成膜装置和成膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供成膜装置和成膜方法。该成膜装置包括：真空容器，按顺序向其内部多次供给第一处理气体和第二处理气体；旋转台，其具有包括基板载置区域在内的一个表面，使基板载置区域在真空容器内旋转；第一处理气体供给部，向第一区域供给第一处理气体；第二处理气体供给部，向在上述旋转台的周向上隔着分离区域与第一区域分开的第二区域供给第二处理气体；等离子体产生气体供给部，向上述真空容器内供给等离子体产生用气体；天线，其与上述旋转台的上述一个表面相对，利用电感耦合使上述等离子体产生用气体在等离子体空间内产生等离子体；法拉第屏蔽件，其接地，设在上述天线与上述等离子体空间之间，具有在与上述天线正交的方向上排列的多个狭缝。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按顺序供给互相反应的处理气体而将反应生成物层叠在基板的表面上的同时对该反应生成物进行等离子体改性的。
技术介绍
作为对半导体晶圆等基板(以下称为“晶圆”)进行例如氧化硅膜(SiO2)等薄膜的成膜的方法之一，可列举出按顺序将互相反应的多种处理气体(反应气体)供给到晶圆表面而层叠反应生成物的ALD (Atomic Layer Deposition)法。作为利用该ALD法进行成膜处理的成膜装置，例如，如专利文献I所记载的那样，公知有如下的装置使多张晶圆在设于真空容器内的旋转台上沿着周向排列，并且例如使旋转台相对于以与旋转台相対的方式配置的多个气体供给部进行相对旋转，从而按顺序向上述晶圆供给各处理气体。 但是，在ALD法中，与通常的CVD (Chemical VaporDeposition)相比，由于晶圆的加热温度(成膜温度)是例如300°C左右的较低的温度，因此，例如有时处理气体中所含有的有机物等作为杂质混入到薄膜中。因此，例如，如专利文件2所记载的那样，想到通过进行薄膜的成膜的同时使用等离子体进行改性处理，能够从薄膜中去除这样的杂质或减少杂质。但是，若欲在上述的成膜装置之外另行设置用于进行等离子体处理的装置来进行改性处理，则有时与在上述的成膜装置和用于进行等离子体处理的装置之间输送晶圆的时间相应地产生时间损失而导致生产率降低。另ー方面，在将用于产生等离子体的等离子体源组合设置在成膜装置中而ー边进行成膜处理ー边进行改性处理或在成膜处理结束后进行改性处理的情况下，有可能因等离子体而对在晶圆的内部形成的布线结构造成电损伤。因此，若为了抑制等离子体对晶圆造成的损伤而使等离子体源与晶圆分开，则在进行成膜处理的压カ条件下，等离子体中的离子、自由基等活性种容易发生失活，因此，有可能活性种难以到达晶圆而不能进行良好的改性处理。在专利文献3 5中，记载了利用ALD法进行薄膜的成膜的装置，但是没有记载上述问题。专利文献I :日本特开2010 — 239102专利文献2 :日本特开2011 — 40574专利文献3 :美国专利公报7，153，542号专利文献4 :日本专利3144664号公报专利文献5 :美国专利公报6，869，641号
技术实现思路
基于这种情况，本专利技术的一技术方案提供一种，该在按顺序供给互相反应的处理气体而将反应生成物层叠在基板的表面上的同时对该反应生成物进行等离子体改性时，能够抑制等离子体对基板造成的损伤。本专利技术的一技术方案提供一种成膜装置，其中，该成膜装置中包括真空容器，按顺序向其内部多次供给第一处理气体和第二处理气体；旋转台，其具有包括基板载置区域在内的ー个表面，并且使上述基板载置区域在上述真空容器内旋转；第一处理气体供给部，其用于向第一区域供给上述第一处理气体；第二处理气体供给部，其用于向在上述旋转台的周向上隔着分离区域与上述第一区域分开的第二区域供给上述第二处理气体；等离子体产生气体供给部，其用于向上述真空容器内供给等离子体产生用气体；天线，其与上述旋转台的上述ー个表面相对，用于利用电感耦合来使上述等离子体产生用气体在等离子体空间内产生等离子体；法拉第屏蔽件，其接地，设在上述天线与上述等离子体空间之间，并且具有在与上述天线正交的方向上排列的多个狭缝。附图说明图I是表示本专利技术的成膜装置的一个例子的纵剖视图。图2是上述成膜装置的横剖视图。 图3是上述成膜装置的横剖俯视图。图4是表示上述成膜装置的内部的一部分的分解立体图。图5是表示上述成膜装置的内部的一部分的纵剖视图。图6是表示上述成膜装置的内部的一部分的立体图。图7是表示上述成膜装置的内部的一部分的纵剖视图。图8是表示上述成膜装置的内部的一部分的俯视图。