CN107437503A - 基板处理方法 - Google Patents
基板处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107437503A CN107437503A CN201610467283.XA CN201610467283A CN107437503A CN 107437503 A CN107437503 A CN 107437503A CN 201610467283 A CN201610467283 A CN 201610467283A CN 107437503 A CN107437503 A CN 107437503A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- substrate
- hole
- spray
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 245
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 193
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 148
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 48
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 32
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 7
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 19
- 239000010408 film Substances 0.000 description 251
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 30
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 24
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 24
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 9
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N Aspirin Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910016341 Al2O3 ZrO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PLEZGBHMSVTPPQ-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ra+2] Chemical compound [O-2].[Ra+2] PLEZGBHMSVTPPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- XRFHCHCLSRSSPQ-UHFFFAOYSA-N strontium;oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Sr+2] XRFHCHCLSRSSPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32366—Localised processing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32366—Localised processing
- H01J37/32385—Treating the edge of the workpieces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明提出一种基板处理方法，其包含：准备在一面形成有第一膜及汽缸孔的基板；将基板安置于腔室内部，腔室内部具备可分别以等离子体状态供给多个气体的多个簇射头；利用多个簇射头在第一膜的一面及汽缸孔的内部面形成第二膜；对利用多个簇射头形成在汽缸孔的入口部的第二膜的一部分进行蚀刻；及依序反复进行多次形成第二膜的过程与对第二膜的一部分进行蚀刻而对第二膜的厚度进行控制；且在制造汽缸结构的电容器时，可在使基板与簇射头间的间隔变窄的状态下，将制程气体的等离子体均匀地扩散到基板上，顺利地去除形成在汽缸孔的入口部的薄膜的突出物。
Description
技术领域
本发明涉及一种基板处理方法，更详细而言，涉及一种在制造汽缸结构的电容器时，可在使基板与簇射头间的间隔变窄的状态下，将制程气体的等离子体均匀地扩散到基板上，顺利地去除形成在汽缸孔的入口部的突出物的基板处理方法。
背景技术
随着动态随机存取存储器(DRAM)的设计规则(Design Rule)逐渐变小而单元大小(Cell size)减小，电容器(Capacitor)的面积缩小。跟随这种趋势，为了确保元件进行动作所需的电容器的电容而电容器的结构朝向增加电容器的下部电极有效表面积的方向进行改善。此时，在利用下部电极的两面而可具有增加有效表面积的效果的电容器的经改善的结构中具有三维汽缸结构。
另一方面，原子层沉积制程(Atomic Layer Deposition process，ALDprocess)是将多个反应物、例如制程气体依序供给到基板而形成薄膜的制程。在通过原子层沉积制程而在基板形成薄膜的情况下，可防止因气相反应引起的污染，通过原子层沉积制程而形成在基板的薄膜的物理特性及电特性非常优异。并且，通过原子层沉积制程，能够以非常薄的厚度将膜质优异的薄膜精确地形成在基板。因此，在制造所述汽缸结构的电容器时，在介电膜的形成等中活用原子层沉积制程。
然而，随着电容器的汽缸孔尺寸逐渐变小，即便通过原子层沉积制程制造电容器，也会在汽缸孔的入口部形成介电膜的突出物(overhang)。因此，以往为了去除形成在汽缸孔的入口部的突出物，经由另外的热处理而使薄膜凝结，但这种方式非常难以完全去除突出物。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)KR10-2006-0000892A
(专利文献2)KR10-2008-0020202A
发明内容
[发明欲解决的课题]
本发明提供一种在制造汽缸结构的电容器时，可顺利地去除形成在汽缸孔的入口部的突出物的基板处理方法。
本发明提供一种在制造汽缸结构的电容器时，可不会对基板造成损害而去除形成在汽缸孔的入口部的突出物的基板处理方法。
本发明提供一种在制造汽缸结构的电容器时，可均匀地形成介电膜的厚度的基板处理方法。
本发明提供一种在制造汽缸结构的电容器时，可局部地对所期望的薄膜层的厚度进行控制而均匀地形成所述薄膜层的基板处理方法。
本发明提供一种在制造汽缸结构的电容器时，可将以等离子体状态激发的气体均匀地扩散到基板上的基板处理方法。
本发明提供一种在制造汽缸结构的电容器时，可将以等离子体状态激发的气体广泛地扩散到基板上的基板处理方法。
[解决课题的手段]
本发明的实施方式的基板处理方法包含如下过程：准备在一面形成有第一膜及汽缸孔的基板的过程；将所述基板安置于具备可分别以等离子体状态供给多个气体的多个簇射头的腔室内部的过程；利用所述多个簇射头在所述第一膜的一面及所述汽缸孔的内部面形成第二膜的过程；及对利用所述多个簇射头形成在所述汽缸孔的入口部的第二膜的一部分进行蚀刻的过程。
