JP6308030B2 - 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
本発明は、真空雰囲気下で基板の表面に処理ガスを供給して成膜する技術分野に関する。
基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）に成膜を行う手法として、原料ガス、及び原料ガスと反応する反応ガスをウエハに対して順番に供給してウエハの表面に反応生成物の分子層を堆積させて薄膜を得るＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法が知られている。
ＡＬＤ法においては、原料ガスの供給と反応ガスの供給との間に雰囲気を置換するための置換ガスの供給を行う必要があり、高いスループットを得るためには、雰囲気の置換を迅速に行うことが重要である。特許文献１には、処理容器内において、載置台を上昇させ、載置台と処理容器の天板部との間に狭い処理空間を形成し、成膜処理を行い、下方側の位置において、外部の搬送機構との間でウエハの受け渡しを行う成膜装置が記載されている。このような成膜装置によれば、載置台の上方に狭い処理空間が形成されるので、置換する雰囲気の体積が少なくなり、雰囲気の置換を迅速に行うことができる。
ＡＬＤ法による成膜処理としては、ハロゲン系原料ガスを用いた成膜処理、例えば原料ガスであるＴｉＣｌ４（四塩化チタン）ガスと反応ガスであるＮＨ３（アンモニア）ガスとを用い、ＴｉＮ（チタンナイトライド）膜を成膜する方法が知られている。この方法において、例えばＴｉＣｌ４と水と反応すると、ＴｉＣｌ４＋２Ｈ２Ｏ→ＴｉＯ２＋４ＨＣｌの反応によりＴｉＯ２（酸化チタン）が生成される。このようなＴｉＯ２膜が生成されるとウエハ表面のシート抵抗の面内均一性が悪くなる。
真空雰囲気中にて成膜を行う成膜装置においては、成膜処理における側壁の昇温により、処理容器の内壁やシール材であるＯリングなどに吸着している水分が処理容器内の雰囲気中に離脱する。そのためウエハに成膜処理を行った後、浮遊している水分との接触を抑制することが得策であるがこの点については特許文献１に記載されていない。
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、真空雰囲気下で基板に対して処理ガスを供給して成膜するにあたって、処理容器内にて成膜後の基板の表面が酸化されることを抑制する技術を提供することにある。
本発明の成膜装置は、真空雰囲気とされた処理容器内にて基板に対して処理ガスを供給して成膜処理を行う成膜装置において、
前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
前記載置台を、基板を処理する処理空間を形成する処理位置と基板を処理容器内に対して搬入出するための下方位置との間で昇降させるための昇降機構と、
前記処理空間に処理ガスを供給するための処理ガス供給部と、
前記処理位置にある載置台を囲み、処理空間と載置台の下部側の下部空間とを区画するための区画部材と、
前記処理空間を排気するための第１の真空排気部と、
前記下部空間を排気するための第２の真空排気部と、
前記処理空間にパージガスを供給するパージガス供給部と、
前記第１の真空排気部により排気を行いながら処理位置にある載置台上の基板に対して成膜処理を行うステップと、次いで前記第２の真空排気部により排気を行うステップと、その後、前記第２の真空排気部により排気を行い、処理空間側からパージガスを供給しながら前記載置台を下方位置まで下降させるステップと、を実行するための制御部と、を備えたことを特徴とする。
前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
前記載置台を、基板を処理する処理空間を形成する処理位置と基板を処理容器内に対して搬入出するための下方位置との間で昇降させるための昇降機構と、
前記処理空間に処理ガスを供給するための処理ガス供給部と、
前記処理位置にある載置台を囲み、処理空間と載置台の下部側の下部空間とを区画するための区画部材と、
前記処理空間を排気するための第１の真空排気部と、
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前記処理空間にパージガスを供給するパージガス供給部と、
