CN110872702B - 成膜装置和成膜方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及成膜装置和成膜方法。在对多个基板进行成膜处理时，抑制基板间的膜厚的变动。本公开的成膜装置具备：载置部，其用于在真空容器内载置基板并且对该基板进行加热；喷淋头，其具备与载置部相向的相向部以及在该相向部进行开口所形成的多个气体喷出口，该喷淋头用于从多个气体喷出口向基板供给成膜气体来对该基板进行成膜；清洗气体供给部，在向多个基板分别供给成膜气体的间歇，在该基板没有被收纳于真空容器时，该清洗气体供给部供给用于对该真空容器内进行清洗的清洗气体；以及无孔质的覆盖膜，其至少在相向部覆盖构成喷淋头的基材来形成该喷淋头的表面，以使向各基板供给成膜气体时的所述喷淋头处的热的反射率的变动缓和。

Description

成膜装置和成膜方法
技术领域
本公开涉及一种成膜装置和成膜方法。
背景技术
有时对作为基板的半导体晶圆(以下称作“晶圆”)进行作为气体处理的例如基于ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)、CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)的成膜。在这样的气体处理中，例如将气体呈喷淋状地向晶圆供给。专利文献1中记载了采用由金属醇盐形成的成膜原料来对晶圆进行成膜的成膜装置。该成膜装置具备由金属形成的处理容器。该处理容器的内壁面被无孔质阳极氧化皮膜覆盖，以防止金属成分被上述的金属醇盐溶出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-128370号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种能够在对多个基板进行成膜处理时抑制基板间的膜厚的变动的技术。
用于解决问题的方案
本公开的成膜装置具备：真空容器，在该真空容器的内部形成真空气氛；载置部，其用于在所述真空容器内载置基板，并且对该基板进行加热；喷淋头，其具备与所述载置部相向的相向部以及在该相向部进行开口所形成的多个气体喷出口，所述喷淋头用于从所述气体喷出口向被进行了加热的所述基板供给成膜气体来对该基板进行成膜；清洗气体供给部，在向多个所述基板分别供给所述成膜气体的间歇，在该基板没有被收纳于所述真空容器时，所述清洗气体供给部供给用于对该真空容器内进行清洗的清洗气体；以及无孔质的覆盖膜，其至少在所述相向部覆盖构成所述喷淋头的基材来形成该喷淋头的表面，以使向各所述基板供给所述成膜气体时的所述喷淋头处的热的反射率的变动缓和。
发明的效果
根据本公开，能够在对多个基板进行成膜处理时抑制基板间的膜厚的变动。
附图说明
图1是作为本公开的一个实施方式的成膜装置的纵截面图。
图2是构成所述成膜装置的喷淋头的纵截面图。
图3是用于说明由所述成膜装置进行的处理的示意图。
图4是用于说明由所述成膜装置进行的处理的示意图。
图5是用于说明由所述成膜装置进行的处理的示意图。
图6是用于说明由所述成膜装置进行的处理的示意图。
图7是用于说明由所述成膜装置进行的处理的示意图。
图8是示出喷淋头的其它结构例的纵截面图。
图9是示出评价试验的结果的曲线图。
图10是示出评价试验的结果的曲线图。
图11是示出评价试验的结果的曲线图。
具体实施方式
参照图1的纵截面图来说明作为本公开的一个实施方式的成膜装置1。该成膜装置1具备圆形的真空容器即处理容器11。成膜装置1向直径为300mm的圆形的作为硅基板的晶圆W交替反复地供给作为原料气体的TiCl4(四氯化钛)气体和作为反应气体的NH3(氨)气体，来对晶圆W进行ALD，从而在晶圆W上形成TiN(氮化钛)膜。TiCl4气体和NH3气体为用于对晶圆W进行成膜的成膜气体。在供给TiCl4气体的时间段与供给NH3气体的时间段之间，供给作为非活性气体的N2(氮)气体来作为吹扫气体，处理容器11内的气氛被从TiCl4气体气氛或NH3气体气氛置换为N2气体气氛。在基于ALD的成膜处理期间，向处理容器11内连续供给N2气体来作为用于将TiCl4气体和NH3气体导入到处理容器11内的载气。
另外，在成膜装置1中，例如在对多张晶圆W进行成膜处理之后，向没有收纳晶圆W的处理容器11内供给清洗气体，该清洗气体为三氟化氯(ClF3)气体。然后进行用于将附着在处理容器11内的各部的TiN膜去除的清洗。因而，在成膜装置1中，交替反复地进行针对多张晶圆W的成膜处理和清洗。即，在对多个晶圆W分别进行成膜处理时，在各成膜处理的间歇进行清洗。
