專(zhuān)利名稱：成膜裝置及成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)將相互反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到晶圓的表面且多次 執(zhí)行該供給循環(huán)來(lái)層疊多層反應(yīng)生成物的層而形成薄膜的成膜裝置。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體制造工藝的成膜方法，公知有如下工藝在真空氣氛下使第一反應(yīng)氣 體吸附于作為晶圓的半導(dǎo)體晶圓(以下稱為“晶圓”)等的表面上，之后將供給氣體切換為 第二反應(yīng)氣體，利用兩氣體的反應(yīng)形成1層或多層的原子層分子層，通過(guò)進(jìn)行多次該循環(huán) 來(lái)層疊這些層，在晶圓上進(jìn)行成膜。該工藝?yán)绫环Q為ALD(Atomic Layer Deposition), MLD(Molecular Layer Deposition)等，能夠與循環(huán)次數(shù)相對(duì)應(yīng)地高精度地控制膜厚，并且 膜質(zhì)的面內(nèi)均勻性也良好，是能夠應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體器件的薄膜化的有效方法。作為適于這種成膜方法的例子，可舉出例如柵極氧化膜所使用的高電介質(zhì)膜的成 膜。舉一例來(lái)說(shuō)，在成膜氧化硅膜(SiO2膜)時(shí)，使用例如雙叔丁基氨基硅烷(以下稱為 “BTBAS”)氣體等作為第一反應(yīng)氣體(原料氣體)，使用臭氧氣體等作為第二反應(yīng)氣體(氧 化氣體)。還研究如下這樣的方法作為實(shí)施這種成膜方法的裝置，使用在真空容器的上部 中央具有氣體簇射頭的單張的成膜裝置，從晶圓的中央部上方側(cè)供給反應(yīng)氣體，并從處理 容器的底部將未反應(yīng)的反應(yīng)氣體及反應(yīng)副生成物排出。但是，上述單張的成膜方法中存在 如下問(wèn)題利用吹掃氣體進(jìn)行的氣體置換花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，并且由于循環(huán)次數(shù)也有例如10 600次，所以處理時(shí)間較長(zhǎng)，希望有能夠以高生產(chǎn)率進(jìn)行處理的裝置、方法。作為ALD的成膜方法大致分為兩個(gè)方法。首先，作為第一方法，對(duì)采用在固定于可抽成真空的反應(yīng)腔室內(nèi)的載置部載置晶 圓的裝置進(jìn)行ALD成膜的情況進(jìn)行說(shuō)明。(1)首先，將晶圓搬入反應(yīng)腔室而載置于載置部。此時(shí)，載置部上可以載置一張晶 圓(單張式)，也可以載置多個(gè)晶圓(批量式)。(2)將晶圓載置到反應(yīng)腔室內(nèi)的載置部上后，將反應(yīng)腔室排氣成真空。一邊排氣成 真空，一邊調(diào)整成膜條件。具體而言，例如將載置部的溫度(晶圓的溫度)設(shè)定為ALD成膜 所需的溫度，將反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力等設(shè)定為ALD反應(yīng)所需的壓力。(3)調(diào)整成膜條件，反應(yīng)氣體A流過(guò)規(guī)定時(shí)間。(4)停止反應(yīng)氣體A。其后，從反應(yīng)腔室排出反應(yīng)氣體A。這是為了抑制下一要供 給的反應(yīng)氣體B與殘留在反應(yīng)腔室內(nèi)的反應(yīng)氣體A在反應(yīng)腔室內(nèi)混合而發(fā)生反應(yīng)。(5)反應(yīng)氣體B流過(guò)規(guī)定時(shí)間。(6)與同樣地停止反應(yīng)氣體B。其后，從反應(yīng)腔室排出反應(yīng)氣體B。這是為了 抑制下一再次要供給的反應(yīng)氣體A與殘留在反應(yīng)腔室內(nèi)的反應(yīng)氣體B在反應(yīng)腔室內(nèi)混合而 發(fā)生反應(yīng)。(7)反復(fù)進(jìn)行以上的(3) (6)的順序來(lái)進(jìn)行ALD成膜。
(8)當(dāng)堆積在晶圓上的膜達(dá)到規(guī)定膜厚時(shí)，停止所有反應(yīng)氣體，使反應(yīng)腔室恢復(fù)到 常壓，取出晶圓。第一方法的優(yōu)點(diǎn)在于，由于在分別流過(guò)反應(yīng)氣體A、B之前將反應(yīng)腔室排氣，所以 即使供給下一反應(yīng)氣體，反應(yīng)氣體A和反應(yīng)氣體B也不會(huì)混合，可進(jìn)行ALD堆積。而其缺點(diǎn) 可舉出，反復(fù)進(jìn)行反應(yīng)氣體A的供給、反應(yīng)氣體A的停止、反應(yīng)氣體A的排氣以及反應(yīng)氣體 B的供給這些步驟，詳細(xì)而言，需要進(jìn)行抽真空工序以使得反應(yīng)氣體A、B不混合，因此成膜 時(shí)間變長(zhǎng)。而且，在較長(zhǎng)的成膜時(shí)間中，反應(yīng)氣體的氣體供給系統(tǒng)配管及氣體排氣系統(tǒng)配管 上設(shè)置的閥、質(zhì)量流量計(jì)等控制設(shè)備類(lèi)被通斷相當(dāng)多的次數(shù)，因此，需要對(duì)這些控制設(shè)備類(lèi) 進(jìn)行定期維護(hù)。若頻繁進(jìn)行該定期維護(hù)，則裝置運(yùn)轉(zhuǎn)率降低，妨礙生產(chǎn)效率。作為改善這些因反應(yīng)氣體的置換工序?qū)е碌某赡r(shí)間變長(zhǎng)、裝置的控制設(shè)備的定 期維護(hù)增大化等問(wèn)題的方法，有采用旋轉(zhuǎn)式基座對(duì)多張晶圓進(jìn)行處理的處理方法。將該方法作為第二方法進(jìn)行說(shuō)明。在第二方法中，使用旋轉(zhuǎn)方式的小批量ALD裝置。該ALD裝置包括可將內(nèi)部維持 真空的反應(yīng)腔室、可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于反應(yīng)腔室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)能夠根據(jù)所要處理的晶圓 的尺寸和旋轉(zhuǎn)臺(tái)的直徑而高效率地載置最大限度允許的張數(shù)的晶圓。第二方法包括如下步驟。(1)將多個(gè)晶圓載置于反應(yīng)腔室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上；(2)在載置了多個(gè)晶圓后，將反應(yīng)腔室排氣而設(shè)定為規(guī)定的腔室壓力，開(kāi)始旋轉(zhuǎn)臺(tái) 的旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的晶圓的溫度達(dá)到了規(guī)定溫度后，(3)為了分離多個(gè)反應(yīng)區(qū)域而以規(guī)定的流量向反應(yīng)區(qū)域之間供給分離氣體；(4)當(dāng)以規(guī)定的流量向晶圓的表面供給規(guī)定的反應(yīng)氣體時(shí)，使晶圓表面交替暴露 于各個(gè)反應(yīng)氣體來(lái)進(jìn)行ALD成膜；(5)當(dāng)?shù)玫揭?guī)定的膜厚時(shí)，停止所有的反應(yīng)氣體，停止旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，使反應(yīng)腔室 恢復(fù)到常壓，取出晶圓。第二方法的優(yōu)點(diǎn)在于，可根據(jù)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制所堆積的膜的膜厚。根據(jù) 反應(yīng)氣體的種類(lèi)的不同，能夠在120 500rpm的高速旋轉(zhuǎn)下進(jìn)行ALD成膜，成膜速度提高，
生產(chǎn)效率提高。而且，由于同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)氣體A、反應(yīng)氣體B的供給、排氣，因此與第一方法相比， 反應(yīng)氣體供給系統(tǒng)路徑及排氣系統(tǒng)路徑上的閥、質(zhì)量流量計(jì)等控制設(shè)備類(lèi)的通斷次數(shù)變 少，定期保養(yǎng)的期間延長(zhǎng)，定期維護(hù)的期間延長(zhǎng)，可提高生產(chǎn)效率，得到經(jīng)濟(jì)的效果。在第二方法中，對(duì)一個(gè)反應(yīng)腔室空間中需要有用于分別供給多個(gè)反應(yīng)氣體的區(qū)域 和用于排出反應(yīng)氣體的區(qū)域。為了消除各反應(yīng)氣體在反應(yīng)腔室內(nèi)相互混合，容易考慮利用 隔壁設(shè)置相互獨(dú)立的反應(yīng)區(qū)域(分隔空間)。例如，考慮在真空容器內(nèi)設(shè)置分隔壁來(lái)設(shè)置反 應(yīng)區(qū)域。但是，為了減少反應(yīng)氣體在反應(yīng)區(qū)域間的流通，則使分隔壁與旋轉(zhuǎn)臺(tái)盡可能接近， 或者在考慮將二者完全分離的情況下，則不采用連續(xù)旋轉(zhuǎn)，使用O-Ring等將各個(gè)反應(yīng)區(qū)域 的分隔壁與旋轉(zhuǎn)臺(tái)的晶圓載置部密封來(lái)防止氣體泄漏，并使各反應(yīng)區(qū)域以步進(jìn)式移動(dòng)。但是，在該方式中，不能進(jìn)行晶圓的連續(xù)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。因此，即使旋轉(zhuǎn)臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)，為 了使多個(gè)反應(yīng)氣體不在腔室內(nèi)混合而使晶圓表面交替地暴露于多個(gè)反應(yīng)氣體，需要有用于 分離反應(yīng)氣體的機(jī)構(gòu)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了在分離氣體的噴出口和反應(yīng)氣體的供給區(qū)域之間設(shè)置朝上的 排氣口、將反應(yīng)氣體自該排氣口與分離氣體一起排出的方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了使晶圓支承構(gòu)件旋轉(zhuǎn)而在來(lái)自分離氣體噴嘴的氣簾作用下分 離反應(yīng)氣體的方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)3公開(kāi)了將晶圓載置在為了應(yīng)對(duì)離心力而相對(duì)于隔壁傾斜的載置部上、 并使處理室和排氣室旋轉(zhuǎn)的成膜方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)4公開(kāi)了從噴嘴交替噴出兩個(gè)反應(yīng)氣體來(lái)進(jìn)行成膜的方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)5公開(kāi)了在反應(yīng)區(qū)域存在具有真空排氣口的處理區(qū)域、用旋轉(zhuǎn)式噴嘴供 給源氣體或反應(yīng)氣體后、同樣用旋轉(zhuǎn)式噴嘴用吹掃氣體進(jìn)行置換的方法。