在对所述第二膜的一部分进行蚀刻的过程后，可包含如下过程：依序反复进行多次形成所述第二膜的过程及对所述第二膜的一部分进行蚀刻的过程而对所述第二膜的厚度进行控制的过程。
所述第一膜可包含含碳膜、含硅膜及石墨烯膜中的至少一种膜，所述汽缸孔的内部面可包含含碳膜、含硅膜及石墨烯膜中的任一种膜。
所述第二膜可包含介电膜，形成在所述汽缸孔的入口部的第二膜的一部分包含所述第二膜的突出物。
形成所述第二膜的过程可包含如下过程：对所述基板的温度进行控制的过程；对准备有所述基板的腔室的内部压力进行控制的过程；及将用以形成所述第二膜的多个气体各自的等离子体供给到所述基板的过程。
可通过形成在所述多个簇射头的多个喷射孔而将所述多个气体各自的等离子体同时或依序供给到所述基板，所述多个气体各自的等离子体产生在所述腔室的外部或所述簇射头的内部。
所述喷射孔的出口部的面积可小于入口部的面积。
对所述第二膜的一部分进行蚀刻的过程可包含如下过程：对所述基板的温度进行控制的过程；对安置有所述基板的腔室的内部压力进行控制的过程；及将用以蚀刻所述第二膜的多个气体各自的等离子体供给到所述基板的过程。
可通过形成在所述多个簇射头的多个喷射孔而将所述多个气体各自的等离子体同时或依序供给到所述基板，所述多个气体各自的等离子体产生在所述腔室的外部或所述簇射头的内部。
所述喷射孔的出口部的面积可小于入口部的面积。
可通过形成在所述多个簇射头的多个喷射孔而分别以等离子体状态将所述多个气体供给到所述基板上，在将所述喷射孔的出口部的宽度设为1时，入口部的宽度可为1.1至3。
可通过形成在所述多个簇射头的多个喷射孔而分别以等离子体状态将所述多个气体供给到所述基板上，所述喷射孔的内周面可形成为锥形或文氏形。
在所述喷射孔的内周面形成为锥形时，所述喷射孔的内周面可包含沿上下方向排列而彼此连接的多个倾斜面，所述多个倾斜面中的至少任一倾斜面的倾斜度与至少另一倾斜面的倾斜度不同。
所述多个倾斜面中，位于相对上侧的倾斜面的倾斜度可大于位于相对下侧的倾斜面的倾斜度，或位于相对上侧的倾斜面的倾斜度小于位于相对下侧的倾斜面的倾斜度。
在所述喷射孔的内周面形成为文氏形时，所述喷射孔的喷嘴喉部可形成在所述喷射孔的出口部、或从所述喷射孔的出口部向上侧隔开而形成。
在所述喷射孔的内周面形成为文氏形时，可为所述喷射孔的内周面从上侧朝向下侧时倾斜度增加、或从上侧朝向下侧时倾斜度减小。
[发明的效果]
根据本发明的实施方式，在制造汽缸结构的电容器时，可不对基板造成损害而顺利地去除形成在汽缸孔的入口部的突出物。由此，可局部地对所期望的薄膜、例如介电膜的厚度进行控制而均匀地形成所述薄膜的厚度。由此，可提高制程的可靠性，可确保电容器的品质。并且，根据本发明的实施方式，在制造汽缸结构的电容器时，可将以等离子体状态激发的气体均匀地扩散到基板上，可将以等离子体状态激发的气体广泛地扩散到基板上。由此，可在使分配部、例如簇射头与基板的间隔充分地变窄的状态下，将气体的等离子体均匀地扩散到基板上。由此，可减少气体消耗，可提高制程效率、例如膜的蒸镀及蚀刻效率。
例如，在利用原子层沉积制程制造汽缸结构的电容器时，将基板安置于具备可独立地供给多个气体及其等离子体的多个簇射头的腔室内部，通过入口部的面积较出口部的面积更窄地形成的喷射孔而将用以对薄膜进行蒸镀及蚀刻的气体的等离子体扩散到基板上，依序反复实施薄膜蒸镀及突出物蚀刻。
由此，在形成薄膜的期间，可不对基板造成损害而顺利地去除形成在汽缸孔的入口部的突出物，可局部地对所期望的薄膜、例如介电膜的厚度进行控制而均匀地形成所述薄膜，从而能够以均匀的厚度将多层薄膜形成在包含汽缸孔的入口部的基板上的整个区域。并且，在形成薄膜的期间，可使基板位于喷射孔附近而消耗更少的气体，使气体的等离子体均匀地扩散到基板上。
附图说明
图1(a)至图1(f)是本发明的实施例的基板处理方法的制程图。
图2是本发明的实施例的基板处理方法的顺序图。
图3是本发明的实施例的基板处理装置的概略图。
图4是本发明的实施例的基板处理装置的局部图。
图5是切割图4的A-A′部分而表示的喷射孔的剖面图。
图6(a)至图6(f)是本发明的实施例及变形例的喷射孔的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地对本发明的实施例进行说明。然而，本发明并不限定于以下所揭示的实施例，能够以不同的形态实现。其中，本发明的实施例是为了使本发明的揭示较为完整且使本技术领域内的普通技术人员完全获知发明的范畴而提供。为了说明本发明的实施例，可夸张地表示附图，且在图中，相同的符号表示相同的要素。
本发明涉及一种在制造汽缸结构的电容器时，可顺利地去除形成在汽缸孔的入口部的突出物的基板处理方法。以下，以半导体存储器元件制造部门的汽缸结构电容器制造制程为基准而详细地对实施例进行说明。然而，本发明在制造显示装置或半导体元件时，也能够以各种方式应用于在基板上形成各种薄膜的各种制程中。
用以说明本发明的实施例的用语中的“上部”是想要进行说明的对象(以下，称为构成要素)的一部分，其指构成要素的上部分。并且，“下部”是构成要素的一部分，其指构成要素的下部分。并且，“上’是指直接/间接地与构成要素的上表面相接的位置、或指直接/间接地对构成要素的上表面产生作用的范围。并且，“下”是指直接/间接地与构成要素的下表面相接的位置、或指直接/间接地对构成要素的下表面产生作用的范围。并且，“一面”可指构成要素的外部面中的例如上表面。这些用语的定义有助于理解实施例，并非用以限制本发明。
图1(a)至图1(f)是本发明的实施例的基板处理方法的制程图。此时，图1(a)、图1(b)、图1(c)、图1(d)及图1(e)依次为表示准备基板的过程的制程图、表示形成第二膜的过程的制程图、表示对第二膜的一部分进行蚀刻的过程的制程图、表示反复形成第二膜的过程的制程图、及表示反复蚀刻第二膜的过程的制程图。另外，图1(f)是表示继对第二膜的厚度进行控制之后形成第三膜的过程的制程图。并且，图2是本发明的实施例的基板处理方法的顺序图。
参照图1(a)至图1(f)及图2，详细地对本发明的实施例的基板处理方法进行说明。本发明的实施例的基板处理方法包含如下过程：准备在一面形成有第一膜20及汽缸孔30的基板10的过程；将基板10安置于具备可分别以等离子体状态供给多个气体的多个簇射头的腔室内部的过程；利用多个簇射头在第一膜20的一面及汽缸孔30的内部面形成第二膜40的过程；及对利用多个簇射头形成在汽缸孔的入口部31的第二膜的突出物41进行蚀刻的过程。并且，本发明的实施例的基板处理方法在对第二膜的突出物41进行蚀刻的过程后，可包含如下过程：依序反复进行多次形成第二膜40的过程、及对第二膜的突出物41进行蚀刻的过程而对第二膜40的厚度进行控制的过程。
首先，实施准备在一面形成有第一膜20及汽缸孔30的基板10的过程。此时，第一膜20可包含含碳膜、含硅膜、石墨烯膜中的至少一种膜。并且，可利用含氧气体及含氟气体中的至少任一气体的等离子体对第一膜20的一部分进行蚀刻而形成汽缸孔30，汽缸孔30的内部面能够以包含含碳膜、含硅膜、石墨烯膜中的任一种膜的方式形成。当然，第一膜20及汽缸孔30也可除上述膜以外由可形成在基板10上的各种膜中的任一种膜形成。
准备在一面形成有第一膜20及汽缸孔30的基板10的过程可包含如下过程：在基板10的一面形成多层薄膜的过程；对多层薄膜的一面进行蚀刻而形成孔的过程；及在多层薄膜的一面及孔的内部面积层特定的膜而在基板10的一面形成第一膜20及汽缸孔30的过程。
详细而言，准备在一面形成有第一膜20及汽缸孔30的基板10的过程可包含如下过程：在基板10的一面积层含碳膜及含硅膜中的至少一种膜而形成多层薄膜的过程；对多层薄膜的一面进行局部蚀刻而形成孔的过程；及在多层薄膜的一面及孔的内部面积层石墨烯膜而在基板10的一面形成第一膜20及汽缸孔30的过程。
