TWI837254B - 成膜裝置及方法 - Google Patents

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齊藤哲也
塩野海
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

提供一種可提高基板處理之面內均勻性，並控制顆粒的技術。
提供一種成膜裝置，係具備：處理容器，係在內部形成真空氛圍；載置台，係用以載置基板並具有會被設置於該處理容器內之加熱機構；氣體噴出機構，係被設置於該載置台所對向的位置；以及排氣機構，係將該處理容器內排氣；該氣體噴出機構係包含：氣體導入口，係將處理氣體導入至該處理容器內；第1板狀構件，係在較該氣體導入口要靠外側具有第1開口部；以及噴淋板，係設置在該第1板狀構件與該載置台之間，而從該第1開口部透過複數氣體孔來將該處理氣體供給至程序空間。

Description

成膜裝置及方法
本揭露係關於一種成膜裝置及方法。
有一種成膜裝置，係從在基板所對向之面形成有相同氣體孔之噴淋頭來供給包含原料氣體之氣體，而在基板進行成膜。由於相關成膜裝置中，係在噴淋頭之中心部附近氣體壓力會較高，且氣體朝外周方向之流速在基板中心部附近會較小，故有因為原料氣體濃度會在基板中心部附近變高，使得在基板中央膜厚增加，而無法達成膜之面內均勻性之情況。
於是，專利文獻1提議一種成膜裝置，係將氣體吹出至較基板外周要靠外側，進一步地在較基板外周要靠徑向上將氣體從設置於外側之排氣口排氣。藉此，便可藉由從基板外側來擴散於基板表面之原料氣體的化學物種而於基板上進行成膜，來改善膜之面內均勻性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2009-239104號公報
本揭露係提供一種可提高膜之面內均勻性，並控制顆粒的技術。
根據本揭露一態樣，便提供一種成膜裝置，係具備：處理容器，係在內部形成真空氛圍；載置台，係用以載置基板並具有會被設置於該處理容 器內之加熱機構；氣體噴出機構，係被設置於該載置台所對向的位置；以及排氣機構，係將該處理容器內排氣；該氣體噴出機構係包含：氣體導入口，係將處理氣體導入至該處理容器內；第1板狀構件，係在較該氣體導入口要靠外側具有第1開口部；以及噴淋板，係設置在該第1板狀構件與該載置台之間，而從該第1開口部透過複數氣體孔來將該處理氣體供給至程序空間。
根據一面相，便是一種可提高膜之面內均勻性，並控制顆粒的技術。
1:成膜裝置
10:第1板狀構件
10a:第1開口部
11:第2板狀構件
11a:第2開口部
12:噴淋板
12a:氣體孔
13:排氣口
16:氣體導入口
40:氣體供給部
101:處理容器
101c:處理室
101d:程序空間
103:氣體噴出機構
105:載置台
106:加熱器
120:控制部
圖1係一實施形態相關之成膜裝置的處理位置之概略剖面圖。
圖2係一實施形態相關之成膜裝置的收授位置之概略剖面圖。
圖3係顯示圖1之I-I剖面的圖式。
圖4係顯示一實施形態相關之成膜裝置及比較例的成膜裝置之處理氣體的流動一範例之圖式。
圖5係顯示使用一實施形態相關之成膜裝置及比較例的成膜裝置之成膜的實驗結果一範例。
圖6係顯示使用一實施形態相關之成膜裝置及比較例的成膜裝置之成膜的實驗結果一範例。
圖7係改變一實施形態相關之成膜裝置的間距時之成膜的實驗結果一範例。
以下，便參照圖式就用以實施本揭露之形態來加以說明。另外，本說明書及圖式中，係對實質上相同之構成會有附加相同符號並省略重複說明之情況。
[成膜裝置]
首先，便參照圖1就本揭露一實施形態相關之成膜裝置1來加以說明。圖1係一實施形態相關之成膜裝置1的處理位置之概略剖面圖。圖2係一實施形態相關之成膜裝置1的收授位置之概略剖面圖。圖1及圖2所示之成膜裝置1係CVD(Chemical Vapor Deposition)裝置，且為例如進行用以填埋釕之釕填埋工序的裝置。例如，會供給包含十二羰基三釕(Ru3(CO)12)等的含釕氣體(原料氣體、前驅體)與CO等的載體氣體之處理氣體來在晶圓W上成膜出釕膜。
