TW201016887A - Film deposition apparatus, film deposition method, and storage medium - Google Patents

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201016887 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種將會相互反應的至少2種反應 氣體依序供給至基板表面並藉由複數次地實施如此的 供給循環來堆積多數層之反應生成物層以形成一薄膜 的成膜裝置、成膜方法及容納有用以實施該方法之電腦 程式的記憶媒體。 【先前技術】 半導體製程中，已知ALD ( Atomic Layer Deposition)或 MLD (Molecular Layer Deposition)之 成膜方法，其係於真空氣氛下，使第1反應氣體吸附於 半導體晶圓（以下稱作「晶圓」）等基板之表面，其次 使第2反應氣體亦吸附於晶圓表面，而於晶圓表面上藉 由該兩種氣體之反應來形成1層抑或複數層之原子層 或分子層，再藉由反覆地進行複數次如此氣體的交互吸 附，便可於晶圓上堆積一膜。此種作法，係具有可由交 互供給氣體的次數來高精確地控制其膜厚，且堆積而成 之膜的面均勻性良好等優點。因此，據信該堆積方法係 一種可對應半導體元件之薄膜化最有潛力之成膜作法。 3亥成膜方法可適用於堆積一使用於例如閘極氧化 膜的高介電體膜。於形成矽氧化膜（Si〇2膜）時，第1 反應氣體（原料氣體）係可使用例如二(特丁胺基)石夕烧 (以下稱作「BTBAS」）氣體等，而第2反應氣體（氧 201016887 化氣體）則可使用臭氧氣體等。 為了實施該成膜方法，係考慮使用一具有真空容器 與位於該真空容器中央上部之淋氣頭的枚葉式成膜裝 置及使用該成膜裝置的成膜方法。該成膜裝置係自基板 中央部上方侧供給一反應氣體，再從處理容器底部將未 反應之反應氣體及反應副生成物排出。使用該等成膜裝 置時，因為以沖洗氣體來沖洗該反應氣體需花費較長時 間，且該循環次數亦可能高達例如數百次，結果使得成 膜時間變得極度冗長。因此’急需一種能實現高產 成膜裝置及方法。 由於前述之原因，為了進行ALD或MLD則考慮一 種將複數牧基板排列設置於真空容器内之迴轉台的迴 轉方向上以進行成膜處理的裝置。具體說明，該成祺= 置係具有：相互遠離地設置於例如真空容器内迴轉台之 迴轉方向上，並供給對應之反應氣體的複數個處二區 域；以及位於迴轉方向的處理區域與處理區域之間的區 域内，且為了分離該等處理區域的氣氛而供給有 體的分離區域。 離軋 成膜處理時，自分離氣體供給機構供給分離氣體， β亥为離氣體係擴散至迴轉台上迴轉方向之兩侧而形成 一用以阻止分離區域内之各反應氣體相互混合的分離 空間。接著，將供給至處理區域之反應氣體與例如擴散 至遠迴轉方向兩侧之分離氣體一起從設置於真空容器 内之排氣口排出。如此地，分別於該處理區域内供給^ 201016887 ^氣體並於分離區域⑽給分離氣體，另—方面 =轉f而使得載置於該台上之晶圓反覆交互地：動 動至：動至其他處理區域、再從其他處理區域移 動以一個處理區域，藉以進行⑽或mld處理― 且 成膜裝置中’如前述般之處理氣氛係無需切換氣體，以 可使複數牧基板同時成膜，故預期可獲得較高的產能 然而’該成膜裝置中’如前述般當各反應氣體流入 Ο 分離區域内麵料反應氣體相廷合時，便會變得無 法於晶圓上形成薄膜’抑或使膜厚不均勻而無法進行正 常之成膜處理’故為了確實地_分雜域巾各反應氣 體相互混合’則必須以較高流速來供給該分離氣體。為 此，雖然可考慮加大分離氣體之流量，但是當分離氣體 之流量變大時，可能會使得該分離氣體流入處理區域内 並稀釋該反應氣體，而使得成膜效率低落。為了預防前 述問題，雖然可考慮加大排氣口的氣體排氣量，但是如 〇 此一來會加重連接至排氣口之排氣泵等真空排氣機構 的負擔。 後述專利文獻1係揭露一種形成有扁平圓筒狀之 處理室的沉積裝置。該處理室分割為兩個半圓形區域。 各區域係具有設置於各區域上部處並圍繞該區域的排 氣通道。又，於處理室的該兩區域之間係沿著處理室之 直徑而設置有用以導入分離氣體的氣體注入口。藉由該 等結構’能將相異之反應氣體供給至各區域内，並使得 各別之排氣通道能更順暢地進行排氣，同時轉動該迴轉 6 201016887 台而使得載置於迴轉台之晶圓可交互地通過該兩區域。 又，專利文獻2係記載一種於晶圓持定組件（迴轉 台）上沿著迴轉方向而等間距地設置有4枚晶圓，另一 方面，於晶圓持定組件之對向處則沿著迴轉方向而等間 距地設置有第1反應氣體喷嘴及第2反應氣體喷嘴，且 於該等喷嘴之間設置有分離氣體喷嘴，並水平地旋轉該 晶圓持定組件以進行成膜處理的裝置結構。 但是該等專利文獻之成膜裝置中，皆未開示有可減 少分離氣體之供給量的結構，故仍無法解決前述之問 題。 再者，專利文獻3 (專利文獻4、5)則揭露一種使 複數氣體交互吸附於目標物（晶圓）上，並可適用於原 子層CVD的成膜裝置。該裝置中，不斷地自上方將來 源氣體與沖洗氣體供給至晶座，並使得固定有晶圓的該 晶座旋轉。該文獻之段落0023〜0025中記載有一自處理 室中心朝半徑方向延伸的分隔壁，以及一形成於該分隔 壁底部並用以供給來源氣體或沖洗氣體的氣體喷出 孔。又，將用作沖洗氣體之惰性氣體自氣體喷出孔喷出 以形成一氣幕（gas curtain )。但是，該文獻亦未開示減 少沖洗氣體之流量的方法。 (專利文獻1)美國專利第7,153,542號公報：第6A 圖、第6B圖。 (專利文獻2)日本特開第2001-254181號公報：第1 圖及第2圖。 201016887 (專利文獻3)日本特開第2〇〇7_247〇66號公報：段 落0023〜0025、0058、第12圖及第18圖 (專利文獻4)美國專利公開第2〇〇7_2187〇1號公報 (專利文獻5)美國專利公開第2〇〇7_2187〇2號公鼓 【發明内容】 本發明係根據前述問題，提供一種在真空容器内於 基板表面依序供給會相互反應之複數種反應氣體而層 積多數層之反應生成物層來形成一薄膜的成膜裝置、成⑬ 膜方法及收納有實施該方法之電腦程式的記憶媒體，其 中該成膜裝置係能減少供給至分離區域之分離氣體的 使用量，該分離氣體係用來分離沿著載置有基板之迴轉 台圓周方向所設置的供給有第丨反應氣體之第丨處理區 域中的氣氛，以及供給有第2反應氣體之第2處理區域 中的氣氛。 一 本發明之第1樣態係提供一種於真空容器内將會 相互反應的至少2種反應氣體依序供給至基板之表面❹ 並藉由實施如此的供給循環而堆積多數層之反應生成 物層來形成一薄膜的成膜裝置。該成膜裝置具備有：設 置於該真空容器内並包含用以載置一基板的基板載置 區域之迴轉台；朝該迴轉台之基板載置區域侧之一面供 給第1反應氣體之第1反應氣體供給機構；遠離該第1 反應氣體供給機構而設置在該迴轉台之圓周方向並朝 該迴轉台之基板載置區域側之一面供給第2反應氣體 8 201016887 之第2反應氣體供給機構；將供給有第〗反應氣體的第 ^處、理區域與供給有第2反應氣體的第2處理區域之氣 ，分離而位於該圓周方向之該第1處理區域與第2處理 ^域間之分離區域；供給擴散至該分離區域兩側的第1 =離氣體之分離氣體供給機構；將供給至該分離氣體供 ，機構的第1分離氣體加熱之第丨加熱部；將供給至該 迖，台之該第1反應氣體、該第2反應氣體及該第i分 ® 離氣體排出的排氣口；以及為了在該基板堆積一薄膜而 將該第1反應氣體、該第2反應氣體及該第丨分離氣體 供給至該迴轉台時，讓該迴轉台相對於該第1處理區 域、該第2處理區域及該分離區域沿該圓周方向迴轉之 驅動部 本發明之第2樣態係提供一種於真空容器内將會 反應的至少2種反應氣體依序供給至基板之表面 $错由實施如此的供給循環而堆積多數層之反應生成 Q 層來H薄膜的成膜方法。該成膜方法包含有：將 土板幾乎水平地載置於真空容器内的迴轉台之步驟；自 第1反應氣體供給機構朝該迴轉台之基板載置區域侧 之面供給第1反應氣體之步驟；自遠離該迴轉台之圓 周方向而设置之第2反應氣體供給機構朝該迴轉台之 基板載置區域侧之-面供給第2反應氣體之步驟；自設 置於為了將該圓周方向中供給有第i反應氣體的第U 理區域與供給有第2反應氣體的第2處理區域之氣氛分 離而位於該第1處理區域與第2處理區域間的分離區域 9 201016887 之分離氣體供給機構供給第1分離氣體之步驟；將供給 至該分離氣體供給機構的第丨分離氣體加熱之步驟；為 了在該基板堆積該薄膜而將該第丨反應氣體、該第2反 應氣體及該分離氣體供給至該迴轉台時，讓該迴轉台相 對於該第1處理區域、該第2處理區域及該 儿 該圓周方向迴轉之步驟；以及透過職口將供給至該$ 轉台之該第1反應氣體、該第2反應氣體及 氣體排出之步驟。 本發明之第3樣態係提供一種記憶媒體，复係容納〇 有-可用於將會相互反應的至少2種反應氣體依序供 給至基板之表面並藉由實施該供給循環而堆積多數 之反應生成物層來形成一薄膜之成膜裝置的程 式係包含有用以實施前述成膜方法所組成之步^群二 【實施方式】 〇 依本發明之實施形態，因為分離氣體受加_ 以較快之流速供給至真空容器⑽迴轉台 ^ 分離氣體之使用量。 J减^該 以下’參考所添社圖絲綱―非㈣ 明之實施形態範例。所添附之所有圖式中，疋本發 相對應之組件或部件標示相同或相對應之符號=同或 重複之說明。又，圖式之目的並非顯示組件株，略 的相對比例，因此，具體之尺寸應㈣悉 p 後述之非用以限定的實施形態來決定。 I考參照 201016887 本發明實施形態之成膜裝置係表示於第1圖。第1 圖係成膜裝置1沿著後述分離氣體喷嘴41、42之延伸 方向的剖面圖，亦即沿第3圖中Ι-Γ線的剖面圖。如圖 所示，成膜裝置具備有：具有約略呈圓形之平面形狀的 扁平真空容器1;設置於該真空容器1内且具有以真空 容器1之中心為迴轉中心的迴轉台2。真空容器1的頂 板11為一可自容器本體12分離的結構。當内部保持於 減壓狀態時，頂板11係透過例如0型環13的密封組件 朝向容器本體12 —侧擠壓，故能更確實地保持與真空 容器1之間的氣密。另一方面，將頂板11自容器本體 12處分離時，則可藉由圖中未顯示的驅動機構使頂板 11朝上方抬起。 迴轉台2係固定於真空容器約略中心部處的圓筒 形狀轴心部21。軸心部21固定於朝鉛直方向延伸之迴 轉軸22的上端。迴轉轴22係貫通該容器本體12之底 面部14，且其下端安裝至一可讓迴轉軸22於鉛直轴旋 轉的驅動部23，且本範例中係為順時針方向旋轉。迴 轉軸22及驅動部23係收納於一在上方面具有開口的筒 狀殼體20内。該殼體20之上方面具有一突緣部分，並 可藉由該突緣部分氣密地安裝至真空容器1底面部14 的下方面。 如第2圖及第3圖所示，迴轉台2之表面部處係設 置有基板載置區域之圓形狀凹部24以沿著迴轉方向 (圓周方向）載置例如5枚之複數枚基板晶圓，該凹部 11 201016887 24係形成有較晶圓直徑稍大的直徑以將晶圓定位，並 使得該晶圓不會因伴隨迴轉台2迴轉所產生之離心力 而飛離迴轉台2。為了方便故於第3圖中僅於1個凹部 24處描繪有晶圓W。 第4A圖及第4B圖係沿著迴轉台2之同心圓剖開 的展開圖《如第4A圖所示’係形成有一將晶圓載置於 凹部24時’可使得該晶圓表面與迴轉台2表面（未載 置有晶圓之區域）之高度差約略為零的凹部24。藉此， 可抑制因晶圓表面與迴轉台2表面之間的高度差所產 生的壓力變動，以維持膜厚之面均勻性。 又’如第2圖、第3圖及第5圖所示，於真空容器 1之侧壁形成有一用以於外部之搬送手臂1〇與迴轉台2 之間進行晶圓遞送的搬送口 15，該搬送口 15係藉由圖 中未顯不之閘閥來進行開閉。又，當迴轉台2中基板載 置區域之凹部24面對該搬送口 15且閘閥開啟時，係藉 ，搬送手臂10將晶圓w搬入真空容器1内並載置於凹 # 24上。為了將晶圓抬起或放置至該凹部24處，故設❹ ^有一可穿過形成於迴轉台2之凹部24處的貫通孔並 藉由昇降機構（圖中未顯示）來升降的昇降銷16 (參 考第5圖）。 如第2圖及第3圖所示，於真空容器1中，第1反 應乳體喷嘴31及第2反應氣體喷嘴32與2根分離氣體 ”嘴4卜42係於真空容器1之圓周方向（迴轉台2之 迴轉方向）上間隔地由中心部呈放射狀延伸。藉由該結 12 201016887

