CN110714191B - 成膜方法和成膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成膜方法和成膜装置。一边从平衡气体供给通路向处理容器内的基板供给平衡气体，一边经由反应气体供给通路向该基板依次供给彼此发生反应的多种反应气体，来层叠反应生成物并形成薄膜，包括：成膜工序，一边连续地供给平衡气体，一边针对多种反应气体中的各种气体依次进行以下动作：将反应气体贮存到贮存部中使其升压，从贮存部向处理容器内喷出该反应气体；吹扫工序，将以下动作反复进行多次：将吹扫气体贮存到贮存部中来使其升压至比成膜工序中的对应的贮存部的升压时的压力高的压力，从贮存部向处理容器内喷出该吹扫气体，其中，在吹扫工序中向处理容器内供给的平衡气体的流量小于在成膜工序中向处理容器内供给的平衡气体的流量。

Description

成膜方法和成膜装置
技术领域
本公开涉及一种成膜方法和成膜装置。
背景技术
已知一种对处理容器内的基板依次供给彼此发生反应的多种反应气体来进行成膜处理的成膜装置(例如，参照专利文献1)。在该装置中，在进行成膜处理之后，通过向处理容器内供给升压至比反应气体的压力高的压力的吹扫气体，来去除在与反应气体接触的部位附着的微粒。
专利文献1：日本特开2014-198872号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种能够减少附着于基板的微粒的技术。
用于解决问题的方案
在本公开的一个方式的成膜方法中，一边从有别于按反应气体的种类设置的反应气体供给通路地另外设置的平衡气体供给通路向真空气氛的处理容器内的基板连续地供给平衡气体(日文：カウンターガス)，一边经由所述反应气体供给通路向所述基板依次供给彼此发生反应的多种反应气体，来在所述基板上层叠反应生成物并形成薄膜，所述成膜方法包括以下工序：成膜工序，一边连续地供给所述平衡气体，一边针对多种反应气体中的各种反应气体依次进行以下动作：将反应气体贮存到设置于所述反应气体供给通路的贮存部中来使该贮存部升压，之后从所述贮存部向所述处理容器内喷出该反应气体；以及吹扫工序，将以下动作反复进行多次：将吹扫气体贮存到设置于所述反应气体供给通路的所述贮存部中来使该贮存部升压至比所述成膜工序中的对应的所述贮存部的升压时的压力高的压力，之后从所述贮存部向所述处理容器内喷出该吹扫气体，其中，在所述吹扫工序中向所述处理容器内供给的所述平衡气体的流量小于在所述成膜工序中向所述处理容器内供给的所述平衡气体的流量。
发明的效果
根据本公开，能够减少附着于基板的微粒。
附图说明
图1是示出成膜装置的结构例的概要图。
图2是示出图1的成膜装置的气体供给系统的图。
图3是示出第一实施方式所涉及的成膜方法的流程图。
图4是示出图3的成膜方法中的平衡气体的供给时序的图。
图5是示出第二实施方式所涉及的成膜方法的流程图。
图6是示出图5的成膜方法中的平衡气体的供给时序的图。
图7是示出晶圆的处理张数与微粒的数量之间的关系的图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本公开的非限定性的例示的实施方式。在全部附图中，对相同或对应的构件或部件标注相同或对应的附图标记，并省略重复的说明。
〔成膜装置〕
对本公开的一个实施方式所涉及的成膜装置进行说明。成膜装置为如下装置：向作为基板的一例的半导体晶圆(以下称作“晶圆”。)上交替地供给彼此发生反应的氯化钛(TiCl4)气体和氨气(NH3)，通过ALD法来形成作为反应生成物的氮化钛(TiN)的薄膜。
图1是示出成膜装置的结构例的概要图。如图1所示，成膜装置具有处理容器1、载置台2、顶板构件3、排气机构4、气体供给系统5以及控制部6。
处理容器1由铝等金属构成，具有大致圆筒状。在处理容器1的侧壁形成有用于搬入或搬出晶圆W的搬入搬出口11。搬入搬出口11通过闸阀12而被开闭。在处理容器1的主体上设置有其截面呈矩形形状的圆环状的排气管13。在排气管13中沿着内周面形成有狭缝131。另外，在排气管13的外壁形成有排气口132。在排气管13的上表面，以将处理容器1的上部开口堵住的方式设置有盖体31。盖体31与排气管13之间通过密封环(未图示)而被气密地密封。
