TWI659470B - 半導體裝置的製造方法、基板處理裝置及程式 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題是可抑制電漿所給予的影響。
其解決手段是具有：處理室，其係處理基板；基板支撐部，其係支撐基板；氣體供給部，其係經由緩衝室來供給氣體至基板；電極，其係設在緩衝室的下游，形成與緩衝室連通的氣體流路；絕緣部，其係設在電極的下游，具有與氣體流路鄰接的第1孔；分散部，其係設在絕緣部的下游，與第1孔鄰接，且和氣體流路連通，具有複數個具有電漿產生領域的第2孔；電力供給部，其係被連接至電極；及控制部，其係控制氣體供給部及電力供給部，而使能夠對絕緣部的下游側，亦即電漿產生領域供給電力，在該電漿產生領域產生氣體的電漿。

Description

半導體裝置的製造方法、基板處理裝置及程式
本案是有關半導體裝置的製造方法，基板處理裝置及程式。
隨著以大規模積體電路(Large Scale Integrated Circuit：以下LSI)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、Flash Memory等為代表的半導體裝置的高集成化，電路圖案或在製造過程被形成的構造物的微細化跟著進展。在半導體裝置的製造工程中，進行使用電漿的處理，作為實現微細化的處理。例如，有記載於專利文獻1的技術。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-092533
在電漿處理中，存在於電漿中的離子會有對形成於基板的膜或構造物造成影響的情形。
於是，本案是以可抑制電漿所給予的影響為目的。
若根據一形態，則可提供一種具有下列構成之技術：處理室，其係處理基板；基板支撐部，其係支撐基板；氣體供給部，其係經由緩衝室來供給氣體至基板；電極，其係設在緩衝室的下游，形成與緩衝室連通的氣體流路；絕緣部，其係設在電極的下游，具有與氣體流路鄰接的第1孔；分散部，其係設在絕緣部的下游，具有複數個與第1孔鄰接，且和氣體流路連通，並具有電漿產生領域的第2孔；電力供給部，其係被連接至電極；及控制部，其係控制氣體供給部及電力供給部，而使能夠對絕緣部的下游側，亦即電漿產生領域供給電力，在該電漿產生領域產生氣體的電漿。
若根據本案的技術，則可抑制電漿所給予的影響。
200‧‧‧晶圓(基板)
201‧‧‧處理室
202‧‧‧處理容器
212‧‧‧基板載置台
213‧‧‧加熱器
221‧‧‧排氣口(第1排氣部)
234‧‧‧淋浴頭
243‧‧‧電極構件
253‧‧‧電流計
254‧‧‧阻抗計
258‧‧‧偏壓控制部
圖1是本案之一實施形態的基板處理裝置的概略構成圖。
圖2是本案之一實施形態的電極構件的概略構成圖。
圖3是本案之一實施形態的電極構件的概略構成圖。
圖4是本案的其他的實施形態的基板處理裝置的概略構成圖。
圖5是本案之一實施形態的氣體供給系的概略構成圖。
圖6是本案之一實施形態的基板處理裝置的控制器的概略構成圖。
圖7是表示本案之一實施形態的基板處理工程的流程圖。
圖8是本案之一實施形態的基板處理工程的順序例。
圖9是本案之一實施形態的電漿產生量的反餽控制的方塊線圖。
圖10是本案的其他的實施形態的電極構件的概略構成圖。
以下說明有關本案的實施形態。
<一實施形態>
以下，根據圖面說明有關本案之一實施形態。
(1)基板處理裝置的構成
首先，說明有關本案之一實施形態的基板處理裝置。
說明有關本實施形態的處理裝置100。基板處理裝置100是例如絕緣膜形成單元，如圖1所示般，構成為單片式基板處理裝置。
如圖1所示般，基板處理裝置100是具備處理容器202。處理容器202是例如構成水平剖面為圓形，扁平的密閉容器。並且，處理容器202是例如藉由鋁(Al)或不鏽鋼(SUS)等的金屬材料或、石英所構成。在處理容器202內是形成有用以處理作為基板的矽晶圓等的晶圓200之處理空間(處理室)201、移載空間(移載室)203。處理容器202是以上部容器202a及下部容器202b所構成。在上部容器202a與下部容器202b之間是設有隔板204。將被上部處理容器202a包圍的空間，亦即比隔板204更上方的空間稱為處理室201，將被下部容器202b包圍的空間，亦即比隔板更下方的空間稱為移載室203。
在下部容器202b的側面設有與閘閥1490鄰接的基板搬入出口1480，晶圓200是經由基板搬入出口1480來移動於與未圖示的搬送室之間。在下部容器202b的底部 設有複數個昇降銷207。而且，下部容器202b被接地。