图9是表示上述成膜装置的法拉第屏蔽件的一部分的立体图。图10是表示上述成膜装置的侧环的分解立体图。图11是表示上述成膜装置的迷宮式结构部的一部分的纵剖视图。图12是表示上述成膜装置中的气体的流动的示意图。图13是表示上述成膜装置中的等离子体的产生情况的示意图。图14是表示上述成膜装置的另一例子的一部分的立体图。图15是表示上述另一例子中的成膜装置的一部分的俯视图。图16是表示上述成膜装置的又一例子的俯视图。图17是表示上述成膜装置的再一例子的俯视图。图18是表示上述成膜装置的再一例子的一部分的纵剖视图。图19是表示上述成膜装置的再一例子的一部分的纵剖视图。图20是表示上述成膜装置的再一例子的一部分的纵剖视图。图21是表示上述成膜装置的再一例子的一部分的立体图。图22是表示上述成膜装置的再一例子的一部分的俯视图。图23是表示上述法拉第屏蔽件的俯视图。图24是表示上述法拉第屏蔽件的另一例子的俯视图。图25是表示上述法拉第屏蔽件的又一例子的俯视图。图26是表示上述法拉第屏蔽件的再一例子的俯视图。图27是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图28是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图29是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图30是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图31是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图32是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图33是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图34是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图35是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图36是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。 图37是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图38是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图39是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。图40是表示在本专利技术的实施例中获得的结果的特性图。具体实施例方式參照图I 图11说明本专利技术的实施方式的成膜装置的ー个例子。如图I和图2所示，该成膜装置具有俯视形状为大致圆形的真空容器I与设置在该真空容器I内并在该真空容器I的中心处具有旋转中心的旋转台2。并且，在该成膜装置中，如后详述那样，以利用ALD法将反应生成物层叠在晶圆W的表面上而形成薄膜、并且对该薄膜进行等离子体改性的方式构成。此时，以在进行等离子体改性时不因等离子体而对晶圆W施加电损伤的方式或以尽量減少上述损伤的方式来构成上述成膜装置。接着，详细叙述成膜装置的各部分。真空容器I具有顶板11和容器主体12，顶板11能够相对于容器主体12进行装卸。为了抑制互不相同的处理气体彼此在真空容器I内的中心部区域C发生混合，在顶板11的上表面侧的中央部连接有用于将N2 (氮气)气体作为分离气体进行供给的分离气体供给管51。图I中的附图标记13是呈环状设置在容器主体12的上表面的周缘部的密封构件、例如0型环。旋转台2在中心部固定于大致圆筒状的芯部21，并且旋转台2利用与该芯部21的下表面连接且在铅垂方向上延伸的旋转轴22而绕铅垂轴线、在该例子中是向顺时针方向自由旋转。图I中的附图标记23是使旋转轴22绕铅垂轴线旋转的驱动部，附图标记20是用于容纳旋转轴22和驱动部23的壳体。该壳体20的上表面侧的凸缘部分气密地安装于真空容器I的底面部14的下表面。另外，在该壳体20上连接有用于向旋转台2的下方区域供给作为吹扫气体的N2气体的吹扫气体供给管72。