成膜装置、基板处理装置及成膜方法

专利名称：成膜装置、基板处理装置及成膜方法
技术领域：
本发明涉及一种成膜装置、基板处理装置及成膜方法，特 别是涉及 一 种交替地供给至少两种原料气体来形成薄膜的成膜 装置、基板处理装置、成膜方法。
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l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，将所供给的气体切换为第2 反应气体，通过两气体的反应来形成l层或多层的原子层、分 子层，通过进行多次该循环来层叠这些层，从而在基板上进行 成月荑。该工艺例如3皮称为ALD ( Atomic Layer Deposition )、 MLD (Molecular Layer Deposition)等，能够根据循环数来 高精度地控制膜厚，并且膜质的面内均匀性也良好，是能够应 对半导体器件的薄膜化的有效的方法。
作为这种成膜方法的较佳的例子，例如列举出在栅极氧化 膜中使用的高电解质膜的成膜。列举一个例子，在形成氧化硅 膜(SiOJ莫)的情况下，作为第l反应气体(原料气体)例如 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)使用臭氧气体等。
作为实施这种成膜方法的装置，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，研究 了如下方法从基板的中央部上方侧供给反应气体，从处理容 器的底部排出未反应的反应气体以及反应副产物。不过，上述 成膜方法由于通过吹扫气体来进行气体置换需要较长的时间，另外循环数例如也达到数百次，因此存在处理时间较长的问题， 期望一种能够以高生产率进行处理的成膜装置、成膜方法。
从这种背景出发，已知如下那样将多个基板沿旋转方向配 置在真空容器内的旋转台上来进行成膜处理的装置。
在美国专利公报7， 153, 542号中公开了如下的成膜装置 的例子将分离扁平的圆筒状的真空容器左右分离，以使沿半 圆的轮廓形成在左侧区域和右侧区域的排气口向上排气的方式 设置，并且在左侧半圆的轮廓与右侧半圆的轮廓之间、即真空 容器的直径区域具有形成有分离气体的喷出孔的分离区域。在 右侧半圆区域和左侧半圆区域形成有互不相同的原料气体的供 给区域，通过真空容器内的旋转台旋转，工件通过右侧半圆区 域、分离区域以及左侧半圆区域，并且从排气口排出两种原料 气体。并且，被供给分离气体的分离区域的顶部比原料气体的 供给区域低。
在日本特开2001-254181号公报中公开了具有如下结构的 成膜装置的例子在晶圆支承构件(旋转台)上沿旋转方向等 距离地配置4片晶圆，而以与晶圆支承构件相面对的方式沿旋 转方向等距离地配置第l反应气体喷出喷嘴和第2反应气体喷 出喷嘴，并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。记载了如下内容利用晶圓支承构件支承各晶
圆，晶圆的表面位于晶圆支承构件的上表面的上方，并比晶圆 支承构件的上表面高出相当于晶圆厚度的量。另外，各喷嘴被 配置成沿晶圆支承构件的径向延伸，晶圆与喷嘴之间的距离是 O.lmm以上。从晶圆支承构件的外缘与处理容器的内壁之间进 行真空排气。根据这种装置，吹扫气体喷嘴的下方通过发挥所 谓的气帘的作用来防止第l反应气体与第2反应气体的混合。
在日本专利3144664号公报中公开了如下结构的例子通过分隔壁将真空容器内沿周向分割为多个处理室，并且相对于 分隔壁的下端隔着狭缝地设置能够旋转的圆形载置台，在该载 置台上配置多个晶圆。
在日本特开平4-287912号公报中公开了如下成膜方法的 例子将圆形的气体供给板沿周向分割为8个，每错开90度地 配置AsHs气体的供给口 、 H2气体的供给口、 TMG气体的供给 口以及H2气体的供给口 ，并且在这些气体供给口之间设置排气 口 ，与该气体供给板相对地使支承晶圆的基座(susceptor )旋 转。
另外，在美国专利公报6， 634， 314号中公开了具有如下 结构的成膜装置的例子以4个垂直壁将旋转台的上方区域分 隔成十字，在这样分隔得到的4个载置区域上载置晶圆，并且
沿旋转方向交替地配置源气体喷射器、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，以使这些喷射器按顺序
位于上述4个载置区域的方式水平旋转喷射器单元，并且从旋 转台的周围进行真空排气。
另夕卜，在日本特开2007—247066号公报中才是出了如下装置 在实施使多个气体交替地吸附在靶(相当于晶圆)上的原子层 CVD方法时，使载置晶圆的基座旋转，从基座的上方供给源气 体和吹扫气体。在0023 0025段中记载了如下内容分隔壁相 对于处理室的中心呈放射状地延伸，在分隔壁的下侧设置有将 反应气体或吹扫气体供给到基座的气体流出孔；以及通过使惰 性气体从分隔壁的气体流出孔流出来形成气帘。关于排气， 0058段开始记载，根据该记载，源气体和吹扫气体分别从排气 通道30a 、 30b分开排出。此外，在美国专利公开公报 2007—218701号禾口美国专利/>开7>才艮2007—218702号中也^是出 了与日本特开2007_247066号/>才艮类^以的4支术。可是，在使用上述8个专利文献所公开的成膜装置和成膜 方法、将多个基板沿旋转方向配置在真空容器内的旋转台上而 进行成膜处理的情况下，存在如下的问题。
在使用美国专利公报7， 153, 542号所提出的成膜装置和 成膜方法的情况下，采用在分离气体的喷出孔与反应气体的供 给区域之间设置朝上的排气口 ，且将反应气体与分离气体一起 从该排气口排出的方法，因此存在如下问题被喷出到工件上 的反应气体成为向上气流而从排气口被吸入，且伴随微粒的巻 起，容易引起微粒对晶圆的污染。
在使用日本特开2001-254181号公报所提出的成膜装置和 成膜方法的情况下，存在如下问题有时晶圆支承构件正在旋
散到气帘中的情形。并且，存在如下问题从第l反应气体喷 出喷嘴喷出的第l反应气体经由相当于旋转台的晶圆支承构件 的中心部容易到达来自第2反应气体喷出喷嘴的第2反应气体 扩散区域。这样存在如下问题当第1反应气体与第2反应气体 在晶圆上被混合时，反应生成物附着在晶圆表面上，从而无法 进行良好的ALD (或MLD)处理。
在使用日本专利3144664号公报所提出的成膜装置和成膜 方法的情况下，工艺气体从分隔壁与载置台的间隙或分隔壁与 晶圆之间的间隙扩散到相邻的处理室，另外在多个处理室之间 设有排气室，因此在晶圆通过该排气室时，来自上游侧和下游 侧的处理室的气体在该排气室内被混合。因而，存在无法应用 于ALD方式的成膜方法的问题。
在使用日本特开平4-287912号公报所提出的成膜装置和 成膜方法的情况下，存在如下问题对两种反应气体的分离没
ii有公开任何现实的方法，不用说在基座的中心附近混合，实际上在中心附近以外两种反应气体也会经由H2气体的供给口的
排列区域混合。并且还存在如下致命的问题当将排气口设在与晶圆的通过区域相面对的面上时，由于来自基座表面的微粒的巻起等容易引起晶圓的微粒污染。
在使用了美国专利公报6， 634， 314号所提出的成膜装置和成膜方法的情况下，存在如下问题在给各载置区域供给了源气体或反应气体之后，通过吹扫气体喷嘴用吹扫气体置换该载置区域的气氛需要较长的时间，而且，源气体或反应气体从l个载置区域越过垂直壁而扩散到相邻的载置区域里，两种气体在载置区域发生反应的可能性较大。
在使用了日本特开2007-247066号7>才艮、美国特开公开公
净艮2007—218701号或美国特开7>开/>才艮2007—218702号所提出的成膜装置和成膜方法的情况下，存在如下问题在吹扫气体分隔室(compartment)中无法避免两侧的源气体分隔室中的源气体的相互混淆，产生反应生成物而对晶圆造成微粒污染。
并且，在使用了美国专利公报7， 153， 542号、曰本特开2001—254181号/>才艮、曰本专利3144664号7>才艮、曰本特开平4-287912号公报以及美国专利公报6， 634, 314号所提出的成膜装置和成膜方法的情况下，存在如下问题在作为第l反应
况下、或在成膜后从供给第1反应气体的喷嘴供给包含C1等的具有腐蚀性的清洁气体来进行清洁的情况下，导致真空容器的顶板等由铝材料构成的部分被腐蚀。

发明内容
本发明是鉴于上述的问题点而完成的，提供一种在按顺序
12将相互反应的多种反应气体供给到基板的表面上来层叠多个反应生成物的层而形成薄膜时、能够得到较高的生产率、且能够防止多种反应气体在基板上混合而进行良好的处理、且能够保护真空容器免受反应气体或清洁气体的腐蚀的成膜装置、成膜方法。
根据本发明的第l方式(aspect),提供一种成膜装置，其在真空容器内按顺序供给包括第l反应气体和第2反应气体的
原料气体的供给循环来形成薄膜，该成膜装置包括旋转台，其能够旋转地被设置在上述真空容器内，具有用于载置基板的基板载置部；保护顶板，其为了保护上述真空容器免受上述第l反应气体和上述第2反应气体的腐蚀，被设置成与上述旋转台的上表面相对；第1反应气体供给部和第2反应气体供给部，该第l反应气体供给部和第2反应气体供给部为了供给上述第l反应气体和上述第2反应气体，分别从上述旋转台的周缘的互不相同的位置朝向旋转中心地设置；第l分离气体供给部，其为了供给将上述第l反应气体和上述第2反应气体分离的第l分离气体，从上述第1反应气体供给部和上述第2反应气体供给部之间的上述旋转台的周缘的位置朝向旋转中心地设置；该成膜装置还包括真空容器保护部，其被设置成包括上述第l反应气体供给部的上述保护顶板的下表面具有被设置在距上述旋转台的距离为第l高度的位置的第l下表面区域，在上述第l下表面区域与上述旋转台之间形成有第l空间，包括上述第2反应气体供给部的上述保护顶板的下表面具有被设置在距上述旋转台的距离为第2高度的离开上述第l下表面区域的位置的第2下表面区域，在上述第2下表面区域与上述旋转台之间形成有第2空间，包括上述第l分离气体供给部且沿着上述旋转台的旋转方面具有被设置在距上述旋转台低于上述第1高度和上述第2高度的第3高度的位置的第3下表面区域，在上述第3下表面区域与上述旋转台之间形成有具有上述第3高度的第3空间，该第3空间用于使从上述第l分离气体供给部供给的上述第l分离气体流向上述第1空间和上述第2空间，为了保护真空容器免受上述第l反应气体和上述第2反应气体的腐蚀，上述真空容器保护部与上述保护顶板一起围绕上述旋转台、上述第1空间、上述第2空间以及上述第3空间；上述保护顶板的下表面具有中心部区域，该中心部区域在上述旋转台的旋转中心的上述基板载置部侧设有用于供给将上述第l反应气体和上述第2反应气体分离的第2分离气体的第2分离气体供给部，该成膜装置还包括排气口，用于将上述第1反应气体和上述第2反应气体与喷出到上述第3空间两侧的上述第l分离气体和从上述中心部区域喷出的上述第2分离气体一起排出。