在處理室201內是設有支撐晶圓200的基板支撐部210。基板支撐部210是主要具有：載置晶圓200的載置面211，及在表面具有載置面211的基板載置台212，作為加熱部的加熱器213。在基板載置台212中，昇降銷207所貫通的貫通孔214會分別設在與昇降銷207對應的位置。並且，亦可在基板載置台212設有對晶圓200或處理室201施加偏壓的偏壓電極256。偏壓電極256是被連接至偏壓調整部257，藉由偏壓調整部257來構成可調整偏壓。
基板載置台212是藉由軸217來支撐。軸217是貫通處理容器202的底部，更在處理容器202的外部連接至昇降機構218。使昇降機構218作動，而使軸217及基板載置台212昇降，藉此可使被載置於基板載置面211上的晶圓200昇降。另外，軸217下端部的周圍是藉由波紋管219來覆蓋，處理室201內是被保持於氣密。
基板載置台212是在晶圓200的搬送時，下降至以圖1的虛線所示的晶圓移載位置，在晶圓200的處理時，上昇至圖1所示的處理位置(晶圓處理位置)。
具體而言，使基板載置台212下降至晶圓移載位置時，昇降銷207的上端部會從基板載置面211的上面突出，昇降銷207會由下方支撐晶圓200。並且，使基板載置台212上昇至晶圓處理位置時，昇降銷207是從基板載置面211的上面埋没，而使基板載置面211由下方支撐晶圓200。另外，由於昇降銷207是與晶圓200直接接觸，因此 最好例如以石英或礬土等的材質所形成。
(排氣系)
在處理室201(上部容器202a)的內壁側方是設有將處理室201的氣氛排氣之作為第1排氣部的排氣口221。排氣口221是連接排氣管224，排氣管224是依序串聯將處理室201內控制成預定的壓力之APC(Auto Pressure Controller)等的壓力調整器227及真空泵223。主要藉由排氣口221、排氣管224、壓力調整器227來構成第一排氣系(排氣管線)。另外，真空泵223亦可作為第一排氣系的構成。並且，在移載室203的內壁側面是設有將移載室203的氣氛排氣的排氣管1481。在排氣管1481是設有壓力調整器228，構成可將移載室203內的壓力排氣成預定的壓力。又，亦可經由移載室203來將處理室201內的氣氛排氣。
(氣體導入口)
在被設於處理室201的上部的淋浴頭234的上面(頂壁)設有用以對處理室201內供給各種氣體的氣體導入口241。有關被連接至氣體供給部的氣體導入口241之各氣體供給單元的構成後述。
(氣體分散單元)
作為氣體分散單元的淋浴頭234是具有：緩衝室232、設有複數個第2孔234a之作為分散部的分散板234d。淋浴 頭234是被設在氣體導入口241與處理室201之間。從氣體導入口241導入的第1氣體是被供給至淋浴頭234的緩衝室232(第1分散部)，經由第2孔234a來供給至處理室201。
另外，被設在淋浴頭234的緩衝室232之電極部243是以導電性的金屬所構成，作為用以激發氣體的活化部(激發部)的一部分。另外，以導電性構件來構成蓋231時，在蓋231與電極部243之間設有絕緣塊233，成為將蓋231與電極部243之間絕緣的構成。並且，形成有第2孔234a的分散板234d是被連接成接地。另外，在分散板234d與接地之間是亦可設有偏壓控制部258。而且，在分散板234d與電極部243之間是設有絕緣部244，成為將電極部243與分散板234d之間絕緣的構成。激發部是主要以電極部243、絕緣部244、第2孔234a來構成。
作為激發部的電極部243是連接匹配器251及高頻電源252，被構成可供給電磁波(高頻電力或微波)。藉此，可使被供給至第2孔234a內的氣體活化。在此是構成供給電磁波，但亦可構成在電極部243與分散板234d之間供給直流電力而產生電漿。
如圖2所示般，電極部243、絕緣部244、第2孔234a的位置關係的形態是例如有(a)(b)(c)(d)。圖2的各者是擴大圖1所示的複數的第2孔234a的一個的圖。
(a)是在分散板234d上具有：電極部243，其係設有以比第2孔234a的孔徑D1更小的孔徑D2所形成的氣體流路243a；及 絕緣部244，其係設有以孔徑D2所形成的第1孔244a。
以氣體流路243a及第1孔244a來形成從緩衝室232供給氣體至第2孔234a之作為氣體流路構造的氣體流路247a。藉由如此構成激發部，可構成在第2孔234a內產生氣體的電漿之電漿產生領域280。由於如此在第2孔234a一個一個形成有電漿產生領域280，因此可對晶圓200的面內全體供給活性種，可使晶圓200面內的處理均一性提升。又，由於第2孔234a的內壁234e是成為接地電位，因此能以第2孔234a的內壁234e來捕捉在第2孔234a內所產生的離子成分，可使抑制往晶圓200之離子成分的到達。又，由於第2孔234a的下端(晶圓對向面)234f也成為接地電位，因此即使離子成分飛出第2孔234a，還是可將離子成分引至晶圓對向面234f。因此，可使到達晶圓200的離子成分的量減低。藉由減低到達晶圓200的離子成分的量，可使對晶圓200之處理的階梯覆蓋(Step Coverage)提升，或使離子損傷減低。
