TWI500805B - 成膜裝置、基板處理裝置及電漿產生裝置 - Google Patents

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Hitoshi Kato
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Shigehiro Ushikubo
Katsuyoshi Aikawa
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Description

成膜裝置、基板處理裝置及電漿產生裝置
本發明係關於一種對基板進行電漿處理用之成膜裝置、基板處理裝置以及電漿產生裝置。
作為一種對半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)等之基板進行例如矽氧化膜(SiO2 )等之薄膜的成膜方法，舉出有將會相互反應之複數種類之處理氣體依序供應至基板表面來層積反應生成物之ALD(Atomic Layer Deposition)法。作為使用此ALD法來進行成膜處理之成膜裝置已知有一種如專利文獻1所記載般，係藉由將複數片基板於周圍方向並排於真空容器內所設置之旋轉台上，並例如將旋轉台相對於對向於旋轉台所設置之複數氣體供應部來加以旋轉，以對該等基板依序供應各處理氣體之裝置。
然而，ALD法與通常的CVD(Chemical Vapor Deposition)法相比，由於晶圓加熱溫度(成膜溫度)係低如300℃左右，故有例如處理氣體中所含有的有機物等變成雜質而跑到薄膜中的情況。於此，例如專利文獻2所記載般，藉由與薄膜之成膜一同地進行使用電漿之改質處理，便能將此般雜質從薄膜去除，或將之降低。
但是，與所述的成膜裝置另外設置進行改質處理之進行電漿處理的裝置時，便會有在該等裝置之間進行晶圓搬送之時間的損耗產生而關係到產能降低的情況。另一方面，將產生電漿之電漿源組合於成膜裝置來設置，而在成膜處理同時 或成膜處理結束後進行改質處理的情況，會有因電漿而對晶圓內部所形成之配線構造造成電氣性損傷之虞。此處，為了抑制對晶圓之電漿損傷而將電漿源遠離晶圓時，由於進行成膜處理之壓力條件會容易使得電漿中之離子或活性基等之活性種失去活性，故活性種會難以到達晶圓而有無法進行良好的改質處理之虞。
專利文獻3~5中，雖記載有以ALD法來成膜薄膜之裝置，但對所述課題並未有所記載。
專利文獻1：日本國特開2010-239102
專利文獻2：日本國特開2011-40574
專利文獻3：美國專利公報7,153,542號
專利文獻4：日本國特許3144664號公報
專利文獻5：美國專利公報6,869,641號
本發明有鑑於此般情事，其目的乃在於提供一種對基板進行電漿處理時，可抑制對基板之電漿損傷的成膜裝置、基板處理裝置及電漿產生裝置。
更詳細而言，依本發明之實施例，成膜裝置係於真空容器內進行複數次供應第1處理氣體及第2處理氣體之循環來於基板進行成膜處理之成膜裝置，其特徵在於具備有：旋轉台，係於其一面側形成有載置基板之基板載置區域，而用以將該基板載置區域於該真空容器內公轉；第1處理氣體供應部及第2處理氣體供應部，係分別將第1處理氣體及第2處理氣體供應至透過分離區域而相互離 間於此旋轉台之周圍方向的區域；電漿產生氣體供應部，係為了對晶圓進行電漿處理，而供應電漿產生用氣體至該真空容器內；天線，係為了藉由感應耦合將電漿產生用氣體電漿化，而以對向於該基板載置區域之方式加以設置，並捲繞於縱向之軸周圍；以及法拉第遮罩，係為了阻止該天線周圍所產生的電磁場中之電場成分通過，而介設於該天線與基板之間，並由接地之導電性板狀體所構成；其中，該法拉第遮罩(95)係具備有：切槽群，係為了讓該天線周圍所產生之電磁場中的磁場成分通過基板側，而形成於該板狀體，且各自延伸於該天線之正交方向並沿著該天線之長度方向配列；以及電漿發光狀態確認用窗部，係於該板狀體的該切槽群所包圍之區域處開口；該窗部與該切槽群之間係以該窗部不會連通該切槽之方式而包圍該窗部般地介設有接地導電路徑；該切槽群之該窗部側的相反側之端部係包圍該切槽群般地設有接地導電路徑。
再者，本發明之目的與優點，部分記載於說明書，部分則由說明書便可自明。本發明之目的與優點可藉由所添附之申請專利範圍所特定之要素及其組合來加以實現並達成。上述之一般記載與下術之詳細說明乃為例示之說明者，並非用以限定申請專利範圍者。
以下，便使用圖1至圖26來說明本申請案之實施例。另外，以下實施例中，下述符號係典型地表示下述要素。
W 晶圓
P1,P2 處理區域
1 真空容器
2 旋轉台
10 電漿空間
80,81 電漿產生部
83 天線
85 高頻電源
90 框體
95 法拉第遮罩
97 切槽
97a 導電路徑
本發明係在對基板進行電漿處理時，在產生感應耦合電漿之天線與基板之間設置接地導電體所構成之法拉第遮罩。然後，沿著該天線將延伸於天線正交方向之切槽設於法拉第遮罩，並以沿天線長度方向之方式將導電路徑各自配置於各切槽之長度方向中的一端側及另端側。因此，便會阻止天線中所產生之電磁場中的電場成分通過，並可讓該電磁場中之磁場成分通過基板側，故可抑制因電漿對基板之電氣性損傷。
本發明實施形態一例的電漿產生裝置，係以具備此電漿產生裝置之成膜裝置(基板處理裝置)為例並參照圖1~圖12來 加以說明。此成膜裝置如圖1及圖2所示，係具備有俯視形狀為概略圓形之真空容器1、以及設於此真空容器1內且為於該真空容器1之中心具有旋轉中心之載置台的旋轉台2。然後，此成膜裝置如後所詳述般地，係構成為藉由ALD法於例如直徑尺寸為300mm尺寸之晶圓W表面層積反應生成物來成膜薄膜，並對該薄膜進行電漿改質。此時，進行電漿改質之時，係以不會因電漿對晶圓造成電氣性損傷之方式，或盡可能將該損傷減小之方式，來構成該成膜裝置。接著，就成膜裝置之各部加以詳述。
真空容器1具備有頂板11及容器本體12，而構成為頂板11可從容器本體12裝卸。頂板11上面側之中央部為了抑制在真空容器1內之中心部區域C的相互不同處理氣體彼此之混合，而連接用以將N2 (氮)氣體作為分離氣體來供應之分離氣體供應管51。圖1中13係環狀地設置於容器本體12上面之周緣部的密封構件，例如O型環。
旋轉台2係以中心部固定於概略圓筒狀之核心部21，藉由連接於此核心部21之下面並延伸於鉛直方向之旋轉軸22，便構成為可繞鉛直軸，本例中係繞順時針自由旋轉。圖1中，23為將旋轉軸22繞鉛直軸旋轉之驅動部，20為收納旋轉軸22及驅動部23之殼體。此殼體20上面側的凸緣部分係氣密地組裝於真空容器1之底面部14下面。又，此殼體20係連接有用以將N2 氣體作為吹淨氣體而供應於旋轉台2之下方區域的吹淨氣體供應管72。真空容器1之底面部14的核心部21外周側係以從下方側接近旋轉台2之方式成為形 成為環狀之突出部12a。
旋轉台2表面部如圖2及圖3所示，係沿著旋轉方向(周圍方向)設有作為基板載置區域之用以載置複數片(例如5片)之為基板的晶圓之圓形狀凹部24。凹部24係以在將晶圓W置入(收納)於該凹部24時，晶圓W表面與旋轉台2表面(未載置晶圓之區域)會一致之方式，來設定直徑尺寸及深度尺寸。凹部24之底面形成有用以供將晶圓W從下方突起升降之例如後述的3跟升降銷貫穿之貫穿孔(未圖示)。
