TW511185B - Substrate processing apparatus and processing method - Google Patents

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TW511185B TW090119648A TW90119648A TW511185B TW 511185 B TW511185 B TW 511185B TW 090119648 A TW090119648 A TW 090119648A TW 90119648 A TW90119648 A TW 90119648A TW 511185 B TW511185 B TW 511185B
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Description

爱之技術頜媸 本發明係有關半導體裝置，特別是有關使用在製造具有 高電介質膜之超微細化高速半導體裝置的基板處理裝置及 基板處理方法。 現今的超高速高速半導體裝置，隨著微細化製程的進步 ，可形成0 · 1 μπι以下的閘長。雖然‘一般隨著微細化半導體 裝置的動作速度會加快，但此種非常微細化的半導體裝置 ，隨著因微細化而縮短閘長，有必要遵從比例法則（Scaling Law)減少閘極絕緣膜的膜厚。-置景技街 但若閘長在0·1 μιη以下時，在使用氧化矽當閘極絕緣膜 的情況下，膜厚亦有必要設定為1〜2 nm或其以下，此種非 常薄的閘極絕緣膜隧遒電流會增大，其結果將無法避免閘 極漏電流增大的問題。 在此種情況下，先前係提出使用相對介電常數遠較Si〇2 膜大，因而，即使實際的膜厚大，但換算成以〇2膜時的膜 厚仍小的 Ta2〇5、Al2〇3、Zr02、Hf02、ZrSi04、HfSiO# 同電介質材料作為閘極絕緣膜。藉由使用此種高電介質材 料，就算閘長在〇·1 (im以下，非常細微的超高速半導體裝 置中仍可以使用膜厚約2〜5 μιη的閘極絕緣膜，可以抑制因 隧道效應所造成的閘極漏電流。 在矽基板上形成此、種高電介質閘極絕緣膜時，為抑制組 成高電介質閘極絕緣膜的金屬元素在矽基板中擴散，有必 要在糾述的Si基板上形成厚度在1 nm以下，一般厚度在 -4- 511185
A7
nm以下的Si〇2膜作為基礎氧化膜，再在非常薄的以〇2基礎 氧化膜上形成前述的高電介質閘極絕緣膜。此時，在形成 前述高電介質閘極絕緣膜時須避免在膜中形成介面位準等 缺陷。又在前述基礎氧化膜上形成該電介質閘極絕緣膜時 ’宜由與前述基礎氧化膜相接側開始向高電介質閘極絕緣 膜上主面，逐漸由以氧化矽為主的組成變化成以高電介質 為主的組成。 欲形成不含缺陷的高電介質閘極絕緣膜，就無法使用與 帶電粒子有關的電漿製程。例如·以電漿Cvd法形成該高電 介質閘極絕緣膜時，就會在膜中形成因熱載體產生陷阱作 用的缺陷而造成電漿破壞（Plasnia Damage)的結果。 另一方面，欲以熱CVD法形成該高電介質閘極絕緣膜時 ’本發明的發明者發現因構成底層之基礎絕緣膜的性質， 膜厚會有大的變動。換言之，欲以先前的CVD法形成該高 電介質閘極絕緣膜時會造成膜表面不規則，在該表面不規 則的閘極絕緣膜上形成閘極時，半導體裝置的動作特性會 惡化。 曼31^欲解決之譯顳 因此’本發明的概括性課題為提供一種解決上述課題之 新型有用的基板處理方法及處理裝置。 本發明更具體的課題為提供一種基板處理裝置及基板處 理方法’其能有效率在基板上形成亳無缺陷的高電介質膜。 本發明的其他課題為提供一種基板處理裝置。其特徵為 具備： ψ
線
五、發明説明（3 ) 處理容器； 基板保持口，其係設置在前述處理容 述被處理基板； u ’可以保持前 罘一處理氣體供給部，其係在前述處理容 二、， 板保持台的第—側形成，用來在前述基板保的=基 被處理基板表面供給第—處理氣體，使心胃:上的爾述 體沿著前述被處理基板表面、由前述第 二處理氣 侧相對的第二側流動； 、向與W述第一 第一排氣口，其係形成在前述-持台的前述第二侧； 谷益中的前述基板保 板體Γ部，其係在前述處理容器中的前述基 用來在前述基板保持台上的前述 體 侧 被處理基板表面供給第二處理氣體，使前 沿著前述被處縣板表面， 處理氣 相對的第-側流動;及“…側向與前述第二 的 前成其在前述處理容器中的前述基板保持台 本發明的其他課題為提供 理容：二万法’其係使用具備，·處理容器、前述肩 持前述被處理基板的基板保持台、刻 =:器中ί前述基板保持台的第-側形成的第-處理 盘二邵、則述處理容器中在前述基板保持台的前述第 二㈣的側形成的第—的排氣口、前述處 在則述基板保持台的前述第二側形成的第二處理 -6 - 氣體供給部及前述處理容器中在前述基板保持台的从、、一 一側形成的第二排氣口的基板處理裝置，其特徵為=逑第 第一處理步驟，其係第一的處理氣體由前述第二t含： 乳體供給部，沿著前述被處理基板表面由前述第一、，處= 述第二侧流動，在前述被處理基板表面進行處理·及1向則 第二處理步驟，其係第二的處理氣體由前述第二2 氣體供給部，沿著前述被處理基板表面由前述第二侧2 述第一側流動，在前述被處理基板表面進行處理「、w則 在進行前述第-處理步驟中使·前述第二排氣口的 較前述第一排氣口的排氣量減少， 第二處理步驟中使前述第一排氣口的排氣量 車又則述罘一排軋口的排氣量減少。 本發明的其他課題為提供—種基板處理裝置，其特徵為 具備： … 處理容器； 基板保持台，其係設置在前述處理容器巾，可以保持前 述被處理基板； 處理氣體供給部，其係在前述處理容器中的前述基板保 持台的第一側形<，在前述基板保持台上的前述被處理基 板表面供給處理氣體，前述處理氣體沿著前述被處理基板 表：’由㈣第-側向與前述第一側相對的第二側流動； 第排氣口，其係形成在前述處理容器中的前述基板保 持台的前述第二側； 自由基源，其係在前述處理容器中的前述基板保持台的
則述基板保持台上的前述被處理基板表面 由基，I ::士上，β ..... 第 供給自由其 _/〜必仰界坷-上 由前 逑第_/丨土則逑自由基沿著前述被處理基板表面 第：：：與前述第二侧相對的第一側流動；及 持Α的非❹’其係形成在前述處理容器中的前述基板保 行ϋ的W述第一側。 第發明’在處理容器中設置隔著被處理基板相對的 弟一處理氣體導入口，再老凡 置與前述第一及楚老产再者隔耆則述被處理基板敌 罘一處理軋體導入口相對的第一及第二排 前述處=!:第一處理氣體導入口將第-處理氣體導入 _ ^中’㈣前述被處理基板表面流動後，由前 「排出口排出，其次由前述第二處理氣體導入口或是 源導人第_處理氣體或是自由基，沿著前述被處理基 扳表面流動與先前吸附在前述被處理基板表面的前述第一 處：氣體分子反應後，由前述第二排出口排出的步驟，可 在酌述被處理基板上逐分子層堆疊形成高電介質膜。 ^發明的其⑽目的及特徵，㉟以下說明之本發明的適切 的實施例的詳細說明即可瞭解。 逼-A之簡軍説明 圖ΙΑ、1B係說明本發明的原理圖； 圖2係顯示本發明的第一實施例之基板處理裝置的構造 tss · 圃， 圖3係顯示圖2的基板處理裝置一部份的詳細圖· 圖4A、4B係顯示圖3的基板處理裝置的—種類似例的圖 •8-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 五 發明説明（ 6 A7 B7 圖5係顯示本發明的第- 固· 乐—實犯例足基板處理方法的流程 圃， 圖6係顯、示本發明的第二實 理方法的流程圖； 施例的一種類似例之基板處 圖7〜圖9係顯示本於日Η μ 、、 Λ月的弟三實施例之基板處理方法的 流*程圖， 圖10〜圖12_係顯示太菰^ 發月的弟二實施例之基板處理方法 的其他例的流程圖； 圖； 圖13 A 13Β係顯不本發明的第四實施例之切換閥的構造 圖14係顯tf本發明的第五實施例之基板處理裝置的構造 tgj · 圃， 15係顯示本發明的第六實施例之基板處理裝置的構造 ISJ · 圃， 圖16係顯示本發明的第七實施例之基板處理裝置的構造 Γ2Ϊ · 圃， 圖17係顯示本發明的第八實施例之基板處理裝置的構造 國， 圖18A〜18D係顯示本發明的第九實施例之各式基板處理 裝置的構造圖； 圖19係顯示本發明的第十實施例之基板處理裝置的構造 Γ51 · 圃， 圖20係顯示圖19的基板處理裝置一部份的詳細圖； 圖21A〜21D係顯示圖2〇的一部份的詳細圖； -9 · 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(2l〇x297公爱) B7 發明説明 7 圖22係顯示圖丨9的基板處理裝置一部份的詳細圖； 圖2 3 A〜2 3 C係顯示圖2 2的一部份的詳細圖； 圖24係顯示圖22的一部份的詳細圖； 圖25A、25B係顯示圖19的基板處理裝置的排氣系統的構 造例圖； 圖26係顯不圖19的基板處理裝置的排氣系統其他的構造 例圖； 圖27係顯示圖19的基板處理裝置的基板搬出入部份的構 造例圖； - 圖28係顯示在圖19的基板處理裝置中使被處理基板旋轉 時的效果圖； 圖29係顯示在圖19的基板處理裝置中交互供給處理氣體 時縮短清洗時間的效果圖； 圖3 0係顯示本發明的第十一實施例之基板處理裝置的構 造圖。 皇.jfe發明之最佳熊樣 [原理] 圖ΙΑ、1B係顯示本發明的原理。 參考圖ΙΑ、1B，在保持被處理基板2的處理容器丨中在對 前述被處理基板2的第一側設置第一處理氣體供給口 3 A， 又在對如述被處理基板2的第二之前述第一側的相對側設 置第一排氣口 4A。再者前述處理容器丨中在對前述第二侧 5又置第二處理氣體供給口 3 B，又在對前述第一側設置第二 的排氣口 4B。經由第一原料切換閥5 a供給前述第一處理氣 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 511185 A7 B7 五、發明説明（8 ) 體供給口 3A第一處理氣體A，經由第二原料切換閥5B供給 前述第二處理氣體供給口 3B第二處理氣體B。再者，前述 第一排氣口 4A藉由第一排氣量調整閥6A排氣，前述第二排 氣口 4B經由第二排氣量調整閥6B排氣。 首先於圖1A的步騾，經由前述第一原料切換閥5A供給前 述第一處理氣體供給口 3A前述第一處理氣體A，在前述處 理容器1中使前述第一處理氣體A吸附在前述被處理基板 表面。此時，利用驅動與前述第一處理氣體供給口 3 A相對 的前述第一排氣口 4A，使前述第一處理氣體沿著前述被處 理基板表面使前述第一處理氣體供給口 3A至前述第一的 排氣口 4A為止的第一的方向流動。 其次於圖1B的步驟，經由前述第二的原料切換閥5B供給 前述第二處理氣體供給口 3B前述第二處理氣體B，在前述 處理容器1中使前述第二處理氣體B沿著前述被處理基板2 的表面流動。其結果，前述第二處理氣體B作用於先前吸附 在前述被處理基板表面的前述第一處理氣體分子，在前述 被處理基板表面形成高電介質分子層。此時，利用驅動與 前述第二處理氣體供給口 3B相對的前述第二排氣口 4B，使 前述第二的處理氣體沿著前述被處理基板表面自前述第二 處理氣體供給口 3B至前述第二排氣口 4B為止的第二的方 向流動。 再者藉由重覆前述圖1A及1B的步驟，可在前述被處理基 板2上形成所希望的高電介質膜。 此時，雖然在前述圖1A的步驟中遮斷由前述第二原料切 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 511185 A7 B7 五、發明説明（9 ) 換閥5B向前述第二處理氣體供給口 3B供給第二處理氣體B ，又在前述圖1B的步驟中遮斷由前述第一原料切換閥5A向 前述第一處理氣體供給口 3A供給第一處理氣體A，但為避 免在圖1A的步驟中由前述第一處理氣體供給口 3A導入的 前述第一處理氣體A侵入相對的第二處理氣體供給口 3B中 而產生析出物，宜在圖1A的步騾中，由前述第二原料切換 閥5B向前述第二處理氣體供給口 3B供給惰性氣體。 同樣地，在圖1B的步騾，宜由前述第一原料切換閥5A向 前述第一處理氣體供給口 3A供給'隋性氣體。再者圖1A的步 驟中雖然設定為前述第一排氣量調整閥6A排氣通過前述 被處理基板2的表面的前述第一處理氣體大的開閥度，有鑑 於前述第二排氣量調整閥6B是在高溫下進行閥開關動作， 宜設定成不要完全遮斷，而是如設定在3%以下的小開閥度 。同樣地圖1B的步驟，雖然設定前述第二排氣量調整閥6B 大的開閥度，亦宜設定成不要完全遮斷前述第一排氣量調 整閥6A，而如設定在3%以下的小開閥度。 前述處理容器宜以前述第一及第二處理氣體以薄紙狀的 層流流過前述被處理基板2的表面之方式形成平坦的形狀 ，又宜具有前述第一及第二處理氣體供給口 3A、3B亦相對 之平坦的、裂缝狀的開口部。再者，前述第一及第二排氣 口 4A、4B亦宜形成與前述第一或第二處理氣體流動方向大 致直交的方向延伸的裂缝狀。又宜藉著由與處理氣體的流 動方向直交的裂缝朝下方均等排氣，避免薄紙狀的處理氣 體的流動混亂。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 511185 A7 B7 發明説明