另外，藉由將氣體流路243a的孔徑D2形成比第2孔234a的孔徑D1更小，可使被供給至氣體流路243a的氣體的流速維持至第2孔234a，可維持在第2孔234a內或處理室201內的氣體的流速。更理想是氣體流路243a的孔徑D2是以不產生電漿的徑所構成，第2孔234a的孔徑是以產生電漿的徑所構成為理想。孔徑是以Paschen的法則所求取。更理想是第2孔234a的長度是設為在第2孔234a的下端未產生電漿的長度。
針對(b)的構造來說明具體的內容。電極部243是構成具有以和第1孔244a的孔徑同徑所形成的突起部246。在突起部246是設有氣體通過的氣體流路247b的一部分，相較於(a)，被構成增加氣體流路247b的表面積。如此一來，可使氣體通過的時間增加，因此增加活性種的產生量。
(c)與(b)作比較，突起部的下端被配置於第2孔234a的內側的構造的點不同。以下說明具體的內容。電極部243是具有氣體流路247b，具有以和第1孔244a的孔徑同徑所形成的突起部246a之構成。如圖2所示般，突起部246a的下端是位於比下端234f還高長度H。長度H是構成比第2孔234a的孔徑的長度D1更長。藉由如此的構造，由於氣體流路247b的表面積會變更大，因此可增加在第2孔234a內所產生的活性種的量。並且，在第2孔234a內所產生的離子成分可形成：在被連接成接地的第2孔234a的內壁234e所被捕捉的量會比從第2孔234a飛出的量更多，可使抑制往晶圓200之離子成分的供給量。
在此，利用圖3來說明有關圖2(b)、(c)的突起部。突起部246a是如圖3所示般以圓柱形狀形成。在此，突起部246，246a的直徑是形成與被形成於絕緣板244的第2孔234a的孔徑同等。藉由將突起部246，246a形成如此，可抑制突起部246a與孔234a的中心位置偏離。藉此，可在預定的位置形成電漿，可使晶圓200的面內的處理均一性提升。
並且，突起部246a的下端是亦可形成半球形狀或球形狀。例如，若構成半球形狀，則與具有角的形狀不同，不會有磁場集中的情形，因此可使抑制在第2孔234a內的異常放電的發生。
(d)是加上(c)的構成，具有從氣體流路247b供給氣體至第2孔234a的內壁234e的第2氣體流路248之構成。藉由形成如此的構成，在第2孔234a的絕緣板244側產生的活性種不會有在第2孔234a的絕緣板244側滞留的情形，可輸送至處理室201側，可使晶圓200的處理效率提升。此構成換言之，突起部246a是亦可謂在與內壁234e對向的面具備複數的第3孔248。另外，第3孔248是亦稱為第2氣體流路。
另外，電極部243及內壁234e、晶圓對向面234f等與氣體接觸的面是亦可以構成各部的材料不會飛散的方式塗層。塗層是例如為絕緣物(氧化物)，具體而言，以鋁來構成各部時是以氧化鋁構成。
另外，亦可在緩衝室232設有氣導235。氣導235是以氣體導入口241為中心隨著朝晶圓200的徑方向而擴徑的圓錐形狀。氣導235的下端的水平方向的徑是比設有第2孔234a的領域的端部更延伸至外周而形成。藉由設有氣導235，可分別均一地供給氣體至複數的第2孔234a，可使供給至晶圓200的面內之活性種的量均一化。
在緩衝室232的外周側的上面是亦可設有將緩衝室232的氣氛排氣之作為第2排氣部的淋浴頭排氣口240。在淋浴頭排氣口240連接第2排氣管236，在第2排氣管236設有閥237。而且，第2排氣管236是依序串聯壓力調整器238、真空泵239。主要藉由淋浴頭排氣口240、閥237、第2排氣管236來構成第2排氣部(排氣管線)。另外，亦可構成不設真空泵239，將排氣管236連接至排氣管224的後段。藉由設置如此的第2排氣部來將緩衝室232內排氣，可縮短緩衝室232內的淨化時間。
上述中是顯示經由淋浴頭234供給對晶圓200供給的氣體之例，但並非限於此，如圖4所示般，亦可構成從晶圓200的側方供給。具體而言，在處理室201的側壁設置氣體導入口241，在氣體導入口241連接氣體供給管150。即使構成如此，也可在第2孔234a內產生電漿，對晶圓200供給活性種。
(氣體供給系)
在氣體導入口241連接氣體供給管150。從氣體供給管150是供給後述的第1氣體、第2氣體、淨化氣體。