如圖2及圖3所示，對向於旋轉台2之凹部的通過區域之位置係於真空容器1之周圍方向(旋轉台2之旋轉方向)相互隔有間隔而放射狀地配置有例如石英所構成之5根噴嘴31,32,34,41,42。該等各噴嘴31,32,34,41,42係各自例如從真空容器1外周壁朝中心部區域C相對於晶圓W而水平地延伸般地來加以組裝。本例中，從後述搬送口15觀之係繞順時針(旋轉台2之旋轉方向)依序配列有電漿產生用氣體噴嘴34、分離氣體噴嘴41、第1處理氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42及第2處理氣體噴嘴32。電漿產生用氣體噴嘴34上方側如圖1所示，係為了將該電漿產生用氣體噴嘴所噴出之氣體電漿化，而設有電漿產生部80。此電漿產生部80則於後詳述。
處理氣體噴嘴31,32係分別構成第1處理氣體供應部、第2處理氣體供應部，分離氣體噴嘴41,42係構成各分離氣體供應部。另外，圖2係為了可見到電漿產生用氣體噴嘴34而將電漿產生部80及後述之框體90拆除後狀態，圖3則係表示組裝有該等電漿產生部80及框體90之狀態。又，圖1 係以一點鏈線來概略地表示電漿產生部80。
各噴嘴31,32,34,41,42係透過流量調整閥分連接至以下之各氣體供應源(未圖示)。亦即，第1處理氣體噴嘴31係連接至含Si(矽)第1處理氣體(例如BTBAS(二(特丁胺基)矽烷，SiH2 (NH-C(CH3 )3 )2 )氣體等)之供應源。第2處理氣體噴嘴32係連接至第2處理氣體(例如O3 (臭氧)氣體與O2 (氧)氣體之混合氣體)之供應源。電漿產生用氣體噴嘴34係連接至例如Ar(氬)氣體與O2 氣體之混合氣體之供應源。分離氣體噴嘴41,42係各自連接至為分離氣體之N2 (氮)氣體的氣體供應源。另外，以下中，方便上係以第2處理氣體為O3 氣體來加以說明。又，第2處理氣體噴嘴32雖設有用以產生O3 氣體之臭氧產生器，但此處則省略圖示。
噴嘴31,32,41,42下面側係沿旋轉台2半徑方向於複數處例如等間隔地形成有氣體噴出孔33。電漿產生用氣體噴嘴34之側面係朝旋轉台2之旋轉方向上游側(第2處理氣體噴嘴32側且下方側(斜下))而沿著該電漿產生用氣體噴嘴34之長度方向於複數處例如等間隔地形成有氣體噴出孔33。如此般地設置電漿產生用氣體噴嘴34之氣體噴出口33方向的理由，則於後說明。該等各噴嘴31,32,34,41,42係配置為該噴嘴31,32,34,41,42之下緣與旋轉台2之上面的離間距離為例如1~5mm左右。
處理氣體噴嘴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及用以讓吸附於晶圓W之含Si氣體與O3 氣體反應之第2處理區域P2。分離氣體 噴嘴41,42係各自用以形成將第1處理區域P1與第2處理區域P2分離之分離區域D。此分離區域D中之真空容器1的頂板11如圖2及圖3所示，係設有概略扇形之凸狀部4，分離氣體噴嘴41,42係收納於此凸狀部4所形成之溝部43內。因此，分離氣體噴嘴41,42之旋轉台2周圍方向兩側為了阻止各處理氣體彼此之混合則配置有為該凸狀部4之下面的低頂面44(第1頂面)，此頂面44之該周圍方向兩側則配置有較該頂面44要高之頂面45(第2頂面)。凸狀部4之周緣部(真空容器1之外緣側部位)為了阻止各處理氣體彼此之混合，則對向於旋轉台2之外端面並對容器本體12稍加離間般地彎曲成L字型。
接著，就所述之電漿產生部80加以詳述。此電漿產生部80係構成為將金屬線所構成之天線83捲繞呈線圈狀，而從真空容器1之內部區域所氣密地區隔般地設於該真空容器1之頂板11上。本例中，天線83係例如於銅(Cu)表面依序施有鎳鍍覆及金鍍覆之材質所構成。如圖4所示，所述電漿產生用氣體噴嘴34之上方側(詳細而言，係從此噴嘴34稍靠旋轉台2之旋轉方向上游側之位置至從此噴嘴34之該旋轉方向下游側之分離區域D稍靠噴嘴側之位置為止)的頂板11係形成有俯視觀之為概略扇形開口之開口部11a。此開口部11a係從旋轉台2之旋轉中心起離間例如60mm左右之外周側的位置跨至較旋轉台2之外緣分離80mm左右外側之位置所形成。又，開口部11a係以不會干涉(避開)真空容器1中心部區域C所設置之後述尖齒構造部110之方式，而於俯視觀之 時，旋轉台2中心側之端部係沿著該尖齒構造部110的外緣般形成圓弧狀凹陷。然後，此開口部11a如圖4及圖5所示，係從頂板11之上面側朝下面側使得該開口部11a之開口徑階段性地變小般，來跨過周圍方向形成例如3段的段部11b。該等段部11b中最下段的段部(口緣部)11b之上面如圖5所示，係跨越周圍方向形成有溝11c，此溝11c內係配置有密封構件，例如O型環11d。另外，溝11c及O型環11d在圖4中則省略圖示。
此開口部11a如圖6中亦有顯示，係配置有框體90，該框體90上方側周緣部係跨越周圍方向水平地延伸出有凸緣狀之凸緣部90a，並且中央部係形成為朝下方側之真空容器1內部區域凹陷。此框體90為了讓電漿產生部80所產生之磁場到達真空容器1內，係藉由例如石英等的介電體等之透磁體(讓磁力通過之材質)加以構成，如圖10所示，該凹陷部分之厚度尺寸t為例如20mm。又，此框體90在晶圓W位於該框體90下方時，係構成為中心部區域C側之框體90內壁面與晶圓W外緣之間的距離為70mm，旋轉台2外周側之框體90內壁面與晶圓W之外緣間的距離為70mm。因此，旋轉台2旋轉方向上游側及下游側之開口部11a的2個邊與該旋轉台2之旋轉中心所構成之角度α則為例如68°。
當此框體90置入所述開口部11a內時，凸緣部90a與段部11b中最下段之段部11b會相互卡合。然後，藉由所述之O型環11d來將該段部11b(頂板11)與框體90氣密地連接。又，藉由沿著開口部11a之外緣般而形成為框狀之按壓構件 91來將該凸緣部90a朝下方側跨過周圍方向來按壓，並藉由未圖示之螺栓等將此按壓構件91固定於頂板11，則真空容器1的內部氛圍便會設定於氣密。如此般將框體90氣密地固定於頂板11時之該框體90下面與旋轉台2上之晶圓W表面之間的離間尺寸h為4~60mm，本例中為30mm。另外，圖6係從下方側來觀看框體90所表示之圖。又，圖10中，係將框體90等之部分加以放大來描繪。
框體90下面為了阻止N2 氣體或O3 氣體等朝該框體90之下方區域入侵，如圖5~圖7所示，外緣部係跨過周圍方向而垂直於下方側(旋轉台2側)延伸而出，而成為氣體限制用突起部92。然後，此突起部92之內周面、框體90下面及旋轉台2上面所包圍之區域係於旋轉台2之旋轉方向上游側收納有所述電漿產生用氣體噴嘴34。
亦即，由於從框體90下方區域(電漿空間10)之電漿產生用氣體噴嘴34所供應之氣體會被電漿化，故當N2 氣體侵入該下方區域時，N2 氣體之電漿與O3 氣體(O2 氣體)之電漿會相互反應而產生NOX 氣體。此NOX 氣體產生時，便會腐蝕真空容器1內之構件。此處，係讓N2 氣體難以入侵至框體90下方區域，而於該框體90下面側形成所述之突起部92。
電漿產生用氣體噴嘴34之基端側(真空容器1之側壁側)的突起部92係沿該電漿產生用氣體噴嘴34之外形而裁切成概略圓弧狀。突起部92下面與旋轉台2上面之間的離間尺寸d為0.5~4mm，本例中為2mm。此突起部92之寬度尺寸及高度尺寸分別為例如10mm及28mm。另外，圖7係顯示沿 旋轉台2之旋轉方向來裁切真空容器1之縱剖視圖。
