TWI505358B - 成膜裝置 - Google Patents

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TWI505358B TW101129652A TW101129652A TWI505358B TW I505358 B TWI505358 B TW I505358B TW 101129652 A TW101129652 A TW 101129652A TW 101129652 A TW101129652 A TW 101129652A TW I505358 B TWI505358 B TW I505358B
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Hitoshi Kato
Shigehiro Ushikubo
Katsuyuki Hishiya
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Tokyo Electron Ltd
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Description

成膜裝置
本發明係關於一種成膜裝置。
在半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)等基板上，形成例如二氧化矽膜(SiO2 )等薄膜之方法的其中之一舉例有原子層沉積法(Atomic Layer Deposition；以下稱為ALD)。ALD係將例如會進行反應之複數種處理氣體(反應氣體)依序供給至基板表面以層積反應生成物。使用此ALD法來進行成膜處理之成膜裝置，已知有一種例如專利文獻1以及專利文獻2所記載之裝置，其係在設置於真空容器內之旋轉台上沿圓周方向排列有複數個基板，接著，藉由讓旋轉台進行旋轉，而從第1反應氣體噴嘴以及第2反應氣體噴嘴依序對前述基板供給各處理氣體。第1以及第2反應氣體噴嘴之下方區域係分別相當於第1處理區域以及第2處理區域，於該等第1以及第2處理區域之間係形成有流通有分離氣體以將該等處理區域分離用的分離區域。再者，第1處理區域以及第2處理區域係於旋轉台之周緣側設置有將真空容器內氣體排出的排氣口。
於前述第1處理區域以及第2處理區域處，第1反應氣體以及第2反應氣體會與分離氣體一同流向排氣口。因此，便可抑制第1反應氣體與第2反應氣體的混 合，而進行良好的ALD法成膜處理。
此處，專利文獻3係記載，在可自由旋轉之水平基板晶圓載置用基台上沿圓周方向上載置有複數片晶圓的裝置中，於氣體導入管周圍設置氣體排出管，透過氣體排出管將載送氣體與剩餘之反應氣體排出的結構。
專利文獻1：日本專利特開第2010-239102號公報。
專利文獻2：日本專利特開第2011-40574號公報。
專利文獻3：日本專利特開平1-249694號公報(圖7)。
本發明係根據前述事項所進行，其目的為，提供一種可實施優良面內均勻性之成膜處理的技術。
根據本發明之一態樣可提供一種成膜裝置，係於真空容器內將氣體供給至基板以於該基板上形成薄膜，其包含有：旋轉台，係設置於該真空容器內，其上面具備有沿圓周方向載置基板的複數個基板載置區域，且讓該基板載置區域進行旋轉；氣體噴嘴，係從該基板載置區域之內緣延伸至外緣般設置，而沿其長度方向形成有分別噴出氣體之複數個氣體噴出口；排氣口，係相對該氣體噴嘴於該旋轉台之旋轉方向側，而設置於較該旋轉台的外緣要外側，來將該氣體排出；以及限制部件，係設置為於該氣體噴嘴與該排氣口之間處，當基板載置於該 基板載置區域時，在與該基板之間，從該基板載置區域之內緣延伸至外緣般，形成有讓氣體能通過之間隙，其並具有壁部，該壁部係從該基板載置區域之內緣至外緣間沿著至少一部分之區域處，分隔該氣體噴嘴與該排氣口之間。
 (第1實施形態)
於本實施形態中，以限制部件為排氣導管(duct)的情況為例進行說明。
於本實施形態中成膜裝置之一範例將參考參考圖1至圖7進行說明。
圖1係成膜裝置10的縱剖側面圖，圖2係成膜裝置10的立體圖，圖3係成膜裝置10的橫剖平面圖，圖4A以及圖4B係成膜裝置10的縱剖側面圖，圖5係成膜裝置10的縱剖側面圖。另外，圖1係對應沿圖3之I-I’線的剖面圖，圖5係對應沿圖3之H-H’線的剖面圖。圖6係顯示成膜裝置10之設置有排氣導管7之部位處的部分縱剖側面圖。圖7係顯示成膜裝置10之排氣導管7的結構之立體圖。
如圖1所示，本實施形態中的成膜裝置10係包含：平面形狀為略呈圓形的扁平狀真空容器1；旋轉台2；加熱器單元5；殼體20；芯部21；旋轉軸22；驅動部23；分離氣體供給管30a；吹淨氣體供給管30b；蓋部 件51；加熱器蓋部件52；吹淨氣體供給管53；第1排氣口61以及第2排氣口62(參考圖3)；分別設置於第1排氣口61以及第2排氣口62之排氣管63、壓力調整部64、真空泵65；以及控制部100。再者，如圖2以及圖3所示，成膜裝置10係包含：分離氣體噴嘴41、第1處理氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42以及第2處理氣體噴嘴32。
真空容器1係包含：容器本體12、可從容器本體12自由分離/安裝所構成之頂板11、環狀般設置於容器本體12上面的周緣部之密封部件13。密封部件13係例如O型環。
分離氣體供給管30a係連接於頂板11上面側處的中央部。分離氣體供給管30a係供給用以抑制相異處理氣體彼此在真空容器1內的中心部區域C處混合之分離氣體。
旋轉台2係設置於真空容器1內，於真空容器1中心具有旋轉中心，並可沿水平面進行旋轉。旋轉台2係以中心部被固定在略呈圓筒狀的芯部21。芯部21係藉由延伸於鉛直方向的旋轉軸22，而繞鉛直軸向旋轉，此例中係構成為可順時針方向地自由旋轉。驅動部23係讓旋轉軸22繞鉛直軸進行旋轉。殼體20係收納有旋轉軸22以及驅動部23。殼體20之上面側的凸緣部分係氣密地安裝在真空容器1之底面部14的下面。吹淨氣體供給管30b係連接於殼體20。吹淨氣體供給管30b 係將作為吹淨氣體的N2 氣體供給至旋轉台2下方區域。
真空容器1之容器本體12係於芯部21外周之底面14處具有自下方側接近旋轉台2般形成為環狀的突出部12a。
如圖2以及圖3所示，旋轉台2表面係沿旋轉方向(圓周方向)R設置有作為基板載置區域之用於載置複數片(例如5片)基板(晶圓W)的圓形凹部24。凹部24的直徑尺寸以及深度尺寸係分別設定為當例如晶圓W落入(收納於)該凹部24時，晶圓W表面會和旋轉台2表面(未載置有晶圓W的區域)同高度。凹部24底面係形成有供自下方側頂起晶圓W來使其昇降的昇降銷貫穿之貫通孔(圖中未顯示)。
