CN114342047A - 基板处理装置、等离子体生成装置、半导体装置的制造方法以及程序 - Google Patents
基板处理装置、等离子体生成装置、半导体装置的制造方法以及程序 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114342047A CN114342047A CN201980099710.5A CN201980099710A CN114342047A CN 114342047 A CN114342047 A CN 114342047A CN 201980099710 A CN201980099710 A CN 201980099710A CN 114342047 A CN114342047 A CN 114342047A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- electrode
- substrate
- processing apparatus
- rod
- 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
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 125
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 82
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 66
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 215
- 239000010408 film Substances 0.000 description 104
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 97
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 28
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 24
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 20
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 16
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 15
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 12
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 6
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910007991 Si-N Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910006294 Si—N Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- WZUCGJVWOLJJAN-UHFFFAOYSA-N diethylaminosilicon Chemical compound CCN([Si])CC WZUCGJVWOLJJAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AWFPGKLDLMAPMK-UHFFFAOYSA-N dimethylaminosilicon Chemical compound CN(C)[Si] AWFPGKLDLMAPMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- MNWRORMXBIWXCI-UHFFFAOYSA-N tetrakis(dimethylamido)titanium Chemical compound CN(C)[Ti](N(C)C)(N(C)C)N(C)C MNWRORMXBIWXCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910016455 AlBN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017109 AlON Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100032047 Alsin Human genes 0.000 description 1
- 101710187109 Alsin Proteins 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003863 HfBN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004143 HfON Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015215 MoBN Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BIVNKSDKIFWKFA-UHFFFAOYSA-N N-propan-2-yl-N-silylpropan-2-amine Chemical compound CC(C)N([SiH3])C(C)C BIVNKSDKIFWKFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UOERHRIFSQUTET-UHFFFAOYSA-N N-propyl-N-silylpropan-1-amine Chemical compound CCCN([SiH3])CCC UOERHRIFSQUTET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019744 NbBN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020055 NbON Inorganic materials 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003697 SiBN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004535 TaBN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003071 TaON Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004200 TaSiN Inorganic materials 0.000 description 1
- SEQDDYPDSLOBDC-UHFFFAOYSA-N Temazepam Chemical compound N=1C(O)C(=O)N(C)C2=CC=C(Cl)C=C2C=1C1=CC=CC=C1 SEQDDYPDSLOBDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010282 TiON Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008482 TiSiN Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007950 ZrBN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006252 ZrON Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001664 diethylamino group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])N(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- NPEOKFBCHNGLJD-UHFFFAOYSA-N ethyl(methyl)azanide;hafnium(4+) Chemical compound [Hf+4].CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C NPEOKFBCHNGLJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRLSISLWUNZOOB-UHFFFAOYSA-N ethyl(methyl)azanide;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C.CC[N-]C SRLSISLWUNZOOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PDPJQWYGJJBYLF-UHFFFAOYSA-J hafnium tetrachloride Chemical compound Cl[Hf](Cl)(Cl)Cl