JP6919498B2 - Film formation equipment and film formation method - Google Patents
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Description
本発明は、基板に吸着した原料ガスと反応ガスとを反応させて反応生成物を生成するサイクルを繰り返して反応生成物を基板に積層する技術に関する。 The present invention relates to a technique for laminating a reaction product on a substrate by repeating a cycle of reacting a raw material gas adsorbed on the substrate with a reaction gas to generate a reaction product.
半導体装置の製造ステップにおいては、基板である半導体ウエハ(以下、ウエハと記載する)に対して、熱エネルギーにより、或いはプラズマを形成してALD(Atomic Layer Deposition)による成膜処理が行われている。この成膜処理は、例えば処理容器内に設けられ、上部電極を兼用するガスシャワープレートから、下部電極を兼用するステージに載置されたウエハに処理ガスを供給し、ガスシャワープレートとステージとの間に処理ガスのプラズマを形成する成膜装置を用いて行われる。 In the manufacturing step of a semiconductor device, a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), which is a substrate, is subjected to a film formation process by thermal energy or by forming plasma and using ALD (Atomic Layer Deposition). .. In this film forming process, for example, the gas shower plate provided in the processing container and also serves as the upper electrode supplies the processing gas to the wafer placed on the stage that also serves as the lower electrode, and the gas shower plate and the stage are subjected to the process. This is performed using a film forming apparatus that forms a plasma of processing gas between them.
この装置では、ウエハに原料ガスを吸着させ、例えば原料ガスの供給と並行して反応ガスを供給すると共に、間欠的にプラズマを形成して反応ガスを活性化し、反応ガスの活性種とウエハに吸着した原料ガスとを反応させて反応生成物を生成する。そして、原料ガスを供給するステップと、原料ガスと反応ガスとを反応させるステップとを交互に行うサイクルを複数繰り返すことにより、所望の膜厚の薄膜を形成している。次工程であるドライエッチング工程では、同心円状にエッチングレートを調整する場合が多いことなどから、このようなALDプロセスにおいて、ウエハ面内において、周方向の膜厚が均一になるような膜厚プロファイルの制御を求められることがある。 In this device, the raw material gas is adsorbed on the wafer, and the reaction gas is supplied in parallel with the supply of the raw material gas, for example, and plasma is intermittently formed to activate the reaction gas to the active species of the reaction gas and the wafer. A reaction product is produced by reacting with the adsorbed raw material gas. Then, a thin film having a desired film thickness is formed by repeating a plurality of cycles in which the step of supplying the raw material gas and the step of reacting the raw material gas with the reaction gas are alternately performed. In the dry etching process, which is the next process, the etching rate is often adjusted concentrically. Therefore, in such an ALD process, a film thickness profile that makes the film thickness in the circumferential direction uniform in the wafer surface. You may be required to control.
即ち、周方向における膜厚の均一性が良好であれば、ウエハの径方向に見て、中央部の膜厚が周縁部に比べて大きくなる凸型形状や、中央部の膜厚が周縁部に比べて小さくなる凹型形状であっても、後のドライエッチング工程で径方向の膜厚分布を均すことができる。しかしながら、ALDプロセスでは、特定のステップにおいてウエハ面内において局所的に処理が進行し、膜厚のばらつきが生じる場合がある。 That is, if the film thickness uniformity in the circumferential direction is good, the convex shape in which the film thickness in the central portion is larger than that in the peripheral portion when viewed in the radial direction of the wafer, or the film thickness in the central portion is the peripheral portion. Even if the concave shape is smaller than that of the above, the film thickness distribution in the radial direction can be smoothed in the subsequent dry etching step. However, in the ALD process, the process may proceed locally in the wafer surface in a specific step, resulting in variations in film thickness.
特許文献1及び特許文献2には、回転テーブルに載置された基板を公転させてALDプロセスを行うにあたり、基板を自転させて基板の周方向における膜厚の均一性を向上させる技術が提案されている。また、特許文献3には、基板を多段に保持したボートを反応管に搬入し、少なくとも2種のガスを交互に供給してALDプロセスを行うにあたり、ガスの供給周期とウエハの回転周期とが同期しないように制御することにより、膜厚の面内均一性を向上させる技術が記載されている。しかしながら、これら特許文献1〜特許文献3では、特定のステップにおける局所的な処理の進行に着目するものではなく、本発明の課題を解決することはできない。
Patent Document 1 and
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板上の薄膜の膜厚における周方向の面内分布の均一性を改善する技術を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for improving the uniformity of in-plane distribution in the circumferential direction in the film thickness of a thin film on a substrate.
本発明は、基板に原料ガスを吸着させるステップと処理雰囲気を置換ガスにより置換するステップと基板に吸着した原料ガスと反応ガスとを反応させて反応生成物を生成するステップとを含む1サイクルを複数回繰り返して反応生成物を基板に積層する成膜装置において、
基板の載置台がその内部に配置され、真空の処理雰囲気を形成するための処理容器と、
前記載置台を回転させるための回転機構と、
前記回転機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記1サイクルの繰り返し回数をMとすると、360度×{N(1以上の整数)/M}で表される角度ずつ前記載置台を間欠的に回転させ、
前記1サイクルにおいて、基板上の薄膜の膜厚における周方向の面内分布に影響のあるステップの中で、ステップに要するステップ時間が最も短いステップをSp、当該ステップSpのステップ時間をtpとすると、前記ステップSpが行われている間の少なくとも一部を含む時間帯において、載置台を回転させるように制御信号を出力するように構成され、
ステップSpが開始される時点から載置台が停止するまでの載置台の平均回転速度Rsは、Rs=(N/M)×(1/tp)で表されることを特徴とする。
The present invention includes one cycle including a step of adsorbing a raw material gas on a substrate, a step of replacing a processing atmosphere with a replacement gas, and a step of reacting the raw material gas adsorbed on the substrate with a reaction gas to generate a reaction product. In a film forming apparatus in which a reaction product is laminated on a substrate by repeating it a plurality of times.
A substrate mounting table is placed inside the substrate, and a processing container for forming a vacuum processing atmosphere and a processing container.
A rotation mechanism for rotating the above-mentioned stand and
A control unit that controls the rotation mechanism is provided.
The control unit
Assuming that the number of repetitions of the one cycle is M, the above-mentioned stand is intermittently rotated by an angle represented by 360 degrees × {N (integer of 1 or more) / M}.
In the one cycle, among the steps affecting the in-plane distribution of the film thickness of the thin film on the substrate in the circumferential direction, the step with the shortest step time required for the step is Sp, and the step time of the step Sp is tp. , The control signal is configured to rotate the mounting table during a time period including at least a part of the step Sp.