又，成膜處理中，由於旋轉台2係繞順時針旋轉，故N2 氣體會隨著此旋轉台2之旋轉而從旋轉台2與突起部92之間的間隙欲侵入至框體90的下方側。因此，為了阻止N2 氣體透過該間隙而朝框體90下方側入侵，係對該間隙從框體90的下方側噴出氣體。具體而言，電漿產生用氣體噴嘴34之氣體噴出孔33如圖5及圖7所示，係朝此間隙般地，即配置為朝向旋轉台2之旋轉方向上游側且下方。電漿產生用氣體噴嘴34之氣體噴出孔33相對於鉛直軸之朝向角度θ如圖7所示，為例如45°左右。
此處，從框體90下方(電漿空間10)側來觀看密封頂板11與框體90之間的區域之O型環11d時，如圖5所示，該電漿空間110與O型環11d之間係跨過周圍方向而形成有突起部92。因此，O型環11d可謂係不會直接暴露於電漿般地從電漿空間10被加以隔離。因此，電漿空間10中的電漿縱使擴散至例如O型環11d側，也會經由突起部92下方流去，故在到達O型環11d之前電漿便失去活性。
框體90內部如圖4及圖8所示，係收納有上面側為開口之概略箱型的法拉第遮罩95，此法拉第遮罩95係由厚度尺寸k為0.5~2mm，本例中為例如1mm左右之為導電性板狀體95x(圖9)之金屬板所構成並接地。本例中，法拉第遮罩95係由銅(Cu)板或於銅板從下側鍍覆鎳(Ni)膜及金(Au)膜之板材所構成。法拉第遮罩95係具備有沿框體90之底面而水平地形成之水平面95a，以及從此水平面95a外周端跨過周圍 方向延伸於上方側之垂直面95b，從上方側觀之時係構成為概略六角形。此水平面95a之概略中央部為了從真空容器1上方側透過絕緣板94及框體90來確認該真空容器1內之電漿產生狀態(發光狀態)，係形成有概略八角形之開口部98來作為窗部。法拉第遮罩95係藉由金屬板之壓延加工或將金屬板之水平面95a外側所對應之區域朝上方側彎折所形成。另外，圖4係簡略了法拉第遮罩95，又，圖8中，係將垂直面95b部分裁切來加以描繪。
又，從旋轉台2旋轉中心來觀看法拉第遮罩95時之右側及左側之法拉第遮罩95之上端緣係分別水平地延伸於右側及左側而成為支撐部96。然後，法拉第遮罩95與框體90之間係設有從下方側來支撐該支撐部96，並各自支撐框體90之中心部區域C側及旋轉台2之外緣部側的凸緣部90a之框狀體99。因此，將法拉第遮罩95收納於框體90內部時，法拉第遮罩95下面與框體90上面會相互接觸，且該支撐部96會透過框狀體99而藉由框體90之凸緣部90a來加以支撐。
法拉第遮罩95之水平面95a上為了取得與該法拉第遮罩95之上方所載置的電漿產生部80之絕緣，係層積有厚度尺寸為例如2mm左右之例如石英所構成的絕緣板94。又，水平面95a係形成有多數切槽97，又，各切槽97之一端側及另端側係各自配置有導電路徑97a，但該等切槽97及導電路徑97a之形狀或配置形狀，則與電漿產生部80之天線83形狀一同加以詳述。另外，絕緣板94及框狀體99則在後述之圖8及圖10等省略描繪。
電漿產生部80係構成為被收納於法拉第遮罩95之內側，因此如圖4及圖5所示，係透過法拉第遮罩95及絕緣板94而配置為面臨真空容器1內部(旋轉台2上之晶圓W)。此電漿產生部80係以天線83包圍延伸於旋轉台2半徑方向之帶狀體區域之方式將天線83繞鉛直軸(繞著從旋轉台2朝電漿空間10垂直延伸之縱向軸)捲繞3重，在俯視觀之時係構成為延伸於旋轉台2之半徑方向的概略細長八角形，因此，天線83係沿著旋轉台2上之晶圓W表面所配置。
天線83在晶圓W位於電漿產生部80之下方時，係以可跨過此晶圓W之中心部區域C側的端部及旋轉台2之外緣側的端部來照射(供應)電漿之方式，而配置為中心部區域C側之端部及外周側之端部會各自接近框體90的內壁面。又，旋轉台2旋轉方向之電漿產生部80的兩端部係以旋轉台2旋轉方向的框體90寬度尺寸盡可能變小的方式來配置為相互接近。亦即，框體90如所述般，為了讓電漿產生部80所產生之磁場到達真空容器1內，係形成為藉由高純度石英所構成，且俯視觀之時係形成為較天線83要大的尺寸(石英構件位於跨過天線83下方側般)。因此，俯視觀之時之天線83尺寸越作越大，則該天線83下方側之框體90也必須要變大，則裝置(框體90)之成本會變高。另一方面，天線83若將例如旋轉台2半徑方向之尺寸變短時，具體而言，將天線83配置為靠近中心部區域C側或旋轉台2外緣側之位置時，對晶圓W所供應之電漿的量在面內會有不均勻之虞。此處，本發明係對晶圓W將電漿於面內均勻地供應，且俯視觀之時框體 90尺寸係盡可能變小般地來將天線83之旋轉台2旋轉方向上游側部位與下游側部位彼此相互接近。具體而言，就俯視觀之天線83為細長八角形而言，長邊方向尺寸為例如290~330mm，與該長邊方向正交之方向的尺寸為例如80~120mm。另外，天線83內部雖形成有流通冷卻水之流道，但此處則加以省略。
該天線83係透過匹配器84連接至頻率為例如13.56MHz及輸出電功率為例如5000W之高頻電源85。圖1、圖3及圖4中的86係用以將電漿產生部80及匹配器84與高頻電源85加以電連接之連接電極。
此處，就所述法拉第遮罩95之切槽97，參照圖8及圖9加以詳述。此切槽97係用以阻止電漿產生部80所產生之電場及磁場(電磁場)中之電場成分朝向下方之晶圓W，並讓磁場到達晶圓W者。亦即，當電場到達晶圓W時，會有對該晶圓W內部所形成之電氣配線造成電氣性損傷的情況。另一方面，法拉第遮罩95由於係如所述般藉由接地金屬板所構成，故不形成切槽97便會連同電場一同將磁場加以遮擋。又，天線83下方形成大的開口部時，則不僅磁場，連電場亦會通過。此處，為了遮擋電場而讓磁場通過，係形成有如下般設定尺寸及配置形狀之切槽97。
具體而言，切槽97如圖8所示，係以相對天線83之捲繞方向而延伸於正交方向之方式，跨過周圍方向而各自形成於天線83之下方位置。因此，例如在天線83之長邊方向(旋轉台2半徑方向)之區域中，切槽97係沿著旋轉台2之接線 方向而形成為直線狀。又，與該長邊方向正交之區域中，切槽97係沿著該長邊方向所形成。然後，該2個區域間之天線83的彎曲部分，則是切槽97會相對於該彎曲部分之天線83的延伸方向正交之方式，而相對旋轉台2之周圍方向及半徑方向形成於各自傾斜之方向。再者，中心部區域C側及旋轉台2之外緣部側中，切槽97為了作動於該切槽97之配置區域，亦即以盡可能無間隙地配置切槽97之方式，來形成為隨著從天線83之外周部側朝內周部側而寬度尺寸變小。因此，切槽97便會沿著天線83之長邊方向而多數配列著。
此處，天線83係連接有如所述般頻率為13.56MHz之高頻電源85，對應於此頻率之波長為22m。因此，切槽97係以成為此波長之1/10000以下程度之寬度尺寸的方式，如圖10所示，形成寬度尺寸d1為1~6mm，本例中為2mm，切槽97,97間之離間尺寸d2為2~8mm，本例中為2mm。又，此切槽97如所述圖8所示，從天線83之延伸方向觀之時，長度尺寸L為40~120mm，本例中各為60mm，從跨過較該天線83右端離間30mm左右於右側之位置至從較天線83左端離間30mm左右於左側之位置為止來加以形成。因此，各切槽97之長度方向中一端側及另端側可謂係以沿著天線83之捲繞方向(長度方向)之方式而各自形成有成為法拉第遮罩95之一部分的導電路徑97a,97a。換言之，法拉第遮罩95係以各切槽97之長度方向的一端側及另端側係各自不開放之方式，即各切槽97之兩端部係封閉之方式，來設置導電路徑97a,97a。各導電路徑97a,97a之寬度尺寸為例如1~4mm左 右，本例中為2mm。就設置該等導電路徑97a,97a之理由，首先以天線83內側區域所形成之導電路徑97a為例而於以下詳述。