氣體導入通道31a、32a、41a、42a係貫 構， 32 嘴41 且其根端部之 穿該侧壁。太# 承乾例中’第2反應氣體喷嘴32、分離氣 體喷嘴41、结 第1反應氣體喷嘴31及分離氣體喷嘴42 糸順時針方向排列設置。其中，雖然圖式中係從 ® 真工谷器1周緣壁部而將氣體喷嘴3丨、32、4卜42導 入至真空容器1内，但亦可從後述之環狀突出部54處 將其導入。此時較佳地，係設置一具有朝向突出部54 之外緣周面與頂板11.之外表面開口之L型導管。較佳 地’該L型導管中，於真空容器1内之l型導管一側開 口係連接至氣體嘴嘴31 (32、41、42)，而於真空容器 1外部之L型導管另一側開口則連接至氣體導入通道 31a (32a、41a、42a)。 ❹ 反應氣體噴嘴31、32係分別連接至第1反應氣體 之BTBAS (二(特丁胺基)石夕烷）氣體的氣體供給源及第 2反應氣體之〇3 (臭氧）氣體的氣體供給源（圖中皆未 顯示）。反應氣體喷嘴31、32於下方〜側具有複數個用 以喷出反應氣體的噴出孔。該複數個噴出孔係沿喷嘴之 長邊方向並以特定間隔所排列的。反應氣體喷嘴31、 32係各別等同於第1反應氣體供給機樽及第2反應氣 體供給機構。又，反應氣體喷嘴31欠下方區域係用以 使BTBAS氣體吸附於晶圓的第1處硬區域卩丨，而反應 13 201016887 氣體喷嘴32之下方區域則為用以使〇3氣體吸附於晶圓 的第2處理區域P2。 作為分離氣體供給機構之分離氣體喷嘴41、42係 與反應氣體喷嘴31、32具有相同之結構，如第1圖及 第6圖所示，分離氣體喷嘴41、42係間隔地設置有例 如沿喷嘴之長邊方向排列之喷出孔40以於下方一側處 喷出分離氣體。又’分離氣體喷嘴41、42之氣體供給 通道41a、42a係分別藉由氣體供給管41b、42b而連接 至分離氣體之Ns氣體（氮氣）的氣體供給源43〇氣體 供給管41b、42b各自設置有加熱部41c、42c，又，該 等加熱部41c及42c與氣體供給源43之間係設置有由 閥門或流量控制器等所構成的氣體供給設備群44。氣 體供給設備群44係根據來自控制部1〇〇的控制訊號， 來控制氟體供給管41b、42b以及後述之將n2氣體供給 至真空容器1内的各管路中之乂氣體供給與否。 、加熱部41c及42c係包含有例如加熱器，並藉由後 述之控制部100來控制供給至該加熱器的電力，藉以控 制氣體供給管4lb、42b的溫度。藉此，可控制氣體供 給管41b、42_流向下游側之N2氣體的溫度j體說 明，加熱部41c、42c係將沁氣體加埶至例如 2〇〇°c〜3GG°c ’該溫度係不影響真^容器1内之成膜處 5 聽供給源43所供給之N2氣體的體 如為20 Γ 1氣體供給源43之&氣體的溫度係例 為2〇C’而加熱部41卜似則將該&氣體加熱至 201016887 。由於當壓力固定時，氣體之 體積係與絕對溫度 3 !係，如第7A圖及第7B圖所示，相較於加 後之N2氣體45之體積係增加至273 + 200 ^^73 + 20 (κ)，ΐ 6ι倍而增加其流量。接著， 二二ί '加則其流迷亦增加，並以較高之通量而藉由 刀軋噴嘴4卜42來將該Ν2氣體45供給至真空容 器1内。