PDPJQWYGJJBYLF-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N isoniazide Chemical compound NNC(=O)C1=CC=NC=C1 QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- VYIRVGYSUZPNLF-UHFFFAOYSA-N n-(tert-butylamino)silyl-2-methylpropan-2-amine Chemical compound CC(C)(C)N[SiH2]NC(C)(C)C VYIRVGYSUZPNLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SSCVMVQLICADPI-UHFFFAOYSA-N n-methyl-n-[tris(dimethylamino)silyl]methanamine Chemical compound CN(C)[Si](N(C)C)(N(C)C)N(C)C SSCVMVQLICADPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHJCYBLQMDWLOC-UHFFFAOYSA-N n-methyl-n-silylmethanamine Chemical compound CN(C)[SiH3] AHJCYBLQMDWLOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N trichloro(trichlorosilyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)[Si](Cl)(Cl)Cl LXEXBJXDGVGRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GIRKRMUMWJFNRI-UHFFFAOYSA-N tris(dimethylamino)silicon Chemical compound CN(C)[Si](N(C)C)N(C)C GIRKRMUMWJFNRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEDJZFSRVVQBIL-UHFFFAOYSA-N trisilane Chemical compound [SiH3][SiH2][SiH3] VEDJZFSRVVQBIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32522—Temperature
-
- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32559—Protection means, e.g. coatings
-
- 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
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
-
- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32541—Shape
-
- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
-
- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32715—Workpiece holder
- H01J37/32724—Temperature
-
- 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
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/332—Coating
-
- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32733—Means for moving the material to be treated
- H01J37/32743—Means for moving the material to be treated for introducing the material into processing chamber
-
- 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
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32733—Means for moving the material to be treated
- H01J37/32788—Means for moving the material to be treated for extracting the material from the process chamber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
本发明提供一种能够降低针对多个基板的基板处理性能的偏差的技术。该技术具备:反应管,其具有处理基板的处理室和形成等离子体的缓冲室;以及加热装置,其对反应管进行加热,在缓冲室具备:被施加高频电力且长度不同的至少两个施加电极;被赋予基准电位的基准电极;以及保护施加电极和基准电极的电极保护管。
Description
技术领域
本公开涉及基板处理装置、等离子体生成装置、半导体装置的制造方法以及程序。
背景技术
作为半导体装置的制造工序的一工序,具有如下基板处理的工序:通过等离子体使原料气体、反应气体等活化并供给至容纳于基板处理装置的处理室内的基板,在基板上形成绝缘膜、半导体膜、导体膜等各种膜,或者除去各种膜。
在形成有精细图案的量产设备中,为了抑制杂质的扩散、或者为了能够使用有机材料等耐热性低的材料,要求处理温度的低温化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-92637号公报
发明内容
发明所要解决的课题
为了解决这样的问题,一般使用等离子体进行基板处理,但在同时处理多个基板的情况下,需要等离子体或经由其生成的活性种对于各基板为相同的供给量。在将等离子体限制在被称为缓冲室的空间,穿过孔向多个基板供给活性种的情况下,对于附近有广阔空间的基板,容易产生活性种的供给不足,有时基板间处理性能不同。
本公开的目的在于提供一种能够降低针对多个基板的基板处理性能的偏差的技术。
用于解决课题的方案
根据本公开的一方案,提供一种技术,其具备:反应管,其具有处理基板的处理室和形成等离子体的缓冲室;以及加热装置,其加热上述反应管,在上述缓冲室具备:被施加高频电力且长度不同的至少两个施加电极;被赋予基准电位的基准电极;以及保护上述施加电极和上述基准电极的电极保护管。
发明效果
根据本公开,能够提供对多个基板同时发挥相同的基板处理性能的技术。
附图说明
图1是适用于本公开的实施方式的基板处理装置的立式处理炉的概略结构图,是利用纵剖面表示处理炉部分的图。
图2是图1所示的基板处理装置的A-A剖视图。
图3是用于说明适用于本公开的实施方式的基板处理装置的缓冲构造的横剖面放大图。
图4是用于说明适用于本公开的实施方式的基板处理装置的缓冲构造的示意图。
图5的(a)是用于说明适用于本公开的另一个实施方式的基板处理装置的缓冲构造的示意图,(b)是用于说明适用于本公开的另一个实施方式的基板处理装置的缓冲构造的示意图的纵剖面。
图6是图1所示的基板处理装置的控制器的概略结构图,是表示控制器的控制系的一例的框图。
图7是表示使用了图1所示的基板处理装置的基板处理工艺的一例的流程图。
图8是用于说明适用于本公开的实施方式的基板处理装置的立式处理炉的变形例1的概略横剖视图。
图9是用于说明适用于本公开的实施方式的基板处理装置的立式处理炉的变形例2的概略横剖视图。
图10是用于说明适用于本公开的实施方式的基板处理装置的立式处理炉的变形例3的概略横剖视图。
具体实施方式
以下,参照图1至图5对本公开的实施方式进行说明。
(1)基板处理装置的结构
(加热装置)
如图1所示,处理炉202具有作为加热装置(加热机构)的加热器207。加热器207为圆筒形状,通过支撑于作为保持板的加热器底座(未图示)而垂直地安装。如后述地,加热器207也作为利用热使气体活性化(激励)的活性化机构(激励部)发挥作用。
(处理室)
在加热器207的内侧与加热器207同心圆状地配设有反应管203。反应管203例如由石英(SiO2)、碳化硅(SiC)等耐热性材料构成,且形成为上端封闭、下端开口的圆筒形状。在反应管203的下方与反应管203同心圆状地配设有歧管209。歧管209例如由不锈钢(SUS)等金属构成,且形成为上端及下端开口的圆筒形状。歧管209的上端部卡合于反应管203的下端部,构成为支撑反应管203。在歧管209与反应管203之间设有作为密封部件的O形环220a。歧管209支撑于加热器底座,由此反应管203为垂直安装的状态。主要由反应管203和歧管209构成了处理容器(反应容器)。在处理容器的筒中空部形成有处理室201。处理室201构成为能够容纳多张作为基板的晶圆200。此外,处理容器不限于上述结构,有时也仅将反应管203称为处理容器。
(气体供给部)