在上述的处理容器11的侧壁设置有晶圆W的搬入搬出口12以及用于将该搬入搬出口12开闭的闸阀13。在比搬入搬出口12靠上部侧的位置设置有构成处理容器11的一部分的排气管道14，该排气管道14是使纵截面的形状为方形的管道弯曲成俯视时呈圆环状而构成的。在排气管道14的内周侧的侧壁上，沿着该排气管道14的周向开口有排气口15。排气管道14经由排气管16来与包括压力调整用的阀和真空泵等的排气机构17连接。基于从后述的控制部10输出的控制信号来调整该压力调整用的阀的开度，从上述的排气口15进行排气，来使处理容器11内形成所期望的压力的真空气氛。
在处理容器11内设置有其表面(上表面)水平地形成的圆形的载置台21。在构成载置部的该载置台21中埋设有加热器22，来将晶圆W加热至例如400℃～700℃。载置台21的中央下部支承于支柱23的上端，该支柱23的下端侧贯通处理容器11的底部，并与升降机构24连接。通过升降机构24，使载置台21在图1中用虚线表示的下方位置与图1中用实线表示的上方位置之间升降。下方位置是用于与从搬入搬出口12进入处理容器11内的晶圆W的搬送机构之间进行该晶圆W的交接的位置，上方位置为用于对晶圆W进行处理的位置。
图1中25为设置于支柱23的、处理容器11的底部的下方的凸缘。图1中26为伸缩自如的波纹管，上端与处理容器11的底部连接，下端与凸缘25连接，用于确保处理容器11内的气密性。图1中27为3根(在图中仅示出了2根)支承销，图1中28为使支承销27升降的升降机构。在载置台21形成有供升降的支承销27穿过的贯通孔29，使得在载置台21位于下方位置时，该支承销27能够从载置台21的表面突出或退回，从而与搬送机构之间进行晶圆W的交接。
在处理容器11的底部开口有气体供给口31，气体供给口31经由气体供给管34来与清洗气体(ClF3气体)供给源33连接。在气体供给管34上，朝向下游侧依次夹设有阀V34、流量调整部34A。流量调整部34A和后述的各流量调整部包括质量流量控制器，构成为能够对从气体供给源向配管的下游侧供给的清洗气体的流量进行调整。
在上述排气管道14的上侧设置有顶板部4，以从上侧将处理容器11堵塞，在该顶板部4的上部侧形成有沿垂直方向分别形成的2个气体导入路径41、42。顶板部4的下侧中央部向下方隆起而形成圆形的隆起部43。在该隆起部43上形成有扁平空间44以及从扁平空间44的下部的互不相同的位置向斜下方延伸的多个气体流路45，上述的气体导入路径41、42的各下端与扁平空间44的上部连接。
隆起部43的周缘部进一步向下方突出而形成圆环状的支承突起46，以支承于该支承突起46的下端的方式设置有圆形的喷淋头5。喷淋头5的周缘部沿支承突起46的周形成，由喷淋头5和支承突起46围成的空间构成为扁平的扩散空间47。将该扩散空间47的顶面表示为48。以从该顶面48向下方突出的方式设置有多个圆形的气体分散部51，上述的多个气体流路45的下端与形成在该多个气体分散部51内的未图示的流路分别连接。在气体分散部51的侧周面，沿周向隔开间隔地开口有多个气体喷出孔52，从气体流路45供给到气体分散部51的气体从各气体喷出孔52喷出，并在扩散空间47中沿横向扩散。
接下来，还参照作为该喷淋头5的概要纵截面图的图2来说明喷淋头5。该喷淋头5由金属的基材53和覆盖该基材53来形成该喷淋头5的表面的覆盖膜54构成。基材53由例如以镁为主要添加物的铝合金构成，进一步具体地说，例如由JIS标准(日本工业标准)的A5052构成。覆盖膜54为金属膜，更具体地，由无孔质的耐酸铝(Al2O3)构成。该耐酸铝的覆盖膜54是通过对喷淋头5的表面进行例如阳极氧化处理而形成的，更具体地，例如是通过OGF(OUT GAS FREE，注册商标)处理形成的。覆盖膜54为保护基材53免受清洗气体腐蚀的耐腐蚀性的保护膜。另外，如上所述，覆盖膜54是无孔质的，该无孔质的膜是指孔隙率为1％以下的膜，因而，不限于完全不包含孔的膜。
喷淋头5的周缘部向下方突出而形成与载置台21的周缘部接近的圆环突起56。喷淋头5的下表面中的由圆环突起56包围的区域构成与载置台21相向并且水平的相向部57，在该相向部57上分散地开口有很多喷出口58。各喷出口58被沿垂直方向进行穿孔，从而与上述的扩散空间47连通，供给到扩散空间47的气体经由喷出口58而呈喷淋状地向载置台21供给。相向部57与处于上述的上方位置时的载置台21的表面之间的间隔H1例如为5mm～10mm。在该例中，上述的覆盖膜54以覆盖整个喷淋头5的方式形成。覆盖膜54的膜厚L1例如为0.5μm～0.7μm。
对形成上述覆盖膜54的理由进行说明。如上所述，在成膜装置1中反复进行针对多张晶圆W的成膜处理和清洗。如在后述的评价试验中也说明的那样，确认出当采用没有形成覆盖膜54而暴露出基材53的喷淋头来反复进行成膜处理和清洗处理时，即使各成膜处理时的处理条件相同，各晶圆W间的TiN膜的膜厚也会变动。此外，下面将暴露出基材53的喷淋头记载为比较例的喷淋头。
像这样产生了膜厚的变动的原因被估计为是由于反复进行成膜处理而使比较例的喷淋头的表面的累积膜厚发生变化、以及由于暴露于清洗气体而使比较例的喷淋头的表面变质，从而发生了热反射率的变化。当更具体地说明膜厚变动的主要原因时，在成膜处理时使载置台21升温，使得晶圆W成为400℃以上的比较高的温度。来自像这样成为高温的载置台21和晶圆W的辐射热被比较例的喷淋头中的与载置台21相向的相向部57反射，被反射的热被供给到晶圆W。但是，由于上述的主要原因导致比较例的喷淋头处的热的反射率发生变化，由此该喷淋头与晶圆W之间的热收支发生变化。即，被认为是在晶圆W间成膜处理期间的温度发生了变动，其结果是，每次进行成膜处理时气体对晶圆W的反应性发生变化，由此在晶圆W间产生了TiN膜的膜厚的变动。为了使像这样的每次进行成膜处理时的喷淋头5的表面处的热的反射率的变动缓和，以使晶圆W间的TiN膜的膜厚一致，形成了覆盖膜54。根据后述的评价试验的结果，估计出通过形成覆盖膜54能够抑制该反射率的变动，并确认出TiN膜的膜厚的变动得到缓和。
另外，控制从载置台21向喷淋头5的辐射热在该喷淋头5中的反射率换言之是控制从载置台21照射的红外线等辐射线的反射率。在对晶圆W进行加热时，波长为3μm～7μm的红外线的反射率较大，影响该晶圆W的温度。优选的是，以使照射该3μm～7μm的红外线时的反射率接近反复进行了成膜处理和清洗的上述比较例的喷淋头处的反射率的方式构成喷淋头5。理由是，即使使用了比较例的喷淋头，在反复进行多次成膜处理和清洗后的各成膜处理中，也能够抑制形成于晶圆W的膜厚的变化，从而使该膜厚稳定。在从能够以像这样稳定的膜厚进行成膜的比较例的喷淋头更换为喷淋头5时，防止由喷淋头的更换导致的膜厚的变动，以进行与更换前同样的成膜处理。如在后述的评价试验中所示的那样，通过形成上述的覆盖膜54，来使喷淋头5的反射率接近像这样反复进行了成膜处理和清洗的比较例的喷淋头的反射率。
另外，认为清洗气体对上述的喷淋头的反射率的变化有较大的作用。基于此来更具体地说明上述的“反射率接近“。例如，将向喷淋头5的表面、即覆盖膜54照射具有3μm～7μm的范围内的任意的波长的红外线时的该覆盖膜54处的该红外线的反射率设为第一反射率。并且，将向暴露于清洗气体中的比较例的喷淋头的表面、即基材53的表面照射具有上述的任意的波长的红外线时的该基材53处的该红外线的反射率设为第二反射率。优选的是，例如第一反射率/第二反射率＝0.8～1.2时包含于反射率彼此接近。此外，上述的暴露于清洗气体中的基材53更具体地说例如是指在被加热到进行清洗的温度的150℃以上的温度的状态下被暴露于该清洗气体中1个小时以上的基材53。
返回图1来继续进行说明。上述的顶板部4的气体导入路径41、42的上游端分别与配管61、71的下游端连接。配管61的上游端依次经由阀V1、气体贮存罐62A、流量调整部63A而与作为处理气体的TiCl4气体的供给源64A连接。在向处理容器11内供给从气体供给源64A供给来的TiCl4气体之前，气体贮存罐62A暂时贮存该TiCl4气体。在像这样贮存TiCl4气体来使气体贮存罐62A内升压至规定的压力之后，从气体贮存罐62A向气体导入路径41供给TiCl4气体。通过阀V1的开闭，来进行TiCl4气体从该气体贮存罐62A向气体导入路径41的供给和供给切断。通过像这样将TiCl4气体暂时贮存到气体贮存罐62A，能够将该TiCl4气体以比较高的流量供给到处理容器11。此外，后述的构成气体贮存部的各气体贮存罐62B、62D、62E也与气体贮存罐62A同样地，暂时贮存从配管的上游侧的气体供给源供给的各气体。而且，通过设置于各气体贮存罐62B、62D、62E的下游侧的阀V2、V4、V5的开闭，来分别进行气体从各气体贮存罐62B、62D、62E向气体导入路径41、42的供给和供给切断。
上述的配管61中的处于阀V1的下游侧的部位与配管65的下游端连接。配管65的上游端依次经由阀V2、气体贮存罐62B、流量调整部63B而与N2气体的供给源64B连接。并且，配管65中的处于阀V2的下游侧的部位与配管66的下游端连接。配管66的上游端依次经由阀V3、流量调整部63C而与N2气体的供给源64C连接。配管66中的处于阀V3的下游侧的部位与配管67的下游端连接。配管67的上游侧依次经由阀V7、流量调整部63G后分支成2根，分支出的各端部分别与清洗气体供给源64G和N2气体供给源64I连接。因而，能够向配管67的流量调整部63G的下游侧供给清洗气体和/或N2气体。
