TW201135801A - Plasma process apparatus - Google Patents

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TW201135801A
TW201135801A TW099145681A TW99145681A TW201135801A TW 201135801 A TW201135801 A TW 201135801A TW 099145681 A TW099145681 A TW 099145681A TW 99145681 A TW99145681 A TW 99145681A TW 201135801 A TW201135801 A TW 201135801A
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TW
Taiwan
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plasma
plasma generating
gas
generating portion
rotary table
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TW099145681A
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Inventor
Hitoshi Kato
Tatsuya Tamura
Shigehiro Ushikubo
Hiroyuki Kikuchi
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Description

201135801 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域^ 本發明係關於〜種你古…〜 處理之電漿處理裝置。真工谷器内對基板_電聚進行 【先前技術】 作為半導體製程之一 , Λ/, 即在真空環境氣氛下利用反應氣 體於基板減⑽所用之裝置,已知有-種成料置,係
將複數半導體^等基_置於龍台,—邊使得基板對 反應亂體供給機_行㈣性公轉—邊騎成膜處理。例 如於美國專仇報um,542號、日本專利Μ44%4號公 報以及美國專利公報6,634,314號巾記載了此種所謂微批次 方式之成膜裝置’此種成職置在構成上仙如自反應氣 體供給機構對基板供給魏觀之反應氣體,並於被分別 供給該等複數麵之反錢體的處理區域彼此Fa1設置例如 物理性之隔壁’或是使得惰性氣體以氣幕⑽e_in)的形 式喷出,以避免此等複數反應氣體彼此相混之狀態下進行 成膜處理。此外,係使用此成膜裝置,將第丨反應氣體以 及第2反應氣體交互供給於基板而逐漸積層原子層或是分 子層而進行例如 ALD (Atomic Layer Deposition)、MLD (Molecular Layer Deposition)等。 另一方面,若以前述ALD(MLD)法進行薄膜之成膜, 當成膜溫度低之情況下’有時例如於反應氣體中所含有機 物、水分等雜質會夾帶到薄膜中。為了將此種雜質自膜中 排出到外部以形成緻密且雜質少之薄膜,必須對晶圓使用 201135801 例如電漿等進行改質處理,但若於積層薄膜後進行此改質 處理,由於製程增加故聯帶會使得成本上升。是以,也有 人想到於真空容器内進行此種電漿處理之做法,但於該情 況下必須使得產生電漿之電漿產生部和反應氣體供給機構 一同對載置台進行相對性旋轉,是以在載置台之半徑方 向,晶圓接觸電漿之時間會出現差異,恐有例如於載置台 之中央側與周緣側之改質程度不一致之虞。於該情況下, 會於晶圓之面内發生膜質、膜厚出現變動,或是對晶圓造 成部份性損害。此外,當對於電漿產生部供給高電力之情 況下,該電漿產生部有立即劣化之虞。 【發明内容】 依據本發明之一實施形態,係提供一種電漿處理裝 置,係對於基板以電漿進行處理;其特徵在於,具備有: 真空容器,係於其内部對該基板以該電漿進行處理;旋轉 機台,係設置於該真空容器内,形成有用以載置基板之至 少一個基板載置區域;旋轉機構,係使得此旋轉機台進行 旋轉;氣體供給部,係對該基板載置區域供給電漿產生用 氣體;主電漿產生部,係在對向於該基板載置區域之通過 區域的位置,於該旋轉機台之中央部側與外周側之間以棒 狀延伸設置,對該氣體供給能量來電漿化;輔助電漿產生 部,係相對於此主電漿產生部在該真空容器之圓周方向上 隔離設置,用以補償該主電漿產生部所產生電漿之不足 量;以及真空排氣機構,係對該真空容器内進行真空排氣。 【實施方式】 6 201135801 牯班圖1 ('口著下述圖3之1—ί,線的截面圖)係顯干点膊 彳。成膜處理裝置1000係具備有:扁平真空 二容二内面形:為大致圓形;旋轉機台2 ’係設置於此直 於該真空容111之h具有旋轉中心。直:: 板_π係藉由内部之減壓狀態而㈣於容器本體 所,之密封構件(例如0型環13)被壓貼於容器本體 持著氣密狀態,而在將頂板u自容器本體12予以分離、'’ 時則藉由未圖示之驅動機構朝上方被上舉。 之 旋轉機台2係以中心部固定於圓筒形狀之核心部, 此核心部21係固定於在鉛直方向延伸之旋轉軸22上山, 旋,軸22係貫通真空容器i之底面部14,其下端係二於 使得該旋轉軸22繞鉛直軸(此例中係繞順時鐘方向、 旋轉機構的驅動部23處。旋轉軸22以及驅動部23 = ^ 於上面呈開口之筒狀盒體20内。此盒體2〇係以其1收納 設之凸緣部份來氣密地裝設於真空容器1之底面^ 所 面’維持著盒體20之内部環境氣氛與外部環境氣^r ^ 狀態。 、氖之氣密 於旋轉機台2表面部,如圖2以及圖3所示般>朴p 轉方向(圓周方向)設有用以載置複數片(例如5片)旯 半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)W的圓形狀凹部&。之 外於圖3中為了方便說明起見係僅於1個凹部24描繪著^ 圓W。此凹部24之直徑較晶圓w之直徑略為大例如4者曰曰 201135801 又其深度係設定為與晶圓w之厚度為同等大小。 晶圓W陷落於凹部24’晶圓W表面與旋轉機 ’若
載置晶ϊ w之區域)會成為對齊。於凹部24 、面U 有貫通孔(未圖示),用以支持晶圓w内面使-曰形成
昇降之例如3支昇降銷可朝貫通孔貫通。凹部24°係:圓W 晶圓w進行定位避免其因為旋轉機台2之旋轉所伴^對 之離心力而《,乃相當於本發明之基板載置區域之^生 如圖2以及圖3所示般,於與旋轉機台2 。,。 通過區域分別對向之位置,分別有例如石英所^的 反應氣體喷嘴31與第2反應氣體喷嘴32、2支1 嘴41、42、以及活性化氣體注射器220於直空容器^體嘴 周方向(旋轉機台2的旋轉方向)上相互保持間隔以^ :配置著。於此例中’自後述之搬運口 15觀看繞順時 。方疋轉機台2之旋轉方向)依序排列有活性體】 二:分離氣體喷嘴41、第】反應氣體喷嘴31 = 體喷嘴42以及第2反應氣 二離虱 _以及嗜嘴31、32、41、噴二 ,入真空容…’以朝旋轉機台2之旋轉中:而2 於晶圓W作水平延伸之方心設著。各噴嘴31、Μ。 42之基端部的氣體導入琿%、似 ' — 直 空容器1之外周壁。反應氣體嘴嘴3卜32分別 給機構、第2反應氣體供給機構,分 、2刀別成為分離軋體供給機構。關於前述活性化氣體 注射器220將於後詳述。 既化轧體 8 201135801 第1反應氣體喷嘴31以及第2反應氣體喷嘴32係分 別經由未圖示之流量調整閥等而分別與含Si (矽)之第1 反應氣體之二異丙基胺基矽烷氣體之氣體供給源以及第2 反應氣體之由〇3 (臭氧)氣體與〇2 (氧)氣體所成之混合 氣體的氣體供給源(皆未圖示)連接著,分離氣體喷嘴41、 42均經由流量調整閥等而與作為分離氣體之N2氣體(氮氣 體)之氣體供給源(未圖示)連接著。此外,於以下為便 於說明起見,第2反應氣體係以03氣體來說明。 於第1反應氣體喷嘴31、32,氣體喷出孔33係朝向正 下方而沿著喷嘴之長度方向以例如10mm之間隔來等間隔 排列著。反應氣體喷嘴31、32之下方區域係分別成為用以 將含Si氣體吸附於晶圓W之第1處理區域P1以及用以將 〇3氣體吸附於晶圓W之第2處理區域P2。 於既述之圖1〜圖3雖予以省略,惟反應氣體喷嘴31、 32如圖4所示般,具備有喷嘴蓋120,係自處理區域P1、 P2之天花板面45隔離而分別設於晶圓W附近,沿著喷嘴 31、32之長度方向將該等喷嘴31、32從上方側加以覆蓋, 並朝下方側開口。分離氣體之大部份係自喷嘴蓋120之下 端側沿著長度方向流通於在旋轉機台2之圓周方向兩側延 伸之整流構件121與天花板面45之間,幾乎不會流通於旋 轉機台2與反應氣體喷嘴31 (32)之間,是以於各處理區 域PI、P2可抑制從反應氣體噴嘴31 (32)供給至晶圓W 之反應氣體濃度的降低,可對晶圓W表面進行高效率之成 膜。 201135801 分離氣體喷嘴41、42係用以形成將前述第1處理區域 P1與第2處理區域P2力σ以分離之分離區域D,此分離區域 D中真空容器1之頂板11係如圖2以及圖3所示般設有凸 狀部4,其係將以旋轉機台2之旋轉中心為中心且沿著真空 容器1之内周壁附近描繪之圓在圓周方向上分割所得之平 面形狀為扇型且朝下方突出者。分離氣體喷嘴41、42係被 收納於溝槽部43内,該溝槽部43係在此凸狀部4之前述 圓的圓周方向中央朝該圓之半徑方向延伸形成者。 