如所述般，切槽97係遮擋因天線83所形成之電磁場中的電場成分並讓磁場成分通過者，因此為了遮擋到達晶圓W側之電場成分並盡可能大量確保磁場成分，較佳係盡可能長長地形成。然而，如所述般為了讓旋轉台2旋轉方向之框體90的尺寸盡可能變小，天線83係成為概略細長八角形，而天線83之旋轉台2旋轉方向上游側之部位與旋轉台2旋轉方向下游側之部位係相互接近。而且，法拉第遮罩95之水平面95a係形成有用以確認此天線所包圍之區域的電漿發光狀態的開口部98。因此，天線83內側區域中，便難以獲得可充分遮擋天線83所形成之電場成分程度的切槽97之長度尺寸L。另一方面，天線83內側區域不設置導電路徑97a而欲爭取切槽97之長度尺寸時，電場成分會透過切槽97之開口部而漏出至晶圓W側。此處，本發明為了遮擋透過該內側區域而欲漏出至晶圓W側之電場成分，係設置有封閉各切槽97之開口部的導電路徑97a。因此，從該內側區域欲朝下方之電場成分便會因導電路徑97a而成為電力線封閉之狀態，而阻止朝晶圓W側之入侵。又，天線83外周側亦同樣地設有導電路徑97a，而將該外周側從切槽97之端部欲漏出之電場成分加以遮擋。如此一來，各切槽97從上方側觀之時，便係跨過周圍方向而由接地之導電體所包圍。
本例中，天線83內側區域之因導電路徑97a所包圍之區 域(切槽97群所包圍之區域)係形成有所述之開口部98。然後，透過此開口部98，例如由作業員之目視，或由未圖示之照相機，便能確認真空容器1內之電漿發光狀態。另外，圖3中省略了切槽97。又，圖4及圖5等則將切槽97加以簡略化，但切槽97係形成有例如150道左右。藉由以上說明之天線83、切槽97及導電路徑97a所形成之法拉第遮罩95而構成電漿產生裝置。
接著，回到真空容器1之各部說明。旋轉台2外周側中較旋轉台稍靠下之位置如圖2、圖5及圖11所示，係配置有為罩體之側環100。此側環100在例如裝置之清潔時，取代各處理氣體而流通氟系清潔氣體時，係用以從該清潔氣體來保護真空容器1內壁者。亦即，未設有側環100時，旋轉台2外周部與真空容器1內壁之間，於橫向形成氣流(排氣流)之凹部狀氣流通道可謂係跨過周圍方向而形成為環狀。因此，此側環100係盡可能讓真空容器1的內壁面不會露出於氣流通道之方式而設於該氣流通道。本例中，各分離區域D及框體90中的外緣側區域係露出於此側環100之上方側。
側環100上面係於周圍方向相互分離的兩處形成有排氣口61,62。換言之，係於該氣流通道下方側形成2個排氣口，該等排氣口所對應位置之側環100係形成有排氣口61,62。將該等2個排氣口61,62中的一邊及另邊分別稱為第1排氣口61及第2排氣口62，則第1排氣口則係在第1處理氣體噴嘴31與較該第1處理氣體噴嘴31要靠旋轉台旋轉方向下游側之分離區域D之間，形成於靠近該分離區域D側之位置。第 2排氣口62則係在電漿產生用氣體噴嘴34與較該店將產生用氣體噴嘴34要靠旋轉台旋轉方向下游側之分離區域D之間，形成於靠近該分離區域D側之位置。第1排氣口61係用以將第1處理氣體及分離氣體加以排氣者，第2排氣口62係用以將第2處理氣體及分離氣體，加上電漿產生用氣體加以排氣者。該等第1排氣口61及第2排氣口62如圖1所示，係各藉由介設有蝶閥等之壓力調整部65的排氣管63，來連接至為真空排氣機構之例如真空泵64。
此處，如所述般，由於從中心部區域C跨至外緣側而形成框體90，故較此框體90要靠旋轉台2旋轉方向上游側所噴出之氣體會因該框體90而欲朝第2排氣口62流去，即氣流被限制。此處，框體90外側之所述側環100上面係形成用以流通第2處理氣體及分離氣體之溝狀氣體流道101。具體而言，此氣體流道101如圖3所示，係跨過從框體90之旋轉台2旋轉方向上游側之端部靠近第2處理氣體噴嘴32側例如60mm左右之位置至所述第2排氣口62為止之間，而形成深度尺寸為例如30mm圓弧狀。因此，此氣體流道101係以沿著框體90外緣之方式而從上方側觀之時係跨過該框體90外緣部所形成。此側環100雖省略圖示，但為了具有對氟系氣體的耐蝕性，表面係藉由例如氧化鋁等來加以塗覆，或藉由石英罩等來加以覆蓋。
頂板11下面之中央部如圖2所示，係設有突出部5，該突出部5係與凸狀部4之中心部區域C側的部位加以連續而跨過周圍方向來形成為概略環狀，並且其下面係形成與凸狀 部4之下面(頂面44)為相同高度。較此突出部5靠旋轉台2旋轉中心側之核心部21的上方側係配置有用以抑制中心部區域C之第1處理氣體及第2處理氣體不會相互混合之尖齒構造部110。亦即，從所述圖1可知，由於將框體90形成至靠近中心部區域C側，故支撐旋轉台2中央部之核心部21係以旋轉台2上方側部位會避開框體90之方式來形成於靠近該旋轉中心側之位置。因此，中心部區域C側可謂是例如較外緣部側而處理氣體彼此會更容易混合之狀態。此處，藉由形成尖齒構造部110，便會防止在氣體流道流動之處理氣體彼此之混合。
具體而言，此尖齒構造部110如圖12將該尖齒構造部110加以放大所示般，係採用各自跨過周圍方向形成有從旋轉台2側朝頂板11側垂直延伸之第1壁部111及從頂板11側朝旋轉台2垂直延伸之第2壁部112，並將該等壁部111,112交互配置於旋轉台2之半徑方向的結構。具體而言，係從所述突出部5朝中心部區域C側依序配置有第2壁部112、第1壁部111及第2壁部112。本例中，突出部5側之第2壁部112係成為較其他壁部111,112要靠該突出部5側膨脹之構造。此般壁部111,112之各尺寸舉出一範例，壁部111,112間的離間尺寸j為例如1mm，壁部111與頂板11之間之離間尺寸m(壁部112與核心部21之間之離間尺寸)為例如1mm。
因此，尖齒構造部110中，例如從第1處理氣體噴嘴31所噴出朝向中心部區域C之第1處理氣體便必須要跨越壁部111,112，故會隨著靠近中心部區域C而流速減緩，變得不易 擴散。因此，在處理氣體到達中心部區域C前，便會因被供應至該中心部區域C之分離氣體而被推回處理區域P1側。又，欲朝中心部區域C之第2處理氣體亦同樣地因尖齒構造部110而難以到達中心部區域C。因此，便會防止該等處理氣體彼此在中心部區域C之相互混合。
另一方面，從上方側被供應至此中心部區域C之N2 氣體雖會於周圍方向順勢擴散，但由於設有尖齒構造部110，故在跨越該尖齒構造部110之壁部111,112時流速便會被抑制。此時，該N2 氣體雖會欲侵入例如旋轉台2與突起部92之間的極窄區域，但由於因尖齒構造部110使得流速被加以抑制，故會較該狹窄區域而流向較寬廣區域(例如處理區域P1,P2側)。因此，會抑制朝框體90下方側之N2 氣體流動。又，如後述般，框體90下方側之空間(電漿空間10)係設定為較真空容器1內之其他區域要為正壓，故亦會抑制朝該空間之N2 體的流動。
旋轉台2與真空容器1之底面部14之間的空間如圖1所示，係設有為加熱機構之加熱器單元7，而透過旋轉台2將旋轉台2上之晶圓W加熱至例如300℃。圖1中71a係加熱器單元7之側邊側所設置之罩體構件，7a係覆蓋此加熱器單元7上方側之覆蓋構件。又，真空容器1之底面部14於加熱器單元7下方側中係跨過周圍方向於複數處設有用以將加熱器單元7之配置空間加以吹淨之吹淨氣體供應管73。