如圖2以及圖3所示，第1處理氣體噴嘴31、第2處理氣體噴嘴32、分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42係在分別面向旋轉台2的凹部24之部位處，於真空容器1之圓周方向(旋轉台2之旋轉方向R)呈放射狀相互間隔配置。第1處理氣體噴嘴31、第2處理氣體噴嘴32、分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42可由例如石英所構成。第1處理氣體噴嘴31、第2處理氣體噴嘴32、分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42係分別安裝為例如自真空容器1之外周壁朝向中心部區域C，而對向於凹部24水平延伸。在此例中，從後述之搬送口15觀之，依順時針旋轉方向(旋轉台2之旋轉方向R)依序設置有分離氣體噴嘴41、第1處理氣體 噴嘴31、分離氣體噴嘴42以及第2處理氣體噴嘴32。
第1處理氣體噴嘴31、第2處理氣體噴嘴32、分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42係分別透過流量調整閥而連接於以下的各供給源(圖中未顯示)。即，第1處理氣體噴嘴31係連接於例如包含有BTBAS(bis(tertiary-butylamino)silane)、SiH2 (NH-C(CH3 )3 )2 )等的含Si(矽)氣體(含矽氣體)等之第1處理氣體供給源。第2處理氣體噴嘴32係連接於例如O3 (臭氧)氣體等之第2處理氣體供給源。分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42係分別連接於例如N2 (氮)氣體等的分離氣體之氣體供給源。
第1處理氣體噴嘴31、第2處理氣體噴嘴32、分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42的下面側處係於沿其長度方向的複數個部位處，例如等間隔地形成有氣體噴出口33(參考圖4A以及圖4B)。第1處理氣體噴嘴31、第2處理氣體噴嘴32、分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42係分別配置為第1處理氣體噴嘴31、第2處理氣體噴嘴32、分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42的下端緣與旋轉台2的上面之間隔距離分別為例如1mm至5mm。另外，圖4A以及圖4B中省略繪出排氣導管7。
第1處理氣體噴嘴31以及第2處理氣體噴嘴32的下方區域係分別成為用以讓含矽氣體吸附在晶圓W的第1處理區域P1，以及用以讓吸附在晶晶圓W之含矽 氣體與O3 氣體進行反應的第2處理區域P2。分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42係分別用以形成將第1處理區域P1與第2處理區域P2予以分離的分離區域D1以及D2。如圖2以及圖3所示，分離區域D1以及D2處之真空容器1的頂板11係設置有略呈扇形的凸狀部4。
如圖4A以及圖4B所示，分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42係收納在形成於前述凸狀部4的溝部43內。所以，為了阻止各處理氣體混合，分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42處之旋轉台2之圓周方向的兩側，便配置有作為該凸狀部的下面之較低的頂面44，該頂面44之前述圓周方向兩側係配置有較該頂面44更高的頂面45。該較低之頂面44的下面與旋轉台2的上面之間隔距離係設定為例如1mm至4mm。如圖5(沿圖3之H-H’線的剖面圖)所示，為了阻止各處理氣體混合，凸狀部4之周緣部46(真空容器1之外緣側部位)係面向旋轉台2之外端面且相對容器本體12相距一小間隔般彎曲呈L型。
如圖1所示，旋轉台2與真空容器1之底面部14間的空間係設置有作為加熱機構的加熱器單元5，透過旋轉台2來將旋轉台2上的晶圓W加熱至例如300℃。蓋部件51係設置於加熱器單元5的側邊側，加熱器蓋部件52係覆蓋加熱器單元7的上方側般設置。吹淨氣體供給管53係於真空容器1的底面部14之加熱器單元 5下方側處，沿圓周方向而設置於複數部位處。吹淨氣體供給管53係供給有對吹淨加熱器單元5之配置空間進行吹淨(purge)的吹淨氣體。
旋轉台2外周側在與真空容器1內壁之間處，沿圓周方向環狀般形成有凹部狀的氣流通道6。氣流通道6係於沿圓周方向上相互分離的2個部位處形成有第1排氣口61以及第2排氣口62。第1排氣口61係於第1處理氣體噴嘴31、與旋轉台2旋轉方向R上較第1處理氣體噴嘴31更下游側的分離區域D1之間處，形成於靠近分離區域D1側之位置。又，第2排氣口62係於第2處理氣體噴嘴32、與旋轉台2旋轉方向R上較第2處理氣體噴嘴32更下游側的分離區域D2之間處，形成於靠近分離區域D2側之位置。第1排氣口61係用以排出第1處理氣體以及分離氣體，第2排氣口62係用以排出第2處理氣體以及分離氣體。如圖1所示，第1排氣口61係藉由介設有蝶形閥等之壓力調整部64的排氣管63，而連接於作為真空排氣機構之例如真空泵65。同樣地，第2排氣口62亦藉由介設有壓力調整部64的排氣管63，而連接於真空泵65。於本實施形態中，第1排氣口61以及第2排氣口62係形成於蓋部件51。
(排氣導管7)
於本實施形態中，第1排氣口6係例如可自由分離設置有排氣導管7。排氣導管7係由覆蓋第1排氣口61，且於第1處理氣體噴嘴31與其下游側的分離區域 D1之間處，從凹部24之內緣延伸至外緣般設置的中空體所構成。
如圖6以及圖7所示，排氣導管7係包含有：設置於第1排氣口61側，環繞第1排氣口61周圍般沿上下方向延伸之略呈圓筒狀的排氣口蓋部件71；以及連接於排氣口蓋部件71，而於旋轉台2上方側處，朝向真空容器1內的中心部區域C而略呈水平地延伸所設置之延伸部件72。排氣口蓋部件71之下端係設置有例如朝外側彎曲的凸緣部71a。排氣口蓋部件71與延伸部件72彼此之內部區域(排氣區域)係相互連通般連接。延伸部件72係由例如剖面為四角形的管狀體所構成，而自旋轉台2之凹部24(基板載置區域)內緣延伸至外緣般設置。延伸部件72長度方向上的尺寸例如係設定為較凹部24所載置之晶圓的直徑來得大，旋轉台2表面部與該延伸部件72下面之間的距離H(參考圖6)係設定為例如1至4mm左右。
如此，排氣口蓋部件71以及延伸部件72可由例如石英或陶瓷、鋁、不鏽鋼等所構成。排氣導管7係使得排氣口蓋部件71之凸緣部71a抵接於蓋部件51所設置的第1排氣口61周圍，讓排氣導管7覆蓋第1排氣口61且可分離般設置。另外，亦可藉由螺絲來將凸緣部71a固定在第1排氣口61周圍。排氣導管7係構成自旋轉台2中央側朝向外周側而延伸至第1排氣口61上方的排氣區域。