在本發明的基板處理裝置中，前述第一處理氣體係使用 包含Zr或是A1或是Y或是Ti或是La的原料，藉由前述第二處 理氣體使用氧化性氣體’可在被處理基板上形成Zr或是 或是Y或是Ti或是La的氧化物層。 再者在本發明的基板處理裝置中，使用與前述第一處理 氣體不同的成膜氣體作為前述第三處理氣體，藉由其與前 述第一的處理氣體相組合，可在前述被處理基板上形成ZrSiOx、HfSiOx、AlSiOx、YSiOx、TiSiOx、LaSiOx或是 ZrA10x、HfA10x、YA10X、TiAl‘Ox、LaA10x等的三元系氧 化物層。 另外，在如圖ΙΑ、1B所示本發明的基板處理裝置中，於 圖1A的步驟中，由處理氣體供給口 3A導入處理氣體A至處 理容器1中後，於圖⑺的步驟中，由處理氣體供給口 3B導 入清洗氣體或是處理氣體B的情況，殘留在處理容器丨中的 處理氣體A會隨清洗氣體或是處理氣體B的流動由排氣口 4B快速地排出，在前述處理容器1内的處理氣體a的殘留濃 度會急速地下降。同樣地，於圖1B的步驟中，由處理氣體 供給口 3B導入處理氣體B至處理容器1中後，再回到圖丨八的 步驟，由處理氣體供給口 3A導入清洗氣體或是處理氣體A 的情況，殘留在處理容器丨中的處理氣體B會隨清洗氣體或 疋處理氣體A的流動由排氣口 4A快速地排出，在前述處理 容器1内的處理氣體B的殘留濃度會急速地下降。 特別是在本發明的裝置中，於導入處理氣體B的導入口 3B的周圍即使處理氣體B的濃度約有數％的，仍自排氣口 4B
裝 訂
線 排ί 口:Ait行排氣，因此在配置有被處理基板2的 戈内 處理氣體B的濃慶+八从把 理的影響。 &十刀地低’不$處理氣體A的處 其省4處理氣體導人ϋ3Β及與其對應的排氣
A =成<基板處理裝置’即使將由處理氣體導人口3a導入 仍=體A切換成清洗氣體或是處理氣體b，處理氣^ =2在前述處理容器1中，若利用處理氣體B減少殘 田處里氣姐A到相當的程度需要長的時間。 在本發明中，於處理氣體八的處理步驟與處理氣體B的處 理^之間’亦可設置由被處理基板兩側排氣的步驟，與 先則的僅由側排氣的裝置相較下，可使處理處氣體更容 易由被處理基板表面排氣。 尸因而，圖ΙΑ、1B所示本發明的基板處理裝置具有以處理 氣版A與B父互處理被處理基板時可以縮短周期的優點。 [第一實施例] 圖2係顯示本發明的第一實施例的基板處理裝置1〇的構 造。
參照圖2,前述基板處理裝置1〇包含處理容器u，其具備 隔著前述被處理基板12彼此相對之處理氣體導入口 13A及 13B’與隔著箾述處理基板η而各自與前述處理氣體導入口 13A及13B相對的排氣口 14A、14B，前述排氣口 UA及i4B 分別經由導電闕15A及15B與門閥（Trap) 1〇〇連接，前述處 理容器11經由前述門閥100排氣。 再者，在前述處理容器11中，與前述處理氣體導入口 13a 511185
鄰接的其他處理氣體導入口 13C，與前述排氣口 14A相對形 成。 前述處理氣體導入口 13A與切換閥16A的第一出口連接 ，前述切換閥16A與經由包含閥17A、質量流量控制器18a 及其他的閥19A的第一的原料供應線16a，保持ZrCl2的原料 容器20A相連接。再者，設置與前述第一原料供給線i6a鄰 接，包含閥21A、22A，供給Ar等的惰性氣體的清洗線2U 〇 再者，在前述切換閥16A中，-連接Ar等的惰性氣體源， 連接包含質量流量控制器23 A及24A的閥清洗線23a，前述 切換閥1 6 A的弟二的出口經由清洗線1 〇 q a與前述門閥1 〇 〇連 結。 同樣地，前述處理氣體導入口 13B與切換閥16B的第一出 口連接，前述切換閥16B與經由包含閥丨7B、質量流量控制 器1 8B及其他的閥19B的第一原料供應線1 6b，保持H20水蒸 氣的原料容器20B連接。再者，設置與前述第一原料供給線 16b鄰接，包含閥21Β、22Β，供給Ar等的惰性氣體的清洗 線 2 1 b。 再者’在前述切換閥16B中，連接Ar等的惰性氣體源， 連接包含質量流量控制器23B及24B的閥清洗線23b，前述 切換閥16B的第二出口經由清洗線i〇〇b與前述門閥1〇〇連接 再者前述處理氣體導入口 13C與切換閥16C的第一出口 連接，前述切換閥1 6C與經由包含閥1 7C、質量流量控制器 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
裝 訂 線 13 A7 B7 五、發明説明（ 18C及其他的閥19C的第一原料供應線l6c，保持四氯化矽 的原料容器20C連接。再者，設置與前述第一原料供給線… 鄭接’包含閥21C、22C’供給氫等的惰性氣體的清洗線仏 再者，在前述切換閥16C中，連接於斛等的惰性氣體源 ’連接包含質量流量控制器23C及24C的閥清洗線23c，前 述切換閥16C的第二出口經由清洗線1〇以與前述門閥1〇〇連 接。 又，在圖2的基板處理裝置10中-設置控制成膜製程的控制 裝置10A，前述控制裝置10A如後圖4〜圖7中說明，控制前 述切換閥16A〜16C及導電閥15A及15B。 圖3係顯示包含圖2的處理室1丨的部分詳細圖。 參照圖3,在前述處理室U中保持石英反應容器nQ，前 述被處理基板12保持在前述石英反應容器11〇中。在前述處 理室11中設置與前述石英反應容器110鄰接的加熱器 111A〜111F，以保持基板溫度於特定的處理溫度。 又岫述處理氣體導入口 13A、13B形成處理氣體沿著前述 被處理基板12的表面流動的平坦形狀，又其位置亦設定在 前述被處理基板12表面的稍微上方。並且前述反應容器11〇 亦形成平坦的形狀，因而由平坦的形狀的處理氣體導入口 13 A導入述ZrC14分等的第一處理氣體在前述石英反應容器 110中形成沿著前述被處理基板12的表面的層流流動，由前 述排氣口 14A排出。此時，前述第一處理氣體吸附在前述 被處理基板表面，前述被處理基板表面藉由約1分子層的處 -16 - 本紙張尺歧财 S A4«^(21G X 297公釐) ----- 511185
理氣體分子所覆蓋。另一方面，雖然由前述處理氣體導入 口 13B導入H2〇(水蒸氣）等的第二的處理氣體在前述石英反 應容器110中形成沿著前述被處理基板12的表面的層流流 動，由前述排氣口 14A排出，不過此時係與先前覆蓋在前 述被處理基板12的表面的第一處理氣體分子反應，因而在 岫述被處理基板12的表面形成約1分子層的非常薄的Zr〇2 膜。 因此，藉由反覆實施此種吸附步驟與反應步驟，其間並 加上清洗步驟’可在前述被處理-基板12的表面形成非常薄 的Zr〇2等高電介質膜。又，形成前述Zr〇2分子層後，藉由 由前述處理氣體導入口 13C導入Sicl4等的第三處理氣體， 可在Zr〇2分子層上形成Si〇2分子層，藉由反覆進行此步驟 ，其間並加上清洗步驟，可以形成ZrSi〇4組成的高電介質 膜。 形成前述被處理基板12上的ZrSi〇4膜時的一例，係將前 述被處理基板12保持在200〜45(TC的溫度，前述ZrCl4氣體 及S1CI4氣體於反應容器丨1<}内壓設定為〇 13〜13.3 kPa (1〜100 Torr)的狀態下，分別以1〜1000 SLM及0.1〜1000 SLM的流量’供給當作載氣的惰性氣體。增加惰性載氣的 泥量’對形成均一的層流有效。前述惰性氣體的流量，選 定在原料氣體的流量的1倍到i 〇〇倍的範圍内。 又’在圖3的構造中，設置與前述處理氣體導入口 i 3 a並 列’導入前述SiCU的處理氣體導入口 13C，不過圖上並未 顯示。 -17 - 本紙張尺度朗中國國家鮮(CNS) A4規格(窗297公愛)
裝 訂
線 於本實施例中，收納於前述原料容器20A中的原料並不 限定為ZrClr亦可為HfCU或是TaCis等的原料。這些原料 在室溫下為固體，為使其氣化，係在供給Ar等载氣至前述 原料容器20A中，並加熱到2〇〇〇c以上的溫度。 圖4A、4B係顯tf本發明第一實施例的一種類似例的反應 谷器110的構k，其特徵為搬送被處理基板時，利用搬送臂 搬送被處理基板至處理容器n内的情況下，藉由使與被處 理基板的上下搬送相連動的石英反應容器i丨〇的上部丨丨〇 A 上下移動，於圖4B所示的製程時％使前述石英反應容器！ 1〇 的前述上部110A與下部1 l〇B的距離較圖4A所示搬動時小 。亦即於本實施例中，前述石英反應容器11〇係由上部u〇A 與下部110B所構成。 參照圖4A、B ,於此製程時藉由縮短前述石英反應容器 11 〇的上部11 0A與下部11 〇B之間的距離，原料氣體可能沿 著被處理基板表面均一地流動。又，在圖4 a、4B的構造中 ’雖然與被處理基板的上下移動相連動使石英反應容器上 部110A的位置上下移動，不過即使不使其相連動，若於搬 送時擴大搬送空間的構造，構成製程時縮短被處理基板與 前述石英反應容器上部11 〇 A之間的距離時，亦可獲得上述 所希望的效果。 [第二實施例] 圖5係顯示於圖2、3的基板處理裝置1〇在被處理基板12 上聚分子形成Zr〇2時’在前述控制裝置1 〇a的控制下執行 本發明的第二實施例的處理程序的流程圖。 -18- 511185 A7 B7 五、發明説明（16~) 一 "" 參照圖5，於最初的步騾1中，開放前述導電閥15A、15B ，前述切換閥16A及16B控制成經由各自的清洗線i〇〇a及 10 Ob供給門閥100處理氣體供給線16a、16b中全部處理氣體 的第一狀態，亦即控制成清洗狀態。因而分別經由處理氣 體導入口 13A及13B供給前述反應容器110中前述清洗線 23a中的Ar氣體，又前述清洗線23b中的Ar氣體。如此供給 的Ar清洗氣體，分別自前述排出口 14Α及14Β排出門閥1〇〇 〇 其次於步驟2中，增大前述導電閥1 5 A的開度，減少導電 閥15B的開度。因而，在前述反應容器11〇中產生由前述氣 體導入口 13A流向排出口 14A的氣體流向。藉由調整前述導 電閥15A、15B的導電控制前述排氣口 14A、14B的排氣，可 以得到較藉由遮斷閥開啟/開閉高溫排氣時可靠性更高的 排氣控制。又由於連續切換排氣，在前述反應容器Π 0中少 有氣流混亂。
