TW201120241A - Film deposition apparatus, film deposition method, and computer readable storage medium - Google Patents

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201120241 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種將至少2種反應氣體依序供給 至基板表面且複數次實施該供給循環來層積反應生成 物層以形I#膜的成膜I置、成膜方法、以及記憶有能 讓成膜裝置實施成财法之電腦程式的電腦可讀式記 憶媒體。 【先前技術】 作為半導體製程之成膜方法，已知-種於真空氣氛 y，第1反應氣體吸著於基板(半導體晶圓；以下稱作 # B曰圓」）等表面後’將供給氣體切換為第2反應氣體， 藉由兩，體之反應來形成丨層或複數層之原子層或分 子層’藉由多數次地進行該循環來層積出該等之層，以 於基板上進行成臈的製程。該方法被稱作例如 ALD(Atomic Layer Deposition)或 MLD(M〇lecular Layer ^eposuion)等（以下’稱作ALD法），可根據循環次數來 ，精度地控制膜厚，同時膜質之面内均勻性亦為良好， ^種可對應於半導體元件薄膜化之有效方法。相較於 餐知所抓用之 CVD(Chemical Vapor Dep〇sition)法，該成 膜方法可於更低溫下形成薄膜，例如氧化>5夕膜（Si〇2膜） 之情況，可在65(TC以下之成膜溫度進行成膜。 為了要於短時間内進行前述般多數次循環之成膜 方法，例如已知有專利文獻1〜專利文獻8所記載的裝 201120241 =概略地說财關該轉置，該裝置之真空容器内設 2/α圓財向(迴轉方向)排列載置複數片晶圓用的載 處^、以及針對該載置台上之晶圓而供給處理氣體(反 ft的複數純體供給部。祕，將晶圓載置於 進行加熱之同時’輯置台與前述氣體供給部 進行相對迴轉。又’從複數個氣體供給部朝晶 ^面*各自供給例如前述之第1反應氣體以及第2反應

❹ 孔咏於供給反應氣體之氣體供給部之間處設置有物 隔壁’亦或喷出非讀氣體作為氣幕，藉以於 二^_分出由第1反應氣體所形成之處理區域 與由第^反應氣體所形成之處理區域。 =述般’於共通之真空容㈣同時供給複數種類 n 但㈣該等反應氣體不會於晶 圓上相互混 j地各自劃分成為處理區域，對於載置台上之晶圓， il透過前述分隔壁4氣幕而依序供給第1反應 氣乂及第2反應氣體。因此，例如將供給至真空容器 内的反應軋體之種類進行切換時，無需置換真空容器内 ㈣境X ’可高速地切換供給至 體’故可快賴騎前料私顏絲。 士另—方面，以前述ALD(MLD)法來進行薄膜成膜 日守由於成膜溫度較低，有時會有例如包含於反應氣體 之有機物或水分等不純物進入薄膜中的情況。為了將前 述般之不純物從膜中排出至外部而形成緻密且不純物 較少的薄膜，便需要針對晶圓進行例如加熱至數百。c左 5 201120241 右之退火處理(熱處理）或電_理#的後續處理，但是 在層積出薄膜後進行該後續處理時，會因增加製程造 成本增加。於s，便考慮於真空容器内進㈣等n 處理的錄’但此時便需要劃分出各處理區㉟以及進行 後續處理的區域’以避免該後續處理對於前述各處理區 域處所實施之處理造成不良影響。因此，便與各處理; 域相同地使得進行後續處理之區域會相對於載置台進 行迴轉，但例如後續處理為電漿處理之情況，則進行前 述相對迴轉會讓真空容器内氣流產生紊亂，而使電漿產 生於局部位置處，會有無法於晶圓面内均勻地進行後續 處理之虞。此情況下，會使得薄膜膜厚以及膜質於面内 產生偏差。 專利文獻1:美國專利公報第7，153,542號：圖6(a)、 圖 6(b) 專利文獻2 :日本專利特開2〇〇1_254181號公報： 圖1、圖2 專利文獻3 .日本專利第3144664號公報：圖1、 圖2、請求項1 專利文獻4:曰本專利特開平4_287912號公報 專利文獻5 :美國專利公報第6,634,314號 專利文獻6 :日本專利特開2007_247066號公報： 段落0023〜0025、0058、圖12以及圖20 專利文獻7 :美國專利公開公報2〇〇7_218701號 專利文獻8 :美國專利公開公報2007-218702號 201120241 【發明内容】 本發明有鑑於前述問題，係提供一種將基板載置於 真空容器内之台座上的基板載置區域處，將至少2種反 應氣體依序供給至基板，且藉由複數次地實施該供給循 環來層積反應生成物層以形成薄膜時’能形成緻密且不 純物較少，更甚者還能形成於基板面内具均質膜厚以及 膜質之薄膜的成膜裝置、成膜方法、以及讓成膜裝置實 〇 施該成膜方法的電腦可讀式記憶媒體。 本發明第1樣態/系提供一種將基板載置於真空容 器内之台座上的基板載置區域處，將至少2種反應氣體 依序供給至基板，且藉由複數次地實施該供給循環來積 層反應生成物層以形成薄膜的成膜裝置。該成膜裝置具 備有：第1反應氣體供給機構，係用以將第1反應氣體 供給至該基板；第2反應氣體供給機構，係用以將第2 反應氣體供給至該基板；活性化氣體喷射器，係用來將 〇 包含有放電氣體、以及電子親和力較該放電氣體更大之 添加氣體的處理氣體活性化，在該基板載置Q域之該台 座中心側内緣與該台座外周緣側外緣之間處產生電 聚，以對該基板X之反應生成物進行改質處理；以及迴 轉機構，係用以讓該第1反應氣體供給機構、該第2反 應氣體供給機構以及該活性化氣體喷射器相對於該台 座進行迴轉。其中該第1反應氣體供給機構、該第2反 應氣體供給機構、以及該活性化氣體喷射器係以在前述 7 201120241 相對迴轉時，能讓基板依該順序位於該位置處之方 設置。 代采 較佳地，該活性化氣體喷射器具備有：一對平行電 極，係沿該基板載置區域内緣朝外緣處延伸；以及氣體 供給部，係將該處理氣體供給至平行電極之間處。 較佳地，該活性化氣體喷射器具備有：蓋體，係覆 蓋該平行電極以及該氣體供給部，且於下部處形成有^ 口；以及氣流限制部，係將沿該蓋體長邊方向延伸之: 面下緣部朝外緣側彎曲呈凸緣狀般所形成。 ' 較佳地，該放電氣體係由氬氣、氦氣、氨氣、氫氣、 氖氣、氪氣、氙氣以及氮氣中所選出的氣體；該添加氣 體係由氧氣、臭氧、氫氣以及氣體中所選出的1 體。 1 、 本發明第2樣態係提供一種將基板載置於真空容 器内之台座上的基板載置區域處，將至少2種反應氣體 依序供給至基板，且藉由複數次地實施該供給循環來積 層反應生成物層以形成薄膜的成膜方法。該成膜方法包 含有下述步驟：將基板載置於該台座上之該基板載置區 域處；其次’從第1反應氣體供給機構將第1反應氣體 供給至該台座上之基板的表面；接著，從第2反應氣體 供給機構將第2反應氣體供給至該台座上之基板的表 面；然後，藉由活性化氟體喷射器來將包含有放電氣體 及電子親和力較該放電氣體更大之添加氣體的處理氣 體活性化，在該基板載置區域之該台座中心側内緣與該 201120241 台座外周緣側外緣之間處產生電 應生成物進行改質處理。其中藉由讓㈣該基板上之反 給機構、該第2反應氣體供 “ 1反應氣體供 射器相對糾座進行迴轉， 性化氣體喷 反應氣體供給步驟、該第2反體^^序進行該第1 質處理步驟。 ^體·步驟以及該改 本發明第3樣態係提供一 Ο