使用專(zhuān)利文獻(xiàn)6 (專(zhuān)利文獻(xiàn)7、8)所公開(kāi)的成膜裝置和成膜方法時(shí)，將源氣體或反 應(yīng)氣體供給到各載置區(qū)域后，由分離氣體噴嘴用吹掃氣體將該載置區(qū)域的氣氛置換。另外專(zhuān)利文獻(xiàn)9公開(kāi)了如下內(nèi)容具有表面用于配置多張晶圓的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，在腔室 上部的內(nèi)面沿周向隔有間隔地設(shè)置沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向延伸且用于分別供給不同的反應(yīng)氣體 的多個(gè)吸氣區(qū)域(供給口)，在周向上相鄰的各供給口之間沿周向相互設(shè)置沿徑向延伸的 兩個(gè)排氣區(qū)域(排氣口)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)10記載的發(fā)明中，關(guān)于晶圓載置區(qū)域，在使基座(臺(tái)板)旋轉(zhuǎn)時(shí)，晶圓 在離心力的作用下而在晶圓載置區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，與晶圓載置區(qū)域的壁面接觸，有時(shí)晶圓等會(huì) 破損。為了防止破損，用夾環(huán)固定晶圓。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 美國(guó)專(zhuān)利公報(bào)7，153，542號(hào)圖6(a)、(b)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2001-2M181號(hào)公報(bào)圖1及圖2專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本專(zhuān)利3144664號(hào)公報(bào)圖1、圖2、權(quán)利要求1專(zhuān)利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)平4187912號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5 美國(guó)專(zhuān)利公報(bào)6，634，314號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)6 日本特開(kāi)2007-247066號(hào)公報(bào)段落0023 0025、0058、圖12及圖 18專(zhuān)利文獻(xiàn)7 美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)2007-218701號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)8 美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)2007-218702號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)9 日本特表2008-5164 號(hào)公報(bào)(US2006/0073276)段落0035、圖1
4專(zhuān)利文獻(xiàn)10 日本特開(kāi)平9-115994號(hào)公報(bào)圖4、圖6、圖7

發(fā)明內(nèi)容
作為如上所述那樣將多張晶圓沿旋轉(zhuǎn)方向配置在真空容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上來(lái)進(jìn)行 成膜處理的裝置，發(fā)明人研究了圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D1和圖2，具體說(shuō)明成膜裝 置的結(jié)構(gòu)。圖2是沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向縱剖裝置后展開(kāi)的展開(kāi)圖。圖中附圖標(biāo)記31是 作為BTBAS氣體的供給部件的第一反應(yīng)氣體噴嘴，該反應(yīng)氣體噴嘴31的下方區(qū)域是第一處 理區(qū)域P1。附圖標(biāo)記32是作為供給第二反應(yīng)氣體例如臭氧氣體的供給部件的第二反應(yīng)氣 體噴嘴，該反應(yīng)氣體噴嘴32的下方區(qū)域是第二處理區(qū)域P2。附圖標(biāo)記41、42是作為分離氣 體供給部件的分離氣體噴嘴。這些反應(yīng)氣體噴嘴和分離氣體噴嘴形成為在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上方
8沿該旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向延伸。這些氣體噴嘴上形成有沿長(zhǎng)度方向配置的多個(gè)噴出孔，作為成 膜氣體的BTBAS氣體、作為分離氣體的氮?dú)庾运鶎?duì)應(yīng)的氣體噴嘴向下方噴出。在分離氣體 噴嘴41、42的兩側(cè)設(shè)有自頂部向下方突出的扇狀的凸?fàn)畈?，該凸?fàn)畈?與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的 狹窄的空間成為分離區(qū)域D。為了防止分離區(qū)域D的壓力降低，從分離氣體噴嘴41、42噴出的氮?dú)獠皇菑姆蛛x 區(qū)域D直接排氣，而是在朝向了處理區(qū)域之后被排氣。具體地說(shuō)明，如圖17的實(shí)線箭頭所 示，自分離區(qū)域D流向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)而朝向了處理區(qū)域Pl的氮?dú)庠竭^(guò)反應(yīng)氣 體噴嘴31的上方、通過(guò)設(shè)于反應(yīng)氣體噴嘴31與其上方的頂面45之間的間隙而與自反應(yīng)氣 體噴嘴31噴出的BTBAS氣體一同流入排氣口被排出，該排氣口設(shè)置于比反應(yīng)氣體噴嘴31 進(jìn)一步靠向上述旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的該旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外側(cè)位置。圖1的附圖標(biāo)記C是中心區(qū)域， 該中心區(qū)域C上設(shè)有為了將處理區(qū)域Pl與處理區(qū)域P2的氣氛分離而對(duì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的基板載 置側(cè)噴出分離氣體的噴出孔。作為分離氣體使用例如氮?dú)獾确腔钚詺怏w。但是，發(fā)明人對(duì)該裝置研究的結(jié)果得到以下見(jiàn)解。認(rèn)為在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速較低時(shí)， BTBAS氣體的分子在反應(yīng)氣體噴嘴31下方的處理區(qū)域Pl飽和，飽和吸附于晶圓W。但是， 為了得到高生產(chǎn)率而使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以例如120rpm以上的轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由圖17實(shí)線 箭頭表示流動(dòng)的氮?dú)獾牧魉僮兏?，潛入反?yīng)氣體噴嘴31的下方的處理區(qū)域P1，處理區(qū)域Pl 中的BTBAS氣體濃度降低，因此認(rèn)為不能進(jìn)行BTBAS氣體的飽和吸附。BTBAS分子對(duì)晶圓W 的吸附量與該處理區(qū)域Pl中的氣體濃度和接觸時(shí)間成正比。并且，在該情況下如上所述那 樣氣體濃度降低，因此BTBAS氣體分子的吸附量降低。在流體力學(xué)上講朝向某一物體流動(dòng)的氣流與氣體所朝向流動(dòng)的正面?zhèn)认啾?，?huì)蔓 延到壓力較低的背面?zhèn)取Ｒ簿褪钦f(shuō)，朝向反應(yīng)氣體噴嘴31流動(dòng)并潛入該反應(yīng)氣體噴嘴31 下方的處理區(qū)域Pl的氮?dú)鈴男D(zhuǎn)臺(tái)2向上方飛揚(yáng)，向反應(yīng)氣體噴嘴31的上述旋轉(zhuǎn)方向下 游側(cè)蔓延。此時(shí)，自反應(yīng)氣體噴嘴31噴出到處理區(qū)域Pl的BTBAS氣體也隨著該氮?dú)獾牧?動(dòng)而自旋轉(zhuǎn)臺(tái)2向上方飛揚(yáng)，因此處理區(qū)域Pl中的BTBAS氣體濃度更低，并且BTBAS氣體 與晶圓W的接觸時(shí)間變短，結(jié)果，BTBAS氣體分子的吸附量進(jìn)一步降低。出于這些理由，為了延長(zhǎng)反應(yīng)氣體與晶圓W的接觸時(shí)間，防止反應(yīng)氣體濃度的降 低，使反應(yīng)氣體分子充分吸附于晶圓W，需要限制旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速，因此，有可能不能充分提 高生產(chǎn)率。因此，本發(fā)明人試圖提高如下成膜裝置的生產(chǎn)率，即，該成膜裝置中在真空容器內(nèi) 對(duì)晶圓的表面依次供給相互反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)氣體來(lái)層疊多層反應(yīng)生成物的層而形成薄膜， 包括沿用于載置晶圓的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向設(shè)置的用于供給第一反應(yīng)氣體的處理區(qū)域、用于供給 第二反應(yīng)氣體的處理區(qū)域和用于將這些處理區(qū)域的氣氛分離的分離區(qū)域。但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在該成膜裝置中，在該反應(yīng)腔室內(nèi)使旋轉(zhuǎn)臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，晶圓 自作為晶圓載置部的凹部浮起，存在自旋轉(zhuǎn)臺(tái)飛出的危險(xiǎn)。該成膜裝置的工藝參數(shù)的一例子如下所述進(jìn)行ALD處理時(shí)的腔室內(nèi)壓力例如為 1067Pa(8Torr)，向處理區(qū)域Pl供給的BTBAS氣體的流量是lOOsccm，向處理區(qū)域P2供給的 臭氧氣體的流量是lOslm，向各分離空間D供給的氮?dú)獾牧髁渴?0slm。在該情況下，在腔 室內(nèi)產(chǎn)生100倍以上的流量差，由此，在腔室內(nèi)的空間產(chǎn)生100倍以上的壓力差。將載置于 旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的晶圓在存在這樣壓力差的空間中一邊進(jìn)行MOrpm的高速旋轉(zhuǎn)，一邊依次通過(guò)處理區(qū)域P1、分離區(qū)域D、處理區(qū)域P2以及分離區(qū)域D時(shí)，晶圓有可能浮起。