前記第１の真空排気部により排気を行いながら処理位置にある載置台上の基板に対して成膜処理を行うステップと、次いで前記第２の真空排気部により排気を行うステップと、その後、前記第２の真空排気部により排気を行い、処理空間側からパージガスを供給しながら前記載置台を下方位置まで下降させるステップと、を実行するための制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明の成膜方法は、真空雰囲気とされた処理容器内にて基板に対して処理ガスを供給して成膜処理を行う成膜方法において、
前記基板を処理容器内に搬入し、下方位置に設定された載置台に載置する工程と、
次いで前記載置台を上昇させて、載置台の上方側の処理空間と載置台の下部側の下部空間とを区画した状態で、第１の排気部により当該処理空間を排気しながら、前記処理空間に処理ガスを供給して基板に対して成膜処理を行う工程と、
その後、前記下部空間を第２の真空排気部により排気する工程と、
続いて第２の真空排気部により排気を行い、処理空間側からパージガスを供給しながら前記載置台を下方位置まで下降させる工程と、
次に前記載置台上の基板を処理容器から搬出する工程と、を含むことを特徴とする。
前記基板を処理容器内に搬入し、下方位置に設定された載置台に載置する工程と、
次いで前記載置台を上昇させて、載置台の上方側の処理空間と載置台の下部側の下部空間とを区画した状態で、第１の排気部により当該処理空間を排気しながら、前記処理空間に処理ガスを供給して基板に対して成膜処理を行う工程と、
その後、前記下部空間を第２の真空排気部により排気する工程と、
続いて第２の真空排気部により排気を行い、処理空間側からパージガスを供給しながら前記載置台を下方位置まで下降させる工程と、
次に前記載置台上の基板を処理容器から搬出する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の記憶媒体は、真空雰囲気とされた処理容器内にて基板に対して処理ガスを供給して成膜処理を行う成膜装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、上述の成膜方法を実行するようにステップ群が組み込まれていることを特徴とする。
本発明は、真空雰囲気とされた処理容器内にて、基板を載置する載置台を、処理空間を形成する上昇位置（処理位置）と基板の搬入出を行う下方位置との間で昇降自在に構成し、処理空間と載置台の下部側の空間とが区切られるように構成している。そして第１の真空排気部により処理空間を排気しながら処理ガスにより基板に成膜処理を行い、その後第２の真空排気部により下部側の空間の排気を行ってから、載置台を下方位置まで下降させている。従って、処理容器の内壁やＯリングなどから下部側の空間に水分が離脱してもその水分が排気されるので、成膜後の基板の表面が水分により酸化されることが抑えられる。
[第１の実施の形態]
本発明の実施の形態に係る成膜装置の構成について、図１を参照して説明する。本発明の成膜装置は、例えば直径３００ｍｍのウエハＷの表面にＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとを交互に供給してＡＬＤ法によりＴｉＮ膜を成膜する装置として構成されている。
本発明の実施の形態に係る成膜装置の構成について、図１を参照して説明する。本発明の成膜装置は、例えば直径３００ｍｍのウエハＷの表面にＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスとを交互に供給してＡＬＤ法によりＴｉＮ膜を成膜する装置として構成されている。
成膜装置は、基板であるウエハＷに成膜処理が行われる処理容器１を備え、処理容器１内には、ウエハＷを載置するための載置台２が設けられている。処理容器１は、例えばアルミニウムにより構成された、平面形状が概ね円形の真空容器で構成される。処理容器１の側面には、ウエハＷの受け渡しを行うための搬入出口１１が設けられ、搬入出口１１には搬入出口１１を開閉するゲートバルブ１２が設けられている。