根据本发明的第2方式(aspect),提供一种基板处理装置，其具有第l方式所述的成膜装置；真空输送室，其气密地与上述成膜装置连接，在内部设置了基板输送部；预备真空室，其气密地与上述真空输送室连接，能够在真空气氛与大气气氛之间切换气氛。
根据本发明的第3方式(aspect )，供给一种成膜方法，在
由用于对真空容器进行耐腐蚀保护的真空容器保护部围绕的空间中，按顺序供给包括第1反应气体和第2反应气体的至少两种
原料气体，并且通过执行按顺序供给上述至少两种上述原料气体的供给循环来将上述第l反应气体和上述第2反应气体分开地供给到基板上的同时形成薄膜，该成膜方法进行以下步骤来进行成膜将基板载置在上述真空容器内的旋转台上；使上述旋转台旋转；从上述第l反应气体供给部将上述第l反应气体供 给到被形成在上述旋转台上表面与上述真空容器保护部的上述 顶板之间的第1空间；从相对于上述第l反应气体供给部被设置 在沿着上述旋转台的旋转方向的不同的位置上的第2反应气体 供给部将上述第2反应气体供给到被形成在上述旋转台上表面 与上述真空容器保护部的上述顶板之间的第2空间；从被设置 在上述第l反应气体供给部与上述第2反应气体供给部之间的 第l分离气体供给部将上述第l分离气体供给到第3空间，该第3 空间被形成在上述旋转台上表面与上述真空容器保护部的上述 顶板之间，第3空间低于上述第1空间和上述第2空间；将分离 上述第l反应气体和上述第2反应气体的第2分离气体供给到上 述顶板的下表面的上述旋转台上侧的中心部区域；以及通过使 上述基板随着上述旋转台的旋转而移动来重复上述第l反应气 体向上述基板的表面的供给、上述第l反应气体的停止、上述 第2反应气体的供给和上述第2反应气体的停止，与上述第l分 离气体和上述第2分离气体一起排出上述第l反应气体和上述 第2反应气体。
根据本发明的第4方式(aspect),提供一种能够由计算机 读取的存储介质，该存储介质存储了使计算机执行如下成膜处 理的程序，该成膜处理在由用于对成膜装置的真空容器进行耐 腐蚀保护的真空容器保护部围绕的空间中按顺序供给包括第1 反应气体和第2反应气体的至少两种原料气体，并且通过执行 按顺序供给上述至少两种上述原料气体的供给循环来分开地供 给上述第1反应气体和上述第2反应气体的同时形成薄膜，上述 程序使上述计算机执行如下工序使载置了上述基板的上述旋 转台旋转的工序；从第l反应气体供给部将上述第l反应气体供 给到被形成在上述旋转台上表面与上述真空容器保护部的上述顶板之间的第1空间的工序；从相对于上述第l反应气体供给部 被设置在沿着上述旋转台的旋转方向的不同的位置上的第2反 应气体供给部将上述第2反应气体供给到被形成在上述旋转台 上表面与上述真空容器保护部的上述顶板之间的第2空间的工 序；从被设置在上述第1反应气体供给部与上述第2反应气体供 给部之间的第l分离气体供给部将上述第l分离气体供给到第3 空间的工序，该第3空间被形成在上述旋转台上表面与上述真 空容器保护部的上述顶板之间，第3空间低于上述第l空间和上 述第2空间；将分离上述第l反应气体和上述第2反应气体的第2 分离气体供给到上述顶板的下表面的上述旋转台上侧的中心部 区域的工序；通过使上述基板随着上述旋转台的旋转而移动来 重复上述第l反应气体向上述基板的表面的供给、上述第l反应 气体的停止、上述第2反应气体的供给和上述第2反应气体的停 止，与上述第1分离气体和上述第2分离气体一起排出上述第1 反应气体和上述第2反应气体，由此形成薄膜的工序。


图l是示意性地表示本发明的第l实施方式的成膜装置的 结构的纵剖视图。
图2是示意性地表示本发明的第l实施方式的成膜装置的 结构的立体图。
图3是示意性地表示本发明的第l实施方式的成膜装置的 结构的横剖俯一见图。
图4A和4B是用于说明本发明的第1实施方式的成膜装置 的图，是表示第1 第3空间的剖视图。
图5是用于说明本发明的第1实施方式的成膜装置的图，是 表示第l反应气体供给部的立体图。图6A和6B是用于说明本发明的第1实施方式的成膜装置 的图，是用于说明第3下表面部的尺寸例子的横剖视图和纵剖 视图。
图7是用于说明本发明的第l实施方式的成膜装置的一部 分的图，是图3中的A-A纵剖视图。
图8是用于说明在本发明的第l实施方式的成膜装置的一 部分中第2分离气体、第3分离气体以及第2保护气体流动的形 态的图，是图3中的B-B纵剖视图。
图9是表示本发明的第l实施方式的成膜装置的一部分的 剖切立体图。
图IO是示意性地表示本发明的第l实施方式的成膜装置的 控制部的结构的图。
图ll是用于说明使用了本发明的第l实施方式的成膜装置 的成膜方法的工序的工序图。
图12是用于说明使用了本发明的第l实施方式的成膜装置 的成膜方法的图，是表示第l反应气体、第2反应气体以及第1 分离气体流动的形态的图。
图13是用于说明本发明的第l实施方式的第l变形例的成 膜装置的图，是表示第3下表面部的保护顶板的形状的另一例 的纵剖视图。 '
图14A、 14B以及14C是用于说明本发明的第l实施方式的 第2变形例的成膜装置的图，是表示第3下表面部的保护顶板的 下表面的形状的另 一例的纵剖视图。
图15A、 15B以及15C是用于说明本发明的第l实施方式的 第3变形例的成膜装置的图，是表示第l反应气体供给部的气体 喷出孔的形状的另 一例的仰视图。
图16A、 16B、 16C以及16D是用于说明本发明的第l实施
17方式的第3变形例的成膜装置的图，是表示第3下表面部的形状 的另 一例的仰视图。
图17是示意性地表示本发明的第l实施方式的第4变形例 的成膜装置的结构的横剖俯视图。
图18是示意性地表示本发明的第1实施方式的第5变形例 的成膜装置的结构的横剖俯视图。
图19是示意性地表示本发明的第l实施方式的第6变形例 的成膜装置的结构的立体图。
图20是示意性地表示本发明的第l实施方式的第7变形例 的成膜装置的结构的横剖俯视图。
图21是示意性地表示本发明的第1实施方式的第8变形例
的成膜装置的结构的纵剖视图。
图22是示意性地表示本发明的第2实施方式的基板处理装 置的结构的俯视图。
具体实施例方式
接着，与附图一起说明用于实施本发明的最佳实施方式。 第l实施方式
参照图1 图10,说明本发明的第l实施方式的成膜装置和 成膜方法。
首先，参照图1 图9说明本实施方式的成膜装置的结构。 图1是示意性地表示本实施方式的成膜装置的结构的纵剖 视图。图l是图3中的B-B纵剖视图。图2是示意性地表示本实 施方式的成膜装置的结构的立体图。图3是示意性地表示本实 施方式的成膜装置的结构的横剖俯视图。图2和图3是真空容器 l的顶板ll被分离的状态下的立体图和横剖俯视图。图4A和图 4B是用于说明本实施方式的成膜装置的图，是表示第1~第3空间的剖视图。图4A和图4B是沿同心圆切断并横向展开包括旋转 台的旋转台的上侧的部分而表示的展开图。图5是用于说明本 实施方式的成膜装置的图，是表示第l反应气体供给部的立体 图。图6A和图6B是用于说明本实施方式的成膜装置的图，是用 于说明第3下表面部的尺寸例子的横剖视图和纵剖视图。图7是 用于说明本实施方式的成膜装置的一部分的图，是图3中的A-A 纵剖视图。图8是用于说明在本实施方式的成膜装置的一部分 中第2分离气体、第3分离气体以及第2保护气体的流动的形态 的图，是图3中的B-B纵剖视图。图9是表示本实施方式的成膜 装置的一部分的剖切立体图。图IO是示意性地表示本实施方式 的成膜装置的控制部的结构的图。
如图1至图3所示，本实施方式的成膜装置具有真空装置l 和被收纳在真空容器l中的旋转台2、第l反应气体供给部31、 第2反应气体供给部32、第1分离气体供给部41、 42、保护顶板 4以及真空容器保护部49。
如图1至图3所示，真空容器l具有俯视形状为大致圆形且 扁平的形状。真空容器l具有顶板ll、容器主体12、 O型密封圈 13、底面部14。
顶板11能够从容器主体12分离。顶板ll由于内部的减压状 态，夹着密封构件或O型密封圈13被压靠到容器主体12侧并保 持气密状态。另外，在顶板11从容器主体12被分离地情况下， 通过未图示的驱动机构被抬起到上方。
接着，说明被收纳在真空容器1中的各部分中的旋转台2以 及被设置在比顶板ll靠近下侧的位置且比旋转台2靠近上侧的 位置上的部分。即，说明旋转台2、第1反应气体供给部31、第 2反应气体供给部32、第1分离气体供给部41、 42、保护顶板4、 第2分离气体供给部51。如图l所示，旋转台2被设置成在真空容器1的中心具有旋 转中心。旋转台2具有壳体20、芯部21、旋转轴22、驱动部23、 凹部24。
旋转台2的中心部#皮固定在圆筒形状的芯部21上，芯部21 被固定在沿铅直方向延伸的旋转轴22的上端。旋转轴22贯穿真 空容器1的底面部14，旋转轴22的下端被安装在使旋转轴22围 绕铅直轴线旋转的驱动部2 3上，在本例中沿顺时针方向旋转。 旋转轴22和驱动部23被收纳在上表面开口的圆筒状的壳体20 中。壳体20将被设置在壳体20上表面的凸缘部分气密地安装在 真空容器1的底面部14的下表面，保持壳体20的内部气氛与外 部气氛之间的气密状态。
如图2和图3所示，凹部24被设置在旋转台2的表面部上， 以沿着旋转方向(周向)载置多个例如5张作为基板的晶圆。 凹部24具有圆形状的形状。凹部24用于对晶圓进行定位而使晶 圓不会在随着旋转台2的旋转所产生的离心力的作用下飞出， 相当于本发明的基板载置部。此外，为了方便，在图3中仅在1 个凹部24上图示了晶圆W。