此时，在基板10的一面积层含碳膜及含硅膜中的至少一种膜而形成多层薄膜的过程如下。
在基板10例如形成有特定的下部结构的半导体基板(晶片(wafer))的一面例如上表面形成第一牺牲膜21及第二牺牲膜22。此时，第一牺牲膜21由含碳膜、例如a-C：H膜或旋涂碳(Spin On Carbon，SOC)膜形成，第二牺牲膜22由含硅膜、例如氧化硅膜形成。并且，为了准备形成汽缸结构的下部电极的区域，第一牺牲膜21及第二牺牲膜22能够以特定的厚度形成，例如能够以以上的厚度形成。
另外，在第二牺牲膜22的一面例如上部面依序积层形成第一硬质遮罩膜23、第二硬质遮罩膜(未图示)、第三硬质遮罩膜(未图示)，在第三硬质遮罩膜的上部面形成感光膜图案(未图示)。此时，第一硬质遮罩膜23例如由氮化硅膜形成。第二硬质遮罩膜例如由a-C：H膜或SOC膜等含碳膜形成。第三硬质遮罩膜例如由氧化硅膜或氮化硅膜形成。感光膜图案以使形成汽缸结构的下部电极的区域露出的方式图案化。
由此，可在基板10的一面例如上部面积层形成包含含碳膜及含硅膜的多层薄膜。
并且，对多层薄膜的一面进行局部蚀刻而形成孔的过程如下。将感光膜图案作为蚀刻遮罩而利用含氟气体的等离子体对第三硬质遮罩膜进行蚀刻，将第三硬质遮罩膜作为蚀刻遮罩而利用含氧气体的等离子体对第二硬质遮罩膜进行蚀刻，与此同时去除感光膜图案，将第二硬质遮罩膜作为蚀刻遮罩而利用含氟气体的等离子体对第一硬质遮罩膜23及第二牺牲膜22进行蚀刻，与此同时去除第三硬质遮罩膜，将第一硬质遮罩膜23作为蚀刻遮罩而利用含氧气体的等离子体对第一牺牲膜21进行蚀刻，并且去除第二硬质遮罩膜。此时，第一牺牲膜21、第二牺牲膜22、第一硬质遮罩膜23可在基板10的一面保持垂直分布。由此，可在基板10的一面例如上部面蚀刻形成用以形成汽缸结构的下部电极的孔。
并且，在多层薄膜的一面及孔的内部面积层石墨烯膜而在基板10的一面形成第一膜20及汽缸孔30的过程如下。
在保持垂直分布的多层薄膜的一面与孔的内部面形成晶种膜24后，对所述晶种膜24进行毯覆式(blanket)蚀刻而仅残留形成在孔的内部面的晶种膜24。另外，将用作电容器的下部电极的导电性膜、例如石墨烯膜积层形成在多层薄膜的一面及孔的内部面的晶种膜24。此时，晶种膜24例如由氮化硅膜形成，石墨烯膜25例如利用CxHy的烃化合物形成。
由此，如图1(a)所示，可在基板10的一面形成第一膜20及汽缸孔30。
在准备在一面形成有第一膜20及汽缸孔30的基板10后，将基板10支撑安置于具备可分别以等离子体状态将多个气体供给到基板10上的多个簇射头、例如多重结构或双重结构的簇射头的腔室内部(过程S100)。此时，基板10可安装到形成在腔室内侧的下部的支撑部，面向形成在腔室内侧的上部的多个簇射头、例如双重结构的簇射头。另一方面，双重结构的簇射头能够以如下方式具备：可将以等离子体状态激发的多个气体同时或依序喷射到基板10上。
此后，实施利用多个簇射头在第一膜20的一面及汽缸孔30的内部面形成第二膜40的过程(过程S200)。此时，第二膜40可包含介电膜。例如，介电膜可包含ZrO2-Al2O3-ZrO2膜、ZrO2-ZrO2-Al2O3膜、Oxide-Nitride-Oxide膜、Nitride-Oxide膜中的任一种膜。或者，介电膜可包含氧化锆(ZrO3)膜、氧化铪(HfO2)膜、氧化镭(La2O5)膜、氧化钽(Ta2O5)膜、氧化钛锶(SrTiO3)膜中的任一种膜。即，介电膜可为氧化物类的膜、氮化物类的膜、或具有多个积层结构的膜。另一方面，在汽缸孔30的内部面形成第二膜40的过程中，可像图1(b)所示一样在汽缸孔的入口部31突出形成第二膜的突出物41、例如突出物。
利用多个簇射头在第一膜20的一面及汽缸孔30的内部面形成第二膜40的过程可包含如下过程：对基板10的温度进行控制的过程；对准备有基板10的腔室的内部压力进行控制的过程；及利用多个簇射头将用以形成第二膜40的多个气体各自的等离子体供给到基板10上的过程。
为了对基板10的温度进行控制，可在准备有基板10的腔室内部具备加热器，可利用所述加热器将基板10的温度控制成例如150℃至400℃的范围的温度。如果将基板10的温度控制成小于例如150℃，则会难以蒸镀第二膜40。如果将基板10的温度控制成超过例如400℃，则第二膜40会受损。所述基板10的温度范围相当于用以在基板10上形成第二膜40的蒸镀温度，可根据第二膜40的材质而不同。为了对准备有基板10的腔室的内部压力进行控制，可利用连接在准备有基板10的腔室的一侧的真空泵将准备有基板10的腔室的内部压力控制成20mTorr以下的压力。详细而言，可将准备有基板10的腔室的内部压力控制成3mTorr至20mTorr范围的压力。如果将准备有基板10的腔室的内部压力控制成小于3mTorr，则在结构上会难以蒸镀第二膜40。
如上所述，在将基板10控制成低温且将准备有基板10的腔室的内部压力控制成低压后，一面通过形成在多个簇射头的多个喷射孔而将用以形成第二膜40的多个气体各自的等离子体供给到基板10上，一面实施等离子体化学蒸镀(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition，PECVD)。此时，多个气体可包含用以蒸镀第二膜40的蒸镀气体。例如，蒸镀气体可为分别含有用以形成第二膜40的多个成分的多个蒸镀气体，多个蒸镀气体中的任一蒸镀气体可为含氧气体。另一方面，在向基板10上供给多个气体各自的等离子体的期间，也可对基板10施加特定的偏压电源。
为了将用以形成第二膜40的多个气体各自的等离子体供给到基板10上，利用具备在准备有基板10的腔室内侧的上部的双重结构的簇射头中的任一个，在簇射头内部接收用以形成第二膜40的多个蒸镀气体中的任一蒸镀气体而以等离子体状态激发。此后，通过簇射头的喷射孔而将所述多个气体各自的等离子体供给或喷射到基板10上。并且，利用具备在准备有基板10的腔室内侧的上部的双重结构的簇射头中的另一簇射头，在簇射头内部以等离子体状态接收用以形成例如介电膜的多个蒸镀气体中的另一蒸镀气体。此后，将其供给或喷射到基板10上。通过所述过程，可在第一膜20的一面例如上部面及汽缸孔30的内部面上蒸镀高品质的介电膜。
此时，可同时或依序实施分别利用具备在腔室内部的多个簇射头将多个蒸镀气体各自的等离子体供给到基板10上的过程。并且，供给到基板10的各蒸镀气体的等离子体可像上述内容一样在产生在腔室的外部而供给到簇射头后供给到基板、或在产生在簇射头内部后供给到基板。
另一方面，在实施上述过程时，可通过形成在多个簇射头的多个喷射孔将各蒸镀气体的等离子体以广泛的面积均匀地扩散到基板10上而形成均匀的介电膜。其原因在于，所述喷射孔呈出口部的面积较入口部的面积更小地形成的结构。在对本发明的实施例的基板处理装置进行说明时，一同进行与此相关的详细说明。
此后，实施对利用多个簇射头形成在汽缸孔的入口部的第二膜的一部分进行蚀刻的过程(过程S300)。此时，形成在汽缸孔的入口部31的第二膜的突出物41可包含第二膜40的突出物(overhang)。
对利用多个簇射头形成在汽缸孔的入口部31的第二膜的突出物41进行蚀刻的过程可包含如下过程：对基板10的温度进行控制的过程；对准备有基板10的腔室的内部压力进行控制的过程；及将用以蚀刻第二膜40的多个气体各自的等离子体供给到基板10上的过程。
另一方面，在将用以蚀刻第二膜40的多个气体各自的等离子体供给到基板10上时，可通过形成在多个簇射头的多个喷射孔而将多个气体各自的等离子体供给到基板10上。此时，多个喷射孔的出口部的面积可小于入口部的面积，由此可将等离子体均匀地喷射供给到基板10上。