The average rotation speed Rs of the mounting table from the time when the step Sp is started until the mounting table is stopped is represented by Rs = (N / M) × (1 / tp).
さらに、本発明は、真空の処理雰囲気において、載置台に載置された基板に原料ガスを吸着させるステップと処理雰囲気を置換ガスにより置換するステップと基板に吸着した原料ガスと反応ガスとを反応させて反応生成物を生成するステップとを含む1サイクルを複数回繰り返して反応生成物を基板に積層する成膜工程と、
前記1サイクルの繰り返し回数をMとすると、360度×{N(1以上の整数)/M}で表される角度ずつ前記載置台を間欠的に回転させる工程と、を含み、
前記載置台を間欠的に回転させる工程は、前記1サイクルにおいて、基板上の薄膜の膜厚における周方向の面内分布に影響のあるステップの中で、ステップに要するステップ時間が最も短いステップをSp、当該ステップSpのステップ時間をtpとすると、前記ステップSpが行われている間の少なくとも一部を含む時間帯において、載置台を回転させる工程であり、
ステップSpが開始される時点から載置台が停止するまでの載置台の平均回転速度Rsは、Rs=(N/M)×(1/tp)で表されることを特徴とする。
Further, in the present invention, in a vacuum processing atmosphere, a step of adsorbing a raw material gas on a substrate placed on a mounting table, a step of replacing the processing atmosphere with a replacement gas, and a reaction between the raw material gas adsorbed on the substrate and the reaction gas. A film forming step of laminating the reaction product on the substrate by repeating one cycle a plurality of times including a step of forming the reaction product by causing the reaction product to be formed.
Assuming that the number of repetitions of the one cycle is M, the step of intermittently rotating the above-mentioned stand by an angle represented by 360 degrees × {N (integer of 1 or more) / M} is included.
The step of intermittently rotating the pedestal described above is the step in which the step time required for the step is the shortest among the steps that affect the in-plane distribution of the film thickness of the thin film on the substrate in the circumferential direction in the above one cycle. Assuming that Sp and the step time of the step Sp are tp, it is a step of rotating the mounting table in a time zone including at least a part while the step Sp is being performed.
The average rotation speed Rs of the mounting table from the time when the step Sp is started until the mounting table is stopped is represented by Rs = (N / M) × (1 / tp).
本発明は、原料ガスの吸着、処理雰囲気の置換、原料ガスと反応ガスとの反応による反応生成物の生成、の各ステップを含む1サイクルを複数回繰り返し、目標の膜厚に成膜したときに、基板の載置台がN回転するように、各サイクル毎に載置台を間欠的に回転させる。このときの載置台の平均回転速度Rsは、周方向の膜厚面内分布に影響のあるステップの中でステップ時間が最も短いステップSpの当該ステップ時間tpに基づいて求め、ステップSpが行われている時間帯を含む時間帯において、載置台を回転させる。このため、ステップSpが行われるときの基板の周方向の位置が順次変位し、各位置における膜厚分布が重ね合わされて、成膜終了時には基板がN回転した状態になる。この結果、膜厚における周方向の面内分布の均一性が改善される。 In the present invention, when one cycle including each step of adsorption of raw material gas, replacement of treatment atmosphere, and generation of reaction product by reaction between raw material gas and reaction gas is repeated a plurality of times to form a film with a target film thickness. In addition, the mounting table is intermittently rotated every cycle so that the mounting table of the substrate rotates N times. The average rotation speed Rs of the mounting table at this time is obtained based on the step time tp of the step Sp having the shortest step time among the steps affecting the in-plane distribution of the film thickness in the circumferential direction, and the step Sp is performed. Rotate the mounting table in the time zone including the time zone. Therefore, the position in the circumferential direction of the substrate when the step Sp is performed is sequentially displaced, the film thickness distributions at each position are overlapped, and the substrate is in a state of N rotation at the end of film formation. As a result, the uniformity of the in-plane distribution in the circumferential direction in the film thickness is improved.
また、本発明の他の発明は、前記1サイクルにおいて、基板上の薄膜の膜厚における周方向の面内分布に影響のあるステップの中で、ステップに要するステップ時間が最も短いステップSpが行われている間の80%以上の時間帯を含む時間tpにおいて、載置台をN(1以上の整数)回転させる。このため、ステップSpが行われる度に基板がN回転するので、膜厚における周方向の面内分布の均一性が改善される。 Further, in the other invention of the present invention, among the steps affecting the in-plane distribution in the circumferential direction in the film thickness of the thin film on the substrate in the one cycle, the step Sp having the shortest step time required for the step is performed. The mounting table is rotated by N (an integer of 1 or more) at a time tp including a time zone of 80% or more during the period. Therefore, since the substrate rotates N every time the step Sp is performed, the uniformity of the in-plane distribution in the circumferential direction in the film thickness is improved.