载置台2在处理容器1内将晶圆W水平地支承。载置台2呈与晶圆W对应的大小的圆板状，被支承于支承构件23。载置台2由氮化铝(AlN)等陶瓷材料、铝、镍基合金等金属材料构成，在该载置台2的内部埋入有用于对晶圆W进行加热的加热器21。加热器21通过被加热器电源(未图示)供电而发热。而且，根据设置于载置台2的上表面的晶圆载置面附近的热电偶(未图示)的温度信号来控制加热器21的输出，由此将晶圆W控制为规定的温度。
在载置台2，以覆盖晶圆载置面的外周区域和载置台2的侧面的方式设置有由氧化铝等陶瓷材料构成的罩构件22。
支承构件23从载置台2的底面中央起以贯穿形成于处理容器1的底壁的孔部的方式向处理容器1的下方延伸，下端与升降机构24连接。升降机构24使载置台2在交接位置与处理位置(图1所示的位置)之间升降，其中，该交接位置是载置台2与搬送机构(未图示)之间交接晶圆W的位置，该处理位置在交接位置的上方，是对晶圆W进行成膜的位置。在支承构件23的处理容器1的下方安装有凸缘部231，在处理容器1的底面与凸缘部231之间设置有波纹管232，该波纹管232用于将处理容器1内的气氛与外部气氛进行划分，波纹管232伴随载置台2的升降动作而进行伸缩。
在处理容器1的底面附近设置有从升降板25a向上方突出的例如3根(只图示出2根)支承销25。支承销25能够通过设置在处理容器1的下方的升降机构26经由升降板25a升降，能够通过被插入设置于处于搬送位置的载置台2中的贯通孔201而相对于载置台2的上表面突出。通过使支承销25升降，来在搬送机构与载置台2之间进行晶圆W的交接。
顶板构件3例如为金属制，以与载置台2相向的方式设置于盖体31的下表面。顶板构件3用于向处理空间30供给反应气体、吹扫气体等。在顶板构件3的下表面形成有凹部32，形成有随着从凹部32的中央侧趋向外周侧而末端扩大的倾斜面。在倾斜面的外侧形成有环状且平坦的顶端部33。
在使载置台2上升至处理位置的状态下，顶板构件3的顶端部33的下表面配置为与罩构件22的上表面彼此相向，由顶板构件3的凹部32和载置台2的上表面围成的空间为用于对晶圆W进行成膜的处理空间30。另外，以在顶板构件3的顶端部33的下表面与罩构件22的上表面之间形成间隙34的方式设定处理位置的高度位置。排气管13的狭缝131朝向间隙34开口。
在顶板构件3的凹部32的中央形成有用于向处理空间30内供给反应气体的气体供给通路35。气体供给通路35沿上下方向贯通顶板构件3，其下端朝向载置台2侧并在下方形成开口。另外，气体供给通路35经由连接构件36和阀机构37而与气体供给系统5连接。连接构件36例如由不锈钢、哈斯特洛依合金形成，在其内部形成有气体的流路。在图1的例子中，气体供给通路35分支为两条流路351、352，并且与阀机构37连接。阀机构37例如具备4个阀V1～V4。
排气机构4对处理容器1的内部进行排气。排气机构4具有与排气管13的排气口132连接的排气配管41、与排气配管41连接的排气装置42、以及设置在排气配管的中途的压力调整阀43。在进行处理时，处理容器1内的气体经由狭缝131到达排气管13，并且被排气机构4的排气装置42从排气管13经过排气配管41排出。
参照图2来说明气体供给系统5。图2是示出图1的成膜装置的气体供给系统5的图。如图2所示，气体供给系统5具有平衡气体供给通路51、氯化钛供给通路52、氨供给通路53以及平衡气体供给通路54。
平衡气体供给通路51是有别于氯化钛供给通路52和氨供给通路53地另外设置的，平衡气体供给通路51与作为平衡气体的氮气(N2)的供给源511连接。在平衡气体供给通路51中，从供给源511侧起依次设置有阀V11、流量调整部MF1以及阀V1。另外，平衡气体供给通路51从流量调整部MF1与阀V11之间分支，通过具备阀V12的分支通路512而与作为清洁用流体的氯化氟(ClF3)气体的供给源513连接。此外，阀进行气体的供给和供给切断，流量调整部进行气体流量的调整，此后的阀和流量调整部也同样。
氯化钛供给通路52为反应气体供给通路，与作为反应气体的氯化钛(TiCl4)气体的供给源521连接。在氯化钛供给通路52中，从供给源521侧起依次设置有阀V22、流量调整部MF2、阀V21、贮存罐61以及阀V2。另外，氯化钛供给通路52从流量调整部MF2与阀V22之间分支，经由具备阀V23的分支通路522而与作为吹扫气体的氮气(N2)的供给源523连接。供给源523、分支通路522以及阀V23为吹扫气体供给部的一例。并且，在阀V21与流量调整部MF2之间连接有排气通路524，排气通路524经由阀V24而与排气装置42连接。贮存罐61为贮存部的一例，用于暂时贮存氯化钛供给通路52中流过的气体，并以短时间供给所需气体。在将贮存罐61与处理容器1之间的阀V2关闭并且向贮存罐61供给气体时，在贮存罐61内贮存气体。另外，构成为通过持续向贮存罐61供给气体来使贮存罐61内升压。在贮存罐61中设置有用于检测罐内的压力的压力计63。
