TWI419205B - Semiconductor manufacturing device - Google Patents

Description

半導體製造裝置

本發明關於半導體製造裝置，詳細而言關於藉由重複進行原子層級或者分子層級之沉積而形成預期之厚度之膜的成膜裝置，尤其關於用以為了防止微粒之產生而有效地進行反應室內之預塗佈的技術。

伴隨半導體裝置之高集成化，元件圖案之微細化不斷發展。例如於動態型隨機記憶體(DRAM，Dynamic Random Access Memory)中，十億位元容量之製品得到實際運用。該等大容量DRAM，伴隨元件尺寸之微細化，其表面積亦縮小。DRAM將儲存於記憶單元電容器中之電荷量作為記憶資訊，因此記憶單元電容器之電容值必須為某程度以上之大小。因此，記憶單元電容器之縱橫比會變得非常大。先前，構成電容器之電容絕緣膜之成膜中，使用CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積)法。然而，CVD法中，相對於高縱橫比之槽，以較高之被覆性而均一地形成絕緣膜比較困難。記憶單元電容器中，為了保持記憶資訊，電容值必須較高且洩漏電流必須較低。因此，必須盡可能地形成較薄且均一之膜。

為了克服該問題，近年來，進行了ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沉積)法，該ALD法藉由重複沉積原子層級之厚度的膜而形成預期厚度之膜。再者，亦有時將藉由重複沉積分子層級之厚度之膜而形成預期厚度之膜的成膜方法稱作MLD(Molecular Layer Deposition，分子層沉積)法，並與ALD法加以區別，兩者之實質原理相同，本說明書中將兩者均稱為ALD法。藉由ALD法使氧化鉿(以下簡稱為「HfO」)膜形成於半導體基板上時，一面將半導體基板維持為特定溫度，一面執行複數次的氣體供給循環，該氣體供給循環將作為有機金屬材料之四乙基甲氨基鉿(以下簡稱為「TEMAH」)氣體之供給及臭氧(O₃ )之供給作為1個循環。以使兩氣體僅於半導體基板之上反應的方式，於供給一氣體後直至供給另一氣體之間，進行反應室內之抽真空及惰性氣體淨化。每1循環中原子層級之厚度之HfO膜沉積於半導體基板上。以根據預期膜厚而決定之特定次數執行上述氣體供給循環，藉此以較高之膜厚再現性可形成HfO膜。

ALD法雖具有較高之膜厚再現性之優點，然而具有成膜時間較長之缺點。例如，形成HfO膜時，1個循環中之沉積的膜厚為0.1 nm左右。因此，為了形成厚度為5 nm之HfO膜，必須進行50個循環。1個循環所需要之時間為1分鐘，則必須花費50分鐘的成膜時間。因此，就提高生產性觀點而言，相比於單片式裝置，較好的是使用批次式裝置。

圖5表示用以形成HfO膜之先前之批次式ALD裝置之構成，圖6表示該裝置所附帶之配管圖。於構成反應室1101之反應管1102之頂上部分設置有真空排氣口1103。真空排氣口1103經由介設有壓力調整閥1104之抽真空配管而與真空泵1105連接。於搭載有複數塊半導體基板1107之晶舟1108由晶舟搭載機1106支持之狀態下，將該晶舟1108裝載至反應室1101內。反應管1102之周圍，配置有用以對半導體基板進行加熱之加熱器1109。

液體TEMAH自TEMAH供給源1110經由液體流量調整器1111而放置於汽化器1112中並汽化，作為原料氣體之TEMAH氣體自TEMAH噴嘴1113供給至反應室1101內。汽化器1112中自氮供給源1114經由流量調整器1115供給氮氣(N₂ )，以輔助TEMAH之汽化。氧氣(O₂ )自氧氣供給源(未圖示)經由流量調整器(未圖示)送至臭氧發生器(未圖示)，並於該臭氧發生器中轉換為臭氧，作為氧化劑之臭氧自臭氧噴嘴1113供給至反應室1101內。又，作為潔淨氣體之氮氣自氮氣供給源1114經由流量調整器1116自氮氣噴嘴1113供給至反應室1101內。圖5中，為了簡化圖式，僅表示了1個噴嘴1113，實際上設置有分別與各氣體對應之複數個噴嘴1113。

