JP5712889B2 - 成膜装置及び基板処理装置 - Google Patents
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Description
前記回転テーブルにおける基板載置領域側の面にプラズマ生成用のガスを供給するガス供給部と、
前記プラズマ生成用の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中央部から外周部に亘って伸びるように当該回転テーブルにおける基板載置領域側の面に対向して設けられたアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記基板載置領域における回転テーブルの中央部側との離間距離が、前記基板載置領域における回転テーブルの外周部側との離間距離よりも3mm以上大きくなるように配置されており、
前記アンテナを回転テーブルの面に対して平行に見たときに、回転テーブルの中央部側が高くなるように折れ曲がった形状または湾曲した形状であることを特徴とする。
本発明の他の成膜装置は、真空容器内にて、基板載置領域に基板を載置した回転テーブルを回転させることにより前記基板を公転させて複数の処理部を順番に通過させ、これにより複数種類の処理ガスを順番に供給するサイクルを行って基板に成膜処理を行う成膜装置において、
前記回転テーブルにおける基板載置領域側の面にプラズマ生成用のガスを供給するガス供給部と、
前記プラズマ生成用の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中央部から外周部に亘って伸びるように当該回転テーブルにおける基板載置領域側の面に対向して設けられたアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記基板載置領域における回転テーブルの中央部側との離間距離が、前記基板載置領域における回転テーブルの外周部側との離間距離よりも3mm以上大きくなるように配置されており、
前記アンテナは、複数の直線部分と、直線部分同士を連結する節部分と、からなり、前記節部分にて折り曲げることができるように構成されていることを特徴とする。
(1)前記アンテナは、上下方向に伸びる軸の周りにコイル状に巻かれた構造であり、少なくとも最下部のアンテナ部分における回転テーブルとの離間距離が既述のように記載されたように設定されている。
(2)前記アンテナを支持する支持部と、この支持部を介してアンテナの上下方向の傾きを調整するための傾き調整機構を備えたことを特徴とする。
(3)前記傾き調整機構は、アンテナの傾きを調整するための駆動機構を備えている。
(4)入力された成膜処理の種別に応じてアンテナの傾きを決定し、決定された傾きになるように前記駆動機構を制御する制御部を備えている。
前記回転テーブルにおける基板載置領域側の面にプラズマ生成用のガスを供給するガス供給部と、
前記プラズマ生成用の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中央部から外周部に亘って伸びるように当該回転テーブルにおける基板載置領域側の面に対向して設けられたアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記基板載置領域における回転テーブルの中央部側との離間距離が、前記基板載置領域における回転テーブルの外周部側との離間距離よりも3mm以上大きくなるように配置されており、
前記アンテナを回転テーブルの面に対して平行に見たときに、回転テーブルの中央部側が高くなるように折れ曲がった形状または湾曲した形状であることを特徴とする。
また本発明の基板処理装置は、真空容器内にて、基板載置領域に基板を載置した回転テーブルを回転させることにより前記基板を公転させて複数の処理部を順番に通過させ、これにより複数種類の処理ガスを順番に供給するサイクルを行って基板にガス処理を行う基板処理装置において、
前記回転テーブルにおける基板載置領域側の面にプラズマ生成用のガスを供給するガス供給部と、
前記プラズマ生成用の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中央部から外周部に亘って伸びるように当該回転テーブルにおける基板載置領域側の面に対向して設けられたアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記基板載置領域における回転テーブルの中央部側との離間距離が、前記基板載置領域における回転テーブルの外周部側との離間距離よりも3mm以上大きくなるように配置されており、
前記アンテナは、複数の直線部分と、直線部分同士を連結する節部分と、からなり、前記節部分にて折り曲げることができるように構成されていることを特徴とする。
本発明の実施の形態の成膜装置1について、図1〜図3を参照して説明する。図1、図2、図3は夫々成膜装置1の縦断側面図、概略断面斜視図、横断平面図である。この成膜装置1は、ALD法によりウエハWの表面に反応生成物を積層して薄膜を成膜すると共に、この薄膜に対してプラズマ改質を行う。成膜装置1は概ね円形状の扁平な真空容器11と、真空容器11内に水平に設けられた円形の回転テーブル2と、を備えている。真空容器11の周囲は大気雰囲気であり、成膜処理中にその内部空間は真空雰囲気とされる。天板12と、真空容器11の側壁及び底部をなす容器本体13とにより構成されている。図1中11aは、真空容器11内を気密に保つためのシール部材であり、13aは容器本体13の中央部を塞ぐカバーである。