氨供给通路53为反应气体供给通路，与作为反应气体的氨气(NH3)的供给源531连接。在氨供给通路53中，从供给源531侧起依次设置有阀V32、流量调整部MF3、阀V31、贮存罐62以及阀V3。另外，氨供给通路53从流量调整部MF3与阀V32之间分支，经由具备阀V33的分支通路532而与作为吹扫气体的氮气(N2)的供给源533连接。供给源533、分支通路532以及阀V33为吹扫气体供给部的一例。并且，在阀V31与流量调整部MF3之间连接有排气通路534，排气通路534经由阀V34而与排气装置42连接。贮存罐62为贮存部的一例，用于暂时贮存氨供给通路53中流过的气体，并以短时间供给所需气体。在将贮存罐62与处理容器1之间的阀V3关闭并且向贮存罐62供给气体时，在贮存罐62内贮存气体。另外，构成为通过持续向贮存罐62供给气体来使贮存罐62内升压。在贮存罐62中设置有用于检测罐内的压力的压力计64。
平衡气体供给通路54是有别于氯化钛供给通路52和氨供给通路53地另外设置的，平衡气体供给通路54与作为平衡气体的氮气(N2)的供给源541连接。在平衡气体供给通路54中，从供给源541侧起依次设置有阀V41、流量调整部MF4以及阀V4。另外，平衡气体供给通路54从流量调整部MF4与阀V41之间分支，通过具备阀V42的分支通路542而与作为清洁用流体的氯化氟(ClF3)气体的供给源即清洁气体供给源543连接。
控制部6对成膜装置的各部的动作进行控制。控制部6具有CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)以及RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)。CPU按照RAM等的存储区域中保存的制程来执行期望的处理。在制程中设定有针对工艺条件的装置的控制信息。控制信息例如可以为气体流量、压力、温度、工艺时间。此外，制程、以及控制部6使用的程序例如可以被存储在硬盘、半导体存储器中。另外，制程等可以以收容于CD-ROM、DVD等便携式的可由计算机读取的存储介质中的状态安装到规定的位置，并且被读取。
〔成膜方法〕
(第一实施方式)
对第一实施方式所涉及的成膜方法进行说明。通过由控制部6对成膜装置的各部的动作进行控制来执行以下说明的成膜方法。图3是示出第一实施方式所涉及的成膜方法的流程图。图4是示出图3的成膜方法中的平衡气体的供给时序的图。
如图3所示，一个实施方式所涉及的成膜方法具有成膜工序S1、判定工序S2以及吹扫工序S3。反复进行成膜工序S1、判定工序S2以及吹扫工序S3，直到例如晶圆W的处理张数达到规定张数(例如1000张)为止。下面对各个工序进行说明。
<成膜工序S1>
成膜工序S1为如下工序：一边连续地向处理容器1内供给平衡气体，一边针对多种反应气体中的各种反应气体依次进行以下动作：将反应气体贮存到设置于反应气体供给通路的贮存罐中来使该贮存罐升压，之后从贮存罐向处理容器1内喷出该反应气体。
首先，在将处理容器1内减压至真空气氛之后，利用搬送机构(未图示)将晶圆W搬入处理容器1。接着，使被加热至规定温度的载置台2移动至交接位置，通过搬送机构与支承销25的协作工作来交接晶圆W。
接着，使载置台2上升至处理位置，并且对处理容器1内的压力进行调整之后，经由氯化钛供给通路52供给氯化钛气体。在氯化钛气体的供给中，将阀V2关闭，将阀V21、V22打开。由此，将氯化钛气体经由氯化钛供给通路52以规定的流量例如50sccm供给到贮存罐61，来在贮存罐61内填充氯化钛气体。另外，将阀V1、V11、V4、V41打开，来分别经由平衡气体供给通路51、54将氮气以第一流量Q1、例如3000sccm导入到处理容器1。此时，事先将其它阀关闭。
通过氯化钛气体的供给，在贮存罐61中压力逐渐升高。然后，当贮存罐61内的压力升压至第一压力、例如12.80kPa(96Torr)以上时，将阀V2打开，来向处理容器1内供给规定量的氯化钛气体。第一压力例如是比开始向空的贮存罐61供给氯化钛气体时的贮存罐61的压力高的压力，例如设定为12.40kPa(93Torr)～13.07kPa(98Torr)。在此工序中，除了将阀V2打开以外，阀的开闭状态与向贮存罐61填充氯化钛气体时相同。