其次於步驟3中前述切換閥16A由前述第一狀態切換至 第二狀態，前述處理氣體供給線16a中的ZrCl4由前述第一 處理氣體導入口 13A導入前述反應容器11〇中。因而導入的 ZrCU氣體如先前所說明的，成為層流在前述被處理基板12 的表面流動，由前述排出口 14A排出。藉由該步騾，在前 述被處理基板12的表面吸附約1分子層的zrCU。在前述步 驟3中，前述第二切換閥16B為在前述第一狀態下，線23a 中的Ar清洗氣體由前述第二處理氣體導入口 13B導入至前 述反應谷器110中。因而，可避免由前述第1的導入口 13A •19讎 I紙張尺度適财@ g家鮮(CNS) A#規格(21G χ 297公鱟)----- _____ _B7 五、發明説明（17 ) 所導入的ZrC“處理氣體侵入前述第二處理氣體導入口 13B 而產生衍生物的問題。 其次於步驟4中前述切換閥16 A回到原來的第一狀態，前 述反應容器110中為Ar氣體所清洗。 此時，亦可將前述導電閥15A、15B均開到最大開度，由 被處理基板的兩端進行排氣。或者，為縮短處理時間，亦 可不設置此步驟即進行下一步驟。此情況的處理程序，如 圖6的流程圖。 其次於步驟5中增大前述導電閥15B的開閥度，減少導電 閥15A的開閥度，在前述反應容器110中在前述反應容器 110中开> 成由前述氣體導入口 13B流向排出口 14B的氣體流 動。 再者於步驟6中將前述切換閥16B切換至第二狀態，亦即 切換成開放狀態，前述處理氣體供給線i 6b中的h2〇經由前 述處理氣體供給口 13B導入至前述反應容器11〇中。如此導 入的H2〇如先前所說明的，成為層流在前述被處理基板12 的表面流動，由前述排出口 14B排出。藉由該步驟，在前述 被處理基板12的表面，先前吸附的ZrCU分子層與h2〇反應 ’形成的1分子層的Zr〇2膜。在前述步驟6中，前述第1切換 閥16A為在前述第一狀態下，線23a中的^清洗氣體由前述 第一處理氣體導入口 13A導入至前述反應容器110中。因而 ，可避免由前述第2導入口 13B所導入的H2〇侵入前述第一 處理氣體導入口 13A而產生衍生物的問題。 前述步驟6之後，處理製程回到前述步驟1，再者藉由重 _ 20 - ^張尺度適财關家鮮(CNS) A4^(21()X297公爱) "—--- 18 ) 覆執行步驟1〜步驟6，在前述Zr〇2分子層上形成次一Zr〇2 为子層。如此，藉由重覆執行前述步騾丨〜步驟6，能夠在前 述被處理基板12上藉由於各分子層逐層堆層形成任一厚度 的Zr02膜。 又’在以上的步驟1〜步驟6中，前述處理氣體導入口 13C 固定在第一清洗狀態。 藉由取代收納在前述原料容器2〇A中的原料ZrCl4成 HfC“或是TaCh，藉由本實施例可藉由於各分子層逐層堆 積分子層形成Hf02膜或是Ta205膜。 又’收容於前述原料容器20A中的原料並不限定於上述 的特定的原料，亦可由ZrCl4、ZrBr4、Zr(I-OC3H7)4、 Zr(n-OC4H9)4、Zr(t_OC4H9)4、Zr(AcAc)4、Zr(DPM)4、 Zi*(0-iPr)(DPM)3、Zr(HFA)4、Zr(BH4)4、Zr(N(CH3)2)4、 Zr(N(C2H5)2)4組成的群中，或是（c2H5)2A1N3、（C2H5)2AlBr 、（C2H5)2A1CM、（C2H5)2A1I、（Ι-(：4Η9)Α1Η、（CH3)2A1NH2、 (CH3)2A1C1、（CH3)2A1H、（CH3)2A1H:N(CH3)2C2H5、 A1H3:N(CH3)2C2H5、A1(C2H5)C12、A1(CH3)C12、A1(C2H5)3 、Al(I-C4H9)Ah A1(I-0C4H9)3A1C13、A1(CH3)3、A1H3:N(CH3)3 、A1(AcAc)3、ai(dpm)3、ai(hfa)3、ai(oc2h5)3' αι(κ4η9)3 、Al(I-OC3H7)3、Al(OCH3)3、Al(n-OC4H9)3、Al(n-OC3H7)3 、Al(sec-OC4H9)3、Al(t-OC4H9)3、AlBr3組成的群中，或是 Y(AcAc)3、Y(DPM)3、Y(0-iPr)(DPM)2、Y(HFA)3、Cp3Y 組成的群中，或是 HfCl4、HfBq、Hf(AcAc)4、Hf[N(C2H5)2]4 、Hf[N(CH3)2]4、Hf(DPM)4、Hf(0肇iPr)(DPM)3、Hf(HFA)4 -21 - 511185 A7 _____B7 五、發明説明（19 ) ~~" - 組成的群中，或是 TiCl4、TiBr4、Til4、Ti(I-OCH3)4、 Ti(OC2H5)4、Ti(I-OC3H7)4、Ti(n-OC3H7)4、Ti(n-OC4H9)4 、Ti(AcAc)4、Ti(AcAc)2Cl2、Ti(DPM)4、Ti(DPM)2Cl2、 Ti(0-iPr)(DPM)3、Ti(HFA)2Cl2組成的群中，或是LaBr3' Lal3、La(OCH3)3、La(OC2H5)3、La(I-OC3H7)2、Cp3La、 MeCp3La、La(DMP)3、La(HFA)3、La(AcAc)3、Cp(C8H8)Ti 、Cp2Ti[N(CH3)2]2、Cp2TiCl2、（C2H5)Ti(N3)2、Ti[N(C2H5)2]4 •、Ti[N(CH3)2]4組成的群中選擇。又，經由前述線i6b供給 的前述第二的處理氣體，可由氧·自由基原子、氧自由基分 子、〇3、02、N20、NO、N02、H202、H20、D20組成的群 中選擇。特別是就原料來說，Al(CH3)3、AlCl3、Zr[N(C2H5)2]4 、Zr[N(CH3)2]4、Hf[N(C2H5)2]4、ZrCl4、HfCl4、TiCl4、
Ti[N(C2H5)2]4、Ti[N(CH3)2]4等對原子層生長有效。 [第三實施例] 圖7〜9係顯示於圖2、3的基板處理裝置10於各分子層逐層 形成ZrSi〇4膜時，在前述控制裝置i〇A的控制下執行本發明 的第三實施例的處理程序的流程圖。 首先參照圖7，於步驟11中，開放前述導電閥1 5A、15B ，前述切換閥16A〜16C控制成分別經由清洗線l〇〇a及l〇〇b 供給門閥100處理氣體供給線16a〜16c中全部的處理氣體的 第一狀態，亦即控制成清洗狀態。因而在前述反應容器U〇 中分別經由處理氣體導入口 13A〜13C供給前述反應容器 110中前述清洗線23a〜23c中的Ar氣體。如此供給的Ar清洗 氣體，分別自前述排出口 14A及14B排出門閥1〇〇。 備22 _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
其次於步騾12中，增大前述導電閥15A的開度，減少導 電閥15B的開度。因而，在前述反應容器11〇中產生由前述 氣體導入口 13A及13C流向排出口 14八的氣體流動β 其次於步騾13中前述切換閥16 Α由前述第一的狀態切換 至第二狀態’前述處理氣體供給線16a中的ZrCU由前迷第 一處理氣體導入口 13A導入至前述反應容器iiQ中。如此導 入的ZrCU氣體如先前所說明般，成為層流在前述被處理基 板12的表面流動，由前述排出口 14A排出。藉由該步驟， 在前述被處理基板12的表面吸酹約1分子層的zrCl4。在前 述步騾3中，前述第2及第3切換閥16B、16C為在前述第一 的狀態下，線23b及23c中的Ar清洗氣體由處理氣體導入口 13B及13C導入前述反應容器11〇中。因而，可避免由前述 第1導入口 13 A所導入的ZrCU處理氣體侵入前述第二處理 氣體導入口 13B而產生衍生物的問題。 其次於步騾14中前述切換閥16A回到原來的第一的狀態 ，前述反應容器110中為Air氣體所清洗。 其次於步驟15中增大前述導電閥15B的開閥度，減少導電 閥15A的開閥度，在前述反應容器11〇中在前述反應容器 110中形成由前述氣體導入口 13B流向排出口 14B的氣體流 動。 再者於步驟16中將前述切換閥16B切換至第二狀態，亦即 切換成開放狀態，前述處理氣體供給線16b中的H20經由前 述處理氣體供給口 13B導入至前述反應容器110中。如此導 入的H20氣體如先前所說明，成為層流在前述被處理基板 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
線 I511185 A7 B7 五、發明説明（21 12的表面流動，由前述排出口 14B排出。藉由該步驟，在前 述被處理基板12的表面，先前吸附的ZrCl4分子層與H20反 應，形成約1分子層的Zr02膜。在前述步騾16中，前述切換 閥16A、16C為在前述第一狀態下，線23a及23c中的Ar清洗 氣體由前述第一處理氣體導入口 13A及13C導入至前述反 應容器110中。因而，可避免由前述第2導入口 13B所導入的 H20侵入前述處理氣體導入口 13 A或是13C而產生衍生物的 問題。 前述步騾16之後，於步驟17申，開放前述導電閥15A、 15B，前述切換閥16A〜16C控制在第一的狀態。因而在前述 反應容器110中分別經由處理氣體導入口 13A〜13C供給前 述清洗線23a〜23c中的Ar氣體。如此供給的Ar清洗氣體，分 別自前述排出口 14A及14B排出門閥1〇〇。 其次於步驟18中，增大前述導電閥15A的開度，減少導 電閥15B的開度。因而，在前述反應容器11〇中產生由前述 氣體導入口 13A及13C流向排出口 14A的氣體流動。 其次於步驟19中前述切換閥16C由前述第一狀態切換至 第二狀態，前述處理氣體供給線16c中的SiCl4由前述第三處 理氣體導入口 13C導入至前述反應容器中。如此導入的 SiCU氣體如先前所說明，成為層流在前述被處理基板12的 表面流動，由前述排出口 14A排出。藉由該步驟，在前述 被處理基板12的表面，在先前形成的Zr〇2分子層上，吸附 約1分子層的SiCU。在前述步驟19中，前述第二及第三切 換閥16A、16B為在前述第一的狀態下，線23&及231)中的Ar -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公酱 1"
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線 五、發明説明（22 ) 清洗氣體由處理氣體導入口 13A及13B導入至前述反應容 器110中。因而，可避免由前述第3導入口 13C所導入的SiCU 處理氣體侵入前述第二處理氣體導入口 13B而產生衍生物 的問題。 其次於步驟2 0中前述切換閥16 a回到原來的第一的狀態 ’前述反應容器110中為Ar氣體所清洗。 其次於步驟21中增大前述導電閥15Β的開閥度，減少導電 閥15Α的開閥度，在前述反應容器11〇中形成由前述氣體導 入口 13Β流向排出口 14Β的氣體流動。 再者於步騾22中將前述切換閥16Β切換至第二狀態，亦即 切換成開放狀態，前述處理氣體供給線16b中的Η20水蒸氣 經由前述處理氣體供給口 13Β導入前述反應容器110中。如 此導入的Η2〇氣體如先前所說明般，成為層流在前述被處 理基板12的表面流動，由前述排出口 14β排出。藉由該步驟 ’在前述被處理基板12的表面，先前吸附的SiCl4分子層與 HW反應，在其下的Zr02分子層上形成約1分子層的8丨02膜 。在前述步騾22中，前述切換閥16A、16C為在前述第一狀 態下，線23a及23c中的Ar清洗氣體由前述處理氣體導入口 13A及13C導入前述反應容器11〇中。因而，可避免由前述 弟2導入口 13B所導入的H20侵入前述處理氣體導入口 13A 或是13 C而產生衍生物的問題。 再者，藉由重覆執行步驟11〜步驟22,在前述被處理基板 12上全體藉由Zr〇2分子層與SiCh分子層交互堆疊而形成的 由代表ZrSi04組成的高電介質膜。 -25 - 本紙張尺>^適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱)