如图4A所示，凹部24被设定成凹部24的直径仅比晶圆的直 径稍大例如4mm，另外其深度是与晶圆的厚度大小相同。因而， 当将晶圆放入凹部24中时，晶圆的表面与旋转台2的表面(没 有载置晶圆的区域)的高度一致。如果晶圆的表面与旋转台2 的表面之间的高度差较大，则因该高度差部分产生压力变动， 因此为了使膜厚的面内均匀性一致，需要使晶圆的表面与旋转 台2的表面的高度 一 致。使晶圆的表面与旋转台2的表面的高度 一致是指被载置在凹部24 (基板载置部)上的晶圆(基板)的 表面与旋转台2的表面为相同的高度，或者晶圓(基板)的表 面位于低于旋转台2的表面的位置，但是根据加工精确度等，最好尽量使两面的高度差趋近于零，两面的高度差最好在5mm 以内。在凹部24的底面形成有为了支承晶圆的背面来使晶圆升 降而使例如稍后使用图9记述的3个升降销贯穿的通孔。
此外，基板载置部并不限于凹部，例如也可以是在旋转台 2的表面沿晶圆的周向排列多个用于在晶圆的周缘进行引导的 引导构件的结构，或者也可以是在旋转台2侧设置静电卡盘等 卡盘机构的结构。在旋转台2侧设置卡盘机构来吸附晶圆的情 况下，通过吸附来载置晶圆的区域为基板载置部。
如图2和图3所示，为了供给第l反应气体和第2反应气体， 在分别与旋转台2中的凹部24的基板载置台相面对的位置上从 真空容器l的周缘(旋转台2的周缘)的互不相同的位置朝向旋 转中心分别设置第l反应气体供给部31、第2反应气体供给部32 以及2个第l分离气体供给部41、 42。第1反应气体供给部31、 第2反应气体供给部32以及2个第l分离气体供给部41、 42是沿 长度方向隔开间隔地穿i殳有用于向下方侧喷出反应气体或分离 气体的喷出孔的喷嘴。
第l反应气体供给部31、第2反应气体供给部32以及2个第1 分离气体供给部41、 42例如被安装在真空容器1的侧壁，作为 其基端部的气体导入件31a、 32a、 41a、 42a贯穿侧壁。在本 实施方式中，如局部图5所示，气体导入件31a、 32a、 41a、 42a从真空容器1的侧壁被导入，但是也可以从环状的突出部53 (后述)导入。在这种情况下，可以设置在突出部53的外周面 与顶板ll的外表面上开口的L字型的导管，在真空容器l内将第 l反应气体供给部31、第2反应气体供给部32以及2个第l分离气 体供给部41、 42与L字型的导管的1个开口相连接，在真空容器 l的外部将气体导入件31a、 32a、 41a、 42a与L字型的导管的 另一个开口相连接。如图4A和图4B所示，在第1反应气体供给部31和第2反应 气体供给部32上沿喷嘴的长度方向隔着间隔地穿设用于向下 方侧喷出反应气体的喷出孔33。在本实施方式中，例如沿着构 成第l反应气体供给部31、第2反应气体供给部32的气体喷嘴的 长度方向，以10mm的间隔穿i殳朝向正下方的例如口径为 0.5mm的喷出孑L。
如图4A和图4B所示，在第l分离气体供给部41、 42上，沿 长度方向隔开间隔地穿设用于向下方侧喷出分离气体的喷出孔 40。在本实施方式中，例如沿着构成第l分离气体供给部41、 42的气体喷嘴的长度方向，以10mm的间隔穿设朝向正下方的 例如口 ；f圣为0.5mm的喷出孑L 。
第1反应气体供给部31、第2反应气体供给部32与配设于真 空容器l的外部的第l反应气体的气体供给源和第2反应气体的 气体供给源连接，第1分离气体供给部41、 42与配设于真空容 器1的外部的第l分离气体的气体供给源连接。在本实施方式 中，第2反应气体供给部32、第1分离气体供给部41、第l反应 气体供给部31以及笫l分离气体供给部42按该顺序沿顺时针方 向配置。
在本实施方式中，作为第l反应气体，例如可以使用BTBAS (双叔丁基氨基硅烷)气体。另外，作为第2反应气体，例如 可以使用03 (臭氧)气体。并且，作为第l分离气体，例如可
以使用N2(氮气)气体。此外，第l分离气体不限于N2气体，
可以使用Ar等惰性气体，但是不限于惰性气体，也可以是氢气 等，只要是不对成膜处理产生影响的气体即可，关于气体的种 类，并没有特别地限定。
如图l所示，保护顶板4与旋转台2相面对地设置在真空容 器1的顶板11与旋转台2之间。保护顶板4用于保护真空容器l免
22受第l反应气体和第2反应气体的腐蚀。保护顶板4例如由石英 或陶资构成。
如图2至图4B所示，保护顶板4的下表面具有第l下表面部 (第l下表面区域)45、第2下表面部(第2下表面区域)45a 和第3下表面部(第3下表面区域)44这3个区域、突出部53、 旋转中心侧部5，该第l下表面部45为距旋转台2的上表面的距 离为H1的面，该第2下表面部45a是距旋转台2的上表面的距离 为H2的面，该第3下表面部44被形成在第l下表面部45与第2下 表面部45a之间，是距旋转台的上表面的距离为H3的面，突出 部53是在第l下表面部45与第2下表面部45a中与各区域的旋转 中心侧邻接，该旋转中心侧部5与芯部21相对应。
第l下表面部45、第2下表面部45a以及第3下表面部44是分 别包括第l反应气体供给部31、第2反应气体供给部32以及第1 分离气体供给部41的保护顶板4的下表面的区域。此外，第3下 表面部44被第l分离气体供给部41分成两部分。
另外，如图2至图4B所示，作为保护顶板4的下表面的第1 下表面部45、第2下表面部45a以及2个第3下表面部44这4个区 域分别与旋转台2之间形成第1空间Pl 、第2空间P2以及2个第3 空间D。
如图4 A和4 B所示，保护顶板4的第1下表面部4 5是包括第1
所示，第2下表面部45a是包括第2反应气体供给部32的保护顶 板4的下表面的区域。如图4A和4B所示，第3下表面部44是包 括第l分离气体供给部41、 42的保护顶板4的下表面的区域。另 外，从第l分离气体供给部41、 42的中心轴线到具有扇形形状 的第3下表面部44的旋转台2的正旋转方向和逆旋转方向的两 边缘的距离被设定为相同的长度。此时，保护顶板4的第3下表面部44在旋转台2相对于各个 第1分离气体供给部41、 42的旋转方向上游侧中，越是接近旋 转台2的周缘的部位，宽度变得越大。这是因为通过旋转台2旋 转，越是靠近旋转台2的周缘的部位，从旋转方向上游侧向第3 下表面部44的气体的流动越快。在本实施方式中，将直径 300mm的晶圆W作为被处理基板，第3下表面部44的周向的长 度(与旋转台2同心的圆的圆弧的长度)在靠近离开旋转中心 140mm的突出部53的部位上例如是146mm,在凹部24 (基板 载置部)的最外侧的位置上例如是502mm。此外，如图4A所 示，在该最外侧的位置上，如果从分别位于左右的保护顶板4 的第3下表面部44距第l分离气体供给部41 ( 42 )的两端的周向 的长度L来看，长度L是246mm。
如图1和图4A所示，包括第l反应气体供给部31的保护顶板 4的第l下表面部45被设置在距旋转台2的距离为第1高度H1的 位置。如图1和图4A所示，包括第2反应气体供给部32的第2下 表面部45a被设置在距旋转台2的距离为第2高度H2的位置。如 图4A所示，包括第l分离气体供给部41的第3下表面部44被设 置在距旋转台2的的距离为第3高度H3的位置。第3高度H3低于 第1高度H1和第2高度H2。另外，第1高度H1和第2高度H2的 大小关系并没有特别地进行限定，但是例如可以为H1二H2。因 而，在本实施方式中，可以为H3〈H1二H2。
即，如图4A所示，在第l分离气体供给部41的旋转方向两 侧存在被设置在距旋转台2的距离为第3高度H 3的位置的作为 保护顶;f反4的下表面的第3下表面部44，在第3下表面部44的旋 转方向两侧存在比第3下表面部44高的第l下表面部45和第2下 表面部45a。换言之，在第l分离气体供给部41的旋转方向两侧 存在第3空间D,在第3空间D的旋转方向两侧存在第l空间Pl和第2空间P2。同样地，在第1空间P1的相反侧和第2空间P2的 相反侧之间存在第3空间D 。
在此，说明第3空间D的作用即第1空间P1的气氛与第2空 间P2的气氛之间的分离作用。
第3下表面部44用于通过与第l分离气体供给部41组合来 阻止第1反应气体和第2反应气体进入到第3空间D,阻止第l反 应气体与第2反应气体的混合。即，在第3空间D中，阻止了来 自旋转台2的逆旋转方向侧的第2反应气体的进入，也阻止了来 自旋转台2的正旋转方向侧的第l反应气体的进入。"阻止气体的 进入"是指从第l分离气体供给部41喷出的第l分离气体扩散到 第3空间D里，并吹出到相邻的作为第2下表面部4 5 a的下方侧空 间的第2空间P2，由此来自相邻的第l空间Pl和第2空间P2的气 体无法进入。并且，"气体无法进入"不仅是指气体完全不会从 相邻的第1空间Pl和第2空间P2进入第3空间D的状态，还包括 虽然进入一 些，但分别从两侧进入的第l反应气体和第2反应气 体在第3空间D不会被混合的状态。只要能够获得这些状态，就 确保了第3空间D的作用即使第l空间Pl的气氛与第2空间P2的 气氛之间分离的分.离作用。此外，被吸附在晶圆上的气体能够 在第3空间D内通过，因此"气体的进入"中的气体是指气相中的 气体。
另外，如图4A所示，保护顶板4的第3下表面部44距旋转台 2的高度H3例如可以是从大约0.5mm到大约10mm,优选是大 约4mm 。在这种情况下，旋转台2的转速例如被设定为 lrpm 500rpm。为了确保第3下表面部44的分离功能，根据旋 转台2的转速的使用范围等，例如根据实验等设定第3下表面部 44的大小、第3下表面部距旋转台2的高度H3。此外，作为第l 分离气体，不限于N2气体，也可以使用Ar气体等惰性气体，但
25是不限于惰性气体，也可以是氢气，只要是不对成膜处理产生 影响的气体，则对气体的种类没有特别地限定。
并且，如图6A和6B中以第1分离气体供给部41为代表所示 那样，分别位于第l分离气体供给部41 (42)的两侧的形成狭 窄的空间的第3下表面部44作为晶圆W的中心WO所通过的部 分沿旋转台2的旋转方向的宽度尺寸(与晶圆中心WO所通过的 路径对应的圆弧的长度)L，可以是晶圆W的直径的大约1/10 大约1/1的长度，优选是大约l/6以上。具体而言，在晶圆W具 有300mm的直径的情况下，优选该长度L是大约50mm以上。 为了有效地阻止反应气体从第3下表面部44的两侧进入到作为 第3下表面部44的下方的第3空间D(具有低于第1高度H1和第2 高度H2的第3高度H3的狭窄的空间)，在宽度尺寸L较短的情况 下，需要与其相应地也使作为第3下表面部44与旋转台2之间的 距离的第3高度H3变小。并且，当将作为第3下表面部44与旋 转台2之间的距离的第3高度H 3设定为 一 定尺寸时，离旋转台2 的旋转中心越远，旋转台2的速度越快，因此为了获得反应气 体的进入阻止效果所要求的宽度尺寸L离旋转中心越远越长。 从这种观点出发，当晶圆W的中心WO所通过的部分的宽度尺 寸L小于50mm时，需要使作为第3下表面部44与旋转台2之间 的距离的第3高度H3相当小，因此为了在旋转台2旋转时防止旋 转台2与第3下表面部44或晶圆W与第3下表面部44之间的碰 撞，而要想办法极力抑制旋转台2的晃动。另外，旋转台2的转 速越高，反应气体越容易从第3下表面部44的上游侧进入到第3 下表面部44的下方侧，因此当^f吏宽度尺寸L小于50mm时，必 须降低旋转台2的转速，在生产率方面看来不是上策。因而， 优选宽度尺寸L为50mm以上。但是，第3下表面部44的尺寸不 限于上述的尺寸，也可以按照所使用的工艺参数、晶圓尺寸来进行调整。另外，只要作为狭窄的空间的第3空间D具有能够形 成从第3空间D向第1 (第2)空间P1 (P2)的分离气体的流动 那样程度的高度即可，从上述说明可知，狭窄空间(第3空间D) 的高度(第3高度)H3除了根据所使用的工艺参数、晶圓尺寸 以外，例如还可以才艮据第3下表面部44的面积进4亍调整。
