TWI506159B - 成膜裝置 - Google Patents

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Description

成膜裝置
本發明係關於一種成膜裝置，詳而言之，係於真空容器內藉由反應氣體噴嘴所供給之反應氣體而於基板形成薄膜。
作為半導體製程之成膜方法，已知有一種藉由於真空氣氛下將至少2種反應氣體依序供給至基板(半導體晶圓，以下稱為「晶圓」)等表面來形成薄膜之方法。具體來說，該手法係進行多次例如使得第1反應氣體吸附於基板表面，然後將供給氣體切換為第2反應氣體，藉由兩氣體的反應而於晶圓表面形成1層或複數層之原子層或分子層之循環。藉由反覆地進行該循環，以層積該等層而於晶圓上來進行成膜。該製程被稱作例如ALD(Atomic Layer Deposition)或MLD(Molecular Layer Deposition)等，能對應循環次數而高精密度地進行膜厚控制，同時膜質的面內均勻性亦良好，而為一種能有效地對應半導體元件之薄膜化的方法。
作為適用於該成膜方法的範例例舉有使用在閘極氧化膜的高介電體膜之成膜。舉出一範例，在形成矽氧化膜(SiO2 膜)時，可使用例如二(特丁胺基)矽烷(以下稱作「BTBAS」)氣體等來作為第1反應氣體(原料氣體)，可使用臭氧氣體等來作為第2反應氣體(氧化氣體)。
實施該成膜方法的裝置已知有例如專利文獻1~8所揭示之裝置。針對該等裝置概略地說明：該裝置之真空容器內係設置有用以將複數片晶圓排列載置在圓周方向(迴轉方向)之載置台，以及對向該載置台而設置於真空容器上部，並用以將處理氣體供給至晶圓之複數個氣體供給部。
然後，將晶圓載置於載置台並將真空容器內減壓至特定的處理壓力且將晶圓加熱的同時，將載置台與上述氣體供給部繞鉛直軸周圍相對地迴轉。又，從氣體供給部將複數種氣體(例如上述第1反應氣體及第2反應氣體)供給至晶圓表面的同時，在供給反應氣體之氣體供給部彼此之間設置物理區隔壁，或將惰性氣體作為氣體簾幕而吹出。藉以將真空容器內第1反應氣體所形成之處理區域與第2反應氣體所形成之處理區域加以區劃。
雖然上述方式係將複數種反應氣體同時供給至共通的真空容器內，但藉由將各處理區域加以區劃以使該等反應氣體不會在晶圓上混合。因此，從迴轉中的晶圓觀之，上述第1反應氣體及第2反應氣體會介隔著上述區隔壁或氣體簾幕而依序被供給，因此可進行上述方法之成膜處理。
又，於真空容器內進行維修保養時，通常需將真空容器的頂板打開。此時必須將連接於頂板之反應氣體的配管卸下，而使得維修保養作業變得繁雑。又，當該配管內部反應氣體成為附著物而堆積時，亦有因配管的裝 卸造成該附著物脫落而成為微粒發生原因之虞。
再者，將反應氣體供給至真空容器內時，為了對該反應氣體預先進行預備處理(例如加熱處理或電漿處理)，而必須將用以進行該預備處理之預備處理單元載置在接近真空容器的位置(亦即頂板的上面)。然而，由於此種預備處理單元為大型重量物，故將該預備處理單元連同頂板一起升降時，必須對升降機構施以大的驅動力。再者，真空容器的上側必須預留使頂板升降之衝程部分的空間加上該預備處理單元高度部分的區域。因此，裝置的設置場所受到很大限制。
本發明係鑑於上述情事所發明者，其目的在於提供一種使得於真空容器內載置有基板之迴轉台迴轉以使基板公轉，且利用反應氣體噴嘴所供給之反應氣體來對基板進行成膜處理之裝置中，容易進行維修保養之成膜裝置。
專利文獻1：美國專利公報第6,634,314號。
專利文獻2：日本專利特開2001-254181號公報、圖1及圖2。
專利文獻3：日本專利第3144664號公報、圖1、圖2、申請專利範圍第1項。
專利文獻4：日本特開平4-287912號公報。
專利文獻5：美國專利公報第7,153,542號、圖8(a)、8(b)。
專利文獻6：日本專利特開2007-247066號公報、 段落0023~0025、0058、圖12及圖18。
專利文獻7：美國專利公開公報第2007-218701號。
專利文獻8：美國專利公開公報第2007-218702號。
本發明第1面向係提供一種使得於真空容器內載置有基板之迴轉台迴轉以使基板公轉，且利用反應氣體噴嘴所供給之反應氣體來對基板進行成膜處理之裝置中，容易進行維修保養之成膜裝置。
該第1面向之成膜裝置，係利用反應氣體而於基板表面形成薄膜，其包含有：迴轉台，係具有用以載置基板之基板載置區域；真空容器，係具有用以收納該迴轉台之容器本體及將該容器本體的上面氣密地封閉之頂板；開閉機構，係用以開閉該頂板；數根反應氣體噴嘴，係以貫穿該真空容器之該容器本體外周壁而對向於該基板載置區域的通過區域，且相互遠離地位於該迴轉台上之迴轉中心周圍不同的角度位置而被支撐於該外周壁之方式所設置，藉由從相對於該迴轉中心而沿著半徑方向所設置之氣體噴出孔來分別將反應氣體供給至基板表面以形成複數個處理區域；分離氣體供給機構，係設置於該處理區域之間的角度位置並藉由供給分離氣體來形成分離區域，以區劃該複數個處理區域之彼此間的氣氛；以及 真空排氣機構，係用以將該真空容器內的氣氛排氣。
根據該第1面向之至少1個實施例，使得於真空容器內載置有基板之迴轉台迴轉以使基板公轉，且利用反應氣體噴嘴所供給之反應氣體來對基板進行成膜處理之裝置中，反應氣體噴嘴係***組裝至真空容器之外周壁處的貫穿孔。因此，由於真空容器的頂板未連接有反應氣體噴嘴，故為了維修保養而開閉該頂板時不需進行反應氣體配管的裝卸作業。因此可容易地進行維修保養作業，又亦可抑制因配管的裝卸而造成微粒產生。再者，真空容器外周壁處的貫穿孔裝設有反應氣體噴嘴。因此，針對在該反應氣體噴嘴內流通之反應氣體進行預備處理時，可將預備處理單元設置在真空容器的側方側，且不會發生因將預備處理單元設置在頂板的上部而使得頂板的開閉驅動機構大型化之問題。
本發明第2面向係提供一種可調整反應氣體噴嘴水平方向的傾斜角度之成膜裝置。
該第2面向之成膜裝置，係藉由將反應氣體供給至基板表面以形成薄膜，其包含有：真空容器；基板載置部，係設置於該真空容器內，並將基板略水平方向地載置；反應氣體噴嘴，係對向於該基板載置部延伸設置以對該基板載置部表面供給反應氣體，其一端側係***至 該真空容器壁部之***孔；移動機構，係用以使該基板載置部相對於該反應氣體噴嘴進行相對性地移動；密封組件，係設置於該反應氣體噴嘴之該一端側與該真空容器之該壁部之間，以將該反應氣體噴嘴之該一端側在維持該真空容器內部的氣密性之狀態下固定；以及傾斜調整機構，係將真空容器之內部空間側部位從較該反應氣體噴嘴之該***孔要下側處加以支撐，並可調整該支撐位置的高度，以調整該反應氣體噴嘴之該水平方向的傾斜角度。
根據該第2面向的至少1個實施例，係將水平延伸之反應氣體噴嘴的一端側***至真空容器的壁部處之***孔。藉由該反應氣體噴嘴的一端側與該真空容器的壁部之間所設置的密封組件，以將該反應氣體噴嘴在維持真空容器的氣密性狀態下加以固定。又，藉由傾斜調整機構來將真空容器之內部空間側部位從較反應氣體噴嘴之該***孔要下側處加以支撐，並調整該支撐位置的高度。如上所述地，由於反應氣體噴嘴被固定於真空容器的部位要內側處，可調整反應氣體噴嘴之支撐位置的高度，故可調整反應氣體噴嘴之相對於水平軸的傾斜角度。該傾斜調整可調整為抑制例如於反應氣體噴嘴之前端側處的下垂，抑或調整為使得反應氣體噴嘴的前端側較基端側要更接近基板載置部。藉由進行此種傾斜調 整，則可進行例如使得從反應氣體噴嘴朝向基板所供給之反應氣體的吸附量在基板面內為一致等之調整。其結果便可進行良好的成膜處理。
本發明第1實施型態之成膜裝置係具有如圖1~圖3所示之俯視形狀為接近圓形的扁平狀真空容器1，以及設置於該真空容器1內並於該真空容器1的中心具有迴轉中心之迴轉台2。真空容器1係具有用以收納該迴轉台2之略呈杯型的容器本體12，以及將該容器本體12上面的開口部氣密地封閉之圓板狀頂板11。該真空容器1外側設置有如圖1所示之用以升降頂板11的開閉機構18。頂板11的側面位置處如圖3亦有顯示地，於橫跨圓周方向等間隔地(例如4處)連接有自該開閉機構18延伸之升降軸19。然後，藉由該開閉機構18，頂板11係透過升降軸19而在氣密地構成真空容器1之下位置與例如於真空容器1內進行維修保養之上位置之間進行開閉(升降)，並可自容器本體12裝卸之結構。該頂板11係藉由於下位置處使真空容器1內減壓，並經由設置於容器本體12上面的周緣部之環狀密封組件(例如O型環13)而氣密地壓接於容器本體12側。此外，本例中，升降軸19係連接於頂板11的側面位置處，但亦可連接於頂板11的上面側，又針對每個開閉機構18可分別設置升降軸19。又，該等圖1、圖3及後述之圖14A及 14B以外的圖式係省略開閉機構18及升降軸19的記載。
迴轉台2係以中心部固定於圓筒狀核心部21。該核心部21係固定於朝鉛直方向延伸之迴轉軸22上端。該迴轉軸22係貫穿真空容器1的底面部14，其下端係裝設於使該迴轉軸22以鉛直軸迴轉(本例中為順時針方向)之驅動部23。迴轉軸22及驅動部23係收納於上面具有開口的筒狀殼體20內。該殼體20係經由設置於其上面的凸緣部分而氣密地裝設於真空容器1的底面部14下面，以維持殼體20的內部氣氛與外部氣氛之氣密狀態。
如圖2及圖3所示，迴轉台2的表面部沿著迴轉方向(周圍方向)設置有用以載置複數片，例如5片基板之半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)的圓形凹部24。該凹部24係藉由迴轉台2的迴轉而以該迴轉台2的迴轉中心為中心並以鉛直軸公轉之結構。另外，圖3為了方便，僅在1個凹部24處描繪出晶圓W。圖4A及4B係將迴轉台2沿著同心圓裁切並橫向展開的展開圖。凹部24如圖4A所示，其直徑係僅較晶圓W的直徑略大(例如大4mm)，又其深度係設定為與晶圓W厚度相同的大小。因此，當晶圓W落入至凹部24時，則晶圓W的表面會與迴轉台2的表面(未載置晶圓W的區域)對齊。晶圓W表面與迴轉台2表面之間的高度差過大時，該段差部分會產生壓力變動，因此使晶圓W表面與迴轉 台2表面的高度一致有助於統一膜厚的面均勻性。所謂使晶圓W表面與迴轉台2表面的高度一致係指高度相同或兩面的差在5mm以內。但只要能對應於加工精密度等，兩面的高度差在趨近於零較佳。在凹部24的底面形成有供支撐晶圓W的內面並用以升降該晶圓W之例如後述的3根升降銷16(參照圖10)貫通之貫通孔(未圖示)。
凹部24係用以定位晶圓W以使得晶圓W不會因迴轉台2迴轉所產生的離心力而飛出。該基板載置區域(晶圓載置區域)並不限於凹部，可為例如於迴轉台2表面沿著晶圓W的圓周方向併排地設置有複數個引導晶圓W周緣的引導組件之結構。或在迴轉台2側設置靜電夾具等之夾具機構以吸附晶圓W時，則藉由該吸附來載置有晶圓W的區域便成為基板載置區域。
如圖2、圖3及圖5所示，在分別對應於迴轉台2之凹部24的通過區域之上位置處，於真空容器1的圓周方向(迴轉台2的迴轉方向)相隔地設置有例如分別由石英所構成之第1反應氣體噴嘴31、第2反應氣體噴嘴32及2根分離氣體噴嘴41、42。本例中，第2反應氣體噴嘴32、分離氣體噴嘴41、第1反應氣體噴嘴31及分離氣體噴嘴42係以該順序順時針方向地設置。該等反應氣體噴嘴31、32及分離氣體噴嘴41、42係以例如從真空容器1外周壁朝向迴轉台2的迴轉中心而對向於晶圓W水平延伸之方式裝設。其基端部(氣體導入埠 31a、32a、41a、42a)係貫穿該外周壁。該等噴嘴31、32、41、42係以相同的方法而分別裝設於真空容器1的側壁。因此以噴嘴31為代表針對該裝設構造利用圖6A及6B加以說明。
真空容器1側壁處形成有用以裝設噴嘴31之貫穿孔100。該貫穿孔100內自真空容器1外側***有略呈圓筒狀之外套筒101。於真空容器1外側處，形成於外套筒101的端面之凸緣部與該真空容器1的側壁係透過(未圖示)環狀樹脂密封材料(O型環)等並藉由螺絲102而被加以固定。該外套筒101內部空間係形成有前端側(真空容器1的內壁側)縮徑為錐狀之縮徑部101a。又，該外套筒101內，連接於自氣體導入埠31a延伸之氣體供給管31b的管狀連接部103係自真空容器1外側***。該連接部103前端部與上述縮徑部101a之間設置有從兩側被夾在O型環104、104之間之環狀內套筒105。然後，該內套筒105內，從真空容器1內壁側***有上述噴嘴31的基端部。該基端部的開口端係位於較連接部103的前端部要更後側處(真空容器1的外壁側)。
當連接部103被固定組件(未圖示)推壓至縮徑部101a時，O型環104、104會被壓扁而使得外套筒101與噴嘴31經由O型環104、104而氣密地壓接以保持該噴嘴31，而當連接部103自縮徑部101a遠離時，可經由真空容器1之內部區域來將該噴嘴31卸下。此外， 亦可將噴嘴31氣密地固定於該連接部103內側，而從真空容器1外側一起裝卸連接部103與噴嘴31。此時，在裝卸噴嘴31時不需開閉頂板11，故更易更換噴嘴31。
