基板处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术在进行PEALD处理的基板处理装置中，大幅地降低入射到晶片的离子的能量，抑制由离子的注入导致的对沉积膜的损伤，实施表面性状良好的成膜处理。一种基板处理装置，其对基板供给原料气体并对基板照射等离子体来进行成膜处理，上述基板处理装置包括：气密地收纳用于载置基板的载置台的处理容器；在上述处理容器内生成等离子体的等离子体源，上述等离子体源包括等离子体生成用的高频电源，上述等离子体源包括使要生成的等离子体的鞘电位降低的鞘电位降低机构。

Substrate processing device

The present invention in substrate processing device, PEALD processing, greatly reducing the energy of incident ions to the wafer, inhibition caused by ion implantation on the deposited film damage, the implementation of the surface characteristics of good film processing. A substrate processing device, the raw gas is supplied to the substrate and the substrate to plasma irradiation film processing, the substrate processing apparatus includes: a hermetic housing is used for carrying the container substrate mounting table; plasma is generated in the process container of the plasma source, the plasma source comprises a high frequency power source plasma generation the above plasma source comprises a sheath potential to generate the plasma sheath potential decreased mechanism.

【技术实现步骤摘要】
基板处理装置
本专利技术涉及在基板基板表面进行成膜处理的基板处理装置。
技术介绍
在半导体器件等的制造工艺中，对作为基板的半导体晶片(以下仅记载为“晶片”)进行离子注入处理/蚀刻处理/成膜处理等各种处理。作为对晶片进行成膜的方法，有时使用被称为ALD(AtomicLayerDeposition：原子层沉积)的处理(以下仅记载为ALD)。在ALD处理中，向例如被排气为真空的处理容器内供给原料气体，使原料气体吸附在晶片表面上。然后，利用还原反应等使原料气体的一部分固定在晶片表面来进行成膜。因此，例如即使是具有凹凸图案的晶片，也可以在其整个表面以均匀的膜厚进行成膜。然而，在通过ALD处理进行成膜时，需要在例如600℃的高温下对晶片进行热处理。然后，晶片的热预算(热经历)变大，然而，伴随着半导体的小型化，浅结化得以发展，因而要求热预算变小。所以近年来代替热处理，采用了通过对表面吸附有原料气体的晶片照射等离子体而在晶片表面固定原料气体进行成膜的所谓等离子体增强ALD(以下也记载为PEALD)。例如，现有的CVD处理是在氩气充沛的空气中实施的，与此相对地，进行PEALD处理的处理容器内提供较多的氢气，也可在氢气充沛的空气中进行处理。在PEALD装置中，交替地重复原料气体吸附在晶片表面以及等离子体照射，通过在每个原子层进行成膜控制而精确地控制膜厚，此时，H3+离子入射到晶片上的沉积膜表面。如果入射的离子能量相同，则越轻的离子越深地注入沉积膜内部。即，H3+离子比Ar+离子轻，因而以相同能量进行比较时，现有的CVD处理中被注入的H3+离子比Ar+离子被更深地注入。H3+离子被较深地注入成膜的膜中时，由于该离子的冲击，在沉积膜上出现了受到损伤的表面性状。对此，例如专利文献1公开了在等离子体处理装置中，通过提高对电极施加的驱动电压的频率而降低离子能量，并且以较高的选择比进行蚀刻的技术，通过施加高频电压从而降低离子能量的技术已成公知。可以推测出通过降低离子能量能够抑制对上述膜的损伤。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-275561号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题近年来，伴随着半导体的小型化的浅结化得以发展，要求形成包含微细加工的薄膜，与CVD处理相比正在采用PEALD处理。这是因为要求对更高的纵横比或者具有突出物的器件形状进行成膜时，在使用Ar+离子冲击的现有的CVD法中，对孔侧壁和成为突出物的阴影的部位的等离子体处理(例如Ti膜的成膜中的Cl脱离等)是有界限的，而PEALD处理中的采用H自由基的热化学反应的处理是有效的。然而，采用PEALD处理时，会出现H3+离子被较深地注入等离子体处理时成膜的膜而在沉积膜上产生损伤的问题。如上所述，可以推测在PEALD处理中，通过降低离子能量，能够抑制对沉积膜的损伤，然而，现状是能够有效地降低离子能量，良好地抑制该损伤的技术或具体的条件等却没有被完全专利技术。鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种进行进行PEALD处理的基板处理装置，该装置能够大幅地降低入射到晶片的离子能量，抑制由离子注入导致的对沉积膜的损伤，实现表面性状良好的成膜处理。用于解决技术问题的技术方案为了达到上述目的，根据本专利技术，提供了一种基板处理装置，其对基板供给原料气体并对基板照射等离子体来进行成膜处理的基板处理装置，上述基板处理装置的特征在于，包括：气密地收纳用于载置基板的载置台的处理容器；和在上述处理容器内生成等离子体的等离子体源，上述等离子体源包括等离子体生成用的高频电源，上述等离子体源包括使要生成的等离子体的鞘电位降低的鞘电位降低机构。上述鞘电位降低机构可以是以能够对上述高频电源叠加施加的方式设置的直流电源。由上述直流电源对上述高频电源施加的电压可以为负。上述鞘电位降低机构是对所述等离子体源中的高频波形进行波形调制的波形调制机构，该波形调制机构可以将所述等离子体源的高频波形，在波形一个周期长度中调制成由正负电位一个波长的部分和施加电压不变化的部分构成的形状。在由上述波形调制机构调制出的高频波形中，上述正负电位一个波长的部分的斜率dV/dt可为负。由上述波形调制机构调制的的高频波形的上述正负电位1个波长的部分的频率可超过13.56MHz。上述鞘电位降低机构由以能够对所述高频电源叠加施加的方式设置的直流电源和对上述等离子体源中的高频波形进行波形调制的波形调制机构这两者构成。专利技术效果根据本专利技术，在进行PEALD处理的基板处理装置中，能够大幅地降低入射到晶片的离子的能量，抑制由离子注入导致的对沉积膜的损伤，实施表面性状良好的成膜处理。附图说明图1是表示本实施方式的等离子体处理装置的大致结构的纵截面图。图2是涉及晶片W上的Ti膜的成膜处理的概略说明图。图3是关于损伤的概略说明图。图4是表示伴随电源的频率变化的电子密度的变化和H自由基的生成速度的变化的曲线图。图5是表示伴随高频电源的频率变化和27MHz下Vpp的变化的H3+离子的能量的变化的曲线图。图6是作为现有实例的、频率为27NHz、施加的Vpp为700V的高频电源中的正弦波一个周期的基本波形。图7是本实施方式的、频率为27MHz、施加的Vpp为400V的高频电源中的高频波形。图8是表示在本实施方式的高频波形中，改变正负电位1个波长的部分L1的斜率时的波形的概略图。图9是表示在本实施方式的高频波形中，改变斜率(dV/dt)时的电子密度(等离子体密度)的变化和H自由基的生成效率(生成率)的变化的曲线图。图10是本实施方式的高频波形的附图标记依存性的说明图。图11是表示图10所示的各高频波形相应的电子密度分布的说明图。图12是表示在本实施方式的等离子体处理装置中Ti膜的成膜时，由图10所示的各高频波形的高频电源进行高频振荡时的离子能量的变化的曲线图。附图标记说明1等离子体处理装置(基板处理装置)10处理容器11载置台12接地线13支承部件20电热器30上部电极31盖体32气体扩散室33支承部件50气体供给管51处理气体供给源52原料气体供给部53还原气体供给部54稀有气体供给部60高频电源70排气机构100控制部300鞘电位降低机构W晶片(被处理体)。具体实施方式以下参考附图对本专利技术的1个实施方式进行说明。在本说明书以及附图中，对于实质上具有相同功能构成的构成要素，附加同一附图标记以省略重复说明。还有，在本实施方式中，基板处理装置是采用等离子体进行基板处理的等离子体处理装置1，以由该等离子体处理装置1在晶片W上形成Ti膜的情形作为例子进行说明。图1是概略地表示作为本实施方式的基板处理装置的等离子体处理装置1的纵截面图。等离子体装置1包括：具有底部且上部开口的大致圆筒状的处理容器10；和设置在处理容器10内的、载置有晶片的载置台11。处理容器10通过接地线12电连接而接地。另外，处理容器10的内壁被例如在表面形成有抗等离子体性的材料构成的热喷涂层的内衬(未图示)覆盖。载置台11由例如氮化铝(AlN)等陶瓷形成，在其表面形成有由导电性材料(未图示)构成的涂层。载置台11的下表面被由导电材料形成的支承部件13支承，并且被电连接。支承部件13的下端被处理容器10的底面支承，并且被电连接。因而，载置台11通过处理容器10被接地，作为与后述的上部电极30成对的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板处理装置，其对基板供给原料气体并对基板照射等离子体来进行成膜处理，所述基板处理装置的特征在于：气密地收纳用于载置基板的载置台的处理容器；和在所述处理容器内生成等离子体的等离子体源，所述等离子体源包括等离子体生成用的高频电源，所述等离子体源包括使要生成的等离子体的鞘电位降低的鞘电位降低机构。

【技术特征摘要】
2016.03.02 JP 2016-0400601.一种基板处理装置，其对基板供给原料气体并对基板照射等离子体来进行成膜处理，所述基板处理装置的特征在于：气密地收纳用于载置基板的载置台的处理容器；和在所述处理容器内生成等离子体的等离子体源，所述等离子体源包括等离子体生成用的高频电源，所述等离子体源包括使要生成的等离子体的鞘电位降低的鞘电位降低机构。2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：所述鞘电位降低机构是以能够对所述高频电源叠加施加的方式设置的直流电源。3.如权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于：由所述直流电源对所述高频电源施加的电压为负电压。4.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：传宝一树，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP