TWI660425B - 基板處理裝置及基板處理方法（二） - Google Patents

基板處理裝置及基板處理方法（二） Download PDF

Info

Publication number
TWI660425B
TWI660425B TW105106059A TW105106059A TWI660425B TW I660425 B TWI660425 B TW I660425B TW 105106059 A TW105106059 A TW 105106059A TW 105106059 A TW105106059 A TW 105106059A TW I660425 B TWI660425 B TW I660425B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gas
gas supply
etching
reaction gas
turntable
Prior art date
Application number
TW105106059A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201707086A (zh
Inventor
三浦繁博
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW201707086A publication Critical patent/TW201707086A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI660425B publication Critical patent/TWI660425B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32513—Sealing means, e.g. sealing between different parts of the vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32899—Multiple chambers, e.g. cluster tools
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H01L21/30655—Plasma etching; Reactive-ion etching comprising alternated and repeated etching and passivation steps, e.g. Bosch process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H01J2237/20214—Rotation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

提供一種基板處理裝置，係具備有：旋轉台，係可旋轉地設置於真空容器內，並可載置基板；第1反應氣體供給部，係可供給第1反應氣體至旋轉台表面；第2反應氣體供給部，係從第1反應氣體供給部而分開設置於旋轉台之周圍方向，可供給會與第1反應氣體反應之第2反應氣體至旋轉台表面；活性化氣體供給部，係從第1反應氣體供給部及第2反應氣體供給部而分開設置於旋轉台之周圍方向，可供給活性化後之蝕刻氣體至旋轉台表面；以及複數吹淨氣體供給部，係接近活性化氣體供給部而設於旋轉台之周圍方向，可供給吹淨氣體至旋轉台表面；複數吹淨氣體供給部各自所供給之吹淨氣體流量係可獨立控制。

Description

基板處理裝置及基板處理方法(二)
本發明係關於一種基板處理裝置及基板處理方法。
隨著半導體元件之電路圖案更加微細化，構成半導體元件的各種膜也被要求要更薄膜化及均勻化。對應於此般要求之成膜方法，已知有將第1反應氣體供給至基板來在基板表面吸附第1反應氣體，接著將第2反應氣體供給至基板來讓吸附在基板表面的第1反應氣體與第2反應氣體反應，以在基板沉積由反應生成物所構成之膜的所謂分子層沉積(MLD：Molecular Layer Deposition)法，或原子層沉積(ALD：Atomic Layer deposition)法(例如參照日本特開2010-56470號公報)。
藉由此般成膜方法，由於反應氣體能(準)自我飽和地吸附於基板表面，故可實現高膜厚控制性、優異均勻性以及優異填埋特性。
然而，隨著電路圖案之微細化，例如溝渠元件分離構造中的溝渠會隨著線‧空間‧圖案中的空間之縱寬比變大，而有即便以MLD法或ALD法均難以填埋溝渠或空間的情況
例如，以氧化矽膜填埋具有30nm左右寬度之空間時，反應氣體會難以進入至狹窄空間的底部，故會有使得區劃出空間的線側壁之上端部附近的膜厚變厚，而底部側的膜厚卻變薄的傾向。因此，會有在填埋空間之氧化矽膜產生空洞的情況。此般氧化矽膜在例如後續的蝕刻工序中被加以蝕刻時，便會在氧化矽膜上面形成有與空洞相連的開口。如此一來，便會從此般開口讓蝕刻氣體(或蝕刻液)進入而產生污染，或在之後的金屬化時讓金屬進入至空洞中，而有產生缺陷之虞。
此般問題不限於MLD法或ALD法，亦會在化學氣相沉積(CVD：Chemical Vapor Deposition)法中產生。例如，以導電性物質的膜來填埋半導體基板所 形成之連接孔，以形成導電性連接孔(即栓體)時，會有在栓體中形成空洞的情況。為了抑制此情況，便提出有一種在以導電性物質填埋連接孔時，會藉由重複進行以蝕刻來去除連接孔上部所形成之導電性物質的垂掛形狀部之工序，以形成抑制空洞之導電性連接孔的方法(例如，參照日本特開2003-142484號公報)。
但是，日本特開2003-142484號公報所記載之方法中，必須以不同裝置來進行導電性物質之膜的成膜與蝕刻，故在裝置間的基板搬送或各裝置內之處理條件穩定化上需要時間，而有無法提升產能的問題。
又，為了解決相關日本特開2003-142484號公報所記載之問題，以降低基板表面所形成之凹形狀圖案中的空洞發生，並可以高產能來進行填埋之成膜裝置及成膜方法便提案有一種使用含有載置基板的旋轉台、可針對旋轉台的基板載置面供給成膜用的第1反應氣體及第2反應氣體之第1及第2反應氣體供給部、以及供給讓第1及第2反應氣體相互反應而生成之反應生成物改質的改質氣體及活性化蝕刻之蝕刻氣體的活性化氣體供給部之成膜裝置，並在相同處理室內藉由旋轉台的旋轉反依序反覆進行成膜、改質及蝕刻之成膜方法(例如，參照)。
但是，上述日本特開2012-209394號公報所記載之成膜方法並無法充分控制基板面內的蝕刻量分布，而難以確保基板面內之蝕刻均勻性。
本發明之一提案中，係提供一種可控制基板面內之蝕刻量分布的基板處理裝置。
本發明一實施形態中，係提供一種基板處理裝置，具備有：旋轉台，係可旋轉地設置於真空容器內，並可載置基板；第1反應氣體供給部，係可供給第1反應氣體至該旋轉台表面；第2反應氣體供給部，係從該第1反應氣體供給部而分開設置於該旋轉台之周圍方向，可供給會與該第1反應氣體反應之第2反應氣體至該旋轉台表面；活性化氣體供給部，係從該第1反應氣體供給部及該第2反應氣體供給部而分開設置於該旋轉台之周圍方向，可供給活性化後之蝕刻氣體至該旋轉台表面；以及複數吹淨氣體供給部，係接近該活性化氣體供給部而設於該旋轉台之周圍方向，可供給吹淨氣體至該旋轉台表面；該複數吹淨氣體供 給部各自所供給之該吹淨氣體流量係可獨立控制。
W‧‧‧晶圓
E1‧‧‧第1排氣區域
E2‧‧‧第2排氣區域
D‧‧‧分離區域
P1‧‧‧處理區域
P2‧‧‧處理區域
10‧‧‧搬送臂
100‧‧‧控制部
12‧‧‧容器本體
15‧‧‧搬送口
21‧‧‧核心部
24‧‧‧凹部
31‧‧‧反應氣體噴嘴
31a‧‧‧氣體導入部
32‧‧‧反應氣體噴嘴
32a‧‧‧氣體導入部
4‧‧‧凸狀部
41‧‧‧分離氣體噴嘴
41a‧‧‧氣體導入部
42‧‧‧分離氣體噴嘴
42a‧‧‧氣體導入部
5‧‧‧突出部
61‧‧‧排氣口
62‧‧‧排氣口
90‧‧‧活性化氣體供給部
93‧‧‧噴淋頭部
93a‧‧‧氣體噴出孔
95‧‧‧按壓構件
96,96a~f‧‧‧吹淨氣體供給部
圖1係本發明一實施形態相關之基板處理裝置的概略剖視圖。
圖2係本發明一實施形態相關之基板處理裝置的概略平面圖。
圖3係用以說明本發明一實施形態相關之基板處理裝置中的分離區域之部分剖視圖。
圖4係顯示本發明一實施形態相關之基板處理裝置之其他剖視的部分剖視圖。
圖5係用以說明本發明一實施形態相關之基板處理裝置中的第3處理區域之部分剖視圖。
圖6係本發明一實施形態相關之基板處理裝置的其他概略平面圖。
圖7係用以說明本發明一實施形態相關之基板處理裝置中的第3處理區域之部分剖視圖。
圖8A~8D係顯示蝕刻工序中真空容器內之氟體積比例的模擬結果圖。
圖9A~9C係顯示蝕刻工序中真空容器內之氟體積比例的其他模擬結果圖。
圖10A~10D係顯示蝕刻工序中真空容器內之氟體積比例的其他模擬結果圖。
以下，便參照添附圖式來就本發明實施形態加以說明。另外，本說明書及圖式中，關於實質上具有相同機能構成之構成要素，係藉由賦予相同符號來省略重複說明。
(基板處理裝置之構成)
就本發明一實施形態相關之基板處理裝置來加以說明。圖1係本發明一實施形態相關之基板處理裝置的概略剖視圖。圖2係本發明一實施形態相關之基板處理裝置的概略平面圖。圖3係用以說明本發明一實施形態相關之基板處理裝置中的分離區域之部分剖視圖。圖4係顯示本發明一實施形態相關之基板處理裝置之其他剖視的部分剖視圖。
本發明一實施形態相關之基板處理裝置如圖1及圖2所示，係具備有具有略圓形平面形狀之扁平真空容器1、設置於此真空容器1內並於真空容器 1中心具有旋轉中心之旋轉台2。
真空容器1係具備有具有有底圓筒形狀之容器本體12、透過例如O型環等密封構件13而可氣密地裝卸於容器本體12上面之頂板11。
旋轉台2係以中心部來固定於圓筒狀之核心部21，此核心部21係固定在延伸於鉛直方向之旋轉軸22上端。旋轉軸22會貫穿真空容器1的底部14，其下端係組裝在讓旋轉軸22繞鉛直軸旋轉之驅動部23。旋轉軸22及驅動部23係收納在上面有開口之筒狀殼體20內。此殼體20係以其上面所設置之凸緣部分來氣密地組裝於真空容器1之底部14下面，而能維持殼體20之內部氛圍與外部氛圍的氣密狀態。
如圖2所示，旋轉台2表面係沿著旋轉方向而設有可載置複數片(圖示範例為5片)基板之半導體晶圓(以下稱為「晶圓W))的圓形凹部24。另外，圖2中，為了方便僅於1個凹部24顯示晶圓W。此凹部24係具有較晶圓W直徑(例如300mm)稍大(例如4mm)的內徑，以及幾乎等同於晶圓W厚度的深度。從而，將晶圓W載置於凹部24時，晶圓W表面及旋轉台2表面(未載置晶圓W的區域)會是相同高度。凹部24底面係形成有讓支撐晶圓W內面而升降晶圓W的例如3根升降銷貫穿之貫通孔(均未圖示)。