真空容器1側壁如圖2及圖3所示，在未圖示之外部搬送臂與旋轉台2之間形成有用以進行晶圓W之收授的搬送口 15，此搬送口15係藉由閘閥G而構成為可氣密地開閉自如。又，旋轉台2之凹部24由於係在面臨此搬送口15之位置進行與搬送臂之間之晶圓W收授，故旋轉台2之下方側於對應該收授位置之部位係設有用以貫穿凹部24來將晶圓W從內面抬起之收授用升降銷及其升降機構(均未圖示)。
又，此成膜裝置係設有用以進行裝置整體動作之控制的電烤所構成之控制部120，此控制部120之記憶體內收納有用以進行後述成膜處理及改質處理之程式。此程式係由實行後述裝置動作之步驟群所組成，而從為硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡、軟碟等之記憶媒體之記憶部121安裝至控制部120內。
接著，就上述實施形態之作用加以說明。首先，開啟閘閥G，一邊將旋轉台2間歇性地旋轉，一邊藉由未圖示之搬送臂透過搬送口15將例如5片晶圓W載置於旋轉台2上。此晶圓W係已施有使用乾蝕刻處理或CVD(Chemical Vapor Deposition)法等之配線埋入工序，因此該晶圓W內部形成有電氣配線構造。接著，關閉閘閥G，藉由真空泵64將真空容器1內成為抽氣狀態，並一邊將旋轉台2繞順時針旋轉，一邊藉由加熱器單元7將晶圓W加熱至例如300℃左右。
接著，從處理氣體噴嘴31,32各自噴出含Si氣體及O3 氣體，並從電漿產生用氣體噴嘴34噴出Ar氣體及O2 氣體之混合氣體。又，從分離氣體噴嘴41,42以既定流量噴出分離氣體，亦從分離氣體供應管51及吹淨氣體供應管72,72以既定流量噴出N2 氣體。然後，藉由壓力調整部65將真空容器 1內調整至預先設定之處理壓力。又，對電漿產生部80供應高頻電功率。
此時，從較框體90要靠旋轉台2旋轉方向上游側例如隨著該旋轉台2之旋轉而朝向該框體90流通之O3 氣體及N2 氣體會因此框體90而使得氣流被打亂。但是，由於框體90外周側之側環100形成有氣體流道101，故該O3 氣體及N2 氣體會以避開框體90之方式，通過該氣體流道101而被加以排氣。
另一方面，從該框體90上游側朝該框體90流通之氣體中的一部分氣體會欲入侵至框體90下方。但是，所述框體90之下方側區域中，係覆蓋該區域般地形成有突起部92，並且電漿產生用氣體噴嘴34之氣體噴出孔33係朝向旋轉台2之旋轉台2旋轉方向上游側斜下方。因此，從電漿產生用氣體噴嘴34所噴出之電漿產生用氣體會衝撞至突起部92之下方側，而將從該上游側欲流入之O3 氣體及N2 氣體推出此框體90外側。然後，此電漿產生用氣體會藉由突起部92而朝旋轉台2旋轉方向下游側被推回。此時，藉由設置突起部92，框體90下方之電漿空間10會較真空容器1內之其他區域要多例如10Pa左右之正壓。這樣也會阻止O3 氣體及N2 氣體朝框體90下方側入侵。
然後，含Si氣體及O3 氣體雖會欲侵入中心部區域C，但由於此中心部區域C係設有所述之尖齒構造部110，故藉由此尖齒構造部110會如所述般地阻礙氣流，而藉由從上方側被供應至中心部區域C之分離氣體來推回原處理區域 P1,P2側。因此，會防止中心部區域C之該等處理氣體彼此之混合。又，同樣地，藉由尖齒構造部110亦會抑制從中心部區域C被噴出至外周側的N2 氣體朝框體90之下方側入侵。
再者，由於第1處理區域P1與第2處理區域P2之間係供應有N2 氣體，故如圖13所示，便會以含Si氣體與O3 氣體及電漿產生用氣體不會相互混合之方式來將各氣體加以排氣。又，由於旋轉台2下方側供應有吹淨氣體，故欲擴散至旋轉台2下方側之氣體會因此吹淨氣體而朝排氣口61,62側被推回。
此時，電漿產生部80中，會藉由從高頻電源85所供應之高頻電功率而如圖14概略顯示般，產生電場及磁場。該等電場及磁場中的電場會因如所述般設有法拉第遮罩95，而藉由法拉第遮罩95被反射或吸收(衰減)，來被阻礙(被遮擋)到達真空容器1內。又，來自切槽97之長度方向中一端側及另端側而欲繞至晶圓W側之電場，由於如所述般於該一端側及另端側設有導電路徑97a,97a，故會成為例如熱而被法拉第遮罩95吸收來阻礙到到達晶圓W側。另一方面，磁場由於法拉第遮罩95形成有切槽97，故會通過此切槽97而透過框體90底面到達真空容器1內。又，由於電漿產生部80側邊側之法拉第遮罩95(垂直面95b)未形成有跨過周圍方向之切槽97，故電場及磁場便不會透過該側邊側繞至下方側。
因此，從電漿產生用氣體噴嘴34所噴出之電漿產生用氣體會因透過切槽97來通過之磁場而被活性化，產生例如離子或自由基等之電漿。如所述般，由於係圍繞延伸於旋轉台2 旋轉半徑之帶狀體區域般地配置天線83，故此電漿會在天線83下方側延伸於旋轉台2半徑方向般地成為概略線狀。另外，圖14係概略顯示電漿產生部80，關於電漿產生部80、法拉第遮罩95、框體90及晶圓W間之各尺寸係概略性大大地描繪。
另一方面，晶圓W表面中，係藉由旋轉台2的旋轉而於第1處理區域P1吸附含Si氣體，接著於第2處理區域P2將晶圓W上所吸附之含Si氣體氧化，以形成1層或複數層為薄膜成分之矽氧化膜(SiO2 )之分子層而形成反應生成物。此時，矽氧化膜中，由於例如含Si氣體中所含有的殘留基，會有包含水分(OH基)或有機物等雜質之情況。
然後，藉由旋轉台2的旋轉，所述電漿(活性種)接觸至晶圓W表面時，便會進行矽氧化膜之改質處理。具體而言，係藉由例如電漿衝撞至晶圓W表面，來從例如矽氧化膜將該雜質釋出，或使矽氧化膜內之元素再配列而謀求矽氧化膜之緻密化(高密度化)。如此地藉由旋轉台2之持續旋轉，依序進行多數次對晶圓W表面之含Si氣體的吸附、晶圓W表面所吸附之含Si氣體成分的氧化及反應生成物之電漿改質，便會層積反應生成物來形成薄膜。此處，如所述般雖係於晶圓W內部形成有電氣配線構造，但由於電漿產生部80及晶圓W之間係設有法拉第遮罩95而遮擋了電場，故對此電氣配線構造之電氣性損傷會被抑制。
依上述實施形態，係於電漿產生部80及晶圓W之間設置由接地導電材所構成之法拉第遮罩95，並於法拉第遮罩95 沿著該天線83形成有於天線83長度方向之正交方向延伸之切槽97。然後，各切槽97長度方向之一端側及另端側係以沿著天線83長度方向之方式配置導電路徑97a,97a。因此，電漿產生部80所產生之電場中，不僅從該電漿產生部80朝下方之電場，連從切槽97之長度方向的一端側或另端側欲繞至下方的電場均會被法拉第遮罩95遮擋，另一方面，磁場則可透過切槽97而到達真空容器1內。因此，因電漿對晶圓W內部之電氣配線構造的電氣性損傷便會被抑制而可進行改質處理，故可獲得具良好膜質及電氣性特性之薄膜。
又，藉由設置導電路徑97a,97a，在欲朝晶圓W側之電場成分被遮擋的狀態下，天線83之旋轉台2旋轉方向上游側部位與下游側部位可相互接近，再者，可形成用以確認電漿狀態之開口部98。又，與將天線83形成為例如真圓狀之情況相比，由於可將旋轉台2之旋轉方向的框體90長度尺寸抑制為較小，故亦可抑制用以確保該框體90強度之厚度尺寸。因此，可抑制構成框體90之高純度石英的使用量，故可抑制裝置成本。又，由於框體90面積小即可，而電漿空間10之容積也會變小，故用以確保該電漿空間10會較真空容器1內之其他部位要正壓的氣體流量亦以最小限即可。