真空容器I的底面部14中的围绕芯部21的外周侧以从下方侧接近旋转台本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜装置，其中，该成膜装置包括：真空容器，按顺序向其内部多次供给第一处理气体和第二处理气体；旋转台，其具有包括基板载置区域在内的一个表面，并且在上述真空容器内旋转；第一处理气体供给部，其用于向第一区域供给上述第一处理气体；第二处理气体供给部，其用于向在上述旋转台的周向上隔着分离区域与上述第一区域分开的第二区域供给上述第二处理气体；等离子体产生气体供给部，其用于向上述真空容器内供给等离子体产生用气体；天线，其与上述旋转台的上述一个表面相对，用于利用电感耦合来使上述等离子体产生用气体在等离子体空间内产生等离子体；法拉第屏蔽件，其接地，设在上述天线与上述等离子体空间之间，并且具有在与上述天线正交的方向上排列的多个狭缝。

【技术特征摘要】
2011.05.12 JP 2011-107350;2011.09.12 JP 2011-19831.一种成膜装置，其中， 该成膜装置包括 真空容器，按顺序向其内部多次供给第一处理气体和第二处理气体； 旋转台，其具有包括基板载置区域在内的ー个表面，并且在上述真空容器内旋转； 第一处理气体供给部，其用于向第一区域供给上述第一处理气体； 第二处理气体供给部，其用于向在上述旋转台的周向上隔着分离区域与上述第一区域分开的第二区域供给上述第二处理气体； 等离子体产生气体供给部，其用于向上述真空容器内供给等离子体产生用气体； 天线，其与上述旋转台的上述ー个表面相对，用于利用电感耦合来使上述等离子体产生用气体在等离子体空间内产生等离子体； 法拉第屏蔽件，其接地，设在上述天线与上述等离子体空间之间，并且具有在与上述天线正交的方向上排列的多个狭缝。2.根据权利要求I所述的成膜装置，其特征在干， 上述法拉第屏蔽件由导电性的板状体构成。3.根据权利要求I所述的成膜装置，其特征在干， 该成膜装置还包括 电介体，其用于将上述天线及上述法拉第屏蔽件与上述等离子体空间气密地划分开。4.根据权利要求I所述的成膜装置，其特征在干， 该成膜装置还包括 框体，其由电介体构成； 顶板，其具有与上述旋转台连通的开ロ部； 密封构件，其用于连接上述框体和上述顶板； 上述框体用于容纳上述天线， 上述开ロ部具有ロ缘部， 在上述ロ缘部形成有上述密封构件。5.根据权利要求4所述的成膜装置，其特征在干， 该成膜装置还包括 分离气体供给部，其用于向上述分离区域供给分离气体； 突起部，其在上述框体的下表面侧的周缘部向下方侧伸出， 上述突起部用于阻止上述第一处理气体、上述第二处理气体和上述分离气体进入上述框体的下方的区域。6.根据权利要求4所述的成膜装置，其特征在干， 该成膜装置还包括 凹部状的气流通路，其设在上述旋转台的周围与上述真空容器的内壁之间； 环状的罩体，其设于上述气流通路，具有分别与上述气流通路连通的第一排气口和第ニ排气ロ， 上述第一排气ロ位于上述旋转台的旋转方向上的、被供给上述第一处理气体的第一处理区域的下游侧，上述第二排气ロ位于被供给上述等离子体产生用气体的等离子体区域的下游侧。7.根据权利要求I所述的成膜装置，其特征在干， 上述天线具有卷绕结构，在俯视时，以从上述旋转台的旋转中心侧朝向外周侧去而扩展的方式配置为扇形。8.根据权利要求4所述的成膜装置，其特征在干， 上述等离子体产生气体供给部是在上述旋转台的半径方向上延伸且在侧面上形成有多个气体喷射ロ的气体喷嘴， 上述等离子体产生气体供给部配置在上述框体的下方区域中的、上述旋转台的旋转方向上游侧， 上述气体喷射ロ分别朝向上述上游侧。9.根据权利要求I所述的成膜装置，其特征在干， 上述狭缝以在上述旋转台的中心部侧的上述狭缝的开ロ面积小于在上述旋转台的外缘部侧的上述狭缝的开ロ面积的方式形成。10.一种成膜装置，其中， 该成膜装置包括 真空容器，按顺序向其内部多次供给第一处理气体和第二处理气体； 旋转台，其具有包括基板载置区域在内的ー个表面，并且使上述基板载置区域在上述真空容器内旋转； 第一处理气体供给部，其用于向第一区域供给上述第一处理气体； 等离子体产生气体供给部，其用于向在上述旋转台的周向上隔着分离区域与上述第一区域分开的第二区域供给上述第二处理气体，井向上述真空容器内供给等离子体产生用气体； 天线，其与上述旋转台的上述ー个表面相对，用于利用电感耦合来使上述等离子体产生用气体在等离子体空间内产生等离子体； 法拉第屏蔽件，其接地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤寿，菱谷克幸，菊地宏之，牛窪繁博，尾崎成则，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：