JP2014017331A - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents
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【解決手段】ウエハWをヒータユニット5により回転テーブル2を介して加熱すると共に、ランプユニット7により直接的に加熱する。このランプユニット7ではウエハWの吸収波長領域の光をウエハWに照射して、輻射熱によりウエハWを加熱している。前記ヒータユニット5により加熱される回転テーブル2の温度は、オゾンガスが熱分解する温度よりも低い温度に設定し、ランプユニット7により、ウエハWをオゾンガスが熱分解する温度以上の処理温度に加熱する。このため、装置本体の耐熱性を、酸化ガスとしてオゾンガスを用いる場合の仕様としながら、オゾンガスの熱分解温度以上の高温で成膜処理を行うことができる。
【選択図】図3
Description
真空容器内にて、回転テーブルの一面側に配置された基板を当該回転テーブルにより公転させ、互いに異なる処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回繰り返して反応生成物の層を積層して薄膜を得る成膜装置において、
前記基板にシリコンを含む第1の処理ガスを吸着させるために、前記基板に対して第1の処理ガスを供給する第1の処理ガス供給部と、
この第1の処理ガス供給部に対して前記回転テーブルの回転方向に離間して設けられ、基板に吸着した第1の処理ガスを酸化してシリコン酸化物を生成するために、酸素を活性化して得られた活性種を含む第2の処理ガスを供給するための第2の処理ガス供給部と、
前記回転テーブルの周方向において前記第1の処理ガス供給部と第2の処理ガス供給部との間に設けられ、第1の処理ガスと第2の処理ガスとの混合を避けるための分離領域と、
前記回転テーブルを加熱することにより当該回転テーブルを介して基板を下方側から加熱するための主加熱機構と、
前記回転テーブル上の基板の通過領域と対向するように当該回転テーブルの上方側に設けられ、前記主加熱機構により加熱された基板に、基板の吸収波長領域の光を照射して当該基板を輻射熱によりオゾンガスが熱分解する温度以上の処理温度に直接加熱する加熱ランプからなる補助加熱機構と、を備え、
装置の性能上許容される回転テーブルの最高温度はオゾンガスが熱分解する温度よりも低い温度であり、
前記処理温度にて、前記第1の処理ガスが基板に吸着し、吸着された第1の処理ガスが第2の処理ガスにより酸化されることを特徴とする。
互いに異なる処理ガスを基板に順番に供給するサイクルを複数回繰り返して反応生成物の層を積層してシリコン酸化膜を得る成膜方法において、
真空容器内に配置された回転テーブルと、この回転テーブルの一面側に配置された基板に対してシリコンを含む第1の処理ガスを吸着させるために、前記基板に対して第1の処理ガスを供給する第1の処理ガス供給部と、この第1の処理ガス供給部に対して前記回転テーブルの回転方向に離間して設けられ、基板に吸着した第1の処理ガスを酸化してシリコン酸化物を生成するために、酸素を活性化して得られた活性種を含む第2の処理ガスを供給するための第2の処理ガス供給部と、前記回転テーブルの周方向において前記第1の処理ガス供給部と第2の処理ガス供給部との間に設けられ、第1の処理ガスと第2の処理ガスとの混合を避けるための分離領域と、を備え、装置の性能上許容される回転テーブルの最高温度はオゾンガスが熱分解する温度よりも低い温度である成膜装置を用い、
前記回転テーブルを回転させることにより基板を公転させる工程と、
主加熱機構により前記回転テーブルを加熱することにより当該回転テーブルを介して基板を下方側から加熱する工程と、
前記回転テーブル上の基板の通過領域と対向するように当該回転テーブルの上方側に設けられた加熱ランプからなる補助加熱機構から、前記主加熱機構により加熱された基板に、基板の吸収波長領域の光を照射して当該基板を輻射熱によりオゾンガスが熱分解する温度以上の処理温度に直接加熱する工程と、
前記処理温度にて、前記第1の処理ガスを基板に吸着させる工程と、
前記基板に吸着された第1の処理ガスを第2の処理ガスにより酸化する工程と、を含むことを特徴とする。
これら加熱ランプ71が設けられた領域は、図8及び図11に示すように、カバー部材76により覆われている、このカバー部材76は、例えばステンレス等の耐熱性のある材料により構成され、例えば上壁76aや側壁76b、76cには、放熱用の多数のスリット77が形成されている。
一方、前記透過部材6の上流側や中心領域Cから当該透過部材6に向かって通流してくるガスのうち一部のガスは、透過部材6の下方に侵入しようとする。しかし、この透過部材6には突起部64が透過部材6の下方側領域を覆うように形成されている。このため、ガスはこの突起部64に衝突して流路を変えながら、サイドリング81に向けて流れていき、透過部材6の下方側への酸素プラズマやN2ガスの侵入が阻止される。
このように高い温度でシリコン酸化膜の成膜処理を行うと、既述のように、膜の緻密度を高めた硬い膜を得ることができるので、例えばウェットエッチング特性の向上を目的として硬い膜が要請される場合等のユーザの要求に応じた成膜処理を行うことができる。
さらに、この例の透過部材6は、天板11から回転テーブル2側に窪む凹部を形成するように構成されているので、ランプユニット7を回転テーブル2上のウエハWに近接させることができ、ウエハW表面を効率よく加熱することができる。また、このように透過部材6を凹部状に形成すると、真空容器1の容積の削減を図ることもできる。
また、ランプユニット7の加熱ランプ71を、平面的に見た時に前記回転テーブルの回転中心側から外縁側に向かって広がるように扇状に配列することにより、ウエハWの通過領域を万遍なく加熱することができる。
