(57)【要約】【課題】導電材料の表面酸化によって形成される酸化物が露出する第１領域と絶縁材料が露出する第２領域とのうちの、第２領域にＳＡＭを選択的に形成できる、技術を提供する。【解決手段】導電材料の表面酸化によって形成される酸化物が露出する第１領域、および絶縁材料が露出する第２領域を有する基板を準備する工程と、ハロゲン化ホウ素ガスを前記基板に対して供給することにより、前記酸化物の膜を酸化ホウ素の膜に置換する工程と、フッ素を含むシラン系化合物のガスを前記基板に対して供給することにより、前記第１領域で前記酸化ホウ素の膜をエッチングすると共に、前記第２領域に自己組織化単分子膜を形成する工程と、前記第２領域に形成した前記自己組織化単分子膜を用いて、前記第１領域および前記第２領域のうちの前記導電材料が露出した前記第１領域に選択的に導電性の対象膜を形成する工程とを含む、成膜方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材料の表面酸化によって形成される酸化物が露出する第１領域、および絶縁材料が露出する第２領域を有する基板を準備する工程と、
ハロゲン化ホウ素ガスを前記基板に対して供給することにより、前記酸化物の膜を酸化ホウ素の膜に置換する工程と、
フッ素を含むシラン系化合物のガスを前記基板に対して供給することにより、前記第１領域で前記酸化ホウ素の膜をエッチングすると共に、前記第２領域に自己組織化単分子膜を形成する工程と、
前記第２領域に形成した前記自己組織化単分子膜を用いて、前記第１領域および前記第２領域のうちの前記導電材料が露出した前記第１領域に選択的に導電性の対象膜を形成する工程とを含む、成膜方法。
【請求項２】
前記導電材料は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、バナジウム（Ｖ）、または窒化バナジウム（ＶＮ）である、請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記ハロゲン化ホウ素ガスは、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）、三フッ化ホウ素（ＢＦ３）ガス、三ヨウ化ホウ素（ＢＩ３）ガス、または三臭化ホウ素（ＢＢｒ３）ガスである、請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記自己組織化単分子膜の形成後、前記導電性の対象膜の形成前に、前記基板に対してガスを供給することにより、前記第１領域に残る前記酸化ホウ素の膜をエッチングし除去する工程を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記第１領域に残る前記酸化ホウ素の膜をエッチングするガスは、フッ化水素（ＨＦ）ガスである、請求項４に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記導電性の対象膜の形成後に、前記基板に対して酸素含有ガスを供給することにより、前記自己組織化単分子膜をエッチングし除去する工程を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記自己組織化単分子膜の除去後に、前記第１領域および前記第２領域に絶縁性の対象膜を形成する工程と、
前記第１領域に前記導電性の対象膜が露出し、前記第２領域に前記絶縁性の対象膜が露出し、且つ前記第１領域と前記第２領域とが平坦になるように前記絶縁性の対象膜を研磨する工程とを含む、請求項６に記載の成膜方法。
【請求項８】
処理容器と、
前記処理容器の内部で前記基板を保持する基板保持部と、
前記処理容器の内部にガスを供給するガス供給装置と、
前記処理容器の内部からガスを排出するガス排出装置と、