本発明の実施の形態に係る成膜装置について、例えばウエハWにプラズマALD(Atomic Layer Deposition)により成膜する成膜装置に適用した例について説明する。例えば成膜装置1は、図1に示すように横断面が矩形の処理容器10を備えている。図中101は、処理容器10の天井部材、102は容器本体である。処理容器10の側壁にはウエハWを搬入出するための搬入出口11が形成され、この搬入出口11はゲートバルブ12により開閉される。処理容器10内には、基板処理部13及び14が、搬入出口11から見て手前側及び奥側に例えば2個並べて配置されている。処理容器10の底面には、処理容器10内の雰囲気を排気するための排気口15が設けられ、この排気口15には排気管16を介して真空排気機構をなす真空ポンプ17に接続されている。図1中18は、処理容器10内の圧力調整を行う圧力調整部である。
An example of the film forming apparatus according to the embodiment of the present invention applied to a film forming apparatus for forming a film on a wafer W by plasma ALD (Atomic Layer Deposition) will be described. For example, the film forming apparatus 1 includes a
基板処理部13及び14は互いに同様に構成されているので、基板処理部13を例にして説明する。基板処理部13は、図1に示すようにウエハWを載置する載置台21を備えている。載置台21は下部電極を兼用するものであり、例えばアルミニウムやニッケルなどの金属からなる扁平な円柱状に形成され、回転機構を兼用する駆動機構22により駆動軸221を介して昇降自在及び鉛直軸回りに回転自在に構成されている。
Since the
図1には、実線にて処理位置にある載置台21を描き、点線にて受け渡し位置にある載置台21を示している。処理位置とは、後述する成膜処理を実行するときの位置であり、受け渡し位置とは、図示しない外部の搬送機構との間でウエハWの受け渡しを行う位置である。載置台21には、載置面上のウエハWを加熱するためのヒータ23が埋設されており、ウエハWを例えば300℃〜450℃程度に加熱するように構成されている。また、載置台21は図示しない整合器を介して接地電位に接続されている。
In FIG. 1, the mounting table 21 at the processing position is drawn with a solid line, and the mounting table 21 at the delivery position is shown with a dotted line. The processing position is a position when the film forming process described later is executed, and the transfer position is a position where the wafer W is transferred to and from an external transfer mechanism (not shown). A
さらに、基板処理部13及び14の上部側には、絶縁部材31を介して、上部電極をなす金属製のガスシャワーヘッド4が設けられている。このガスシャワーヘッド4には整合器32を介して高周波電源33が接続されている。こうして、成膜装置1は、ガスシャワーヘッド4と載置台21との間に高周波電力を印加してプラズマを発生させる平行平板型プラズマ処理装置として構成されている。
Further, on the upper side of the
ガスシャワーヘッド4は、蓋体41と、載置台21の載置面と対向するように設けられたシャワープレート42と、これら蓋体41とシャワープレート42との間に形成された扁平なガスの通流室43と、を備えている。蓋体41には、ガス供給路5が接続されると共に、シャワープレート42には、厚さ方向に貫通するガス供給孔44が例えば縦横に配列され、ガスがシャワー状に載置台21に向けて供給される。
The
ガスシャワーヘッド4に接続されたガス供給路5の上流側は、分岐されて例えば原料ガスの供給源51、置換ガスの供給源52、反応ガスの供給源53に接続されている。図1中V1〜V3はバルブであり、C1〜C3は流量調整部である。原料ガスとしては、例えばSi2Cl6、Si2H6、HCDS(ヘキサクロロジシラン)、TDMAS(トリジメチルアミノシラン)、BDEAS(ビスジエチルアミノシラン)等のシリコン(Si)を含むガスが用いられる。反応ガスとして、酸化ガスや還元ガスが用途に応じて用いられ、例えば酸化ガスとしては、酸素(O2)ガスやオゾン(O3)ガス等を用いることができる。置換ガスとしては、例えばアルゴン(Ar)ガス等の不活性ガスが用いられる。
The upstream side of the
さらに、処理容器10の底面には、複数本例えば3本の受け渡しピン20が各載置台21に対応した位置に設けられる一方、載置台21には、この受け渡しピン20の通過領域を形成するための貫通孔24が形成されている。載置台21を受け渡し位置に下降させると、受け渡しピン20が貫通孔24を通過して、受け渡しピン20の上端が載置台21の載置面から突出する。こうして、図示しない外部の搬送機構と、受け渡しピン20と、載置台21との協働作用により、搬送機構と各載置台21との間でウエハWの受け渡しが行われるように構成されている。図1中の25は、処理容器10内を気密に保つためのシール部材である。
Further, on the bottom surface of the
さらに、この成膜装置1は、図1及び図2に示すように、基板処理部13及び14の夫々において、処理位置にある載置台21の載置面とガスシャワーヘッド4の下面との間に処理領域A1、A2を形成するために、絶縁部材よりなる区画部材26が設けられている。この区画部材26は、処理領域A1、A2を夫々囲むように形成され、外部の搬送機構により基板処理部13及び14の載置台21に夫々基板を受け渡すための開口部261が形成されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the film forming apparatus 1 is located between the mounting surface of the mounting table 21 at the processing position and the lower surface of the
図2は、基板処理部13及び14を備えた成膜装置1を2個連結した構成を概略的に示すものであり、一方の成膜装置1は、ガスシャワーヘッド4の蓋体41を設けた構成、他方の成膜装置1は、蓋体41を外した構成である。他方の成膜装置1は、載置台21を受け渡し位置に配置した様子を示している。
FIG. 2 schematically shows a configuration in which two film forming devices 1 provided with
この成膜装置1にて実施されるウエハWの成膜処理について、図3を参照して簡単に説明する。この成膜処理は、吸着ステップS1と、第1の置換ステップS2と、反応ステップS3と、第2の置換ステップS4と、を含む1サイクルを複数回例えば100回繰り返すものである。図3中各ステップS1〜S4のステップ時間(ステップが行われている時間)をt1〜t4としている。 The film forming process of the wafer W performed by the film forming apparatus 1 will be briefly described with reference to FIG. This film forming process repeats one cycle including the adsorption step S1, the first replacement step S2, the reaction step S3, and the second replacement step S4 a plurality of times, for example, 100 times. In FIG. 3, the step time (time during which the step is performed) of each step S1 to S4 is t1 to t4.
吸着ステップS1とは、ウエハWに原料ガスを吸着させるステップ、第1の置換ステップS2とは、処理雰囲気である処理領域A1、A2の雰囲気を置換ガスにより置換するステップである。反応ステップS3とは、ウエハWに吸着した原料ガスと反応ガスとを反応させて反応生成物を生成するステップ、第2の置換ステップS4とは、原料ガスを供給する前に処理領域A1、A2の雰囲気を置換ガスにより置換するステップである。そして、このステップS1〜S4よりなる1サイクルを設定回数繰り返して行うことで、反応生成物であるシリコン酸化膜の層をウエハWの表面に積層して、所定の膜厚のSiO2膜を形成する。 The adsorption step S1 is a step of adsorbing the raw material gas on the wafer W, and the first replacement step S2 is a step of replacing the atmosphere of the processing regions A1 and A2, which is the processing atmosphere, with the replacement gas. The reaction step S3 is a step of reacting the raw material gas adsorbed on the wafer W with the reaction gas to generate a reaction product, and the second replacement step S4 is the processing regions A1 and A2 before supplying the raw material gas. This is a step of replacing the atmosphere of the above with a replacement gas. Then, by repeating one cycle consisting of steps S1 to S4 a set number of times, a layer of a silicon oxide film which is a reaction product is laminated on the surface of the wafer W to form a SiO2 film having a predetermined film thickness. ..
成膜装置1には、コンピュータからなる制御部6が設けられている。制御部6は、例えばプログラム、メモリ、CPUからなるデータ処理部などを備えている。プログラムには、制御部6から成膜装置1の各部に制御信号を送り、既述の成膜処理を実行することができるように命令が組み込まれている。具体的には、載置台21の駆動機構22、各バルブV1〜V3や流量調整部C1〜C3、高周波電源33、圧力調整部18、ヒータ23などが、上記のプログラムによって制御される。これらプログラムは、例えば、コンパクトディスク、ハードディスク、MO(光磁気ディスク)などの記憶媒体に格納されて制御部6にインストールされる。
The film forming apparatus 1 is provided with a
プログラムには、載置台21の回転を制御するプログラムも含まれる。このプログラムは、成膜処理の1サイクルの繰り返し回数をMとすると、360度×{N/M}で表される角度ずつ載置台21を平均回転速度Rsで間欠的に回転させるように構成されている。平均回転速度Rsは、次の(1)式にて求められる速度である。
Rs=(N/M)×(1/tp)・・・(1)
The program also includes a program that controls the rotation of the mounting table 21. This program is configured to intermittently rotate the mounting table 21 at an average rotation speed Rs by an angle represented by 360 degrees × {N / M}, where M is the number of repetitions of one cycle of the film forming process. ing. The average rotation speed Rs is a speed obtained by the following equation (1).