如图l所示，保护顶板4的突出部53在第l下表面部45和第2 下表面部45a中处于各个区域的旋转中心侧与芯部21的外周侧 之间，是与旋转台2相面对的区域。另外，如图7所示，保护顶 板4的突出部53在2个第3下表面部44中与各个区域的旋转中心 侧连续而形成为一体，其下表面被形成在与第3下表面部44相 同的高度上。但是，保护顶板4的突出部53与第3下表面部44 既可以是一体，也可以是各自独立的。
保护顶板4的旋转中心侧部5是位于突出部53的旋转中心 侧的区域。在本实施方式中，旋转中心侧部5与突出部53的边 界例如可以设置在距旋转中心具有140mm半径的圓周上。
如图1和图7所示，第2分离气体供给部51贯穿真空容器1 的顶板ll,与保护顶板4的中心部连接。第2分离气体供给部51 用于将第2分离气体供给到作为保护顶板4与芯部21之间的空 间的中心部区域C。作为第2分离气体，并没有特别地限定，例
如能够使用N2气体。
供给到中心部区域C的第2分离气体经由突出部53与旋转 台2之间的狭窄的间隙50沿旋转台2的基寺反载置部侧的表面向 周缘喷出。在被突出部53围成的空间中充满第2分离气体，因 此阻止第l反应气体与第2反应气体在第1空间Pl与第2空间P2 之间经由旋转台2的中心部混合。即，成膜装置具有中心部区 域C,该中心部区域C是为了分离第1空间P1与第2空间P2的气 氛而被旋转台2的旋转中心部与真空容器l划分成的，被供给第2分离气体且沿旋转方向形成有将分离气体喷出到旋转台2的 表面上的喷出口。此外，喷出口相当于突出部53与旋转台2之 间的狭窄的间隙50。
接着说明被收纳在真空容器l中的各部分之中处于旋转台
的构件。即，说明真空容器保护部49、容器主体12、排气空间 6。
如图l和图7所示，真空容器保护部49被设置在保护顶板4 的下侧，被设置成与保护顶板4一起围绕旋转台2、第1空间P1、 第2空间P2以及第3空间D。真空容器保护部49用于保护真空容 器l免受第l反应气体和第2反应气体的腐蚀。真空容器保护部 49由保护圓筒49a和保护底片反49b构成。保护圆筒49a和保护底 板49b与保护顶板4同样地例如由石英或陶瓷构成。
如图l和图7所示，保护圆筒49a在旋转台2与容器主体12 之间被设置成与旋转台2的外端面相面对。另外，如图1和图7 所示，保护底板4 9 b在旋转台2与容器主体12之间被设置成与旋 转台2的下表面相面对。
保护圆筒49a和保护底板49b与保护顶板4同样地阻止第1 反应气体与第2反应气体在旋转台2的外周侧蔓延而相互混入， 并且以在从第l反应气体供给部31和第2反应气体供给部32供 给具有腐蚀性的反应气体或清洁气体的情况下对真空容器l进 行耐腐蚀保护的目的而被设置。但是，由于保护顶板4、保护 圆筒49a以及保护底板49b能够相互分离地卸下，因此在保护顶 板4 、保护圆筒49a以及保护底板49b之间存在少许间隙。
如图7所示，容器主体12的内周壁在第3空间D中以靠近保 护圓筒49a的外周面并与保护圆筒49a的外周面相面对的方式 形成为垂直面。另外，容器主体12的内周壁具有如下结构在第3空间D以外的部位中也如图l所示那样以靠近保护圆筒49a 的外周面并与保护圆筒49a的外周面相面对的方式形成为垂直 面，但是纵截面形状以从内周壁的下端的部位贯穿底面部14的 方式呈矩形被切掉。该被切掉的部分是后述的排气空间6。
如图l所示，第1保护气体供给部55在真空容器1的容器主 体12的内周壁中处于与保护圆筒49a的外周面相面对的位置， 并且被设置在旋转方向的多个部位。第l保护气体供给部55用 于在真空容器l的顶板ll与保护顶板4之间供给用于对真空容 器l进行耐腐蚀保护的第l保护气体。具体而言，第l保护气体 被供给到真空容器1的顶板11与保护顶板4的间隙，对真空容器 l的顶板ll进行耐腐蚀保护。另外，第l保护气体也被供给到真 空容器1的容器主体12的内周壁与真空容器保护部49的保护圆 筒49a之间的间隙，对真空容器1的容器主体12进行耐腐蚀保
护。作为第l保护气体，并没有被特别地限定，例如使用N2气体。
在此，说明第l保护气体对真空容器l进行保护的保护作用。
保护顶板4、保护圆筒49a、保护底板49b被设置成围绕旋 转台2、第1空间P1、第2空间P2、第3空间D。保护顶板4、保 护圆筒49a、保护底板49b以能够卸下地^皮抵接的状态构成，因 此在保护顶板4、保护圆筒49a、保护底板49b之间存在间隙。
通过在保护顶板4和保护圆筒49a与真空容器l的顶板ll和 容器主体12之间供给第l保护气体使得保护顶板4和保护圆筒 49a与真空容器l的顶板ll和容器主体12之间的压力高于由保 护顶板4 、保护圆筒4 9 a以及保护底板4 9 b围绕的空间的压力， 由此能够阻止第l反应气体和第2反应气体进入到保护顶板4和 保护圆筒49a与真空容器l的顶板ll和容器主体12之间。具体而
29言，通过调节从第l保护气体供给部55供给的第l保护气体的供 给量以及后述的真空排气部件的排气量，能够使保护顶板4和 保护圆筒49a与真空容器1的顶板ll和容器主体12之间的压力 高于由保护顶板4、保护圆筒49a以及保护底板49b围绕的空间 的压力，例如能够高100Pa。
在使用包括氯气等的反应气体作为第l反应气体或第2反 应气体而进行成膜的情况下、或者通过第l反应气体供给部31 或第2反应气体供给部32来使用包括氯气等的清洁气体来替代 第l反应气体或第2反应气体而进行旋转台2等的清洁的情况 下，通过供给第l保护气体，能够保护真空容器l的顶板ll和容 器主体12免受第l反应气体和第2反应气体的腐蚀。
如图l和图3所示，在排气空间6的底部例如设有2个排气口 61、 62。排气口61、 62分别经由排气管63被连接到作为真空排 气部件的例如共用的真空泵64上。另外，在排气口61与真空泵 64之间，压力调整构件65被设置在排气管63上。压力调整构件 65既可以按每个排气口 61、 62设置，也可以被共用化。排气口 61、 62在俯视中被设置在第3空间D的旋转方向两侧来可靠地发 挥第3空间D的分离作用，专门进行第1反应气体和第2反应气体 的排气。在本实施方式中， 一排气口61被设置在第1反应气体 供给部31与相对于第l反应气体供给部31靠近旋转方向下游侧 的第3空间D之间，另 一排气口 62被设置在第2反应气体供给部 32与相对于第2反应气体供给部32靠近旋转方向下游侧的第3 空间D之间。
排气口的设置数量并不限于2个，例如也可以在包括第l分 离气体供给部42的第3空间D与相对于第3空间D靠近旋转方向 下游侧的第2反应气体供给部32之间再设置排气口而成为3个， 还可以是4个。在该例子中，排气口61、 62通过设置在真空容器1的底面部14且低于旋转台2的位置上，从真空容器l的内周 壁与保护圓筒49a之间的间隙、保护顶板4与保护圆筒49a之间 的间隙以及保护圆筒49a与保护底板49b之间的间隙排出气体， 但是并不限于设置在真空容器1的底面部14上，也可以设置在 真空容器l的侧壁上。另外，在将排气口61、 62设置在真空容 器的侧壁上的情况下，也可以设置在高于旋转台2的位置上。 通过这样设置排气口61、 62,旋转台2上的气体朝向旋转台2 的外侧流动，因此与从旋转台2所相面对的顶面排气的情况相 比，在能够抑制微粒的巻起的方面来看是有利的。
接着，说明被收纳在真空容器l中的各部分之中比真空容 器保护部49更靠近下侧且直到真空容器1的底面部14的部分。 即，说明加热器单元(加热部)7、罩部71、底面部14、第3 分离气体供给部72、第2保护气体供给部73。
如图l和图5所示，加热器单元7被设置在旋转台2与真空容 器1的底面部14之间的空间。加热器单元7用于隔着旋转台2将 旋转台2上的晶圓加热到由制程程序决定的温度。加热器单元7 既可以设置在旋转台2的上方侧，也可以设置在上下两侧来替 代设置在旋转台2的下方侧。另外，加热器单元7并不限于使用 电阻发热体，也可以使用红外线灯。此外，也可以在加热器单 元7的下半部分设置用于将从发热单元7产生的热之中向下侧 产生的热反射到上侧来提高热效率的反射器(反射板)。
罩部71是为了在旋转台2的周缘侧且下方侧划分旋转台2 的下方空间和排气空间6并且载置真空容器保护部49的保护底 板49b而被设置。另外，罩部71被形成为在整个圆周围着加热 器单元7。罩部71与保护底板49b抵接，防止第1反应气体和第2 反应气体进入到罩部71的内周侧。
底面部14在比配置有加热器单元7的空间靠近旋转中心侧的部位具有狭窄的间隙地靠近旋转台2的下表面的中心部附近 和芯部21 。底面部14即使在贯穿底面部14的旋转轴22的通孔 中，通孔的内周面与旋转轴22的间隙也比较窄。另外，通孔与 壳体20连通。
第3分离气体供给部72被设置在壳体20上。第3分离气体供 给部72用于将第3分离气体供给到狭窄的空间内。作为第3分离
气体，并没有特别地限定，例如使用N2气体。
第2保护气体供给部73在真空容器1的底面部14中位于加 热器单元7的下方侧的位置，并且祐:设置在旋转方向的多个位 部位。第2保护气体供给部73用于将第2保护气体供给到配置有 加热器单元7的空间。作为第2保护气体，并没有特别地限定，
例如使用N2气体。
