[發(fā)明專利]等離子體處理方法和等離子體處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810644337.4
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN109103089B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷川雄洋;河田進(jìn)二;瀬本貴之
• 申請（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01J37/32
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發(fā)明提供在腔室內(nèi)的構(gòu)件的表面更均勻地形成致密的保護(hù)膜的等離子體處理方法和等離子體處理裝置。等離子體處理方法包括供給工序和成膜工序。在供給工序中，向腔室內(nèi)供給混合氣體，所述混合氣體包含：含有硅元素和鹵元素的化合物氣體、含氧氣體、以及包含與化合物氣體中包含的鹵元素相同種類的鹵元素且不包含硅元素的添加氣體。在成膜工序中，利用混合氣體的等離子體，在腔室內(nèi)的構(gòu)件的表面形成保護(hù)膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的各種側(cè)面和實(shí)施方式涉及一種等離子體處理方法和等離子體處理裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體的制造工藝中，廣泛使用利用等離子體進(jìn)行薄膜的層疊或蝕刻等的等離子體處理裝置。作為等離子體處理裝置，例如有進(jìn)行薄膜的層疊處理的等離子體CVD(Chemical?Vapor?Deposition：化學(xué)氣相沉積)裝置、進(jìn)行蝕刻處理的等離子體蝕刻裝置等。

另外，在進(jìn)行各種等離子體處理時，配置在等離子體處理裝置的腔室內(nèi)的構(gòu)件(以下有時記載為腔室內(nèi)構(gòu)件)暴露在處理氣體的等離子體中，因此，腔室內(nèi)構(gòu)件由不易受到來自等離子體的損傷的材料形成。另外，已知如下一種技術(shù)：為了進(jìn)一步提高腔室內(nèi)構(gòu)件的耐等離子體性，向腔室內(nèi)供給包含含硅氣體和O₂氣體的混合氣體，通過混合氣體的等離子體，利用硅氧化膜對腔室內(nèi)構(gòu)件的表面進(jìn)行保護(hù)。作為含硅氣體，例如使用SiCl₄、SiF₄等。

另外，已知如下一種技術(shù)：向等離子體處理裝置的腔室內(nèi)搬入晶圓(處理基板)，向腔室內(nèi)供給包含SiCl₄氣體和O₂氣體的混合氣體，使用混合氣體的等離子體對晶圓進(jìn)行處理，由此在晶圓上形成(成膜)硅氧化膜。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2016-12712號公報

專利文獻(xiàn)2：國際公開第2010/038887號

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

SiCl₄、SiF₄等含硅氣體的反應(yīng)性高，因此，容易在氣體的供給口附近通過等離子體使所述含硅氣體離解出硅，并使離解出的硅與氧結(jié)合來生成氧化硅。由此，生成的氧化硅大多堆積于氣體的供給口附近的腔室內(nèi)構(gòu)件的表面。因此，在腔室內(nèi)，產(chǎn)生層疊較厚的硅氧化膜的部位和層疊較薄的硅氧化膜的部位。

若腔室內(nèi)的硅氧化膜的厚度不同，則在使用等離子體來去除硅氧化膜時，在層疊較薄的硅氧化膜的部位，腔室內(nèi)構(gòu)件的表面受到等離子體帶來的損傷。另一方面，在層疊較厚的硅氧化膜的部位，無法充分去除硅氧化膜。在層疊較厚的硅氧化膜的部位，當(dāng)在未除凈的硅氧化膜上進(jìn)一步層疊硅氧化膜時，硅氧化膜的厚度增加。而且，該硅氧化膜最終從腔室內(nèi)構(gòu)件的表面剝離脫落，成為微粒而混入作為處理對象的晶圓。

另外，SiCl₄、SiF₄等含硅氣體的反應(yīng)性高，因此，容易通過等離子體而在腔室內(nèi)的氣氛中生成硅氧化物。在氣氛中生成的硅氧化物堆積于腔室內(nèi)構(gòu)件的表面，由此在腔室內(nèi)構(gòu)件的表面形成硅氧化膜。但是，在氣氛中生成的氧化硅堆積而形成的硅氧化膜易碎且容易剝落。因此，存在對晶圓進(jìn)行處理時硅氧化膜成為微粒而在腔室內(nèi)漂浮的情況。

并且，SiCl₄、SiF₄等含硅氣體的反應(yīng)性高，因此，根據(jù)各種條件，有時在氣氛中生成的氧化硅甚至進(jìn)入到氣體的供給口的孔內(nèi)。在該情況下，存在以下風(fēng)險：在氣體的供給口的側(cè)壁層疊硅氧化膜，最終氣體的供給口被層疊的硅氧化膜堵塞。

用于解決問題的方案