在处理室201内以贯通歧管209的侧壁的方式设有喷嘴249a、249b。在喷嘴249a、249b分别连接有气体供给管232a、232b。这样,在处理容器设有两个喷嘴249a、249b和两根气体供给管232a、232b,能够向处理室201内供给多种气体。此外,在仅将反应管203作为处理容器的情况下,喷嘴249a、249b也可以设为贯通反应管203的侧壁。
在气体供给管232a、232b,自上游方向起,依次分别设有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)241a、241b及作为开闭阀的阀243a、243b。在气体供给管232a、232b的比阀243a、243b靠下流侧分别连接有供给不活性气体的气体供给管232c、232d。在气体供给管232c、232d,从上游方向起依次分别设有MFC241c、241d及阀243c、243d。
如图2所示,喷嘴249a设为,在反应管203的内壁与晶圆200之间的空间沿着从反应管203的内壁的下部到上部朝向晶圆200的装载方向上方立起。即,喷嘴249a设为,在排列(载置)晶圆200的晶圆排列区域(载置区域)的侧方的水平包围晶圆排列区域的区域沿着晶圆排列区域。即,喷嘴249a在搬入到处理室201内的各晶圆200的端部(周缘部)的侧方沿与晶圆200的表面(平坦面)垂直的方向设置。在喷嘴249a的侧面设有供给气体的气体供给孔250a。气体供给孔250a以朝向反应管203的中心的方式开口,能够朝向晶圆200供给气体。气体供给孔250a从反应管203的下部到上部设有多个,分别具有相同的开口面积,而且以相同的开口间距设置。
在气体供给管232b的前端部连接有喷嘴249b。喷嘴249b设于作为气体分散空间的缓冲室237内。如图2所示,缓冲室237在反应管203的内壁与晶圆200之间的俯视下为圆环状的空间且反应管203的内壁的下部到上部的部分沿着晶圆200的装载方向设置。即,在晶圆排列区域的侧方的水平包围晶圆排列区域的区域以沿着晶圆排列区域的方式由缓冲构造(隔壁)300形成缓冲室237。缓冲构造300由石英或SiC等作为耐热材料的绝缘物构成,在缓冲构造300的形成为圆弧状的壁面形成有供给气体的气体供给口302、304、306。如图2及图3所示,气体供给口302、304、306在与后述的棒状电极269、270之间的等离子体生成区域224a、棒状电极270、271之间的等离子体生成区域224b、棒状电极271与喷嘴249b之间的区域对置的壁面的位置分别以朝向反应管203的中心的方式开口,能够朝向晶圆200供给气体。气体供给口302、304、306从反应管203的下部到上部设置有多个,分别具有相同的开口面积,而且以相同的开口间距设置。
喷嘴249b设为,沿着从反应管203的内壁的下部到上部,朝向晶圆200的装载方向上方立起。即,喷嘴249b设为,在缓冲构造300的内侧且排列晶圆200的晶圆排列区域的侧方的水平包围晶圆排列区域的区域沿着晶圆排列区域。即,喷嘴249b在搬入到处理室201内的晶圆200的端部的侧方沿与晶圆200的表面垂直的方向设置。在喷嘴249b的侧面设有供给气体的气体供给孔250b。气体供给孔250b以朝向缓冲构造300的相对于形成为圆弧状的壁面沿径向形成的壁面的方式开口,能够朝向壁面供给气体。由此,反应气体在缓冲室237内分散,不会直接吹向棒状电极269~271,可抑制微粒的产生。气体供给孔250b与气体供给孔250a同样地从反应管203的下部到上部设有多个。
这样,在本实施方式中,经由配置于由反应管203的侧壁的内壁和排列于反应管203内的多个晶圆200的端部定义的俯视下为圆环状的纵长的空间内、即圆筒状的空间内的喷嘴249a、249b及缓冲室237输送气体。然后,从在喷嘴249a、249b及缓冲室237分别开口的气体供给孔250a、250b、气体供给口302、304、306在晶圆200的附近首次向反应管203内喷出气体。而且,将反应管203内的气体的主流设为与晶圆200的表面平行的方向、即,水平方向。通过这样构成,能够向各晶圆200均匀地供给气体,能够提高形成于各晶圆200的膜的膜厚的均匀性。在晶圆200的表面上流动的气体、即反应后的残余气体朝向排气口、即后述的排气管231的方向流动。但是,该残余气体流的方向根据排气口的位置适当特定,并不限定于垂直方向。
将例如含有作为预定元素的硅(Si)的硅烷原料气体作为含有预定元素的原料从气体供给管232a经由MFC241a、阀243a、喷嘴249a供给至处理室201内。
硅烷原料气体是指气体状态的硅烷原料,例如,通过将常温常压下为液体状态的硅烷原料气化而得到的气体、常温常压下为气体状态的硅烷原料等。本说明书中使用“原料”这一词语的情况有时是指“液体状态的液体原料”,有时是指“气体状态的原料气体”,有时是指它们双方。
作为硅烷原料气体,例如能够使用含有Si及氨基(胺基)的原料气体、即,氨基硅烷原料气体。氨基硅烷原料是指具有氨基的硅烷原料,另外,也是指具有甲基、乙基、丁基等烷基的硅烷原料,是指至少含有Si、氮(N)以及碳(C)的原料。即,在此所说的氨基硅烷原料也可以说是有机系的原料,也可以说是有机氨基硅烷原料。
作为氨基硅烷原料气体,例如能使用双(叔丁基氨基)硅烷(SiH2[NH(C4H9)]2、简称:BTBAS)气体。BTBAS可以是说在一分子中含有一个Si,具有Si-N结合、N-C结合且不具有Si-C结合的原料气体。BTBAS气体作为Si源发挥作用。
在使用如BTBAS地在常温常压下为液体状态的液体原料的情况下,通过气化器、起泡器等气化系统将液体状态的原料气化,作为硅烷原料气体(BTBAS气体等)而供给。
将例如含氧(O)气体作为化学构造与原料不同的反应体(反应物)从气体供给管232b经由MFC241b、阀243b、喷嘴249b供给至处理室201内。
含O气体作为氧化剂(氧化气体)、即,O源发挥作用。作为含O气体,例如,能够使用氧(O2)气体、水蒸汽(H2O气体)等。使用O2气体作为氧化剂的情况下,例如使用后述的等离子体源对该气体进行等离子体激励,作为激励气体(O2 *气体)而供给。
将例如氮(N2)气体作为不活性气体从气体供给管232c、232d分别经由MFC241c、241d、阀243c、243d、喷嘴249a、249b供给至处理室201内。
主要由气体供给管232a、MFC241a、阀243a构成作为第一气体供给系统的原料供给系统。主要由气体供给管232b、MFC241b、阀243b构成作为第二气体供给系统的反应体供给系统(反应物供给系统)。主要由气体供给管232c、232d、MFC241c、241d、阀243c、243d构成不活性气体供给系统。也将原料供给系统、反应体供给系统以及不活性气体供给系统简称为气体供给系统(气体供给部)。
(基板支撑件)
如图1所示,作为基板支撑件(基板支撑部)的晶舟217构成为,将多个、例如25~200个晶圆200以水平姿势、且以彼此中心对齐的状态在垂直方向上整齐地支撑多层,即,隔开间隔排列。晶舟217由例如石英、SiC等耐热性材料构成。在晶舟217的下部支撑有多层由例如石英、SiC等耐热性材料构成的隔热板218。通过该结构,来自加热器207的热难以向密封帽219侧传递。但是,本实施方式并不限定于这样的方式。例如,也可以在晶舟217的下部不设置隔热板218,而设置由石英、SiC等耐热性材料构成的构成为筒状的部件的隔热筒。
(等离子体生成部)
接下来,使用图1至图4对等离子体生成部进行说明。
如图2所示,等离子体使用电容耦合等离子体(Capacitively Coupled Plasma、简称:CCP),且在供给反应气体时在由石英等制造的真空隔壁、即缓冲室237的内部生成。
在本实施方式的一例中,如图3及图4所示,在缓冲室237内,从反应管203的下部到上部,沿着晶圆200的装载方向配设有由导电体构成且具有细长的构造的三个棒状电极269、270、271。棒状电极269、270、271分别与喷嘴249b平行地设置。棒状电极269、270、271分别通过从上部到下部被电极保护管275覆盖而被保护。电极保护管275由保护棒状电极269和271双方且在缓冲室237内的上部具有U字形状的石英管和保护棒状电极270的石英管构成。在本方式中,在缓冲室237内,上述的两个石英管在其上部连接而一体化,但也可以是各自分离的方式,另外,也可以是以使棒状电极269和270不接触的方式在其连接部具有相对于棒状电极270成为止动件的颈缩形状的方式。棒状电极269从电极保护管275的下部插入并在上述的U字形状的弯曲部折返,配置成其前端部位于电极保护管275的上部。即,在与棒状电极269的插入方向相反的方向上成为U字形状。另外,棒状电极270配置成其前端部位于电极保护管275的上部,棒状电极271配置成其前端部位于电极保护管275的下部。棒状电极269和棒状电极271的长度不同,更详细而言,在晶圆200的装载方向上长度不同,例如,棒状电极269比棒状电极271长。另外,棒状电极269的前端部和棒状电极271的前端部隔开间隔配置。棒状电极269的前端部位于电极保护管275的上部侧,但能够通过使前端部向上方移动而缩短、或者向下方移动而增长来调整长度。棒状电极271的前端部位于电极保护管275的下部侧,但能够通过使前端部向上方移动而增长、或者向下方移动而缩短来调整长度。即,棒状电极269及棒状电极271能够在棒状电极269和棒状电极271不接触的范围内调整长度。