成膜裝置1係具有處理容器101。處理容器101係在上側具有開口之有底容器。處理容器101係在成膜時使內部成為真空氛圍。處理容器101係具備：載置台105，係用以於內部載置晶圓W；以及氣體噴出機構103，係以與載置台105對向之方式來設置於處理容器101上部，並用以將氣體供給至晶圓W表面。氣體噴出機構103會區劃出導入氣體之空間。氣體噴出機構103之構成係在之後詳述。
支撐構件102會支撐氣體噴出機構103。又，藉由讓支撐構件102阻塞處理容器101上側之開口，來密閉處理容器101，而形成處理室101c。氣體供給部40會透過藉由貫穿支撐構件102之供給管所形成的氣體導入口16來將含釕氣體等的原料氣體與CO氣體等的載體氣體供給至氣體噴出機構103。從氣體供給部40所供給之含釕氣體及載體氣體會從氣體噴出機構103朝處理室101c內供給。另外，含釕氣體及載體氣體係處理氣體一範例。
載置台105係具有例如以氮化鋁或石英等為材料，並形成為扁平圓板狀之板部105a。載置台105內部係埋設有加熱器106來作為加熱晶圓W之加熱機構一範例。加熱器106係由例如板狀之電阻發熱體所構成。加熱器106會從設置於處理容器101外部之電源126來供給電力而發熱，並藉由加熱載置台105之載置面，來將晶圓W升溫至適於成膜的既定程序溫度。加熱器106會將載置於載置台105上之晶圓W加熱至例如130~300℃。
又，載置台105係具有會從載置台105下面中心部朝向下方延伸，且貫穿處理容器101底部之支撐構件105b。支撐構件105b一端會透過升降板109來被升降機構110所支撐。支撐構件105b、升降板109及升降機構110係載置台105所具有的可升降之驅動機構一範例。
又，載置台105下部係設置有溫控夾套108來作為溫控構件。溫控夾套108會被形成在與載置台105相同程度大小的板部108a上部，且會在下部形成有直徑會較支撐構件105b要大之軸部108b。又，溫控夾套108係形成有會在中央上下方向貫穿板部108a及軸部108b的孔部108c。
溫控夾套108會將支撐構件105b收納於孔部108c，並以藉由孔部108c來覆蓋支撐構件105b並覆蓋載置台105之內面整面的方式來加以配置。
溫控夾套108會在板部108a內部形成有冷媒流道108d，並在軸部108b內部設置有2支冷媒配管115a、115b。冷媒流道108d係將一邊端部連接於一邊的冷媒配管115a，將另邊端部連接於另邊的冷媒配管115b。冷媒配管115a、115b會被連接於冷媒單元115。
冷媒單元115係例如冷卻單元。冷媒單元115係可控制冷媒溫度，並將既定溫度之冷媒供給至冷媒配管115a。冷媒流道108d係從冷媒單元115透過 冷媒配管115a來供給有冷媒。被供給至冷媒流道108d之冷媒會透過冷媒配管115b來回到冷媒單元115。溫控夾套108係可藉由讓冷媒，例如冷卻水等循環於冷媒流道108d中，來進行溫度調整。
在載置台105與溫控夾套108之間係配置有隔熱環107來作為隔熱構件。隔熱環107係藉由例如SUS316、A5052、Ti(鈦)、陶瓷等，來形成為圓盤狀。
隔熱環107係在與載置台105之間於全部周圍方向形成有會從溫控夾套108之孔部108c連通至緣部的間隙。例如，隔熱環107會在與載置台105對向之上面設置有複數突起部。
隔熱環107係在周圍方向隔有間隔，且同心圓狀地(複數，例如2列)形成有複數突起部。另外，突起部只要同心圓狀地形成有至少1列即可。
溫控夾套108之軸部108b會貫穿處理容器101底部。溫控夾套108下端部會透過配置於處理容器101下方的升降板109來被升降機構110所支撐。處理容器101底部與升降板109之間係設置有波紋管111，而即便升降板109上下移動，仍可保持處理容器101內之氣密性。
藉由讓升降機構110升降升降板109，便可控制噴淋板12與載置台105之間的距離G。又，載置台105係可在進行晶圓W之處理的處理位置(參照圖1)以及會透過搬出入口101a來在與外部之搬送機構(未圖示)之間進行晶圓W之收授的收授位置(參照圖2)之間進行升降。