旋轉台2上方如圖2所示，係配置有反應氣體噴嘴31,32、分離氣體噴嘴41,42及活性化氣體供給部90。圖示範例中，係在真空容器1周圍方向隔有間隔來從搬送口15(後述)順時針(旋轉台2的旋轉方向)地依序配列有活性化氣體供給部90、分離氣體噴嘴41、反應氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42及反應氣體噴嘴32。另外，反應氣體噴嘴31係第1反應氣體供給部的一範例，反應氣體噴嘴32係第2反應氣體供給部的一範例。
反應氣體噴嘴31,32係讓各基端部之氣體導入部31a,32a固定在容器本體12之外周壁，並從真空容器1外周壁導入至真空容器1內。然後，沿著容器本體12之徑向來相對於旋轉台2而以平行延伸的方式來組裝反應氣體噴嘴31,32。
分離氣體噴嘴41,42讓各基端部之氣體導入部41a,42a固定在容器本體12之外周壁，並從真空容器1外周壁導入至真空容器1內。然後，沿著容器本體12之徑向來相對於旋轉台2而以平行延伸的方式來組裝分離氣體噴嘴41,42。
關於活性化氣體供給部90將於後述。
反應氣體噴嘴31係例如由石英所構成，透過未圖示之配管及流量調整器等來連接至第1反應氣體之含Si(矽)氣體供給源(未圖示)。反應氣體噴嘴32係例如由石英所構成，透過未圖示之配管及流量調整器等來連接至第2反應氣體之氧化氣體供給源(未圖示)。分離氣體噴嘴41,42均係透過未圖示之配管及流量調整閥等來連接至分離氣體供給源(未圖示)。
含Si氣體可使用例如有機胺基矽烷，氧化氣體可使用例如O3(臭氧)氣體、O2(氧)氣體。分離氣體可使用例如N2(氮)氣體、Ar(氬)氣體。
反應氣體噴嘴31,32係沿著反應氣體噴嘴31,32之長邊方向以例如10mm之間隔配列有朝旋轉台2開口之複數氣體噴出孔33(參照圖3)。反應氣體噴嘴31下方區域會成為用以讓含Si氣體吸附於晶圓W之第1處理區域P1。反應氣體噴嘴32下方區域會成為讓在第1處理區域P1中吸附於晶圓W之含Si氣體氧化的第2處理區域P2。
參照圖2，真空容器1係設有會和分離氣體噴嘴41,42一同地構成分離區域D，並從頂板11內面朝旋轉台2突出之凸狀部4。凸狀部4係具有頂部被圓弧狀地裁斷之扇形平面形狀，本實施形態中，內圓弧係連結於突出部5(後述)，外圓弧則係沿著真空容器1之容器本體12內周面來加以配置。
圖3係顯示從反應氣體噴嘴31沿著旋轉台2之同心圓至反應氣體噴嘴32的真空容器1剖面。如圖3所示，真空容器1內係因凸狀部4而存在有為凸狀部4下面之低平坦第1頂面44，以及位於此第1頂面44周圍方向兩側並較第1頂面要高的第2頂面45。
第1頂面44係具有頂部被圓弧狀地裁斷之扇形平面形狀。又，如圖所示，凸狀部4在周圍方向中央處形成有沿徑向延伸所形成之溝部43，分離氣體噴嘴42係收納在溝部43內。另一個凸狀部4亦同樣地形成有溝部43，此溝部43內則收納有分離氣體噴嘴41。又，較高第2頂面45下方空間則分別設有反應氣體噴嘴31,32。該等反應氣體噴嘴31,32係從第2頂面45分離而設置在晶圓W附近。另外，為了說明上的方面，如圖3所示，將設有反應氣體噴嘴31之較高第2頂面45下方空間做為空間481，將設有反應氣體噴嘴32之較高第2頂面45下方空間做為空間482。
第1頂面44會相對於旋轉台2而形成狹窄空間之分離空間H。分離空 間H可分離來自第1區域P1之含Si氣體及來自第2區域P2之氧化氣體。具體而言。從分離氣體噴嘴42噴出N2氣體時，N2氣體會通過分離空間H而朝向空間481及空間482流去。此時，由於N2氣體係流動在容積較空間481及空間482要小的分離空間H，故分離空間H的壓力可較空間481及482的壓力要高。亦即，在空間481及482之間會形成有壓力障壁。又，從分離空間H朝空間481及482流出之N2氣體會相對於來自第1區域P1之含Si氣體及來自第2區域P2之氧化氣體而成為對向流來作動。從而，含Si氣體及氧化氣體幾乎無法流入至分離空間H。因此，便能抑制含Si氣體及氧化氣體在真空容器1內混合、反應。
另一方面，頂板11下面如圖2所示，係設有包圍固定旋轉台2的核心部21之外周的突出部5。此突出部5在本實施形態中，係與凸狀部4中之旋轉中心側部位連續，其下面則形成為與第1頂面44相同的高度。
另外，圖2中，為了說明上的方便，係以在較第2頂面45要低且較分離氣體噴嘴41,42要高的位置來裁切容器本體12之方式，來顯示容器本體12及其內部。
首先參照的圖1係圖2沿I-I’線之剖視圖，顯示設有第2頂面45之區域，另一方面，圖4係顯示設有第1頂面44之區域的剖視圖。
如圖4所示，扇形凸狀部4之周緣部(真空容器1之外緣側部位)係以對向於旋轉台2外端面之方式形成有彎曲呈L字形之彎曲部46。此彎曲部46與凸狀部4同樣地，會抑制反應氣體從分離區域D兩側侵入，以抑制兩反應氣體之混合。扇形凸狀部4係設於頂板11，由於頂板11可從容器本體12拆下，故彎曲部46外周面與容器本體12之間會稍有間隙。彎曲部46內周面與旋轉台2外端面之間隙，以及彎曲部46外周面與容器本體12之間隙係設定為例如等同於第1頂面44相對於旋轉台2表面之高度的尺寸。
容器本體12內周壁於分離區域D中雖如圖4所示般會接近彎曲部46之外周面而形成為垂直面，但分離區域D以外中則如圖1所示般，會例如從對向於旋轉台2之外端面的部位橫跨至底部14而朝外方側凹陷。以下，為了說明上的方便，便將具有矩形剖面形狀之此凹陷部分記作為排氣區域E。具體而言，連通於第1處理區域P1之排氣區域E記為第1排氣區域E1，連通於第2處理區域P2之排氣區域E記為第2排氣區域E2。該等第1排氣區 域E1及第2排氣區域E2的底部係各自形成有第1排氣口61及第2排氣口62。第1排氣口61及第2排氣口62如圖1所示，係各自透過排氣管63而連接至為真空排氣機構之例如真空泵64。又，排氣管63係設有壓力調整機構65。
旋轉台2與真空容器1的底部14之間的空間如圖1及圖4所示，可設有違加熱機構之加熱器單元7，可透過旋轉台2來將旋轉台2上的晶圓W加熱至程序配方所決定之溫度。旋轉台2周緣附近的下方側為了抑制氣體朝旋轉台2下方區域侵入，係設有環狀的罩體構件71。罩體構件71會區畫出旋轉台2之上方空間至排氣區域E1,E2之氛圍以及設置有加熱器單元7之氛圍。
此罩體構件71係具備有以讓旋轉台2之外緣部及較外緣部要外周側從下方側來接近之方式所設置之內側構件71a，以及設置於此內側構件71a與真空容器1內壁面之間之外側構件71b。外側構件71b係以分離區域D中凸狀部4外緣部所形成之彎曲部46下方來接近彎曲部46而加以設置。內側構件71a在旋轉台2外緣部下方(及較外緣部稍靠外側的部分下方)中，係橫跨整圈來包圍加熱器單元7。