前述分離氣體喷嘴41、42在前述圓周方向兩側,存在 著為前述凸狀部4下面之例如平坦的低天花板面44 (第1 天花板面),於此天花板面44的前述圓周方向兩侧存在著 較該天花板面44來得高之天花板面45 (第2天花板面)。 此凸狀部4之作用在於形成屬於狹隘空間之分離空間,以 阻止第1反應氣體以及第2反應氣體侵入旋轉機台2之間 導致此等反應氣體之混合。亦即,若以分離氣體喷嘴41為 例,乃阻止03氣體自旋轉機台2之旋轉方向上游側侵入, 且阻止含Si氣體自旋轉方向下游側侵入。又作為分離氣體 不限於氮(N2)氣體亦可使用氬(Ar)氣體等惰性氣體。 另一方面,於頂板11之下面係如圖5所示般以與旋轉 機台2之核心部21的外周側部位相對向的方式且沿著該核 心部21外周設有突出部5。此突出部5係和凸狀部4之前 述旋轉中心側的部位連續形成,其下面係形成為與凸狀部4 之下面(天花板面44)為相同高度。圖2以及圖3係以低 於前述天花板面45且高於分離氣體喷嘴41、42之位置將 201135801 頂板11做水平切斷而顯示者。 Μ ί ί ΐ ί器1之頂板11下面、亦即自旋轉機台2之晶 凹部24)觀看之天花板面係如前述般,第i :於此天花板面44之第2天花板面45係存 =;,於圖1中係顯示設有高天花板面45之區 ==截:’於圖5中係顯示設有低天花板面44之區域的 =扇型凸狀部4之周緣部(真空容器!之外緣側部 2以及圖5所示般以對向於旋轉機台2外端面 曲成L字形而形成彎曲部46。扇型之凸狀部4係 == 側,可從容器本體12被卸除,是以於前述 周面與容器本體12之間有些微間隙。此彎 A °“賴凸狀部4同樣縣於防止反應氣體自兩側侵 止兩反應氣體混合之目的所設者,彎曲部46之内周 二凝轉機台2之外端面之間隙、以及彎曲部#之外周面 媳^本體12之間隙係狀為例如與天花板面44對旋轉 機台2表面之高度為同樣的尺寸。 前述分離區域D係如圖1所示般與 〇、 〇之外周面接近而形成為垂直面,於分離區域 马之卩位如圖1所示般係例如自與旋轉機台2外端 2對向之部位跨越底面部14成為縱截面形狀以矩形切除 理=方側凹陷之構造。若將此凹陷部份之與前述第1處 ===2相連通之區域分別稱為第 次 及第2排氣區域E2,則於該等第1排氣區 1 以及第2排氣區域E2之底部係如圖j以及圖3所示 201135801 般,分別形成有第1排氣口 Μ以及第 排氣口 61以及第2排氣口 62係如圖 :口 62。第1 氣管63而與作為真空排氣機構之例斤別經由排 又於圖^,65_力調整機構。,464連接著。 於前迷旋轉機台2與真空容器1之底 間’如圖1以及圖5所示般設有作為加熱機構之::的: 兀7,經由旋轉機台2而將旋轉機台2 口…、器單 由程序配方所蚊之溫度(例如尊c)。上;^^加熱至 之周緣附近的下方侧設有蓋構件71 、=,台2 2之上方空間 ⑥用以將自旋轉機台 7所處環境氣m域2之環境氣氛與加熱器單元 圍繞。此蓋構單元7沿著全周加以 減少位於該彎曲面二:台朝外::曲而形成凸緣形狀, 自外界之氣體侵入蓋構件71内2。下面之間的_,抑制來 較配置著加埶5!嚴开7々★ 底面部Η,在旋轉機 ^間靠近旋轉中心之部位的 2卜其間成為狹窄二口 之中心部附近接近於核心部 22的貫通孔同樣=貫通該底面部14之旋轉轴 窄,該等狹窄空間係連卜::旋轉車由22之間隙變得狹 體20係設有沖洗氣體供給盒體20内。此外於前述盒 體供給於前述狹窄空門内、匕2,用以將沖洗氣體之乂氣 底面部14,在加熱器單元 1订冲洗。此外於真空容器i之 數部位設有沖洗氣'體° =,下方側位置於圓周方向之複 配置空間。 S 73 ,用以沖洗加熱器單元7之 J2 201135801 又於真空容器1之頂板11中心部連接著分離氣體供給 管51’對頂板1丨與核心部21之間的空間52供給分離氣體 之&氣體。對此空間52所供給之分離氣體係經由前述突 出部5與旋轉機台2之狹窄間隙5〇而沿著旋轉機台2之晶 圓載置區域側表面朝周緣喷出。由於由此突出部5所圍繞 之空間係被充滿著分離氣體,所以可防止反應氣體(含Si 氣體以及〇3氣體)經由旋轉機台2之中心部而於第1處理 區域P1與第2處理區域P2之間混合。 再者於真空容器1側壁係如圖2、圖3所示般形成有搬 運口 15,用以在外部之搬運臂1〇與旋轉機台2之間進行作 為基板之晶圓W的收授,此搬運口 15係由未圖示之閘閥 進行開閉。此外’由於旋轉機台2之晶圓載置區域的凹部 24係在面臨此搬運口 15之位置而和搬運臂丨〇之間進行晶 圓W之收授’故於旋轉機台2下方側之對應於該收授位置 之部位係設有用以貫通凹部24而將晶圓w自内面上舉之 收授用昇降銷及其昇降機構(皆未圖示)。 其次,針對前述活性化氣體注射器220詳述之。活性 化氣體’主射器220係母當遍及載置晶圓w之基板載置區域 在旋轉機台2中心側内緣與旋轉機台2外周侧外緣之間產 生電毁’而藉由此電漿進行例如成膜循環(旋轉機台2進 行旋轉)之時,乃對藉由含Si氣體與〇3氣體之反應而於晶 圓W上所成膜之反應產物的石夕氧化膜(8丨〇2膜)加以改質 者。此活性化氣體注射器220如圖6A、6B所示般,具備 有:氣體導入喷嘴34,係用以將電漿產生用處理氣體供給 13 201135801 至真空容器1内,例如由石英所構成而成為氣體供給部; 電漿產生部80’為了將自氣體導入喷嘴34所導入之處理氣 體電漿化而配置於較該氣體導入喷嘴34位於旋轉機台2之 旋轉方向下游側,由相互平行之1對棒狀護套(sheath)管 35a、35b所構成者;以及,覆蓋體221,係將該等氣體導 入喷嘴34以及電漿產生部8〇自上方侧覆蓋而由絕緣體例 如石英所構成。電漿產生部8〇係設有複數組例如6組。此 外’圖6A係顯示取下覆蓋體221之狀態,圖6B係顯示配 置者覆盍體221之外觀。 氣體導入喷嘴34以及各個電漿產生部80係以與旋轉 機台2上之晶圓W分別平行的方式、且相對於該旋轉機台 2之旋轉方向呈正交的方式,自真空容器1之外周面所設之 基端部80a朝向旋轉機台2之中心部侧分別氣密地挿入該 真空容器1内。此外,該等電漿產生部80,為了將在個別 之電聚產生部80沿旋轉機台2之半徑方向所產生之電漿長 f加以改變’而使得自旋轉機台2之外周部側之晶圓W端
的上方位置延伸至中心部側之前端部之間的長度尺寸R 在個別的電漿產生部80不同。關於該等電漿產生部80之 長度尺寸(詳細為後述之電極36a、36b之長度尺寸)R若 舉出一例’則自旋轉機台2之旋轉方向上游側分別為例如 〇 150、245、317、194、97mm。以該等電聚產生部80 (後述之辅助電漿產生部82)之長度尺寸R而言,係如後 述實施例所示般,亦可例如依據配方、成膜之膜種類而做 各種改變。 201135801 4以自旋轉機台2之旋轉方向上游側起算第4組之電 I產生部80稱為主電漿產生部81,由於此主電漿產生部 81如前述般其長度尺寸R設定為較晶圓W之直徑( 300mm) 來得長’所以遍及載置晶圓W之基板載置區域之旋轉機台 2的中心側内緣與旋轉機台2外周側外緣之間產生電漿。另 八方面’、若將此主電漿產生部81以外之5組電漿產生部80 ς =為輔助㈣產生部82,,由於該等輔助電 漿產生部82 >且& 〇 , 短, 長度尺寸R設定為較主電漿產生部81來得 2之Φ?個別的辅助電漿產生部82之前端部(旋轉機台 是電啤二與中心部區域c之間將不會存在電漿,或 產生部⑼Γ:些;午擴散至此。是以,各個輔助電1 外周部側所生電^之不可f主電聚產生部81於旋轉機台2 射器220之下方;^不足部份予以補足’於活性化氣體注 外周部側之改質;^為了使得旋轉機台2之中心部側與 為較該中心部側二3旦!T卜周部側之電毁濃度設定 於個別之電嘮吝二 較夕) 護套管35a、35 7 。卩80 ’具備有彼此近接配置之1組 化銘、或是三氧b化此心、35b係由例如石英、氧 於該等護套營 氧化釔,Y2〇3)所構成。此外, 金、欽等所da=b内’如圖7所示般,係有例如鎳合 極,於該等冤極36a、36b貫通插設著而成為平行電 13.56MHz、例 36b,如圖3所示般,係有例如 之高頻電源224 Λ XT之高頻電力從真空容器1外部 厶由整合器225而並列供給。該等護套管 15 201135801 35a、35b係以使得貫通插設於個別内部之電極36&、36b間 之隔,距離成為l〇mm以下(例如4 〇mm)的方式配置著。此 外,護套管35a、35b亦可例如於石英表面塗覆例如前述三 氧化二紀等。 此外,該等電漿產生部80係以旋轉機台2上之晶圓w 之間的隔離距離可進行調整的方式藉由前述基端部8〇&而 被分別氣密地裝設於真空容器i側壁。圖7中之37乃於 套管3 5 a、3 5 b之基端側(真空容器i之内壁側)所連接^ 保護管,於圖6等中係省略了相關描緣。此外,除了圖6 以外,護套管35a、35b係簡略化顯示著。 一" 如前述圖3所示般,於氣體導入喷嘴34係和供給電 產生用處理氣體之電漿氣體導入流路251之—端彳=連接 著,此電漿氣體導入流路251之另一端侧係分岐為二而個 別經由閥252以及流量調整部253而分別與電漿生成氣 源254(儲存著用以產生電漿之電漿生成氣體(放電氣體)_ 例如Ar(氬)氣體)以及添加氣體源255(為了抑制電漿產生 (連鎖)而儲存著電子親和力大於放電氣體之局部放電抑 制用氣體(添加氣體)例如〇2氣體)連接著。此外,對前^ 氣體導入喷嘴34而言,該等放電氣體以及添加氣體係作^ 處理氣體而被供給。