升降銷112在與外部之搬送機構(未圖示)之間進行晶圓W之收授時，會從晶圓W下面來支撐，而從載置台105之載置面抬升晶圓W。升降銷112係具有軸部以及較軸部要為擴徑之頭部。載置台105及溫控夾套108之板部108a 係形成有會讓升降銷112之軸部插通的貫穿孔。又，在載置台105之載置面側形成有會收納升降銷112之頭部的溝部。升降銷112下方係配置有相接構件113。
在讓載置台105移動至晶圓W之處理位置(參照圖1)的狀態下，升降銷112之頭部會被收納於溝部內，晶圓W則是會被載置於載置台105之載置面。又，升降銷112之頭部會被卡固於溝部，升降銷112之軸部會貫穿載置台105及溫控夾套108之板部108a，升降銷112之軸部下端會從溫控夾套108之板部108a突出。另一方面，在讓載置台105移動至晶圓W之收授位置(參照圖2)的狀態下，升降銷112下端會與相接構件113相接，而使升降銷112之頭部從載置台105之載置面突出。藉此，便會使升降銷112之頭部從晶圓W之下面來加以支撐，並從載置台105之載置面來抬升晶圓W。
環狀構件114會被配置於載置台105上方。在讓載置台105移動至晶圓W之處理位置(參照圖1)的狀態下，環狀構件114會與晶圓W上面外周部接觸，而藉由環狀構件114之本身重量來將晶圓W按壓至載置台105之載置面。另一方面，在讓載置台105移動至晶圓W之收授位置(參照圖2)的狀態下，環狀構件114會在較搬出入口101a要靠上方處藉由未圖示之卡固部來被加以卡固，而不會阻礙搬送機構(未圖示)之晶圓W的收授。
導熱氣體供給部116會透過形成在配管116a、溫控夾套108的流道(未圖示)、形成在載置台105的流道(未圖示)來將例如He氣體等的導熱氣體供給至載置台105所載置之晶圓W內面與載置台105之載置面之間。
沖淨氣體供給部117會通過在配管117a、載置台105之支撐構件105b與溫控夾套108之孔部108c之間所形成的間隙，透過形成於載置台105與隔熱環107之間而朝向徑向外側來延伸之流道(未圖示)以及載置台105外周部所形 成的上下方向之第2流道(未圖示)，來將例如CO氣體等的沖淨氣體供給至環狀構件114下面與載置台105上面之間。藉此，便會抑制程序氣體流入至環狀構件114下面與載置台105上面之間的空間，並防止成膜在環狀構件114下面或載置台1105外周部上面。
載置台105之徑向外側係形成有會將較載置台105要靠上側的程序空間101d排氣的排氣口13。載置台105係在外周部卡合有覆蓋環104，讓定位於覆蓋環104的環狀構件114按壓晶圓W周緣部，而藉由形成在按壓晶圓W周緣部之環狀構件114上面與噴淋板12下面之間的排氣口13，來將處理氣體朝徑向外側排氣。排氣口13係設置在環狀構件114上面以及設置於噴淋板12外周部的突起部下面之間的開口，並會與處理容器101之空間連通。
處理容器101側壁係設置有用以搬出入晶圓W之搬出入口101a以及開閉搬出入口101a之閘閥118。
處理容器101下方側壁係透過排氣管101b來連接有包含真空泵等的排氣部119。藉由排氣部119來將處理容器101內排氣，而使處理室101c內被設定、維持在既定真空氛圍(例如1.33Pa)。排氣管101b及排氣部119係將處理容器101內排氣的排氣機構一範例。排氣機構會位在較載置台105要靠下方。
氣體噴出機構103之頂部中央係設置有氣體導入口16。氣體導入口16會透過氣體管線43來連接於氣體供給部40，而將包含原料氣體與載體氣體之處理氣體導入至氣體噴出機構103內。
氣體供給部40係包含流量控制器41f、42f以及閥41v、42v。各流量控制器41f、42f係質流控制器或壓力控制式之流量控制器。
流量控制器41f之輸入端係連接有氣體源41s。氣體源41s係例如可作為原料氣體來使用的Ru3(CO)12的氣體源。流量控制器41f之輸出端會透過閥41v來連接於氣體管線43。