连接于气体导入路径42的配管71的上游端依次经由阀V4、气体贮存罐62D、流量调整部63D而与NH3气体的供给源64D连接。配管71中的处于阀V4的下游侧的部位与配管72的下游端连接。配管72的上游端依次经由阀V5、气体贮存罐62E、流量调整部63E而与N2气体的供给源64E连接。并且，配管72中的处于阀V5的下游侧的部位与配管73的下游端连接。配管73的上游端依次经由阀V6、流量调整部63F而与N2气体的供给源64F连接。另外，配管73中的处于阀V6的下游侧的部位与配管74的下游端连接。配管74的上游端依次经由阀V8、流量调整部63H后分支成2根，分支出的各端部分别与清洗气体供给源64H和N2气体供给源64J连接。因而，能够向配管74的流量调整部63H的下游侧供给清洗气体和/或N2气体。清洗气体供给源64G、64H、33构成清洗气体供给部。
另外，为了进行上述吹扫而将从上述的N2气体供给源64B、64E供给的N2气体供给到处理容器11内。从N2气体供给源64C、64F分别供给的N2气体为针对TiCl4气体、NH3气体的载气，如上所述，该载气在针对晶圆W的处理期间被连续地供给到处理容器11内，因此在进行吹扫时也被供给到向处理容器11内。因而，向处理容器11内供给该载气的时间段与为了进行吹扫而向处理容器11内供给来自气体供给源64B、64E的N2气体的时间段重合，因此载气还在吹扫时使用。为了便于说明，在本说明书中，将从N2气体供给源64B、64E供给的气体记载为吹扫气体，将从N2气体供给源64C、64F供给的气体记载为载气。
成膜装置1具备控制部10。该控制部10由计算机构成，具备程序、存储器以及CPU。在程序中编入有步骤组，使得能够实施成膜装置1中的后述的一系列动作，控制部10通过该程序向成膜装置的各部输出控制信号，来控制该各部的动作。具体地，通过控制信号来控制各阀V1～V8、V34的开闭、利用流量调整部63A～63H、34A对气体的流量的调整、利用排气机构17对处理容器11内的压力的调整、以及利用加热器22对晶圆W的温度的调整等各动作。上述的程序例如被保存于光盘、硬盘、DVD等记录介质，并被安装于控制部10。
接下来，参照示出各阀的开闭状态和各配管中的气体的流通状态的图3～图5来说明成膜装置1中的成膜处理。在该图3～图5以及用于说明后述的清洗的图6、图7中，对关闭的阀V标注阴影线来将其与打开的阀V加以区别地表示。而且，在图3～图7中，关于配管61、65～67、71～74、34，以相比于没有气体流通的部位而言进行加粗的方式示出有气体向下游侧流通的部位。
首先，在阀V1～V8关闭的状态下，将晶圆W搬送到处理容器11内，并载置于位于下方位置的载置台21。之后，关闭闸阀13，通过载置台21的加热器22将晶圆W加热至400℃以上、例如450℃，并且使载置台21向上方位置移动。另一方面，利用排气机构17进行排气，使得处理容器11内成为规定的真空压力。
打开阀V3、V6，来从N2气体供给源64C、64F分别向气体导入路径41、42供给载气(N2气体)。另一方面，从气体供给源64A向配管61供给TiCl4气体，从气体供给源64D向配管71供给NH3气体。由于阀V1和V4被关闭，因此这些TiCl4气体、NH3气体分别被贮存到气体贮存罐62A、62D中，从而使该气体贮存罐62A、62D内升压。然后，如图3所示，打开阀V1，从而贮存在气体贮存罐62A中的TiCl4气体被从喷淋头5供给到晶圆W。
与像这样向晶圆W供给TiCl4气体并行地，从气体供给源64B、64E分别向配管65、72供给吹扫气体(N2气体)。由于阀V2、V5被关闭，因此吹扫气体被贮存到气体贮存罐62B、62E中，从而使该气体贮存罐62B、62E内升压。之后，如图4所示，关闭阀V1，并且打开阀V2、V5。由此，停止向处理容器11内供给TiCl4气体，并且从喷淋头5供给气体贮存罐62B、62E中各自贮存的吹扫气体，从而将残留在晶圆W的周围的TiCl4气体吹扫到排气管道14。
接下来，如图5所示，关闭阀V2、V5，并且打开阀V4。由此，从喷淋头5供给贮存在气体贮存罐62D中的NH3气体来代替吹扫气体。由此，在晶圆W的面内吸附的TiCl4气体进行氮化反应，形成作为反应生成物的TiN薄层。另一方面，通过关闭阀V2、V5，从气体供给源64B、64E分别供给到配管65、72的吹扫气体被贮存在气体贮存罐62B、62E中，从而使该气体贮存罐62B、62E内升压。