=藉由改變化前述Zr〇2分子層與Si〇2分子層堆疊積時的 比率，可使前述鬲電介質膜的組成朝膜厚方向變化。例如 可控制前述高電介質膜的下層部以Si02組成佔優勢，或在 上層部以Zr〇2組成佔優勢的組成。但是，於步驟14、17、 20中，導電閥1 5 A、i 5B的開度亦可開到最大。此時，使用 由處理基板的兩端排氣，可以更有效的清洗處理氣體。圖 10〜12係對應此種情況的處理程序的流程圖。 又’收納於前述原料容器20C中的原料並不限定於上述的 特定的原料，亦可由 H2Si[N(CH3)2]2、（C2H5)2SiH2、 (CH3)2SiCl2、（CH3)2Si(OC2H5)2、（CH3)2Si(OCH3)2、 (CH3)2SiH2、C2H5Si(OC2H5)3、（CH3)2SiSi(CH3)3 、 HN[Si(CH3)3]2、（CH3)(C6H5)SiCl2、CH3SiH3、CH3SiCl3、 CH3Si(OC2H5)3、CH3Si(OCH3)3、C6H5Si(Cl)(OC2H5)2、 C6H5Si(OC2H5)3、（C2H5)4Si、Si[N(CH3)2]4、Si(CH3)4、 Si(C2H5)3H、（C2H5)3SiN3、（CH3)3SiCH、（CH3)3SiOC2H5、 (CH3)3SiOCH3、（CH3)3SiH、（CH3)3SiN3、（CH3)3(C2H3)Si 、SiH[N(CH3)2]3、SiH[N(CH3)2]3、Si(CH3COO)4、Si(OCH3)4 、Si(OC2H5)4、Si(I-OC3H7)4、Si(t-OC4H9)4、Si(n-OC4H9)4 、Si(OC2H5)8F、HSi(OC2H5)3、Si(I-OC3H7)3F、Si(OCH3)3F 、HSi(OCH3)3、H2SiCl2、Si2Cl6、Si2F6、SiF4、SiCl4、SiBr4 、HSiCl3、SiCl3F、Si3H8、SiH2Cl2、SiH2Cl2、Si(C2H5)2Cl2 群中，或是（C2H5)2A1N3、（C2H5)2A1Bi*、（C2H5)2A1C1、 (C2H5)2A1I、（I-C4H9)A1H、（CH3)2A1NH2、（CH3)2A1CM、 (ch3)2aih、（ch3)2aih:n(ch3)2c2h5、aih3:n(ch3)2c2h5 -26- 本紙張尺度適财S s家鮮(CNS) A4規格(21G X 297公釐) 511185 A7 B7 五、發明説明（24 、A1(C2H5)C12、A1(CH3)C12、A1(C2H5)3、A1(I-C4H9)A1、 Α1(Ι-Ο(：4Η9)3Α10：13、A1(CH3)3、A1H3:N(CH3)3、A1(AcAc)3 、A1(DPM)3 、A1(HFA)3 、Al(OC2H5)3 、Α1(Ι·(：4Η9)3 、 Al(I-OC3H7)8、Al(OCH3)3、Al(n-OC4H9)3、Al(n-OC3H7)3 、Al(sec-OC4H9)3、Al(t-OC4H9)3、AlBr3組成的群中選擇。 [第四實施例] 另外’在圖2、3的基板處理裝置1 〇中，雖然經由原料供 給線16a及切換閥16A由前述原料容器20A供給ZrCl4氣體， ZrC〗4在常溫下為固體，氣化需要2〇〇°c左右的溫度。此表 示，包含前述切換閥16A的原料供給線16a的全體需要保持 在200C以上的溫度。且前述切換閥16A亦要能夠承受此種 200 C以上’實際上是250°C以上的溫度。又在先前的圖5〜9 的說明中亦可得知，在圖2、3的基板處理裝置1〇中由於在 每一分子層的堆積中頻繁地驅動前述切換閥16a〜16c，明 顯地出現切換閥的消耗的問題。 針對此’圖13 A、13 B係顯示於圖2、3的基板處理裝置1 〇 中作為切換閥16 A使用’在本發明的第四實施例切換閥16 〇 的構造。圖13 A、13B的切換閥，於圖2、3的基板處理裝置 10，亦可作為切換閥16B、16C使用。 參照圖13A，前述切換閥160係由包圍金屬製的驅動軸 161A形成的圓筒形狀的陶資閥體161B、保持前述陶资閥體 161B自由旋轉的容器162、及協助前述前述容器162密封前 述驅動軸161A的蓋子零件163所組成，在前述蓋子零件163 設置具備冷卻水注入口 163a與冷卻水出口 163b的水冷水箱 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
線 511185 A7 _ _B7 五、發明説明（25 ) — " 163A。前述陶瓷閥體161B係經由密封環161a、161b固定在 前述驅動軸161A上，在以前述蓋子零件163覆蓋的前述驅 動軸161A的先端部設置耐熱性的smCo系的磁鐵161M。前 述磁鐵161M與外部的電磁驅動構造以磁氣連結，藉由前述 電磁驅動構造操作旋轉。 另一方面，在前述容器162中，設置與前述處理氣體供給 線16a對應的第一氣體注入口 162A及與前述清洗氣體線23a 對應的第二的氣體注入口 162B，再者具有連接於前述處理 氣體供給口 16A的第一氣體出口 162C，及均連接於前述清 洗線100a的第二與第三氣體出口 162D、162E。 圖136詳細顯示圖13八的閥體1613。 參照圖13B，在前述閥體161B上，在其外圍上形成有第 一及弟二溝161Ba及161Bb，藉由前述閥體161B旋轉，經由 前述溝161Ba、161Bb前述氣體注入口 162A、162B選擇地連 接氣體出口 162C〜162E。 例如前述切換閥16 A處於前述第一狀態時，連接於前述 清洗線23a的氣體注入口 162B經由前述溝161Bb連接前述 氣體出口 162C，前述清洗氣體線23a中的Ar氣體經由前述處 理氣體供給口 13A供給至前述反應容器110中。在此狀態下 ’同時連接於前述處理氣體供給線16a的氣體注入口 162A 經由前述溝161Ba與前述氣體出口 162D連接，經由前述氣 體出口 162D與此連接的前述清洗線i〇〇a捨棄前述線16a中 的處理氣體。 同樣地，前述切換閥1 6B處於前述第二狀態時，旋轉前述 -28- 本紙張尺度中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公釐) " 511185
閥組161B，因而前述氣體注入口 162B經由前述溝l61Bb連 接則述氣出口 162E ,因而經由前述氣體出口 162E與此連 接的前2清洗線10(^捨棄前述清洗線23a中的Ar氣體。另一 =面，則述氣體 >王入口 162Α經由前述溝16iBa連結前述氣 to出口 162C由削述氣體出口 162C通過前述處理氣體供給 口 13A導入至前述反應容器110中。 如此構成的切換閥1 60，能夠無問題地承受在25〇。〇的溫 度下反覆進行切換動作。又，在前述切換閥16〇中，即使遮 斷，反應容器11G中供給處理氣體的情況，由於只是切換處 理氣to流動向凊洗線110a，由原料容器2〇A的ZrCl4氣體等 的原料氣體的壓力和流量並無大的變動。 亦如先前之說明，前述切換閥16〇並不僅限於圖2的切換 閥16A，亦可能適用於其他的切換閥16Β、μ。。 [第五實施例] 訂 圖14顯示本發明的第五實施例的基板處理裝置1 〇 1的構 ^仁疋圖14中，在先削已說明的部分加註相同的參照符 號，並省略說明。又在先前圖2'3中已說明部分中，為求 簡單而省略與本實施例無關的部分的圖示。 參照圖14，在本實施例在前述處理氣體供給線ΐ6&、ΐ6〇 的適當的位置分別形成使容積局部性增大的處理氣體蓄積 部260a、260c，在該處理氣體蓄積部中暫時貯存處理氣體 。藉由設置該處理氣體蓄積部260a、26〇b，即使發生在先 前圖5〜9中已說明的頻繁的處理氣體的切換，及伴隨其於前 述處理氣體供給線16a、16c中導電的變動，仍可穩定供給 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 511185 A7 B7 五、發明説明（27 ) 處理氣體。 特別在圖14的構造，於前述處理氣體供給線16a，雖然藉 由前述控制裝置10A，與前述切換閥16A〜16C的切換控制同 步地控制設置於原料供給線16a的質量流量控制器1 8A，藉 由該構造，補償前述處理氣體16a中的處理氣體流量的變動 ，可經由前述線16a使處理氣體的供給穩定化。 再者圖14構造中，於前述處理氣體供給線i6c在前述處理 氣體蓄積部260c設置壓力計261c，維持前述處理氣體蓄積 部260c—定的塵力。即使藉由該構造，仍可有效地補償於 前述處理氣體供給線16c中產生的導電的變動。 於圖14的構造中，設於前述處理氣體供給線16(：的質量流 量控制器8C的控制，亦可與線i6a的質量流量控制器1^同 樣地，使用控制裝置10A。又，於前述處理氣體供給線16a ’亦可在蓟述處理氣體蓄積部260a設置壓r力計。再者，亦 可在處理氣體供給線16b中設置同樣的構造。 [第六實施例] 圖1 5顯不本發明的第六實施例的基板處理裝置丨&的構 造。但是圖1 5中，在先前已說明的部分加註相同的參照符 號’並省略說明。又在先前圖2、3中已說明部分中，為求 簡單而省略與本實施例無關的部分的圖示。 參照圖15，在本實施例在前述原料容器2〇A、2〇c中，供 給載氣的線上分別設置質量流量控制器2〇a、2〇c ,再者藉 由前述控制裝置10A，可與切換閥16A〜16C及導電閥15八二 15B的控制同步地控制前述質量流量控制器2〇&、2〇c。 -30-
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線 A7 B7 五、發明説明（28 更具體地說，前述質量流量控制器2〇a係控制前述切換閥 16A僅在供給前述線16a中的處理氣體至前述處理氣體供給 口 13 A的情況下使其流量增加。同樣地前述質量流量控制 器20c亦控制前述切換閥16C僅在供給前述線l6e中的處理 氣體至前述處理氣體供給口丨3 c的情況下使其流量增加。藉 由與？茨切換閥16A、16C的控制同步地控制質量流量控制器 2〇a、20c，可以在不供給至前述反應容器11〇中的情況時節 省操用的處理氣體。同時，亦可減輕連接在門閥i 〇〇的徐害 裝置的負荷。 - " 此時’藉由設置代替圖14所示質量流量控制器18C、18Α 的圖15所示音波感應器i8C’、18Α’，測定Ar載體中的原料 $辰度’對負流控制器2 0 a、2 0 c的反鑽控制有效。 [第七實施例] 圖16顯示本發明的第七實施例的基板處理裝置1 &的構 4。但疋圖16中’在先前已說明的部分加註相同的參照符 號，並省略說明。又在先前圖2、3中已說明部分中，為求 簡單而省略與本實施例無關的部分的圖示。 參照圖16，本實施例，與先前的實施例不同地在前述原 料容器20A中如圖16所示收納金屬Ar取代ZrCl2，於此藉由 將C12作為載氣供給以產生ZrCh氣體。此時，藉由與先前的 貫施例同樣的前述控制裝置1 〇 A，僅在前述處理容器Η中 導入前述處理氣體供給線16a中的ZrCh氣體增加的情況下 控制前述Cl2載氣的流量。 利用本實施例，亦可經由前述處理氣體導入口丨3 A供給 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X 297公釐) A7