如图8中用箭头表示第3分离气体和第2保护气体的流动那 样，通过设置第3分离气体供给部72、第2保护气体供给部73, 例如将N 2气体供给到从壳体2 0内到加热器单元7的配置空间为 止的空间内，N2气体从旋转台2与罩部71之间的间隙经由排气 空间6被排气口61、 62排出。由此，阻止了第1反应气体和第2 反应气体从第1空间Pl和第2空间P2的 一 方经由旋转台2的下 方绕到另一方，因此第3分离气体具有作为分离气体的作用。 另外，由于能够阻止第l反应气体和第2反应气体从第1空间Pl 和第2空间P 2进入到处于保护底板4 9 b的下方的配置有加热器 单元7的空间，因此第2保护气体也具有防止第1反应气体和第2 反应气体吸附在加热器单元7上的作用。
接着，说明被设置在真空容器l的外部的部分以及用于与 被设置在外部的部分之间进行输送的部分。
如图2、图3以及图9所示，在真空容器l的侧壁形成有用于 在外部的输送臂10与旋转台2之间交接晶圆的输送口 15，输送口 15通过未图示的闸阀开闭。旋转台2中的作为基板载置部的 凹部24在输送口 15的位置与输送臂10之间进行晶圆W的交接， 因此在旋转台2的下方侧与交接位置对应的部位设置贯穿凹部 24而用于从背面抬起晶圆的交接用升降销16的升降机构。
另外，如图1和图3所示，本实施方式的成膜装置设有由用 于控制装置整体的动作的MCU( Micro Controller Unit)等计 算机中形成的控制部100。如图10所示，在控制部100中设有具 有由CPU ( Central Processing Unit ) 、 MPU ( Micro Processing Unit)等形成的处理器且控制成膜装置的各部分的 处理控制器100a、用户界面部100b以及存储部100c。
用户界面部100b由工序管理者为了管理成膜装置而进行 输入命令的操作的键盘、将成膜装置的工作状况可视化而显示 的显示器等构成。
在存储部10 0 c中存储用于通过处理控制器10 0 a的控制来 实现由成膜装置执行的各种处理的控制程序(软件)、存储了处 理条件数据等的制程程序。并且，根据需要，根据来自用户界 面部100b的指令等从存储部1 OOc调用任意的制程程序来使程 序控制器100a执行，由此在程序控制器100a的控制下，使成膜 装置执行所期望的功能来进行所期望的处理。也就是说，程序 对成膜装置进行控制来使计算机实现与成膜装置的成膜处理有 关的功能，或者使计算机执行与成膜装置的成膜处理有关的工 序，或者使计算机作为执行成膜装置的成膜处理的部件而发挥 作用。另外，将控制程序、处理条件数据等的制程程序以被保 存到能够由计算机读取的程序存储介质(例如硬盘、光盘、磁 光盘、存储卡、软盘(floppy disc)(注册商标)等)中的状态 安装到程序控制器100a中使用，或者也可以从其它装置例如通 过专用电路随时交接而在线利用。接着，使用图9、图ll以及图12说明使用了本实施方式的 成膜装置的成膜方法。
图ll是用于说明使用了本实施方式的成膜装置的成膜方 法的工序的工序图。另外，图12是用于说明使用了本实施方式 的成膜装置的成膜方法的图，是表示第l反应气体、第2反应气 体以及第l分离气体流动的形态的图。图12与图3同样地是真空 容器l的顶板ll被分离的状态的俯视图。
如图ll所示，本实施方式的成膜方法包括以下工序载置 工序，将基板载置在真空容器内的旋转台上；旋转工序，使旋 转台旋转；成膜工序，从第1反应气体供给部和第2反应气体供 给部分别供给第l反应气体和第2反应气体，供给第l分离气体 等，使基板随着旋转台2的旋转而移动，重复第l反应气体向基 板表面的供给、第l反应气体的停止、第2反应气体的供给以及 第2反应气体的停止来形成薄膜；以及输出工序，停止从第l反 应气体供给部和第2反应气体供给部供给第l反应气体和第2反 应气体，停止基板的加热，停止各分离气体、各保护气体的供 给，停止旋转台的旋转，通过输送臂输出基板。
首先，进行载置工序。如图ll的步骤Sll所示那样，载置
工序是将基板载置在真空容器内的旋转台上的工序。
具体而言，如图9所示，打开闸阀，由输送臂10经由输送 口 15从外部将晶圓W交接到旋转台2的凹部24。如图9所示，该 交接是在凹部24停止在与输送口 15相面对的位置时，经由凹部 24的底面的通孔从真空容器的底部侧将升降销16升降来进行 的。间歇性地使旋转台2旋转的同时进行这种晶圆W的交接，在 旋转台2的5个凹部24内分别载置晶圆W。
接着，进行旋转工序。如图11的步骤S12所示，旋转工序 是使旋转台2旋转的工序。
34接着，进行成膜工序。如图11的步骤S13至步骤S17所示， 成膜工序包括从第l保护气体供给部、第2保护气体供给部分 别供给第l保护气体和第2保护气体的工序(S13);从第l分离 气体供给部、第2分离气体供给部以及第3分离气体供给部分别 供给第l分离气体、第2分离气体以及第3分离气体的工序 (S14);通过加热器单元加热基板的工序(S15);从第l反应 气体供给部31和第2反应气体供给部32分别供给第l反应气体 和第2反应气体的工序(S16);以及使基板随着旋转台2的旋转 而移动，重复第l反应气体向基板表面的供给、第l反应气体的 停止、第2反应气体的供给及第2反应气体的停止来形成薄膜的 工序(S17)。
首先，通过真空泵64将真空容器1内抽真空成预先设定的 压力，并且从第l保护气体供给部55、第2保护气体供给部73 分别供给作为第1保护气体和第2保护气体的N2 ( S13)。
接着，第l分离气体供给部、第2分离气体供给部以及第3 分离气体供给部分别供给作为第l分离气体、第2分离气体以及 第3分离气体的N2 ( S14)。
接着，通过加热器单元对晶圆W进行加热(S15)。在该工 序中，在晶圆W被载置在旋转台2上之后，由加热器单元7将晶 圆W加热到例如300。C。另一方面，也能够通过由加热器单元7 将旋转台2预先加热到例如300°C ,通过将晶圆W载置在该旋转 台2上来进行加热工序。
接着，从第1反应气体供给部31和第2反应气体供给部32 分别供给第1反应气体和第2反应气体(S16)。在通过温度传感 器确认了晶圆W的温度成为设定温度之后，从第1反应气体供给 部31和第2反应气体供给部32分别喷出BTBAS气体和03气体。
此外，S13、 S14、 S15、 S16并不限于按顺序进行的方法，
35也可以更换顺序后开始，还能够同时开始。例如，也能够以如
下顺序进行从第1反应气体供给部31和第2反应气体供给部32 分别喷出BTBAS气体和Os气体，并且从第l分离气体供给部 41、 42喷出作为第1分离气体的N2气体。
这样，通过进行步骤S13至步骤S16的工序，使基板随着旋 转台2的旋转而移动，重复第l反应气体向基板表面的供给、第 l反应气体的停止、第2反应气体的供给以及第2反应气体的停 止来形成薄膜(S17)。
晶圓W通过旋转台2的旋转，交替地通过设有第l反应气体 供给部31的第1空间Pl和设有第2反应气体供给部32的第2空 间P2，因此吸附BTBAS气体，接着，吸附03气体，BTBAS分 子被氧化而形成l层或多层氧化硅的分子层，这样按顺序层叠 氧化硅的分子层来形成规定的膜厚的氧化硅膜。
此时，也从第2分离气体供给部51供给作为分离气体的N2 气体，由此从中心部区域C、即从突出部53与旋转台2的中心部 之间沿着旋转台2的表面喷出N2气体。在该例子中，在沿着配 置有第1反应气体供给部31和第2反应气体供给部32的第l下表 面部45以及第2下表面部45a的下方侧的空间的真空容器1的内 周壁中，如所述那样内周壁被切掉而变宽，排气口61、 62位于 该宽的空间的下方，因此第1下表面部45和第2下表面部45a的 下方侧的空间的压力低于第3下表面部44的下方侧的狭窄的空 间和中心部区域C的各压力。该第l下表面部45和第2下表面部 45a的下方侧的空间的压力低于第3下表面部44的下方侧的狭 窄的空间和中心部区域C的各压力是因为第3下表面部44的下 方侧的狭窄的空间被形成为能够通过第3高度H3来保持配置有 第l (第2)反应气体供给部31 (32)的空间、或第l (第2)空 间Pl ( P2 )与狭窄的空间之间的压力差。图12示意性地表示从各部位喷出了气体时的气体的流动 的状态。从第2反应气体供给部32向下方侧喷出而碰到旋转台2 的表面(被载置在凹部24中的晶圆W的表面、没有载置晶圆W 的凹部24以及凹部24以外的表面)并沿旋转台2的表面朝向旋 转方向上游侧的03气体被从旋转方向上游侧流过来的N2气体 吹回，并通过保护顶板4的外周侧与保护圆筒49a的上端侧之间 的间隙或保护圆筒49a的下端侧与保护底4反49b的外周侧之间 的间隙而流入排气空间6中，由排气口 62排出。
另外，从第2反应气体供给部32向下方侧被喷出而碰旋转 台2的表面并沿着旋转台2的表面朝向旋转方向下游侧的03气 体通过从中心部区域C喷出的N2气体的流动和排气口 62的吸引 作用而欲朝向该排气口 6 2,但是 一 部分朝向靠近下游侧的第3 空间D,欲流入扇形的第3下表面部44的下方侧。可是，该第3 下表面部44的高度以及旋转方向的长度在包括各气体的流量 等的运转时的过程参数中被设定为能够防止气体进入第3下表 面部44的下方侧那样的尺寸，因此也如图4B所示那样，03气体 几乎无法流入到扇形第3下表面部44的下方侧或者即使少许流 入了下方侧也不可能到达第l分离气体供给部41的附近，而被 从第l分离气体供给部41喷出的N2气体吹回旋转方向上游侧、 即第2空间P2侧，与从中心部区域C喷出的N2气体一起通过保 护顶板4的外周侧与保护圆筒49a的上端侧之间的间隙或保护 圆筒49a的下端侧与保护底板49b的外周侧之间的间隙而经由 排气空间6被排气口 62排出。
另外，从第l反应气体供给部31向下方侧被喷出而沿着旋 转台2的表面分别朝向旋转方向上游侧和下游侧的BTBAS气体 完全无法进入或即使进入到与该旋转方向的上游侧以及下游侧 相邻的扇形的第3下表面 部44的下方侧，也被吹回第1空间Pl侧，与从中心部区域C喷出的N2气体一起通过保护顶板4的外周 侧与保护圆筒49a的上端侧之间的间隙或保护圆筒49a的下端 侧与保护底板49b的外周侧之间的间隙来经由排气空间6而被 排气口61排出。即，阻止在气氛中流动的作为反应气体的 BTBAS气体或03气体进入各第3空间D中，但是被吸附在晶圆 上的气体分子保持吸附状态地通过分离区域、即扇形的第3下 表面部44的下方，有助于成膜。
并且，第1空间P1的B T B A S气体和第2空间P 2的O 3气体欲 进入中心部区域C内，^f旦是如图8和图12所示那样，从中心部区 域C朝向旋转台2的周缘喷出第2分离气体，因此进入被第2分离 气体阻止，或者即使多少进入一些也净皮吹回，阻止经由该中心 部区域C流入到第l空间Pl和第2空间P2。