’記憶有可用於一種將基板载置於真空體 處二St2種反應氣體依序= 饥且精田禝數久地實施該供給 裝置的電腦程式其= 式係由月b實施刖述成膜方法的步驟所組成。 【實施方式】1 依本發明之實施形態，將基板載置於真空容器内之 〇座上的基板載置區域處，並讓該台座與各自至少供給 2種反應氣體之複數個反應氣體供給機構進行相對迴轉 ’藉以針對基板依序地供給該至少2種反應氣體，且藉 由複數次實施該供給循環來層積反應生成物層以形成 薄膜之情況，讓該台座與第1反應氣體供給機構、第2 反應氣體供給機構以及活性化氣體喷射器進行相對迴 轉’藉此複數次地依序實施：第1反應氣體之吸著、反 應生成物之生成、以及該反應生成物之改質處理。（其 中，第1反應氣體供給機構係用以讓第1反應氣體吸著 201120241 於基板表面；第2反應氣體供給機構係用以供給會與吸 著於基板表面之第1反應氣體相互反應而產生反應、生 成物的第2反應氣體；活性化氣體噴射器係用以將&人 有放電氣體以及電子親和力較該放電氣體更大之、恭| 氣體的處理氣體活性化，沿著該基板載置區域之該么座 中心側内緣與該台座外周緣饵外緣乏間處產生電漿，以 進行該基板上之反應生成物的改質處理）。因此， 制因該添加氣體使電漿產生於局部位置處的問題， 於基板面内均勻地進行改質處理，故可獲得緻密且不= 物較少，更甚者可獲得於面内具均質之膜厚 薄膜。 久犋買的 其次，參考添附圖式來說明實施本發明 形態。 〈孕乂仏只轭 本發明實施形態之成膜裝置係如圖i(圖 之=面圖）所示’具财平面形㈣略呈圓形的直 空容器1、以及設置於該真空容器丨内且於真 ' 迴轉中心之例如由碳所構成的迴轉：2:真 頂板η會因為内部之減壓狀能且透過之、、、°構。 12上&面之密封組件(例如 ☆:體 ，維持氣密狀態，而欲將頂板)二 處分離時則藉由圖中未顯示之驅動 體12 迴轉台2係將中心部固定在圓筒形狀=起。 處，該轴心部21固定於沿錯直方向延伸之_轉^2 21 201120241 上端處。迴轉轴22會賁穿真空容器1之底面部14，以 將其下端安裝於讓迴轉軸2 2繞鉛直轴迴轉(例如順時針 方向）的驅動部23處。迴轉轴22以及驅動部23係收納 在於上方面形成有開口的筒狀殼體20内。該殼體20係 將設置於其上方面之凸緣部分氣密地安裝至真空容器1 之底面部14的下方面處，以維持殼體20之内部氣氛與 外部氣氛之間的氣密狀態。 迴轉台2之表面部如圖2以及圖3所示般，係設置 〇 有能沿迴轉方向（圓周方向）載置複數片（例如5片）基板 (半導體晶圓W ;以下稱作「晶圓」）用的圓形凹部24。 另外，圖3為了方便，僅於1個凹部24處繪有晶圓W。 該凹部24係設定成直徑較晶圓W直徑猶大例如4mm， 且其深度與晶圓W厚度相等。因此，將晶圓W載置於 凹部24時，晶圓W表面與迴轉台2表面（未載置有晶 圓W的區域)便會形成相同平面。晶圓W表面與迴轉台 2表面之間的高度差過大時，會因該段差部分而產生壓 ❹ 力變動，故就統一膜厚之面内均勻性之觀點來看，使得 晶圓W表面與迴轉台2表面之高度齊平者為佳。晶圓 W表面與迴轉台2表面之高度齊平係指，為相同高度亦 或兩面之差在5mm以内，較佳地，係對應於加工精度 等來讓兩面之高度差盡可能接近零。凹部24底面處形 成有能讓支撐晶圓W内面以昇降晶圓W用之例如後述 3根昇降銷貫穿的貫通孔（圖中未顯示）。 凹部24係用來將晶圓W定位以使其不會因迴轉台 201120241 =n=al載置區域)並不限於凹部，亦可例如 圓W周緣之複數排列有導引晶 並吸著 域。圖2或圖3等即相當於基板載置區 周圍處，如圖4所示，亦出’但於前述凹部24 形成有在將晶圓w載置至凹部：：:4二數二; 凹⑽處抬起時所使用攸 .甬、ft卩工的以及圖3所不’在面向迴轉台2之凹部24 ==置處，沿真空容器1之圓周方向(迴轉台2 之=轉方向）呈放射狀相互間隔般地設置有各自例如由 =央所組成㈣i反應氣體噴嘴31與第2反應氣體嘴 巧、2根分離氣體噴嘴41與42、以及活性化氣體噴 射益220。本範例中，從後述搬送口 15觀之，沿順時 針方向(迴轉纟2之迴轉方向）依騎列有雜化氣體喷 射器22G、分離氣體喷嘴41、第1反應氣體喷嘴31、 分離氣體噴嘴42、以及第2反應氣體噴嘴％。活性化 氣體噴射H 220収喷嘴31、32、41、42仙如從真 空容器1之外懸朝向迴轉台2之迴轉中讀，面向晶 圓w而沿水平延伸般設置。各噴嘴31、32、41、42 ^ 基端部的氣體導入埠31a、32a、4la、42a會貫穿真空 容器1之外周壁。又，本範例中，沿第丨反應氣體噴嘴 12 201120241 3二長嘴度3=從兩側面侧以及上面側覆蓋第1反應 乱體噴嘴3i般地，設置有與後述 氣流限制缸件250,田，、；々在丨骚221相同結構的 體嗔嘴3 氣料侵人第1反應氣 體嗔嘴31附近處，抑或用以延長晶圓％ 應氣體噴嘴31所嘴出之氣體(BTBAs ^體)的曝釀時 Ο ❹ =。該等反應氣體喷嘴31、32係各自相當於第 ^讀供給機構、第2反應氣體供給機構，而分離 喷嘴4卜42則相當於分離氣體供給機構。 反應氣體喷嘴31與32、活性化嘴 分離氣體喷嘴41與42於圖示範例中，係：真空容3 之，部導人至真空容器1内部，但亦可如後述般從環 狀犬出部5導入。此時，於突出部5之外周面與頂板n 之外表面處設置有具開口的L型導管，於真空容器i 内可將反應氣體噴嘴31(反應氣體喷嘴32、活性化噴射 器220、分離氣體噴嘴41與42)連接至L型導管之一侧 開口，於真空容器1外部則可將氣體導入埠31a(32a、 41a、42a)以及後述之氣體導入埠3如連接至l型導管 之另一側開口。 第1反應氣體噴嘴31以及第2反應氣體喷嘴32各 自經由圖中未顯示之流量調整閥等，而各自連接至作為 第1反應氣體之BTBAS(二（特丁胺基）矽烷、 SiH2(NH-C(CH3)3)2)氣體供給源以及作為第2反應氣體 之〇3(臭氧)氣體供給源（圖中皆未顯示），分離氣體喷嘴 13 201120241 41、42皆會經由流量調整閥等而連接至作為分離氣體 2Ν2(氮氣）氣體供給源（圖中未顯示）。 第1反應氣體喷嘴31以及第2反應氣體喷嘴32朝 向下方或正下方般各自沿著第1反應氣體喷嘴31以及 第2反應氣體喷嘴32之長度方向以例如10mm之間隔 而等間隔地排列設置有將反應氣體朝下方側喷出用之 例如口徑0.5mm的氣體喷出孔33。又，分離氣體喷嘴 41、42則朝向下方或正下方般沿著長度方向以例如 10mm之間隔而排列設置有將分離氣體朝下方側喷出用 之例如口徑〇.5mm的氣體喷出孔40。第1反應氣體喷 嘴31以及第2反應氣體喷嘴32之氣體喷出孔33與晶 圓W之間的距離為例如1〜4mm，較佳地為2mm ;分 離氣體喷嘴41、42之氣體喷出孔40與晶圓W之間的 距離為例如1〜4mm，較佳地為3mm。第1反應氣體喷 嘴31下方區域相當於讓BTBAS氣體吸著於晶圓W用 的第1處理區域P1，第2反應氣體喷嘴32下方區域則 相當於讓03氣體吸著於晶圓W而使BTBAS氣體受氧 化用的第2處理區域P2。 分離氣體喷嘴41、42形成了分離第1處理區域P1 與第2處理區域P2用之分離區域D。該分離區域D處 之真空容器1之頂板11如圖2以及圖3所示，係以迴 轉台2之迴轉中心作為中心，且針對沿著真空容器1之 内周壁附近所描繪出的圓而沿圓周方向分割形成般地 設置具有扇型平面形狀且朝下方突出的凸狀部4。分離 14 201120241 氣體噴嘴41、42被收納在於該凸狀部4 u. 〈圓的圓周方 向中央處沿半徑方向延伸所形成的溝部43内。即，從 分離氣體噴嘴4卜42之中心軸至作為凸狀部4之扇型 兩邊緣(迴轉方向上游侧邊緣以及下游側邊緣)為止的距 離係設定為相同長度。 另外，本實施形態中，溝部43會將凸狀部4等分 成二部份，但於其他實施形態中，例如亦可藉由會使得

凸狀部4處相對於溝部43之迴轉台2迴轉方向上游侧 教趣轉方向下游側更寬廣般的方式來形成溝部43。 因此，分離氣體喷嘴41、42於圓周方向兩側係存 ^有作為凸狀部4下方面之例如平坦之較低頂面44(第 貝面於該頂面44之圓周方向兩侧則存在有較頂面 之項面45(第2頂面）。凸狀部4係形成分離空間 窄空間），可阻止第1反應氣體以及第2反應氣體侵 至凸狀部4與迴轉台2之間的空間處，用以阻止該等 反應氣體之混合。 A 卩。舉分離氣體喷嘴41為例，則可阻止來自迴轉 : 迴轉方向上游侧的 〇3氣體侵入’又’亦可阻止 來自迴轉大 衫 句下游側之BTBAS氣體侵入。所謂「阻止 氣體侵入I後4t： 辦糸和’從分離氣體喷嘴41所噴出之分離氣 本會於第1頂面44與迴轉台2表面之間擴散， 接二+會朝鄰接於頂面44之頂面45的下方空間（鄰 =間）嘴出’藉以使得氣體無法從鄰接空間侵入至分 離空間。坎接 “、、後’所謂「氣體無法侵入」並非僅指，完全 15 201120241 無法從鄰接空間進人凸狀部4<下方側空間之情況，亦 指：便多少仍會侵入’但可確保從兩側各自侵入之〇3 氣體以及BTBAS氣體不會於凸狀部4内相互混合之狀 態的情況’只要能獲得前述作用，便可發揮將第ι處理 區域P1之氣氛與第2處理區域P2m相互分離之作 用（分離區域D之功能）。因此，狹窄空間之狹窄程度， 係設定為能讓狹窄空間（凸狀部4之下方空間）與鄰接於 狹窄空間之區域(本範例係第2頂面45之下方空間）之間 的壓力差足以確保「氣體無法侵人」作用的程度，其具 體尺寸會依凸狀部4面積而不同。又，吸著於晶圓w 之氣體當然能通過分離區域D内，阻止氣體侵入係指氣 相中的氣體。 本實施形態係使用直徑300mm之晶圓貨來作為被 處理基板。此日守，凸狀部4在遠離迴轉台2迴轉中心 140mm外周側部位(與後述突出部5之邊界部位)處，圓 周方向長度（迴轉台2之同心圓的圓弧長度）為例如 146mm’於晶圓W載置區域（凹部24)之最外側部位處， 圓周方向長度為例如502mm。另外，於該外侧部位處， 從分離氣體噴嘴41(42)之兩側開始而各自位於其左右 側之凸狀部4的圓周方向長度為246mm。 又，凸狀部4下方面（即頂面44)距迴轉台2表面的 高度可為例如0.5mm至1 〇mm，約4mm者為佳。此時， 迴轉台2之轉速設置為例如lrpm〜500rpm。因此，為 了確保分離區域D之分離功能’係根據例如實驗且對應 16 201120241 於迴轉台2之轉速使用範_，來" 與凸狀部4下方面（第i頂面44)一 之大小 高度。另外，作為分離氣體並不限口表面之間的 可使用氬㈣氣體等之非活性氣:艮^4魏氣體，亦 等氣體，亦可使用氫㈣氣體等，，亦=限定於該 成影=纽，_氣私對成膜造