Rs = (N / M) × (1 / tp) ・ ・ ・ (1)
(1)式中、tpとは、成膜処理の1サイクルにおいて、ウエハW上の薄膜の膜厚における周方向の面内分布に影響のあるステップの中で、ステップに要するステップ時間が最も短いステップSpのステップ時間である。また、成膜サイクルの繰り返し回数Mは、目標膜厚(Å)と、1サイクルあたりの成膜速度(Å/サイクル)とにより決定される。さらに、Nは1サイクルをM回繰り返したときのウエハWの回転回数であって、1以上の整数である。 In the formula (1), tp is the shortest step time required for the step among the steps that affect the in-plane distribution of the film thickness of the thin film on the wafer W in the circumferential direction in one cycle of the film forming process. This is the step time of step Sp. The number of times the film formation cycle is repeated M is determined by the target film thickness (Å) and the film formation rate per cycle (Å / cycle). Further, N is the number of rotations of the wafer W when one cycle is repeated M times, and is an integer of 1 or more.
そして、回転を制御するプログラムは、ステップSpが行われている間の少なくとも一部を含む時間帯において、載置台21を回転させ、ステップSpが開始される時点から載置台21が停止するまでの載置台21の平均回転速度がRsとなるように制御するように構成されている。ステップSpが行われている間の少なくとも一部を含む時間帯は、ステップSpが行われている間の30%以上を含む時間帯であり、好ましくは50%以上を含む時間帯である。また、より一層好ましい動作は、ステップSpの開始と同時に載置台21が回転を開始し、ステップSpの終了時に載置台21の回転が停止する動作である。この場合には、ステップSpが行われている間の100%の時間帯において載置台21が回転することになる。 Then, the program for controlling the rotation rotates the mounting table 21 in a time zone including at least a part while the step Sp is being performed, from the time when the step Sp is started until the mounting table 21 is stopped. It is configured to control the average rotation speed of the mounting table 21 to be Rs. The time zone including at least a part while the step Sp is being performed is a time zone including 30% or more while the step Sp is being performed, and is preferably a time zone including 50% or more. Further, a more preferable operation is an operation in which the mounting table 21 starts rotating at the same time as the start of step Sp, and the rotation of the mounting table 21 stops at the end of step Sp. In this case, the mounting table 21 will rotate in 100% of the time zone while the step Sp is being performed.
ここで、成膜処理の1サイクルにおいて、ウエハW上の薄膜の膜厚における周方向の面内分布に影響のあるステップとは、この例では、ウエハWに原料ガスを吸着させる吸着ステップS1と、ウエハWに吸着した原料ガスと反応ガスとを反応させて反応生成物を生成する反応ステップS3である。吸着ステップS1のステップ時間t1と、反応ステップS3のステップ時間t3とを比較すると、ステップ時間t1の方が短いことから、ステップSpは吸着ステップS1、tpは吸着ステップS1のステップ時間となる。 Here, in one cycle of the film forming process, the steps that affect the in-plane distribution of the thin film on the wafer W in the circumferential direction are, in this example, the adsorption step S1 for adsorbing the raw material gas on the wafer W. The reaction step S3 is a reaction step S3 of reacting the raw material gas adsorbed on the wafer W with the reaction gas to produce a reaction product. Comparing the step time t1 of the adsorption step S1 and the step time t3 of the reaction step S3, since the step time t1 is shorter, the step Sp is the adsorption step S1 and the tp is the step time of the adsorption step S1.
具体的に、載置台21の回転開始時点が、ステップSp(吸着ステップS1)の開始時点であり、載置台21が等速で回転する場合を例にして説明する。例えばNを1、繰り返し回数Mを100、吸着ステップS1のステップ時間tpを0.05秒(0.05/60分)とすると、(1)式より、平均回転速度Rsは12rpmとなる。また、載置台21の回転角度θは、360度×(1/100)より3.6度となる。 Specifically, the case where the rotation start time of the mounting table 21 is the start time of the step Sp (adsorption step S1) and the mounting table 21 rotates at a constant speed will be described as an example. For example, assuming that N is 1, the number of repetitions M is 100, and the step time tp of the adsorption step S1 is 0.05 seconds (0.05 / 60 minutes), the average rotation speed Rs is 12 rpm according to the equation (1). Further, the rotation angle θ of the mounting table 21 is 3.6 degrees from 360 degrees × (1/100).
