TW201524274A - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents

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Abstract

一種電漿處理裝置，係具備有：旋轉台，係用以讓載置基板之基板載置區域公轉；噴嘴部，係對向於該基板載置區域，且電漿產生用氣體的噴出口會從該旋轉台之外周部側朝向中心部側來配列為直線狀；天線，係具備有：相較於該噴嘴部要靠該旋轉台之旋轉方向下游側處沿該噴嘴部以跨越基板之通過區域的方式來加以延伸之直線部位；以及相對於該直線部位以俯視所見時會位於所分離的區域之部位，並且捲繞在延伸於上下方向之軸的周圍，而用以讓感應電漿產生在供給該氣體之處理區域；以及法拉第遮罩，係具備有：在該天線與該處理區域之間，與該處理區域氣密地區劃而加以設置，且用以阻擋該天線所產生之電磁場中的電場之導電板；以及與該天線所對應之部位分別正交而形成於該導電板，用以讓該電磁場中之磁場通過的狹縫群；至少該直線部位之下方側係形成有該狹縫群，從該直線部位之端部所彎曲的彎曲部位下方側係位在不存在有狹縫群之導電板的部位。

Description

電漿處理裝置及電漿處理方法
本發明係關於一種對基板進行電漿處理之電漿處理裝置及電漿處理方法。
作為對半導體晶圓等之基板(以下，稱為「晶圓」)進行電漿處理之裝置，已知有專利文獻1所記載之半批次式的裝置。具體而言，專利文獻1中，係在旋轉台上將5片晶圓並排在周圍方向，並且以對向於旋轉台所移動(公轉)之軌道的方式來將一對對向電極或天線作為電漿產生部而加以配置。然後，專利文獻1中，係藉由複數配置電漿產生部，且互相地改變該等電漿處理部之長度尺寸，來調整晶圓面內之電漿處理的程度。
專利文獻2係記載有關於將天線配置於從真空容器內之氛圍來氣密地區劃出的位置(頂板上方側)，且在該天線與晶圓之間，設置有形成狹縫之法拉第遮罩的技術。藉由該法拉第遮罩，來阻止天線所產生之電磁場中的電場成分，而藉由磁場成分來讓電漿產生。
然而，該等專利文獻1、2並未探討關於進行電漿處理時，將某任意天線下方側所產生之電漿分布加以均勻化的技術。
【先行技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2011-151343
專利文獻2：日本特開2013-45903
本發明有鑑於此般狀況，其目的在於提供一種對基板進行電漿處理時，可在基板面內進行高均勻性之處理的電漿處理裝置及電漿處理方法。
本發明之電漿處理裝置係在真空容器內對基板進行電漿處理之電漿處理裝置，具備有：旋轉台，係用以讓載置基板之基板載置區域公轉；噴嘴部，係對向於該基板載置區域，且電漿產生用氣體的噴出口會從該旋轉台之外周部側朝向中心部側來配列為直線狀；天線，係具備有：相較於該噴嘴部要靠該旋轉台之旋轉方向下游側處沿該噴嘴部以跨越基板之通過區域的方式來加以延伸之直線部位；以及相對於該直線部位以俯視所見時會位於所分離的區域之部位，並且捲繞在延伸於上下方向之軸的周圍，而用以讓感應電漿產生在供給該氣體之處理區域；以及法拉第遮罩，係具備有：在該天線與該處理區域之間，與該處理區域氣密地區劃而加以設置，且用以阻擋該天線所產生之電磁場中的電場之導電板；以及與該天線所對應之部位分別正交而形成於該導電板，用以讓該電磁場中之磁場通過的狹縫群；至少該直線部位之下方側係形成有該狹縫群，從該直線部位之端部所彎曲的彎曲部位下方側係位在不存在有狹縫群之導電板的部位。
進一步地，本發明之目的與優點係一部分被記載於說明書，而一部分從說明書便可明瞭。本發明之目的與優點會藉由以所附請求項而特別指出之要素與其之組合來實現達成。上述一般性的記載與下述詳細的說明乃是作為範例來加以說明，並不限制所請求之本發明。
W‧‧‧晶圓
1‧‧‧真空容器
2‧‧‧旋轉台
P1‧‧‧吸附區域
P2‧‧‧反應區域
31、32、34‧‧‧氣體噴嘴
83‧‧‧天線
95‧‧‧法拉第遮罩
97‧‧‧狹縫
圖1係顯示本發明電漿處理裝置的一範例之縱剖面圖。
圖2係顯示該電漿處理裝置之橫切俯視圖。
圖3係顯示該電漿處理裝置之橫切俯視圖。
圖4係顯示該電漿處理裝置之縱剖面圖。
圖5係顯示該電漿處理裝置之天線的立體分解圖。
圖6係顯示該天線的俯視圖。
圖7係顯示該天線與晶圓之位置關係的俯視圖。
圖8係顯示從下側所見之收納該天線的框體之狀況的立體圖。
圖9係概略性地顯示晶圓上電漿通過之軌跡的俯視圖。
圖10係概略性地顯示電漿滯留在該框體內部的狀況之縱剖面圖。
圖11係概略性地顯示電漿及電漿產生用氣體之逐時變化狀況的概略圖。
圖12係顯示該電漿處理裝置之其他範例的縱剖面圖。
圖13係顯示本發明所得到之模擬結果的特性圖。
以下，便使用圖1至13來說明本申請案之實施例。
另外，以下實施例中，下述符號乃典型地表示下述要素。
W‧‧‧晶圓
1‧‧‧真空容器
2‧‧‧旋轉台
P1‧‧‧吸附區域
P2‧‧‧反應區域
31、32、34‧‧‧氣體噴嘴
83‧‧‧天線
95‧‧‧法拉第遮罩
97‧‧‧狹縫
