[發明專利]成膜裝置和成膜方法

有效

• 申請號: 201010122656.2
• 申請日: 2010-03-03
• 公開（公告）號: CN101826447B
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 加藤壽;本間學
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/66;C23C16/455
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及能夠監視成膜過程中的膜厚的成膜裝置和成膜方法。?

背景技術

在制造半導體集成電路的過程中，為了在基板上形成各種薄膜而進行各種成膜工序。隨著為了高集成化而電路圖案的微細化、薄膜的薄層化進一步發展，要求進一步改善成膜工序中的基板面內的膜厚均勻性和膜厚控制性。為了滿足這樣的要求，原子層成膜法(也稱作分子層成膜法)引人注目(例如專利文獻1)。?

適于原子層成膜法的薄膜成膜裝置的其中之一是利用平置有2枚～6枚左右晶圓的基座的薄膜成膜裝置。在這樣的薄膜成膜裝置中，通常設有能夠旋轉的基座、以及在基座的上方沿基座的徑向延伸的一種原料化合物氣體用的氣體噴嘴、吹掃氣體用的氣體噴嘴、另一種原料氣體用的氣體噴嘴、及吹掃氣體用的氣體噴嘴。這些氣體供給部(氣體噴嘴)按該順序配置，自這些氣體供給部供給對應的氣體并使基座旋轉時，對載置于基座上的基板按一種原料化合物氣體的分子的吸附、一種原料化合物氣體的吹掃、另一種原料化合物氣體的分子的吸附以及另一種原料化合物氣體的吹掃這樣的順序進行。在基座這樣旋轉1周時，能夠一個一個分子層地將一種原料化合物氣體的分子和另一種原料化合物氣體的分子吸附在基板上，通過兩者的反應，在基板上形成一個分子層量的反應生成物。?

因而，在原理上，只要用欲形成的物質的目標膜厚除以該?物質的每一個分子層的厚度，就能夠求出需要的基座轉速，能夠用該轉速達到目標膜厚。?

專利文獻1：美國專利公報6,646,235號說明書(圖2，圖3)?

專利文獻2：日本特開2003-224108號公報?

但是，本發明的發明人研究的結果可知，由于以下各種理由存在僅利用轉速無法決定膜厚的情況。例如，存在欲成膜的物質的每一個分子層的厚度由于成膜溫度等成膜條件的不同而不同的情況。另外，該物質為多晶、非晶狀時，與單晶體不同，每一個分子層的厚度(原子間距離)也大多不明確。并且，在欲成膜的物質為化合物的情況下，由于組成的不同，每一個分子層的厚度有時也會變化。?

另外，根據使用的原料化合物氣體，存在由于其蒸汽壓、分子間力等導致吸附于基板上的分子為兩個分子層以上的情況。并且，由于真空容器內的氣體流動形態、基座的旋轉速度、原料氣體的供給量、基座的(微小的)溫度分布等的不同，也存在吸附在基板上的分子為兩個分子層以上的情況。?

由于這樣的情況，即使用目標膜厚除以每一個分子層的厚度而求出需要的轉速，也不一定能夠利用該轉速實現目標膜厚。因此，通常基于規定的成膜條件，進行所謂的條件設定運行(日文：條件だしラン)，求出基座的需要轉速。條件設定運行必須根據形成的膜的種類、制造器件的種類來進行，因此，產生制造成本增加、制造運行次數降低這樣的問題。?

另一方面，公知有這樣的方法：在半導體裝置制造所采用的蝕刻裝置中，在制造運行中也能夠檢測處理終點(例如專利文獻2)，但根據本發明人知曉的內容，甚至對膜厚控制性原本很優良的原子層成膜法也無法充分地進行該項研究。但是，將?來要求更進一步改善膜厚控制性及膜厚均勻性，因此，在原子層成膜法中也有望在成膜過程中測量膜厚。?

發明內容

本發明鑒于上述情況而提供一種能夠在形成膜的過程中實時監視膜厚的成膜裝置、成膜方法及計算機可讀存儲介質。?