分離氣體喷嘴4i、42係形成一用以分離第i處理 區域P1與第2處理區域i>2的分離區域D。如第2圖至 第4圖所示mil 1之頂板u處對應於該分離區 域D之區域中’設置有一碩部約略位於迴轉台2之迴轉 中心，且其圓弧係沿著真空容器1内壁附近並朝下方突 出而略呈扇形不面狀的凸狀部5。 分離氣體噴嘴41、42係收納於溝部51内，該溝部 係位於凸狀部5中該扇形之圓弧方向的中央處並朝該 扇形之半徑方向延伸形成的。亦即從該分離氣體喷嘴 41 (42)之中心軸至該凸狀部5之扇形兩邊緣（迴轉方 向上游側之邊緣及下游側之邊緣）的距離係設定為相等 之長度。另外，雖然於本實施形態中，溝部51係將凸 狀部5二等分而形成的，但於其他實施形態中，亦可形 成一從該分離氣體喷嘴41 (42)中心轴至該凸狀部5 中迴轉台2之迴轉方向上游侧邊緣處之距離較長的溝 部51。 於分離氟體喷嘴41、42之圓周方向兩側處，該凸 15 201016887 狀部5下方之面係形成一平坦且高度較低的頂面5¾第 1 了^面），而於該頂面52之圓周方向兩側處，則形成有 一局度較頂面52更高的頂面53 (第2頂面）。 凸狀部5係形成了 一用以阻止第1反應氣體及第2 反應氣體侵入至迴轉台2之間處以阻止該等反應氣體 相互混合之狹窄空間的分離空間。亦即，以分離氣體喷 ，41為例，該噴嘴41係用以阻止〇3氣體及BTBAS 氣體各自從迴轉台2迴轉方向之上游侧及下游侧侵入 至該凸狀部5與迴轉台2之間處。所謂「阻止氣體侵入」 於本範例中係意味著’當由分離氣體噴嘴41所喷出之 分離氣體的N2氣體擴散至第1頂面52與迴轉台2表面 之間’本範例係指嘴出至緊鄰該第1頂面52的第2頂 面53下方側之空間’藉此使得氣體不會從相鄰空間處 侵入。接著，所謂「氣體不會侵入」，並非僅指其完全 不會從相鄰空間處侵入至凸狀部5下方一侧之空間 内，亦指縱然多少仍會侵入，但自兩侧侵入之〇3氣體 及BTBAS氣體不會於凸狀部5内相互混合的意思，只 需能獲得前述功能，便可發揮該分離區域D用作分離該 第1處理區域P1之氣氛與該第2處理區域p2之氣氛的 功能。因此，該狹窄空間之狹窄的程度，係設定為該狹 窄空間（凸狀部5下方之空間）與相鄰該空間之區域（本 範例中為第2頂面53下方之空間）之間的壓力差可確 保「氣體不會侵入」功能程度的尺寸，該狹窄空間之具 體南度因凸狀部5之面積等而有所不同。又，吸附於晶 201016887 圓上之氣體當然可通過該分離區域D内，而阻止氣體之 侵入係針對氣相之氣體來說明的。 另一方面，於頂板11下方之面設置有一其内面係 面向轴心部21外圓周面的突出部54。於轴心部21之 外侧區域中，該突出部54係對向於迴轉台2。又，突 出部54下方之面係與凸狀部5下方之面形成同一個 面。換言之，突出部54和迴轉台2相距之高度係與凸 狀部5下方之面（頂面52)相距之高度相等，以下將 該高度稱為高度h。於其他實施形態中，突出部54與 凸狀部5並非一體，而亦可為個別形成的。第2圖及第 3圖係表示將凸狀部5留置於真空容器1内，並將頂板 11取下之狀態的真空容器1内部之結構。 本範例中，分離氣體喷嘴41、42及反應氣體喷嘴 31、32係沿著喷嘴之長邊方向朝正下方以例如10mm 之間隔而排列有口徑例如為0.5mm的喷出孔。 又，用來處理直徑300mm之晶圓W時，該凸狀部 5與相距迴轉台2迴轉中心為140mm之突出部54的邊 界部份處，其圓周方向之長度（迴轉台2之同心圓的圓 孤長度）係例如為146mm，而於晶圓載置區域（凹部 24)之最外側部份處，其圓周方向之長度係例如為 502mm。又，如第4A圖所示，自凸狀部5 —侧之侧壁 至最近之溝部51的内壁之間的圓周方向長度L係 246mm ° 又，如第4B圖所示，於凸狀部5下方之面，亦即 17 201016887 頂面52，與迴轉台2表面相距之高度h係可例如為 0.5mm至10mm ’較佳者為約4mm。此時，迴轉台2之 迴轉速度係設定為例如Irpm〜500i:pm。為了確保分離區 域D之分離功能’係對應該迴轉台2之迴轉速度並根據 例如實驗等，來设疋該凸狀部5之大小尺寸與凸狀部$ 下方之面（第1頂面52)相距迴轉台2表面的高度h。 如前述般，於真空容器1之圓周方向上具有一第丄 頂面52以及一高度較該頂面52更高的第2頂面幻。

