[發(fā)明專利]成膜裝置和成膜方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110303041.4
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN102433547A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 加藤壽;竹內(nèi)靖
• 申請（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C23C16/455
• 分類號(hào): C23C16/455
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會(huì)華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過在容器內(nèi)執(zhí)行多次將彼此反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體按順序供給到基板上的供給循環(huán)，層疊反應(yīng)生成物的多個(gè)層而形成薄膜的成膜裝置和成膜方法。

背景技術(shù)

作為半導(dǎo)體集成電路(IC)的制造工藝的一種，例如有被稱作ALD(Atomic?Layer?Deposition，原子層沉積)、MLD(Molecular?Layer?Depositio?n，分子層沉積)的成膜方法。該成膜方法多采用所謂的旋轉(zhuǎn)臺(tái)式ALD裝置進(jìn)行。本申請的申請人提出了該種ALD裝置的一例(參照專利文獻(xiàn)1)。

在專利文獻(xiàn)1的ALD裝置中，旋轉(zhuǎn)臺(tái)能旋轉(zhuǎn)地配置在真空容器內(nèi)。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上例如載置有5片基板。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上方，沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向分開地設(shè)有第一反應(yīng)氣體供給部和第二反應(yīng)氣體供給部。第一反應(yīng)氣體供給部向旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的基板供給第一反應(yīng)氣體，第二反應(yīng)氣體供給部向旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的基板供給第二反應(yīng)氣體。另外，在真空容器內(nèi)設(shè)有分離區(qū)域，該分離區(qū)域用于分離自第一反應(yīng)氣體供給部供給第一反應(yīng)氣體的第一處理區(qū)域和自第二反應(yīng)氣體供給部供給第二反應(yīng)氣體的第二處理區(qū)域。在分離區(qū)域中設(shè)有：分離氣體供給部，其用于供給分離氣體；頂面，其用于與旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間形成狹小的空間，以利用來自分離氣體供給部的分離氣體將分離區(qū)域內(nèi)的壓力維持成比第一處理區(qū)域、第二處理區(qū)域內(nèi)的壓力高。

采用該結(jié)構(gòu)，能夠利用被維持成高壓力的分離區(qū)域分離第一處理區(qū)域和第二處理區(qū)域。因此，能夠充分地分離第一反應(yīng)氣體和第二反應(yīng)氣體。另外，采用該結(jié)構(gòu)，即使在使旋轉(zhuǎn)臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)的情況下，也能使反應(yīng)氣體彼此分離，提高制造時(shí)的生產(chǎn)率。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2010-56470號(hào)公報(bào)

這里，為了進(jìn)一步提高上述ALD的生產(chǎn)率，進(jìn)一步提高旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度是有用的。但是，當(dāng)提高旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，反應(yīng)氣體彼此容易因旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)而混合。也就是說，旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度與制造時(shí)的生產(chǎn)率之間存在折衷選擇(trade-off)的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于上述情況，提供能夠更加可靠地使反應(yīng)氣體彼此分離的原子層(分子層)成膜裝置和成膜方法。

本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供一種成膜裝置，其在容器內(nèi)向基板按順序供給彼此反應(yīng)的至少兩種反應(yīng)氣體，層疊該兩種反應(yīng)氣體的反應(yīng)生成物的層而形成薄膜，該成膜裝置包括：旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其能旋轉(zhuǎn)地設(shè)在上述容器內(nèi)，用于載置基板；第一反應(yīng)氣體供給部，其配置在上述容器內(nèi)的第一區(qū)域內(nèi)，沿與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向交叉的方向延伸，用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)供給第一反應(yīng)氣體；第二反應(yīng)氣體供給部，其配置在沿上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的上述旋轉(zhuǎn)方向與上述第一區(qū)域分開的第二區(qū)域內(nèi)，沿與上述旋轉(zhuǎn)方向交叉的方向延伸，用于向上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)供給第二反應(yīng)氣體；第一排氣口，其與上述第一區(qū)域相連通地設(shè)置；第二排氣口，其與上述第二區(qū)域相連通地設(shè)置；分離氣體供給部，其配置在上述第一區(qū)域與上述第二區(qū)域之間，供給用于將上述第一反應(yīng)氣體和上述第二反應(yīng)氣體分離的分離氣體；凸?fàn)畈浚渚哂许斆妫谏鲜龇蛛x氣體供給部的兩側(cè)在該頂面與上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)之間形成供上述分離氣體流動(dòng)的空間，該凸?fàn)畈坑糜谛纬杀壬鲜龅谝粎^(qū)域和上述第二區(qū)域中的壓力高地維持上述空間內(nèi)的壓力而能分離上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的包括該頂面在內(nèi)的分離區(qū)域；塊構(gòu)件，在上述分離區(qū)域中，該塊構(gòu)件設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)與上述容器的內(nèi)側(cè)面之間，該塊構(gòu)件配置為在上述分離區(qū)域的上述旋轉(zhuǎn)方向的上游側(cè)在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)與上述容器的內(nèi)側(cè)面之間形成有空間。

本發(fā)明的第二技術(shù)方案提供一種成膜方法，該成膜方法是在第一技術(shù)方案的成膜裝置中對載置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的基板進(jìn)行成膜處理的成膜方法，包括如下步驟：自上述分離氣體供給部供給分離氣體；自上述第一反應(yīng)氣體供給部供給上述第一反應(yīng)氣體，自上述第二反應(yīng)氣體供給部供給上述第二反應(yīng)氣體；使上述分離氣體經(jīng)過這樣的空間而流動(dòng)，該空間在上述分離區(qū)域的上述旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)形成在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)與上述容器的內(nèi)側(cè)面之間。

采用本發(fā)明的實(shí)施方式，能夠提供可以更加可靠地使反應(yīng)氣體彼此分離的原子層(分子層)成膜裝置和成膜方法。

附圖說明

圖1是示意地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的俯視圖。

圖2是示意地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的剖視圖。

圖3是沿圖1的輔助線AL的局部剖視圖。

圖4是示意地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的另一剖視圖。

圖5A是對利用本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置發(fā)揮的效果進(jìn)行說明的說明圖。

圖5B是對利用本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置發(fā)揮的效果進(jìn)行說明的說明圖。

圖6是表示為了確認(rèn)上述效果而進(jìn)行的模擬試驗(yàn)的結(jié)果的圖。