[发明专利]基板处理方法、记录介质和基板处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一般的半导体装置的制造，特别是涉及电介质膜或金属膜的气相堆积技术。

背景技术

现有技术中，在半导体装置制造技术的领域中，一般利用MOCVD法在被处理基板表面上形成高品质的金属膜或绝缘膜或半导体膜。

另一方面，最近，特别是关于超微细化半导体元件的门(gate)绝缘膜的形成，研究有原子层堆积(ALD)技术：通过一层层地层叠原子层而在被处理基板的表面上形成高电介质膜(所谓的high-K电介质膜)。

在ALD法中，将包含构成high-K电介质膜的金属元素的金属化合物分子，以气相原料气体(原料气体)的形式供给包含被处理基板的处理空间，在被处理基板表面上化学吸附大约1分子层的金属化合物分子。再在从上述处理空间对气相原料气体进行吹扫(purge)后，通过供给H₂O等氧化剂(氧化气体)，分解吸附在上述被处理基板表面上的金属化合物分子，形成大约1分子层的金属氧化物膜。

然后再在从上述处理空间对氧化剂进行吹扫后，反复进行上述工序，由此来形成所希望厚度的金属氧化膜，即high-K电介质膜。

ALD法像这样利用原料化合物分子在被处理基板表面上的化学吸附，具有特别优适于阶梯覆盖(step coverage)的特征。此外，在200～300℃或其以下的温度下，能够形成优质的膜。因此，ALD法被认为是不仅在超高速晶体管的门绝缘膜、而且在要求在复杂形状的底板上形成电介质膜的DRAM的存储器单元电容器的制造中也是有效的技术。

图1为示意性地表示作为可实施利用现有提案的ALD法的成膜的基板处理装置的一个例子的基板处理装置100的截面图。

参照图1可看出，基板处理装置100具有处理容器111，该处理容器111包括由铝合金制成的外侧容器111B和以覆盖该外侧容器111B的开口部分的方式设置的盖板111A。在由该外侧容器111B和上述盖板111A构成的空间中，设置有由石英制成的反应容器112，在该反应容器112内部形成处理空间A10。另外，上述反应容器112具有上部容器112A和下部容器112B组合的结构。

而且上述处理空间A10的下端部由支承被处理基板W10的支承台113构成。在该支承台113上以围住上述被处理基板W10的方式设置有由石英玻璃构成的导向环114，而且该支承台113从上述外侧容器111B向下方延伸，且设置使得可在省略图示的设置有基板搬送口的上述外侧容器111B的内部在上端位置和下端位置之间进行上下升降。上述支承台113在上端位置与上述反应容器112一起构成上述处理空间A10。另外，通过上述支承台113向下端位置移动，能够从设置于处理容器中的省略图示的闸阀，将上述被处理基板W10搬入处理容器内或从处理容器内搬出上述被处理基板W10。

此外，上述支承台113由轴承121中利用磁性密封122支承的回转轴120以可自由回转并上下自由移动的方式支承。上述回转轴120上下移动的空间由波纹管119等隔壁密闭。

在上述基板处理装置100中，上述处理空间A10的两端部，以夹着被处理基板相对的方式设置有用于对该处理空间A10内进行排气的排气口115A和排气口115B。在上述排气口115A和115B设置有分别与排气管156A和156B连通的高速回转阀117A和117B。另外，在上述处理空间A10的两端部以整流通向上述高速回转阀117A或117B的气体流路的方式设置有整形为鸟嘴状(bird beak)的处理气体喷嘴116A和116B，使其分别与上述高速回转阀117B和117A相对，并且夹着上述被处理基板而相对。

上述处理气体喷嘴116A通过切换阀152A与气体管路154A、吹扫管路155A和气体排气管路153A连接；同样地，上述处理气体喷嘴116B通过切换阀152B与气体管路154B、吹扫管路155B和气体排气管路153B连接。

例如，从上述气体管路154A供给的第一处理气体或从上述吹扫管路155A供给的吹扫气体，从上述处理气体喷嘴116A，通过上述切换阀152A，导入上述处理空间A10。另外，也可以使得从上述气体管路154A供给的第一处理气体或从上述吹扫管路155A供给的吹扫气体，通过上述切换阀152A从上述气体排气管路153A进行排气。