心與周而設置有突出部卜:側:=’且沿著抽 部5係與凸狀部4之_中心側二圖連5二=突出 面形成了與凸狀部4下方面(頂面44)相同之古产、:方 ==較頂面45更低且較分離氣體二422 更冋位置處將頂板11水平期之剖面圖。另外 部5與凸狀部4並不一定要是形成一 分別之個體。 &體之結構，亦可為 另外’本實施形態中，雖係由具有溝部43 扇型板來形成凸狀部4 *於溝部43㈣設置分離 喷嘴=_)，但亦可於分離氣體対華)兩侧藉由虫^ 栓等來將2片扇型板安裝至頂板u下方面。 。 本實施形態中，係於真空容器1内，沿圓周方向 互=存在有頂面44與較該頂面44更高之頂面45。圖^ 係^又置有車乂尚頂面45之區域的縱剖面，圖5則係設 有較低頂面44之區域的縱剖面。扇型凸狀部4之^ 部（真空容器1之外緣側部位)如圖2以及圖5所示，係 17 201120241 面向迴轉台2之外端面般地彎曲呈L型而形成彎曲部 46。扇型凸狀部4係設置於頂板11側，而形成可從容 器本體12取出之結構，因此在彎曲部46之外周面與容 器本體12之間具有微小間隙。與凸狀部4相同，該彎 曲部46亦是為了防止反應氣體從兩側侵入，以阻止兩 反應氣體相混合而設置的，於彎曲部46内周面與迴轉 台2外端面之間的間隙、以及彎曲部46外周面與容器 本體12之間的間隙尺寸係設定為例如與面向迴轉台2 表面之頂面44的高度相同。於本範例中，從迴轉台2 之表面侧區域觀之，彎曲部46之内周面係構成真空容 器1之内周壁。 容器本體12之内周壁會於分離區域D處如圖5所 示般地形成接近彎曲部46外周面的垂直面。另一方 面，於分離區域D以外之部位，容器本體12之内周壁 會如圖1所示般地例如從面向迴轉台2外端面之部位直 到底面部14處，朝外緣側凹陷而使得縱剖面形狀呈矩 形。該凹陷部分處連通至前述第1處理區域P1以及第 2處理區域P2的區域而各自稱為第1排氣區域E1以及 第2排氣區域E2。如圖1以及圖3所示，該等第1排 氣區域E1以及第2排氣區域E2底部各自形成有第1 排氣口 61以及第2排氣口 62。第1排氣口 61以及第2 排氣口 62會如圖1所示般地經由各排氣管63而連接至 真空排氣機構(例如真空泵64)。另外，圖1中參考符號 65為壓力調整機構。 18 201120241 為了讓分離區域D之分離作用能確實地發揮功 效，第1排氣口 61及第2排氣口 62係如圖3所示般地 以俯視觀之而設置在分離區域D之迴轉方向兩側。詳細 說明，從迴轉台2之迴轉中心觀之，第1處理區域P1 與相對於該第1處理區域P1而例如鄰接於迴轉方向下 游側之分離區域D之間處形成有第1排氣口 61，且從 迴轉台2之迴轉中心觀之，第2處理區域P2與相對於 該第2處理區域P2而例如鄰接於迴轉方向下游側之分 〇 離區域D之間處則形成有第2排氣口 62。讓第1排氣 口 61可專門用以排出BTBAS氣體，且讓第2排氣口 62可專門用以排出03氣體般地設定其位置。本範例 中，第1排氣口 61係設置於第1反應氣體喷嘴31、與 相對於第1反應氣體喷嘴31而鄰接於迴轉方向下游側 之分離區域D的第1反應氣體喷嘴31側邊緣延長線之 間處，又，第2排氣口 62係設置於第2反應氣體喷嘴 32、與相對於該反應氣體噴嘴32而鄰接於迴轉方向下 ❹ 游侧之分離區域D的第2反應氣體喷嘴32側邊緣延長 線之間處。即，第1排氣口 61係位在圖3中一點鏈線 所示之通過迴轉台2中心與第1處理區域P1之直線 L1、以及通過迴轉台2中心與鄰接於該第1處理區域 P1下游侧之分離區域D上游侧邊緣之直線L2之間處， 第2排氣口 62則位在圖3中二點鏈線所示之通過迴轉 台2中心與第2處理區域P2之直線L3、以及通過迴轉 台2中心與鄰接於該第2處理區域P2下游側之分離區 19 201120241 域D上游側邊緣之直線L 4 本實施形態中，雖1晋古吟 亦可例如在第2反應2個排氣口 ？、62,但 220之間處32與活性減體噴射器 口。又，亦可總計設置有 τ 爾虱 範例中，第^排氣口 61及第;；t之排氣口。又’圖示 轉台2更低位置處以彳^錢口 62似置於較迴 ΪΤ=Τ行排氣，但並不限定需設上! 2排氣口62設置於真空容器1之側: 處之情況，亦可設置於較迴轉 可讓迴轉台2上之氣俨鉬〜口 t同位置處。错此’ 相較於從面向迴轉==台2外側而流動，因此 制微粒揚起之觀點來看較為排*1之情況，就抑 声，台2與真空容器1底面部14之間的空間 1、圖5以及圖6所示般地設置有作為加轨機 、：加熱達製程配方所決定之溫度，例如轉:= ，排氣區域E1、B2之氣氛、與設置加熱器單 孔汛進仃t]分_繞加熱器單元 置有遮蔽組件71。誃，i關、钱地设 而形成凸舰，以/遮u之上緣會朝外側變曲 、‘· 鳐小該彎曲面與迴轉台2下方面之門 的間隙，來抑制氣•外側侵人至遮蔽組件71内面之間 20 201120241 Ο Ο 較5又置加熱盗單元7之空間更接近迴轉中心之部 位處的底面部14係接近至迴轉台2下方面之中心部附 近、轴心部21而在其間形成狹窄空間，又，關於貫穿 底面部14之迴轉軸22的貫通孔處，亦使其内周面與迴 轉軸22之間隙變得狹小，該等狹窄空間會連通至該殼 體加内。然後，殼體20處係設置有將作為沖洗氣&之 氣體供給至狹窄空間内以進行沖洗的沖洗氡體供給 管72。又，真空容器i之底面部14，於加熱器單ϋ 方側位置之圓周方向的複數位置處，設置有對加熱 器單^ 7之設置空間進行沖洗用的沖洗氣體供給管 藉由如前述般地設置沖洗氣體供給管72、73，如 .二箭頭所示沖洗氣體流動樣態，從殼體20内至二 ^器單元7之没置空間為止的空間會受到N2氣體之沖 間^該沖洗氣體會從迴轉台2與遮蔽組件71之間的 障處經由排氣區域E1、E2而排出至排氣口 61、幻。 氣體或〇3氣體從前述第1處理區 而後/、第處理區域P2中之任—側經由迴轉台2下方 〜入另侧’故該沖洗氣體亦可發揮分離氣體之功用。 體供:管t空，1之頂Ϊ U中心部處連接有分離氣 、、α Β 51 ’可將作為分離氣體之沁氣體供給至 分離軸心部21之間的空間52處。供給至該空間52之 軋體會如圖6所示般地經由突出部5與迴轉a 5〇而沿著迴轉台2之晶圓載置區二表 朝向周緣噴出。由於被該突出部5所包圍之空 21 201120241 了分離氣體，故可阻止反應氣體(BTBAS氣體以及03 氣體)於第1處理區域P1與第2處理區域P2之間經由 迴轉台2中心部而相互混合。即，該成膜裝置可說是具 備有中心部區域C，該中心部區域C係為了分離第1處 理區域P1與第2處理區域P2之間的氣氛而由迴轉台2 之迴轉中心部與頂板11所劃分形成，且在受分離氣體 沖洗之同時會沿迴轉方向形成有能將分離氣體喷出至 迴轉台2表面的喷出口。另外，此處所稱喷出口係相當 於突出部5與迴轉台2之間的狹窄間隙50。 再者，真空容器1之側壁如圖2、圖3所示，係形 成有能於外部搬送手臂10與迴轉台2之間進行基板（晶 圓W)傳遞用的搬送口 15，該搬送口 15係藉由圖中未 顯示之閘閥來加以開閉。又，迴轉台2之晶圓載置區域 (凹部24)會在面向該搬送口 15之位置處與搬送手臂10 之間進行晶圓W傳遞，因此於迴轉台2下方側之對應 於該傳遞位置部位處，設置有能貫穿凹部24而從内面 將晶圓W抬起之傳遞用昇降銷、以及讓昇降銷進行昇 降之昇降機構（圖中皆未顯示）。 其次，說明有關前述活性化氣體喷射器220。活性 化氣體喷射器220係用以，例如在每一次之成膜循環(迴 轉台2進行迴轉）時，針對由BTBAS氣體與03氣體之 反應而形成於晶圓W上之氧化矽膜（8102膜)藉由電漿 進行改質處理者，如圖7(a)所示，具備有：作為氣體供 給部之氣體導入喷嘴34,係用以將電漿產生用處理氣 22 201120241 體供給至真空容器！内，且例如由石英所組成；以及相 2行之1對鞘管(sheath)35a、35b，係用以將由 ，導入噴嘴34所導人之處理氣體化，且各自由石 f所組成。圖7中之參考符號37係連接至勒管35a、35b 根端側的保護管。 ❹ 〇 該鞘管35a、35b之表面處，被覆有膜厚例如ΙΟΟμπι 工右之電Μ刻耐性優良之例如氧化紀(卿ia、ΙΟ〗） 膜又，該等勒管35a、35b内部，各自貫穿而插入有 圖中未顯不之例如由鎳合金所組成的電極。如圖3所 =之等電極係從真空容器i外部之高頻電源224經由 225而供給有例如13.56MHz且例如500W以下 電功率。該等電極係沿著晶圓^之基板載置區

的内緣部、以及台座2外緣側的外緣 平行般地延伸之平行電極所構成。另外，所謂 哉置區域」指將卿積至晶81 W上時，晶圓W 久A J/座2之區域。設置該等鞘管35a、35b以使得 ^自貝穿且插入至内部之電極之間 醒以 下（例如4.〇mm)。 喷嘴2顯示為蓋體。針對氣體導入 =1=側面(沿長度方向延伸之側面)側以及上 所干°又置有例如由石英所製成的蓋體。如圖8 ^頂3 ^係藉由切組件⑵而固定於真空容器 板U的複數位置處。又，圖7_及圖"之參 23 201120241 考符號222係沿著活性化氣 從蓋體⑵之兩側面下射器，之長度方向而 伸的氣流限制組件（氣流限制^月向外侧主凸緣狀水平延 要抑制03氣體或n2氣體侵 如圖9所為了 便使得氣流限制面部222《下广體、221之内σΡ區域’ 間的間隙變得狹小般地形成與:2士方面之 Λ且攸迴轉台2之中心部侧 越朝=>4錄狀迴知2外卿臟得寬度 得越廣^另外，圖7⑻係將蓋體奶取下之狀態，圖 7(b)則為设置蓋體221後之外觀。 氣流限制面部222之下蠕面與迴轉台2上方面之間 的間隙t係設定為例如lmm左右。又，針對氣流限制 面部222之寬度u舉出—範例之情況，晶圓w位於蓋 體221之下方位置時’迴轉台2迴轉中心侧之面向晶圓 W外緣之部位的寬度u為例如8〇功瓜，真空容器^内周 壁側之面向晶圓W外緣之部位的寬度u為例如 130mm。另一方面，收納氣體導入噴嘴34以及鞘管 35a、35b之部位之蓋體221上端面、與真空容器丨之頂 板U下方面之間的尺寸則設定為較前述間隙t更大之 2〇=m以上(例如30mm)。又，如前述般，第1反應氣體 喷亀31周圍亦設置有與該蓋體221幾乎相同結構的氣 流限制組件250。 ,如圖所示，於真空容器1之内部設置有從下方 =撐保護管37⑽管35a、35b)用的傾斜調整機構 °亥傾斜調整機構240係沿著例如真空容器丨之内 24 201120241 周壁所形成的板狀組件，且藉由例如圖中未顯示之螺 等調整螺絲來調整上端面之高度位置而固定:真= 器！之内周壁處。因此’藉由調整該傾斜調整機構: 之上端面的南度位置，在藉由圖中未顯示之〇型環使得 =護管37之基端·空容器峨職密壓著之 =，對迴轉台2之迴轉中心側端部進行 Ο Ο