然后，关闭阀V4，并且打开阀V2、V5，各阀变为与图4所示的开闭状态相同的开闭状态。由此，停止向处理容器11内供给NH3气体，并且从喷淋头5喷出气体贮存罐62B、62E中各自贮存的吹扫气体，从而将残留在晶圆W的周围的NH3气体吹扫到排气管道14。另一方面，由于阀V4被关闭，从气体供给源64D供给到配管71的NH3气体被贮存在气体贮存罐62D中，从而使该气体贮存罐62D内升压。
将像这样向晶圆W依次供给TiCl4气体、吹扫气体、NH3气体、吹扫气体的循环设为1个循环时，反复进行该循环，来使TiN的薄层沉积在晶圆W的表面，从而形成TiN膜。然后，当实施规定次数的循环时，将晶圆W从处理容器11搬出。
当规定张数的晶圆W被如上述那样进行了成膜处理时，进行清洗。下面对该清洗的过程进行说明。在处理容器11内没有收纳晶圆W的状态下，载置台21位于上方位置。在各阀关闭的状态下使处理容器11内为规定压力的真空气氛，并且利用加热器22使载置台21为规定的温度、例如150℃～250℃。
打开阀V7、V8，来经由配管67向气体导入路径41供给清洗气体，并且经由配管74向气体导入路径42供给N2气体，这些气体被从喷淋头5供给(图6)。由此，附着在处理容器11的上部侧和气体导入路径41的膜被去除。接下来，经由配管67向气体导入路径41供给的气体从清洗气体切换为N2气体，经由配管74向气体导入路径42供给的气体从N2气体切换为清洗气体(省略图示)。由此，附着在处理容器11的上部侧和气体导入路径42的膜被去除。
然后，例如关闭阀V7、V8，并从气体供给口31供给清洗气体(图7)，来去除附着在处理容器11的下部侧的膜。此时，例如打开阀V3、V6，来从喷淋头5喷出N2气体。像这样，依次从气体导入路径41、气体导入路径42、气体供给口31供给清洗气体。接下来，载置台21移动到下方位置。然后，与载置台21位于上方位置时同样地控制各阀的开闭状态，来依次从气体导入路径41、气体导入路径42、气体供给口31供给清洗气体，以进行膜的去除。之后，关闭各阀，清洗结束。清洗后，如上述的那样将晶圆W搬送到处理容器11，再次开始进行成膜处理。在再次对规定张数的晶圆W进行成膜处理之后，再次进行清洗。像这样按顺序反复进行针对规定张数的晶圆W的成膜处理、清洗。
如上所述，在喷淋头5的表面形成有覆盖膜54。由此，即使如上述的那样反复进行成膜处理和清洗，各成膜处理时的喷淋头5的表面处的热的反射率也彼此一致，在各成膜处理时晶圆W的温度的变动得到抑制。因而，在各成膜处理时供给到晶圆W的气体同样地进行反应。因而，当如上述的那样执行规定次数的循环时，在晶圆W上形成期望的膜厚的TiN膜，抑制在晶圆W间该TiN膜的膜厚发生变动。此外，实际上，在清洗结束之后且对晶圆W进行成膜之前以及首次进行成膜处理之前，在处理容器11内没有收纳晶圆W的状态下，与对晶圆W的成膜处理时同样地供给各气体，来进行TiN膜的形成(预涂)。由于是与对晶圆W的成膜处理同样的处理，因此省略该预涂的图示。
另外，通过上述的表面处理在喷淋头5的整个表面形成覆盖膜54，但覆盖膜54不限于覆盖喷淋头5的整个表面。如上所述，覆盖膜54是为了抑制与载置台21的表面相向的相向部57处的热反射的变动而设置的，因此至少在该相向部57形成覆盖膜54即可。图8示出像这样仅在喷淋头5的包含相向部57的一部分形成覆盖膜54的例子，在喷淋头5的上表面、侧周面以及圆环突起56上没有形成覆盖膜54。要制造这样的喷淋头5，例如通过上述的表面处理在喷淋头5的整个表面形成覆盖膜54之后，对不需要的覆盖膜54进行研磨来将其去除即可。
另外，既可以在形成多孔质的层之后对该多孔质层进行封孔处理使其成为无孔质来作为覆盖膜54，也可以通过镀层处理等来形成覆盖膜54。另外，在上述的成膜装置1中，仅在喷淋头5形成了覆盖膜54，但也可以在处理容器11的内壁面等喷淋头5以外的部位形成覆盖膜54。
喷淋头5不限于是上述的铝合金这样的JIS标准的A5052，也可以由其它的铝合金、铝、或不含铝的金属构成。另外，也可以将由耐酸铝以外的其它材料形成的膜作为覆盖膜54。将清洗气体设为ClF3气体进行了说明，但不限于由这样的化合物构成清洗气体。在成膜装置1中形成于晶圆W的膜不限于TiN膜，能够根据在该成膜装置1中所要形成的膜来适当地选择清洗气体。另外，成膜装置1中的成膜方法也不限于ALD，也可以在进行CVD的成膜装置中应用喷淋头5。此外，应认为本次公开的实施方式在所有方面是例示的，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。
(评价试验)
接下来，下面对与上述的本公开的成膜装置相关联地进行的试验进行说明。
评价试验1