在本实施方式的另一例中,如图3及图5所示,在缓冲室237内,从反应管203的下部至上部,沿着晶圆200的装载方向配设有由导电体构成且具有细长的构造的三个棒状电极269、270、271。棒状电极269、270、271分别与喷嘴249b平行地设置。棒状电极269、270、271分别通过从上部至下部被电极保护管275覆盖而被保护。电极保护管275由保护棒状电极269且跨缓冲室237的上部的内外具有U字形状的石英管和将棒状电极270、271分别保护的石英管构成。在本方式中,在缓冲室237内,上述的多个石英管在其上部连接而一体化,但也可以是各自分离的方式。棒状电极269在反应管203的外侧从电极保护管275的下部插入并在上述的U字形状的弯曲部折返,配置成其前端部位于电极保护管275的上部。即,在与棒状电极269的插入方向相反的方向上成为U字形状。另外,棒状电极270配置成其前端部位于电极保护管275的上部,棒状电极271配置成其前端部位于电极保护管275的下部。棒状电极269和棒状电极271的长度不同,更详细而言,在晶圆200的装载方向上长度不同,例如,棒状电极269比棒状电极271长。另外,棒状电极269的前端部位于电极保护管275的上部侧,但能够通过使前端部向上方移动而缩短、或者向下方移动而增长来调整长度。棒状电极271的前端部位于电极保护管275的下部侧,但能够通过使前端部向上方移动而增长、或者向下方移动而缩短来调整长度。在本方式中,棒状电极269仅插入了一个,但也可以从电极保护管275的下部插入另一个短的电极,且以使其前端部位于电极保护管275的下部的方式配合配置。
在上述的两个实施方式中都如图2所示地,棒状电极269、270、271中的配置于两端的作为施加电极的棒状电极269、271经由整合器272连接于高频电源273而被施加高频电力,作为基准电极的棒状电极270连接于作为基准电位的大地,接地而被赋予基准电位。即,连接于高频电源273的棒状电极和接地的棒状电极交替配置,配置于连接于高频电源273的棒状电极269、271之间的棒状电极270作为接地的棒状电极被棒状电极269、271共通地使用。换言之,接地的棒状电极270配置成被相邻的连接于高频电源273的棒状电极269、271夹着,棒状电极269和棒状电极270、同样地,棒状电极271和棒状电极270分别成对,生成等离子体。也就是说,接地的棒状电极270被与棒状电极270相邻的两个连接于高频电源273的棒状电极269、271共通地使用。由此,能够减少基准电极的个数。而且,通过从高频电源273向棒状电极269、271施加高频(RF)电力,在棒状电极269、270之间的等离子体生成区域224a、棒状电极270、271之间的等离子体生成区域224b生成等离子体。主要由棒状电极269、270、271、电极保护管275构成作为等离子体源的等离子体生成部(等离子体生成装置)。也可以考虑将整合器272、高频电源273包含到等离子体源中。如后述地,等离子体源作为对气体进行等离子体激励、即激励(活性化)成等离子体状态的等离子体激励部(活性化机构)发挥作用。关于施加电极,对棒状电极269、271这两个的例进行了说明,但施加电极只要至少是两个即可。
电极保护管275构成为,能够在将棒状电极269、270、271分别与缓冲室237内的气体介质隔离的状态下插入缓冲室237内。若电极保护管275的内部的O2浓度与外部气体(大气)的O2浓度大致相同,则分别插入到电极保护管275内的棒状电极269、270、271会因加热器207产生的热而被氧化。因此,通过预先在电极保护管275的内部填充N2气体等不活性气体、或者使用不活性气体净化机构利用N2气体等不活性气体对电极保护管275的内部进行净化,能够降低电极保护管275的内部的O2浓度,防止棒状电极269、270、271的氧化。
(排气部)
如图1所示,在反应管203设有排出处理室201内的气体介质的排气管231。在排气管231,经由检测处理室201内的压力的作为压力检测器(压力检测部)的压力传感器245及作为排气阀(压力调整部)的APC(Auto Pressure Controller)阀244连接有作为真空排气装置的真空泵246。APC阀244构成为,通过在使真空泵246工作的状态下对发进行开闭,能够进行处理室201内的真空排气及真空排气停止,进一步地,通过在使真空泵246工作的状态下,基于由压力传感器245检测出的压力信息对阀开度进行调节,能够对处理室201内的压力进行调整。主要由排气管231、APC阀244、压力传感器245构成排气系统。也可以考虑将真空泵246包括到排气系统中。排气管231不限于设于反应管203的情况,也可以与喷嘴249a、249b同样地设于歧管209。
(周边装置)
在歧管209的下方设有能够气密地封闭歧管209的下端开口的作为炉口盖体的密封帽219。密封帽219构成为从垂直方向下侧抵接于歧管209的下端。密封帽219例如由SUS等金属构成,并形成为圆盘状。在密封帽219的上表面设有与歧管209的下端抵接的作为密封部件的O形环220b。
在密封帽219的与处理室201相反的侧设置有使晶舟217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255贯通密封帽219连接于晶舟217。旋转机构267构成为通过使晶舟217旋转而使晶圆200旋转。密封帽219构成为通过垂直地设置于反应管203的外部的作为升降机构的晶舟升降机115在垂直方向上升降。晶舟升降机115构成为,通过使密封帽219升降,能够在处理室201内外将晶舟217搬入及搬出。
晶舟升降机115作为将晶舟217即晶圆200在处理室201内外搬送的搬送装置(搬送机构)而构成。另外,在歧管209的下方设有能够在通过晶舟升降机115使密封帽219下降的期间将歧管209的下端开口气密地封闭的作为炉口盖体的闸门219s。闸门219s由例如SUS等金属构成,形成为圆盘状。在闸门219s的上表面设有与歧管209的下端抵接的作为密封部件的O形环220c。闸门219s的开闭动作(升降动作、转动动作等)由闸门开闭机构115s控制。
在反应管203的内部设置有作为温度检测器的温度传感器263。通过基于由温度传感器263检测出的温度信息调整对加热器207的通电状况,使处理室201内的温度成为所期望的温度分布。温度传感器263与喷嘴249a、249b同样地沿着反应管203的内壁设置。
(控制装置)
接着,使用图6对控制装置进行说明。如图6所示,作为控制部(控制装置)的控制器121构成为具备CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、存储装置121c、I/O端口121d的计算机。RAM121b、存储装置121c、I/O端口121d构成为能够经由内部总线121e与CPU121a进行数据交换。在控制器121连接有构成为例如触控面板等的输入/输出装置122。
存储装置121c由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive)等构成。在存储装置121c内可读出地存储有控制基板处理装置的动作的控配程序、记载有后述的成膜处理的顺序、条件等的工艺配方。工艺配方是将后述的各种处理(成膜处理)中的各顺序以能够使控制器121执行而得到预定的结果的方式组合而成的配方,作为程序发挥作用。以下,将工艺配方、控配程序等总称地简称为程序。另外,也将工艺配方简称为配方。在本说明书中使用程序这一词语的情况下,具有仅包括配方单体的情况、仅包括控配程序单体的情况,以及包括它们双方的情况。RAM121b构成为暂时保存由CPU121a读出的程序、数据等的存储器区域(工作区)。
I/O端口121d连接于上述的MFC241a~241d、阀243a~243d、压力传感器245、APC阀244、真空泵246、加热器207、温度传感器263、旋转机构267、晶舟升降机115、闸门开闭机构115s、高频电源273等。
CPU121a构成为,从存储装置121c读出控配程序并执行,并且根据来自输入/输出装置122的操作指令的输入等从存储装置121c读出配方。CPU121a构成为,按照读出的配方的内容,控制旋转机构267的控制、MFC241a~241d对各种气体的流量调整动作、阀243a~243d的开闭动作、APC阀244的开闭动作及基于压力传感器245由APC阀244进行的压力调整动作、真空泵246的启动及停止、基于温度传感器263的加热器207的温度调整动作、旋转机构267对晶舟217的正反旋转、旋转角度及旋转速度调节动作、晶舟升降机115对晶舟217的升降动作、闸门开闭机构115s对闸门219s的开闭动作、高频电源273的电力供给等。
控制器121能够通过将存储于外部存储装置(例如,硬盘等磁盘、CD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器等半导体存储器)123的上述的程序安装于计算机而构成。存储装置121c、外部存储装置123构成为计算机可读的存储介质。以下,将它们总称地简称为存储介质。在本说明书中使用存储介质这一词语的情况下,具有仅包括存储装置121c单体的情况、仅包括外部存储装置123单体的情况、或者包括它们双方的情况。此外,向计算机提供程序也可以不使用外部存储装置123,而使用网络、专线等通信方案。
(2)基板处理工序
使用上述的基板处理装置,作为半导体装置(设备)的制造工序的一工序,对在基板上形成膜的工艺例使用图7进行说明。在以下的说明中,构成基板处理装置的各部分的动作由控制器121控制。
在本说明书中,方便起见,有时将图7所示的成膜处理的顺序如下示出。
在以下的变形例、其它实施方式的说明中,也使用同样的表记。
本说明书中使用“晶圆”这一词语的情况下,具有指“晶圆本身”的情况、指“晶圆与形成于其表面的预定的层、膜等的层叠体”的情况。在本说明书中,使用“晶圆的表面”这一词语的情况下,具有指“晶圆本身的表面”的情况、指“形成于晶圆上的预定的层等的表面”的情况。在本说明书中记载为“在晶圆上形成预定的层”的情况下,具有指“在晶圆本身的表面上直接形成预定的层”的情况、指“在形成于晶圆上的层等上形成预定的层”的情况。