如上述圖3所示，用以裝設該噴嘴31(32、41、42)之裝設孔(貫穿孔100)係橫越後述搬送口15並橫跨圓周方向而等間隔地形成於複數位置處(例如21處)。本例中，該等貫穿孔100之開口口徑等尺寸為相同的值，以使反應氣體噴嘴31、32的裝設孔可兼作為分離氣體噴嘴41、42的裝設孔。然後，未裝設有噴嘴31(32、41、42)貫穿孔100則藉由(未圖示)覆蓋組件而被氣密地密閉。
反應氣體噴嘴31、32為從介設有(未圖示)閘閥或流量調整部的氣體供給管31b、32b分別供給第1反應氣體(BTBAS(二(特丁胺基)矽烷)氣體)及第2反應氣體(O3 (臭氧)氣體)之結構。如圖2及圖3所示，反應氣體噴嘴32於真空容器1的側面位置(上游側)連接有用以加熱在該反應氣體噴嘴32內通流的O3 氣體之預備處理單元(加熱處理單元120)。該加熱處理單元120於內部設置有加熱器(未圖示)等加熱機構。藉此，可將O3 氣體加熱至例如300℃。又，分離氣體噴嘴41、42為從介設有(未圖示)閘閥或流量調整部之氣體供給管供給分離氣體(N2 氣體；氮氣)之結構。
反應氣體噴嘴31、32於噴嘴的長度方向等間隔地(例如相隔10mm)排列設置有朝向正下方之用以將反應 氣體向下側噴出的氣體噴出孔33(例如口徑0.5mm)。又，分離氣體噴嘴41、42於長度方向等間隔地(例如相隔10mm左右)穿設有朝向正下方之用以將分離氣體向下側噴出的氣體噴出孔40(例如口徑0.5mm)。反應氣體噴嘴31、32之氣體噴出孔33與晶圓W間的距離為例如1~4mm，較佳為2mm。分離氣體噴嘴41、42之氣體噴出孔40與晶圓W間的距離為例如1~4mm，較佳為3mm。反應氣體噴嘴31、32下方區域則成為分別使BTBAS氣體吸附在晶圓W之第1處理區域91及使O3 氣體吸附在晶圓W之第2處理區域92。
分離氣體噴嘴41、42係形成用以分離該第1處理區域91與第2處理區域92之分離區域D。該分離區域D之真空容器1的頂板11如圖2~圖4所示，係設置有以迴轉台2的迴轉中心為中心且於圓周方向將沿著真空容器1內周壁的附近所描繪之圓分割所構成而平面形狀為扇形並向下方突出之凸狀部4。分離氣體噴嘴41、42係被收納於該凸狀部4以該圓的圓周方向中央向該圓的半徑方向延伸所形成之溝部43內。亦即，從分離氣體噴嘴41(42)中心軸至凸狀部4的扇形兩緣(迴轉台2之迴轉方向上游側的邊緣及下游側的邊緣)的距離係設定為相同長度。
又，溝部43在本實施形態中係將凸狀部4二等分。其他實施形態中，例如從溝部43觀之，亦可以凸狀部4之迴轉台2的迴轉方上游側較該迴轉方向下游側要寬 廣之方式來形成溝部43。
因此，分離氣體噴嘴41、42的該迴轉方向兩側係存在有該凸狀部4的下面(例如平坦的低頂面44(第1頂面))，該頂面44的該迴轉方向兩側則存在有較該頂面44更高的頂面45(第2頂面)。該凸狀部4的功能係與迴轉台2之間形成狹窄空間(分離空間)，以阻止第1反應氣體及第2反應氣體的侵入，並阻止該等反應氣體的混合。
亦即，以分離氣體噴嘴41為例，係阻止O3 氣體從迴轉台2之迴轉方向上游側侵入，並阻止BTBAS氣體從迴轉方向下游側侵入。所謂的「阻止氣體的侵入」係指分離氣體噴嘴41所噴出之分離氣體(N2 氣體)在第1頂面44與迴轉台2的表面之間擴散，本例中係向鄰接於該第1頂面44之第2頂面45的下側空間噴出，藉此使得來自該鄰接空間的氣體無法侵入的意思。然後，所謂「氣體無法侵入」並不僅指從鄰接空間完全無法進入至凸狀部4下側空間的情況，而亦指雖然有少許侵入，但是分別從兩側侵入之O3 氣體及BTBAS氣體在凸狀部4內無法交會的情況，只要有這樣的作用，便可以發揮分離區域D角色之分離第1處理區域P1及第2處理區域P2之氣氛的作用。因此狹窄空間的狹隘程度係設定為狹窄空間(凸狀部4的下方空間)與鄰接於該空間之區域(本例中為第2頂面45的下方空間)的壓力差為可確保「氣體無法侵入」作用之大小程度。又，吸附在晶圓W 表面的氣體當然能通過分離區域D內，所指的氣體的阻止侵入係指氣相中的氣體。
本例中，係以直徑300mm的晶圓W作為被處理基板。該情況下，凸狀部4在與迴轉台2之迴轉中心相距140mm的部位(與後述突出部5的交界部位)，其圓周方向的長度(與迴轉台2為同心圓之圓弧長度)為例如146mm，而於晶圓W的載置區域(凹部24)之最外側部位，其圓周方向的長度為例如502mm。又，如圖4A所示，該外側部位中，從分離氣體噴嘴41(42)兩側至分別位於左右的凸狀部4之圓周方向的長度L為246mm。
又，如圖4A所示，凸狀部4的下面，亦即頂面44至迴轉台2表面的高度h可為例如約0.5mm~約10mm，以約4mm為佳。此時，迴轉台2的轉速係設定為例如1rpm~500rpm。為了確保分離區域D的分離功能，宜對應迴轉台2的轉速，例如基於實驗等來設定凸狀部4的大小，或凸狀部4的下面(第1頂面44)與迴轉台2表面之高度h。又，分離氣體不限於氮氣(N2 )而可利用氬氣(Ar)氣體等惰性氣體，但不限於此類氣體而亦可為氫氣(H2 )等，只要是對成膜處理不會造成影響的氣體，關於氣體種類並未特別限制。
另一方面，頂板11的下面沿著該核心部21的外周設置有與較迴轉台2之核心部21要更外周側的部位呈對向之突出部5。該突出部5係接連著凸狀部4之迴轉台2的迴轉中心側的部位而形成，其下面係與凸狀部4 的下面(頂面44)為相同高度。圖2及圖3係顯示於較該頂面45要低且較分離氣體噴嘴41、42要高的位置處將頂板11水平地剖切。此外，突出部5與凸狀部4不限於一體成型，而亦可為分別的個體。
真空容器1之頂板11的下面，亦即從迴轉台2的晶圓載置區域(凹部24)所見之頂面，如上所述，係於圓周方向存在有第1頂面44與較該頂面44要高之第2頂面45。圖1係顯示設置有高頂面45之區域的縱剖面，圖7係顯示設置有低頂面44之區域的縱剖面。扇形凸狀部4的周緣部(真空容器1的外緣側部位)如圖2及圖7所示，係形成有對向於迴轉台2的外端面而彎曲呈L形之彎曲部46。由於扇形凸狀部4係設置於頂板11側，並可自容器本體12卸下，因此該彎曲部46的外周面與與容器本體12之間存在有極微小的間隙。設置該彎曲部46的目的亦與凸狀部4同樣地，係為了防止來自兩側之反應氣體的侵入以防止兩反應氣體之混合。該彎曲部46內周面與迴轉台2外端面之間的間隙，以及彎曲部46外周面與容器本體12之間的間隙係設定為與相對於迴轉台2表面之頂面44的高度h相同的尺寸。本例中，從迴轉台2的表面側區域可見到彎曲部46的內周面係構成真空容器1的內周壁。
容器本體12的內周壁於分離區域D處如圖7所示，係接近該彎曲部46的外周面而形成為垂直面，而於分離區域D以外的部位處則如圖1所示，例如從對向 於迴轉台2外端面之部位橫跨底面部14而成為縱剖面形狀係具有矩形缺角而向外側凹陷之構造。
將該凹陷部位與上述第1處理區域91及第2處理區域92相連通的區域分別稱為第1排氣區域E1及第2排氣區域E2。該等第1排氣區域E1及第2排氣區域E2的底部如圖1及圖3所示，係分別形成有第1排氣口61及第2排氣口62。第1排氣口61及第2排氣口62如上述圖1所示，係經由介設有閘閥65之排氣管63而連接至真空排氣機構(例如真空幫浦64)。
為了確實發揮分離區域D的分離作用，該等排氣口61、62從俯視方向來看時係設置於該分離區域D的該迴轉方向兩側。詳而言之，從迴轉台2之迴轉中心觀之，第1處理區域91與相對於該第1處理區域91而鄰接於例如迴轉方向下游側之分離區域D之間形成有第1排氣口61，而從迴轉台2之迴轉中心觀之，第2處理區域92與相對於該第2處理區域92而鄰接於例如迴轉方向下游側之分離區域D之間形成有第2排氣口62，以專門進行各反應氣體(BTBAS氣體及O3 氣體)的排氣。本例中，其中一排氣口61係設置於第1反應氣體噴嘴31與相對於該反應氣體噴嘴31而鄰接於該迴轉方向下游側的分離區域D之第1反應氣體噴嘴31側的邊緣延長線之間，而另一排氣口62係設置於第2反應氣體噴嘴32與相對於該反應氣體噴嘴32而鄰接於迴轉方向下游側的分離區域D之第2反應氣體噴嘴32側的邊 緣延長線之間之間。亦即，第1排氣口61係設置於圖3中的直線L1(以一點虛線所示之通過迴轉台2中心與第1處理區域91)，與直線L2(通過迴轉台2中心與鄰接於該第1處理區域91下游側之分離區域D的上游側邊緣)之間，而第2排氣口62係位於該圖3中的直線L3(以二點虛線所示之通過迴轉台2中心與第2處理區域92)，與直線L4(通過迴轉台2中心與鄰接於該第2處理區域92下游側之分離區域D的上游側邊緣)之間。
此外，排氣口的設置數可不限於2個，例如亦可在包含有分離氣體噴嘴42的分離區域D與相對於該分離區域D而鄰接於迴轉方向下游側的第2反應氣體噴嘴32之間再增設第3個或第4個以上排氣口。本例係藉由將排氣口61、62設置於較迴轉台2要低的位置來將氣體從真空容器1內周壁與迴轉台2周緣間的間隙排除。此為其中一例，但排氣口61、62不限於設置在真空容器1的底面部，而亦可設置在真空容器1的側壁。又，將排氣口61、62設置在真空容器1的側壁時，亦可設置在較迴轉台2要高的位置。藉由以上述方式來設置排氣口61、62，則迴轉台2上的氣體會流向迴轉台2外側，因此與從對向於迴轉台2之頂面來排氣時的情況相比，對抑制微塵粒子被吹起的觀點來看較為有利。
如圖1及圖8所示，加熱機構(加熱器單元7)係設置於該迴轉台2與真空容器1的底面部14之間的空間。藉由此加熱器單元7並透過迴轉台2來將迴轉台2 上的晶圓W加熱至製程條件所決定的溫度。於該迴轉台2周緣附近的下側，為了將從迴轉台2的上方空間至排氣區域6的氣氛與設置有加熱器單元7的氣氛區隔開來，而將加熱器單元7整圈圍繞地設置有覆蓋組件71。該覆蓋組件71的上緣係向外側彎曲形成為凸緣狀，藉由縮小其彎曲面與迴轉台2下面間的間隙，可抑制氣體從外側侵入至覆蓋組件71內。
位在較設置有加熱器單元7之空間更接近迴轉中心的部位之底面部14，係接近迴轉台2下面的中心部附近及核心部21，而於其之間成為狭窄空間。又，貫穿該底面部14之迴轉軸22的貫穿孔處，其內周面與迴轉軸22的間隙亦非常狭窄。該等狭窄空間係連通至該殼體20內。然後該殼體20係設置有用以將吹淨氣體(N2 氣體)供給至該狹窄空間內並進行吹淨之吹淨氣體供給管72。又，真空容器1的底面部14於加熱器單元7下側位置之圓周方向的複數部位處，係設置有用以吹淨加熱器單元7的設置空間之吹淨氣體供給管73。
藉由如此地設置吹淨氣體供給管72、73，如圖9中以箭頭來表示吹淨氣體的流動，藉由N2 氣體來吹淨從殼體20內至加熱器單元7之設置空間的空間，該吹淨氣體係從迴轉台2與覆蓋組件71之間的間隙經由排氣區域E而從排氣口61、62被排氣。藉此可防止BTBAS氣體或O3 氣體從上述第1處理區域91與第2處理區域92中的一者經由迴轉台2下方而進入另一者，故該吹 淨氣體亦可達成分離氣體的功效。
又，分離氣體供給管51係連接於真空容器1之頂板11的中心部，以向頂板11與核心部21之間的空間52供給分離氣體(N2 氣體)。被供給至該空間52之分離氣體係經由該突出部5與迴轉台2的狹窄間隙50而沿著迴轉台2之晶圓載置區域側的表面朝向周緣被噴出。由於被該突出部5圍繞的空間充滿了分離氣體，因此可防止反應氣體(BTBAS氣體或O3 氣體)在第1處理區域91與第2處理區域92之間經由迴轉台2的中心部而發生混合。亦即，為了分離第1處理區域91與第2處理區域92的氣氛，該成膜裝置係具有藉由迴轉台2之迴轉中心部與真空容器1而被加以區劃，並利用分離氣體來吹淨，且沿著該迴轉方向形成有將分離氣體噴出至該迴轉台2表面的噴出口之中心部區域C。此外，此處所指的噴出口係相當於該突出部5與迴轉台2的狹窄間隙50。
再者，如圖2、圖3及圖10所示，真空容器1的側壁形成有用以在外部的搬送臂10與迴轉台2之間進行晶圓W的收送之搬送口15。該搬送口15係藉由閘閥(未圖示)而加以開閉。又，迴轉台2之晶圓載置區域(凹部24)係在面臨該搬送口15的位置來與搬送臂10之間進行晶圓W的收送，因此在迴轉台2的下側對應於該收送位置的部位，設置有用以貫穿凹部24並將晶圓W從內面提昇之收送用昇降銷16的昇降機構(未圖示)。
又，該成膜裝置如上述圖1所示，係設置有用以進行裝置整體作動的控制之電腦構成的控制部80。該控制部80具有CPU、記憶體及處理程式。該記憶體針對每個製程配方(recipe)皆設有寫入有噴嘴31、32、41、42所供給之BTBAS氣體、O3 氣體及N2 氣體的流量、處理壓力等處理條件之區域。處理程式係由將寫入上述記憶體的製程配方讀出，配合該製程配方將控制訊號傳送至成膜裝置的各部，並藉由進行後述各步驟以進行晶圓W的處理之命令所組成。該程式係從硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡、軟碟等記憶媒體(記憶部85)被安裝至控制部80內。