ZrCh等乳化物處理氣體至前述處理容器η中的反應容器 110 中。 [弟八貫施例] 圖17顯示本發明的第八實施例的處理容器丨丨A的構造。 但是圖1 7中’在先前已說明的部分加註相同的參照符號， 並省略說明。 參照圖1 7，在本實施例於圖3的實施例的處理容器丨丨，撤 去與别述被處理基板12相對位置的加熱器111 b，取而代之 地設置石英窗11W❹再者設置可-能沿著前述石英窗11W移 動的紫外光源UV。 該構造中，藉由經由前述石英窗llw由紫外光源UV照射 紫外線至前述被處理基板12的表面，可促進在前述被處理 基板12表面的成膜。此時，藉由沿著前述石英窗11W移動 前述紫外光源UV，可以控制在前述被處理基板丨2表面的曝 光量一樣。又’藉由設置紫外光源以外的紅外線燈作為此 光源’可使處理基板均一地加熱。該構造特別對形成之膜 在600〜l〇〇〇t：的溫度下短時間退火的情況下，與進行紫外 光照射的同時進行膜形成後的熱處理的情況下有效。此種 步驟，對由被處理基板表面除去氫化竣與鹵素等雜質有效 〇 [第九實施例] 圖1 8 A〜1 8D係顯示在圖2的基板處理裝置1 〇中所使用的 處理容器11的各種類似例的平面圖。 其中圖18A對應先前圖ΙΑ、1B中所說明的構造，於處理 • 32 - 中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) A7 B7 五、發明説明（3〇 ) 容器1 1中隔著被處理基板12相對設置平坦的處理氣體供給 口 13A、13B。又，在前述處理氣體供給口 13A的附近，形 成裂缝狀之與前述處理氣體供給口 13B對應的排氣口 14B ’使前述排氣口 14B的長邊方向與由前述處理氣體供給口 13B向前述排氣口 14B的處理氣體的流動方向大致成直角 。同樣地’裂縫狀之與前述處理氣體供給口丨3 A對應的排 氣口 14A，使前述排氣口 14a的長邊方向與由前述處理氣體 供給口 13A向前述排氣口 14A的處理氣體的流動方向大致 成直角。 ~ 圖18B的構造與先前的圖2、3對應，在圖18A的構造中， 與前述第一的處理氣體供給口 13 A重疊形成第三處理氣體 供給口 13C。 圖18C係為用於與其他的基板處理裝置同時構成叢集型 處理系統的基板處理室，以互相相對的處理氣體供給口 13A、13B及排氣口 14A、14B成直交之方式，形成互相相對 的處理氣體供給口 13C、13D及與對應的排氣口 i4C、14D ’在前述基板處理室的一部份形成有用於使被處理基板進 出的加載互鎖室1 1L/D。 在圖18C的基板處理裝置中，可使用4種處理氣體，藉由 逐分子層堆疊形成多成分系的高電介質膜。 圖18D係顯示於圖l8A的構造的處理室丨丨中，以相互相對
的處理氣體供給口 13A、13B及相對應的排氣口 i4A、14B 成直交之方式，設置一個處理氣體供給口 13C及與其相對的 排氣口 14C的構造。 •33, A7
發明説明 藉由該構造’亦可在前述被處理基板12上藉由逐分子層 堆疊形成ZrSi〇4等的高電介質膜。 [第十實施例] 圖19顯示本發明的第十實施例的基板處理裝置2〇〇的構 造。
參照圖19，前述基板處理裝置200具有：所組成的外側處 理容器20 1與由石英玻璃所組成的内側處理容器2〇2，前述 内侧處理容器202形成於前述外側處理容器2〇丨中，收納於 藉由構成前述外側處理容器201的一部份的蓋板201 a所覆 蓋的凹部中。 裝 訂
月ϋ述内測容器202係由於前述凹部内覆蓋前述外測處理 容器201的底面的石英底板2〇2Α、與於前述凹部内覆蓋前 述石英底板202Α的石英蓋202Β所組成，再者在前述外側處 理容器的底部，形成收納保持被處理基板W的盤狀的基板 保持台203的圓形的開口部201D。在前述基板保持台2〇3中 ’設置省略圖示的加熱構造。 前述基板保持台203藉由設置於前述外側處理容器2〇 J的 下部的基板搬送部204保持自由移轉，又同時自由上下移動 别述基板保持台203保持可能在最上層的製程位置與最下 層的基板出入位置之間上下移動，決定前述製程位置為， 使前述保持台203上的被處理基板W的表面與前述石英底 板202A的表面大致一致的位置。 另一方面，前述基板出入位置，設定成對應在前述基板 搬送部204的側壁面形成的基板搬出入開口部2〇4a ,前述 -34-
511185 A7 B7 五、發明説明（32 ) 基板保持台203在下降到前述基板出入位置時，由前述基板 搬出入口 204A插入搬送臂204B，藉由起重桿（無圖示）保持 取出由基板保持台203表面舉起的被處理基板W，送往下一 步騾。又，前述搬送臂204B，經由前述基板搬出入開口部 204A，將新的被處理基板W導入前述基板搬送部204中，將 其載置於前述基板保持台203上。 保持前述新的被處理基板W的基板保持台203，藉由軸承 部205中磁氣密封205A保持之移動軸205B自由移動，又自 由上下移動，前述移動軸205BX下移動的空間，藉由風箱 206等的隔壁密閉。此時，前述空間經由省略圖示的排氣口 排氣形成比前述内侧容器202内部更高真空狀態，避免在前 述内側容器202内對所進行的基板處理製程的污染。 為確實進行該差動排氣，在前述基板保持台203上以圍繞 前述被處理基板W之方式設有由石英玻璃所組成的保護環 203A。該保護環203A，控制前述基板保持台203與在前述 外側處理容器201中以收容前述基板保持台之方式所形成 的前述開口部201D的側壁面之間的導電，藉此在前述風箱 206所構成的空間内高真空地排氣時與前述内側處理容器 202之間確實形成差壓。 在前述外側處理容器20 1的底部所形成的前述開口部 20 1D，側壁面被石英襯墊20 Id覆蓋，前述石英襯墊20 Id更 延伸到下方覆蓋前述基板搬送部204的内壁。 在前述外側處理容器201的底部，在前述開口部20 1D的 兩側形成分別與排氣裝置連接的排氣溝部2 0 1 a及2 0 1 b，前 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 511185 A7 B7 五、發明説明（33 ) 述排氣溝部20la經由導管207a及導電閥207A，又前述排氣 溝部20 lb藉由導管207b及導電閥207B排氣。在圖19的狀態 下設定成前述導電閥207 A為開狀態，又前述導電閥207B為 大致閉狀態。與先前的實施例同樣地，前述導電閥207A、 207B，為實現可靠性高的開閉狀態，其閉狀態並非完全閉 鎖，而宜保留約3%的閥開度。 前述排氣溝部20 la及20 lb以由石英玻璃所組成的襯墊 208所覆蓋，在前述石英底板202A形成與前述排氣溝部201a 、201b對應的裂缝狀的開口部209A、209B。圖19的實施例 中，在該裂缝狀的開口部209A、209B，形成以促進前述内 側處理容器202内部的排氣為目的的之後將說明的整流板 209 〇 再者在前述内側處理容器202内，分別在前述排氣溝部 20 la及201b，隔著前述開口部210A相對設置之後將說明的 石英氣體噴嘴210A及210B。因此由前述氣體噴嘴210A導入 的第一處理氣體，沿著前述被處理基板W的表面在前述内 側處理容器202内流動，經由前述導電閥207A由相對的排 氣溝部201a排氣。同樣地由前述氣體喷嘴210B導入的第二 處理氣體，沿著前述被處理基板W的表面在前述内側處理 容器202内流動，經由前述導電閥207B由相對抗的排氣溝部 20lb排氣。如此藉由第一及第二的處理氣體交互由前述氣 體喷嘴210A向排氣溝部201a，或是自前述氣體噴嘴210B向 排氣溝部20lb流動，可形成先前已說明的以原子層為基本 單位的膜。 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） M1185 A7 B7 五、發明説明（34 圖20詳細顯示構成前述内側處理容器202的石英底板 202A的構造。 參照圖20，在前述石英底板2〇2A上形成前述被處理基板 w相對應的圓形的開口部202a，在前述開口部2〇2a的兩侧 ’形成與前述排氣溝部2〇la、20lb相對應的開口部209A、 209B °再者圖20的例中，對應於前述開口部2〇9A、209B設 置有裂缝的整流板209。又在前述石英底板202A上，對應 於前述氣體噴嘴210A形成開口部21〇a，又對應於前述氣體 噴嘴210B形成開口部2l〇b。藉由-在前述石英底板202 A形成 數個七述開口部210a或是210b，可在前述内側處理容器202 内設置數個前述氣體噴嘴210A或是210B。 圖2 1A〜2 1D顯示前述整流板209的各種例2091〜2094。 參照圖21A，在整流板2〇91上形成寬度一樣的裂缝，連接 於岫述導電閥207A的導管207a於前述排氣溝2〇 la或是20 lb 連接於前述裂縫的兩端部。 圖21B的整流板2092中，改變成增大圖21A的整流板2〇91 中的裂缝的中央部的宽度，實現整個裂縫全長一樣的排氣 〇 與此相對的，圖21C的整流板2〇93取代圖21A或是17B的 裂缝，在整流板209上形成開口部列，為實現整個前述開口 部列的全長一樣的排氣，增大於開口部列中央部的開口部 的直徑。又在圖21D的整流板μ、形成由在整流板中同一直 徑的開口部組成的開口部列，於開口部列中央部增大開口 部的數目。藉由該構造，仍可實現整個與前述開口部列的
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A7 '^〜_______Β7 五、發明説明^ - 全長一樣的排氣。 圖22顯不圖19的基板處理裝置2〇〇之氣體喷嘴21〇Β及與 其對應的排氣溝部2〇lb的構造，及由前述氣體噴嘴21〇Β向 ㈤述排氣溝部201 b流動的處理氣體a的流動。同樣的構造 及狀況，在氣體喷嘴210A及與其對應的排氣溝部21〇a之間 亦成立。 參照圖22，前述氣體喷嘴2l〇B由在圖2〇的開口部21〇b插 入的石英管210B!，與在前述石英管2〇1]51的前端形成的前 述石英管環210B2組成，在面向前述石英管環21〇b2的前述 排氣溝部2 01 b的侧形成許多的噴嘴開口部。 因此，由前述開口部21 Ob向前述石英管21〇Βι導入的處理 氣體在前述石英管環210B2中流動，變成薄紙狀的氣體流3 由前述噴嘴開口部排出。 、圖19的導電閥207B在開啟的狀態時，氣體流a流過與前 逑石英底板202A大致形成同一面的被處理基板冒的表面， 、’二由如述整流板209及排氣溝部201b，以及導管2〇7b排氣。 圖23A〜23C係形成設置於前述石英環21〇B2之前述薄紙 狀的氣體流B的噴嘴開口部的例子。 參照圖23 A前述噴嘴開口部由直徑相同的數個開口部組 成的開口部列構成，藉由改變前述開口部列的中央部與兩 端部的開口部的間距，形成所希望的薄紙狀的氣體流。與 此相對的，圖23B的構造使構成前述噴嘴開口部的開口部列 中的開口部的直徑在開口部列中央部與兩端部改變。又在 圖23C的構造中，藉由裂缝狀的開口部構成前述噴嘴開口部 •38· 511185 A7 B7 五、發明説明（36 ) ，在中央部與周邊部變化裂缝寬度。 