另外,在本说明书中使用“基板”这一词语的情况也与使用“晶圆”这一词语的情况同义。
(搬入步骤:S1)
当将多个晶圆200填装(晶圆装料)于晶舟217时,通过闸门开闭机构115s使闸门219s移动,将歧管209的下端开口开放(闸门开放)。然后,如图1所示,支撑有多个晶圆200的晶舟217被晶舟升降机115提升而向处理室201内搬入(晶舟装载)。在该状态下,成为密封帽219经由O形环220b将歧管209的下端密封的状态。
(压力/温度调整步骤:S2)
通过真空泵246进行真空排气(减压排气),以使处理室201的内部、即晶圆200存在的空间成为所期望的压力(真空度)。此时,处理室201内的压力由压力传感器245测定,基于该测定的压力信息,对APC阀244进行反馈控制。真空泵246至少在直至后述的成膜步骤结束的期间始终维持工作的状态。
另外,通过加热器207进行加热,以使处理室201内的晶圆200成为所期望的温度。此时,基于温度传感器263检测出的温度信息对向加热器207的通电状况进行反馈控制,以使处理室201内成为所期望的温度分布。加热器207对处理室201内的加热至少在直至后述的成膜步骤结束的期间持续进行。但是,在室温以下的温度条件下进行成膜步骤的情况下,也可以不进行加热器207对处理室201内的加热。此外,在仅进行这样的温度下的处理的情况下,不需要加热器207,也可以在基板处理装置不设置加热器207。在该情况下,能够简化基板处理装置的结构。
接着,开始通过旋转机构267使晶舟217及晶圆200的旋转。基于通过旋转机构267使晶舟217及晶圆200的旋转至少在直至后述的成膜步骤结束的期间持续进行。
(成膜步骤:S3、S4、S5、S6)
然后,通过依次执行步骤S3、S4、S5、S6进行成膜步骤。
(原料气体供给步骤:S3、S4)
在步骤S3中,对处理室201内的晶圆200供给BTBAS气体。
打开阀243a,向气体供给管232a内流通BTBAS气体。BTBAS气体由MFC241a进行调整流量,经由喷嘴249a从气体供给孔250a供给至处理室201内,并从排气管231排出。此时,对晶圆20供给BTBAS气体。此时,同时打开阀243c,向气体供给管232c内流通N2气体。N2气体由MFC241c进行调整流量,与BTBAS气体一同供给至处理室201内,并从排气管231排出。
另外,为了防止BTBAS气体向喷嘴249b内侵入,打开阀243d,向气体供给管232d内流通N2气体。N2气体经由气体供给管232d、喷嘴249b供给至处理室201内,并从排气管231排出。
由MFC241a控制的BTBAS气体的供给流量设为例如1sccm以上且2000sccm以下,优选为10sccm以上且1000sccm以下的范围内的流量。由MFC241c、241d控制的N2气体的供给流量分别设为例如100sccm以上且10000sccm以下的范围内的流量。如上述,处理室201内的压力设为例如1以上且2666Pa以下,优选为67Pa以上且1333Pa以下的范围内的压力。对晶圆200供给BTBAS气体的时间设为例如1秒以上且100秒以下,优选为1秒以上且50秒以下的范围内的时间。
加热器207的温度设定为使晶圆200的温度成为例如0℃以上且150℃以下、优选为室温(25℃)以上且100℃以下、更优选为40℃以上且90℃以下的范围内的温度的温度。BTBAS气体为易吸附于晶圆200等且反应性高的气体。因此,即使在例如室温程度的低温下,也能够使BTBAS气体化学吸附于晶圆200上,能够得到实用的成膜率。如本实施方式地,将晶圆200的温度设为150℃以下、进一步设为100℃以下、更进一步地设为90℃以下,从而能够降低施加于晶圆200的热量,能够良好地进行晶圆200受到的热履历的控制。另外,只要是0℃以上的温度,就能够使BTBAS充分地吸附于晶圆200上,得到充分的成膜率。因此,晶圆200的温度可以设为0℃以上且150℃以下、优选为室温以上100℃以下、更优选为40℃以上且90℃以下的范围内的温度。
通过在上述的条件下对晶圆200供给BTBAS气体,能够在晶圆200(表面的基膜)上形成例如不足1原子层(1分子层)至数原子层(数分子层)程度的厚度的含Si层。含Si层也可以是Si层,也可以是BTBAS的吸附层,也可以包括它们双方。
Si层是除了由Si构成的连续的层,还包括不连续的层、它们重叠而形成的Si薄膜的总称。构成Si层的Si包括与氨基的结合未完全断裂的Si、与H的结合未完全断裂的Si。
BTBAS的吸附层除了由BTBAS分子构成的连续的吸附层,也包括不连续的吸附层。构成BTBAS的吸附层的BTBAS分子也包括Si与氨基的结合局部断裂的BTBAS分子、Si与H的结合局部断裂的BTBAS分子、N与C的结合局部断裂的BTBAS分子。即,BTBAS的吸附层也可以是BTBAS的物理吸附层,也可以是BTBAS的化学吸附层,也可以包括它们双方。
在此,不足1原子层(1分子层)的厚度的层是指不连续地形成的原子层(分子层),1原子层(1分子层)的厚度的层是指连续地形成的原子层(分子层)。含Si层可包括Si层和BTBAS的吸附层双方。但是,如上所述,对于含Si层,使用“1原子层”、“数原子层”等的表述,并且将“原子层”与“分子层”同义地使用。
在BTBAS自分解(热分解)的条件下,即,发生BTBAS的热分解反应的条件下,在晶圆200上堆积Si,从而形成Si层。在BTBAS不自分解(热分解)的条件下、即,不产生BTBAS的热分解反应的条件下,在晶圆200上吸附BTBAS,从而形成BTBAS的吸附层。但是,在本实施方式中,将晶圆200的温度设为例如150℃以下的低温,因此,难以产生BTBAS的热分解。其结果,在晶圆200上更容易形成BTBAS的吸附层而不是Si层。
当形成于晶圆200上的含Si层的厚度超过数原子层时,后述的改性处理中的改性的作用不会到达整个含Si层。另外,能够形成于晶圆200上的含Si层的厚度的最小值不足1原子层。由此,优选含Si层的厚度为不足1原子层至数原子层程度。通过将含Si层的厚度设为1原子层以下、即1原子层或不足1原子层,能够相对地提高后述的改性处理中的改性的作用,能够缩短改性处理的改性反应所需的时间。另外,也能够缩短成膜处理的含Si层的形成所需要的时间。其结果,能够缩短每一循环的处理时间,也能够缩短总的处理时间。即,也能够提高成膜率。另外,通过将含Si层的厚度设为1原子层以下,也能够提高膜厚均匀性的控制性。
形成含Si层后,关闭阀243a,停止向处理室201内供给BTBAS气体。此时,保持APC阀244打开,通过真空泵246对处理室201内进行真空排气,将残留于处理室201内的未反应或者参与含Si层的形成后的BTBAS气体、反应副生成物等从处理室201内排除(S4)。另外,保持阀243c、243d打开,维持向处理室201内供给N2气体。N2气体作为净化气体(不活性气体)发挥作用。此外,也可以省略该步骤S4而设为原料气体供给步骤。
作为原料气体,除了BTBAS气体,还能够合适地使用四(二甲基氨基)硅烷(Si[N(CH3)2]4、简称:4DMAS)气体、三(二甲基氨基)硅烷(Si[N(CH3)2]3H、简称:3DMAS)气体、双(二甲基氨基)硅烷(Si[N(CH3)2]2H2、简称:BDMAS)气体、双(二乙基氨基)硅烷(Si[N(C2H5)2]2H2、简称:BDEAS)气体等。除此之外,作为原料气体,能够合适地使用:二甲氨基硅烷(DMAS)气体、二乙基氨基硅烷(DEAS)气体、二丙基氨基硅烷(DPAS)气体、二异丙基氨基硅烷(DIPAS)气体、丁基氨基硅烷(BAS)气体、六甲基二硅氮烷(HMDS)气体等各种氨基硅烷原料气体;一氯硅烷(SiH3Cl、简称:MCS)气体、二氯硅烷(SiH2Cl2、简称:DCS)气体、三氯硅烷(SiHCl3、简称:TCS)气体、四氯硅烷即四氯化硅(SiCl4、简称:STC)气体、六氯乙硅烷(Si2Cl6、简称:HCDS)气体、八氯三硅烷(Si3Cl8、简称:OCTS)气体等无机卤代硅烷原料气体;甲硅烷(SiH4、简称:MS)气体、乙硅烷(Si2H6、简称:DS)气体、丙硅烷(Si3H8、简称:TS)气体等的无卤素的无机系硅烷原料气体。
作为不活性气体,除了N2气体之外,能够使用Ar气体、He气体、Ne气体、Xe气体等稀有气体。
(反应气体供给步骤:S5、S6)
成膜处理结束后,对处理室201内的晶圆200供给作为反应气体的进行了等离子体激励的O2气体(S5)。
在该步骤中,以与步骤S3中的阀243a、243c、243d的开闭控制同样的顺序进行阀243b~243d的开闭控制。O2气体由MFC241b进行流量调整,并经由喷嘴249b供给至缓冲室237内。此时,从高频电源273向棒状电极269、270、271供给(施加)高频电力(本实施方式中为频率13.56MHz)。供给至缓冲室237内的O2气体在处理室201的内部被激励为等离子体状态,作为活性种(O*、O2 *、O3)供给至晶圆200,并从排气管231排出。此外,也将激励成等离子体状态的O2气体称为氧等离子体。
由MFC241b控制的O2气体的供给流量设为例如100sccm以上且10000sccm以下的范围内的流量。从高频电源273向棒状电极269、270、271施加的高频电力设为例如50W以上且1000W以下的范围内的电力。处理室201内的压力设为例如10Pa以上且300Pa以下的范围内的压力。通过使用等离子体,即使将处理室201内的压力设为这样比较低的压力带,也能够使O2气体活性化。对晶圆200供给通过将O2气体等离子体激励而得到的活性种的时间设为例如1秒以上且100秒以下,优选为1秒以上且50秒以下的范围内的时间。其它处理条件设为与上述的步骤S3相同的处理条件。