又，由於設有法拉第遮罩95，故可抑制因電漿對框體90等之石英構件的損傷(蝕刻)。因此，可謀求該石英構件之長壽命化，又亦可抑制污染的發生，再者，亦可抑制因石英(SiO2 )混入薄膜(SiO2 )中所致之膜厚不均。
再者，由於設有框體90，可讓電漿產生部80接近旋轉 台2上之晶圓W。因此，縱使為進行成膜處理程度的高壓氛圍(低真空度)，亦可抑制電漿中離子或活性基的失去活性而進行良好的改質處理。然後，由於框體90設有突起部92，故O型環11d不會露出於電漿空間10。因此，可抑制O型環11d所含有之例如氟系成分混入晶圓W，又，可謀求該O型環11d之長壽命化。
又再者，框體90下面係設有突起部92，並且電漿產生用氣體噴嘴34之氣體噴出孔33係朝向旋轉台2旋轉方向上游側。因此，電漿產生用氣體噴嘴34所噴出之氣體流量縱使為小流量，亦可抑制O3 氣體或N2 氣體朝框體90下方區域之入侵。然後，配置有電漿產生用氣體噴嘴34之區域(電漿空間10)之壓力係較其他區域(例如處理區域P1,P2)之壓力要高。由以上情事，可抑制電漿空間10中NOX 氣體之產生，故可抑制因NOX 氣體所致真空容器1內之構件的腐蝕，因此可抑制晶圓W之金屬污染。然後，由於如上述般可抑制O3 氣體或N2 氣體等朝框體90下方側入侵，故在共通的成膜裝置一同地進行成膜處理及改質處理時，不需例如在框體90與第2處理氣體噴嘴32之間設置個別的排氣口或泵，再者不須在該等框體90及噴嘴32之間設置分離區域D，故裝置構成可簡略化。
又，配置框體90時，由於該框體90外周側之側環100係形成有氣體流道101，故可避開框體90來將各氣體良好地加以排氣。
又在者，由於框體90內側收納有電漿產生部80，故可 將電漿產生部80配置於大氣氛圍之區域(真空容器1之外側區域)，因此電漿產生部80之維修便會變得容易。
此處，由於框體90內側收納有電漿產生部80，故例如中心部區域C中，電漿產生部80之端部便會從旋轉台2旋轉中心遠離此框體90之側壁厚度尺寸的量。因此，電漿便難以到達中心部區域C之晶圓W的端部。另一方面，在欲讓電漿到達中心部區域C側之晶圓W端部般將框體90(電漿產生部80)形成於靠近中心部區域C側時，如所述般中心部區域C會變窄。此情況，處理氣體彼此在中心部區域C便會有混合之虞。但是，本發明中，中心部區域C係形成有尖齒造部110，而作用於氣體流道，故可一邊確保跨過旋轉台2半徑方向之較廣電漿空間10，一邊抑制中心部區域C之處理氣體彼此的混合及朝該電漿空間10內之N2 氣體的入侵。
所述範例中，雖係交互進行反應生成物之成膜與該反應生成物之改質處理，但亦可在將反應生成物層積例如70層(大略10nm之膜厚)左右後，再對該等反應生成物之層積體進行改質處理。具體而言，在供應含Si氣體及O3 氣體來進行反應生成物之成膜處理的期間，係停止對電漿產生部80之高頻電功率之供應。然後，在層積體形成之後，便停止該等含Si氣體及O3 氣體之供應並將高頻電功率供應至電漿產生部80。如此般，亦即在一次性地改質的情況，仍可獲得與所述範例相同之效果。
此處，例舉上述說明之成膜裝置的其他範例。圖15係顯示除了所述電漿產生部80外，尚設有用以提高旋轉台2外周 部側之電漿濃度的輔助電漿產生部81之範例。亦即，藉由旋轉台2之旋轉，由於外周部側之周速度會較中心部側快，故該外周部側之改質程度會較中心部側要小。因此，為了將旋轉台2半徑方向之改質程度加以一致，係於該外周部側設置將天線83捲繞之輔助電漿產生部81。本例中，各電漿產生部80,81係個別形成有切槽97及導電路徑97a，電漿產生部80,81中欲朝向晶圓W側之電場成分會各自被加以遮擋。
再者，如圖16及圖17所示，電漿產生部80亦可與框體90同樣地形成為概略扇形。圖16係顯示設有電漿產生部80加上輔助電漿產生部81，並且此輔助電漿產生部81係形成為扇形之範例。此範例中，係沿著各電漿產生部80,81之天線83的延伸方向而形成有各切槽97，並且形成導電路徑97a。本例中，電漿產生部80,81之天線83所彎曲之彎曲部(例如中心部區域C之旋轉台2旋轉方向上游側及下游側)係與所述範例同樣地難以形成充足長度的切槽97。因此，藉由設置導電路徑97a，便可遮擋該彎曲部中欲朝下方之電場成分。又，藉由將電漿產生部80(輔助電漿產生部81)形成為扇形，可較中心部側增加外周部側之電漿濃度，故可跨過晶圓W面內將改質程度更加以一致。另外，圖16中，係省略了切槽97。
圖18係顯示配置有概略呈方形之2個電漿產生部80,81，並且電漿產生部80係配置於旋轉台2半徑方向內側，電漿產生部81係配置於該半徑方向外側之範例。本例中，該等電漿產生部80,81係以成為相互相同面積之方式將天線83 各自加以捲繞。另外，圖18係顯示從上方側觀看頂板11之樣子，而概略地描繪該等電漿產生部80,81之天線83。
圖19係顯示所述法拉第遮罩95埋設於框體90內部之範例。具體而言，電漿產生部80下方之框體90係構成為上端面為裝卸自如，將此上端面拆除後之部位便構成為可收納法拉第遮罩95。亦即，法拉第遮罩95只要設在電漿產生部80與晶圓W之間即可。
圖20係顯示取代將電漿產生部80及法拉第遮罩95收納於框體90內側，而不設置框體90來將該等電漿產生部80及法拉第遮罩95配置於頂板11上方之範例。本例中，電漿產生部80下方之頂板11係藉由與其他部位之頂板11為不同構件之例如石英等介電體所構成，下面周緣部係如所述般跨過周圍方向而藉由O型環11d氣密地連接於該其他部位之頂板11。
又，切槽97在旋轉台2中心部側與外緣部側中，對向之端部彼此係相當於晶圓W之直徑尺寸的程度而大大地分離，而可以取得可遮擋中心部側及外緣部側所產生之電場成分程度之充足長度。因此，該中心部側及外緣部側亦可不設有導電路徑97a。再者，在旋轉台2旋轉方向上游側及下游側之天線83彼此所相互接近之區域中，只要為可容許電場成分對晶圓W之不良影響的程度，亦可形成有不設置導電路徑97a之區域(將切槽97一端側或另端側加以開口之區域)。
圖21係顯示未配置側環100之範例。亦即，側環100係用以讓例如裝置清潔時所使用之清潔氣體不會繞至旋轉台 2下方區域者。因此，在未進行清潔的情況，亦可不設置側環100。
又，所述範例雖係以將含Si氣體及O3 氣體依序供應至晶圓W來成膜反應生成物後，藉由電漿產生部80來進行該反應生成物之改質為例來加以說明，但亦可將成膜反應生成物時所使用之O3 氣體加以電漿化。亦即，如圖22所示，本例中係構成為未設有所述處理氣體噴嘴32，將晶圓W上所吸附之含Si氣體成分於電漿空間10氧化而形成反應生成物，再於此電漿空間10中進行該反應生成物之改質。換言之，被供應至電漿空間10之電漿產生用氣體亦兼作第2處理氣體。因此，電漿產生用氣體噴嘴34便兼作處理氣體噴嘴32。如此般藉由在電漿空間10中，將晶圓W表面所吸附之含Si氣體成分加以氧化，便可不需要處理氣體噴嘴32之臭氧產生器，故可減低裝置成本。又，藉由於晶圓W正上位置產生O3 氣體，便可將O3 氣體之流道縮短例如處理氣體噴嘴32之長度尺寸的量，故能抑制O3 氣體失去活性而可將該含Si成分良好地氧化。