又，前述氣體噴嘴210B如圖24所示，亦可使用在石英管 210Bj々前端部設置兩端關閉的其他石英管210B3，以擴散 板210B4將前述其他石英管210B3的内部隔間為氣體導入室 210B5與氣體排出室210B6,在氣體排出室210B6設置喷嘴開 口部210 b 6的構造。 在圖19的基板處理裝置200中，由於前述基板保持台203 可上下移動，藉由於前述内側處理容器202中最佳化前述被 處理基板W表面的位置，可在前述内側處理容器202中沿著 • 前述石英底板202A形成處理氣體的流線。 圖25A、25B及圖26顯示基板處理裝置200的排氣系統的 構造例。 在圖25 A的例中，在與前述排氣溝部20 la的兩端部結合的 導管207a上分別設置導電閥207A，同樣地在與前述排氣溝 部20lb的兩端部結合的導管207b上分別設置導電閥207B。 同時以相同的閥開度驅動前述一對的導電閥207A，同樣地 同時也以相同的閥開度驅動前述一對的導電閥207B。 在圖25 A的構造中，可在排氣溝部20 la或是20 lb的附近設 置導電閥207A或是207B，使基板處理裝置200之氣體切換 動作時的反應性提南。 與此相對的，在圖25B的構造中，結合前述排氣溝部20 la 的兩端部的導管207a與單一的導電閥207A共通連接。同樣 地，在圖25B的構造中於排氣溝部20 lb中結合前述排氣溝部 201 a的兩端部的導管207b亦與單一的導電閥207B共通連接 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） B7 五、發明説明（37 ) 。該構造雖因導電閥與排氣溝部的距離變長，致使氣體切 換動作時的反應性稍微降低，但因可減少導電閥的數量， 因此可間化基板處理裝置2 0 0的構造。 在圖26的構造中，雖然前述排氣溝部2〇lb的排氣構造與 圖2 5 B相同，不過排氣溝部2 〇 1 a係係於中央部藉由單一的導 管207a及單一的導電閥207A排氣。利用該構造，使用兩個 導電閥可迅速執行内側處理容器202内部的氣體切換。 圖27顯示係前述基板處理裝置200的基板搬送部204的構 造。 參照圖27 ’在由前述外侧容器20 1的底部向前述基板搬送 部204延伸的石英裂缝20Id的一部份，形成圍住基板搬送路 向基板搬出入開口部204A延伸的延伸部201 e，通過前述延 伸部20 le中搬入或搬出前述被處理基板因而在前述延 伸部20 le中插入先前在圖19已說明的搬送臂204B。藉由前 述臂204B搬入的被處理基板W移至保持台203的上方，移動 前述被處理基板W至先前已說明，石英底板202A的表面與 被處理基板W的表面大致一致的處理位置。此處理位置， 可依需要上下變化。 圖19的基板處理裝置200，如圖27所示般在一對的導管 207b之間形成前述延伸部20 le。 圖19的基板處理裝置200，基板處理步驟之間，前述被處 理基板W與前述保持台203共同旋轉。藉由設置該旋轉構造 ，在前述被處理基板表面可形成非常均一的膜厚或是組成 的膜。 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 五、發明説明（38 ) 圖28顯示使用前述基板處理裝置200在Si基板上形成 HfOrAhO3系的高電介質膜時膜中的Hf及A1濃度分布。但 是在圖28的實驗中，設置與圖2的基版處理裝置1〇同樣的與 氣體噴嘴210B鄰接的其他氣體噴嘴210C，使用與圖2同樣 的氣體供給系統，依照圖7〜9的流程圖重覆供給HfCl4氣體 、H20氣體、A1(CH3)3氣體、及水蒸氣。 參照圖28可得知，於圖19的基板處理裝置200相對於沒有 旋轉被處理基板W的情況下，向基板中央Hf濃度增大，在 旋轉被處理基板W的情況下，可有效果地平均化該組成的 不均一，得到大致均一的組成外形。同樣的效果，亦可於 圖2的基板處理裝置1 〇得到。 圖19的基板處理裝置2〇〇中，雖然使用與圖2所示的同樣 的氣體供給系統，特別是藉由設置音波感應器丨8cr、丨8 A， 其係測試對應於圖1 5的閥16A或是16C所供給的氣體音速 ，可檢測出所供給的處理氣體的實際的分壓。藉由積分此 種實際的氣體濃度，可算出處理容器中所供給的處理氣體 的摩耳數，因此可因應供給摩耳數而非處理氣體的供給時 間，正確地不浪費時間地控制圖5或是圖7〜圖9的處理程序 〇 如先前已說明，包含基板處理裝置10或是基板處理裝置 200，在如圖ΙΑ、1B所示本發明的基板處理裝置中，於圖 1A的步驟由處理氣體供給口 3A導入處理氣體a至處理容器 1中後，於圖1B的步驟由處理氣體供給口 3B導入清洗氣體 或是處理氣體B的情況下，殘留在處理容器、中的處理氣體 -41 -
B7 A會附著在清洗氣體或是處理氣體b的流動由排氣口 4B快 速地排出，在前述處理容器i内的處理氣體A的殘留濃度會 急速地下降。同樣地，於圖1B的步騾由處理氣體供給口 3B 導入處理氣體B至處理容器丨中後，再回到圖1A的步騾由處 理氣體供給口 3 A導入清洗氣體或是處理氣體A的情況下， 殘留在處理容器1中的處理氣體B會附著在清洗氣體或是處 理氣體A的流動由排氣口 4A快速地排出，在前述處理容器1 内的處理氣體B的殘留濃度會急速地下降。 反之，省略處理氣體導入口 3B及與其對應的排氣口化之 基板處理裝置 '即使將由處理氣體導入口 3A導入的處理氣 體A切換成清洗氣體或是處理氣體B，處理氣體a仍容易殘 留在前述處理容器1中，若利用處理氣體B之處理減少殘留 處理氣體A到相當的程度需要長的時間。 圖29顯示於圖19的基板處理裝置2〇〇中，藉由加入由氣體 喷嘴2 10A及210B之間的清洗工程並交互地供給tma氣體 與水蒸氣進行Ah〇3膜的原子層生長時所得到的每1周期的 膜厚與清洗時間的關係。圖29中，同時顯示圖丨9的基板處 理裝置200中僅使用氣體噴嘴210A及與其對應的排氣溝部 20la進行同樣的Ah〇3膜的原子層生長時所得到的每1周期 的膜厚與清洗時間的關係。 由圖29可得知般，在交互地使用氣體噴嘴21 〇A及210B生 長Ah〇3膜的情況下，即使將清洗時間減少到〇 · i秒左右亦 幾乎不會使每1周期所形成的膜厚產生變化，在到下一個周 期為止由在處理容器202内開始實質上完全清洗掉在先前 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) f 裝 訂
的周期中所使用的處理氣體。 甚反之，僅使用氣體噴嘴210A與排氣溝部210a的情況下， =π ’將清洗時間縮短到0· i秒會使每丨周期所形成的膜厚 增大為2倍，在處理容器2〇2内殘留先前的步騾的處理氣體。 圖29的結果，顯示依情況，亦可於圖5或是圖7〜圖9的控 制程序中省略清洗步騾。 如此一來，本發明的基板處理裝置，具有以處理氣體A 與B又互地處理被處理基板時可以縮短周期的優點。 [第十一實施例] 圖3 0顯示本發明的第實施例的基板處理裝置3〇〇的 構迨但疋圖3 0中，在先前已說明的部分加註相同的參照 符號，並省略說明。 參照圖30,雖然基板處理裝置3〇〇具有與先前的基板處理 裝置200相同的構造，不過係除去氣體喷嘴2i〇b,取而代之 的是在前述外側處理容器2〇1的侧壁面上，在前述排氣溝部 201b隔著前述被處理基板w相對設置遙控電漿源3丨〇。 前述遙控電漿源310由線312A供給He、Ne、Ar、Κι:、Xe 等的惰性氣體，藉由電極311所供給的微波在前述惰性氣體 中形成電漿。再者於前述遙控電漿源31〇内供給氧及氮等的 處理氣體，所供給的處理氣體藉由電漿活性化而形成自由 基。如此形成的自由基隨著惰性氣體的氣體流在前述被處 理基板w的表面向前述排氣溝部201b流動，將吸附於前述 被處理基板W的表面的處理氣體分子氮化或氧化，或是^ 氧化處理。 五、發明説明（41 ) 如此，若利用本實施例的基板處理裝置，不限於氧化膜 ，亦可藉由原子層生長形成氮化膜或是氧氮化膜。 於本實施例，電漿源並不限定為遙控電漿產生裝置，亦 可能使用ICP電漿源或是ECR電漿源等，其他眾所皆知的電 漿源。 以上，係說明本發明適切的實施例，不過本發明並不限 定在特定的實施例，於記載在申請專利範圍的要旨内，可 作各種變化、變更。 產業利用的可能,Μ： 本發明係在處理容器中隔著被處理基板相對設置第一與 第二處理氣體導入口，再者在隔著前述被處理基板且在前 述第一與第二處理氣體導入口相對處設置第一與第二排氣 口，第一處理氣體由前述第一處理氣體導入口導入至前述 處理容器中，沿著前述被處理基板表面流動後由前述的第 排氣口排出’其次由前述第二處理氣體導入口或是電漿 源導入第二處理氣體或是自由基，沿著前述被處理基板表 面流動與先前吸附在前述被處理基板表面的前述第一處理 氣體分子反應後，藉由前述的第二排出口排出步驟，可在 薊述被處理基板上逐分子層堆疊形成高電介質膜。 -44 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

  1. C8 D8 六、申請專利範圍 一種基板處理裝置，其具備 處理容器； 基板保持台， 前述被處理基板 其係在前述處理容器中，設置為可保持 弟一 美板保括△軋Γ供給，其係在前述處理容器中，在前由 "# 口的第一侧形成，供給前述被處理基板表面| _處理氣體沿著前述被處理基板名 二由則，第-側向相對的第二侧流動； 2排軋口，其係在前述處理容器中，在前述基板脊 持台的第二側形成； •第處理氣體供給部，其係在前述處理容器中，在爾 f基板保持^第二側形成，供給前述被處理基板表面 弟二處理士體’前述第二處理氣體沿著前述被處理基核 表面由别述第二侧向相對的第一侧流動；及 罘二排氣口，其係在前述處理容器中，在前述基板保 持台的第一側形成。 2·如申咕專利範圍第丨項之基板處理裝置，其中前述處理容 器由外側容器與設置在前述外側容器内部的内側容器組 成’前述基板保持台設置在前述内侧容器内。 3·如申請專利範園第2項之基板處理裝置，其中前述基板保 持口汉置成可上下自由活動，前述内側容器包含沿著前 述基板保持台上下活動路線，將前述上下活動路線圍住 之方式延伸的延伸部。 4·如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中在前述基板 -45 - 保持台的最高位置，前述被處理基板的表面與前述内側 處理容器的底面實質上一致。 5·如申請專利m圍第3項之基板處理裝置，其中在前述保持 台的周圍設置圍住前述被處理基板的外周緣的保護環構 件，前述保護環構件具有與前述内侧容器延伸部的内周 對應的外周，在前述内周與前述外周之間實質上形成一 定寬度的空隙。 6·如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中前述外側處 理容器與前述内侧處理容器之間的空間，係與前記内側 處理容器相獨立進行排氣 ^申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中前述内侧容 為材質為石英。 8·如申請專利範圍第2項之基板處理裳置，其中前述内侧容 器包含：平坦之石英板的底部；及前述底部上設置有覆 蓋前述底部的石英上蓋；前述保持台上之被處理基板露 出於形成在前述石英板中的開口部，前述露出之處理基 板表面形成與前述石英板表面實質上一致的平面。 9.如申請專利範圍第2項之基板處理裳置，其中在前述内側 容器與瓦述外側容器間的空間内設置加鼽機構。 Η).如申請專利範圍第i項之基板處理裳置，其中前述基板保 持台具備加熱機構。 11.