前記搬入出口１１よりも上部側の位置には、例えばアルミニウムからなり、縦断面形状が角形のダクトを円環状に湾曲させて構成された排気ダクト４が、処理容器１の本体を構成する側壁の上に積み重なるように設けられている。排気ダクト４の内周面側には周方向に沿って処理容器１内に向けて開口する開口部４７が形成されており、後述する処理空間３０から流れ出たガスは開口部４７を介して排気ダクト４内に排気される。排気ダクト４の外壁面には第１の排気口４１が開口しており、第１の排気口４１には、排気管４２が接続されている。排気管４２は、第１の排気口４１側から圧力調整部４３、第１の排気バルブ４４が介設され、真空排気ポンプ４０に接続されている。この第１の排気口４１、排気管４２、圧力調整部４３、第１の排気バルブ４４及び真空排気ポンプ４０は第１の真空排気部５に相当する。
処理容器１の底面には、第２の排気口１４が開口し、第２の排気口１４には排気管１５が接続されている。排気管１５は、第２の排気口１４側から圧力調整部１６、第２の排気バルブ１７が介設され、真空排気機構である真空排気ポンプ４０に接続されている。第２の排気口１４、排気管１５、圧力調整部１６、第２の排気バルブ１７及び真空排気ポンプ４０は、第２の真空排気部６に相当する。第１の真空排気部５及び第２の真空排気部６は真空排気ポンプ４０を共用している。
処理容器１内には、排気ダクト４の内側の位置に載置台２が配置される。載置台２は、例えばアルミニウム等の金属からなる円板状に形成され、載置台２の内部にはウエハＷを例えば３５０℃〜４５０℃の成膜温度に加熱するためのヒータ２１が埋設されている。載置台２は載置台２の側周面との間に隙間を介して、この側周面を側方から囲む環状のカバー部材２０を備えている。カバー部材２０は例えばアルミナなどからなり、上下端が開口する扁平な円筒形状に形成されると共に、筒状の上端部が周方向に亘って内側に向かって屈曲しており、当該屈曲した部分が載置台２の周縁部に固定されている。
載置台２の下面側中央部には、処理容器１の底面に設けられた開口部１３を貫通し上下方向に伸びる昇降軸２３を介して、昇降機構２４が接続されている。処理容器１の下方側における昇降軸２３の周囲には、昇降軸２３と一体的に昇降する昇降板２５が設けられている。開口部１３の口縁部と、昇降板２５との間には、処理容器１の雰囲気を外部と区画し、昇降板２５の昇降に伴い伸縮するベローズ２６が昇降軸２３の周囲を下方から覆うように設けられている。載置台２は昇降機構２４により昇降し、ウエハＷに処理ガスを供給して成膜処理を行う際には、図１中に実線で示した処理位置に移動する。そして、載置台２は、外部の搬送機構との間でウエハＷの受け渡しを行う際には、処理位置から図１に鎖線で示す搬入出位置である下降位置まで下降する。
載置台２には、載置台２を厚さ方向に貫通し、載置台２の中心部に対して、周方向等間隔に３か所の貫通孔２２が設けられている。また処理容器１の底部側には、３本の支持ピン２７が処理容器１の外部に設けられた昇降機構２８により昇降自在に設けられている。これら支持ピン２７は、載置台２が搬入出位置に設定されているときに各貫通孔２２から載置台２の上面に突没するように設けられている。支持ピン２７の下部側は処理容器１を気密にするためのベローズ２９により覆われている。
天板部３の下面（載置台２と向き合う面）の中央部には、互いに横方向に隣接して並ぶガス供給口３４、３５が開口し、当該下面はガス供給口３４、３５から外周側に向かって低くなるように傾斜面として形成されている。この傾斜面の更に外側には、平坦な平坦部３３が全周に亘って形成されている。平坦部３３は、載置台２を処理位置まで上昇させたときに載置台２のカバー部材２０の上面との間に隙間を介して対向するように配置されている。天板部３の下面と載置台２の上面とによって囲まれた概ね扁平な円錐状の空間は、ウエハＷに対して成膜が行われる処理空間３０となる。
また載置台２の周囲には排気ダクト４と載置台２との間の隙間を埋めるようにカバー部材２０との間に、載置台２の昇降に支障のない程度の隙間、例えば１ｍｍの隙間を介して区画部材４５が設けられている。区画部材４５は、例えばアルミニウムにより形成されたリング状の部材であって、カバー部材２０の側周面を隙間を介して囲むように設けられた筒状部４６を備えている。この区画部材４５により、処理容器１の内部は、載置台２が処理位置に上昇したときに上側の処理空間３０を含む空間と下側の下部空間１０とに区画される。このため成膜処理を行う際には、処理空間３０内の雰囲気は、平坦部３３とカバー部材２０の上面との隙間から排気され、区画部材４５の上面側を流れて、排気ダクト４から排気される。
