7Torr)左右的工艺的情况下，也能够获得良好的膜厚的面内均匀性。因此，在如本发明那样采用在凹部24设置连通路径而将凹部24内的气体向旋转台2的外侧排出的结构时，在各种工艺条件下，均能够进行可获得良好的膜厚的面内均匀性的处理。由此，能够在1台成膜装置中实施的工艺的范围变大，从而使装置的通用性提高。
另外，通过如所述那样形成多个狭缝271～狭缝275，从而将凹部24内的气体自多个狭缝271～狭缝275分散地排出并使经由各狭缝271～狭缝275排出的气体的量均匀。因此，在自狭缝排出气体时，气体更不易被卷到晶圆W表面上，能够抑制产生膜厚局部地变大的部位，因此，更优选为形成多个连通路径的结构。
在该例子中，狭缝27形成于自凹部24的中心O2相对于所述点P分别向左右形成各30度的张角的直线S1、S2之间的端部区域，在因旋转台2的旋转而产生的离心力的作用下，处理气体容易滞留于该端部区域附近的槽部26内，因此，通过在该区域形成狭缝27，能够可靠地且迅速地将气体排出。另外，使狭缝27形成于凹部24的内壁面(侧壁)且以在俯视时在比旋转台2的外周靠外侧的位置处对真空容器1内进行开口的方式设置了排气口61、62。因此，凹部24内的气体容易向旋转台2的侧方逸出，能够可靠地抑制气体被卷到晶圆W的表面侧。
由于如所述那样能够想到自旋转台2的旋转方向下游侧的间隙c2流出的气体附着于晶圆W表面而使膜厚局部地变大，因此，只要将连通路径至少配置于从将凹部24的中心O2和旋转台2的旋转中心O1连结起来的直线A看来的、旋转台2的旋转方向上的上游侧即可。其原因在于：若使连通路径形成于该区域，则能够将凹部24内的气体自比所述直线A靠所述旋转方向的上游侧经由连通路径向旋转台2的外侧排出，因此，能够抑制气体自所述间隙c2流出，从而能够防止向晶圆表面局部地供给气体。因此，如图15所示，即使是具有形成在所述直线A上的狭缝273和设于比该狭缝273靠旋转台2的旋转方向上的上游侧的位置的狭缝274、275的结构，也能够确保良好的膜厚的面内均匀性。
第2实施方式
接下来，使用图16和图17说明本发明的另一实施方式。该实施方式与第1实施方式不同之处在于，没有设置小宽度的多个狭缝，而是在凹部24的自旋转台2的凹部24的中央看来位于与旋转台2的中心O1相反的一侧的端部区域形成有由宽度较大的缺口部28构成的连通路径。该缺口部28以将凹部24的槽部26与旋转台2的外周侧的表面侧以及侧方侧的空间相连通的方式形成于凹部24的壁部。其他结构与所述第1实施方式相同。在该结构中，也能够将凹部24内的偏向于旋转台2的外周侧的气体经由缺口部28向旋转台2的外侧排出，因此，能够抑制气体自所述间隙c2向旋转台2的表面侧流出，其结果，能够确保良好的膜厚的面内均匀性。
另外，也可以是，进一步增大图16所示的缺口部28的宽度(周向上的长度)而将图18和图19所示的形状的缺口部281作为连通路径。除了缺口部281的宽度较大以外，该结构与图16所示的具有缺口部28的结构相同。该缺口部281形成为在俯视时缺口部281的宽度小于晶圆W的直径，以便不使晶圆W向旋转台2的外侧飞出。在该例子中，缺口部281包括所述直线S1、S2之间的端部区域并形成得大于该端部区域，但该情况也包含在本发明的范围内。
并且，也可以是，连通路径如图20所示那样构成。在该例子中，在凹部24的自旋转台2的凹部24的中央看来位于与旋转台2的中心O1相反的一侧的端部区域形成有贯穿凹部24的侧壁部241的大致水平的连通路径270。该连通路径270以将凹部24的槽部26和旋转台2的外周侧的侧方侧的空间相连通的方式形成。其他结构与所述第1实施方式相同。在该结构中，由于能够将凹部24内的偏向于旋转台2的外周侧的气体经由连通路径270向旋转台2的外侧排出，其结果，能够确保良好的膜厚的面内均匀性。另外，也可以是，不使连通路径270的一端侧在旋转台2的侧方侧开口，而是将连通路径270弯曲成L字型并使旋转台2的表面侧、下表面侧开口。
第3实施方式
接下来，使用图21说明本发明的又一实施方式。该实施方式与第1实施方式的不同之处在于，没有将连通路径29设于凹部24的侧壁部，而是将连通路径29形成在了凹部24的底部。该连通路径29形成于凹部24的自旋转台2的凹部24的中央看来位于与旋转台2的中心O1相反的一侧的端部区域中的、凹部24的槽部26的底部261。连通路径29以将所述槽部26和旋转台2的外周侧附近的下方侧空间相连通的方式形成。没有将连通路径29设于凹部24的侧壁部241，而是将连通路径29设于底部261，除此以外的结构与第1实施方式相同。