若藉由圖5所示之構成之裝置形成HfO膜，則有時搭載於晶舟1108之下部之半導體基板與搭載於上部之半導體基板中，會產生膜厚不同或者膜質不同的問題。其原因在於，自設置於反應室1101之最下部之L字型噴嘴1113而供給之TEMAH氣體及臭氧，藉由反應室1101下部之反應而消耗，無法充分供給至位於反應室1101之上部的半導體基板上。利用ALD法成膜時，與CVD法不同，即使供給過剩之氣體亦不會導致所形成之膜的厚度超過必要以上。因此，藉由供給過剩之TEMAH氣體，可解決反應室1101上部之TEMAH氣體之不足的問題。另一方面，因臭氧於高溫下壽命較短，故臭氧自反應室1101下部流向上部的過程中消耗，於反應室1101上部不足之傾向增加。為了解決該問題，考慮供給過剩之臭氧。然而，若供給過剩之臭氧，則會促進位於反應室1101內之下部之構成構件之氧化損傷，故欠佳，又，藉由該氧化反應會消耗臭氧。

為了解決該問題，可使用如圖7所示之分散式噴嘴1117。分散式噴嘴1117自反應室1101之下部延伸直至上部為止，於與由晶舟1108所保持之各半導體基板分別對應之位置，具有噴嘴孔1118。藉此，可均等地向各半導體基板供給處理氣體尤其是臭氧。再者，TEMAH氣體可藉由圖5所示之L字型噴嘴而供給，亦可藉由圖7所示之分散式噴嘴而供給。

然而，半導體製造之領域中，抑制微粒成為一大課題。藉由ALD法或者CVD法等化學蒸鍍法而成膜時，並非僅於作為成膜對象物之基板上形成預期之膜，亦會於反應管內壁及置於反應室內之環境中的各種構成構件上形成非所需之膜。業者眾所周知，該非所需之膜的剝離成為產生微粒之主要原因。於膜厚較厚時或者使反應室內為大氣開放時容易產生非所需之膜的剝離。藉由上述ALD法進行多次HfO膜之成膜後，為了對反應室內進行維護或者修理而使該反應室內為大氣開放，之後確認產生多個微粒。可知藉由EDX(energy dispersive X－ray analysis，能量色散X射線分析法)對微粒進行分析之後，該微粒為HfO。考慮形成於反應管內壁之HfO膜藉由於維護時使反應管內為大氣開放時吸濕，而剝離，並形成微粒。HfO微粒之尺寸非常小，幾乎均為10微米以下，無法藉由目視而確認。

作為產生微粒時之對策之一，有循環淨化法。藉此方法試著減少微粒。如圖9所示，藉由使臭氧流動、抽真空、氮氣流動重複循環50次(所需要時間約為3小時)而進行淨化。圖9之橫軸之1刻度為15秒。臭氧流動時之臭氧密度為200 g/Nm³ ，臭氧流量按照臭氧轉換前之氧氣流量換算為10 SLM，抽真空時之反應室內壓力約為5 Pa，氮氣流動時之氮氣流量為10 SLM。晶舟上配置有虛設半導體基板，進行加熱以使半導體基板溫度為300℃。每當特定循環之淨化結束時，觀察虛設半導體基板上之微粒分布，並測定微粒數。可觀測到微粒集中於局部或微粒零星地分散等各種微粒分布圖案。圖10(A)、(B)表示所觀測到之微粒分布圖案之例。圖11表示微粒數之改變。即使進行200次循環以上之淨化(所需要時間為12小時)，微粒數亦不會減少而變得穩定。該狀態下，無法進行成膜製程。