關於本發明實施形態相關的電漿處理裝置之一範例，便參照圖1至圖8來加以說明。該裝置如圖1至圖3所示，係具備有平面形狀為概略圓形之真空容器1以及在該真空容器1中心具有旋轉中心之旋轉台2，而構成為對晶圓W使用電漿來進行成膜處理。該裝置中，係以使電漿產生時，可橫跨晶圓W面內來進行高均勻性之處理的方式，而如下所述，來構成該裝置之各部。
真空容器1係具備有頂板11及容器本體12，且透過連接於頂板11上面側中央部之分離氣體供給管51來供給作為分離氣體之氮氣(N2)。旋轉台2下方側，如圖1所示，係為了將該旋轉台2上之晶圓W加熱至成膜溫度，例如300℃，而設置有加熱機構之加熱器單元7。圖1中之13係密封構件，例如O型環。又，圖1中之71a係加熱器單元7之罩體構件，7a係包覆加熱器單元7之包覆構件，72、73係沖淨氣體供給管。
旋轉台2之中心部係安裝有略圓筒狀之核心部21，旋轉台2會藉由連接於該核心部21下面之旋轉軸22來繞垂直軸，在此範例中係構成為順時針地自由旋轉。旋轉台2上，如圖2~圖3所示，係為了讓晶圓W落入而保持，便設置有作為基板載置區域之圓形凹部24，該凹部24會沿著該旋轉台2之旋轉方向(周圍方向)來在複數處，例如5處被加以形成。圖1中之23係驅動部(旋轉機構)，20係殼體。
分別與凹部24之通過區域對向的位置係在真空容器1之周圍方向互相地隔出間隔而放射狀地配置有各例如由石英所構成之4根噴嘴31、32、41、42。該等各噴嘴31、32、41、42係從例如真空容器1之外周壁朝向中心區域C，而以對向於晶圓W水平地延伸之方式來分別加以安裝。該範例中，係從後述搬送口15順時針所見以電漿產生用氣體噴嘴32、分離氣體噴嘴41、處理氣體噴嘴31以及分離氣體噴嘴42之此順序來加以配列。處理氣體噴嘴31及電漿產生用氣體噴嘴32分別為處理氣體供給部以及噴嘴部。又，分離氣體噴嘴41、42分別為分離氣體供給部。另外，圖2係表示以可見到電漿產生用氣體噴嘴32之方式來卸下後述天線83及框體90的狀態，圖3係顯示安裝上該等天線83及框體90的狀態。
各噴嘴31、32、41、42係透過流量調節閥來分別連接於以下之各氣體供給源(未圖示)。亦即，處理氣體噴嘴31係連接於含Si(矽)之處理氣體，例如DCS(二氯矽烷)氣體等供給源。電漿產生用氣體噴嘴32係連接於例如氨(NH3)氣體等電漿產生用氣體供給源。分離氣體噴嘴41、42係分別連接於為分離氣體之氮氣的氣體供給源。該等氣體噴嘴31、32、41、42之外周面係分別形成有氣體噴出孔33，該氣體噴出孔33會沿著旋轉台2之半徑方向來在複數處，例如等間隔地加以配置。氣體噴出孔33係在氣體噴嘴31、 41、42中形成於下面，電漿產生用氣體噴嘴32係形成於旋轉台2之旋轉方向上游側的側面。圖2及圖3中之31a係包覆處理氣體噴嘴31上方側之噴嘴罩體。
處理氣體噴嘴31之下方區域會成為用以讓處理氣體成分吸附於晶圓W之吸附區域P1。又，電漿產生用氣體噴嘴32下方側之區域(後述框體90之下方區域)會成為用以讓吸附於晶圓W之處理氣體成分與電漿產生用氣體之電漿加以反應的反應區域(處理區域)P2。分離氣體噴嘴41、42係用以形成分離各區域P1、P2之分離區域D。分離區域D中之真空容器1的頂板11，如圖2及圖3所示，係設置有略扇形之凸狀部4，分離氣體噴嘴41、42係被收納至該凸狀部4內。
接著，便就用以從電漿產生用氣體而讓感應電漿產生之構成來加以描述。電漿產生用氣體噴嘴32上方側，如圖3及圖4所示，係配置有將金屬線捲繞為線圈狀之天線83，該天線83，如圖7所示，係在以俯視所見時以從旋轉台2之中央部側橫跨外周部側，而跨越晶圓W之通過區域的方式來加以配置。又，天線83係在從旋轉台2之表面來垂直地延伸之軸(垂直軸)的周圍捲繞複數圈，在此範例中係3圈。亦即，天線83係在上下方向橫跨3段(3圈)而層積有該天線83之繞圈部分，各個繞圈部分之端部彼此會互相地串連地連接，並透過匹配器84來連接於共通之高頻電源85。此範例中，高頻電源85頻率及輸出電力係分別為例如13.56MHz以及5000W。
上述天線83中之3段地繞圈部分中，下段的繞圈部分，如圖5及圖7所示，係以圍繞沿旋轉台2之半徑方向所延伸的略矩形(長方形)區域之方式來加以形成。從而，該下段之繞圈部分係分別直線狀地形成有旋轉台2之旋轉方向上游側及下游側部位、旋轉台2之中心側及外緣側部位。具體而言，該旋轉方向上游側及下游側部位會以沿著旋轉台2之半徑方向的方式，換言之，以沿著電漿產生用氣體噴嘴32之長邊方向的方式來分別加以形成。又，該中心側及外緣側部位會以沿著旋轉台2之切線方向的方式來分別加以形成。
於是，天線83中之該下段的繞圈部分中，便將在旋轉台2之旋轉方向上游側沿著電漿產生用氣體噴嘴32之長邊方向所形成之部位稱為直線部位 83a，並且將在對向於該直線部位83a之位置而直線狀地形成的部位稱為對向部位83b。又，該下段之繞圈部分中，便將從直線部位83a及對向部位83b之各一端側及另端側所延伸之其他部分(殘留部分)稱為捲繞部位83c。下段之繞圈部分中，直線部位83a在以俯視所見時，會配置於相對於電漿產生用氣體噴嘴32，而在旋轉台2之旋轉方向下游側稍微分離的位置。
天線83中之層積於該下端繞圈部分上方側的中段繞圈部分會形成為與該下段繞圈部分幾乎相同形狀，並具備有直線部位83a、對向部位83b以及捲繞部位83c。中段之繞圈部分中，直線部位83a會層積於下段繞圈部分中之直線部位83a上層側。另一方面，中段之繞圈部分中的對向部位83b會被配置於相對於下段繞圈部分之對向部位83b，而在旋轉台2之旋轉方向下游側所分離的位置。然後，中段之繞圈部分中，對向部位83b會在接近於旋轉台2上之晶圓W(接觸於後述絕緣構件94)位置，以沿著電漿產生用氣體噴嘴32之長度方向的方式來直線狀地加以配置。