圖36係顯示排氣導管7、第1處理氣體噴嘴31以 及第1排氣口61的關係之示意圖。
於本實施形態中，排氣導管7之延伸部件72係包含：第1側壁721、第2側壁722、設置於第1側壁721與第2側壁722間之上面的上面部723、設置於第1側壁721與第2側壁722間之下面的底面部724。
第1側壁721係設置為在第1處理氣體噴嘴31與第1排氣口61之間處，當晶圓W載置於旋轉台2之凹部24時，在與晶圓W之間氣體可通過的間隙係從凹部24之內緣延伸至外緣般地設置，並且從凹部24之內緣延伸至外緣般設置。
另參考圖3，第2側壁722係於相對於第1側壁而在旋轉台2的旋轉方向R側，面向第1側壁721般，從凹部24之內緣延伸至外緣般設置。
上面部723以及底面部724係於第1側壁與第2側壁間之上面以及下面處，從凹部24之內緣延伸至外緣般設置。
再者，延伸部件72之上面部723係設置為與排氣口蓋部件71上面部會成為大致相同平面。因此，排氣導管7便會成為延伸部件72之上面部723與排氣口蓋部件71之上面部會連續，並延伸至第1排氣口61上方般所設置之結構。
另參考圖6以及圖7，於本實施形態中，設置於較旋轉台2周緣要外側位置處的排氣口蓋部件71係設置有第1排氣用開口部73。具體而言，於本實施形態中，第1排氣用開口部73係由在排氣口蓋部件71之例如靠 近延伸部件72側之位置的兩側面處，分別沿上下方向延伸般所設置之槽縫73a以及槽縫73b所構成。複數個槽縫73a以及槽縫73b係沿排氣口蓋部件71圓周方向所形成。
又，延伸部件72之底面部724係於靠近排氣口蓋部件71側之位置處，沿延伸部件72長度方向(圖7中之X方向)形成有沿延伸部件72寬度方向(圖7中Y方向)延伸的複數個槽縫74。再者，較延伸部件72之底面部724的槽縫74更朝向延伸部件72前端側之區域處係形成有開口部75。此處，開口部75之剖面積係形成為較各槽縫74之剖面積來得大。
再者，為延伸部件72的兩側面之第1側壁721以及第2側壁722處，例如靠近排氣口蓋部件71側之位置處，係沿其長度方向形成有分別沿上下方向延伸的複數個槽縫76a以及76b。該等槽縫74、開口部75以及槽縫76a和76b相當於第2排氣用開口部79。
另外，於本實施形態中，至少設置於第1側壁721的槽縫76a係於第1側壁721處從凹部24之內緣到外緣之間的至少一部分區域處，將第1處理氣體噴嘴31與第1排氣口61予以分隔的壁部會殘留般地，而部分地形成於第1側壁721。
如圖36所示，排氣導管7係使得自處理氣體噴嘴31所供給之處理氣體會通過排氣導管7之第1側壁721下方側而流向排氣口般地限制處理氣體的流動。
回到真空容器1內部的說明，如圖1所示，頂板11 下面的中央部係於中心部區域C外側，沿圓周方向形成略環狀，且其下面係設置有與凸狀部4的下面(頂面44)相同高度的突出部47。較該突出部47更靠近旋轉台2的旋轉中心側處之芯部21上方側處，係配置有用以抑制第1處理氣體與第2處理氣體於中心部區域C處彼此混合的曲徑構造(labyrinth)48。
如圖2以及圖3所示，真空容器1側壁係形成有於圖中未顯示之外部搬送臂與旋轉台2之間用於進行晶圓W傳遞的搬送口15，搬送口15係可藉由閘閥G(參考圖3)而氣密性地自由開啟/關閉之結構。又，因旋轉台2之凹部24會於面向該搬送口15之位置處，而在與搬送臂之間進行晶圓W的傳遞，故於旋轉台2下方側，對應於該傳遞位置之位置處，係設置有貫穿凹部24而自背面將晶圓W抬起的傳遞用昇降銷以及其昇降機構(兩者圖中均未顯示)。
又，成膜裝置10係設置有用於進行裝置整體動作的控制之電腦所構成的控制部100，該控制部100之記憶體內係儲存用於進行後述成膜處理的程式。該程式係由執行後述裝置作動的步驟群組所組成，可從硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡、軟碟等儲存媒體安裝至控制部內。
其次，說明本實施形態中成膜裝置10的作用。首先，開啟閘閥G，讓旋轉台2間歇地進行旋轉的同時，藉由圖中未顯示之搬送臂，通過搬送口15來將例如5 片晶圓W載置於旋轉台2上。該晶圓W係已被施予使用乾式蝕刻處理或化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition、CVD)法等之配線嵌入製程，該晶圓W內部已形成有電氣配線構造。其次，關閉閘閥G，藉由真空泵65使真空容器1內成為抽真空狀態，且以120rpm的速度讓旋轉台2順時針進行旋轉，同時透過加熱器單元5將晶圓W加熱至例如300℃。
其後，以特定流量從第1處理氣體噴嘴31以及第2處理氣體噴嘴32分別噴出含矽氣體以及O3 氣體，同時以特定流量從分離氣體噴嘴41以及分離氣體噴嘴42噴出分離氣體。接著，透過壓力調整部64，將真空容器1內調整為預先設定好的處理壓力例如500Pa。
由於藉由旋轉台2的旋轉，晶圓會交互地通過設有第1處理氣體噴嘴31的第1處理區域P1與設有第2處理氣體噴嘴32的第2處理區域P2，因此含矽氣體便會吸附，接著O3 氣體會吸附而形成一層或複數層氧化矽原子層，如此依序層積氧化矽原子層，而形成特定膜厚的二氧化矽膜。
圖8係顯示處理氣體以及分離氣體的流動狀態之平面圖。
此時，自分離氣體供給管30a供給作為分離氣體的N2 氣體，藉此從中心部區域C沿旋轉台2表面噴出N2 氣體。從第2處理氣體噴嘴32朝下方側噴出而沿旋轉台2表面且流向旋轉方向R下游側的O3 氣體會如圖8 所示般地，受到從中心部區域C噴出之N2 氣流與第2排氣口62的吸引作用，而欲流向第2排氣口62。這時，其一部分會流向鄰接於下游側的分離區域D2。但是，凸狀部4係構成為為了防止氣體侵入至頂面44下方側，在與旋轉台2之間形成有狹小空間，且來自分離區域D2的N2 氣體會朝第2處理區域P2側流動，故O3 氣體幾乎無法流入扇形之凸狀部4下方側。因此，O3 氣體便會與從中心部區域C噴出的N2 氣體以及來自分離區域D2的N2 氣體，一同從旋轉台2周緣與真空容器1內周壁間之間隙經由排氣區域6而排出至第2排氣口62。
又，從第1處理氣體噴嘴31朝下方側噴出，沿旋轉台2表面而分別流向旋轉方向R上游側以及下游側的BTBAS氣體等含矽氣體，會完全無法侵入鄰接於其旋轉方向R上游側及下游側的扇形凸狀部4下方側，或者即便侵入亦會被推回第1處理區域P1側。因此，會與從中心部區域C噴出的N2 氣體以及來自分離區域的N2 氣體一同排出至第1排氣口61。
於本實施形態中，於第1處理氣體噴嘴31之旋轉方向R下游側係與第1處理氣體噴嘴31並列般設置有排氣導管7。為此，從處理氣體噴嘴31所供給的處理氣體流動便會受到排氣導管7的限制。如圖6所示，自第1氣體噴嘴31噴出的BTBAS氣體等含矽氣體大部分會流向延伸部件72。接著，撞擊至延伸部件72之第1 側壁721(參考圖7)處，而經由槽縫74和76或開口部75進入延伸部件72內。又，一部分含矽氣體則經由第1排氣用開口部73進入排氣口蓋部件71，而自排氣口61排出。
