基板处理装置以及基板处理方法制造方法及图纸

技术编号:13708774 阅读:57 留言:0更新日期:2016-09-15 04:13
本发明专利技术提供基板处理装置以及基板处理方法。基板处理装置包括:旋转台,其以能够旋转的方式设置于真空容器内,能够载置基板;第1反应气体供给部,其能够向旋转台的表面供给第1反应气体;第2反应气体供给部,其沿着旋转台的周向与第1反应气体供给部分开地设置,能够向旋转台的表面供给与第1反应气体发生反应的第2反应气体;活化气体供给部,其沿着旋转台的周向与第1反应气体供给部以及第2反应气体供给部分开地设置,能够向旋转台的表面供给被活化了的蚀刻气体;多个吹扫气体供给部,其沿着旋转台的周向与活化气体供给部接近地设置,能够向旋转台的表面供给吹扫气体,能够对从多个吹扫气体供给部分别供给的吹扫气体的流量独立地进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基板处理装置以及基板处理方法
技术介绍
随着半导体器件的电路图案的进一步的微细化,对于构成半导体器件的各种膜也要求了进一步的薄膜化以及均匀化。作为满足这样的要求的成膜方法,公知有所谓的分子层沉积(MLD:Molecular Layer Deposition)法、或原子层沉积(ALD:Atomic Layer deposition)法,其中,将第1反应气体向基板供给而使第1反应气体吸附于基板的表面,接着,将第2反应气体向基板供给而使吸附到基板的表面的第1反应气体和第2反应气体发生反应,从而由反应生成物构成的膜沉积于基板(例如,参照日本特开2010-56470号公报)。根据这样的成膜方法,反应气体可(准)自饱和地吸附于基板的表面,因此,能够实现较高的膜厚控制性、优异的均匀性、以及优异的埋入特性。然而,随着电路图案的微细化,对于例如沟槽元件分离构造中的沟槽,随着线·空间·图案中的空间的纵横比变大,即使在MLD法、ALD法中也存在膜难以埋入沟槽、空间的情况。例如,若欲用氧化硅膜埋入具有30nm左右的宽度的空间,则反应气体难以进入狭窄的空间的底部,因此,存在如下倾向:在划分空间的线侧壁的上端部附近的膜厚变厚,在底部侧,膜厚变薄。因此,存在埋入到空间的氧化硅膜产生空隙的情况。若这样的氧化硅膜例如在后续的蚀刻工序中被蚀刻,则有时在氧化硅膜的上表面形成有与空隙连通的开口。这样一来,蚀刻气体(或蚀刻液)有可能从这样的开口进入空隙而产生污染、或在随后的金属化之际金属有可能进入空隙中而产生缺陷。这样的问题并不限于在MLD法、ALD法中产生,也可在化学气相沉积(CVD:Chemical Vapor Deposition)法中产生。例如,在通过用导电性物质的膜埋入被形成于半导体基板的连接孔而形成导电性的连接孔(所谓的插头(日文:プラグ))时,存在在插头中形成有空隙的情况。为了抑制这情况,提出了如下方法,在该方法中,在用导电性物质埋入连接孔时,通过反复进行利用蚀刻对形成于连接孔的上部的导电性物质的悬垂形状部进行去除的工序,从而形成抑制空隙产生的导电性连接孔(例如,参照日本特开2003-142484号公报)。然而,在日本特开2003-142484号公报所记载的方法中,需要利用不同的装置进行导电性物质的膜的成膜和蚀刻,装置间的基板的输送、各装置内的处理条件的稳定化需要时间,因此,存在无法提高生产率这样的问题。另外,为了解决该日本特开2003-142484号公报所记载的问题,作为能够降低在基板的表面形成的凹形状图案中的空隙的产生且以较高的生产率埋入的成膜装置以及成膜方法,提出了使用成膜装置在同一处理室内利用旋转台的旋转依次反复进行成膜、改性以及蚀刻的成膜方法,该成膜装置包括:旋转台,其用于载置基板;第1以及第2反应气体供给部,其能够向旋转台的基板载置面供给成膜用的第1以及第2反应气体;活化气体供给部,其用于使对第1以及第2反应气体彼此反应而生成的反应生成物进行改性的改性气体以及进行蚀刻的蚀刻气体活化并供给(例如,参照日本特开2012-209394号公报)。