圖6A中’ 341係沿著氣體導入噴嘴34 之長度方向於複數部位所設之氣體孔。此處理氣體除了八^ 氣體、〇2氣體以外,亦可使用例如He 氦)氣體、η $ 體以及含〇氣體中任一者。 2氣 圖6Β中,221係前述覆蓋體,係以將配置有氣體導入 201135801 喷嘴34以及護套管35a、35b之區域自 邊方向以及麵、喜古Α 方側以及側面(長 著。此外,^ίΓ之兩侧面)側加以覆蓋的方式配置 具声方6 W 中’ 222係沿者活性化氣體注射器220之 長度方向自覆蓋體221夕日丨品丁 & ζυ ^ 水平延伸而出之側 ^部朝向外側以凸緣狀 R十乙狎而出之軋流控制面,為了抑制 側通流^ 〇3氣體、ν2氣體侵人覆蓋體221之内“ / 以該:氣、:控制面222之下端面與旋轉機台2之上:之 間隙變窄、且寬度尺寸u自旋轉機台2中心 ^ 變快之旋轉機台1 2 3 4 5 6外周側則變得愈寬的方式形成;二; Γ:台外周側之覆蓋體221側壁面係形 則述各電聚產生部80係在此導入口 28〇 ,側保護管37的狀態下被裝設於真空容器1側壁面。於i 盖體22上f度方向之兩側面上端部,為了例如利用頂板11 來支持覆盍體221,係以相互隔離的方式例如於2部位形成 17 1 223 300 2 21而於该设盖體功與真空容器i之頂板^之間的複數 3 部位所設之支持構件223,其位置係示意顯示著。 4 如圖7所不般,於前述氣流控制面222之下端面與旋 5 轉機台2之上面之間的間隙尺寸t係設定為例如1mm程 6 度。此外,針對氣流控制面222之寬度尺寸u舉出一例, 當晶圓w位於覆蓋體221之下方位置之時,則與旋轉機台 7 2之旋轉中心側的晶圓w外緣相對向之部位之寬度尺寸u 為例如8〇mm,與真空容器1内周壁側之晶圓W外緣相對 向之部位之寬度尺寸u為例如130mm。另/方面,覆蓋體 201135801 221上端面與真空容器1之頂板11 T面之間的尺寸係較前 述間隙t來得大而設定為2〇rnm以上(例如3〇mm)。是以, 自旋=機# 2之旋轉方向上游側流近之氣體、亦即反應氣 體與分離氣體之混合氣體係流過覆蓋體221與頂板11之 間。 此外’若針對前述電極36a (36b)、旋轉機台2上之晶 圓w以及覆蓋體221之間的位置關係進行說明,則在此例 中士圖9所示般,覆蓋體221上面之厚度尺寸hi、旋轉 機台2外周側之覆蓋體22H則壁面之寬度尺寸h2、覆蓋體 内之上面與電極36a (36b)之間之隔離距離h3、電極 \(36b)與旋轉機台2上之晶圓W之間的隔離距離h4 ^分別成為例如4職、8mm、9.5mm、7mm。此外,保護 B 37與旋轉機台2上之晶圓w之間的距離係成為例如 此外,此成膜裴置1〇〇〇設有用以進行裝置全體動 ^的電腦所構成之控制部⑽,於此控制部議之記 2藏有,進倾述成膜處理以及改質處理之程式rt 工、係以實订後述裝置之動作的方式納人有步驟群 引、光碟、光磁碟、記憶卡、軟碟# G ^ 制部100内。 文教於控 說明其^針Γ上述實施形態之成膜裝置誦的作用壤杆 曰 ,打開未圖示之閘閥,自外部藉由搬運臂1π 二圓W經由搬運口 15而於旋轉機台2之凹部24内進〜將 又。此收授係當凹部24停止於面臨搬運口 15之位置:吹 201135801 經由凹部24底面之貫通孔從真空容器之底部側讓未圖示之 昇降銷產生昇降來進行。此種晶圓W之收授係使得旋轉機 台2做間歇性旋轉來進行,於旋轉機台2之5個凹部24内 分別載置晶圓W。接著關閉閘閥,利用真空泵64使得真空 容器1内成為真空狀態後,利用壓力調整機構65來將真空 容器1内調整至事先設定之處理壓力,並一邊使得旋轉機 台2繞順時鐘方向旋轉一邊藉由加熱器單元7將晶圓W加 熱至例如300°C。此外,自反應氣體喷嘴31、32分別喷出 含Si氣體以及03氣體,並自氣體導入喷嘴34使得Ar氣 體以及〇2氣體以成為1〇〇 : 2〜200 : 20程度之流量比的方 式例如分別以8slm、2slm喷出,對個別之護套管35a、35b 間並列供給13.56MHz、電力400W之高頻。此外,自分離 氣體噴嘴41、42讓分離氣體之N2氣體以既定流量喷出, 且自分離氣體供給管51以及沖洗氣體供給管72、72亦讓 N2氣體以既定流量喷出。 此時,於活性化氣體注射器220,自氣體導入喷嘴34 經由各氣體孔341分別朝護套管35a、35b喷出之Ar氣體 以及02氣體係藉由對護套管35a、35b間之區域所供給之 高頻而活性化,生成例如Ar離子、Ar自由基等電漿。如 前述般於個別之電漿產生部80係調整來自基端部側(旋轉 機台2之外周部側)之電極36a、36b的長度尺寸R,故如 圖10所示般,此電漿(活性種)相較於旋轉機台2之中心 部側於外周部側會產生較多量(濃度較高),朝連同旋轉機 台2 —起移動(旋轉)至活性化氣體注射器220下方之晶 19 201135801 圓w逐漸下降。此時,例如因旋轉機台2 不t定化而局部性產生之傾向,但由於處理氣體有 〇2乳體’所U Ar氣體之電聚化的連鎖發生受 :°有 狀態可安定化。此外’如前述般,在個別電裝j ’電聚 產生之的長度尺寸並不相同,在圖1()巾 °M〇所 電毁產生部80所產生之魏量(密度)總 地於該等 另一方面,隨著旋轉機台2之旋轉,於晶;^貝示著。 第1處理區域P1係吸附含Si氣體,接著於 衣面在 P2被吸附於晶圓W上之含Si氣體受到氧化而形3 =域 是複數層矽氧化膜分子層。於此矽氧化膜中,成 層或 Sl氣體巾所含殘基n有時會含有水分^ :如含 機物等雜質。此外,若此晶圓^達活性化氣體1、有 ^下方區域,會因為前述而進行錢化膜之改20 里。具體而言,例如Ar離子衝撞晶圓w表面,、处 =釋放前述雜質,或是魏化膜内之元素再度排列= 5某求矽氧化膜之緻密化(高密度化)。從而,改了 石夕氧化膜’因歸化之結果可提升對於濕式二,之 此時,由於旋轉機台2正在進行旋轉,所以^。 =性化氣體注射器220下方區域時之周速,該旋 、 之外周部側會比中心部侧來得快。從而,在旋轉機a ^ 外周部侧被供給電漿之時間相較於中心部 σ之 處理之程度可能降低至例如1/3程度,作如,改質 丨、,4 如刖返般,由於 该外周部較中心部側產生更多電漿量的方; 漿產生部80,是以改質處理如後述實施例所示般,自旋; 20 201135801 機台2部側到外周部側可均勻地進行。是以,石夕氧 =之:ϋ,?)以及膜質在整個晶圓w之面内成為 至。若藉由旋轉機台2之旋轉使得含Si氣體之 吸附、含slA體之氧化以及改質處理在每個成膜循環中進 行而依序·錢_,㈣前述元权再_也會在積 層於上下方向U Μ以及第(N+1)層)之反應產物間 發生,所以如圖11所示般,於膜厚方向,膜厚以及膜質在 整個面内以及面間可形成均勻的薄膜。 口口此外^此真空容器i Λ,由於並未在活性化氣體注 射器220與第2反應氣體㈣32之間設置分離區域d,故 受到旋轉機台2旋轉之牽引,〇3氣體、N2氣體會從上游側 朝活,化氣體注射H 22〇通流。但是,如前述般,由於設 置覆蓋體221來將各電漿產生部8〇與氣體導入喷嘴%加 以覆_πη·疋以覆盘體221上方側之區域會較覆蓋體221下 方側(軋流控制面222與旋轉機台2之間的間隙t)來得廣。 此外,由於對覆蓋體221之内部區域自氣體導入喷嘴共 給處理氣體,是以該内部區域相較於外部(真空容器丨内) 為略微帶正壓。從而,從旋轉機台2之旋轉方向上游側通 流而來之氣體會潛入覆蓋體221下方側。此外,朝向活性 化氣體注射器22〇通流之氣體,會因為旋轉機台2之旋轉 而從上游側被牽引過來,所以旋轉機台2之半徑方向自内 周側往外周側流速會愈來愈快,但由於旋轉機台2外周側 之氣流控制面222之寬度尺寸u設定為大於内周側者,故 於整個活性化氣體注射器220之長度方向上可抑制氣體侵 21 201135801 入覆蓋體22 1 rh M y 器220之氣f 、彳,,從上游側流向活性化氣體注射 上方區域而流通5=::= 口經由覆蓋體221之 :::1乎不會受高頻活性化等:5以二: 餘。此ίΛ到抑制,可抑制構成真空容器1之構件等的腐 因改質Ζ^Γ 31 W也幾料會受_我狀影響。此外,
Ar氣體Γ從⑪氧化膜排出之雜質,之後會氣化而連同 ' N2氣體等朝向排氣口 62被排氣。 門供^ ’由於在第1處理區域P1與第2處理區域P2之 :二2氣體,且於中心部區域C也供給分離氣體之n2