如此一來，設置有處理氣體噴嘴31之第1處理區域P1的氣氛，便會透過覆蓋排氣口61之排氣口蓋部件71所設置的第1排氣用開口部73(槽縫73a和槽縫73b)，而自較旋轉台2周緣要更外側被吸引，同時亦透過沿旋轉台2半徑方向延伸之延伸部件72所設置的槽縫74和76以及開口部75，而自旋轉台2中央側被吸引。
由於延伸部件72係沿其長度方向形成有槽縫或開口部，且第1處理氣體噴嘴31係沿其長度方向形成有氣體噴出口，因此如圖8所示般地，自第1處理氣體噴嘴31噴出的含矽氣體便會沿旋轉台2之旋轉方向R流動而被吸往延伸部件72。因此，來自第1處理氣體噴嘴31之含矽氣體，將對旋轉台2上之晶圓W，於半徑方向上以高均勻性進行供給。
此處，於各分離區域D1以及D2中，雖會阻止流通於氣氛中之反應氣體(含矽氣體或O3 氣體)進入，但吸附在晶圓W的氣體分子則會直接通過各分離區域D1以及D2(即較扇形凸狀部4更低的頂面44下方)，而有助於成膜。又，由於分離氣體會從中心部區域C朝向旋轉台2周緣被噴出，因此可阻止含矽氣體經由該中 心部區域C而流入第2處理區域P2，或阻止O3 氣體經由該中心部區域C而流入第1處理區域P1。
又，於各分離區域D1以及D2處，由於扇形凸狀部4之周緣部係朝下方彎曲，可實質地阻止氣體通過，因此亦可阻止第1處理區域P1之BTBAS氣體等含矽氣體(或第2處理區域P2之O3 氣體)經由旋轉台2外側而流入第2處理區域P2(或第1處理區域P1)。於是，藉由兩個分離區域D1以及D2，第1處理區域P1之氣氛與第2處理區域P2之氣氛便會完全地分離，分別地，BTBAS氣體等含矽氣體會排出至排氣口61，而O3 氣體則會排出至排氣口62。
如此完成了成膜處理後，以搬入動作之相反動作依次地搬出各晶圓W。如此，使旋轉台2間歇地進行旋轉並自旋轉台2的5個凹部24內分別將晶圓W搬出。
此處記載處理參數之一範例。在以直徑300mm之晶圓W作為被處理基板的情況下，旋轉台2之轉速例如為1rpm至500rpm，此例中可為120rpm。製程壓力係例如為133Pa至1333Pa，此例中可為500Pa。晶圓W之加熱溫度可例如為300℃。BTBAS氣體等含矽氣體以及O3 氣體流量分別可例如為100sccm以及10000sccm。來自分離氣體噴嘴41以及42之N2 氣體流量可例如為20000sccm。來自真空容器1中心部之分離氣體供給管30a的N2 氣體流量可例如為5000sccm。又，針對一片晶圓W之反應氣體供給的循環次數，即晶圓 W分別通過第1處理區域P1以及第2處理區域P2的次數，雖係對應於目標膜厚度而改變，但可為複數次例如600次。
依上述實施形態，由於係將複數片晶圓W配置在旋轉台2之旋轉方向R上，並使旋轉台2進行旋轉而依序通過第1處理區域P1與第2處理區域P2，來進行所謂的ALD(或MLD)法，因此可進行高產量的成膜處理。接著，於旋轉方向R上的第1處理區域P1與第2處理區域P2之間設置分離區域D1以及D2，且從中心部區域C朝向旋轉台2周緣噴出分離氣體，而經由設置於旋轉台2周緣之外側的第1排氣口61以及第2排氣口62來將分離氣體以及處理氣體排出。因此，可防止兩種反應氣體的混合，其結果可進行良好的成膜處理。
又，由於第1排氣口61係設置有排氣導管7，因此如上所述地，來自第1處理氣體噴嘴31的含矽氣體便會在晶圓W之半徑方向上高均勻性地被供給。於是，便可使含矽氣體以高面內均勻性之狀態吸附在晶圓W，由後述之實施例得知，如此將可進行面內均勻性良好的成膜處理。
再者，如上所述，由於係形成有朝向旋轉台2之旋轉方向R的含矽氣體之氣流，因此含矽氣體便會充分地遍布晶圓W整體，而提升含矽氣體的吸附效率。因此，由後述之實施例得知，可進行較大循環率(旋轉台2每一次旋轉的成膜量)之成膜處理。因此，即使是對於具 備較大縱橫比之凹部進行成膜處理的情況，仍可形成高覆蓋率的薄膜。再者，由於排氣導管7係設置為可自由分離之結構，因此可對應於成膜處理而安裝或移除排氣導管7，而增加了可於單一台成膜裝置中實施成膜處理的自由度。
又，排氣導管7係於第1處理區域P1之旋轉方向R下游側的分離區域D1附近，從凹部24之內緣延伸至外緣般設置有延伸部件72。因此，自分離區域D1流至第1處理區域P1的N2 氣體便會經由排氣導管7迅速排出。藉此，可降低流入第1處理區域P1內的N2 氣體量，故N2 氣體造成之含矽氣體稀釋程度亦降低。從此點亦可確保含矽氣體的高吸附效率。
另一方面，如圖9所示，未設置有排氣導管7之結構中，自第1氣體噴嘴31供給至第1處理區域P1的含矽氣體係朝向設置於旋轉台2周緣的第1排氣口61而迅速地流動。所以，難以在晶圓W之半徑方向上高均勻性地供給含矽氣體。又，由於N2 氣體會自旋轉方向R下游側流入處理區域P1內，N2 氣體會稀釋含矽氣體，亦恐降低含矽氣體的吸附效率。
再者，排氣導管7之排氣口蓋部件71係設置有第1排氣用開口部73，而亦會從較旋轉台2周緣要外側處來將氣體排出。因此，經由第1排氣用開口部73將含矽氣體自旋轉台2中央側吸往排氣導管7內，藉以調整含矽氣體的流動方向，則於旋轉台2周緣的附近區域 處，便能確實地將第1處理區域P1之含矽氣體以及來自旋轉方向R下游側之分離區域的分離氣體排出。因此，藉由結合設置於旋轉台2外側的第1排氣用開口部73與設置於旋轉台2中央側的第2排氣用開口部79的排氣功能，便可確保充份的排氣能力，並可調整處理區域處之含矽氣體的流動方式。
又，藉由設置有排氣導管7，則旋轉台2上之晶圓W在通過排氣導管7之下方側時，晶圓W上之氣氛便會被吸往排氣導管7之第1排氣用開口部73以及第2排氣用開口部79。此時，排氣導管7係構成為較晶圓W之直徑更長，形成於排氣導管7下面的槽縫74以及開口部75係位於晶圓W的正上方，因此便可藉由排氣導管7來確實地吸引晶圓W整體表面的上部氣氛。
(其他範例1)
其後，參考圖10，對第1實施形態中之成膜裝置10的其他範例進行說明。圖10係顯示成膜裝置10之其他範例平面圖。在本實施例中，與上述成膜裝置10的相異點為，第1處理氣體噴嘴31係與排氣導管7A平行般配置。
排氣導管7A之延伸部件72之第1氣體噴嘴31側的側面720係例如與第1氣體噴嘴31之氣體噴出孔33略呈平行般地配置。其他結構則與上述第1實施形態相同，排氣導管7A側面以及下面係分別形成有第1排氣用開口部73以及第2排氣用開口部79。因此，第1處 理氣體噴嘴31之噴出孔33與排氣導管7A之第1排氣用開口部73以及第2排氣用開口部79的距離，便會沿著前述第1處理氣體噴嘴31的長度方向而幾乎相等。
於前述結構中，經由第1排氣口61來將排氣導管7A排氣後，第1處理氣體噴嘴31附近的氣氛便會在沿第1處理氣體噴嘴31之長度方向上排氣量相等的狀態下被排出至排氣導管7A。藉此，便會在第1處理氣體噴嘴31之長度方向上高均勻性地供給含矽氣體，可對旋轉台2上之晶圓W進行高面內均勻性之成膜處理。