將晶圓載置到旋轉(zhuǎn)臺(tái)的晶圓載置部(凹部)中時(shí)，晶圓的外周與載置部的凹部?jī)?nèi) 周之間存在為了移載晶圓而處于機(jī)械精度范圍內(nèi)的間隙。當(dāng)反應(yīng)氣體、分離空間所使用的 分離氣體以IOslm的流量吹入到該間隙時(shí)，連同上述壓力差的原因，使晶圓浮起的可能性提尚。發(fā)明人為了防止晶圓的浮起現(xiàn)象考慮到晶圓的卡定機(jī)構(gòu)，但該卡定機(jī)構(gòu)需 要在晶圓周?chē)O(shè)置用于避免晶圓浮起的爪狀的構(gòu)造物。但是，ALD成膜的真空條件是 1067Pa(Storr)和粘性流動(dòng)區(qū)域，用于卡定晶圓的爪狀的構(gòu)造物對(duì)打亂反應(yīng)氣體、自分離空 間D之間噴出的分離氣體的氣流，導(dǎo)致在晶圓表面形成條紋圖案。此時(shí)，公知在載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的晶圓上也作用有離心力。本發(fā)明提供一種防止因 這樣的壓力差、氣體的噴出、離心力的作用導(dǎo)致的浮起、以及消除因該浮起防止機(jī)構(gòu)帶來(lái)的 ALD成膜不均勻性的成膜裝置。本發(fā)明的第一技術(shù)方案是一種成膜裝置，該成膜裝置通過(guò)在真空容器內(nèi)將相互反 應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到晶圓的表面上且執(zhí)行該供給循環(huán)來(lái)層疊多層反應(yīng)生成 物的層而形成薄膜，包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其設(shè)置于上述真空容器內(nèi)；晶圓載置區(qū)域，其為了載置 晶圓而設(shè)置于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上；第一反應(yīng)氣體供給部件及第二反應(yīng)氣體供給部件，其在上述 旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向上相互分開(kāi)地設(shè)置，用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)中的載置上述晶圓的區(qū)域一側(cè)的 面分別供給第一反應(yīng)氣體及第二反應(yīng)氣體；分離區(qū)域，其為了將被供給上述第一反應(yīng)氣體 的第一處理區(qū)域和被供給上述第二反應(yīng)氣體的第二處理區(qū)域的氣氛分離而在上述旋轉(zhuǎn)方 向上位于上述第一處理區(qū)域和第二處理區(qū)域之間；中心區(qū)域，其為了將上述第一處理區(qū)域 的氣氛和上述第二處理區(qū)域的氣氛分離而位于真空容器內(nèi)的中心部，形成有用于向旋轉(zhuǎn)臺(tái) 的晶圓載置面?zhèn)葒姵龇蛛x氣體的噴出孔；排氣口，用于將在上述分離區(qū)域的兩側(cè)擴(kuò)散的分 離氣體及自上述中心區(qū)域噴出的分離氣體同上述反應(yīng)氣體一起排出；上述分離區(qū)域包括 分離氣體供給部件，用于供給分離氣體；頂面，位于上述分離氣體供給部件的上述旋轉(zhuǎn)方向 兩側(cè)，用于在該頂面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間形成供分離氣體自該分離區(qū)域流向處理區(qū)域側(cè)的狹窄的 空間；升降機(jī)構(gòu)，其用于使設(shè)于上述晶圓載置部的上述晶圓升降，上述升降機(jī)構(gòu)可相對(duì)于上 述旋轉(zhuǎn)臺(tái)向上下方向移動(dòng)，也能向旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向移動(dòng)。本發(fā)明的第二技術(shù)方案是一種成膜裝置，該成膜裝置通過(guò)進(jìn)行多次將相互反應(yīng)的 至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到晶圓的表面的循環(huán)來(lái)層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，包括旋 轉(zhuǎn)臺(tái)，其設(shè)置于真空容器內(nèi)；多個(gè)晶圓載置部，其為了在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的同一圓周上載置上述 晶圓而設(shè)置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上；第一反應(yīng)氣體供給部件，其設(shè)于上述真空容器內(nèi)的形成有上述晶 圓載置部的一側(cè)，用于供給第一反應(yīng)氣體；第二反應(yīng)氣體供給部件，其設(shè)于上述真空容器內(nèi) 的形成有上述晶圓載置部的一側(cè)、且與上述第一反應(yīng)氣體供給部件分開(kāi)的位置，用于供給 第二反應(yīng)氣體；第一分離氣體供給部件，其設(shè)于第一處理區(qū)域和第二處理區(qū)域之間，用于供 給第一分離氣體，將被上述第一反應(yīng)氣體供給部件供給上述第一反應(yīng)氣體的第一處理區(qū)域 和被上述第二反應(yīng)氣體供給部件供給上述第二反應(yīng)氣體的第二處理區(qū)域分離；輸送口，其 為了將上述晶圓自上述真空容器的外部輸送到真空容器的內(nèi)部，而由設(shè)于上述真空容器的 側(cè)壁的閘閥開(kāi)閉；晶圓保持臂，其用于在上述輸送口中輸送上述晶圓。本發(fā)明的第三技術(shù)方案是一種成膜方法，該成膜方法通過(guò)進(jìn)行多次將相互反應(yīng)的
10至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到晶圓的表面的循環(huán)來(lái)層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在 于，包括如下工序自真空容器的外部經(jīng)由輸送口輸送上述晶圓，在為了載置晶圓而設(shè)置于 真空容器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的晶圓載置部，將晶圓分別載置于最遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心的位置；使 上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；從相互分開(kāi)地設(shè)于上述真空容器內(nèi)的第一反應(yīng)氣體供給部件及第二反應(yīng) 氣體供給部件向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)中的形成有晶圓載置部的面供給第一反應(yīng)氣體和第二反應(yīng)氣 體，并且利用設(shè)置于第一反應(yīng)氣體供給部件和第二反應(yīng)氣體供給部件之間的分離氣體供給 部件供給分離氣體，進(jìn)行成膜。本發(fā)明的第四技術(shù)方案是一種成膜方法，該成膜方法通過(guò)進(jìn)行多次將相互反應(yīng)的 至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到晶圓的表面的循環(huán)來(lái)層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在 于，包括如下工序?qū)⒆哉婵杖萜鞯耐獠拷?jīng)由輸送口輸送的上述晶圓放置到晶圓載置部所 設(shè)置的升降機(jī)構(gòu)上，該晶圓載置部是為了載置上述晶圓而以凹狀形成于旋轉(zhuǎn)臺(tái)；第一下降 移動(dòng)工序，在放置上述晶圓的工序結(jié)束后，上述升降機(jī)構(gòu)下降，從而使晶圓移動(dòng)到比上述旋 轉(zhuǎn)臺(tái)的表面低的位置；水平移動(dòng)工序，在上述第一下降移動(dòng)工序結(jié)束后，使上述升降機(jī)構(gòu)沿 上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向、且向外側(cè)方向移動(dòng)，從而使上述晶圓與上述晶圓載置部的壁面接觸或 接近；第二下降移動(dòng)工序，在上述水平移動(dòng)工序結(jié)束后，上述升降機(jī)構(gòu)下降，將上述晶圓載 置于上述晶圓載置部的底部；在上述第二下降移動(dòng)工序結(jié)束后，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；從相 互分開(kāi)地設(shè)于上述真空容器內(nèi)的第一反應(yīng)氣體供給部件及第二反應(yīng)氣體供給部件向上述 旋轉(zhuǎn)臺(tái)中的形成有晶圓載置部的面供給第一反應(yīng)氣體和第二反應(yīng)氣體，并且利用設(shè)置于第 一反應(yīng)氣體供給部件和第二反應(yīng)氣體供給部件之間的分離氣體供給部件供給分離氣體，進(jìn) 行成膜。本發(fā)明的第五技術(shù)方案是一種成膜方法，該成膜方法通過(guò)進(jìn)行多次將相互反應(yīng)的 至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到晶圓的表面的循環(huán)來(lái)層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在 于，反應(yīng)氣體、用于分離反應(yīng)氣體的非活性氣體被以大流量向作為晶圓載置部的凹部與晶 圓圓周之間的間隙噴射，所噴射的氣體蔓延到晶圓W的背面而使晶圓W浮起。為了抑制因 該噴出導(dǎo)致的浮起，在晶圓背面、凹部的表面設(shè)置槽或凹部，將所噴出的非活性氣體導(dǎo)向相 反一側(cè)，從而來(lái)抑制浮起。本發(fā)明的第六技術(shù)方案是一種成膜方法，該成膜方法通過(guò)進(jìn)行多次將相互反應(yīng)的 至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到晶圓的表面的循環(huán)來(lái)層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在 于，對(duì)于所載置的晶圓存在如下現(xiàn)象在具有多個(gè)處理區(qū)域和多個(gè)分離區(qū)域的真空容器中， 載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的晶圓在各個(gè)區(qū)域的各個(gè)壓力不同的區(qū)域旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生晶圓浮起。為了抑制 該現(xiàn)象，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)置凹部，作為晶圓載置部。還具有卡定機(jī)構(gòu)，晶圓在載置于載置部的 同時(shí)被夾環(huán)卡定晶圓圓周部來(lái)抑制晶圓浮起。