在评价试验1-1中，针对具备在实施方式中说明的JIS标准的A5052的基材53和覆盖膜54的喷淋头5，获取了表示向该喷淋头5照射的红外线的波长与该红外线的反射率之间的关系的谱。在评价试验1-2中，将暴露出JIS标准的A5052的基材53的喷淋头、即上述的比较例的喷淋头暴露在清洗气体(ClF3气体)中。然后，与评价试验1-1同样地，获取表示所照射的红外线的波长与该红外线的反射率之间的关系的谱。
图9是示出评价试验1-1、1-2的谱的曲线图。曲线图的横轴表示波长(单位：μm)，曲线图的纵轴表示反射率(％)。用虚线表示示出评价试验1-1的结果的谱的波形，用实线表示示出评价试验1-2的结果的谱的波形。在波长3μm～7μm的范围内，为相同波长时的评价试验1-1的反射率与评价试验1-2的反射率之差较小，如上所述，反射率彼此接近。因而，估计出即使使用喷淋头5来代替比较例的喷淋头，也能够抑制形成于晶圆W的膜厚在喷淋头更换前后发生变动。另外，根据该曲线图可知，关于评价试验1-1，在波长3μm～7μm的范围内，覆盖膜54的反射率为80％～92％。也就是说，优选形成具有这样的反射率的覆盖膜。
评价试验2
作为评价试验2-1，使用具备喷淋头5的成膜装置1，针对1000张晶圆W设定相同的处理条件进行了成膜处理，以使所形成的膜厚均相同。在对多个晶圆W进行处理的间歇，适当地进行了清洗。针对被进行成膜处理后的各晶圆W，测量面内多处的膜厚，并计算出膜厚的平均值和膜厚的范围(最大值与最小值之差)。作为评价试验2-2，进行了与评价试验2-1大致同样的试验。但在该评价试验2-2中，使用具备比较例的喷淋头来代替喷淋头5的成膜装置1对晶圆W进行了处理。评价试验2-1、2-2中使用的喷淋头均为新品，因而在试验开始时没有被暴露于清洗气体中。
图10是示出评价试验2-1的结果的曲线图，图11是示出评价试验2-2的结果的曲线图。关于这些各个曲线图，横轴表示从试验开始起被进行处理的晶圆W的累计张数，纵轴表示膜厚的平均值(单位：
Figure BDA0002177371120000131
)以及范围(单位：
Figure BDA0002177371120000132
)。此外，曲线图的纵轴中的X、A、B为正整数。
如图10、图11所示，关于膜厚的范围，在评价试验2-1、2-2中均没有发现由于晶圆W的累计处理张数而导致的大的变化。但是，关于膜厚的平均值，在评价试验2-2中，随着晶圆W的累计处理张数增加，膜厚的平均值比较大幅度地减少。但是在评价试验2-1中，即使晶圆W的累计张数增加，膜厚的平均值也没有发现大的变化。关于针对该膜厚的平均值的1σ％(＝(标准偏差σ/平均值)×100％)，在评价试验2-1中为0.9％，在评价试验2-2中为1.8％，从而确认出评价试验2-1中的膜厚的平均值的变动小于评价试验2-2中的膜厚的平均值的变动。因而，根据该评价试验2，确认出通过使用形成有覆盖膜54的喷淋头5，能够抑制晶圆W间的膜厚的变动。

Claims (7)

1.一种成膜装置，具备：
真空容器，在该真空容器的内部形成真空气氛；
载置部，其用于在所述真空容器内载置基板，并且对该基板进行加热；
喷淋头，其具备与所述载置部相向的相向部以及在该相向部进行开口所形成的多个气体喷出口，所述喷淋头从所述多个气体喷出口向被进行了加热的所述基板供给成膜气体来对该基板进行成膜；
清洗气体供给部，在向多个所述基板分别供给所述成膜气体的间歇，在该基板没有被收纳于所述真空容器时，所述清洗气体供给部供给用于对该真空容器内进行清洗的清洗气体；以及
无孔质的覆盖膜，其至少在所述相向部覆盖构成所述喷淋头的基材来形成该喷淋头的表面，以使向各所述基板供给所述成膜气体时的所述喷淋头处的热的反射率的变动缓和，
其中，所述载置部构成为在加热所述基板时照射红外线，
当将所述覆盖膜的针对3μm～7μm的范围内的任意波长的红外线的反射率设为第一反射率、将暴露于所述清洗气体中的所述基材针对所述任意波长的红外线的反射率设为第二反射率时，
第一反射率/第二反射率＝0.8～1.2。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
所述基材由含有铝的金属构成，所述覆盖膜为耐酸铝膜。
3.根据权利要求2所述的成膜装置，其中，
所述基材为日本工业标准也即JIS标准的A5052。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的成膜装置，其中，
在被供给所述成膜气体时，所述基板被加热至400℃以上。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的成膜装置，其中，
所述清洗气体为三氟化氯气体。
