(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエハの面内均一性を保ちながら、成膜温度の低温化を可能にする成膜装置を提供する。【解決手段】基板を収容する処理容器内にて基板に成膜処理を実行する成膜装置１であって、基板を載置する載置部１０の載置面に対向して配置され、基板に電磁波を照射する電磁波照射源（光源５０）と、電磁波照射源と載置面の間に配置され、駆動電圧に応じて電磁波の透過量を調整するシャッター板４０と、シャッター板に印加する駆動電圧を制御する制御部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する処理容器内にて基板に成膜処理を実行する成膜装置であって、
基板を載置する載置部の載置面に対向して配置され、基板に電磁波を照射する電磁波照射源と、
前記電磁波照射源と前記載置面の間に配置され、駆動電圧に応じて電磁波の透過量を調整するシャッター板と、
前記シャッター板に印加する駆動電圧を制御する制御部と、
を有する成膜装置。
【請求項２】
前記シャッター板と前記載置部の間に配置され、前記処理容器内に前記電磁波を通す窓部材を有する、
請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記載置部の載置面に対して平行な方向にガスを導入するガス供給部を有する、
請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記電磁波を照射する第１の工程と、ガスを供給する第２の工程とを複数回繰り返す制御を行い、
前記第１の工程では、前記第２の工程にてガスを供給する前又は間の少なくともいずれかに前記シャッター板の電磁波の透過量を調整する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記電磁波を照射する第１の工程と、第１のガスを供給する第２の工程と、第２のガスを供給する第３の工程とを、前記第２の工程と前記第３の工程の間にて前記第１のガス又は前記第２のガスをパージするパージ工程を挟んで複数回繰り返す制御を行い、
前記第１の工程では、前記第２の工程と前記第３の工程にてガスを供給する前又は間の少なくともいずれかに前記シャッター板の電磁波の透過量を調整する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記電磁波照射源は、ＬＥＤ（light emitting diode）又はランプである、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記基板の全面に電磁波を照射する工程と、前記基板の一部の面に電磁波を照射する工程と、前記基板の少なくとも一部の面に電磁波を照射しない工程との切り替えを制御する、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記シャッター板は複数のセルに区切られ、
前記制御部は、前記複数のセルのセル毎又は特定のセル群毎に前記シャッター板の電磁波の透過量のオン・オフを制御する、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記シャッター板は複数のセルに区切られ、
前記制御部は、前記複数のセルのセル毎又は特定のセル群毎に前記シャッター板の電磁波の透過量の強弱を制御する、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項１０】
処理容器内の基板を載置する載置部の載置面に対向して配置され、基板に電磁波を照射する電磁波照射源と、前記電磁波照射源と前記載置面の間に配置され、駆動電圧に応じて電磁波の透過量を調整するシャッター板とを有する成膜装置を用いて実行する成膜方法であって、
前記シャッター板に印加する駆動電圧を制御して前記電磁波を照射する第１の工程と、ガスを供給する第２の工程とを複数回繰り返し、
前記第１の工程は、前記第２の工程にてガスを供給する前又は間の少なくともいずれかに前記シャッター板の電磁波の透過量を調整する、
成膜方法。
【請求項１１】
処理容器内の基板を載置する載置部の載置面に対向して配置され、基板に電磁波を照射する電磁波照射源と、前記電磁波照射源と前記載置面の間に配置され、駆動電圧に応じて電磁波の透過量を調整するシャッター板とを有する成膜装置を用いて実行する成膜方法であって、