与在氧等离子体中生成的离子电中性的活性种对形成于晶圆200的表面的含Si层进行后述的氧化处理。
通过在上述的条件下对晶圆200供给O2气体,形成于晶圆200上的含Si层被等离子体氧化。此时,含Si层具有的Si-N结合、Si-H结合被进行了等离子体激励的O2气体的能量切断。断开了与Si的结合的N、H、及与N结合的C从含Si层脱离。然后,由于N等脱离而具有未结合键(悬空键)的含Si层中的Si与O2气体含有的O结合,形成Si-O结合。通过该反应进行,含Si层变化(改性)成含有Si及O的层、即硅氧化层(SiO层)。
此外,为了将含Si层改性为SiO层,需要使O2气体等离子体激励而供给。这是因为,即使在非等离子体的气氛下供给O2气体,在上述的温度带下,使含Si层氧化所需的能量不充分,难以使N、C从含Si层充分脱离,或者难以充分氧化含Si层而使Si-O结合增加。
将含Si层变化成SiO层后,关闭阀243b,停止供给O2气体。另外,停止向棒状电极269、270、271供给高频电力。然后,通过与步骤S4相同的处理顺序、处理条件,将残留于处理室201内的O2气体、反应副生成物从处理室201内排除(S6)。此外,也可以省略该步骤S6而设为反应气体供给步骤。
作为氧化剂、即,进行等离子体激励的含O气体,除了O2气体,也可以使用一氧化二氮(N2O)气体、一氧化氮(NO)气体、二氧化氮(NO2)气体、臭氧(O3)气体、过氧化氢(H2O2)气体、水蒸气(H2O)、氢氧化铵(NH4(OH))气体、一氧化碳(CO)气体、二氧化碳(CO2)气体等。
作为不活性气体,除了N2气体,例如也能够使用步骤S4中例示的各种稀有气体。
(预定次数实施:S7)
将依次非同时、即不同步地执行上述的步骤S3、S4、S5、S6作为一个循环,通过将该循环执行预定次数(n次)、即一次以上,能够在晶圆200上形成预定组成及预定膜厚的SiO膜。上述的循环优选重复多次。即,优选的是,使每一循环形成的SiO层的厚度比所期望的膜厚,且直至通过层叠SiO层而形成的SiO膜的膜厚为所期望的膜厚,重复多次上述的循环。
(大气压恢复步骤:S8)
上述的成膜处理完成后,从气体供给管232c、232d分别向处理室201内供给作为不活性气体的N2气体,并从排气管231排气。由此,处理室201内被不活性气体净化,残留于处理室201内的O2气体等从处理室201内被除去(不活性气体净化)。然后,处理室201内的气体介质被置换成不活性气体(不活性气体置换),处理室201内的压力恢复到常压(大气圧恢复:S8)。
(搬出步骤:S9)
然后,通过晶舟升降机115使密封帽219下降,歧管209的下端开口,并且将处理完毕的晶圆200以支撑于晶舟217的状态从歧管209的下端搬出到反应管203的外部(晶舟卸载)。晶舟卸载后,使闸门219s移动,歧管209的下端开口经由O形环220c被闸门219s密封(闸门关闭)。处理完毕的晶圆200被搬出到反应管203的外部后,从晶舟217取出(晶圆卸料)。此外,晶圆卸料后,也可以向处理室201内搬入空的晶舟217。
在此,基板处理时的炉内压力优选控制在10Pa以上且300Pa以下的范围。这是因为,在炉内的压力低于10Pa时,气体分子的平均自由程比等离子体的德拜长度长,直接撞击炉壁的等离子体显著华,因此难以抑制微粒的产生。另外,在炉内的压力高于300Pa时,等离子体的生成效率饱和,因此,即使供给反应气体,等离子体的生成量也不会变化,浪费反应气体,同时由于气体分子的平均自由程缩短,因此至晶圆的等离子体活性种的输送效率变差。
(3)本实施方式的效果
根据本实施方式,能够得到以下所示的一个或多个效果。
(a)通过使棒状电极269和棒状电极271的长度不同,能够使在缓冲室内237生成并供给至处理室201内的活性种的供给量在多个基板间均等。
(b)通过调整棒状电极269、271的长度,能够进行调整,以使在缓冲室内237生成并供给至处理室201内的活性种的供给量在多个基板间均等。
(c)通过调整棒状电极269、271的长度,能够将在缓冲室内237生成并供给至处理室201内的活性种的供给量调整成上下对称。
(变形例1)
接着,基于图8对本实施方式的变形例进行说明。在本变形例中,以下仅说明与上述的实施方式不同的部分,相同的部分省略说明。
在上述的实施方式中,对在反应管203的内壁设置缓冲构造300,在该缓冲构造300的内侧分别设置被电极保护管275覆盖的棒状电极269、270、271及喷嘴249b的结构进行了详细叙述,在本变形例中,在反应管203的内壁进一步设置与缓冲构造300相同的结构的缓冲构造400。
在缓冲构造400的内侧分别设有被电极保护管275覆盖的棒状电极369、370、371及喷嘴249c。棒状电极369、370、371中的配置于两端的作为施加电极的棒状电极369、371经由整合器372连接于高频电源373,作为基准电极的棒状电极370连接于基准电位即大地而接地。喷嘴249c连接于气体供给管232b,能够供给与喷嘴249b相同的气体。在喷嘴249c的侧面,从反应管203的下部至上部设有多个供给气体的气体供给孔250c。气体供给孔250c以朝向缓冲构造400的相对于形成为圆弧状的壁面沿径向形成的壁面的方式开口,能够朝向壁面供给气体。在缓冲构造400的形成为圆弧状的壁面设有供给缓冲室237内的气体的气体供给口402、404、406。气体供给口402、404、406以在与棒状电极369、370之间、棒状电极370、371之间、棒状电极371与喷嘴249c之间的等离子体生成区域324a、324b对置的位置分别朝向反应管203的中心的方式开口,从反应管203的下部到上部设置有多个,分别具有相同的开口面积,而且以相同的开口间距设置。
如图8所示,在俯视视角下,缓冲构造300和缓冲构造400设为隔着排气管231相对于通过排气管231和反应管203的中心的直线线对称。另外,在俯视视角下,喷嘴249a设于排气管231的隔着晶圆200对置的位置。另外,喷嘴249b和喷嘴249c分别设置于缓冲室237内的远离排气管231的位置。
在本变形例中,设有两个具备等离子体生成部的缓冲构造,各缓冲构造300、400分别具备高频电源273、373及整合器272、372。各个高频电源273、373分别连接于控制器121,能够对缓冲构造300、400的缓冲室237各自进行等离子体控制。即,控制器121以使各缓冲室237不产生活性种量的偏差的方式监视各个等离子体生成部的阻抗,独立控制各个高频电源273、373,在阻抗较大的情况下,进行控制,以使高频电源的电源增高。由此,与等离子体生成部为一个的情况相比,即使减小各等离子体生成部的高频电力,也能够对晶圆供给充分量的活性种,能够提高晶圆的面内均匀性。另外,相对于通过一个高频电源对两个等离子体生成部进行等离子体控制,通过对每个等离子体生成部设置高频电源,在各等离子体生成部产生断线等异常时,易于掌握。进一步地,由于易于调整高频电源与各电极之间的距离,因此,能够易于抑制因各电极与高频电源的距离不同而产生的RF电力施加的差异。
(变形例2)
接着,基于图9对本实施方式的变形例2进行说明。在本变形例2中,在反应管203的内壁设置三个具备等离子体生成部的缓冲构造,设置两个供给原料气体的喷嘴。
与缓冲构造300、400相同地,在缓冲构造500的内侧分别设置有被电极保护管275覆盖的棒状电极469、470、471及喷嘴249d,作为施加电极的棒状电极469、471经由未图示的整合器连接于高频电源,作为基准电极的棒状电极470连接于作为基准电位的大地而接地。喷嘴249d连接于气体供给管232b,能够供给与喷嘴249b相同的气体。在缓冲构造500的形成为圆弧状的壁面的电极间设有供给气体的气体供给口502、504、506。气体供给口502、504、506以在与棒状电极469、470之间、棒状电极470、471之间、棒状电极471与喷嘴249d之间的等离子体生成区域对置的位置分别朝向反应管203的中心的方式开口,从反应管203的下部到上部设置有多个,分别具有相同的开口面积,而且以相同的开口间距设置。另外,喷嘴249e连接于气体供给管232a,能够供给与喷嘴249a相同的气体。
缓冲构造300和缓冲构造400隔着排气管231相对于通过排气管231和反应管203的中心的直线线对称地设置。另外,缓冲机构500设于隔着晶圆200与排气管231对置的位置。供给原料气体的喷嘴249a、249e分别设置于缓冲构造300与缓冲构造500之间、缓冲构造400与缓冲构造500之间。另外,供给反应气体的喷嘴249b、喷嘴249c、喷嘴249d分别在缓冲室237内配置于同侧,喷嘴249b、喷嘴249c、喷嘴249d的气体供给孔分别以朝向缓冲构造300、400、500的相对于形成为圆弧状的壁面沿径向形成的壁面开口。
根据本变形例2,也能够得到与上述的实施方式及变形例1相同的效果。
(变形例3)
接着,基于图10对本实施方式的变形例3进行说明。在本变形例3中,在反应管203的内壁设置四个具备等离子体生成部的缓冲构造。
与缓冲构造300、400、500相同地,在缓冲构造600的内侧分别设置有被电极保护管275覆盖的棒状电极569、570、571及喷嘴249f,作为施加电极的棒状电极569、571经由未图示的整合器连接于高频电源,作为基准电极的棒状电极570连接于作为基准电位的大地而接地。喷嘴249f连接于气体供给管232b,能够供给与喷嘴249b相同的气体。在缓冲构造600的形成为圆弧状的壁面的电极之间设置有供给气体的气体供给口602、604、606。气体供给口602、604、606以在与棒状电极569、570之间、棒状电极570、571之间、棒状电极571与喷嘴249f之间的等离子体生成区域对置的位置分别朝向反应管203的中心的方式开口,从反应管203的下部至上部设置有多个,分别具有相同的开口面积,而且以相同的开口间距设置。
