TW202020213A - 成膜方法及成膜裝置 - Google Patents

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TW202020213A
TW202020213A TW108124439A TW108124439A TW202020213A TW 202020213 A TW202020213 A TW 202020213A TW 108124439 A TW108124439 A TW 108124439A TW 108124439 A TW108124439 A TW 108124439A TW 202020213 A TW202020213 A TW 202020213A
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門田太一
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

提供一種可降低附著於基板之顆粒的技術。
本揭露一態樣相關之成膜方法係對為真空氛圍之處理容器內的基板，一邊從與依反應氣體之種類所設置之反應氣體供給路徑另外設置之逆流氣體供給路徑來連續供給逆流氣體，一邊透過該反應氣體供給路徑來依序供給會互相反應之複數種類的反應氣體，而沉積出反應生成物來形成薄膜之成膜方法，具有：成膜工序，係連續供給該逆流氣體，並就複數種類之各反應氣體來將反應氣體儲存於該反應氣體供給路徑所設置之儲存部而升壓後，依序進行從該儲存部噴出至該處理容器內之動作；以及沖淨工序，係將沖淨氣體儲存於該反應氣體供給路徑所設置之該儲存部，而升壓至較該成膜工序所對應之該儲存部在升壓時的壓力要高，反覆複數次從該儲存部來噴出至該處理容器內之動作；在該沖淨工序中，供給至該處理容器內之該逆流氣體的流量會較該成膜工序中，供給至該處理容器內之該逆流氣體的流量要小。

Description

成膜方法及成膜裝置
本揭露係關於一種成膜方法及成膜裝置。
已知一種成膜裝置，係依序將會互相反應之複數種類的反應氣體供給至處理容器內之基板，來進行成膜處理(參照例如專利文獻1)。此裝置係在進行成膜處理後，藉由將升降至較反應氣體之壓力要高的壓力後之沖淨氣體供給至處理容器，來去除附著於會接觸到反應氣體之部位的顆粒。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2014-198872號公報
本揭露係提供一種可降低附著於基板的顆粒之技術。
本揭露一態樣的成膜方法係對為真空氛圍之處理容器內的基板，一邊從與依反應氣體之種類所設置之反應氣體供給路徑另外設置之逆流氣體供給路徑來連續供給逆流氣體，一邊透過該反應氣體供給路徑來依序供給會互相反應之複數種類的反應氣體，而沉積出反應生成物來形成薄膜之成膜方法，具有：成膜工序，係連續供給該逆流氣體，並就複數種類之各反應氣體來 將反應氣體儲存於該反應氣體供給路徑所設置之儲存部而升壓後，依序進行從該儲存部噴出至該處理容器內之動作；以及沖淨工序，係將沖淨氣體儲存於該反應氣體供給路徑所設置之該儲存部，而升壓至較該成膜工序所對應之該儲存部在升壓時的壓力要高，反覆複數次從該儲存部來噴出至該處理容器內之動作；在該沖淨工序中，供給至該處理容器內之該逆流氣體的流量會較該成膜工序中，供給至該處理容器內之該逆流氣體的流量要小。
根據本揭露，便可降低附著於基板的顆粒。
1‧‧‧處理容器
51‧‧‧逆流氣體供給路徑
52‧‧‧氯化鈦供給路徑
53‧‧‧氨氣供給路徑
54‧‧‧逆流氣體供給路徑
61‧‧‧儲存槽
62‧‧‧儲存槽
W‧‧‧晶圓
圖1係顯示成膜裝置之構成例的概略圖。
圖2係顯示圖1之成膜裝置的氣體供給系統之圖式。
圖3係顯示第1實施形態相關之成膜方法的流程圖。
圖4係顯示圖3之成膜方法中的逆流氣體之供給機制的圖式。
圖5係顯示第2實施形態相關之成膜方法的流程圖。
圖6係顯示圖5之成膜方法中的逆流氣體之供給機制的圖式。
圖7係顯示晶圓處理片數與顆粒個數的關係之圖式。
以下，便參照添附圖式，就本揭露中非為限制之例示實施形態來加以說明。添附全圖式中，係對相同或對應之構件或組件附加相同或對應之參考符號，並省略重複說明。
[成膜裝置]
就本揭露一實施形態相關之成膜裝置來加以說明。成膜裝置係在為基板一範例之半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)上，交互供給會互相反應之氯化鈦(TiCl4)氣體與氨氣(NH3)，而藉由ALD法來成膜出為反應生成物之氮化鈦(TiN)薄膜之裝置。