こうして、制御部6は、図3に示す成膜処理の各サイクルにおいて、吸着ステップS1の開始時点に、載置台21に12rpmで回転角度θだけ回転するように制御信号を出力する。これにより、ウエハWは1サイクル毎に、吸着ステップS1のステップ時間tp(0.05秒)の間、回転角度θ(3.6度)だけ、平均回転速度Rs、この場合は等速回転速度Rs(12rpm)で回転し、他のステップS2〜S4の間は回転を停止することになる。こうして、繰り返し回数Mを実行したときに、即ち目標膜厚に達したときにウエハWはN回転(1回転)するように制御される。
In this way, in each cycle of the film forming process shown in FIG. 3, the
例えば成膜処理のレシピには、サイクルの繰り返し回数MやN、ステップSp、ステップ時間tpと共に平均回転速度Rsが書き込まれており、メモリに格納されたレシピを選択することにより、載置台21を回転させるように制御信号が出力される。また、制御部6に表示部を設け、この表示部を介してステップ時間を適宜変更できるように構成してもよい。この場合には、例えばレシピにおいて予め膜厚の周方向の面内分布に影響のあるステップ(この例では、吸着ステップS1、反応ステップS3)を指定しておき、ステップ時間が最も短いステップSpを自動で比較して選択し、これに基づいて平均回転速度Rsを演算して、このデータを用いて載置台21を回転させるように制御信号を出力するようにしてもよい。
For example, the average rotation speed Rs is written in the recipe for the film forming process together with the number of cycle repetitions M and N, the step Sp, and the step time tp. By selecting the recipe stored in the memory, the mounting table 21 can be set. A control signal is output to rotate. Further, the
続いて、この成膜装置1にて実施されるウエハWの成膜処理について説明する。先ず、処理容器10内を所定の真空雰囲気とし、2つの載置台21を受け渡し位置に位置させた状態でゲートバルブ12を開き、処理容器10に隣接する真空雰囲気の搬送室から搬送機構によって、例えば2枚のウエハWを夫々の載置台21から突出する受け渡しピン20に同時に受け渡す。載置台21の昇降による載置台21へのウエハWの受け渡し、及び搬送機構の処理容器10からの退出を行うと、ゲートバルブ12を閉じ、載置台21を処理位置へと上昇して処理領域A1、A2を形成する。また、ヒータ23によってウエハWを所定の温度に加熱する。
Subsequently, the film forming process of the wafer W performed by the film forming apparatus 1 will be described. First, the inside of the
次いで、基板処理部13及び14において、夫々置換ガス供給用のバルブV2及び反応ガス供給用のバルブV3を開き、置換ガスの供給源52から例えばArガス、反応ガスの供給源53から例えばO2ガスを処理領域A1、A2に供給する。続いて、原料ガス供給用のバルブV1を開き、原料ガスの供給源51から、ガスシャワーヘッド4を介して処理領域A1、A2に吐出し、ウエハWに原料ガス分子(シリコンプリカーサであるシリコン原子を含む材料)を吸着させる(吸着ステップS1)。この吸着ステップS1のステップ時間tp(0.05秒)の間、ウエハWを予め設定された平均回転速度Rs(ここでは等速回転速度Rs)である12rpmで回転させる。
Next, in the
続いて、バルブV1を閉じ、ウエハWへの原料ガスの供給を停止すると共に、ウエハWの回転を停止する。引き続きArガスの供給を続けることにより、処理領域A1、A2に残留し、ウエハWに吸着されていない原料ガスをArガスによりパージして、処理領域A1、A2の雰囲気を置換する(第1の置換ステップS2)。 Subsequently, the valve V1 is closed, the supply of the raw material gas to the wafer W is stopped, and the rotation of the wafer W is stopped. By continuing to supply Ar gas, the raw material gas remaining in the processing regions A1 and A2 and not adsorbed on the wafer W is purged with Ar gas to replace the atmosphere of the processing regions A1 and A2 (first). Replacement step S2).
次に、高周波電源33をオンにする。このとき処理領域A1、A2には、O2ガスとArガスとが供給されており、高周波電力の印加により、処理領域A1、A2のO2ガスがプラズマ化され、このプラズマにより、ウエハWに吸着された原料ガスが酸化されて、シリコン酸化物の層が反応生成物として形成される(反応ステップS3)。次いで、高周波電源33をオフにすると共に、引き続きArガスの供給を続けることにより、処理領域A1、A2に残留しているプラズマの活性種をArガスにパージして、当該処理領域A1、A2から除去する(第2の置換ステップS4)。
Next, the high
この後、再び、バルブV1を開いて原料ガスを供給すると共に、ウエハWを回転速度Rsで回転させながら、吸着ステップS1を実行する。続いて、第1の置換ステップS2、反応ステップS3、第2の置換ステップS4の4ステップを行い、ステップS1〜S4よりなる成膜サイクルを繰り返し回数Mである100回繰り返して行うことで、ウエハWの表面に、目標膜厚のSiO2膜を形成する。 After that, the valve V1 is opened again to supply the raw material gas, and the adsorption step S1 is executed while rotating the wafer W at the rotation speed Rs. Subsequently, four steps of the first replacement step S2, the reaction step S3, and the second replacement step S4 are performed, and the film forming cycle consisting of steps S1 to S4 is repeated 100 times, which is the number of repetitions M, to obtain the wafer. A SiO2 film having a target thickness is formed on the surface of W.
このように、ウエハWは、1サイクル目が始まったとき、吸着ステップS1が行われている間の0.05秒の間に等速の回転速度Rs(12rpm)の速度で、回転角度θ(3.6度)だけ回転し、その後、1サイクルの残りの時間が経過するまで休止する。その後、2サイクル目が開始すると、吸着ステップS1が行われている間の0.05秒の間に回転速度Rsで回転角度θだけ回転し、その後、2サイクルの残りの時間が経過するまで休止するという動作を繰り返す。こうして、総サイクル数である100サイクル終了時には、ウエハWは1回転(1周)し、例えばノッチNの位置は当初の位置に戻る。 As described above, when the first cycle is started, the wafer W has a rotation angle θ (12 rpm) at a constant rotation speed Rs (12 rpm) during 0.05 seconds while the suction step S1 is being performed. Rotate by 3.6 degrees) and then rest until the remaining time of one cycle has elapsed. After that, when the second cycle starts, it rotates by the rotation angle θ at the rotation speed Rs during 0.05 seconds while the suction step S1 is being performed, and then pauses until the remaining time of the two cycles elapses. The operation of doing is repeated. In this way, at the end of 100 cycles, which is the total number of cycles, the wafer W makes one rotation (one turn), and for example, the position of the notch N returns to the initial position.
このように、成膜処理において、ステップSp(吸着ステップS1)の時間帯において、載置台21を回転角度θだけ回転させると、ステップSpが行われるときのウエハWの周方向の位置が順次変位する。そして、この動作を1サイクルずつ行っていることにより、各回転位置における膜厚分布が重ね合わされて、成膜終了時にはウエハWがN回転(1回転)した状態になる。この結果、膜厚の周方向の面内分布に影響を与えるステップにおいて、ウエハWの面内において局所的に処理が進行する場合であっても、膜厚における周方向の面内分布の均一性が改善される。 As described above, in the film forming process, when the mounting table 21 is rotated by the rotation angle θ in the time zone of step Sp (adsorption step S1), the position in the circumferential direction of the wafer W when step Sp is performed is sequentially displaced. do. By performing this operation one cycle at a time, the film thickness distributions at each rotation position are superposed, and the wafer W is in a state of N rotations (1 rotation) at the end of film formation. As a result, in the step that affects the in-plane distribution of the film thickness in the circumferential direction, even if the treatment proceeds locally in the in-plane of the wafer W, the uniformity of the in-plane distribution in the circumferential direction in the film thickness Is improved.