較配置有加熱器單元7之空間要靠旋轉中心側之部位的底部14會以接近旋轉台2下面之中心部附近的核心部21之方式突出至上方側而成為突出部12a。此突出部12a與核心部21之間會成為狹窄空間，該等狹窄空間會連通至殼體20。然後，殼體20會設置有用以將吹淨氣體之N2氣體供給至狹窄空間來做吹淨之吹淨氣體供給管72。
又，真空容器1的底部14在加熱器單元7下方中係以既定的角度間隔於周圍方向設有用以吹淨加熱器單元7之配置空間的複數吹淨氣體供給管73(圖4係顯示一個吹淨氣體供給管73)。又，加熱器單元7與旋轉台2之間為了抑制氣體侵入至設有加熱器單元7的區域，係設置有從外側構件71b的內周壁(內側構件71a上面)橫跨周圍方向來覆蓋與突出部12a上端部之間的蓋體構件7a。蓋體構件7a可以例如石英來加以製作。
又，真空容器1之頂板11中心部連接有分離氣體供給管51，而構成為能將分離氣體之N2氣體供給至頂板11與核心部21之間的空間52。被供給至此空間52之分離氣體會透過突出部5與旋轉台2之狹窄空間50沿著旋轉 台2之晶圓載置區域表面朝周緣噴出。空間50可藉由分離氣體而維持在較空間481及空間482要高的壓力。從而，藉由空間50，便能抑制被供給至第1處理區域P1的含Si氣體與被供給至第2處理區域P2氧化氣體通過中心區域C而混合。亦即，空間50(或中心區域C)便可具有與分離空間H(或分離區域D)同樣的機能。
再者，真空容器1側壁如圖2所示，係形成有用以在外部搬送臂10與旋轉台2之間進行為基板之晶圓W的收授之搬送口15。此搬送口15係藉由未圖示之閘閥來加以開閉。又，旋轉台2中為晶圓載置區域之凹部24會在面向此搬送口15之位置來進行與搬送臂10之間的晶圓W收授。因此，旋轉台2下方側中對應於收授位置之部位會設置有貫穿凹部24來將晶圓W從內面提升用之收授用升降銷及其升降機構(均未圖示)。
接著，參照圖2、圖5、圖6及圖7，就活性化氣體供給部90來加以說明。圖5係用以說明本發明一實施形態相關之基板處理裝置中第3處理區域P3之部分剖視圖。圖6係本發明一實施形態相關之基板處理裝置的概略平面圖。圖7係用以說明本發明一實施形態相關之基板處理裝置中第3處理區域P3之部分剖視圖。另外，圖6係顯示拆下圖2中電漿產生部91及蝕刻氣體供給管92後之狀態。又，圖7係顯示圖6中之J-J’線的概略剖視圖。
活性化氣體供給部90會針對晶圓上所成膜之膜供給被活性化後之蝕刻氣體，來蝕刻其膜。活性化氣體供給部90如圖2及圖5所示，係具備有電漿產生部91、蝕刻氣體供給管92、噴淋頭部93、配管94。另外，噴淋頭部93係噴出部的一範例。
電漿產生部91會藉由電漿源來活性化從蝕刻氣體供給管92所供給之蝕刻氣體。電漿源只要是能活性化含氟氣體來產生F(氟)自由基的話，並無特別限定。電漿源可使用例如感應耦合型電漿(ICP：Inductively Coupled Plasma)、電容耦合型電漿(CCP：Capacitively Coupled Plasma)、表面波電漿(SWP：Surface Wave Plasma)。
蝕刻氣體供給管92其一端係與電漿產生部91連接，來將蝕刻氣體供給至電漿產生部91。蝕刻氣體供給管92另端係例如透過開閉閥及流量調整器來連接至儲存有蝕刻氣體之蝕刻氣體供給源。蝕刻氣體可使用能蝕刻晶圓W所成膜之膜的氣體。具體而言，可使用CHF3(三氟甲烷)等之氫氟烴、CF4(四 氟化碳)等之氟碳等、蝕刻氧化矽膜之含氟氣體等。又，該等含氟氣體可適當添加Ar氣體、O2氣體、H2(氫)氣體等。
噴淋頭部93係透過配管94與電漿產生部91連接，為將電漿產生部91所活性化的蝕刻氣體供給至真空容器1內之部分。噴淋頭部93具有扇形的平面形狀，會被以沿著扇形平面形狀外緣之方式所形成的按壓構件95來朝下方側橫跨周圍方向來被按壓。又，按壓構件95係藉由以未圖示之螺栓等來固定於頂板11，以讓真空容器1之內部氛圍為氣密狀態。被固定於頂板11時之噴淋頭部93下面與旋轉台2上面之間隙可為例如0.5mm至5mm左右，此噴淋頭部93下方區域會成為例如用以蝕刻矽氧化膜的第3處理區域P3。藉此，便能透過噴淋頭部93讓被供給至真空容器1內之活性化後的蝕刻氣體所含有的F自由基有效率地與晶圓W所成膜之膜反應。
噴淋頭部93係對應於旋轉台2之角速度差異而以旋轉中心側較少，外側較多之方式來設有複數氣體噴出孔93a。複數氣體噴出孔93a之個數可為例如數十至數百個。又，複數氣體噴出孔93a的直徑可為例如0.5mm至3mm左右。被供給至噴淋頭部93之活性化後的蝕刻氣體會通過氣體噴出孔93a而供給至旋轉台2與噴淋頭部93之間的空間。
配管94會連接電漿產生部91與噴淋頭部93。
又，如圖6及圖7所示，真空容器1周圍方向之氣體噴出孔93a的前方(旋轉台2之旋轉方向上游側)係讓3個吹淨氣體供給部96(93a,96b,96c)接近氣體噴出孔93a來與噴淋頭部93一體地加以設置。
吹淨氣體供給部96係沿著容器本體12徑向而以相對於旋轉台2水平地延伸之方式來加以設置，會供給吹淨氣體至旋轉台2與噴淋頭部93之間的空間。吹淨氣體供給部96各自連接有例如開閉閥及流量調整器，而可各自獨立地控制吹淨氣體的供給流量。吹淨氣體供給部96所供給之吹淨氣體流量係基於以活性化氣體供給部93供給至旋轉台2表面之蝕刻氣體分布來加以控制。
吹淨氣體供給部96a係較吹淨氣體供給部96b配置於要靠容器本體12徑向之旋轉中心側。吹淨氣體供給部96b係較吹淨氣體供給部96c配置於要靠容器本體12徑向之旋轉中心側。
藉由從相關吹淨氣體供給部96所供給之吹淨氣體，便可讓從氣體噴出 孔93a供給至旋轉台2與噴淋頭部93之間的空間之蝕刻氣體所含有的氟體積比例降低。吹淨氣體可使用例如Ar氣體、Ar氣體與H2氣體之混合氣體(以下稱為「Ar/H2氣體」)，較佳是使用Ar/H2氣體。藉此，F自由基便會與H2氣體反應而生成HF(氟化氫)，而減少F自由基的量。亦即，可控制F自由基的濃度。
又，如圖6及圖7所示，真空容器1周圍方向中之氣體噴出孔93a後方(旋轉台2之旋轉方向下游測)係讓3個吹淨氣體供給部96(93d,96e,96f)接近氣體噴出孔93a來與噴淋頭部93一體地加以設置。
吹淨氣體供給部96係沿著容器本體12徑向而以相對於旋轉台2水平地延伸之方式來加以設置，會供給吹淨氣體至旋轉台2與噴淋頭部93之間的空間。吹淨氣體供給部96各自連接有例如開閉閥及流量調整器，而可各自獨立地控制吹淨氣體的供給流量。
吹淨氣體供給部96d係較吹淨氣體供給部96e配置於要靠容器本體12徑向之旋轉中心側。吹淨氣體供給部96e係較吹淨氣體供給部96f配置於要靠容器本體12徑向之旋轉中心側。
藉由從相關吹淨氣體供給部96所供給之吹淨氣體，便可讓從氣體噴出孔93a供給至旋轉台2與噴淋頭部93之間的空間之蝕刻氣體所含有的氟體積比例降低。吹淨氣體與前述相同，可使用例如Ar氣體、Ar/H2氣體。
另外，圖6係就讓吹淨氣體供給部96構成為在真空容器1周圍方向中為配置有前方3個、後方3個之氣體噴出孔93a來加以說明，但本發明並不限定於該點。吹淨氣體供給部96可僅配置在真空容器1周圍方向之氣體噴出孔93a前方，亦可僅配置在後方。又，吹淨氣體供給部96之個數只要設置2個以上即可。