続いて第2の実施形態について、第1の実施形態との差異点を中心に説明する。図12は第2の実施形態のプラズマ生成部8の斜視図であり、図13及び図14はこのプラズマ生成部8の側面図である。このプラズマ生成部8では、回転テーブル2の外周部側の絶縁部材59上に側面視L字型の角度調整用部材81が設けられており、前記L字の垂直部82はファラデーシールド51の垂直板53に固定されている。前記L字の水平部83の下側には切り欠き84が形成されており、コイル型電極45の前記外周部側の最下段の金属線がこの切り欠き84を通過し、絶縁部材59と水平部83との間に挟み込まれている。そして、図13、図14に示すようにこの切り欠き84を通過する金属線を軸としてアンテナ44が回動自在に構成され、この回動軸は回転テーブル2の径方向に直交する水平軸である。
この第3の実施形態のプラズマ生成部9は、第2の実施形態と同様にアンテナ44の上下方向の傾きを調整する。図15はプラズマ生成部9の斜視図であり、図16及び図17は当該プラズマ生成部9の側面図である。このアンテナ44には各々ブロック状に形成された4つの間隔調整部材91及び引き上げ部材92が設けられている。これらの間隔調整部材91及び引き上げ部材92には上下方向に各々間隔をおいて3つの孔が設けられており、アンテナ44を構成する金属線は、これらの孔に差し込まれて巻回されることにより、前記コイル型電極45を形成しており、アンテナ44の角度を変更するにあたり各段の金属線が互いに接触することが防がれるようになっている。この間隔調整部材91は他の実施形態のアンテナ44に使用してもよい。
第3の実施形態との差異点を中心に図18を参照しながら第4の実施形態のプラズマ生成部10の構成を説明する。このプラズマ生成部10の水平部97上には駆動機構111が設けられている。駆動機構111は下方に伸びる昇降軸112を昇降させる。昇降軸112の下端は、ロッド93に接続されており、ロッド93の昇降に応じてアンテナ44の水平面に対する角度が自在に変更できる。昇降軸112の下端の高さは制御部70から送信される制御信号によって制御され、それによって例えば図中にθ1で示す水平面に対するアンテナ44の傾きが制御される。
更に、例えば第1の処理ガス及び第2の処理ガスとして夫々TiCl2(塩化チタン)ガスとNH3(アンモニア)ガスとを用いて窒化チタン(TiN)膜を成膜しても良い。この場合には、ウエハWとしてはチタンからなる基板が用いられ、プラズマを発生させるためのプラズマ生成ガスとしては、アルゴンガス及び窒素ガスなどが用いられる。
アンテナ44のコイル型電極45の形状を各々変更した成膜装置1を用いて上記した手順でウエハWにSiO2膜を成膜し、前記ウエハWにおいて回転テーブル2の外周部から回転中心部に向かう直径上の複数の位置でSiO2膜の膜厚の測定を行った。成膜処理に用いたウエハWの表面には膜が形成されておらず、ウエハW全体がシリコンにより構成されている。前記コイル型電極45は各実施形態と同様に3重に金属線を巻回し、平面形状が八角形になるように5種類作成しているが、各々上下方向への屈曲度合いを変更している。各アンテナ44を44A〜44Eとして表記する。
ウエハWとして、表面に酸化膜が用いられていることを除いて評価試験1と同様の実験を行った。図26はこの評価試験2の結果を示したグラフである。評価試験1の結果と同様にアンテナ44Aによる処理では回転中心部側の膜厚が、外周部側の膜厚に比べて小さくなっており、これらの膜厚の差が比較的大きい。しかしアンテナ44B〜44Eを用いた処理では、これら回転中心部側の膜厚と外周部側の膜厚との差が低減されている。また、アンテナ44A〜44Eを用いた処理の各測定位置における膜厚の平均値は、順に7.52nm、7.67nm、7.73nm、7.60nm、7.68nmであり、各処理で大きな差は見られなかったが前記均一性については、0.80、0.42、0.58、0.39、0.20となった。つまり、アンテナ44Aを用いた処理が最も膜厚の均一性が低く、アンテナ44Eを用いた処理が最も膜厚の均一性が高かった。
処理ガスノズル31からSi含有ガスの供給を行わないことを除いて評価試験1と同様に処理を行い、ウエハW表面のSiが酸化されることによって形成されるSiO2膜の膜厚の測定を行った。図27はこの評価試験3の結果を示したグラフである。このグラフより、アンテナ44Aによる処理では回転中心部側の膜厚が外周部側の膜厚に比べて大きい。即ち外周部側よりも中心部側の方がプラズマの強度が強く酸化が大きく進行している。アンテナ44B〜44Eを用いた処理においても回転中心部側の膜厚が外周部側の膜厚に比べて大きいが、アンテナ44Aの結果に比べて回転中心部側の膜厚が小さく、当該回転中心部側の膜厚と外周部側の膜厚との差が小さくなっている。つまりアンテナ44B〜44Eを用いた場合、アンテナ44Aを用いる場合に比べて中心部側のプラズマの強度が弱まり、ウエハWに均一性高い酸化処理が行われていることが分かる。
11 真空容器
12 天板
31、33 処理ガスノズル
34 プラズマ発生用ガスノズル
44 アンテナ
45 コイル型電極
51 ファラデーシールド
59 絶縁部材
61 筐体
70 制御部
Claims (8)