在圖5顯示第1氣體供給部、第2氣體供給部、淨化氣體供給部的概略構成圖。
如圖5所示般，氣體供給管150是連接氣體供給管集合部140。氣體供給管集合部140是連接第1氣體(處理氣體)供給管113a、淨化氣體供給管133a、第2氣體(處理氣體)供給管123a。
(第1氣體供給部)
在第1氣體供給部是設有第1氣體供給管113a、質量流控制器(MFC)115、閥116。另外，亦可構成將被連接至第1氣體供給管113a的第1氣體供給源113含在第1氣體供給部中。並且，當處理氣體的原料為液體或固體時，亦可設有氣化器180。
(第2氣體供給部)
在第2氣體供給部是設有第2氣體供給管123a、MFC125、閥126。另外，亦可構成將被連接至第2氣體供給管123a的第2氣體供給源123含在第2氣體供給部中。
另外，亦可構成設置遠距電漿單元(RPU)124，使第2氣體活化。
(淨化氣體供給部)
在淨化氣體供給部是設有淨化氣體供給管133a、MFC135、閥136。另外，亦可構成將被連接至淨化氣體供給管133a的淨化氣體供給源133含在淨化氣體供給部中。
(控制部)
如圖1所示般，基板處理裝置100是具有控制基板處理裝置100的各部的動作的控制器260。
將控制器260的概略顯示於圖6。控制部(控制手段)的控制器260是構成為具備CPU(Central Processing Unit)260a、RAM(Random Access Memory)260b、記憶裝置260c、I/O埠260d之電腦。RAM260b、記憶裝置260c、I/O埠260d是構成可經由內部匯流排260e來與CPU260a作資料交換。控制器260是構成可連接例如作為觸控面板等構成的輸出入裝置261或外部記憶裝置262、收訊部285等。
記憶裝置260c是例如以快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)等所構成。在記憶裝置260c內，控制基板處理裝置的動作之控制程式、或記載有後述的基板處理的程序或條件等的製程處方、在至設定使用於對晶圓200的處理的製程處方為止的過程所產生的運算資料或處理資料等是可讀出地被儲存。另外，製程處方是使後述的基板處理工程的各程序實行於控制器260，組合成可取得預定的結果，作為程式機能。以下，亦將此程式處方或控制程式等總稱簡稱為程式。另外，在本說明書中稱為程式時，有只包含製程處方單體時，只包含控制程式單體時，或包含其雙方時。又，RAM260b是構成為暫時性地保持藉由CPU260a所讀出的程式、運算資料、處理資料等的資料的記憶領域(工作區域)。
I/O埠260d是被連接至閘閥1490、昇降機構218、加熱器213、壓力調整器227(238)、真空泵223(239)、匹配器251、高頻電源252、MFC115，125，135、閥116，126，136，237，228、(RPU124，氣化器180、)偏壓控制部257(258)等。又，亦可被連接至電流計253、阻抗計254等。
作為運算部的CPU260a是讀出來自記憶裝置260c的控制程式而實行，且構成按照來自輸出入裝置260的操作指令的輸入等，從記憶裝置260c讀出製程處方。並且，比較．運算從收訊部285輸入的設定值與被記憶於記憶裝置260c的製程處方或控制資料，構成可算出運算資料。而且，構成可從運算資料實行對應的處理資料(製程處方)的決定處理等。然後，CPU260a是構成按照所被讀出的製程處方的內容，控制閘閥1490的開閉動作、昇降機構218的昇降動作、往加熱器213的電力供給動作、壓力調整器227(238)的壓力調整動作、真空泵223(239)的ON/OFF控制、MFC115，125，135的氣體流量控制動作、RPU124的氣體的活化動作、閥116，126，136，237，228之氣體的ON/OFF控制、匹配器251的電力的匹配動作、高頻電源252的電力控制、偏壓控制部257，258的控制動作等。亦可構成根據來自阻抗計254及電流計253的任一方或雙方的資訊，控制匹配器251及高頻電源252的動作等。進行各構成的控制時是CPU260a內的送收訊部會發送/接收按照製程處方的內容之控制資訊，藉此控制。
另外，控制器260是不限於構成為專用的電腦時，亦可構成為泛用的電腦。例如，準備儲存上述程式的外部記憶裝置(例如磁帶、軟碟或硬碟等的磁碟、CD或DVD等的光碟、MO等的光磁碟、USB記憶體或記憶卡等的半導體記憶體)262，利用該外部記憶裝置262來將程式安裝於泛用的電腦，藉此可構成本實施形態的控制器 260。另外，用以供給程式至電腦的手段是不限於經由外部記憶裝置262來供給的情況。例如，亦可利用收訊部285或網路263(網際網路或專線)等的通訊手段，不經由外部記憶裝置262來供給程式。另外，記憶裝置260c或外部記憶裝置262是構成為電腦可讀取的記錄媒體。以下，亦將該等總稱簡稱為記錄媒體。另外，在本說明書中稱記錄媒體時，有只包含記憶裝置260c單體的情況，只包含外部記憶裝置262單體時，或包含其雙方時。