另外，如圖10所示之實施例，排氣導管7A係從凹部24外緣朝向內緣側之旋轉台2中心般配置，第1處理氣體噴嘴31則與排氣導管7A略呈平行般配置。但是，亦可為讓第1處理氣體噴嘴31從凹部24之外緣朝向內緣側之旋轉台2中心般配置，排氣導管7A則與處理氣體噴嘴31略呈平行般配置的結構。
(其他範例2)
接著，參考圖11，對第1實施形態中成膜裝置10之其他範例進行說明。圖11係顯示成膜裝置10之其他範例平面圖。
在本實施例中，與上述成膜裝置10相異的點為，第1氣體噴嘴31係與排氣導管7B平行般配置。排氣導管7A側面以及下面係分別形成有第1排氣用開口部73以及第2排氣用開口部79。在本實施例中，與上述成膜裝置10相異的點為，排氣導管7B之排氣用開口部的 開口區域之前端側(旋轉台2之中央側)係構成為較基端側更大。
第1氣體噴嘴31係從凹部24之內緣延伸至外緣般設置，排氣導管7B之例如延伸部件72之第1氣體噴嘴31側的第1側壁721係與第1氣體噴嘴31之氣體噴出孔33略呈平行般配置。
於本範例中，延伸部件72B之平面形狀係朝向前端側(旋轉台2之中央側)逐漸變大，而形成前端側較寬的梯形。形成於延伸部件72B之底面部724(圖11中未顯示)的開口部75B(排氣用開口部)亦配合延伸部件72B之外形般朝向前端側逐漸變大，而形成前端側較寬的梯形。其他結構則與上述第1實施形態相同。
於此結構中，與圖10所示之結構的成膜裝置10同樣地，由於第1處理氣體噴嘴31與排氣導管7B係略呈平行般配置，因此便可對旋轉台2上之晶圓W沿半徑方向上供給高面內均勻性狀態的含矽氣體，從而可進行高面內均勻性的成膜處理。又，雖然排氣導管7B的排氣功率會隨著越靠近離真空泵65最遠之前端側而逐漸變小，但本實施例之延伸部件72B係形成有朝向前端側而逐漸變大的排氣用開口部。因此，在較小排氣功率的區域處，因開口區域較大而更容易引入含矽氣體，故沿排氣導管7B之長度方向上的氣體排氣量皆相同。
(其他範例3)
再者，排氣導管7(以下同排氣導管7A或排氣導管7B)亦可對應於成膜處理的種類，而將第1排氣用 開口部73以及第2排氣用開口部79設置於其長度方向上的相異位置處。如此，改變第1排氣用開口部73以及第2排氣用開口部79的形成部位或開口面積，便可調整排氣口蓋部件71或延伸部件72的排氣能力，且可調整氣體流通空間的氣流。又，以上實施形態所說明的排氣導管7，由於係於較旋轉台2周緣要外側處形成有第1排氣用開口部73，且在旋轉台2中央側形成有第2排氣用開口部79，因此便可藉由調整第1排氣口61附近之第1排氣用開口部73的開口面積，來增加延伸部件72之排氣能力的變化程度。
(其他範例4)
圖12係顯示排氣導管7C的一結構例之立體圖。圖13係顯示在成膜裝置10設置有排氣導管7C的情況下，處理氣體以及分離氣體的流動狀態之平面圖。
圖12所示之排氣導管7C係於其前端側(凹部24之內緣側)形成有構成第2排氣用開口部79之槽縫76c以及開口部75c的實施例。如此，若於前端側設置有第2排氣用開口部79，如圖13所示，由於會從排氣導管7C前端側吸入含矽氣體，因此自第1處理氣體噴嘴31噴出的含矽氣體便會朝向排氣導管7C前端側流動，再從前端側之槽縫76c以及開口部75c引入排氣導管7C內。因此，第1處理區域P1處便會形成朝向旋轉台2之中央側的氣流。
如此，由於係對應於排氣導管7(以下同排氣導管7A、排氣導管7B或排氣導管7C)長度方向上之排氣 用開口部的形成部位或面積，來改變處理區域P1內處理氣體的流動方式，因此只要排氣導管7為可分離般設置，而對應成膜處理種類來準備於最佳位置處形成有最佳面積之排氣用開口部的複數個排氣導管，並依處理而更換適當的排氣導管，便可在單一台成膜裝置中，以最佳處理條件來執行複數種類的成膜處理，而為有益的。另外，成膜處理種類相異的情況亦包含：薄膜種類相異的情況，或是相同種類薄膜但目標膜厚相異的情況，亦甚至是相同種類薄膜但旋轉台2之旋轉速度或處理壓力、處理氣體供給量等處理條件相異的情況。
(其他範例5)
圖14係顯示排氣導管7D的一結構例之立體圖。
如圖14所示，例如排氣導管7D可為在排氣口蓋部件71以及延伸部件72之外，更包含有槽縫遮蔽部件78的結構。
此處，延伸部件72係沿長度方向而從凹部24之內緣延伸至外緣般整體性地設置有複數個槽縫77。另外，雖然圖中未顯示，但延伸部件72之底部724係設置有開口部。槽縫遮蔽部件78係可阻塞槽縫77的一部分。槽縫遮蔽部件78可為相對於延伸部件72而自由分離且可滑動般設置的結構。此處，雖然圖中未顯示，槽縫遮蔽部件78係覆蓋延伸部件72之底面部724、第1側壁721以及第2側壁722般之結構。槽縫遮蔽部件78可例如由石英所構成。
依前述結構，便可對應於成膜處理的種類，而在排氣導管7D之延伸部件72長度方向上的最適當位置處形成有第2排氣用開口部79般，藉由槽縫遮蔽部件78來進行槽縫77的開/閉。又，亦可取代設置複數個槽縫77的結構般，而形成有延伸於延伸部件72長度方向之較大開口部，以槽縫遮蔽部件78來部分地阻塞該開口部，而調整排氣用開口部之開口區域的大小。
此時，亦可於延伸部件72D之上面部723或底面部、前端之端面70處亦形成有第2排氣用開口部79，並藉由槽縫遮蔽部件78來阻塞該等排氣用開口部的一部分或全部。又，亦可相對於側面處所形成的槽縫77，使其上下方向的長度變短般地藉由槽縫遮蔽部件78來加以阻塞。再者，亦可藉由槽縫遮蔽部件78，來將設置於排氣口蓋部件71之第1排氣用開口部73的一部分或全部加以阻塞。
(其他範例6)
圖15係顯示成膜裝置10的平面圖。
於本範例中，第1處理區域P1以及第2處理區域P2兩者皆分別設置有排氣導管。由於成膜處理的面內均勻性會受到吸附氣體的吸附狀態之影響，因此較佳地，係至少在供給會發生吸附反應之處理氣體的處理區域處分別設置有排氣導管。
此處，分別於對應成膜裝置10之第1排氣口61以及第2排氣口62的位置處係設置有排氣導管7以及排 氣導管700。排氣導管700係設置於第2處理區域P2與其下游側之分離區域D2之間之靠近該分離區域D2側之位置處。
前述結構如圖15之虛線所概略顯示，來自第2處理氣體噴嘴32的O3 氣體會沿旋轉台2之旋轉方向R流動。因此，相較於不設置排氣導管700而直接朝向第2排氣口62流通的情況，由於可遍佈該第2處理區域P2來供給O3 氣體，因此結果來說，O3 氣體與晶圓W的接觸時間會變長，可充分地進行氧化反應。排氣導管700的結構係與上述排氣導管7的結構相同。
(其他範例7)
圖19係顯示成膜裝置10的平面圖，圖20係顯示設置於圖19所示之成膜裝置的噴嘴蓋體與處理氣體噴嘴之立體圖，圖21係顯示氣體流動的剖面圖。