Iv沾_疋以如圖12所不般,在含Si氣體與〇3氣體不致混 己的情况下進行各氣體之排氣。 卜在此例中,於沿著配置有反應氣體喷嘴31、32 及=化氣體注射器22〇之第2天花板面“I方側的空 二之谷,本體12内周壁’如前述般内周壁受到切除而變 、,氣口 61、62位於此寬廣空間之下方,是以相較於第 天花板面44下方側之狹隘空間以及前述中心部區域c之 各壓力’帛2天花板面45下方側之空間的壓力會成為較 ,。,外,由於旋轉機台2之下方側受到Ν2氣體所沖洗, 疋以兀全不會發生流入排氣區域Ε之氣體潛入旋轉機台2 下方側,例如含Si氣體流入〇3氣體之供給區域的情事。 此處,針對處理參數之—例進行記載,旋轉機台2之 方疋轉數,以直徑300mm之晶圓w作為被處理基板的情況 例如為lrpm〜500rpm ,程序壓力為例如1〇67Pa (8T〇rr), 22 201135801 含Si氣體以及〇3氣體之流量分別為例如1〇〇sccrn 以及 lOOOOsccm,來自分離氣體噴嘴4卜42之n2氣體之流量為 例如20000sccm,來自真空容器i中心部之分離氣體供給管 51之N2氣體之流篁為例如5〇〇〇sccm。此外反應氣體供給 相對於1片晶圓W之循環數、亦即晶圓w分別通過處理區 域PI、P2之次數係對應於目標膜厚而改變,例如為1〇〇〇 次。 依據上述貫施形態之成膜裝置(電漿處理裝置)1〇〇〇, 在使得旋轉機台2旋轉而於晶圓w上吸附含Si氣體,其次 對晶圓W表面供給〇3氣體而和吸附於晶圓w表面之含以 氣體進行反應來形成矽氧化膜之際,由於在形成矽氧化膜 之後,在旋轉機台2之圓周方向上,從具備有複數電漿產 生部80之活性化氣體注射器22〇對晶圓w上之矽氧化膜 供給處理氣體之電漿,於每一次的成膜循環進行改質處 理,故可得到緻密、雜質少之薄膜。此時,由於可變更個 別電漿產生部80 (辅助電漿產生部82)之長度尺寸R,是 以例如可依據程序種類等來調整從旋轉機台2之中心部側 至外周部側之晶圓W的改質程度(電漿量)。 從而’如前述例所說明般,在對應於通過活性化氣體 注射器220下方區域之速度而使得旋轉機台2中心部側相 較於外周部側在電漿供給時間增長、改質處理增強的情況 下,藉由讓於旋轉機台2中心部侧不會產生電漿或是電漿 產生(擴散)量少之辅助電漿產生部82連同主電漿產生部 81 —起配置,可使得該外周部之電漿量比中心部側來得 23 201135801 多,而可於面内以膜厚以及膜質一致的方式進行改質處 理。是以,如後述實施例所示般,可抑制因進行過強之改 質處理而形成對晶圓W之損傷或是出3見改質處理不充分之 部位。亦即’當改質處理之程度從旋轉機台2之中心: 朝外周部側變弱之時,若欲於旋轉機台2《外周部側進行 良好的改質處理,則在中心部側之改f處理會變得過強而 有可能對晶® Wit傷,當欲於巾心部側進行良好的改 質處理,則於外周部側可能成為不充分的改質處理。是以, 於此種情況下,若欲從旋轉機台2之中,。部_外周部側 都能進行良好的改質處理,處理條件等參數的設定範圍會 變得很窄。另一方S ’於本發明中’由於在旋轉機台2之 半徑方向上,改質處理之程度一致,所以可於整個曰=曰圓w 面内進行良好的改質處理。是以,在本發明中,由於可寬 廣地確保可進行良好改質處理之參數的設定範圍,所以可 得到自由度高之成膜裝置。 此外,於進行改質處理之際,藉由配置複數組電漿產 生部80,可將在矽氧化膜之改質上所需能量分散於此等複 數組電聚產生部8〇。是以,相較於以1組電聚產生部 來進行改質處理之情況’由於可減少於各個電漿產生部如 所產生之電毁量’也就是藉由大範圍地形成穩定狀態之電 漿而花時間緩和地進行改質處理,從而可降低對晶圓w之 損傷。此以其他觀點視之,由於例如使用1組電敷產生部 80而設定於穩定電漿條件且使得旋轉機台2以低速旋轉並 以穩定條件花時間所進行之改質處理能以短時間處理,是 24 201135801 以可說是選定寬廣之電漿供給區域而使得旋轉機台2以高 速旋轉。是以,町一邊抑制電漿所造成之損傷進行良好的 改質處理,一邊迅速地進行薄臈之成膜處理以及改質處理。 此外,藉由配置複數電漿產生部80,由於相較於使用 1組電漿產生部80之情況,對於各個電漿產生部8〇所供給 之能量變少’是以於各個電衆產生部8〇可抑制例如因發 熱、電漿濺鍍所產生之惡化。是以,可抑制例如因護套管 35a、35b之濺鍍所發生之雜質(石英)混入晶圓w中。 再者,每當於真空容器1内部進行成膜循環之際亦進 行改質處理,也就是於旋轉機台2之圓周方向上,晶圓w 通過各處理區域P1、P2之路徑的途中以不致干涉到成膜處 =的方式進行著改質處理,是以相較於例如薄膜之成膜結 束後再進行改質處理,能以短時間進行改質處理。 此外’由於可藉由覆蓋體221而抑制從上游側通流而 入該覆蓋體221内部’乃可抑制該等氣體之影 a成膜循環之途中進行改質處理。是以,
可近接配置於電漿產生部80, 成電漿,該覆蓋體221 |置可小型化。 221係以絕 p 8〇之間形 $8〇 ’是以 氣體進行供給來抑 11由將〇2氣體連同Ar 25 201135801 ,體之m的連鎖進行,則*於在整個活性化氣體注射 益^20之長度方向上、且於整個進行改質處理(成膜處理) ,間中可抑制電渡之局部性產生,故改質處理可於晶 圓W之面内以及面間均句地進行。此外,由於電極他、 36b之隔離距離係如前述般狹窄設^ ’故即便在非最適於氣 體離子化之高壓力範圍(賴處理之壓力範圍),亦能以低 輸出將氣體活性化(離子化)至改魏輯需程度。 於前述例中,每當進行成膜處理之際亦進行改 理,惟亦可每當進行複數次(例如2〇次)之成膜處理(循 之際進行改質處理。於此情況,於進行改質處理之時,夏 體而言乃停止含Si氣體、〇3氣體以及&氣體之供給,: 氣體導入喷嘴34對活性化氣體注射器22〇供給處理氣體, 並對護套管35a、35b供給高頻。然後,為了使得$片晶圓 W依序通過活性化氣體注射器220之下方區域而使得^ 機台2旋轉例如200次。以此方式進行改質處理之後,再 度開始各氣體之供給而進行成膜處理,而依序反覆進^_改 質處理與成膜處理。於此例中,係與前述例同樣地可m 緻密、雜質濃度低之薄膜。於此情況下,由於在進行^曾 處理之時停止〇3氣體、A氣體之供給’所以如前述圖 所示般,即使不設置覆蓋體221亦無妨。 此外,於設置複數電毁產生部80之際,在前述例中係 將該等電漿產生部8〇當中之1組作為主電漿產生部81來 設置,其餘電漿產生部8〇之長度尺寸R較該主電漿產生部 81來得短而作為輔助電漿產生部82來配置,惟該等長声尺 26 201135801 寸R如後述實施例所示般,亦可進行各種改變,例如圖Η 所示般,ό組電漿產生部80全部作為相同長度之主^ 生部81來設置’而不設置輔助電聚產生部幻: 在 助電漿產生部82方面,以旋轉機台2中心部側相較於外周 部側進行較強改質處理的方式調整電漿量之产、兄下。 例如使得辅助電漿產生部82之一端側自中心;:二:: 於旋轉機台2水平地朝外周部側伸展,另一端側 l — 形朝上方彎曲來與高頻電源224連接。此外 ^ 聚產生部82亦可和前述自旋轉機台2之 助電漿產生部82 -同配置,關於主電襞產生二亦可Ϊ 周·之間各電*產生部8G係以與旋 == 電 _如於㈣料2之半徑方向中 ^ 圓周方向上例如朝向上被加吟。者%轉機口 2之 增加電漿之產生量。從❿為圓弧狀’於該中央部 非僅限於直線狀,亦包含圓=^狀」電漿產生部8〇並 . :月述例中係使用平行電極ί雷;1¾ % 來產生電容耦合型電黎 柽(電極36a、36b) 應耦合型電漿。於此产、、’、β用線圈型電極來產生感 可使得從真空容器]二况τ ’具體而言如圖14所示般,亦 棒狀延伸、且料φ Μ,面朝向旋轉機台2巾㈣側做平行 400以複數平行配形連接之電極(天線)
並使彳于邊等電極400之長度尺寸R 27 201135801 互異。於此例中,電極400係配置3組,且該等電極400 之長度尺寸R自旋轉機台2之旋轉方向上游側朝向下游側 依序變短(例如分別為310mm、220mm、170mm)。圖14 中401乃分別連接於該等電極400兩端部而用以產生感應 耦合型電漿之共通電源。在此例中同樣地可於旋轉機台2 之半徑方向上調整電漿量’是以可調整晶圓W面内之改質 程度。於此圖14中也設有覆蓋該等電極4〇〇以及氣體導入 喷嘴34之覆蓋體221,惟省略圖示。 此外,於設置複數電漿產生部80之際,係將該等電漿 產生部80收納於一個覆蓋體221内,且與氣體導入喷嘴34 共通化使用,惟亦可對個別電漿產生部分別配置氣體導 入噴嘴34’例如圖15所示般,亦可進而設置覆蓋個別電漿 產生部80以及氣體導入嘴嘴34之覆蓋體22卜此外,在此 圖15中’躺了配置複數(例如2組)電驗生部8〇之 例’其中i _置主電㈣生部81 ’另—錢產生部8〇 係配置輔助電漿產生部82。 此外,針對使用前述成膜裝置以
ALD法、MLD法等 ^ CVD 4¾ JJ-i Λ> ** 了說明,惟亦可藉由變更例如成
28 201135801 來進行改質處理。於此種情況下,係取代前述成膜裝置1000 改用圖17中示意顯示之電漿處理裝置之其他例之改質裝置 1000’。於此改質裝置1000,進行薄膜改質處理之情況下,