第8A圖係表示設置有一高度較高之頂面幻之區域的剖 面，第8B圖係表不設置有一高度較低之頂面52之區域 的剖面。於扇形之凸狀部5的周緣部（真空容器j外緣 側之部位）處，係如第2圖及第8B圖所示般形成有一 對向於迴轉台2之外端面㈣曲呈L型之f曲部仏 =彎曲部55亦與凸狀部5相同地，係用以防止反應氣 自兩側知人’並防止兩反應氣體混合為目的所設置 曲部55内面與迴轉台2外端面之間的間隙，以 ^部55外周面與容器本體12之間的間隙，係設定 為=於:向迴，台2表面之頂面52的高度尺寸。本 :内面係播Si:台2表面側之區域可見到彎曲部5f 之内面係構成該真空容器丨之内壁。 於八^器本體12之内壁處，如第6圖及第8B圖所示， 於为離區域D内之部份值| ^ 8δ '、垂直接近該彎曲部55之外圓 周面’但疋如第8Α圖所示， 問 從例如迴轉台2外緣面之：„D以外之部份’ 十向邛位處乃至真空容器1底 18 201016887 面β 14處之部份係朝外侧凹陷。以下，將該凹陷部分 稱作排氣區域6。 々排氣區域6之底部係設置有2個排氣π 61、62。 如第3圖所示，為了排出BTBAS氣體及Ν2氣體，該排 ，口 W係設置於第1反應氣體噴嘴31與相對於該反應 乳體喷嘴31之迴轉方向下游侧的分離區域D之間。為 了排出〇3氣體及Ν2氣體，排氣口 62則設置於第2反 ❿ 應氣體喷嘴32與相對於該反應氣體喷嘴32之迴轉方向 下游側的分離區域D之間。 如第2圖及第8Α圖所示，排氣口 6卜62係各自藉 由排氣管63而連接至由例如真空泵等所構成之共通的 真空排氣機構64。圖中符號65係為穿減置於排氣管 63之間的壓力難機構。壓力纏機構&之上游侧處 的排氣管63之官路的一部份口徑係擴張而形成一口徑 擴張4 66攻口輕擴張部66中係形成有遮斷該管路之 Ο 一部份的板狀冷卻部67,故相較於其上游侧之傳導率， 排氣管63的σ徑擴張部66之氣體傳導率係變得較低。 而冷卻部67内部係形成有时未顯示之冷媒流路，藉 由流通該冷媒而可冷卻流入至該口徑擴張部的的氣 體。 、如第1®、第2圖及第6圖所示，於迴轉台2與真 空容器1^面部14之間的空間内設置有用作加熱機構 的加熱器單元7，且可透職迴轉台2來將迴轉台2上 之晶圓加熱至處理條件所設定之例如35(rc的溫度。於 19 201016887 迴轉台2周緣部之下方，為了分離迴轉台2之上方空間 乃至分離區域D處的氣氛，設置有該加熱器單元7之加 熱器單元設置空間75内的氣氛以及該加熱器單元配置 空間75以外之氣氛，則設置有一包圍加熱器單元7的 遮蔽組件71。 參考第1圖，於底面部14中，比設置有加熱器單 元7之空間更靠近該迴轉台2迴轉中心之部位處，係靠 近軸心部21而形成了 一位於迴轉台2下方之面的中心 部附近之狹窄空間74 ;又，貫穿該底面部14之迴轉軸 22的貫通孔内面與迴轉轴22之間的間隙變得狹窄，且 該等狹窄空間74係連通至該殼體20内。接著，該殼體 20係連接有一沖洗氣體供給管72以將沖洗氣體之N2 氣體供給至狹窄空間74内來進行沖洗。又，於真空容 器1之底面部14中，位於加熱器單元7下方侧的圓周 方向之複數個部位處，係連接有一沖洗氣體供給管73 以藉由例如N2氣體來進行加熱器單元7之設置空間75 的沖洗。 沖洗氣體供給管72、73係連接至N2氣體供給源 43，並於沖洗氣體供給管72、73處各別設置有與加熱 部41c及42c相同結構之加熱部72c、73c。N2氣體供 給源43與加熱部72c、73c之間則設置有氣體供給設備 群44。 藉由設置該等沖洗氣體供給管72、73，如第9圖 中箭號所示N2氣體的流向，以N2氣體來沖洗該殼體20 20 201016887 内乃至加熱器單元7設置空間處的空間，且該沖洗氣體 通過迴轉台2與遮蔽組件71之間的間隙以及排氣區域 6而自排氣口 61、62處排出。藉此，BTBAS ( 03)氣 體便不會通過迴轉台2下方之空間而流入第2 (第1) 處理區域P2 (P1)。亦即，該N2氣體係可用作另一分 離氣體。 真空容器1之頂板11中心部係連接有分離氣體供 給管81之下游端，並可供給用作分離氣體之N2氣體至 頂板11與軸心部21之間的空間82,而該分離氣體供給 管81之上游端則連接至氣體供給設備群44與N2氣體 供給源43。分離氣體供給管81係具有與加熱部41c相 同結構之加熱部81c。 參考第9圖，供給至空間82之分離氣體係通過突 出部54與迴轉台2之間的狹窄間隙56並沿著迴轉台2 之晶圓載置區域侧表面流動，再抵達排氣區域6。由於 空間82與間隙56係充滿該分離氣體，故可防止該反應 氣體（BTBAS氣體或03氣體）通過迴轉台2之中心部 而於第1處理區域P1與第2處理區域P2之間混合。 亦即，本實施形態之成膜裝置可謂係具備有一中心 部區域C，其係藉由迴轉台2之迴轉中心部與真空容器 11劃分以將第1處理區域P1及第2處理區域P2分離， 並受分離氣體沖洗之同時，藉由沿著迴轉方向所形成的 喷出口將分離氣體喷出至迴轉台2表面。另外，此處所 稱喷出口係等同於突出部54與迴轉台2之間的狹窄間 21 201016887 隙56 〇 加熱部81c、72c、73c亦與加熱部41c、42c相同 係用以加熱由氣體供給源43所供給之N氣 之力:熱溫度係狀於可使N2氣體有效地膨脹而不^ 響刖述之成膜處理的溫度。具體說明，係使用加熱部 81二72c、73c將n2氣體加熱至200¾〜3〇〇°C。接著， ❹ 5各加熱部加熱而體積增加後之N2氣體高速地從各 乳體供給管及分離氣體喷嘴供給至真空容器1内，故於 ^膜處理時便形成如第9圖中箭號所示般的n2氣體 二Π41，係等同於第1加熱部;加熱部81c '、5 ;第2加熱部；而加熱部72c、73c係等同於第3 雖然第9圖+為了清楚表示該真空容器 t 氣體的流動，故將分離區域D與排氣口 61 写1内辟Γ於同一平面，但如第8B圖所示，該真空容 i侧應分離區域D(面對於f曲部55)的區域 ❹ 向份’故排氣°61、62係於圓周方 、刀離區域D交錯而形成的。 痛种又在，各加熱部加熱並供給至真空容器1内的n2

btbas氣空容11 1内之加熱器單元7加熱之 Jg. ' S 〇3氣體一起流進排氣口 61、62。第10A 圖係表示於連接至排氣口 61的排氣管63 如圖、、、^1^八8氣體之混合氣體85的流動模式。 邱π不混0氣體85係於排氣管63内流向口徑擴張 部66之過葙φ ώ ^ ^ r自然地冷卻’接著於通過排氣管63之口 22 201016887 ，擴張部66時更冷卻至例如l〇〇°C〜150°C之低溫而使 得其體積減少，並於排氣管63中朝口徑擴張部66之下 =排出。連接至排氣σ 62之排氣管63中，與該混合 乳體85相同，&氣體與a氣體之混合氣體係於排氣管 内机通的過程中冷卻，並更進一步藉由設置於口 擴張部66處的冷卻部67冷卻而排出。 、位