为了对基板10的温度进行控制，可利用具备在准备有基板10的腔室内的加热器将基板10的温度控制成150℃至400℃的范围。例如，如果将基板10的温度控制成小于150℃，则会难以蚀刻第二膜40。如果将基板10的温度控制成超过400℃，则第二膜40会受损。此时的温度范围相当于用以蚀刻形成在基板10上的第二膜40的蚀刻温度，可根据第二膜40的材质而不同。为了对准备有基板10的腔室的内部压力进行控制，可利用具备在腔室的真空泵将准备有基板10的腔室的内部压力控制成20mTorr以下的压力，或者可控制成3mTorr至20mTorr的范围的压力。此时，如果将准备有基板10的腔室的内部压力控制成小于3mTorr，则在结构上会难以蒸镀第二膜40。
如上所述，在将基板10控制成低温且将准备有基板10的腔室的内部压力控制成低压后，利用多个簇射头将用以蚀刻第二膜40的多个气体各自的等离子体供给到基板而对第二膜的突出物41、例如突出物进行蚀刻。
另一方面，多个气体可包含可用于蚀刻第二膜40的多个蚀刻气体，其中至少一种蚀刻气体可为含氟气体。并且，在向基板10上供给多个气体各自的等离子体的期间，可对基板10施加特定的偏压电源。
在对基板供给用以蚀刻第二膜40的多个气体各自的等离子体时，可分别利用具备在腔室内部的多个簇射头将多个蚀刻气体各自的等离子体供给到基板10上，可同时或依序实施所述过程。并且，供给到基板10的各蚀刻气体的等离子体可在产生在腔室的外部而供给到多个簇射头中的任一簇射头后供给到基板10上、或在产生在多个簇射头中的另一簇射头的内部后供给到基板10上。
在实施所述过程时，也可通过形成在多个簇射头的多个喷射孔而将各蚀刻气体的等离子体以广泛的面积均匀地扩散到基板10上。其原因在于，喷射孔呈出口部的面积较入口部的面积更小地形成的结构。在对本发明的实施例的基板处理装置进行说明时，一同进行与此相关的详细说明。
通过所述过程，可按照形成在第一膜20的一面的第二膜40的剩余部分的厚度均匀地控制形成在汽缸孔30的入口部的第二膜40的厚度。
此后，实施依序反复进行多次或至少一次形成第二膜的过程及对第二膜的一部分进行蚀刻的过程而对第二膜的厚度进行控制的过程(过程S400)。
即，通过之前的过程而像图1(b)及图1(c)所示一样实施一次在第一膜20的一面及汽缸孔30的内部面形成第二膜40，去除形成在汽缸孔的入口部31的第二膜的突出物41的一连串的过程，如果第二膜40的厚度控制成尺寸d1，则像图1(d)及图1(e)所示一样实施第二次在厚度为尺寸d1的第二膜40的一面及汽缸孔30的内部面形成第二膜40，去除形成在汽缸孔的入口部31的第二膜的突出物41的一连串的过程而将第二膜40的厚度控制成尺寸d2。另外，可反复进行多次第二膜40的蒸镀及突出物的蚀刻来均匀地控制第二膜40的厚度而形成为所期望的厚度。如果形成第二膜40，则可去除残留在腔室的气体或副产物粒子而结束所述过程。
此时，所述过程可在基板10安装在具备双重结构的簇射头的腔室内部的状态下，无基板10的升降或装载及卸载等移动而连续地实施。另一方面，在蒸镀及蚀刻第二膜40时，为了形成制程气体的等离子体而使用的电源可在最大3kW的范围内实现各种调节。
此后，实施在第二膜40的一面及汽缸孔30的内部面形成第三膜50的过程。所述过程可在对第二膜40的至少一部分进行蚀刻的过程后实施、或在对第二膜40的厚度进行控制的过程后实施。
即，可在实施一次第二膜40的蒸镀及突出物的蚀刻后，在控制成尺寸d1的第二膜40上形成第三膜50。或者，可在反复实施第二次第二膜40的蒸镀及突出物的蚀刻后，在控制成尺寸d2的第二膜40上形成第三膜50。或者，可在反复实施多次第二膜40的蒸镀及突出物的蚀刻后，像图1(f)所示一样在控制成所期望的厚度dk的第二膜40上形成第三膜50。此时，形成第三膜50的过程可在通过用以进行后续制程的另外的装置移送基板10后实施。
为了形成第三膜50，实施以埋入汽缸孔30的方式在第二膜40上形成第三膜50的过程。例如，将基板10的温度控制成特定温度，将准备有基板10的另外的装置的内部压力控制成特定压力，在第二膜40上形成特定的晶种膜，之后供给或形成特定的制程气体及热或等离子体而蒸镀第三膜50。或者，将基板10的温度控制成特定温度，将准备有基板10的另外的装置的内部压力控制成特定压力，向第二膜40上供给或形成特定的制程气体及热或等离子体而蒸镀第三膜50。此时，第三膜50是包含含硅膜、含金属膜及石墨烯膜中的一种的导电性膜，可为可执行上部电极的作用的各种膜。
如上所述，本发明的实施例的基板处理方法应用在利用具有双重结构的簇射头的腔室、例如双等离子体源腔室的动态随机存取存储器(DRAM)的封盖(cap)制程等，从而在对高集成化的电容器的介电膜进行蒸镀时，可不对基板或元件造成损伤地反复进行介电膜的蒸镀及蚀刻而以高品质形成均匀厚度的介电膜。此时，在进行制程时，通过入口部的面积较出口部的面积更窄地形成的喷射孔而将用以蒸镀及蚀刻薄膜的气体的等离子体扩散到基板上，故而可使基板与簇射头间的间隔充分地变窄而减少气体的消耗，将气体的等离子体均匀且广泛地扩散到基板上。
为了有助于理解本发明，对应用本发明的实施例的基板处理方法的装置的实施例进行说明。
图3是本发明的实施例的基板处理装置的概略图，图4是本发明的实施例的基板处理装置的局部图，图5是切割图4的A-A′部分而表示的喷射孔的剖面图。
图6(a)至图6(f)是本发明的实施例及变形例的喷射孔的概略图。此时，图6(a)是本发明的实施例的喷射孔的概略图。并且，图6(b)及图6(c)是本发明的变形例的锥形喷射孔的概略图。并且，图6(d)、图6(e)及图6(f)是本发明的变形例的文氏形喷射孔的概略图。
参照图3，本发明的实施例的基板处理装置包含：腔室100，在内部具有反应空间；支撑部200，形成在腔室100内侧的下部，以便支撑基板10；供给部300，以可供给用以对基板10进行处理的多个气体的方式形成；分配部400，以可对从供给部300接收的多个气体进行分配而分别供给到腔室100的反应空间的方式形成，以面对支撑部200的方式配置到腔室100内侧的上部；第一等离子体产生器500，连接到分配部400的至少一部分，以便可使多个气体中的任一气体形成等离子体；及第二等离子体产生器600，形成在供给部300外侧的特定区域，以便可使多个气体中的另一气体形成等离子体，可产生密度高于第一等离子体产生器500的等离子体。
基板10可包含用于制造半导体元件的硅基板、或用于制造显示装置的玻璃基板等。并且，基板10是应用在本发明的实施例的基板处理方法的基板，可包含用以制造汽缸结构的电容器的基板。此时，基板10的形状可为圆板形状或四边板形状等各种形状。
多个气体可包含蒸镀气体及蚀刻气体。此时，蒸镀气体可为多种，例如可包含第一蒸镀气体及第二蒸镀气体等。多个蒸镀气体各自所含有的成分元素可不同，其中任一蒸镀气体例如可为含有氧气的气体。此时，在这些气体中，可混入例如氩气等惰性气体作为载气。
并且，蚀刻气体可为多种，例如可包含第一蚀刻气体及第二蚀刻气体等。多个蚀刻气体各自所含有的成分元素可不同，其中任一蚀刻气体例如可为含氟气体。此时，在这些气体中，可混入例如氩气等惰性气体作为载气。
在对本实施例的基板处理装置进行说明时，在无需特别区分蒸镀气体与蚀刻气体的情况下，将第一蒸镀气体及第一蚀刻气体统称为“第一制程气体”，将第二蒸镀气体及第二蚀刻气体统称为“第二制程气体”。并且，将第一制程气体及第二制程气体统称为“制程气体”。
另一方面，用于蒸镀及蚀刻薄膜的气体的成分元素可根据薄膜的成分而为各种成分元素，本发明并不特别限定于特定成分元素或所述成分元素。并且，为了不使本发明的主旨模糊不清，在实施例中省略对多个气体的详细说明。
腔室100例如为反应腔室，具备特定的反应空间，且气密地保持所述反应空间。腔室100可包含反应部100a及盖100b。反应部100a可包含特定的平面形状的底部、及沿底部的边缘向上延伸的侧壁部，可在底部与侧壁部之间具备特定的空间。盖100b可形成为与反应部100a的形状对应的形状而装设到反应部100a的上部。通过盖100b装设到反应部100a而可在腔室100的内部形成反应空间，可气密地保持反应空间。此时，反应空间的形状与基板10的形状对应，例如可为圆筒形状。