作為產生微粒時之其他對策，考慮有清洗法。然而，無法確定藉由in－situ(原位)乾洗而去除HfO膜之方法。進行濕洗時會產生因必須分解裝置而產生大量停工時間的問題。又，因濕洗會縮短石英零件之壽命，故應避免頻繁地進行濕洗。若更換零件，雖可減少裝置之停工時間，但因石英價格較高，故不太現實。

本發明係鑒於上述情形所完成者，其目的在於提供一種可in－situ(原位)實施之有效微粒對策。

本發明者發現，對於藉由重複進行原子層級或分子層級之沉積而於半導體基板上成膜的裝置而言，於非所需之膜上塗佈其他膜之預塗佈處理作為微粒對策亦有效。進而發現，藉由使預塗佈處理時之氣體供給形態對於成膜時之氣體供給形態變更，具體而言，藉由將預塗佈處理用氣體噴嘴與成膜用氣體噴嘴個別設置，可非常有效地實施預塗佈處理。本發明係基於上述見解所完成者。

亦即，本發明提供一種半導體製造裝置，其具有反應容器及用以向上述反應容器內供給至少1種成膜用氣體的至少1個成膜用噴嘴，藉由將上述成膜用氣體供給至上述反應容器內重複原子層級或者分子層級之沉積，而使膜形成於配置在上述反應容器內之半導體基板上，其特徵在於：進而具有用以向上述反應容器內供給至少1種塗佈用氣體的至少1個塗佈用噴嘴，上述塗佈用氣體係用以塗佈暴露於上述反應容器內之環境下之構件，上述至少1個塗佈用噴嘴中之至少1個與上述成膜用之噴嘴個別設置。

於較佳之一實施形態中，上述至少1種成膜用氣體包含第1成膜用氣體及第2成膜用氣體，上述至少1種塗佈用氣體包含第1塗佈用氣體及第2塗佈用氣體，上述第1成膜用氣體係與上述第1塗佈用氣體相同種類之氣體，用以供給上述第1塗佈用氣體之塗佈用噴嘴與用以供給上述第1成膜用氣體之成膜用噴嘴個別設置。

於較佳之一實施形態中，上述第2成膜用氣體係含有金屬氣體，上述第2塗佈用氣體係含有金屬氣體，上述第1成膜用氣體及上述第1塗佈用氣體均係臭氧。上述至少1種成膜用氣體可進而包含第3成膜用氣體，上述第3成膜用氣體可係與上述第2塗佈用氣體相同種類之氣體。

於較佳之一實施形態中，上述半導體製造裝置係批次式裝置，其係於將複數個半導體基板排列收容於上述反應容器內的狀態下，對該等複數個半導體基板一併實施成膜處理，上述反應容器具有用以排出其內部氣體之排氣口，用以供給上述第1成膜用氣體之成膜用噴嘴係具有複數個噴嘴孔之分散式噴嘴，該噴嘴孔係自側方向上述複數個半導體基板噴出上述第1成膜用氣體，用以供給上述第1塗佈用氣體之塗佈用噴嘴具有噴嘴孔，該噴嘴孔係於上述反應容器內，較配置上述複數個半導體基板之區域更遠離上述排氣口的位置處開口。上述半導體製造裝置係縱型批次式裝置，其係於以水平姿勢將複數個半導體基板於上下方向排列收容於上述反應容器內的狀態下，對該等複數個半導體基板一併實施成膜處理。