流量控制器42f之輸入端係連接有氣體源42s。氣體源42s係例如可作為載體氣體來使用的CO氣體源。流量控制器42f之輸出端會透過閥42v來連接於氣體管線43。
另外，成膜裝置1亦可進一步地從未圖示之氣體源來供給稀有氣體。氣體供給部40會控制來自氣體源41s、42s的處理氣體之流量，而從氣體導入口16來將控制流量後之處理氣體供給至處理容器101內部。
成膜裝置1係可進一步地具備控制部120。控制部120可為具備處理器、記憶體等的記憶部、輸入裝置、顯示裝置以及訊號之輸出入介面等的電腦。控制部120會控制成膜裝置1之各部。例如，控制部120會藉由控制氣體供給部40、加熱器106、升降機構110、冷媒單元115、導熱氣體供給部116、沖淨氣體供給部117、閘閥118以及排氣部119等，來控制成膜裝置1之動作。
控制部120中，使用者為了管理成膜裝置1可使用輸入裝置，來進行指令的輸入操作等。又，控制部120係可藉由顯示裝置來將成膜裝置1之運作狀況可視化來加以顯示。進一步地，記憶部係儲存有控制程式及配方數據。控制程式為了在成膜裝置1實行各種處理，便會藉由處理器來加以實行。處理器會實行控制程式，並依照配方數據來控制成膜裝置1之各部。
接著，便就成膜裝置1之動作一範例來加以說明。另外，在開始時，處理室101c內會藉由排氣部119而成為真空氛圍。又，載置台105會移動至收授位置。
控制部120會開啟閘閥118。在此，會藉由外部之搬送機構(未圖示)，來將晶圓W載置於升降銷112上。在搬送機構(未圖示)從搬出入口101a離開時，控制部120便會關閉閘閥118。
控制部120會控制升降機構110來讓載置台105移動至處理位置。此時，藉由使載置台105上升，來將被載置在升降銷112上之晶圓W載置於載置台105之載置面。又，使環狀構件114與晶圓W之上面外周部接觸，而藉由環狀構件114之本身重量來將晶圓W按壓至載置台105之載置面。藉此，處理室101c係形成有會較載置台105要靠上側的程序空間101d以及會較載置台105要靠下側的下部空間101e。
在處理位置中，控制部120會讓加熱器106作動，並控制氣體供給部40來從氣體噴出機構103將Ru3(CO)12之原料氣體與CO之載體氣體朝處理室101c之程序空間101d內供給。藉此，來在晶圓W成膜出釕膜。處理後之氣體會從程序空間101d通過環狀構件114上面側的排氣口13而朝下部空間101e流動，再透過排氣管101b並藉由排氣部119來被加以排氣。
此時，控制部120會控制導熱氣體供給部116，來將導熱氣體供給至被載置於載置台105的晶圓W內面與載置台105之載置面之間。又，控制部120會控制沖淨氣體供給部117，來將沖淨氣體供給至環狀構件114下面與載置台105上面之間。沖淨氣體會通過環狀構件114下面側之流道而朝下部空間101e流動，再透過排氣管101b並藉由排氣部119來被加以排氣。
在既定處理結束時，控制部120會控制升降機構110來讓載置台105移動至收授位置。此時，藉由使載置台105下降，環狀構件114便會藉由未圖示之卡固部來被加以卡固。又，藉由使升降銷112下端與相接構件113相接，便 可讓升降銷112之頭部從載置台105之載置面突出，而從載置台105之載置面來抬升晶圓W。
控制部120會開啟閘閥118。在此，會藉由外部之搬送機構(未圖示)，來將被載置於升降銷112上之晶圓W搬出。在搬送機構(未圖示)從搬出入口101a離開時，控制部120便會關閉閘閥118。
如此般，根據圖1及圖2所示之成膜裝置1，便可對晶圓W進行成膜等的既定處理。
[氣體噴出機構之構成]
接著，便就氣體噴出機構103之構成來加以說明。在氣體噴出機構103內之氣體導入口16與載置台105之間係從上依序設置有第1板狀構件10、第2板狀構件11及噴淋板12。第1板狀構件10、第2板狀構件11及噴淋板12皆為圓盤狀構件，且在氣體噴出機構103內設置為會對向於載置台105而略平行地分隔於水平方向。