前記処理容器に対して前記基板を搬入出する搬送装置と、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の成膜方法を実施するように、前記ガス供給装置、前記ガス排出装置および前記搬送装置を制御する制御装置とを備える、成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、成膜方法および成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、フォトリソグラフィ技術を用いずに、基板の特定の領域に選択的に対象膜を形成する技術が開示されている。具体的には、対象膜の形成を阻害する自己組織化単分子膜（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ：ＳＡＭ）を基板の一部の領域に形成し、基板の残りの領域に対象膜を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５０１９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の一態様は、導電材料の表面酸化によって形成される酸化物が露出する第１領域と絶縁材料が露出する第２領域とのうちの、第２領域にＳＡＭを選択的に形成できる、技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様の成膜方法は、
導電材料の表面酸化によって形成される酸化物が露出する第１領域、および絶縁材料が露出する第２領域を有する基板を準備する工程と、
ハロゲン化ホウ素ガスを前記基板に対して供給することにより、前記導電材料の前記酸化物の膜を酸化ホウ素の膜に置換する工程と、
フッ素を含むシラン系化合物のガスを前記基板に対して供給することにより、前記第１領域で前記酸化ホウ素の膜をエッチングすると共に、前記第２領域に自己組織化単分子膜を形成する工程と、
前記第２領域に形成した前記自己組織化単分子膜を用いて、前記第１領域および前記第２領域のうちの前記導電材料が露出した前記第１領域に選択的に導電性の対象膜を形成する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一態様によれば、導電材料の表面酸化によって形成される酸化物が露出する第１領域と絶縁材料が露出する第２領域とのうちの、第２領域にＳＡＭを選択的に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、図１に示す工程Ｓ１０１〜Ｓ１０４での基板の状態の一例を示す側面図である。
【図３】図３は、図１に示す工程Ｓ１０５〜Ｓ１０８での基板の状態の一例を示す側面図である。
【図４】図４は、図１に示す工程Ｓ１０１〜Ｓ１０７を実施する成膜装置の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、図１に示す工程Ｓ１０８を実施する研磨装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。
【０００９】
図１は、一実施形態に係る成膜方法を示すフローチャートである。図２は、図１に示す工程Ｓ１０１〜Ｓ１０４での基板の状態の一例を示す側面図である。図２（ａ）は工程Ｓ１０１で準備される基板の状態を示し、図２（ｂ）は工程Ｓ１０２で得られる基板の状態を示し、図２（ｃ）は工程Ｓ１０３で得られる基板の状態を示し、図２（ｄ）は工程Ｓ１０４で得られる基板の状態を示す。図３は、図１に示す工程Ｓ１０５〜Ｓ１０８での基板の状態の一例を示す側面図である。図３（ａ）は工程Ｓ１０５で得られる基板の状態を示し、図３（ｂ）は工程Ｓ１０６で得られる基板の状態を示し、図３（ｃ）は工程Ｓ１０７で得られる基板の状態を示し、図３（ｄ）は工程Ｓ１０８で得られる基板の状態を示す。
【００１０】
成膜方法は、図２（ａ）に示すように基板１０を準備する工程Ｓ１０１を含む。準備することは、例えば、後述する処理容器１２０（図４参照）の内部に基板１０を搬入することを含む。基板１０は、第１材料が露出する第１領域Ａ１と、第１材料とは異なる第２材料が露出する第２領域Ａ２とを有する。第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とは、基板１０の板厚方向片側に設けられる。