於以下參照圖式而說明之最典型的實施形態中，上述第1成膜用氣體係臭氧，上述第2成膜用氣體係TEMAH氣體，上述第3成膜用氣體係三甲基鋁(以下簡稱為「TMA」)氣體，上述第1預塗佈用氣體係臭氧，上述第2預塗佈用氣體係TMA氣體。又，上述半導體製造裝置係縱型批次式裝置，其係於以水平姿勢將複數個半導體基板於上下方向排列收容於上述反應容器內的狀態下，對該等複數個半導體基板一併實施成膜處理。再者，用以供給作為第1成膜用氣體之臭氧的成膜用噴嘴係分散式噴嘴，其係具有自側方向上述複數個半導體基板噴出上述第1成膜用氣體之複數個噴嘴孔，用以供給作為上述第1塗佈用氣體之臭氧的塗佈用噴嘴係L字型噴嘴，其係具有於上述反應容器內較配置上述複數個半導體基板之區域更遠離排氣口的位置處開口的噴嘴孔。臭氧係壽命較短之氣體，該氣體於成膜時自分散式噴嘴供給，於預塗佈時該氣體以均勻遍佈裝置內之方式自遠離排氣口的位置供給。藉此，不僅於成膜時可獲得良好膜質的膜，且於預塗佈時可以較少之成膜循環數並以優質之預塗佈膜覆蓋整個反應室內部。藉此，可有效抑制微粒之產生，且於維護裝置後以短時間即可使裝置回復為運轉狀態。

以下，一面說明本發明者至本發明為止的研究及實驗結果，一面詳細說明本發明。

本發明者著眼於如下預塗佈技術，其用作CVD裝置中因非所需之膜之剝離而引起之微粒產生的防止對策。所謂預塗佈技術係藉由利用膜(例如SiO₂ 膜)而覆蓋可能會剝離之非所需之膜，從而防止非所需之膜的剝離之技術。

本發明者進行藉由氧化鋁(以下簡稱為「AlO」)膜而預塗佈(塗佈)HfO膜的試驗。AlO預塗佈膜如圖12所示，將依次實行之TMA氣體流動、抽真空、氮氣流動(淨化)、臭氧流動、抽真空、氮氣流動(淨化)作為1個沉積循環，藉由重複進行複數次該沉積循環，並利用ALD法而成膜。圖12之橫軸之1刻度為5秒。TMA氣體流動時之TMA氣體流量為100 sccm，臭氧流動時之臭氧密度為200 g/Nm³ ，臭氧流量按照臭氧轉換前之氧氣流量換算為10 SLM，抽真空時之反應室內壓力約為5 Pa，氮氣流動時之氮氣流量為10 SLM。

晶舟上搭載有數塊虛設半導體基板，進行加熱以使虛設半導體基板溫度為300℃。於上述製程條件下，每1次循環中所形成之AlO膜的膜厚為0.1 nm。因此，循環100次可形成10 nm之AlO膜。循環100次所需要之時間約為2.5個小時。

使用圖7所示之形式(使用分散式噴嘴)之ALD裝置，按照如下順序進行試驗。

(1)進行特定次數的通常之HfO批次成膜處理之後，使反應管為大氣開放。

(2)藉由上述製程條件，循環進行100次利用ALD法之AlO膜之預塗佈處理。

(3)之後，於實施了預塗佈處理之反應管中，進行通常之HfO批次成膜處理，並測量半導體基板上之微粒數。

(4)重複步驟(2)及(3)。

試驗結果表示於圖13及圖14之圖表中。圖14係放大表示圖13之一部分者(兩者係基於同一資料之圖表)。根據該等圖表可知，循環進行400次之預塗佈處理(其結果所得之預塗佈膜厚為40 nm)之後，微粒數穩定為較低值。

藉由上述試驗，獲得了如下新穎見解：AlO膜可有效用作用以防止HfO膜剝離之預塗佈膜。然而，循環400次之預塗佈處理中必須花費約10個小時，該等與利用先前眾所周知之CVD法的SiO₂ 膜預塗佈處理中所需要之時間相比大幅增加，從而存在實用性欠佳之問題。

本發明者進行組合上述循環淨化處理與AlO膜預塗佈處理之嘗試，未獲得有益之結果。與循環淨化處理之次數無關，為了減少微粒必須進行約循環400次之AlO膜預塗佈處理。

本發明者重新對高效地形成可充分防止HfO膜之剝離之氧化鋁預塗佈膜的技術進行了研究。研究之過程中，提出了如下假說：莫非使用用以於成膜時高效地供給臭氧之分散式噴嘴，反而因此阻礙形成良好之預塗佈膜。