第1板狀構件10係對向氣體導入口16來加以配置。第1板狀構件10係在較氣體導入口16要靠外側處具有第1開口部10a。圖3係顯示圖1之I-I剖面的圖式。第1板狀構件10係在中央之圓板構件10c與外側之圓盤構件10d之間於周圍方向具有4個第1開口部10a。中央之圓板構件10c與外側之圓盤構件10d係以支撐部10b來加以連結。其中，第1開口部10a之個數及支撐部10b之個數並不限於此，亦可為2個以上。
又，中央之圓板構件10c較佳地係較氣體導入口16的直徑要大，例如為8~34cm。藉由使中央之圓板構件10c的大小成為較氣體導入口16之直徑要大，便可使來自上游之氣體接觸到中央之圓板構件10c的比例變多，而可使氣體 良好地擴散。又，可在中央之圓板構件10c效率良好地捕集有可能被包含在上游的顆粒。
回到圖1，第2板狀構件11係被設置在第1板狀構件10與噴淋板12之間，且於中央部具有第2開口部11a。第1開口部10a與第2開口部11a在俯視觀察下不會重疊。
噴淋板12係被設置在第1板狀構件10與載置台105之間，而會從複數氣體孔12a來將處理氣體供給至晶圓W之程序空間。在噴淋板12所具有的複數氣體孔12a中，最外周之氣體孔12a係設置在較載置台105上之晶圓W要靠外側。藉由將最外周之氣體孔12a設置在較載置台105上之晶圓W要靠外側，便可有效率且/或均勻地擴散、供給處理氣體。噴淋板12會將處理室101c分割來使氣體噴出機構103的內部成為載置台105側之程序空間101d與氣體導入口16側之空間(導入氣體之空間)。
[處理氣體之流動]
接著，便參照圖4，就一實施形態之成膜裝置1來與比較例之成膜裝置進行比較並就處理氣體之流動來加以說明。圖4(a)係概略性地顯示一實施形態相關之成膜裝置1的處理氣體之流動的圖式。圖4(b)係概略性地顯示比較例相關之成膜裝置9的處理氣體之流動的圖式。
比較例相關之成膜裝置9係讓緩衝板19對向於氣體導入口16來加以設置。緩衝板19係在較氣體導入口16要靠外側處具有開口部19a。成膜裝置9並不具有第2板狀構件11與噴淋板12。
成膜裝置9中，從氣體導入口16所導入之處理氣體會通過緩衝板19與處理容器2之頂面之間而流動至外側，再流通至開口部19a。然後，將處理 氣體吹出至較晶圓W外周要靠外側。進一步地，成膜裝置9係從在徑向上會較晶圓W外周要靠外側所設置之排氣口18來將處理氣體排氣。藉此，通過開口部19a及排氣口18而被排氣之處理氣體便會同時擴散於程序空間U1內，而藉由從晶圓W外側來擴散於晶圓W表面的原料氣體之化學物種來在晶圓W上進行成膜，便可改善膜之面內均勻性。
相對於比較例相關之成膜裝置9，圖4(a)所示之一實施形態相關的成膜裝置1係可進一步地提升面內均勻性與降低顆粒的構造。從氣體導入口16所導入之處理氣體係含有多數顆粒。處理氣體首先會接觸到第1板狀構件10。藉此，處理氣體中之一部分顆粒便會殘留在第1板狀構件10上面。藉此，便可降低處理氣體中之顆粒。
處理氣體會朝向第1板狀構件10外側流動。之後，處理氣體便會通過第1板狀構件10之第1開口部10a來從外側朝向內側而流動於第1板狀構件10與第2板狀構件11之間。
進一步地，處理氣體會從第2板狀構件11中央所設置之第2開口部11a朝向下方流動。第2板狀構件11下方係設置有噴淋板12。處理氣體會一邊從內側朝向外側來流動於第2板狀構件11與噴淋板12之間，一邊流動至噴淋板12之任一氣體孔12a。藉此，來將處理氣體噴淋狀地供給至晶圓W上方。噴淋狀地供給之處理氣體會被使用在晶圓W之成膜，而會從在載置台105之徑向上被設置於外側的排氣口13通過較載置台105要靠下側的下部空間101e來排氣至外部。
如此般，藉由第1板狀構件10來降低處理氣體中之顆粒，藉由第2板狀構件11中央所設置之第2開口部11a來將處理氣體集中於中央後，再讓處理氣體流至噴淋板12上。藉此，便可讓處理氣體從多數氣體孔12a均等地擴散至載 置台15側之空間。藉此，相較於比較例之成膜裝置9便可進一步地改善膜之面內均勻性。
[實驗結果]