天板部３の下面のガス供給口３４は、処理空間３０内にＮＨ３ガス、あるいは不活性ガス、例えばＮ２（窒素）ガスを供給するためのガス供給路３１の下流端に形成されている。またガス供給口３５は、処理空間３０内にＴｉＣｌ４ガス、あるいはＮ２ガスを供給するためのガス供給路３２の下流端に形成されている。ガス供給路３１、３２は、天板部３の中央部を上下方向に貫通している。これらガス供給口３４、３５の下方側には、ガス供給路３１、３２から供給された処理ガスを衝突させて、処理空間３０内に分散させるための分散板３６が例えば水平に設けられている。
一方のガス供給路３１の上流側には、ＮＨ３ガス供給管５１を介してＮＨ３ガス供給源５２が接続されると共に、ＮＨ３ガス供給管５１の途中から分岐したＮ２ガス供給管５５を介してＮ２ガス供給源５０が接続されている。また他方のガス供給路３２の上流側には、ＴｉＣｌ４供給管６１を介して、ＴｉＣｌ４ガス供給源６２が接続されると共に、ＴｉＣｌ４供給管６１の途中から分岐したＮ２ガス供給管６５を介してＮ２ガス供給源５０が接続されている。
ＮＨ３ガス供給管５１における分岐点の上流側と、Ｎ２ガス供給管５５と、ＴｉＣｌ４供給管６１における分岐点の上流側と、Ｎ２ガス供給管６５とには、夫々バルブ（５４、５７、６４、６７）及び流量調整部（５３、５６、６３、６６）が設けられている。ガス供給口３４、３５から上流側の部位は、この例では処理ガスを供給するガス供給部に相当する。なおＮＨ３ガス供給管５１及びＴｉＣｌ４供給管６１は、共にＮ２ガスのみの供給も行うが、説明の便宜上、明細書中では、ＮＨ３ガス供給管５１、ＴｉＣｌ４供給管６１と記載する。
ＮＨ３ガス供給管５１における分岐点の上流側と、Ｎ２ガス供給管５５と、ＴｉＣｌ４供給管６１における分岐点の上流側と、Ｎ２ガス供給管６５とには、夫々バルブ（５４、５７、６４、６７）及び流量調整部（５３、５６、６３、６６）が設けられている。ガス供給口３４、３５から上流側の部位は、この例では処理ガスを供給するガス供給部に相当する。なおＮＨ３ガス供給管５１及びＴｉＣｌ４供給管６１は、共にＮ２ガスのみの供給も行うが、説明の便宜上、明細書中では、ＮＨ３ガス供給管５１、ＴｉＣｌ４供給管６１と記載する。
また処理容器１の側壁内や天板部３の内部には、図示しないヒータなどの昇温機構が設けられており、天板部３及び処理容器１の内面の温度が例えば１５０℃に設定されている。これにより例えば処理容器１の内部において、処理ガスの反応による例えば塩化アンモニウムなどのパーティクル源となる副生成物の析出を抑制できる。
成膜装置は制御部９を備えている。この制御部は例えばコンピュータからなり、プログラムメモリ、ＣＰＵを備えている。プログラムは後述の作用説明における一連の動作を実行するようにステップ群が組み込まれており、プログラムに従って、処理空間３０への処理ガスである原料ガス及びＮ２ガスの供給、第１の真空排気部５及び第２の真空排気部６による排気、載置台２の昇降を行う。このプログラムは、コンピュータ記憶媒体、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、光磁気ディスク等に収納され制御部にインストールされる。
続いて第１の実施の形態に成膜装置の作用について説明する。まず図２のステップＳ１に示すように、例えば第１の排気バルブ４４を閉じて第１の真空排気部５による排気を停止し、かつ第２の排気バルブ１７を開いて、第２の真空排気部６の排気を行っている状態でゲートバルブ１２を開き、図示しない真空搬送室内の搬送機構により、ウエハＷを処理容器１内に搬入する。そして支持ピン２７を載置台２の貫通孔２２内を上昇させて搬送機構に保持されているウエハＷを突き上げ、搬送機構が退避してから支持ピン２７を下降させて下方位置（搬入出位置）にある載置台２上に載置する。ゲートバルブ１２は搬送機構が退避したのち閉じられる。図３はこの状態を示している。
次いで図２のステップＳ２に示すように載置台２を図１中実線で示した処理位置まで上昇させ、続いて第１の排気バルブ４４を開いて第１の真空排気部５による排気を行うと共に第２の排気バルブ１７を閉じて、第２の真空排気部６からの排気を停止する。載置台２の上昇により、載置台２と天板部３の下面とで挟まれた処理空間３０が形成されると共に、載置台２と区画部材４５とにより処理容器１内が処理空間３０を含む上部空間と下部空間１０とに区画される。図４は載置台２が処理位置に上昇した状態を示している。