又，基板處理裝置係設置有用以控制裝置整體動作之電腦所構成的控制部100。此控制部100之記憶體收納有在控制部100的控制下，讓基板處理裝置實施後述基板處理方法之程式。此程式係由實行後述裝置動作之步驟群所組成，能從硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡、軟碟等記憶部101安裝至控制部100內。
(基板處理方法)
就使用本發明一實施型態相關之基板處理裝置的基板處理方法一範例 來加以說明。以下中，係舉將SiO2膜形成在晶圓W上所形成之凹形狀圖案的一個孔洞之方法為例來加以說明。另外，係舉使用含Si氣體為第1反應氣體，氧化氣體為第2反應氣體，CF4氣體及Ar氣體及O2氣體及H2氣體之混合氣體(以下稱為「CF4/Ar/O2/H2氣體」)為蝕刻氣體之情況來加以說明。
首先，開啟未圖示之閘閥，如圖2所示，從外部藉由搬送臂10透過搬送口15將晶圓W收授至旋轉台2之凹部24內。此收授係在凹部24停止在面向搬送口15之位置時，透過凹部24底面的貫通孔從真空容器1底部側讓未圖示之升降銷升降來加以進行。讓旋轉台2間歇性旋轉來進行此般晶圓W之收授，以各自將晶圓W載置於旋轉台2之5個凹部24內。
接著，關閉閘閥，藉由真空泵64讓真空容器1內成為吸引狀態後，以既定流量從分離氣體噴嘴41,42噴出為分離氣體之N2氣體，並以既定流量從分離氣體供給管51及吹淨氣體供給管72,73噴出N2氣體。伴隨於此，藉由壓力調整機構65將真空容器1內調整至預先設定的處理壓力。接著，讓旋轉台2繞順時針以例如60rpm之轉速旋轉，並藉由加熱器單元7來將晶圓W加熱至例如450℃。
接著，實行成膜工序。成膜工序中，會從反應氣體噴嘴31供給含Si氣體，從反應氣體噴嘴32供給氧化氣體。又，未從從活性化氣體供給部90供給任何氣體。
晶圓W在通過第1處理區域P1時，為原料氣體之含Si氣體會從反應氣體噴嘴31供給並吸附於晶圓W表面。表面吸附有含Si氣體之晶圓W會因旋轉台2之旋轉而通過具有分離氣體噴嘴42之分離區域D來被吹淨後，進入到第2處理區域P2。第2處理區域P2中，會從反應氣體噴嘴32供給氧化氣體，藉由氧化氣體來氧化含Si氣體所含有的Si成分，而在晶圓W表面沉積為反應生成物之SiO2。
通過第2處理區域P2後的晶圓W在通過具有分離氣體噴嘴41之分離區域D來被吹淨後，會再度進入到第1處理區域P1。然後，從反應氣體噴嘴31供給含Si氣體，讓含Si氣體吸附於晶圓W表面。
以上，複數次連續性地讓旋轉台2旋轉，並且不讓蝕刻氣體供給至真空容器1內，而將第1反應氣體及第2反應氣體供給至真空容器1內。藉此，便會在晶圓W表面沉積為反應生成物之SiO2，而成膜出SiO2膜(矽氧化膜)。
依需要，亦可在成膜出SiO2膜至既定膜厚後，便停止從反應氣體噴嘴31供給含Si氣體的供給，但持續從反應氣體噴嘴32供給氧化氣體，並藉由繼續旋轉台2的旋轉，來進行SiO2膜的改質處理。
藉由實行成膜工序，便會在凹形狀圖案之一個孔洞內成膜出SiO2膜。首先形成於孔洞內之SiO2膜會具有沿著凹形狀之剖面形狀。
接著，實行蝕刻工序。蝕刻工序中，SiO2膜會被蝕刻成V字的剖面形狀。蝕刻工序具體而言，係如以下般實行。
如圖2所示，停止從反應氣體噴嘴31,32之含Si氣體及氧化氣體的供給，並供給N2氣體來做為吹淨氣體。旋轉台2會設定在適於蝕刻之溫度，例如600℃左右。又，旋轉台2的轉速係設定在例如60rpm。此狀態下，從活性化氣體供給部90之噴淋頭部93供給CF4/Ar/O2/H2氣體，從吹淨氣體供給部96供給例如預設流量之Ar氣體，以開始蝕刻處理。
此時，旋轉台23係以低速旋轉，故SiO2膜會被蝕刻成V字剖面形狀。藉由將孔洞內之SiO2膜蝕刻成V字形狀，便可在SiO2膜形成最上部開口較廣之孔洞，而可在接著成膜時讓SiO2膜填埋至底部，故可進行底部提升性高且難以產生空洞之成膜。
然而，在蝕刻工序中對SiO2膜進行蝕刻時，在晶圓W面內之旋轉中心側與外周側之間會有蝕刻量差異之情況。然後，在晶圓W面內之蝕刻量有差異時，便難以確保晶圓W面內之蝕刻均勻性。
但是，本發明一實施形態相關之基板處理裝置係至少在真空容器1之周圍方向的氣體噴出孔93a的前方及後方任一邊具有複數吹淨氣體供給部96。然後，藉由吹淨氣體供給部96，便可供給例如預設流量之Ar氣體至旋轉台2與噴淋頭部93之間的空間。又，藉由獨立調整複數吹淨氣體供給部96各自所供給的Ar氣體之流量，便可在晶圓W面內調整蝕刻量分布。
具體而言，在例如晶圓W面內之旋轉中心側的蝕刻量較大的情況，便以讓吹淨氣體供給部96a所供給之Ar氣體流量會較吹淨氣體供給部96b,96c所供給之Ar氣體流量要大之方式來做調整。另外，此時，亦可以讓吹淨氣體供給部96d所供給之Ar氣體流量會較吹淨氣體供給部96e,96f所供給之Ar氣體流量要大之方式來做調整。進一步地，亦可兩邊同時調整。
又，在例如晶圓W面內之外周側的蝕刻量較大的情況，便以讓吹淨氣 體供給部96c所供給之Ar氣體流量會較吹淨氣體供給部96a,96b所供給之Ar氣體流量要大之方式來做調整。另外，此時，亦可以讓吹淨氣體供給部96f所供給之Ar氣體流量會較吹淨氣體供給部96d,96e所供給之Ar氣體流量要大之方式來做調整。進一步地，亦可兩邊同時調整。
另外，吹淨氣體供給部96所供給之Ar氣體流量之調整可以成為預設流量之方式由控制部100來加以控制，亦可由操作員來加以控制。
以上，讓旋轉台2複數次連續地旋轉，且不將第1反應氣體及第2反應氣體供給至真空容器1內，而將蝕刻氣體及吹淨氣體供給至真空容器1內。藉此，來蝕刻SiO2膜。
接著，再度實行前述成膜工序。成膜工序中，係在蝕刻工序中被蝕刻成V字狀的SiO2膜上進一步地成膜出SiO2膜，以增加膜厚。由於在被蝕刻成V字狀的SiO2膜上成膜，故成膜時並不會阻塞入口，而可從SiO2膜的底部來將膜沉積。
接著，再度實行前述之蝕刻工序。蝕刻工序中，SiO2膜會被蝕刻成V字狀。
以必要的次數交互地重複上述所說明之成膜工序及蝕刻工序，便會在SiO2膜內以不會產生空洞之方式來填埋孔洞。該等工序之重複次數可對應於含孔洞等之凹形狀圖案的縱寬比而為適當的次數。例如，縱寬比較大的情況，重複次數便較多。又，推測相較於溝渠，孔洞的話會讓重複次數變多。
另外，本實施形態中，雖是以重複成膜工序及蝕刻工序，而在晶圓W表面所形成之凹形狀圖案進行填埋成膜之範例為例來加以說明，但本發明並不限定在此點。
例如，亦可將預先在表面形成有膜的晶圓W搬入，而僅進行蝕刻工序。
又，亦可例如讓旋轉台2複數次連續地旋轉，並同時將第1反應氣體、第2反應氣體、蝕刻氣體及吹淨氣體供給至真空容器1內，在旋轉台旋轉1次的期間，各進行1次成膜工序及蝕刻工序。再者，亦可重複複數次會各進行1次成膜工序及蝕刻工序之循環。
(實施例)
接著，便使用本發明一實施形態相關之基板處理裝置來進行模擬。
圖8A-8D係在從活性化氣體供給部90來供給CF4氣體、Ar氣體、O2氣 體及H2氣體(以下稱為「CF4/Ar/O2/H2氣體」)，從較活性化氣體供給部90要配置於真空容器1之周圍方向的前方之吹淨氣體供給部96(96a,96b,96c)來供給Ar氣體的情況，顯示真空容器1內之氟體積比例的模擬結果之圖式。