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而,在上述的特开2012-209394号公报所记载的成膜方法中,无法充分地控制基板面内内的蚀刻量分布,难以确保基板面内的蚀刻均匀性。在本专利技术的一技术方案中,提供一种能够控制基板面内的蚀刻量分布的基板处理装置。在本专利技术的一技术方案中,提供一种基板处理装置,该基板处理装置包括:旋转台,其以能够旋转的方式设置于真空容器内,能够载置基板;第1反应气体供给部,其能够向所述旋转台的表面供给第1反应气体;第2反应气体供给部,其沿着所述旋转台的周向与所述第1反应气体供给部分开地设置,能够向所述旋转台的表面供给与所述第1反应气体发生反应的第2反应气体;活化气体供给部,其沿着所述旋转台的周向与所述第1反应气体供给部以及所述第2反应气体供给部分开地设置,包括喷出部,该喷出部形成有能够向所述旋转台的表面供给被活化了的蚀刻气体的喷出孔;多个吹扫气体供给部,其沿着所述旋转台的周向与所述喷出孔接近地设置,能够向所述旋转台的表面供给吹扫气体,该基板处理装置能够对从所述多个吹扫气体供给部分别供给的所述吹扫气体的流量独立地进行控制。附图说明图1是本专利技术的一实施方式的基板处理装置的概略剖视图。图2是本专利技术的一实施方式的基板处理装置的概略俯视图。图3是用于说明本专利技术的一实施方式的基板处理装置中的分离区域的局部剖视图。图4是表示本专利技术的一实施方式的基板处理装置的另一截面的局部剖视图。图5是用于说明本专利技术的一实施方式的基板处理装置中的第3处理区域的局部剖视图。图6是本专利技术的一实施方式的基板处理装置的另一概略俯视图。图7是用于说明本专利技术的一实施方式的基板处理装置中的第3处理区域的局部剖视图。图8A-8D是表示蚀刻工序中的真空容器内的氟体积比例的模拟结果的图。图9A-9C是表示蚀刻工序中的真空容器内的氟体积比例的模拟结果的另外的图。图10A-10D是蚀刻工序中的真空容器内的氟体积比例的模拟结果的另外的图。具体实施方式以下,参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。此外,在本说明书以及附图中,通过对实质上具有相同的功能结构的结构要素标注相同的附图标记,省略重复的说明。(基板处理装置的结构)对本专利技术的一实施方式的基板处理装置进行说明。图1是本专利技术的一实施方式的基板处理装置的概略剖视图。图2是本专利技术的一实施方式的基板处理装置的概略俯视图。图3是用于说明本专利技术的一实施方式的基板处理装置中的分离区域的局部剖视图。图4是表示本专利技术的一实施方式的基板处理装置的另一截面的局部剖视图。如图1以及图2所示,本专利技术的一实施方式的基板处理装置包括:扁平的真空容器1,其具有大致圆形的俯视形状;旋转台2,其设置于该真空容器1内,在真空容器1的中心具有旋转中心。真空容器1包括:具有有底的圆筒形状的容器主体12;顶板11,其例如隔着O形密封环等密封构件13以能够相对于容器主体12的上表面装卸的方式气密地配置于容器主体12的上表面。旋转台2利用中心部被固定于圆筒形状的芯部21,该芯部21被固定于沿着铅垂方向延伸的旋转轴22的上端。旋转轴22贯通真空容器1的底部14,其下端安装于使旋转轴22绕铅垂轴线旋转的驱动部23。旋转轴22以及驱动部23被收纳于上表面开口的筒状的壳体20内。该壳体20的设置于其上表面的凸缘部分气密地安装于真空容器1的底部14的下表面,维持壳体20的内部气氛和外部气氛之间的气密状态。如图2所示,在旋转台2的表面沿着旋转方向(周向)设置有圆形状的凹部24,该凹部24能够载置多个(在图示的例子中为5张)基板即半导体晶圆(以下称为“晶圆W”。)。此外,在图2中,为了方便说明,仅在1个凹部24示出晶圆W。