本發(fā)明的第七技術(shù)方案是一種成膜方法，該成膜方法通過(guò)進(jìn)行多次將相互反應(yīng)的 至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到晶圓的表面的循環(huán)來(lái)層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，此時(shí)在粘 性流動(dòng)區(qū)域的真空度下進(jìn)行成膜的ALD成膜中具有上述卡定機(jī)構(gòu)，則成為反應(yīng)氣體的流動(dòng) 障礙的構(gòu)造物位于晶圓附近時(shí)，導(dǎo)致成膜的均勻性變差。因此，卡定機(jī)構(gòu)的形狀形成為例如 流線形狀，形成為不會(huì)對(duì)反應(yīng)氣體的流動(dòng)引起紊流的形狀，從卡定機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面和晶 圓的表面的高度位置關(guān)系考慮，也不會(huì)引起反應(yīng)氣體的紊流。本發(fā)明的第八技術(shù)方案是一種成膜方法，該成膜方法在自真空容器的外部經(jīng)由輸送口將晶圓輸送到真空容器后，通過(guò)進(jìn)行多次將相互反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體依次供給到 晶圓的表面的循環(huán)來(lái)層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，包括如下工序晶圓導(dǎo)入工 序，利用晶圓保持臂將晶圓輸送至為了載置晶圓而以凹狀形成于旋轉(zhuǎn)臺(tái)的晶圓載置部的正 上方，上述晶圓保持臂具有用于保持上述晶圓的兩根棒狀的保持部，在一根保持部上設(shè)有 至少一處的用于保持晶圓的晶圓保持部，在另一根保持部上設(shè)有至少兩處的用于保持晶圓 的晶圓保持部；第一下降移送工序，在上述晶圓導(dǎo)入工序結(jié)束后，使上述晶圓保持臂下降， 從而使上述晶圓移動(dòng)到比上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面低的位置；水平移送工序，在上述第一下降移 送工序結(jié)束后，使上述晶圓保持臂沿上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑向、且向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外側(cè)方向移動(dòng)， 從而使上述晶圓與上述晶圓載置部的壁面接觸或接近；第二下降移送工序，在上述水平移 送工序結(jié)束后，使上述晶圓保持臂下降，直到上述晶圓接觸上述晶圓載置部的底部；在上述 第二下降移送工序結(jié)束后，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；從相互分開(kāi)地設(shè)于上述真空容器內(nèi)的第一 反應(yīng)氣體供給部件及第二反應(yīng)氣體供給部件向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)中的形成有晶圓載置部的面供 給第一反應(yīng)氣體和第二反應(yīng)氣體，并且利用設(shè)置于第一反應(yīng)氣體供給部件和第二反應(yīng)氣體 供給部件之間的分離氣體供給部件供給分離氣體，進(jìn)行成膜。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的縱剖視圖。圖2是表示上述成膜裝置的內(nèi)部的概略構(gòu)成的立體圖。圖3是上述成膜裝置的橫剖俯視圖。圖4是表示上述成膜裝置中的處理區(qū)域和分離區(qū)域的縱剖視圖。圖5是表示晶圓與凹部的直徑差異的概略圖。圖6是上述成膜裝置的局部剖立體圖。圖7的(a) (C)是表示晶圓與凹部的晶圓接觸面的槽形狀和凸?fàn)钔黄鹞锏膱D。圖8是上述成膜裝置的晶圓升降銷(xiāo)、夾環(huán)升降銷(xiāo)剖面概略圖。圖9的(a) (b)是表示夾環(huán)截面形狀的圖。圖10的(a) (C)是表示上述夾環(huán)的另一例子的圖。圖11的(a) (c)是表示夾環(huán)及爪的形狀的概略圖。圖12的(a) (f)是示意性表示夾環(huán)、晶圓、旋轉(zhuǎn)臺(tái)的位置關(guān)系的側(cè)視圖。圖13是表示包括晶圓升降銷(xiāo)和夾環(huán)升降銷(xiāo)的升降機(jī)構(gòu)剖視圖。圖14是示意性表示為了以使晶圓中心與凹部中心錯(cuò)開(kāi)(偏心)的方式將晶圓載 置于凹部上所利用的位置檢測(cè)部的圖。圖15A的(a) (f)、圖15B的(g) (k)是表示將晶圓載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的順序的 側(cè)視圖。圖16是表示使用本發(fā)明的成膜裝置的晶圓處理系統(tǒng)的一例子的概略俯視圖。圖17是表示第一反應(yīng)氣體、第二反應(yīng)氣體及分離氣體的流動(dòng)的圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在通過(guò)將相互反應(yīng)的多個(gè)反應(yīng)氣體依次供給到晶圓的表 面來(lái)層疊由反應(yīng)生成物構(gòu)成的層、從而形成薄膜的情況下，能夠防止載置于高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的晶圓的飛出，并防止成膜的晶圓上出現(xiàn)裂紋、缺口。由此，能夠防止產(chǎn)生不良品，且 防止產(chǎn)生微粒等，能夠在清潔的環(huán)境下進(jìn)行成膜，因此，能夠極力減少混入污染物，可進(jìn)行 不混入雜質(zhì)的高品質(zhì)薄膜的成膜。而且，根據(jù)另一方案，能夠防止晶圓在設(shè)置于高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)的用于載置晶圓 的凹部中移動(dòng)或振動(dòng)，并防止成膜的晶圓上出現(xiàn)裂紋、缺口。由此，能夠防止產(chǎn)生不良品，且 防止產(chǎn)生微粒等，能夠在清潔的環(huán)境下進(jìn)行成膜，因此，能夠極力減少混入污染物，可進(jìn)行 不混入雜質(zhì)的高品質(zhì)薄膜的成膜。如圖1所示，作為本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置包括平面(俯視)形狀是大致圓 形且扁平的真空容器1 ；設(shè)于該真空容器1內(nèi)且在該真空容器1的中心具有旋轉(zhuǎn)中心的旋 轉(zhuǎn)臺(tái)2。真空容器1構(gòu)成為頂板11能從容器主體12分離。頂板11利用內(nèi)部的減壓狀態(tài)夾 著密封構(gòu)件例如0型密封圈13被按壓于容器主體12側(cè)，維持氣密狀態(tài)，而在將頂板11從 容器主體12分離時(shí)，被未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向上方抬起。旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部被固定在圓筒形狀的芯部21，該芯部21固定在沿鉛垂方向延伸 的旋轉(zhuǎn)軸22的上端。旋轉(zhuǎn)軸22貫穿真空容器1的底面部14，其下端安裝在驅(qū)動(dòng)部23上， 該驅(qū)動(dòng)部23使該旋轉(zhuǎn)軸22繞鉛垂軸線在該例子中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸22和驅(qū)動(dòng)部23被 收納在上表面開(kāi)口的筒狀的殼體20內(nèi)。殼體20借助凸緣部分20a氣密地安裝在真空容器 1的底部14的下表面，維持殼體20的內(nèi)部氣氛和外部氣氛的氣密狀態(tài)。如圖2和圖3所示，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面沿著旋轉(zhuǎn)方向(周向)設(shè)有構(gòu)成用于載置 多張例如5張晶圓的圓形狀的載置部的凹部24。另外，為了便于圖示，僅在圖4中的1個(gè) 凹部M中畫(huà)出晶圓W。圖4是沿著同心圓剖切旋轉(zhuǎn)臺(tái)2并將其橫向展開(kāi)來(lái)表示的展開(kāi)圖， 如圖5所示，用于載置晶圓的凹部M的直徑比晶圓W的直徑稍大例如大4mm，其深度被設(shè) 定為與晶圓W的厚度相等的尺寸。因而，在將晶圓W載置到凹部M時(shí)，晶圓W的表面與旋 轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面(未載置晶圓W的區(qū)域)處于相等的高度。在晶圓W的表面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表 面之間的高度差較大時(shí)，由于該臺(tái)階部分在氣流中產(chǎn)生紊流，因此，從使膜厚的面內(nèi)均勻性 一致的方面考慮，使晶圓W的表面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面的高度齊平。使晶圓W的表面和旋轉(zhuǎn) 臺(tái)2的表面的高度相等是指相同高度或者兩表面之差在5mm以內(nèi)，但優(yōu)選與加工精度等相 應(yīng)地使兩表面的高度差盡量趨近零。在凹部M的底面形成有通孔，該通孔供用于支承晶圓 W的背面而使該晶圓W升降的例如后述的3根升降銷(xiāo)16 (參照?qǐng)D6)貫穿。由于反應(yīng)氣體、非活性氣體的大量氣體向凹部M的圓周部與所載置的晶圓的周 緣部之間的間隙噴射，晶圓有可能被吹起。為了抑制這情況，如圖7的(a)、(b)所示，在凹 部對(duì)的表面(底面)具有放射狀的連通槽Ma，可以使自旋轉(zhuǎn)臺(tái)圓周部與晶圓周緣部吹入 的氣體通過(guò)放射狀的連通槽2 而迂回，來(lái)抑制晶圓的浮起。也可以取代連通槽Ma，如圖 7的(a)、(c)所示那樣，設(shè)置島部24b來(lái)在晶圓的背面?zhèn)却_保氣體的通過(guò)空間。也可以取代在凹部M的表面(底面)形成連通槽Ma或島部Mb，而如圖7的(b) 和(c)所示那樣，將形成有連通槽2 或島部Mb的可載置于凹部M的板(支架)24p載 置到凹部M上。凹部M用于將晶圓W定位，使晶圓W不會(huì)因隨著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力而 飛出，凹部M是相當(dāng)于本發(fā)明的晶圓載置部的部位，但晶圓載置部并不限定于凹部，例如 也可以是在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面引導(dǎo)晶圓周緣的引導(dǎo)構(gòu)件。如圖13所示，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上形成有與各凹部M對(duì)應(yīng)地用于供晶圓升降用的升降銷(xiāo)16通過(guò)的通孔16a、和供夾環(huán)升降用的升 降銷(xiāo)17通過(guò)的通孔17a。通孔16a例如形成在凹部M的底面的三處部位，通孔17a例如 形成在凹部周?chē)乃奶幉课?。圖8表示凹部2 及其周?chē)糠?，表示升降銷(xiāo)16、17和夾環(huán) 18。夾環(huán)18形成為沿著凹部M周向的環(huán)形狀，環(huán)形狀的內(nèi)徑小于晶圓W的外徑。夾環(huán)18 借助升降銷(xiāo)17而升降，在升降銷(xiāo)17下降了時(shí)，該夾環(huán)18載置于凹部M內(nèi)的晶圓W的表面 周緣部。