關於層積於天線83中之中段繞圈部分的上層側的上段繞圈部分，亦具備有直線部位83a、對向部位83b以及捲繞部位83c，該直線部位83a會層積於下層側之直線部位83a上。上段繞圈部分之對向部位83b會相對於中段繞圈部分83b，而在分離於旋轉台2之旋轉方向下游側的位置中，以沿著電漿產生用氣體噴嘴32之長度方向的方式，來在旋轉台2上接近於晶圓W之位置直線狀地加以配置。另外，圖6及圖7中，係以虛線來描繪天線83，在圖7中係以實線來描繪晶圓W。
從而，如圖4所示，在相對於電漿產生用氣體噴嘴32而鄰接於旋轉台2之旋轉方向下游側的位置中，會在上下方向層積有3段直線部位83a，另一方面，在從該位置分離於旋轉台2之旋轉方向下游側的位置中，會在3處橫向並排配置有對向部位83b。因此，如後述，電漿產生用氣體噴嘴32之附近位置中便會快速地產生上述氨氣體(電漿產生用氣體)電漿，另一方面，從該附近位置分離於旋轉台2之旋轉方向下游側的位置中會發生非活性氨氣體的再電漿化。
以上所說明之天線83會以從真空容器1之內部區域氣密地被區劃的方式來加以配置。亦即，上述電漿產生用氣體噴嘴32上方側之頂板11係在 俯視所見時開口呈略扇形，並以例如由石英等所構成之框體90來被氣密地堵塞。該框體90如圖5及圖8所示，係以上方側周緣部會橫跨周圍方向而水平地延伸為凸緣狀，並且中央部會朝向真空容器1之內部區域凹陷的方式來加以形成，該天線83會被收納於該框體90內側。該框體90會藉由固定構件91來被固定於頂板11。另外，關於固定構件91在圖1及圖2以外則省略繪製。
框體90下面為了阻止朝該框體90下方區域之氮氣等入侵，而如圖1及圖8所示，外緣部會橫跨周圍方向並朝向下方側(旋轉台2側)垂直地延伸而成為壁部92。從圖5及圖8便可知，該壁部92中之旋轉台2的旋轉方向上游側部位與旋轉方向下游側部位會從該旋轉台2中央以放射狀，並於旋轉台2之周圍方向互相分離的方式來加以延伸。又，壁部92中之旋轉台2之外周側部位，如圖4所示，係位於較該旋轉台2之外周緣要外側。然後，在將以該壁部92之內周面、框體90下面以及旋轉台2上面所圍繞之區域成為「反應區域P2」時，則該反應區域P2在俯視所見時，便係以藉由壁部92而成為扇形狀的方式來加以區劃。上述之電漿產生用氣體噴嘴32會在該反應區域P2內部，於旋轉台2之旋轉方向上游側端部而被配置於該壁部92附近。
亦即，壁部92下端部，如圖8所示，關於電漿產生用氣體噴嘴32所插入之部位會沿該電漿產生用氣體噴嘴32之外周面而朝上方側彎曲，另一方面，關於殘留的部位則會橫跨周圍方向而以接近旋轉台2之高度位置來加以配置。上述電漿產生用氣體噴嘴32之氣體噴出孔33，如圖4所示，係在包圍反應區域P2之周圍的壁部92中，朝向旋轉台2之旋轉方向上游側的壁部92而橫向地加以形成。
於是，如上述般，晶圓W會因旋轉台2而公轉，以通過各噴嘴31、32之下方側的區域P1、P2。因此，旋轉台2上之晶圓W便會在旋轉中心側之端部與旋轉台2之外周部的端部中，在通過各區域P1、P2時的速度(角速度)會有所差異。具體而言，在晶圓W之直徑尺寸為300mm(12英寸尺寸)的情況，該旋轉中心側的端部與該外周部側的端部相比，速度為1/3。
亦即，當將從旋轉台2之旋轉中心至該旋轉中心側的晶圓W端部之距離為s時，該旋轉中心側之晶圓W端部所通過之圓周長度尺寸DI便為(2×π×s)。另一方面，該外周部側所通過之圓周長度尺寸DO則為(2×π×(s+300))。然後，藉由旋轉台2之旋轉，晶圓W便會在相同時間內來移動該長度尺寸DI、DO。因此，當將旋轉台2之晶圓W的旋轉中心側端部以及外周側端部個別的速度為VI與VO時，則該等VI、VO之比R(VI÷VO)便為(s÷(s+300))。然後，該距離s為150mm的情況，該比R則為1/3。
從而，如氨氣體電漿般，在使用與吸附於晶圓W之DCS氣體成分的反應性並不太高的電漿的情況，便會有僅在電漿產生用之氣體噴嘴32附近來將氨氣體電漿化，與晶圓W之外周側會較中心部側之薄膜(反應生成物)要薄之虞。
於是，本發明為了對晶圓W進行均勻的電漿處理，便調整壁部92之形狀。具體而言，如圖7所示，當分別將旋轉台2上之晶圓W的旋轉中心側端部所通過之反應區域P2的長度尺寸以及該晶圓W中的旋轉台2之外周部側端部所通過之反應區域P2的長度尺寸為LI、LO時，則該等長度尺寸LI、LO之比(LI÷LO)會成為1/3。亦即，依照旋轉台2上之晶圓W通過反應區域P2之速度，來設定壁部92之形狀(反應區域P2之尺寸)。然後，如後述，讓反應區域P2中充滿氨氣體電漿，亦可在晶圓W上橫跨面內來均勻地進行電漿處理。
框體90與天線83之間，如圖4、圖5以及圖6所示，係配置有用以會阻止天線83中所產生的電磁場中的電場成分朝向下方，並且讓電磁場中之磁場通過至下方的法拉第遮罩95。亦即，法拉第遮罩95係形成為上面側有開口之略箱型，而為了阻止電場，便以導電性板狀體之金屬板(導電板)來加以構成並接地。該法拉第遮罩95之底面係為了讓磁場通過而設置有於該金屬板形成矩形開口部之狹縫97。
