[发明专利]成膜装置和成膜方法

摘要

本发明提供控制在作为基片的晶片面内的膜厚分布的技术。在将供给原料气体和作为反应气体的O2气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在晶片(W)形成规定膜厚的SiO2膜时，从形成有在晶片(W)的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立地排出气体的第一～第三划分区域(Z1～Z3)的气体排出部(4)排出气体。通过原料气体和O2气体的反应来形成SiO2膜，通过改变原料气体的供给量和O2气体的供给量，使SiO2膜的膜厚变化。因此，通过控制成原料气体的供给量和O2气体的供给量在第一～第三划分区域(Z1～Z3)之间彼此不同，能够调整晶片(W)的径向的膜厚，控制膜厚分布。

主权项

1.一种成膜装置，其在真空气氛中将供给原料气体和与原料气体反应的反应气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在基片形成规定膜厚的薄膜，所述成膜装置的特征在于，包括：

在内部配置有用于载置基片的载置部的、用于形成真空气氛的处理容器；

气体排出部，其具有以与所述载置部相对的方式形成有多个气体排出孔的喷淋板，并且形成有将所述多个气体排出孔的排列区域在基片的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立地排出气体的多个划分区域；

向所述气体排出部供给原料气体的原料气体供给部；

向所述气体排出部供给反应气体的反应气体供给部；和

控制部，其输出控制信号，以使得在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量和在所述循环中所分配的原料气体与反应气体的反应时间段中的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量中的至少一者，在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同。

2.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于：

所述原料气体和反应气体从相同的气体排出孔排出。

3.如权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于：

所述控制部输出控制信号，以使得所述多个划分区域之间的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的大小关系的组合模式，与所述多个划分区域之间的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的大小关系的组合模式相同。

4.如权利要求1～3中任一项所述的成膜装置，其特征在于：

所述控制部输出控制信号，以使得在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中，原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同，并且，

在所述循环中所分配的原料气体与反应气体的反应时间段中，反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量在多个区域中的至少2个区域之间彼此不同。

5.如权利要求1～3中任一项所述的成膜装置，其特征在于：

所述控制部输出控制信号，以使得在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段和原料气体与反应气体的反应时间段中的一者中，原料气体或反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量在所述多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同，并且，

在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段和原料气体与反应气体的反应时间段的另一者中，原料气体或反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量在所述多个划分区域之间相同。

6.如权利要求1～5中任一项所述的成膜装置，其特征在于：

具有用于使所述反应气体等离子体化的等离子体生成机构，

所述控制部输出控制信号，以使得从所述气体排出部交替地排出原料气体和反应气体，在排出所述反应气体时利用所述等离子体发生机构使反应气体等离子体化。

7.如权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于：

具有用于使所述反应气体等离子体化的等离子体生成机构，

所述控制部输出控制信号，以使得在进行所述形成单分子层的循环的期间中从所述气体排出部排出反应气体，

在所述循环中所分配的原料气体的供给时间段中的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量在多个划分区域中的至少2个划分区域之间彼此不同。

8.如权利要求1～5中任一项所述的成膜装置，其特征在于：

具有为了使所述原料气体与反应气体反应而加热基片的加热机构，从所述气体排出部交替地排出原料气体和反应气体。

9.如权利要求1～7中任一项所述的成膜装置，其特征在于：

所述原料气体包含硅、钛、铝、铪中的任一种，所述反应气体是氧化气体或氮化气体。

10.如权利要求6或8所述的成膜装置，其特征在于：

所述原料气体供给部在原料气体的供给时间段供给载气和原料气体的混合气体，在原料气体的供给时间段以外继续进行载气的供给，

所述反应气体供给部在原料气体与反应气体的反应时间段供给载气和反应气体的混合气体，在所述反应时间段以外继续进行载气的供给。

11.如权利要求7所述的成膜装置，其特征在于：

所述原料气体供给部在原料气体的供给时间段供给载气和原料气体的混合气体，在原料气体的供给时间段以外继续进行载气的供给。

12.如权利要求6或8所述的成膜装置，其特征在于：

在基片形成目标膜厚的所述薄膜的步骤包括第一步骤和第二步骤，

所述控制部输出控制信号，以使得在第一步骤与第二步骤间执行下述处理中的至少一者：

对于原料气体的供给时间段中的所述多个划分区域之间的原料气体，改变每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的比率；对于原料气体与反应气体的反应时间段中的所述多个划分区域之间的反应气体，改变每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的比率。

13.如权利要求7所述的成膜装置，其特征在于：

在基片形成目标膜厚的所述薄膜的步骤包括第一步骤和第二步骤，

所述控制部输出控制信号，以使得在第一步骤与第二步骤间，对于原料气体的供给时间段中的所述多个划分区域之间的原料气体，改变每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的比率。

14.如权利要求6或8所述的成膜装置，其特征在于：

在基片形成目标膜厚的所述薄膜的步骤包括第一步骤和第二步骤，

所述控制部输出控制信号，以使得所述多个划分区域之间的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的大小关系的组合模式和所述多个划分区域之间的反应气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的大小关系的组合模式的至少一者，在所述第一步骤与第二步骤间不同。

15.如权利要求7所述的成膜装置，其特征在于：

在基片形成目标膜厚的所述薄膜的步骤包括第一步骤和第二步骤，

所述控制部输出控制信号，以使得所述多个划分区域之间的原料气体的每单位时间且喷淋板的每单位面积的供给量的大小关系的组合模式在所述第一步骤与第二步骤间不同。

16.一种成膜方法，其在真空气氛中将供给原料气体和与原料气体反应的反应气体来形成单分子层的循环反复进行多次，在基片形成规定膜厚的薄膜，所述成膜方法的特征在于：

使用气体排出部，该气体排出部具有以与基片的载置部相对的方式形成有多个气体排出孔的喷淋板，并且形成有将所述多个气体排出孔的排列区域在基片的径向上同心圆状地划分成多个而得的、能够彼此独立的排出气体的多个划分区域，

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