於真空谷器1内之旋轉機台2上載置形成有薄膜之晶圓W 使得旋轉機台2旋轉,並對真空容器丨内進行真空排氣。 然後,於活性化氣體注射器220產生電漿進行薄膜之改質。 以此方式使得旋轉機台2旋轉例如複數次,來得到面内之 膜厚以及膜質均勻之薄膜。此外,在此圖17中,係示意顯 示了改質裝置1000,之各部份,例如針對前述搬運口 15等 係省略記载。 再者’於前述例中’於配置複數電漿產生部80之際, 針對§亥等*f衆產生部8〇中之至少一組’係言史置了從旋轉機 台2之中心部側到外周部側產生電漿之主電漿產生部81, 惟亦可以複數電聚產生部8G當中之複數組(例如2組)來構 成主電漿產生部81。具體而言,如圖18所示般,使得複數 電聚產生48〇虽中至少—組如前述般,令—端側從中心部 區域C朝向旋轉機台2外周部侧伸展,並將 8〇 (輔助《產生部⑴之另-端側彎曲成例Μ字形 經由整合裔225而連接於高頻電源224。此外,以前端 此辅助電漿產生部82在旋轉機台2之旋轉方向上重疊⑼ 即從旋轉機台2之巾心部_外周部财生電漿)的 在相對於此辅助電聚產生部82朝旋轉機台2之旋轉方向上 游側或是下游側錯開之位置,使得㈣產生部⑽(輔 漿產生部82)從真空容器丨外周側朝向旋轉機台2之中心 29 201135801 部側伸展, 成主電漿连。此一來,藉由此2組電漿產生部80、80來構 之中心1產生部8卜於此情況下,同樣可難旋轉機台2 聚產生^與外周部側之改#程度’且相較於利用1組電 造成之G來進行改質處理之情況’可降低對晶圓W所 傷)。傷。此外,亦可降低各電漿產生部80之惡化(損 用以形成前述矽氧化膜之處理氣體,在第1反應氣體 方面可使用BTBAS〔雙四丁基胺基矽烷〕、DCS[二氣矽 烷]、HCD[六氣二矽烷]、3DMAS[三二甲基胺基矽烷]、單 胺基矽烷等,亦可將TMA[三曱基鋁]、TEMAZ[四乙基甲基 胺基錯]、TEMAH|>乙基曱基胺基铪]、Sr(THD)2[銀雙四甲 基庚二酮酸]、Ti(MPD)(THD)[鈦甲基戊二酮酸雙四甲基庚 二酮酸]等作為第1反應氣體’來形成氧化鋁膜、氧化鍅膜、 氧化給膜、氧化錄膜、氧化鈦膜等。在氧化該等原料氣體 之氧化氣體的第2反應氣體方面,亦可採用水蒸氣等。此 外,未使用〇3氣體作為第2反應氣體之程序例如bn (氮 化鈦)膜等進行該TiN膜之改質的情況下,自氣體導入喷 嘴34所供給之電漿產生用處理氣體亦可使用nh3氣體、含 N (氮)之氣體。 前述各個電聚產生部80之配置順序,亦可從旋轉機台 2之旋轉方向上游側往下游側排列成長度尺寸R愈來愈 長,或是從旋轉機台2之旋轉方向上游侧使得排列長度尺 寸R愈來愈短。此電漿產生部80之數量除了 6組以外,只 要是2組以上皆可。再者,對活性化氣體注射器22〇供給 201135801 處理氣體之氣體導入噴嘴34,由於如前述般覆蓋體221内 之區域相對於該覆蓋體221外侧區域呈現正壓,是以可配 置於複數電漿產生部80之下游侧,或是亦可於覆蓋體221 之天花板面、旋轉機台2之外周部側壁面形成氣體噴出孔, 從此氣體喷出孔供給處理氣體。此外,在電漿產生部8〇方 面,係使用棒狀電極36a (400)產生電漿,惟亦可藉由例 如雷射等光能或是熱能等來產生電漿之機構。 作為前述電漿產生部80,亦可於旋轉機台2之中心側 與外周侧之間,朝該電漿產生部8〇之長度方向傾斜來構 成。具體而言,各個電漿產生部8〇係如圖19以及圖2〇所 示般,從真空容器1之側壁部插入該真空容器丨内。於此 電漿產生部80(保護管37)之挿入部在真空容器j之側壁, 貫通有第1套筒55G ’於此第i套筒55〇内貫插著保護管 37。第i套筒550係使得在真空容器i之内部區域側的前 端部内周面沿著保護管37外周面形成,而真空容器丄之 部側之基端部内周面係呈現擴徑。此外,於此第丨套筒^ 之擴徑部與保護管37之間,以將該保護f 37在整個圓周 方向加以包圍的方式設有例如由樹脂等所構成之 : (0型環)5GG。於該等第丨套筒⑽與保護管π之 區域,配置有環狀第2套筒551,可自真空容器 曰 於密封構件卿進退自*。藉由此第2套筒& ^ 構件谓抵壓於真空容器丨側,則保護管 = 件500而對真空容器1呈現氣密保持。從而,保, 聚產生部⑹可說是以此密封構件_為基點^空^ 201135801 1側之前端部以移動(昇降)自如的方式受到支持。此 於圖19中係省略了此等套筒550、55卜 電,產生部80於真空容器1外側設有傾斜調整機構 501 ’使得從第2套筒551朝向該外側延伸而出之保護管37 的基端部可上下動。此傾斜調整機構501於保護管37之上 下2部位具備有沿著該保護管37長度方向所分職置之本 體部/〇5、505。個別之本體部505,基端側(真空容器i 側)係固定於前述第1套筒550或是真空容器1之外壁面, 他端側則以將該本體部505朝上下方向貫通的方式 螺合部5〇3,其螺合著螺絲部5〇2。此外,藉由對本體部5〇5 之螺合部503從上侧或是下側螺合螺絲部5〇2,可在其 37之基端。卩相對於真空容器丨呈上昇或是下 能 固定電漿產生部80之姿勢。 狀心下來 端侧t動若調^機構训來使得保護管37之基 典别裔穷仅杜 谷益之内部區域因密封構件5〇〇而 又/;、’、’、寺之狀態下,如圖21所示般,以該密封構件5〇〇 所形成之保護管37的*姑:Λ? a』 士 謝部8;端=作為支點’真空容器1内之電 上之晶圓w上面在此例中,旋轉機台2 旋轉機台2之外生部⑽下端之間的尺寸Η,在 側則可在8〜12_ :::為9·,於旋轉機台2之中央 描繪讀產生部8Γ調整。此外,於圖21係示意地 於旋轉機t式t㈣產生部8G在長度方向上傾斜,可 、 °之半徑方向上調整晶圓W與電漿產生部80 32 201135801 之間的尺寸Η,是以如後述實施例所示般,可調整旋轉機 台2之半徑方向之改質程度(電漿量)。亦即,在前述真空 容器1内之壓力範圍(66.66Pa(0.5Torr)以上),由於真空 度低(壓力高),故電漿中之離子、自由基等活性種容易惰 性化(喪失活性)。從而,到達旋轉機台2上之晶圓W的 電漿量(濃度),當電漿產生部80與晶圓W之間的尺寸Η 愈長會變得愈少。是以,藉由傾斜電漿產生部80,可說是 在旋轉機台2之半徑方向上調整到達晶圓W之活性種的 量。 是以,例如旋轉機台2之中心側的改質程度大於外周 側之情況下,藉由將電漿產生部80之前端部上舉使得該前 端部與旋轉機台2上之晶圓W產生隔離,可於遍及旋轉機 台2中心側與外周側讓改質程度一致。此外,當旋轉機台2 中心側之改質程度小於外周側之情況下,乃使得電漿產生 部80之前端部下降,讓該電漿產生部80之前端部與旋轉 機台2上之晶圓W靠近。此時,若藉由傾斜調整機構501 來調整電漿產生部80之傾斜角度並調整複數電漿產生部 80之長度尺寸R,可使得旋轉機台2之半徑方向之改質程 度更為一致。 此傾斜調整機構501可設置於所有的電漿產生部80, 亦可設置於此等電漿產生部80當中一者或是複數者。此 外,雖於真空容器1外側設置傾斜調整機構501,惟亦可於 真空容器1之内部區域,將自該真空容器1之内周面朝向 中心部區域C延伸之保護管37的下端部以昇降自如的方式 33 201135801 加以支持。此外,於圖19中係將真空容器i之一部份予以 放大切除顯示,舉出6支電漿產生部80當中之1支電漿產 生部80為例來顯示。 此外,如前述圖7所示般,相互鄰接之電漿產生部8〇、 8〇沿著旋轉機台2之旋轉方向相對向之電極36a、36b彼此 間的隔離距離A,為了抑制此等相互鄰接之電漿產生部 8〇、80彼此間之放電以設定為長距離為佳。此隔離距離a 也有可能因為例如從高頻電源224對電漿產生部8〇所供給 之咼頻電力值而發生較佳範圍之變動,惟舉其一例,例如 設置兩個電漿產生部80,且對此等電漿產生部8〇、8〇所供 給之向頻電源224的電力值為8〇〇w之情況下,隔離距離A 為45mm以上(具體上為大約8〇mm以上)。 再者,活性化氣體注射器22〇於調整旋轉機台2之半 徑方向之改質程度之際,在前述圖6A中係設置了 6支電漿 產生部8G,且對於此等電毁產生部⑽(輔助電毁產生部82) 分別調整了電毁產生部80之長度尺寸R,惟如圖22所示 般,亦可使得此等電毁產生部⑽之長度尺寸尺彼此相等, 且於每個個別的輔助電毁產生部82均設置用以抑制電衆從 該辅助電漿產生部82朝旋轉機台2上之晶圓〜擴散之擴 散抑制板(擴散抑制部)51〇。 ' 擴散抑制板510如圖23 構成之板狀體, 朝晶圓W側擴激 聚產生部82之長度方向朝水平延伸之例如石英等絕 媒忐夕搖妝艚, η 圖25所示般,係沿著辅助電
擴散抑制板510於各個辅助電 34 201135801 聚產生部82之前端部側(旋轉機台2之中心部側)係以自 該辅助電漿產生部82之下方側面臨電聚產生區域(電極 36a、36W曰1之區域)的方式個別設置著。此外,擴散抑制 板510係分別從接近旋轉機台2中心之位置朝向輔助㈣ 產生部82之基端部,較辅助電裝產生部82之前端部略為 伸出例如5mm程度。各個擴散抑制板51〇距離旋轉機台2 長度尺寸G係自旋轉機台2之旋轉方向上游側往 Γ ^別設定為例如22G、120、120、細、27G随。從 側之曰圓Ϊ侧助電衆產生部8 2 ’若將自旋轉機台2外周 端部的上方位置到擴散抑制板51〇端部之上方 即辅助電聚產生部82之有效長度稱為“參 辅Ξ電設定為與前述圖6之個別 部82之尺寸R為相同長度。是以,可說是與 部f錢產生部82為了補償主電聚產生 台2外周部側較中心部側有更高之二^ 部_ 23騎般,_聚產生 從護套^Γ 部位(例如2處)藉由固定部511而 如石英i所二3'懸垂著。各個固定部5u係由絕緣體例 51〇兩===轉機台2之旋轉方向之擴散抑制板 旋轉機ΐ2之心曲相互連接著。於此例中, 歲口 2之旋轉方向之擴散抑制板51〇之寬度尺寸㈣ 35 201135801 設定為例如70mm程度。圖25中F乃各個電衆產生部8〇 之電極36a、36b各別中心線彼此間的隔離距離,此隔離距 離F為l〇mm以下(例如7mm)。此外,在圖23〜圖25係省 略了覆蓋體221。 藉由設置此擴散抑制板510 ’則於各個輔助電漿產生部 82,旋轉機台2之中央側區域相較於旋轉機台2之周緣部 對於晶圓w所供給之電漿量會變少。亦即,如圖26示意 顯不般,若於電極36a、36b間產生處理氣體之電漿(離子 以及自由基),此電漿會打算朝移動(公轉)於輔助電漿產 生部82下方側之晶圓w來下降。但是,由於在輔助電漿 產生部82與旋轉機台2上之晶圓w之間設有擴散抑制板 51〇,故電漿朝旋轉機台2側之擴散受到此擴散抑制板51〇 所抑制’電ϋ會沿著擴散抑制板51〇之上面而朝水平方向 (奴轉機台2之旋轉方向上游側、下游側、旋轉機台2之 中〜側以及周緣側)擴散而去。如前述般,由於電漿中之 活性種容易惰性化’所以因擴散抑制板510之影塑朝下方 側擴散受到抑制之電輯著朝水平方向擴散會出i部份惰 性化(氣體化)。是以’此惰性化氣體)即使接觸於 曰曰,W ’改質程度也會比活性(並未因擴散抑制板510而 擴政又到抑制之)電漿來得少嗜而,於擴散抑制板训 ^下方側’相較於未設置擴散抑制板510之基端部側,雷 衆::改質程度被壓低。此處,如後述實施例所示般,由 H當中之自由基壽命比離子*(不易惰性化),是以右 日’ θ從側方側迴繞過擴散抑制板510而在維持著活性的狀 36 201135801 況下到達晶圓w。即便是此種私 510,可抑制電漿中之離子所致改質。 ^文抑制板 藉由此擴散抑制板510,可得到與前述圖6所示 氣體注射器220同,的效果。此外,若將各個電製: 80之長度尺:R:疋成為相同長度,可使得對 產 生部80所供給之兩頻電力一致。亦 a 戎產 8。之長度尺寸R互異之情況下二:打 源-對電聚產生部-分別供給相等 電漿產生部8〇之静電電容值不同,故有時長紅 電漿產生部顯被供給之電力多於長度財仏 ^
