成膜装置、成膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种成膜装置、成膜方法。该成膜装置包括：能旋转地设置在容器内的基座；设置在基座的一个面上的基板载置区域；包括能够独立控制的多个加热部、加热基座的加热单元；对一个面供给第一反应气体的第一反应气体供给部；与第一反应气体供给部分开、对一个面供给第二反应气体的第二反应气体供给部；位于被供给第一反应气体的第一处理区域和被供给第二反应气体的第二处理区域之间的分离区域；位于容器的中央的、具有沿一个面喷出第一分离气体的喷出孔的中央区域；以及排气口。分离区域包括：供给第二分离气体的分离气体供给部；以及用于在基座上形成第二分离气体相对于旋转方向向两个方向流动的狭窄的空间的顶面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过将相互反应的至少两种反应气体按 顺序供给到基板的表面并且执行该供给循环多次来层叠多个反 应生成物的层以形成薄膜的。
技术介绍
作为半导体制造工艺中的成膜技术，已知所谓的原子层沉积(ALD)或分子层沉积(MLD)。在这种成膜l支术中，在真空条 件下第一反应气体吸附在半导体晶圆(下面称为晶圓)表面上， 接着，第二反应气体吸附在该晶圆表面上，通过该晶圆表面上 的第一和第二反应气体的反应形成一层或两层以上的原子层或 分子层。并且，重复多次这样的气体的交替吸附以及反应来在 晶圆上沉积膜。该技术在能够通过气体的交替供给的次数来高 精确度地控制膜厚这一点、以及沉积膜在晶圆上具有良好的均 匀性这一点上是有利的。因而，作为能够应对半导体设备的进 一步细微化的成膜技术，该沉积方法被认为是有前途的。作为实施这种成膜方法的成膜装置，提出了一种具有真空 容器以及沿旋转方向保持多片基板的基座的成膜装置(专利文 献l)。专利文献l公开了一种处理室，该处理室包括晶圆支承 部件(基座)，其能够支承多个晶圆并进行水平旋转；第一和第 二气体喷出喷嘴，其沿晶圆支承部件的旋转方向以等角度间隔 进行配置，并且在晶圆支承部件的径向上延伸，与晶圆支承部 件相对；以及吹扫喷嘴，其配置在第一和第二气体喷出喷嘴之 间。另外，在晶圆支承部件的外端与处理室之间的某个部位上 连接有真空排气装置。根据这样构成的处理室，吹扫气体喷嘴形成气帘，妨碍第一反应气体与第二反应气体混合。专利文献l:日本特开2001-254181号公报但是，在如上所述的使用能旋转的基座的MLD(ALD)装置 中，有时在基座上载置例如具有300mm直径的4 6片晶圆，因 此存在基座的直径达到lm的情况。通常利用配置为与基座的被 面相对的加热器等对基座进行加热，因此在基座具有这样大的 直径的情况下，难以保持晶圆面内的温度均匀性达到能够充分 降低形成于基座上的晶圆面内的元件的特性偏差的程度。
技术实现思路
本专利技术是按照这种问题而完成的，其目的在于提供一种能 够均匀地加热基座的。本专利技术的第一方式提供一种成膜装置，该成膜装置在容器 内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的 循环来在该基板上生成反应生成物的层，由此沉积膜。该成膜 装置包括基座，其能旋转地设置在上述容器内；基板载置区 域，其设置在上述基座的一个面上，用于载置上述基板；加热 单元，其包括能够独立控制的多个加热部，用于对上述基座进 行加热；第一反应气体供给部，其构成为对上述一个面供给第 一反应气体；第二反应气体供给部，其沿着上述基座的旋转方 向离开上述第一反应气体供给部，构成为对上述一个面供给第 二反应气体；分离区域，其沿着上述旋转方向位于被供给上述 第一反应气体的第一处理区域和被供给上述第二反应气体的第 二处理区域之间，用于分离上述第一处理区域和上述第二处理 区域；中央区域，其为了分离上述第一处理区域和上述第二处 理区域而位于上述容器的大致中央，具有沿上述一个面喷出第 一分离气体的喷出孔；以及排气口，其为了对上述容器进行排气而设置在上述容器内。上述分离区域包括分离气体供给部， 其供给第二分离气体；以及顶面，其与上述基座的上述一个面相对而形成狭窄的空间，在该狭窄的空间内上述第二分离气体 能够从上述分离区域流向上述处理区域侧。本专利技术的第二方式提供一种成膜方法，该成膜方法在容器 内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的 循环来在该基板上生成反应生成物的层，由此沉积膜。