ウエハＷは載置台２に載置されるとヒータ２１により加熱されて昇温し、プロセス温度、例えば３５０℃まで加熱された後、成膜処理が開始される。従って載置台２が処理位置まで上昇した時点でウエハＷがプロセス温度に達していない場合には、当該時点から設定した時間経過後に図２のステップＳ３で示す成膜処理が開始される。この例では成膜処理はＡＬＤ法により行われ、処理空間３０の圧力を例えば４００Ｐａに調整した後、処理空間３０内に処理ガスが供給される。即ち、原料ガスであるＴｉＣｌ４ガス→雰囲気の置換ガスであるＮ２ガス→反応ガスであるＮＨ３ガス→Ｎ２ガスの一連のガス供給操作を１サイクルとして予め設定したサイクル数だけ繰り返す。これによりウエハＷ上にＴｉＣｌ４ガスが吸着され、次にＴｉＣｌ４ガスがＮＨ３ガスと反応してＴｉＮの分子層が生成され、順次ＴｉＮの分子層が積層されてＴｉＮ膜が成膜される。
排気ダクト４の開口部４７に臨む環状の領域と処理空間３０との間は平坦部３３の下方側の狭い隙間として形成され、また当該環状の領域と載置台２の下部空間１０とは、区画部材４５により区画されている（詳しくはカバー部材２０と筒状部４６との間が狭くなっている）。そして成膜処理中（プロセス中）においては、処理空間３０にガスが供給されているため、載置台２の上方側の処理空間３０の圧力が載置台２の下方側の下部空間１０の圧力よりも高くなっている。従って圧力の大小関係は、処理空間３０＞載置台２の下部空間１０＞天板部３の周囲の空間となり、処理空間３０に供給されたガスは、排気ダクト４内に流入し、また下部空間１０側の雰囲気が処理空間に入り込むことが抑えられている。
この時処理容器１内においては、真空雰囲気であることに加え、塩化アンモニウムなどの副生成物の析出を抑制するために側壁内に設けられたヒータにより加熱されているため、処理容器１の内壁やシール材であるＯリングに吸着している水分が雰囲気中に離脱する。処理空間３０側においては、第１の真空排気部５から排気を行っているため、雰囲気中に離脱した水分は速やかに排気されるが、下部空間１０側は、区画部材４５により排気ダクト４に臨む領域から区画されているため、第１の真空排気部５からほとんど排気されず、雰囲気中に水分が徐々に溜まっていく。
成膜処理が終了した後、ステップＳ４に示すように第１の排気バルブ４４を閉じて、第１の真空排気部５からの排気を停止するとともに、第２の排気バルブ１７を開き第２の真空排気部６からの排気を開始する。成膜処理の最後の段階で、処理空間３０内に残っているＮＨ３ガスを排気するためにＮ２ガスを供給するが、その後は流量を小さくしてＮ２ガスを流し続ける。このため、処理空間３０、及び排気ダクト４の開口部４７に臨む環状の領域は、Ｎ２ガスの流入により、下部空間１０よりも圧力が高くなっていく。一方、既述のように下部空間１０に離脱した水分は、第２の真空排気部６により排気されていく。図５は、この段階の成膜装置を示している。そして、ステップＳ５に示すように下部空間１０から水分が十分に排気された後、載置台２を下降位置まで下降させる。載置台２を下降させるタイミングは、例えば事前に下部空間１０の水分量を監視して、第２の真空排気部６の排気開始からの適切な時間を把握しておくことにより決定できる。この場合には、例えば第２の真空排気部６の排気開始時点から例えばタイマーを動作させて、設定時間経過後に載置台２を下降させるようにすればよい。
載置台２を下降させると、ウエハＷの表面が下部空間１０に曝されるが、載置台２の上部側からウエハＷの表面に向けてＮ２ガスが流れ込むとともに、下部空間１０の下方に設けた第２の真空排気部６から排気を行っているため、図６に示すようにウエハＷの上方側からウエハＷの表面に沿って流れて、載置台２の外側に向かう気流が形成される。この気流により、ウエハＷの表面が下部空間１０の雰囲気に曝されることが抑制される。載置台２が下降位置（図３参照）まで下降した後で、ウエハＷの搬入時と逆の動作でウエハＷが処理容器１から搬出される。