即使在如此设置了连通路径29的情况下，由于在比连通路径29靠旋转台2的外周侧的侧方形成有排气口61、62，因此，凹部24内的气体也会经由连通路径29流动到旋转台2的下方侧并由排气口61、62排出。由此，能够抑制气体自所述间隙c2向旋转台2的表面侧流出，因此，其结果，能够确保良好的膜厚的面内均匀性。
另外，如图22所示，也可以是，除了设有第1实施方式的排气口61、62之外，还在旋转台2的下方侧的、连通路径29的通过区域的附近设置排气口60，将气体自连通路径29排出。在图22中，附图标记631是排气管，附图标记651是压力调整部，附图标记641是真空泵。
并且，如图23所示，也可以是，使载置部251中的、自旋转台2的凹部24的中央看来位于与旋转台2的中心O1相反的一侧的区域俯视看来向凹部24的中心O2侧凹陷，在该凹陷的底面设置连通路径291。在该例子中，槽部262构成一部分陷入载置部251侧的形状，在向该载置部251侧凹陷的区域的底面形成有连通路径291。除了连通路径291的位置不同以外，其他结构与图21和图22的结构相同。
另外，在本发明中，也可以是，如图24所示，不设置圆筒状的载置部25，而是设置多个突起部252，并将晶圆W支承于多个突起部252之上。在该情况下，也能够应用第1实施方式、第2实施方式、第3实施方式的连通路径，除了替代载置部25而设有多个突起部252这点以外，与所述的各个实施方式同样地构成。图24是设有第1实施方式的狭缝27的结构，进入到凹部24内的气体通过突起部252之间而向旋转台2的外周侧移动并自狭缝27排出。因此，能够抑制气体自所述间隙c2向旋转台2的表面侧流出，因此，其结果，能够确保良好的膜厚的面内均匀性。
以上，对于本发明的凹部，也可以是凹部的中心与载置部的中心不一致、载置部的中心相对于凹部的中心向例如旋转台的外周侧偏心的结构，凹部和载置部的俯视形状并不限于圆形。并且，还能够将本发明应用于如下情况，即，在载置部设置静电卡盘，即使在旋转台的旋转时，晶圆也不会自载置部移动，晶圆的外端缘不与凹部的内壁相接触。另外，对于载置于载置部的晶圆的表面和旋转台的表面这两者的高度位置，一者可以高于或低于另一者。
并且，作为以上说明的成膜装置中的成膜处理，除了所述氧化硅膜以外，也可以成膜为以下的表1的左栏所示的反应生成物。在该表1中，在反应生成物的右侧，还一并记载了应用在各个成膜处理中的各处理气体的一例，另外，对于形成氧化硅膜时使用的气体种类，还示出了与已经说明的各气体不同的例子。
因而，对于等离子体产生用气体，也可以根据反应生成物的类型来进行适当改变。
另外，作为以上说明的成膜装置，举出了进行成膜处理的同时进行等离子体改性处理的例子，但不一定要进行等离子体改性处理，在该情况下，例如不必设置等离子体产生部80等用于改性处理的构成部件。
表1
在以上的各例子中，说明了利用石英来构成旋转台2的例子，但也可以替代石英而利用碳(C)、碳化硅(SiC)、铝(Al)等来构成旋转台2。并且，在使旋转台2绕铅垂轴线旋转的过程中，在所述各例子中，说明了使旋转台2沿顺时针方向旋转的例子，但也可以使旋转台2沿逆时针方向旋转来进行以上所述的各处理。
实施例
评价试验1
使用所述的图1的成膜装置对6张监控晶圆1～晶圆6进行所述成膜处理，并使用椭偏仪测定了膜厚。成膜处理的条件如下：晶圆温度为620℃，处理压力为1.26kPa(9.5Torr)、旋转台2的旋转速度为180rpm(实施例1)。将其结果表示在图25中。在图中，纵轴是膜厚，横轴是晶圆直径上的位置，0mm表示靠旋转台2的中心O1侧的位置，300mm表示靠旋转台2的外周侧的位置。在该例子中，在300mm的位置上形成有切口N。实际上测定了6张晶圆的膜厚，其中，利用○描绘膜厚的面内均匀性最好的晶圆6，利用△描绘面内均匀性最不好的晶圆4，利用□描绘具有它们之间的面内均匀性的晶圆5。
使用除了没有在旋转台2上形成构成连通路径的狭缝271～狭缝275以外与图1的成膜装置相同地构成的成膜装置，以与实施例相同的工艺条件对6张监控晶圆进行了成膜处理并测定了膜厚(比较例1)。将其结果表示在图26中。在图中，纵轴是膜厚，横轴是晶圆直径上的位置，与实施例1同样地，利用○描绘晶圆6，利用△描绘晶圆4，利用□描绘晶圆5。根据这些图25和图26，发现：在比较例1的成膜装置中，在300mm的位置处膜厚局部地急剧变大，在实施例1的成膜装置中，也存在300mm的位置处发现膜厚增加的晶圆，但增加量远小于比较例的增加量。由此，能够理解：通过如本发明那样在凹部24设置连通路径而将凹部24内的气体向旋转台2的外侧排出，能够改善膜厚的面内均匀性。