その一例として、局所的に膜厚が大きくなる例を挙げて図4により模式的に説明する。図4は、図示の便宜上、Nを1、繰り返し回数Mを10とし、10サイクルでウエハWが1回転する様子を示している。図4(a)は、ウエハWを回転させないで1サイクル終了した時の状態、図4(b)はウエハWを回転させて2サイクル終了した時の状態、図4(c)は10サイクル終了時の状態である。 As an example thereof, an example in which the film thickness is locally increased will be schematically described with reference to FIG. FIG. 4 shows how the wafer W makes one rotation in 10 cycles, where N is 1 and the number of repetitions M is 10 for convenience of illustration. FIG. 4 (a) shows a state when one cycle is completed without rotating the wafer W, FIG. 4 (b) shows a state when two cycles are completed by rotating the wafer W, and FIG. 4 (c) shows a state when 10 cycles are completed. The state of time.
図4(a)は、ウエハWを回転させないで1サイクル実施した場合に、周方向の0度の位置P1に局所的に膜厚が大きい領域71が形成される状態を示している。一方、各サイクルの吸着ステップS1が行われている間、ウエハWを回転させると、図4(b)に示すように、吸着ステップS1が行われるときのウエハWの周方向の位置が順次変位する。この例では、1サイクル目で回転角度θだけ回転させると、膜厚の大きい領域71は位置P0から回転角度θだけ移動した位置P1に亘って形成される扇形領域72に分散される。
FIG. 4A shows a state in which a
こうして、次の2サイクル目において位置P1から回転角度θだけ移動した位置P2の間においても、膜厚が大きい領域71が扇形領域72に分散される。同様に、吸着ステップS1において回転角度θだけ回転させることにより、位置P2〜位置P3・・・位置P9〜P0においても、膜厚の大きい領域71が扇形領域72に分散される。この結果、概略的な言い方をすれば、図4(c)に示すように、膜厚の大きい領域71が環状となり、周方向の均一性が高くなる。
In this way, the
仮に、置換ステップのステップ時間tpを用いて、平均回転速度Rsを求め、当該置換ステップにウエハWを回転させるようにすると、置換ステップは膜厚に影響を与えるステップではないため、膜厚が大きい領域が図4(b)に示す点線で囲む領域73のように形成される。このため、ウエハWを回転させずにプロセスを行う場合に比べて、周方向の膜厚面内分布の均一性は改善されるものの、膜厚に影響を与えるステップにウエハWを回転させる場合に比べると、前記均一性は劣ってしまう。
If the average rotation speed Rs is obtained by using the step time tp of the replacement step and the wafer W is rotated in the replacement step, the replacement step is not a step that affects the film thickness, so that the film thickness is large. The region is formed as shown in the
上述の実施形態によれば、原料ガスの吸着、処理雰囲気の置換、原料ガスと反応ガスとの反応による反応生成物の生成、の各ステップを含む1サイクルを複数回繰り返し、目標の膜厚に成膜したときに、載置台21がN回転するように、各サイクル毎に載置台21を平均回転速度Rsで間欠的に回転させる。この平均回転速度Rsは、周方向の膜厚面内分布に影響のあるステップの中でステップ時間が最も短いステップSpの当該ステップ時間tpに基づいて求め、ステップSpが行われている時間帯を含む時間帯において、載置台21を回転させる。このため、ステップSpが行われるときのウエハWの周方向の位置が順次変位し、各位置における膜厚分布が重ね合わされて、成膜終了時には基板がN回転した状態になる。この結果、膜厚における周方向の面内分布の均一性が改善される。 According to the above-described embodiment, one cycle including each step of adsorbing the raw material gas, replacing the treatment atmosphere, and generating the reaction product by the reaction between the raw material gas and the reaction gas is repeated a plurality of times to reach the target film thickness. The mounting table 21 is intermittently rotated at an average rotation speed Rs for each cycle so that the mounting table 21 rotates N times when the film is formed. The average rotation speed Rs is obtained based on the step time tp of the step Sp having the shortest step time among the steps affecting the in-plane distribution of the film thickness in the circumferential direction, and the time zone in which the step Sp is performed is determined. The mounting table 21 is rotated during the including time zone. Therefore, the position in the circumferential direction of the wafer W when the step Sp is performed is sequentially displaced, the film thickness distributions at each position are overlapped, and the substrate is in a state of N rotation at the end of film formation. As a result, the uniformity of the in-plane distribution in the circumferential direction in the film thickness is improved.
プロセス時間の短時間化により、原料ガスと反応ガスとが十分に反応できない場合や、ウエハWの中心部と周縁部との間での経時的な原料供給量の違い、電界不均一によるプラズマ反応の違いなどによって、ウエハ面内において局所的に膜厚が異なる場合がある。このように特徴的な膜厚分布が形成される場合であっても、上述の実施形態の手法を採用することにより、膜厚における周方向の面内分布の均一性が改善される。 When the raw material gas and the reaction gas cannot sufficiently react due to the shortened process time, the difference in the amount of raw material supplied over time between the central portion and the peripheral portion of the wafer W, and the plasma reaction due to the non-uniform electric field. The film thickness may be locally different in the wafer surface due to the difference between the two. Even when such a characteristic film thickness distribution is formed, the uniformity of the in-plane distribution in the circumferential direction in the film thickness is improved by adopting the method of the above-described embodiment.
また、膜厚における周方向の面内分布に影響のあるステップの中で、ステップ時間が最も短いステップSpのステップ時間tpに基づいて平均回転速度Rsを設定している。これにより、当該最もステップ時間が短いステップの影響が及ぶ領域をウエハWの周方向にずらして、成膜処理が終了するまでにウエハWをN回転させて周方向の均一性を確保している。従って、ステップ時間がtpよりも長いステップでは、影響が及ぶ領域がステップSpよりも広いので、ステップSp毎に平均回転速度Rsで回転させると、成膜処理が終了するまでには前記影響が及ぶ領域が重なり合った状態でウエハWをN回転するため、結果として周方向の均一性が改善される。 Further, the average rotation speed Rs is set based on the step time tp of the step Sp, which has the shortest step time among the steps that affect the in-plane distribution in the circumferential direction in the film thickness. As a result, the region affected by the step having the shortest step time is shifted in the circumferential direction of the wafer W, and the wafer W is rotated by N until the film forming process is completed to ensure uniformity in the circumferential direction. .. Therefore, in a step in which the step time is longer than tp, the affected region is wider than that in step Sp. Therefore, if the rotation speed Rs is rotated for each step Sp, the effect is exerted by the time the film forming process is completed. Since the wafer W is rotated N times in a state where the regions overlap, the uniformity in the circumferential direction is improved as a result.