另外，模擬條件如下。亦即，真空容器1內之壓力為2Torr，旋轉台2之溫度為600℃，旋轉台2之轉速為60rpm。又，分離氣體噴嘴51之Ar氣體流量為0.5slm，吹淨氣體供給管73之Ar氣體流量為1slm。又，蝕刻氣體供給管92之CF4氣體流量為10sccm，Ar氣體流量為4slm，O2氣體流量為30sccm，H2氣體流量為20sccm。
在相關條件下，於吹淨氣體供給部96a,96b,96c所供給之Ar氣體流量在100sccm或300sccm變化時，就真空容器1內的氟體積比例進行模擬。
圖8A係顯示讓吹淨氣體供給部96a,96b,96c之Ar氣體流量均為100sccm時之模擬結果的圖式。圖8B係顯示讓吹淨氣體供給部96a之Ar氣體流量為300sccm，吹淨氣體供給部96b,96c之Ar氣體流量為100sccm時之模擬結果的圖式。圖8C係顯示讓吹淨氣體供給部96b之Ar氣體流量為300sccm，吹淨氣體供給部96a,96c之Ar氣體流量為100sccm時之模擬結果的圖式。圖8D係顯示讓吹淨氣體供給部96c之Ar氣體流量為300sccm，吹淨氣體供給部96a,96b之Ar氣體流量為100sccm時之模擬結果的圖式。
圖8A~8D中，顯示出區域Z1的氟體積比例最高，區域Z2、區域Z3、區域Z4、區域Z5、區域Z6、區域Z7、區域Z8、區域Z9、區域Z10則依序氟體積比例較高。
參照圖8A~8D，在吹淨氣體供給部96周圍方向之前方的區域中，Ar氣體流量為300sccm情況之氟體積比例會較Ar氣體流量為100sccm情況之氟體積比例要小。具體而言，Ar氣體流量為300sccm之吹淨氣體供給部96的周圍方向的前方之區域中，圖8B~8D相較於圖8A，區域Z4的面積會變小，區域Z5起區域Z6之面積會變大。亦即，藉由吹淨氣體供給部96之Ar氣體流量變大，便可讓Ar氣體流量變大後之吹淨氣體供給部96之周圍方向的前方之區域的氟體積比例變小。結果，便可讓該區域之矽氧化膜的蝕刻量變小。
圖9A~9C係與圖8A~8D同樣，在從活性化氣體供給部90來供給CF4/Ar/O2/H2/氣體，從較活性化氣體供給部90要配置於真空容器1之周圍方 向的前方之吹淨氣體供給部96(96a,96b,96c)來供給Ar氣體的情況，顯示真空容器1內之氟體積比例的模擬結果之圖式。另外，圖9A~9C則係在與圖8A~8D同樣的模擬條件下，於吹淨氣體供給部96a,96b,96c所供給之Ar氣體流量在100sccm或1000sccm變化時，就真空容器1內的氟體積比例進行模擬。
圖9A係顯示讓吹淨氣體供給部96a，之Ar氣體流量為1000sccm，吹淨氣體供給部96b,96c之Ar氣體流量為100sccm時之模擬結果的圖式。圖9B係顯示讓吹淨氣體供給部96b之Ar氣體流量為1000sccm，吹淨氣體供給部96a,96c之Ar氣體流量為100sccm時之模擬結果的圖式。圖9C係顯示讓吹淨氣體供給部96c之Ar氣體流量為1000sccm，吹淨氣體供給部96a,96b之Ar氣體流量為100sccm時之模擬結果的圖式。
圖9A~9C中，顯示出區域Z1的氟體積比例最高，區域Z2、區域Z3、區域Z4、區域Z5、區域Z6、區域Z7、區域Z8、區域Z9、區域Z10則依序氟體積比例較高。
參照圖8A及圖9A~9C，吹淨氣體供給部96之周圍方向的前方區域中，Ar氣體流量為1000sccm之情況的氟體積比例會較Ar氣體流量為100sccm之情況的氟體積比例要小。具體而言，Ar氣體流量為1000sccm之吹淨氣體供給部96的周圍方向之前方區域中，區域Z4的面積在圖9A~9C會較圖8A要小，而區域Z5起區域Z10的面積會變大。亦即，藉由吹淨氣體供給部96之Ar氣體流量變大，便可讓Ar氣體流量變大後之吹淨氣體供給部96之周圍方向的前方之區域的氟體積比例變小。結果，便可讓該區域之矽氧化膜的蝕刻量變小。再者，藉由讓Ar氣體流量從300sccm為1000sccm，便可讓氟體積比例較Ar氣體流量為300sccm時要小。
圖10A~10D系在從活性化氣體供給部90來供給CF4/Ar/O2/H2/氣體，從較活性化氣體供給部90要配置於真空容器1之周圍方向的後方之吹淨氣體供給部96(96d,96e,96f)來供給Ar氣體的情況，顯示真空容器1內之氟體積比例的模擬結果之圖式。另外，圖10A~10D則係在與圖8A~8D同樣的模擬條件下，於吹淨氣體供給部96d,96e,96f所供給之Ar氣體流量在100sccm或300sccm變化時，就真空容器1內的氟體積比例進行模擬。
圖10A係顯示讓吹淨氣體供給部96d,96e,96f之Ar氣體流量均為100sccm 時之模擬結果的圖式。圖10B係顯示讓吹淨氣體供給部96d之Ar氣體流量為300sccm，吹淨氣體供給部96e,96f之Ar氣體流量為100sccm時之模擬結果的圖式。圖10C係顯示讓吹淨氣體供給部96e之Ar氣體流量為300sccm，吹淨氣體供給部96d,96f之Ar氣體流量為100sccm時之模擬結果的圖式。圖10D係顯示讓吹淨氣體供給部96f之Ar氣體流量為300sccm，吹淨氣體供給部96e,96d之Ar氣體流量為100sccm時之模擬結果的圖式。
圖10A~10D中，顯示出區域Z1的氟體積比例最高，區域Z2、區域Z3、區域Z4、區域Z5、區域Z6、區域Z7、區域Z8、區域Z9、區域Z10則依序氟體積比例較高。
參照圖10A~10D，在吹淨氣體供給部96周圍方向之後方的區域中，Ar氣體流量為300sccm情況之氟體積比例會較Ar氣體流量為100sccm情況之氟體積比例要小。具體而言，Ar氣體流量為300sccm之吹淨氣體供給部96的周圍方向的前方之區域中，圖10B~10D相較於圖10A，區域Z3起區域Z4的面積會變小，區域Z5起區域Z6之面積會變大。亦即，藉由吹淨氣體供給部96之Ar氣體流量變大，便可讓Ar氣體流量變大後之吹淨氣體供給部96之周圍方向的後方之區域的氟體積比例變小。結果，便可讓該區域之矽氧化膜的蝕刻量變小。又，藉由將吹淨氣體供給部96較活性化氣體供給部90而配置於真空容器1周圍方向之後方，在從真空容器1徑向中央所配置之吹淨氣體供給部96供給Ar氣體時，便能抑制Ar氣體流至真空容器1徑向的外周側。因此，便能提升氟體積比例的控制性。
如以上所說明，依本發明一實施形態相關之基板處理裝置及基板處理方法，便可控制基板面內之蝕刻量分布。
以上，已藉由實施例來說明基板處理裝置及基板處理方法，但本發明不限於上述實施例，在本發明範圍內可為各種變形及改良。
前述實施形態中，係就活性化氣體供給部90之電漿產生部91是透過配管94來設置於噴淋頭部93上方之形態來加以說明。但是，設置電漿產生部91的位置只要是可針對晶圓W上所成膜之膜來供給活性化後之蝕刻氣體的位置，便無特限定，可為例如噴淋頭部93內部、噴淋頭部93下方。
本申請案係基於2015年3月3日之日本發明專利申請第2015-041500而主張其優先權，並將其所有內容依參照而置入本申請案。

