JP2013055243A5 - 成膜装置、プラズマ処理装置、成膜方法及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、互いに反応する処理ガスを順番に供給して基板の表面に反応生成物を積層すると共に基板に対してプラズマ処理を行う成膜装置、成膜方法及び記憶媒体に関する。また本発明は、真空容器内にて基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に関する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板に対してプラズマ処理を行うにあたり、基板に対するプラズマダメージを抑えることのできる成膜装置、プラズマ処理装置、成膜方法及び記憶媒体を提供することにある。

本発明の成膜装置は、
真空容器内にて第１の処理ガス及び第２の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って基板に成膜処理を行う成膜装置において、
基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成され、前記真空容器内にて前記基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
この回転テーブルの周方向に互いに分離領域を介して離間した領域に夫々第１の処理ガス及び第２の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部と、
前記真空容器内に主プラズマ発生用ガス及び補助プラズマ発生用ガスを夫々供給するための主プラズマ発生ガス供給部及び補助プラズマ発生ガス供給部と、
前記回転テーブルの周方向に互いに離間するように設けられ、主プラズマ発生用ガス及び補助プラズマ発生用ガスを夫々プラズマ化するための主プラズマ発生部及び補助プラズマ発生部と、を備え、
前記主プラズマ発生部は、
前記真空容器内で主プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するように、前記回転テーブルの一面側に対向して設けられたアンテナと、
前記アンテナとプラズマ処理を行う領域との間に介在して設けられ、前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止すると共に磁界を基板側に通過させるために、前記アンテナと各々交差する方向に伸びるスリットが当該アンテナの伸びる方向に多数配列された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を有することを特徴とする。

前記成膜装置は、以下のように構成しても良い。
前記主プラズマ発生部及び前記補助プラズマ発生部は、処理種別の互いに異なるプラズマ処理を行うためのものである構成。
前記補助プラズマ発生部は、
前記真空容器内で補助プラズマ用発生ガスを誘導結合によりプラズマ化するように、前記回転テーブルの一面側に対向して設けられたアンテナと、
前記アンテナとプラズマ処理を行う領域との間に介在して設けられ、前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止すると共に磁界を基板側に通過させるために、前記アンテナと各々交差する方向に伸びるスリットが当該アンテナの伸びる方向に多数配列された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を有する構成。

前記主プラズマ発生部は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスのうち基板上に吸着した一方の処理ガスと反応するように他方の処理ガスをプラズマ化するためのものであり、
前記補助プラズマ発生部は、基板上に吸着した前記一方の処理ガスの成分と、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの反応により基板上に生成した反応生成物とのいずれか一方の改質を行うためのものである構成。
前記主プラズマ発生部は、基板上に生成した反応生成物をエッチングするプラズマ処理を行うためのものであり、
前記補助プラズマ発生部は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの反応により基板上に生成した反応生成物の改質を行うためのものである構成。この場合において基板の表面には、上端側の開口寸法よりも下端側の開口寸法の方が広くなる逆テーパー状の凹部が形成されていても良い。
前記アンテナ及び前記ファラデーシールドは、プラズマ処理を行う領域から誘電体により気密に区画されている構成。
本発明のプラズマ処理装置は、
基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成され、真空容器内にて前記基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
前記真空容器内に主プラズマ発生用ガス及び補助プラズマ発生用ガスを夫々供給するための主プラズマ発生ガス供給部及び補助プラズマ発生ガス供給部と、
前記回転テーブルの周方向に互いに離間するように設けられ、主プラズマ発生用ガス及び補助プラズマ発生用ガスを夫々プラズマ化するための主プラズマ発生部及び補助プラズマ発生部と、を備え、
前記主プラズマ発生部は、
前記真空容器内で主プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するように、前記回転テーブルの一面側に対向して設けられたアンテナと、
前記アンテナとプラズマ処理を行う領域との間に介在して設けられ、前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止すると共に磁界を基板側に通過させるために、前記アンテナと各々交差する方向に伸びるスリットが当該アンテナの伸びる方向に多数配列された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を有することを特徴とする。