圖1係顯示成膜裝置之構成例的概略圖。如圖1所示，成膜裝置係具有處理容器1、載置台2、頂板構件3、排氣機構4、氣體供給系統5以及控制部6。
處理容器1係由鋁等的金屬所構成，並具有略圓筒狀。處理容器1側壁係形成有用以搬入或搬出晶圓W之搬出入口11。搬出入口11會藉由閘閥12來加以開閉。處理容器1本體上係設置有剖面為矩形狀之圓環狀排氣導管13。排氣導管13會沿著內周面來形成有狹縫131。又，排氣導管13外壁係形成有排氣口132。排氣導管13上面係以阻塞處理容器1之上部開口的方式來設置有蓋體31。蓋體31與排氣導管13之間係以密封環(未圖示)來被氣密地密封。
載置台2係在處理容器1內水平支撐晶圓W。載置台2係成為對應於晶圓W之大小的圓板狀，而被支撐構件23所支撐。載置台2係由氮化鋁(所AlN)等的陶瓷材料或是鋁或鎳基合金等的金屬材料所構成，且會於內部埋設有用以加熱晶圓W之加熱器21。加熱器21會從加熱器電源(未圖示)來被供電而發熱。然後，藉由載置台2上面的晶圓載置面附近所設置之熱電偶(未圖示)的溫度訊號而控制加熱器21之輸出，來將晶圓W控制在既定溫度。
載置台2係以覆蓋晶圓載置面之外周區域以及載置台2側面的方式來設置有由氧化鋁等之陶瓷材料所構成的覆蓋構件22。
支撐構件23會從載置台2之底面中央來貫穿處理容器1底壁所形成的孔部，而延伸至處理容器1下方，下端會連接於升降機構24。升降機構24會讓載置台2在與搬送機構(未圖示)之間，於收授晶圓W之收授位置與為收授位置之上方且會對晶圓W進行成膜之處理位置(圖1所示之位置)之間進行升降。支撐構件23之處理容器1下方係安裝有凸緣部231，在處理容器1底面與凸緣部231之間係設置有會將處理容器1內之氛圍與外部氣體區隔，而伴隨著載置台2之升降動作來伸縮的波紋管232。
處理容器1之底面附近係設置有會從升降板25a突出至上方的例如3根(僅圖示出2根)的支撐銷25。支撐銷25可藉由處理容器1下方所設置之升降機構26，而透過升降板25a來加以升降，並會插通於位在搬送位置之載置台2所設置的貫穿孔201而可相對於載置台2上面出沒。藉由讓支撐銷25升降，便可在搬送機構與載置台2之間進行晶圓W之收授。
頂板構件3係例如金屬製，並以會與載置台2對向之方式來設置於蓋體31下面。頂板構件3會將反應氣體及沖淨氣體等供給至處理空間30。頂板構件3下面係形成有凹部32，並從凹部32中央側朝向外周側來形成有末端會變寬之傾斜面。傾斜面外側係形成有環狀且平坦之前端部33。
在讓載置台2上升至處理位置的狀態下，頂板構件3之前端部33下面係以會與覆蓋構件22上面互相對向的方式來加以配置，藉由頂板3之凹部32與載置台2上面所圍繞之空間便會成為針對晶圓W來進行成膜之處理空間30。又，頂板構件3之前端部33下面與覆蓋構件22上面之間係以形成有間隙34之方式來設定處理位置之高度位置。排氣導管13之狹縫131會朝向間隙34來加以開口。
頂板構件3之凹部32中央係形成有用以對處理空間30內供給反應氣體之氣體供給路徑35。氣體供給路徑35會於上下方向貫穿頂板構件3，而下端會朝載置台2側來向下開口。又，氣體供給路徑35會透過連接構件36及閥機構37來連接於氣體供給系統5。連接構件36係由例如不鏽鋼或哈式合金所形成，內部係形成有氣體流道。圖1範例中，氣體供給路徑35會分歧為2根流道351、352，而連接於閥機構37。閥機構37係具備例如4個閥V1~V4。
排氣機構4會將處理容器1內部排氣。排氣機構4係具有：連接於排氣導管13之排氣口132的排氣配管41；連接於排氣配管41之排氣裝置42；以及設置於排氣配管途中之壓力調整閥43。在處理時，處理容器1內之氣體會透過狹縫131而到達排氣導管13，並從排氣導管13藉由排氣機構4之排氣裝置42通過排氣配管41來加以排氣。
參照圖2就氣體供給系統5來加以說明。圖2係顯示圖1之成膜裝置的氣體供給系統5之圖式。如圖2所示，氣體供給系統5係具有逆流氣體供給路徑51、氯化鈦供給路徑52、氨供給路徑53以及逆流氣體供給路徑54。
逆流氣體供給路徑51會與氯化鈦供給路徑52及氨供給路徑53另外設置，而連接於為逆流氣體之氮氣(N2)的供給源511。逆流氣體供給路徑51會從供給源511依序設置有閥V11、流量調整部MF1以及閥V1。又，逆流氣體供給路徑51會從流量調整部MF與閥V11之間分歧，而藉由具備閥V12的分歧路徑512來連接於為清潔用流體之氟化氯(ClF3)氣體的供給源513。另外，閥係進行氣體之供給、中斷者，流量調整部係進行氣體流量之調整者，之後關於閥及流量調整部亦為相同。