上述の実施形態は、載置台21を等速で回転させたが、載置台21の回転中は、加速及び減速の少なくとも一方が行われるようにしてもよい。例えばステップSpが行われている間の少なくとも一部を含む時間帯において、ステップSpが開始される時点から載置台21が停止するまでの載置台の平均回転速度がRsであればよい。このため、例えば1サイクル中にウエハWを回転角度θで回転させる間に、ウエハWの回転速度を加速(又は減速)させて、平均回転速度がRsとなるように回転させてもよい。図5は、吸着ステップS1の開始時点に載置台21の回転を開始し、吸着ステップS1の途中において、ウエハWの回転を加速し、その後、吸着ステップS1の後の第2の置換ステップS2に亘って、ウエハWを等速で回転させ、第2の置換ステップS2の途中でウエハWの回転を減速し、停止する例である。 In the above-described embodiment, the mounting table 21 is rotated at a constant speed, but at least one of acceleration and deceleration may be performed during the rotation of the mounting table 21. For example, the average rotation speed of the mounting table from the time when the step Sp is started to the time when the mounting table 21 is stopped may be Rs in a time zone including at least a part while the step Sp is being performed. Therefore, for example, while rotating the wafer W at the rotation angle θ during one cycle, the rotation speed of the wafer W may be accelerated (or decelerated) so that the average rotation speed becomes Rs. FIG. 5 shows that the rotation of the mounting table 21 is started at the start of the suction step S1, the rotation of the wafer W is accelerated in the middle of the suction step S1, and then the second replacement step S2 after the suction step S1 is performed. This is an example in which the wafer W is rotated at a constant speed, the rotation of the wafer W is decelerated and stopped in the middle of the second replacement step S2.
この例においても、既述と同様に、N=1、繰り返し回数Mを100とし、吸着ステップS1のステップ時間tp(0.05秒)に基づいて、平均回転速度Rsを12rpmに設定する。ウエハWは、1サイクル目が始まったとき、吸着ステップS1から第2の置換ステップS2に亘って、360度×1/100=3.6度だけ回転し、その後、1サイクルの残りの時間が経過するまで休止する。このとき、吸着ステップS1が開始される時点から載置台21が停止するまでの載置台21の平均回転速度Rsは12rpmに設定される。 In this example as well, N = 1, the number of repetitions M is set to 100, and the average rotation speed Rs is set to 12 rpm based on the step time tp (0.05 seconds) of the adsorption step S1 as described above. When the first cycle starts, the wafer W is rotated by 360 degrees × 1/100 = 3.6 degrees from the suction step S1 to the second replacement step S2, and then the remaining time of one cycle is reached. Pause until it elapses. At this time, the average rotation speed Rs of the mounting table 21 from the time when the suction step S1 is started until the mounting table 21 is stopped is set to 12 rpm.
既述の1サイクルを繰り返す成膜プロセスにおいて、吸着ステップS1の制御波形と処理領域A1、A2への原料ガスの供給状態は必ずしも一致しない場合がある。例えばバルブV1を開いてから、実際にウエハWにガスが到達するまでには、タイムラグが存在するからである。そのため、既述のように、吸着ステップS1から第2の置換ステップS2に亘って、ウエハWを回転させ、その間で回転速度を変化させることで、膜厚における周方向の面内分布の均一性が改善される場合がある。 In the film forming process in which the above-mentioned one cycle is repeated, the control waveform of the adsorption step S1 and the supply state of the raw material gas to the processing regions A1 and A2 may not always match. For example, there is a time lag between the opening of the valve V1 and the actual arrival of the gas at the wafer W. Therefore, as described above, the wafer W is rotated from the adsorption step S1 to the second replacement step S2, and the rotation speed is changed between them, so that the uniformity of the in-plane distribution in the circumferential direction in the film thickness is uniform. May be improved.
さらに、図6(a)に示すように、例えばステップSpが行われている間の少なくとも一部を含む時間帯において、例えばウエハWを高速で一周させた後、低速でθだけ移動させてもよい。この場合、ステップSpが開始される時点から載置台21が停止するまでの載置台の平均回転速度がRsであればよい。また、図6(b)に示すように、例えばステップSpが行われている間の少なくとも一部を含む時間帯において、例えばウエハWを高速で一周以上させた後、逆向きに回転させる。こうして、結果として、移動開始時点からθだけ移動させ、ステップSpが開始される時点から載置台21が停止するまでの載置台の平均回転速度がRsである場合でもよい。図6中Psは、載置台21の回転を開始したときの位置、Peは回転を停止したときの位置である。 Further, as shown in FIG. 6A, for example, in a time zone including at least a part while step Sp is being performed, for example, the wafer W may be made to go around at high speed and then moved by θ at low speed. good. In this case, the average rotation speed of the mounting table from the time when step Sp is started until the mounting table 21 is stopped may be Rs. Further, as shown in FIG. 6B, for example, in a time zone including at least a part while step Sp is being performed, for example, the wafer W is rotated at a high speed for one or more turns and then rotated in the opposite direction. As a result, the average rotation speed of the mounting table from the time when the step Sp is started to the time when the mounting table 21 is stopped may be Rs. In FIG. 6, Ps is a position when the rotation of the mounting table 21 is started, and Pe is a position when the rotation is stopped.
さらにまた、ステップSpが行われている間の少なくとも一部を含む時間帯において載置台21を回転させればよいため、載置台21は、ステップSpが行われている時間の一部で回転するようにしてもよい。例えばステップSpが行われている途中から回転を開始するようにしてもよいし、ステップSpが行われている途中で回転を停止するようにしてもよい。 Furthermore, since the mounting table 21 may be rotated during a time period including at least a part of the time during which the step Sp is being performed, the mounting table 21 is rotated during a part of the time during which the step Sp is being performed. You may do so. For example, the rotation may be started in the middle of the step Sp, or the rotation may be stopped in the middle of the step Sp.
さらにまた、載置台21をステップSp毎に回転角度θだけ回転させる代わりに、ステップSp(膜厚の面内分布に影響のあるステップの中でステップ時間が最短のステップ)が行われている間の例えば80%以上の時間帯を含む時間tpにおいて、載置台21をN(1以上の整数)回転させるようにしてもよい。この例では、各サイクルにおいて、周方向の面内分布に影響のあるステップSpが行われる度にウエハWがN回転するので、当該ステップSpにおいて周方向の均一性が高い状態で処理が進行し、膜厚における周方向の面内分布の均一性が改善される。ステップSpが行われている時間と載置台21をN回転させるタイミングが完全に(100%)一致していなくても、ステップSpが行われている間の例えば80%以上の時間帯を含む時間tpにおいて載置台21をN回転させれば周方向の面内均一性を十分に改善できる。 Furthermore, instead of rotating the mounting table 21 by the rotation angle θ for each step Sp, while step Sp (the step with the shortest step time among the steps affecting the in-plane distribution of the film thickness) is being performed. For example, the mounting table 21 may be rotated by N (an integer of 1 or more) at a time tp including a time zone of 80% or more. In this example, in each cycle, the wafer W rotates N every time a step Sp that affects the in-plane distribution in the circumferential direction is performed, so that the process proceeds in a state where the uniformity in the circumferential direction is high in the step Sp. , The uniformity of the in-plane distribution in the circumferential direction in the film thickness is improved. Even if the time during which the step Sp is performed and the timing at which the mounting table 21 is rotated N does not completely (100%) match, the time during which the step Sp is performed, for example, including a time zone of 80% or more. If the mounting table 21 is rotated N times at tp, the in-plane uniformity in the circumferential direction can be sufficiently improved.