接下來，針對上述實施形態的作用，參照圖11~圖16加以說明。首先，打開閘閥(未圖示)並從外部利用搬送臂10經由搬送口15來將晶圓W收送至迴轉台2的凹部24內。該收送係當凹部24停止在面臨搬送口15的位置時，如圖10所示，藉由升降銷16經由凹部24底部的貫通孔而從真空容器1的底部側升降所進行。此種晶圓W的收送係藉由間歇地迴轉迴轉台2而進行，以分別將晶圓W載置於迴轉台2的5個凹部24內。接下來，使迴轉台2以特定轉速(例如240rpm)順時針方向地迴轉。然後，將閘閥65全部打開並將真空容器1內真空抽氣，且藉由加熱器單元7來將晶圓W加熱至設定溫度(例如350℃)。詳而言之，係藉由加熱器單元7來將迴轉台2預先加熱至例如350℃。藉由載置於該迴 轉台2以如上所述地將晶圓W加熱至設定溫度。
接著，調整閘閥65的開合度以使真空容器1內達到特定的真空度，並從第1反應氣體噴嘴31及第2反應氣體噴嘴32分別供給例如200sccm、10000sccm的BTBAS氣體及O3 氣體至真空容器1內。此時，加熱處理單元120係設定為使O3 氣體的溫度達到300℃。因此如圖11所示，以該設定溫度所加熱之活性化後的O3 氣體會被供給至真空容器1內。又，如圖12所示，橫跨晶圓W的徑向(從迴轉台2周緣側朝向中央側)係形成有噴嘴31、32之氣體噴出孔33。又該氣體噴出孔33係與晶圓W接近。因此，晶圓W會被供給有濃度高且濃度分佈均勻的反應氣體。又，從分離氣體噴嘴41、42分別供給例如10000sccm、10000sccm的N2 氣體至真空容器1內的同時，從分離氣體供給管51及吹淨氣體供給管72以特定的流量將N2 氣體供給至中心部區域C及上述狹窄空間內。
然後，晶圓W係藉由迴轉台2的迴轉，而交互地通過第1處理區域91與第2處理區域92。藉此，BTBAS氣體會吸附在晶圓W，接著吸附O3 氣體而將之BTBAS分子氧化，而形成1層或複數層的氧化矽分子層。藉此可使氧化矽分子層依序層積而形成特定膜厚的矽氧化膜。此處，如上所述晶圓W的加熱溫度為低溫，但係於將O3 氣體供給至真空容器1內前，預先在加熱處理單元120中加熱並使其活性化。因此，吸附在晶圓W 表面之BTBAS分子會迅速且確實地被氧化。又，如上所述，可將濃度高且均勻的反應氣體供給至晶圓W附近。因此，會很快地發生反應氣體對晶圓W表面的吸附或氧化反應，即使如上述般地迴轉台2的轉速很快，仍可在橫跨晶圓W的面內形成膜厚及膜質均勻的薄膜。
此時，第1處理區域91及第2處理區域92之間供給有N2 氣體，又中心部區域C處亦供給有分離氣體之N2 氣體。因此，如圖13所示，可將各氣體排氣而BTBAS氣體與O3 氣體不會相互混合。又，分離區域D中，彎曲部46與迴轉台2外端面之間的間隙係如上所述地變得狹窄。因此，BTBAS氣體與O3 氣體不會經由迴轉台2外側而相互混合。因此，可完全分離第1處理區域91的氣氛與第2處理區域92的氣氛，而分別從排氣口61將BTBAS氣體排氣，從排氣口62將O3 氣體排氣。其結果為，BTBAS氣體及O3 氣體即使在氣氛中也不會在晶圓W上相互混合。
又，本例中，沿著設置有反應氣體噴嘴31、32之第2頂面45下側的空間而於容器本體12內周壁處，如上所述內周壁係被裁切而變得寬廣。排氣口61、62係位於該寬廣空間的下方。因此，第2頂面45下側的空間的壓力係較第1頂面44下側的狹窄空間及該中心部區域C的各壓力要低。
又，由於係利用N2 氣體來吹淨迴轉台2的下側，因此完全不會有流入排氣區域E之氣體通過迴轉台2 下側(例如BTBAS氣體流入O3 氣體的供給區域)之虞。如此地在成膜處理結束後，停止供給氣體、將真空容器1內真空排氣後，停止迴轉迴轉台2並以和搬入動作相反的動作而利用搬送臂10來將各晶圓W依序搬出。
此處記載處理參數的一例，迴轉台2的轉速在以直徑300mm的晶圓W作為被處理基板時為例如1rpm~500rpm，來自真空容器1中心部之分離氣體供給管51的N2 氣體流量為例如5000sccm。又，針對1片晶圓之反應氣體的供給循環數，亦即晶圓分別通過過處理區域91、92的次數係配合目標膜厚而改變，但為多數次(例如600次)。
之後，於例如真空容器1內進行維修保養時，驅動開閉機構18以使頂板11從圖14A的位置上升至圖14B的位置。然後，例如更換噴嘴31、32時或改變噴嘴31、32的裝設位置時，使連接部103從真空容器1的壁面向外側離開，而如圖15所示地從真空容器1內側將噴嘴31、32卸下。之後，設置新的噴嘴31、32時，以和卸下時相反的順序裝設噴嘴31、32。另一方面，改變噴嘴31、32的裝設位置時，將位於噴嘴31、32的新裝設位置之真空容器1側壁處的貫穿孔100所設置的覆蓋組件(未圖示)卸下，再透過外套筒101、內套筒105及O型環104、104從真空容器1內側裝設噴嘴31、32，並將覆蓋組件(未圖示)氣密地固定於位在噴嘴31、32的卸下位置之貫穿孔100。依上述方式來改變噴嘴31、 32的裝設位置之範例中，如圖16所示，該成膜裝置中較搬送口15要靠近迴轉台2的迴轉方上游側之貫穿孔100會裝設有噴嘴32。該成膜裝置中亦同樣地以各反應氣體不會相互混合之方式來排氣，並重複多次使BTBAS吸附在晶圓W表面，然後利用O3 氣體來將BTBAS氣體氧化之循環而形成薄膜。
根據上述實施形態，在將2種反應氣體(BTBAS氣體及O3 氣體)依序供給至晶圓W表面而形成薄膜時，將於長度方向形成有多個氣體噴出孔33之反應氣體噴嘴31、32***並裝設於真空容器1外周壁處的貫穿孔100。該結構中，頂板11的上面未連接有用以供給反應氣體之氣體供給管31b、32b。因此，為了在真空容器1內進行維修保養而將頂板11提昇至上方時，不需進行該等氣體配管(氣體供給管31b、32b)的裝卸。因此，維修保養作業較易進行，且即使有反應氣體的附著物堆積在該等氣體配管內部，因為不需進行氣體配管的裝卸故可抑制微粒產生。又，由於反應氣體的配管係連接於真空容器1的側壁，故對反應氣體進行預備處理時，可將預備處理單元(例如加熱處理單元120)設置在真空容器1的側面位置。因此，為了進行維修保養而將頂板11上升時，不需將這樣的加熱處理單元120上升，故開閉機構18所需的驅動力較小。因此，該開閉機構18可較將該加熱處理單元120載置在頂板11上的情況要更簡單化。又，在真空容器1的上方位置不需設置加熱處理 單元120高度部分的空間，故可增加該成膜裝置之設置場所的自由度。
又，噴嘴31、32及噴嘴41、42的裝設孔(貫穿孔100)可兼用地(共通化地)橫跨圓周方向而形成於真空容器1的側壁。因此，可改變噴嘴31、32、41、42的裝設位置。藉此，可容易地調整晶圓W與各反應氣體的接觸時間。因此，例如可配合所使用之反應氣體種類或反應氣體流量來選擇噴嘴31、32、41、42的適當位置。因此，可容易地進行裝置調整，並獲得適當的薄膜。此處，改變噴嘴31、32、41、42的裝設位置時，亦可調整凸狀部4或排氣口61、62的位置。
再者，以從貫穿孔100朝向迴轉台2的迴轉中心而接近晶圓W之方式來設置噴嘴31、32。因此，可提高晶圓W附近位置之反應氣體濃度，並使朝晶圓W表面之反應氣體的吸附與該反應氣體的氧化迅速地進行。藉此，例如可高速地迴轉迴轉台2，故可在短時間內高速地重複由BTBAS氣體之吸附與該BTBAS氣體之氧化所構成的處理循環。因此相較於例如不使用噴嘴31、32而從真空容器1的頂板11吹附反應氣體的情況，可更加快成膜速度。
又，可利用已針對各反應氣體而調整過氣體噴出孔33的配列或間隔之噴嘴31、32。因此，可調整噴嘴31、32的長度方向之各反應氣體濃度。藉此，可使晶圓W面內的膜厚或膜質均勻化。
再者，將噴嘴31(32、41、42)從真空容器1卸下時，係將頂板11上升並透過該真空容器1內部區域來裝卸噴嘴31。因此，不需在真空容器1的側面位置設置噴嘴31之長度部分的空間。藉此，可有效地利用空間。
又再者，如上所述將複數晶圓W設置在迴轉台2的迴轉方向，迴轉迴轉台2並依序通過第1處理區域91與第處理區域92，即進行所謂的ALD(或MLD)處理，因此可高產能地進行成膜處理。然後，將在第1處理區域91與第處理區域92之間具有低頂面之分離區域D設置在迴轉方向，並將分離氣體從藉由迴轉台2的迴轉中心部與真空容器1所區隔開來的中心部區域C朝向迴轉台2周緣噴出，將擴散至分離區域D兩側之分離氣體及中心部區域C所噴出之分離氣體連同反應氣體一起透過迴轉台2周緣與真空容器1內周壁的縫隙排氣，因此可防止兩反應氣體的混合，其結果為，可進行良好的成膜處理，且迴轉台2上完全不會產生反應生成物或會被盡量地抑制而可抑制微塵粒子的發生。此外，本發明亦可適用在於迴轉台2載置1片晶圓W的情況。
上述例中，雖設置了作為預備處理單元之加熱處理單元120，但如圖17所示，亦可設置具有將反應氣體電漿化的高頻電源(未圖示)之電漿處理單元121。此時，亦可取代噴嘴32，或連同噴嘴32一起將該電漿處理單元121設置在供給BTBAS氣體之噴嘴31的側面位置。
又，亦可設置例如用以升降迴轉台2的迴轉軸22之升降機構(未圖示)，以將氣體噴出孔33與晶圓W之間的尺寸調整在例如1mm~5mm的範圍內。此時，可採用將於外周側設置有例如上下延伸的凸狀卡合部之升降軸配置在迴轉軸22內部，以藉由該升降軸來自由升降地支撐迴轉台2，並於迴轉軸22內周側以嵌合於該卡合部之方式來形成上下延伸之凹部(皆未圖示)，而藉由升降機構(未圖示)並透過升降軸來調整迴轉台2的高度位置後，藉由迴轉軸22來一起迴轉升降軸與迴轉台2之結構。
本發明適用的處理氣體除了上述例子中所提到的，亦可為DCS(二氯矽烷)、HCD(六氯二矽甲烷)、TMA(三甲基鋁)、3DMAS(三(二甲胺基)矽烷)、TEMAZ(四(乙基甲基胺基酸)-鋯)、TEMAH(四(乙基甲基胺基酸)-鉿)、Sr(THD)2 (二(四甲基庚二酮酸)-鍶)、Ti(MPD)(THD)((甲基戊二酮酸)(雙四甲基庚二酮酸)-鈦)、單胺基矽烷等。
又，本發明除了上述ALD製程以外，亦可適用於使晶圓W以特定時間停止在例如第1處理區域91以成膜有第1薄膜，接著使該晶圓W以特定時間停止第2處理區域92以成膜有第2薄膜之CVD製程。此時，第1薄膜與第2薄膜係2層以上而交互地層積成複數層之薄膜，故可獲得與上述範例相同的效果。
又，該分離區域D的頂面44中，相對於該分離氣 體噴嘴41、42之迴轉台2的迴轉方向上游側部位，較佳地係越接近外緣部位則該迴轉方向的寬度越寬。其原因為因為迴轉台2的迴轉，從上游側朝向分離區域D之氣體流動係越接近外緣則速度越快的緣故。從此觀點來看，如上所述將凸狀部4構成為扇形實為良策。
然後，如圖18A及圖18B中以上述分離氣體噴嘴41為代表所示地，例如以直徑300mm的晶圓W作為被處理基板時，較佳地，於該分離氣體噴嘴41(42)兩側處分別形成有狭窄空間之該第1頂面44，在晶圓W之中心WO沿著迴轉台2之迴轉方向所通過部分的寬度尺寸L為50mm以上。為了有效地阻止反應氣體從凸狀部4兩側侵入至該凸狀部4下方(狹窄空間)，上述寬度尺寸L較短時，則亦須配合其而使第1頂面44與迴轉台2間的距離變小。再者，將第1頂面44與迴轉台2間的距離h設定為某個尺寸時，由於愈遠離迴轉台2的迴轉中心，則迴轉台2的速度愈快。因此為了獲得阻止反應氣體侵入之效果，愈離開迴轉中心則所要求之寬度尺寸L便必須愈長。從該觀點來考量，當晶圓W的中心WO所通過部分之上述寬度尺寸L較50mm要小時，則必須使第1頂面44與迴轉台2的距離相當地小，因此在迴轉迴轉台2時，為了防止迴轉台2或晶圓W與第1頂面44碰撞，必須想辦法盡量抑制迴轉台2的振動。再者，迴轉台2的轉速愈高，則反應氣體愈容易從凸狀部4上游側侵入該凸狀部4下側。因此上述寬度尺寸L較 50mm要小時，則必須降低迴轉台2的轉速，對產能來說並非良策。因此，寬度尺寸L為50mm以上較佳，但並非當50mm以下時就無法獲得本發明的效果。亦即，該寬度尺寸L較佳為晶圓W直徑的1/10~1/1，更佳為約1/6以上。
又，較佳係使低頂面44位在分離氣體供給機構之迴轉方向兩側，但亦可不在分離氣體噴嘴41、42兩側設置凸狀部4，而是將N2 氣體從分離氣體噴嘴41、42朝下方噴出以形成氣體簾幕，並藉由該氣體簾幕來分離處理區域91、92。
用以加熱晶圓W之加熱機構不限於利用電阻發熱體之加熱器，而亦可為燈式加熱裝置，並可設置在迴轉台2上側來取代設置於迴轉台2下側，抑或上下兩者皆設置亦可。又，上述反應氣體的反應在低溫(例如常溫)中發生時，亦可不設置此種加熱機構。