欠 尽貫施形態之成膜裝置係具備有用來控制裝置 整體之動作的控制部1〇〇。控制部1〇〇係包含了由 電腦所構成之程序控制器職、使用者介面刚b以及 =體裝置職。記㈣裝置1術中儲存有用以使裝 牛驟t程式。絲式係由用以執行後述裝置之動作的 ^驟群所組成，並係藉由硬碟、光碟片、M0磁光碟片、 、軟碟片等記憶媒體刪來安裝至該記憶體裝 罝100c内。 八次’朗使用前述成縣置來進行成膜之製程。 :先’轉動該迴轉自2 ’於凹部24對齊搬送口 15後 開啟圖中未顯示之關。其次，藉由搬送手臂 使曰曰圓w通過搬送口 15而搬入真空容器i内 =，昇降銷16係通過凹部24底面之貫通孔而上昇並自 搬送手臂10處接收晶ffl W’待搬送手臂1〇退出真空容 ^後，則使昇降銷16下降而將晶圓w載置於凹部24 處。前述動作反覆地進行5次，而於5個凹部％内各 自载置一晶圓W。 然後，藉由真空泵64來抽真空而使得真空容器i 23 201016887 内部形成預先設定之壓力，同時讓迴轉台2順時針迴轉 並藉由加熱器單元7來加熱該晶圓w。詳細說明，係藉 由加熱器料7使迴轉台2加熱至預纽定之溫度，貝; 載置於該迴轉台2 (凹部24)之晶圓霤亦會受到加埶。 又’為了”氣體加熱至前述特定之 例如 赋），故使得加熱部4lc、42e、72e、73^ (^ ❹ 熱器開始昇溫^為了冷卻自真空㈣i所排出之氣 體，故使祕W 63冷卻部67之冷媒開始流通。 ❿ 使加熱部41(；、42。、瓜、仏及仏之溫度達到 -特定溫度，而冷卻部67之溫度亦達到一特定溫度， 並藉由圖中未顯示之溫錢咖來確認晶圓1之=度 已達例如3贼之設定溫度後，開始自氣體供給源$ 將N2氣體供給至各氣體供給管，各自於各氣體供給管 之各加熱部41c、42c、72c、73c、8lc處加熱該N2氣體 以增加其體積及流速，再從各_供給管之端部及分離 氣體喷嘴4卜42供給至真錄器^。來自分離氣體 喷嘴4卜42之N2氣體流量為例如2〇〇〇〇sccm ;來自真 二谷器1巾“卩之分離氣體供給管81的&氣體流量為 例如5〇術霞。又’來自於真空容器i中心部下方側 形成有開口之沖洗氣體供給管72_2氣舰量為例如 lOOOsccm，來自於加熱n單元7下部形成有開口之沖洗 氣體供給管73的&氣體流量為例如1G_seem。又， 如前述般地將N2氣體供給至真空容ϋ i内，同時自第i 反應氣體噴嘴31、第2反應氣體喷嘴32處各自喷出 24 201016887 lOOsccm 之 BTBAS 氣體、i〇00〇sccm 之 〇3 氣體，此 時真空容器1内之處理壓力為例如l〇67Pa (8Torr)。 晶圓W藉由迴轉台2之迴轉，而交互地通過設置 有第1反應氣體喷嘴31之第1處理區域pi與設置有第 2反應氣體喷嘴32之第2處理區域P2，於吸附BTBAS 氣體後再吸附〇3氣體以使得BTBAS分子受氧化而形成 1層抑或複數層之氧化矽分子層，當迴轉台2如前述旋 〇 轉特定次數後，便形成一具有特定膜厚之矽氧化膜。 本範例中，容器本體12之内壁中，對應於第2頂 面53下方之空間（各自設置有反應氣體喷嘴31、32的 第1處理區域P1及第2處理區域P2)的部分之外侧係 成凹^ ’而使排氣口 61、62上方產生·—較大之空間& 因此，第2頂面53下方之空間的壓力係較第j頂面52 下方之狹窄空間及中心部區域C的壓力為低。 第11圖係表示各氣體由氣體噴嘴或供給管等處供 ❹ 給至真空容器1時之各氣體流動模式。自第2反應氣體 喷嘴32朝下方侧喷出的〇3氣體之一部份係接觸到迴轉 台2表面（晶圓W表面及晶圓W非載置區域表面兩者） 並沿其表面而流向迴轉方向之上游侧❶接著，該0;氣 體被沿著迴轉方向流動之乂氣體所推回，故其流動方 向改為朝迴轉台2周緣與真空容器丨内壁。最終，該 〇3氣體流入排氣區域6,並通過排氣口 62而自真空 器1排出。 又，自第2反應氣體噴嘴32朝下方側喷出而接觸 25 201016887 至迴轉台2表面並沿其表面朝迴轉方向之下游側流動 的〇3氣體，主要係受到自中心部區域C所喷出之N2 氣體流與排氣口 62之吸力作用而朝排氣口 62流動。另 一方面，該03氣體極少部分則流向位於迴轉台2迴轉 方向之下游侧的分離區域D，並試圖流入該頂面52與 迴轉台2之間的間隙。但是，由於該間隙之高度h及圓 周方向之長度，係設定為在欲實施之成膜條件下可防止 〇3氣體侵入至頂面52下方的尺寸，故如第4B圖所示， 〇3氣體幾乎無法流入扇形凸狀部5下方之間隙。抑或， 雖有少部份流入但仍無法到達分離氣體喷嘴41附近， 並受到分離氣體喷嘴41所喷出之N2氣體擠壓而回到迴 轉方向之上游侧，亦即處理區域P2 —側。接著，沿著 迴轉台2表面並朝迴轉方向流動之〇3氣體，幾乎全部 皆如第11圖所示，和自中心部區域C所喷出之N2氣體 一起通過迴轉台2周緣與真空容器1内壁之間的間隙， 再流入排氣區域6，藉由排氣口 62排出。 相同地’自第1反應氣體噴嘴31朝下方喷出並沿 著迴轉台2表面各自流向迴轉方向上游側及下游側的 BTBAS氣體’則完全無法侵入其迴轉方向上游側及下 游侧所鄰接之扇形凸狀部5的下方侧。抑或，即使有部 份之BTBAS氣體侵入，亦將被播壓回到處理區域η、 Ρ2侧。接著，和自中心部區域c所喷出之Ν2氣體一起 從迴轉台2周緣與真空容器1内壁之間的間隙通過排氣 區域6而排出至排氣口 61。 201016887 如前述般，分離區域D係可用以防止BTBAS氣體 及〇3氣體流入；抑或大幅度地減少BTBAS氣體及03 氣體的流入量；抑或將BTBAS氣體及03氣體推回。另 一方面，吸附在晶圓上之氣體分子便這樣地通過分離區 域D (扇形凸狀部5中高度較低之頂面52的下方），並 藉以成膜。 更甚者，由於分離氣體係自中心部區域C朝迴轉台 2周緣喷出，故第1處理區域P1之BTBAS氣體（第2 處理區域P2之03氣體）如第11圖所示，係無法流入 中心區域C。即便有部分流入仍會被推回，藉以阻止其 通過中心部區域C而流入第2處理區域P2(第1處理 區域P1 )。 再者，第1處理區域P1之BTBAS氣體（第2處理 區域P2之03氣體），係無法通過迴轉台2與容器本體 12内壁之間的空間而流入第2處理區域P2 (第1處理 區域P1)。此乃因為自該凸狀部5係朝向下方形成一該 彎曲部55，且該迴轉台2與該彎曲部55之間以及彎曲 部55與容器本體12内面之間的間隙係狹窄地如同前述 之凸狀部5頂面52的高度h，而可避免該等2個處理 區域之間的氣體流通。因此，可藉由2個分離區域D 來分離該第1處理區域P1的氣氛與該第2處理區域P2 的氣氛。 又，如第9圖所示，藉由自氣體供給管72、73所 供給之N2氣體來沖洗該迴轉台下方的空間。因此， 27 201016887 BTBAs氣體無法通過迴轉台2下方而流入第2處理區 域P2 °因此，BTBAS氣體係與N2氣體一起流入排氣口