【００１１】
第１領域Ａ１の数は、図２（ａ）では１つであるが、複数でもよい。例えば２つの第１領域Ａ１が第２領域Ａ２を挟むように配置されてもよい。同様に、第２領域Ａ２の数は、図２（ａ）では１つであるが、複数でもよい。例えば２つの第２領域Ａ２が第１領域Ａ１を挟むように配置されてもよい。
【００１２】
なお、図２（ａ）では第１領域Ａ１および第２領域Ａ２のみが存在するが、第３領域がさらに存在してもよい。第３領域は、第１材料および第２材料とは異なる第３材料が露出する領域である。第３領域は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との間に配置されてもよいし、第１領域Ａ１および第２領域Ａ２の外に配置されてもよい。
【００１３】
第１材料は、例えば導電材料の表面酸化によって形成される酸化物である。導電材料は例えばタングステン（Ｗ）であり、導電材料の酸化物は例えば酸化タングステン（ＷＯ）である。なお、導電材料は、本実施形態ではタングステンであるが、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、バナジウム（Ｖ）、または窒化バナジウム（ＶＮ）などでもよい。これらの導電材料の表面は、大気中で時間の経過と共に自然に酸化される。その酸化物が第１材料である。第１材料である酸化物は、酸窒化物であってもよく、後述する工程Ｓ１０２で酸化ホウ素に置換されるものであればよい。
【００１４】
なお、酸化タングステンを、酸素とタングステンとの組成比に関係なく「ＷＯ」とも表記する。また、窒化チタンを、窒素とチタンとの組成比に関係なく「ＴｉＮ」とも表記する。同様に、窒化タンタルを「ＴａＮ」とも表記し、窒化バナジウムを「ＶＮ」とも表記する。
【００１５】
第２材料は、例えば絶縁材料である。絶縁材料は、例えば酸化ケイ素である。以下、酸化ケイ素を、酸素とケイ素の組成比に関係なく「ＳｉＯ」とも表記する。なお、第２材料は、本実施形態では酸化ケイ素であるが、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、または酸化アルミニウムなどでもよい。第２材料は、第１材料とは異なり、後述する工程Ｓ１０２で別の材料（例えば酸化ホウ素）にほとんど置換されないものであればよい。つまり、後述する工程Ｓ１０２において、第２材料から別の材料への置換速度は、第１材料から酸化ホウ素への置換速度よりも遅い。
【００１６】
基板１０は、例えば、上記の導電材料で形成される導電膜１１と、上記の絶縁材料で形成される絶縁膜１２とを有する。導電膜１１の表面には、大気中で、酸化物膜１３が時間の経過と共に自然に形成される。導電膜１１は例えばタングステン膜であり、酸化物膜１３は例えば酸化タングステン膜である。
【００１７】
また、基板１０は、導電膜１１と絶縁膜１２が形成される下地基板１４を有する。下地基板１４は、例えばシリコンウェハなどの半導体基板である。なお、下地基板１４は、ガラス基板などであってもよい。
【００１８】
なお、基板１０は、下地基板１４と導電膜１１との間に、下地基板１４および導電膜１１とは異なる材料で形成される下地膜をさらに有してもよい。同様に、基板１０は、下地基板１４と絶縁膜１２との間に、下地基板１４および絶縁膜１２とは異なる材料で形成される下地膜をさらに有してもよい。
【００１９】
成膜方法は、ハロゲン化ホウ素ガスを基板１０に対して供給することにより、図２（ｂ）に示すように酸化物膜１３を酸化ホウ素膜２０に置換する工程Ｓ１０２を含む。ハロゲン化ホウ素ガスと酸化物膜１３とが化学反応することにより、ハロゲン化金属と酸化ホウ素とが生成される。基板１０は予め定められた温度に加熱されており、ハロゲン化金属が揮発するので、酸化ホウ素膜２０が形成される。ハロゲン化金属の蒸気圧が酸化ホウ素の蒸気圧よりも高く、ハロゲン化金属の気化速度が酸化ホウ素の気化速度よりも高くなる温度に基板１０が加熱される。
【００２０】