氯化鈦供給路徑52係反應氣體供給路徑，而連接於為反應氣體之氯化鈦(TiCl4)氣體的供給源521。氯化鈦供給路徑52係從供給源521側依序設置有閥V22、流量調整部MF2、閥V21、儲存槽61以及閥V2。又，氯化鈦供給路徑52會從流量調整部MF2與閥V22之間分歧，而藉由具備閥V23的分歧路徑522來連接於為沖淨氣體之氮氣(N2)的供給源523。供給源523、分歧路徑522及閥23係沖淨氣體供給部一範例。進一步地，在閥V21與流量調整部MF2之間連接有排氣路徑524，排氣路徑524會透過閥V24來連接於排氣裝置42。儲存槽61係儲存部一範例，而會將流通於氯化鈦供給路徑52之氣體暫時儲存，來在短時間供給需要之氣體。在關閉儲存槽61與處理容器1之間的閥V2，而將氣體供給至儲存槽61時，便會將氣體儲存於儲存槽61內。又，會構成為藉由持續朝儲存槽61供給氣體，來使儲存槽61內升壓。儲存槽61係設置有用以檢出槽內壓力的壓力計63。
氨供給路徑53係反應氣體供給路徑，而連接於為反應氣體之氨(NH3)氣供給源531。氨供給路徑53係從供給源531側依序設置有閥V32、流量調整部MF3、閥V31、儲存槽62以及閥V3。又，氨供給路徑53會從流量調整部MF3與閥V32之間分歧，而透過具備閥V33的分歧路徑532來連接於為沖淨氣體之氮(N2)氣的供給源533。供給源533、分歧路徑532以及閥V33係沖淨氣體供給部一範例。進一步地，閥V31與流量調整部MF3之間係連接有排氣路徑534，排氣路徑534會透過閥V34來連接於排氣裝置42。儲存槽62係儲存部一範例，而會將流通於氨供給路徑53之氣體暫時儲存，來在短時間供給需要之氣體。在關閉儲存槽62與處理容器1之間的閥V3，而將氣體供給至儲存槽62時，便會將氣體儲存於儲存槽62內。又，會構成為藉由持續朝儲存槽62供給氣體，來使儲存槽62內升壓。儲存槽62係設置有用以檢出槽內壓力的壓力計64。
逆流氣體供給路徑54會與氯化鈦供給路徑52及氨供給路徑53另外設置，而連接於為逆流氣體之氮(N2)氣的供給源541。逆流氣體供給路徑54會從供給源541側依序設置有閥V41、流量調整部MF4以及閥V4。又，逆流氣體供給路徑54會從流量調整部MF4與閥V41之間分歧，而藉由具備閥V42之分歧路徑542來連接於為清潔用流體之氟化氯(ClF3)氣體的供給源之清潔氣體供給源543。
控制部6會控制成膜裝置之各部動作。控制部6係具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)以及RAM(Random Access Memory)。CPU係依照儲存於RAM等的記憶區域之配方，來實行所欲處理。配方係設定有針對程序條件的裝置之控制資訊。控制資訊可為例如氣體流量、壓力、溫度、程序時間。另外，配方及控制部6所使用之程式係可被記憶於例如硬碟、半導體記憶體。又，配方等係可在被收納於CD-ROM、DVD等的可搬性且能藉由電腦來讀取的記憶體之狀態下，被設置於既定位置，來被讀出。
[成膜方法]
(第1實施形態)
就第1實施形態相關之成膜方法來加以說明。下述所說明之成膜方法係藉由讓控制部6控制成膜裝置之各部動作來加以實行。圖3係顯示第1實施形態相關之成膜方法的流程圖。圖4係顯示圖3之成膜方法中的逆流氣體之供給機制的圖式。
如圖3所示，一實施形態相關之成膜方法係具有成膜工序S1、判斷工序S2以及沖淨工序S3。成膜工序S1、判斷工序S2以及沖淨工序S3係反覆進行至例如晶圓W之處理片數達到既定片數(例如1000片)。以下，便就各工序來加以說明。
<成膜工序S1>
成膜工序S1係連續將逆流氣體供給至處理容器1內，並就複數種類之各反應氣體來將反應氣體儲存於反應氣體供給路徑所設置之儲存部而升壓後，依序進行從儲存槽噴出至處理容器1內之動作的工序。
首先，在將處理容器1內減壓為真空氛圍後，藉由搬送機構(未圖示)來將晶圓W搬入至處理容器1。接著，將被加熱至既定溫度的載置台2移動至收授位置，而藉由搬送機構與支撐銷25的連動操作來收授晶圓W。