’而〇3氣體則與N2氣體一起流入排氣口 62,且通過 排氣D 、，、 61及排氣口 62而流入排氣管63的各氣體則於 ^部部67處受冷卻，在其體積縮小之狀態下流向排氣 S 63 <下游侧而排出。

晶圓係以對應目標膜厚所設定之次數(例如600次) 而各自通過處理區域PI、P2，而當形成一具有特定膜 厚之·膜的成膜處理完成後，再藉由搬送手臂10以搬入 動作相反的流程依序地將各晶圓搬出。 依本實施形態之成膜裝置，設置於各自供給有 BTBAS氣體、〇3之處理區域n、p2之間的分離區域d ’係設置有對向於載置有晶圓w之迴轉台2的頂面 5之、 體以及供給N2氣體至迴轉台2與頂面52之間的分離氣 嘴41、42。該等用以將n2氣體供給至分離氣體喷

吣的'氣體供给管41b、42b係設置有加熱部41C、 二並藉由该加熱部4k、42c來加熱供給至分離氣體 賓嘴41、42的μ友 後 2氣體。由於受加熱部41c、42c加熱 N2Il體會膨騰如高流速自分離氣體喷嘴4i、42 ^至分離_ 故可抑制A氣體之使用量（或防 ?氣體、j耗的増加)。又’亦可抑制於分離區域D中 本發明亦適用於該迴轉台2中僅載 掇4、TBAS氣體與〇3氣體的混合，故可達成ALD( MLD ) 模式之成膜。另外， 置1個晶圓W之情況 28 201016887

中相置^了；^應㈣於分離區域D 的空間82係供給;用作分離=與軸心部21之間 洛作離乳體之N2氣體，而該沁 W 乂工B:流向迴轉台2之周緣部-侧。此時，該 ^氣體衫加熱部8le加熱而膨脹，且於流速增加之狀 =供給至空間82 ’故可抑制供給至財間8 氣體使用量。 2 ❹