该凹部24具有比晶圆W的直径(例如300mm)稍大(例如大4mm)的内径和与晶圆W的厚度大致相等的深度。因而,若将晶圆W载置于凹部24,则晶圆W的表面和旋转台2的表面(没有载置晶圆W的区域)成为相同的高度。在凹部24的底面形成有供例如3根升降销贯通的贯通孔(均未图示),该升降销用于支承晶圆W的背面而使晶圆W升降。如图2所示,在旋转台2的上方配置有反应气体喷嘴31、32、分离气体喷嘴41、42以及活化气体本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基板处理装置,其中,该基板处理装置包括:旋转台,其以能够旋转的方式设置于真空容器内,能够载置基板;第1反应气体供给部,其能够向所述旋转台的表面供给第1反应气体;第2反应气体供给部,其沿着所述旋转台的周向与所述第1反应气体供给部分开地设置,能够向所述旋转台的表面供给与所述第1反应气体发生反应的第2反应气体;活化气体供给部,其沿着所述旋转台的周向与所述第1反应气体供给部以及所述第2反应气体供给部分开地设置,包括喷出部,该喷出部形成有能够向所述旋转台的表面供给被活化了的蚀刻气体的喷出孔;多个吹扫气体供给部,其沿着所述旋转台的周向与所述喷出孔接近地设置,能够向所述旋转台的表面供给吹扫气体,该基板处理装置能够对从所述多个吹扫气体供给部分别供给的所述吹扫气体的流量独立地进行控制。

【技术特征摘要】
2015.03.03 JP 2015-0415001.一种基板处理装置,其中,该基板处理装置包括:旋转台,其以能够旋转的方式设置于真空容器内,能够载置基板;第1反应气体供给部,其能够向所述旋转台的表面供给第1反应气体;第2反应气体供给部,其沿着所述旋转台的周向与所述第1反应气体供给部分开地设置,能够向所述旋转台的表面供给与所述第1反应气体发生反应的第2反应气体;活化气体供给部,其沿着所述旋转台的周向与所述第1反应气体供给部以及所述第2反应气体供给部分开地设置,包括喷出部,该喷出部形成有能够向所述旋转台的表面供给被活化了的蚀刻气体的喷出孔;多个吹扫气体供给部,其沿着所述旋转台的周向与所述喷出孔接近地设置,能够向所述旋转台的表面供给吹扫气体,该基板处理装置能够对从所述多个吹扫气体供给部分别供给的所述吹扫气体的流量独立地进行控制。2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其中,所述多个吹扫气体供给部分别沿着所述旋转台的半径方向彼此接近地设置。3.根据权利要求1所述的基板处理装置,其中,所述多个吹扫气体供给部设置于所述喷出孔的在所述旋转台的旋转方向上的上游侧。4.根据权利要求3所述的基板处理装置,其中,所述多个吹扫气体供给部与所述喷出部设置为一体。5.根据权利要求1所述的基板处理装置,其中,所述喷出孔配置于所述旋转台的外周侧的数量比所述喷出孔配置于所述旋转台的旋转中心侧的数量多。6.根据权利要求1所述的基板处理装置,其中,所述第1反应气体是含硅气体,所述第2反应气体是氧化气体,所述蚀刻气体是含氟气体,所述吹扫气体是含氢气体。7.根据权利要求1所述的基板处理装置,其中,该基板处理装置还具有控制部,该控制部基于由所述活化气体供给部向所述旋转台的表面供给的所述蚀刻气体的分布对从所述多个吹扫气体供给部分别供给的所述吹扫气体的流量进行控制。8.根据权利要求7所述的基板处理装置,其中,所述控制部进行如下控制:在仅对所述基板的表面进行成膜时,从所述第1反应气体供给部以及所述第2反应气体供给部分别供给所述第1反应气体以及所述第2反应气体,并且使来自所述活化气体供给部的所述蚀刻气体的供给停止,...

【专利技术属性】
技术研发人员:三浦繁博
申请(专利权)人:东京毅力科创株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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