前記シャッター板に印加する駆動電圧を制御して前記電磁波を照射する第１の工程と、第１のガスを供給する第２の工程と、第２のガスを供給する第３の工程とを、前記第２の工程と前記第３の工程の間にて前記第１のガス又は前記第２のガスをパージするパージ工程を挟んで複数回繰り返し、
前記第１の工程は、前記第２の工程と前記第３の工程にてガスを供給する前又は間の少なくともいずれかに前記シャッター板の電磁波の透過量を調整する、
成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化に伴い製造工程が増加かつ複雑化する中で、ウエハの面内均一性を保ちながら高速かつ低温で所定の処理を行うことが求められている。例えば、特許文献１は、光エネルギーを用いることにより成膜温度の低温化を図り、また光透過窓において成膜により光の透過が妨げられないようにすることを提案している。特許文献２は、光源と基板保持部との間に介在して、光の透過状態と遮光状態との間で切り替わる光シャッター板と、光源からの光を吸収するための光吸収層と、光の透過状態と遮光状態との切り替え制御を行う制御部とを備えた基板加熱装置を提案している。特許文献３は、光源と、光源により照射された光束のうち少なくとも一部を遮光可能であって、透光領域のウエハの周方向の幅及び周方向と直交する方向の幅を可変可能に形成する液晶シャッタと制御部とを備える周辺露光装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９４９９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３５５０８号公報
【特許文献３】特開２０１２−１１４１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、ウエハの面内均一性を保ちながら、成膜温度の低温化を図る技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一の態様によれば、基板を収容する処理容器内にて基板に成膜処理を実行する成膜装置であって、基板を載置する載置部の載置面に対向して配置され、基板に電磁波を照射する電磁波照射源と、前記電磁波照射源と前記載置面の間に配置され、駆動電圧に応じて電磁波の透過量を調整するシャッター板と、前記シャッター板に印加する駆動電圧を制御する制御部と、を有する成膜装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
一の側面によれば、ウエハの面内均一性を保ちながら、成膜温度の低温化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係る成膜装置の構成の一例を示す縦断面図。
【図２】図１の成膜装置の分解斜視図。
【図３】一実施形態に係る光シャッターの一例を示す図。
【図４】一実施形態に係る光シャッターの制御系の一例を示す図。
【図５】一実施形態に係る成膜処理の一例を示すタイムチャート。
【図６】一実施形態に係る成膜処理の一例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【０００９】
［はじめに］
ウエハの面内均一性を保ちながら高速かつ低温下で成膜することで、ウエハに対するダメージを抑制しながら生産性を向上させることが求められている。低温処理の要請に対して熱以外の励起手法でプロセスガス及びウエハの表面を活性化させることが有効な手段の一つであり、代表的な手段の一つとして光照射による励起がある。しかしながら、これまでの光照射機構では例えば３００ｍｍのウエハの面内均一性と、高速かつ低温下での成膜とを両立することが実現的には困難であった。
【００１０】
これに対して、以下に説明する一実施形態に係る成膜装置では、ウエハに光を照射する際に、光シャッターを使用して時間的及び空間的に光を区切り、短時間に光を照射したり、局所的に光を照射したりする。これにより、例えば、短時間に光を照射しその後ガスを流すプロセス等、ウエハの面内均一性を保ちながら高速かつ低温化された成膜処理が可能になる。
【００１１】
［成膜装置の全体構成］