另一方面，可贯通反应部100a的下部而装设排气管110，可在排气管110连接排气单元(未图示)。排气单元例如可包含涡轮分子泵、离子泵或低温泵等各种真空泵。可通过真空泵而将腔室100的反应空间真空控制到特定的压力、例如0.1mTorr左右的压力。
并且，可在腔室100内侧的上部形成用以使分配部400与腔室100绝缘的绝缘体120。此时，绝缘体120能够以包覆分配部400的上部面及侧面的方式形成在腔室100与分配部400之间。
支撑部200具备在腔室100内侧的下部，设置到与分配部400对向的位置。可在支撑部200具备静电夹盘或真空夹盘等，以便易于安装支撑基板10。由此，可通过静电夹盘吸附支撑基板10、或通过真空夹盘吸附支撑基板10。支撑部200的上部面可形成为与基板10的形状对应的形状。例如，支撑部200的上部面可形成为圆形。此时，可较基板10更大地制作支撑部200的上部面的尺寸。
支撑部200在下部具备升降部210。升降部210发挥使支撑部200相对于分配部400前进及后退的作用。可通过升降部210而使安装在支撑部200的基板10以接近分配部400的方式定位。支撑部200可连接到偏压电源220。偏压电源220可对入射到基板10的离子能量进行控制。
另一方面，支撑部200可在内部具备加热器(未图示)。加热器例如可包含卤素灯。加热器能够以所期望的温度进行发热，利用辐射能量对基板10的温度进行控制。并且，支撑部200可在内部具备冷却管(未图示)。冷却管可使冷媒在内部循环，以冷却基板10的方式辅助控制基板10的温度。由此，可在所期望的温度下稳定地实施对基板10进行处理的各种制程(薄膜蒸镀及蚀刻等)。
供给部300包含：多个气体储存源(未图示)，分别储存多个气体；及多个气体供给管，从气体储存源接收气体而引导到分配部400。此时，多个气体供给管例如可包含第一气体供给管310及第二气体供给管320，可分别在第一气体供给管310及第二气体供给管320具备可控制气体的供给的阀及质量流量机等。
第一气体供给管310可贯通腔室100的上部中心而连接到分配部400的第一区域S1，第二气体供给管320可贯通腔室100的上部边缘而连接到分配部400的第二区域S2。第一气体供给管310的个数可为至少一个，第二气体供给管320可为多个。此时，第二气体供给管320由蓝宝石、石英及陶瓷等材质制成而例如可用作等离子体产生管。
供给部300可利用多个气体供给管将根据想要蒸镀到基板10的薄膜的成分而准备的多个气体独立地供给到分配部400。
例如，在想要蒸镀到基板10的薄膜为氧化硅膜的情况下，可分别将含硅气体及含氧气体供给到多个气体供给管而独立地供给到分配部400。即，可向第一气体供给管310供给含硅气体，可向第二气体供给管320供给含氧气体。此时，含硅气体可包含SiH4等，含氧气体可包含O2、H2O及O3等。
参照图3及图4，分配部400具备彼此结合的多个板，可在内部形成可收容气体及气体的等离子体中的至少一种的空间。可贯通分配部400的下部而形成多个喷射孔431，此时喷射孔431的出口部431b的面积可较入口部431a的面积更小地形成。
详细而言，分配部400具备彼此积层结合的多个板，以便可在内部形成空间。可贯通多个板中的形成分配部400的下部面的板即下部板430而形成喷射孔431，供给部300可贯通多个板中的形成分配部400的上部面的板即上部板410而与分配部400的内部空间连通。
以下，详细地对本发明的实施例的基板处理装置的分配部400进行说明。分配部400可包含沿上下方向隔开排列而彼此积层结合的多个板。多个板例如可包含上部板410、中间板420及下部板430。此时，可在上部板410与中间板420之间具备扩散板440，可在中间板420与下部板430之间具备绝缘部件450，可沿上下方向贯通中间板420及下部板430而装设多个连接管460。
上部板410、中间板420与连接管460结合而形成一个簇射头，中间板420、绝缘部件450与下部板430彼此结合而形成另一簇射头。通过这些簇射头彼此积层结合而可在分配部400形成双重结构的簇射头。
即，分配部400可具备多个簇射头，多个簇射头可彼此结合成多重结构或多层结构。例如，如上所述，分配部400可具备彼此结合的两个簇射头，以便构成双重结构。
分配部400可在内部形成特定的空间。形成在分配部400内部的特定空间可包含彼此独立的第一区域S1及第二区域S2。详细而言，可在上部板410与中间板420之间具备第二区域S2，可在中间板420与下部板430之间具备第一区域S1。可向第一区域S1供给第一制程气体，可向第二区域S2供给第二制程气体。
中间板420及下部板430由导电性材质形成而可用作上部电极及下部电极。由此，可在具备在所述中间板420与下部板430之间的第一区域S1产生等离子体。即，分配部400可将供给在第一区域S1的制程气体活化成等离子体状态。
另一方面，可向第二区域S2供给通过第二气体供给管320而活化成等离子体状态的制程气体，可通过由绝缘材质形成的多个连接管460而将所述活化成等离子体状态的制程气体供给到基板10。
如上所述，在分配部400的内部及供给部300的内部产生等离子体而供给到基板10，故而可不会在基板10附近产生等离子体。由此，可防止因产生等离子体引起的基板10的损伤。
第一气体供给管310可贯通上部板410的中心部而延伸。可贯通上部板410的边缘部而装设第二气体供给管320。上部板410可在末端以向下突出的方式形成凸缘，可在上部板410的凸缘下端结合中间板420。
可贯通中间板420的中心部而装设第一气体供给管310。中间板420具备分别装设多个连接管460的多个贯通孔421。中间板420可在末端以向上突出的方式形成凸缘，可在中间板420的凸缘上端结合上部板410的凸缘下端。
下部板430可通过绝缘部件450而结合到中间板420。下部板430可具备多个喷射孔431。产生在第一区域S1的制程气体的等离子体可通过多个喷射孔431中的与第一区域S1相接的喷射孔而喷射到基板10。
另一方面，供给到第二区域S2的制程气体的等离子体可在通过连接管460后，通过多个喷射孔431中的与连接管460相接的喷射孔而供给到基板10上。
扩散板440可分别与上部板410及中间板420隔开，装设到上部板410的凸缘内周面或中间板420的凸缘内周面。可通过扩散板440而将第二区域S2划分为上部与下部。例如，制程气体可供给到第二区域S2的上部，通过扩散板440的贯通孔441而均匀地扩散或分散到第二区域S2的下部。另一方面，第一气体供给管310可贯通扩散板440的中心部而延伸。
所述多个板及扩散板440可与基板10的形状对应。例如，在基板10为圆板形状的情况下，多个板及扩散板440可为圆板形状。或者，在基板10为四边板形状的情况下，多个板及扩散板440可为四边板形状。
绝缘部件450例如可形成为具有特定高度的环形状，能够以连接中间板420的末端与下部板430的末端的方式装设。绝缘部件450可将中间板420与下部板430间的间隔保持为所期望的间隔，可使所述中间板420与下部板430之间绝缘。
多个连接管460的上端可分别装设到中间板420的贯通孔421，下端可装设到具备在下部板430的多个喷射孔431中的一部分。由此，可不受产生在第一区域S1的制程气体的等离子体的干涉而将供给在第二区域S2的制程气体的等离子体喷射到下部板430的下侧。此时，与多个连接管460的下端相接的喷射孔和与第一区域S1相接的喷射孔可彼此邻接且均匀地分布而定位，以便第一制程气体的等离子体及第二制程气体的等离子体均匀地喷射到下部板430的下侧。