Claims (12)

  1. 一種基板處理裝置，係具備有：旋轉台，係可旋轉地設置於真空容器內，並可載置基板；第1反應氣體供給部，係可供給第1反應氣體至該旋轉台表面；第2反應氣體供給部，係從該第1反應氣體供給部而分開設置於該旋轉台之周圍方向，可供給會與該第1反應氣體反應之第2反應氣體至該旋轉台表面；活性化氣體供給部，係從該第1反應氣體供給部及該第2反應氣體供給部而分開設置於該旋轉台之周圍方向，包含形成有可供給活性化後之蝕刻氣體至該旋轉台表面之噴出孔的噴出部；複數吹淨氣體供給部，係接近該噴出孔而設於該旋轉台之周圍方向，可供給吹淨氣體至該旋轉台表面；以及控制部，係基於從該活性化氣體供給部供給至該旋轉台之表面的該蝕刻氣體之分布，來控制從該複數吹淨氣體供給部各自所供給之該吹淨氣體流量；該複數吹淨氣體供給部各自所供給之該吹淨氣體流量係可獨立控制。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中該複數吹淨氣體供給部各自係沿著該旋轉台之徑向而相互接近設置。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中該複數吹淨氣體供給部係設置於該旋轉台之旋轉方向上游側。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中該複數吹淨氣體供給部係一體設置於該噴出部。
  5. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中該噴出孔係相較於該旋轉台之外周側而較多地配置於該旋轉台之旋轉中心側。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中該第1反應氣體係含矽氣體；該第2反應氣體係氧化氣體；該蝕刻氣體係含氟氣體；該吹淨氣體係含氫氣體。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中該控制部在該基板表面僅進行成膜時，會從該第1反應氣體供給部及該第2反應氣體供給部來各自供給該第1反應氣體及該第2反應氣體，並停止來自該活性化氣體供給部之該蝕刻氣體的供給；在僅進行該基板表面所形成之膜的蝕刻時，會停止從該第1反應氣體供給部及該第2反應氣體供給部之該第1反應氣體及該第2反應氣體的供給，並從該活性化氣體供給部及該吹淨氣體供給部來各自供給該蝕刻氣體及該吹淨氣體。
  8. 一種基板處理方法，係包含有將基板載置於真空容器內所設置之旋轉台表面，讓旋轉台旋轉並將蝕刻氣體供給至真空容器內，來蝕刻該基板表面所形成之膜的蝕刻工序之基板處理方法，該蝕刻工序係含有將蝕刻氣體供給至該旋轉台表面，並從供給有該蝕刻氣體之區域附近所設置之複數吹淨氣體供給部來供給吹淨氣體的工序；基於供給至該旋轉台表面之該蝕刻氣體分布，而藉由獨立地改變從該複數吹淨氣體供給部各自所供給之該吹淨氣體流量，來控制蝕刻該膜之蝕刻量。
  9. 如申請專利範圍第8項之基板處理方法，其中在讓該蝕刻量較大時，係讓該吹淨氣體流量較小，在讓該蝕刻量較小時，係讓該吹淨氣體流量較大。
  10. 如申請專利範圍第8項之基板處理方法，其更具有讓該旋轉台旋轉，並供給第1反應氣體、會與該第1反應氣體反應之第2反應氣體至該真空容器內，以在該基板表面形成膜之成膜工序。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板處理方法，其中該成膜工序係含有將該旋轉台複數次連續旋轉，並且不供給該蝕刻氣體至該真空容器內，而供給該第1反應氣體及該第2反應氣體至該真空容器內之工序；該蝕刻工序係含有將該旋轉台複數次連續旋轉，並且不供給該第1反應氣體及該第2反應氣體至該真空容器內，而供給該蝕刻氣體及該吹淨氣體至該真空容器內之工序。
  12. 如申請專利範圍第10項之基板處理方法，其係將該旋轉台複數次連續旋轉，並且同時供給該第1反應氣體、該第2反應氣體、該蝕刻氣體及該吹淨氣體至該真空容器內，並複數次重複在該旋轉台旋轉1次期間會各進行1次之該成膜工序及該蝕刻工序的循環。
TW105106059A 2015-03-03 2016-03-01 基板處理裝置及基板處理方法（二） TWI660425B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-041500 2015-03-03
JP2015041500A JP6388553B2 (ja) 2015-03-03 2015-03-03 基板処理装置及び基板処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201707086A TW201707086A (zh) 2017-02-16
TWI660425B true TWI660425B (zh) 2019-05-21