此處，有關處理區域91、92及分離區域D的各配置則舉出上述實施形態以外的其他例子加以說明。以上已說明分離區域D亦可為將扇形凸狀部4於圓周方向分割為2個，並於其間設置有分離氣體供給噴嘴41(42)之結構，圖19係顯示此種結構的一例之俯視圖。此時，扇形凸狀部4與分離氣體噴嘴41(42)的距離或扇形凸狀部4的大小等係考慮分離氣體的噴出流量或反應氣體的噴出流量等以使分離區域D可有效地發揮分離作用而設定。
上述實施形態中，該第1處理區域91及該第2處理區域92，其頂面係相當於較該分離區域D的頂面更高之區域。但亦可為第1處理區域91及第2處理區域92中至少其中一者具有與分離區域D同樣地，係面向該迴轉台2而設置於反應氣體供給機構之該迴轉方向兩側，並較該分離區域D之該迴轉方向兩側的頂面(第2頂面45)要低之頂面(例如與分離區域D之第1頂面44相同高度的頂面)，以形成用以防止氣體侵入該頂面與該迴轉台2之間的空間之結構。
又，亦可為於反應氣體噴嘴31(32)兩側設置有低頂面，除了設置有分離氣體噴嘴41(42)及反應氣體供給噴嘴31(32)的區域以外，在對向於迴轉台2的區域整面設置有凸狀部4之結構。
本發明不限於利用2種反應氣體，而亦可適用於將3種以上的反應氣體依序供給至基板上的情況。該情況下，例如依照第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、分離氣體噴嘴的順序來將各氣體噴嘴設置於真空容器1的圓周方向，並使包含有各分離氣體噴嘴之分離區域為上述實施形態之結構。
利用上述成膜裝置之基板處理裝置顯示於圖20。圖20中，元件符號111係收納例如25片晶圓而被稱為晶圓匣盒的密閉型搬送容器、元件符號112係設置有搬送臂113之大氣搬送室、元件符號114、115係可將氣 氛在大氣氣氛與真空氣氛間切換之裝載室(預備真空室)、元件符號116係設置有2座搬送臂117a、117b之真空搬送室、元件符號118、119係本發明之成膜裝置。將搬送容器111從外部搬送至具有載置台(未圖示)之搬入搬出埠並連接至大氣搬送室112後，藉由開閉機構(未圖示)來將蓋子打開，並利用搬送臂113將晶圓W從該搬送容器111內取出。接下來，搬入至裝載室114(115)內並將該室內從大氣氣氛切換至真空氣氛，之後利用搬送臂117a、117b來將晶圓W取出，並搬入至成膜裝置118、119其中一者以實施上述成膜處理。如此地藉由具備複數個(例如2個)例如5片處理用之上述實施型態的成膜裝置，而可高產能地進行所謂的ALD(MLD)。
以下針對本發明第2面向加以說明。半導體製程中之成膜方法已知有一種製程，係於真空氣氛下使第1反應氣體吸附在基板(半導體晶圓，以下稱為「晶圓」)等的表面，接著將所供給之氣體切換至第2反應氣體，藉由兩氣體的反應而形成一層或複數層的原子層或分子層，並藉由進行多次該循環而層積該等的層以在基板上進行成膜。該製程被稱為例如ALD(AtomicLayerDeposition，原子層堆積)或MLD(MolecularLayerDeposition，分子層堆積)等。藉由此製程，可配合循環次數而高精密度地控制膜厚，且膜質的面內均勻性亦佳，故為一種可對應半導體元件的薄膜化之有效方法。
適用此種成膜方法的例子舉例來說有例如被用在閘極氧化膜之高介電體膜的成膜。舉一個例子，在形成矽氧化膜(SiO2 )時，第1反應氣體(原料氣體)係使用例如二(特丁胺基)矽烷(以下稱為「BTBAS」)氣體等，第2反應氣體(氧化氣體)則係使用臭氧氣體等。
實施此種成膜方法的裝置係利用在真空容器的中央上方具有氣體簇射頭之枚葉式成膜裝置，而評估一種從基板的中央部上側供給反應氣體，而未反應的反應氣體及反應副產物則從處理容器底部被排氣之方法。然而，上述之成膜方法由於以吹淨氣體來進行氣體的置換需花費較長時間，且循環次數亦可能高達例如數百次，而有所謂處理時間過長的問題，因此期望有一種能以高產能來進行處理之裝置、方法。
因此如例如上述專利文獻2、3所記載地，係提出一種例如於圓周方向將複數片基板載置於圓形載置台上，並藉由一邊迴轉該載置台一邊將反應氣體切換並供給至該基板以進行成膜之裝置。例如專利文獻3中，係提出一種從反應容器的頂部將反應氣體供給至該反應容器內，並於載置台的圓周方向設置供給有相異反應氣體所區劃的複數個處理空間之結構。
又，專利文獻2中，係提出一種於反應室的頂部設置將相異反應氣體朝載置台噴出之例如2根反應氣體噴嘴，並迴轉該載置台以使該載置台上的基板通過反應氣體噴嘴下方，以交互地將反應氣體供給至各基板而進 行成膜之結構。此類型成膜裝置並無反應氣體的吹淨步驟，又可以一次的搬出入或真空排氣動作來處理複數片基板。藉此，可減少該等動作所需時間並提高產能。
然而，如此地將反應氣體的氣體噴嘴設置於處理容器的頂部之結構中，例如維修保養時而將頂部從處理容器卸下之際，必須將氣體噴嘴全部卸下，而產生維修保養所需時間或手續增加之疑念。因此本發明者等已評估一種如圖40所示，於處理容器的側壁處設置有從該側壁水平延伸至處理容器的中央部附近的氣體噴嘴之結構。該圖中，元件符號5200為處理容器，元件符號5201為載置晶圓W並以鉛直軸迴轉之迴轉台，元件符號5202為用以迴轉迴轉台之驅動系統，元件符號5203為氣體噴嘴，元件符號5204為氣體噴嘴5203的裝設組件。該氣體噴嘴5203係經由於例如該噴嘴下面處相隔特定間隔所穿設之多個氣體供給孔，以將反應氣體供給至其下側。
然而近年來隨著基板的大型化，例如在晶圓W的情況係對直徑達300mm之基板進行成膜。因此如上所述地將氣體噴嘴5203設置於處理容器5200側壁之結構中，為了將反應氣體供給至載置於迴轉台5201之晶圓整面，必需將氣體噴嘴5203設置在從該側壁至該迴轉台5201的中央附近，而造成氣體噴嘴5203的長度變長。因此，以處理容器5200的側壁固定氣體噴嘴5203的基端側時，愈靠近氣體噴嘴5203的前端側則力矩愈 大，而容易因本身的重量而下垂。
因此如圖41中以實線所示，氣體噴嘴5203的前端側會傾斜而較其基端側要低，而使得氣體噴嘴5203與晶圓W表面的距離在噴嘴的長度方向產生變化。因此，於氣體噴嘴5203之長度方向，當來自氣體供給孔的反應氣體供給量均勻時，因為氣體噴嘴5203前端側會較基端側要更接近晶圓W，而有晶圓W面內的反應氣體濃度不均勻之虞。又，為了使反應氣體有效率地吸附在晶圓W，較佳地係將氣體噴嘴5203接近晶圓W而設置，然依情況亦有氣體噴嘴5203的前端接觸晶圓W之虞。
另一方面，氣體噴嘴5203過長時，接近氣體供給源之氣體噴嘴5203基端側的氣體噴出量會較其前端側要多，亦可推測處理容器5200中央區域處的反應氣體濃度會較周緣區域要低。此種情況下，亦已評估一種積極地使氣體噴嘴5203前端側較其基端側要更接近迴轉台5201側，以形成容易與反應氣體吸附之環境的情況。基於上述情事，則被要求有一種可調整氣體噴嘴5203相對於水平軸的傾斜角度，並調整氣體噴嘴5203於長度方向與晶圓W表面的距離之結構。
因此，被期望提供一種可調整氣體噴嘴5203相對於水平軸的傾斜角度之成膜裝置。
本發明實施型態之成膜裝置係具有如圖21(沿著圖23的I-I’線之剖面圖)所示之俯視形狀為接近圓形的扁 平狀真空容器501，以及設置於該真空容器501內並於該真空容器501的中心具有迴轉中心而形成基板載置部之迴轉台502。真空容器501係頂板511可自容器本體512分離之結構。頂板511係藉由內部之減壓狀態並經由密封組件(例如O型環513)而壓接於容器本體512側以維持氣密狀態。但將頂板511自容器本體512分離時，則係藉由驅動機構(未圖示)而被提昇到上方。
迴轉台502係以中心部固定於圓筒狀核心部521，該核心部521係固定於朝鉛直方向延伸之迴轉軸522上端。該迴轉軸522係貫穿真空容器501的底面部514，其下端係裝設於使該迴轉軸522以鉛直軸迴轉(本例中為順時針方向)之驅動部523。迴轉軸522及驅動部523為移動機構，係收納於上面具有開口的筒狀殼體520內。該殼體520係經由設置於其上面的凸緣部分而氣密地裝設於真空容器501的底面部514下面，藉此以維持殼體520的內部氣氛與外部氣氛之氣密狀態。
如圖22及圖23所示，迴轉台502的表面部沿著迴轉方向(周圍方向)設置有用以載置複數片(例如5片)基板之晶圓的圓形凹部524。另外，圖23為了方便，僅在1個凹部524處描繪出晶圓W。此處，圖24A及24B係將迴轉台502沿著同心圓裁切並橫向展開的展開圖。凹部524如圖24A所示，其直徑係僅較晶圓的直徑略大(例如大4mm)，又其深度係設定為與晶圓厚度相同的大小。因此，當晶圓落入至凹部524時，則晶圓的表 面會與迴轉台502的表面(未載置晶圓的區域)一致。晶圓表面與迴轉台502表面之間的高度差過大時，該段差部分會產生壓力變動，因此使晶圓表面與迴轉台502表面的高度一致有助於統一膜厚的面內均勻性。所謂使晶圓表面與迴轉台502表面的高度一致係指高度相同或兩面的差在5mm以內。但只要能對應於加工精密度等，兩面的高度差在趨近於零較佳。在凹部524的底面形成有供支撐晶圓的內面並用以升降該晶圓之例如後述的3根升降銷16(參照圖32)貫通之貫通孔(未圖示)。
凹部524係用以定位晶圓以使得晶圓不會因迴轉台502迴轉所產生的離心力而飛出。該基板載置區域(晶圓載置區域)並不限於凹部，可為例如於迴轉台502表面沿著晶圓的圓周方向併排地設置有複數個引導晶圓周緣的引導組件之結構。或在迴轉台502側設置靜電夾具等之夾具機構以吸附晶圓時，藉由該吸附來載置有晶圓的區域便成為基板載置區域。
如圖22及23所示，真空容器501中，分別與迴轉台502之凹部524的通過區域呈對向之位置處係於真空容器501的圓周方向(迴轉台502的迴轉方向)間隔地從中心部呈放射狀地延伸有第1反應氣體噴嘴531及第2反應氣體噴嘴532與2根分離氣體噴嘴541、542。該等反應氣體噴嘴531、532及分離氣體噴嘴541、542係裝設於例如真空容器501的側周壁(容器本體512的側周壁)，該等氣體噴嘴531、532，541、542係從真空容 器501的側周壁(容器本體512的側周壁)以延伸至中央附近之方式而水平地設置。然後反應氣體噴嘴531、532的下方區域則分別成為用以使BTBAS氣體吸附在晶圓之第1處理區域P1及使O3 氣體吸附在晶圓之第2處理區域P2。
接著利用圖25A及25B~圖29來加以說明有關於反應氣體噴嘴531、532及分離氣體噴嘴541、542的裝設構造，但此處反應氣體噴嘴531、532及分離氣體噴嘴541、542的裝設構造為相同，故以反應氣體噴嘴531為例而加以說明。如圖25A所示，真空容器501之容器本體512的側周壁處，從外側設置有用以將反應氣體噴嘴531裝設在該側周壁之套筒534。該套筒534具有凸緣部536，而藉由位置調整用螺絲537將該凸緣部536利用螺絲鎖固並裝設於該真空容器501(容器本體512)的外壁而被固定於真空容器501。本例中，套筒534係相當於***反應氣體噴嘴531的一端側之***孔。
另一方面，該容器本體512側周壁處形成有用以裝設該套筒534之開口部1a。本例中，由於如後所述般地可粗略調整套筒534的裝設位置，故該開口部1a的內徑L1相較於套筒534的外徑，係設定為因粗略調整而使得套筒534移動的範圍部分要大一些。
該套筒534於真空容器501內之開口部位535a，係從真空容器501的內側(真空容器501的內壁側，以下相同)***有反應氣體噴嘴531的一端側。此時，將反 應氣體噴嘴531順利地***，且如後所述般地反應氣體噴嘴531為了於真空容器501內將其基端側從下側加以支撐、調整該支撐位置的高度、調整該反應氣體噴嘴531相對於水平軸的傾斜角度，故該部位535a的內徑L2相較於反應氣體噴嘴531的外徑，係設定為因微調整而使得該反應氣體噴嘴531移動的範圍部分要大一些。又，套筒534的內部係從真空容器501的外側(真空容器501的外壁側，以下相同)透過內套筒538***有連接組件539，如此一來，套筒534內部便於該部位535a的外側，自真空容器501的內側依序設置有內套筒538與連接組件539。
該連接組件539係為了將反應氣體噴嘴531與用以將反應氣體供給至該反應氣體噴嘴531之氣體供給管531a相連接而設置。該連接組件539內部中，其前端部539a的內徑係設定為與反應氣體噴嘴531一端側的外徑大約相等。
然後，本例中，該連接組件539的內徑在較***有該反應氣體噴嘴531的一端側之區域要更外側處係較該氣體供給管531a的外徑要狹窄，而於該狹窄區域539b外側之區域539c處則與該氣體供給管531a的外徑大約相等。藉此，連接組件539中，氣體供給管531a的前端側係從真空容器501外側***至該區域539c內，以使該前端側抵接並固定於藉由該狹窄區域539b所形成之段部539d。
