[發明專利]基板處理裝置

有效

• 申請號: 201710118392.5
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN107151790B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 傳寶一樹
• 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;C23C16/513;H01L21/02
• 代理公司: 11322 北京尚誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 龍淳

本發明在進行PEALD處理的基板處理裝置中，大幅地降低入射到晶片的離子的能量，抑制由離子的注入導致的對沉積膜的損傷，實施表面性狀良好的成膜處理。一種基板處理裝置，其對基板供給原料氣體并對基板照射等離子體來進行成膜處理，上述基板處理裝置包括：氣密地收納用于載置基板的載置臺的處理容器；在上述處理容器內生成等離子體的等離子體源，上述等離子體源包括等離子體生成用的高頻電源，上述等離子體源包括使要生成的等離子體的鞘電位降低的鞘電位降低機構。

技術領域

本發明涉及在基板基板表面進行成膜處理的基板處理裝置。

背景技術

在半導體器件等的制造工藝中，對作為基板的半導體晶片(以下僅記載為“晶片”)進行離子注入處理/蝕刻處理/成膜處理等各種處理。作為對晶片進行成膜的方法，有時使用被稱為ALD(Atomic Layer Deposition：原子層沉積)的處理(以下僅記載為ALD)。在ALD處理中，向例如被排氣為真空的處理容器內供給原料氣體，使原料氣體吸附在晶片表面上。然后，利用還原反應等使原料氣體的一部分固定在晶片表面來進行成膜。因此，例如即使是具有凹凸圖案的晶片，也可以在其整個表面以均勻的膜厚進行成膜。

然而，在通過ALD處理進行成膜時，需要在例如600℃的高溫下對晶片進行熱處理。然后，晶片的熱預算(熱經歷)變大，然而，伴隨著半導體的小型化，淺結化得以發展，因而要求熱預算變小。所以近年來代替熱處理，采用了通過對表面吸附有原料氣體的晶片照射等離子體而在晶片表面固定原料氣體進行成膜的所謂等離子體增強ALD(以下也記載為PEALD)。

例如，現有的CVD處理是在氬氣充沛的空氣中實施的，與此相對地，進行PEALD處理的處理容器內提供較多的氫氣，也可在氫氣充沛的空氣中進行處理。在PEALD裝置中，交替地重復原料氣體吸附在晶片表面以及等離子體照射，通過在每個原子層進行成膜控制而精確地控制膜厚，此時，H₃⁺離子入射到晶片上的沉積膜表面。如果入射的離子能量相同，則越輕的離子越深地注入沉積膜內部。即，H₃⁺離子比Ar⁺離子輕，因而以相同能量進行比較時，現有的CVD處理中被注入的H₃⁺離子比Ar⁺離子被更深地注入。

H₃⁺離子被較深地注入成膜的膜中時，由于該離子的沖擊，在沉積膜上出現了受到損傷的表面性狀。對此，例如專利文獻1公開了在等離子體處理裝置中，通過提高對電極施加的驅動電壓的頻率而降低離子能量，并且以較高的選擇比進行蝕刻的技術，通過施加高頻電壓從而降低離子能量的技術已成公知。可以推測出通過降低離子能量能夠抑制對上述膜的損傷。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平6-275561號公報

發明內容

發明想要解決的技術問題

近年來，伴隨著半導體的小型化的淺結化得以發展，要求形成包含微細加工的薄膜，與CVD處理相比正在采用PEALD處理。這是因為要求對更高的縱橫比或者具有突出物的器件形狀進行成膜時，在使用Ar⁺離子沖擊的現有的CVD法中，對孔側壁和成為突出物的陰影的部位的等離子體處理(例如Ti膜的成膜中的Cl脫離等)是有界限的，而PEALD處理中的采用H自由基的熱化學反應的處理是有效的。

然而，采用PEALD處理時，會出現H₃⁺離子被較深地注入等離子體處理時成膜的膜而在沉積膜上產生損傷的問題。如上所述，可以推測在PEALD處理中，通過降低離子能量，能夠抑制對沉積膜的損傷，然而，現狀是能夠有效地降低離子能量，良好地抑制該損傷的技術或具體的條件等卻沒有被完全發明。