[發明專利]基板處理裝置及成膜方法

有效

• 申請號: 201410043876.4
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103966575B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 山涌純;輿水地鹽;立花光博;加藤壽;小林健;三浦繁博;木村隆文
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/458;C23C16/505;H01L21/31;H05H1/46
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,張會華

技術領域

本發明涉及一種用于對基板進行等離子體處理的基板處理裝置及成膜方法。

背景技術

作為在半導體晶圓等基板（以下稱作“晶圓”）上形成二氧化硅膜（SiO₂）這樣的薄膜的方法，例如已知有利用日本特開2010-239102中記載的裝置的ALD（Atomic Layer Deposition：原子層沉積）法。在該裝置中，在旋轉臺上沿周向排列5張晶圓，并在該旋轉臺的上方側配置多個氣體噴嘴。并且，依次對處于公轉狀態的各晶圓供給相互反應的多種反應氣體，使反應生成物層疊于各晶圓。

在這樣的ALD法中，為了對層疊在晶圓上的反應生成物進行等離子體改性，而已知有如日本特開2011-40574那樣在沿周向與氣體噴嘴分開的位置設有用于進行等離子體改性的構件的裝置。但是，在晶圓表面形成有例如具有深寬比為數十到超過一百的較大深寬比的孔、槽（溝槽）等凹部的情況下，在該凹部的深度方向上的改性的程度有可能存在偏差。

即，若像這樣形成有深寬比較大的凹部，則等離子體（詳細而言為氬離子）難以進入凹部內。另外，由于在真空容器內進行等離子體改性處理且進行成膜處理，因此與等離子體能夠良好地維持活性的真空氣氛相比，該真空容器內的處理壓力為高壓。因此，在等離子體與凹部的內壁面接觸時該等離子體容易失去活性，所以由此原因在凹部的深度方向上的改性的程度也容易存在偏差。另外，即使對于沒有形成有凹部的晶圓，為了在旋轉臺旋轉一周的期間內進行改性處理、即為了在相鄰的氣體噴嘴彼此之間的較窄的區域內良好地進行改性，需要在晶圓附近形成高密度等離子體。在日本特開平8-213378中記載了用于向下部電極施加偏置電壓的裝置，但沒有記載利用旋轉臺使晶圓公轉的技術。

發明內容

本發明是鑒于這樣的情況而做成的，其目的在于提供這樣的基板處理裝置及成膜方法：在對利用旋轉臺分別進行公轉的多個基板進行等離子體處理時，能夠在各基板表面的凹部的深度方向上進行均勻性較高的等離子體處理。

根據本發明的一技術方案，基板處理裝置用于在真空容器內對基板進行等離子體處理，其特征在于，該基板處理裝置包括：旋轉臺，沿上述真空容器的周向在該旋轉臺的多個部位配置有用于載置基板的基板載置區域，并且該旋轉臺用于使上述基板載置區域中的各基板載置區域進行公轉；等離子體產生用氣體供給部，其用于向等離子體產生區域供給等離子體產生用氣體，該等離子體產生區域用于對基板進行等離子體處理；能量供給部，其用于向上述等離子體產生用氣體供給能量使該氣體等離子體化；偏壓電極，其以與上述等離子體產生區域相對的方式設在上述旋轉臺的下方側，用于向基板的表面吸引等離子體中的離子；排氣口，其用于對上述真空容器內進行排氣，上述偏壓電極形成為自上述旋轉臺的旋轉中心側向外緣側延伸，且其在上述旋轉臺的旋轉方向上的寬度尺寸形成得比相鄰的基板載置區域之間的分開尺寸小。

根據本發明的另一技術方案，成膜方法用于在真空容器內對基板進行成膜處理，其特征在于，該成膜方法包括如下工序：

使表面形成有凹部的基板分別載置于沿上述真空容器的周向設在旋轉臺上的多個部位的基板載置區域，并使上述基板載置區域中的各基板載置區域進行公轉的工序；

接著，向上述基板載置區域上的各基板供給處理氣體，在基板上形成分子層或原子層的薄膜的工序；

接著，向上述真空容器內的等離子體產生區域供給等離子體產生用氣體，并使該等離子體產生用氣體等離子體化，利用等離子體進行上述分子層或原子層的改性處理的工序；

利用以與上述等離子體產生區域相對的方式設在上述旋轉臺的下方側的偏壓電極，向基板的表面吸引等離子體中的離子的工序；

對上述真空容器內進行排氣的工序，

上述偏壓電極形成為自上述旋轉臺的旋轉中心側向外緣側延伸，且其在上述旋轉臺的旋轉方向上的寬度尺寸形成得比相鄰的基板載置區域之間的分開尺寸小。

附圖說明

圖1是表示本發明的成膜裝置的一例的縱剖視圖。

圖2是表示上述成膜裝置的立體圖。

圖3是表示上述成膜裝置的橫剖俯視圖。

圖4是表示上述成膜裝置的橫剖俯視圖。

圖5是表示上述成膜裝置的旋轉臺的立體圖。

圖6是表示上述成膜裝置的等離子體處理部的分解立體圖。

圖7是表示上述成膜裝置的偏壓電極的分解立體圖。

圖8是放大表示等離子體處理部及偏壓電極的縱剖視圖。