ハロゲン化ホウ素ガスとして、本実施形態では三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）ガスが用いられる。ＢＣｌ３ガスとＷＯとが化学反応することにより、例えばＷＣｌｘとＢ２Ｏ３が生成する。基板１０は予め定められた温度に加熱されており、ＷＣｌｘが揮発するので、Ｂ２Ｏ３膜が形成される。
【００２１】
なお、ハロゲン化ホウ素ガスは、ホウ素とハロゲンを含有するガスであればよく、三塩化ホウ素には限定されない。例えば、ハロゲン化ホウ素ガスは、三フッ化ホウ素（ＢＦ３）ガス、三ヨウ化ホウ素（ＢＩ３）ガス、または三臭化ホウ素（ＢＢｒ３）ガスなどでもよい。
【００２２】
成膜方法は、フッ素を含むシラン系化合物のガスを基板１０に対して供給することにより、図２（ｃ）に示すように、第１領域Ａ１で酸化ホウ素膜２０をエッチングすると共に、第２領域Ａ２にＳＡＭ（自己組織化単分子膜）３０を形成する工程Ｓ１０３を含む。ＳＡＭ３０は、シラン系化合物が第２領域Ａ２に化学吸着することにより形成され、後述する導電性の対象膜４０の形成を阻害する。なお、第１領域Ａ１および第２領域Ａ２に加えて第３領域が存在する場合、第３領域にはＳＡＭ３０が形成されてもよいし、形成されなくてもよい。
【００２３】
フッ素を含むシラン系化合物は、例えば、一般式Ｒ−ＳｉＨ３−ｘＣｌｘ（ｘ＝１、２、３）で表される化合物、またはＲ´−Ｓｉ（Ｏ−Ｒ）３で表される化合物（シランカップリング剤）である。ここで、Ｒ、Ｒ´は、アルキル基の水素の少なくとも一部をフッ素に置換した基等の官能基である。その官能基の末端基は、ＣＦ系である。また、Ｏ−Ｒは、加水分解可能な官能基、例えばメトキシ基、エトキシ基である。フッ素を含むシラン系化合物は、特に限定されないが、例えば、ＣＦ３（ＣＦ２）ＸＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３、ＣＦ３（ＣＦ２）ＸＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＭｅ）３、またはＣＦ３（ＣＦ２）ＸＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＥｔ）３などである。ここで、Ｘは、０以上７以下の整数である。
【００２４】
シラン系化合物は、フッ素を含むので、酸化ホウ素膜２０をエッチングできる。第１領域Ａ１では、ＳＡＭ３０の形成と、酸化ホウ素膜２０のエッチングとが同時に進行するので、ＳＡＭ３０の形成を抑制できる。第１領域Ａ１には、第２領域Ａ２に比べてＳＡＭ３０がほとんど形成されない。第１領域Ａ１では、ＳＡＭ３０の密度が低いので、後述する工程Ｓ１０４でガスがＳＡＭ３０を避けながら酸化ホウ素膜２０と化学反応できる。この化学反応によって酸化ホウ素膜２０を除去でき、導電膜１１を露出できる。
【００２５】
なお、酸化ホウ素膜２０の厚さが薄く、工程Ｓ１０３の終了までに導電膜１１が露出し、且つ導電膜１１が金属膜である場合には、後述する工程Ｓ１０４は不要である。シラン系化合物は、ＯＨ基を有する表面に化学吸着するので、金属よりも金属化合物に化学吸着しやすい。従って、導電膜１１が金属膜である場合、導電膜１１が露出した後は、シラン系化合物は、第１領域Ａ１および第２領域Ａ２のうちの第２領域Ａ２に選択的に化学吸着する。
【００２６】
上記の通り、成膜方法は、酸化物膜１３から酸化ホウ素膜２０への置換（工程Ｓ１０２）と、酸化ホウ素膜２０のエッチングおよびＳＡＭ３０の形成（工程Ｓ１０３）とを含む。第１領域Ａ１では、ＳＡＭ３０の形成と、酸化ホウ素膜２０のエッチングとが同時に進行するので、ＳＡＭ３０の形成を抑制できる。
【００２７】
成膜方法は、ＳＡＭ３０の形成（工程Ｓ１０３）後、導電性の対象膜４０の形成（工程Ｓ１０５）前に、基板１０に対してガスを供給することにより、図２（ｄ）に示すように第１領域Ａ１に残る酸化ホウ素膜２０をエッチングし除去する工程Ｓ１０４を有する。この工程Ｓ１０４で使用するガスは、特に限定されないが、例えばフッ化水素（ＨＦ）ガスである。ＨＦガス以外に、例えば三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガスや三フッ化窒素（ＮＦ３）ガスなども使用可能である。