如图5所示，喷射孔431的内周面可形成为锥形(cone type)，出口部431b的宽度小于入口部431a的宽度。此时，在将喷射孔的出口部的尺寸d2设为1时，喷射孔的入口部的尺寸d1可为1.1至3。在此情况下，喷射孔的入口部的尺寸d1越接近3，则可使喷射孔431的文氏效果越增大。另一方面，在将喷射孔的出口部的尺寸d2设为1时，如果喷射孔的入口部的尺寸d1超过3，则会难以加工及制作喷射孔431。
通过喷射孔431的上述结构，在从相对为高压状态的分配部的内侧1向相对为低压状态的分配部的下侧2喷射制程气体的等离子体时，可按照所期望的程度减少喷射压力，可按照所期望的程度增加喷射速度，可按照所期望的程度增加有效喷射面积。
即，在向形成有低压环境的空间喷射制程气体的等离子体时，可向喷射孔的出口部431b的下方均匀且广泛地喷射制程气体的等离子体。因此，即便在使喷射孔的出口部431b与基板间的间隔充分地变窄为所期望的间隔的状态下，也可将制程气体的等离子体均匀地扩散到形成有低压环境的基板上，可防止在基板上产生无用空间(dead space)。例如，在使喷射孔的出口部与基板间的间隔充分地变窄为约10cm左右的间隔的状态下，可将制程气体的等离子体均匀地扩散到形成有低压环境的基板上。此时，喷射孔的出口部与基板间的间隔可除上述数值以外根据想要形成在基板上的薄膜或想要从基板上去除的薄膜的配方(recipe)而为各种数值。
如图6(a)所示，所述锥形内周面是指在沿延伸方向垂直切割喷射孔431时，所述喷射孔的剖面可形成为以特定角度倾斜的直线形状的内周面。
另一方面，参照图6(a)至图6(f)，本发明的实施例的喷射孔431的结构可实现各种变更。以下，详细地对本发明的变形例的喷射孔431的结构进行说明。
本发明的变形例的喷射孔431可在内周面包含沿上下方向排列而彼此连接的多个倾斜面，多个倾斜面中的至少任一倾斜面的倾斜度可与多个倾斜面中的至少另一倾斜面不同。如上所述，在本发明的变形例中，可使倾斜面的倾斜度一部分或全部不同而调节通过喷射孔431的流量特性及形成在喷射孔的出口部431b正下方的流量特性。
例如，参照图6(b)，本发明的第一变形例的喷射孔431中，位于相对上侧的倾斜面的倾斜度可小于位于相对下侧的倾斜面的倾斜度。
并且，参照图6(c)，本发明的第二变形例的喷射孔431中，位于相对上侧的倾斜面的倾斜度可大于位于相对下侧的倾斜面的倾斜度。
参照图6(d)至图6(f)，本发明的其他变形例的喷射孔431的内周面可形成为文氏形(venturi type)。此时，所述文氏形的内周面是指在沿延伸方向垂直切割喷射孔431时，所述喷射孔的剖面可形成为以特定角度倾斜的曲线形状的内周面。
例如，参照图6(d)，本发明的第三变形例的喷射孔431的内周面形成为文氏形，此时喷嘴喉部可形成在喷射孔的出口部431b。此处，喷嘴喉部是指在喷射孔431的上下方向的整个区域内，内径最窄的区域。即，在此情况下，喷射孔431的内径尺寸可在出口部431b最小。
并且，参照图6(e)，本发明的第四变形例的喷射孔431的内周面形成为文氏形，此时喷嘴喉部可从喷射孔431的出口部向上侧隔开而形成。即，在此情况下，喷射孔431的内径尺寸可在出口部431b与入口部431a之间的特定位置最小。
在以此方式形成文氏形的喷射孔431时，在喷嘴喉部的位置发生变化的情况下，通过喷射孔431的流量特性及形成在喷射孔的出口部431b正下方的流量特性也会发生变化。
另一方面，在上述本发明的第三变形例的情况及本发明的第四变形例的情况下，喷射孔431的内周面均呈越从上侧朝向下侧则倾斜度越增加的结构。相反地，参照图6(f)，本发明的第五变形例的喷射孔431的内周面形成为文氏形，此时内周面可呈越从上侧朝向下侧则倾斜度越减小的结构。
如上所述，在本发明的实施例及变形例中，通过对喷射孔431的内周面结构进行各种变更，可将喷射孔的出口部正下方的流量控制成各种所期望的流量。
另一方面，虽未图示，但本发明的实施例及变形例的喷射孔431能够以沿上下方向贯通喷射孔431的中心部的孔中心轴(未图示)为中心而不同地形成左右侧的内周面倾斜度。
例如，在垂直切割喷射孔431而观察剖面时，以孔中心轴为中心而处于左侧的内周面的倾斜度与处于右侧的内周面的倾斜度可不同。即，能够以孔中心轴为中心而喷射孔431的内周面的左侧区域的倾斜度大于喷射孔431的内周面的右侧区域的倾斜度、或喷射孔431的内周面的左侧区域的倾斜度小于喷射孔431的内周面的右侧区域的倾斜度。此时，相邻的喷射孔间的内周面的倾斜度形成图案也可不同。
并且，虽未图示，但本发明的实施例及变形例的喷射孔431能够以沿上下方向贯通分配部400的中心部的板中心轴(未图示)为中心而不同地形成左侧的喷射孔的内周面倾斜度与右侧的喷射孔的内周面倾斜度。
例如，在垂直切割下部板430而观察剖面时，可为以板中心轴为中心而位于左侧的喷射孔中，分别以孔中心轴为中心而处于左侧的内周面的倾斜度大于处于右侧的内周面的倾斜度，以板中心轴为中心而位于右侧的喷射孔中，分别以孔中心轴为中心而处于右侧的内周面倾斜度大于处于左侧的内周面倾斜度。或者，可为以板中心轴为中心而位于左侧的喷射孔中，分别以孔中心轴为中心而处于右侧的内周面的倾斜度大于处于左侧的内周面的倾斜度，以板中心轴为中心而位于右侧的喷射孔中，分别以孔中心轴为中心而处于左侧的内周面的倾斜度大于处于右侧的内周面的倾斜度。
并且，虽未图示，但本发明的实施例及变形例的喷射孔431可不同地形成相对接近沿上下方向贯通分配部400的中心部的板中心轴(未图示)的喷射孔的内周面的倾斜度、与相对远离板中心轴的喷射孔的内周面的倾斜度。
例如，在垂直切割下部板430而观察剖面时，以板中心轴为中心而位于接近板中心轴的特定区域的喷射孔的内周面的倾斜度可大于位于远离板中心轴的特定区域的喷射孔的内周面的倾斜度。或者，以板中心轴为中心而位于接近板中心轴的特定区域的喷射孔的内周面的倾斜度可小于位于远离板中心轴的特定区域的喷射孔的内周面的倾斜度。
如上所述，在本发明的实施例及变形例中，通过进一步对喷射孔431的内周面的结构进行各种变更，不仅可将各喷射孔的出口部正下方的流量控制成各种所期望的流量，而且可将通过多个喷射孔431整体形成的分配部400正下方的流量控制成各种所期望的流量。
参照图3，第一等离子体产生器500以可将第一制程气体激发成等离子体状态的方式形成。可应用在第一等离子体产生器500的等离子体产生方式包含电容耦合等离子体(Capacitively Coupled Plasma，CCP)方式。
第一等离子体产生器500可包含：电极，具备在分配部400的一侧及另一侧；第一电源产生器510，对电极施加第一高频电源；及接地端子，对电极供给接地电源。电极可包含中间板420及下部板430。例如，可对中间板420供给第一高频电源，使下部板430接地，且可在具备在所述中间板420与下部板430之间的第一区域S1产生第一制程气体的等离子体。即，第一等离子体产生器500可将正在通过分配部400的第一区域S1的制程气体激发成等离子体状态。
第一电源产生器510可贯通腔室100而连接到中间板420，可对第一区域S1施加第一高频电源。接地端子可贯通腔室100而连接到下部板430，使下部板430接地以保持接地电位。
由此，在中间板420与下部板430之间形成电位差而可将通过第一区域S1的制程气体激发成等离子体状态。此时，为了激发成等离子体，中间板420与下部板430间的间隔例如可为3mm以上。在第一区域S1激发的制程气体的等离子体可通过下部板430的喷射孔431而喷射到基板10上。
第二等离子体产生器600以可将第二制程气体激发成等离子体状态的方式形成。此时，可应用在第二等离子体产生器600的等离子体产生方式可包含感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，ICP)方式、螺旋波(helicon)方式及远程等离子体方式中的任一方式。例如，螺旋波方式可应用在第二等离子体产生器600。