接著，讓載置台2上升至處理位置，並調整處理容器1內之壓力後，便透過氯化鈦供給路徑52來供給氯化鈦氣體。在氯化鈦氣體之供給中，會關閉閥V2，而開啟閥V21、V22。藉此，便會透過氯化鈦供給路徑52來將氯化鈦氣體以既定流量(例如50sccm)來供給至儲存槽61，以將氯化鈦氣體填充至儲存槽61內。又，開啟閥V1、V11、V4、V41，透過逆流氣體供給路徑51、54而將氮氣分別以第1流量Q1(例如3000sccm)來導入至處理容器1。此時，關於其他閥會先關閉。
藉由氯化鈦氣體之供給，儲存槽61之壓力便會逐漸上升。然後，在儲存槽61內之壓力升壓至第1壓力(例如12.80kPa(96Torr))以上時，便開啟閥V2，而將既定量之氯化鈦氣體供給至處理容器1內。所謂第1壓力係例如較開始將氯化鈦氣體供給至空的儲存槽61時的儲存槽61之壓力要高的壓力，例如設定為12.40kPa(93Torr)~13.07kPa(98Torr)。此工序中，除了開啟閥V2以外，閥之開閉狀態係與將氯化鈦氣體填充至儲存槽61的情況相同。
氯化鈦氣體及氮氣會透過連接構件36及頂板構件3內之流道351、352及氣體供給路徑35來被供給至處理容器30內，而被引導至處理空間30之頂部的傾斜面，來從頂板構件3之中央側朝向外周側擴散，而抵達至晶圓W。 又，抵達至前端部33與覆蓋構件22之間的間隙34的氯化鈦氣體及氮氣會在從間隙34流出於處理容器1內後，透過排氣導管13來朝外部排出。
在開啟閥V2來將氯化鈦氣體朝處理容器1供給時，由於儲存槽61內之壓力會下降，故在到例如12.40kPa(93Torr)以下時，便會關閉閥V2而停止氯化鈦氣體之供給。另一方面，閥V1、V4則是維持開啟的狀態，而從逆流氣體供給路徑51、54來將氮氣分別以第1流量Q1(例如3000sccm)來持續供給至處理容器1內。氮氣會透過氣體流道351、352及氣體供給路徑35來被供給至處理空間30內，並流出於處理容器1內，而從排氣導管13被排氣。藉此，來將氯化鈦供給路徑52及處理空間30內之氮化鈦氣體置換為氮氣。
在藉由供給氮氣來置換氣體後，會透過氨供給路徑53來將氨氣供給至處理容器1。在氨氣之供給中，會關閉閥V3，而開啟閥V31、V32。藉此，便會將氨氣透過氨供給路徑53以既定流量(例如2700sccm)來供給至儲存槽62，以將氨氣填充至儲存槽62內。又，維持開啟閥V1、V4的狀態，從逆流氣體供給路徑51、54來將氮氣分別以第1流量Q1(例如3000sccm)來持續供給至處理容器1內。此時，關於其他閥係先關閉。
藉由供給氨氣，槽存槽62之壓力便會逐漸上升。然後，在儲存槽62內之壓力升壓至第2壓力(例如21.73kPa(163Torr))以上時，便開啟閥V3，而將既定量之氨氣供給至處理容器1內。所謂第2壓力係例如較開始將氨氣供給至空的儲存槽62時的儲存槽62之壓力要高的壓力，例如設定為19.20kPa(144Torr)~24.93kPa(187Torr)。此工序中，除了開啟閥V3以外，閥之開閉狀態係與將氨氣填充至儲存槽62的情況相同。
被供給至處理容器1的氨氣便會形成與氯化鈦氣體之情況相同的流動，而被供給至處理空間30內。在流通於處理空間30內之氨氣抵達至晶圓W表面時，便會將先吸附於晶圓W之氯化鈦氣體成分氮化而形成有氮化鈦。
在開啟閥V3來將氨氣朝處理容器1供給時，由於儲存槽62內之壓力會下降，故在到例如19.33kPa(145Torr)以下時，便會關閉閥V3而停止氨氣之供給。另一方面，閥V1、V4則是維持開啟的狀態，而從逆流氣體供給路徑51、54來將氮氣分別以第1流量Q1(例如3000sccm)來持續供給至處理容器1內。藉此，來將氨供給路徑53及處理空間30內之氨氣置換為氮氣。
如此般，藉由以氯化鈦氣體、氮氣、氨氣以及氮氣的順序供給反應氣體(氯化鈦氣體、氨氣)與置換用氣體(氮氣)，便會在晶圓W表面層積出氮化鈦之分子層，而成膜出氮化鈦之薄膜。然後，藉由進行既定次數的氯化鈦氣體之供給與氨氣之供給，便可成膜出所欲膜厚之氮化鈦薄膜。一實施形態中，氯化鈦氣體、氮氣、氨氣以及氮氣的供給時間分別為0.05秒、0.2秒、0.3秒以及0.3秒
如此一來，在供給置換用氮氣而排出最後的氨氣後，便會讓載置台2下降至收授位置。然後，在以與搬入時相反的順序來將成膜後之晶圓W搬出後，便等待下個晶圓W之搬入。
另外，在成膜工序S1中，只要以氯化鈦氣體、氮氣、氨氣以及氮氣的順序來切換氣體，而供給至處理容器1即可，例如氯化鈦氣體及氨氣朝儲存槽61、62的填充係可分別同時進行。又，例如氯化鈦氣體及氨氣之一者朝處理容器1的供給以及氯化鈦氣體及氨氣的另者朝儲存槽61、62的填充係可同時進行。
<判斷工序S2>