如申請專利範圍第1項之基板處理裳置，進一步具備使前 述基板保持台移動的移動機構。 12·如申請專利範圍第U項之基板處理裝置，其中前述移動 -46- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公鳌) D8 六、申請專利範圍 =由保持料基板保W的㈣㈣保㈣述旋轉轴 移動的錢㈣组成，前述磁氣㈣保持前述旋 所包圍的空間内自由上下，前述空間被減壓成 同於則述内側容器内部的真空狀態。 13·如申請專利範圍第i項之基板處理裝置，纟中前述第一排 ^口包含延伸在與前述第一處理氣體的流動方向大致直 =之方向的第一裂縫1述第二排氣口包含延伸在前述 第二處理氣體的流動方向大致直交之方向的第二裂縫。 14·如申請專利範圍第！項之基板處理裝置，其中前述第一排 氣口包含延伸在與前述第一處理氣體的流動方向大致直 交<方向的第一裂缝，前述第二排氣口包含延伸在與前 述第二處理氣體的流動方向大致直交之方向的第二裂縫 ，前述處理容器的排氣形成，前述第一及第二處理氣體 的流動方向與前述第一及第二裂缝的延伸方向大致直交 之方向。 15·如申請專利範圍第13項之基板處理裝置，其中前述第一 及第二裂縫在實質上具有一定的裂缝寬度。 16·如申請專利範圍第13項之基板處理裝置，其中前述第_ 及第二之各個裂縫，裂缝寬度在中央部及兩端部變化。 17·如申請專利範圍第13項之基板處理裝置，其中前述第_ 及第二之各個裂縫以蓋板覆蓋，前述蓋板中，沿著前述 裂缝的延伸方向形成數個開口部。 18.如申請專利範圍第17項之基板處理裝置，其中前述數個 開口部之大小，在前述裂缝的中央部及兩端部變化。 • 47- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 511185六、申請專利範圍 A BCD 19·如申請專利範圍第17項之基板處理裝置，其中於前述蓄 板中，前述數個的開口部的密度，在前述裂縫的中央p 與兩端部變化。 “ 2 0 ·如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中前述第—處 理氣體供給部具有滯留前述第_處理氣體的滞留部、及 前述第一滯留部上形成之延伸在與前述第一處理氣體的 流動方向大致直交方向上的扁平狀裂縫組成的第—排出 口，前述第二處理氣體供給部具有滯留前述第二處理氣 體的滯留部、及前述第二滯留部上形成之延伸在與前= 第二處理氣體的流動方向大致直交方向的扁平狀裂= 成的第二排出口。 " 21·如申請專利範圍第2〇項之基板處理裝置，其中前述第一 及第二排出口在中央部及兩端部具有不同的裂缝寬度。 22·如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中在前述第一 及第二各個排出口設置具有數個開口部的擴散板，前述 數個開π部之大小在前述擴散板的中央部與兩端部不同 〇 23·如申請專利範圍第2〇項之基板處理裝置，其中在前述第 一及第二各個排出口設置具有數個開口部的擴散板，前 述數個開口㈣密度在前述擴散板的中央部*兩端 同。 个 24·如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，纟中前述外部容 器與前述内部容器之間的空間比前述内部容器内 至更高真空。 & -48- 本紙張尺度適财@ s家鱗(6^17祕(21GX 297公爱) 裝 訂 鬱
    六丁 5·如申請專利範圍第1_項之基板處理裝置.....米一廣 =氣體供給部經由第一原料切換閥由第一原料容器供舜 前述第一處理氣體，前述第二處理氣體供給部經由第二 原料切換閥由第二原料容器供給前述第二處理氣體，脊 述第一排氣口及第二排氣口分別經由第一及第二排氣意 調整閥機構連接於排氣裝置。 26·如申請專利範圍第25項之基板處理裝置，其中前述第一 排氣口由與前述第一處理氣體的流動方向大致直交方虎 延伸的第一裂缝組成，前述第二排氣口由與前述第二^ 理氣體的流動方向大致直交方向延伸的第二裂縫組成， 前述第一排氣量調整閥機構由結合於前述第一裂縫的两 端部，同時實質上在同一開度驅動的一對排氣量調整踩 組成，前述第二排氣量調整閥機構由結合於前述第二裂 缝的兩端部，同時實質上在同一開度驅動的一對排 調整閥組成。 乳Έ 讧如申請專利範圍第25項之基板處理裝置，其中前述第一 排氣口由與第一處理氣體的流動方向大致直交方 的第:裂缝組成，前述第二排氣口由與第二處理氣體於 流動万向大致直交方向延伸的第二裂縫組成，前述」 排氣量調整閥機構造經由管路與前沭笛 一 共通連接》 28·如申請專利範圍第2 7項之基板處理裝w 罝，其中前述筮- 排氣量調整閥機構造經由管路而與前 # 一 部共通連接。 ㈣ -49- 、申請專利範園 圍第26項之基板處理裝置，其中前述保持 :間自由上；上！的處理位置與最下層的基板出入位置 下，則述被處理基板通過穿過構成前 ::調：闕機構的前述一對排氣量調整闕間的空 板搬运路，進出前述處理容器。 30·如申明專利範圍第25項之基板處理 處理裝置進-步具備控制前述第_、第二原：：：基板 的控制裝置’前述控制裝置控制成將前述第一：：門 料切換閥’在前述第_處理氣體供給部:原 氣體導入至前述處理容器中時遮斷由前述第二：：處理 供給部將前述第二處理氣體導人前述處 ^理氧體 述第二處理氣體供給部將前述第：中丄又前 ::器:：遮斷由前述第-處理氣體供::==處 處理氣體導入至前述處理容器中。 邵將則述弟一 31.如申請專利範圍第3〇項之基板處理装置 裝置在前述第—處理氣體供給部將前成^其中前述控制 入前述處理容器中時，使前述第—排，牟—處理氣體導 開閥度大於前述第二排氣量調整機構：量調整闕機構的 二處理氣體供給部將前述第二處理氣μ =間度，前述第 器中時，使前述第二排氣量調整間機^導入前述處理容 述第一排氣量調整機構的開閥度、 的開閥度大於前 32·如申請專利範圍第31項之基板處理裝 一處理氣體導入前述處理容器中時，<，其中將前述第 整闕機構的開閥度設定在3 %或是其以則越第二排氣量調 /、以下，將前述第二處 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 511185 ABCD 、申請專利範圍 理氣體導入前述處理容器中時，前述第一排氣督 、黑，整閥 機構的開閥度設定在3%或是其以下。 33·如申請專利範圍第3 1項之基板處理裝置，其中將前 一處理氣體導入前述處理容器中時，關閉前述第—， 量調整閥機構，將前述第二處理氣體導入前述處運容^ 中時，關閉前述第一排氣量調整閥機構。 ° 34·如申請專利範園第3 1項之基板處理裝置，其中於遞斷’ 述第一處理氣體導入前述處理容器中，且在前述第-處 理氣體導入前述處理容器以前，且在遮斷前述第二處理 氣體導入前述處理容器的狀態下，設定分別將前迷第一 排氣量調整閥機構及前述第二排氣量調整閥機構設定成 最大的開度或是能獲得充分排氣量的開度的步騾。 35·如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中前述第一氣 體處理供給部，在遮斷將前述第一處理氣體導入前述處 理容器中的狀態下，導入惰性氣體至前述處理容器中， 前述第二氣體處理供給部，在遮斷將前述第二處理氣體 導入則述處理容器中的狀態下，導入惰性氣體至前述處 理容器中。 36·如申請專利範圍第25項之基板處理裝置，其中前述第一 j料切換閥連接於第一惰性氣體線與第一排氣線，前述 2二原料切換閥連接於第二惰性氣體線與第二排氣線， 前述第一原料切換閥，在前述處理容器中導入第一處理 =_下，前述第一惰性氣體線中的惰性氣體流向 則述第一排氣線，在遮斷將前述第一處理氣體導入前述 51 - 七、申請專利範圍 處理容器中的狀態下，前述第一處理氣體流向前述第一 的排氣線，前述第一的惰性氣體線中的惰性氣體導入至 前述處理容器中，前述第二原料切換閥，在前述處理容 器中導入第二處理氣體的狀態下，前述第二惰性氣體線 中的惰性氣體流向前述第二排氣線，在遮斷將前述第二 處理氣體導入前述處理容器中的狀態下，前述第二處理 氣體流向前述第二排氣線，前述第二惰性氣體線中的惰 性氣體導入前述處理容器中。 37. 如申請專利範圍第25項之基板處理裝置，其中藉由前述 第一原料切換閥導入前述第一惰性氣體至前述處理容器 中，且藉由前述第二原料切換闕導入前述第二惰性氣體 至前述處理容器中的狀態下，設定將前述第一及第二排 氣量調整閥機構設定成最大開度，或是能達成充分高排 氣的開度的步驟。 38. 如申請專利範圍第30項之基板處理裝置，其中前述第一 原料容器藉由供給有反應氣體以產生前述第一處理氣體 〇 39·如申請專利範圍第30項之基板處理裝置，其中在前述第 一原料容器與前述第一切換閥之間設有流量控制部，使 在將前述第一處理氣體供應前述處理容器中的狀態下， 比遮斷前述第一氣體導入前數容器中的狀態，增加前述 第一處理氣體的流量。 40.如申請專利範圍第25項之基板處理裝置，其中在前述第 一原料容器與前述第一切換閥之間，設置前述第一處理 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 511185
    氣體的臨時it蓄空間β 4L如申請專利範圍第㈣之基板處理裝置，在前述空 設置壓力計’在前述空間中貯蓄有特定壓力的 氣體。 ^ 42·如申請專利範圍第40項之基板處理裝置，其中在 -原料容器與前述空間之間設置質量流量控制器，在前 述空間中依據以前述質量流量控制器所檢測出來的流量 ，貯蓄對應於特定的累計流量所得之量的第_處理氣體 0 申請專利範圍ρ項之基板處理裝置，其中前述處理容 器具有平坦的形&，前記第一及第二處理氣體供給部分 別供給前述被處理基板的主面上平行薄紙狀流動的前述 第一及第二處理氣體。 44·如申請專利範圍第1項之基板處琛裝置，其中前述處理容 器具有平坦的形狀，且在前述被處理基板的主面上平行 薄紙狀流動的氣體上面與底面的距離可變動。 45·如申請專利範圍第！項之基板處理裝置，其中前述處理容 器具有平坦的形狀，且在前述被處理基板的主面上平行 薄紙狀處動的氣體上面與底面的距離設定成在搬送前述 被處理基板後變短。 46·如申請專利範圍第i項之基板處理裝置，其中前述第一及 第二排氣口包含裂縫狀的開口部，其係分別延伸於與前 述第一及第二處理氣體的流向大致直交的方向。 47·如申請專利範圍第！項之基板處理裝置，其中前述第一及 -53- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 511185 A BCD 六、申請專利範圍 第二處理氣體為與惰性氣體的混合氣體。 48. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中進一步設置 第三處理氣體供給部，其係形成於前述容器中之前述基 板保持台的第一侧，在前述基板保持台上的前述處理基 板表面，以前述第三處理氣體沿著前述被處理基板表面 向前述第二侧流動之方式供給第三處理氣體。 49. 如申請專利範圍第48項之基板處理裝置，其中前述第三 處理氣體供給部經由第三原料切換閥由第三原料容器供 給第三處理氣體，前述控制裝置，以在前述第一處理氣 體供給部將前述第一處理氣體導入前述的處理容器中的 情況下遮斷由前述第二處理氣體供給部導入前述第二處 理氣體至前述處理容器中及遮斷由前述第三處理氣體供 給部導入第三處理氣體至前述處理容器中之方式，或以 在前述第二處理氣體供給部將前述第二處理氣體導入前 述的處理容器中的情況下遮斷由前述第一處理氣體供給 部導入第一處理氣體至前述處理容器中及由前述第三處 理氣體供給部導入第三處理氣體至前述處理容器中之方 式，再者以在前述第三處理氣體供給部將第三處理氣體 導入前述的處理容器中的情沉下遮斷由前述第一處理氣 體供給部導入前述第一處理氣體至前述處理容器中及由 前述第二處理氣體供給部導入前述第二處理氣體至前述 處理容器中之方式，控制前述第一、第二及第三原料切 換閥。 50.如申請專利範圍第48項之基板處理裝置，其中前述控制 -54- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)
