[發明專利]成膜裝置及成膜方法

無效

• 申請號: 200910173915.1
• 申請日: 2009-09-17
• 公開（公告）號: CN101676432A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 加藤壽;竹內靖
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/455
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及一種通過將相互反應的至少兩種原料氣體按順序供給到基板的表面上，并執行數次該供給循環來層疊多層反應生成物而形成薄膜的成膜裝置及成膜方法。

背景技術

伴隨著半導體器件的電路圖案進一步微細化，對于構成半導體器件的各種膜也要求進一步薄膜化和均勻化。滿足該要求的成膜方法公知有能夠高精度地控制膜厚，能夠實現優異的均勻性的、所謂分子層成膜法(也稱為原子層成膜法)。

在該成膜方法中，將第1原料氣體供給到收容有基板的反應容器內而使第1原料氣體的分子吸附在基板表面上，在將第1原料氣體從反應容器中吹掃出去后，將第2原料氣體供給到反應容器內而使第2原料氣體的分子吸附在基板表面上，從而兩種原料氣體分子在基板表面上發生反應，形成反應生成物的一層分子層。此后，將第2原料氣體從反應容器吹掃出去，通過反復進行此前的工序，即可堆積出具有規定膜厚的膜。由于通過交替供給第1原料氣體和第2原料氣體來使吸附在基板表面上的分子反應，從而使每一層分子層都形成膜，因而，能夠實現以分子層這樣的級別來控制膜厚和實現膜厚均勻性。

這樣的成膜方法公知有利用例如專利文獻1所記載的成膜裝置實施的例子(專利文獻1)。

專利文獻1所公開的原子層成膜裝置包括：堆積室，其被分隔為相互連接的2個以上堆積區域；晶圓支承件，其為配置在該堆積室內的晶圓支承件，能夠在相互連接的2個以上堆積區域之間移動。2個以上堆積區域由孔(aperture)相互連接。該孔具有足夠允許晶圓支承件穿過的尺寸，從而能夠最小程度地限制堆積氣體在2個以上堆積區域內混雜。此外，在專利文獻1中記載有為了最小程度地限制堆積氣體在2個以上的堆積區域之間的孔附近混雜，可以以層流狀供給惰性氣體。

專利文獻1：美國專利第7085616號說明書

但是，對于本技術領域的技術人員而言，一般都知道很難控制堆積室內的氣體的流動，如果以該見解為基礎研究專利文獻1，則無法認為能夠通過孔來充分地降低堆積氣體的混雜。此外，在將惰性氣體供給到孔附近時，實際上很難確認惰性氣體是否形成了層流，無法確知是否可以使惰性氣體成為層流而能夠將堆積氣體的混合控制在最小限度內。此外，專利文獻1不過是公開了單片式的成膜裝置，對于與通常的堆積方法相比，如何改善工藝中需要較長時間的原子層堆積的生產率，并沒有任何記載。

發明內容

本發明鑒于上述情況，提供一種能充分降低原料氣體的混合而實現合適的分子層堆積，并能提高分子層堆積生產率的成膜裝置及成膜方法。

為了實現上述目的，本發明的第1技術方案提供一種成膜裝置，該成膜裝置包括：多個第1板狀構件，其設置在能密氣的圓筒狀的容器內，具有開口部，且在沿容器的中心軸線的第1方向上等間隔排列；多個第2板狀構件，在第1方向上等間隔排列，能在多個第1板狀構件具有的開口部的內側往復運動，由多個第1板狀構件中的第一對第1板狀構件劃分出供第1氣體沿朝向容器內周面的第2方向流動的第1流路，由多個第1板狀構件中的第二對第1板狀構件劃分出供第2氣體沿第2方向流動的第2流路，基板保持在多個第2板狀構件中的一對第2板狀構件之間。

本發明的第2技術方案提供一種成膜方法，該成膜方法在成膜裝置中實施，該成膜裝置包括：多個第1板狀構件，其設置在能密氣的圓筒狀的容器內，具有開口部，且在沿容器的中心軸線的第1方向上等間隔排列；多個第2板狀構件，在第1方向上等間隔排列，能在多個第1板狀構件具有的開口部的內側往復運動。該成膜方法包括：將基板收容在多個第2板狀構件中的一對第2板狀構件之間的步驟；使第1氣體在上述多個第1板狀構件中的第一對第1板狀構件之間沿朝向容器內周面的第2方向流動的步驟；使第2氣體在多個第1板狀構件中的第二對第1板狀構件之間沿第2方向流動的步驟；通過使多個第2板狀構件進行往復運動，使基板交替暴露于第1氣體和第2氣體中的步驟。

本發明的第3技術方案提供一種計算機可讀存儲介質，其用于存儲實施第2技術方案的成膜方法的程序。

附圖說明

圖1是表示本發明一實施方式的成膜裝置的概略圖。

圖2是放大表示圖1的成膜裝置的反應容器的圖。

圖3是放大表示圖1的成膜裝置的反應容器的另一圖。

圖4是表示圖1的成膜裝置的內舟皿和外舟皿的位置關系及氣體供給部和排氣件的位置關系的示意圖。

圖5是表示在圖1的成膜裝置中實施的成膜方法的例子的時間圖。