各狹縫97並不與鄰接於該狹縫97之其他狹縫97連通，換言之，各狹縫97之周圍係橫跨周圍方向來設置有構成法拉第遮罩95之金屬板。狹縫97會形成於相對於天線83之延伸方向所正交的方向，並在天線83下方位置沿著該天線83之長度方向，而在複數處以等間隔來加以配置。然後，狹 縫97並不形成於電漿產生用氣體噴嘴32上方側所對應之位置，從而，便會阻止該電漿產生用氣體噴嘴32內部之氨氣體電漿化。
於是，狹縫97如圖5及圖6所示，係形成於天線83中從旋轉台2中心部朝向外周部而直線狀地延伸的部位(直線部位83a、對向部位83b)之下方位置，另一方面，卻不形成於該部位以外之下方側。具體而言，狹縫97並未形成在天線83中直線部位83a與對向83b之間沿著旋轉台2之切線方向所延伸的部分，與在該等直線部位83a及對向部位83b的端部位置所彎曲之部分所對應的區域。
亦即，當欲橫跨天線83之周圍方向而形成狹縫97時，天線83所彎曲之部分(R部分)中，關於狹縫97亦會沿著該天線83而彎曲配置。然而，該彎曲部分中天線83內側所對應之區域中，便有互相鄰接之狹縫97、97會彼此連通之虞，該情況便會使得阻止電場之效果變小。另一方面，當以互相鄰接之狹縫97、97不會連通的方式來讓狹縫97之寬度尺寸變窄時，到達晶圓W側之磁場成分的量(例如，磁場強度)會較直線部位83a或對向部位83b要為減少。進一步地，當在天線83之外側所對應的區域讓互相鄰接的狹縫97、97彼此間的分離尺寸變寬時，關於磁場成分與電場成分皆會到達晶圓W側，而亦會有對該晶圓W造成充電損傷之虞。
於是，本發明之實施例中，係為了讓透過各狹縫97而從天線83到達至晶圓W之磁場成分的量一致，便以跨越晶圓W所通過之位置的方式來配置直線部位83a，並且於該直線部位83a下方側來形成有狹縫97。然後，在從直線部位83a兩端所延伸之彎曲部位下方側則不形成有狹縫97，而配置構成所謂法拉第遮罩95之導電板，以阻止電場成分及磁場成分。因此，如後述，便會橫跨旋轉台2之半徑方向而使得電漿產生量均勻化。
從而，在觀看某任意位置之狹縫97時，該狹縫97之開口寬度會橫跨該狹縫97之長度方向而尺寸一致。然後，狹縫97之該開口寬度便會以一致於法拉第遮罩95中之其他所有的狹縫97的方式來加以調整。換言之，狹縫97會從相對於直線部位83a而分離於旋轉台2之旋轉方向上游側的位置，橫跨至相對於對向部位83b而分離於旋轉台2之旋轉方向下游側的位置，以將直線部位83a或對向部位83b所正交的長溝狀開口部成為在複數 處互相平行的方式來形成而加以構成。然後，在該開口部(狹縫97)中途部位的直線部位83a與對向部位83b之間的區域，則沿著直線部位83a及對向部位83b來在複數處配置有補強用凸條(帶狀導電體)。
在上述說明之法拉第遮罩95與天線83之間，為了取得該等法拉第遮罩95天線83之絕緣，則介設有例如由石英所構成之絕緣構件94，該絕緣構件94(圖4)係呈上面側開口之略箱型。另外，圖7中，為了顯示天線83與晶圓W之位置關係，而省略法拉第遮罩95。又，除了圖4以外則省略絕緣構件94之描繪。
在旋轉台2外周側較該旋轉台2要稍下位置係配置有環狀邊環100，該邊環100上面係以互相在周圍方向分離的方式來在2處形成有排氣口61、62。將該等2個排氣口61、62中一者及另者分別稱為第1排氣口61及第2排氣口62時，第1排氣口61係在處理氣體噴嘴31與相較於該處理氣體噴嘴31要靠旋轉台之旋轉方向下游側的分離區域D之間，形成於靠近該分離區域D側的位置。第2排氣口62係在電漿產生用氣體噴嘴32與相較於該電漿產生用氣體噴嘴32要靠旋轉台之旋轉方向下游側的分離區域D之間，形成於靠近該分離區域D側的位置。從而，第2排氣口62會位於旋轉台2之旋轉中心與壁部92中之反應區域P2的緣部與旋轉台2之外周緣所交叉的2個點所結合之略三角形的頂點附近。
第1排氣口61係用以排出處理氣體及分離氣體，第2排氣口62係用以排出電漿產生用氣體及分離氣體。然後，框體90外緣側中的邊環100上面係形成有用以避開該框體而讓氣體流通至第2排氣口62的溝狀氣體流道101。該等第1排氣口61及第2排氣口62如圖1所示，係藉由介設有各蝶閥等壓力調節部65之排氣管63，來連接於為真空排氣機構之例如真空泵64。
頂板11下面之中央部如圖1所示，係配置有從頂板突出於下方側之突出部5，藉由該突出部5，便會防止中心部區域C中處理氣體與電漿產生用氣體互相混合。亦即，突出部5係採用在旋轉台2之半徑方向交互地配置從旋轉台2側朝向頂板11側而橫跨周圍方向垂直地延伸的壁部，與從頂板11側朝向旋轉台2而橫跨周圍方向垂直地延伸的壁部之構成。
真空容器1之側壁如圖2至圖4所示，係形成有用以在未圖示之外部搬送臂與旋轉台2之間進行晶圓W收授的搬送口15，該搬送口15係藉由閘閥G而構成為氣密地開閉自如。又，面對該搬送口15之位置中的旋轉台2之下方側係設置有用以透過旋轉台2之貫穿孔來從內面側抬升晶圓W之升降銷(皆未圖示)。
又，該成膜裝置如圖1所示，係設置有由用以進行裝置整體動作之控制的電腦所構成之控制部120，該控制部120之記憶體內係儲存有用以進行後述成膜處理的程式。該程式係以實行後述裝置動作之方式來組成步驟群，且從為硬碟、光磁、磁光碟、記憶卡、軟碟等記憶媒體的記憶部121來安裝於控制部120內。