判斷工序S2係判斷成膜工序S1是否有進行預定次數(既定次數)的工序。在判斷工序S2中，判斷成膜工序S1已進行既定次數時，便結束成膜工序S1而進行沖淨工序S3。另一方面，在判斷工序S2中，判斷成膜工序S1並未進行既定次數時，則再次進行成膜工序S1。另外，既定次數係對應於成膜工序S1中所成膜出之膜的厚度等來訂定，可為例如25次。
<沖淨工序S3>
沖淨工序S3係將沖淨氣體儲存於反應氣體供給路徑所設置之儲存槽，而升壓至較成膜工序S11所對應之儲存槽在升壓時的壓力要高之壓力，反覆複數次從儲存槽來噴出至處理容器1內之動作的工序。
首先，會進行氨供給路徑53之實際氣體的去除。此工序係開啟閥V1、V11、V4、V41、V31、V34，並關閉該等以外的閥，藉由排氣裝置42而排氣來加以進行。藉此，氨供給路徑53便會將閥V3上游側排氣，以去除殘存在氨供給路徑53內之氣體。
接著，會進行氯化鈦供給路徑52之實際氣體的去除。此工序係開啟閥V1、V11、V4、V41、V21、V24，並關閉該等以外的閥，藉由排氣裝置42而排氣來加以進行。藉此，氯化鈦供給路徑52便會將閥V2上游側排氣，以去除殘存在氯化鈦供給路徑52內之氣體。
接著，便將為沖淨氣體之氮氣填充至儲存槽61、62。亦即，開啟閥V1、V11、V4、V41、V21、V23、V31、V33，並關閉該等以外的閥。由於閥V2、V3會被關閉，故分別透過氯化鈦供給路徑52及氨供給路徑53來流通的氮氣便會被分別儲存於儲存槽61、62。如此一來，便會將氮氣透過氯化鈦供給路徑 52以既定流量(例如190sccm)來供給至儲存槽61、62，以將氮氣填充至儲存槽61內。又，將氮氣透過氨供給路徑53以既定流量(例如900sccm)來供給至儲存槽62，以將氮氣填充至儲存槽62內。又，將氮氣分別透過逆流氣體供給路徑51、54以較第1流量Q1要小的第2流量Q2(例如500sccm~2000sccm)來導入至處理容器1。
儲存槽61、62中，係分別藉由供給氮氣，來使儲存槽61、62內之壓力逐漸升高。在儲存槽61內之壓力成為較第1壓力要高之第3壓力(例如56.00kPa(420Torr))時，便會開啟閥V2。藉此，便會從儲存槽61將氮氣透過氯化鈦供給路徑52來供給至處理容器1，以進行沖淨。在此狀態下開啟之閥為閥V1、V11、V4、V41、V2、V21、V23、V31、V33。
在將於儲存槽61內被加壓後的氮氣(沖淨氣體)供給至處理容器1內時，氮氣會因為壓力差而急速擴散於處理空間30內，而透過間隙34來擴散於處理容器1內。又，由於會在儲存槽61被加壓後而朝處理容器1供給，故氮氣會以較強的壓力朝處理容器1被加以供給。從而，在儲存槽61下游側中的氮氣流道中，便會產生較強的氮氣流動，而與此流動一同地去除存在於該流道的顆粒。又，在沖淨工序S3中供給至處理容器1內之逆流氣體流量會較在成膜工序S11中供給至處理容器1內的逆流氣體流量要小。藉此，便可抑制沖淨氣體朝向處理容器1內之流通態勢會因為逆流氣體而減弱之情事。然而，在逆流氣體流量過小時，由於沖淨氣體便會逆流至逆流氣體供給路徑51、54而會有使沖淨氣體朝向處理容器1內流通之態勢減弱的情況，故第2流量Q2較佳地係500sccm~2000sccm。
如此般，在從儲存槽61將沖淨氣體供給至處理容器1時，儲存槽61內之壓力便會下降。於是，在儲存槽61內之壓力成為例如第3壓力之80%以上，90%以下(例如46.66kPa(350Torr))時，便會關閉閥V2並停止氮氣朝處理容器1之供 給。藉此，氯化鈦供給路徑52便會再次進行氮氣之填充工序，而藉由氮氣朝儲存槽61之供給，來讓儲存槽61之壓力立刻升高。如此一來，在讓儲存槽61內之壓力再次成為第3壓力(例如56.00kPa(420Torr))時，便開啟閥V2，而將氮氣供給至處理容器1來進行沖淨。如此般，氯化鈦供給路徑52中，便會反覆例如100次的氮氣朝儲存槽61內之填充以及氮氣朝處理容器1之沖淨。此時，氮氣朝儲存槽61內之填充會進行例如0.1秒，氮氣朝處理容器1之沖淨會進行例如3秒。
同樣地在氨供給路徑53中，於藉由供給氮氣來讓儲存槽62內之壓力成為較第2壓力要高的第4壓力(例如56.00kPa(420Torr))時，便開啟閥V3。藉此，便會從儲存槽62將氮氣透過氨供給路徑53來供給至處理容器1內，以進行沖淨。在此狀態下開啟之閥為閥V1、V11、V4、V41、V21、V23、V3、V31、V33。藉此，在儲存槽61下游側中的氮氣流道中，便會產生較強的氮氣流動，而與此流動一同地去除存在於該流道的顆粒。又，在沖淨工序S3中供給至處理容器1內之逆流氣體流量會較在成膜工序S11中供給至處理容器1內的逆流氣體流量要小。藉此，便可抑制沖淨氣體朝向處理容器1內之流通態勢會因為逆流氣體而減弱之情事。