上記成膜処理の実行が可能な、一実施形態にかかる成膜装置１の全体構成の一例について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る成膜装置１の構成の一例を示す縦断面図である。図２は、図１の成膜装置１の分解斜視図である。
【００１２】
一実施形態に係る成膜装置１は、処理容器の一例である真空チャンバ２を有する。成膜装置１は、ウエハＷを収容する真空チャンバ２内にてウエハＷに成膜処理を実行する。真空チャンバ２は、真空チャンバ２の底部を構成し、ウエハを載置する載置部１０及び載置部１０の外周上部にてチャンバ本体を形成する本体部２０を有する。
【００１３】
図２に示すように、載置部１０は、例えばアルミニウムから形成された矩形状の板状部材であり、内部に冷媒管１１が形成されている。冷媒管１１は、らせん状や同心円状に形成されてもよい。
【００１４】
図１に示すチラーユニット１２から供給された水等の冷媒は、冷媒入口１１ａから冷媒管１１を通って載置部１０内を通り、冷媒出口１１ｂからチラーユニット１２に戻る。このようにして設定温度に制御された冷媒が、上記経路を循環する。載置部１０には、ヒータが埋め込まれてもよい。
【００１５】
かかる構成により、冷媒の温度（及びヒータの温度）を制御することで、載置部１０の温度及びウエハＷの温度を調整できる。また、冷媒管１１に冷媒を循環させることで、光源５０から照射される光による熱を抜熱できる。ただし、冷媒管１１及びチラーユニット１２を含む冷却機構及びヒータ等の温調部は設けなくてもよい。
【００１６】
図２に示すように、本体部２０は、例えばアルミニウムから形成された矩形状の板状部材であり、真空チャンバ２の側壁及び天井部の一部を構成する。本体部２０の中央には、ウエハＷの直径よりもやや大きい直径を有する円形の開口部２０ａが形成されている。
【００１７】
開口部２０ａには、円板状の窓部材３０が嵌め込まれ、これにより真空チャンバ２の天井部の開口が塞がれる。窓部材３０の上部には窓部材３０と同心円状に略同径の光シャッター４０が設けられている。窓部材３０は、光シャッター４０と載置部１０の間に配置され、真空チャンバ２内に光等の電磁波を通す材質から形成されている。
【００１８】
光シャッター４０は円板状ではなく、例えば矩形であってもよい。光シャッター４０は、ウエハＷよりも大きく、上方からウエハＷの全面に光を照射することが可能となっている。光シャッター４０の上部には、光源５０が設けられている。光源５０と光シャッター４０の間及び光シャッター４０と窓部材３０の間は密着してもよいし、隙間があってもよい。
【００１９】
光源５０は、ウエハＷを収容する真空チャンバ２内にてウエハＷに電磁波を照射する電磁波照射源の一例である。電磁波照射源は、可視光を出力するＬＥＤ（light emitting diode）等の光源に限られず、赤外線又は紫外線を出力するキセノンランプやエキシマランプ等を使用してもよい。電磁波照射源は、可視光だけでなく、赤外線から紫外線の波長帯を含む電磁波を出力可能な照射源であればよい。
【００２０】
光源５０は、光シャッター４０及び窓部材３０を介してウエハＷの表面及び載置面１０ａに対向して配置される。つまり、光源５０は、ウエハＷの表面（処理面）に直接光を入射することができるように、載置面１０ａ側に配置されている。
【００２１】
光シャッター４０は、光源５０と窓部材３０の間に設けられる。光シャッター４０は、光源５０をバックライトにして内部の偏光板を使用して、印加される駆動電圧に応じた光の透過量を制御する。
【００２２】
図１に示すように、窓部材３０と載置面１０ａの間は処理空間となっており、処理空間にはガス供給管２１からガスが供給される。ガス供給管２１には、ガス供給部１３が接続されている。ガス供給部１３から出力されるガスは、ガス供給管２１を通って、ガス孔２２から処理空間内に導入される。図１の例では、ガスは、本体部２０の側面から載置面１０ａ（ウエハＷの表面）に対して概ね平行な方向に導入される。ただし、ガスの供給は、これに限られず、例えば、成膜装置１の天井部を通ってウエハＷの表面に対して略垂直にガスを導入してもよい。
【００２３】
本体部２０の側面に形成されたガス孔２２の反対側の側面には、排気口２３が設けられ、処理空間はガス排気管２４に連通する。ガス排気管２４には、排気装置１４が接続されている。排気装置１４は、ターボ分子ポンプやドライポンプ等の真空ポンプから構成され、真空チャンバ２内の処理空間を所定の真空度まで減圧するとともに、真空チャンバ２内のガスを排気口２３に導き、排気する。図１では、ガス供給管２１及びガス排気管２４はＬ字形状になっているが、載置面１０ａに対して水平方向に貫通してもよい。