生部80所被供給之電力。是以,若以自晶圓% L 之通過區域的内緣(旋轉機台2中心側的^^ 通過區域外緣(旋轉機台2外周側)所延伸設置之1 衆產生部80作為主電漿產生部81,則關於輔^電聚產^ 82(比該主電漿產生部81來得短,相對於主電漿產生邙w 之長度尺寸差大)’電漿會比主電漿產生部81來得弱σ(電 漿密度低)。從而,即便想要適當地補償主電漿產生部Μ 對於晶圓W載置區域接近外側區域所提供之電漿不足量, 然高頻電源224之電力值大小等之調整作業變得困難,是 以,針對辅助電漿產生部82也設定為和主電漿產生部= 為相同長度,調整擴散抑制板510之配置區域,以外觀上 輔助電黯生部82之長度尺寸縮㈣方式構成為較佳作 法。 亦即,如圖22般藉由將各個電漿產生部8〇之長度尺 37 201135801 寸R設定為彼此相同長度,並使用擴散抑制板510,則祇 要調整各個辅助電漿產生部82之有效長度j,即可針對每 個輔助電漿產生部82調整旋轉機台2之半徑方向之電漿 量’並使得對此等電漿產生部80所供給之高頻電力值成為 一致。是以,可依據各個電漿產生部80簡便地調整旋轉機 台2之半徑方向之電漿量。再者,以主電漿產生部si以及 輔助電漿產生部82而言,由於可使用共通長度尺寸R之電 漿產生部80 ’僅需更換擴散抑制板510即可輕易調整長度 尺寸R,且在成本上亦有利。 此外,亦可連同此擴散抑制板510而設置前述傾斜調 整機構501。於此情況下,由於除了可數位式調整電聚有無 之擴散抑制板510 ’更設有可沿著旋轉機台2之半徑方向緩 緩地類比式調整電漿量之傾斜調整機構501,故能以更大範 圍選擇旋轉機台2之半徑方向之電漿量(改質程度)的調 整幅度。 於前述圖22〜圖26,係於電衆產生部80之下方側設 置了擴散抑制板510,惟如圖27所示般,亦可以包覆電装 產生部80周圍(下面、兩侧面、上面以及前端側)的方气 設置大致箱型之擴散抑制板510。此外,於真空容器丨内< 置擴散抑制板510之際,可自真空容器1之頂板u懸垂叹 亦可固定於真空容器1之内壁側。擴散抑制板51〇之材斥 除了石英以外亦可使用例如氧化鋁(八丨2〇3)等絕緣體。^ 此外,於前述加熱器單元7周圍所設之蓋構件71, 可以圖28以及圖29的方式來構成。亦即,蓋構件71氣亦 ’、1鸯 38 201135801 有:内側構件7]a,# , 於此内側構件71a與真空容器3=广’係設置 件71b於前述排氣 内堇面之間。此外側構 二= = = :=: 機ίΓ 6近接配置著。此外,於加熱器單元7 ”广衫!之間’為了抑制氣體侵人·^有該加熱器單元7 =,?從外側構件71b内周壁到於真空如之底 、央所形成之突出部12a的上端部之間跨越圓周 方向力:以連接之例如石额構成之覆蓋構件7&。 (貫施例) 接著,針對用以確認本發明效果所進行之實施例於以 下作說明。 (實施例1 ) 首先關於則述成膜裝置,係與設置1組電漿產生部 80之If况作比較,就藉由設置複數組(此例中為6組電毁產 生。卩80) ’在旋轉機台2之半徑方向之改質程度會如何變化 進行了貫驗。在設置6組電漿產生部80之情況下,針對將 所有電漿產生部80之長度尺寸R設定為相同長度( 300mm) 之情況(記載為6對)’以及個別電漿產生部80之長度尺 寸R自%轉機台2上游側分別設定為例如5〇、150、245、 317、194、97mm之情況下進行了實驗。此外,於評估改質 程度之際,並不使用活性化氣體注射器22〇而事先於晶圓 39 201135801 W上形成150nm之矽氧化膜,之後對此晶圓w進行改質處 理而計算處理前後之膜厚差,於旋轉機台2之半徑方向的 複數部位求出收縮率(=(改質處理前之膜厚〜改質處理 後之膜厚)+改質處理前之膜厚xlOO)。改質處理係於以下 條件進行。 (改質條件) 處理氣體:He (氦)氣體/〇2氣體=2.7/0.31/分 處理壓力:533Pa (4Torr) 高頻電力:400W 旋轉機台2之旋轉數:30rpm 處理時間:5分鐘 (實驗結果) 如圖30所示般,當電漿產生部80為1組之情況下, 於旋轉機台2之中心部側被進行強改質處理,而愈往外周 部側改質處理變得愈弱。從而’若欲使用1組電漿產生部 80在旋轉機台2之外周部侧進行良好的改質處理,如前述 般在中心部側之改質處理會變得過強,晶圓W有受到損傷 之虞。另一方面,當使用6組電漿產生部80之情況下,可 知在整個旋轉機台2之中心部側到外周部側進行了均勻之 改質處理。一般認為此乃由於如前述般利用6組電漿產生 部80,矽氧化膜之改質所需能量受到分散之故。此外,可 知藉由變更電漿產生部80之長度尺寸R,可於旋轉機台2 之半徑方向上調整改質私度。 (實施例2) 201135801 其次,於與實施例1相同條件下進行矽氧化膜之改質 處理並同樣地進行評估,結果如圖31所示般,發現藉由變 更各電漿產生部80之長度尺寸R,同樣地可於旋轉機台2 之半徑方向上調整改質處理之程度。於此例中’相較於設 置相同長度尺寸R之電漿產生部80的情況’調整了個別電 漿產生部80之長度尺寸R的結果呈現了良好的均勻性。 (實施例3) 接著,如以下表所示般,對個別電漿產生部80之長户 尺寸R作各種改變而進行了同樣的實驗以及評估。針對此 實驗所得結果也一併表示於此表中。 (表1) 實施例 3-1 實施例 3-2 實施例 3-3 實施例 3-4 實施例 3-5 實施例 3-6 各電極長度 300 50 50 50 85 97 (mm) 300 150 150 150 150 194 300 245 245 317 317 317 300 317 317 317 317 245 300 194 194 194 194 150 300 97 120 120 120 '—. 50 膜 平均(nm) 0.34 0.56 0.45 0.40 0.39 0.46 厚 最大(nm) 0.53 0.69 0.55 0.52 0.54 0.58 差 最小(nm) 0.22 0.46 0.32 0.28 0.26 0.26 範圍(nm) 0.3上— 0.23 0.23 0.24 0.28 0.32 均勻性(±%) — 45.43 20.53 25.64 30.25 35.71 35.02 201135801 差異(%) ---^ 81.11 21.31 27.50 35.06 35.49 40.30 "'日田刀別碉整電漿產生部80之長度尺寸 轉機台2之中心部側到外周部侧之電聚量, /厂果,能以例如減少膜厚差異的方式進行改f。於此表 示了針狀質處理前後,於旋轉機台2之半徑方向 ΓίοΓ所測定之膜厚差之總括結果。此外,電漿產生 " S)之長度尺寸&係記載了從旋轉機台2上游側 τ ^下游側之順序。此外,本表中所謂的差異,係顯示 了私準偏差之3倍除以母平均數之數值。 (實施例4) 其次’就如前述實施例3般對各產生部8G之長度 尺寸R進行錄變更時’轉收縮率在晶圓w面内會成為 何種分布進行測定。其結果係顯示於圖32α〜32〇。此外, 在此圖32A〜32G + ’也針對晶圓w上之各電毁產生部8〇 的概略配置狀態以及各個電漿產生部8〇之長度尺寸作了記 載0 從此圖32A〜32G可知,藉由調整電漿產生部8〇之長 度尺寸R,膜厚收縮率於面内會改變。是以,被認為藉由 调整各個電漿產生部80之長度尺寸R,則電漿量在旋轉機 台2之半徑方向上發生變化。此外,可知將各個電漿產生 部80之長度尺寸R設定為5〇、150、245、317、194、97mm 之情況,與設定為97、194、317、245、150、50mm之情 泥,亦即變更電漿產生部80之排列順序之時,均勻性幾乎 沒有變化。此外,關於將電漿產生部80之長度尺寸R全部 42 201135801 3又疋為30〇mm之情況,以;g a 4 & 9^"Γώ^ π觸不於圖33A以及33B。 τ、、、口术 (實施例5) 其次,針對晶圓W因電漿所損 使用實驗用晶圓W (形成有多數測試晶片,該晶片^驗係 面摻雜有磷之多晶矽膜所構成之 由表 :射:之天線部面積+電漿照射後之有效天線面積:電: ^ =免时驗^圓W卿叙漏純覆 膜,而取代成膜用氣體改用N2氣體。 軋化 (電漿供給條件) 處理氣體 處理壓力 高頻電力 5/0.1slm
Ar氣體/〇2氣體:¾ 533Pa (4Torr) 400W ( 13.56Mz) 旋轉機台2之旋轉數:240i*pm 處理時間:10分鐘