并且，在第3空间D中，由于保护圆筒49a与旋转台2的外端 面之间的间隙如所述那样变窄而实质上阻止气体的通过，因此 也阻止了第1空间P1的BTBAS气体(第2空间P2的03气体)经 由旋转台2的外侧流入到第2空间P2 (第1空间P1)。因而，第l 空间Pl的气氛和第2空间P2的气氛被2个第3空间D完全分离， BTBAS气体被排气口 61排出，另外03气体被第2排气口 62排 出。结果，第1反应气体BTBAS气体和第2反应气体03气体无 论在气氛中也还是在'晶圆上都不会相互混合。此外，在该例子 中，由于作为第2分离气体的N2气体被供给到旋转台2的下方 侧，因此完全不用担心流入到排气空间6的气体钻过旋转台2的 下方侧，例如作为第l反应气体的BTBAS气体流入作为第2反应 气体的O 3气体的供给区域。
并且，通过将第l保护气体供给到保护顶板4和保护圆筒 49a与真空容器l的顶板ll和容器主体12之间，能够使保护顶板 4和保护圆筒49a与真空容器l的顶板ll和容器主体12之间的压力比由保护顶板4、保护圆筒49a以及保护底板49b围绕的空间 的压力高例如100Pa，能够阻止第l反应气体和第2反应气体进 入到保护顶板4和保护圆筒49a与真空容器l的顶板ll和容器主 体12之间。
此外，使用压力计测量保护顶板4和保护圆筒49a与真空容 器1的顶板11和容器主体12之间的压力、由保护顶板4和保护圆 筒49a以及保护底板49b围绕的空间的压力并进行监视，能够使 保护顶板4和保护圆筒49a与真空容器l的顶板ll和容器主体12 之间的压力比由保护顶板4、保护圆筒49a以及保护底板49b围 绕的空间的压力高100Pa。这样，能够将第l反应气体和第2反 应气体相互分离，对真空容器l进行耐腐蚀保护的同时进行成 膜。
在成膜处理之后进行输出工序。如图11的步骤S18至步骤 S20所示，输出工序包括停止从第1反应气体供给部31和第2反 应气体供给部32供给第1反应气体和第2反应气体的工序 (S18)、停止基板的加热、停止第l分离气体、第2分离气体和 第3分离气体的供给、停止第l保护气体和第2保护气体的供给、 停止旋转台2的旋转的工序(Sl9)、将基板由输送臂10通过输 送口 15输出的工序(S20)。
另外，在结束了多次成膜处理之后，进行对成膜装置内的 不需要的堆积物进行清洁的清洁处理。此时，从第l反应气体 供给部31和第2反应气体供给部32供给用于对堆积在旋转台2 等不需要的部分中的不需要的堆积物进行蚀刻的作为腐蚀剂而 发挥功能的腐蚀性的反应气体。作为蚀刻气体，使用包括氯气 等的具有腐蚀性的气体，但是旋转台2、第1空间P1、第2空间 P2以及第3空间D由保护顶板4和真空容器保护部49围绕，使得 腐蚀性的反应气体不会进入到保护顶板4和真空容器保护部49
39与真空容器l之间，因此能够不使真空容器l腐蚀劣化就能够进 行清洁处理。
在此，事先记载了处理参数的一个例子，在将300mm直径 的晶圆W作为被处理基板的情况下，旋转台2的转速例如是 lrpm 500rpm,工艺压力例如是1067Pa ( 8Torr ),晶圆W的 加热温度例如是3 5 0 °C , B T B A S气体和O 3气体的流量例如分别 是100sccm和10000sccm,来自分离气体喷嘴41、 42的Ns气体 的流量例如是20000sccm,来自真空容器l的中心部的第2分离 气体供给部51的N2气体的流量例如是5000sccm。另外，对l片 晶圆供给反应气体的循环数、即晶圆分别通过第1空间P1和第2 空间P2的次数根据目标膜厚而改变，但是多次例如是600次。
根据本实施方式，在旋转台2的旋转方向上配置多个晶圆 W，使旋转台2旋转按顺序通过第1空间P1和第2空间P2，进行 所谓的ALD (或MLD)，因此能够以较高的生产率进行成膜处 理。并且，沿旋转方向在第1空间P1与第2空间P2之间设置具有 较低的顶面的第3空间D，并且从由旋转台2的旋转中心部和真 空容器l划分的中心部区域C朝向旋转台2的周缘喷出分离气 体，反应气体与扩散到第3空间D的两侧的分离气体和从中心部 区域C喷出的分离气体一起通过保护顶板4与保护圆筒49a之间 的间隙和保护圆筒49a与保护底板49b之间的间隙被排出，因此 能够防止两种反应气体的混合，结果，能够进行良好的成膜处
反应生成物，抑制了微粒的产生。此外，本发明也能够应用于 将l个晶圆W载置在旋转台2上的情况。
另外，根据本发明，通过保护顶板4和真空容器保护部49 对真空容器l进行了耐腐蚀保护，因此能够使用包括氯气等的 具有腐蚀性的气体来进行旋转台等的清洁。
40作为在本发明中应用的处理气体，除了上述例子之外，还
能够应用DCS ( 二氯硅烷)、HCD (六氯乙硅烷)、TMA (trimethylaluminum:三曱基铝)、3DMAS (三(二曱氨基) 硅烷)、TEMAZ (四(二乙基氨基)锆)、TEMHF (四-(乙 基曱基胺基酸)-铪)、Sr (THD) (双四甲基甲基庚二酮酸) 锶、Ti ( MPD ) ( THD ) (甲基庚二酮双四曱基庚二酮酸) 钛、单氨基硅烷等。
另外，代替氧化硅膜也可以形成氮化硅膜，在这种情况下， 可以将SiH2Cl2等包含氯气的具有腐蚀性的气体用作第l反应 气体和第2反应气体。另外，在进行旋转台等的清洁的情况下， 可以从第l反应气体供给部和第2反应气体供给部供给C1F3等 包含氯气的具有腐蚀性的气体。
以上，根据本实施方式的成膜装置，能够得到较高的生产 率，防止多个反应气体在基板上混合，从而进行良好的处理， 能够保护真空容器免受多个反应气体的腐蚀。
此外，在本实施方式的成膜装置中，示出使用2种反应气 体的例子，但是本发明并不限于使用2种反应气体，也可以应 用于在基板上按顺序供给3种以上的反应气体的情况。例如在 将第l反应气体、第2反应气体以及第3反应气体这3种气体用作 反应气体的情况下，可以在真空容器1的周向将各气体供给部 配置成第l反应气体供给部、第l分离气体供给部、第2反应气 体供给部、第l分离气体供给部、第3反应气体供给部以及第1 分离气体供给部的顺序，可以配置成形成包括各气体供给部的 保护顶板4的下表面的区域。
第l实施方式的第l变形例
接着，参照图13说明本发明的第l实施方式的第l变形例的
成膜装置。
41图13是用于说明本变形例的成膜装置的图，是表示第3下 表面部的保护顶板的形状的另一例的纵剖视图。但是，在下文 中，对之前说明的部分标注相同的附图标记，有时省略说明(下 面的变形例、实施方式也相同)。
本变形例的成膜装置与第1实施方式的成膜装置的不同之 处在于，在第3空间D的保护顶板4的内部沿旋转台2的径向形成 有第l分离气体的流通室47。
参照图13,与在第l实施方式中在与第l分离气体供给部对 应的部分形成槽使得在第l分离气体供给部的两侧配设有第3 下表面不同，在本变形例中，在第3空间D的保护顶板4的内部 沿旋转台2的径向形成有第l分离气体的流通室47,在流通室47 的底部沿长度方向穿设多个气体喷出孔40。
因而，除了流通室47以外，不需要新设置第l分离气体供 给部，也可以得到与第l实施方式相同的效果，并且能够减少 零件件数。
此外，在本变形例中，示出了第l分离气体供给部被嵌入 到形成第3下表面部44的保护顶板4中的例子，但是对于第3空 间D和第l分离气体供给部的组合结构，如果是第l反应气体和 第2反应气体不会进入到真空容器1的顶板11和保护顶板4之 间，则也可以采取如下配置在第l分离气体供给部中将保护 顶板44分成两个部分，从两侧夹着第l分离气体供给部。
第l实施方式的第2变形例
接着，参照图14A至图14C，说明本发明的第l实施方式的 第2变形例的成膜装置。
图14A至图14C是用于说明本变形例的成膜装置的图，是 表示第3下表面部的保护顶板的下表面的形状的另 一 例的纵剖视图。本变形例的成膜装置与第1实施方式的成膜装置的不同点
在于，第3空间D的第3下表面部是曲面。
参照图14A至图14C,与第l实施方式中第l分离气体供给 部的两侧的第3下表面部是平面不同，在本变形例中，第l分离 气体供给部41的两侧的第3下表面部44是曲面。
第3下表面部44只要能够分离第l反应气体和第2反应气 体，并不限于第l实施方式的平面的情况，也可以如图14A所示 那样是凹面，也可以如图14B所示那样是凸面，还可以如图14C 所示那样是波形形状。例如在如图14A所示那样是凹面的情况 下，在第3下表面部44与第l下表面部45或第3下表面部44与第2 下表面部45a相邻接的端部能够使从旋转台2到第3下表面部44 的高度变低，因此能够更高效率地阻止第l反应气体和第2反应 气体进入第3下表面部44。另外，例如在如图14B所示那样是凸 面的情况下，在与凸面的顶点相对应的第3下表面部44中能够 使从旋转台2到第3下表面部44为止的高度变低，因此能够更高 效率地阻止第l反应气体和第2反应气体进入第3下表面部44。 另外，例如如图14C所示那样是波形形状的情况下，由于与设 置多个如图14 B所示的凸面的顶点相对应，因此能够更高效率 地阻止第l反应气体和第2反应气体进入第3下表面部44。
第l实施方式的第3变形例
接着，参照图15A 图15C以及图16A 图16D,说明本发明 的第1实施方式的第3变形例的成膜装置。
图15A 图15C是用于说明本变形例的成膜装置的图，是表
图。另外，图16A 图16D是用于说明本发明的第l实施方式的 第3变形例的成膜装置的图，是表示第3下表面部的形状的另一 例的仰视图。此外，在图15A 图15C中，示出第3下表面部44
43和喷出孔33的配置位置。
本变形例的成膜装置与第1实施方式的成膜装置的不同之 处在于，被形成在第l分离气体供给部上的喷出孔从旋转台2的 周缘向旋转中心排列成直线状。
参照图15A 图15C，与被形成在第l分离气体供给部上的 喷出孔33在第1实施方式中被配置成从旋转台2的周缘向旋转 中心排列成直线状不同，在本变形例中，没有以从旋转台2的 周缘向旋转中心排列成直线状的方式配置。
喷出孔33只要是能够对基板均匀地供给第l分离气体，并 不限于如第1实施方式那样从旋转台2的周缘向旋转中心排列 成直线状，也可以如下进行配置。
如图15A所示，由相对于旋转台2的直径倾斜的具有矩形形 状的狭缝构成的多个喷出孔33在直径方向上隔开间隔地进行 配置。另外，如图15B所示，具有多个圆形形状的喷出孔33被 蜿蜒配置。另外，如图15C所示，由多个具有圓弧形状的狭缝 构成的喷出孔3 3相对于旋转台2的旋转中心被配置成同心。