又，套筒534內之內套筒538前後處係設置有分別形成密封組件之O型環r1、r2。此處，將反應氣體噴嘴531的一端側***至套筒534時，由於反應氣體噴嘴531與套筒534之間會介設有O型環r1、r2，故反應氣體噴嘴531會因其重力而在擠壓O型環r1、r2之狀態下被固定，藉此可將反應氣體噴嘴531的一端側在維持真空容器501內部氣密性之狀態下固定於套筒534。如此地該實施形態中，形成密封組件之O型環r1、r2便設置於套筒534與反應氣體噴嘴531之間。
再者。真空容器501內部係設置有傾斜調整機構525。該傾斜調整機構525係為了調整該反應氣體噴嘴531相對於水平軸的傾斜角度而設置。傾斜調整機構525係將反應氣體噴嘴531之真空容器501內部空間側的部位從較***至該真空容器501的部位要更下側處加以支撐，並被設置於真空容器501內部以調整該支撐位置的高度。具體來說，例如圖26所示，該傾斜調整機構525係具有：由用以將反應氣體噴嘴531從下側加以支撐之鋁(Al)製的板所構成之支撐組件526，及形成於該支撐組件526之螺絲鎖固用孔部527。支撐組件526的上端配合該反應氣體噴嘴531的形狀而形成有凹部528，以嵌合反應氣體噴嘴531的下部側。
此種支撐組件526係藉由例如傾斜調整用螺絲529而被鎖固並固定於真空容器501的內部(本例中為形成真空容器501的內壁之套筒534的內壁部534a)。該孔 部527及傾斜調整螺絲529分別的大小，如圖26及圖27A(從真空容器501內側所見之套筒534與傾斜調整機構525的連接部)所示，該孔部527上下方向的尺寸係較傾斜調整用螺絲529的螺軸529b要大，且傾斜調整用螺絲529的頭部529a係設定為無法通過該孔部527的大小程度。又，該套筒534的內壁部534a穿設有與該傾斜調整螺絲529相螺合之螺孔534b。將該支撐組件526透過該孔部527並藉由傾斜調整螺絲529而鎖固於該螺孔534b，此時於上下方向調整該支撐組件526的裝設位置。藉此，可調整該反應氣體噴嘴531相對於水平軸的傾斜角度。
亦即，由於支撐組件526係在相對於真空容器501側的螺孔534b而在上下方向移動只有孔部527上下方向的尺寸部分之狀態下裝設，故藉由調整該裝設位置，反應氣體噴嘴531基端側藉由該傾斜調整機構525所被提昇的程度會不同，而可藉由該傾斜調整機構525來調整該反應氣體噴嘴531的支撐高度。
此時，係藉由傾斜調整機構525於反應氣體噴嘴531以O型環r1、r2而固定於真空容器501之固定部位要更位於真空容器501的內部空間側處來支撐該反應氣體噴嘴531，在調整該支撐點的高度時，將該支撐點的高度調整為較該固定點要高的話，例如圖28A所示，則由於反應氣體噴嘴531的基端側(支撐點)會在與套筒534之間隙範圍內較水平要更向上側傾斜地被提昇，故 能使反應氣體噴嘴531的前端位於較基端側要更上側般地調整反應氣體噴嘴531相對於水平軸的傾斜角度。
另一方面，如圖28B所示，藉由該傾斜調整機構525來將支撐點的高度調整為較固定點要低的話，例如圖28B所示，則反應氣體噴嘴531的基端側(支撐點)會在與套筒534之間隙範圍內較水平要更向下側傾斜地被支撐，故能使反應氣體噴嘴531的前端位於較基端側要更下側般地調整反應氣體噴嘴531相對於水平軸的傾斜角度。
如此地藉由傾斜調整機構525來調整反應氣體噴嘴531基端側的支撐高度，由於反應氣體噴嘴531係沿著迴轉台502的徑向延伸設置，例如長度為350mm左右而非常地長，故其前端側會較基端側的調整距離在上下方向的移動距離要大。因此該孔部527上下方向的尺寸係配合反應氣體噴嘴531基端側與套筒534之間的間隙大小或反應氣體噴嘴531的高度調整量而決定。此時即便調整反應氣體噴嘴531的傾斜角度後，由於內套筒538前後分別設置有O型環r1、r2，故如圖28A及28B所示，該等2個O型環r1、r2中至少其中一者會作為密封組件而作用，以維持真空容器501內的氣密性。
又，該套筒534的凸緣部536係藉由該位置調整用螺絲537並透過位置調整用孔部536a而藉由鎖固以固定於真空容器501外壁。本例中，真空容器501外壁係在與該凸緣部536相對應之部位形成有凹部1b，並於 該凹部1b裝設有該凸緣部536。然後該凹部1b穿設有與該位置調整螺絲537相螺合之螺孔1c。又，凸緣部536與凹部1b的接觸面介設成為密封組件之O型環r3。藉此，該套筒534會在相對於真空容器501而維持氣密性之狀態下被裝設。本例中，凸緣部536側形成有O型環r3設置用之凹部536b。形成於凸緣部536之位置調整用孔部536a，如圖25B中從真空容器501外側來觀看該凸緣部536之圖式所示，係形成於與O型環r3用之凹部536b不會相互干涉之位置。
有關於該位置調整用孔部536a及位置調整螺絲537分別的大小，如圖27B中之從真空容器501外側來觀看該凸緣部536之圖式所示，位置調整用孔部536a上下方向的尺寸係較位置調整用螺絲537的螺軸537b要大，而位置調整螺絲537的頭部537a係設定為無法通過該孔部536a的大小程度。圖27B中，元件符號536c係形成於套筒534之連接組件539設置用開口部。
如此這般地將套筒534裝設於真空容器501時，係將該凸緣部536透過該位置調整用孔部536a並藉由位置調整螺絲537而鎖固在形成於該真空容器501外壁之螺孔1c，並可粗略調整該凸緣部536的裝設位置。亦即凸緣部536係只有位置調整用孔部536a上下方向的尺寸部分而相對於真空容器501側的螺孔1c在可上下方向移動之狀態下被裝設，故藉由調整該裝設位置，可進行套筒534位置的高度調整。該位置調整用孔部536a 的大小係配合套筒534的高度調整量而決定。
此種結構中，首先從真空容器501外部將套筒534裝設於形成在真空容器501之套筒534用開口部1a，接著將O型環r1、r2與內套筒538設置於該套筒534內部後，裝設連接組件539。然後從真空容器501的內側將反應氣體噴嘴531裝設於該連接組件539，並從真空容器501外側裝設氣體供給管531a。接著裝設傾斜調整機構525以將反應氣體噴嘴531下部加以支撐，並調整反應氣體噴嘴531的傾斜角度。此時如上所述地藉由調整套筒534之凸緣部536的裝設位置來粗略調整套筒534的傾斜角度，更進一步地調整傾斜調整機構525的裝設位置。藉以防止例如反應氣體噴嘴531的前端側下垂，並使反應氣體噴嘴531與迴轉台502表面的距離，以沿著反應氣體噴嘴531的長度方向為大致相同之方式，來調整反應氣體噴嘴531之支撐位置的高度，並進行反應氣體噴嘴531相對於水平軸的傾斜角度調整。此處係以反應氣體噴嘴531為範例而針對其裝設構造加以說明，但反應氣體噴嘴532及分離氣體噴嘴541、542亦是藉由與反應氣體噴嘴531相同的裝設構造而裝設於真空容器501。
該反應氣體噴嘴531、532係分別透過反應氣體供給管531a、532a而連接至第1反應氣體BTBAS(二(特丁胺基)矽烷)氣體的氣體供給源及第2反應氣體O3 (臭氧)氣體的氣體供給源(皆未圖示)。又，分離氣體噴嘴 541、542皆透過分離氣體供給管541a、542a而連接至分離氣體(N2 氣體；氮氣)的氣體供給源(未圖示)。本例中，第2反應氣體噴嘴532、分離氣體噴嘴541、第1反應氣體噴嘴531及分離氣體噴嘴542係以該順序而順時針方向地設置。
該分離氣體噴嘴541、542係成為分離氣體供給機構而形成用以分離該第1處理區域P1與第2處理區域P2之分離區域D。該分離區域D之真空容器501的頂板511如圖22~圖24及24B所示，係設置有以迴轉台502的迴轉中心為中心且於圓周方向將沿著真空容器501內周壁的附近所描繪之圓分割所構成的平面形狀為扇形並向下方突出之凸狀部504。分離氣體噴嘴541、542係被收納於該凸狀部504以該圓的圓周方向中央向該圓的半徑方向延伸所形成之溝部543內。本例中，從分離氣體噴嘴541、542中心軸至凸狀部504的扇形兩緣(迴轉方向上游側的邊緣及下游側的邊緣)的距離係設定為相同長度。另外，溝部543在本實施形態中係將突狀部504二等分的方式而形成。其他實施形態中，例如從溝部543觀之，可以凸狀部504之迴轉台502的迴轉方上游側較該迴轉方向下游側要寬廣之方式來形成溝部543。
因此，分離氣體噴嘴541、542的該圓周方向兩側係存在有該凸狀部504的下面(例如平坦的低頂面544(第1頂面))，該頂面544的該圓周方向兩側則存在 有較該頂面544更高的頂面545(第2頂面)。該凸狀部504的功能係與迴轉台502之間形成狹窄空間(分離空間)，以阻止第1反應氣體及第2反應氣體的侵入，並阻止該等反應氣體的混合。
亦即，以分離氣體噴嘴541為例，係阻止O3 氣體從迴轉台502之迴轉方向上游側侵入，並阻止BTBAS氣體從迴轉方向下游側侵入。所謂的「阻止氣體的侵入」係指分離氣體噴嘴541所噴出之分離氣體(N2 氣體)在第1頂面544與迴轉台502的表面之間擴散，本例中係向鄰接於該第1頂面544之第2頂面545的下側空間噴出，藉此使得來自於該鄰接空間的氣體無法侵入的意思。然後，所謂「氣體無法侵入」並不僅指從鄰接空間完全無法進入至凸狀部504下側空間的情況，而亦指雖然有少許侵入，但是仍可確保分別從兩側侵入之O3 氣體及BTBAS氣體在凸狀部504內無法交會的情況，只要有這樣的作用，便可以發揮分離區域D角色之分離第1處理區域P1及第2處理區域P2之氣氛的作用。因此狹窄空間的狹隘程度係設定為狹窄空間(凸狀部504的下方空間)與鄰接於該空間之區域(本例中為第2頂面545的下方空間)的壓力差為可確保「氣體無法侵入」作用之大小程度，可謂其具體尺寸係依凸狀部504的面積等而有所差異。又，吸附在晶圓W表面的氣體當然能通過分離區域D內，所指的氣體的阻止侵入係指氣相中的氣體。
另一方面，頂板511的下面沿著該核心部521的外周設置有與較迴轉台502之核心部521要更外周側的部位呈對向之突出部505。該突出部505係接連著凸狀部504之該迴轉中心側的部位而形成，其下面係與凸狀部504的下面(頂面544)為相同高度。圖22及圖23係顯示於較該頂面545要低且較分離氣體噴嘴541、542要高的位置處將頂板511水平地剖切。此外，突出部505與凸狀部504不限於一體成型，而亦可為分別的個體。
本例中，係以直徑300mm的晶圓W作為被處理基板。該情況下，凸狀部504在自迴轉中心相距140mm而與突出部505交界的部位，其圓周方向的長度(與迴轉台502為同心圓之圓弧長度)為例如146mm。而於晶圓的載置區域(凹部524)之最外側部位，其圓周方向的長度為例如502mm。又，如圖24A所示，該外側部位中，從分離氣體噴嘴541(542)兩側至分別位於左右的凸狀部504之圓周方向的長度L為246mm。
又，如圖24A所示，凸狀部504的下面，亦即頂面544至迴轉台502表面的高度h可為例如約0.5mm~約10mm，以約4mm為佳。此時，迴轉台502的轉速係設定為例如1rpm~500rpm。為了確保分離區域D的分離功能，宜對應迴轉台502轉速的使用範圍，例如基於實驗等來設定凸狀部504的大小，或凸狀部504的下面(第1頂面544)與迴轉台502表面之高度h。
再者，反應氣體噴嘴531、532及分離氣體噴嘴 541、542之露出至真空容器501內的長度為350mm左右。例如朝向正下方之例如口徑0.5mm的噴出孔533、540(參照圖24A及24B)係沿著噴嘴的長度方向而間隔例如10mm排列設置。又再者，將反應氣體噴嘴531、532及分離氣體噴嘴541、542對向於迴轉台502而沿著其長度方向水平地設置時，該等氣體噴嘴531、532、541、542與迴轉台502表面的距離係設定為例如2mm左右。又，分離氣體不限於N2 氣體而可利用Ar氣體等惰性氣體，但不限於惰性氣體而亦可為氫氣等，只要是對成膜處理不會造成影響的氣體，關於氣體種類並未特別限制。
真空容器501之頂板511的下面，亦即從迴轉台502的晶圓載置區域(凹部524)所見之頂面，如上所述，係於圓周方向存在有第1頂面544與較該頂面544要高之第2頂面545。圖21係顯示設置有高頂面545之區域的縱剖面，圖30係顯示設置有低頂面544之區域的縱剖面。扇形凸狀部504的周緣部(真空容器501的外緣側部位)如圖22及圖30所示，形成有對向於迴轉台502的外端面而彎曲呈L形之彎曲部546。由於扇形凸狀部504係設置於頂板511側，並可自容器本體512卸下，因此該彎曲部546的外周面與與容器本體512之間存在有極微小的間隙。設置該彎曲部546的目的亦與凸狀部504同樣地，係為了防止來自兩側之反應氣體的侵入以防止兩反應氣體之混合。該彎曲部546內周面與迴轉台 502外端面之間的間隙，以及彎曲部546外周面與容器本體512之間的間隙係設定為與相對於迴轉台502表面之頂面544的高度h相同的尺寸。本例中，從迴轉台502的表面側區域可見到彎曲部546的內周面係構成真空容器501的內周壁。