Family

ID=56845478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105106059A TWI660425B (zh) 2015-03-03 2016-03-01 基板處理裝置及基板處理方法（二）

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20160260587A1 (zh)
JP (1) JP6388553B2 (zh)
KR (1) KR101989216B1 (zh)
CN (1) CN105938796B (zh)
TW (1) TWI660425B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180022157A (ko) 2016-08-23 2018-03-06 현대자동차주식회사 전기차의 무선충전 안내 방법
KR102065243B1 (ko) 2017-05-01 2020-01-10 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 성막 방법 및 성막 장치
US10529543B2 (en) * 2017-11-15 2020-01-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Etch process with rotatable shower head
JP6971887B2 (ja) * 2018-03-02 2021-11-24 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置
CN111146063B (zh) * 2018-11-02 2022-04-08 江苏鲁汶仪器有限公司 一种等离子体反应腔进气***
CN109532234B (zh) * 2018-12-25 2020-07-10 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 喷墨头
CN109860080A (zh) * 2018-12-28 2019-06-07 浙江中晶新能源有限公司 一种硅片的定位输送装置
JP7098677B2 (ja) * 2020-03-25 2022-07-11 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080026162A1 (en) * 2006-07-29 2008-01-31 Dickey Eric R Radical-enhanced atomic layer deposition system and method
TW200913129A (en) * 2007-07-19 2009-03-16 Ips Ltd Apparatus, method for depositing thin film on wafer and method for gap-filling trench using the same

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5751265A (en) * 1980-09-10 1982-03-26 Hitachi Ltd Microwave plasma etching device
JP2003142484A (ja) 2001-10-31 2003-05-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JP5195174B2 (ja) 2008-08-29 2013-05-08 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法
JP5141607B2 (ja) * 2009-03-13 2013-02-13 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
KR101625078B1 (ko) * 2009-09-02 2016-05-27 주식회사 원익아이피에스 가스분사장치 및 이를 이용한 기판처리장치
JP5599350B2 (ja) * 2011-03-29 2014-10-01 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法
US8809170B2 (en) * 2011-05-19 2014-08-19 Asm America Inc. High throughput cyclical epitaxial deposition and etch process
JP5884500B2 (ja) * 2012-01-18 2016-03-15 東京エレクトロン株式会社 成膜装置
JP6084202B2 (ja) * 2012-03-07 2017-02-22 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及び基板処理方法
JP6040609B2 (ja) 2012-07-20 2016-12-07 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法
SG2013083241A (en) * 2012-11-08 2014-06-27 Novellus Systems Inc Conformal film deposition for gapfill
WO2015103358A1 (en) * 2014-01-05 2015-07-09 Applied Materials, Inc. Film deposition using spatial atomic layer deposition or pulsed chemical vapor deposition

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080026162A1 (en) * 2006-07-29 2008-01-31 Dickey Eric R Radical-enhanced atomic layer deposition system and method
TW200913129A (en) * 2007-07-19 2009-03-16 Ips Ltd Apparatus, method for depositing thin film on wafer and method for gap-filling trench using the same

Also Published As

Publication number Publication date
US10043639B2 (en) 2018-08-07
JP2016162931A (ja) 2016-09-05
US20180047545A1 (en) 2018-02-15
TW201707086A (zh) 2017-02-16
JP6388553B2 (ja) 2018-09-12
CN105938796A (zh) 2016-09-14
KR101989216B1 (ko) 2019-06-13
US20160260587A1 (en) 2016-09-08
CN105938796B (zh) 2020-06-23
KR20160107103A (ko) 2016-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI660425B (zh) 基板處理裝置及基板處理方法（二）
TWI668760B (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
TWI663673B (zh) 基板處理裝置及基板處理方法（一）
US9267204B2 (en) Film deposition apparatus, substrate processing apparatus, film deposition method, and storage medium
KR101502205B1 (ko) 성막 장치 및 성막 방법
TWI650439B (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
US20120267340A1 (en) Film deposition method and film deposition apparatus
US10668512B2 (en) Particle removal method and substrate processing method
KR102106666B1 (ko) 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 기판 보유 지지 부재
JP7042689B2 (ja) サセプタのドライクリーニング方法及び基板処理装置
TWI733809B (zh) 成膜裝置