[發明專利]等離子處理裝置

有效

• 申請號: 201811538843.1
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109935512B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 盧克·約瑟夫·辛貝勒;園田靖;植村崇;市丸朋祥;佐佐木惇也
• 申請（專利權）人: 株式會社日立高新技術
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/67
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 高穎

本發明提供一種等離子處理裝置，能將處理氣體和前體氣體穩定地供給到處理室。本發明的等離子處理裝置具備：對樣品進行等離子處理的處理室；供給用于生成等離子的高頻電力的高頻電源；載置所述樣品的樣品臺；和對所述處理室供給氣體的氣體供給部，該等離子處理裝置的特征在于，所述氣體供給部具備：將作為蝕刻處理用氣體的第一氣體供給到所述處理室的第一配管；將作為蝕刻處理用氣體的第二氣體供給到所述處理室的第二配管；和流過作為沉積處理用氣體的第三氣體并與所述第二配管連接的第三配管，所述第二配管配置有防止所述第三氣體流向所述第二氣體的供給源的方向的第四閥。

技術領域

本發明涉及與半導體制造相關的利用等離子的等離子處理裝置。

背景技術

近年來，器件的高集成化得到推進，要求原子層級別的加工技術。器件結構的復雜化、器件結構的微細化以及器件結構的高縱橫比化逐年推進，因而高縱橫比結構的疏部與密部的CD尺寸控制和深度控制成為關鍵的技術。

過去，為了控制疏密差而在蝕刻腔內生成等離子，并進行蝕刻和沉積膜的調整，但高縱橫比的圖案下的被覆性(Step Coverage)變差的課題不斷明顯化。對于該課題，研討使用能實現被覆性良好的成膜的原子層沉積(Atomic Layer Deposition：ALD，以下稱作ALD)。

成為原料的前體氣體根據設為目標的膜物質的不同而不同，能夠以相當于原子的單位將前體氣體同載氣一起周期性地供給到成膜基板表面，使它們物理吸附在基板表面，從而成膜一層原子的量的膜。已知這是在高縱橫比結構中也能均勻地進行高精度的膜厚控制的有效手段之一。

ALD中所用的前體氣體例如使用BDEAS，由于作為性質來說接近于氨，因此需要避免與助燃性氣體混合。因此，在具備能實現均勻的成膜的ALD機構的真空處理裝置中，需要具備具有立足于安全性的氣體閥的硬聯鎖(hard interlock)的氣體供給單元。

例如，作為關于原子層沉積(ALD)的現有技術，在專利文獻1中公開了一種用于改善膜均勻性的原子沉積法(ALD)蒸鍍循環中的前體的均勻的進料方法。另外，關于氣體閥的聯鎖，在專利文獻2中公開了一種具備氣體供給單元的真空處理裝置，其中，該氣體供給單元具有一對氣體閥的硬聯鎖。進而，在專利文獻3中公開了一種能均勻地處理配置在處理室內的樣品臺上的樣品的真空處理裝置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2016-145412號公報

專利文獻2：WO2016/121075號公報

專利文獻3：JP特開2008-124190號公報

為了實施原子層沉積(ALD)工藝，要求將反應性高且燃燒性高的前體氣體安全地供給到真空容器內的氣體供給系統的結構/硬聯鎖。

原子層沉積(ALD)工藝通過將前體氣體(吸附原料)供給到真空處理裝置內，從而在樣品基板以及真空處理裝置內形成物理吸附的分子層。該分子層即使實施了利用惰性氣體等的排氣工藝，也會殘留一層具有最強的物理吸附力(范德瓦爾斯力)的層。因此，吸附于真空處理室內的分子層在原子層沉積(ALD)工藝后的工藝處理時有可能發生反應而產生異物。

圖6示出向等離子處理裝置供給前體氣體的方法。在該向等離子處理裝置供給前體氣體的方法中，前體氣體通過噴淋板等具備貫通孔的板而被供給到處理室內。但是，有可能會因通過噴淋板的貫通孔而在貫通孔中產生異物。該異物會落下到位于噴淋板的貫通孔的延長線上的樣品基板而使其產生缺陷，由此有可能因樣品基板的蝕刻處理的成品率降低而不能實施穩定的生產。