接著，便就上述實施形態之作用來加以說明。首先，開啟閘閥G，而一邊讓旋轉台2間歇性地旋轉，一邊藉由未圖示之搬送臂透過搬送口15來將例如5片晶圓W載置於旋轉台2上。接著，關閉閘閥G，而藉由真空泵64來將真空容器1內為抽真空之狀態，並且讓旋轉台2以例如2rpm至240rpm來順時針旋轉。然後，藉由加熱器單元7來將晶圓W加熱至例如300℃左右。
接著，從處理氣體噴嘴31來噴出DCS氣體，並且以反應區域中之壓力會較真空容器1其他區域為要正壓之方式，來從電漿產生用氣體噴嘴32噴出氨氣體。又，從分離氣體噴嘴41、42來噴出分離氣體，亦從分離氣體供給管51及沖淨氣體供給管72、73來噴出氮氣。然後，藉由壓力調整部65來將真空容器1內調整為預設之處理壓力。又，對於天線83供給高頻電力。
吸附區域P1中，係吸附DCS氣體成分於晶圓W表面而生成吸附層。此時，讓晶圓W通過吸附區域P1時，會使得旋轉台2外周部側的移動速度會較中央部側要快。因此，應會讓該外周部側之吸附層膜厚變得較該中央部側要薄。然而，由於DCS氣體成分之吸附會快速發生，故當晶圓W通過吸附區域P1時，吸附層便會橫跨晶圓W面內而均勻地形成。
由於反應區域P2係如上述般來設定第2排氣口62之位置，故從電漿產生用氣體噴嘴32所噴出之氨氣體會在衝撞旋轉台2之旋轉方向上游側中 的壁部92後，如圖9所示，朝向該第2排氣口62來直線性地流通。然後，氨氣體會在朝向第2排氣口62之途中的路徑上，如圖10所示，在天線83層積有3段直線部位83a的部位下方側中，藉由磁場而被快速地電漿化而成為氨自由基(電漿)。該電漿由於如上述般讓狹縫97之開口寬度橫跨旋轉台2之半徑方向而加以一致，故會沿著該半徑方向來使得產生量(濃度)一致。如此一來，電漿便會朝向第2排氣口62來加以流通。
然後，當氨自由基因與晶圓W之衝撞等而不活性化，並回到氨氣體時，便會藉由相對於直線部位83a而從配置於第2排氣口62側之對向部位83b所產生的磁場，來再度電漿化。從而，如圖11所示，反應區域P2中，亦會因以該反應區域P2中會相較於真空容器1內其他區域要正壓的方式來加以設定，而充滿氨氣體電漿。
又，由於反應區域P2之尺寸係以上述般來加以設定，故從旋轉台2上之晶圓W所見時，供給電漿之時間會橫跨旋轉台2之半徑方向而加以一致。從而，當晶圓W通過反應區域P2時，該晶圓W上之吸附層會橫跨面內而均勻地被氮化，以形成有反應層(氮化矽膜)。如此一來，藉由旋轉台2之旋轉來讓晶圓W交互地通過吸附區域P1及反應區域P2，便使得反應層會橫跨多層層積而形成薄膜。
在進行上述一連串之程序的期間，由於在框體90外周側中之邊環100會形成有氣體流道101，故各氣體會以避開框體90之方式來通過該氣體流道101而加以排出。又，由於在框體90下端側周緣部設置有壁部92，故可抑制朝該框體90內之該氮氣的入侵。
進一步地，由於供應氮氣至吸附區域P1與反應區域P2之間，故會以處理氣體與電漿產生用氣體(電漿)不互相混合之方式來排出各氣體。又，由於供給沖淨氣體至旋轉台2下方側，故欲擴散至旋轉台2下方側之氣體會因該沖淨氣體而朝排氣口61、62側被推回。進一步地，由於供給分離氣體至中心部區域C，故在該中心部區域C中便會抑制處理氣體與電漿產生用氣體或電漿之混合。
根據上述實施形態，將電漿產生用氣體噴嘴32直線狀地配置於旋轉台2中心部側與外緣部側之間，並以沿著該電漿產生用氣體噴嘴32之長度方 向的方式來設置有天線83之直線部位83a。然後，將形成有狹縫97之法拉第遮罩95配置於天線83與電漿產生用氣體噴嘴32之間，關於該狹縫97，則係不形成於從直線部位83a兩端所彎曲延伸的部位下方側，而是僅設置於該直線部位83a所對應之部位。因此，由於可將各狹縫97之形狀一致，故關於通過各狹縫97之磁場的量亦可一致，從而，便可橫跨晶圓W面內而進行高均勻性之電漿處理。
又，關於將壁部92橫跨周圍方向而形成於框體90之下面側周緣部，並且為以該壁部92所包圍之區域的反應區域P2，會以相較於真空容器1其他區域要正壓之方式來調整氨氣體的噴出量。進一步地，關於將電漿產生用氣體噴嘴32配置於反應區域P2中之旋轉台2的旋轉方向上游側，並且該電漿產生用氣體噴嘴32之噴出孔33，係以對向於該旋轉方向上游側中之壁部92的方式來加以形成。因此，由於可阻止朝反應區域P2之氮氣的入侵，故可橫跨該反應區域P2而較廣地確保晶圓W與電漿之接觸區域。
然後，以解除因旋轉台2之旋轉速度而在內周側與外周側之間所產生的速度差之方式，來調整反應區域P2之佈局。從而，由於如上述般橫跨旋轉台2半徑方向的電漿量會被均勻化，進一步地，電漿與晶圓W之接觸時間會被均勻化，故可橫跨晶圓W面內而進行均勻的電漿處理。亦即，如上述般，關於DCS氣體，由於會快速地吸附於晶圓W，故即便不形成那樣寬的吸附區域P1，吸附層仍會橫跨晶圓W面內而被均勻地加以形成。另一方面，讓該吸附層反應時，氨氣體之電漿並未有那麼高的反應性。因此，藉由將電漿之濃度及電漿與晶圓W的接觸時間均勻化，便可讓反應生成物之膜厚橫跨晶圓W面內而均勻化。