如此般，在從儲存槽62將氮氣供給至處理容器1，而讓儲存槽62內之壓力成為例如第4壓力之80%以上，90%以下(例如46.66kPa(350Torr))時，便會關閉閥V3並停止氮氣朝處理容器1之供給。藉此，氨供給路徑53便會再次進行氮氣之填充工序，而藉由氮氣朝儲存槽62之供給，來讓儲存槽62之壓力立刻升高。如此一來，在讓儲存槽62內之壓力再次成為第4壓力(例如56.00kPa(420Torr))時，便開啟閥V3，而將氮氣供給至處理容器1來進行氨供給路徑53之沖淨。如此般，氨供給路徑53中，便會反覆例如100次的氮氣朝儲存槽62內之填充以及氮氣 朝處理容器1之沖淨。此時，氮氣朝處理容器1內之沖淨會進行例如0.1秒，氮氣朝儲存槽62之填充會進行例如2秒。
如此一來，在進行透過氯化鈦供給路徑52之沖淨處理與透過氨供給路徑53之沖淨處理後，再進行氯化鈦供給路徑52之氮氣去除與氨供給路徑53之氮氣去除而結束沖淨處理。氯化鈦供給路徑52之氮氣去除係藉由開啟閥V1、V11、V4、V41、V21、V24，並關閉該等以外的開閉閥，藉由排氣裝置42而排氣來加以進行。藉此，氯化鈦供給路徑52便會將閥V2上游側排氣，以去除殘存在氯化鈦供給路徑52內之氮氣。又，氨供給路徑53之氮氣去除係藉由開啟閥V1、V11、V4、V41、V31、V34，並關閉該等以外的開閉閥，藉由排氣裝置42而排氣來加以進行。藉此，氨供給路徑53便會將閥V3上游側排氣，以去除殘存在氨供給路徑53內之氮氣。另外，在一連串之沖淨處理期間，會將氮氣透過述流氣體供給路徑51、54以較第1流量Q1要小的第2流量Q2(例如1000sccm)來導入至處理容器1內。
根據第1實施形態，具有將於儲存槽61、62內被加壓後的氮氣(沖淨氣體)供給至處理容器1內的沖淨工序S3。藉此，氮氣便會因壓力差而急速擴散於處理空間30內，而透過間隙34來擴散於處理容器1內。又，由於會在儲存槽61、62被加壓後而朝處理容器1供給，故氮氣會以較強的壓力朝處理容器1被加以供給。從而，在儲存槽61、62下游側中的氮氣流道中，便會產生較強的氮氣流動，而與此流動一同地去除存在於該流道的顆粒。
又，在沖淨工序S3中供給至處理容器1內之逆流氣體流量會較在成膜工序S1中供給至處理容器1內的逆流氣體流量要小。藉此，便可抑制沖淨氣體朝向處理容器1內之流通態勢會因為逆流氣體而減弱之情事。其結果，由於可 去除在成膜工序S1中因逆流氣體來置換反應氣體時可能殘留而沉積於處理容器1內之構件的間隙等之生成物，故即便晶圓W之處理片數變多仍難會產生顆粒。
(第2實施形態)
就第2實施形態相關之成膜方法來加以說明。下述所說明之成膜方法係藉由讓控制部6控制成膜裝置之各部動作來加以實行。圖5係顯示第2實施形態相關之成膜方法的流程圖。圖6係顯示圖5之成膜方法中的逆流氣體之供給機制的圖式。
如圖5所示，一實施形態相關之成膜方法係具有成膜工序S11、判斷工序S12、清潔工序S13、沖淨工序S14以及調節工序S15。以下，便就各工序來加以說明。
<成膜工序S11>
成膜工序S11係可與第1實施形態中所說明之成膜工序S1相同。
<判斷工序S12>
判斷工序S12係判斷成膜工序S11是否有進行預定次數(既定次數)的工序。在判斷工序S12中，判斷成膜工序S11已進行既定次數時，便結束成膜工序S11而進行清潔工序S13。另一方面，在判斷工序S12中，判斷成膜工序S11並未進行既定次數時，則再次進行成膜工序S11。另外，既定次數係對應於成膜工序S11中所成膜出之膜的厚度等來訂定，可為例如1000次。
<清潔工序S13>
清潔工序S13係將清潔用流體供給至處理容器1內，以進行處理容器1內之清潔的工序。
首先，將處理容器1內排氣到抽盡狀態(壓力調整閥43為全開的狀態)。之後，開啟閥V1、V2，而透過逆流氣體供給路徑51來將既定流量之氟化氯 氣體供給既定時間。此時，開啟閥V4、V41，而透過逆流氣體供給路徑54來供給既定流量之氮氣。在經過既定時間後，便關閉閥V1、V4、V12、V41。接著，開啟閥V4、V42，而透過逆流氣體供給路徑54來將既定流量之氟化氯氣體供給既定時間。此時，便開啟閥V1、V11而透過逆流氣體供給路徑51來供給既定流量之氮氣。