第２の真空排気部６を設けずに、ＴｉＮ膜を成膜した後、第１の真空排気部５から排気を行った状態で、載置台２を下降させた場合について比較例として述べる。ＴｉＮ膜を成膜した後の圧力の大小関係は、処理空間３０＞載置台２の下部空間１０＞天板部３の周囲の空間となっている。そのため載置台２が下降して、カバー部材２０と区画部材４５との隙間が広がった時に、図７に示すように、処理空間３０に供給されるＮ２ガスが排気ダクト４に流れて第１の真空排気部５から排気されると共に、当該隙間から下部空間１０側の雰囲気が載置台２の上方側へと流れ込み排気ダクト４に向かって流れる。下部空間１０側の雰囲気には、成膜処理の間に水分が溜まっており、下部空間１０の雰囲気が載置台２の上方側へと流れ込む際に、ＴｉＮ膜を成膜したウエハＷが水分を含んだ雰囲気に曝される。この時未反応のＴｉＣｌ４がウエハＷの表面に残っていると、ＴｉＣｌ４が酸化されて、ウエハＷ上にＴｉＯ２（酸化チタン）が生成される。
上述の実施の形態では、ステップＳ４において、第２の真空排気部６により、下部空間１０の雰囲気を排気することで下部空間１０側の雰囲気に含まれる水分が除去されている。そのためステップＳ５において、載置台２を下降させたときに、ＴｉＮ膜が成膜されたウエハＷの表面が下部空間１０側の雰囲気に曝された場合にも、水分と残存したＴｉＣｌ４との反応によるＴｉＯ２膜の成膜が抑制される。さらにウエハＷの表面に向けてＮ２ガスを供給するとともに、下部空間１０の下方に設けた第２の真空排気部６から排気を行っているため、図６に示すようにウエハＷの上方側から、ウエハＷの表面を流れて、下部空間１０の載置台２の周縁から外側に向かう気流が形成される。そのため下部空間１０に溜まっていた雰囲気のウエハＷの表面側への流れ込みが抑制され、水分と残存したＴｉＣｌ４との反応によるＴｉＯ２膜の成膜がさらに抑制される。従ってＴｉＮ膜が成膜されたウエハＷの表面の酸化を抑制することができる。
上述の実施の形態によれば、真空雰囲気とされた処理容器１内にて、ウエハＷを載置する載置台２を、処理空間３０を形成する上昇位置（処理位置）とウエハＷの搬入出を行う下方位置との間で昇降自在に構成し、処理空間３０と載置台２の下部側の下部空間１０とが区切られるように構成している。そして第１の真空排気部５により処理空間３０を排気しながら処理ガスによりウエハＷに成膜処理を行い、その後第２の真空排気部６により下部空間１０の排気を行ってから、載置台２を下方位置まで下降させている。従って、処理容器１の内壁やＯリングなどから下部側の空間に水分が離脱してもその水分が排気されるので、ＴｉＮ膜の成膜後のウエハＷの表面が水分により酸化されることが抑えられる。また載置台２を下降させる前に第１の真空排気部５の排気を停止して、ウエハＷの表面に向けて窒素ガスを供給するため、ウエハＷの上方側から、ウエハＷの表面を流れて、下部空間１０の載置台２の周縁から外側に向かう気流が形成される。そのため下部空間１０に溜まっていた雰囲気のウエハＷの表面側への流れ込みが抑制され、水分と残存したＴｉＣｌ４との反応によるＴｉＯ２の生成がさらに抑制される。
上述の第１の実施形態の変形例について以下に列挙する。
第１の真空排気部５及び第２の真空排気部６は、別々の真空排気機構を用いてもよい。
処理容器１に対してウエハＷを搬入あるいは搬出するときには、第１の真空排気部５及び第２の真空排気部６の両方で排気を行ってもよいし、あるいは第１の真空排気部５だけで排気を行ってもよい。
下部空間１０側にパージガス例えばＮ２ガスの供給機構を設け、ウエハＷの搬入から成膜処理を行うまで、下部空間１０側からＮ２ガスを供給してもよい。
載置台２を処理位置に設定し、第１の真空排気部５により排気を行いながらウエハＷに対して成膜処理を行っているときに、第２の真空排気部６から排気を行ってもよい。この場合には、第２の真空排気部６の流量を第１の真空排気部５の排気流量よりも小さくすることが好ましい。
成膜処理を終了した後、載置台２を処理位置から下降させる前に第２の真空排気部６にて下部空間１０の排気を行う場合、第１の真空排気部５から排気を行うようにしてもよい。この場合には、第１の真空排気部５の流量を第２の真空排気部６の排気流量よりも小さくすることが好ましい。
載置台２を処理位置に設定したときに、処理空間３０と排気ダクト４の開口部に臨む領域とを含む載置台２の上方側空間が下部空間１０と気密に区画される構造であってもよい。
成膜処理は、ＡＬＤに限らずＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）であってもよい。
