[发明专利]成膜装置及基板处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种成膜装置及基板处理装置，特别是，涉及一种交互供给至少两种原料气体来形成薄膜的成膜装置及基板处理装置。 

背景技术

在半导体制造工艺的薄膜沉积技术中，公知有所谓原子层沉积(ALD，Atomic Layer Deposition)或分子层沉积(MLD，Molecular Layer Deposition)。在这样的薄膜沉积技术中，在真空条件下，使第1反应气体吸附在半导体晶圆(以下简称为晶圆)的表面上，接下来，在晶圆表面上吸附第2反应气体，通过在晶圆表面上的第1及第2反应气体的反应，形成一层以上的原子层或分子层。此外，反复进行这样的气体交互吸附，在晶圆上沉积膜。该技术在可通过气体交互供给的次数来高精度地控制膜厚这点上，以及沉积膜在晶圆上能具有优异的均匀性这点上具有优势。因此，该沉积方法有望成为可更为精细化地加工半导体设备的薄膜沉积技术。 

这样的成膜方法能够较好地适用于对例如栅绝缘体所使用的电介质膜进行成膜的情况。栅绝缘体以氧化硅膜(SiO₂膜)成膜的情况下，第1反应气体(原料气体)可使用例如双叔丁基氨基硅烷(以下，称为BTBAS)气体等，第2反应气体(氧化气体)可使用臭氧气体等。 

为了实施该成膜方法，可考虑使用具有真空容器并在真空容器上部中央设有簇射头的单片式成膜装置。在该成膜装置中，从上部中央供给反应气体，从处理容器底部排出未反应的反应 气体和反应副生成物。鉴于使用该真空容器时，需要较长时间来通过吹扫气体进行气体置换，且循环次数也会达到数百次，将花费较长的处理时间。因此，人们需要一种可实现高效率的成膜装置及成膜方法。 

基于这样的背景，提出过具有真空容器和旋转台的成膜装置，沿着旋转台的旋转方向保持多片基板。 

下面举出的专利文献1公开一种将处理腔室形成为扁平的圆筒状的沉积装置。该处理腔室被分割为两个半圆区域。各区域在各区域的上部具有环绕该区域设置的排气口。此外，处理腔室在两个区域之间具有沿着处理腔室的径向导入分离气体的气体注入口。根据该结构，不同的反应气体被供给到各自的区域，并由不同的排气口从上侧排气，此外，旋转台旋转来使由旋转台载置的晶圆交互穿过两个区域。此外供给分离气体的分离区域具有高度低于原料气体供给区域的顶部。 

专利文献2公开了一种处理腔室，具有：晶圆支承构件(旋转台)，其支承多片晶圆，且可水平旋转；第1及第2气体喷出喷嘴，其与晶圆支承构件相对，在晶圆支承构件旋转方向上等角度间隔配置；吹扫气体喷嘴，其配置在第1及第2气体喷出喷嘴之间。气体喷出喷嘴沿晶圆支承构件的径向延伸。晶圆的上表面比晶圆支承构件表面高出晶圆的厚度，气体喷出喷嘴和晶圆支承构件上的晶圆的间隔为约0.1mm以上。真空排气装置与位于晶圆支承构件外端和处理腔室内壁之间的部位相连。根据该结构的处理容器，吹扫气体喷嘴释放吹扫气体而形成气帘，防止第1反应气体和第2反应气体混合。 

专利文献3公开一例通过多个分隔壁分隔出多个处理区域的处理腔室。分隔壁的下侧以与分隔壁间隔很小间隙的方式设置有载置多片晶圆的圆形的旋转基座。 

专利文献4公开一例处理腔室，具有：四个扇形的气体供给板，其具有90度的顶角，按照相应侧边间为90度的角度间隔配置；排气口，其配置在两个相邻的气体供给板间，用于对处理容器内排气；基座，其支承多片晶圆，并与气体供给板相对。四个气体供给板分别释放砷化氢(AsH₃)气体、氢气(H₂)、三甲基镓(TMG)气体和H₂气体。 

专利文献5公开的一例处理腔室，具有：圆形的板，其被分隔壁分为四个区域，四个区域分别设置有基座；四个喷管，彼此连接成十字形；两个排气口，其与四个基座接近配置。该处理腔室中，四片晶圆分别搭载于四个基座上，四个喷管分别释放原料气体、吹扫气体、原料气体、另一种吹扫气体，同时使四个喷管在圆形的板的上方以十字形的中心为旋转中心旋转。边使喷管单元水平旋转，以使喷管依次位于四个载置区域，边从旋转台周围以真空方式排气。