氯化钛气体和氮气经由连接构件36、顶板构件3内的流路351、352以及气体供给通路35被供给到处理空间30内，被处理空间30的顶部的倾斜面引导而从顶板构件3的中央侧朝向外周侧扩展并到达晶圆W。另外，到达顶端部33与罩构件22之间的间隙34的氯化钛气体和氮气从间隙34流出到处理容器1内，之后经由排气管13被排出到外部。
当将阀V2打开来向处理容器1供给氯化钛气体时，贮存罐61内的压力下降，因此例如当为12.40kPa(93Torr)以下时，将阀V2关闭来停止氯化钛气体的供给。另一方面，阀V1、V4维持打开的状态，来持续地分别从平衡气体供给通路51、54将氮气以第一流量Q1、例如3000sccm供给到处理容器1内。氮气经由气体的流路351、352以及气体供给通路35被供给到处理空间30内，并流出到处理容器1内后从排气管13排出。由此，氯化钛供给通路52和处理空间30内的氯化钛气体被置换为氮气。
在通过氮气的供给来置换气体之后，经由氨供给通路53向处理容器1供给氨气。在氨气的供给中，将阀V3关闭，将阀V31、V32打开。由此，将氨气经由氨供给通路53以规定的流量、例如2700sccm供给到贮存罐62，来在贮存罐62内填充氨气。另外，阀V1、V4维持打开的状态，来持续地分别从平衡气体供给通路51、54将氮气以第一流量Q1、例如3000sccm供给到处理容器1内。此时，事先将其它阀关闭。
通过氨气的供给，在贮存罐62中压力逐渐升高。然后，当贮存罐62内的压力升压至第二压力、例如21.73kPa(163Torr)以上时，将阀V3打开，来向处理容器1内供给规定量的氨气。第二压力例如为比开始向空的贮存罐62供给氨气时的贮存罐62的压力高的压力，例如设定为19.20kPa(144Torr)～24.93kPa(187Torr)。在该工序中，除了将阀V3打开以外，阀的开闭与向贮存罐62填充氨气时相同。
供给到处理容器1的氨气形成与氯化钛气体时同样的流动并被供给到处理空间30内。当在处理空间30内流动的氨气到达晶圆W的表面时，使之前附着于晶圆W的氯化钛气体的成分氮化而形成氮化钛。
当将阀V3打开来向处理容器1供给氨气时，贮存罐62内的压力下降，因此例如当为19.33kPa(145Torr)以下时，将阀V3关闭来停止氨气的供给。另一方面，阀V1、V4维持打开的状态，来持续地分别从平衡气体供给通路51、54将氮气以第一流量Q1、例如3000sccm供给到处理容器1内。由此，氨供给通路53和处理空间30内的氨气置被换为氮气。
像这样，通过以氯化钛气体、氮气、氨气以及氮气的顺序供给反应气体(氯化钛气体、氨气)和置换用的气体(氮气)，来在晶圆W的表面层叠氮化钛的分子层，并形成氮化钛的薄膜。在此，在供给氯化钛气体和氨气时，平衡气体(氮气)作为载气发挥作用。而且，通过将氯化钛气体的供给和氨气的供给进行规定次数，来形成期望的膜厚的氮化钛的薄膜。在一个实施方式中，氯化钛气体、氮气、氨气以及氮气的供给时间分别为0.05秒、0.2秒、0.3秒以及0.3秒。
在像这样供给置换用的氮气来将最后的氨气排出之后，使载置台2下降至交接位置。然后，在以与搬入时相反的过程搬出成膜后的晶圆W之后，等待下一个晶圆W的搬入。
此外，在成膜工序S1中，以氯化钛气体、氮气、氨气以及氮气的顺序一边切换气体一边供给到处理容器1即可，例如将氯化钛气体向贮存罐61的填充以及氨气向贮存罐62的填充并行地进行。另外，例如将氯化钛气体和氨气中的一方向处理容器1的供给以及氯化钛气体和氨气中的另一方向贮存罐61、62的填充并行地进行。
<判定工序S2>
判定工序S2是判定成膜工序S1是否进行了预先决定的次数(规定的次数)的工序。当在判定工序S2中判定为成膜工序S1进行了规定的次数时，结束成膜工序S1，进行吹扫工序S3。另一方面，当在判定工序S2中判定为成膜工序S1没有进行规定的次数时，再次进行成膜工序S1。此外，规定的次数是根据在成膜工序S1中所要形成的膜的厚度等决定的，例如可以为25次。
<吹扫工序S3>
吹扫工序S3为如下工序：将以下动作反复进行多次：将吹扫气体贮存到设置于反应气体供给通路的贮存罐中来使该贮存罐升压至比成膜工序S11中的对应的贮存罐的升压时的压力高的压力，之后从贮存罐向处理容器1内喷出该吹扫气体。