评价试验2
利用与实施例1相同的装置和工艺条件来对监控晶圆进行成膜处理，并在晶圆的面内的49处测定点测定了膜厚(实施例2)。将其结果以□的描绘表示在图27中。在图中，纵轴是膜厚，横轴是晶圆上的位置。所述49处测定点是在描绘出以晶圆的中心为中心且半径以每50mm逐渐变大的多个同心圆时的、各个同心圆上的多处。位置P1是晶圆的中心，位置P38是晶圆W的最靠近旋转台2的外周的位置且是形成有切口N的位置。同样地，在利用与比较例1相同的装置和工艺条件来对监控晶圆进行了成膜处理的情况下(比较例2)，也在相同测定点测定了膜厚。将其结果以◇的描绘表示在图27中。
根据该图27，确认了：对于利用设有连通路径的成膜装置进行成膜后的晶圆，晶圆W的膜厚大致恒定，即使在切口N附近，也没有发现膜厚增加。另一方面，对于利用没有形成连通路径的成膜装置进行成膜后的晶圆，发现在切口N附近膜厚急剧变厚。根据该结果，也能够确认：通过将凹部内的气体经由连通路径向旋转台2的外侧排出，能够抑制膜厚局部增加而获得良好的膜厚的面内均匀性。
评价试验3
针对利用与实施例1相同的装置和工艺条件进行成膜处理后的6张监控晶圆测定了膜厚的面内均匀性(实施例3)。该面内均匀性是与实施例2同样地对晶圆面内的49处测定点的膜厚进行测定并通过以下的式子(1)而求出的。
{(最大膜厚－最小膜厚)/(平均膜厚×2)}×100...(1)
将其结果以□的描绘表示在图28中。在图中，纵轴是面内均匀性，横轴是6张晶圆，对该6张晶圆分别标注符号1～6。同样地，对于利用与比较例1相同的装置和工艺条件对6张监控晶圆进行了成膜处理的情况下(比较例3)，也测定了面内均匀性。将其结果以◇的描绘表示在图28中。
根据该图28，发现：与利用没有形成连通路径的成膜装置进行成膜后的晶圆相比，利用设有连通路径的成膜装置进行成膜后的晶圆的面内均匀性得到显著改善。
评价试验4
使用所述的图1的成膜装置，在改变工艺条件的情况下对6张监控晶圆1～监控晶圆6进行成膜处理，并与实施例3同样地测定了面内均匀性(实施例4)。此时的工艺条件如下：晶圆温度为620℃，处理压力为0.89kPa(6.7Torr)，旋转台2的旋转速度为120rpm。将其结果以□的描绘表示在图29中。在图中，纵轴是面内均匀性，横轴是6张晶圆。另外，同样地，在利用与比较例1相同的装置且以与实施例4相同的工艺条件来对6张监控晶圆进行了成膜处理的情况下(比较例4)，也测定了面内均匀性。将其结果以◇的描绘表示在图29中。
根据该图29，发现：在处理压力为0.89kPa且旋转台2的旋转速度为120rpm的情况下，不管有无连通路径，面内均匀性均大致相同。因而，确认了：采用本发明的成膜装置，不管处理压力的高低如何、旋转台2的旋转速度的大小如何，均能够获得良好的膜厚的面内均匀性。由此，能够理解：通过使用本发明的成膜装置，从而使可实施的工艺变多，装置的通用性较高。
另外，对于利用实施例3和实施例4以及比较例3和比较例4各自的条件进行了成膜处理的各6张监控晶圆的膜厚，使用各个晶圆的膜厚的平均值并利用式子(1)求出了晶圆之间的膜厚的偏差。在式子(1)中，最大膜厚指的是6张晶圆的所述平均值最大的膜厚，最小膜厚指的是6张晶圆的所述平均值最小的膜厚，平均膜厚指的是求出6张晶圆的膜厚(各个所述平均值)的平均值而得到的膜厚。
将其结果表示在图30中，在图30中，纵轴表示膜厚的偏差。另外，在图30中、“有”表示具有狭缝的情况，“无”表示不具有狭缝的情况，并一并示出了工艺条件。因而，实施例3的数据是，1.26kPa、180rpm、“有”，比较例3的数据是，1.26kPa、180rpm、“无”，实施例4的数据是，0.89kPa、120rpm、“有”，比较例4的数据是，0.89kPa、120rpm、“无”。由此，确认了：即使工艺条件不同，通过使用形成有狭缝(连通路径)的成膜装置来进行成膜处理，能够使膜厚的偏差变小并改善晶圆之间的膜厚的面内均匀性。
在本发明的实施方式的成膜装置中，在形成于旋转台的一面侧的凹部内设置用于对基板的比周缘部靠中央的部位进行支承的载置部，并且，以将所述旋转台的外侧的空间和所述凹部内的位于所述载置部的周围的空间相连通的方式在所述凹部的壁部形成了连通路径。在所述凹部内，在因所述旋转台的旋转而产生的离心力的作用下，成为气体偏向于所述旋转台的外周侧的状态，但能将该气体经由所述连通路径向所述旋转台的外侧的空间排出。因此，抑制所述凹部内的气体被卷到所述旋转台的表面而气体被供给到基板上。由此，能够抑制向基板面内的一部分供给的气体的供给量变多，从而能够抑制产生膜厚局部地变厚的部位，因此能够改善基板的膜厚的面内均匀性。