St;管37(勒管於迴轉台2半徑方向形 如於迴1Γ2因此土可藉由傾斜調整機構240來調整例 !〇所示:二方向上之改f處理的程度。如圖 鞘管35a I3515傾斜即可’以使得晶圓WJ1 較快之轉台2迴轉速度 設置於直二^圖3 ’乳體導人噴嘴34之基端側處經由 夏於真空容器1外側之痛 ^田 電漿產生用處理翁俨夕^體導入埠3乜而連接有供給 側，嗲雷骑γ .；； 電漿氣體導入路251的一端 各自51之另—端侧則分岐為2,並 曰、，工由閥252以及流脣细私 此 有電漿產生用電將產凋王部253而各自連接有儲存 源254、us#二^虱體(放電氣體)的電漿生成氣體 制用氣體(添加氣予體)的^力電製產生(連鎖）用局部放電抑 係例如具有她)氣體t體源、况。電聚生成氣體 私(氣)氣體、Ne(氖)氣f e⑷氣體、丽3(氨)氣體、 凡(氮)氣體或具有氮元幸^巧氪)氣體、柯氣)氣體、 體，本範例中為^ _氣體中的任1種或複數種氣 又’電漿抑制氣體亦可為至 25 201120241 少一種之電子親和力較前述電漿生成氣體更大且較難 產生放電的氣體。具體說明，電漿抑制氣體可為例如 〇2氣體、抑或具有0元素、Η元素、F元素或C1元素 等的氣體等。本實施形態中為〇2氣體。然後，針對晶 圓W進行改質處理時，如後所述，為了抑制電漿產生 於局部位置處，係於Ar氣體例如添加0.5體積％〜20 體積％左右的〇2氣體。另外，圖9中的參考符號341 係為了從氣體導入喷嘴34朝向鞘管35a、35b喷出電漿 產生用處理氣體，而沿氣體導入喷嘴34之長度方向所 形成的1個或複數個氣體喷出口（氣體孔）。 以下，說明同時使用Ar氣體與02氣體來作為前述 電漿產生用處理氣體的理由。如前所述，活性化氣體喷 射器220係用來在每一次之成膜循環時藉由電漿來進 行氧化矽膜之改質處理。使用活性化氣體喷射器220之 情況下，沿著活性化氣體喷射器220之長度方向，隨著 時間經過抑或因為迴轉台2之迴轉，可能會在活性化氣 體喷射器220與晶圓W之間處之局部位置讓電漿(放電） 之產生變得紊亂。例如，可能造成電漿密度沿長度方向 變得不均勻，抑或使得長度方向上之一部分處的電漿密 度會隨時間產生變化。該電漿之紊亂，例如於真空容器 1側壁處設置由石英所組成的穿透窗，便可經由石英所 組成的透明蓋體221而以目視觀測電漿之發光狀態的 方式來加以確認。 前述之電漿紊亂產生的原因，據信係因為例如圖4 26 201120241 外緣之門：Ύ:2、或凹部24側壁面與晶圓w 吉b g 1内部凹凸的影響，而導致 真工各11 K祕性佩體翁II 22_氣流產生紊亂。

且^ ^前迴轉台2係由導電性之碳所構成’ 且勒S 35a、35b與迴轉台2之間的距離較短，因此於 鞘管35a、35b與迴轉台2之間處應容易產生放電。因 此，於活性化氣體噴射器220之長度方向，或因迴轉台 2之迴轉’當因凹陷202或凹部24之影響導致鞘管35a、 35b與迴轉台2之間的距離產生變化時，可能會使放電 狀態改變而讓電漿之產生造成紊亂。又，蓋體221之氣 流限制面部222與迴轉台2之間的間隙t亦如前述般地 極為狹窄，因此於間隙1亦有可能於局部位置處產生電 漿。特別是，Ar氣體等稀有氣體，於狹窄間隙部容易 會有集中而於局部位置處彥生電漿的傾向。 此處’如前述般，鞘管35a、35b與高頻電源224 之間處設置有匹配器225，以讓電漿能均勻地產生（匹 配）’但在當迴轉台2以例如數百rpm之高速進行迴轉 時，匹配器225之匹配無法趕上電漿之變化，故電漿發 生之均勻化便有所困難。又’因勒’管35a、35b與晶圓 W之間的距離較近，當如前述般造成電漿產生之紊亂之 情況’在電漿均勻擴散之前’電漿便會到達晶圓w，因 此電漿之紊亂會對晶圓W造成強烈影響。因此，改質 處理之程度於活性化氣體喷射器220之長度方向（迴轉 27 201120241 口 2之仫方向）以及迴轉台2之迴轉方 齊，可能會使後述實施例所示之膜 差不

面内變得不均句。 之料或膜質於晶圓W =是’本實施形態中’除了容易電襞 =使料魏抑制^ «之電漿化連鎖之作；^2 體㈣抑制因Ar氣體所造叙局部性放電（電聚 ^次參考圖1或圖3 ’該成縣錢置有控制裝置 正體作動用且由電腦所組成的控制部⑽，該控制部 100之記憶體（圖中未顯示）内記憶有進行後述成膜處理 以及改質處理用的程式。該程式係由實施後述裝置作動 的步驟群所組成，可從硬碟、光碟、磁光碟MO、記憶 體卡、軚碟等電腦可讀式記憶媒體100a安裝至控制部 100之記憶體内。 其··人，§兒明有關前述實施形態之作用。首先，將圖 中未顯示之閘閥開啟，從外部藉由搬送手臂1〇並經由 搬送口 15來將晶圓w搬送至迴轉台2之凹部24内。 該傳遞步驟，係在當凹部24停止於面向搬送口 15之位 置處時，經由凹部24底面之貫通孔而從真空容器之底 部側藉由昇降圖中未顯示之昇降銷的方式所進行的。間 歇性地將迴轉台2迴轉而進行前述之晶圓w傳遞，以 將各晶圓W載置至迴轉台2之5個凹部24内。接著， 關閉閘閥，藉由真空泵64來將真空容器1内部排氣達 極限壓力（ultimate pressure)後，從分離氣體喷嘴41、42 28 201120241 以特定流量喷出作為分離氣體的N2氣體，並從分離氣 體供給管51卩及沖洗㈣供給f 72、72亦以特定流量 喷出％氣體。藉由壓力調整機構65來將真空容器ι内 部調整至預先設定好之處理壓力的同時，一邊讓迴轉台 2進行順時針迴轉且—韻由加熱器單元7來將晶圓w 加熱至例如30(TC。藉由圖中未顯示之溫度感測器來碟 認晶圓W溫度已輕定温度之後，從反應氣體喷嘴 31、32各自噴出町腦氣體以及〇3氣體，同時從氣 體導入喷嘴34各自以9.0slm、2〇slm來喷出旭氣體以 及〇3氣體，且於鞘管35a、35b之間處施加GMMHz、 500W的高頻電功率。 此時，活性化氣體噴射器22〇中，從氣體供給埠 34a ^入之Ar氣體以及a氣體會供給至氣體導入嗔嘴 34，且從設置於其側周壁之各氣體孔341朝向鞘管 35a、35b噴出。然後，於鞘管35a、35b之間的區域處 讓該等電漿產生用處理氣體電漿化，但可能會因迴轉台 j之迴轉而使得蓋體221内部氣流產生紊亂。又，於鞘 管35a、35b之長度方向上，鞘管35a、35b與迴轉台2 之間的距離會產生差異，抑或因時間經過(迴轉台2之 迴轉）而產生變化，可能因此於鞠管35a(35b)與迴轉台2 之間處產生電漿(放電）。因此，即便電漿會有於局部位 置處發生之傾向，但由於電漿產生用處理氣體中混有 〇3氣體，可抑制Ar氣體之電漿化的連鎖，而使電漿狀 態穩定化。該穩定而產生的電漿便會朝向於活性化氣體 29 201120241

喷射器220下方隨著迴轉台2 —同移動（迴轉)之晶圓W 而降下。 另一方面，藉由迴轉台2之迴轉，使得晶圓W表 面處在第1處理區域P1内吸著有BTBAS氣體，其次在 第2處理區域P2内讓吸著於晶圓W上的BTBAS氣體 受到氧化而形成1層或複數層之氧化矽膜分子層。該氧 化矽膜中，例如因BTBAS之殘留基而可能含有水分(OH 基）或有機物等不純物。然後，當該晶圓W到達活性化 氣體喷射器220之下方區域時，會藉由前述電漿來進行 氧化矽膜之改質處理。具體說明，例如Ar離子會撞擊 至晶圓W表面，而可從氧化矽膜中將前述不純物釋出， 或可讓氧化矽膜内之元素重新配列以達到氧化矽膜之 緻密化（高密度化）。因此，改質處理後之氧化矽膜係如 後述實施例所示般，呈緻密化而對於濕蝕刻具有高耐 性。該改質處理係因如前述般地讓電漿狀態達穩定化， 而可對晶圓W面内均勻地進行，因此氧化矽膜之膜厚 (收縮量）以及濕蝕刻率於晶圓W面内皆可達均勻化。如 此一來，藉由迴轉台2之迴轉而於每一次之成膜循環中 進行BTBAS氣體之吸著、BTBAS氣體之氧化以及改質 處理，以依序層積出氧化矽膜，能呈緻密且對於濕蝕刻 之耐性較高，更甚者，能於面内以及不同晶圓之間形成 膜厚以及前述耐性等膜質均勻的薄膜。 又，該真空容器1内，由於活性化氣體喷射器220 與第2反應氣體喷嘴32之間未設置有分離區域D，受 30 201120241 迴轉台2之迴轉的影響，03氣體或N2氣體會從上游側 朝向活性化氣體喷射器220流通。但是，因為如前述般 地設置有覆蓋電極36a、36b與氣體導入喷嘴34的蓋體 221，蓋體221上方側的區域係較蓋體221下方側（氣流 限制面部222與迴轉台2之間的間隙t)更寬廣，故由上 游側流通而來的氣體不易流入蓋體221之下方側。又， 朝向活性化氣體噴射器220流通之氣體係受迴轉台2之 迴轉的影響而從上游侧流通而來，故從迴轉台2之半徑 〇 方向内周側越朝向外周側則其流速越快，但外周側之氣 流限制面部222的寬度u係較迴轉台2内周側更寬，故 於活性化氣體喷射器220之整體長度方向上皆可抑制 氣體侵入蓋體221内部。因此，從上游側朝向活性化氣 體喷射器220流通而來的氣體便如前述圖9所示，會經 由蓋體221上方區域而流通至下游側的排氣口 62。因 此，該等〇3氣體與N2氣體幾乎不會受到高頻活性化等 的影響，故可抑制例如NOx等的產生，又，晶圓W也 © 幾乎不會受到該等氣體之影響。另外，藉由改質處理而 從氧化矽膜所排出的不純物，會於其後氣體化而與Ar 氣體或N2氣體等一同流向排氣口 62並排出。 此時，於第1處理區域P1與第2處理區域P2之間 處供給有N2氣體，又，於中心部區域C處亦供給有作 為分離氣體之N2氣體，因此如圖11所示，可在不讓 BTBAS氣體與03氣體相互混合之狀態下將各氣體排 出。又，於分離區域D處，彎曲部46與迴轉台2外端 31 201120241 面之間的間隙係如前述般地狹窄，故BTBAS氣體與〇3 氣體亦不會經由迴轉台2之外側而相互混合。因此，可 將第1處理區域P1之氣氛與第2處理區域P2之氣氛實 質地完全分離，而將BTBAS氣體排出至排氣口 61，又， 將〇3氣體排出至排氣〇 62。其結果，BTBAS氣體與 〇3氣體既不會於氣氛中，亦不會於晶圓w上相互混合。 又，本範例中，沿著設置有第1反應氣體喷嘴31、 第2反應氣體噴嘴32以及活性化氣體噴射器22〇之頂 面45的下方側空間而於容器本體12内周壁處，如前述 般地該内周壁係凹陷而形成寬廣空間，第i排氣口 61 以及第2排氣口 62係位於該寬廣空間之下方，因此頂 面45之下方側空間的壓力會較頂面44下方側之狹窄空 間以及較該中心部區域C之各壓力更低。 另外’迴轉台2之下方側會受到n2氣體之沖洗， 故完全無需擔心流入排氣區域E之氣體經由迴轉台2 下方側而使得例如BTBAS氣體流入〇3氣體之供給區 域。 此處，記載關於處理參數之一範例，迴轉台2之迴 轉速度於使用直徑300mm之晶圓W為被處理基板之情 況下為例如lrpm〜500rpm、製程壓力為例如 1067Pa(8Torr)、晶圓W之加熱溫度為例如350°C、 BTBAS氣體以及〇3氣體之流量各為例如1 OOsccm以及 lOOOOsccm、來自分離氣體喷嘴41、42之N2氣體流量 為例如20000sccm、來自真空容器1中心部之分離氣體 32 201120241 ，給管51輯氣體流量為例如測_。又，針對ι ==反應㈣供給循環次數（即，晶圓w各自通 f處理區域P1、P2之次數)會依目標膜厚而改變，但例 如可為1000次。 吸著迴轉台2迴轉而於晶圓W上 #^从氣 八-人將〇3氣體供給至晶圓W表面 ==TW表面之btbas氣體產生反應而形