利用圖3所示之ALD裝置而進行用以證實上述假說之實驗。再者，藉由下述說明可理解，圖3所示之ALD裝置係本發明之一實施形態之成膜裝置(半導體製造裝置)。首先，就圖3所示之ALD裝置加以說明。

圖3所示之ALD裝置，相對於[先前技術]之項中已說明之圖5及圖7所示之ALD裝置，僅氣體供給系統之構成不同。省略相同部分之重複說明。

圖3所示之ALD裝置具備分散式噴嘴107與L字型噴嘴108。分散式噴嘴以如下方式而構成：沿著晶舟1108之長度方向、即半導體基板之排列方向，於反應室1101內之上下方向延伸，且利用分別設置於與各半導體基板相對應之位置的噴嘴孔，自各半導體基板之側方向各半導體基板噴出氣體。L字型噴嘴108以如下方式而構成：設置於反應室1101之周緣部之最下部，並利用單一之噴嘴孔，自晶舟1108之下方向上方供給氣體。再者，圖3所示之ALD裝置中，置於反應室1101內之環境中的所有構件為石英製、或者藉由石英製之蓋而覆蓋。

圖3所示之ALD裝置之氣體供給系統以如下方式而構成：可於半導體基板上形成HfO膜以及AlO膜，且可使作為預塗佈膜之AlO膜形成於反應管內壁等置於反應室內的環境中的內部構件(反應室內部構件)。

圖4概略性地表示圖3所示之ALD裝置中設置於反應管(反應容器)1102之最下部的歧管、即氣體導入部之水平剖面。使將各種氣體導入反應室1101內之氣管貫通歧管。各氣管之前端與用於向反應室1101內噴出氣體之分散式噴嘴107(參照圖8)或者L字型噴嘴108(圖4中未圖示)連接。圖3之ALD裝置之氣體供給系統包括：L字型噴嘴，其為了於半導體基板上形成HfO膜時供給TEMAH氣體而與TEMAH氣管連接；L字型噴嘴，其為了於半導體基板上形成AlO膜時供給TMA氣體而與TMA氣管連接；分散式噴嘴，其為了於半導體基板上形成HfO膜時以及形成AlO膜時供給臭氧而與臭氧管連接；L字型噴嘴，其為了於反應室內部構件形成預塗佈膜時供給TMA氣體而與TMA氣管連接；以及L字型噴嘴，其為了於反應室內部構件上形成預塗佈膜時供給臭氧而與臭氧管連接；為了簡化圖式，於圖3中僅表示該等噴嘴之一部分。

再者，使用HfO膜作為電容絕緣膜時，為了補充絕緣性，一般使AlO膜積層於HfO膜上，圖3及圖4所示之ALD裝置中設置有用以使AlO膜形成於半導體基板上的噴嘴，係為了應對AlO膜之積層而設置著。

再者，除上述之外可設置淨化用之氮氣供給噴嘴(較好的是L字型噴嘴)(參照圖4)。然而，作為潔淨氣體之氮氣，更好的是利用TEMAH氣體供給用之噴嘴及TMA氣體供給用之噴嘴而供給。可配置複數個相同用途之噴嘴。又，如圖4所示，可局部性地配置複數個噴嘴，亦可將複數個噴嘴分散地配置於反應管1102之圓周方向上。

L字型噴嘴108、尤其用以供給預塗佈用氣體之L字型噴嘴108之噴嘴孔，配置於如下位置：可將預塗佈用氣體充分地供給至位於反應室1101之下部之構件的表面，亦即，構成晶舟搭載機1106之一部分之板狀體(關閉反應管1102之下端開口(爐口)之蓋體)以及保溫筒等構件之表面。較好的是，用以供給預塗佈用氣體之L字型噴嘴108之噴嘴孔，配置於距離反應室1101內之真空排氣口1103最遠的位置處。圖示例中，L字型噴嘴108之噴嘴孔配置於距離反應室1101之底面亦即上述蓋體之上面約100 mm上方的位置處。

