一种成膜装置，通过在真空容器内，多次执行交替地供给第一反应气体和第二反应气体并排气的循环，而在基板的表面将薄膜成膜，其特征在于，具有：设置在上述真空容器内、各自包含基板的载置区域的多个下部件；与上述多个下部件分别对置地设置，在与上述载置区域之间形成处理空间的多个上部件；用于向上述处理空间内供给气体的、第一反应气体供给部、第二反应气体供给部；以及用于在供给上述第一反应气体的时刻和供给第二反应气体的时刻之间供给吹扫气体的吹扫气体供给部；沿上述处理空间的周向形成，用于连通该处理空间内和作为该处理空间的外部的上述真空容器内的环境气氛的排气用开口部；用于将上述处理空间经由上述排气用开口部以及上述真空容器内的环境气氛进行真空排气的真空排气机构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过多次实行将第一反应气体和第二反应气体交替地供给、排 气的循环，而将反应生成物的层层叠多个形成薄膜的成膜装置。
技术介绍
作为半导体制造工艺中的成膜方法，公知有如下成膜工艺，即在真空环境气氛 下向作为基板的半导体晶片(以下称为“晶片”)等的表面供给第一反应气体并使该第一 反应气体吸附到该表面之后，将供给的气体切换为第二反应气体，通过两气体的反应在 基板上形成一层或者多层原子层或分子层，通过多次进行该循环，将上述层层积，由此 进行向基板上的成膜。该工艺例如被称为ALD (Atomic Layer Deposition 原子层沉积) 或MLD (Molecular Layer Deposition 分子层沉积)等，能够根据循环数量高精度地控制 膜厚，同时膜质的面内均勻性也良好，是能够应对半导体器件的薄膜化的有效方法。作为这样的成膜工艺优选的例子，例如列举有在栅极氧化膜所使用的高电介质 膜的成膜。列举一例，在将氧化硅膜(SiO2膜)成膜时，作为第一反应气体(原料气体) 例如使用双叔丁基氨基硅烷(以下，称为“BTBAS”)，作为第二反应气体，使用例如氧飞寸。作为实施上述这样的成膜工艺的装置，利用在真空容器的上部中央具有气体喷 头的单张的成膜装置。而且，研究了从基板的中央部上侧供给反应气体，未反应的反应 气体和反应副生成物从处理容器的底部被排出这样的方式。但是，上述的成膜工艺由于 利用吹扫气体的气体置换需要较长时间，另外循环数例如还达到数百次，所以处理时间 耗费较长。而且，由于每处理一张基板，就需要进行对处理容器内的基板的搬入搬出、 处理容器内的真空排气等，所以伴随着这些动作的时间损耗也大。在此，如日本特许3144664号公报(尤其是图1、图2、权利要求1)和日本特 开2001-254181号公报(尤其是图1、图2)所记载的，公知有例如在圆形的载置台上沿 周向载置多张基板，使该载置台边旋转边对该载置台上的基板交替地供给气体，在各基 板上进行成膜这样的装置。例如日本特许3144664号公报所记载的成膜装置中，沿载置 台的周向分开设有供给相互不同的反应气体的多个处理空间。另一方面，在日本特开 2001-254181号公报所记载的成膜装置中，在载置台的上方设有沿载置台径向延伸出向载 置台喷出不同的反应气体的例如两个反应气体供给喷嘴。然后，通过使载置台旋转，使 该载置台上的基板在上述多个处理空间内至上述反应气体喷嘴的下方空间内通过，对各 基板交替地供给反应气体进行成膜。在上述的成膜装置中，没有反应气体的吹扫工序， 并且能够用一次的搬入搬出动作、真空排气动作处理多张基板。因此，削减了伴随着这 些工序、动作的时间，提高了生产量。但是，随着近年来的基板的大型化，例如半导体晶片(以下，称为晶片)的情况 下对直径达到300mm的基板进行成膜处理。由此，若在通用的载置台上载置多个晶片， 则邻接的晶片彼此之间所形成的间隙会变得比较大，导致从反应气体供给喷嘴向该间隙3也供给反应气体，无助于成膜的反应气体的消耗量增大。另外，例如，使直径300mm的圆盘状的晶片的一端外切地载置到从载置台的中 心到绘制半径150mm的圆的位置，使该载置台以60rpm的速度旋转。此时，载置台的周 向的晶片的移动速度，在载置台的中央侧和周缘侧之间约3倍不同。因此，通过反应气 体供给喷嘴的下方的晶片的速度也根据位置最大3倍不同。在此，从反应气体供给喷嘴供给的反应气体的浓度针对载置台的径向为一定 时，随着通过该喷嘴之下的晶片的速度变快，能够参与在晶片表面成膜的反应气体的量 变少。因此，要使得在通过反应气体供给喷嘴的下方的速度最快的载置台的周缘部的位 置处的晶片表面能得到成膜所需的反应气体浓度那样地，决定从该喷嘴供给的反应气体 的量。但是，如果与通过速度最快的载置台的周缘部的所需量匹配地供给反应气体，则 会向比该周缘部移动速度慢的内侧的区域供给高于所需量的浓度的反应气体，从而未参 与成膜的反应气体就直接被排出了。在此，虽然用于ALD等的原料气体多是使液体原料 气化，或者使固体原料升华而得到的，但这些原料昂贵。因此，在使上述的载置台旋转 的方式的成膜装置中，晶片的生产量虽然提高了，但还存在超过成膜所需量地消耗了昂 贵的反应气体这样的缺点。