即，夾環(huán)18起到在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)時(shí)防止晶圓W飛出的卡定部的作用。另外，夾環(huán) 18也可以構(gòu)成為不與晶圓的表面周緣部接觸而與晶圓之間殘留間隙。夾環(huán)18可以是圖9的(a)所示的構(gòu)造，優(yōu)選是如圖9的(b)所示，具有圓弧形狀 的截面，以使得不會(huì)擾亂在晶圓的表面流動(dòng)的反應(yīng)氣體和分離氣體的氣流。圖10表示上述 夾環(huán)的形狀的另一例子。圖10的(a)、(b)、(c)表示可以根據(jù)因不同成膜而不同的反應(yīng)氣 體的種類(lèi)來(lái)選擇最佳形狀。夾環(huán)18是用于避免因隨著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和存在于腔室內(nèi)的壓力 差導(dǎo)致晶圓W的浮起而飛出的部件，因此將夾環(huán)18的環(huán)形狀的內(nèi)徑設(shè)定得大于晶圓W的外 徑(例如對(duì)于直徑為300mm的晶圓，夾環(huán)的直徑為300mm+l 5mm)，如圖11的(a)所示也 可以這樣構(gòu)造夾環(huán)18，以從環(huán)主體向內(nèi)方突出的方式形成多個(gè)爪25，利用該爪來(lái)卡定晶圓 W的表面周緣部。如圖11的(b)所示，多個(gè)爪25配置在沿著以旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)中心為中 心的圓(箭頭所示的線)的圓周的位置，由此，減少由于氣流紊亂對(duì)晶圓W的影響。此時(shí)， 爪25可以沿著以旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)中心為中心的圓的圓周彎曲。如圖11的(c)所示，夾環(huán) 18可以取代爪25而具有覆蓋晶圓的表面周緣部地自?shī)A環(huán)18的主體向內(nèi)方突出的凸緣形 狀部沈。該夾環(huán)18在能夠減少反應(yīng)氣體蔓延到晶圓背面而成膜于晶圓背面的方面是有利 的。如上所述，夾環(huán)18的形狀可以根據(jù)反應(yīng)氣體的種類(lèi)而選擇最佳形狀。接著，參照?qǐng)D12的(a) (f)說(shuō)明在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面上流動(dòng)的用于對(duì)反應(yīng)氣流進(jìn) 行整流的構(gòu)造。圖12的(a) (c)表示旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面與夾環(huán)18的上表面形成同一個(gè)面 的例子。如圖12的(a)所示，夾環(huán)18具有凸緣形狀部沈，凸緣形狀部沈的下表面與晶圓 W的表面外周部接觸。如圖12的(b)所示，夾環(huán)18具有爪25或凸緣形狀部沈，爪25或凸 緣形狀部沈的下表面不與晶圓W的表面接觸。如圖12的(c)所示，夾環(huán)18具有爪25或 凸緣形狀部沈，爪25或凸緣形狀部沈的下表面以隨著朝向晶圓W的外緣去變低的方式傾 斜，與晶圓W的表面線接觸。圖12的(d) (f)表示旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與晶圓表面處于相同高度，夾環(huán)觀的上表面高 于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2與晶圓的表面。如圖12的(d)所示，夾環(huán)18具有凸緣形狀部26，凸緣形狀部 26的下表面與晶圓W的表面外周部接觸。如圖12的(e)所示，夾環(huán)18具有爪25或凸緣形 狀部沈，爪25或凸緣形狀部沈的下表面不與晶圓W的表面接觸。如圖12的(f)所示，夾 環(huán)18具有爪25或凸緣形狀部沈，爪25或凸緣形狀部沈的下表面以隨著朝向晶圓W的外 緣去變低的方式傾斜，與晶圓W的表面線接觸。而且，如圖2、圖3和圖5所示，在真空容器1的側(cè)壁上，還形成有用于在外部的輸 送臂10與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間交接晶圓W的輸送口 15，該輸送口 15能夠利用未圖示的閘閥打開(kāi) 或關(guān)閉。另外，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2中的作為晶圓載置部的凹部M能夠在面向該輸送口 15的位置在 其與輸送臂10之間交接晶圓W，因而，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置部的下方側(cè)的與該交接位置相 對(duì)應(yīng)的部位設(shè)有使用于貫穿載置部的凹部M而從背面抬起晶圓W的交接用的升降銷(xiāo)16上
14下移動(dòng)的升降部19 (參照?qǐng)D13)。如圖13所示，對(duì)于在限制晶圓浮起的夾環(huán)18，也在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的載置部的下方側(cè)的 與該交接位置相對(duì)應(yīng)的部位設(shè)有用于貫穿凹部周邊部而從背面抬起夾環(huán)18的交接用的升 降銷(xiāo)17。升降銷(xiāo)16和升降銷(xiāo)17的長(zhǎng)度互不相同，驅(qū)動(dòng)部19使升降銷(xiāo)16、17這雙方升降。接著，說(shuō)明上述實(shí)施方式的作用(或成膜方法)。首先，打開(kāi)未圖示的閘閥，利用輸 送臂10將晶圓從外部經(jīng)由輸送口 15交接到旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置部即載置部的凹部M內(nèi)。 該交接通過(guò)在載置部的凹部M停止在面向輸送口 15的位置時(shí)升降銷(xiāo)16和升降銷(xiāo)17如圖 6所示那樣從真空容器的底部側(cè)穿過(guò)載置部的凹部M底部的通孔升降來(lái)進(jìn)行。在本實(shí)施方式中所使用的晶圓W的直徑是300mm，凹部M的直徑是304mm。因此， 凹部M比晶圓W大4mm。在此說(shuō)明為了抑制晶圓因離心力的作用在凹部M內(nèi)移動(dòng)、而將晶 圓W偏心地載置在凹部M內(nèi)的方法。在將晶圓W載置到晶圓升降銷(xiāo)16上之前，由如圖14 所示的例如包含CCD照相機(jī)104的位置檢測(cè)部測(cè)定凹部的圓周位置，將圓周部位置數(shù)據(jù)發(fā) 送到圖3所示的控制部100。被發(fā)送到的控制部100在臨時(shí)保管區(qū)保管凹部圓周位置檢測(cè) 數(shù)據(jù)?；谒９艿陌疾繄A周位置檢測(cè)數(shù)據(jù)，算出用于使晶圓W在凹部M內(nèi)向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的 外緣側(cè)偏離最大限度地載置所需的輸送臂10的移動(dòng)距離。另外，CXD照相機(jī)104被固定， 在CXD照相機(jī)104的各像素上的XY坐標(biāo)中把握凹部M的中心位置，根據(jù)該中心位置和由 CCD照相機(jī)104的拍攝結(jié)果求出的晶圓W的中心位置，控制部控制輸送臂10，以使將晶圓載 置于凹部?jī)?nèi)的規(guī)定位置(晶圓的中心相對(duì)于凹部的中心向隨著旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心 力的作用的方向位移了的位置)。該規(guī)定位置預(yù)先存儲(chǔ)于控制部的存儲(chǔ)器內(nèi)，是晶圓抵接凹 部的側(cè)壁或極其接近凹部的側(cè)壁的位置。如圖13所示，在本實(shí)施方式中，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的凹部M設(shè)有用于使用于晶圓W的交 接的升降銷(xiāo)16向上下方向及徑向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部19?；趤?lái)自圖3所示的控制部100的控 制信號(hào)控制該驅(qū)動(dòng)部19的動(dòng)作。具體而言，能夠使三根升降銷(xiāo)16進(jìn)行升降。也可以使三 根升降銷(xiāo)16同時(shí)沿徑向移動(dòng)。此時(shí)，輸送臂10以使晶圓W的中心與凹部M的中心對(duì)齊的 方式將晶圓保持在凹部M的上方，在將晶圓W交接到升降銷(xiāo)16上之后，升降銷(xiāo)16沿徑向 移動(dòng)規(guī)定距離，從而能夠使晶圓W位于凹部M的外周側(cè)。另外，也可以僅使升降銷(xiāo)16向上 下方向及徑向移動(dòng)，也可以是升降銷(xiāo)16及升降銷(xiāo)移動(dòng)部(參照?qǐng)D13的附圖標(biāo)記17a) —體 地向上下方向及徑向移動(dòng)。接著，參照?qǐng)D15A、圖15B說(shuō)明本實(shí)施方式的晶圓W的交接的順序。如圖15A的(a)所示，在開(kāi)始移載之前，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2位于利用預(yù)先設(shè)置的位置檢測(cè)部 件檢測(cè)到晶圓用的升降銷(xiāo)16、夾環(huán)用的升降銷(xiāo)17貫穿被開(kāi)設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的通孔的狀態(tài)。載 置于輸送臂10上的晶圓W被從晶圓盒(未圖示)取出1張。如圖15A的(b)所示，利用驅(qū)動(dòng)部19使升降銷(xiāo)17上升，進(jìn)入被設(shè)于凹部M底部 的通孔17a，如圖15A的(c)所示，抬起夾環(huán)18。此時(shí)，晶圓用的升降銷(xiāo)16也借助驅(qū)動(dòng)部19 上升，如圖15A的(d)所示，晶圓用的升降銷(xiāo)16穿過(guò)通孔16a。接著，輸送臂10進(jìn)入夾環(huán) 18與晶圓用的升降銷(xiāo)16的頂端之間，將晶圓W保持在該位置。此時(shí)的晶圓W，在凹部M的 上方，輸送臂10移動(dòng)了利用位置檢測(cè)部算出的移動(dòng)距離，從而將晶圓W保持在可偏心地載 置于凹部M的位置上。其后，升降銷(xiāo)16借助驅(qū)動(dòng)部19進(jìn)一步上升，如圖15A的(f)所示， 從輸送臂10抬起晶圓W。