於形成氣化石夕膜之後，從活性化氣 電激’ :-一:ff :圓W_L之氧化石夕膜而供給Ar氣體 r、从虹母久之膜循被進行改質處理。因此，可獲 =Γί緻密且不純物較少，且更甚者對· 進行供=、° _ ’藉由Ar氣體與〇2氣體一同 氣體之電裝化的連鎖，可在沿活性 成^^ G之長度方向上，又，於進行改質處理 (成:處二)之時間内，抑制電裝於局部位則^ 因二：晶圓w之面内以及不同面之間皆可 灯改貝處理。因此，即y 進 般地;轉台2之迴轉而如前逑 _造錢絲亂之情況，抑 生，喷射器220之長度方向或時間、： :而謠：鞘官35a、35b與迴轉台2之間的距離產生變 電：(=於=置處產生之情況，更甚者在當 : 二易受到電漿不均句(於局部位置處產生)影： m’亦可於面内以及不同晶圓之間獲得高均句性二 33 201120241 膜質以及膜厚。 如&述& ’於65G°C以下之低溫的成膜溫度下 又㈣化♦膜之情況’於改質處理前的膜中容易殘留有 :二屯：，相較於高溫成膜之情況，進行改質處理之收縮 篁較大’而it由抑制電漿於局部位置處之產生，便可於 前述面㈣及不_之敎祕改善膜質以及膜厚的 均勻性。又，形成氧化石夕膜時，作為電漿產生用Ar氣 體的添加氣體係如前述般地使用〇2氣體，故可抑制來 自添加氣體之不純物混入薄膜中抑或產生副生成 不良影響。 、 一又，可於接近至晶圓W(迴轉台2)之位置處設置例 如蓋體221(氣流限制面部222)等組件，故可提高裝置於 ^計上的自由度。前述情況下，可藉由蓋體221來抑制 從上游側流通而來的氣體侵入至蓋體221内部，可抑制 該等氣體之影響而於成膜循環之途中進行改質處理。因 此，例如於第2反應氣體喷嘴32與活性化氣體噴射器 220之間亦可無需設置專用的分離區域〇，故可抑制^ 膜裝置之成本而進行改質處理，又，可抑制Ν〇χ等副 生成氣體之產生。 又’藉由活性化氣體喷射器220來進行氧化石夕膜之 改質處理時，可將鞘管35a、35b設置呈傾斜，故可沿 鞘管35a、35b之長度方向來調整與晶圓w之間的距 離’因此例如可沿迴轉台2之半徑方向讓改質處理之程 度一致。 34 201120241 質_再者，真工々器1内部於每—次成膜循環便進行改 =理，換言之係於迴轉方向上，在晶圓w 處理ίϊ Γ、P2的路#途中不會干涉成膜處理 ' 也進行改質處理’故能例如相較於在形成薄膜終了後 進仃改質處理而以更短時間來進行改質處理。

、1又，因為電極36a、36b間的距離係如前述地設定 成較狹窄，故即使不是在適合氣體離子化之高壓力範圍 (成模處理之壓力範圍）情況下’亦能以低輸出之改質處 所必要的程度來將Ar氣體活性化（離子化）。另外， 真空容器1内的真空度越高，則Ar氣體之離子化便越 快’但另一方面例如BTBAS氣體之吸著效率會下降， 因此真空容器1内的真空度應綜合考量成膜效率與改 貝處理效率來進行設定。又，供給至電極36a、36b之 高頻電功率值，亦應設定為不會對成膜處理造成不良影 響且能快速地進行改質處理般地’如前述適當地進行設 定。 前述範例中，雖係於每一次成膜處理皆進行改質處 理’但亦可於每進行複數次(例如20次)成膜處理(循環) 後再進行改質處理。於此情況，進行改質處理時，具體 說明係停止供給BTBAS氣體、〇3氣體以及N2氣體， 從氣體導入噴嘴34將Ar氣體供給至活性化氣體噴射器 220，同時將高頻供給至鞘管35a、35b。然後’將迴轉 台2迴轉例如200次而使得5片晶圓W依序通過活性 化氣體喷射器220之下方區域。如前述般地進行改質處 35 201120241 理之後，料重新供給各氣體以進行細處理，並依序 地反覆進行改質處理與朗處理。財範财，亦能獲 ^與前述範例姻之緻密且不純物濃度較低的薄膜。此 ^ ’由於進行改質處理時會停止供給〇3氣體與N2氣 體’故如前述圖7⑻所示’亦可無需設置蓋體22卜 、。再者’關於本實施形態之成膜裝置係沿迴轉台2之 =2方向„又置有複數個晶圓W，將迴轉台2迴轉而使其 =序通過第1處題域第2處理區域1>2以進行所 二之ALD(或MLD)製程’故能以高產能來進行成膜處 然後’於迴轉方向上之第丨處理區域ρι與第2處 ，域P2之間處設置有具備較低頂面的分離區域d， :日:從藉由迴轉台2之迴轉中心部與真空容器"斤劃分 ρ的^心部區域C而朝向迴轉台2周、緣喷出分離氣 擴散至分離輯分離氣體以及從中心部 2闲，？出的分離氣體、與反應氣體一同地經由迴轉台 應:V:真空容器内周壁之間隙而排出，故可防止兩反 Si轉:互2混气’其結果便可良好地進行成膜處理’且 制，而二 上幾乎不會產生反應生成物抑或可積極抑 轉台粒發生。另外，本發明亦可適用於在迴 在同日士根载置1個晶圓W之情況。又，前述範例中， 至Ar氣體與02氣體之情況，只要〇2氣體之 關於$會與Ar氣體—同電衆化(活性化）即可。 庫氣#可ί成前述氧化矽膜用的處理氣體，作為第1反 4體可㈣BTBAS(:W1_胺基)雜)、DCS(二氯石夕 36 201120241 烧）、HCD(六氯二矽曱烷）、TMA(三甲基鋁）、3DMAS(三 (二甲胺基)石夕烷）、TEMAZr(四（乙基甲基胺基酸)_锆）、 TEMAHf(四（乙基甲基胺基酸)-铪）、Sr(THD)2(二(四甲基 庚二酮酸)-锶）、Ti(MPD)(THD)((甲基戊二酮酸)(雙四甲 基庚一嗣酸)_欽）、早胺基破烧(monoaminosilane)等，作 為將該等原料氣體氧化之氧化氣體的第2反應氣體可 採用水蒸氣等。 然後，形成各自位於分離氣體供給喷嘴41(42)兩側 〇 之狹窄空間的頂面44係如圖12(a)、圖12(b)中以分離 氣體供給喷嘴41為代表所示，例如將直徑300mm之晶 圓W作為被處理基板之情況，通過晶圓w之中心wo 的部位沿迴轉台2之迴轉方向的寬度L達50mm以上者 為佳。為了有效地阻止反應氣體從凸狀部4兩侧侵入凸 狀部4下方(狹窄空間），當寬度l較短之情況，需對應 地將第1頂面44與迴轉台2之間的距離縮小。再者， 當頂面44與迴轉台2之間的距離設定為某特定尺寸 〇 時’離迴轉台2之迴轉中心越遠則迴轉台2之速度便越 快’故離迴轉中心越遠，故欲獲得阻止反應氣體侵入之 效果’則所需要的寬度L便會越長。考量前述觀點，由 於當通過晶圓W之中心WO的部位之寬度L小於50mm 時，便必須將頂面44與迴轉台2之間的距離縮得相當 小，而在迴轉台2迴轉時，為了防止迴轉台2或晶圓W 與頂面44相互撞擊，則必須下功夫來積極地抑制迴轉 台2之震動。又再者，當迴轉台2之轉速越高，則反應 37 201120241 氣體越容易從凸狀部4上游侧侵入凸狀部4下方側，當 寬度L小於50mm時，必須要降低迴轉台2之轉速，就 產能的觀點來看並非良策。因此’寬度L達50mm以上 者較佳，但並非是50mm以下便無法獲得本發明之效 果。即，寬度L為晶圓W直徑之1/10〜1/1者為佳，約 1/6以上者更佳。另外，於圖12(a)中，為了方便圖示， 故省略繪出凹部24。 又’本發明實施形態中，雖係於分離氣體喷嘴41(42) 兩侧設置有形成狹窄空間用的較低頂面（第1頂面）44， 但亦可於反應氣體喷嘴31、32、以及活性化氣體嘴射 器220兩側亦設置有相同之較低頂面，而使該等頂面形 成連續結構，即’除了設置有分離氣體噴嘴41(42)、反 應氣體喷嘴31(32)、以及活性化氣體喷射器22〇之位置 處以外’面向迴轉台2之區域全面皆設置有凸狀部4之 結構亦可獲得相同的效果。以其他角度觀之，該範例之 結構係將分離氣體噴嘴41(42)兩側的第1頂面44擴展 至反應氣體0嘴31、32、以及活性化氣體噴射器220。 此時，分離氣體會擴散至分離氣體喷嘴41(42)兩侧，反 應氣體會擴散至反應氣體喷嘴31、32以及活性化氣體 喷射器220兩側，兩氣體雖會在凸狀部4之下方侧（狹 窄空間）匯流，但該等氣體會從排氣口 61(62)處排出。 以上實施形態中，迴轉台2之迴轉軸22係位於真 空容器1之中心部，而迴轉台2中心部與真空容器j上 方面部之間的空間會受到分離氣體之沖洗，但本發明其 38 201120241 他實施形態之成膜裝置亦可為如圖13所示結構。圖13 之成膜裝置中，真空容器1之中央區域的底面部14係 朝下方側突出而形成有驅動部的收納空間80,同時真 空容器1之中央區域上方面則形成有凹部80a，於真空 容器1之中心部處的收納空間80之底部與真空容器1 之該凹部80a上方面之間係介設有支柱81，以防止來自 第1反應氣體喷嘴31之BTBAS氣體與來自第2反應氣 體喷嘴32之03氣體經由該中心部而相互混合。 〇 關於讓迴轉台2進行迴轉之機構，係圍繞支柱81 般地設置有迴轉套筒82，而沿著該迴轉套筒82而設置 有環狀迴轉台2。然後，於收納空間80設置有藉由馬 達83而驅動的驅動齒輪部84,藉由該驅動齒輪部84 而經由形成於迴轉套筒82下部之外周部的齒輪部85來 讓迴轉套筒82進行迴轉之結構。圖13中之參考符號 86、87以及88為轴承部。又，收納空間80之底部連 接有沖洗氣體供給管74,同時於真空容器1上部處連 Ο 接有將沖洗氣體供給至凹部80a側面與迴轉套筒82上 端部之間的空間用的沖洗氣體供給管75。圖13中，雖 係將沖洗氣體供給至凹部80a侧面與迴轉套筒82上端 部之間的空間用的開口部繪製於左右2位置處，但較佳 地應考慮不讓BTBAS氣體與03氣體經由迴轉套筒82 附近區域而相互混合般地，來設置開口部（沖洗氣體供 給口）之排列個數。 圖13之實施形態中，從迴轉台2侧觀之，凹部80a 39 201120241 側面與迴轉套筒82上端部之間的空間係相當於分離氣 赠请出孔，然後藉由δ亥分離氣體噴出孔、迴榦奋齊82 =支枉81便構成了位於真空容器…:的套二部 區域。 又再者，可適用實施形態之各種反應氣體噴嘴的成 膜裝置並不限定為圖1、圖2等所示之迴轉台型成膜裝 置。亦可將前述實施形態中之各反應氣體噴嘴適用於一 種例如取代迴轉台2而將晶圓w載置於輪送帶上，將 晶圓W搬送至相互劃分形成之處理室内以進行成膜處 理之類型的成膜裝置，又，亦可適用於一種在固定之載 置台上各自載置1片晶圓W而進行成膜的枚葉式成膜 裝置。 前述各實施形態之成膜裝置係相對於氣體供給 、嘴31、32、41、42以及活性化氣體喷射器220) 终台2祕直軸迴轉之結構，但亦可為讓氣體供 y雜目對於迴轉台2繞錯直轴迴轉之結構。即，只要 供^統與迴轉台2進行相對迴轉之結構即 二關刖述之具體裂置結構，參考圖14〜圖來進 L另外’關於與前述成膜裝置相同部位，便賦予 相冋符號並省略說明。 真空容器1内，取你‘、上 台座㈣ρ 34迴轉台2，純置有作為 σ 〇 5亥载置台300之底面中央處係連接 有迴轉轴22上端侧，而氣 ^ ^ 0 触彳而為可於進行晶圓W搬出入時讓 進行迴轉之結才冓。於該載置台300上沿圓周 201120241 方向而形成有複數個（例如5個）前述之凹部24。 如圖14〜圖16所示，前述喷嘴31、32、41、42 以及活性化氣體噴射器220係安裝於設置在載置台3〇〇 中央部正上方的扁平圓盤狀轴心部301處，且其基端部 貫穿該軸心部301之侧壁。軸心部301係能如後述般地 例如繞鉛直軸朝逆時針方向迴轉之結構，藉由讓軸心部 3〇1進行迴轉便可讓各氣體供給喷嘴31、32、41、42 以及活性化氣體喷射器22〇於載置台300上方位置進行 迴轉。以下，例如從載置台3〇〇上之某1個晶圓|處 觀察氣體供給系統(喷嘴31、32、41、42以及活性化氣 體贺射器220)時，迎向該等嘴嘴31、32、41、42以及 活性化氣體喷射器220之方向稱為載置台300之相對迴 轉方向下游側’喷嘴31、32、41、42以及活性化氣體 噴射器220遠離的方向則稱為相對迴轉方向上游側。該 成膜裝置與前述圖1所示之成膜裝f相同’係相對於各 晶圓W使得BTBAS氣體以及〇3氣體能間隔有分離區 域D而依序進行供給般地，又可使得藉由BTBAS氣體 與〇3氣體而形成有氧化矽膜的晶圓W能通過活性化氣 體嘴射器220下方區域般地，設置有各喷嘴31、32、 41、42以及活性化氣體喷射器22〇。另外，圖15係顯 不將固定於真空容器1(頂板u以及容器本體12)及頂板 11上方面之後述套筒3〇4拆除後的狀態。 荀述凸狀部4係固定於前述軸心部3〇1之側壁部， 而月匕與各氣體供給喷嘴3卜32、4卜42以及活性化氣 201120241