【００２８】
ＳＡＭ３０は、工程Ｓ１０４で使用するガスに対して耐性を有するので、第２領域Ａ２に残る。一方、第１領域Ａ１では、ＳＡＭ３０の密度が低いので、ガスはＳＡＭ３０を避けながら酸化ホウ素膜２０と化学反応する。その化学反応によって、酸化ホウ素膜２０を除去でき、導電膜１１を露出できる。酸化ホウ素膜２０の除去によって、酸化ホウ素膜２０上のＳＡＭ３０をも除去でき、第２領域Ａ２のみにＳＡＭ３０を残すことができる。つまり、酸化ホウ素膜２０の除去によって、ＳＡＭ３０のリフトオフを実施できる。
【００２９】
成膜方法は、図３（ａ）に示すように、第２領域Ａ２に形成したＳＡＭ３０を用いて、第１領域Ａ１および第２領域Ａ２のうちの導電材料が露出した第１領域Ａ１に選択的に導電性の対象膜４０を形成する工程Ｓ１０５を含む。対象膜４０は、ＳＡＭ３０とは異なる材料、例えば金属、金属化合物または半導体で形成される。ＳＡＭ３０は導電性の対象膜４０の形成を阻害するので、導電性の対象膜４０は第１領域Ａ１に選択的に形成される。なお、第１領域Ａ１および第２領域Ａ２に加えて第３領域が存在する場合、第３領域には導電性の対象膜４０が形成されてもよいし、形成されなくてもよい。
【００３０】
導電性の対象膜４０は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法またはＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で形成される。第１領域Ａ１に元々存在する導電膜１１に、さらに導電性の対象膜４０を積層できる。導電性の対象膜４０の材料と、導電膜１１の材料とは、本実施形態では同一の材料（例えばＷ）であるが、異なる材料であってもよい。例えば、導電性の対象膜４０の材料は、タングステン（Ｗ）の他に、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、バナジウム（Ｖ）、または窒化バナジウム（ＶＮ）などであってもよい。
【００３１】
導電性の対象膜４０としてタングステン膜をＡＬＤ法で形成する場合、処理ガスとして六塩化タングステン（ＷＣｌ６）ガスなどのＷ含有ガスと、水素（Ｈ２）ガスなどの還元性ガスとが、基板１０に対して交互に供給される。これらの処理ガスは、化学反応を促進すべく、加熱されてもよい。また、これらの処理ガスは、化学反応を促進すべく、プラズマ化されてもよい。
【００３２】
成膜方法は、導電性の対象膜４０の形成（工程Ｓ１０５）後に、基板１０に対して酸素含有ガスを供給することにより、図３（ｂ）に示すようにＳＡＭ３０をエッチングし除去する工程Ｓ１０６を含む。酸素含有ガスは、ＳＡＭ３０を分解し、ガス化する。ガス化したＳＡＭ３０は除去され、絶縁膜１２が第２領域Ａ２に露出する。
【００３３】
ＳＡＭ３０をエッチングする酸素含有ガスは、特に限定されないが、例えば酸素（Ｏ２）ガス、オゾン（Ｏ３）ガス、または水蒸気などである。これらの酸素含有ガスは、化学反応を促進すべく、高温に加熱されてもよい。また、これらの酸素含有ガスは、化学反応を促進すべく、プラズマ化されてもよい。
【００３４】
成膜方法は、ＳＡＭ３０の除去（工程Ｓ１０６）後に、図３（ｃ）に示すように第１領域Ａ１および第２領域Ａ２に絶縁性の対象膜５０を形成する工程Ｓ１０７を含む。絶縁性の対象膜５０は、例えばＣＶＤ法またはＡＬＤ法で形成される。第２領域Ａ２に元々存在する絶縁膜１２に、さらに絶縁性の対象膜５０を積層できる。
【００３５】
絶縁性の対象膜５０の材料と、絶縁膜１２の材料とは、本実施形態では同一の材料（例えばＳｉＯ）であるが、異なる材料であってもよい。例えば、導電膜１１の材料は、酸化ケイ素の他に、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、炭化ケイ素、または酸化アルミニウムなどであってもよい。
【００３６】