首先，进行氨供给通路53的实际排气。通过将阀V1、V11、V4、V41、V31、V34打开，将除这些以外的阀关闭，并且利用排气装置42进行排气来进行该工序。由此，氨供给通路53的阀V3的上游侧被进行排气，从而残留于氨供给通路53内的气体被去除。
接着，进行氯化钛供给通路52的实际排气。通过将阀V1、V11、V4、V41、V21、V24打开，将除这些以外的阀关闭，并利用排气装置42进行排气来进行该工序。由此，氯化钛供给通路52的阀V2的上游侧被进行排气，从而残留于氯化钛供给通路52内的气体被去除。
接着，向贮存罐61、62填充作为吹扫气体的氮气。即，将阀V1、V11、V4、V41、V21、V23、V31、V33打开，将除这些以外的阀关闭。由于阀V2、V3被关闭，因此分别经由氯化钛供给通路52和氨供给通路53流过来的氮气分别被贮存到贮存罐61、62中。像这样经由氯化钛供给通路52将氮气以规定的流量例如190sccm向贮存罐61供给，来在贮存罐61内填充氮气。另外，经由氨供给通路53将氮气以规定的流量例如900sccm向贮存罐62供给，来在贮存罐62内填充氮气。另外，分别经由平衡气体供给通路51、54将氮气以比第一流量Q1小的第二流量Q2(例如500sccm～2000sccm)导入到处理容器1。
在贮存罐61、62中，分别通过氮气的供给而使贮存罐61、62内的压力逐渐升高。当贮存罐61内的压力为比第一压力高的第三压力、例如56.00kPa(420Torr)时，将阀V2打开。由此，从贮存罐61经由氯化钛供给通路52向处理容器1供给氮气来进行吹扫。在该状态下打开的阀为阀V1、V11、V4、V41、V2、V21、V23、V31、V33。
当向处理容器1内供给在贮存罐61内被加压的氮气(吹扫气体)时，氮气由于压力差而急剧地在处理空间30内扩散，并经由间隙34扩展到处理容器1内。另外，由于是在贮存罐61中被加压后供给到处理容器1，因此氮气被以强的压力供给到处理容器1。因而，在贮存罐61的下游侧的氮气的流路中产生氮气的强烈的流动，从而存在于所述流路中的微粒随着该流动被去除。另外，在吹扫工序S3中向处理容器1内供给的平衡气体的流量小于在成膜工序S11中向处理容器1内供给的平衡气体的流量。由此，能够抑制吹扫气体朝向处理容器1内流动的势头由于平衡气体而减弱。但是，当平衡气体的流量过小时，还有时吹扫气体逆流至平衡气体供给通路51、54而使吹扫气体朝向处理容器1内流动的势头减弱，因此第二流量Q2优选为500sccm～2000sccm。
当像这样从贮存罐61向处理容器1供给吹扫气体时，贮存罐61内的压力下降。因此，当贮存罐61内的压力例如为第三压力的80％以上且90％以下、例如46.66kPa(350Torr)时，将阀V2关闭来停止向处理容器1供给氮气。由此，在氯化钛供给通路52中再次进行氮气的填充工序，并通过向贮存罐61供给氮气，来使贮存罐61的压力逐渐升高。当像这样贮存罐61内的压力再次变为第三压力、例如56.00kPa(420Torr)时，将阀V2打开，来将氮气供给到处理容器1以进行吹扫。像这样，在氯化钛供给通路52中，将氮气向贮存罐61内的填充以及氮气向处理容器1的吹扫反复进行例如100次。此时，氮气向处理容器1的吹扫例如被进行0.1秒，氮气向贮存罐61的填充例如被进行3秒。
在氨供给通路53中也同样地，当通过氮气的供给使贮存罐62内的压力为比第二压力高的第四压力、例如56.00kPa(420Torr)时，将阀V3打开。由此，从贮存罐62经由氨供给通路53向处理容器1内供给氮气来进行吹扫。在该状态下打开的开闭阀为阀V1、V11、V4、V41、V21、V23、V3、V31、V33。由此，在贮存罐62的下游侧的氮气的流路中产生氮气的强烈的流动，从而存在于所述流路中的微粒随着该流动被去除。另外，在吹扫工序S3中向处理容器1内供给的平衡气体的流量小于在成膜工序S11中向处理容器1内供给的平衡气体的流量。由此，能够抑制吹扫气体朝向处理容器1内流动的势头由于平衡气体而减弱。