體噴射器220 —同地於載置A ^ ,, 0Λ1 軟直0 3〇〇上方進行迴轉之蛀 構。轴心部301之側壁部如 ^ 各反應氣舰时嘴31、3)圖16所滅地’於 U 31 32之避轉方向上游側位署 處，於設置於上游側之凸狀部4與轴心部則之間^ 的前：立置處各自設置有2個排氣口 6卜62。： ==二卜62係連接至後述之排氣管3〇2 ; 將反應氣體以及分離氣雜各驗區域ρι、ρ ^ 排氣口61、62與前述範例相同， = 區域D之迴轉方向兩側，以專料對 = (BTBAS氣體以及&氣體）進行排氣。 Μ礼體 如圖14所示’軸心部3〇1之上方面 有圓筒狀迴轉筒303之下端部，於固技真空接 頂板11上的套筒304内讓迴轉筒303進行迴。= 以於真空容器1内讓轴心部3〇1與嗔嘴31、可藉 42、活性化氣體喷射器22()以及凸狀部4 1地進=迴 轉。活性化氣體噴射器22〇之蓋體⑵貝,墙由前述支撐 組件223而固定於軸心部3〇1之側壁部。軸心部= 下方側形成有開口，藉由軸心部301而劃分形成空間。 轴心部301之侧壁處貫穿有反應氣體供給噴嘴3卜32、 34、分離氣體供給喷嘴41、42。於該空間中，反應氣 體供給喷嘴31(圖15)連接至供給BTBAS氣體用的第i 反應氣體供給管305(圖π);反應氣體供給噴嘴32(圖 15)連接至供給a氣體用的第2反應氣體供給管3〇6(圖 17);反應氣體供給喷嘴34(圖15)連接至供給電漿產生 42 201120241 用處理氣體(Ar氣體以及ο!氣體）的第3反應氣體供給 管401(圖17);分離氣體供給喷嘴4卜42則各自連接^ 供給作為分離氣體之A氣體用的分離氣體供給管 307、308(方便上，_ 14 +僅繪出分離氣體供= 307、308)。 、、a g 反應氣體供給管3〇5〜30ό、401係如圖14中分 氣體供給管307、308所示般，於軸心部301之迴轉中 心附近，詳細說明，係於後述排氣管3〇2周圍處彎曲呈 L型而朝上方延伸，貫穿軸心部301之頂面，再朝向= 直上方而於圓筒狀迴轉筒3〇3内延伸。又，關於從高^ 電源224將高頻電功率供給至鞘管35a、35b的供電線 500(圖17)，亦會貫穿軸心部3〇1之頂面，朝向垂直上 方而於迴轉筒303内延伸。 如圖14及圖16所示，迴轉筒303係將外徑相異之 t個圓筒重疊呈上下2段之結構，外徑較大之上段側圓 筒之底面會卡合住套筒3〇4之上端面，藉此，迴轉筒 303從上面側觀之，係可沿圓周方向進行迴轉之狀態下 插入至套筒304内，另一方面，迴轉筒3〇3之下端側則 貝穿頂板11而連接至軸心部301上方面。另外，圖14 中，參考符號312係迴轉筒3〇3之蓋部，參考符號313 則為讓該蓋部312與迴轉筒303緊密接著的〇型環。 參考圖17，於頂板11上方位置的迴轉筒3〇3之外 周面侧係沿上下方向具有間隔般地設置有繞其外周面 之圓周方向整體所形成的環狀流路(氣體擴散通道）。本 43 201120241 例中’從上方依序設置有：’讓分離氣體(n2氣體)擴散 用的分離氣體擴散通道309 ;讓BTBAS氣體擴散用的 第1反應氣體擴散通道310 ;讓03氣體擴散用的第2 反應氣體擴散通道311 ;以及讓電漿產生用處理氣體擴 散用的第3反應氣體擴散通道402。 各氣體擴散通道309〜311、402處，繞迴轉筒303 之全圓周而於迴轉筒3〇3之外侧面設置有開口（槽縫 320、321、322、403)，各氣體擴散通道 309〜311、402 處’則經由該等槽縫320、321、322、403而供給有各 種氣體。另一方面，包覆迴轉筒303之套筒304，在對 應各槽縫320、321、322、403之高度位置處，設置有 作為氣體供給口的氣體供給埠323、324、325、404， 由圖中未顯示之氣體供給源而供給至該等氣體供給埠 323、324、325、404的氣體係會經由朝向各埠323、324、 325、404形成開口之槽縫320、321、322、403而供給 至各氣體擴散通道309、310、311、402内。 此處，插入至套筒304内之迴轉筒303的外徑係在 能讓迴轉筒303迴轉之範圍内’接近套筒304之内徑而 應盡可能地形成較大尺寸’於各槔323、324、325、404 開口部以外的區域，各槽縫320、32丨、322、403係呈 被套筒304之内周面阻塞住之狀態。其結果’導入至各 氣體擴散通道309、310、311、402的氣體僅會於氣體 擴散通道309、31〇、311、402内擴散，而不會例如溢 露至其他氣體擴散通道309、310、311、402或真空容 44 201120241 益1内、成膜裝置外部等。圖14中之參考符號326係 防止氣體從迴轉筒303與套筒304之間隙處溢露用的磁 性軸封’該等磁性軸封326亦設置於各氣體擴散通道 309、310、311、402之上下側，而可確實地將各種氣體 封存於氣體擴散通道309、310、311、402内的結構， 但14圖中為了方便而省略繪出。又，圖17中亦省略緣 出磁性轴封326。 如圖Π所示，於迴轉筒303之内周面侧處，氣體 〇 擴散通道309係連接有氣體供給管307、308，各氣體 擴散通道310、311則各自連接有前述之各氣體供給管 305、306。又，氣體擴散通道402連接至氣體供給管 401。藉此’從氣體供給埠323所供給之分離氣體會於 氣體擴散通道309内擴散且經由氣體供給管307、308 而流向喷嘴41、42，又，從各氣體供給埠324、325所 供給之各種反應氣體會於各氣體擴散通道31〇、311内 擴散’經由氣體供給管305、306而流向各喷嘴31、32， ❹ 再供給至真空容器1内。又，從氣體供給埠404所供給 之電漿產生用處理氣體則會經由氣體擴散通道402以 及氣體供給管401而從喷嘴34供給至真空容器1内。 另外，圖17中為了方便繪圖，便省略繪出後述之排氣 管 302。 此處，如圖17所示，分離氣體擴散通道309更連 接有沖洗氣體供給管330 ’沖洗氣體供給管330係沿迴 轉筒303内部而朝下方側延伸，且如圖所示般地於 45 201120241 軸心部301内部空間處形成開口，而可將N2氣體供給 至該空間内。此處，例如圖14所示般，軸心部301係 被支撐於迴轉筒303處且與載置台300表面相距狹小間 隙，故相對於載置台300，軸心部301並非固定而可自 由迴轉。但是，如前述般當載置台300與轴心部301之 間處間隔有間隙時，會有例如讓BTBAS氣體或03氣體 經由軸心部301下方而從前述處理區域PI、P2之一側 流入另一侧之虞。 於此處，讓軸心部301内側形成空洞，其下方側朝 向載置台300形成開放，同時從沖洗氣體供給管330將 沖洗氣體(N2氣體)供給至空洞内，經由間隙而朝各處理 區域PI、P2喷出沖洗氣體，藉此便可防止前述反應氣 體之侵入。即，該成膜裝置可說是具備有中心部區域 C，該中心部區域C係為了分離處理區域PI、P2之氣 氛而由載置台300之中心部與真空容器1所劃分形成， 且沿轴心部301之迴轉方向而形成有將沖洗氣體喷出 至載置台300表面的喷出口。此時，沖洗氣體可發揮防 止BTBAS氣體或03氣體經由軸心部301下方而流入另 一側之分離氣體的功能。另外，此處所謂喷出口相當於 轴心部301側壁與載置台300之間的間隙。 如圖14所示，於迴轉筒303上方側之外徑較大的 圓筒部之侧周面處，纏繞有驅動皮帶335，該驅動皮帶 335係可藉由設置在真空容器1上方之迴轉機構(驅動 部336)，並經由該驅動皮帶335將該驅動部336之驅動 46 201120241 力傳達至轴心部3°卜藉以讓套筒304内之迴轉筒303 轉$外，圖14中之參考符號337 4系將驅動部 336保持於真空容器丨上方用的保持部。 迴轉303内，沿著該迴轉中心而設置有排氣管 3〇2排氣g 3〇2之下端部則貫穿轴心部細上方面而 延伸至軸心部301内部空間，並將其下端面密封。另-方面’延伸至軸心冑3〇1内部之排氣管搬的侧周面處 則例如圖15所示般，設置有能與各排氣口 6卜62相連 接的排氣吸人管342a、342b，謂充滿有沖洗氣體之轴 301 N部氣氛分隔而從各處理區域^將排出 氣體吸引至排氣管302 0。另外，如前述般地在圖17 I省树出排氣管观，但圖Π所記載之各氣體供給 管305、306、3G7、308、4G1以及沖洗氣體供給管33〇 係設置於該排氣管302周圍。 Ο 如圖14所示，排氣管302之上端部會貫穿迴轉筒 303之蓋部312，而連接至作為真空排氣機構的例如真 空泵343。另外’圖14中之參考符號344係能讓排氣 管302相對於下游側配管進行迴轉般地連接的旋轉接 頭(rotary joint)。又，雖然圖中未繪出，但關於前述之 供電線500，亦與該排氣管302相同地，係藉由環狀形 成於旋轉接頭344周圍處之供電路禋來構成於迴轉時 亦可從高頻電源224供給電力的結構。 關於使用遠裝置之成膜處理流程，以下針對與前述 實施形態之成膜處理流程的相異點為中心來進行說 47 201120241 明。首先’將晶圓w搬入至真空容器1内時，讓載置 台300間歇性地進行迴轉，再藉由搬送手臂1〇與昇降 銷16之協同作業來將晶圓W各自載置至5個凹部24 處。 然後’針對成膜裝置進行氧化矽膜之成膜處理時， 讓迴轉筒303繞逆時針迴轉。如此一來，如圖17所示 般設置於迴轉筒303之各氣體擴散通道309〜311、402 亦會隨著迴轉筒303之迴轉而進行迴轉，但設置於該等 氣體擴散通道309〜311、402處之槽縫320〜322、403 的一部份會面向其各自對應之氣體供給埠323〜325、 404之開口部而經常形成開口狀態，藉此便可將各種氣 體連續地供給至氣體擴散通道309〜311、402。 供給至氣體擴散通道309〜311、402之各種氣體會 經由連接至各氣體擴散通道309〜31卜402的氣體供給 管305〜308、401而從反應氣體供給喷嘴31與32與 34、分離氣體供給喷嘴41與42供給至各處理區域pi 與P2、活性化氣體喷射器220、及分離區域D。該等氣 體供給管305〜308、401係固定於迴轉筒303處，又， 關於反應氣體供給喷嘴31與32與34、分離氣體供給 噴嘴41與42則係藉由軸心部301而固定於迴轉筒303 處’因此隨著迴轉筒303之迴轉，該等氣體供給管3〇5 〜308與401、各氣體供給嘴嘴31與32與41與42、 以及活性化氣體喷射器220(氣體導入喷嘴34)亦會一邊 進行迴轉且一邊將各種氣體供給至真空容器1内。又， 48 201120241 關於鞘管35a、35b亦會相同地進行避轉，與前述範例 相同地，面向下方側之晶® W的氣化石夕膜而將電敷化 後之電漿產生用處理氣體供給至該鞘管3兄、35b之間 處。 ，時，與迴轉筒3〇3 一同迴轉的沖洗氣體供給管 330處亦會供給分離氣體(N2氣體），藉此可從中心部區

