[发明专利]成膜装置、基板处理装置及旋转台

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过反复进行将相互反应的至少两种反应 气体依次供给到基板表面上的循环来形成层叠了反应生成物的 薄膜的成膜装置、基板处理装置及旋转台。

背景技术

作为半导体制造工艺中的成膜方法，公知有如下工艺：在 真空气氛下使第1反应气体吸附在作为基板的半导体晶圆(以 下称为“晶圆”)等的表面上之后，将供给的气体切换为第2反 应气体，通过两种气体的反应形成1层或多层原子层、分子层， 通过多次进行该循环层叠这些层，向基板上进行成膜。该工艺 例如被称为ALD(Atomic Layer Deposition)或MLD (Molecular Layer Deposition)等，根据循环数能高精度地 控制膜厚，并且，膜质的面内均匀性也良好，是能应对半导体 器件薄膜化的有效方法。

作为适合这样的成膜方法的例子，例如可以举出栅极氧化 膜所使用的高电介质膜的成膜。举一个例子，在形成氧化硅膜 (SiO₂膜)的情况下，作为第1反应气体(原料气体)，例如可 以使用双叔丁基氨基硅烷(以下称为“BTBAS”)气体等，作 为第2反应气体(氧化气体)可以使用臭氧气体等。

作为实施这样的成膜方法的装置，研究了使用在真空容器 的上部中央具有气体簇射头(shower head)的单片式成膜装 置，从基板的中央部上方侧供给反应气体、将未反应的反应气 体及反应副产物从处理容器的底部排出的方法。可是，在上述 成膜方法中，存在吹扫气体进行气体吹扫需要很长的时间，且 由于循环数也为例如数百次，因此存在处理时间长这样的问题， 人们迫切期待能以高生产率进行处理的装置、方法。

鉴于这样的背景，已经公知有如下述那样的在真空容器内 的旋转台上沿旋转方向配置多张基板来进行成膜的装置。

在专利文献1中，被设置成将扁平的圆筒状的真空容器左 右分开，使在左侧区域及右侧区域沿半圆的轮廓形成的排气口 朝上排气，并且，在左侧半圆轮廓和右侧半圆轮廓之间、即真 空容器的直径区域形成有分离气体的喷出口。在右侧半圆区域 及左侧半圆区域上形成有相互不同的原料气体的供给区域，通 过真空容器内的旋转台旋转而使工件通过右侧半圆区域、分离 区域D及左侧半圆区域，并且从排气口排出两原料气体。

在专利文献2中记载有这样的结构：在晶圆支承构件(旋 转台)上沿旋转方向等距离地配置4张晶圆，而与晶圆支承构 件相对地沿旋转方向等距离地配置第1反应气体喷嘴及第2反 应气体喷嘴，且在这些喷嘴之间配置吹扫气体喷嘴，使晶圆支 承构件水平旋转。各晶圆由晶圆支承构件支承，晶圆的表面位 于距晶圆支承构件的上表面的距离为晶圆厚度的上方。另外， 专利文献2中记载有各喷嘴设置成沿晶圆支承构件的径向延 伸，晶圆和喷嘴之间的距离是0.1mm以上。真空排气在晶圆支 承构件的外缘和处理容器的内壁之间进行。采用这样的装置， 吹扫气体喷嘴的下方起到所说的气帘的作用，从而能防止第1 反应气体和第2反应气体混合。

在专利文献3中记载有这样的结构：用分隔壁将真空容器 内沿周向分割为多个处理室，并且与分隔壁的下端相对地隔着 狭缝设置能旋转的圆形的载置台，在该载置台上配置多个晶圆。

在专利文献4记载有这样的方法：沿周向将圆形的气体供 给板分割为8个部分，各错开90度地配置AsH₃气体的供给口、 H₂气体的供给口、TMG气体的供给口及H₂气体的供给口，再 在这些气体供给口之间设置排气口，使与该气体供给板相对的、 支承晶圆的基座(susceptor)旋转。

另外，在专利文献5中记载有这样的结构：用4个垂直壁将 旋转台的上方区域分隔成十字，将晶圆载置在这样分隔成的4 个载置区域中，并且沿旋转方向交替配置源气体喷射器、反应 气体喷射器、吹扫气体喷射器而构成十字的喷射器单元，使喷 射器单元水平旋转，以使这些喷射器按顺序位于上述4个载置 区域，且从旋转台的周边进行真空排气。