当像这样从贮存罐62向处理容器1供给氮气来使贮存罐62内的压力为例如第四压力的80％以上且90％以下、例如46.66kPa(350Torr)时，将阀V3关闭来停止向处理容器1供给氮气。由此，在氨供给通路53中，再次进行氮气的填充工序，并通过向贮存罐62供给氮气，来使贮存罐62的压力逐渐升高。当像这样贮存罐62内的压力再次变为第四压力、56.00kPa(420Torr)时，将阀V3打开来向处理容器1供给氮气，从而对氨供给通路53进行吹扫。像这样，在氨供给通路53中，例如将氮气向贮存罐62内的填充以及氮气向处理容器1的吹扫反复进行100次。此时，氮气向处理容器1的吹扫例如被进行0.1秒，氮气向贮存罐62的填充例如被进行2秒。
在像这样经由氯化钛供给通路52进行的吹扫处理、经由氨供给通路53进行的吹扫处理之后，进行氯化钛供给通路52的氮气排气和氨供给通路53的氮气排气，结束吹扫处理。通过将阀V1、V11、V4、V41、V21、V24打开，将除这些以外的开闭阀关闭，并且利用排气装置42进行排气，来进行氯化钛供给通路52的氮气排气。由此，氯化钛供给通路52的阀V2的上游侧被进行排气，从而残留于氯化钛供给通路52内的氮气被去除。另外，通过将阀V1、V11、V4、V41、V31、V34打开，将除这些以外的开闭阀关闭，并且利用排气装置42进行排气，来进行氨供给通路53的氮气排气。由此，氨供给通路53的阀V3的上游侧被进行排气，从而残留于氨供给通路53内的氮气被去除。此外，在一系列的吹扫处理期间，事先经由平衡气体供给通路51、54将氮气以比第一流量Q1小的第二流量Q2、例如1000sccm导入到处理容器1内。
根据第一实施方式，具有向处理容器1内供给在贮存罐61、62内被加压后的氮气(吹扫气体)的吹扫工序S3。由此，氮气由于压力差而急剧地在处理空间30内扩散，并经由间隙34扩展到处理容器1内。另外，由于是在贮存罐61、62中被加压后供给到处理容器1，因此氮气被以强的压力供给到处理容器1。因而，在贮存罐61、62的下游侧的氮气的流路中产生氮气的强的流动，从而存在于所述流路的微粒随着该流动被去除。
另外，在吹扫工序S3中向处理容器1内供给平衡气体，此时平衡气体作为吹扫气体发挥作用，在吹扫工序S3中向处理容器1内供给的平衡气体的流量小于在成膜工序S1中向处理容器1内供给的平衡气体的流量。由此，抑制吹扫气体朝向处理容器1内流动的势头由于平衡气体而减弱。其结果，能够去除在成膜工序S1中用平衡气体置换反应气体时可能残留的在处理容器1内的部件的间隙等沉积的生成物，因此即使晶圆W的处理张数多也不容易产生微粒。
(第二实施方式)
对第二实施方式所涉及的成膜方法进行说明。通过由控制部6对成膜装置的各部的动作进行控制来执行以下说明的成膜方法。图5是示出第二实施方式所涉及的成膜方法的流程图。图6是示出图5的成膜方法中的平衡气体的供给时序的图。
如图5所示，一个实施方式所涉及的成膜方法具有成膜工序S11、判定工序S12、清洁工序S13、吹扫工序S14以及调节工序S15。下面对各个工序进行说明。
<成膜工序S11>
成膜工序S11能够设为与在第一实施方式中说明的成膜工序S1相同。
<判定工序S12>
判定工序S12是判定成膜工序S11是否进行了预先决定的次数(规定的次数)的工序。当在判定工序S12中判定为成膜工序S11进行了规定的次数时，结束成膜工序S11，进行清洁工序S13。另一方面，当在判定工序S12中判定为成膜工序S11没有进行规定的次数时，再次进行成膜工序S11。此外，规定的次数是根据在成膜工序S1中所要形成的膜的厚度等决定的，例如可以为1000次。
<清洁工序S13>
清洁工序S13是向处理容器1内供给清洁用流体来对处理容器1内进行清洁的工序。
首先，在抽真空状态(压力调整阀43全开的状态)下对处理容器1内进行排气。之后，将阀V1、V12打开，来经由平衡气体供给通路51供给规定流量的氯化氟气体并持续规定的时间。此时，将阀V4、V41打开，来经由平衡气体供给通路54供给规定流量的氮气。在经过规定的时间之后，将阀V1、V4、V12、V41关闭。接着，将阀V4、V42打开，来经由平衡气体供给通路54供给规定流量的氯化氟气体并持续规定的时间。此时，将阀V1、V11打开，来经由平衡气体供给通路51供给规定流量的氮气。
氯化氟气体经由气体的流路351、352、气体供给通路35被供给到处理空间30内，以与反应气体同样的路径流动。而且，从间隙34流出到处理容器1内，之后经由排气管13被排出到外部。像这样向反应气体所到达的区域供给氯化氟气体，因此处理容器1内沉积的膜被去除。
在供给规定的时间的氯化氟气体来进行清洁之后，一边对处理容器1进行真空排气，一边将阀V12、V42关闭，将阀V1、V11、V4、V41打开，来经由平衡气体供给通路51、54将氮气导入到处理容器1。在进行规定的时间的该处理之后，停止对处理容器1的排气，并且将阀V1、V11、V4、V41关闭来结束清洁。