又，將直線部位83a層積於上下方向，而另一方面關於對向部位83b則沿著旋轉台2之旋轉方向而配置為橫列。從而，在直線部位83a下方位置會快速地產生氨氣體電漿，而另一方面，關於電漿不活性化而生成的氨氣體則在該對向部位83b下方側再電漿化。因此，如上述，便可在反應區域P2中讓電漿寬廣地滯留。然後，進行氨氣體之再電漿化時，係僅對該再電漿化所需要之磁場成分的份量而配置有對向部位83b，而不設置有多餘的對向部位83b。進一步地，將直線部位83a與對向部位83b連接於共通之高 頻電源85。從而，便可一邊抑制裝置成本提升，一邊進行如上述般之高均勻性的處理。
進一步地，由於在電漿產生用氣體噴嘴32上方側未形成有狹縫97，故可抑制反應生成物等吸附物吸附於電漿產生用氣體噴嘴32內部或外壁。
圖12係顯示本發明之其他實施形態。亦即，關於對向部位83b亦可層積於上下方向。或是，有別於具備有直線部位83a及對向部位83b的天線83，亦可相對於天線83而將用以進行因電漿之不活性化所生成之氨氣體的再電漿化之輔助天線300配置於旋轉台2之旋轉方向下游側。關於輔助天線300亦可連接於天線83之高頻電源85，或亦可連接於有別於高頻電源85之其他未圖示的高頻電源。
圖13係顯示模擬框體90下方側中之氨氣體分布之結果，得知從電漿產生用氣體噴嘴32供給至反應區域P2之氨氣體會在該反應區域P2一邊擴散，一邊朝向第2排氣口62來加以流通。從而，關於第2排氣口62，係可說是藉由相對於框體90而配置於旋轉台2之旋轉方向下游且旋轉台2之外側，便可橫跨反應區域P2而使得氨氣體(電漿)擴散。
上述圖6等中，不僅直線部位83a，關於對向部位83b雖亦直線狀地加以形成，但關於對向部位83b亦可曲線狀地配置，而在俯視所見時，天線83會以成為所謂半圓狀之方式來加以形成。然後，關於該對向部位83b亦可沿著長邊方向來配置狹縫97。亦即，本發明之實施例中，只要將天線83直線狀地配置在電漿產生用氣體噴嘴32之附近對應於晶圓W所通過之區域的部位即可，從而，關於其他部分(對向部位83b或捲繞部位83c)亦可形成為曲線狀。又，亦可在接近於對向部位83b的捲繞部位83c形成有狹縫97。亦即，本發明中，所謂「未形成狹縫97之卷繞部位83c」係天線83中從直線部位83a兩端各自彎曲而延伸的部分，上述範例中係指天線繞3圈於上下方向的捲繞部分83c。天線83亦可僅捲繞1圈來取代在垂直軸的周圍捲繞3圈。
又，電漿產生用氣體噴嘴32亦可使用將下面側呈開口且沿著旋轉台2半徑方向而延伸的略箱體設置於真空容器1內，並在該箱體之長邊方向形成有氣體噴出孔33的構成，來取代上述之氣體噴射器方式。
使用上述裝置來成膜的成膜種類亦可成膜出氧化矽(SiO2)膜或氮化鈦(TiN)膜等來取代氮化矽膜。在氧化矽膜之情況，作為電漿產生用氣體係可使用例如氧(O2)氣體。在氮化鈦膜之情況，作為吸附氣體及電漿產生氣體係可分別使用含鈦之有機系氣體及氨氣體。又，除了氧化矽膜及氮化鈦膜以外，亦可適用本發明於氮化物、氧化物或是氫化物所構成之反應生成物的成膜。在分別成膜氮化物、氧化物或是氫化物之情況所使用的電漿產生用氣體係可分別舉例有氨氣體、氧氣體以及氫(H2)氣體等。
又，從吸附區域P1所見之旋轉台2之旋轉方向下游側且從反應區域P2所見之旋轉台2之旋轉方向上游側的位置，亦可配置上述電漿產生用氣體噴嘴32及框體90，而在該位置中進行其他電漿處理。在該情況，該其他的電漿處理亦可藉由使用氬(Ar)氣體來作為電漿產生用氣體，而進行晶圓W上所生成的反應生成物之電漿改質處理。又，在進行此般電漿改質處理的情況，亦可當層積複數層反應生成物時，進行該電漿改質處理。亦即，亦可依旋轉台2每複數次旋轉，而進行電漿改質處理。
本發明之實施例中，係將用以供給電漿產生用氣體至真空容器內的噴嘴部直線狀地配置，並且沿著該噴嘴部之長邊方向來形成讓電磁場(電場及磁場)產生之天線的直線部位。然後，在天線與噴嘴部之間配置法拉第遮罩，並且在該直線部位所對向之位置中的法拉第遮罩形成狹縫，而在阻止藉由天線所產生電磁場中的電場，並讓磁場通過。另一方面，從直線部位兩端彎曲之部位所對向的位置卻不形成有狹縫，而阻止電場及磁場。因此，由於可將各狹縫的形狀一致，故關於到達真空容器內之磁場的量亦可橫跨噴嘴部之長度方向而均勻化。從而，便可在基板面內進行高均勻度之處理。
以上，基於各實施形態來進行本發明之說明係以竭盡說明來促進發明之理解，並有助於進一步地推進技術的方式來加以記載。從而，本發明並不會限定於實施形態所示之要件。又，實施形態中之例示並不代表其優缺點。於實施形態雖詳細地記載了發明，但可在不超脫發明之主旨的範圍有各式各樣的變更、置換以及改變。
本申請係將於2013年10月25日所申請之日本特願2013-222202號作為優先權主張之基礎申請案，在此便主張基於此之優先權，並且參照而援用其所有內容。
4‧‧‧凸狀部
5‧‧‧突出部
12‧‧‧容器本體
15‧‧‧搬送口
31‧‧‧噴嘴
31a‧‧‧噴嘴罩體
32‧‧‧噴嘴
41‧‧‧噴嘴
42‧‧‧噴嘴
61‧‧‧排氣口
62‧‧‧排氣口
83‧‧‧天線
84‧‧‧匹配器
85‧‧‧高頻電源
91‧‧‧固定構件
95(94)‧‧‧法拉第遮罩
97‧‧‧狹縫
100‧‧‧邊環
101‧‧‧氣體流道
C‧‧‧中心區域
D‧‧‧分離區域
W‧‧‧晶圓
P2‧‧‧處理區域
P1‧‧‧吸附區域

Claims (8)