氟化氯氣體會透過氣體流道351,352、氣體供給路徑35來被供給至處理空間30，而以與反應氣體相同之路徑來加以流通。然後，從間隙34來流出於處理容器1內，並透過排氣導管13來朝外部排出。由於會如此般將氟化氯氣體供給至反應氣體所抵達之區域，故能去除沉積於處理容器1內之膜。
在供給氟化氯氣體既定時間而進行清潔後，便會將處理容器1真空排氣，並關閉閥V12、V42，而開啟閥V1、V11、V4、V41透過逆流氣體供給路徑51、54來將氮氣導入至處理容器1。在進行此處理既定時間後，便停止處理容器1之排氣並關閉閥V1、V11、V4、V41而結束清潔。
<沖淨工序S14>
沖淨工序S14係可與第1實施形態中所說明之沖淨工序S3相同。
<調節工序S15>
調節工序S15係進行用以進行成膜工序S11之調整(調節)的工序，例如為將與成膜工序S11所使用之反應氣體相同的氣體供給至處理容器1內，而在處理容器1內形成預覆膜之工序。
調節工序S15中，係在例如未將晶圓W載置於處理容器1內之載置台2的狀態下，以與成膜工序S11相同之方法來進行成膜。
如上述說明，根據第2實施形態，具有將於儲存槽61、62內被加壓後之氮氣(沖淨氣體)供給至處理容器1內的沖淨工序S14。藉此，氮氣便會因壓力差而急速擴散於處理空間30內，而透過間隙34來擴散於處理容器1內。又，由於會在儲存槽61、62被加壓後而朝處理容器1供給，故氮氣會以較強的壓力朝處理容器1被加以供給。從而，在儲存槽61、62下游側中的氮氣流道中，便會產生較強的氮氣流動，而與此流動一同地去除存在於該流道的顆粒。
又，在沖淨工序S14中供給至處理容器1內之逆流氣體流量會較在成膜工序S11中供給至處理容器1內的逆流氣體流量要小。藉此，便可抑制沖淨氣體朝向處理容器1內之流通態勢會因為逆流氣體而減弱之情事。因此，便可去除在清潔工序S13中難以被去除而沉積在處理容器1內之構件的間隙等之生成物。其結果，由於會提升在調節工序S15中被成膜於處理容器1之內部表面的預覆膜之密合性，故可抑制起因於預覆膜之剝離的顆粒產生。
又，在進行清潔工序S13後，於處理容器1的內壁等之清潔氣體流道中，會有清潔的殘留物未被排氣而作為顆粒殘留下的情況。從而，在清潔工序S13後進行沖淨工序S14時，即便清潔的殘留物會附著於處理容器1的內壁等，仍可藉由沖淨氣體來給予強衝擊力來讓沉積物從內壁剝離，而與較強之沖淨氣體流動一同朝處理容器1外被排出。
在進行此沖淨工序S14後，便會將反應氣體供給至處理容器1來進行成膜工序S11，此時被供給至處理容器1的反應氣體之供給壓力會較沖淨氣體要小。因此，即便假設於清潔工序S13後仍有殘留物附著在處理容器1之內壁等的反應氣體流道，該殘留物仍不會因沖淨工序S14中之沖淨氣體的較大供給壓力而與沖淨氣體一同移動而未被去除。從而，便難以想像殘留物會在反應氣體供 給時，與反應氣體一同移動而成為顆粒來附著於晶圓W。如此般藉由在清潔工序S13後進行沖淨工序S14，便可進一步地降低晶圓W之顆粒污染。
[實施例]
(實施例1)
實施例1係使用圖1所示之成膜裝置，來反覆進行上述成膜工序S1、判斷工序S2以及沖淨工序S3。亦即，實施例1係使用在沖淨工序S3中讓供給至處理容器1內的逆流氣體流量會較在成膜工序S1中供給至處理容器1內的逆流氣體流量要小的處理條件。又，判斷工序S2中之既定次數為25次。
然後，便依處理數十片~數百片之晶圓W來測量附著於晶圓W之顆粒的數量。另外，將粒徑為80nm以上的顆粒作為測量對象。
(比較例1)
比較例1係在沖淨工序S3中讓供給至處理容器1內之逆流氣體流量成為與在成膜工序S1中供給至處理容器1內之逆流氣體流量相同。另外，關於其他點係使用與實施例1相同之處理條件。
然後，便依處理數十片~數百片之晶圓W來測量附著於晶圓W之顆粒的數量。另外，將粒徑為80nm以上的顆粒作為測量對象。
(比較例2)
比較例2中，係不進行判斷工序S2及沖淨工序S3而連續進行成膜工序S1。另外，關於其他點係使用與實施例1相同之處理條件。
然後，便依處理數十片~數百片之晶圓W來測量附著於晶圓W之顆粒的數量。另外，將粒徑為80nm以上的顆粒作為測量對象。
(評價結果)
圖7係顯示晶圓處理片數與顆粒個數的關係之圖式。圖7中，橫軸係成膜工序、晶圓之處理片數(片)，縱軸係顆粒個數(個)。圖7中，以「●」來顯示實施例1的結果，以「○」來顯示比較例1的結果，以「△」來顯示比較例2的結果。
如圖7所示，實施例1中，即便晶圓W處理片數達到1000片，晶圓W仍幾乎未附著有顆粒。另一方面，比較例1、2中，在晶圓W處理片數達到1000片前，便確認到有附著多數顆粒之晶圓W。