以上，详细说明了本发明的优选实施方式，但本发明并不限于所述实施方式，而能够在不脱离本发明的范围内对所述实施方式进行各种变形和替换。
本申请主张基于2014年5月30日向日本国特许厅提出申请的日本特许出愿2014－113029号的优先权，并将日本特许出愿2014－113029的全部内容引用于此。

Claims (7)

1.一种成膜装置，其特征在于，
该成膜装置包括：
真空容器；
旋转台，其设于该真空容器内；
凹部，其以能收纳基板的方式形成于所述旋转台的一面侧；
载置部，其用于在该凹部内对基板的比周缘部靠中央的部位进行支承；
连通路径，其以在凹部的自凹部的中央看来位于与所述旋转台的中心相反的一侧的端部区域将所述旋转台的外侧的空间和所述凹部内的位于载置部的周围的空间相连通的方式形成于该凹部的壁部；以及
排气口，其用于对其所述真空容器内进行真空排气，
在将连结凹部的中心和旋转台的旋转中心的直线与旋转台的外周相交的点设为P时，所述凹部的端部区域是自凹部的中心相对于点P分别向左右形成各30度的张角的直线之间的区域。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述凹部的俯视形状为圆形。
3.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述连通路径是为了将在因所述旋转台的旋转而产生的离心力的作用下在所述凹部内偏向于所述旋转台的外周侧的气体排出而设置的，
在所述旋转台的旋转时，基板在离心力的作用下向所述旋转台的外周侧偏移而成为与凹部的侧壁相接触的状态。
4.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述连通路径形成于所述凹部的侧壁，
所述排气口在俯视时在比所述旋转台的外周靠外侧的位置处向真空容器内开口。
5.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
设置所述排气口的位置，以使得在反应气体的供给区域中朝向旋转台的旋转方向上的下游侧形成有排气流，
所述连通路径配置于从将凹部的中心和旋转台的旋转中心连结起来的直线看来的、旋转台的旋转方向上的上游侧。
6.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述连通路径以在周向上相互隔开间隔的方式在所述凹部的侧壁上形成有多个。
7.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
该成膜装置还包括：
原料气体供给区域，其设置在所述旋转台的上方，能够供给原料气体；以及
反应气体供给区域，其以在所述旋转台的旋转方向上与该原料气体供给区域分开的方式设置在所述旋转台的上方，能够供给与所述原料气体发生反应的反应气体，
能够通过所述旋转台的旋转来使所述旋转台上的所述基板交替地通过所述原料气体供给区域和所述反应气体供给区域。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6318869B2 (ja) * 2014-05-30 2018-05-09 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
TWI715645B (zh) * 2015-10-22 2021-01-11 美商應用材料股份有限公司 正形及縫隙填充非晶矽薄膜的沉積
JP6512063B2 (ja) * 2015-10-28 2019-05-15 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
US11008651B2 (en) * 2016-04-11 2021-05-18 Spts Technologies Limited DC magnetron sputtering
TWI656235B (zh) * 2017-07-28 2019-04-11 漢民科技股份有限公司 化學氣相沉積系統
KR102540125B1 (ko) * 2017-08-30 2023-06-05 주성엔지니어링(주) 기판안치수단 및 기판처리장치