如圖15B的(g)和(h)所示，輸送臂10從夾環(huán)18的下方位置退出后，夾環(huán)18用 的升降銷(xiāo)17、晶圓W用的升降銷(xiāo)16開(kāi)始下降。由此，如圖15B的(i)所示，晶圓W載置于凹 部對(duì)，如圖15B的(j)所示，夾環(huán)觀載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上。由此，將晶圓W的表面外緣部卡 定。如圖15B的(k)所示，夾環(huán)18用的升降銷(xiāo)17進(jìn)一步下降，從通孔27a脫出，則旋轉(zhuǎn)臺(tái) 2可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向的外周方向，晶圓W與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的凹部M的內(nèi)壁面接觸或接近 該內(nèi)壁面，因此，即使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2高速旋轉(zhuǎn)，晶圓W也不會(huì)由于離心力而與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的載置部 的凹部M的壁面強(qiáng)烈碰撞，因此發(fā)生晶圓W的裂紋、產(chǎn)生缺口的可能性極低。由此，能夠防 止由于晶圓W與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的載置部的凹部M的壁面接觸而產(chǎn)生的微粒，能夠防止由此引起 的在裝置內(nèi)的環(huán)境污染、向成膜的膜中混入雜質(zhì)。另外，本實(shí)施方式的成膜裝置設(shè)有用于控制整個(gè)裝置的動(dòng)作的、由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的 控制部100，在該控制部100的存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有用于運(yùn)行裝置的程序。該程序?yàn)榱藞?zhí)行后述 的裝置動(dòng)作而編有步驟組，其能夠自硬盤(pán)、光盤(pán)、光磁盤(pán)、存儲(chǔ)卡、floppy(注冊(cè)商標(biāo))軟盤(pán) 等存儲(chǔ)介質(zhì)安裝于控制部100內(nèi)。圖16表示采用上述成膜裝置的晶圓處理裝置。在圖16中，附圖標(biāo)記101是例如 收納有25張晶圓的、被稱作前開(kāi)式晶圓傳送盒的密閉型的輸送容器，附圖標(biāo)記102是配置 有輸送臂103的大氣輸送室。附圖標(biāo)記104、105是能夠在大氣氣氛和真空氣氛之間切換氣 氛的加載互鎖真空室(預(yù)備真空室)。附圖標(biāo)記106是配置有兩個(gè)輸送臂107a、107b的真 空輸送室，附圖標(biāo)記108、109是本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置。輸送容器101將晶圓從外 部輸送到具有未圖示的載置部的搬入搬出部，在輸送容器101連接于大氣輸送室102之后 利用未圖示的開(kāi)閉機(jī)構(gòu)打開(kāi)蓋，由輸送臂103將晶圓從該輸送容器101內(nèi)取出。接著，將晶 圓搬入到加載互鎖真空室104(10 內(nèi)，將該室內(nèi)從大氣氣氛切換為真空氣氛，之后，由輸 送臂107a或107b取出晶圓并將其搬入到成膜裝置108、109中的一個(gè)，進(jìn)行上述成膜處理。 通過(guò)這樣包括多個(gè)、例如兩個(gè)的例如5張?zhí)幚碛玫谋景l(fā)明的成膜裝置，能夠以高生產(chǎn)率實(shí) 施所謂的ALD(MLD)。在以上這樣的成膜裝置的構(gòu)成中認(rèn)為晶圓飛出的原因，認(rèn)為是氣流如圖17所示 那樣流動(dòng)。如上所述，例如向處理區(qū)域Pl供給的BTBAS氣體的流量是lOOsccm，向處理區(qū)域 P2供給的臭氧氣體的流量是lslm，向兩個(gè)分離空間分別供給的分離氣體的流量是lOslm， 為了防止反應(yīng)氣體自中心部混合而自中心區(qū)域C供給的氮?dú)獾牧髁渴荌Oslm。另外，腔室壓 力是STorr，旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度是MOrpm。在該情況下，反應(yīng)氣體和分離氣體形成如圖17 的箭頭那樣的流動(dòng)。同時(shí)，在腔室內(nèi)，處理區(qū)域P1、分離區(qū)域D及處理區(qū)域P2的各區(qū)域的壓 力不同，因此，不卡定晶圓就將其載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2，晶圓有可能浮起而破損。使用圖17說(shuō)明本實(shí)施方式的成膜裝置的其他特征。該例子中對(duì)于凹部M、升降銷(xiāo) 16、17、夾環(huán)18的構(gòu)造和晶圓的移載方法如上所述。如圖所示，在真空容器1內(nèi)形成有包括被供給第一反應(yīng)氣體(例如BTBAS氣體) 的處理區(qū)域Pl的擴(kuò)散區(qū)域48、包括被供給第二反應(yīng)氣體(例如臭氧氣體)的處理區(qū)域P2 的擴(kuò)散區(qū)域49。在此，擴(kuò)散區(qū)域49的面積比擴(kuò)散區(qū)域48的面積大2倍以上，具體而言，從 旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)中心看去，具有約180的中心角度。而且，該擴(kuò)散區(qū)域49中的反應(yīng)氣體噴嘴32的位置位于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)前一半中，排氣區(qū)域6位于下游側(cè)后一半， 該排氣區(qū)域6中設(shè)有排氣口 62。利用該構(gòu)成，從配置于分離區(qū)域D的大致中央的分離噴嘴 42,41供給的氮?dú)夂蛷姆磻?yīng)氣體噴嘴32供給的臭氧氣體均如實(shí)線箭頭所示從排氣口 62被 排出。在這樣的氣體流動(dòng)下，在擴(kuò)散區(qū)域48、詳細(xì)而言是處理區(qū)域Pl中，自反應(yīng)氣體噴 嘴31供給的BTBAS氣體吸附于被保持在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上而旋轉(zhuǎn)的晶圓的表面。接著，在晶圓進(jìn) 入擴(kuò)散區(qū)域49而在擴(kuò)散區(qū)域49內(nèi)移動(dòng)的期間，晶圓的表面暴露在如上所述那樣流動(dòng)的臭 氧中，由此，晶圓的表面的BTBAS氣體被臭氧氣體氧化。在具有約180度的中心角度的擴(kuò)散 區(qū)域49移動(dòng)較長(zhǎng)距離中引起氧化反應(yīng)，因此，將吸附于晶圓表面的BTBAS氣體充分氧化。結(jié) 果，能夠大幅度提高每轉(zhuǎn)一周的成膜速度。即，與擴(kuò)散區(qū)域48和擴(kuò)散區(qū)域49具有相等面積 的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)可提高成膜速度的優(yōu)點(diǎn)。在圖17中，自中心區(qū)域C如實(shí)線箭頭那樣呈放射狀地將非活性氣體供給到真空容 器1內(nèi)部，因此，不會(huì)出現(xiàn)如下情況由于分別供給到處理區(qū)域P1、P2的反應(yīng)氣體，在包括存 在于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中央部的芯部21在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上附著有反應(yīng)副生成物，或旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)被反 應(yīng)氣體腐蝕。而且，分別供給到處理區(qū)域PI、P2的反應(yīng)氣體與自中央供給的非活性氣體與 自分離區(qū)域D供給的非活性氣體一起在真空容器1內(nèi)部混合，通過(guò)反應(yīng)而減少附著于真空 容器1的內(nèi)壁等。作為ALD工藝的第一反應(yīng)氣體的BTBAS自反應(yīng)氣體噴嘴31被供給到真空容器內(nèi) 的處理區(qū)域Pl的內(nèi)部。反應(yīng)氣體噴嘴31以從真空容器1的側(cè)壁向旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心區(qū)域C的 方向在反應(yīng)氣體噴嘴31的上方形成空間的方式導(dǎo)入，因此分離氣體容易在反應(yīng)氣體噴嘴 31與頂面45之間的空間流動(dòng)，難以在反應(yīng)氣體噴嘴31的下方的處理區(qū)域Pl流動(dòng)。即，形 成分離氣體繞過(guò)處理區(qū)域Pl后向處理區(qū)域Pl的外周側(cè)、且設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周側(cè)的排氣 區(qū)域6中的排氣口 61流去的氣流。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2中的處理區(qū)域Pl的兩側(cè)分別設(shè)有兩個(gè)分離 區(qū)域D。這些分離區(qū)域的中央設(shè)有氮?dú)鈬娮?1、42，形成為向旋轉(zhuǎn)臺(tái)的方向噴射作為非活性 氣體的氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)。非活性氣體在構(gòu)成分離區(qū)域D的凸?fàn)畈?與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間設(shè)置的極其 狹窄的空間(凸?fàn)畈?的下表面(圖4所示的頂面44)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的空間)中擴(kuò)展， 形成向相鄰的處理區(qū)域Pl和處理區(qū)域P2的方向排氣的氣流的流動(dòng)。由此，分別供給到各 處理區(qū)域Pl和處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體不會(huì)流入分離區(qū)域D的狹窄空間而發(fā)生反應(yīng)。將分 離區(qū)域的外側(cè)、且旋轉(zhuǎn)臺(tái)2外周側(cè)的真空容器的側(cè)壁(腔室壁)與分離區(qū)域之間的間隙形 成為足夠使旋轉(zhuǎn)臺(tái)順利旋轉(zhuǎn)的間隔、但難以作為氣體的排氣空間起作用的狹窄間隙，則通 過(guò)將分別供給到各處理區(qū)域Pl和處理區(qū)域P2的反應(yīng)氣體和自相鄰的分離區(qū)域D供給的非 活性氣體(氮?dú)?這二者向設(shè)于處理區(qū)域Pl的外周的排氣口 61和設(shè)于處理區(qū)域P2的外 周的排氣口 62的方向排氣，能夠?qū)煞磻?yīng)氣體充分分離。利用該二種氣體流向排氣口 61、 62的氣流的流動(dòng)(圖17的實(shí)線箭頭在圖中所示)，能夠達(dá)到以下三個(gè)效果。第一效果將自反應(yīng)氣體噴嘴31、32分別供給的反應(yīng)氣體供給到載置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上 的晶圓而用于表面反應(yīng)時(shí)，則向與反應(yīng)氣體噴嘴31、32的長(zhǎng)度方向交叉的方向形成氣體的 氣流流動(dòng)，因此能夠總是向晶圓上供給新的氣體。換言之，利用使用完畢的氣體(用于反應(yīng) 后的氣體)使自相鄰的噴嘴內(nèi)的開(kāi)口孔供給的工藝氣體不會(huì)干擾新供給的工藝氣體。第二效果能夠使供給到處理區(qū)域的反應(yīng)氣體進(jìn)入分離區(qū)域中而不會(huì)發(fā)生反應(yīng)。