絶縁性の対象膜５０としてＳｉＯ膜をＡＬＤ法で形成する場合、処理ガスとして、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスなどのＳｉ含有ガスと、オゾン（Ｏ３）ガスなどの酸化ガスとが、基板１０に対して交互に供給される。Ｓｉ含有ガスおよび酸化ガスの他に、水素（Ｈ２）ガスなどの改質ガスが基板１０に対して供給されてもよい。これらの処理ガスは、化学反応を促進すべく、プラズマ化されてもよい。また、これらの処理ガスは、化学反応を促進すべく、加熱されてもよい。
【００３７】
成膜方法は、図３（ｄ）に示すように、第１領域Ａ１に導電性の対象膜４０が露出し、第２領域Ａ２に絶縁性の対象膜５０が露出し、且つ第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とが平坦になるように絶縁性の対象膜５０を研磨する工程Ｓ１０８を含む。絶縁性の対象膜５０の研磨は、例えばＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）である。絶縁性の対象膜５０の研磨によって、第１領域Ａ１において導電性の対象膜４０を露出できる。また、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２とを平坦化できる。
【００３８】
図４は、図１に示す工程Ｓ１０１〜Ｓ１０７を実施する成膜装置の一例を示す断面図である。成膜装置１００は、図１に示す工程Ｓ１０１〜Ｓ１０８のうちの、少なくとも工程Ｓ１０１〜Ｓ１０３およびＳ１０５を実施すればよい。残りの工程Ｓ１０４およびＳ１０６〜Ｓ１０８のうち、工程Ｓ１０４は上記の通り実施されなくてもよく、工程Ｓ１０６〜Ｓ１０８は別の装置で実施されてもよい。成膜装置１００は、処理ユニット１１０と、搬送装置１７０と、制御装置１８０とを備える。処理ユニット１１０は、処理容器１２０と、基板保持部１３０と、加熱器１４０と、ガス供給装置１５０と、ガス排出装置１６０とを有する。
【００３９】
処理ユニット１１０は、図４には１つのみ図示するが、複数であってもよい。複数の処理ユニット１１０は、いわゆるマルチチャンバーシステムを形成する。複数の処理ユニット１１０は、真空搬送室１０１を囲むように配置される。真空搬送室１０１は、真空ポンプによって排気され、予め設定された真空度に保持される。真空搬送室１０１には、搬送装置１７０が鉛直方向および水平方向に移動可能に、且つ鉛直軸周りに回転可能に配置される。搬送装置１７０は、複数の処理容器１２０に対して基板１０を搬送する。処理容器１２０の内部の処理室１２１と、真空搬送室１０１とは、これらの気圧がいずれも大気圧よりも低い気圧である時に連通し、基板１０の搬入出が行われる。真空搬送室１０１の代わりに大気搬送室が設けられる場合とは異なり、基板１０の搬入出時に大気が大気搬送室から処理室１２１の内部に流れ込むのを防止できる。処理室１２１の気圧を下げるための待ち時間を削減でき、基板１０の処理速度を向上できる。
【００４０】
処理容器１２０は、基板１０が通過する搬入出口１２２を有する。搬入出口１２２には、搬入出口１２２を開閉するゲートＧが設けられる。ゲートＧは、基本的に搬入出口１２２を閉じており、基板１０が搬入出口１２２を通る時に搬入出口１２２を開く。搬入出口１２２の開放時に、処理容器１２０の内部の処理室１２１と、真空搬送室１０１とが連通する。搬入出口１２２の開放前に、処理室１２１と真空搬送室１０１とは、いずれも、真空ポンプによって排気され、予め設定された気圧に維持される。
【００４１】
基板保持部１３０は、処理容器１２０の内部で基板１０を保持する。基板保持部１３０は、基板１０の処理ガスに曝される表面を上に向けて、基板１０を下方から水平に保持する。基板保持部１３０は、枚葉式であって、一枚の基板１０を保持する。なお、基板保持部１３０は、バッチ式でもよく、同時に複数枚の基板１０を保持してもよい。バッチ式の基板保持部１３０は、複数枚の基板１０を、鉛直方向に間隔をおいて保持してもよいし、水平方向に間隔をおいて保持してもよい。
【００４２】