又，流通於氣體供給管72、73之&氣體亦受加熱 °P72C、73C加熱，故加熱後之K氣體係以高流速供給 至沿轉口 2下方的空間^因此，亦可抑制從氣體供給管 72、73所供給之n2氣體使用量。 又’藉由設置於排氣管63之冷卻部π來冷卻於各 加熱部處所加熱之N2氣體，並在其體積減少之狀態下 排出，因此可抑制真空排氣機構64之排 負擔，並可抑彻轉動該真钟氣機構64所消耗之 電力。由於該冷卻部67係設置於該排氣管63中以降低 氣體之傳導率’故該冷卻部67中氣體之流動會減緩而 提高冷卻效率’絲可更加確實地減少&氣體的體積。 本實施形態中，雖然係於將N2氣體供給至真空容 器1内的氣體供給管處設置有一加熱部，但是於其它實 施形態中，亦可如第12圖所示，設置有一暫時儲存從 N2氣體供給源43所供給之N2氣體並將其加熱至特定溫 度的加熱儲存部49，並自該加熱儲存部49通過各氣體 供給管而將N2氣體供給至真空容器1的結構。 29 201016887 产又，較佳地，於分離區域D頂面44中，相對於分 離氣體喷嘴4卜42的迴轉台2之迴轉方向的上游側部 位處，越接近外緣之部位則迴轉方向之寬度則越大。其 理由在於，因為迴轉台2之迴轉，故自上游侧流向分離 區域D之氣體於越靠近外緣處則其流速越快。依照前述 觀點，該凸狀部5宜具有如前述之扇形樣態。 接著，較佳地，如第13A圖及第13B圖所示，當 例如所處理之晶圓直徑為3〇〇mm時，於分離氣體供給 噴嘴41(42)兩侧各自形成有狹窄空間的第1頂面52， 〇 於沿著迴轉台2迴轉方向並通過晶圓w中心WO之部 位處的寬度尺寸L為50mm以上。亦即，寬度尺寸l 為晶圓W直徑之1/10〜1/1者較佳’更佳約為1/6以上 者。為了有效地阻止反應氣體自凸狀部5兩側侵入至凸 狀部5下方（狹窄空間）’當寬度尺寸L較短時，則必 須相對應地縮小第1頂面52與迴轉台2之間的距離。 再者，將第1頂面52與迴轉台2之間的距離設定 於某一尺寸時，由於離迴轉台2之迴轉中心越遠，迴轉❹ 台2之速度則越快’而為了獲得阻止反應氣體侵入之效 果’故必須隨著遠離該迴轉中心而增加寬度尺寸L的長 度。考慮前述之觀點’因為當晶圓W中心WO所通過 之部位處的寬度尺寸L小於50mm時’必須要大幅縮小 第1頂面52與迴轉台2之間的距離’且於迴轉台2迴 轉時為了防止迴轉台2或晶圓W撞擊到頂面52，則必 須花費極大心力來抑制迴轉台2之晃動。 30 201016887 更甚者，由於若迴轉台2之轉逮越高，則反應氣體 越容易自凸狀部5上游側侵入到凸狀部5下方側，故當 寬度尺寸L小於50mm時，則必須降低迴轉台2之轉 速’就產能之觀點並非良策。因此該寬度尺寸L為50mm 以上者較佳，但即便於50mm以下，亦可獲得本發明之 效果。 本實施形態中，雖然於容器本體12設置有2個排 氣口 61、62，但於其它實施形態中，亦可設置3個排 氣口。例如，可於第2反應氣體噴嘴32與分離區域D 之間追加設置一排氣口，其中該分離區域係位於相對第 2反應氣體噴嘴32的迴轉台2之順時針迴轉方向的上 游側。又，更甚者追加之排氣口可設置於容器本體12 之特定位置處。如圖式之範例’該排氣口 61、62係設 置於較迴轉台2更低位置處並自真空容器1内壁與迴轉 台2周緣之間的間隙處將氣體排出，但其亦可設置於容 器本體12之側壁處。又，將排氣口 61、62設置於容器 本體12之側壁處時，排氣口 61、62亦可設置於較迴轉 台2更高位置處。此時’氣體係沿迴轉台2表面流動， 並>；11入較迴轉台2表面更rfj位置處的排氣口 61、62。 因此’相較於將排氣口設置於例如頂板U處之情況， 由於其不會於容器丨内揚起微粒之優點，故為一較佳樣 態。 ^ 其次，說明處理區域PI、P2及分離區域d之其它 設置範例。第14圖係將第2反應氣體噴嘴32設置於迴 31 201016887 轉台2上相對搬送口 15之順時針方向迴轉之上游侧的 範例。這樣的結構亦可獲得與本發明相同之效果。 又，亦可將2個扇形板安裝於頂板11下方之面而 位於分離氣體喷嘴41 (42)兩侧處以構成該分離區域 D。第15圖係為該結構之平面圖。此時，凸狀部5 (2 個扇形板）與分離氣體喷嘴41 (42)之間的距離抑或 該扇形凸狀部5之大小等’係考量分離氣體之喷出流量 或反應氣體之喷出流量來設定以使得分離區域D可有 效地發揮分離之功能。 於前述實施形態中，第1處理區域P1及第2處理 區域P2係等同於具有較分離區域D頂面52更高的頂 面53之區域。但是，第1處理區域1*1及第2處理區域 P2中至少任一者亦可於反應氣體供給喷嘴31 (32)之 兩侧具有面向該迴轉台2，而具有較頂面53之高度更 低之另一頂面。該頂面與迴轉台2之間的間隙係用以防 止氣體流入。該頂面宜較頂面53為低’並具有與分離 區域D之頂面52相同程度之高度。第16圖係表示該結 構之一例。如圖所示’扇形凸狀部30係設置於供給有 〇3氣體之第2處理區域P2處，且反應氣體噴嘴32係 設置於該凸狀部30所形成之的溝部（圖中未顯示）處。 換言之，雖然該第2處理區域P2係用以藉由氣體喷嘴 來供給反應氣體，但其係與分離區域D具有相同之結 構。 又，如第17圖所示，於反應氣體喷嘴31 (32)兩 201016887 侧亦設置有高度同樣較低之頂面，且該等頂面係為連續 之結構’亦即除了設置有分離氣體噴嘴41 (42)及反 應氣體喷嘴(32)之部位，面向迴轉台2之區域整 面皆設置有凸狀部5的結構亦可獲得與本發明相同之 效果。以其匕角度來形谷該結構，亦即為分離氣體嘴嘴 41 (42)兩侧之第1頂面52係延伸擴張至反應氣體喷 嘴31 (32)處的範例。此時，分離氣體係擴散至分離 ❻ 氣體噴嘴41 (42)兩側，而反應氣體則擴散至反應氣 體喷嘴31 (32)兩側，兩種氣體係於凸狀部5下方側 (狹窄空間）處匯流，但仍可藉由位於分離氣體噴嘴 31(32)與反應氣體喷嘴42(41)之間的排氣口61(62) 來將該等氣體排出。 前述之實施形態中，雖然迴轉台2之迴轉轴22係 位於真空容器1之中心部，並使用分離氣體來沖洗迴轉 台2中心部與真空容器1上面部之間的空間，但於其它 ❹實施形態中’亦可形成如第18圖所示之結構。第18圖 之成膜裝置中，真空容器1中央區域之底面部14係朝 下方突出而形成一收納驅動部之收容空間90,同時真 空容器1中央區域上方之面係形成有凹部9〇a，而在真 空容器1中心部處係於收容空間9〇底部與真空容器1 凹部90a上方面之間形成有一支柱91，以預防該來自第 1反應氣體噴嘴31之BTBAS氣體與該來自第2反應氣 體喷嘴32之〇3氣體會通過中心部而相互混合。 關於用以使迴轉台2迴轉之機構，係同轴狀地圍繞 33 201016887 該支柱91而設置一迴轉套筒92,並沿著該迴轉套筒92 設置有環狀之迴轉台2。接著，於收容空間90設置一 藉由馬達93所驅動之驅動齒輪部94，藉由該驅動齒輪 部94，透過形成於迴轉套筒92下半部之外圓周處的齒 輪部95來轉動該迴轉套筒92。符號96、97以及98則 為軸承部。 又，沖洗氣體供給管73係連接至收容空間90底 部，同時將用以供給沖洗氣體至凹部90a侧面與迴轉套 筒92上端部之間的空間處的沖洗氣體供給管91連接至 真空容器1上部。第18圖中雖記載了於左右兩處設置 有用以將沖洗氣體供給至凹部90a側面與迴轉套筒92 上端部之間的空間處的開口部，但為了使得BTBAS氣 體與〇3氣體不會藉由靠近迴轉套筒92之區域而相互混 合，該開口部（沖洗氣體供給口）之排列個數宜經設計 較佳。 第18圖之實施形態中，由迴轉台2側來看，凹部 90a側面與迴轉套筒92上端部之間的空間係等同於分 離氣體喷出孔，接著，藉由該分離氣體喷出孔、迴轉套 筒92及支柱91而形成一位於真空容器1中心部的中心 部區域。 第19圖係表示一使用了前述之成膜裝置的基板處 理裝置。於第19圖中，符號101係一可收納例如25牧 之晶圓且被稱作晶圓盒的密閉型搬送容器；符號102係 一設置有搬送手臂103之大氣側搬送室；符號104、105 34 201016887 係一可於大氣氣氛與真空氣氛之間進行氣氛切換的氣 密室（真空預備室）；符號106係一設置有2臂式搬送 手臂107的真空侧搬送室；符號108、109係本發明之 成膜裝置。搬送容器1〇1係自外部搬送至一具備有載置 台且圖中未顯示之搬出入口，將其連接至大氣側搬送室 102後，藉由圖中未顯示之開閉機構來將外蓋打開再藉 由搬送手臂103來將晶圓自搬送容器101内取出。其 次，搬入氣密室104 (105)内並將其室内由大氣氣氛 切換為真空氣氛，然後再藉由搬送手臂107將晶圓取出 並搬入成膜裝置、109任一者，以進行前述之成膜 處理。如前述般’具備有2組本發明之例如處理5牧用 的成膜裝置’便能高產能地實施所謂之ALD (MLD) 處理。 適用於前述成膜裝置的處理氣體，除了前述之範 例，其它亦可列舉出：DCS〔二氯矽烷〕、HCD〔六氣 二矽曱烷〕、TMA〔三曱基鋁〕、3DMAS〔三（二甲胺基） 矽烷〕、TEMAZ〔四（乙基甲基胺基酸）-锆〕、TEMAH 〔四（乙基甲基胺基酸）-铪〕、Sr(THD)2〔二（四甲基庚 二酮酸)-锶〕、TI(MPD)(THD)〔（曱基戊二酮酸)(雙四 曱基庚二酮酸)-鈦〕以及單胺基矽烷等。 又，分離氣體及沖洗氣體並未限定N2氣體，也可 使用Ar氣體等惰性氣體，但是亦可使用非惰性氣體的 氫氣等’只要是不會影響成膜處理的氣體皆可，並未特 別限定該氣體之種類。 35 201016887 以上係參照實施形態來說明本發明，但本發明並未 限定於前述揭露之實施形態，於申請專利範圍界定之本 發明範圍内係具有各種變形例或變更例。 本發明係根據2008年8月29日在日本提出之發明 申請2008-222733號，並引用其全部内容。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明實施形態相關之成膜裝置的縱剖 立體^圖係表示第1圖之成膜裝置内部的概略結構之 膜，横剖 分離區域㈣^ 4成縣置+處理區域及 圖之成膜震置的部份立體圖。 第7=表示反應氣體噴嘴的縱剖面圖。 圖 圖係說明藉由加熱部使氣體膨脹之情況的 第7Β圖係說明藉由加埶 。 、。卩使軋體膨脹之情況的j 第8A圖係第1圖之成膜 第圖係第i圖之成膜袭：*剖面圖。 第9圖說明分離氣體式、i置的另一部份剖面圖。 第_圖係說明排氣管内先氣體流動之情況的圖 内氧體之體積減少之情2 201016887 的圖。 % 10B m 係說明排氣管内氣體之體積減少之情況 的另一圖。 第二1圖係說明藉由分離氣體來使第1反應氣體及 第2反應氣體公μ _ 第12 77離而排出之氣流模式的圖。 二面圖係本發明另一實施形態相關之成膜裝置的 縱剖面圖。 ηλαΪ l3A圖係說明用於分離區域之凸狀部的尺寸範 例的圖。 例的^〇ΐ3Β圖係說明用於分離區域之凸狀部的尺寸範 •實施形態相關之成膜裝 置的 平：4圖係本發明又 第15圖传去 横剖之平面圖’、本發明再一實施形態相關之成膜裝置的 U5£J Ο 第16圖係 關的成 内部概略結橋、、本發明其他實施形懇相關之成膜裝置之 第17°的立體圖。 膜裝置的平面本發明於前述以外之實施形態相 的成膜毅置本發明於碑述以外之另一實施形態相關 / 圖係使用了本發明成膜裝置的基板處理系統 之一例的概略平面圖。 37 201016887 【主要元件符號說明】 1 真空容器 2 迴轉台 5 凸狀部 6 排氣區域 7 加熱器單元 10 搬送手臂 11 頂板 12 容器本體 13 Ο型環 14 底面部 15 搬送口 16 昇降銷 20 筒狀殼體 21 轴心部 22 迴轉軸 23 驅動部 24 凹部 30 凸狀部 31、32 反應氣體喷嘴 31a、32a 氣體導入通道 33、40 喷出孔 41、42 分離氣體喷嘴 41a > 42a 氣體導入通道 38 201016887