缓冲构造300、400、500、600等间隔设置。喷嘴249a设置于隔着晶圆200与排气管231对置的位置。喷嘴249b和喷嘴249c分别设置于缓冲室237内的远离排气管231的侧。另外,喷嘴249d和喷嘴249f分别设置于缓冲室237内的排气管231侧,喷嘴249b、喷嘴249c、喷嘴249d、喷嘴249f的气体供给孔分别以朝向缓冲构造300、400、500、600的相对于形成为圆弧状的壁面沿径向形成的壁面的方式开口。
根据本变形例3也能够得到与上述的实施方式及变形例1相同的效果。
以上对本公开的实施方式具体地进行了说明。但是,本公开并不限定于上述的实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。
另外,例如,在上述的实施方式中,对在一处缓冲构造300使气体激励(活性化)成等离子体状态而向晶圆供给活性种的例进行了说明。在本公开中,不限于这样的方式,也可以具有在多处缓冲构造形成等离子体状态,向晶圆供给活性种的方式。即,通过具有多个缓冲构造,能够增大活性种的供给量,提高成膜速度。
另外,例如,在上述的实施方式中,对在供给原料之后供给反应体的例进行了说明。本公开不限定于这样的方式,原料、反应体的供给顺序也可以相反。即,也可以在供给反应体之后供给原料。通过改变供给顺序,能够改变形成的膜的膜质、组成比。
在上述的实施方式等中,对在晶圆200上形成SiO膜的例进行了说明。本公开不限定于这样的方式,也能够适当地用于在晶圆200上形成硅氧碳化膜(SiOC膜)、硅氧碳氮化膜(SiOCN膜)、硅氧氮化膜(SiON膜)等Si系氧化膜的情况。
例如,能够除了上述的气体,或者在它们的基础上,使用氨(NH3)气体等含氮(N)气体、丙烯(C3H6)气体等含碳(C)气体、三氯化硼(BCl3)气体等含硼(B)气体等,形成例如,SiN膜、SiON膜、SiOCN膜、SiOC膜、SiCN膜、SiBN膜、SiBCN膜、BCN膜等。此外,能够适当改变流通各气体的顺序。在进行这些成膜的情况下,也能够在与上述的实施方式相同的处理条件下进行成膜,能够得到与上述实施方式相同的效果。在这些情况下,作为反应气体的氧化剂能够使用上述的反应气体。
另外,本公开也能够适当地应用于在晶圆200上形成包含钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、铌(Nb)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)等金属元素的金属系氧化膜、金属系氮化膜的情况。即,本公开能够适当地应用于如下情况:在晶圆200上形成TiO膜、TiOC膜、TiOCN膜、TiON膜、TiN膜、TiSiN膜、TiBN膜、TiBCN膜、ZrO膜、ZrOC膜、ZrOCN膜、ZrON膜、ZrN膜、ZrSiN膜、ZrBN膜、ZrBCN膜、HfO膜、HfOC膜、HfOCN膜、HfON膜、HfN膜、HfSiN膜、HfBN膜、HfBCN膜、TaO膜、TaOC膜、TaOCN膜、TaON膜、TaN膜、TaSiN膜、TaBN膜、TaBCN膜、NbO膜、NbOC膜、NbOCN膜、NbON膜、NbN膜、NbSiN膜、NbBN膜、NbBCN膜、AlO膜、AlOC膜、AlOCN膜、AlON膜、AlN膜、AlSiN膜、AlBN膜、AlBCN膜、MoO膜、MoOC膜、MoOCN膜、MoON膜、MoN膜、MoSiN膜、MoBN膜、MoBCN膜、WO膜、WOC膜、WOCN膜、WON膜、WN膜、WSiN膜、WBN膜、WBCN膜等。
在这些情况下,例如,作为原料气体,能够使用四(二甲氨基)钛(Ti[N(CH3)2]4、简称:TDMAT)气体、四(乙基甲基氨基)铪(Hf[N(C2H5)(CH3)]4、简称:TEMAH)气体、四(乙基甲基氨基)锆(Zr[N(C2H5)(CH3)]4、简称:TEMAZ)气体、三甲基铝(Al(CH3)3、简称:TMA)气体、四氯化钛(TiCl4)气体、四氯化铪(HfCl4)气体等。
即,本公开能够适用于形成包含半金属元素的半金属系膜、包含金属元素的金属系膜的情况。这些成膜处理的处理顺序、处理条件能够设为与上述的实施方式、变形例所示的成膜处理相同的处理顺序、处理条件。在这些情况下,也能够得到与上述的实施方式相同的效果。
优选的是,用于成膜处理的配方根据处理内容个别地准备,并经由电信线路、外部存储装置123存储于存储装置121c内。然后,优选的是,在开始各种处理时,CPU121a根据处理内容从存储于存储装置121c内的多个配方中适当选择合适的配方。由此,能够利用一台基板处理装置通用地且再现性良好地形成各种膜种类、组成比、膜质、膜厚的薄膜。另外,能够降低操作员的负担,避免操作失误,并且迅速开始各种处理。
上述的配方不限定于新制作的情况,例如,也可以通过改变已经安装于基板处理装置的现有的配方来准备。在改变配方的情况下,也可以经由电信线路、存储该配方的存储介质安装于基板处理装置。另外,也可以操作现有的基板处理装置具备的输入/输出装置122,直接改变已经安装于基板处理装置的现有的配方。
符号说明
200—晶圆(基板),201—处理室,203—反应管,207—加热器(加热装置),269、271—棒状电极(施加电极),270—棒状电极(基准电极),275—电极保护管,237—缓冲室。
Claims (12)
1.一种基板处理装置,其特征在于,具备:
反应管,其具有处理基板的处理室和形成等离子体的缓冲室;以及
加热装置,其对上述反应管进行加热,
在上述缓冲室具备:被施加高频电力且长度不同的至少两个施加电极;被赋予基准电位的基准电极;以及保护上述施加电极和上述基准电极的电极保护管。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
上述至少两个施加电极的长度在上述基板的装载方向上长度不同。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
上述电极保护管在上述缓冲室内的上部形成U字形状,且构成为能够在形成上述U字形状的电极保护管内调整上述施加电极的长度。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,
上述施加电极配置为,在上述电极保护管的上述U字形状的弯曲部折回,且上述施加电极的前端位于上述电极保护管的上部。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
上述电极保护管构成为,上述至少两个施加电极不接触。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置,其特征在于,
上述电极保护管以使上述至少两个施加电极不接触的方式具有颈缩形状。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
保护上述施加电极的电极保护管和保护上述基准电极的电极保护管在上述缓冲室内的上部连接。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
在上述施加电极之间配置有上述基准电极。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
上述缓冲室沿着上述反应管的内壁设置。
10.一种等离子体生成装置,其特征在于,
在形成等离子体的缓冲室内配置有:被施加高频电力且长度不同的至少两个施加电极;被赋予基准电位的基准电极;以及保护上述施加电极和上述基准电极的电极保护管。
11.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,具有:
将基板搬入基板处理装置内的工序,其中,上述基板处理装置具备具有处理上述基板的处理室和形成等离子体的缓冲室的反应管、以及对上述反应管进行加热的加热装置,在上述缓冲室具备被施加高频电力且长度不同的至少两个施加电极、被赋予基准电位的基准电极、以及保护上述施加电极和上述基准电极的电极保护管;
在上述处理室内生成上述等离子体,对上述基板进行处理的工序;以及
从上述处理室搬送上述基板的工序。
12.一种程序,其特征在于,
通过计算机使基板处理装置执行:
将基板搬入上述基板处理装置内的步骤,其中,上述基板处理装置具备具有处理上述基板的处理室和形成等离子体的缓冲室的反应管、以及对上述反应管进行加热的加热装置,在上述缓冲室具备被施加高频电力且长度不同的至少两个施加电极、被赋予基准电位的基准电极、以及保护上述施加电极和上述基准电极的电极保护管;
在上述处理室内生成上述等离子体,对上述基板进行处理的步骤;以及
从上述处理室搬送上述基板。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/034502 WO2021044504A1 (ja) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 基板処理装置、プラズマ生成装置、半導体装置の製造方法およびプログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114342047A true CN114342047A (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=74852525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980099710.5A Pending CN114342047A (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 基板处理装置、等离子体生成装置、半导体装置的制造方法以及程序 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11804365B2 (zh) |
