成膜装置和成膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供成膜装置和成膜方法。一边使旋转台旋转，一边重复进行向晶圆供给处理气体而形成反应层的步骤和利用等离子体来对该反应层进行改性的步骤，从而形成薄膜。并且，在形成该薄膜之后，停止处理气体的供给，并使用加热灯将晶圆加热到比成膜温度高的温度而进行薄膜的改性。

【技术实现步骤摘要】
成膜装置和成膜方法本申请基于2012年7月20日向日本国专利厅提出申请的日本专利申请2012－161817号主张优先权，在此引用日本专利申请2012－161817号的全部内容。
本专利技术涉及在基板上形成薄膜的成膜装置和成膜方法。
技术介绍
作为在半导体晶圆等基板（以下称作“晶圆”）上形成例如氧化硅膜（SiO2）等薄膜的方法，公知有例如使用了日本特开2011－40574所记载的装置的ALD（AtomicLayerDeposition：原子层沉积）法。在该装置中，使五张晶圆在旋转台上沿着周向排列，并将多个气体喷嘴配置在该旋转台的上方侧。而且，按顺序对正在公转的各个晶圆供给互相反应的多种反应气体而层叠反应生成物。另外，在周向上与气体喷嘴分开的位置设置用于进行等离子体改性的构件，通过对层叠于晶圆之上的各个反应生成物进行等离子体改性处理来谋求薄膜的致密化。然而，根据应用这样的氧化硅膜的器件的种类的不同，即使进行等离子体改性，有时也不能形成致密的程度满足所要求的规格的薄膜。具体而言，在晶圆的表面上形成有例如具有几十到超过一百的较大的深径比的孔、槽（沟槽）等凹部的情况下，该凹部的深度方向上的改性的程度有可能产生偏差。即，当如此形成有深径比较大的凹部时，等离子体（详细而言是氩离子）不易进入凹部内。另外，由于在真空容器内进行等离子体改性处理并且进行成膜处理，因此，该真空容器内的处理压力比能够使等离子体良好地维持活性的真空气氛的压力高。因此，在等离子体与凹部的内壁面相接触时，该等离子体容易失活，因此，这也容易使凹部的深度方向上的改性程度产生偏差。在日本特开2010－245448中，记载了以下结构，即，在这样的成膜装置中，在旋转台的周向上与各喷嘴分开的位置设有用于进行退火处理的加热灯，但没有研究薄膜的具体的膜质。在日本特开平10－79377中，记载了进行成膜处理并且进行改性处理的装置，但没有记载上述问题。
技术实现思路
本专利技术是考虑到这样的情况而做成的，其目的在于提供成膜装置和成膜方法，在使用处理气体对利用旋转台进行公转的基板形成薄膜时，即使在基板的表面上形成有凹部的情况下，也能够在该凹部的整个深度方向上形成优质的薄膜。本专利技术的一技术方案的成膜装置提供一种用于在真空容器内对基板进行成膜处理的成膜装置，其中，该成膜装置包括：旋转台，其用于使载置基板的基板载置区域公转；处理气体供给部，为了随着上述旋转台的旋转而在基板上依次层叠分子层或原子层以形成薄膜，该处理气体供给部在处理区域向基板供给处理气体；加热部，其用于将基板加热到形成薄膜的成膜温度；等离子体处理部，其在上述旋转台的旋转方向上与上述处理气体供给部分开地设置，用于利用使等离子体产生用气体等离子体化而生成的等离子体来对基板上的分子层或原子层进行改性；加热灯，其以与上述旋转台上的基板的通过区域相对的方式设于该旋转台的上方侧，用于向该基板照射基板的吸收波长区域的光而将基板加热到比上述成膜温度高的温度，从而对薄膜进行改性；以及控制部，其用于输出控制信号，以便在重复进行通过上述旋转台的旋转来形成分子层或原子层的步骤和利用等离子体来对分子层或原子层进行改性的步骤之后，停止处理气体的供给，利用上述加热灯来加热基板。本专利技术的一技术方案提供一种用于在基板上形成薄膜的成膜方法，其中，该成膜方法包括以下工序：将在表面形成有凹部的基板载置于被设置在真空容器内的旋转台上的基板载置区域，并使该基板载置区域公转；将上述旋转台上的基板加热到形成薄膜的成膜温度；接着，重复进行自处理气体供给部对上述旋转台上的基板供给处理气体而在该基板上形成分子层或原子层的步骤和向上述真空容器内供给等离子体产生用气体并利用等离子体处理部使该等离子体产生用气体等离子体化而利用等离子体来进行基板上的分子层或原子层的改性的步骤，从而形成薄膜；以及然后，将基板加热到比上述成膜温度高的温度而对上述薄膜进行改性。附图说明图1是表示本专利技术的成膜装置的一个例子的纵剖视图。图2是表示上述成膜装置的立体图。图3是表示上述成膜装置的横剖俯视图。图4是表示上述成膜装置的横剖俯视图。图5是表示上述成膜装置的等离子体处理部的分解立体图。图6是表示用于容纳上述成膜装置的等离子体处理部、加热灯的框体的立体图。图7是表示上述加热灯的纵剖视图。图8是对沿周向剖切上述成膜装置后的情况进行示意性表示的纵剖视图。图9是表示供给到上述成膜装置的真空容器内的各气体的分布的示意图。图10是表示上述成膜装置的作用的示意图。图11是表示上述成膜装置的作用的示意图。图12是表示上述成膜装置的作用的示意图。图13是表示上述成膜装置的作用的示意图。图14是表示上述成膜装置的作用的示意图。图15是表示上述作用的流程的流程图。图16是表示上述成膜装置的另一例子的顺序的概略图。图17是表示在本专利技术中进行的实验的结果的特性图。图18是表示在本专利技术中进行的实验的结果的特性图。具体实施方式参照图1～图9说明本专利技术的实施方式的成膜装置的一个例子。如图1～图4所示，该装置包括俯视形状为大致圆形的真空容器1和由石英构成的旋转台2，该旋转台2设置在该真空容器1内并在俯视时在该真空容器1的中心具有旋转中心，该成膜装置对由硅（Si）构成的晶圆W进行薄膜的成膜处理。