なお本明細書では、第１の真空排気部５あるいは第２の真空排気部６の「排気を停止する（あるいは「止める」）」とは、微量に排気しているが、排気を止めていることと実質変わらない状態も含まれる。
第１の真空排気部５及び第２の真空排気部６は、別々の真空排気機構を用いてもよい。
処理容器１に対してウエハＷを搬入あるいは搬出するときには、第１の真空排気部５及び第２の真空排気部６の両方で排気を行ってもよいし、あるいは第１の真空排気部５だけで排気を行ってもよい。
下部空間１０側にパージガス例えばＮ２ガスの供給機構を設け、ウエハＷの搬入から成膜処理を行うまで、下部空間１０側からＮ２ガスを供給してもよい。
載置台２を処理位置に設定し、第１の真空排気部５により排気を行いながらウエハＷに対して成膜処理を行っているときに、第２の真空排気部６から排気を行ってもよい。この場合には、第２の真空排気部６の流量を第１の真空排気部５の排気流量よりも小さくすることが好ましい。
成膜処理を終了した後、載置台２を処理位置から下降させる前に第２の真空排気部６にて下部空間１０の排気を行う場合、第１の真空排気部５から排気を行うようにしてもよい。この場合には、第１の真空排気部５の流量を第２の真空排気部６の排気流量よりも小さくすることが好ましい。
載置台２を処理位置に設定したときに、処理空間３０と排気ダクト４の開口部に臨む領域とを含む載置台２の上方側空間が下部空間１０と気密に区画される構造であってもよい。
成膜処理は、ＡＬＤに限らずＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）であってもよい。
なお本明細書では、第１の真空排気部５あるいは第２の真空排気部６の「排気を停止する（あるいは「止める」）」とは、微量に排気しているが、排気を止めていることと実質変わらない状態も含まれる。
[第２の実施の形態]
本発明の第２の実施の形態に係る成膜装置は、図８に示すように搬入出口１１及びゲートバルブ１２を介して接続された真空搬送室を構成する真空容器７０の排気部を利用するものである。従って処理容器１を含む成膜装置本体の構成は、処理容器１に第２の真空排気部６を設けていないことを除いて、図１に示す第１の実施形態と同じである。真空容器７０の底部には、第２の排気口７１が開口し、第２の排気口７１には、排気管７２が接続されている。排気管７２には、第２の排気口７１側から圧力調整部７３、第２の排気バルブ７４が介設され、真空排気機構である真空ポンプ７６に接続されている。真空容器７０内には、処理容器１内にウエハＷを搬入するための搬送機構である搬送アーム７５が設けられる。この例では第２の排気口７１、排気管７２、圧力調整部７３、第２の排気バルブ７４及び真空ポンプ７６は、真空容器７０内を排気する排気部と、処理容器１内の下部空間１０を排気する第２の真空排気部６とを兼用する。
本発明の第２の実施の形態に係る成膜装置は、図８に示すように搬入出口１１及びゲートバルブ１２を介して接続された真空搬送室を構成する真空容器７０の排気部を利用するものである。従って処理容器１を含む成膜装置本体の構成は、処理容器１に第２の真空排気部６を設けていないことを除いて、図１に示す第１の実施形態と同じである。真空容器７０の底部には、第２の排気口７１が開口し、第２の排気口７１には、排気管７２が接続されている。排気管７２には、第２の排気口７１側から圧力調整部７３、第２の排気バルブ７４が介設され、真空排気機構である真空ポンプ７６に接続されている。真空容器７０内には、処理容器１内にウエハＷを搬入するための搬送機構である搬送アーム７５が設けられる。この例では第２の排気口７１、排気管７２、圧力調整部７３、第２の排気バルブ７４及び真空ポンプ７６は、真空容器７０内を排気する排気部と、処理容器１内の下部空間１０を排気する第２の真空排気部６とを兼用する。
このように構成した場合には、ウエハＷに対して成膜処理が終了すると、第１の排気バルブ４４を閉めるとともに、ゲートバルブ１２が開かれるが、その前に真空容器７０内の圧力が処理容器１内の圧力よりも低くなるように、例えば圧力調整部７３により圧力調整される。なお真空容器７０内の処理容器１内圧力よりも常時低く設定されている場合には、そのままゲートバルブ１２が開かれる。第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
１ 処理容器
２ 載置台
３ 天板部
４ 排気ダクト
５ 第１の真空排気部
６ 第２の真空排気部