【００２４】
窓部材３０と本体部２０との間にはＯリング３１が設けられ、真空チャンバ２内の真空の処理空間と外部の大気空間とを遮断する。また、ガス供給管２１及びガス排気管２４にそれぞれ設けられたＯリング３２，３３により、真空チャンバ２内の真空空間と外部の大気空間とを遮断する。
【００２５】
制御部７０は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ（Read Only Memory）７２、ＲＡＭ（Random Access Memory）７３を有する。制御部７０は、ＲＡＭ７３などに記憶されたレシピ７７に設定された手順に従い、成膜処理毎の条件に従い、成膜処理を制御する。また、制御部７０は、レシピ７７に従い、光シャッター４０に印加する駆動電圧を制御する制御信号をドライバ７５に送信する。
【００２６】
かかる構成の成膜装置１において成膜処理を行う際には、まず、ウエハＷが、図示しない搬送アーム上に保持された状態で、開口されたゲートバルブから真空チャンバ２内に搬入される。ウエハＷは、載置部１０の上方にて図示しないプッシャーピンにより保持され、プッシャーピンが降下することにより載置部１０の載置面１０ａ上に載置される。ゲートバルブは、ウエハＷを搬入後に閉じられる。
【００２７】
排気装置１４により真空チャンバ２内の圧力はレシピ７７に設定された値にまで減圧される。ガスがガス供給部１３から真空チャンバ２内に導入される。ドライバ７５は、制御部７０からの制御信号に基づき、光シャッター４０に印加する駆動電圧を制御する。光シャッター４０は、印加された駆動電圧に応じて光の透過量を調整する。光シャッター４０を透過した光は、窓部材３０を通り、直接、ウエハＷの表面に照射される。光シャッター４０により調整された光の透過量に応じてウエハＷの表面に光が照射され、その強度によって、ウエハＷの表面のガスやその他の物質の励起状態が制御される。これにより、ウエハＷの表面が活性化され、ウエハＷの成膜が実行される。成膜後、ウエハＷは、搬送アーム上に保持され、真空チャンバ２外に搬出される。
【００２８】
［光シャッター］
光シャッター４０は、シャッター板の一例であり、例えばメカニカルシャッターよりも動作が高速な液晶シャッターを使用することができる。ただし、シャッター板は、これに限られず、メカニカルシャッター以外のシャッター機能を有するものを使用することができる。シャッター板の他の例としては、液晶シャッターの変わりにＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）を使用することができる。
【００２９】
光シャッター４０は、図２及び図３に示すように、例えば大きさが０．１〜０．２５ｍｍの液晶シャッターからなるセル４１に区切られ、セル４１毎に制御可能になっている。セル４１は、ウエハＷに対向する全面に亘って、例えばマトリックス状に構成される。
【００３０】
光シャッター４０は、セル単位で光の透過量を調整することができる。また、光シャッター４０は、複数のセル４１をグループ化し、同じグループに属する複数のセル４１（以下、「セル群」ともいう。）を一単位として光の透過量を調整することができる。
【００３１】
［光シャッターの制御系］
次に、光シャッター４０の制御系について、図４を参照して説明する。図４はセル４１の制御系の一例を示す図である。この制御系においては、各セル４１を制御するスイッチング素子９４が各セル４１に一対一に接続され、このスイッチング素子９４のオン・オフの制御を行うためのドライバ（駆動回路）７１が設けられている。
【００３２】
ドライバ７５は、各スイッチング素子９４にＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）を出力し、制御部７０からの制御信号によって、どのスイッチング素子９４にどのデューティ比のＰＷＭ信号を出力するのかという指示に応じて動作する。スイッチング素子９４は、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じてオン・オフし、オン時には光透過状態にするための駆動電圧がセル４１に供給され、オフ時には遮光状態にするためにセル４１に供給される駆動電圧が０に設定される。スイッチング素子９４は、ＰＷＭ信号のデューティ比に応じて、オン時とオフ時でセル４１に供給する駆動電圧の値を変え、オフ時には光の透過量をオン時よりも低くするための（０でない）駆動電圧を供給してもよい。