<吹扫工序S14>
吹扫工序S14能够设为与在第一实施方式中说明的吹扫工序S3相同。
<调节工序S15>
调节工序S15是进行用于进行成膜工序S11的调整(调节)的工序，例如是向处理容器1内供给与在成膜工序S11中使用的反应气体相同的气体来在处理容器1内形成预涂膜的工序。
在调节工序S15中，例如在没有将晶圆W载置于处理容器1内的载置台2的状态下，通过与成膜工序S11同样的方法进行成膜。
如以上所说明的那样，根据第二实施方式，具有向处理容器1内供给在贮存罐61、62内被加压的氮气(吹扫气体)的吹扫工序S14。由此，氮气由于压力差而急剧地在处理空间30内扩散，并经由间隙34扩展到处理容器1内。另外，由于是在贮存罐61、62中被加压后供给到处理容器1，因此氮气被以强的压力供给到处理容器1。因而，在贮存罐61、62的下游侧的氮气的流路中产生氮气的强烈的流动，从而存在于所述流路的微粒随着该流动被去除。
另外，在吹扫工序S14中向处理容器1内供给的平衡气体的流量小于在成膜工序S11中向处理容器1内供给的平衡气体的流量。由此，抑制吹扫气体朝向处理容器1内流动的势头由于平衡气体而减弱。因此，能够去除在清洁工序S13中不容易被去除的在处理容器1内的部件的间隙等沉积的生成物。其结果，在调节工序S15中在处理容器1的内部表面形成的预涂膜的密合性提高，因此能够抑制由于预涂膜的剥离而引起的微粒的产生。
另外，在进行清洁工序S13之后，在处理容器1的内壁等清洁气体的流路中，有时清洁的残留物不被排出而以微粒的形式残留。因而，当在清洁工序S13之后进行吹扫工序S14时，即使清洁的残留物附着于处理容器1的内壁等，也能够利用吹扫气体施加强的冲击力来将沉积物从内壁剥离，并随着吹扫气体的强的流动而被排出到处理容器1外。
在进行该吹扫工序S14之后，向处理容器1供给反应气体来进行成膜工序S11，但此时向处理容器1供给的反应气体的供给压力小于吹扫气体的供给压力。因此，假设即使在清洁工序S13之后在处理容器1的内壁等反应气体的流路中附着有残留物，该残留物也不会通过吹扫工序S14中的吹扫气体的大的供给压力而与吹扫气体一同移动并被去除。因而，不容易认为在反应气体的供给时残留物与反应气体的流通一同移动而成为微粒附着于晶圆W。通过像这样在清洁工序S13之后进行吹扫工序S14，能够进一步减少晶圆W的微粒污染。
〔实施例〕
(实施例1)
在实施例1中，使用图1所示的成膜装置来反复地进行上述的成膜工序S1、判定工序S2以及吹扫工序S3。即，在实施例1中，使用在吹扫工序S3中向处理容器1内供给的平衡气体的流量小于在成膜工序S1中向处理容器1内供给的平衡气体的流量这一处理条件。另外，将判定工序S2中的规定的次数设为25次。
而且，每当处理数十张～数百张的晶圆W时，测定附着于晶圆W的微粒的数量。此外，将粒径为80nm以上的微粒设为测定对象。
(比较例1)
在比较例1中，将在吹扫工序S3中向处理容器1内供给的平衡气体的流量设为与在成膜工序S1中向处理容器1内供给的平衡气体的流量相同。此外，关于其它方面，使用与实施例1同样的处理条件。
而且，每当处理数十张～数百张的晶圆W时，测定附着于晶圆W的微粒的数量。此外，将粒径为80nm以上的微粒设为测定对象。
(比较例2)
在比较例2中，不进行判定工序S2和吹扫工序S3而连续地进行成膜工序S1。此外，关于其它方面，使用与实施例1同样的处理条件。
而且，每当处理数十张～数百张的晶圆W时，测定附着于晶圆W的微粒的数量。此外，将粒径为80nm以上的微粒设为测定对象。
(评价结果)
图7是示出晶圆的处理张数与微粒的数量之间的关系的图。在图7中，横轴表示成膜工序、晶圆的处理张数(张)，纵轴表示微粒的数量(个)。在图7中，用“●”表示实施例1的结果，用“○”表示比较例1的结果，用“△”表示比较例2的结果。
如图7所示，在实施例1中，即使处理晶圆W的处理张数达到了1000张，但在晶圆W上几乎没有附着微粒。另一方面，在比较例1、2中，在晶圆W的处理张数达到1000张之前就确认出附着有大量微粒的晶圆W。
根据以上结果，可以说通过使在吹扫工序S3中向处理容器1内供给的平衡气体的流量小于在成膜工序S1中向处理容器1内供给的平衡气体的流量，能够减少附着于晶圆W的微粒。推测其原因在于：在向处理容器1内供给在贮存罐61、62中升压后的高压的吹扫气体时，能够抑制吹扫气体朝向处理容器1内流动的势头由于平衡气体减弱而使吹扫效率下降。
