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一种成膜装置和成膜方法。该成膜装置在旋转台的旋转方向上将两个等离子体产生部互相分开设置，并且在该等离子体产生部与晶圆之间分别配置法拉第屏蔽。而且，在各个法拉第屏蔽上设有沿与各个等离子体产生部中的天线正交方向上延伸的狭缝，对于在各个天线中产生的电场磁场中的电界进行屏蔽，另一方面使磁场向晶圆侧通过。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种依次供给互相进行反应的处理气体而在基板的表面上层叠反应生成物并对于基板进行等离子体处理的。
技术介绍
作为对于半导体晶圆等基板(以下称作“晶圆”)成膜例如硅氧化膜(SiO2)等薄膜的技术的一种，能够列举出依次向晶圆的表面供给互相进行反应的多种处理气体(反应气体)而层叠反应生成物的ALD(Atomic Layer Deposition :原子层沉积)法。作为使用该ALD 法进行成膜处理的成膜装置公知有如下装置，例如如日本国特许出愿公开2010-239102中所记载的，在设置在真空容器内的旋转台上沿圆周方向排列多张晶圆，并且通过例如使旋转台相对于以面对旋转台的方式配置的多个气体供给部相对地进行旋转，从而对该晶圆依次供给各种处理气体。那么，与一般的CVD (Chemical Vapor Deposition :化学气相沉积)法相比,在ALD 法中晶圆的加热温度(成膜温度)例如低300°C左右。因此，在上述处理气体之中的一种为例如NH3(氨)气体等情况下，存在有不能够使该NH3气体活化至生成反应生成物的程度的情况。另外，例如存在有处理气体中所含有的有机物等作为杂质混入到薄膜中的情况。在此， 如日本国特许出愿公开2011-40574所公开，公知有为了对处理气体进行活化，或为了从薄膜中减少杂质，与薄膜的成膜一同进行等离子体处理的技术。此时，在晶圆的内部形成有布线结构的情况下，有等离子体对该布线结构造成电损伤的危险。另一方面，若为了抑制对晶圆的等离子体损伤使等离子体源从晶圆离开，则在进行成膜处理的压力条件下易于使等离子体中的离子、自由基等活性种失活，因而有活性种难以达到晶圆从而无法进行良好的等离子体处理的危险。那么，例如若将薄膜嵌入下端侧的开口径比上端侧的开口径大的倒锥形状的凹部中，则在该凹部内产生空隙，或在该薄膜中混入杂质。在美国专利公报7，153，542号、日本专利3，144，664号公报及美国专利公报 6，869，641号中，记载有利用ALD法形成薄膜的装置，但是并未提及上述的问题。
技术实现思路
本专利技术是根据这种情况做成的，其目的在于提供一种在依次供给互相进行反应的处理气体而在基板的表面上层叠反应生成物并对基板进行等离子体处理的过程中，能够抑制对于基板的等离子体损伤的。本专利技术的一技术方案的成膜装置，其在真空容器内多次进行依次供给第I处理气体及第2处理气体的循环而在基板上进行成膜处理，其中，该成膜装置包括旋转台，在其一面侧形成有载置基板的基板载置区域，该旋转台用于使上述基板载置区域在上述真空容器内进行公转；第I处理气体供给部及第2处理气体供给部，其向在该旋转台的圆周方向上经由隔离区域互相隔离开的区域分别供给第I处理气体及第2处理气体；主等离子体产生气体供给部及辅助等离子体产生气体供给部，其用于向上述真空容器内分别供给主等离子体产生用气体及辅助等离子体产生用气体；以及主等离子体产生部及辅助等离子体产生部，其以在上述旋转台的圆周方向上互相隔离开的方式设置，用于对主等离子体产生用气体及辅助等离子体产生用气体分别进行等离子体化；上述主等离子体产生部具有天线，其以在上述真空容器内利用电感耦合对主等离子体产生用气体进行等离子体化的方式，面对上述旋转台的一面侧设置；以及法拉第屏蔽，其夹设在上述天线与进行等离子体处理的区域之间，为了阻止产生在上述天线的周围的电磁场中的电场成分的通过并使磁场通过基板侧，在与上述天线正交的方向延伸的狭缝沿着该天线延伸的方向排列多个构成导电性的板状体并接地。