接著，便參照圖5，就使用一實施形態相關之成膜裝置1及比較例相關之成膜裝置9的成膜處理之實驗結果來加以說明。圖5之「比較例」係顯示使用圖4(b)所示之成膜裝置9的成膜處理之實驗結果一範例。圖5之「本實施形態」係顯示使用圖4(a)所示之成膜裝置1的成膜處理之實驗結果一範例。
本實施形態之φ 120係使圖1之所示的第2板狀構件11的第2開口部11a直徑φ為120mm的情況，本實施形態之φ 50係使第2開口部11a直徑φ為500mm的情況之實驗結果一範例。
另外，圖5係從氣體導入口16以100sccm來導入原料氣體之Ru3(CO)12氣體及載體氣體之CO氣體的混合氣體來作為處理氣體，而在晶圓W上進行釕之成膜時的實驗結果。實驗中，係使用載置台105內之加熱器106來將載置台105之溫度設定為135℃、155℃、175℃。
圖5之實驗結果中，形成在晶圓W之釕膜的膜厚為10nm左右。膜厚之Sigma/Ave(%)係表示在晶圓W上約略均等地圖點出之49處的膜厚相對於膜厚平均值的偏差程度(%)。
膜厚(直徑方向)係在會通過晶圓W(直徑300mm)中心的直徑方向上所測量的膜厚。在膜厚(直徑方向)之圖表中，A係顯示將載置台105設定為135℃時的晶圓W直徑方向的膜厚。B係顯示將載置台105設定為155℃時的晶圓W直徑方向的膜厚。C係顯示將載置台105設定為175℃時的晶圓W直徑方向的膜厚。
根據實驗結果，比較例中，在載置台105之溫度為135℃及155℃時，Sigma/Ave(以下稱為「膜厚偏差程度」。)係10.7(%)及10.2(%)。
相對於此，在第2開口部11a之直徑φ為120mm的情況，於載置台105之溫度為135℃及155℃時，膜厚偏差程度係5.5(%)及5.0(%)。在第2開口部11a之直徑φ為50mm的情況，於載置台105之溫度為135℃及155℃時，膜厚偏差程度係6.5(%)及3.7(%)。
由上述，本實施形態中，在135℃及155℃的較低溫之條件下，不論在第2開口部11a之直徑φ為120mm的情況及50mm的情況，相較於比較例，膜厚之偏差為一半左右或其以下，而為能提升膜之面內均勻性的結果。
以相同流量來導入相同處理氣體時，相較於比較例相關之成膜裝置9，本實施形態相關之成膜裝置1係在噴淋板12上部處理氣體之流速會較高。因為此影響，在載置台105之溫度為135℃的低溫時，處理氣體之流速愈快則成膜速率會愈下降。
另一方面，得知在載置台105之溫度為較其要高的155℃、175℃時，會因為溫度之影響，而使處理氣體之流速愈快則成膜速率愈上升。其中一個理由是由於藉由設置噴淋板12，便可將處理氣體均勻地供給至晶圓W上，故可舉例出在載置台105之溫度高至155℃以上的情況下便能提高處理氣體之成膜利用效率。
又，藉由設置噴淋板12，來將處理室101c內部分割為氣體導入口16側之空間與程序空間101d。藉此，便會在氣體導入口16側之空間與處理室101c之間產生差壓。藉此，便可將處理氣體均勻地供給至晶圓W上。
如圖5之膜厚的圖表所示，確認到在表示將載置台105設定為135℃及155℃時之直徑方向的膜厚之A及B中，成膜裝置1在第2開口部11a之直徑φ為120mm及50mm的情況之任一者都可達成面內均勻性。
又，由膜厚之圖表看來，得知第2開口部11a之直徑φ可因載置台105之溫度來使最佳尺寸改變。例如，在載置台105之溫度為135℃或155℃時，因第2開口部11a之直徑φ的尺寸而使處理氣體之流動改變會對膜之面內均勻性所造成的影響較少。相對於此，在載置台105之溫度為175℃時，因第2開口部11a之直徑φ的尺寸而使處理氣體之流動改變會對膜之面內均勻性所造成的影響較大。具體而言，在直徑φ為50mm的情況，相較於直徑φ為120mm的情況，在晶圓W中央的成膜速率會較外周要高，使得在晶圓W中央部的膜厚會較周緣部要厚。因此，第2開口部11a之直徑較佳地係5~31cm。
如此般，得知可藉由第2開口部11a之開口徑來改變膜厚分布。由上述，由於第2板狀構件11係將處理氣體供給至噴淋板12前便集中在中央，而成為面內均勻性的1個參數，故得知較佳地係與第1板狀構件10及噴淋板12一同配置。其中，若是配置第1板狀構件10與噴淋板12的話，亦可不配置第2板狀構件11。