成膜溫度:350°C 成膜用氣體:N2氣體/〇3氣體 電漿產生部80之組數:6支(各長度尺寸R:5〇、15〇、 245、317、194、97 mm) ’ 1 支(3〇〇mm) 卜電漿暴露寬度.約2cm(每當旋轉機台2進行旋轉時, 每1組電漿產生部80通過2cm之電聚區域) 43 201135801 (實驗結果) 其結果,如圖34A、圖34B所示般,當電漿產生部80 為1組之情況下,從旋轉機台2之外周部側愈往中心部側, 損傷變得愈大,對晶圓W所提供之電漿能量愈強此傾向愈 為增加。另一方面,於設置有6支電漿產生部80之情況下, 於旋轉機台2之半徑方向幾乎未確認到損傷之變動。此外, 即使是增加電漿能量之情況也並未出現顯著差異。 從而,如前述般,在使用1組電漿產生部80之情況下, 於旋轉機台2之半徑方向上改質程度會發生變動,若欲於 整個面内進行均勻的改質處理,則參數(例如電漿能量) 之選擇範圍受限;但若配置複數組(例如6組)電漿產生部 80,可發現於旋轉機台2之半徑方向上改質之變動變小, 參數之選擇範圍變得寬廣。此外,於圖34A、圖34B中, 係以示意方式格子狀顯示前述測試晶片。 (實施例6) 關於利用前述覆蓋體221可將氣體對該覆蓋體221内 之侵入抑制到何種程度,係於以下條件進行模擬。 (模擬條件) 處理氣體:Ar氣體= 20slm 處理壓力:533Pa (4Torr) 高頻電力:400W ( 13.56Mz)
旋轉機台2之旋轉數:30rpm 處理時間:10分鐘 成膜溫度:450°C 201135801 成膜用氣體:含Si氣體/03氣體= 300sccm/10slm (200g/Nm3) 對各個分離區域D所供給之分離氣體:N2 = 20slm 自中心部區域C上方所供給之分離氣體:3slm 自中心部區域C下方以及沖洗氣體供給管73所供給之 分離氣體:l〇slm (實驗結果) 如圖35a、35b所示般,可知自氣體導入喷嘴34所供 給之Ar氣體係均勻地分散於覆蓋體221内。此外,如圖 35C、35D所示般,可知可防止自旋轉機台2上游側往覆蓋 體221通流而來之N2氣體侵入該覆蓋體221内。從而,如 前述般,在覆蓋體221内,可說是可防止從喷嘴32、34所 喷出之〇3氣體與對分離區域D等所供給之N2氣體之混 合,而抑制NOx之生成。 (實施例7) 關於處理氣體(He氣體)於此覆蓋體221内之分布、 流速成為如何之模擬於處理壓力為533Pa(4Torr)、處理 氣體之流量為3slm之條件下進行的結果,如圖36所示般, 處理氣體在此覆蓋體221内均勻地分布著,並未發現局部 性紊亂。 (實施例8) 接著,設置前述傾斜調整機構501,針對調整了電漿產 生部80之前端部高度位置之情況下所得薄膜之特性進行評 估。於此實驗中,如圖37所示般,在前述設置6支電漿產 45 201135801 生部80之部位當中從旋轉機台2之上游側起算第1部位、 第3部位以及第5部位設置電漿產生部80,使用此等3支 電漿產生部80進行了薄膜之改質。此外,將從旋轉機台2 之上游側起算第3部位之電漿產生部80前端部的高度位置 (尺寸Η )分別設定為gmm、10mm、11 mm、12mm,測定 於個別條件下所得膜厚。 此時,關於從旋轉機台2之上游側起算第1部位以及 第5部位之電漿產生部8〇前端部的尺寸η,係分別設定為 17.5mm以及16.5mm。該等電漿產生部80之基端側(真空 容器1之側壁側)之晶圓W間的尺寸皆設定為9mm。此外’ 自旋轉機台2之上游側起算第2部位、第4部位以及第6 部位亦即未配置電漿產生部80之部位的真空容器1側壁, 雖省略說明然呈氣密封閉狀態。此外,成膜條件以及改質 條件如下所示。 (成膜條件以及改質條件) 成膜溫度(°C ) : 450 處理壓力(Pa (Torr) ) : 533.29 ( 4) 旋轉機台2之旋轉數(rpm) :20 高頻電力值(W) : 1200 其結果,如圖38所示般,可知藉由調整電漿產生部80 前端部之高度位置,可調整旋轉機台2之半徑方向上之薄 膜膜厚。此外,於此例中,當尺寸Η為11mm之情況,於 旋轉機台2之半徑方向可得到膜厚最為均勻之薄膜。此外, 於此圖38中’可說膜厚愈薄則改質愈顯著地進行。 46 201135801 (實施例9) 其次,如圖39般從旋轉機台2之上游側起算第1部位 以及第2部位配置電漿產生部80、80,使用此等2支電漿 產生部80、80進行薄膜之改質。此時於電漿產生部80、80 相互近接之電極36彼此間之隔離距離F係設定為45mm。 此外,針對此等電漿產生部80、80之尺寸Η,自前端部旋 轉機台2之上游側分別設定為14mm以及12mm,且於基端 側係分別設定為l〇.5mm以及10mm。實驗條件如下所述, 於進行過一次實驗之後,卸除電漿產生部80再度安裝,再 次進行相同内容的實驗。 (實驗條件) 成膜溫度(°C ) : 350 處理壓力(Pa (Torr) ) : 533.29 (4) 第1反應氣體流量(seem) : 600 第 2 反應氣體(03)流量:300g/Nm3 (02 : 6slm) 改質用氣體(〇2)流量(slm) : 10 旋轉機台2之旋轉數(ipm) : 20 高頻電力值(W) : 800 其結果,如圖40所示般,關於成膜量(旋轉機台2每 旋轉一次所成膜之成膜量),即便為相同實驗條件仍造成 互異結果,無法得到再現性。關於其理由,經過以目視確 認另外進行過之實驗的結果,可知如圖41所示般,乃因相 互鄰接之電漿產生部80、80間發生放電,對晶圓W側所 供給之電漿量不足之故。關於圖40中距離旋轉機台2中心 47 201135801 側100mm程度之區域膜厚變厚之部份,從此目視實驗係對 應於在相互鄰接之電毅產生部8〇、80間產生放電之區域。 從而,可說相互鄰接之電漿產生部80、80間之距離(隔離 距離A)保持長距離為所希望者。 (實施例10) 在此實驗中,對於有無擴散抑制板510所得薄膜之膜 質如何做了確δ忍。在電聚產生部8〇方面’如圖42A所示般, 係設置於自旋轉機台2之上游側起算第1部位以及第2部 位處。此外’針對自旋轉機台2之上游側起算第1部位設 置尺寸G為200mm之擴散抑制板510的情況(圖42B)、 以及自旋轉機台2之上游侧起算第1部位以及第2部位分 別設置尺寸G為200mm以及100mm之擴散抑制板51〇的 情況(圖42C)進行了實驗。實驗條件如以下所示。 (貫驗條件) 成膜溫度(°C) : 350 (未供給高頻之例為450) 處理壓力(Pa (Torr) ) : 533.29 (4) 第1反應氣體流量(seem) : 600 第 2 反應氣體(〇3)流量:300g/Nm3 (〇2 : 6slm) 改質用氣體(〇2)流量(slm) : 1〇 旋轉機台2之旋轉數(卬m) : 2〇 高頻電力值(W) : 1200 其結果’如圖43所示般,藉由電漿產生部80進行改 質,則相較於未供給高頻之情況(未進行改質之情況), 膜厚變薄而得到了緻密之薄膜。此外,當於2支電漿產生 201135801 部80、80之雙方設置擴散抑制板51()之情況(圖4 於電漿產生部80之前端側(旋轉機台之中央側),相較於 基端側(旋轉機台周緣側)在膜厚上變得較厚。是以, 圖42C構成之情況’可知電製產生部⑽前端側之改質效果 較基端侧來得弱,利用擴散抑制板51〇而抑制了電漿朝曰 圓W之擴散。此時,即便是旋轉機台中央側之改質$果^ 弱之區域,相較於未供給高頻而進行了實驗之情況之所= 膜厚變薄之理由,被認為乃因為如前述般,電漿中自由基 迴繞過擴散抑制板510侧方側而到達晶圓w,或是電漿從 旋轉機台2之周緣部側擴散至中央部側之故。 ’ 此外,可知於旋轉機台2之半徑方向上之擴散抑制板 510外周側,相較於未設置擴散抑制板51〇之情況,膜厚變 薄而進行了顯著的改質。其理由被認為可能是因為設有擴 散抑制板510之區域的電漿迴繞至旋轉機台2外周側之故。 此外’當僅於2支電漿產生部80、80當中位於旋轉機 台2上游側處没置擴散抑制板510之情況(圖42B ),則 於旋轉機台2之半徑方向上’相較於未設置擴散抑制板51〇 之情況(圖42A)係得到大致相同程度之膜厚。其理由被 認為乃由於因為自旋轉機台2之上游側起算第2部位之電 聚產生部80並未没置擴散抑制板51 〇,故藉由該電漿產生 部80進行了充份之改質之故。 針對此時旋轉機台2之半徑方向上之膜厚分布以及膜 厚係成為圖44所示結果。從而,可知藉由設置擴散抑制板 510,可調整旋轉機台2之半徑方向之膜厚分布(改質程 49 201135801 度)。此外,旋轉機台2之切線方向之膜厚如圖“所示般, 在所有例中都成為均勻。 Λ 藉由上述本發明之實施形態所提供之電漿處理裝置, 在使得載置有複數基板之旋轉機台進行旋轉而進行電聚處 理之際’可對基板進行面内均勻性高之處理。 更具體而言,上述本發明之實施形態所提供之電漿處 理裝置’在使得載置有複數基板之旋轉機台進行旋轉而進 行電漿處理之際,於與基板載置區域之通過區域對向之位 置,由於藉由複數㈣產生部(於前述旋轉機台中央部與外 周側之間以棒狀延伸且在前述真空容器圓周方向相互隔離 設置者)來使得《產生用氣體電漿化,故可對基板進行面 内均勻性高之處理。 雖參照上述實施形態說明了树明,,准本發明並不限 定於所揭示之實施形態,可於所請求之本發明範圍内進行 各種變形、變更。 本申請案係基於2009年12月25日以及2〇1〇年6月 17日提出申請之優先權主張日本專利申請2〇〇9_29511〇 號以及2010〜138669,將其全部内容援引於此。