另夕卜，第3下表面部可以是空心的，也可以构成为在空心 内导入第l分离气体。在这种情况下，也能够如图15A、图15B、 15C所示那样排列多个气体喷出孔33。
另外，在本变形例中，第3下表面部44具有大致扇形的上 表面形状，但是也可以具有如图16A所示的长方形、或者正方 形的上表面形状。另外，如图16B所示，第3下表面部44也可以 具有上表面整体是扇形，并具有弯曲成凹状的侧面44Sc。除此 之外，如图16C所示，第3下表面部44也可以上表面整体是扇形 并具有弯曲成凸状的侧面44Sv。另外，如图16D所示，也可以 第3下表面部44的旋转台2 (图1 )的旋转方向的上游侧的部分 具有凹状的侧面44Sc,第3下表面部44的旋转台2 (图1 )的旋转方向的下游侧的部分具有平面状的侧面44Sf。此外，在图 16A 16D中，虚线示出了被形成在第3下表面部44上的槽部43 (图4A、图4B)。在这些情况下，被收纳在槽部43中的第l分 离气体供给部41、 42 (图2)从真空容器l的中央部、例如突出 部53 (图1 )延伸。
通过这样配置喷出孔33，能够在第3下表面部44更均匀地 供给第l分离气体，因此能够更高效率地阻止第l反应气体和第 2反应气体进入到第3下表面部44。
第l实施方式的第4变形例
接着，参照图17说明本发明的第l实施方式的第4变形例的 成膜装置。
图17是示意性地表示本变形例的成膜装置的结构的横剖 俯视图。另外，图17是真空容器1的顶板11被分离的状态的俯 视图。
本变形例的成膜装置与第1实施方式的成膜装置的不同之 处在于，第2反应气体供给部被设置在输送口的旋转台的旋转方 向上游侧。
参照图17，与第1实施方式中第2反应气体供给部被设置在 输送口的旋转台的旋转方向下游侧不同，在本变形例中，第2 反应气体供给部32被设置在输送口 15的旋转台2的旋转方向上 游侧。
即使是这种布局，也能够更高效率地分离第l反应气体和 第2反应气体，并且能够阻止第l分离气体进入第l下表面部45 和第2下表面部45a,因此在第l下表面部45和第2下表面部45a 中能够分别将第l反应气体和第2反应气体更高效率地供给到 晶圆上。
第1实施方式的第5变形例接着，参照图18说明本发明的第1实施方式的第5变形例的 成膜装置。
图18是示意性地表示本变形例的成膜装置的结构的横剖 俯视图。另外，图18是真空容器1的顶板11被分离的状态的俯 视图。
本变形例的成膜装置与第1实施方式的成膜装置的不同点 在于，第3下表面部在周向上被分割为两个部分，在两个部分 之间设置第l分离气体供给部。
参照图18，与第1实施方式中在第3下表面部的所有部分从 旋转台到保护顶板的下表面的高度都相同的情形不同，在本变 形例中，具有被设置成包括第l分离气体供给部41、 42并且距 旋转台2高于第3高度H3的第3下表面部44a和与第3下表面部 44a相邻接、被设置在距旋转台的距离为第3高度H3的位置的 第3下表面部44b。
通过设置这样的区域，能够更高效率地分离第l反应气体 和第2反应气体，并且能够阻止第l分离气体进入第l下表面部 45和第2下表面部45a,因此在第1下表面部45和第2下表面部 45a中能够分别将第l反应气体和第2反应气体更高效率地供给 到晶圆上。
此外，能够考虑第l反应气体、第2反应气体以及第1分离 气体的喷出流量等来优化设计第3下表面部44b与第l分离气体 供给部41、 42之间的距离、第3下表面部44b的形状及大小。
第l实施方式的第6变形例
接着，参照图19说明本发明的第1实施方式的第6变形例的 成膜装置。
图19是示意性地表示本变形例的成膜装置的结构的立体图。
46本变形例的成膜装置与第l实施方式的成膜装置的不同点
在于，具有第6下表面部与第7下表面部来替代第2下表面部。
参照图19,与第1实施方式中在第2下表面部的所有部分从 旋转台到保护顶板的下表面的高度相同的情形不同，在本变形 例中，替代第2下表面部，具有包括第2反应气体供给部32并被 设置在距旋转台2低于第2高度H 2的位置的第6下表面部4 5 b和 与第6下表面部45b相邻接、被设置在距旋转台2的距离为第2 高度H2的位置的第7下表面部45a。
因而，第6下表面部45b除了替代第l分离气体供给部41或 42而设置第2反应气体供给部32以外，与第3下表面部44完全相 同。
这样通过设置第6下表面部45b，能够更高效率地分离第l 反应气体和第2反应气体，并且能够阻止第l分离气体和第l反 应气体进入第6下表面部45b，因此在第6下表面部45b中能够将 第2反应气体更高效率地供给到晶圆上。
此外，第6下表面部45b也可以构成为与图15A 图15C中表 示一例的空心的第3下表面部44相同。
另外，在本变形例中，替代第2下表面部，具有第6下表面 部和第7下表面部，但是也可以替代第l下表面部，包括第4下 表面部和第5下表面部，该第4下表面部包括第1反应气体供给 部并被设置在距旋转台的距离低于第1高度H1的位置，该第5 下表面部与第4下表面部相邻接并被设置在距^走转台的距离为 第1高度H1的位置。通过设置第4下表面部，也能够更高效率地 分离第l反应气体和第2反应气体，并且能够阻止第l分离气体 和第1反应气体进入第4下表面部，因此在第4下表面部中能够 将第l反应气体更高效率地供给到晶圆上。
第1实施方式的第7变形例
47接着，参照图20说明本发明的第l实施方式的第7变形例的 成膜装置。
图2 0是示意性地表示本变形例的成膜装置的结构的横剖 俯视图。另外，图20是真空容器的顶板被分离的状态的俯视图。
本变形例的成膜装置与第l实施方式的成膜装置的不同点 在于，在第l反应气体供给部和第2反应气体供给部的两侧也设 置较低的顶板。
参照图20，与第l实施方式中为了在第l分离气体供给部的 两侧形成狭窄的空间而设有作为低于第l下表面部和第2下表 面部的顶面的第3下表面部不同，在本变形例中，具有如下结 构在第l反应气体供给部31和第2反应气体供给部32的两侧也 与第3下表面部同样地设有作为较低的顶面的第3下表面部 44c 44f，这些第3下表面部44c 44f相连续。
如图20所示，具有如下结构除了设有第l分离气体供给 部41 (42)、第1反应气体供给部31以及第2反应气体供给部32 的区域以外，在与旋转台2相面对的整个区域设置第3下表面 部。该结构的另一种解释为，是第l分离气体供给部41 ( 42) 的两侧的第3下表面部44扩展到第l和第2反应气体供给部31、 32的例子。在这种情况下，第l分离气体扩散到第l分离气体供 给部41(42)的两侧，第1反应气体和第2反应气体扩散到第1 反应气体供给部31和第2反应气体供给部32的两侧，两种气体 在第3下表面部44c 44f的下方侧且第3下表面部44c 44f与旋 转台2之间的空间(狭窄的空间)合流，但是这些气体从位于 第l (第2)反应气体供给部31 ( 32)与第1分离气体供给部42 (41)之间的排气口61 (62)排出。这样，在本变形例中，也
能够得到与第l实施方式同样的效果。
此外，第3下表面部44c 44f也可以通过组合图15A 图15C中的任一个所示的空心的下表面部来构成，不使用第l反应气
体供给部31、第2反应气体供给部32、第1分离气体供给部41、42就能将第l反应气体、第2反应气体以及分离气体分别从所对应的空心的第3下表面部44c 44f的喷出孑L33喷出气体。第l实施方式的第8变形例
接着，参照图21说明本发明的第1实施方式的第8变形例的成膜装置。
图21是示意性地表示本变形例的成膜装置的结构的纵剖视图。
本变形例的成膜装置与第1实施方式的成膜装置的不同点在于，在真空容器的中心部中使支柱介于真空容器的底面部与保护顶板之间来防止反应气体的混合。
参照图21,与第l实施方式中旋转台的旋转轴被设置在真空容器的中心部、分离气体在旋转台的中心部与保护顶板之间的空间进行吹扫不同，在本变形例中，在真空容器l的中央区域的上表面形有成凹部80a，在真空容器l的中心部将支柱81设在收纳空间80的底部与凹部80a的上表面之间。
如图21所示，真空容器l的中央区域的底面部14向下方侧突出，形成驱动部的收纳空间80,并且在真空容器l的中央区域的上表面形成有凹部80a，在真空容器l的中心部中保护顶板4介于收纳空间80的底部与凹部80a的上表面之间，由此防止来自第l反应气体供给部31的BTBAS气体和来自第2反应气体供给部32的03气体经由中心部混合。
关于使旋转台2旋转的机构，以围着支柱81的方式设置旋转套筒82,沿着该旋转套筒82设置环状的旋转台2。并且，在收纳空间80设置由电动才几83驱动的驱动齿部84,通过该驱动齿轮部84使旋转套筒82旋转。86、 87以及88是轴承部。另夕卜，收纳空间80的底部与供给第3分离气体的第3分离气体供给部72连接，并且将用于供给第2分离气体到凹部80a的侧面与旋转套筒82的上端部之间的空间的第2分离气体供给部51与真空容器l的上部连接。在图21中，用于对凹部80a的侧面与旋转套筒82的上端部之间的空间供给第2分离气体的开口部51a记载有左右两处，但是为了不使BTBAS气体和03气体经由旋转套筒82的附近区域混合，优选对开口部51a(第2分离气体供给部51 )的排列数进行设计。
另外，在图21的实施方式中，当从旋转台2侧观察时，凹部80a的侧面与旋转套筒82的上端部之间的空间相当于分离气体喷出孔，并且，由该分离气体喷出孔、旋转套筒82、支柱81以及保护顶^反4构成位于真空容器1的中心部的中心部区域C。
第2实施方式
接着，参照图22说明本发明的第2实施方式的基板处理装置。
图22是示意性地表示本实施方式的基板处理装置的结构的俯视图。
如图22所示，本实施方式的基板处理装置具有输送容器101、大气输送室102、输送臂103、加载互锁(loadlock)真空室(相当于本发明中的预备真空室)104、 105、真空输送室106、输送臂107、成膜装置108、 109。
输送容器101是收纳例如25片晶圆的被称为前开式晶圆传送盒的密封型的输送容器。大气输送室102是配置有输送臂103的大气输送室。加载互锁真空室104、 105能够在大气气氛与真空气氛之间切换气氛。真空输送室106是配置有2台输送臂107的真空输送室。成膜装置108、 109是本发明的第l实施方式的成膜装置。