圖6係作為使用本實施形態相關之成膜裝置1及比較例相關之成膜裝置9的成膜處理之實驗結果而顯示顆粒產生結果一範例之圖式。D係表示使用比較例相關之成膜裝置9時的顆粒產生結果，E、F係表示使用本實施形態相關之成膜裝置1時的顆粒產生結果。E係將第2開口部11a之直徑φ設計為120mm的情況，F係將第2開口部11a之直徑φ設計為50mm的情況。
另外，圖6之實驗結果係以與用以獲得圖5之實驗結果的成膜條件相同的條件來實行成膜而獲得之結果，使用載置台105內之加熱器106來將載置台105之溫度設定為135℃、155℃、175℃。又，圖6之實驗結果係使用將載置台105之溫度控制為135℃時的比較例D所示之成膜裝置9時的顆粒為「1」時，顯示對應於其之顆粒的比例。
藉此，在將載置台105之溫度設定為135℃、155℃、175℃的情況，使用本實施形態E、F所示之成膜裝置1時的顆粒之產生係相對於使用比較例D所示之成膜裝置9時的顆粒之產生而降低至約1/3以下。
由上述，根據本實施形態相關之成膜裝置1，便可提升形成於晶圓W之膜的面內均勻性，且抑制顆粒之產生，並提高產率。
[變形例]
本實施形態相關之成膜裝置1係可控制噴淋板12與載置台105的距離G(參照圖1)。例如圖5及圖6之實驗結果係將噴淋板12與載置台105之距離G控制為40mm左右的結果。
相對於此，本變形例係將成膜裝置1之噴淋板12與載置台105之距離G控制為20mm左右。第2開口部11a之直徑φ係使用120mm者，並將在此情況下之膜厚(直徑方向)的圖表一範例顯示於圖7。
比較圖7之本變形例(φ 120mm：距離G為20mm左右的情況)之圖表與第2開口部11a之直徑φ為相同大小的本實施形態(120mm：距離G為40mm左右的情況)之圖表。其結果，在將載置台105之溫度控制為135℃、155℃的情況，於將距離G控制為20mm時的膜之面內均勻性會較在將距離G控制為40mm時要低。其原因應該是因為使噴淋板12與載置台105之距離G縮短至20mm左右，便會 使處理氣體之速度在晶圓W上之中央會較距離G為40mm左右時要高，而使成膜速率在晶圓W中央下降之故。
其中，在將載置台105之溫度控制為175℃的情況，將距離G控在為20mm左右時與將距離G控制為40mm左右時進行比較，膜之面內均勻性為良好。
由上述，便得知亦可藉由控制成膜裝置1之噴淋板12與載置台105之距離G來控制膜之面內均勻性。
根據本實施形態及其變形例，得知能藉由載置台105之溫度來改變處理氣體之流動對膜之面內均勻性所造成的影響。然後，得到了在載置台105之溫度為135℃~155℃之較低溫條件下，在第2開口部11a之直徑φ為120mm及50mm的任一者中，綜合來觀察膜之面內均勻性、顆粒產生狀態都能獲得為良好結果之結論。
又，得知在載置台105之溫度為135℃~155℃之較低溫條件下，在第2開口部11a之直徑φ為120mm及50mm的任一者中，膜厚之偏差會較小，且能更加提升面內均勻性。
進一步地，得知藉由控制載置台105之溫度、第2開口部11a及載置台105與噴淋板12之距離G，便可高控制性地控制膜之面內均勻性。
本次所揭露之一實施形態相關的成膜裝置及方法在所有點上應都為例示而非為限制。上述實施形態係可不超出添附申請專利範圍及其主旨來以各式形態進行變形及改良。上述複數實施形態所記載之事項可在不矛盾的範圍內得到其他構成，又，亦可在不矛盾的範圍內進行組合。
雖本揭露之成膜裝置1係以CVD裝置來加以說明，但並不限於此，亦可為電漿處理裝置。又，電漿處理裝置係可適用Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)以及Helicon Wave Plasma(HWP)的任何類型的成膜裝置。
本說明書中，係舉晶圓W作為基板一範例來加以說明。然而，基板並不限於此，亦可為FPD(Flat Panel Display)所使用的各種基板、印刷基板等。
1:成膜裝置
10:第1板狀構件