(2)基板處理工程
其次，參照圖7及圖8來說明有關使用上述的基板處理裝置的處理爐，在基板上形成絕緣膜，例如作為氮化膜的矽氮化(SiN)膜的流程及順序例，作為半導體裝置(半導體裝置)的製造工程之一工程。另外，在以下的說明中，構成基板處理裝置的各部的動作是藉由控制器260來控制。
另外，在本說明書中，使用所謂「晶圓」的言辭時，有意思「晶圓本身」的情況，或意思「晶圓及形成於其表面的預定的層或膜等和其層疊體(集合體)」時(亦即包含形成於表面的預定的層或膜等來稱晶圓時)。並且，在本說明書中使用所謂「晶圓的表面」的言辭時，有意思「晶圓本身的表面(露出面)」，或意思「被形成於晶圓的預定的層或膜等的表面，亦即作為層疊體的晶圓的最表面」時。
因此，在本說明書中，記載成「對於晶圓供 給預定的氣體」時，有「對於晶圓本身的表面(露出面)直接供給預定的氣體」時，或「對於被形成於晶圓的層或膜等，亦即對於作為層疊體的晶圓的最表面供給預定的氣體」時。並且，在本說明書中記載成「在晶圓上形成預定的層(或膜)」時，有「在晶圓本身的表面(露出面)上直接形成預定的層(或膜)」時，或「在被形成於晶圓的層或膜等上，亦即作為層疊體的晶圓最表面上形成預定的層(或膜)」時。
另外，在本說明書中，使用所謂「基板」的話語時也與使用所謂「晶圓」的話語時同樣，該情況，在上述說明中，只要將「晶圓」置換成「基板」來思考即可。
以下，說明有關基板處理工程。
(基板搬入工程S201)
成膜處理時，首先，使晶圓200搬入至處理室201。具體而言，使基板支撐部210藉由昇降機構218來下降，形成昇降銷207從貫通孔214突出至基板支撐部210的上面側之狀態。並且，將處理室201內或移載室203調壓成預定的壓力之後，將閘閥1490開放，使晶圓200從閘閥1490載置於昇降銷207上。使晶圓200載置於昇降銷207上之後，關閉閘閥1490，藉由昇降機構218來使基板支撐部210上昇至預定的位置，藉此晶圓200會從昇降銷207往基板支撐部210載置。
(減壓．昇溫工程S202)
接著，經由排氣管224來將處理室201內排氣，而使處理室201內能夠成為預定的壓力(真空度)。此時，根據壓力感測器(未圖示)所計測的壓力值，反餽控制作為壓力調整器227的APC閥的閥的開度。並且，根據溫度感測器(未圖示)所檢測出的溫度值，反餽控制往加熱器213的通電量，而使處理室201內能夠成為預定的溫度。具體而言，藉由加熱器213來預先加熱基板支撐部210，晶圓200或基板支撐部210的溫度變化消失之後放置一定時間。此期間，當有殘留於處理室201內的水分或來自構件的脫氣等時，亦可藉由真空排氣或利用N2氣體的供給之淨化來除去。藉此完成成膜製程前的準備。另外，在將處理室201內排氣成預定的壓力時，亦可一度真空排氣至可到達的真空度。
此時的加熱器213的溫度是100~600℃，較理想是100~500℃，更理想是設定成為250~450℃的範圍內的一定的溫度。
又，亦可以晶圓200的電位能夠成為預定的電位之方式，藉由偏壓調整部257及偏壓電極256來調整。
(成膜工程S301)
接著，說明有關在晶圓200形成SiN膜的例子。利用圖7、圖8來說明有關成膜工程S301的詳細。
晶圓200會被載置於基板支撐部210，處理室201內的氣氛安定後，進行S203~S207的步驟。
(第1氣體供給工程S203)
第1氣體供給工程S203是從第1氣體供給系供給作為第1氣體(處理氣體)的二氯矽烷(SiH2Cl2，dichlorosilane：DCS)氣體至處理室201內。具體而言，以MFC115來流量調整從第1氣體供給源113供給的DCS氣體之後，供給至基板處理裝置100。被流量調整的DCS氣體是通過緩衝室232，從淋浴頭234的第2孔234a供給至減壓狀態的處理室201內。並且，繼續利用排氣系之處理室201內的排氣，將處理室201內的壓力控制成為預定的壓力範圍。此時，成為對於晶圓200供給DCS氣體的情形之DCS氣體是以預定的壓力(第1壓力：例如10Pa以上1000Pa以下)來供給至處理室201內。如此對晶圓200供給DCS氣體。藉由供給DCS氣體，在晶圓200上形成含矽層。在此，所謂含矽層是含矽(Si)或含矽與氯(Cl)的層。
(第1淨化工程S204)