- 真空容器内にて、基板載置領域に基板を載置した回転テーブルを回転させることにより前記基板を公転させて複数の処理部を順番に通過させ、これにより複数種類の処理ガスを順番に供給するサイクルを行って基板に成膜処理を行う成膜装置において、
前記回転テーブルにおける基板載置領域側の面にプラズマ生成用のガスを供給するガス供給部と、
前記プラズマ生成用の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中央部から外周部に亘って伸びるように当該回転テーブルにおける基板載置領域側の面に対向して設けられたアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記基板載置領域における回転テーブルの中央部側との離間距離が、前記基板載置領域における回転テーブルの外周部側との離間距離よりも3mm以上大きくなるように配置されており、
前記アンテナを回転テーブルの面に対して平行に見たときに、回転テーブルの中央部側が高くなるように折れ曲がった形状または湾曲した形状であることを特徴とする成膜装置。 - 真空容器内にて、基板載置領域に基板を載置した回転テーブルを回転させることにより前記基板を公転させて複数の処理部を順番に通過させ、これにより複数種類の処理ガスを順番に供給するサイクルを行って基板に成膜処理を行う成膜装置において、
前記回転テーブルにおける基板載置領域側の面にプラズマ生成用のガスを供給するガス供給部と、
前記プラズマ生成用の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中央部から外周部に亘って伸びるように当該回転テーブルにおける基板載置領域側の面に対向して設けられたアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記基板載置領域における回転テーブルの中央部側との離間距離が、前記基板載置領域における回転テーブルの外周部側との離間距離よりも3mm以上大きくなるように配置されており、
前記アンテナは、複数の直線部分と、直線部分同士を連結する節部分と、からなり、前記節部分にて折り曲げることができるように構成されている成膜装置。 - 前記アンテナは、上下方向に伸びる軸の周りにコイル状に巻かれた構造であり、少なくとも最下部のアンテナ部分における回転テーブルとの離間距離が請求項1に記載されたように設定されていることを特徴とする請求項1または2記載の成膜装置。
- 前記アンテナを支持する支持部と、この支持部を介してアンテナの上下方向の傾きを調整するための傾き調整機構を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の成膜装置。
- 前記傾き調整機構は、アンテナの傾きを調整するための駆動機構を備えていることを特徴とする請求項4記載の成膜装置。
- 入力された成膜処理の種別に応じてアンテナの傾きを決定し、決定された傾きになるように前記駆動機構を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項5記載の成膜装置。
- 真空容器内にて、基板載置領域に基板を載置した回転テーブルを回転させることにより前記基板を公転させて複数の処理部を順番に通過させ、これにより複数種類の処理ガスを順番に供給するサイクルを行って基板にガス処理を行う基板処理装置において、
前記回転テーブルにおける基板載置領域側の面にプラズマ生成用のガスを供給するガス供給部と、
前記プラズマ生成用の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中央部から外周部に亘って伸びるように当該回転テーブルにおける基板載置領域側の面に対向して設けられたアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記基板載置領域における回転テーブルの中央部側との離間距離が、前記基板載置領域における回転テーブルの外周部側との離間距離よりも3mm以上大きくなるように配置されており、
前記アンテナを回転テーブルの面に対して平行に見たときに、回転テーブルの中央部側が高くなるように折れ曲がった形状または湾曲した形状であることを特徴とする基板処理装置。 - 真空容器内にて、基板載置領域に基板を載置した回転テーブルを回転させることにより前記基板を公転させて複数の処理部を順番に通過させ、これにより複数種類の処理ガスを順番に供給するサイクルを行って基板にガス処理を行う基板処理装置において、
前記回転テーブルにおける基板載置領域側の面にプラズマ生成用のガスを供給するガス供給部と、
前記プラズマ生成用の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中央部から外周部に亘って伸びるように当該回転テーブルにおける基板載置領域側の面に対向して設けられたアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記基板載置領域における回転テーブルの中央部側との離間距離が、前記基板載置領域における回転テーブルの外周部側との離間距離よりも3mm以上大きくなるように配置されており、
前記アンテナは、複数の直線部分と、直線部分同士を連結する節部分と、からなり、前記節部分にて折り曲げることができるように構成されていることを特徴とする基板処理装置。
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