本発明の成膜方法は、
真空容器内にて第１の処理ガス及び第２の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って基板に成膜処理を行う成膜方法において、
真空容器内に設けられた回転テーブルの一面側の基板載置領域に基板を載置すると共に、この基板載置領域を公転させる工程と、
次いで、前記回転テーブルの周方向に互いに分離領域を介して離間した領域に夫々第１の処理ガス及び第２の処理ガスを供給する工程と、
前記真空容器内に主プラズマ発生用ガス及び補助プラズマ発生用ガスを各々供給する工程と、
主プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記回転テーブルの一面側に対向して設けられた主プラズマ発生部のアンテナに対して高周波電力を供給する工程と、
前記アンテナとプラズマ処理を行う領域との間に介在して設けられ、前記アンテナと各々交差する方向に伸びるスリットが当該アンテナの伸びる方向に多数配列された導電性の板状体からなるファラデーシールドにより、前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止すると共に磁界を基板側に通過させる工程と、
前記主プラズマ発生部に対して回転テーブルの周方向に離間した位置に設けられた補助プラズマ発生部において、補助プラズマ発生用ガスをプラズマ化する工程と、を含むことを特徴とする。
前記補助プラズマ発生用ガスをプラズマ化する工程は、
補助プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記回転テーブルの一面側に対向して設けられたアンテナに対して高周波電力を供給する工程と、
前記アンテナとプラズマ処理を行う領域との間に介在して設けられ、前記アンテナと各々交差する方向に伸びるスリットが当該アンテナの伸びる方向に多数配列された導電性の板状体からなるファラデーシールドにより、前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止すると共に磁界を基板側に通過させる工程と、を含んでいても良い。
前記主プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化する工程は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスのうち基板上に吸着した一方の処理ガスと反応するように他方の処理ガスをプラズマ化する工程であり、
前記補助プラズマ発生用ガスをプラズマ化する工程は、基板上に吸着した前記一方の処理ガスの成分と、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの反応により基板上に生成した反応生成物とのいずれか一方の改質を行う工程であっても良い。
前記主プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化する工程は、基板上に生成した反応生成物をエッチングする工程を含み、
前記補助プラズマ発生用ガスをプラズマ化する工程は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの反応により基板上に生成した反応生成物の改質を行う工程であっても良い。

Claims (13)