加熱器１４０は、基板保持部１３０で保持されている基板１０を加熱する。加熱器１４０は、例えば電気ヒータであり、電力供給によって発熱する。加熱器１４０は、例えば、基板保持部１３０の内部に埋め込まれ、基板保持部１３０を加熱することにより、基板１０を所望の温度に加熱する。なお、加熱器１４０は、石英窓を介して基板保持部１３０を加熱するランプを含んでもよい。この場合、石英窓が堆積物で不透明になるのを防止すべく、基板保持部１３０と石英窓との間にアルゴンガスなどの不活性ガスが供給されてもよい。また、加熱器１４０は、処理容器１２０の外部から処理容器１２０の内部に配置される基板１０を加熱してもよい。
【００４３】
なお、処理ユニット１１０は、基板１０を加熱する加熱器１４０だけではなく、基板１０を冷却する冷却器をさらに有してもよい。基板１０の温度を高速で昇温できるだけではなく、基板１０の温度を高速で降温できる。一方、基板１０の処理が室温で行われる場合、処理ユニット１１０は加熱器１４０および冷却器を有しなくてもよい。
【００４４】
ガス供給装置１５０は、基板１０に対して予め設定された処理ガスを供給する。処理ガスは、例えば、工程Ｓ１０２〜Ｓ１０７毎に用意される。工程Ｓ１０２〜Ｓ１０７は、それぞれが互いに異なる処理容器１２０の内部で実施されてもよいし、任意の組合せの２つ以上が同じ処理容器１２０の内部で連続的に実施されてもよい。後者の場合、ガス供給装置１５０は、工程の順番に従って、複数種類の処理ガスを、予め設定された順番で基板１０に対して供給する。
【００４５】
ガス供給装置１５０は、例えば、ガス供給管１５１を介して処理容器１２０と接続される。ガス供給装置１５０は、処理ガスの供給源と、各供給源から個別にガス供給管１５１まで延びる個別配管と、個別配管の途中に設けられる開閉バルブと、個別配管の途中に設けられる流量制御器とを有する。開閉バルブが個別配管を開くと、供給源からガス供給管１５１に処理ガスが供給される。その供給量は流量制御器によって制御される。一方、開閉バルブが個別配管を閉じると、供給源からガス供給管１５１への処理ガスの供給が停止される。
【００４６】
ガス供給管１５１は、ガス供給装置１５０から供給される処理ガスを、処理容器１２０の内部、例えばシャワーヘッド１５２に供給する。シャワーヘッド１５２は、基板保持部１３０の上方に設けられる。シャワーヘッド１５２は、内部に空間１５３を有し、空間１５３に溜めた処理ガスを多数のガス吐出孔１５４から鉛直下方に向けて吐出する。シャワー状の処理ガスが、基板１０に対して供給される。
【００４７】
ガス排出装置１６０は、処理容器１２０の内部からガスを排出する。ガス排出装置１６０は、排気管１６１を介して処理容器１２０と接続される。ガス排出装置１６０は、真空ポンプなどの排気源と、圧力制御器とを有する。排気源を作動させると、処理容器１２０の内部からガスが排出される。処理容器１２０の内部の気圧は、圧力制御器によって制御される。
【００４８】
制御装置１８０は、例えばコンピュータで構成され、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１８１と、メモリなどの記憶媒体１８２とを備える。記憶媒体１８２には、成膜装置１００において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御装置１８０は、記憶媒体１８２に記憶されたプログラムをＣＰＵ１８１に実行させることにより、成膜装置１００の動作を制御する。また、制御装置１８０は、入力インターフェース１８３と、出力インターフェース１８４とを備える。制御装置１８０は、入力インターフェース１８３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース１８４で外部に信号を送信する。
【００４９】
制御装置１８０は、図１に示す工程Ｓ１０１〜Ｓ１０７を実施するように、加熱器１４０、ガス供給装置１５０、ガス排出装置１６０、および搬送装置１７０を制御する。制御装置１８０は、ゲートＧも制御する。
【００５０】