以上各例雖係將從上觀之時所見到的天線83形成為概略八角形或扇形，但如圖23所示，亦可配置為成為圓形。縱使此情況，仍是沿天線83跨過周圍方向而形成切槽97，並且於此切槽97之內周側及外周側各自配置有導電路徑97a。然後，內周側之導電路徑97a所包圍之區域便構成所述之開口部98。另外，圖23中僅描繪出天線83及法拉第遮罩95，該等天線83及法拉第遮罩95係概略地加以描繪。
使用此圓形天線83的情況，可取代所述圖3構成之天線83，來配置該圓形天線83，例如圖15所示，亦可於旋轉台2半徑方向配置2個。又，亦可將此般圓形天線83配置於電漿空間10之上方側的複數處。亦即，縱使天線83為圓形的情況，在該天線83之直徑尺寸為例如150mm左右以下的情況，會如所述般，難以取得可遮擋從此天線83朝下方之電場成分程度之切槽97的長度尺寸L。此處，即使使用此般小徑天線83的情況，藉由於各切槽97之內緣側及外緣側設置各導電路徑97a,97a，便可遮擋從此天線83朝下方之電場成分。
又，使用圖23之圓形天83的情況，如圖24所示，可在枚葉式成膜裝置中，係在旋轉台2上載置例如直徑尺寸為300mm尺寸或450mm尺寸之晶圓W，並且對向於此晶圓W而配置複數電漿產生部80，從該等電漿產生部80對晶圓W照射電漿。圖24中，係顯示概略地描繪圖23所示之電漿產生部80及法拉第遮罩95，並將電漿產生部80配置成例如圍棋盤之棋眼般之複數處，例如9處(3×3)之範例。圖24係省略了收納有晶圓W之真空容器等。
此情況，係藉由從未圖示之處理氣體供應道所供應之1種類成膜氣體或會相互反應之2種類成膜氣體來於晶圓W上成膜反應生成物後，將真空容器內排氣，藉由將被供應至此真空容器內之電漿產生用氣體電漿化來進行反應生成物之改質處理。
再者，使用圖23之電漿產生部80時，如圖25所示，亦可於旋轉台2上之複數處(例如5處)於周圍方向並設有直徑 尺寸為例如8吋(200mm)尺寸之晶圓W，並且配置對向於此旋轉台2之複數電漿產生部80。此情況，係藉由將旋轉台2繞鉛直軸旋轉，來對各晶圓W進行成膜處理及改質處理。此般構成之成膜裝置係被用於在晶圓W上形成例如LED(Light Emitting Diode)用之電功率元件之工序。
又再者，以上所說明之各例中，雖係將電漿產生部80組合於成膜裝置來與成膜處理一同地進行電漿處理，但亦可構成為對已進行成膜處理後之晶圓W進行電漿處理之裝置。此情況，所述之成膜裝置係於真空容器1內設置未圖示之載置台，並設置電漿產生用氣體噴嘴34及電漿產生裝置(天線83及法拉第遮罩95)來構成基板處理裝置。然後，對以未圖示之成膜裝置而已成膜有薄膜之晶圓W，在此基板處理裝置中進行藉由磁場之薄膜的電漿改質處理。
以上各例中，構成法拉第遮罩95之材質係以盡可能讓磁場透過之方式，而為比透磁率盡量低的材質為佳，具體而言，可使用銀(Ag)、鋁(Al)等。又，法拉第遮罩95之切槽97數量過少時，到達真空容器1內之磁場會變小，另一方面過多時，會難以製造法拉第遮罩95，故較佳係相對於例如天線83長度1m而為100~500道左右。再者，電漿產生用氣體噴嘴34之氣體噴出孔33雖係朝旋轉台2旋轉方向上游側所形成，但亦可將此氣體噴出孔33配置為朝下方側或下游側。
構成框體90之材質可取代石英而使用氧化鋁(Al2 O3 )、氧化釔等耐電漿蝕刻材，亦可於例如派熱克斯玻璃(康寧公司之耐熱玻璃，註冊商標)等之表面塗覆該等耐電漿蝕刻材。亦 即，框體90係由對電漿的耐受性高，且可讓磁場透過之材質(介電體)所構成即可。
又，雖係於法拉第遮罩95上方配置絕緣板94，來將該法拉第遮罩95與天線83(電漿產生部80)加以絕緣，但亦可不配置該絕緣板94，而藉由例如石英等之絕緣材來披覆天線83。
又，所述範例中，雖係以使用含Si氣體及O3 氣體來成膜矽氧化膜之範例來加以說明，但亦可分別使用含Si氣體及氨(NH3 )氣體來作為例如第1處理氣體及第2處理氣體而成膜氮化矽膜。此情況，用以產生電漿之處理氣體係使用氬氣及氮氣或氨氣等。
再者，亦可分別使用例如TiCl2 (氯化鈦)氣體及NH3 (氨)氣來作為第1處理氣體及第2處理氣體來成膜氮化鈦(TiN)膜。此情況，係使用鈦所構成之基板作為晶圓W，使用氬氣及氮氣等作為用以產生電漿之電漿產生氣體。又，亦可依序供應3種類以上之處理氣體來層積反應生成物。具體而言，係可將例如Sr(THD)2 (二(四甲基庚二酮酸)-鍶)或Sr(Me5 Cp)2 (二(五甲基環戊二烯基)鍶)等之Sr原料與例如Ti(OiPr)2 (THD)2 (二(異丙氧基)二(四甲基庚二酮酸)-鈦)或Ti(OiPr)(四(異丙氧基)-鈦)等之Ti原料供應至晶圓W後，將O3 氣體供應至晶圓W，來層積為含Sr及Ti之氧化膜的STO膜所構成之薄膜。又，雖係將來自氣體噴嘴41,42之N2 氣體供應至分離區域D，但此分離區域D亦可係設置區隔各處理區域P1,P2間之壁部而不設置氣體噴嘴41,42。
再者，天線83雖係配置在由真空容器1內部區域所區隔之區域(框體90內側或頂板11上)，但亦可配置在真空容器1內部區域。具體而言，亦可將天線83配置在例如從頂板11下面稍靠下方側處。此情況，係以天線83不會因電漿而被蝕刻之方式，來將該天線83以例如石英等之介電體來加以塗覆表面。又，此情況中，法拉第遮罩95係同樣地以不會為因電漿而被蝕刻之方式，藉由石英等介電體來塗覆天線83與晶圓W之間的表面。又，雖係繞鉛直軸捲繞天線83，但亦可繞相對於該鉛直軸及水平軸而傾斜之軸來捲繞。
以上範例中，為了從各處理氣體(具體而言係裝置維修時從噴嘴31,32所供應之清潔氣體)來保護真空容器1內壁面及頂板11，從該等內壁面及頂板11靠處理氛圍側係透過些微間隙而設有未圖示之保護罩。然後，以該間隙的壓力係較處理氛圍稍微正壓之方式，來構成於該間隙從未圖示之氣體供應部供應有吹淨氣體，但省略了說明。
【實施例】
以下，便就使用所述圖1之成膜裝置所進行之實驗例加以說明。
(實驗例1)
實驗係準備複數種(6種)之電器損傷容許量互異之仿晶圓，透過如下所示之法拉第遮罩，對各晶圓照射電漿。然後，評估晶圓(具體而言為晶圓W所形成之元件的閘極氧化膜)所承受之電氣性損傷。另外，以下比較例及實施例之詳細實驗條件則加以省略。
(實驗所用之法拉第遮罩)
比較例：於切槽97內周側未設有導電路徑97a之櫛齒型法拉第遮罩
實施例：所述圖8所示之法拉第遮罩95
在切槽97內周側未設有導電路徑97a之情況，如圖26上段所示，可知任一晶圓(右端晶圓係顯示該容許量最大之晶圓的結果，從該晶圓向左側則依序排列該容許量小的晶圓之果)之結果均受到電氣性損傷。另一方面，如圖26下段所示，藉由使用於切槽97內周側及外周側設有導電路徑97a之法拉第遮罩95，任一晶圓的電氣性損傷均特別地變小。因此，可知藉由設置所述圖8之法拉第遮罩95，閘極氧化膜之絕緣破壞會被抑制。
以上，基於各實施形態所進行本發明之說明係為了盡量說明以促進發明的理解，而幫助技術之更加發展所加以記載者。因此，實施形態所示之要件並非用以限定本發明者。又，實施形態之例示並非表示其長處短處者。雖於實施形態詳細地記載了發明，但在未脫離發明意旨之範圍下可為多種多樣的變更、置換及改變。
本申請案係以2011年8月24日所申請之日本國特願2011-182918號作為優先權主張之基礎申請案，於此處基於此而主張優先權，並參照地插入其所有內容。
C‧‧‧中心部區域
W‧‧‧晶圓
1‧‧‧真空容器
100‧‧‧側環
101‧‧‧氣體流道