=c(即，從轴心部3〇1侧壁部與戟置台3〇〇中心部之 =處)沿>著载置台3〇〇表面喷出N2氣體。又，本範例中， ^排氣^ 61、62係絲沿著設t有反應氣體供給噴 卹忐32之第2頂面45下方侧空間的軸心部301側壁 故相較於第1頂面44下方狹窄空間以及中心部 :-、c之各壓力，第2頂面45之下方側空間的壓力較 I因此’與前述成麟置相同地，BTBAS氣體與& 氣體能不相互混合且獨立地排出。 因此，在停止於載置台300上之各晶圓w上方處， 各處理區域P1、P2以及活性化氣體噴射器220會依序 通過，便能依序地進行如前述般之BTBAS氣體吸著、 藉由〇3氣體之氧化處理、以及改質處理。 曰。於本實施形態中，亦可同樣地進行改質處理以使得 曰曰圓W之面内以及不同晶圓之間的膜厚以及膜質達均 勻，而可獲得相同效果。 關於具傷有前述成膜裝置的基板處理裝置則如圖 曰。斤示囷18中，參考符號101係可收納例如25片 a曰圓W而被稱為晶圓盒的密_搬送容器，參考符號 49 201120241 102係设置有搬送手臂1G3之大氣搬送室， 04、⑽係可於大氣氣氛與真空氣氛之間進行氣= 雔臂2互鎖室（預備真空室）、參考符號觸係設置有 运:臂107之真空搬送室，參考符號108、⑽ ==農置。在將搬送容器101從外部搬送至 f有圖中未顯示之載置台的搬人搬出埠處，且連接至 大乳搬送至102後，藉由圖中未顯示 體開啟並藉由搬逆丰替1Λ，十， «阳微得术將蓋 Λα 來從搬送容器101⑽晶ϋ 八-人，將晶圓W搬入至加載互鎖室1〇4(1〇 =手ΓΓ由大氣氣氛切換至真空氣氛，然後藉 應、· 7來將晶圓W取出且搬入至成膜裝置 、— 之侧處，以進行前述之成膜處理。藉由具 備有複數個(例如2個)如前述之例如5片㈣處理 本發明成膜裝置’能以高產能地 ALD(MLD)。 七述範例中’雖係從氣體導入喷嘴34將&氣體與 〇2氣體混合供給’但亦可於蓋體221内獨立地設置2 根喷嘴’且各自從料噴嘴處個別地供給Ar氣體以及 〇2氣體。 又，刚述範例中，雖係針對使用BTBAS氣體等與 〇3氣體絲成氧切來進行說明 ，但亦可針對 例如作為第1反應氣體以及第2反應氣體而各自使用 TiCl2(氣化鈥)氣體等與聰3(氨)氣體以形成氮化石夕膜之 情況來進打改質處理。此時，作為電漿產生用之電製產 201120241 生氣體可使用氫氣、氬氣、氦氣、 聚產生用之電聚抑制氣體則可使用ΝΗ :為抑制電 化氫)氣體以及氨系氣體等。此時，盘前3二體，Η4(氮 亦可藉由改質處理來獲得於面内整體=相同地， 質皆均勻的薄膜。 处之膜厚以及膜 Ο Ο 再者’前述範例中作為活性化 置有於㈣35a、35b與氣體導入喷嘴34 ==係設 成開口的蓋體221 ’但亦可將該等勒之：擴張形 體導入喷嘴34收納於箱型電漿盒内，以則 态1内連通至各處理區域P1、Ρ2 、。、工合 該等鞘管35a、35b以及氣體導入喷嘴^及设置有 例如於電裝盒下方則形成有前述氣體孔341^。此時’ (實驗1 :濕姓刻率） 關於在每一次之成膜循環(迴 進行氧化矽膜之改質處理之情況，同時供心體： =乍為電衆產生用處理氣體，藉以進:實二確認 藉由改質處理可從氧化韻中將不純物排出 =、= 純度以提高對於濕餘刻之耐性，故藉 里測絲刻率來確認改質處理進行到何種程度。 、=下成賴件來形成氧切膜之後，將晶圓w /文入虱氟酸（hydrofluoric acid)太、'六 V ， 膜之)水冷液，然後測量氧化矽 之/·^祕料。此時，測量氧化賴之膜厚 之十月況’對應於將晶圓W載置於 201120241 台2中心側朝向外周側的方向般地，係沿著從晶圓w 之一端側朝另一端側之直線上的複數位置處進行量 測。又’於活性化氣體嘴射益220之長度方向的垂直方 向（迴轉台2周緣的切線方向）上，亦同樣地計算濕蝕刻 率。 (成膜條件) 電漿產生用處理氣體 (氣流量slm) 改質處理用 高頻 ------ 不施加 比較例1 ---—- N2(5slm) 參考例1 Ar(5slm)、O2(0slm) 施加 實施例卜1 Ar(5slm)、O2(0.1slm) 實施例 Ar(4.5slm)、Cassini)''''' ------1 '丨〜^---- "丨η训來測量濕蝕刻率 驗結果係如圖19所示。從該圖19可知，未進行改

理之情況下濕蝕刻率會增大’但藉由進行改質處理 高對於濕制之耐性。又，作為電漿產生用處 =氣體之情況，濕蝕刻率於晶圓W之面内整 會呈波浪狀般地參差不齊，但藉由 〇2氣體可讓濕蝕刻率達均勺 守吏用Ar軋 加〇洛鱗u 午運羽化由該結果，可知藉 =體可抑制於局部位置處產生電裝。又， 2才、之添加量越多，則祕刻率便越均句。蟓 52 201120241 ^ 祕群之不均㈣傾向便越大 夕h亥圖I9係顯示將95〇。〇所 π便越大。另 率作為1而標準化後的數值。’、’、聽臈的濕钱刻