容器本體512的內周壁於分離區域D處如圖30所示，係接近該彎曲部546的外周面而形成為垂直面。而於分離區域D以外的部位處如圖21所示，例如從對向於迴轉台502外端面之部位橫跨底面部514而成為縱剖面形狀係裁切為矩形而向外側凹陷之構造。將該凹陷部分稱為排氣區域506，如圖21及圖23所示，該排氣區域506的底部係設置有例如2個排氣口561、562。該等排氣口561、562係分別透過排氣管563而連接至真空排氣機構(例如共通的真空幫浦564)。又圖21中，元件符號565為壓力調整機構，可各別對應排氣口561、562而設置，亦可設置形成共通化。為了確實發揮分離區域D的分離作用，該等排氣口561、562從俯視方向來看時係設置於該分離區域D的該迴轉方向兩側，以專門進行各反應氣體(BTBAS氣體及O3 氣體)的排氣。本例中，其中一排氣口561係設置於第1反應氣體噴嘴531與相對於該反應氣體噴嘴531而鄰接於該迴轉方向下游側的分離區域D之間，而另一排氣口562係設置於第2反應氣體噴嘴532與相對於該反應氣體噴嘴532而鄰接於迴轉方向下游側的分離區域D之間。
排氣口的設置數可不限於2個，例如亦可在包含有分離氣體噴嘴542的分離區域D與相對於該分離區域D而鄰接於迴轉方向下游側的第2反應氣體噴嘴532之間再增設第3個或第4個以上排氣口。本例係藉由將排氣口561、562設置於較迴轉台502要低的位置來將氣體從真空容器501內周壁與迴轉台502周緣間的間隙排除。此為其中一例，但排氣口561、562不限於設置在真空容器501的底面部，而亦可設置在真空容器501的側壁。又，將排氣口561、562設置在真空容器的側壁時，亦可設置在較迴轉台502要高的位置。藉由以上述方式來設置排氣口561、562，則迴轉台502上的氣體會流向迴轉台502外側，因此與從對向於迴轉台502之頂面來排氣時的情況相比，對抑制微塵粒子被吹起的觀點來看較為有利。
如圖21及圖32所示，加熱機構(加熱器單元507)係設置於該迴轉台502與真空容器501的底面部514之間的空間，透過迴轉台502來將迴轉台502上的晶圓W加熱至製程條件所決定的溫度。於該迴轉台502周緣側附近的下側，為了將從迴轉台502的上方空間至排氣區域506的氣氛與設置有加熱器單元507的氣氛區隔開來，而將加熱器單元507整圈圍繞地設置有覆蓋組件571。該覆蓋組件571的上緣係向外側彎曲形成為凸緣狀，藉由縮小該彎曲面與迴轉台502下面間的間隙，可抑制氣體從外側侵入至覆蓋組件571內。
在設置有加熱器單元507之空間更接近迴轉中心部位的底面部514，係接近迴轉台502下面的中心部附近及核心部521，而於其之間成為狭窄空間。又，貫穿該底面部514之迴轉軸522的貫穿孔處，其內周面與迴轉軸522的間隙亦非常狭窄，該等狭窄空間係連通至該殼體520內。然後該殼體520係設置有用以將吹淨氣體(N2 氣體)供給至該狹窄空間內並進行吹淨之吹淨氣體供給管572。又，真空容器501的底面部514於加熱器單元507下側位置之圓周方向的複數部位處，係設置有用以吹淨加熱器單元507的設置空間之吹淨氣體供給管573。
藉由如此地設置吹淨氣體供給管572、573，如圖31中以箭頭來表示吹淨氣體的流動，則以N2 氣體來吹淨從殼體520內至加熱器單元507之設置空間的空間，該吹淨氣體係從迴轉台502與覆蓋組件571之間的間隙經由排氣區域506而從排氣口561、562被排氣。藉此可防止BTBAS氣體或O3 氣體從上述第1處理區域P1與第2處理區域P2中的一者經由迴轉台502下方而進入另一者，故該吹淨氣體亦可達成分離氣體的功效。
又，分離氣體供給管551係連接於真空容器501之頂板511的中心部，以向頂板511與核心部521之間的空間552供給分離氣體(N2 氣體)。被供給至該空間552之分離氣體係經由突出部505與迴轉台502的狹窄間隙550而沿著迴轉台502之晶圓載置區域側的表面朝向周 緣被噴出。由於被該突出部505圍繞的空間充滿了分離氣體，因此可防止反應氣體(BTBAS氣體或O3 氣體)在第1處理區域P1與第2處理區域P2之間經由迴轉台502的中心部而發生混合。亦即，為了分離第1處理區域P1與第2處理區域P2的氣氛，該成膜裝置係具有藉由迴轉台502之迴轉中心部與真空容器501而被加以區劃，並利用分離氣體來吹淨，且沿著該迴轉方向形成有將分離氣體噴出至該迴轉台502表面的噴出口之中心部區域C。此外，此處所指的噴出口係相當於該突出部505與迴轉台502的狹窄間隙550。
再者，如圖22、圖23及圖32所示，真空容器501的側壁形成有用以在外部的搬送臂510與迴轉台502之間進行基板(晶圓)的收送之搬送口515。該搬送口515係藉由閘閥(未圖示)而加以開閉。又，迴轉台502之晶圓載置區域(凹部524)係在面臨該搬送口515的位置來與搬送臂510之間進行晶圓W的收送，因此在迴轉台502的下側對應於該收送位置的部位，設置有用以貫穿凹部524並將晶圓從內面提昇之收送用昇降銷516的昇降機構(未圖示)。
又，本實施型態之成膜裝置設置有用以進行裝置整體動作的控制之電腦構成的控制部5100，該控制部5100之記憶體內收納有用以使裝置運轉之程式。該程式係由為了實行後述裝置動作之步驟群所組成，而從硬碟、光碟、光磁氣碟、記憶卡、軟碟等記憶媒體被安裝 在控制部5100內。
接下來說明上述實施形態的作用。首先打開未圖示之閘閥，並從外部利用搬送臂510經由搬送口515來將晶圓收送至迴轉台502之凹部524內。如圖32所示，該收送係在凹部524停止在面臨搬送口515的位置時，藉由透過凹部524底面的貫穿孔來從真空容器底部側昇降的昇降銷而進行。此種晶圓W的收送係間歇地迴轉迴轉台502而進行，並將晶圓W分別載置在迴轉台502的5個凹部524內。接著利用真空幫浦564來將由真空容器501內真空抽氣至預先設定的壓力，並一邊順時針方向地迴轉迴轉台502，一邊利用加熱器單元507來加熱晶圓W。詳而言之，迴轉台502係藉由加熱器單元507預先被加熱至例如300℃。而晶圓W係藉由被載置於該迴轉台502而被加熟。利用未圖示之溫度感測器來確認晶圓W的溫度達到設定溫度後，從第1反應氣體供給噴嘴531及第2反應氣體供給噴嘴532分別將BTBAS氣體及O3 氣體噴出，並從分離氣體供給噴嘴541、542將分離氣體(N2 氣體)噴出。
晶圓W係藉由迴轉台502的迴轉，而交互地通過設置有第1反應氣體噴嘴531之第1處理區域P1與設置有第2反應氣體噴嘴532之第2處理區域P2，故BTBAS氣體會吸附在晶圓W，接著O3 氣體會將吸附之BTBAS分子氧化，而可形成1層或複數層的氧化矽分子層，藉此可使氧化矽分子層依序層積而形成特定膜厚 的矽氧化膜。
此時亦從分離氣體供給管551供給分離氣體N2 氣體，藉此從中心部區域C，亦即從突出部505與迴轉台502的中心部之間而沿著迴轉台502表面將N2 氣體噴出。本例中，沿著設置有反應氣體噴嘴531、532之第2頂面545下側空間之容器本體512內周壁處，係如上所述地內周壁被裁切而變得寬廣。排氣口561、562係位於該寬廣空間的下方。因此，第2頂面545下側的空間的壓力係較第1頂面544下側的狹窄空間及該中心部區域C的各壓力要低。
將從各部位所噴出氣體時的氣體流動狀態概略顯示於圖33。從第2反應氣體供給噴嘴532向下側被噴出而碰撞到迴轉台502表面(晶圓W的表面及未載置有晶圓W區域的表面雙方)，並沿著其表面朝向迴轉方向下游側之O3 氣體，係藉由中心部區域C所噴出之N2 氣體的流動與排氣口562的吸引作用而朝向該排氣口562，但一部分會朝向鄰接於下游側之分離區域D而流入至扇形凸狀部504的下側。然而，由於此扇形凸狀部504之頂面544的高度及圓周方向的長度係設定為包含各氣體流量等運轉時之製程參數中，可防止氣體侵入該頂面544下側之尺寸，因此亦如圖24B所顯示地，O3 氣體幾乎不會流入扇形凸狀部504下側，或即使有些許流入亦不會到達分離氣體供給噴嘴541附近，而是藉由分離氣體噴嘴541所噴出之N2 氣體被推回至迴轉方向 上游側(亦即處理區域P2側)，並連同中心部區域C所噴出之N2 氣體經由排氣區域506而從迴轉台502周緣與真空容器501內周壁的間隙一起被排氣至排氣口562。
又，從第1反應氣體供給噴嘴531向下側被噴出，並沿著迴轉台502表面朝向迴轉方向下游側之BTBAS氣體，係完全無法侵入鄰接於其迴轉方向下游側之扇形凸狀部504的下側，或即使侵入亦會被推回至第1處理區域P1側，而連同中心部區域C所噴出之N2 氣體經由排氣區域506而從迴轉台502周緣與真空容器501內周壁的間隙一起被排氣至排氣口561。亦即於各分離區域D中，雖阻止了在氣氛中流動之反應氣體(BTBAS氣體或O3 氣體)的侵入，但吸附在晶圓W的氣體分子會直接通過分離區域(亦即扇形凸狀部504的低頂面44下方)而有助於成膜。
再者，第1處理區域P1的BTBAS氣體(第2處理區域P2的O3 氣體)會欲侵入至中心部區域C內。但如圖33所示，分離氣體會從中心部區域C朝向迴轉台502的周緣被噴出。因此可藉由該分離氣體來阻止BTBAS氣體侵入，或即使有些許侵入亦會被推回，故能阻止其通過該中心部區域C而流入第2處理區域P2(第1處理區域P1)。
然後於分離區域D，由於扇形凸狀部504的周緣部係向下方彎曲，且彎曲部546與迴轉台502外端面之間 的間隙係如上所述地變得狭窄而實質上阻止了氣體的通過。因此，亦可阻止第1處理區域P1的BTBAS氣體(第2處理區域P2的O3 氣體)經由迴轉台502外側而流入第2處理區域P2(第1處理區域P1)。因此，藉由兩個分離區域D來將第1處理區域P1的氣氛與第2處理區域P2的氣氛完全地分離，以使BTBAS氣體及O3 氣體分別被排氣至排氣口561及排氣口562。其結果為，兩反應氣體(在本例中為BTBAS氣體及O3 氣體)即使在氣氛中也不會在晶圓上相互混合。此外，在本例中，由於係藉由N2 氣體來吹淨迴轉台502下側，因此完全沒有流入排氣空間506的氣體會通過迴轉台502下側(例如BTBAS氣體流入O3 氣體的供給區域)之虞。如此地成膜處理結束後，藉由搬送臂510依序將各晶圓以和搬入動作相反的動作搬出。
此處，說明處理參數的一例。利用直徑300mm之晶圓W來作為被處理基板時，迴轉台502的轉速為例如1rpm~500rpm，處理壓力為例如1067Pa(8Torr)，晶圓W的加熱溫度為例如350℃，BTBAS氣體及O3 氣體的流量例如分別為100sccm及10000sccm，來自分離氣體噴嘴541、542的N2 氣體流量為例如20000sccm，來自真空容器501中心部之分離氣體供給管551的N2 氣體流量為例如5000sccm。又，針對1片晶圓之反應氣體的供給循環數，亦即晶圓分別通過第1處理區域P1及第2處理區域P2的次數係配合目標膜厚而改變，但為 多數次(例如600次)。
上述實施形態係將複數晶圓W設置在迴轉台502的迴轉方向，並迴轉迴轉台502以依序通過第1處理區域P1與第2處理區域P2，即進行所謂的ALD(或MLD)，故可高產能地進行成膜處理。然後，由於係將在第1處理區域P1與第2處理區域P2之間具有低頂面之分離區域D設置在該迴轉方向，並將分離氣體從藉由迴轉台502的中心部與真空容器501所區隔開來的中心部區域C朝向迴轉台502周緣噴出，將擴散至該分離區域D兩側之分離氣體及該中心部區域C所噴出之分離氣體連同該反應氣體一起經由迴轉台502周緣與真空容器內周壁的間隙排除，因此可防止兩反應氣體的混合，其結果為，可進行良好的成膜處理，且迴轉台502上完全不會產生反應生成物或會被盡量地抑制而可抑制微塵粒子的發生。此外，本發明亦可適用於在迴轉台502載置有1片晶圓W的情況。
又，將向迴轉台502的徑向延伸之第1反應氣體噴嘴531及第2反應氣體噴嘴532基端側，藉由可在上下方向自由移動的傾斜調整機構525從下側加以支撐。藉此，可調整該等第1及第2反應氣體噴嘴531、532相對於水平軸之傾斜角度。亦即在將第1及第2反應氣體噴嘴531、532一端側***並固定在真空容器501側周壁之結構，為了將該等氣體噴嘴531、532能順利地***反應氣體噴嘴531、532與真空容器501側周壁之間 而形成有間隙。為了填補該間隙而設置有O型環以保持氣密性。