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第三效果通過(guò)自反應(yīng)氣體噴嘴32供給的氣體在擴(kuò)散區(qū)域49中形成氣流，能夠在 構(gòu)成為比擴(kuò)散區(qū)域48面積大的擴(kuò)散區(qū)域49的面積內(nèi)花費(fèi)時(shí)間而在載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的晶圓 上執(zhí)行ALD反應(yīng)的成膜處理。因此，與擴(kuò)散區(qū)域48和擴(kuò)散區(qū)域49具有相等面積的情況相 比，即使是相同的旋轉(zhuǎn)速度，也能達(dá)到較高速的成膜速度。如上所述，以例如MOrpm的高速的旋轉(zhuǎn)速度實(shí)施成膜時(shí)，與以例如10 30rpm的 低速的旋轉(zhuǎn)速度實(shí)施成膜相比，對(duì)于各晶圓作用較大的離心力，晶圓在收納該晶圓的旋轉(zhuǎn) 臺(tái)2表面上設(shè)置的凹部中移動(dòng)、浮起或振動(dòng)，最后可能引起飛出現(xiàn)象。因此，本發(fā)明的發(fā)明 人為了明確對(duì)晶圓造成這些現(xiàn)象的原因而將真空容器的頂板11改為透明的丙烯板來(lái)在上 述成膜條件下自真空容器1的上部觀察晶圓的樣子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生晶圓的浮起、振動(dòng)、飛 出的原因除了離心力之外，還有晶圓隨著旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)而在真空容器1內(nèi)從分離區(qū)域D靠 近處理區(qū)域Pl (或P2)時(shí)晶圓受到的氣體壓力之差，換言之供給到各區(qū)域的氣體流量的差 異對(duì)晶圓帶來(lái)的影響，這些原因?qū)е庐a(chǎn)生上述現(xiàn)象?；谶@些復(fù)合的原因得到如下結(jié)論針對(duì)晶圓的飛出、移動(dòng)、碰撞、振動(dòng)、尤其是針 對(duì)飛出，最好是至少在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的用于容納晶圓的凹部M的附近設(shè)置用于防止晶圓飛出 的卡定部。在實(shí)施例的成膜條件中，作為反應(yīng)氣體而流過(guò)IOOscm的BTBASUOslm的臭氧、 IOslm的氮?dú)鈦?lái)進(jìn)行SW2膜的成膜，由此，根據(jù)seem* slm的單位的差也容易理解的較大 的流量差隔著分離區(qū)域和處理區(qū)域的交界產(chǎn)生。這樣在真空容器1內(nèi)產(chǎn)生較大的壓力差是 由于雖然多個(gè)處理區(qū)域相互連通，但由于設(shè)于多個(gè)處理區(qū)域之間的流通非活性氣體的狹窄 的空間而形成多個(gè)反應(yīng)氣體相互分離的狀態(tài)。而且，作為大幅度提高成膜速度的技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 了即使使載置晶圓的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以240rpm這樣的高速旋轉(zhuǎn)也能夠維持分離區(qū)域D的功能。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，為了抑制載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的晶圓浮起，而在旋轉(zhuǎn)式小批 量ALD裝置上利用夾環(huán)18。夾環(huán)18上可具有爪25或凸緣形狀部26，以及利用這些形狀制 成各種結(jié)構(gòu)。例如，可以將夾環(huán)18和爪25的形狀形成為能減少空氣阻力的流線型。為了 抑制晶圓浮起，優(yōu)選是將晶圓偏心地載置于凹部M內(nèi)的外周側(cè)，以使得以載置于凹部M的 晶圓不會(huì)由于離心力而在晶圓M內(nèi)朝外移動(dòng)。在本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置不限于成膜氧化硅膜，也能夠適用于氮化硅的分 子層成膜?？蛇M(jìn)行使用三甲基鋁(TMA)和O3氣體的氧化鋁(Al2O3)的分子層成膜、使用四 (二乙基氨基)鋯(TEMAZr)和O3氣體的氧化鋁(ZrO2)的分子層成膜、使用四(乙基甲基 氨基)鉿(TEMAH)和O3氣體的氧化鉿(HfO2)的分子層成膜、使用雙(四甲基庚二酮酸)鍶 (Sr(THD)2)和O3氣體的氧化鍶(SrO)的分子層成膜、使用(甲基戊二酮酸)雙(四甲基庚 二酮酸)鈦(Ti(MPD) (THD))和O3氣體的氧化鈦(TiO)的分子層成膜等。不限于O3氣體， 也可利用氧等離子體。當(dāng)然，使用這些氣體的組合也能起到上述效果。以上利用實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，然而本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，不言而喻， 在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種的變形、變更。本申請(qǐng)基于2009年12月25日向日本專(zhuān)利廳提出申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng) 2009-296182號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種成膜裝置，該成膜裝置通過(guò)在真空容器內(nèi)將相互反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體依次 供給到基板的表面上且執(zhí)行該供給循環(huán)來(lái)層疊多層反應(yīng)生成物的層而形成薄膜，其特征在 于，包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其設(shè)置于上述真空容器內(nèi)；基板載置部，其為了載置基板而設(shè)置于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上；第一反應(yīng)氣體供給部件及第二反應(yīng)氣體供給部件，其在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向上相互 分開(kāi)地設(shè)置，用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)中的載置上述基板的區(qū)域一側(cè)的面分別供給第一反應(yīng)氣體 及第二反應(yīng)氣體；分離區(qū)域，其位于第一處理區(qū)域和第二處理區(qū)域之間，用于將被供給上述第一反應(yīng)氣 體的第一處理區(qū)域和被供給上述第二反應(yīng)氣體的第二處理區(qū)域的氣氛分離；中心區(qū)域，其位于真空容器內(nèi)的將上述第一處理區(qū)域和上述第二處理區(qū)域的氣氛分離 的中心部，形成有用于向旋轉(zhuǎn)臺(tái)的基板載置面?zhèn)葒姵龇蛛x氣體的噴出孔；輸送機(jī)構(gòu)，其向上述真空容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)搬入基板或?qū)⒒鍙纳鲜稣婵杖萜鲀?nèi)的旋轉(zhuǎn) 臺(tái)搬出；卡定部，其為了防止載置于上述基板載置部的基板的飛出而卡定基板的表面； 升降機(jī)構(gòu)，其用于將上述卡定部和基板自旋轉(zhuǎn)臺(tái)抬起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置，其特征在于，上述基板載置部是凹部，上述旋轉(zhuǎn)臺(tái) 的上表面和凹部?jī)?nèi)的基板表面大致齊平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置，其特征在于，上述升降機(jī)構(gòu)包括用于升降基板的 三根以上的基板用的第1升降銷(xiāo)和用于升降卡定部的三根以上的卡定部用的第2升降銷(xiāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置，其特征在于，上述卡定部具有在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn) 時(shí)用于抑制氣流紊亂的流線形形狀。
5.一種成膜裝置，該成膜裝置通過(guò)在真空容器內(nèi)將多個(gè)基板分別載置在設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)表 面的多個(gè)凹部?jī)?nèi)并使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，從而使上述基板依次與供給到多個(gè)不同的處理區(qū)域中的 不同反應(yīng)氣體接觸，在上述基板的表面形成薄膜，其特征在于，包括多個(gè)反應(yīng)氣體供給部件，其與上述處理區(qū)域的頂部分開(kāi)地設(shè)置在上述基板的附近，用 于朝向上述基板的方向分別供給上述不同反應(yīng)氣體；非活性氣體供給部件，其向設(shè)置在上述多個(gè)處理區(qū)域之間的分離空間內(nèi)供給用于防止 上述不同反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)的非活性氣體；真空排氣部件，在上述處理區(qū)域的各自外側(cè)，同與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外周方向相對(duì)應(yīng)地設(shè) 置的排氣口相連通而將上述真空容器內(nèi)部排氣成真空，上述真空排氣部件使供給到上述處 理區(qū)域的反應(yīng)氣體和供給到上述分離區(qū)域的非活性氣體經(jīng)由上述處理區(qū)域排出； 卡定部，其設(shè)置在設(shè)于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的上述各凹部的附近，卡定基板的表面。
6.一種成膜裝置，該成膜裝置通過(guò)在真空容器內(nèi)將多個(gè)基板分別載置在設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)表 面的多個(gè)凹部?jī)?nèi)并使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，從而使上述基板依次與供給到多個(gè)不同的處理區(qū)域中的 不同反應(yīng)氣體接觸，在上述基板的表面形成薄膜，其特征在于，包括多個(gè)反應(yīng)氣體供給部件，其自上述真空容器的側(cè)壁朝向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心地配 置，與上述處理區(qū)域的頂部分開(kāi)地設(shè)置在上述基板的附近，用于朝向上述基板的方向分別 供給上述不同反應(yīng)氣體；非活性氣體供給部件，其向設(shè)置在上述多個(gè)處理區(qū)域之間的分離空間內(nèi)的載置于上述 旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的基板的方向噴出用于防止上述不同反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)的非活性氣體；真空排氣部件，在上述多個(gè)處理區(qū)域的各自外側(cè)，同與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外周方向相對(duì)應(yīng) 地設(shè)置的排氣口相連通而將上述真空容器內(nèi)部排氣成真空，上述真空排氣部件使供給到上 述處理區(qū)域的反應(yīng)氣體和供給到上述分離區(qū)域的非活性氣體經(jīng)由上述處理區(qū)域排出；卡定部，其設(shè)置在設(shè)于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的上述凹部的附近，用于防止上述基板在上述旋 轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中飛出，上述卡定部構(gòu)成為在凹部?jī)?nèi)以不與所載置的基板接觸的狀態(tài)配置，并在基板飛出時(shí)對(duì) 基板進(jìn)行卡定。