该成膜方法包括以下步骤载置的步骤，将上述基板载置在可旋转地 设置在成膜装置的容器内并在一个面上具有基板载置区域的基 座上；旋转的步骤，使载置了上述基板的基座旋转；加热步骤， 使用加热单元来对上述基座进行加热，该加热单元包括能够独 立控制的多个加热部，用于对上述基座进行加热；供给第一反 应气体的步骤，从第一反应气体供给部对上述一个面供给第一 反应气体；供给第二反应气体的步骤，从沿着上述基座的旋转 方向离开上述第 一反应气体供给部的第二反应气体供给部对上 述一个面供给第二反应气体；使第一分离气体流动的步骤，从 设置在分离区域内的分离气体供给部供给第一分离气体，在形 成于上述分离区域的顶面与上述基座之间的狭窄的空间内使上 述第一分离气体从上述分离区域流向处理区域侧，其中，上述 分离区域位于从上述第一反应气体供给部供给上述第一反应气 体的第一处理区域和从上述第二反应气体供给部供给上述第二 反应气体的第二处理区域之间；供给第二分离气体的步骤，从分离气体；以及排气步骤，对上述容器内进行排气。本专利技术的第三方式提供一种成膜装置，该成膜装置在容器 内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给给基板的循 环来在该基板上生成反应生成物的层，由此沉积膜。该成膜装置包括加热部，其构成为对上述基板进行放射光加热；基座， 其能旋转地设置在上述成膜装置的容器内；基板载置区域，其 设置在上述基座的一个面上，用于载置上述基板；第一反应气 体供给部，其构成为对上述一个面供给第一反应气体；第二反 应气体供给部，其沿着上述基座的旋转方向离开上述第一反应 气体供给部，构成为对上述一个面供给第二反应气体；分离区 域，其沿着上述旋转方向位于被供给上述第一反应气体的第一 处理区域和被供给上述第二反应气体的第二处理区域之间，用 于分离上述第一处理区域和上述第二处理区域；中央区域，其 为了分离上述第一处理区域和上述第二处理区域而位于上述容 器的大致中央，具有沿着上述一个面喷出第一分离气体的喷出 孔；以及排气口，其为了对上述容器进行排气而设置在上述容 器内。上述分离区域包括分离气体供给部，其供给第二分离 气体；以及顶面，其与上述基座的上述一个面相对而形成狭窄 的空间，在该狭窄的空间内上述第二分离气体能够从上述分离 区域流向上述处理区i或侧。本专利技术的第四方式提供一种成膜方法，该成膜方法在容器 内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的 循环来在该基板上生成反应生成物的层，由此沉积膜。该成膜 方法包括以下步骤载置的步骤，将上述基板载置在基座上， 该基座能旋转地设置在成膜装置的容器内并在一个面上具有基 板载置区域；旋转的步骤，使载置了上述基板的基座旋转；放 射加热步骤，对上述基板进行放射光加热；供给第一反应气体 的步骤，从第一反应气体供给部对上述一个面供给第一反应气 体；供给第二反应气体的步骤，从沿着上述基座的旋转方向离 开上述第一反应气体供给部的第二反应气体供给部对上述一个 面供给第二反应气体；使第一分离气体流动的步骤，从设置在分离区域内的分离气体供给部供给第一分离气体，在形成于上 述分离区域的顶面与上述基座之间的狭窄的空间内使上述第一 分离气体从上述分离区域流向处理区域侧，上述分离区域位于 从上述第 一反应气体供给部供给上述第 一反应气体的第 一处理 区域和从上述第二反应气体供给部供给上述第二反应气体的第二处理区域之间；供给第二分离气体的步骤，从形成在位于上 述容器的中央部的中央部区域内的喷出孔供给第二分离气体； 以及排气步骤，对上述容器内进行排气。附图说明图l是本专利技术的第一实施方式的成膜装置的剖视图。 图2是表示图l的成膜装置的加热单元的局部立体图。 图3是放大表示图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜装置，在容器内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的循环来在该基板上生成反应生成物的层，由此沉积膜，该成膜装置包括：　基座，其能旋转地设置在上述容器内；　基板载置区域，其设置在上述基座的一个面上，用于载置上述基板； 　加热单元，其包括能够独立控制的多个加热部，用于对上述基座进行加热；　第一反应气体供给部，其构成为对上述一个面供给第一反应气体；　第二反应气体供给部，其沿上述基座的旋转方向离开上述第一反应气体供给部，构成为对上述一个面供给第二反应气体 ；　分离区域，其沿上述旋转方向位于被供给上述第一反应气体的第一处理区域和被供给上述第二反应气体的第二处理区域之间，用于分离上述第一处理区域和上述第二处理区域；　中央区域，其为了分离上述第一处理区域和上述第二处理区域而位于上述容器的大致中 央，具有沿上述一个面喷出第一分离气体的喷出孔；以及　排气口，其为了对上述容器进行排气而设置在上述容器内，　其中，上述分离区域包括：分离气体供给部，其供给第二分离气体；以及顶面，其与上述基座的上述一个面相对而形成狭窄的空间，在该狭窄的空间 内上述第二分离气体能够从上述分离区域流向上述处理区域侧。...