本专利技术的另一技术方案的成膜方法，其多次进行在真空容器内依次供给第I处理气体及第2处理气体的循环而在基板上进行成膜处理，其中，该成膜方法包括在设置在真空容器内的旋转台的一面侧的基板载置区域上载置基板，并且使该基板载置区域进行公转的工序；接着，向在上述旋转台的圆周方向上经由隔离区域互相隔离开的区域分别供给第 I处理气体及第2处理气体的工序；向上述真空容器内分别供给主等离子体产生用气体及辅助等离子体产生用气体的工序；为了利用电感耦合对主等离子体产生用气体等离子体化，向面对上述旋转台的一面侧设置的主等离子体产生部的天线供给高频电力的工序；利用夹设在上述天线与进行等离子体处理的区域之间的、在与上述天线正交的方向延伸的狭缝沿着该天线延伸的方向排列多个构成导电性的板状体的、接地的法拉第屏蔽，阻止产生在上述天线的周围的电磁场中的电场成分的通过并使磁场通过基板侧的工序；以及在设置在相对于上述主等离子体产生部在旋转台的圆周方向上离开的位置上的辅助等离子体产生部中，对辅助等离子体产生用气体进行等离子体化的工序。而且，本专利技术的目的和优点的一部分记载在说明书上，一部分是根据说明书显而易见的。本专利技术的目的和优点由所附的权利要求书中特别指出的要素及其其组合来实现。 上述的一般的记载和下述的详细的说明是例示说明，并不是限定权利要求。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向剖视图。图2是上述成膜装置的横向剖视图。图3是上述成膜装置的横向俯视图。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向剖视图。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向剖视图。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的一部分的立体图。图10是表示上述成膜装置的边环的分解立体图。图11是表示上述成膜装置的迷宫结构部的一部分的纵向剖视图。图12是表示在上述成膜装置中的气体的流向的模式图。图13是表示在上述成膜装置中的等离子体的产生的情况的模式图。图14是表示在上述成膜装置中在基板上形成薄膜的情况的模式图。图15是表示上述成膜装置的另一个例子的横剖面俯视图。图16是表示在上述另一个例子中在基板上形成薄膜的情况的模式图。图17是表示上述成膜装置的再另一个例子的一部分的立体图。图18是表示上述再另一个例子的一部分的俯视图。图19是表示上述成膜装置的其他例子的一部分的俯视图。图20是表示上述成膜装置的其他例子的一部分的俯视图。图21是表示上述成膜装置的其他例子的一部分的纵向剖视图。图22是表示上述成膜装置的其他例子的一部分的纵向剖视图。图23是表示上述成膜装置的另一个例子的一部分的立体图。图24是表示上述成膜装置的再另一个例子的一部分的立体图。图25是表示上述再另一个例子的一部分的立体图。图26是表不上述再另一个例子的一部分的纵向剖视图。具体实施方式参照图I 图11说明本专利技术的实施方式的成膜装置的一个例子。如图I及图2 所示，该成膜装置包括平面形状呈大致圆形的真空容器I和设置在该真空容器I内、在该真空容器I的中心具有旋转中心的旋转台2。而且，该成膜装置的结构为，如下文详细说明的， 利用ALD法在晶圆W的表面上层叠反应生成物而形成薄膜，并且在该薄膜的成膜过程中对晶圆W进行等离子体处理。此时，以在进行等离子体处理过程中，晶圆W不被等离子体施加电损伤的方式、或以尽量使上述损伤变小的方式构成上述成膜装置。接着，详细说明成膜装置的各个部分。真空容器I包括顶板11和容器主体12，顶板11以能够与容器主体12间进行装卸的方式构成。