如圖19至圖21所示，成膜裝置10係包含對應第1處理氣體噴嘴31而設置的噴嘴蓋體34。噴嘴蓋體34係沿第1處理氣體噴嘴31之長度方向延伸，並具備剖面為ㄈ字型的基部35，藉由該基部35來覆蓋第1處理氣體噴嘴31的上方以及側邊。然後，整流板36A、整流板36B係自基部35下端的左右而朝水平方向突出，即朝旋轉台2之旋轉方向R的上游側、下游側突出。該等整流板36A、36B的下面係形成於例如與處理氣體噴嘴31之噴出口33下端約略相同高度的位置處。
前述結構中，如圖21所示之處理氣體的流動狀 態，自處理氣體噴嘴31噴出的含矽氣體會因整流板36A、36B，而使得從整流板36A、36B下方朝上方飛散的現象受到限制。藉此，含矽氣體便會更容易流動至晶圓W的正上方，增加與晶圓W接觸的機會。因此，於第1處理區域P1處，便可更確實地讓含矽氣體吸附於晶圓W處，而以面內均勻性高之狀態來對晶圓W進行成膜處理。
以上，排氣導管7之第1排氣用開口部73只要是設置於較旋轉台2周緣要更外側處即可，上述之槽縫73a以及槽縫73b並無限制。又，排氣導管7之第2排氣用開口部79只要是設置於凹部24之至少內緣側位置，其側面或下面的至少其中一者處即可。凹部24之至少內緣側只要形成有第2排氣用開口部79即可，由於來自第1處理氣體噴嘴31的含矽氣體會朝向旋轉台2之中央側流動，因此結果來說，可在晶圓W之半徑方向上高均勻性地供給含矽氣體。
(第2實施形態)
在本實施形態中，以限制部件為板狀部件的情況為例進行說明。
本實施形態之成膜裝置之一範例將參考圖16至圖18進行說明。
圖16係顯示成膜裝置10的立體圖，圖17係顯示成膜裝置10之板狀部件9的設置部位之部分縱剖側面圖。
如圖16以及圖17所示，於本實施形態中，板狀部件9係於至少一個處理區域處，設置在第1處理氣體噴嘴31與排氣口61之間，而自排氣口61側邊延伸至凹部24之內緣，且自旋轉台2之上面立起般設置。板狀部件9係以自處理氣體噴嘴31供給之處理氣體會通過板狀部件9下方側而流向排氣口61之方式來限制處理氣體的流動。板狀部件9之基端側91係於旋轉台2之外側朝下方側延伸，例如其下緣係與蓋部件51抵接般設置。再者，板狀部件9係自排氣口61側邊延伸至凹部24之內緣般設置，例如其上緣係接續至蓋體11下面。接著，板狀部件9之下緣係在與旋轉台2上面之間，例如沿其長度方向形成有間隙90般設置。該間隙90的外形和大小係設定為例如氣體流通空間中的氣體流動程度會大致與前述排氣導管7相同。前述結構中，雖然來自第1處理氣體噴嘴31的含矽氣體會流向排氣口61，但會撞擊到設立在第1處理氣體噴嘴31下游側的板狀部件9，而通過板狀部件9下部的間隙90，被排出至排氣口61。因此，如圖18所示，由於來自第1處理氣體噴嘴31的含矽氣體會朝旋轉台2之旋轉方向R流動，而對旋轉台2上的晶圓W沿其半徑方向上供給高均勻性的含矽氣體，故可進行高面內均勻性的成膜處理。於此範例中，雖然板狀部件9上端係連接於頂板部件11之下面，但板狀部件9上端與頂板部件11之下面之間亦可形成有間隙。
另外，與第1實施形態中所說明的排氣導管7之第1側壁721相同，板狀部件9亦可為形成有槽縫76a等開口部的結構。
又，與圖14中所顯示的排氣導管7D相同，板狀部件9亦可為沿長度方向而從凹部24之內緣延伸至外緣般整體性地設置有複數個槽縫的結構，且為設置有槽縫遮蔽部件的結構。又，板狀部件9亦可為與第1處理氣體噴嘴31略呈平行般配置的結構。
又，本實施形態不限於使用2種反應氣體，亦可適用於在基板上依序供給3種以上反應氣體的情況。在該情況中，例如真空容器1之圓周方向上係依照第1反應氣體噴嘴、分離氣體噴嘴、第2反應氣體噴嘴、分離氣體噴嘴、第3反應氣體噴嘴以及分離氣體噴嘴的順序而配置有各氣體噴嘴，本發明之排氣導管或限制部件只需配置於至少一個處理區域處即可。又，本實施形態亦可適用於對基板上供給一種反應氣體的情況。再者，於本實施形態中，排氣導管與板狀部件可結合設置於一個處理區域處，亦可將排氣導管設置於一個處理區域處而將板狀部件設置於其他處理區域處。
本實施形態中所適用的反應氣體，除了上述範例之外，可列舉有二氯矽烷(DCS)、六氯矽烷(HCD)、三甲基鋁(TMA)、三(二甲胺基)矽烷(3DMAS、tris(dimethylamino)silane)、四(乙基甲基氨基酸)鋯(TEMAZ、tetrakis(ethyl-methyl-amino)zirconium)、四 (乙基甲基胺基酸)鉿(TEMAH、tetrakis(ethyl-methyl-amino)hafnium)、Sr(THD)2 (Strontium bis tetramethyl heptanedionate acetylacetonate)、鈦(MPD)(THD)(Titanium methyl bis pentanedionate tetramethyl heptanedionate acetylacetonate)、單氨基矽烷等。
以下，針對使用前述成膜裝置所進行之實驗例進行說明。
(實驗例1)
使用如圖1所示之成膜裝置10，在前述製程條件下，改變旋轉台2之轉速，實施2分鐘的成膜循環，以於晶圓W上形成薄膜。其次，測量所獲得之薄膜膜厚、膜厚之面內均勻性以及循環率(實施例1)。
又，作為比較例1，亦針對與圖1之成膜裝置10相同的成膜裝置但未設置有排氣導管7之結構，進行相同的實驗。
圖22係顯示膜厚之面內均勻性的測量結果。圖22中，橫軸係顯示旋轉台2的轉速(rpm)，縱軸係顯示膜厚之面內均勻性(%)。又，圖23係分別顯示薄膜之膜厚以及循環率的測量結果。圖23中，橫軸係顯示旋轉台2的轉速(rpm)，左縱軸係顯示膜厚(nm)，橫縱軸係顯示循環率(nm/1循環)。又，循環率之數據中係顯示為長條圖，膜厚之數據係顯示為線圖。此時，長條圖中左側係顯示比較例1的結果，右側係顯示實施例1的 結果。
如圖22中所示，面內均勻性之數值越小，則薄膜之膜厚的面內均勻性越優良，透過此結果，確認了在設置有排氣導管7的實施例1之結構中，薄膜之膜厚的面內均勻性之數值較小，前述面內均勻性較為優良。又，已知旋轉台2之轉速越大時，排氣導管7的有無所造成之面內均勻性的差異越大。根據該等因素，可了解到可藉由設置排氣導管7，來對旋轉台2上之晶圓W以面內均勻性良好之狀態來供給處理氣體。又，確認了藉由設置本發明之排氣導管7，則即使是在旋轉台2之轉速為例如200rpm以上高速製程中，仍可抑制面內均勻性降低，而進行優良的成膜處理。
又，透過圖23所示的結果，已知在轉速小於180rpm的情況下，實施例1的循環率較大。據信此乃因為，係因設置有排氣導管7，而讓處理氣體擴散到較廣範圍，而提升處理氣體的吸附效率。又，由於分離氣體較不容易流入處理區域中，因此分離氣體造成之處理氣體的稀釋情況便會減少，據信此亦為處理氣體之吸附效率提升的原因。
(模擬例1)
在圖1所示之成膜裝置10的處理區域P1中，對於壓力分佈、第1處理氣體之擴散狀態、第1處理氣體之流動軌跡進行模擬解析。