１０ 下部空間
１１ 搬入出口
１４、７２ 第２の排気口
２８ 昇降機構
３０ 処理空間
４０ 真空排気ポンプ
４１ 第１の排気口
４５ 区画部材
５０ Ｎ２ガス供給源
５５、６５ Ｎ２ガス供給管
７０ 真空容器
２ 載置台
３ 天板部
４ 排気ダクト
５ 第１の真空排気部
６ 第２の真空排気部
１０ 下部空間
１１ 搬入出口
１４、７２ 第２の排気口
２８ 昇降機構
３０ 処理空間
４０ 真空排気ポンプ
４１ 第１の排気口
４５ 区画部材
５０ Ｎ２ガス供給源
５５、６５ Ｎ２ガス供給管
７０ 真空容器
Claims (8)
- 真空雰囲気とされた処理容器内にて基板に対して処理ガスを供給して成膜処理を行う成膜装置において、
前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
前記載置台を、基板を処理する処理空間を形成する処理位置と基板を処理容器内に対して搬入出するための下方位置との間で昇降させるための昇降機構と、
前記処理空間に処理ガスを供給するための処理ガス供給部と、
前記処理位置にある載置台を囲み、処理空間と載置台の下部側の下部空間とを区画するための区画部材と、
前記処理空間を排気するための第１の真空排気部と、
前記下部空間を排気するための第２の真空排気部と、
前記処理空間にパージガスを供給するパージガス供給部と、
前記第１の真空排気部により排気を行いながら処理位置にある載置台上の基板に対して成膜処理を行うステップと、次いで前記第２の真空排気部により排気を行うステップと、その後、前記第２の真空排気部により排気を行い、処理空間側からパージガスを供給しながら前記載置台を下方位置まで下降させるステップと、を実行するための制御部と、を備えたことを特徴とする成膜装置。 - 前記成膜処理を行うステップは、第２の真空排気部の排気を停止した状態で行われることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
- 前記成膜処理後に第２の真空排気部により排気を行うステップは、第１の真空排気部の排気を停止した状態で行われることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
- 前記処理容器には、真空排気部を備えた真空搬送室が基板の搬送口を介して気密に接続され、
前記真空搬送室の真空排気部は、第２の真空排気部を兼用し、
前記第２の真空排気部により排気を行うステップは、前記基板の搬送口を開いた状態で行われ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。 - 前記処理ガス供給部は、ハロゲン化合物を供給する供給部を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の成膜装置。
- 真空雰囲気とされた処理容器内にて基板に対して処理ガスを供給して成膜処理を行う成膜方法において、
前記基板を処理容器内に搬入し、下方位置に設定された載置台に載置する工程と、
次いで前記載置台を上昇させて、載置台の上方側の処理空間と載置台の下部側の下部空間とを区画した状態で、第１の排気部により当該処理空間を排気しながら、前記処理空間に処理ガスを供給して基板に対して成膜処理を行う工程と、
その後、前記下部空間を第２の真空排気部により排気する工程と、
続いて第２の真空排気部により排気を行い、処理空間側からパージガスを供給しながら前記載置台を下方位置まで下降させる工程と、
次に前記載置台上の基板を処理容器から搬出する工程と、を含むことを特徴とする成膜方法。 - 前記処理容器には、真空排気部を備えた真空搬送室が基板の搬送口を介して気密に接続され、
前記下部空間の排気を行う工程は、前記基板の搬送口を開いた状態で前記真空排気部により排気する工程であることを特徴とする請求項６に記載の成膜方法。 - 真空雰囲気とされた処理容器内にて基板に対して処理ガスを供給して成膜処理を行う成膜装置に用いられるコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、請求項６または７に記載の成膜方法を実行するようにステップ群が組み込まれていることを特徴とする記憶媒体。
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