在顶板11的上表面侧的中央部，为了抑制互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在真空容器内多次进行依次供给第1处理气体和第2处理气体的循环而在基板上进行成膜处理的成膜装置，其中，该成膜装置包括：旋转台，在其一面侧形成有用于载置基板的基板载置区域，该旋转台用于使上述基板载置区域在上述真空容器内进行公转；第1处理气体供给部和第2处理气体供给部，其用于向在该旋转台的圆周方向上被隔离区域互相隔离开的区域分别供给第1处理气体及第2处理气体；主等离子体产生气体供给部及辅助等离子体产生气体供给部，其用于向上述真空容器内分别供给主等离子体产生用气体及辅助等离子体产生用气体；以及主等离子体产生部及辅助等离子体产生部，其在上述旋转台的圆周方向上互相分开设置，用于分别使主等离子体产生用气体及辅助等离子体产生用气体等离子体化；上述主等离子体产生部具有：天线，其面对上述旋转台的一面侧设置，以在上述真空容器内利用电感耦合使主等离子体产生用气体等离子体化；以及法拉第屏蔽，其介于上述天线与进行等离子体处理的区域之间，导电性的板状体并接地，其在该天线延伸的方向上排列有多个沿与上述天线正交的方向延伸的狭缝，以阻止在上述天线的周围产生的电场磁场中的电场成分的通过并使磁场向基板侧通过。

【技术特征摘要】
2011.09.05 JP 2011-1930461.ー种在真空容器内多次进行依次供给第I处理气体和第2处理气体的循环而在基板上进行成膜处理的成膜装置，其中，该成膜装置包括 旋转台，在其一面侧形成有用于载置基板的基板载置区域，该旋转台用于使上述基板载置区域在上述真空容器内进行公转； 第I处理气体供给部和第2处理气体供给部，其用于向在该旋转台的圆周方向上被隔离区域互相隔离开的区域分别供给第I处理气体及第2处理气体； 主等离子体产生气体供给部及辅助等离子体产生气体供给部，其用于向上述真空容器内分别供给主等离子体产生用气体及辅助等离子体产生用气体；以及 主等离子体产生部及辅助等离子体产生部，其在上述旋转台的圆周方向上互相分开设置，用于分别使主等离子体产生用气体及辅助等离子体产生用气体等离子体化； 上述主等离子体产生部具有 天线，其面对上述旋转台的一面侧设置，以在上述真空容器内利用电感耦合使主等离子体产生用气体等离子体化；以及 法拉第屏蔽，其介于上述天线与进行等离子体处理的区域之间，导电性的板状体并接地，其在该天线延伸的方向上排列有多个沿与上述天线正交的方向延伸的狭缝，以阻止在上述天线的周围产生的电场磁场中的电场成分的通过并使磁场向基板侧通过。2.根据权利要求I所述的成膜装置，其中， 上述主等离子体产生部及上述辅助等离子体产生部是用于处理种类互不相同的等离子体处理的部分。3.根据权利要求I所述的成膜装置，其中， 上述辅助等离子体产生部具有 天线，其面对上述旋转台的一面侧设置，以在上述真空容器内利用电感耦合使主等离子体产生用气体等离子体化；以及 法拉第屏蔽，其介于上述天线与进行等离子体处理的区域之间，导电性的板状体并接地，其在该天线延伸的方向上排列有多个沿与上述天线正交的方向延伸的狭缝，以阻止在上述天线的周围产生的电场磁场中的电场成分的通过并使磁场向基板侧通过。4.根据权利要求I所述的成膜装置，其中， 上述主等离子体产生部是用于使第I处理气体及第2处理气体中的ー种处理气体等离子化，以使等离子化了的处理气体与吸附在基板上的第I处理气体及第2处理气体中的另ー种的处理气体反应，而且 上述辅助等离子体产生部是用于对吸附在基板上的上述一种处理气体的成分和由第I处理气体及第2处理气体反应生成在基板上的反应生成物中的任一方进行改性。5.根据权利要求I所述的成膜装置，其中， 上述主等离子体产生部用于进行对生成在基板上的反应生成物进行蚀刻的等离子体处理， 上述辅助等离子体产生部用于进行由第...

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