また、各サイクルの既述の時間帯を含む時間tpにおいて、載置台21をN回転させる回転速度であれば、既述のようにして載置台21を回転させた後、次のサイクルが開始されるまで停止していなくても、その回転速度で載置台21が回転し続けてもよい。即ちこの例は、成膜処理が開始してから終了するまで、前記回転速度で載置台21が回転することになる。 Further, if the rotation speed is such that the mounting table 21 is rotated by N in the time tp including the above-mentioned time zone of each cycle, the next cycle is started after rotating the mounting table 21 as described above. The mounting table 21 may continue to rotate at the rotation speed even if it is not stopped until. That is, in this example, the mounting table 21 rotates at the rotation speed from the start to the end of the film forming process.
本発明の成膜装置は上述の構成に限らず、1つの処理容器内に1つの載置台を備えた枚葉式の成膜装置に適用してもよい。さらに、ウエハWに吸着した原料ガスと反応ガスとを反応させて反応生成物を生成するステップは、反応ガスを基板に供給した状態で、原料ガスと反応ガスとを熱エネルギーを用いて反応させるステップでもよい。さらに、上述の例のように置換ガスと反応ガスとを常時供給せずに、処理容器10内に対して、原料ガスと置換ガスと反応ガスとの供給を切り替えて行うようにしてもよい。
The film forming apparatus of the present invention is not limited to the above-described configuration, and may be applied to a single-wafer film forming apparatus provided with one mounting table in one processing container. Further, in the step of reacting the raw material gas adsorbed on the wafer W with the reaction gas to generate a reaction product, the raw material gas and the reaction gas are reacted using heat energy while the reaction gas is supplied to the substrate. It may be a step. Further, instead of constantly supplying the replacement gas and the reaction gas as in the above example, the supply of the raw material gas, the replacement gas, and the reaction gas may be switched to the inside of the
1 成膜装置
10 処理容器
21 載置台
22 駆動機構
33 高周波電源
4 ガスシャワーヘッド
5 ガス供給路
51 原料ガスの供給源
52 置換ガスの供給源
53 反応ガスの供給源
W 半導体ウエハ
S1 吸着ステップ
S2 第1の置換ステップ
S3 反応ステップ
S4 第2の置換ステップ
1
Claims (9)
基板の載置台がその内部に配置され、真空の処理雰囲気を形成するための処理容器と、
前記載置台を回転させるための回転機構と、
前記回転機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記1サイクルの繰り返し回数をMとすると、360度×{N(1以上の整数)/M}で表される角度ずつ前記載置台を間欠的に回転させ、
前記1サイクルにおいて、基板上の薄膜の膜厚における周方向の面内分布に影響のあるステップの中で、ステップに要するステップ時間が最も短いステップをSp、当該ステップSpのステップ時間をtpとすると、前記ステップSpが行われている間の少なくとも一部を含む時間帯において、載置台を回転させるように制御信号を出力するように構成され、
ステップSpが開始される時点から載置台が停止するまでの載置台の平均回転速度Rsは、Rs=(N/M)×(1/tp)で表されることを特徴とする成膜装置。 One cycle including the step of adsorbing the raw material gas on the substrate, the step of replacing the processing atmosphere with the replacement gas, and the step of reacting the raw material gas adsorbed on the substrate with the reaction gas to generate a reaction product is repeated a plurality of times. In a film forming apparatus for laminating a reaction product on a substrate,
A substrate mounting table is placed inside the substrate, and a processing container for forming a vacuum processing atmosphere and a processing container.
A rotation mechanism for rotating the above-mentioned stand and
A control unit that controls the rotation mechanism is provided.
The control unit
Assuming that the number of repetitions of the one cycle is M, the above-mentioned stand is intermittently rotated by an angle represented by 360 degrees × {N (integer of 1 or more) / M}.
In the one cycle, among the steps affecting the in-plane distribution of the film thickness of the thin film on the substrate in the circumferential direction, the step with the shortest step time required for the step is Sp, and the step time of the step Sp is tp. , The control signal is configured to rotate the mounting table during a time period including at least a part of the step Sp.
A film forming apparatus characterized in that the average rotation speed Rs of the mounting table from the time when step Sp is started until the mounting table is stopped is represented by Rs = (N / M) × (1 / tp).
前記1サイクルの繰り返し回数をMとすると、360度×{N(1以上の整数)/M}で表される角度ずつ前記載置台を間欠的に回転させる工程と、を含み、
前記載置台を間欠的に回転させる工程は、前記1サイクルにおいて、基板上の薄膜の膜厚における周方向の面内分布に影響のあるステップの中で、ステップに要するステップ時間が最も短いステップをSp、当該ステップSpのステップ時間をtpとすると、前記ステップSpが行われている間の少なくとも一部を含む時間帯において、載置台を回転させる工程であり、
ステップSpが開始される時点から載置台が停止するまでの載置台の平均回転速度Rsは、Rs=(N/M)×(1/tp)で表されることを特徴とする成膜方法。 In a vacuum processing atmosphere, a step of adsorbing a raw material gas on a substrate placed on a mounting table, a step of replacing the processing atmosphere with a replacement gas, and a reaction of the raw material gas adsorbed on the substrate with a reaction gas to produce a reaction product. A film forming step of laminating the reaction product on the substrate by repeating one cycle including the step of forming the reaction product a plurality of times.
Assuming that the number of repetitions of the one cycle is M, the step of intermittently rotating the above-mentioned stand by an angle represented by 360 degrees × {N (integer of 1 or more) / M} is included.
The step of intermittently rotating the pedestal described above is the step in which the step time required for the step is the shortest among the steps that affect the in-plane distribution of the film thickness of the thin film on the substrate in the circumferential direction in the above one cycle. Assuming that Sp and the step time of the step Sp are tp, it is a step of rotating the mounting table in a time zone including at least a part while the step Sp is being performed.
A film forming method characterized in that the average rotation speed Rs of the mounting table from the time when step Sp is started until the mounting table is stopped is represented by Rs = (N / M) × (1 / tp).
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