技术实现思路
本专利技术是基于这样的情况而做出的，其目的在于，提供一种提高了生产量并抑 制了反应气体的消耗的成膜装置。本专利技术为一种成膜装置，其通过在真空容器内，多次执行将第一反应气体和第 二反应气体交替地供给并排气的循环，来使上述反应气体发生反应而在基板的表面上将 薄膜成膜，其特征在于，具有多个下部件，它们设置在上述真空容器内，各自包含基 板的载置区域；多个上部件，它们分别与上述多个下部件对置地设置，在与上述载置区 域之间形成处理空间；第一反应气体供给部以及第二反应气体供给部，它们用于向上述 处理空间内分别供给第一反应气体和第二反应气体；吹扫气体供给部，其用于在供给上 述第一反应气体的时刻和供给上述第二反应气体的时刻之间，向上述处理空间内供给吹 扫气体；排气用开口部，其沿上述处理空间的周向形成，用于连通该处理空间内和作为 该处理空间的外部的上述真空容器内的环境气氛；真空排气机构，其用于经上述排气用 开口部以及上述真空容器内的环境气氛对上述处理空间进行真空排气。根据本专利技术，构成为在通过交替地将第一反应气体和第二反应气体供给到基板 通过所谓的ALD(或者MLD)进行成膜的装置中，使包含载置区域的下部件与上部件对 置并在两者之间形成处理空间，同时，将多组上述下部件和上部件配置在通用的真空容 器内，通过排气用开口部对上述处理空间进行真空排气。由此，与准备可载置多张基板 的大型的旋转台并在该旋转台的上表面侧设置通用的处理空间的情况相比较，能够缩小 总计的处理空间的容积。而且，不会向不参与成膜的区域供给反应气体，能够减少成膜 处理所需的反应气体的供给量。其结果，能够减少成膜所需的成本。另外，若总计的处 理空间的容积小，所以还能够减少对该处理空间的反应气体的供给时间和排气时间，总 的成膜时间变短。即，对于提高成膜装置的生产能力也能有贡献。优选地，上述上部件的内周面从上部向下方形成为逐渐扩展的形状。另外，优选地，上述排气用开口部由在上述上部件的下缘和下部件之间沿周向 形成的间隙形成。另外，优选地，在上述上部件的中央部形成有用于供给第一反应气体、第二反 应气体以及吹扫气体的气体供给口。另外，优选地，多组上述上部件和上述下部件沿真空容器的周向配置。另外，优选地，还具有通用的旋转机构，其使沿上述真空容器的周向配置的多 组上述上部件和上述下部件沿该周向一体地旋转，通过在上述真空容器的侧壁面设置的 交接口而能够在该真空容器的外部的基板搬送机构和上述载置区域之间交接基板。另外，优选地，还具有升降机构，为了形成在上述真空容器的外部的基板搬送 机构和上述载置区域之间进行基板的交接的间隙，而使上述下部件相对于上述上部件相 对地升降。此外，上述升降机构也可以设置为针对多个上述下部件通用。附图说明图1是本专利技术的一实施方式的成膜装置的纵向剖视图。图2是表示本实施方式的成膜装置的内部的概略构成的立体图。图3是本实施方式的成膜装置的横向剖视图。图4是表本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种成膜装置，其通过在真空容器内，多次执行将第一反应气体和第二反应气体交替地供给并排气的循环，来使上述反应气体发生反应而在基板的表面上将薄膜成膜，其特征在于，具有： 多个下部件，它们设置在上述真空容器内，各自包含基板的载置区域； 多个上部件，它们分别与上述多个下部件对置地设置，在与上述载置区域之间形成处理空间； 第一反应气体供给部以及第二反应气体供给部，它们用于向上述处理空间内分别供给第一反应气体和第二反应气体； 吹扫气体供给部，其用于在供给上述第一反应气体的时刻和供给上述第二反应气体的时刻之间，向上述处理空间内供给吹扫气体； 排气用开口部，其沿上述处理空间的周向形成，用于连通该处理空间内和作为该处理空间的外部的上述真空容器内的环境气氛； 真空排气机构，其用于经上述排气用开口部以及上述真空容器内的环境气氛对上述处理空间进行真空排气。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：辻德彦，诸井政幸，泽地淳，河东进，
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
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