  1. 一種電漿處理裝置，係在真空容器內對基板進行電漿處理之電漿處理裝置，具備有：旋轉台，係用以讓載置基板之基板載置區域公轉；噴嘴部，係對向於該基板載置區域，且電漿產生用氣體的噴出口會從該旋轉台之外周部側朝向中心部側來配列為直線狀；天線，係具備有：相較於該噴嘴部要靠該旋轉台之旋轉方向下游側處沿該噴嘴部以跨越基板之通過區域的方式來加以延伸之直線部位；以及相對於該直線部位以俯視所見時會位於所分離的區域之部位，並且捲繞在延伸於上下方向之軸的周圍，而用以讓感應電漿產生在供給該氣體之處理區域；以及法拉第遮罩，係具備有：在該天線與該處理區域之間，與該處理區域氣密地區劃而加以設置，且用以阻擋該天線所產生之電磁場中的電場之導電板；以及與該天線所對應之部位分別正交而形成於該導電板，用以讓該電磁場中之磁場通過的狹縫群；至少該直線部位之下方側係形成有該狹縫群，從該直線部位之端部所彎曲的彎曲部位下方側係位在不存在有狹縫群之導電板的部位。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中位於該天線之該分離的區域之該法拉第遮罩的部位係相對於該直線部位而被配置於該旋轉台之旋轉方向下游側。
  3. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中該天線係具備有相對於該直線部位而位於與該噴嘴部之相反側的其他直線部位；該其他直線部位之下方側係形成有該狹縫群。
  4. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中該天線係複數圈捲繞於該軸周圍，且複數段層積有靠近該噴嘴部之直線部位。
  5. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中該天線係複數圈捲繞於該軸周圍； 位於該天線之該分離的區域之該法拉第遮罩的部位係相對於該直線部位而被配置於該旋轉台之旋轉方向下游側，並且複數圈捲繞之該部位中的一圈與其他圈會沿該旋轉台之旋轉方向而以互相錯位的方式來加以配置。
  6. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其係以區劃出具有從該旋轉台中央放射狀地延伸且沿著遠離於旋轉台之周圍方向的2根線的側部之扇形狀處理區域的方式，來設置從該真空容器之頂板朝下的壁部；該噴嘴部係在位於該處理區域之上游側的壁部附近沿著該壁部來加以延伸。
  7. 如申請專利範圍第6項之電漿處理裝置，其中當將該旋轉台上之基板中的旋轉中心側之端部因該旋轉台之旋轉而移動時之速度為V1，將該基板中的該旋轉台之周緣部側的端部因該旋轉台之旋轉而移動時之速度為VO，將該旋轉中心側之端部及該周緣部側之端部所通過的該處理區域之長度分別為L1、LO時，係以(VI÷VO)與(L1÷LO)會一致的方式來配置該壁部。
  8. 一種電漿處理方法，係在真空容器內對基板進行電漿處理之電漿處理方法，包含有：將基板載置於旋轉台上之基板載置區域，並藉由旋轉台來讓該基板公轉之工序；從以對向於該旋轉台而從該旋轉台之外周側部朝向中心部側延伸為直線狀的方式來設置之噴嘴部，沿該噴嘴部之長邊方向來將電漿產生用氣體供給至該真空容器內之處理區域的工序；藉由具備有相較於該噴嘴部要靠該旋轉台之旋轉方向下游側處沿該噴嘴部以跨越基板之通過區域的方式來延伸之直線部位；以及相對於該直線部位以俯視所見時會位於所分離的區域之部位，並且捲繞在延伸於上下方向之軸的周圍之天線，來讓感應電漿產生在該處理區域的工序；以及 藉由在該天線與該處理區域之間，與該處理區域氣密地區劃而加以設置之導電板，來阻擋該天線所產生之電磁場中的磁場，並且透過以分別與該天線正交之方式而形成於該導電板的狹縫群來讓該電磁場中之磁場通過的工序；至少該直線部位之下方側係形成有該狹縫群，從該直線部位之端部所彎曲的彎曲部位下方側係位在不存在有狹縫群之導電板的部位。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9720020B2 (en) * 2014-05-28 2017-08-01 Nxp B.V. Broad-range current measurement using variable resistance
JP6305314B2 (ja) * 2014-10-29 2018-04-04 東京エレクトロン株式会社 成膜装置およびシャワーヘッド
CN106937474B (zh) * 2015-12-31 2020-07-31 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种电感耦合等离子处理器
JP6890497B2 (ja) * 2017-02-01 2021-06-18 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP6809304B2 (ja) * 2017-03-10 2021-01-06 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
KR20210129179A (ko) * 2019-03-20 2021-10-27 닛신덴키 가부시키 가이샤 플라즈마 처리 장치