50输送容器101从外部输送到具有未图示的载置台的搬入输出部并进行设置。在设置输送容器101之后，由未图示的开闭机构打开大气输送室102的盖，由输送臂103从输送容器101内取出晶圆。从输送容器101内取出的晶圓被搬入到加载互锁真空室104或105中。接着，加载互锁真空室104或105的内部从大气气氛切换为真空气氛。接着，由输送臂107从加载互锁真空室104或105取出晶圆，搬入到成膜装置108或109中。之后，通过在成膜装置108或109中进行已述的成膜方法来实施成膜处理。
在本实施方式中，通过具有多个例如2个本发明的第1实施方式的例如5张处理用的成膜装置，能够以较高的生产率实施ALD或MLD的成膜处理。
另外，在本实施方式中，由于使用本发明的第l实施方式的成膜装置108、 109,因此在成膜装置的内部以围绕旋转台、第1空间、第2空间、第3空间的方式设有保护顶板和真空容器保护部，由此能够保护真空容器免受第l反应气体和第2反应气体的腐蚀。
以上记述了本发明的较佳的实施方式，但是本发明并不限于上述特定的实施方式，在权利要求书内所记载的本发明的主旨的范围内可以进行各种变形、变更。
关联申请的参照
本申请基于2008年9月4日向日本专利局申请的专利申请2008-227024,以该申请主张优先权，通过参照而包括该申请的全部内容。
权利要求
1.一种成膜装置，其在真空容器内按顺序供给包括第1反应气体和第2反应气体的至少两种原料气体并且通过执行按顺序供给上述至少两种上述原料气体的供给循环来形成薄膜，该成膜装置包括旋转台，其能够旋转地被设置在上述真空容器内，具有用于载置基板的基板载置部；保护顶板，其为了保护上述真空容器免受上述第1反应气体和上述第2反应气体的腐蚀，被设置成与上述旋转台的上表面相面对；第1反应气体供给部和第2反应气体供给部，该第1反应气体供给部和第2反应气体供给部为了供给上述第1反应气体和上述第2反应气体，分别从上述旋转台的周缘的互不相同的位置朝向旋转中心地设置；第1分离气体供给部，其为了供给将上述第1反应气体和上述第2反应气体分离的第1分离气体，从上述第1反应气体供给部和上述第2反应气体供给部之间的上述旋转台的周缘的位置朝向旋转中心地设置；上述第1反应气体供给部的上述保护顶板的下表面具有被设置在距上述旋转台的距离为第1高度的位置的第1下表面区域，在上述第1下表面区域与上述旋转台之间形成有第1空间，包括上述第2反应气体供给部的上述保护顶板的下表面具有被设置在距上述旋转台的距离为第2高度且与上述第1下表面区域分离开的位置的第2下表面区域，在上述第2下表面区域与上述旋转台之间形成有第2空间，包括上述第1分离气体供给部且沿着上述旋转台的旋转方向位于上述第1分离气体供给部两侧的上述保护顶板的下表面具有被设置在距上述旋转台低于上述第1高度和上述第2高度的第3高度的位置的第3下表面区域，在上述第3下表面区域与上述旋转台之间形成有具有上述第3高度的第3空间，该第3空间用于使从上述第1分离气体供给部供给的上述第1分离气体流向上述第1空间和上述第2空间，该成膜装置还包括真空容器保护部，为了保护真空容器免受上述第1反应气体和上述第2反应气体的腐蚀，该真空容器保护部与上述保护顶板一起被设置成围绕上述旋转台、上述第1空间、上述第2空间以及上述第3空间；上述保护顶板的下表面具有中心部区域，该中心部区域在上述旋转台的旋转中心的上述基板载置部侧设有供给用于将上述第1反应气体和上述第2反应气体分离的第2分离气体的第2分离气体供给部，该成膜装置还包括排气口，用于将上述第1反应气体和上述第2反应气体与喷出到上述第3空间的两侧的上述第1分离气体和从上述中心部区域喷出的上述第2分离气体一起排出。
2. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中， 上述保护顶板和上述真空容器保护部由石英或陶瓷构成。
3. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中，述真空容器进行耐腐蚀保护的第l保护气体的第l保护气体供给部。
4. 根据权利要求3所述的成膜装置，其中， 在上述真空容器的底面与上述真空容器保护部之间具有供给用于对上述真空容器进行保护的第2保护气体的第2保护气 体供给部。
5. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中，在上述旋转台的旋转中心的下侧具有用于供给将上述第1反应气体和上述第2反应气体分离的第3分离气体的第3分离气 体供给部。
6. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中， 包括支柱，其处于上述真空容器的中心部，并且被设置在上述 保护顶板的下表面与上述真空容器的底面之间；旋转套筒，其围着上述支柱，绕铅直轴线旋转自如， 其中，上述旋转套筒是上述旋转台的旋转轴。
7. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中， 被载置在上述基板载置部上的上述基板的表面处于与上述旋转台的表面相同的高度，或者上述基板的上述表面位于低于 上述旋转台的上述表面的位置上。
8. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中，用于分别向上述第l反应气体供给部、上述第2反应气体供 给部以及上述第l分离气体供给部导入气体的气体导入件被设 置在上述旋转台的旋转中心侧或周缘侧。
9. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中，在上述第l分离气体供给部从上述旋转台的旋转中心侧朝 向周缘侧地排列有喷出孔。
10. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中， 具有第1排气口和第2排气口 ，该第1排气口和第2排气口位于上述真空容器的底面的周缘，并且分别被设置在上述第l空 间和上述第2空间附近。
11. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中， 上述第3空间的压力高于上述第l空间的压力和上述第2空间的压力。
12. 根据权利要求l所述的成膜装置，其中， 上述第3下表面区域具有如下形状距上述旋转台的旋转中心越是接近周缘，宽度越宽。
13. —种基板处理装置，其具有 权利要求l所述的成膜装置；真空输送室，其被气密地与上述成膜装置连接，在内部设 有基板输送部；预备真空室，其被气密地与上述真空输送室连接，能够在 真空气氛与大气气氛之间切换气氛。
14. 一种成膜方法，在由用于对真空容器进行耐腐蚀保护 的真空容器保护部围绕的空间中按顺序供给包括第1反应气体和第2反应气体的至少两种原料气体，并且通过执行按顺序供 给上述至少两种上述原料气体的循环来将上述第l反应气体和 上述第2反应气体分开地供给到基板上，同时形成薄膜，该成 膜方法进行以下步骤来进行成膜将基板载置在上述真空容器内的旋转台上；使上述旋转台旋转；从上述第l反应气体供给部将上述第l反应气体供给到被 形成在上述旋转台上表面与上述真空容器保护部的上述顶板之 间的第1空间；从被设置在沿着上述旋转台的旋转方向的与上述第l反应 气体供给部不同的位置上的第2反应气体供给部将上述第2反 应气体供给到被形成在上述旋转台上表面与上述真空容器保护 部的上述顶板之间的第2空间；从被设置在上述第l反应气体供给部与上述第2反应气体 供给部之间的第l分离气体供给部将上述第l分离气体供给到 第3空间，该第3空间被形成在上述旋转台上表面与上述真空容器保护部的上述顶板之间，即该第3空间低于上述第l空间和上 述第2空间；将用于分离上述第l反应气体和上述第2反应气体的第2分 部区域；通过使上述基板随着上述旋转台的旋转而移动来重复上述 第l反应气体向上述基板的表面的供给、上述第l反应气体的停 止、上述第2反应气体的供给和上述第2反应气体的停止，将上 述第l反应气体和上述第2反应气体与上述第l分离气体和上述 第2分离气体一起排出。
15. 根据权利要求14所述的成膜方法，其中， 上述成膜方法如下这样进行在作为上述真空容器保护部与上述真空容器之间的空间的保护空间使对上述真空容器进行 耐腐蚀保护的第l保护气体流通，使上述保护空间的压力高于 由上述真空容器保护部围绕的空间的压力。
16. 根据权利要求14所述的成膜方法，其中， 上述成膜方法如下这样进行在供给上述第l反应气体时，使上述旋转台上侧的供给上述第l反应气体的区域的一部分、 即包括上述第l反应气体供给部的部分中的从上述旋转台上表 面到上述真空容器保护部的上述顶板的高度低于供给上述第1 反应气体的区域的其它部分中的从上述旋转台上表面到上述真 空容器保护部的上述顶板的高度。
17. 根据权利要求14所述的成膜方法，其中， 上述成膜方法如下这样进行在供给上述第2反应气体时，使上述旋转台上侧的供给上述第2反应气体的区域的 一部分、 即包括上述第2反应气体供给部的部分中的从上述旋转台上表 面到上述真空容器保护部的上述顶板的高度低于供给上述第2反应气体的区域的其它部分中的从上述旋转台上表面到上述真空容器保护部的上述顶板的高度。
18. 根据权利要求14所述的成膜方法，其中，一边对上述旋转台加热一边进行成膜。
19. 根据权利要求14所述的成膜方法，其中，使第2保护气体在上述真空容器保护部与上述真空容器的底面之间5危通。
全文摘要
本发明提供一种成膜装置、基板处理装置及成膜方法。在真空容器内供给第1和第2反应气体来形成薄膜的成膜装置具有旋转台、用于对真空容器进行耐腐蚀保护的保护顶板、从旋转台的周缘朝向旋转中心设置的第1反应气体供给部和第2反应气体供给部以及在第1反应气体供给部和第2反应气体供给部之间设置的第1分离气体供给部。在成膜装置中形成包括第1反应气体供给部并具有第1高度的第1空间、包括第2反应气体供给部并具有第2高度的第2空间以及包括第1分离气体供给部并被设置成低于第1和第2高度的第3空间。成膜装置还具有为了对真空容器进行耐腐蚀保护而与保护顶板一起围绕旋转台、第1、第2和第3空间的真空容器保护部。
文档编号C23C16/455GK101665921SQ200910172118
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月4日 优先权日2008年9月4日
发明者本间学 申请人:东京毅力科创株式会社