【００３３】
図１に示すように、制御部７０は、入力Ｉ／Ｆ７４を有し、入力Ｉ／Ｆ７４を介してオペレータの操作に応じて各セル４１のデューティ比（単位時間当たりのオンの比率（＝オン時間／（オン時間＋オフ時間））を入力する。制御部７０は、入力した各セル４１のデューティ比（各スイッチング素子９４のデューティ比）をＲＯＭ７２又はＲＡＭ７３に予め記憶する。ＲＯＭ７２又はＲＡＭ７３にはグループ化されたセル群毎にセル群の位置情報と、各グループのデューティ比とを対応付けて記憶してもよい。セル４１は、ＰＷＭ信号に示されるデューティ比に応じて単位時間、例えば１ｍｓ当たりの光透過状態の時間の比率を調整する。これにより、セル４１毎に光の透過量が制御される。
【００３４】
なお、制御部７０は、図１に示すプログラム７６を使用して、ＲＯＭ７２又はＲＡＭ７３に記憶した各セル４１に対応するＰＷＭ信号のデューティ比やセル４１の位置情報を読み出し、制御信号を生成してドライバ７５に送信する。
【００３５】
プログラム７６及びレシピ７７は、制御部７０のハードディスクや半導体メモリに記憶されてもよい。また、レシピ７７は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。
【００３６】
かかる制御系を用いることにより、本実施形態では、例えば以下に示すような光シャッター４０の制御を行うことができる。ドライバ７５は、例えば０．１ｍｓ〜１ｍｓ周期のクロックパルスを発生するクロックパルス発生源と、このクロックパルスに基づいてＰＷＭ信号を生成する生成部等を有する。ドライバ７５は、制御部７０から受信した制御信号に含まれるデューティ比に基づいてクロックパルスの周期のＰＷＭ信号を生成する。
【００３７】
そして、ドライバ７５は、制御信号により指定されたスイッチング素子９４に対し、当該スイッチング素子９４に割り当てられるデューティ比に応じたＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ信号を受信したスイッチング素子９４は、このＰＷＭ信号に基づいてスイッチングし、これにより各セル４１の各々が開閉制御される。従って各セル４１の出力側であるウエハＷの各セル４１に応じた位置には、ＰＷＭ信号に応じた時間幅の光照射が行われることとなる。
【００３８】
上述したデューティ比は全てのセル４１毎又はセル群毎に設定されており、デューティ比に応じて光シャッター４０を介して各セル４１又はセル群毎に対応するウエハＷの位置に供給される光エネルギーの単位時間当たりの量が決まる。
【００３９】
次に、本実施形態の成膜装置１によるウエハＷへの光の照射方法について図４を参照して説明する。本実施形態の成膜装置１は、光の透過状態と遮光状態とを切り替え可能なセル４１が３００ｍｍ又は４５０ｍｍの直径のウエハＷの対向領域全体に亘って多数配列された光シャッター４０を使用する。光シャッター４０は、各セル４１の光の透過状態と遮光状態とを切り替え、光の照射を調整する。
【００４０】
これにより、本実施形態の成膜装置１によれば、制御部７０は、活性化させたいウエハＷの領域に対応するセル４１又はセル群を予め自由に設定できる。そして、制御部７０は、各セル４１又は各セル群に対応する各スイッチング素子９４のデューティ比を制御することによって、各セル４１又は各セル群の光の透過量を自由に設定することができる。
【００４１】
即ち、本実施形態ではウエハＷの表面へ光を直接照射するが、その光のオン・オフを光シャッター４０のセル４１毎又はセル群毎に制御する。これにより、各セル４１又は各セル群に対応するウエハＷの位置への光の照射及び非照射を時間的及び空間的に高速に切り替えることができる。これにより、ウエハＷの表面の活性化制御パターンをセル４１又はセル群に対応するウエハＷの位置毎に自由に設定でき、きめ細かい制御を行うことができる。また、本実施形態ではウエハＷの表面へ直接光を照射することで、ウエハＷの表面へ間接的に光を照射する場合よりも、光の照射及び非照射の時間的及び空間的な高速切替の制御性を高めることができる。