第二等离子体产生器600可包含：天线610，以分别包覆多个第二气体供给管320的方式形成；磁场产生用线圈620，具备在多个第二气体供给管320各自的周围；及第二电源产生器630，连接在天线610。
天线610可从第二电源产生器630接收第二高频电源而将正在通过第二气体供给管320的制程气体激发成等离子体状态。因此，第二等离子体产生器600可将正在通过第二气体供给管320的气体、例如第二制程气体激发成等离子体状态，激发成等离子体状态的气体可供给到分配部400的第二区域S2。
磁场产生用线圈620可形成磁场，以便通过等离子体而产生在第二气体供给管320的内部的自由基顺利地到达基板10。此时，第二气体供给管320内侧的磁场产生用线圈620可形成朝向基板10的磁场，第二气体供给管320外侧的磁场产生用线圈620向与朝向基板10的方向相反的方向形成磁场。通过所述方式，可将磁场密封到第二气体供给管320附近的特定空间。由此，可防止基板10因磁场而受损。
利用以此方式形成的基板处理装置，可在形成及蚀刻第二膜时防止基板因等离子体而受损。详细而言，在分配部400的内部及供给部300的内部产生等离子体而供给到基板10，故而不会在基板10附近产生等离子体而可防止因产生等离子体引起的基板10的损伤。
并且，利用以此方式形成的基板处理装置，可顺利地实施在第一膜的一面及汽缸孔的内部面形成第二膜的过程，可顺利地实施对形成在汽缸孔的入口部的第二膜的一部分进行蚀刻的过程。详细而言，可在分配部400的内部及供给部300的内部独立地形成含有不同成分的气体的等离子体而一同供给到基板10，由此可将所期望的成分的薄膜顺利地蒸镀到基板10的一面，可顺利地对形成在基板10的各种薄膜进行蚀刻。
并且，在利用以此方式形成的基板处理装置进行制程时，可使基板与簇射头间的间隙变窄，从而可减少制程气体、例如气体源消耗量，可在低压下应用原子层沉积制程而顺利地实施制程。
另一方面，像上述内容一样对应用本发明的实施例的基板处理方法的基板处理装置进行了说明，但应用本发明的实施例的基板处理方法的基板处理装置并不特别限定于上述实施例的构成及方式，可实现各种变更。即，在对本发明的实施例进行说明时，应用基板处理方法的基板处理装置并不限定于特定构成及方式，可在满足具备多重结构的簇射头而可对基板提供多个气体及多个气体的等离子体的范畴内实现各种构成及方式。
应明白本发明的所述实施例是用以说明本发明的实施例，并非用以限制本发明。并且，应注意本发明的所述实施例中所提出的构成及方式彼此结合或交替应用而变形为各种不同的形态，将这些变形例视为本发明的范畴。结果，本发明在权利要求书及与其等同的技术思想的范围内以各种不同的形态实现，本发明所属的技术领域内的技术人员应可理解可在本发明的技术思想的范围内实现各种实施例。
Claims (16)
1.一种基板处理方法，其特征在于，包括：
准备在一面形成有第一膜及汽缸孔的基板；
将所述基板安置于具备分别以等离子体状态供给多个气体的多个簇射头的腔室内部；
利用所述多个簇射头在所述第一膜的一面及所述汽缸孔的内部面形成第二膜；以及
对利用所述多个簇射头形成在所述汽缸孔的入口部的所述第二膜的一部分进行蚀刻。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于，在对所述第二膜的一部分进行蚀刻后，包含如下过程：
依序反复进行多次形成所述第二膜的过程及对所述第二膜的一部分进行蚀刻的过程，以对所述第二膜的厚度进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于：
所述第一膜包含含碳膜、含硅膜及石墨烯膜中的至少一种膜，所述汽缸孔的内部面包含含碳膜、含硅膜及石墨烯膜中的任一种膜。
4.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于：
所述第二膜包含介电膜，形成在所述汽缸孔的入口部的所述第二膜的一部分包含所述第二膜的突出物。
5.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，形成所述第二膜包含如下过程：
对所述基板的温度进行控制；
对安置有所述基板的腔室的内部压力进行控制；以及
将用以形成所述第二膜的所述多个气体各自的等离子体供给到所述基板。
6.根据权利要求5所述的基板处理方法，其特征在于：
通过形成在所述多个簇射头的多个喷射孔而将所述多个气体各自的等离子体同时或依序供给到所述基板，
所述多个气体各自的等离子体产生在所述腔室的外部或所述多个簇射头的内部。
7.根据权利要求6所述的基板处理方法，其特征在于：
所述多个喷射孔的出口部的面积小于所述多个喷射孔的入口部的面积。
8.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其特征在于，对所述第二膜的一部分进行蚀刻包含如下过程：
对所述基板的温度进行控制；
对安置有所述基板的腔室的内部压力进行控制；以及
将用以蚀刻所述第二膜的所述多个气体各自的等离子体供给到所述基板。
9.根据权利要求8所述的基板处理方法，其特征在于：
通过形成在所述多个簇射头的多个喷射孔而将所述多个气体各自的等离子体同时或依序供给到所述基板，
所述多个气体各自的等离子体产生在所述腔室的外部或所述多个簇射头的内部。
10.根据权利要求9所述的基板处理方法，其特征在于：
所述多个喷射孔的出口部的面积小于所述多个喷射孔的入口部的面积。
11.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于：
通过形成在所述多个簇射头的多个喷射孔而以等离子体状态将所述多个气体供给到所述基板上，
在将所述多个喷射孔的出口部的宽度设为1时，所述多个喷射孔的入口部的宽度为1.1至3。
12.根据权利要求1所述的基板处理方法，其特征在于：
通过形成在所述多个簇射头的多个喷射孔而以等离子体状态将所述多个气体供给到所述基板上，
所述多个喷射孔的内周面形成为锥形或文氏形。
13.根据权利要求12所述的基板处理方法，其特征在于：
在所述多个喷射孔的内周面形成为锥形时，
所述多个喷射孔的内周面包含沿上下方向排列而彼此连接的多个倾斜面，
所述多个倾斜面中的至少任一倾斜面的倾斜度与至少另一倾斜面的倾斜度不同。
14.根据权利要求13所述的基板处理方法，其特征在于：
所述多个倾斜面中，位于相对上侧的倾斜面的倾斜度大于位于相对下侧的倾斜面的倾斜度，或位于相对上侧的倾斜面的倾斜度小于位于相对下侧的倾斜面的倾斜度。
15.根据权利要求12所述的基板处理方法，其特征在于：
在所述多个喷射孔的内周面形成为文氏形时，
所述多个喷射孔的喷嘴喉部形成在所述多个喷射孔的出口部，或所述多个喷射孔的喷嘴喉部从所述多个喷射孔的出口部向上侧隔开而形成。
16.根据权利要求15所述的基板处理方法，其特征在于：
在所述多个喷射孔的内周面形成为文氏形时，
所述多个喷射孔的内周面从上侧朝向下侧时倾斜度增加，或所述多个喷射孔的内周面从上侧朝向下侧时倾斜度减小。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2016-0064732 | 2016-05-26 | ||
| KR1020160064732A KR20170133671A (ko) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | 기판 처리 방법 |
| KR1020160064730A KR101878665B1 (ko) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | 기판 처리 방법 |