其次，就使用圖3所示之ALD裝置而進行之實驗加以說明。

(1)使用圖3所示之ALD裝置，進行特定次數之通常之HfO批次成膜處理(利用ALD法)之後，使反應室為大氣開放。此時，利用L字型噴嘴108供給TEMAH氣體，利用分散式噴嘴107供給臭氧。

(2)藉由ALD法循環進行100次AlO膜預塗佈處理。AlO膜預塗佈處理如圖12所示，將依次實行之TMA氣體流動、抽真空、氮氣流動(淨化)、臭氧流動、抽真空、氮氣流動(淨化)作為1個沉積循環，藉由重複複數次該沉積循環，並利用ALD法而成膜。圖12之橫軸之1刻度為5秒。TMA氣體流動時之TMA氣體流量為100 sccm，臭氧流動時之臭氧密度為200 g/Nm³ ，臭氧流量按照臭氧轉換前之氧氣流量換算為10 SLM，抽真空時之反應室內壓力約為5 Pa，氮氣流動時之氮氣流量為10 SLM。晶舟上配置有數塊虛設半導體基板，進行加熱以使虛設半導體基板溫度為300℃。此時，亦使用L字型噴嘴供給TMA氣體，使用L字型噴嘴供給臭氧。

(3)進行一次通常之HfO批次成膜處理(利用ALD法)，進行半導體基板之微粒檢查。HfO膜之成膜條件藉由將圖12之「TMA」替換為「TEMAH」而可理解。再者，TEMAH氣體流動時之TEMAH氣體流量，按照氣體換算則為1 ml/min。其他之氣體流量、壓力、溫度之條件與AlO膜之成膜時相同。此時，TEMAH氣體由L字型噴嘴108供給，臭氧由分散式噴嘴107供給。

如圖1之圖表所示，藉由循環進行100次預塗佈，尺寸較之其後形成HfO膜時所產生的0.12微米更大之微粒的數量為20個，係非常少。循環100次之預塗佈所需要的時間約為2.5個小時。如先前參照實驗結果所說明般，因使用作為供給臭氧之噴嘴的分散式氣體噴嘴時，預塗佈所需要之時間為10小時，故預塗佈所需要之時間縮短為1/4。

又，進行上述步驟(2)之前，於反應室1101內之符號101~106所示之位置(參照圖3)配置有矽片。再者，位置101對應於晶舟搭載機1106之蓋體內面(此處低於L字型氣體供給噴嘴108之噴嘴孔)，位置102、103對應於晶舟搭載機1106之保溫筒之熱遮蔽板，位置104對應於晶舟1108之下部，位置105對應於搭在於晶舟1108之下部之虛設半導體基板，並且位置106對應於搭在於晶舟1108之中央部之虛設半導體基板。上述步驟(2)結束後，對形成於各矽片上之AlO預塗佈膜之膜厚進行了測定。又，作為比較實驗，為了供給臭氧，並不使用L字型氣體供給噴嘴而使用分散式氣體供給噴嘴(HfO膜成膜用者)(其他條件都相同)，形成AlO預塗佈膜，並對配置於各位置101~106之矽片上之AlO預塗佈膜之膜厚進行測定。

將其結果表示圖2之圖表中。「A」表示使用L字型氣體供給噴嘴供給臭氧之情形的結果，「B」表示使用分散式氣體供給噴嘴供給臭氧之情形的結果。與晶舟1108相對應之位置104、105、106中，不會發現因噴嘴的不同而導致AlO預塗佈膜之膜厚的差異。於低於晶舟1108之位置101、102、103中，使用L字型氣體供給噴嘴時之AlO預塗佈膜之膜厚，較使用分散式氣體供給噴嘴時之膜厚，厚約15%。

實驗結果之概要如下所示。

(a)使用分散式氣體供給噴嘴供給臭氧時，當AlO預塗佈膜之膜厚達到約為40 nm(循環400次之成膜)之時點，微粒數減少直至不會產生問題之級別。

(b)使用L字型氣體供給噴嘴供給臭氧時，當AlO預塗佈膜之膜厚達到約為11 nm(循環100次之成膜)之時點，微粒數減少直至不會產生問題之級別。

(c)循環進行100次AlO預塗佈膜之成膜後，對於低於晶舟之位置的AlO預塗佈膜之膜厚而言，使用L字型氣體供給噴嘴供給臭氧之情形的膜厚，厚於使用分散式氣體供給噴嘴供給臭氧之情形的膜厚，其差約為15%。