【００４２】
以上の動作から、制御部７０は、光シャッター４０を制御して、デューティ比に応じてセル４１毎又はセル群毎に印加する駆動電圧を制御し、これにより、セル４１毎又はセル群毎の光の透過量を調整することができる。
【００４３】
光の照射及び非照射を設定するデューティ比に応じたＰＷＭ信号は、一枚のウエハＷの処理前に変更してもよいし、一枚のウエハＷの処理中に変更してもよいし、ウエハＷ毎又はロット毎に変更してもよい。これにより、ウエハの面内あるいはウエハ間において、ウエハの面内均一性を保ちながら、成膜処理をより均一かつ低温に行うことができる。
【００４４】
光シャッター４０に液晶シャッターを採用する場合、時間解像度及び空間解像度は液晶ディスプレイに匹敵し、例えば空間解像度は１ｍｍ以下であり、時間解像度は１０ｍｓｅｃ以下であり、成膜温度の低温化に合致したプロセス制御の解像度が得られる。空間解像度は、光シャッター４０の区切りの一単位、つまり、セル４１で区切られた空間である。時間解像度は、各セル４１に対応するスイッチング素子９４のオン・オフの切り替えの単位最小時間である。
【００４５】
つまり、光シャッター４０は、セル４１を空間制御の一単位とし、１０ｍｓｅｃ以下の時間解像度で光の透過量のオン・オフを調整できる。光シャッター４０は、グループ化したセル群又は全セルを一単位として光の透過量のオン・オフを調整してもよい。
【００４６】
以上に説明したように、本実施形態にかかる成膜装置１によれば、光源５０、光シャッター４０及び真空チャンバ２を有し、光シャッター４０のセル４１毎に光の透過量のオン・オフを制御できる。これにより、光の照射によりウエハＷの活性化したい位置（空間）及びかかる位置における活性量（時間）を決め、きめ細かい制御が可能になる。これにより、ウエハＷの面内均一性を保ちながら、高速かつ低温で成膜処理を実行できる。
【００４７】
空間や時間で解像度を区切る制御は、ウエハＷの全体を均一に活性化する、局所的に（例えばウエハのエッジのみ等）活性化する、光を当てて表面を活性化した後にガスを供給して成膜処理する等のプロセスに好適である。たとえば、光を当てて表面を活性化した後にガスを供給するプロセスでは、制御部７０は、高速に光シャッター４０のオン・オフを制御できるため、プロセスの高速化が可能になる。
【００４８】
また、供給ガスの高速切替という観点からは処理空間の省空間化が求められるが、図１に示すように、本実施形態にかかる成膜装置１では、ウエハＷの側方にガス供給及び排気口を設けることで処理空間の大幅な容積削減が可能となる。よって、ガスを高速に切り替えることができる。
【００４９】
［プロセス］
本実施形態にかかる成膜装置１が実行可能なプロセスの具体例としては、光励起プロセスを含む原子層堆積法（ＡＬＤ）による成膜処理、光照射によるウエハＷの急速加熱、活性化及び表面改質が挙げられる。以下では、本実施形態にかかる成膜装置１が実行する成膜方法の一例について、図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、一実施形態に係る成膜処理の一例を示すタイムチャートである。
【００５０】
（成膜方法）
図５に示す成膜方法では、光シャッター４０の各セル４１のオン・オフと成膜用のガスの供給及びパージとを繰り返す。具体的には、制御部７０は、光シャッター４０を使用して、電磁波の一例としての光を照射する第１の工程と、成膜用のガスを供給する第２の工程と、供給したガスをパージする工程とを複数回繰り返す制御を行う。制御部７０は、第１の工程と第２の工程とに応じて、各セル４１のオン・オフを制御し、光シャッター４０の光の透過量を制御する。これにより、光の照射によりウエハＷの表面を活性化した後、ガスを吸着させる第１及び第２の工程とパージ工程とを高速に繰り返すことで、供給する成膜ガスの単一元素の膜を成膜することが可能である。
【００５１】
図５の例では、制御部７０は、光シャッター４０の各セル４１を、第２の工程の前にオンし、第２の工程が開始されるときにオフする。しかし、これに限られず、制御部７０は、第１の工程を、第２の工程の前又は第２の工程の間の少なくともいずれかのタイミングに実行してもよい。なお、図５のパージ工程はあってもなくてもよい。
【００５２】