JP7215305B2 (ja) * 2019-04-04 2023-01-31 日本電産株式会社 プラズマ処理装置用の治具、および、プラズマ処理システム
JP7253972B2 (ja) * 2019-05-10 2023-04-07 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP7403348B2 (ja) * 2020-02-21 2023-12-22 東京エレクトロン株式会社 アンテナセグメント及び誘導結合プラズマ処理装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW279240B (en) * 1995-08-30 1996-06-21 Applied Materials Inc Parallel-plate icp source/rf bias electrode head
US6149760A (en) * 1997-10-20 2000-11-21 Tokyo Electron Yamanashi Limited Plasma processing apparatus
US6287435B1 (en) * 1998-05-06 2001-09-11 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for ionized physical vapor deposition
US6459066B1 (en) * 2000-08-25 2002-10-01 Board Of Regents, The University Of Texas System Transmission line based inductively coupled plasma source with stable impedance
JP4124046B2 (ja) * 2003-07-10 2008-07-23 株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ 金属酸化物被膜の成膜方法および蒸着装置
US7273533B2 (en) * 2003-11-19 2007-09-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing system with locally-efficient inductive plasma coupling
WO2008016836A2 (en) * 2006-07-29 2008-02-07 Lotus Applied Technology, Llc Radical-enhanced atomic layer deposition system and method
TW200845197A (en) * 2007-03-28 2008-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Plasma etching apparatus
JP5327147B2 (ja) 2009-12-25 2013-10-30 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US9398680B2 (en) * 2010-12-03 2016-07-19 Lam Research Corporation Immersible plasma coil assembly and method for operating the same
JP5913829B2 (ja) * 2011-04-21 2016-04-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
CN102776491B (zh) * 2011-05-12 2015-08-12 东京毅力科创株式会社 成膜装置和成膜方法
JP5870568B2 (ja) * 2011-05-12 2016-03-01 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、プラズマ処理装置、成膜方法及び記憶媒体
JP5644719B2 (ja) 2011-08-24 2014-12-24 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、基板処理装置及びプラズマ発生装置
JP5712874B2 (ja) * 2011-09-05 2015-05-07 東京エレクトロン株式会社 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
JP5803706B2 (ja) * 2012-02-02 2015-11-04 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP5803714B2 (ja) 2012-02-09 2015-11-04 東京エレクトロン株式会社 成膜装置

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