由上述結果看來，可說是藉由讓在沖淨工序S3中供給至處理容器1內之逆流氣體流量成為較在成膜工序S1中供給至處理容器1內之逆流氣體流量要小，便能降低附著於晶圓W之顆粒。這推測是因為在將於儲存槽61、62升壓後的高壓之沖淨氣體供給至處理容器1內時，可抑制沖淨氣體朝向處理容器1內之流通態勢會因為逆流氣體而減弱，使沖淨效率下降之情事。
本次所揭露之實施形態在所有的點上都應只是例示而非為限制。上述實施形態係可不超出添附之申請專利範圍及其意旨而以各種形態來省略、置換、變更。
上述實施形態中，雖例示氮氣來作為逆流氣體及沖淨氣體，但並不限於此。逆流氣體及沖淨氣體亦可為例如氬氣等的非活性氣體。又，逆流氣體及沖淨氣體可為相同種類之氣體，亦可為不同種類之氣體。
S1‧‧‧成膜工序
S2‧‧‧判斷工序
S3‧‧‧沖淨工序

Claims (7)

  1. 一種成膜方法，係對為真空氛圍之處理容器內的基板，一邊從與依反應氣體之種類所設置之反應氣體供給路徑另外設置之逆流氣體供給路徑來連續供給逆流氣體，一邊透過該反應氣體供給路徑來依序供給會互相反應之複數種類的反應氣體，而沉積出反應生成物來形成薄膜之成膜方法，具有：
    成膜工序，係連續供給該逆流氣體，並就複數種類之各反應氣體來將反應氣體儲存於該反應氣體供給路徑所設置之儲存部而升壓後，依序進行從該儲存部噴出至該處理容器內之動作；以及
    沖淨工序，係將沖淨氣體儲存於該反應氣體供給路徑所設置之該儲存部，而升壓至較該成膜工序所對應之該儲存部在升壓時的壓力要高之壓力，反覆複數次從該儲存部來噴出至該處理容器內之動作；
    在該沖淨工序中，供給至該處理容器內之該逆流氣體的流量會較該成膜工序中，供給至該處理容器內之該逆流氣體的流量要小。
  2. 如申請專利範圍第1項之成膜方法，其中該沖淨工序係依該成膜工序所進行之既定次數來加以進行。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之成膜方法，其係進一步地具有：
    清潔工序，係將清潔用流體供給至該處理容器內，以進行該處理容器內之清潔；以及
    調節工序，係在該處理容器內供給與該成膜工序所使用的該反應氣體相同之氣體，以在該處理容器內形成預覆膜；
    該沖淨工序係在該清潔工序後且在該調節工序前加以進行。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之成膜方法，其中在從該沖淨氣體所升壓後之儲存部來將該沖淨氣體噴出至該處理容器內後，為了該沖淨氣體在該儲存部內的下一次升壓，會將在關閉該儲存部之下游側的閥時之該儲存部內的壓力設定在使該沖淨氣體在該儲存部內之升壓時的壓力之80%以上，90%以下。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之成膜方法，其中該逆流氣體係與該沖淨氣體相同之氣體。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之成膜方法，其中該逆流氣體係氬氣或氮氣。
  7. 一種成膜裝置，係對為真空氛圍之處理容器內的基板，依序供給會互相反應之複數種類的反應氣體，而沉積出反應生成物來形成薄膜之成膜裝置，具有：
    氣體供給路徑，係依該反應氣體之種類來加以設置；
    儲存部，係設置於該氣體供給路徑，而藉由氣體之儲存來使其內部升壓；
    閥，係分別設置於該氣體供給路徑之該儲存部的上游側及下游側；
    沖淨氣體供給部，係將沖淨氣體供給至該儲存部；
    逆流氣體供給路徑，係與該氣體供給路徑另外設置，並依該反應氣體之種類來設置，以供給逆流氣體；以及
    控制部；
    該控制部會實行下述工序：
    成膜工序，係從該逆流氣體供給路徑來連續供給該逆流氣體至該處理容器內，並就複數種類之各反應氣體來將反應氣體儲存於該儲存部而升壓後，依序進行從該儲存部噴出至該處理容器內之動作；以及
    沖淨工序，係將較在該成膜工序中供給至該處理容器內之流量要小的該逆流氣體供給至該處理容器內，並將該沖淨氣體儲存於該儲存部，而升壓至較該成膜工序所對應之該儲存部在升壓時的壓力要高之壓力，反覆複數次從該儲存部來噴出至該處理容器內之動作。
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