Ο 又’於活性化氣體喷射器220 向上量测濕_率之結果係如圖的垂直方 :獲得與前述相同之結果。又，由該圖可知由：圖可知 ’相較於迴轉台2迴轉方向之上游側邱、晶固W 晴處濕餘刻率會有參差不齊的傾向〜處，於下游 (貫驗2 :成膜速度） >、人與韵述貫驗1相同地，同時传用A > 體作為電歸生用處理氣體 =内之成膜速度均句化程度的實驗。即 二二從氧，膜中將不純物等排出而讓氧化石夕膜1 、々错由置測該成膜速度而與前述濕蝕刻率相同地來 確涊改質處理之均勻性。實驗係針對依以下條件所形成 之氧化石夕膜’從迴轉台2中心部側朝向外侧量測其膜厚 以計异成膜速度。 (實驗條件) 電漿產生用處理氣體 改質處理用 (氣流量slm) 南頻 參考例2 Ar(5slm)、〇2(〇slm) 貫施例2-1 Ar(5slm)、〇2(〇.lslm) 施加 實施例2-2 Ar(4.5slm)、〇2(〇.5slm) 53 201120241 另外，本實驗中，使用了蒸氣壓較作為第1反應氣 體之前述BTBAS氣體更高、分子更小，且分子中之有 機物更容易從矽原子脫離的二異丙基胺基矽烷氣體 (Diisopropyl aminosilane)。又，關於作為第2反應氣體 之〇3氣體，滾度以及流量各為3〇〇g/Nm3以及i〇sim(作 為〇2氣體之流量）。 由實驗結果可知，如圖21所示，同時使用Ar氣體 與〇2氣體作為電漿產生用處理氣體，對於成膜速度亦 可提高晶圓W的面内均勻性，再者，〇2氣體之添加量❹ 越多則均勻性越好。另外，晶圓w之直徑方向（圖21 中的左右方向）上之成膜速度具有差異，但藉由前述之 傾斜調整機構240來調整活性化氣體喷射器22〇於長度 方向上的傾斜，據信便可讓面内整體之成膜速度達均 等。 (實驗3 :成膜速度之差異性） 其次，進行與前述實驗2相同的實驗，由成膜速度 於面内所獲得之平均值來計算差異性。此時，第i反應◎ 氣體之流量、成膜溫度、處理壓力以及迴轉台2之轉速 各自設為 275sccm、35〇〇C、1.07kPa(8Torr)以及 24〇rpm。 關於本實驗之其他處理條件或成膜速度之量測位置，則 與前述實驗2相同。 其結果如圖22所示，與實驗2相同，同時使用Ar 氣體與〇2氣體作為電漿產生用處理氣體可藉以縮小成 膜速度之差異性。 54 201120241 (實驗4 :收縮量） 本實驗4係在形成氧化矽膜之後，於氮氣氣氛中進 打850 C之退火處理時，進行實驗來確認藉由於改質處 理時’在Ar氣體中添加〇2氣體會對於氧化矽膜收縮量 於晶圓W整體上產生何種變化。以下所述之外的成膜 條件皆與實驗2相同。 (成膜條件） 電漿產生用處理氣體 (氣流量slm) 改質處理用 两頻 比較例4 N2(5slm) 不施加 參考例4 Ar(5slm)、〇2(〇slm) 實施例4-1 Ar(5slm)、〇2(〇.lslm) 施加 實施例4-2 Ar(4.5slm)、〇2(〇.5slm) 又，作為第1反應氣體，比較例4係使用了 Btbas 體

G ❹ 其結果，在進行改質處理之後，於退火處理時之氧 化矽膜的收縮量會減少。因此可知，藉由改質處理會讓 氧化矽膜緻密化。此時，因為於八!·氣體是否有添加曰〇 氣體皆幾乎不會改變收縮量，故可知〇2氣體並不會造2 成阻礙改質處理等不良影響。又，針對於每一次成膜^ 環時皆進行改質處理的氧化矽膜之整體表面之^9 量測其膜厚，以計算平均成膜速度，結果已知，添: 55 201120241 〇2氣體同樣不會對成膜速度造成巨大差異。另外上 23中，以退火處理前之膜厚作為丨來 ，该圖 收縮量。 求心虱化矽膜之 又，雖然圖中未繪出，但如前述般，於真办六卯 側壁處設置有由石英所組成的穿透窗，經由 的透明蓋體22i來藉由目視觀察電漿之發綠態，心士 果’同時使用Αι:氣體與〇2氣體作為電聚產 理= ❹ =於僅使用^氣體之情況，電裝之二 以上，已說明有關本發明之較佳實施形態，但本發 明並非限定於前述特定實施形態，於申請專利範圍内^ σ己載之本發明宗旨範圍内，亦可進行各種變形、變更。 a本專利申請係根據20.09年8月11曰於日本專利局 提申之日本特願2009-186709而以該申請案主張優先權 ’且包含並參考該申請案之全部内容。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明實施形態之成膜裝置的縱剖 面’為圖3的1-1，線縱剖面圖。 圖2係前述成膜裝置内部之概略結構的立體圖。 圖3係前述成膜裝置之橫剖平面圖。 圖4係前述成膜裝置内部之部份概略結構的立體 圖。 圖5係前述成膜裝置内部之部份概略結構的縱剖 56 201120241 面圖 明圖 圖6係顯示分離氣體或沖洗氣體之流動樣態的說 圖 7(a)、（b)係 < Ο

射器之-所^之活性化氣體喷 縱剖係㈣前述活性化氣射抑之成縣置的 概略Ξ ^係顯示前述活性化氣體喷㈣周圍之氣流的 的安性化氣體喷射器中之氣體導入嗔嘴 圖係’’’、員示如述成膜裝置中的氣流之概略圖。 圖12⑷l_(b)係前述分離區域之概略圖。 圖13係t述成膜裂置之其他範例的縱剖面圖。 圖14係^置之其他範例的縱剖面圖。 圖15係：述其他範例之成膜裝置的平面圖。 圖16係=述其他範例之成膜裝置的立體圖。 圖17係别述其他範例之成膜裝置的縱刹面圖。 範例有前述成膜裝置之基板處理裝置之- =ίΓ實施例所獲得之特性圖。 :2〇係本發明實施例所 圖21係本發明實施例所獲得之特性圖。 圖22係本發明實_所獲得之特性圖。 57 201120241 圖23係本發明實施例所獲得之特性圖。 【主要元件符號說明】 1 真空容器 2 迴轉台 4 凸狀部 5 突出部 6 排氣空間 7 加熱器單元 10 搬送手臂 11 頂板 12 容器本體 13 0型環 14 底面部 15 搬送口 20 殼體 21 轴心部 22 迴轉軸 23 驅動部 24 凹部 31 第1反應氣體喷嘴 32 第1反應氣體喷嘴 31a 、32a 氣體導入埠 34 氣體導入喷嘴 34a氣體導入埠 35a 、35b 鞘管 37 保護管 41 ' 42 分離氣體喷嘴 41a ' 42a 氣體導入埠 45 第2頂面 46 彎曲部 50 間隙 51 分離氣體供給管 52 空間 61 > 62 排氣口 64 真空泵 65 壓力調整機構 71 遮蔽組件 71、 73 沖洗氣體供給管 74 > 75 沖洗氣體供給管 80 收納空間 80a 凹部 81 支柱 82 迴轉套筒 83 馬達 58 201120241 ❹

84 驅動齒輪部 85 齒輪部 86、87、88 軸承部 100 控制部 101 密閉型搬送容器 102 大氣搬送室 103 搬送手臂 104、 105 加載互鎖室 106 真空搬送室 107a 、107b搬送手臂 108、 109 成膜裝置 202 凹陷部 220 活性化氣體噴射器 221 蓋體 222 氣流限制組件 223 支撐組件 224 南頻電源 225 匹配器 240 傾斜調整機構 250 氣流限制組件 251 電漿氣體導入通道 252 閥 253 流量調整部 254 電漿產生氣體源 255 添加氣體源 300 載置台 301 軸心部 302 排氣管 303 迴轉筒 304 套筒 305 第1反應氣體供給管 306 第2反應氣體供給管 307、 308分離氣體供給管 309 分離氣體擴散通道 310 第1反應氣體擴散通道 311 第2反應氣體擴散通道 312 蓋部 313 0型環 320、 321、322 槽缝 323、 324、325 氣體供給埠 326 磁性軸封 330 沖洗氣體供給管 335 驅動皮帶 336 驅動部 337 保持部 343 真空泵 342a 、342b 排氣吸入管 341 氣體孔 59 201120241 402 氣體擴散通道 344 旋轉接頭 404 氣體供給埠 403 槽縫 C 中心部區域 500 供電線 PI 第1處理區域 P2 第2處理區域 w 晶圓 D 分離區域

Claims (1)

1. 201120241 七、申請專利範圍： 1. 一種成膜裝置，係將基板載置於真空容器内之台座 上的基板載置區域處，將至少2種反應氣體依序供 給至基板，且藉由複數次地實施該供給循環來積層 反應生成物層以形成薄膜，具備有： 第1反應氣體供給機構，係用以將第1反應氣體供 給至該基板； 第2反應氣體供給機構，係用以將第2反應氣體供 〇 給至該基板； 活性化氣體喷射器，係用來將包含有放電氣體、以 及電子親和力較該放電氣體更大之添加氣體的處 理氣體活性化，在該基板載置區域之該台座中心側 内緣與該台座外周緣側外緣之間處產生電漿，以對 該基板上之反應生成物進行改質處理；以及 迴轉機構，係用以讓該第1反應氣體供給機構、該 第2反應氣體供給機構以及該活性化氣體喷射器 Ο 相對於該台座進行迴轉； 其中該第1反應氣體供給機構、該第2反應氣體供 給機構、以及該活性化氣體喷射器係以在前述相對 迴轉時，能讓基板依該順序位於該位置處之方式來 設置。 2. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該活性化 氣體喷射器具備有：一對平行電極，係沿該基板載 置區域内緣朝外緣處延伸；以及氣體供給部，係將 61 201120241 該處理氣體供給至該平行電極之間處。 3. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中該活性化 氣體喷射器具備有：蓋體，係覆蓋該平行電極以及 該氣體供給部，且於下部處形成有開口；以及氣流 限制部，係將沿該蓋體長邊方向延伸之側面下緣部 朝外緣側彎曲呈凸緣狀般所形成。 4. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該放電氣 體係由氬氣、氦氣、氨氣、氳氣、氖氣、氪氣、氙 氣以及氮氣中所選出的i體；^ 該添加氣體係由氧氣、臭氧、氫氣以及h2o氣體 中所選出的氣體。 5. —種成膜方法，係將基板載置於真空容器内之台座 上的基板載置區域處，將至少2種反應氣體依序供 給至基板，且藉由複數次地實施該供給循環來積層 反應生成物層以形成薄膜，包含有下述步驟： 將基板載置於該台座上之該基板載置區域處； 其次，從第1反應氣體供給機構將第1反應氣體供 ◎ 給至該台座上之基板的表面； 接著，從第2反應氣體供給機構將第2反應氣體供 給至該台座上之基板的表面； 然後，藉由活性化氣體喷射器來將包含有放電氣體 及電子親和力較該放電氣體更大之添加氣體的處 理氣體活性化，在該基板載置區域之該台座中心側 内緣與該台座外周緣側外緣之間處產生電漿，以對 62 201120241 該基板上之反應生成物進行改質處理； 其中藉由讓該第1反應氣體供給機構、該第2反應 氣體供給機構以及該活性化氣體喷射器相對該台 座進行迴轉，以複數次地依序進行該第1反應氣體 供給步驟、該第2反應氣體供給步驟以及該改質處 理步驟。 6. 一種電腦可讀式記憶媒體，記憶有可用於一種將基 板載置於真空容器内之台座上的基板載置區域處 並將至少2種反應氣體依序供給至基板且藉由複 數次地實施該供給循環來積層反應生成物層以形 成薄膜之成膜裝置的電腦程式，其中該電腦程式係 由能實施如申請專利範圍第5項所記載之成膜方 法的步驟所組成。 63