在晶圓200上形成含矽層之後，關閉氣體供給管150的閥(氣體閥)116，停止DCS氣體的供給。藉由停止第1氣體，將存在於處理室201中的第1氣體或存在於緩衝室232中的處理氣體從第1排氣部排氣，藉此進行第1淨化工程S204。
並且，在淨化工程中，除了只是將氣體排氣(抽真空)而排出氣體以外，亦可構成進行藉由供給惰性氣體而將殘留氣體推出之排出處理。又，亦可組合進行抽真空與惰性氣體的供給。又，亦可構成交替進行抽真空與惰性氣體的供給。
另外，此時，開啟排氣管236的閥237，經由排氣管236來從排氣泵(真空泵)239排除存在於緩衝室232內的氣體。
預定的時間經過後，關閉閥136，停止惰性氣體的供給，且關閉閥237而遮斷緩衝室232與真空泵239之間。另外，亦可維持開啟閥136繼續惰性氣體的供給。藉由繼續朝緩衝室232的惰性氣體的供給，可在其他的工程，使抑制其他的工程的氣體進入緩衝室232。
此時的加熱器213的溫度是設定成與朝晶圓200的第1氣體供給時同樣的溫度。從各惰性氣體供給系供給之作為淨化氣體的N2氣體的供給流量是分設為例如100~20000sccm的範圍內的流量。淨化氣體是除了N2氣體以外，亦可使用Ar，He，Ne，Xe等的稀有氣體。
(第2氣體供給工程S205)
淨化工程之後，開啟閥126，經由氣體導入口241、緩衝室232、第2孔234a來對處理室201內供給作為第2氣體(處理氣體)的氨氣體(NH3)。另外，第2氣體亦被稱為處理晶圓200的處理氣體或與第1氣體，含矽層，晶圓200反應 的反應氣體。
此時，以NH3氣體的流量能夠成為預定的流量之方式調整MFC125。另外，NH3氣體的供給流量是例如100sccm以上10000sccm以下。
在此，從高頻電源252經由匹配器251來對電極部243供給高頻電力。藉由對電極部243供給高頻電力，在第2孔234a內產生第2氣體的電漿(第2氣體的活性種)。一旦被活化的NH3供給至晶圓200上所形成的含矽層，則含矽層會被改質，形成含有矽元素的改質層。
另外，在圖8中，與第2氣體的供給同時開始高頻電力的供給，但亦可構成從第2氣體的供給開始前供給高頻電力。又，亦可控制成，從第1氣體的供給工程S203到判定工程S207終了為止繼續高頻電力的供給，依據第2氣體的供給的有無來形成電漿。
另外，使被設在基板載置台212內的偏壓電極256的電位藉由偏壓調整部257調整，藉此亦可使調整往晶圓200之荷電粒子的供給量。
改質層是例如按照處理室201內的壓力、NH3氣體的流量、晶圓200的溫度、高頻電源252的電力等，以預定的厚度、預定的分布、對於含矽層之預定的氮成分等的侵入深度來形成。
預定的時間經過後，關閉閥126，停止NH3氣體的供給。
此時的加熱器213的溫度是被設定成與往晶圓 200的第1氣體供給時同樣的溫度。
另外，在供給第2處理氣體時，使用RPU124，將活化後的NH3氣體供給至緩衝室232，藉此亦可使處理均一性提升。
(第2淨化工程S206)
藉由與第1淨化工程S204同樣的動作，進行第2淨化工程S206。例如，存在於處理室201中的NH3氣體或存在於緩衝室232中的NH3氣體是藉由停止NH3氣體的供給，從第1排氣部排氣，藉此進行第2淨化工程S206。並且，藉由對緩衝室232及處理室201供給淨化氣體，進行淨化。
(判定工程S207)
第2淨化工程S206的終了後，控制器260是判定上述的成膜工程S301(S203~S206)是否實行預定的循環數n。亦即，判定在晶圓200上是否形成所望的厚度的膜。藉由將上述的步驟S203~S206設為1循環，至少進行一次以上此循環(步驟S207)，可在晶圓200上形成預定膜厚的SiN膜。另外，上述的循環是重複複數次為理想。藉此，在晶圓200上形成預定膜厚的SiN膜。
在判定工程S207，當成膜工程S301未被實施預定次數時(No判定時)，重複成膜工程S301的循環，當被實施預定次數時(Yes判定時)，終了成膜工程S301，使搬送壓力調整工程S208實行。如此，進行基板處理工程。
在此，發明者等是進行深入研究的結果，發現產生以下的課題。
重複複數次S203~S206的工程時，發現在第2孔234a及處理室201的任一方或雙方產生的電漿會變化，對晶圓200處理均一性會降低的課題。此處理均一性是例如在晶圓200上的膜厚方向的均一性，或每1批內的晶圓200的處理均一性。
針對此課題，進行深入研究的結果，發現以下情形。可利用圖1所示的阻抗計254及電流計253的任一方或雙方來監視電漿狀態，藉此可取得依據電漿狀態而變化的阻抗值的資料或電流值的資料。根據此阻抗值的資料或電流值的資料來控制被供給至電極部243的高頻的電力及頻率，或被連接至分散板234d的偏壓控制部258的偏壓，藉此可抑制處理均一性降低。