6.根据权利要求1～3中的任一项所述的成膜装置，其中，
波长为3μm～7μm的红外线在所述覆盖膜的反射率为80％～92％。
7.一种成膜方法，包括以下工序：
在真空容器的内部形成真空气氛；
将基板载置于所述真空容器内的载置部，并对该基板进行加热；
从喷淋头的多个气体喷出口向被进行了加热的所述基板供给成膜气体，来对所述基板进行成膜，其中，所述喷淋头具备与所述载置部相向的相向部以及在该相向部进行开口所形成的所述多个气体喷出口；以及
在向多个所述基板分别供给成膜气体的间歇，在该基板没有被收纳于所述真空容器时，从清洗气体供给部供给清洗气体来对该真空容器内进行清洗，
其中，设置有无孔质的覆盖膜，所述无孔质的覆盖膜至少在所述相向部覆盖构成所述喷淋头的基材来形成该喷淋头的表面，以使向各所述基板供给所述成膜气体时的所述喷淋头处的热的反射率的变动缓和，以及
其中，所述载置部构成为在加热所述基板时照射红外线，
当将所述覆盖膜的针对3μm～7μm的范围内的任意波长的红外线的反射率设为第一反射率、将暴露于所述清洗气体中的所述基材针对所述任意波长的红外线的反射率设为第二反射率时，
第一反射率/第二反射率＝0.8～1.2。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220178029A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 Tokyo Electron Limited Deposition apparatus and deposition method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08246154A (ja) * 1995-03-10 1996-09-24 Tokyo Electron Ltd 成膜処理装置及び成膜処理方法
JP2000303180A (ja) * 1999-04-16 2000-10-31 Hitachi Ltd 処理装置
WO2006046531A1 (ja) * 2004-10-28 2006-05-04 Tokyo Electron Limited 成膜装置、成膜方法、プログラムおよび記録媒体
CN102414799A (zh) * 2009-08-27 2012-04-11 应用材料公司 气体分配喷头及清洁方法
JP2013007121A (ja) * 2005-12-27 2013-01-10 Tokyo Electron Ltd 成膜装置及び成膜方法
CN106298473A (zh) * 2015-06-26 2017-01-04 株式会社日立国际电气 半导体器件的制造方法及衬底处理装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0778540B1 (en) * 1992-05-07 2002-03-13 Hitachi Maxell Ltd. Optical reading apparatus
US6193802B1 (en) * 1995-09-25 2001-02-27 Applied Materials, Inc. Parallel plate apparatus for in-situ vacuum line cleaning for substrate processing equipment
JP3559920B2 (ja) * 1996-07-29 2004-09-02 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2002129334A (ja) * 2000-10-26 2002-05-09 Applied Materials Inc 気相堆積装置のクリーニング方法及び気相堆積装置
JP3666738B2 (ja) * 2000-11-02 2005-06-29 株式会社安川電機 プリアライメントセンサ
JP4083512B2 (ja) * 2002-08-30 2008-04-30 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
KR100502420B1 (ko) 2003-05-29 2005-07-20 삼성전자주식회사 반도체 소자 제조에 사용되는 증착 장치
US20050022735A1 (en) * 2003-07-31 2005-02-03 General Electric Company Delivery system for PECVD powered electrode