并且，如后面详细叙述地那样，该成膜装置构成为，即使在晶圆W的表面形成有具有例如几十到超过一百的深径比的凹部，也能够在该凹部的整个深度方向上形成致密且均质的薄膜。接着，以下说明该成膜装置的各部分。真空容器1包括顶板11和容器主体12，构成为顶板11能够相对于容器主体12装卸。在顶板11的上表面侧的中央部连接有分离气体供给管51，该分离气体供给管51用于供给氮（N2）气体来作为分离气体，以便抑制相互不同的处理气体彼此在真空容器1内的中心部区域C混合。在图1中，附图标记13是呈环状设置于容器主体12的上表面的周缘部的密封构件、例如O形密封圈。另外，在图2中，附图标记10a是用于对经由后述的输送口15输入到真空容器1内的输送臂10b上的晶圆W进行检测的照相机单元。另外，虽在各图中省略了图示，但顶板11上的沿周向与该照相机单元10a分开的位置处设有由例如放射温度计等构成的温度检测部，该温度检测部用于隔着被嵌入于该顶板11的透明窗等来对旋转台2上的晶圆W的温度进行检测。旋转台2在中心部固定于大致圆筒形状的芯部21，旋转台2借助与该芯部21的下表面相连接并且沿铅垂方向延伸的旋转轴22而绕铅垂轴线、在该例子中顺时针自由旋转。在图1中，附图标记23是用于使旋转轴22绕铅垂轴线旋转的驱动部（旋转机构），附图标记20是用于容纳旋转轴22和驱动部23的壳体。该壳体20的上表面侧的凸缘部分气密地安装于真空容器1的底面部14的下表面。另外，在该壳体20上连接有用于向旋转台2的下方区域供给氮气作为吹扫气体的吹扫气体供给管72。真空容器1的底面部14中的处于芯部21的外周侧的部分以从下方侧接近旋转台2的方式形成为环状而构成了突出部12a。如图1所示，在真空容器1的底面部14的上方侧设置有作为加热部的加热器单元7，该加热器单元7构成为隔着旋转台2将旋转台2上的晶圆W加热到成膜温度、例如300℃～650℃。在图1中，附图标记71a是设置于加热器单元7的侧方侧的罩构件、附图标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜装置，其用于在真空容器内对基板进行成膜处理，其中，该成膜装置包括：旋转台，其用于使载置基板的基板载置区域公转；处理气体供给部，为了随着上述旋转台的旋转而在基板上依次层叠分子层或原子层以形成薄膜，该处理气体供给部在处理区域向基板供给处理气体；加热部，其用于将基板加热到形成薄膜的成膜温度；等离子体处理部，其在上述旋转台的旋转方向上与上述处理气体供给部分开地设置，用于利用使等离子体产生用气体等离子体化而生成的等离子体来对基板上的分子层或原子层进行改性；加热灯，其以与上述旋转台上的基板的通过区域相对的方式设于该旋转台的上方侧，用于向该基板照射基板的吸收波长区域的光而将基板加热到比上述成膜温度高的温度，从而对薄膜进行改性；以及控制部，其用于输出控制信号，以便在重复进行通过上述旋转台的旋转来形成分子层或原子层的步骤和利用等离子体来对分子层或原子层进行改性的步骤之后，停止处理气体的供给，利用上述加热灯来加热基板。

【技术特征摘要】
2012.07.20 JP 2012-1618171.一种成膜装置，其用于在真空容器内对基板进行成膜处理，其中，该成膜装置包括：旋转台，其用于使载置基板的基板载置区域公转；第1处理气体供给部，为了随着上述旋转台的旋转而在基板上依次层叠分子层或原子层以形成吸附层，该第1处理气体供给部在处理区域向基板供给处理气体；第2处理气体供给部，其在上述旋转台的旋转方向上与上述第1处理气体供给部分开地设置，用于向上述基板载置区域供给与自上述第1处理气体供给部供给的处理气体发生反应的气体，以与上述吸附层反应而形成反应层；加热部，其用于将基板加热到形成薄膜的成膜温度；等离子体处理部，其在上述旋转台的旋转方向上与上述第1处理气体供给部和上述第2处理气体供给部分开地设置，用于利用使等离子体产生用气体等离子体化而生成的等离子体来对上述反应层进行改性；加热灯，其以与上述旋转台上的基板的通过区域相对的方式设于该旋转台的上方侧，用于向该基板照射基板的吸收波长区域的光而将基板加热到比上述成膜温度高的温度；以及控制部，其用于输出控制信号，以重复进行通过上述旋转台的旋转来形成上述吸附层的步骤、形成上述反应层的步骤和利用等离子体来对上述反应层进行改性的步骤，从而形成薄膜，之后，停止处理气体的供给，利用上述加热灯来加热基板，从而对上述薄膜进行改性。2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，上述加热部设于上述旋转台的下方侧。3.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，基板的在利用上述加热灯来对薄膜进行改性时的温度为处理气体发生热分解的温度以上的温度。4.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，该成膜装置还包括：分离气体供给部，为了将被自上述第1处理气体供给部和上述第2处理气体供给部分别供给气体的处理区域彼此分离，该分离气体供给部用于向设于上述处理区域彼此之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤寿，三浦繁博，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：