在此，利用圖9來說明有關如此的反餽控制例的具體的內容。圖9是表示電漿產生量的控制系的構成的方塊線圖的概略。圖9的構成要素之設定資料801、CPU260a的運算部、控制器260、高頻電源252、電極部243、電漿產生量802、阻抗計254(電流計253)是構成控制迴路。設定資料801是被記錄於記錄媒體，至開始第2氣體供給工程S205為止被讀出。控制器260是根據被讀出的設定資料801來設定高頻電源252的電力值。第2氣體供給工程S205是在電漿的產生中，在阻抗計254及電流計253的任一方或雙方測定電漿的產生量。依電漿的產生量，阻抗及 電流的任一方或雙方會變化，因此可藉由阻抗資料及電流資料的任一方或雙方來計測電漿狀態。根據如此的資料，在運算部260a進行與設定資料801的比較，控制器260會控制高頻電源252及偏壓控制部258的任一方或雙方，而使能夠成為預定的電漿產生量。藉由如此控制電漿產生量802，可使處理均一性提升。
以上，具體說明本案的實施形態，但本案並非限於上述的實施形態，亦可在不脫離其主旨的範圍實施各種變更。以下，利用圖10來說明本案的其他的形態。圖10是表示電極部243的其他的形態(e)(f)(g)的圖。
(e)是成為：在分散板234d上設有絕緣部244及電極部243的構成，該絕緣部244是設有與第2孔234a連通的孔244b，該電極部243是以能夠在絕緣部244上形成供給氣體的氣體流路245之方式設置。從此氣體流路245經由孔244b來對第2孔234a供給處理氣體，藉此可使從氣體供給系到處理室201的傳導提升，可使朝晶圓200增多流量。並且，如上述(a)般，由於無須對準氣體流路243a與第1孔244a的位置，因此可使淋浴頭243的製造容易性提升，可使每個基板處理裝置的處理均一性提升。並且，維修也變容易。
(f)是與(e)的構成類似的構成，在電極部243設有突起部246b的點不同。藉由設置如此的突起部246b，電極部243的表面積會增加，可使在第2孔234a內所產生的活性種的量增大。突起部246b是亦可例如形成圓柱形狀、球 形狀、半球形狀等。
(g)是(f)的突起部246c被插入至第2孔234a內的構成。藉由設置如此的突起，可更增加電極部243的表面積，可使被產生於第2孔234a內的活性種的量增大。又，如圖10所示般，突起部246c的下端是位於比下端234f還高長度H。長度H是構成比第2孔234a的孔徑的長度D1更長。藉由構成如此的構造，可一面增加在第2孔234a內所產生的活性種的量，一面在第2孔234a內所產生的離子成分會形成：在被連接成接地的第2孔234a的內壁234e所被捕捉的量要比從第2孔234a飛出的量更多，可使抑制往晶圓200之離子成分的供給量。
又，上述中記載有關交替供給第1氣體及第2氣體來成膜的方法，但其他的方法亦可適用。例如，第1氣體與第2氣體的供給時機重疊之類的方法。
又，上述中記載有關供給2種類的氣體來進行處理的方法，但亦可為使用1種類的氣體的處理。
又，上述中記載有關成膜處理，但在其他的處理也可適用。例如有使用電漿的擴散處理、氧化處理、氮化處理、氧氮化處理、還原處理、氧化還原處理、蝕刻處理、加熱處理等。例如，只使用反應氣體，電漿氧化處理或電漿氮化處理基板表面或形成於基板的膜時也可適用本案的技術。並且，在只使用反應氣體的電漿退火處理也可適用。
又，上述中記載有關半導體裝置的製造工 程，但實施形態的發明是在半導體裝置的製造工程以外也可適用。例如有液晶裝置的製造工程、太陽電池的製造工程、發光裝置的製造工程、玻璃基板的處理工程、陶瓷基板的處理工程、導電性基板的處理工程等的基板處理。
又，上述中顯示使用含矽氣體作為原料氣體，使用含氮氣體作為反應氣體，形成矽氮化膜的例子，但在使用其他的氣體的成膜中亦可適用。例如，有含氧膜、含氮膜、含碳膜、含硼膜、含金屬膜及含有複數該等的元素的膜等。另外，作為該等的膜，例如有AlO膜、ZrO膜、HfO膜、HfAlO膜、ZrAlO膜、SiC膜、SiCN膜、SiBN膜、TiN膜、TiC膜、TiAlC膜等。
並且，在上述中顯示以一個的處理室來處理一片的基板的裝置構成，但並非限於此，亦可為將複數片的基板排列於水平方向或垂直方向的裝置。