因此，該等反應氣體噴嘴531、532的一端側係藉由O型環而被加以支撐。然而，由於該O型環係由彈性體所形成，故以在***至側周壁之氣體噴嘴531、532的一端側來支撐該等反應氣體噴嘴531、532的全部重量之結構，該O型環會負荷反應氣體噴嘴531、532的全部重量，而使得O型環變形。因此雖然反應氣體噴嘴531、532一端側的固定點係在反應氣體噴嘴531、532為傾斜至下側的狀態下被加以固定，但由於反應氣體噴嘴531、532很長，故其前端側的力矩較大，而造成即使是固定點只有稍微傾斜，但前端側的下垂程度會變大。
因此，藉由傾斜調整機構525來將真空容器內部空間側的部位從真空容器內之反應氣體噴嘴531、532的基端側，且較固定部位要更下側加以支撐，則反應氣體噴嘴531、532不只是藉由O型環r1、r2，亦會藉由該傾斜調整機構525而加以支撐，以分散該等O型環r1、r2或傾斜調整機構525的負荷重量，且該傾斜調整機構525的支撐組件526係由鋁所構成，即使是負荷有反應氣體噴嘴531、532的重量仍不會變形，故可確實地支撐反應氣體噴嘴531、532的基端側。
又，傾斜調整機構525為可於上下方向調整裝設位置之結構，故進行較反應氣體噴嘴531、532的固定點 要更內側之支撐點的支撐位置高度調整時，便可如上所述地調整反應氣體噴嘴531、532相對於水平軸的傾斜角度。因此為了抑制反應氣體噴嘴531、532前端側下垂而進行傾斜調整時，可於反應氣體噴嘴531、532的長度方向使得與載置於該迴轉台502表面之晶圓W表面的距離為一致。因此，於反應氣體噴嘴531、532的長度方向從該反應氣體噴嘴531、532朝向迴轉台502表面所噴出之反應氣體的供給量均勻時，便可使從晶圓W面內的該反應氣體噴嘴531、532所供給之反應氣體的濃度為一致，藉此可進行使得例如從反應氣體噴嘴朝向基板所供給之反應氣體的吸附量於基板面內為一致等之調整，其結果便可進行良好的成膜處理。
再者，由於反應氣體噴嘴531、532很長，故接近氣體供給源之氣體噴嘴531、532基端側的氣體噴出量會較前端側要多，而有真空容器501中央區域的反應氣體濃度較周緣區域要低之虞時，例如圖34所示，亦可以第1及第2反應氣體噴嘴531、532前端側較基端側要更接近載置於該迴轉台502表面的晶圓表面之方式，來調整反應氣體噴嘴531、532的傾斜角度。如此地便可使反應氣體噴嘴531、532前端側較基端側要更接近晶圓W表面，以形成容易與反應氣體吸附之環境。因此，可於晶圓W面內進行均勻的成膜處理，其結果便可進行良好的成膜處理。
於進行此種ALD或MLD處理時，為了使反應氣體 迅速地吸附在晶圓W，較佳地係將該等氣體噴嘴531、532設置為接近晶圓W，但如是地藉由調整反應氣體噴嘴531、532相對於水平軸的傾斜角度，便較易在反應氣體晶圓W面內形成可均勻地吸附之環境，又亦可抑制反應氣體噴嘴531、532的前端下垂而與晶圓W接觸之情事，故上述結構係特別有效。
又，在將套筒534之凸緣部536裝設於真空容器501時，如上所述地透過位置調整用孔部536a並藉由位置調整螺絲537來加以鎖固，則可於上下方向調整該凸緣部536的裝設位置。因此進行反應氣體噴嘴531、532的傾斜調整時，可將該套筒534之裝設位置的粗略調整與利用傾斜調整機構525之裝設位置的微調整加以組合而進行。藉此，可增大調整幅度，以高精確度地進行調整。又，預先調整套筒534的裝設位置後，再藉由傾斜調整機構525來微調反應氣體噴嘴531、532的傾斜角度。藉此，藉由傾斜調整機構525所進行之調整範圍會限制在某種程度，故易於進行該傾斜調整。
以上如圖35及圖36所示，亦可以真空容器501內之中央部來將反應氣體噴嘴531、532加以支撐。本例中，反應氣體噴嘴531、532係於真空容器501中心部處，從迴轉台502中央部側朝向周緣部側水平地延伸設置，如圖35所示之例中，例如頂板511的突出部505係裝設有反應氣體噴嘴531、532基端側。於該突出部505外壁係形成有成為裝設有反應氣體噴嘴531、532 一端側的***孔之凹部5a，並於頂板511內部形成有介隔著該凹部5a而與反應氣體噴嘴531、532相連接之氣體流道5b，該氣體流道5b的另一端側係於頂板511外部具有開口，而透過連接部5c連接至反應氣體供給管531a、532a。然後反應氣體噴嘴531、532係藉由設置於突出部505之傾斜調整機構525A而從下側來加以支撐其基端側，並可調整相對於水平軸之傾斜角度。圖中元件符號r4、r5為O型環。
又，圖36所示之例中，例如於頂板511係裝設有反應氣體噴嘴531、532的一端側。該頂板511的下面係形成有成為裝設有反應氣體噴嘴531、532一端側的***孔之凹部511a，並於頂板511內部形成有介隔著該凹部511a而與反應氣體噴嘴531、532相連接之氣體流道511b，該氣體流道511b的另一端側係於頂板511的外部具有開口，並透過連接部511c而連接至反應氣體供給管531a、532a。然後，反應氣體噴嘴531、532係藉由設置於突出部505之傾斜調整機構525B而從下側加以支撐其基端側，並可調整相對於水平軸之傾斜角度。圖中元件符號r6、r7為O型環。該傾斜調整機構525A、525B與上述傾斜調整機構525為相同結構。
再者，分離氣體噴嘴541、542並不一定要利用上述裝設構造，不限於在分離氣體噴嘴541、542兩側設置凸狀部544之上述結構，而亦可使用如圖37所示，於凸狀部504內部朝迴轉台502的直徑方向延伸形成有 分離氣體之流通室547，並於該流通室547底部沿著長度方向穿設有多個氣體噴出孔540之結構。又再者，用以加熱晶圓之加熱機構不限於利用電阻發熱體之加熱器，而亦可為燈式加熱裝置，並可設置在迴轉台502上側來取代設置於迴轉台2下側，抑或上下兩者皆設置亦可。
以上的實施形態中，迴轉台502的迴轉軸522係位於真空容器501的中心部，並利用分離氣體來吹淨迴轉台502中心部與真空容器501上面部之間的空間，但亦可為如圖38所示之結構。圖38之成膜裝置中，真空容器501中央區域的底面部514係向下側突出而形成有驅動部的收納空間580，並於真空容器501中央區域的上面形成有凹部580a，於真空容器501中心部處，在收納空間580底部與真空容器501之該凹部580a上面之間介設有支柱581，以防止來自第1反應氣體噴嘴531的BTBAS氣體與來自第2反應氣體噴嘴532的O3 氣體透過該中心部而發生混合。
關於旋轉該迴轉台502的機構，係圍繞該支柱581而設置有迴轉套筒582，並沿著該迴轉套筒582而設置有環狀之迴轉台502。然後，於該收納空間580內設置有藉由馬達583來驅動的驅動齒輪部584，利用該驅動機構584而藉由形成於迴轉套筒582下部外周的齒輪部585來旋轉該迴轉套筒582。元件符號586、587及588係軸承部。又，該收納空間580之底部連接有吹淨氣體供給管574 ，同時將用以供給吹淨氣體至凹部580a側面與該迴轉套筒582上端部之間的空間內的吹淨氣體供給管575連接於該真空容器501的上部。圖38中，用以將吹淨氣體供給至凹部580a側面與迴轉套筒582上端部之間的空間內的開口部係記載為左右2處，此為其中一例，但較佳地，宜設計迴轉台502該開口部(吹淨氣體供給口)的排列個數以使得BTBAS氣體與O3 氣體不會經由迴轉套筒582附近的區域而相互混合。
圖38之實施形態中，從迴轉台502側觀之，該凹部580a側面與迴轉套筒582上端部之間的空間係相當於分離氣體噴出孔。藉由該分離氣體噴出孔、迴轉套筒582及支柱581而構成位於真空容器501中心部之中心部區域。
本發明不限於利用2種反應氣體，而亦可適用於利用1種成膜氣體而於基板上形成薄膜的情況或將3種以上的反應氣體依序供給至基板上的情況。例如利用3種以上的反應氣體時，例如依照第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、分離氣體噴嘴的順序來將各氣體噴嘴設置於真空容器501的圓周方向，並使包含有各分離氣體噴嘴之分離區域為上述實施形態之結構。又，本發明之基板載置部可為相對於反應氣體噴嘴而可自由地移動之結構，並且基板載置部不限於迴轉台。
本發明適用的處理氣體除了上述例子中所提到 的，亦可為DCS(二氯矽烷)、HCD(六氯二矽甲烷)、TMA(三甲基鋁)、3DMAS(三(二甲胺基)矽烷)、TEMAZ(四(乙基甲基胺基酸)-鋯)、TEMAH(四(乙基甲基胺基酸)-鉿)、Sr(THD)2 (二(四甲基庚二酮酸)-鍶)、Ti(MPD)(THD)((甲基戊二酮酸)(雙四甲基庚二酮酸)-鈦)、單胺基矽烷等。
將利用上述成膜裝置之基板處理裝置顯示於圖39。圖39中，元件符號5101係收納例如25片晶圓而稱為晶圓匣盒的密閉型搬送容器、元件符號5102係設置有搬送臂5103之大氣搬送室、元件符號5104、5105係可將氣氛在大氣氣氛與真空氣氛間切換之裝載室(預備真空室)、元件符號5106係設置有2座搬送臂5107a、107b之真空搬送室、元件符號5108、109係本實施型態之成膜裝置。將搬送容器5101從外部搬送至具有載置台(未圖示)之搬入搬出埠並連接至大氣搬送室5102後，藉由開閉機構(未圖示)來將蓋子打開，並利用搬送臂5103將晶圓從該搬送容器5101內取出。接下來，搬入至裝載室5104(5105)內並將該室內從大氣氣氛切換至真空氣氛，之後利用搬送臂5107a、5107b來將晶圓取出，並搬入至成膜裝置5108或5109以實施上述成膜處理。如此地藉由具備複數個(例如2個)例如5片處理用之本發明成膜裝置，而可高產能地進行所謂的ALD(MLD)。
以上已記載有關本發明之較佳實施形態，但本發 明並非限定於前述特定之實施形態，可在申請專利範圍所記載之本發明宗旨範圍內進行各種變形或變更。
本發明係根據向日本專利局所申請之特願2008-306734號及特願2008-309011號而主張優先權，並援用其所有內容於此。
h‧‧‧高度
r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7‧‧‧O型環
C‧‧‧中心部區域
D‧‧‧分離區域
E‧‧‧排氣區域
E1‧‧‧第1排氣區域
E2‧‧‧第2排氣區域
L‧‧‧寬度尺寸
L1、L2‧‧‧內徑
P1‧‧‧第1處理區域
P2‧‧‧第2處理區域
W‧‧‧晶圓
WO‧‧‧晶圓中心
1‧‧‧真空容器
1a‧‧‧開口部
1b‧‧‧凹部
1c‧‧‧螺孔
2‧‧‧迴轉筒
4‧‧‧凸狀部
5‧‧‧突出部
5a‧‧‧凹部
6‧‧‧排氣區域
7‧‧‧加熱器單元
10‧‧‧搬送臂
11‧‧‧頂板
12‧‧‧容器本體
13‧‧‧O型環
14‧‧‧底面部
15‧‧‧搬送口
16‧‧‧升降銷
18‧‧‧開閉機構
19‧‧‧升降軸
20‧‧‧殼體
21‧‧‧核心部
22‧‧‧驅動部
23‧‧‧驅動部
24‧‧‧凹部
31‧‧‧第1反應氣體噴嘴
32‧‧‧第2反應氣體噴嘴
31a、32a、41a、42a‧‧‧氣體導入埠
31b、32b‧‧‧氣體供給管
33、40‧‧‧氣體噴出孔
41、42、541、542‧‧‧分離氣體噴嘴
43‧‧‧溝部
44‧‧‧第1頂面
45‧‧‧第2頂面
46‧‧‧彎曲部
47‧‧‧通流室
50‧‧‧間隙
51‧‧‧分離氣體供給管
52‧‧‧空間
61‧‧‧第1排氣口
62‧‧‧第2排氣口
63‧‧‧排氣管
64‧‧‧真空幫浦
65‧‧‧閘閥
71‧‧‧覆蓋組件
72、73‧‧‧吹淨氣體供給管
80‧‧‧控制部
85‧‧‧記憶部
100‧‧‧貫穿孔
101‧‧‧外套筒
101a‧‧‧縮徑部
102‧‧‧螺絲
103‧‧‧管狀連接部
104‧‧‧O型環
105‧‧‧內套筒
111‧‧‧搬送容器
112‧‧‧大氣搬送室
113‧‧‧搬送臂
114、105‧‧‧裝載室
116‧‧‧真空搬送室
117a、117b‧‧‧搬送臂
118、119‧‧‧成膜裝置
120‧‧‧加熱處理單元
121‧‧‧電漿處理單元
502‧‧‧迴轉台
504‧‧‧凸狀部
505‧‧‧突出部
506‧‧‧排氣區域
507‧‧‧加熱器單元
510‧‧‧搬送臂
511‧‧‧頂板
512‧‧‧容器本體
513‧‧‧O型環
514‧‧‧底面部
515‧‧‧搬送口
520‧‧‧殼體
521‧‧‧核心部
522‧‧‧迴轉軸
523‧‧‧驅動部
524‧‧‧凹部
525、525A、525B‧‧‧傾斜調整機構
526‧‧‧支撐組件
527‧‧‧孔部
528‧‧‧凹部
529‧‧‧螺絲
529a‧‧‧頭部
529b‧‧‧螺軸
531‧‧‧第1反應氣體噴嘴
532‧‧‧第2反應氣體噴嘴
531a、532a‧‧‧反應氣體供給管
534‧‧‧套筒
534a‧‧‧內壁部
534b‧‧‧螺孔
535a‧‧‧部位
536‧‧‧凸緣部
536a‧‧‧位置調整用孔部
536b‧‧‧凹部
536c‧‧‧連接組件設置用開口部
537‧‧‧螺絲
538‧‧‧內套筒
539‧‧‧連接組件