使用BTBAS氣體作為第1處理氣體，N2 氣體則作 為分離氣體以及吹淨氣體。解析條件係晶圓溫度為400℃、製程壓力為266Pa(2Torr)、來自第1處理氣體噴嘴31的BTBAS氣體流量為0.9slm、來自分離氣體噴嘴41、42的N2 氣體流量分別為0.33slm、0.067slm、來自分離氣體供給管30a的N2 氣體流量為2.5slm、來自吹淨氣體供給管30b的N2 氣體流量為0.067slm，且旋轉台之轉速為60rpm。
此時，分別對設置有排氣導管7的情況(實施例1b)與未設置排氣導管7的情況(比較例1c)進行評比。關於壓力分佈的模擬例之結果，圖24係顯示實施例1b的結果，圖25係顯示比較例1c的結果。又，關於第1處理氣體的擴散狀態，圖26係顯示實施例1b的結果，圖27係顯示比較例1c的結果。再者，關於第1處理氣體的流動軌跡，圖28係顯示實施例1b的結果，圖29係顯示比較例1c的結果。
其結果，已知在實施例1b中，壓力較高的區域係較比較例1c要多，第1處理氣體之擴散區域較廣，再者，第1處理氣體會朝旋轉台2之旋轉方向R流動。推測為藉由設置有排氣導管7，則處理氣體會朝旋轉方向R流動，由於處理氣體會一邊擴散至較廣範圍一邊進行排氣，使得壓力較高之區域較多。
(模擬例2)
在圖1所示之成膜裝置10的處理區域P1中，在模擬例1的評比條件(旋轉台2之轉速為240rpm)下，對於壓力分佈、第1處理氣體之擴散狀態進行模擬例的 解析。
此時，第1排氣用開口部73以及第2排氣用開口部79的開口狀態如以下般分別進行評比。
(實施例2)排氣導管7的全部槽縫(槽縫73a以及槽縫73b、槽縫76a以及槽縫76b、槽縫74)、以及開口部75皆為開放的結構。
(實施例3)延伸部件72之分離區域D1側的第2側壁722之槽縫76b為封閉的結構。
(實施例4)延伸部件72之分離區域D1側的第2側壁722之槽縫76b與形成於延伸部件72之底面部724的槽縫74為封閉的結構。
關於實施例2的模擬例之結果，圖30係顯示壓力分佈，圖31係顯示第1處理氣體的擴散狀態。又，關於實施例3的模擬例之結果，圖32係顯示壓力分佈，圖33係顯示第1處理氣體的擴散狀態。再者，關於實施例4的模擬例之結果，圖34係顯示壓力分佈，圖35係顯示第1處理氣體的擴散狀態。
其結果可知，藉由開啟/關閉槽縫，來改變第2排氣用開口部79的形成部位，可改變真空容器1內的壓力分佈以及第1處理氣體的擴散狀態。藉此，可理解到，可藉由改變排氣導管7之長度方向上第2排氣用開口部79的形成部位，來改變排氣作用力，改變第1處理氣體的流動方向，且改變壓力分佈或擴散狀態。又，與實施例2以及實施例3相比，已知在第1排氣口61 附近之槽縫幾乎為關閉狀態的實施例4中，第1處理氣體將擴散地更加廣闊。藉此，可理解到，藉由調整排氣用開口部的形成部位來從排氣導管7前端側的附近區域處吸入第1處理氣體能，便可讓第1處理氣體擴散地更加廣闊。
根據本發明，係藉由讓旋轉台進行旋轉，依序供給複數種處理氣體而於基板上形成反應生成物時，於複數個處理區域中至少一處，從對應於該處理區域的處理氣體噴嘴所供給的處理氣體，可在沿旋轉台之半徑方向上具高均勻性般地進行供給。因此，可進行高面內均勻性的成膜處理。
另外，本實施形態係包含以下形態。
一種成膜裝置，係於真空容器內複數次地反覆實施將複數種處理氣體依序供給至基板之循環以形成薄膜，其包含有：旋轉台，係設置於該真空容器內，其上面具備有沿圓周方向載置基板的複數個基板載置區域，且讓該基板載置區域進行公轉；複數個處理區域，係沿該旋轉台之圓周方向配置，藉由種類相異的氣體來進行基板處理；處理氣體噴嘴，係於每一個該處理區域處，從該基板載置區域之內緣延伸至外緣般設置，分別沿其長度方向形成有噴出處理氣體之氣體噴出口；分離區域，係自分離氣體供給部供給分離氣體，且配置在各處理區域之間，以分離前述各複數個處理區域 的氣氛；排氣口，係於每一個處理區域處，相對於處理氣體噴嘴而位於該旋轉台之下游側，在較該旋轉台周緣要外側處具有開口，來將該處理氣體以及該分離氣體排出；以及排氣部件，係由於該複數個處理區域中至少一處，覆蓋該排氣口，而於處理氣體噴嘴與該處理氣體噴嘴下游側的分離區域之間，自基板載置區域之內緣延伸至外緣般設置的中空體所構成；其中該排氣部件係於較旋轉台周緣要外側之位置處設置有第1排氣用開口部，且於基板載置區域之至少內緣側位置處設置有第2排氣用開口部。
一種成膜裝置，係於真空容器內複數次地反覆實施將複數種處理氣體依序供給至基板之循環以形成薄膜，其包含有：旋轉台，係設置於該真空容器內，其上面具備有沿圓周方向載置基板的基板載置區域，且讓該基板載置區域進行旋轉；複數個處理區域，係沿該旋轉台之圓周方向配置，藉由種類相異的氣體來進行基板處理；處理氣體噴嘴，係於每一個該處理區域處，從該基板載置區域之內緣延伸至外緣般設置，而分別沿其長度方向形成有供給處理氣體之氣體噴出口；分離區域，係自分離氣體供給部供給分離氣體，且 配置在各處理區域之間，以分離前述各複數個處理區域的氣氛；排氣口，係於每一個處理區域處，相對於處理氣體噴嘴而位於該旋轉台之下游側，在較該旋轉台周緣要外側之位置處具有開口，來將該處理氣體以及該分離氣體排出；以及板狀限制部件，係於該複數個處理區域中至少一處，於處理氣體噴嘴與排氣口之間，自排氣口之側邊延伸至基板載置區域之內緣，且自旋轉台之上面突起般設立；其中，該限制部件係以從處理氣體噴嘴供給之處理氣體會通過該限制部件下方側而流向排氣口之方式限制處理氣體的流動。
1‧‧‧真空容器
2‧‧‧旋轉台
4‧‧‧凸狀部
5‧‧‧加熱器單元
6‧‧‧氣流通道
7、7A、7B、7C、7D‧‧‧排氣導管
9‧‧‧板狀部件
10‧‧‧成膜裝置
11‧‧‧頂板
12‧‧‧容器本體
12a‧‧‧突出部
13‧‧‧密封部件
14‧‧‧底面部
15‧‧‧搬送口
20‧‧‧殼體
21‧‧‧芯部
22‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧驅動部
24‧‧‧凹部
30a‧‧‧分離氣體供給管
30b‧‧‧吹淨氣體供給管
31‧‧‧第1處理氣體噴嘴
32‧‧‧第2處理氣體噴嘴
33‧‧‧氣體噴出口
34‧‧‧噴嘴蓋體
35‧‧‧基部
36A、36B‧‧‧整流板
41、42‧‧‧分離氣體噴嘴
43‧‧‧溝部
44、45‧‧‧頂面
46‧‧‧周緣部
47‧‧‧突出部
48‧‧‧曲徑構造
51‧‧‧蓋部件
52‧‧‧加熱器蓋部件
53‧‧‧吹淨氣體供給管
61‧‧‧第1排氣口
62‧‧‧第2排氣口
63‧‧‧排氣管
64‧‧‧壓力調整部
65‧‧‧真空泵
70‧‧‧端面
71‧‧‧排氣口蓋部件
71a‧‧‧凸緣部
72、72B‧‧‧延伸部件
73‧‧‧第1排氣用開口部
73a、73b、74‧‧‧槽縫
75、75B、75c‧‧‧開口部
76、76a、76b、76c、77‧‧‧槽縫
78‧‧‧槽縫遮蔽部件