CN108624867B (zh) * 2018-05-11 2023-09-26 长鑫存储技术有限公司 改善原子层沉积膜厚均匀度的方法和用于承载晶圆的晶舟
JP7093850B2 (ja) * 2018-12-03 2022-06-30 株式会社アルバック 成膜装置及び成膜方法
EP3966854A1 (en) * 2019-05-07 2022-03-16 Oerlikon Surface Solutions AG, Pfäffikon Movable work piece carrier device for holding work pieces to be treated
WO2022047784A1 (zh) * 2020-09-07 2022-03-10 苏州晶湛半导体有限公司 一种晶片承载盘
CN113846315B (zh) * 2021-09-27 2022-08-02 华中科技大学 空间隔离原子层沉积装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101826446A (zh) * 2009-03-04 2010-09-08 东京毅力科创株式会社 成膜装置和成膜方法
CN103374713A (zh) * 2012-04-19 2013-10-30 东京毅力科创株式会社 基板处理装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3972710B2 (ja) * 2002-03-28 2007-09-05 信越半導体株式会社 サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法
JPWO2005093136A1 (ja) * 2004-03-29 2008-02-14 エピクルー株式会社 支持体並びに半導体基板の処理方法
US7198677B2 (en) * 2005-03-09 2007-04-03 Wafermasters, Inc. Low temperature wafer backside cleaning
JP2007115728A (ja) * 2005-10-18 2007-05-10 Sumco Corp ウェーハの枚葉式エッチング装置及びウェーハの枚葉式エッチング方法
KR20110041665A (ko) * 2009-10-16 2011-04-22 주식회사 아토 기판처리장치
JP5396264B2 (ja) * 2009-12-25 2014-01-22 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5640894B2 (ja) * 2011-05-26 2014-12-17 東京エレクトロン株式会社 温度測定装置、温度測定方法、記憶媒体及び熱処理装置
JP5696619B2 (ja) * 2011-08-17 2015-04-08 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5693439B2 (ja) * 2011-12-16 2015-04-01 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体
JP5996381B2 (ja) * 2011-12-28 2016-09-21 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
KR20130086806A (ko) * 2012-01-26 2013-08-05 삼성전자주식회사 박막 증착 장치
JP6318869B2 (ja) * 2014-05-30 2018-05-09 東京エレクトロン株式会社 成膜装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101826446A (zh) * 2009-03-04 2010-09-08 东京毅力科创株式会社 成膜装置和成膜方法
CN103374713A (zh) * 2012-04-19 2013-10-30 东京毅力科创株式会社 基板处理装置

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