7.一種成膜裝置，該成膜裝置通過(guò)在真空容器內(nèi)將多個(gè)基板分別載置在設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)表 面的多個(gè)凹部?jī)?nèi)并使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，從而使上述基板依次與供給到多個(gè)不同的處理區(qū)域中的 不同反應(yīng)氣體接觸，在上述基板的表面形成薄膜，其特征在于，包括多個(gè)反應(yīng)氣體供給部件，其與上述處理區(qū)域的頂部分開(kāi)地設(shè)置在上述基板的附近，用 于朝向上述基板的方向分別供給上述不同反應(yīng)氣體；非活性氣體供給部件，其向設(shè)置在上述多個(gè)處理區(qū)域之間的分離空間內(nèi)供給用于防止 上述不同反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)的非活性氣體；真空排氣部件，在上述多個(gè)處理區(qū)域的各自外側(cè)，同與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外周方向相對(duì)應(yīng) 地設(shè)置的排氣口相連通而將上述真空容器內(nèi)部排氣成真空，上述真空排氣部件使供給到上 述處理區(qū)域的反應(yīng)氣體和供給到上述分離區(qū)域的非活性氣體經(jīng)由上述處理區(qū)域排出；卡定部，其設(shè)置在設(shè)于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的上述各凹部的附近，為了防止上述基板在上述 旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中飛出而卡定基板的表面；控制部，其進(jìn)行控制，以使得在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)之前，使上述基板位于基板的中心相對(duì) 于上述凹部的中心向隨著上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的方向偏移了的位置。
8.一種成膜裝置，該成膜裝置通過(guò)在真空容器內(nèi)將多個(gè)基板分別載置在設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)表 面的多個(gè)凹部?jī)?nèi)并使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，從而使上述基板依次與供給到多個(gè)不同的處理區(qū)域中的 不同反應(yīng)氣體接觸，在上述基板的表面形成薄膜，其特征在于，包括多個(gè)反應(yīng)氣體供給部件，其與上述處理區(qū)域的頂部分開(kāi)，用于朝向上述基板的方向分 別供給上述不同反應(yīng)氣體；非活性氣體供給部件，其向設(shè)置在上述多個(gè)處理區(qū)域之間的分離空間內(nèi)供給用于防止 上述不同反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)的非活性氣體；真空排氣部件，在上述多個(gè)處理區(qū)域的各自外側(cè)，同與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外周方向相對(duì)應(yīng) 地設(shè)置的排氣口相連通而將上述真空容器內(nèi)部排氣成真空，上述真空排氣部件使供給到上 述處理區(qū)域的反應(yīng)氣體和供給到上述分離區(qū)域的非活性氣體經(jīng)由上述處理區(qū)域排出；卡定部，其設(shè)置在設(shè)于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的上述各凹部的附近，通過(guò)與上述基板的表面的外周部接觸來(lái)將上述基板卡定，從而防止上述基板在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中從上述凹部飛出。
9.一種成膜裝置，該成膜裝置通過(guò)在真空容器內(nèi)將多個(gè)基板分別載置在設(shè)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)表 面的多個(gè)凹部?jī)?nèi)并使旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，從而使上述基板依次與供給到多個(gè)不同的處理區(qū)域中的 反應(yīng)氣體接觸，在上述基板的表面形成薄膜，其特征在于，包括反應(yīng)氣體供給部件，其與上述處理區(qū)域的頂部分開(kāi)地設(shè)置在上述基板的附近，用于朝 向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的方向分別供給上述反應(yīng)氣體；非活性氣體供給部件，其向設(shè)置在上述多個(gè)處理區(qū)域之間的分離空間內(nèi)供給用于防止 上述不同反應(yīng)氣體發(fā)生反應(yīng)的非活性氣體；第2非活性氣體供給部件，其自上述真空容器的中心部供給非活性氣體； 真空排氣部件，在上述多個(gè)處理區(qū)域的各自外側(cè)，同與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的外周方向相對(duì)應(yīng) 地設(shè)置的排氣口相連通而將上述真空容器內(nèi)部排氣成真空，上述真空排氣部件使供給到上 述處理區(qū)域的反應(yīng)氣體、供給到上述分離區(qū)域的非活性氣體和自上述旋轉(zhuǎn)中心供給的非活 性氣體經(jīng)由上述處理區(qū)域?qū)氲缴鲜雠艢饪?，并從上述真空容器排出；卡定部，其設(shè)置在設(shè)于上述各凹部的附近，為了防止上述基板在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)過(guò) 程中飛出而卡定基板的表面。
10.一種成膜方法，該成膜方法通過(guò)進(jìn)行多次將相互反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體依次供 給到基板的表面的循環(huán)來(lái)層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，包括如下工序自真空容器的外部經(jīng)由輸送口輸送上述基板，在為了載置基板而設(shè)置于真空容器內(nèi)部 的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的基板載置部，將基板分別載置于最遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心的位置； 使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；從相互分開(kāi)地設(shè)于上述真空容器內(nèi)的第一反應(yīng)氣體供給部件及第二反應(yīng)氣體供給部 件向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)中的形成有基板載置部的面供給第一反應(yīng)氣體和第二反應(yīng)氣體，并且利用 設(shè)置于第一反應(yīng)氣體供給部件和第二反應(yīng)氣體供給部件之間的分離氣體供給部件供給分 離氣體，進(jìn)行成膜。
11.一種成膜方法，該成膜方法通過(guò)進(jìn)行多次將相互反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體依次供 給到基板的表面的循環(huán)來(lái)層疊反應(yīng)生成物而形成薄膜，其特征在于，包括如下工序?qū)⒆哉婵杖萜鞯耐獠拷?jīng)由輸送口輸送的上述基板放置到基板載置部所設(shè)置的升降機(jī) 構(gòu)上，該基板載置部是為了載置基板而以凹狀形成于旋轉(zhuǎn)臺(tái)；第一下降移動(dòng)工序，在放置上述基板的工序結(jié)束后，上述升降機(jī)構(gòu)下降，從而使基板移 動(dòng)到比上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的表面低的位置；水平移動(dòng)工序，在上述第一下降移動(dòng)工序結(jié)束后，使上述升降機(jī)構(gòu)沿上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的徑 向、且向外側(cè)方向移動(dòng)，從而使上述基板與上述基板載置部的壁面接觸或接近；第二下降移動(dòng)工序，在上述水平移動(dòng)工序結(jié)束后，上述升降機(jī)構(gòu)下降，將上述基板載置 于上述基板載置部的底部；在上述第二下降移動(dòng)工序結(jié)束后，使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；從相互分開(kāi)地設(shè)于上述真空容器內(nèi)的第一反應(yīng)氣體供給部件及第二反應(yīng)氣體供給部件向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)中的形成有基板載置部的面供給第一反應(yīng)氣體和第二反應(yīng)氣體，并且利用 設(shè)置于第一反應(yīng)氣體供給部件和第二反應(yīng)氣體供給部件之間的分離氣體供給部件供給分 離氣體，進(jìn)行成膜。
全文摘要
本發(fā)明提供成膜裝置及成膜方法。將沿基板的周向呈環(huán)狀形成在基板載置區(qū)域的周緣的環(huán)構(gòu)件固定于貫穿旋轉(zhuǎn)臺(tái)地升降自如的升降銷(xiāo)。在將基板輸送至凹部?jī)?nèi)后，使升降銷(xiāo)下降而將環(huán)構(gòu)件放置到與基板的表面周緣部接觸的位置或該位置的稍微上方，在基板要浮起時(shí)將其卡定而防止其飛出。
文檔編號(hào)C23C16/458GK102108502SQ201010621798
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者大泉行雄, 本間學(xué) 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社