図５は、図１に示す工程Ｓ１０８を実施する研磨装置の一例を示す断面図である。成膜装置１００は、例えば、研磨装置２１０と、ロードロック装置２２０と、搬送装置２３０とをさらに備える。ロードロック装置２２０は、真空搬送室１０１から大気搬送室２０１に基板１０を搬送する搬送経路の途中に、気圧を切り替えるロードロック室２２１を形成する。ロードロック室２２１の気圧は、大気圧よりも低い気圧と、大気圧とに切り替えられる。ロードロック装置２２０は、第１搬送口２２２と、第２搬送口２２３とを有する。第１搬送口２２２は、真空搬送室１０１とロードロック室２２１との間に形成され、ゲートＧ１によって開閉される。また、第２搬送口２２３は、ロードロック室２２１と大気搬送室２０１との間に形成され、ゲートＧ２によって開閉される。大気搬送室２０１は大気で満たされ、大気搬送室２０１には搬送装置２３０が鉛直方向および水平方向に移動可能に、且つ鉛直軸周りに回転可能に配置される。
【００５１】
絶縁性の対象膜５０の形成（工程Ｓ１０７）後、搬送装置１７０（図４参照）が真空搬送室１０１からロードロック室２２１に基板１０を搬送する。この時、第１搬送口２２２は開放され、第２搬送口２２３は閉塞され、ロードロック室２２１の気圧は真空搬送室１０１の気圧と同程度に維持される。ロードロック室２２１から真空搬送室１０１へのガスの流れ込みを防止できるので、真空搬送室１０１の気圧の変動を防止できる。
【００５２】
搬送装置１７０は、ロードロック室２２１に基板１０を配置した後、ロードロック室２２１から真空搬送室１０１に退出する。その後、第１搬送口２２２が閉塞され、続いて、第２搬送口２２３が開放され、ロードロック室２２１の気圧が大気圧になる。なお、第１搬送口２２２の閉塞後、第２搬送口２２３の開放前に、ロードロック室２２１の気圧が大気圧になるようにロードロック室２２１にガスが供給されてもよい。第２搬送口２２３の開放後、搬送装置２３０がロードロック室２２１から基板１０を受け取り、研磨装置２１０に搬送する。
【００５３】
研磨装置２１０は、例えば、下定盤２１１と、上定盤２１３と、ノズル２１４とを有する。下定盤２１１は水平に配置され、下定盤２１１の上面には研磨パッド２１２が貼付される。上定盤２１３は水平に配置され、上定盤２１３の下面には基板１０が固定される。上定盤２１３は、基板１０を水平に保持し、絶縁性の対象膜５０を研磨パッド２１２に押し付ける。上定盤２１３の直径は下定盤２１１の半径よりも小さく、下定盤２１１の回転中心線Ｃ１よりも径方向外側に上定盤２１３が配置される。上定盤２１３の回転中心線Ｃ２は、下定盤２１１の回転中心線Ｃ１と平行にずらして配置される。下定盤２１１は、その鉛直な回転中心線Ｃ１を中心に回転させられる。上定盤２１３は、下定盤２１１の回転に伴って受動的に回転する。なお、上定盤２１３と下定盤２１１とは、独立に回転してもよく、別々の回転モータによって回転させられてもよい。ノズル２１４は、研磨パッド２１２に対して上方から研磨スラリーを供給する。研磨スラリーは、基板１０と研磨パッド２１２との間に供給され、基板１０の下面を平坦に研磨する。
【００５４】
制御装置１８０（図４参照）は、上記工程Ｓ１０８を実施するように、研磨装置２１０を制御する。また、制御装置１８０は、研磨装置２１０に加えて、搬送装置２３０およびロードロック装置２２０も制御する。
【００５５】
以上、本開示に係る成膜方法および成膜装置の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００５６】
１０    基板
１１    導電膜
１２    絶縁膜
１４    下地基板
２０    酸化ホウ素膜
３０    ＳＡＭ（自己組織化単分子膜）
４０    導電性の対象膜
５０    絶縁性の対象膜
１００  成膜装置
１１０  処理ユニット
１２０  処理容器
１３０  基板保持部
１５０  ガス供給装置
１６０  ガス排出装置
１７０  搬送装置
１８０  制御装置
２１０  研磨装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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