10a:第1開口部
11:第2板狀構件
11a:第2開口部
12:噴淋板
12a:氣體孔
13:排氣口
16:氣體導入口
40:氣體供給部
41s、42s:氣體源
41f、42f:流量控制器
41v、42v:閥
43:氣體管線
101:處理容器
101a:搬出入口
101b:排氣管
101c:處理室
101d:程序空間
101e:下部空間
103:氣體噴出機構
104:覆蓋環
105:載置台
105a:板部
105b:支撐構件
106:加熱器
107:隔熱環
108:溫控夾套
108a:板部
108b:軸部
108c:孔部
108d:冷媒流道
109:升降板
110:升降機構
111:波紋管
112:升降銷
113:相接構件
114:環狀構件
115:冷媒單元
115a、115b:冷媒配管
116:導熱氣體供給部
116a:配管
117:沖淨氣體供給部
117a:配管
118:閘閥
119:排氣部
120:控制部
126:電源
G:距離
W:晶圓

Claims (11)

  1. 一種成膜裝置，係具備：處理容器，係在內部形成真空氛圍；載置台，係用以載置基板並具有會被設置於該處理容器內之加熱機構；氣體噴出機構，係被設置於該載置台所對向的位置；以及排氣機構，係將該處理容器內排氣；該氣體噴出機構係包含：氣體導入口，係將處理氣體導入至該處理容器內；第1板狀構件，係在中央部具有圓板構件，且在較該氣體導入口及該圓板構件要靠外側具有第1開口部；噴淋板，係設置在該第1板狀構件與該載置台之間，而從該第1開口部透過複數氣體孔來將該處理氣體供給至程序空間；以及第2板狀構件，係設置於該第1板狀構件與該噴淋板之間，並於中央部具有一個第2開口部；該第1開口部與該第2開口部係在俯視觀察下不會重疊；該圓板構件的直徑係8~34cm；該第2開口部之直徑為5~31cm。
  2. 如申請專利範圍第1之成膜裝置，其中該載置台係在外周部卡合有覆蓋環，並藉由形成在該噴淋板之下面與該覆蓋環之上面之間的排氣口來將該處理氣體排氣至徑向外側。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之成膜裝置，其中在該噴淋板所具有的複數氣體孔中，最外周之氣體孔係被設置於較該載置台之上的基板要靠外側。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之成膜裝置，其中該第1板狀構件係在圓周方向具有複數該第1開口部。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之成膜裝置，其中該第1板狀構件係具有支撐該圓板構件之複數支撐部，且會對向於該氣體導入口。
  6. 如申請專利範圍第5項之成膜裝置，其中該圓板構件的直徑會較該氣體導入口要大。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之成膜裝置，其中該噴淋板會將該處理容器內之空間分割為該氣體導入口側的空間以及該程序空間。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之成膜裝置，其中該排氣機構會位在較該載置台要靠下方。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之成膜裝置，其中該載置台係具有可升降之驅動機構，並能控制與該噴淋板之距離。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之成膜裝置，其係具有：控制部，係控制該載置台之驅動機構、該載置台之加熱機構、該處理氣體之供給以及該排氣機構。
  11. 一種成膜方法，係使用如申請專利範圍第1至10項中任一者之成膜裝置，來對處理容器內之基板進行成膜處理，該成膜方法係供給含釕前驅體與載體氣體來在該基板之上成膜出釕膜。
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