[發(fā)明專利]基板處理裝置和成膜裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210337266.6
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN102994981A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 榎本忠;立花光博;古屋治彥;大下健太郎
• 申請（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;H01L21/67
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基板處理裝置和成膜裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體裝置的多層布線結(jié)構(gòu)中，在用于將上述布線層彼此連接的接觸孔形成在下層側(cè)的布線層與上層側(cè)的布線層之間的層間絕緣膜上的接觸結(jié)構(gòu)中，作為埋入到該接觸孔內(nèi)的金屬材料，有時使用鋁、鎢、銅。在該接觸孔的內(nèi)壁面上，作為用于防止上述鋁、鎢、銅向?qū)娱g絕緣膜內(nèi)擴(kuò)散的阻擋膜，例如，形成有TiN（titanium?nitride、氮化鈦）膜。

在將這樣的阻擋膜形成在接觸孔的內(nèi)壁面上時，例如，研究了ALD（Atomic?Layer?Deposition：原子層沉積）法、MLD（Molecular?Layer?Deposition：分子層沉積）法。在上述成膜手法中，在形成TiN膜的情況下，例如將TiCl₄（四氯化鈦）氣體供給到半導(dǎo)體晶圓（以下，記載為晶圓）上，并使Ti分子吸附在晶圓上，接著，例如將NH₃（氨）氣體供給到晶圓上，將上述Ti分子氮化而形成TiN的分子層。通過交替供給上述反應(yīng)氣體，依次層疊上述TiN的分子層。

作為進(jìn)行這樣的處理的裝置，研究了使用如下裝置，該裝置具有設(shè)在處理容器內(nèi)的用于載置晶圓的旋轉(zhuǎn)臺、向旋轉(zhuǎn)臺上供給上述各反應(yīng)氣體的處理區(qū)域和在旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)方向上設(shè)在處理區(qū)域之間且被供給分離氣體的分離區(qū)域。在該裝置中，利用旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)使晶圓依次通過被供給上述各氣體的處理區(qū)域。晶圓在旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)過程中被加熱，處理區(qū)域中的各氣體從晶圓接收熱能而被活化，如上所述進(jìn)行分子的吸附、氮化。

但是，在該裝置中，有時各反應(yīng)氣體因在處理容器內(nèi)擴(kuò)散而無法接收充分的熱能，或各反應(yīng)氣體的濃度被分離氣體稀釋。由此，由于無法充分地進(jìn)行上述氮化、或者Ti分子不吸附，從而有可能無法獲得所期望的膜質(zhì)。

在日本特開2011－100956中，記載有具有覆蓋氣體噴嘴的上側(cè)以及側(cè)面并且從氣體噴嘴的下端向旋轉(zhuǎn)臺的上游側(cè)以及下游側(cè)突出的整流構(gòu)件的成膜裝置。但是，未記載有向旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)看來從氣體噴嘴到上述整流構(gòu)件的覆蓋氣體噴嘴的側(cè)面的壁面的距離。若該距離較小，則因反應(yīng)氣體在氣體噴嘴的下方的壓力的上升而導(dǎo)致反應(yīng)氣體向旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)流動，與分離氣體一起向整流構(gòu)件的上方上升，并向旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)流動。因而，需要能夠提高處理區(qū)域中的反應(yīng)氣體的濃度而可靠地對基板進(jìn)行處理的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個技術(shù)方案提供一種基板處理裝置，其中，該基板處理裝置具有：處理容器；多個處理區(qū)域，其設(shè)在上述處理容器內(nèi)，用于分別被供給反應(yīng)氣體而對基板進(jìn)行氣體處理；旋轉(zhuǎn)臺，其設(shè)在上述處理容器內(nèi)，以使載置在該旋轉(zhuǎn)臺的上表面?zhèn)鹊妮d置區(qū)域上的基板依次通過上述多個處理區(qū)域的方式旋轉(zhuǎn)；反應(yīng)氣體供給用的氣體噴嘴，其設(shè)在上述多個處理區(qū)域中的至少一個處理區(qū)域中，以與上述載置區(qū)域的移動方向相交叉的方式延伸，并且沿其長度方向形成有噴出口；分離區(qū)域，其被供給用于使上述多個處理區(qū)域的氣氛氣體分離的分離氣體，且在上述旋轉(zhuǎn)方向上位于上述多個處理區(qū)域之間；排氣口，其用于對上述處理容器內(nèi)進(jìn)行排氣；罩構(gòu)件，其用于使反應(yīng)氣體滯留在氣體噴嘴的周圍，其包括側(cè)壁部和上壁部，該側(cè)壁部相對于上述氣體噴嘴分別設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)以及旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)，該上壁部設(shè)在氣體噴嘴的上側(cè)，使從上述旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)流動的分離氣體在該上壁部的上方區(qū)域向下游側(cè)流通。在上述罩構(gòu)件上從上述旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的側(cè)壁部的下部起設(shè)有引導(dǎo)面，該引導(dǎo)面用于將從旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)流動的分離氣體向上述罩構(gòu)件的上方引導(dǎo)，氣體噴嘴與旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的側(cè)壁部之間的間隔是8mm以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的成膜裝置的縱剖視圖。

圖2是表示上述成膜裝置的內(nèi)部的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。

圖3是上述成膜裝置的俯視圖。

圖4是滯留空間形成構(gòu)件的表面?zhèn)攘Ⅲw圖。

圖5是滯留空間形成構(gòu)件的背面?zhèn)攘Ⅲw圖。

圖6是滯留空間形成構(gòu)件的A－A向視縱剖側(cè)視圖。

圖7是表示上述成膜裝置的氣體的流動的說明圖。

圖8是表示上述滯留空間形成構(gòu)件的周圍的氣體的流動的說明圖。

圖9是具有其他滯留空間形成構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)臺的俯視圖。

圖10是上述滯留空間形成構(gòu)件的B－B向視縱剖側(cè)視圖。

圖11是又一其他的滯留空間形成構(gòu)件的立體圖。

圖12是上述滯留空間形成構(gòu)件的縱剖立體圖。

圖13是上述滯留空間形成構(gòu)件的縱剖側(cè)視圖。

圖14是上述滯留空間形成構(gòu)件的縱剖側(cè)視圖。