79‧‧‧第2排氣用開口部
90‧‧‧間隙
91‧‧‧基端側
100‧‧‧控制部
700‧‧‧排氣導管
721‧‧‧第1側壁
722‧‧‧第2側壁
723‧‧‧上面部
724‧‧‧底面部
C‧‧‧中心部區域
D1、D2‧‧‧分離區域
G‧‧‧閘閥
P1‧‧‧第1處理區域
P2‧‧‧第2處理區域
R‧‧‧旋轉方向
W‧‧‧晶圓
圖1係顯示關於本發明之實施形態的成膜裝置之縱剖側面圖。
圖2係顯示前述成膜裝置內部的概略結構之立體圖。
圖3係顯示前述成膜裝置的橫剖平面圖。
圖4A以及圖4B係顯示前述成膜裝置中，處理區域以及分離區域的縱剖側面圖。
圖5係顯示前述成膜裝置的縱剖側面圖。
圖6係顯示前述成膜裝置之部分縱剖側面圖。
圖7係顯示設置於前述成膜裝置的排氣導管之立體圖。
圖8係顯示處理氣體以及分離氣體的流動狀態之平面圖。
圖9係顯示處理氣體以及分離氣體的流動狀態之平面圖。
圖10係顯示前述成膜裝置的其他範例之平面圖。
圖11係顯示前述成膜裝置的又一其他範例之平面圖。
圖12係顯示前述排氣導管的其他範例之立體圖。
圖13係顯示處理氣體以及分離氣體的流動狀態之平面圖。
圖14係顯示前述排氣導管的又一其他範例之立體圖。
圖15係顯示前述成膜裝置的又一其他範例之平面圖。
圖16係顯示關於本發明之實施形態的成膜裝置結構之立體圖。
圖17係顯示圖16所示之成膜裝置之部分縱剖側面圖。
圖18係顯示處理氣體以及分離氣體的流動狀態之平面圖。
圖19係顯示前述成膜裝置的又一其他範例之平面圖。
圖20係顯示設置於圖19所示之成膜裝置的噴嘴蓋體與處理氣體噴嘴之立體圖。
圖21係顯示氣體流動的剖面圖。
圖22係顯示實施例1與比較例1a的結果圖表。
圖23係顯示實施例1與比較例1a的結果圖表。
圖24係顯示實施例1b的壓力分佈之平面圖。
圖25係顯示比較例1c的壓力分佈之平面圖。
圖26係顯示實施例1b的氣體擴散狀態之平面圖。
圖27係顯示比較例1c的氣體擴散狀態之平面圖。
圖28係顯示實施例1b的氣體流動軌跡之平面圖。
圖29係顯示比較例1c的氣體流動軌跡之平面圖。
圖30係顯示實施例2的壓力分佈之平面圖。
圖31係顯示實施例2的氣體擴散狀態之平面圖。
圖32係顯示實施例3的壓力分佈之平面圖。
圖33係顯示實施例3的氣體擴散狀態之平面圖。
圖34係顯示實施例4的壓力分佈之平面圖。
圖35係顯示實施例4的氣體擴散狀態之平面圖。
圖36係顯示氣體流動之剖面圖。
1‧‧‧真空容器
2‧‧‧旋轉台
4‧‧‧凸狀部
6‧‧‧氣流通道
7‧‧‧排氣導管
10‧‧‧成膜裝置
11‧‧‧頂板
12‧‧‧容器本體
14‧‧‧底面部
15‧‧‧搬送口
31‧‧‧第1處理氣體噴嘴
32‧‧‧第2處理氣體噴嘴
41‧‧‧分離氣體噴嘴
42‧‧‧分離氣體噴嘴
47‧‧‧突出部
61‧‧‧第1排氣口
62‧‧‧第2排氣口
721‧‧‧第1側壁
D1‧‧‧分離區域
D2‧‧‧分離區域
P1‧‧‧第1處理區域
P2‧‧‧第2處理區域
R‧‧‧旋轉方向
W‧‧‧晶圓

Claims (14)

  1. 一種成膜裝置，係於真空容器內將氣體供給至基板以於該基板上形成薄膜，其包含有：旋轉台，係設置於該真空容器內，其上面具備有沿圓周方向載置基板的複數個基板載置區域，且讓該基板載置區域進行旋轉；氣體噴嘴，係從該基板載置區域之內緣延伸至外緣般設置，而沿其長度方向形成有分別噴出氣體之複數個氣體噴出口；排氣口，係相對該氣體噴嘴於該旋轉台之旋轉方向側，而設置於較該旋轉台的外緣要外側，來將該氣體排出；以及限制部件，係設置為於該氣體噴嘴與該排氣口之間處，當基板載置於該基板載置區域時，在與該基板之間，從該基板載置區域之內緣延伸至外緣般，形成有讓氣體能通過之間隙，其並具有壁部，該壁部係從該基板載置區域之內緣至外緣間沿著至少一部分之區域處，分隔該氣體噴嘴與該排氣口之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該限制部件係包含有第1側壁，其係包含有該壁部般地從該基板載置區域之內緣延伸至外緣所設置，並設有將該氣體吸往該排氣口側用的開口部。
  3. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中該開口部 係於該第1側壁處，選擇性地設置於該基板載置區域之外緣側。
  4. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中該開口部係於該第1側壁處，選擇性地設置於該基板載置區域之內緣側。
  5. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其另包含有選擇性地覆蓋該第1側壁所設置之該開口部的一部分之遮蔽部件。
  6. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該壁部係與該氣體噴嘴之該複數氣體噴出口排列方向略呈平行般設置。
  7. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該限制部件另包含有延伸部件，該延伸部件包含：第1側壁，係包含有該壁部般地從該基板載置區域之內緣延伸至外緣所設置；第2側壁，係相對該第1側壁於該旋轉台之旋轉方向側，面向該第1側壁般，從該基板載置區域之內緣延伸至外緣般設置；以及上面部，係於該第1側壁與該第2側壁之上面處，從該基板載置區域之內緣朝向外緣，延伸至該排氣口上般設置。
  8. 如申請專利範圍第7項之成膜裝置，其中該第1側壁與該第2側壁係分別設置有開口部。
  9. 如申請專利範圍第8項之成膜裝置，其中該開口部 係由沿該延伸部件長邊方向排列之複數個槽縫所構成。
  10. 如申請專利範圍第7項之成膜裝置，其另包含有於該第1側壁與該第2側壁之下面處，從該基板載置區域之內緣延伸至外緣般設置的底面部，該底面部係設置有將該氣體吸往該排氣口側用的開口部。
  11. 如申請專利範圍第10項之成膜裝置，其中該開口部係由沿該延伸部件長邊方向排列之複數個槽縫所構成。
  12. 如申請專利範圍第10項之成膜裝置，其中該開口部係形成為越往該基板載置區域內緣側，其開口面積之比例則變得越大。
  13. 如申請專利範圍第7項之成膜裝置，其中該限制部件係包含有覆蓋該排氣口般地設置於較該旋轉台的周緣要外側之部位處，且與該延伸部件相連通所設置之排氣口蓋部件；該排氣口蓋部件係設置有將該氣體吸往該排氣口側用的開口部。
  14. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該成膜裝置係於該真空容器內複數次地反覆實施將複數種處理氣體依序供給至基板之循環以形成該薄膜。
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