發明者對於上述(a)、(b)、(c)考慮為如下。

可知藉由使用L字型氣體供給噴嘴供給臭氧而形成AlO預塗佈膜，與使用分散式噴嘴之情形相比，可有效地防止HfO膜之剝離並有效地防止微粒之產生。與其說其原因在於預塗佈膜之膜厚，不如說考慮到原因在於預塗佈膜之膜質或者被覆性。使用分散式氣體供給噴嘴時，臭氧到達位於真空排氣口之相反側的反應室下部區域的時間較長，因此，於到達反應室下部區域之前無法忽視之量的臭氧會被消耗，其結果，反應室下部區域無法形成膜質優良之AlO預塗佈膜。並且，考慮到若藉由膜質較差之AlO預塗佈膜獲得預期之預塗佈效果，則必須增加預塗佈膜之膜厚。與此相對，使用L字型氣體供給噴嘴時，因臭氧遍及整個反應室內而填充並向真空排氣口平緩地流動，故可獲得膜質良好之預塗佈膜，且以較小之膜厚達成預期之預塗佈效果。再者，預塗佈時，晶舟為空或者僅搭載數片虛設晶圓，因此不會產生因L字型氣體供給噴嘴位於遠離排氣口之位置而引起之不便。

本說明書中，以HfO膜以及AlO預塗佈膜為例，根據特定之構造之ALD裝置對本發明加以了說明，但本發明不限於上述示例。業者可理解如下為本發明之最廣泛之特徵：當用以供給於半導體基板上成膜之製程氣體的噴嘴(成膜用氣體噴嘴)之氣體噴出位置並不適合形成預塗佈膜時，將用以供給用以形成預塗佈膜之製程氣體的噴嘴(預塗佈用氣體噴嘴)與用以供給用以於半導體基板上成膜之製程氣體的噴嘴分開地設置，藉此可將預塗佈用之製程氣體噴至反應室內最合適的位置處。因此，可知即使形成其他種類之膜時，亦可使用本發明。又，本說明書中，著眼於用以於成膜時供給臭氧氣體之噴嘴、與用以於預塗佈時供給臭氧氣體之噴嘴，而對本發明加以了說明。的確，臭氧壽命較短，用以於半導體基板上成膜時而供給臭氧之噴嘴、與用以於預塗佈時供給臭氧之噴嘴不同地設置，可於半導體基板上成膜時及預塗佈時，分別自最合適之位置供給臭氧，藉此，事實上可最佳地達成基於本發明之有利效果。然而，例如，可使於半導體基板上形成AlO膜時供給TMA氣體之噴嘴為分散式噴嘴。此時，將作為用以於(可能不會產生與臭氧時之差異)預塗佈時供給TMA氣體之噴嘴，與L字型噴嘴分開地設置，藉此可形成更優質之AlO預塗佈膜。又，業者可知，不僅於形成於半導體基板上之膜為HfO膜且預塗佈膜為AlO膜之情形，該等膜為其他種類之膜時，亦可期待基於(效果上可能會產生一些差異)本發明之有利之效果。又，基於本發明之有利之效果，於縱型批次式裝置中最為顯著，於其他形式之批次式裝置、或者單片式裝置中亦可達成上述效果。