539a‧‧‧前端部
539b、539c‧‧‧區域
539d‧‧‧段部
540‧‧‧氣體噴出孔
541a、542a‧‧‧分離氣體供給管
543‧‧‧溝部
544‧‧‧第1頂面
545‧‧‧第2頂面
546‧‧‧彎曲部
547‧‧‧流通室
550‧‧‧間隙
552‧‧‧空間
551‧‧‧分離氣體供給管
561、562‧‧‧排氣口
571‧‧‧覆蓋組件
572、573、575‧‧‧吹淨氣體供給管
580‧‧‧收納空間
580a‧‧‧凹部
581‧‧‧支柱
582‧‧‧套筒
583‧‧‧馬達
584‧‧‧驅動齒輪部
585‧‧‧齒輪部
586、587、588‧‧‧軸承部
5100‧‧‧控制部
5101‧‧‧搬送容器
5102‧‧‧大氣搬送室
5103‧‧‧搬送臂
5104、5105‧‧‧裝載室
5106‧‧‧真空搬送室
5107a、5107b‧‧‧搬送臂
5108、5109‧‧‧成膜裝置
5200‧‧‧處理容器
5201‧‧‧迴轉台
5202‧‧‧驅動系統
5203‧‧‧氣體噴嘴
5204‧‧‧裝設組件
圖1係本發明實施形態之成膜裝置的縱剖面圖。
圖2係顯示上述成膜裝置內部的概略結構之立體圖。
圖3係上述成膜裝置之橫剖俯視圖。
圖4A及4B係顯示上述成膜裝置之處理區域及分離區域的縱剖面圖。
圖5係顯示上述成膜裝置之噴嘴的裝設位置之縱剖面圖。
圖6A及6B係顯示上述噴嘴裝設方法的一例之概略圖。
圖7係顯示上述成膜裝置的一部份之縱剖面圖。
圖8係上述成膜裝置的部分剖切立體圖。
圖9係顯示分離氣體或吹淨氣體的流動樣態之說明圖。
圖10係上述成膜裝置的部分剖切立體圖。
圖11係顯示上述成膜裝置之反應氣體流動的概略圖。
圖12係顯示上述成膜裝置之反應氣體流動的概略圖。
圖13係說明第1反應氣體及第2反應氣體被分離氣體分離並排氣的樣態之示意圖。
圖14A及14B係顯示對上述成膜裝置進行維修保養時的作用之縱剖面圖。
圖15係顯示對上述成膜裝置進行維修保養時的作用之縱剖面圖。
圖16係顯示改變上述噴嘴的裝設位置時之成膜裝置的一例之橫剖俯視圖。
圖17係顯示上述成膜裝置的其他例子之縱剖面圖。
圖18A及18B係說明用於分離區域之凸狀部尺寸例子的說明圖。
圖19係顯示本發明其他實施形態的成膜裝置之橫剖俯視圖。
圖20係顯示利用本發明成膜裝置之基板處理系統的一例之概略俯視圖。
圖21係顯示本發明實施形態之成膜裝置的縱剖面圖，為圖23之I-I’線剖面圖。
圖22係顯示上述成膜裝置內部的概略結構之立體圖。
圖23係上述成膜裝置之橫剖俯視圖。
圖24A及24B係顯示上述成膜裝置中的處理區域 及分離區域之縱剖面圖。
圖25A及25B係顯示反應氣體噴嘴裝設構造的縱剖面圖。
圖26係顯示反應氣體噴嘴之立體圖。
圖27A及27B係顯示反應氣體噴嘴的裝設構造之前視圖及後視圖。
圖28A及28B係顯示反應氣體噴嘴的裝設例之縱剖面圖。
圖29係顯示反應氣體噴嘴的裝設例之縱剖面圖。
圖30係顯示上述成膜裝置的一部份之縱剖面圖。
圖31係顯示分離氣體或吹淨氣體的流動樣態之說明圖。
圖32係上述成膜裝置的部份剖切立體圖。
圖33係說明第1反應氣體及第2反應氣體被分離氣體分離並排氣的樣態之示意圖。
圖34係顯示反應氣體噴嘴的其他裝設例子之縱剖面圖，係說明用於分離區域之凸狀部尺寸例子的說明圖。
圖35係顯示本發明上述以外的實施形態之成膜裝置的一部份之縱剖面圖。
圖36係顯示本發明上述以外的實施形態之成膜裝置的一部份之縱剖面圖。
圖37係顯示分離區域的其他例子之縱剖面圖。
圖38係顯示本發明上述以外的實施形態之成膜裝 置的縱剖面圖。
圖39係顯示利用本發明成膜裝置之基板處理系統的一例之概略俯視圖。
圖40係顯示具有可迴轉的載置台，並且反應氣體噴嘴係設置於處理容器側周壁處之成膜裝置的一例之俯視圖與剖面圖。
圖41係上述成膜裝置之反應氣體噴嘴的部份剖面圖。
C‧‧‧中心部區域
E1‧‧‧第1排氣區域
1‧‧‧真空容器
2‧‧‧迴轉筒
5‧‧‧突出部
11‧‧‧頂板
12‧‧‧容器本體
13‧‧‧O型環
14‧‧‧底面部
18‧‧‧開閉機構
19‧‧‧升降軸
20‧‧‧殼體
21‧‧‧核心部
22‧‧‧驅動部
23‧‧‧驅動部
45‧‧‧第2頂面
50‧‧‧間隙
51‧‧‧分離氣體供給管
61‧‧‧第1排氣口
63‧‧‧排氣管
64‧‧‧真空幫浦
65‧‧‧閘閥
71‧‧‧覆蓋組件
72、73‧‧‧吹淨氣體供給管
80‧‧‧控制部
85‧‧‧記憶部

Claims (23)

  1. 一種成膜裝置，係利用反應氣體而於基板表面形成薄膜，其特徵在於包含有：迴轉台，係具有用以載置基板之基板載置區域；真空容器，係具有用以收納該迴轉台之容器本體及將該容器本體的上面氣密地封閉之頂板；開閉機構，係用以開閉該頂板；數根反應氣體噴嘴，係以貫穿該真空容器之該容器本體外周壁而對向於該基板載置區域的通過區域，且相互遠離地位於該迴轉台上之迴轉中心周圍不同的角度位置而被支撐於該外周壁之方式所設置，藉由從相對於該迴轉中心而沿著半徑方向所設置之氣體噴出孔來分別將反應氣體供給至基板表面以形成複數個處理區域；分離氣體供給機構，係設置於該處理區域之間的角度位置並藉由供給分離氣體來形成分離區域，以區劃該複數個處理區域之彼此間的氣氛；以及真空排氣機構，係用以將該真空容器內的氣氛排氣。
  2. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中至少1根該反應氣體噴嘴的上游側係設置有於該真空容器外側處用以對反應氣體進行預備處理之預備處理 單元。
  3. 如申請專利範圍第2項之成膜裝置，其中該預備處理為加熱處理及電漿處理任一者。
  4. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該反應氣體噴嘴係可自由裝卸地***形成於該真空容器之該容器本體外周壁處的貫穿孔。
  5. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中於該真空容器之該容器本體外周壁處，為了能夠選擇該反應氣體噴嘴的裝設位置，而於橫跨圓周方向的複數部位形成有較所使用之反應氣體噴嘴的數量要多之反應氣體噴嘴的裝設孔。
  6. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該複數根反應氣體噴嘴係由分別供給第1反應氣體以及與該第1反應氣體反應之第2反應氣體的第1反應氣體噴嘴及第2反應氣體噴嘴所構成；藉由重複進行將該第1反應氣體與該第2反應氣體依序供給至基板表面之供給循環來層積多層反應生成物以形成該薄膜。
  7. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該分離氣體供給機構係從該真空容器之該容器本體外周壁朝向該迴轉台的迴轉中心而對向於該迴轉台伸出，且為橫跨長度方向而於下面處形成有多個氣體噴出孔以供給分離氣體之分離氣體噴嘴。
  8. 如申請專利範圍第7項之成膜裝置，其中於該真空 容器之該容器本體外周壁處，為了能夠選擇該反應氣體噴嘴的裝設位置，而於橫跨圓周方向的複數部位形成有較所使用之反應氣體噴嘴的數量要多之反應氣體噴嘴的裝設孔。
  9. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該分離氣體供給機構係從該真空容器之該容器本體外周壁朝向該迴轉台的迴轉中心而對向於該迴轉台上的基板伸出，且為橫跨長度方向而於下面處形成有多個氣體噴出孔以供給分離氣體之分離氣體噴嘴；於該真空容器之該容器本體外周壁處，為了能夠分別選擇該反應氣體噴嘴及分離氣體噴嘴的裝設位置，而於橫跨圓周方向的複數部位形成有較所使用之反應氣體噴嘴及分離氣體噴嘴的數量要多之裝設孔；該裝設孔係兼作為該反應氣體噴嘴之裝設孔與該分離氣體噴嘴之裝設孔。
  10. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該分離區域係位於該分離氣體供給機構之迴轉台的該迴轉方向上游側與下游側兩側，且該頂板係具有用以與迴轉台之間形成使分離氣體從該分離區域流至處理區域側的空間之頂面。
  11. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其係具有中心部區域，該中心部區域係位於該真空容器內中心部處以分離該複數個處理區域的氣氛，並形成有將分 離氣體噴出至該迴轉台之基板載置面側處之噴出孔；該反應氣體係連同擴散至該分離區域兩側之分離氣體及從該中心部區域噴出之分離氣體而從該排氣機構一起被排氣。
  12. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該基板載置區域係沿著該迴轉台之迴轉方向而複數地設置。
  13. 一種成膜裝置，係藉由將反應氣體供給至基板表面以形成薄膜，其特徵在於包含有：真空容器；基板載置部，係設置於該真空容器內，並將基板略水平方向地載置；反應氣體噴嘴，係對向於該基板載置部延伸設置以對該基板載置部表面供給反應氣體，其一端側係***至該真空容器壁部之***孔；移動機構，係用以使該基板載置部相對於該反應氣體噴嘴進行相對性地移動；密封組件，係設置於該反應氣體噴嘴之該一端側與該真空容器之該壁部之間，以將該反應氣體噴嘴之該一端側在維持該真空容器內部的氣密性之狀態下固定；以及傾斜調整機構，係將真空容器之內部空間側部位從較該反應氣體噴嘴之該***孔要下側處加以支撐，並可調整該支撐位置的高度，以調整該反應 氣體噴嘴之該水平方向的傾斜角度。
  14. 如申請專利範圍第13項之成膜裝置，其中該反應氣體噴嘴的該一端側所***之該真空容器的該壁部係該真空容器的側周壁。
  15. 如申請專利範圍第13項之成膜裝置，其中該傾斜調整機構係具有：支撐組件，係形成有用以鎖固螺絲之孔部，以將該反應氣體噴嘴從下側支撐；螺孔，係穿設於形成該真空容器內壁之組件；以及傾斜調整螺絲，係通過該支撐組件的孔部而與該螺孔相螺合，以將該支撐組件固定於該組件；該孔部上下方向的尺寸係較該傾斜調整螺絲的螺軸直徑要大。
  16. 如申請專利範圍第13項之成膜裝置，其中該真空容器之該壁部為***有該反應氣體噴嘴的該一端側之套筒，該套筒係具有藉由貫穿該真空容器外壁之位置調整螺絲而被鎖固於該真空容器的該外壁之凸緣部；該凸緣部係形成有貫穿有該位置調整螺絲且上下方向的尺寸較該位置調整螺絲的螺軸直徑要大之位置調整用孔部；該真空容器之該外壁處形成有與該位置調整螺絲相螺合之螺孔； 該凸緣部係透過該位置調整用孔部而藉由該位置調整螺絲被鎖固於該真空容器之該外壁。
  17. 如申請專利範圍第15項之成膜裝置，其中穿設有與該傾斜調整螺絲相螺合的螺孔並形成真空容器內壁之組件，係設置於該真空容器壁部處之套筒。
  18. 如申請專利範圍第13項之成膜裝置，其中該反應氣體噴嘴係由相互遠離地設置於反應氣體噴嘴相對於該基板載置部的移動方向之第1反應氣體噴嘴及第2反應氣體噴嘴所構成，以分別將第1反應氣體以及與該第1反應氣體反應之第2反應氣體供給至該基板載置部表面；該移動方向處係具有位於該等處理區域之間之分離區域，以分離供給有該第1反應氣體之第1處理區域與供給有第2反應氣體之第2處理區域的氣氛；藉由重複進行於該真空容器內依序將會互相反應之第1反應氣體與第2反應氣體供給至基板表面之供給循環來層積多層反應生成物以形成薄膜。
  19. 如申請專利範圍第18項之成膜裝置，其中該基板載置部係由形成有用以將基板載置於其表面的基板載置區域之迴轉台所構成，並且該移動機構係由使該迴轉台繞鉛直軸周圍迴轉之機構所構成；該第1反應氣體噴嘴及第2反應氣體噴嘴係相互遠離地位於該迴轉台之迴轉方向，並對向於該迴 轉台而朝該迴轉台之徑向水平延伸，其一端側係***至該真空容器之壁部。
  20. 如申請專利範圍第18項之成膜裝置，其中該分離區域係具有用以供給分離氣體之分離氣體供給機構，以及位於該分離氣體供給機構之該迴轉方向兩側，並用以與迴轉台之間形成使分離氣體從該分離區域流至處理區域側的狹窄空間之頂面。
  21. 如申請專利範圍第20項之成膜裝置，其中該分離氣體供給機構係對向於該迴轉台而朝該迴轉台之徑向水平延伸且其一端側***至該真空容器的壁部之分離氣體噴嘴。
  22. 如申請專利範圍第19項之成膜裝置，其係具有中心部區域，該中心部區域係位於真空容器內中心部處以分離該第1處理區域與第2處理區域的氣氛，並形成有將分離氣體噴出至迴轉台之基板載置面側處之噴出孔。
  23. 如申請專利範圍第19項之成膜裝置，其中該基板載置區域係沿著該迴轉台之迴轉方向而複數地設置。
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