❿ 41b 、42b 氣體供給管 41c 、42c 加熱部 43 氣體供給源 44 氣體供給設備群 45 N2氣體 49 加熱儲存部 51 溝部 52 第1頂面 53 第2頂面 54 突出部 55 彎曲部 56 狹窄間隙 61、 62 排氣口 63 排氣管 64 真空泵 65 壓力調整機構 66 口徑擴張部 67 冷卻部 71 遮蔽組件 72、 73 沖洗氣體供給管 72c 、73c 加熱部 74 狹窄空間 75 空間 81 分離氣體供給管 39 201016887 81c 加熱部 82 空間 85 混合氣體 90 收容空間 90a 凹部 91 支柱 92 套筒 93 馬達 94 驅動齒輪部 96、97、98 轴承部 100 控制部 100a 程序控制器 100b 使用者介面 100c 記憶體裝置 lOOd 記憶媒體 101 搬送容器. 102 大氣侧搬送室 103 搬送手臂 104、 105 氣密室 106 真空側搬送室 107a 、107b 搬送手臂 108、 109 成膜裝置 C 中心部區域 D 分離區域 201016887 PI、P2 處理區域 w 晶圓

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Claims (1)

1. 201016887 七 申請專利範圍： w、種成膜裝置’係於真空容器内將會相互反應的至 / 2種反應氣體依序供給至基板之表面並藉由實 如此的供給猶環而堆積多數層之反應生成物層 薄膜，並具備有： 二f於該真空容器内並包含用以載置一基板的基 板载置區域之迴轉台； ，該迎轉台之基板載置區賴之供給第1反

   ^氣體之第1反應氣體供給機構； 遠離該第1反應氣體供給機構而設置在該迴轉台 之ϋ周方向並朝該迴轉台之基板載置區域侧之一 面第2反應氣體之第2反應氣體供給機構； 將七、給，第1反應氣體的第1處理區域與供給有第 反應乳體的第2處理區域之氣氛分離而位於該圓 周方向之該第1處理區域無第2處理區域間之分 離區域； ❹ 供…擴散至該分離區域兩侧的第丨分離氣體之分 離氣體供給機構； 將供給至該分離氣體供給機構的第1分離氣體加 熱之第1加熱部； 將供給至該迴轉台之該第1反應氣體、該第2反應 氣體及該第1分離氣體排出的排氣口；以及 為了在該基板堆積-薄膜而將該第i反應氣體、該 第2反應氣體及該第丨分離氣體供給至該迴轉台 42 201016887 時，讓該迴轉台相對於該第1處理區域、該第2處 理區域及該分離區域沿該圓周方向迴轉之驅動部。 2. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中更進一步 具備一中心部區域，係為了分離該第1處理區域與 該第2處理區域之氣氛而位於真空容器内之中心 部，並形成有朝該迴轉台之基板載置面喷出第2分 離氣體之喷出口， 其中該第1反應氣體及該第2反應氣體係與擴散至 該分離區域兩側之第1分離氣體及自該中心部區 域喷出的該第2分離氣體一起由該排氣口排出。 3. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中該中心部 區域係為一由迴轉台之迴轉中心部與真空容器之 上面一侧所劃分用以流通第2分離氣體之區域。 4. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中設置有代 替抑或增設於該第1加熱部來將供給至該喷出口 的第2分離氣體加熱之第2加熱部。 5. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該分離區 域係具備一位於分離氣體供給機構之該圓周方向 兩侧，用以與迴轉台之間形成一可讓分離氣體自該 分離區域流通至處理區域一側的狹窄空間之頂面。 6. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中更進一步 具備一將沖洗氣體供給至該迴轉台下方侧空間之 沖洗氣體供給機構以及一將供給至沖洗氣體供給 機構的沖洗氣體加熱之第3加熱部。 43 201016887 7. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中更進一步 具備一用來將設置於該排氣口與該排氣口所連結 的真空排氣機構之間的排氣流路内所流通的氣體 冷卻之冷卻部。 8. 如申請專利範圍第7項之成膜裝置，其中該冷卻部 具備一限制該排氣流路中之氣體流動而使該排氣 流路之傳導性降低，同時冷卻該排氣流路中氣體之 冷媒流路。 9· 一種成臈方法，係於真空容器内將會相互反應的至 〇 少2種反應氣體依序供給至基板之表面並藉由實 施如此的供給循環而堆積多數層之反應生成物層 來形成一薄膜，並包含有： 將基板幾乎水平地載置於真空容器内的迴轉台之 步驟； 自第1反應氣體供給機構朝該迴轉台之基板載置 區域側之—面供給第1反應氣體之步驟； 自遠離該迴轉台之圓周方向而設置之第2反應氣 體供給機構朝該迴轉台之基板載置區域側之一面 供給第2反應氣體之步驟； 自設置於為了將該圓周方向中供給有該第1反應 氣體的第1處理區域與供給有該第2反應氣體的第 2處理區域之氣氣分離而位於該第1處理區域與第 2處理區域間的分離區域之分離氣體供給機構供給 第1分離氣體之步驟； 44 201016887 將供給至該分離氣體供給機構的第1分離氣體加 熱之步驟； 為了在該基板形成該薄膜而將該第1反應氣體、該 第2反應氣體及該分離氣體供給至該迴轉台時，讓 該迴轉台相對於該第1處理區域、該第2處理區域 及該分離區域沿該圓周方向迴轉之步驟；以及 透過排氣口將供給至該迴轉台之該第1反應氣 體、該第2反應氣體及該第1分離氣體排出之步驟。 10. 如申請專利範圍第9項之成膜方法，其中包含一由 用以分離前述第1處理區域與第2處理區域之氣氛 而位於真空容器内中心部的中心部區域所設置之 喷出口來將第2分離氣體喷出至該迴轉台之基板 載置面一侧之步驟；其中該排氣步驟中，該第1反 應氣體、該第2反應氣體以及擴散至該分離區域兩 侧之該第1分離氣體與自該中心部區域喷出之該 第2分離氣體係由該排氣口排出。 11. 如申請專利範圍第10項之成膜方法，其中該中心 部區域係為一由迴轉台之迴轉中心部與真空容器 之上面一側所劃分用以流通第2分離氣體之區域。 12. 如申請專利範圍第9項之成膜方法，其中該分離區 域係具備一位於分離氣體供給機構之該圓周方向 兩側，用以與迴轉台之間形成一可讓分離氣體自該 分離區域流通至處理區域一側的狹窄空間之頂面。 13. 如申請專利範圍第9項之成膜方法，其中代替抑或 45 201016887 增設於將供給至該分離氣體供給機構的該第1分 離氣體加熱之步驟而具備一將供給至該喷出口的 該第2分離氡體加熱之步驟。 14. 如申請專利範圍第9項之成膜方法，其中更進一步 包含一對於將沖洗氣體供給至該迴轉台下方一側 空間的沖洗氣體供給機構進行沖洗氣體之供給的 步驟以及一加熱供給至該沖洗氣體供給機構的沖 洗氣體之步驟。 15. 如申請專利範圍第9項之成膜方法，其中包含一冷 卻連結該排氣口與真空排氣機構的排氣流路内的 氣體之步驟。 16. —種記憶媒體，其係容納有一可用於將會相互反應 的至少2種反應氣體依序供給至基板之表面並藉 由實施該供給循環而堆積多數層之反應生成物層 來形成一薄膜之成膜裝置的電腦程式，其中該電腦 程式係包含有用以實施申請專利範圍第9項之成 膜方法所組成之步驟群。 46