| KR10-2016-0064730 | 2016-05-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107437503A true CN107437503A (zh) | 2017-12-05 |
Family
ID=60458247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610467283.XA Pending CN107437503A (zh) | 2016-05-26 | 2016-06-24 | 基板处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107437503A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110634768A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-31 | 三星显示有限公司 | 薄膜处理装置及其喷头和薄膜处理方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1568376A (zh) * | 2001-10-09 | 2005-01-19 | 应用材料有限公司 | 沉积材料层的方法 |
| CN101335192A (zh) * | 2007-06-27 | 2008-12-31 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置和喷淋头 |
| CN101416293A (zh) * | 2006-03-31 | 2009-04-22 | 应用材料股份有限公司 | 用于介电膜层的阶梯覆盖与图案加载 |
| US20120009785A1 (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-12 | Anand Chandrashekar | Depositing Tungsten Into High Aspect Ratio Features |
| CN202423238U (zh) * | 2011-12-23 | 2012-09-05 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种改善晶片处理均匀性的喷淋头 |
-
2016
- 2016-06-24 CN CN201610467283.XA patent/CN107437503A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1568376A (zh) * | 2001-10-09 | 2005-01-19 | 应用材料有限公司 | 沉积材料层的方法 |
| CN101416293A (zh) * | 2006-03-31 | 2009-04-22 | 应用材料股份有限公司 | 用于介电膜层的阶梯覆盖与图案加载 |
| CN101335192A (zh) * | 2007-06-27 | 2008-12-31 | 东京毅力科创株式会社 | 基板处理装置和喷淋头 |
| US20120009785A1 (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-12 | Anand Chandrashekar | Depositing Tungsten Into High Aspect Ratio Features |
| CN202423238U (zh) * | 2011-12-23 | 2012-09-05 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种改善晶片处理均匀性的喷淋头 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110634768A (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-31 | 三星显示有限公司 | 薄膜处理装置及其喷头和薄膜处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN207705142U (zh) | 电感耦合的等离子体源及包括其的半导体处理腔室 | |
| CN107435139A (zh) | 气体分配器及基板处理装置 | |
| CN108070846B (zh) | 气体供应单元及包括气体供应单元的基板处理装置 | |
| CN101523573B (zh) | 等离子体成膜装置和等离子体成膜方法 | |
| TWI761337B (zh) | 基板處理系統 | |
| US6851384B2 (en) | Remote plasma apparatus for processing substrate with two types of gases | |
| EP1230665B1 (en) | Plasma processing system with dynamic gas distribution control | |
| US20060096540A1 (en) | Apparatus to manufacture semiconductor | |
| JP2020529736A (ja) | 水平表面上におけるＳｉＮの選択的堆積 | |
| US20060196420A1 (en) | High density plasma chemical vapor deposition apparatus | |
| TW201824334A (zh) | 氧氣相容電漿源 | |
| TW201626483A (zh) | 用以抑制寄生電漿及減少晶圓內非均勻性的系統及方法 | |
| US6887341B2 (en) | Plasma processing apparatus for spatial control of dissociation and ionization | |
| TWI721227B (zh) | 成膜裝置及成膜方法 | |
| TW201443273A (zh) | 電漿處理室用氣體分配構件之形成方法 | |
| TW201705277A (zh) | 處理基底的設備、系統及方法 | |
| US11289308B2 (en) | Apparatus and method for processing substrate and method of manufacturing semiconductor device using the method | |
| JP2014003085A (ja) | プラズマエッチング方法及びプラズマ処理装置 | |
| KR20160108176A (ko) | Teos 옥사이드 막 증착 동안 심 효과를 최소화하기 위한 방법 및 장치 | |
| CN107437503A (zh) | 基板处理方法 | |
| TWI797833B (zh) | 用於使用電容耦合電漿的氧化矽間隙填充的沉積方法 | |
| TW202245006A (zh) | 在低溫度下含矽膜的電漿增強的沉積 | |
| JP2023535388A (ja) | ホウ素がドープされたシリコン材料を利用した集積プロセス | |
| WO2020022045A1 (ja) | エッチング方法及びエッチング装置 | |
| US20040261714A1 (en) | Plasma processing apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171205 |