【技术特征摘要】
JP 2008-9-4 2008-227023;JP 2008-9-4 2008-227025;JP1.一种成膜装置，在容器内执行将相互反应的至少两种反应气体按顺序供给到基板上的循环来在该基板上生成反应生成物的层，由此沉积膜，该成膜装置包括基座，其能旋转地设置在上述容器内；基板载置区域，其设置在上述基座的一个面上，用于载置上述基板；加热单元，其包括能够独立控制的多个加热部，用于对上述基座进行加热；第一反应气体供给部，其构成为对上述一个面供给第一反应气体；第二反应气体供给部，其沿上述基座的旋转方向离开上述第一反应气体供给部，构成为对上述一个面供给第二反应气体；分离区域，其沿上述旋转方向位于被供给上述第一反应气体的第一处理区域和被供给上述第二反应气体的第二处理区域之间，用于分离上述第一处理区域和上述第二处理区域；中央区域，其为了分离上述第一处理区域和上述第二处理区域而位于上述容器的大致中央，具有沿上述一个面喷出第一分离气体的喷出孔；以及排气口，其为了对上述容器进行排气而设置在上述容器内，其中，上述分离区域包括分离气体供给部，其供给第二分离气体；以及顶面，其与上述基座的上述一个面相对而形成狭窄的空间，在该狭窄的空间内上述第二分离气体能够从上述分离区域流向上述处理区域侧。2. 根据权利要求l所述的成膜装置，其特征在于， 还具有多个温度传感器，该多个温度传感器与上述多个加热部相对应地_没置，独立测量由对应的加热部加热的上述基座 部分的温度。3. 根据权利要求2所述的成膜装置，其特征在于， 上述温度传感器是热电偶和放射温度计中的任一个。4. 根据权利要求2所述的成膜装置，其特征在于， 上述温度传感器是放射温度计，由该》支射温度计测量上述基座的与上述 一 个面相反的 一 侧的另 一 个面的温度。5. 根据权利要求4所述的成膜装置，其特征在于， 还具有板状部件，该板状部件面对上述基座的上述另一个面并与该另 一个面之间形成空间。6. 根据权利要求5所述的成膜装置，其特征在于， 还具有吹扫气体供给管，该吹扫气体供给管将吹扫气体供给到上述另 一个面与上述板状部件之间的上述空间中。7. —种成膜方法，在容器内执行将相互反应的至少两种反 应气体按顺序供给到基板上的循环来在该基板上生成反应生成 物的层，由此沉积膜，该成膜方法包括以下步骤载置的步骤，将上述基板载置在基座上，该基座能旋转地 设置在成膜装置的容器内并在一个面上具有基板载置区域； 旋转的步骤，使载置了上述基板的基座旋转； 加热步骤，使用加热单元来对上述基座进行加热，该加热 单元包括能够独立控制的多个加热部，用于对上述基座进行加 热；供给第一反应气体的步骤，从第一反应气体供给部对上述 一个面供给第一反应气体；供给第二反应气体的步骤，从沿着上述基座的旋转方向离 开上述第一反应气体供给部的第二反应气体供给部对上述一个 面供给第二反应气体；使第一分离气体流动的步骤，从设置在分离区域内的分离 气体供给部供给第一分离气体，在形成于上述分离区域的顶面与上述基座之间的狭窄的空间内使上述第 一 分离气体从上述分 离区域流向处理区域侧，上述分离区域位于从上述第一反应气 体供给部供给上述第一反应气体的第一处理区域与从上述第二反应气体供给部供给上述第二反应气体的第二处理区域之间； 供给第二分离气体的步骤，从形成在位于上述容器的中央部的中央区域内的喷出孔供给第二分离气体；以及 排气步骤，对上述容器内进行排气。8. 根据权利要求7所述的成膜方法，其特征在于， 还具有测量步骤，在该测量步骤中，利用多个温度传感器测量上述基座的温度，该多个温度传感器与上述多个加热部相 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤寿，小原一辉，本间学，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]