図６に示す成膜方法では、光シャッター４０の各セル４１のオン・オフと２種類のガスの供給及びパージとを交互に繰り返す。具体的には、制御部７０は、光を照射する第１の工程と、第１のガスを供給する第２の工程と、第２のガスを供給する第３の工程とを、前記第２の工程と前記第３の工程の間にガスをパージするパージ工程を挟んで複数回繰り返す制御を行う。そして、第１の工程と第２の工程と第３の工程（パージ工程）とに応じて、光シャッター４０の光の透過量を調整する。これにより、光の照射によってウエハＷの表面を活性化した後、第１のガスをウエハＷに吸着させる第１の工程と、第１のガスをパージした後に反応性のガスである第２のガスを供給する第２の工程と、第２のガスをパージする工程とを高速に繰り返す。これにより、原子層レベルの成膜が可能になる。
【００５３】
図６の例では、制御部７０は、光シャッター４０の各セル４１を、第２の工程及び第３の工程（パージ工程）の前及び第２及び第３の工程の最初の時間帯にオンする。しかし、これに限られず、制御部７０は、第１の工程を、第２の工程の前、第３の工程の前、第２の工程の間又は第３の工程の間の少なくともいずれかのタイミングに実行してもよい。
【００５４】
また、制御部７０は、各セル４１に印加する駆動電圧をそれぞれ制御することで、ウエハＷの全面に光を照射する工程と、ウエハＷの一部の面に光を照射する工程と、ウエハＷの少なくとも一部の面に電磁波を照射しない工程との切り替えを制御できる。
【００５５】
本実施形態にかかる成膜装置１が実行可能なプロセスの他の例としては、真空チャンバ２のクリーニング、光励起プロセスを含む原子層エッチング法（ＡＬＥ）が挙げられる。また、本実施形態にかかる成膜装置１は、ウエハＷの成膜処理及びエッチング処理等の処理の前処理としてウエハＷに光を照射し、ウエハＷの表面を活性化、改質、クリーニング等する場合にも使用できる。
【００５６】
さらに、制御部７０では、光シャッター４０の光の照射及び非照射はＣＰＵ７１によりコンピュータ制御される。これにより、光シャッター４０の各セル４１のオン・オフと各セル４１に対応するウエハＷの位置のプロセス特性などのプロセス結果の測定値とを紐付けて制御部７０に蓄積できる。各セル４１のオン・オフの制御とプロセス結果の測定値とを紐付けたデータを、制御部７０と通信可能なクラウドコンピュータでデータ管理してもよい。これにより、蓄積したデータに基づき、プロセス結果がより良くなるように各セル４１のオン・オフの制御を自動で最適化することができる。たとえば、蓄積したウエハ表面の物質の励起状態を制御する際のデータに基づき、ウエハ表面の物質の励起状態がより良くなるように各セル４１のオン・オフの制御を自動で最適化することができる。
【００５７】
以上に説明したように、本実施形態の成膜装置１及び成膜方法によれば、ウエハＷの面内均一性を保ちながら、高速かつ低温で成膜処理を実行できる。副次的効果として、実施形態の成膜装置１を使用してプロセスを実行したときのプロセス結果の測定値と光シャッター４０の各セル４１のオン・オフの制御とを紐付けて蓄積することで、光シャッター４０の各セル４１のオン・オフの制御を最適化することができる。これにより、ウエハＷ上をより良好な活性化状態にすることができる。
【００５８】
今回開示された一実施形態に係る成膜装置及び成膜方法は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００５９】
本明細書では、基板の一例としてウエハＷを挙げて説明した。しかし、基板は、これに限らず、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板、プリント基板等であっても良い。
【符号の説明】
【００６０】
１    成膜装置
２    真空チャンバ
１０  載置部
１１  冷媒管
１２  チラーユニット
１３  ガス供給部
１４  排気装置
２０  本体部
３０  窓部材
４０  光シャッター
４１  セル
５０  光源
７０  制御部
７５  ドライバ
９４  スイッチング素子
【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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【図６】
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