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明之實施形態之成膜衰置縱截面之下 述圖3的1一1’線縱截面圖。 圖2係顯示本發明之實施形態之成膜裝置内部概略構 成之立體圖。 圖3係本發明之實施形態之成膜襞置之橫斷俯視圖。 201135801 圖4係顯示本發明之實施形態之成膜裝置内部之部份 概略構成縱截面圖。 圖5係顯示本發明之實施形態之成膜裝置内部之部份 概略構成縱截面圖。 圖6A〜6B係顯示本發明之實施形態所提供之活性化 氣體注射器一例之放大立體圖。 圖7係顯示於本發明之實施形態之成膜裝置所設之活 性化氣體注射器之縱截面圖。 圖8係顯示本發明之實施形態之活性化氣體注射器之 成膜裝置縱截面圖。 圖9係顯示本發明之實施形態之活性化氣體注射器各 尺寸之縱截面圖。 圖10係顯示於本發明之實施形態之活性化氣體注射器 所產生之電漿濃度之示意圖。 圖11係顯示於圖1之前述成膜裝置因改質所生成之薄 膜樣子之示意圖。 圖12係顯示本發明之實施形態之成膜裝置中之氣流之 示意圖。 圖13係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之其他例之 立體圖。 圖14係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之其他例之 立體圖。 圖15係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之其他例之 俯視圖。 51 201135801 圖16係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之其他例之 俯視圖。 圖17係示意顯示本發明之實施形態所提供之改質裝置 之俯視圖。 圖18係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之其他例之 俯視圖。 圖19係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之其他例之 立體圖。 圖2 0係顯示本發明之實施形態之其他例之成膜裝置之 截面圖。 圖21係本發明之實施形態之其他例之成膜裝置示意 圖。 圖22係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之其他例之 立體圖。 圖23係本發明之實施形態之其他例之成膜裝置立體 圖。 圖2 4係顯示本發明之實施形態之其他例之成膜裝置側 視圖。 圖25係顯示本發明之實施形態之其他例之成膜裝置前 視圖。 圖2 6係顯示本發明之實施形態之其他例之成膜裝置概 略圖。圖27係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之其他例 之立體圖。 圖28係顯示本發明之實施形態之成膜裝置之其他例之 52 201135801 截面圖。 圖29係顯示本發明之實施雜之成_置之其他例之 截面圖。 圖30係本發明之實施例所得特性圖。 圖31係本發明之實施例所得特性圖。 圖32A〜32G係本發明之實施例所得特性圖。 圖33A〜33B係本發明之實施例所得特性圖。 圖34A〜34B係本發明之實施例所得特性圖。 圖35A〜35D係本發明之實施例所得特性圖。 圖36係本發明之實施例所得特性圖。 圖37係用以說明本發明之實施例之俯視圖。 圖3 8係本發明之貫施例所得特性圖。 圖39係用以說明本發明之實施例之俯視圖。 圖40係本發明之實施例所得特性圖。 圖41係用以έ兒明本發明之實施例所得結果之示意圖。 圖42A〜42C係用以說明本發明之實施例之俯視圖。 圖43係本發明之實施例所得特性圖。 圖44係本發明之實施例所得特性圖。 圖45係本發明之實施例所得特性圖。 【主要元件符號說明】 1 真空容器 2 旋轉機台 4 凸狀部 5 突出部 53 201135801 7 加熱器單元 7a 覆蓋構件 10 搬運臂 11 頂板 12 容器本體 12a 突出部 13 密封構件 14 底面部 15 搬運口 20 盒體 21 核心部 22 旋轉轴 23 驅動部 24 凹部 31 第1反應氣體喷嘴 32 第2反應氣體喷嘴 3 la,32a,41a,42a 氣體導入埠 34 氣體導入喷嘴 35a,35b 護套管 36a,36b 電極 37 保護管 41,42 分離氣體喷嘴 44 天花板面 45 天花板面 54 201135801 46 彎曲部 51 分離氣體供給管 52 空間 61,62 排氣口 63 排氣管 64 真空泵 65 壓力調整機構 71 蓋構件 71a 内側構件 71b 外側構件 72,73 沖洗氣體供給管 80 電漿產生部 80a 基端部 81 主電漿產生部 82 輔助電漿產生部 100 控制部 101 記憶部 120 喷嘴蓋 121 整流構件 220 活性化氣體注射器 221 覆蓋體 222 氣流控制面 223 支持構件 224 面頻電源 55 201135801 225 整合器 251 電漿氣體導入流 252 閥 253 流量調整部 254 電聚生成氣體源 255 添加氣體源 280 導入口 300 爪部 341 氣體孔 400 電極(天線) 401 共通電源 500 密封構件 501 傾斜調整機構 502 螺絲部 503 螺合部 505 本體部 510 擴散抑制板 511 固定咅P 550,551 套筒 1000, 1000, 成膜裝置 c 中心部區域 D 分離區域 E1,E2 排氣區域 PI 第1處理區域 56 201135801 P2 第2處理區域 W 晶圓 57

Claims (1)

  1. 201135801 七 申請專利範圍: 1. 一種電漿處理裝置,係對基板以電漿進行處理;其特 徵在於,具備有: 真空容器,係於其内部對該基板以該電漿進行處理; 旋轉機台,係設置於該真空容器内,形成有用以載 置基板之至少一個基板載置區域; 旋轉機構,係使得此旋轉機台進行旋轉; 氣體供給部,係對該基板載置區域供給電漿產生用 氣體; 主電漿產生部,係在對向於該基板載置區域之通過 區域的位置,於該旋轉機台之中央部側與外周側之間 以棒狀延伸設置,對該氣體供給能量來電漿化; 輔助電漿產生部,係相對於此主電漿產生部在該真 空容器之圓周方向上隔離設置,用以補償該主電漿產 生部所產生電漿之不足量;以及 真空排氣機構,係對該真空容器内進行真空排氣。 2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置,其具備有反 應氣體供給機構,其係相對於該主電漿產生部以及該 輔助電漿產生部在圓周方向上隔離設置,用以對基板 進行成膜。 3. 如申請專利範圍第2項之電漿處理裝置,其中該真空 容器係具有於旋轉機台之圓周方向上相互隔離形成之 複數處理區域以及於該複數處理區域之間所設之分離 區域, 58 201135801 該反應氣體供給機構係對該處理區域分別供給互異 之反應氣體; 於該複數處理區域之間係被供給有用以防止互異反 應氣體發生混合之分離氣體,該成膜係對基板表面依 序供給互異之反應氣體來進行。 4. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置,其中該主電 漿產生部、該輔助電漿產生部以及氣體供給部係被共 通之覆蓋體所覆蓋,以使得自旋轉機台之旋轉方向上 游側所流過來之氣體流動於該主電漿產生部以及該輔 助電漿產生部與其上方之天花板部之間。 5. 如申請專利範圍第4項之電漿處理裝置,其中該覆蓋 體在該旋轉方向上游側係設有氣流控制部,其係以在 長度方向延伸之側面部下緣朝該上游側延伸而出的方 式彎曲形成為凸緣狀。 6. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置,其中該辅助 電漿產生部被設置用以補償該主電漿產生部對基板載 置區域外緣側產生電漿之不足量。 7. 如申請專利範圍第6項之電漿處理裝置,其中該主電 漿產生部與該輔助電漿產生部係共用用以產生電漿的 電力供給源之高頻電源,該輔助電漿產生部為了抑制 於該旋轉機台之中央側部位中之電漿朝基板載置區域 擴散,而於下方側具備有擴散抑制部。 8. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置,其中該主電 漿產生部以及該辅助電漿產生部當中至少一者之電漿 59 201135801 產生部,為了自該旋轉機台外周側之該真空容器側壁 朝該真空容器内氣密地挿入而相對於該旋轉機台上之 基板表面使得該至少一者之電漿產生部在該至少一者 之電漿產生部的長度方向上傾斜,而於該至少一者之 電漿產生部的基端部側設有傾斜調整機構。 9. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置,其中該主電 漿產生部以及該輔助電漿產生部係彼此於長度方向上 平行延伸,而用以產生電容耦合型電漿之平行電極。 10. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置,其中該主電 漿產生部以及該輔助電漿產生部係相當於用以產生感 應耦合型電漿之天線當中的棒狀天線部份。
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