101~106．．．位置

107．．．分散式噴嘴

108．．．L字型噴嘴

1101．．．反應室

1102．．．反應管

1103．．．真空排氣口

1104．．．壓力調整閥

1105．．．真空泵

1106．．．晶舟搭載機

1107．．．半導體基板

1108．．．晶舟

1109．．．加熱器

1110．．．TEMAH供給源

1111．．．液體流量調整器

1112．．．汽化器

1113．．．TEMAH噴嘴

1114．．．氮供給源

1115、1116．．．流量調整器

1118．．．噴嘴孔

N₂ ．．．氮氣

O₃ ．．．臭氧

TMA．．．三甲基鋁

圖1係表示根據本發明實施預塗佈後之微粒產生數的圖表。

圖2係表示預塗佈膜之厚度之分布的圖表。

圖3係概略地表示本發明之ALD裝置之構成之縱剖面圖。

圖4係表示本發明之ALD裝置之氣體導入部之模式圖。

圖5係表示先前之ALD裝置之一例的概略縱剖面圖。

圖6係圖5之ALD裝置之配管構成圖。

圖7係表示先前之ALD裝置之其他例之概略縱剖面圖。

圖8係概略地表示分散式噴嘴之構成之側面圖。

圖9係用以說明循環淨化處理之時序圖。

圖10(A)、(B)係表示半導體基板上之微粒分布之一例的圖。

圖11係表示淨化循環次數與微粒個數之關係的圖表。

圖12係用以說明預塗佈處理之時序圖。

圖13係表示預塗佈循環次數與微粒個數之關係的圖表。

圖14係放大表示圖13之圖表之一部分的圖表。

101~106．．．位置

107．．．分散式噴嘴

108．．．L字型噴嘴

1101．．．反應室

1102．．．反應管

1103．．．真空排氣口

1106．．．晶舟搭載機

1107．．．半導體基板

1108．．．晶舟

1109．．．加熱器

Claims (6)

1. 一種半導體製造裝置，其含有反應容器及用以向上述反應容器內供給至少1種成膜用氣體的至少1個成膜用噴嘴，藉由將上述成膜用氣體供給至上述反應容器內重複原子層級或者分子層級之沉積，而使膜形成於配置在上述反應容器內之半導體基板上，其特徵在於：進而含有用以向上述反應容器內供給至少1種塗佈用氣體的至少1個塗佈用噴嘴，上述塗佈用氣體係用以塗佈暴露於上述反應容器內之環境下之構件，上述至少1個塗佈用噴嘴中之至少1個與上述成膜用之噴嘴個別設置。
2. 如請求項1之半導體製造裝置，其中上述至少1種成膜用氣體包含第1成膜用氣體及第2成膜用氣體，上述至少1種塗佈用氣體包含第1塗佈用氣體及第2塗佈用氣體；上述第1成膜用氣體係與上述第1塗佈用氣體相同種類之氣體；用以供給上述第1塗佈用氣體之塗佈用噴嘴與用以供給上述第1成膜用氣體之成膜用噴嘴個別設置。
3. 如請求項2之半導體製造裝置，其中上述第2成膜用氣體係含有金屬之氣體；上述第2塗佈用氣體係含有金屬之氣體；上述第1成膜用氣體及上述第1塗佈用氣體均係臭氧。
4. 如請求項2之半導體製造裝置，其中上述半導體製造裝置係批次式裝置，其係於將複數個半導體基板排列收容於上述反應容器內的狀態下，對該等複數個半導體基板一併實施成膜處理，上述反應容器含有用以排出其內部氣體之排氣口；用以供給上述第1成膜用氣體之成膜用噴嘴係含有複數個噴嘴孔之分散式噴嘴，該等噴嘴孔係自側方向上述複數個半導體基板噴出上述第1成膜用氣體；用以供給上述第1塗佈用氣體之塗佈用噴嘴具有噴嘴孔，該噴嘴孔係於上述反應容器內，較配置上述複數個半導體基板之區域更遠離上述排氣口的位置處開口。
5. 如請求項4之半導體製造裝置，其中上述第2成膜用氣體係含有金屬之氣體；上述第2塗佈用氣體係含有金屬之氣體；上述第1成膜用氣體及上述第1塗佈用氣體均係臭氧。
6. 如請求項2之半導體製造裝置，其中上述至少1種成膜用氣體包含第3成膜用氣體；上述第3成膜用氣體係與上述第2塗佈用氣體相同種類之氣體。