さらに、回転テーブルの回転方向に互いに離間して複数個のランプユニットを設けるようにしてもよい。さらにまた、透過部材6を構成する材質としては、石英に代えて耐熱ガラス等を用いるようにしてもよい。
また上述の例では、加熱ランプとして、基板であるシリコンウエハに対しては吸収され、回転テーブル2の材質である石英に対しては透過する波長域の赤外線を用いている。しかし本発明は、回転テーブル2よりも基板に対する吸収の度合いが大きい波長の輻射光、つまり基板よりも回転テーブル2に対する透過性が大きい波長領域の輻射光を照射するランプであれば、既述の加熱ランプに限定されない。
また、同心円L1〜L5のラインごとに配列されている加熱ランプ71への電力供給量を変えると、ウエハW表面の温度分布が大きく異なることが認められ、加熱ランプ71への電力供給量や、加熱ランプ71の配列等の適正化を図ることにより、所望の温度分布を得られることが理解される。
1 真空容器
2 回転テーブル
31 処理ガスノズル
32 活性化ガスインジェクター
42 分離ガスノズル
5 ヒータユニット
7 ランプユニット
71 加熱ランプ
73 反射体
P1 第1の処理領域
P2 第2の処理領域
D1,D2 分離領域
H 加熱領域
Claims (7)
- 真空容器内にて、回転テーブルの一面側に配置された基板を当該回転テーブルにより公転させ、互いに異なる処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回繰り返して反応生成物の層を積層して薄膜を得る成膜装置において、
前記基板にシリコンを含む第1の処理ガスを吸着させるために、前記基板に対して第1の処理ガスを供給する第1の処理ガス供給部と、
この第1の処理ガス供給部に対して前記回転テーブルの回転方向に離間して設けられ、基板に吸着した第1の処理ガスを酸化してシリコン酸化物を生成するために、酸素を活性化して得られた活性種を含む第2の処理ガスを供給するための第2の処理ガス供給部と、
前記回転テーブルの周方向において前記第1の処理ガス供給部と第2の処理ガス供給部との間に設けられ、第1の処理ガスと第2の処理ガスとの混合を避けるための分離領域と、
前記回転テーブルを加熱することにより当該回転テーブルを介して基板を下方側から加熱するための主加熱機構と、
前記回転テーブル上の基板の通過領域と対向するように当該回転テーブルの上方側に設けられ、前記主加熱機構により加熱された基板に、基板の吸収波長領域の光を照射して当該基板を輻射熱によりオゾンガスが熱分解する温度以上の処理温度に直接加熱する加熱ランプからなる補助加熱機構と、を備え、
装置の性能上許容される回転テーブルの最高温度はオゾンガスが熱分解する温度よりも低い温度であり、
前記処理温度にて、前記第1の処理ガスが基板に吸着し、吸着された第1の処理ガスが第2の処理ガスにより酸化されることを特徴とする成膜装置。 - 前記補助加熱機構は、基板の材質に対する吸収よりも回転テーブルに対する吸収の度合いが小さい波長領域の光を照射するものであることを特徴とする請求項1記載の成膜装置。
- 前記補助加熱機構は、回転テーブルの材質に対しては透過波長領域の光を照射するものであることを特徴とする請求項1または2記載の成膜装置。
- 前記基板はシリコンウエハであり、前記回転テーブルの材質は石英であり、
前記補助加熱機構は、シリコンに対しては吸収され、石英に対しては透過する波長域の輻射光を照射するものであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の成膜装置。 - 前記補助加熱機構から照射される輻射光の波長は、0.5μm以上、3μm以下であることを特徴とする請求項4に記載の成膜装置。
- 互いに異なる処理ガスを基板に順番に供給するサイクルを複数回繰り返して反応生成物の層を積層してシリコン酸化膜を得る成膜方法において、
真空容器内に配置された回転テーブルと、この回転テーブルの一面側に配置された基板に対してシリコンを含む第1の処理ガスを吸着させるために、前記基板に対して第1の処理ガスを供給する第1の処理ガス供給部と、この第1の処理ガス供給部に対して前記回転テーブルの回転方向に離間して設けられ、基板に吸着した第1の処理ガスを酸化してシリコン酸化物を生成するために、酸素を活性化して得られた活性種を含む第2の処理ガスを供給するための第2の処理ガス供給部と、前記回転テーブルの周方向において前記第1の処理ガス供給部と第2の処理ガス供給部との間に設けられ、第1の処理ガスと第2の処理ガスとの混合を避けるための分離領域と、を備え、装置の性能上許容される回転テーブルの最高温度はオゾンガスが熱分解する温度よりも低い温度である成膜装置を用い、
前記回転テーブルを回転させることにより基板を公転させる工程と、
主加熱機構により前記回転テーブルを加熱することにより当該回転テーブルを介して基板を下方側から加熱する工程と、
前記回転テーブル上の基板の通過領域と対向するように当該回転テーブルの上方側に設けられた加熱ランプからなる補助加熱機構から、前記主加熱機構により加熱された基板に、基板の吸収波長領域の光を照射して当該基板を輻射熱によりオゾンガスが熱分解する温度以上の処理温度に直接加熱する工程と、
前記処理温度にて、前記第1の処理ガスを基板に吸着させる工程と、
前記基板に吸着された第1の処理ガスを第2の処理ガスにより酸化する工程と、を含むことを特徴とする成膜方法。 - 前記補助加熱機構は、基板の材質に対する吸収よりも回転テーブルに対する吸収の度合いが小さい波長領域の光を照射するものであることを特徴とする請求項6記載の成膜方法。
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