Claims (15)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵係具有：處理室，其係處理基板；基板支撐部，其係支撐前述基板；氣體供給部，其係經由緩衝室來供給氣體至前述基板；電極，其係設在前述緩衝室的下游，具有形成有與前述緩衝室連通且對前述處理室供給前述氣體的氣體流路之突起部；絕緣部，其係設在前述電極的下游，具有與前述氣體流路鄰接且被插入前述突起部的第1孔；分散部，其係設在前述絕緣部的下游，具有複數個與前述第1孔鄰接，且和前述氣體流路連通，並具有電漿產生領域的第2孔，該電漿產生領域係被構成前述突起部的前端經由前述第1孔而被挿入，從前述突起部的前端到孔的下端的長度係比孔徑更長；電力供給部，其係被連接至前述電極；及控制部，其係控制前述氣體供給部及前述電力供給部，而使能夠對前述絕緣部的下游側，亦即前述電漿產生領域供給電力，在該電漿產生領域產生前述氣體的電漿。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述分散部係被連接至接地電位，前述電漿產生領域係被形成於前述第2孔的前述絕緣部側。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述第1孔的直徑係構成比前述第2孔的直徑更小。
  4. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，前述第1孔的直徑係構成比前述第2孔的直徑更小。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述突起部在面對前述第2孔的側壁的側面設有第3孔。
  6. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，前述突起部在面對前述第2孔的側壁的側面設有第3孔。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，具有感測器，其係構成可在前述電極與前述電力供給部之間計測阻抗或電流。
  8. 一種半導體裝置的製造方法，其特徵係具有：將基板收容於處理室之工程；在前述處理室內以基板支撐部來支撐前述基板之工程；經由緩衝室、電極、絕緣部及分散部來對前述基板供給氣體之工程，該電極係設在該緩衝室的下游，具有形成有與該緩衝室連通且對前述處理室供給氣體的氣體流路之突起部；該絕緣部係設在前述電極的下游，具有複數個與前述氣體流路鄰接且被插入前述突起部的第1孔；該分散部係設在前述絕緣部的下游，具有複數個與前述氣體流路連通，並具有電漿產生領域的第2孔，該電漿產生領域係被構成從前述突起部的前端到孔的下端的長度係比孔徑更長；及對前述電漿產生領域內供給電力來產生前述氣體的電漿之工程。
  9. 如申請專利範圍第8項之半導體裝置的製造方法，其中，在對前述基板供給氣體的工程中，經由被設在前述電極且被插入至前述第1孔的突起部內所設的氣體流路來對前述第2孔內供給前述氣體。
  10. 一種記錄媒體，其特徵為：記錄有藉由電腦來使實行基板處理裝置的程式，該基板處理裝置係實行：使基板收容於處理室之程序；在前述處理室內以基板支撐部來使支撐前述基板之程序；經由緩衝室、電極、絕緣部及分散部來使對前述基板供給氣體之程序，該電極係設在該緩衝室的下游，具有形成有與該緩衝室連通且對前述處理室供給氣體的複數的氣體流路之突起部；該絕緣部係設在前述電極的下游，具有複數個與前述氣體流路鄰接且被插入前述突起部的第1孔；該分散部係設在前述絕緣部的下游，具有複數個與前述氣體流路連通，並具有電漿產生領域的第2孔，該電漿產生領域係被構成從前述突起部的前端到孔的下端的長度係比孔徑更長；及對前述電漿產生領域內供給電力而使產生前述氣體的電漿之程序。
  11. 如申請專利範圍第10項之記錄媒體，其中，在對前述基板供給氣體的程序中，經由被設在前述電極且被插入至前述第1孔的突起部內所設的氣體流路來對前述第2孔內供給前述氣體。
  12. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，具有：被設在前述基板支撐部內的偏壓電極；及被連接至前述偏壓電極的偏壓調整部。
  13. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述突起部，係被形成圓柱形狀。
  14. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述突起部的前端，係被形成球形狀或半球形狀。
  15. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，設有從前述電極與前述絕緣部之間供給氣體至前述第2孔內之氣體流路。
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