1. 真空容器内にて第１の処理ガス及び第２の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って基板に成膜処理を行う成膜装置において、
   基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成され、前記真空容器内にて前記基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
   この回転テーブルの周方向に互いに分離領域を介して離間した領域に夫々第１の処理ガス及び第２の処理ガスを供給する第１の処理ガス供給部及び第２の処理ガス供給部と、
   前記真空容器内に主プラズマ発生用ガス及び補助プラズマ発生用ガスを夫々供給するための主プラズマ発生ガス供給部及び補助プラズマ発生ガス供給部と、
   前記回転テーブルの周方向に互いに離間するように設けられ、主プラズマ発生用ガス及び補助プラズマ発生用ガスを夫々プラズマ化するための主プラズマ発生部及び補助プラズマ発生部と、を備え、
   前記主プラズマ発生部は、
   前記真空容器内で主プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するように、前記回転テーブルの一面側に対向して設けられたアンテナと、
   前記アンテナとプラズマ処理を行う領域との間に介在して設けられ、前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止すると共に磁界を基板側に通過させるために、前記アンテナと各々交差する方向に伸びるスリットが当該アンテナの伸びる方向に多数配列された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を有することを特徴とする成膜装置。
2. 前記主プラズマ発生部及び前記補助プラズマ発生部は、処理種別の互いに異なるプラズマ処理を行うためのものであることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記補助プラズマ発生部は、
   前記真空容器内で補助プラズマ用発生ガスを誘導結合によりプラズマ化するように、前記回転テーブルの一面側に対向して設けられたアンテナと、
   前記アンテナとプラズマ処理を行う領域との間に介在して設けられ、前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止すると共に磁界を基板側に通過させるために、前記アンテナと各々交差する方向に伸びるスリットが当該アンテナの伸びる方向に多数配列された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
4. 前記主プラズマ発生部は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスのうち基板上に吸着した一方の処理ガスと反応するように他方の処理ガスをプラズマ化するためのものであり、
   前記補助プラズマ発生部は、基板上に吸着した前記一方の処理ガスの成分と、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの反応により基板上に生成した反応生成物とのいずれか一方の改質を行うためのものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の成膜装置。
5. 前記主プラズマ発生部は、基板上に生成した反応生成物をエッチングするプラズマ処理を行うためのものであり、
   前記補助プラズマ発生部は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの反応により基板上に生成した反応生成物の改質を行うためのものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の成膜装置。
6. 基板の表面には、上端側の開口寸法よりも下端側の開口寸法の方が広くなる逆テーパー状の凹部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
7. 前記アンテナ及び前記ファラデーシールドは、プラズマ処理を行う領域から誘電体により気密に区画されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の成膜装置。
8. 基板を載置する基板載置領域がその一面側に形成され、真空容器内にて前記基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
   前記真空容器内に主プラズマ発生用ガス及び補助プラズマ発生用ガスを夫々供給するための主プラズマ発生ガス供給部及び補助プラズマ発生ガス供給部と、
   前記回転テーブルの周方向に互いに離間するように設けられ、主プラズマ発生用ガス及び補助プラズマ発生用ガスを夫々プラズマ化するための主プラズマ発生部及び補助プラズマ発生部と、を備え、
   前記主プラズマ発生部は、
   前記真空容器内で主プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するように、前記回転テーブルの一面側に対向して設けられたアンテナと、
   前記アンテナとプラズマ処理を行う領域との間に介在して設けられ、前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止すると共に磁界を基板側に通過させるために、前記アンテナと各々交差する方向に伸びるスリットが当該アンテナの伸びる方向に多数配列された導電性の板状体からなるファラデーシールドと、を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
9. 真空容器内にて第１の処理ガス及び第２の処理ガスを順番に供給するサイクルを複数回行って基板に成膜処理を行う成膜方法において、
   真空容器内に設けられた回転テーブルの一面側の基板載置領域に基板を載置すると共に、この基板載置領域を公転させる工程と、
   次いで、前記回転テーブルの周方向に互いに分離領域を介して離間した領域に夫々第１の処理ガス及び第２の処理ガスを供給する工程と、
   前記真空容器内に主プラズマ発生用ガス及び補助プラズマ発生用ガスを各々供給する工程と、
   主プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記回転テーブルの一面側に対向して設けられた主プラズマ発生部のアンテナに対して高周波電力を供給する工程と、
   前記アンテナとプラズマ処理を行う領域との間に介在して設けられ、前記アンテナと各々交差する方向に伸びるスリットが当該アンテナの伸びる方向に多数配列された導電性の板状体からなるファラデーシールドにより、前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止すると共に磁界を基板側に通過させる工程と、
   前記主プラズマ発生部に対して回転テーブルの周方向に離間した位置に設けられた補助プラズマ発生部において、補助プラズマ発生用ガスをプラズマ化する工程と、を含むことを特徴とする成膜方法。
10. 前記補助プラズマ発生用ガスをプラズマ化する工程は、
    補助プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化するために、前記回転テーブルの一面側に対向して設けられたアンテナに対して高周波電力を供給する工程と、
    前記アンテナとプラズマ処理を行う領域との間に介在して設けられ、前記アンテナと各々交差する方向に伸びるスリットが当該アンテナの伸びる方向に多数配列された導電性の板状体からなるファラデーシールドにより、前記アンテナの周囲に発生した電磁界における電界成分の通過を阻止すると共に磁界を基板側に通過させる工程と、を含むことを特徴とする請求項９に記載の成膜方法。
11. 前記主プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化する工程は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスのうち基板上に吸着した一方の処理ガスと反応するように他方の処理ガスをプラズマ化する工程であり、
    前記補助プラズマ発生用ガスをプラズマ化する工程は、基板上に吸着した前記一方の処理ガスの成分と、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの反応により基板上に生成した反応生成物とのいずれか一方の改質を行う工程であることを特徴とする請求項９または１０に記載の成膜方法。
12. 前記主プラズマ発生用ガスを誘導結合によりプラズマ化する工程は、基板上に生成した反応生成物をエッチングする工程を含み、
    前記補助プラズマ発生用ガスをプラズマ化する工程は、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの反応により基板上に生成した反応生成物の改質を行う工程であることを特徴とする請求項９または１０に記載の成膜方法。
13. 真空容器内にて複数種類の処理ガスを順番に基板に供給するサイクルを複数回繰り返して薄膜を形成する成膜装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
    前記コンピュータプログラムは、請求項９ないし１２のいずれか一つに記載の成膜方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。