JP (2) | JP7342138B2 (zh) |
KR (1) | KR20220041167A (zh) |
CN (1) | CN114342047A (zh) |
TW (1) | TW202118894A (zh) |
WO (1) | WO2021044504A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102622739B1 (ko) | 2022-02-10 | 2024-01-09 | 주식회사 유진테크 | 배치식 기판처리장치 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001059527A (ja) | 1999-08-20 | 2001-03-06 | Nok Corp | 自在継手用ブーツ |
WO2006077735A1 (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-27 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 基板処理装置 |
JP4654247B2 (ja) * | 2005-11-10 | 2011-03-16 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置 |
WO2007129568A1 (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 基板処理装置 |
JP2010129666A (ja) * | 2008-11-26 | 2010-06-10 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
JP5136574B2 (ja) * | 2009-05-01 | 2013-02-06 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
JP5824544B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2015-11-25 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、基板処理方法および半導体装置の製造方法 |
JP5743488B2 (ja) * | 2010-10-26 | 2015-07-01 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
JP6030378B2 (ja) * | 2012-08-14 | 2016-11-24 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理方法、基板処理装置およびプログラム |
JP5939147B2 (ja) | 2012-12-14 | 2016-06-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜装置、基板処理装置及び成膜方法 |
JP6195528B2 (ja) * | 2014-02-19 | 2017-09-13 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置及びその運転方法 |
JP6307316B2 (ja) | 2014-03-19 | 2018-04-04 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置、及び半導体装置の製造方法 |
JP5882509B2 (ja) | 2015-02-12 | 2016-03-09 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
JP6515665B2 (ja) * | 2015-05-07 | 2019-05-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
WO2018016131A1 (ja) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | 株式会社日立国際電気 | プラズマ生成装置、基板処理装置及び半導体装置の製造方法 |
JP6567489B2 (ja) * | 2016-12-27 | 2019-08-28 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム |
-
2019
- 2019-09-02 CN CN201980099710.5A patent/CN114342047A/zh active Pending
- 2019-09-02 JP JP2021543828A patent/JP7342138B2/ja active Active
- 2019-09-02 WO PCT/JP2019/034502 patent/WO2021044504A1/ja active Application Filing
- 2019-09-02 KR KR1020227006535A patent/KR20220041167A/ko unknown
-
2020
- 2020-08-14 TW TW109127642A patent/TW202118894A/zh unknown
-
2022
- 2022-02-25 US US17/681,393 patent/US11804365B2/en active Active
-
2023
- 2023-08-30 JP JP2023139511A patent/JP2023165711A/ja active Pending
- 2023-10-27 US US18/495,891 patent/US20240055237A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023165711A (ja) | 2023-11-17 |
JP7342138B2 (ja) | 2023-09-11 |
TW202118894A (zh) | 2021-05-16 |
US20220181125A1 (en) | 2022-06-09 |
WO2021044504A1 (ja) | 2021-03-11 |
US20240055237A1 (en) | 2024-02-15 |
JPWO2021044504A1 (zh) | 2021-03-11 |
KR20220041167A (ko) | 2022-03-31 |
US11804365B2 (en) | 2023-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7464638B2 (ja) | 基板処理装置、プラズマ生成装置、反応管、プラズマ生成方法、基板処理方法、半導体装置の製造方法およびプログラム | |
CN110890265B (zh) | 基板处理装置、基板处理装置的电极以及半导体装置的制造方法 | |
US10796934B2 (en) | Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device and electrode fixing part | |
KR101998463B1 (ko) | 반도체 장치의 제조 방법, 기판 처리 장치, 기록 매체 및 프로그램 | |
CN111739779A (zh) | 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及存储介质 | |
CN107240563B (zh) | 衬底处理装置及半导体器件的制造方法 | |
US20240055237A1 (en) | Substrate processing apparatus, plasma generating apparatus, and method of manufacturing semiconductor device | |
CN112640061B (zh) | 基板处理装置、半导体装置的制造方法及存储介质 | |
CN111837223A (zh) | 基板处理装置、半导体装置的制造方法和程序 | |
JP7457818B2 (ja) | 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム、補助プレートおよび基板保持具 | |
CN217280688U (zh) | 基板处理装置及基板保持部 | |
TWI796757B (zh) | 基板處理裝置、電漿發光裝置、半導體裝置之製造方法及電腦程式產品 | |
TW202219312A (zh) | 基板處理裝置、半導體裝置的製造方法及程式 | |
TW202145838A (zh) | 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體 |
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 |