11‧‧‧頂板
110‧‧‧尖齒構造部
12‧‧‧容器本體
12a‧‧‧突出部
120‧‧‧控制部
121‧‧‧記憶部
13‧‧‧密封構件
14‧‧‧底面部
2‧‧‧旋轉台
20‧‧‧殼體
21‧‧‧核心部
22‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧驅動部
24‧‧‧凹部
34‧‧‧噴嘴
5‧‧‧突出部
51‧‧‧氣體供應管
62‧‧‧排氣口
63‧‧‧排氣管
64‧‧‧真空泵
65‧‧‧壓力調整部
7‧‧‧加熱器單元
7a‧‧‧覆蓋構件
71(71a)‧‧‧罩體構件
72‧‧‧氣體供應管
73‧‧‧氣體供應管
80‧‧‧電漿產生部
84‧‧‧匹配器
85‧‧‧高頻電源
86‧‧‧連接電極
90‧‧‧框體
91‧‧‧按壓構件
圖1係顯示本發明成膜裝置一例之縱剖視圖。
圖2係該成膜裝置之橫剖俯視圖。
圖3係該成膜裝置之橫剖俯視圖。
圖4係顯示該成膜裝置之內部部分的分解立體圖。
圖5係顯示該成膜裝置之內部部分的縱剖視圖。
圖6係顯示該成膜裝置之內部部分的立體圖。
圖7係顯示該成膜裝置之內部部分的縱剖視圖。
圖8係顯示該成膜裝置之內部部分的俯視圖。
圖9係顯示該成膜裝置之法拉第遮罩之立體圖。
圖10係顯示該法拉第遮罩之部分的立體圖。
圖11係顯示該成膜裝置之側環的分解立體圖。
圖12係顯示該成膜裝置之尖齒構造部部分的縱剖視圖。
圖13係顯示該成膜裝置中氣體流動之概略圖。
圖14係顯示該成膜裝置中電漿產生樣子之概略圖。
圖15係顯示該成膜裝置之其他範例的縱剖視圖。
圖16係顯示該成膜裝置之又一範例的橫剖俯視圖。
圖17係顯示該其他範例之部分的立體圖。
圖18係顯示該成膜裝置之再一其他範例之俯視圖。
圖19係顯示該成膜裝置之又一範例部分之縱剖視圖。
圖20係顯示該成膜裝置之又一範例部分之縱剖視圖。
圖21係顯示該成膜裝置之又一範例之縱剖視圖。
圖22係顯示該成膜裝置之又一範例之橫剖俯視圖。
圖23係顯示該成膜裝置之又一範例部分之俯視圖。
圖24係概略顯示該成膜裝置之又一範例之立體圖。
圖25係概略顯示該成膜裝置之又一範例之立體圖。
圖26係顯示本發明中所獲得之模擬結果之特性圖。
C‧‧‧中心部區域
W‧‧‧晶圓
1‧‧‧真空容器
100‧‧‧側環
101‧‧‧氣體流道
11‧‧‧頂板
110‧‧‧尖齒構造部
12‧‧‧容器本體
12a‧‧‧突出部
120‧‧‧控制部
121‧‧‧記憶部
13‧‧‧密封構件
14‧‧‧底面部
2‧‧‧旋轉台
20‧‧‧殼體
21‧‧‧核心部
22‧‧‧旋轉軸
23‧‧‧驅動部
24‧‧‧凹部
34‧‧‧噴嘴
5‧‧‧突出部
51‧‧‧氣體供應管
62‧‧‧排氣口
63‧‧‧排氣管
64‧‧‧真空泵
65‧‧‧壓力調整部
7‧‧‧加熱器單元
7a‧‧‧覆蓋構件
71(71a)‧‧‧罩體構件
72‧‧‧氣體供應管
73‧‧‧氣體供應管
80‧‧‧電漿產生部
84‧‧‧匹配器
85‧‧‧高頻電源
86‧‧‧連接電極
90‧‧‧框體
91‧‧‧按壓構件

Claims (5)

  1. 一種成膜裝置，係於真空容器內進行複數次依序供應第1處理氣體(含Si氣體)及第2處理氣體(O2 氣體)之循環來於基板進行成膜處理之成膜裝置，其特徵在於具備有：旋轉台(2)，係於其一面側形成有載置基板之基板載置區域(24)，而用以將該基板載置區域於該真空容器(1)內公轉；第1處理氣體供應部(31)及第2處理氣體供應部(32)，係分別將第1處理氣體及第2處理氣體供應至透過分離區域而相互離間於此旋轉台之周圍方向的區域；電漿產生氣體供應部(34)，係為了對晶圓(W)進行電漿處理，而供應電漿產生用氣體(Ar+O2 氣體)至該真空容器內；天線(83)，係為了藉由感應耦合將電漿產生用氣體電漿化，而以對向於該基板載置區域(24)之方式加以設置，並捲繞於縱向之軸周圍；以及法拉第遮罩(95)，係為了阻止該天線(83)周圍所產生的電磁場中之電場成分通過，而介設於該天線(83)與基板(W)之間，並由接地之導電性板狀體所構成；其中，該法拉第遮罩(95)係具備有：切槽(97)，係為了讓該天線周圍所產生之電磁場中的磁場成分通過基板側，而形成於該板狀體(95x)，且各自延伸於該天線(83)之正交方向並沿著該天線之長度方 向配列；以及電漿發光狀態確認用窗部，係於該板狀體(95x)的該切槽所包圍之區域處開口；該窗部與該切槽(97)之間係以該窗部不會連通該切槽之方式而包圍該窗部(98)般地介設有接地導電路徑(97a)；該切槽(97)之該窗部側的相反側之端部係包圍該切槽般地設有接地導電路徑(97a)。
  2. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該天線(83)係包圍該窗部(98)般地加以配置。
  3. 如申請專利範圍第1項之成膜裝置，其中該天線(83)及該法拉第遮罩(95)係藉由介電體從進行電漿處理之區域氣密地被加以區隔。
  4. 一種基板處理裝置，係具備有：真空容器(1)，係收納基板(W)；載置台(2)，係於其一面側形成有載置基板(W)之基板載置區域(24)；電漿產生氣體供應部(34)，係為了對基板進行電漿處理，而供應電漿產生用氣體(Ar+O2 氣體)至該真空容器(1)內；天線(83)，係為了藉由感應耦合將電漿產生用氣體電漿化，而以對向於該基板載置區域(24)之方式加以設置，並捲繞於縱向之軸周圍；以及法拉第遮罩(95)，係為了阻止該天線(83)周圍所產生的電 磁場中之電場成分通過，而介設於該天線(83)與基板(W)之間，並由接地之導電性板狀體所構成；其中，該法拉第遮罩(95)係具備有：切槽，係為了讓該天線周圍所產生之電磁場中的磁場成分通過基板側，而形成於該板狀體上，且各自延伸於該天線(83)之正交方向並沿著該天線之長度方向配列；以及電漿發光狀態確認用窗部(98)，係於該板狀體上的該切槽所包圍之區域處開口；該窗部與該切槽(97)之間係以該窗部不會連通該切槽之方式而包圍該窗部(98)般地介設有接地導電路徑；該切槽(97)之該窗部側的相反側之端部係包圍該切槽(97)般地設有接地導電路徑。
  5. 一種電漿產生裝置，係於產生用以對基板(W)進行電漿處理之電漿的電漿產生裝置(80)中，具備有：天線，係為了藉由感應耦合將電漿產生用氣體(Ar+O2 氣體)電漿化，而以對向於基板(W)般地加以設置，並捲繞於朝向從該基板被供應有電漿產生用氣體之區域所延伸之軸的周圍；以及法拉第遮罩(95)，係為了阻止該天線(83)周圍所產生的電磁場中之電場成分通過，而介設於該天線(83)與基板之間，並由接地之導電性板狀體所構成；其中，該法拉第遮罩係具備有：切槽(97)，係為了讓該天線周圍所產生之電磁場中的磁 場成分通過基板側，而形成於該板狀體，且各自延伸於該天線之正交方向並沿著該天線之長度方向配列；以及電漿發光狀態確認用窗部(98)，係於該板狀體的該切槽(97)所包圍之區域處開口；該窗部與該切槽(97)之間係以該窗部不會連通該切槽之方式而包圍該窗部(98)般地介設有接地導電路徑(97a)；該切槽(97)之該窗部側的相反側之端部係包圍該切槽(97)般地設有該接地導電路徑(97a)。
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