    y ’在料第三處理氣體供給部將前述[處 二入前述處理容器中的情況下，使前述第-排氣量 5】:的_度大於前述第二《量調㈣的《度。 =申請專利範圍第48項之基板處理裝置’其中前 ^氣體供給部，在遮斷前述第三處理氣料人前迷I :器中的情況下’前述處理容器中導人惰性氣體。 =申請專利範圍第則之基板處理裝置，其中前述第三 ::氣體供給部，由前述第一侧向前述第二側，在前述 :處理基板王面平行的薄紙狀流動地供給前述第三處理 氧i體。 53.如申請專利_第48項之基板處理裝置，其中前述第三 原2切換閥連接於在第三惰性氣體線與第三排氣線，前 述罘三原料切換閥，在前述處理容器中導入前述第三^ 理乳體的狀態下，遮斷前述第三惰性氣體線中之惰 ，在前述第三排氣線流動，在前述處理容器中導入前、淑 弟二處理氣體的狀態下，前述第三處理氣體在前述第三 排氣線流動，將前述第三惰性氣體線中的惰性氣體Z 至前述處理容器中。 1 54.如申請專利範圍第48項之基板處理裝置，其中前述第三 處理氣體為與惰性氣體的混合氣體。 55·如申請專利範圍第i項之基板處理裝置，其中於前述處理 谷為中進一步形成第三處理氣體供給部，其係形成於前 述基板保持台的第三側，在前述基板保持台上的前述被 處理基板表面供給第三處理氣體，前述第三處理氣體沿 -55-
    著前述被處理基板表面，由前述第三 侧流動；及在前述處理容器中且形成第二：的第班 形成於前述基板保持台的前述第四側。 U ’其你 56.如申請專利範圍第55項之基板處理裝置 理容器中進一步形成第四處理氣體供給部，、其 前述基板保持台的第四側，在前述基板保持台上的前述 被，理基板表面供給第四處理氣體，前述第四處 沿著前述被處理基板表面，由前述第四側向前述第三側 流動； 及在前述處理容器中’形成第四排氣口，其係形成於前 述基板保持台的前述第三侧。 57·如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中前述第一處 理氣體係成膜氣體，前述第二處理氣體係氧化處理氣體 58·如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中前述第一處 理氣體，係由 ZrCl4、ZrBr4、Zr(I-〇C3H7)4、Zi:(n-OC4H9)4 、Zr〇OC4H9)4、Zr(AcAc)4、Zr(DPM)4、Zr(0-iPr)(DPM)3 、Zr(HFA)4、Zr(BH4)4、Zr(N(CH3)2)4、Zr(N(C2H5)2)4組 成的群中，或是（C2H5)2A1N3、（C2H5)2AlBr、（C2H5)2A1C1 、（C2H5)2A1I、（I-C4H9)A1H、（CH3)2A1NH2、（CH3)2A1C1 、（CH3)2A1H、（CH3)2A1H:N(CH3)2C2H5、A1H3:N(CH3)2C2H5 、ai(c2h5)ci2、ai(ch3)ci2、ai(c2h5)3、ai(i-c4h9)ai 、A1(I-0C4H9)3A1C13、A1(CH3)3、A1H3:N(CH3)3、A1(AcAc)3 、ai(dpm)3、ai(hfa)3、ai(oc2h5)3、ai(i-c4h9)3、 -56-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 511185 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 Al(I-OC3H7)3、A1(QCH3)3、Al(n-OC4H9)3、Al(n-OC3H7)3 、Al(sec_OC4H9)3、Al(t-OC4H9)3、AlBr3組成的群中，或 是 Y(AcAc)3、Y(DPM)3、Y(0-iPr)(DPM)2、Y(HFA)3、Cp3Y 組成的群中，或是 HfCl4、HfBr4、Hf(AcAc)4、Hf(DPM)4 、Hf(0-iPr)(DPM)3 、Hf(HFA)4 、Hf[N(C2H5)2]4 、 Hf[N(CH3)2]4 組成的群中，或是 TiCl4、TiBir4、Til4、 Ti(I-OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Τί(^0(：3Η7)4、Ti(n-OC3H7)4 、Ti(n-OC4H9)4、Ti(AcAc)4、Ti(AcAc)2Cl2、Ti(DPM)4 、Ti(DPM)2Cl2、Ti(0-iPr)(DPM)3、Ti(HFA)2Cl2組成的 群中，或是 LaBr3、Lal3、La(OCH3)3、La(OC2H5)3、 La(I-OC3H7)2、Cp3La、MeCp3La、La(DMP)3、La(HFA)3 、La(AcAc)3、Cp(C8H8)Ti、Cp2Ti[N(CH3)2]2、Cp2TiCl2 、（C2H5)Ti(N3)2、Ti[N(C2H5)2]4、Ti[N(CH3)2]4組成的群 中選擇，前述第二處理氣體，係由氧化自由基原子、氧 化自由基分子、03、N20、H202、H20、D20組成的群中 選擇。 59·如申請專利範圍第48項之基板處理裝置，其中前述第三 處理氣體係成膜氣體。 60·如申請專利範圍第48項之基板處理裝置，其中前述第三 處理氣體與前述第一處理氣體不同，係由H2Si[N(CH3)2]2 、（C2H5)2SiH2、（CH3)2SiCl2、（CH3)2Si(OC2H5)2、 (CH3)2Si(OCH3)2、（CH3)2SiH2、C2H5Si(OC2H5)3 、 (CH3)2SiSi(CH3)3、HN[Si(CH3)3]2、（CH3)(C6H5)SiCl2、 CH3SiH3、CH3SiCl3、CH3Si(OC2H5)3、CH3Si(OCH3)3、 -57- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 511185 A BCD 々、申請專利範圍 C6H5Si(Cl)(OC2H5)2、C6H5Si(OC2H5)3、（C2H5)4Si、 Si[N(CH3)2]4、Si(CH3)4、Si(C2H5)3H、（C2H5)3SiN3、 (CH3)3SiCn、（CH3)3SiOC2H5、（CH3)3SiOCH3、（CH3)3SiH 、(CH3)3SiN3、（CH3)3(C2H3)Si、SiH[N(CH3)2]3、 SiH[N(CH3)2]3、Si(CH3COO)4、Si(OCH3)4、Si(OC2H5)4 、8ί(Ι·0(：3Η7)4、Si(t-OC4H9)4、Si(n-OC4H9)4、Si(OC2H5)8F 、HSi(OC2H5)3、Si(I-OC3H7)3F、Si(OCH3)3F、HSi(OCH3)3 、H2SiCl2、Si2Cl6、Si2F6、SiF4、SiCl4、SiBr4、HSiCl3 、SiCl3F、Si3H8、SiH2Cl2、SiH2Cl2、Si(C2H5)2Cl2群中 ，或是（C2H5)2A1N3、（C2H5)2AlBr、（C2H5)2A1C卜（C2H5)2A1I 、（I-C4H9)A1H、（CH3)2A1NH2、（CH3)2A1CM、（CH3)2A1H 、（CH3)2A1H:N(CH3)2C2H5 、A1H3:N(CH3)2C2H5 、 A1(C2H5)C12、A1(CH3)C12、A1(C2H5)3、A1(I-C4H9)A1、 A1(I-0C4H9)3A1C13、A1(CH3)3、A1H3:N(CH3)3、A1(AcAc)3 、ai(dpm)3、ai(hfa)3、ai(oc2h5)3、ai(i-c4h9)3、 Α1(Ι·0(：3Η7)8、Al(OCH3)3、Al(n-OC4H9)3、Al(n-OC3H7)3 、Al(sec-OC4H9)3、Al(t-OC4H9)3、AlBr3組成的群中選擇 ο 61·如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中至少前述第 一切換閥為由切換閥容器、在前述切換閥容器中設置成 自由移動的陶瓷閥體、於切換閥容器中與前述陶瓷閥體 結合為一體的磁性體與設置在前述切換閥容器的外侧， 與前述磁性體磁性結合的電磁驅動部所組成，在前述陶 瓷閥體中形成溝。 -58- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210 X 297公董) 511185 六、申請專利範圍 ABCD 62· —種基板處理方法，其係使用基板處理裝置，該基板處 理裝置具備處理容器；前述處理容器中設置可以保持前 述被處理基板的基板保持台；前述處理容器中在前述基 板保持台的第一側形成的第一處理氣體供給部；前述處 理容器中在前述基板保持台的第二、與前述第一侧相對 的側形成的第一排氣口；前述處理容器中在前述基板保 持台的前述第二側形成的第二處理氣體供給部；及前述 處理容器中在前述基板保持台的前述第一側形成的第二 排氣口，其特徵為包含： 一 第一處理步驟，其係第一處理氣體由前述第一處理氣 體2給部，沿著前述被處理基板表面由前述第一侧向前 述第二侧流動，在前述被處理基板表面進行處理，·及 第二處理步騾，其係第二處理氣體由前述第二處理氣 m供給部，沿著前述被處理基板表前筮 、 冲签 ^、 由則这罘二侧向前 述弟一側流動，在前述被處理基板表面進行處理· 進行前述第一處理的步驟使前述第二排氣口的排 V於前述第一排氣口的排氣量， ’ 進行前述第二處理的步驟使前述第一排 少於前述第二排氣口的排氣量。 排孔f 63·如申請專利範圍第62項之基板處埋 第-處理的步驟，係由前述第二處二：：進行前述 述處理容器中惰性氣體，進行二供給前 由前述第-處理氣體供給部供給前的步驟’係 體。 則述處理容器中惰性氣 -59- 本紙張尺歧财國 見格(21〇χϋ
    64· 一種基板處理裝 基板保持台； 被處理基板； 置’其具備：處理容器； 其係前述處理容器中設置可以保持前述 板保梏^把2、"部，其係在前述處理容器中，在前述基 -鱗二的第一側形成，供給前述被處理基板表面處理 w述處理氣體沿著前述被處理基板表面流動，由 則，二一側向相對的第二侧流動； 罘排乳口，其係在前述處理容器中在前述基板 台的第二侧形成； 行 • 2由基源，其係在前述處理容器中在前述基板保持台 的第二側形成’供給前述被處理基板表面自由基，前述 自由基沿著前述被處理基板表面流動，由前述第二侧 相對的第一侧流動；及 第排氣口，其係在前述處理容器中在前述基板保持 台的第一側形成。 •如申明專利範圍第64項之基板處理裝置，其中前述自由 基源，由設置在前述處理容器的側壁部的電漿源構成。 -60-
    本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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