应认为本次公开的实施方式在所有方面是例示性的，而非限制性的。上述的实施方式可以在不脱离权利要求书及其主旨的情况下以各种各样的方式进行省略、置换、变更。
在上述的实施方式中，对于作为载气和吹扫气体发挥作用的平衡气体以及吹扫气体，例示了氮气，但不限定于此。平衡气体和吹扫气体例如也可以是氩气等非活性气体。另外，平衡气体和吹扫气体既可以是同一种类的气体，也可以是不同种类的气体。

Claims (7)

1.一种成膜方法，一边从有别于按反应气体的种类设置的反应气体供给通路地另外设置的平衡气体供给通路向真空气氛的处理容器内的基板连续地供给平衡气体，一边经由所述反应气体供给通路向所述基板依次供给彼此发生反应的多种反应气体，来在所述基板上层叠反应生成物并形成薄膜，所述成膜方法包括以下工序：
成膜工序，一边连续地供给所述平衡气体，一边针对多种反应气体中的各种反应气体依次进行以下动作：将反应气体贮存到设置于所述反应气体供给通路的贮存部中来使该贮存部升压，之后从所述贮存部向所述处理容器内喷出该反应气体；以及
吹扫工序，将以下动作反复进行多次：将吹扫气体贮存到设置于所述反应气体供给通路的所述贮存部中来使该贮存部升压至比所述成膜工序中的对应的所述贮存部的升压时的压力高的压力，之后从所述贮存部向所述处理容器内喷出该吹扫气体，
其中，在所述吹扫工序中向所述处理容器内供给的所述平衡气体的流量小于在所述成膜工序中向所述处理容器内供给的所述平衡气体的流量。
2.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，
每当所述成膜工序被进行规定的次数时，进行所述吹扫工序。
3.根据权利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，还包括以下工序：
清洁工序，向所述处理容器内供给清洁用流体，来对所述处理容器内进行清洁；以及
调节工序，向所述处理容器内供给与在所述成膜工序中使用的所述反应气体相同的气体，来在所述处理容器内形成预涂膜，
在所述清洁工序之后且所述调节工序之前进行所述吹扫工序。
4.根据权利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，
在从通过所述吹扫气体被升压后的贮存部向所述处理容器内喷出所述吹扫气体之后为了下一次通过所述吹扫气体使所述贮存部内升压而将所述贮存部的下游侧的阀关闭时的所述贮存部内的压力被设定为通过所述吹扫气体使所述贮存部内升压时的压力的80％以上且90％以下。
5.根据权利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，
所述平衡气体是与所述吹扫气体相同的气体。
6.根据权利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，
所述平衡气体是氩气或氮气。
7.一种成膜装置，向真空气氛的处理容器内的基板依次供给彼此发生反应的多种反应气体，来在所述基板上层叠反应生成物并形成薄膜，所述成膜装置具有：
气体供给通路，其是按所述反应气体的种类设置的；
贮存部，其设置于所述气体供给通路，通过气体的贮存来使该贮存部的内部升压；
阀，其分别设置于所述气体供给通路中的比所述贮存部靠上游侧的位置和比所述贮存部靠下游侧的位置；
吹扫气体供给部，其用于向所述贮存部供给吹扫气体；
平衡气体供给通路，其是有别于所述气体供给通路地另外设置的，用于供给平衡气体；以及
控制部，
其中，所述控制部执行以下工序：
成膜工序，一边从所述平衡气体供给通路向所述处理容器内连续地供给所述平衡气体，一边针对多种反应气体中的各种反应气体依次进行以下动作：将反应气体贮存到所述贮存部中来使该贮存部升压，之后从所述贮存部向所述处理容器内喷出该反应气体；以及
吹扫工序，将以下动作反复进行多次：一边向所述处理容器内供给流量比在所述成膜工序中向所述处理容器内供给的流量小的所述平衡气体，一边将所述吹扫气体贮存到所述贮存部中来使该贮存部升压至比所述成膜工序中的对应的所述贮存部的升压时的压力高的压力，之后从所述贮存部向所述处理容器内喷出该吹扫气体。
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