[发明专利]成膜装置和成膜方法

说明书

本发明提供一种成膜装置和成膜方法，该成膜装置用于在形成于真空容器内的真空气氛中在载置在台上的基板的表面上层叠氧化物的分子层而形成薄膜，其中，该成膜装置包括：旋转机构；原料气体供给部；处理空间形成构件，其形成处理空间；气氛气体供给部；能量供给部，其用于通过向所述臭氧气氛供给能量来使所述臭氧强制地分解而产生氧的活性种，利用该活性种来使吸附在所述基板的表面上的原料氧化而获得所述氧化物；缓冲区域，其缓和所述臭氧的分解所导致的所述处理空间内的压力上升；以及划分机构，其用于在向所述处理空间供给所述气氛气体时将所述缓冲区域与该处理空间划分开，并在产生所述臭氧的分解时使所述缓冲区域与所述处理空间相连通。

技术领域

本发明涉及用于在真空气氛中在基板上形成氧化膜的成膜装置和成膜方法。

背景技术

在半导体装置的制造工序中，有时进行使作为基板的半导体晶圆(以下称作“晶圆”)的表面氧化的工艺。以往，用于进行这样的氧化的技术是公知的。

发明内容

发明要解决的问题

另外，作为进行所述氧化的工艺，公知有例如ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)，有时使用该ALD来进行在晶圆的表面上形成硅氧化物(SiO₂)等的薄膜的处理。在用于进行这样的ALD的成膜装置中，在其内部设为真空气氛的处理容器(真空容器)内设有晶圆的载置部。并且，交替地多次重复向被载置的晶圆供给含有硅的原料的原料气体和使吸附在晶圆上的原料氧化。

通过如下方式进行所述原料的氧化：向晶圆供给氧、臭氧等氧化气体或向晶圆供给氢和氧而产生氧自由基，从而在真空容器内形成氧的等离子体。但是，在供给所述氧化气体的情况下，需要将晶圆加热到较高的温度，以便使该氧化气体与所述原料发生化学反应。另外，在要产生氧自由基的情况下，为了产生该自由基，同样地需要将晶圆加热到较高的温度。在使用所述氧等离子体的情况下，即使在室温条件下，也能够使堆积在晶圆上的原料气体的成分氧化，但包括离子、电子的等离子体活性种的直行性会使晶圆的图案的平面部的膜质与晶圆的图案的侧面部的膜质不同，使侧面部的膜质劣于平面部的膜质。根据这样的理由，难以应对微细图案。

为此，以往，在成膜装置中设置了加热器等加热机构。但是，如此设置加热机构会使装置的制造成本、运转成本升高，且在将晶圆输入到真空容器中之后，在对该晶圆进行加热而使其达到规定温度之前无法进行所述原料的氧化，从而难以谋求处理时间的短缩化。另外，以往，公知能够在室温条件下进行所述氧化。但是，在该方法中，由于在进行氧化时的链式分解反应，会使处理容器内产生急剧的压力上升。具体而言，处理容器内的压力增加至反应前的压力的20倍～30倍。因而，难以实际应用于成膜装置。另外，以往，公知通过向减压气氛供给氧气、氮气以及氢气并进行混合而产生反应种(原子状态的氧)。但是，为了生成该原子状态的氧，要利用加热器使供给有各气体的气氛的温度为400℃～1200℃，因此会使装置的制造成本、运转成本升高。

本发明提供如下一种技术：在重复进行包括使原料吸附在基板上和使该原料氧化的循环而在所述基板上形成氧化膜的过程中，在不使用对基板进行加热的加热机构的情况下就能充分地进行所述氧化而获得良好性质的氧化膜，并能够防止处理容器内的压力过度上升。

用于解决问题的方案