JP4754196B2 (ja) * 2003-08-25 2011-08-24 東京エレクトロン株式会社 減圧処理室内の部材清浄化方法および基板処理装置
KR20060014495A (ko) * 2004-08-11 2006-02-16 주식회사 유진테크 화학기상증착장치의 샤워헤드
JP5140957B2 (ja) * 2005-12-27 2013-02-13 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
US20080000424A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 Aviza Technology, Inc. Showerhead for a Gas Supply Apparatus
US8205625B2 (en) * 2006-11-28 2012-06-26 Ebara Corporation Apparatus and method for surface treatment of substrate, and substrate processing apparatus and method
CN102290372A (zh) * 2007-02-27 2011-12-21 株式会社爱发科 半导体器件制造方法以及半导体器件制造设备
JP2009251229A (ja) * 2008-04-04 2009-10-29 Canon Inc カラー画像形成装置、カラー画像形成装置における画像形成条件設定方法
KR101004927B1 (ko) * 2008-04-24 2010-12-29 삼성엘이디 주식회사 Ｃｖｄ용 샤워 헤드 및 이를 구비하는 화학 기상 증착 장치
TWI436831B (zh) * 2009-12-10 2014-05-11 Orbotech Lt Solar Llc 真空處理裝置之噴灑頭總成
JP2011216862A (ja) 2010-03-16 2011-10-27 Tokyo Electron Ltd 成膜方法及び成膜装置
JP5782226B2 (ja) * 2010-03-24 2015-09-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
US9869021B2 (en) * 2010-05-25 2018-01-16 Aventa Technologies, Inc. Showerhead apparatus for a linear batch chemical vapor deposition system
JP6172660B2 (ja) 2012-08-23 2017-08-02 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、及び、低誘電率膜を形成する方法
US9914999B2 (en) * 2015-04-28 2018-03-13 Applied Materials, Inc. Oxidized showerhead and process kit parts and methods of using same
JP6285411B2 (ja) * 2015-12-25 2018-02-28 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08246154A (ja) * 1995-03-10 1996-09-24 Tokyo Electron Ltd 成膜処理装置及び成膜処理方法
JP2000303180A (ja) * 1999-04-16 2000-10-31 Hitachi Ltd 処理装置
WO2006046531A1 (ja) * 2004-10-28 2006-05-04 Tokyo Electron Limited 成膜装置、成膜方法、プログラムおよび記録媒体
JP2013007121A (ja) * 2005-12-27 2013-01-10 Tokyo Electron Ltd 成膜装置及び成膜方法
CN102414799A (zh) * 2009-08-27 2012-04-11 应用材料公司 气体分配喷头及清洁方法
CN106298473A (zh) * 2015-06-26 2017-01-04 株式会社日立国际电气 半导体器件的制造方法及衬底处理装置

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