基板处理装置的制作方法

文档序号:11235493
基板处理装置的制造方法

本发明涉及一种基板处理装置。



背景技术:

提出了一种主要通过等离子体中的自由基对处理容器内的半导体晶圆(以下称作“晶圆”。)进行蚀刻处理的方法(例如参照专利文献1)。在主要通过自由基来蚀刻晶圆的情况下,想要抑制等离子体中的离子作用于晶圆。因此,在处理容器的内部配置将等离子体生成空间和基板处理空间分隔的分隔板。通过分隔板能够抑制等离子体中的离子从等离子体生成空间穿过到基板处理空间。

另一方面,等离子体中的自由基穿过分隔板向基板处理空间移动,有助于晶圆的蚀刻。由此,能够在抑制离子到达晶圆表面的同时利用自由基进行蚀刻处理。此时,通过使自由基不失活地到达晶圆表面,能够提高蚀刻率,从而促进蚀刻处理。此外,自由基的失活是指自由基容易失去活性。

专利文献1:国际公开第2013/175897号小册子



技术实现要素:

发明要解决的问题

然而,当自由基在扩散时吸附于处理容器的内壁表面、处理容器内的构件时,自由基失活。尤其是,当载置于处理容器的晶圆与处理容器的内壁之间的距离近时,自由基容易吸附于处理容器的内壁,从而失活的自由基增加。由此,相比于晶圆的内周侧的蚀刻率,晶圆的外周侧的蚀刻率下降,蚀刻的面内均匀性变差。

针对上述问题,在一个方面中,本发明的目的是抑制自由基的失活,实现蚀刻的均匀性。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题,根据一个方式,提供一种基板处理装置,其通过高频的能量从气体生成等离子体,通过所生成的等离子体中的自由基在处理容器的内部对基板进行蚀刻处理,所述基板处理装置具有:高频电源,其向所述处理容器的内部供给高频的能量;气体供给源,其向所述处理容器的内部导入气体;载置台,其载置所述基板;以及分隔板,其设置在所述处理容器的内部,将所述处理容器的内部分隔为等离子体生成空间和基板处理空间,该分隔板抑制离子的穿过,其中,所述分隔板和所述处理容器的内壁表面中的至少比所述载置台靠上的部分被再结合系数为0.002以下的电介质覆盖。

发明的效果

根据一个方面,能够抑制自由基的失活,实现蚀刻的均匀性。

附图说明

图1是表示具有一个实施方式所涉及的自由基处理装置的基板处理系统的一例的图。

图2是表示一个实施方式所涉及的自由基处理装置的纵截面图的一例的图。

图3是表示自由基的表面再结合概率的图。

图4是表示自由基的表面再结合概率的图。

图5是表示使用一个实施方式所涉及的自由基处理装置得到的蚀刻结果和比较例的蚀刻结果的一例的图。

附图标记说明

1:基板处理系统;2:搬入搬出部;3:加载互锁真空室;4:pht处理装置;5:自由基处理装置;6:控制部;40:处理容器;40a:侧壁部;41:载置台;42a:气体导入管;42b:气体导入管;45:升降机构;52:盖体;52a:内壁面;90:控制部;100:石英的内衬构件;154:rf天线;156:天线室;162:高频供电部;164:高频电源;210:气体供给源;211:气体供给源;220:分隔板;230:板状构件;231:板状构件;p:等离子体生成空间;s:基板处理空间。

具体实施方式

下面,参照附图来说明用于实施本发明的方式。此外,在本说明书和附图中,对实质上相同的结构标注相同的标记,由此省略重复的说明。

[基板处理系统的结构]

首先,参照图1来说明具有本发明的一个实施方式所涉及的自由基处理装置的基板处理系统。自由基处理装置是基板处理装置的一例。

本实施方式所涉及的基板处理系统1具有搬入搬出部2、两个加载互锁真空室(l/l)3、两个pht处理装置4和两个自由基处理装置5。搬入搬出部2将作为被处理基板的一例的晶圆w搬入搬出。与搬入搬出部2相邻地设置有两个加载互锁真空室3。pht处理装置4分别与各加载互锁真空室3相邻地设置,对晶圆w进行pht(postheattreatment:后热处理)处理。自由基处理装置5与各pht处理装置4分别相邻地设置,对晶圆w进行自由基处理。

加载互锁真空室3、pht处理装置4以及自由基处理装置5设置成按顺序排列在一条直线上。pht处理装置4和自由基处理装置5对晶圆w逐一进行处理。但是,pht处理装置4和自由基处理装置5也可以构成为对晶圆w每次两个地进行处理。

搬入搬出部2具有在内部设置有输送晶圆w的第一晶圆输送机构11的输送室(l/m)12。第一晶圆输送机构11具有将晶圆w保持为大致水平的两个输送臂11a、11b。在输送室12的长边方向的侧部设置有台13,该台部13例如能够连接三个能够收容多个晶圆w的承载体c。另外,与输送室12相邻地设置有使晶圆w旋转并以光学方式求出偏心量来进行位置对准的定向器14。

在搬入搬出部2中,晶圆w由输送臂11a、11b保持,通过第一晶圆输送机构11的驱动在大致水平面内直行移动并且进行升降,由此被输送到期望的位置。然后,输送臂11a、11b分别相对于台13上的承载体c、定向器14、加载互锁真空室3进退,由此进行搬入搬出。

各加载互锁真空室3分别在与输送室12之间分别存在有闸阀16的状态下与输送室12连结。在各加载互锁真空室3内设置有输送晶圆w的第二晶圆输送机构17。另外,加载互锁真空室3能够减压到规定的真空度。

第二晶圆输送机构17具有多关节臂构造,且具有将晶圆w保持为大致水平的拾取器。在该第二晶圆输送机构17中,在缩回多关节臂的状态下拾取器位于加载互锁真空室3内,通过伸出多关节臂,拾取器到达pht处理装置4,通过进一步伸出多关节臂,拾取器能够到达自由基处理装置5。由此,能够在加载互锁真空室3、pht处理装置4以及自由基处理装置5之间输送晶圆w。

pht处理装置4具有能够抽真空的处理容器20和在该处理容器20中将晶圆w以水平状态载置的载置台23,在载置台23中埋设有加热器,进行通过该加热器对被实施了自由基处理后的晶圆w进行加热来使通过自由基处理而生成的反应生成物升华的pht处理。在进行pht处理时,向处理容器20内导入n2气体等非活性气体。在处理容器20的加载互锁真空室3侧设置有闸阀22,在处理容器20的自由基处理装置5侧设置有闸阀54。

本实施方式所涉及的自由基处理装置5通过含氟气体和含氢气体(例如nh3气体)对在处理容器40内载置于载置台41的晶圆w的表面的氧化膜进行自由基处理。也就是说,使用使含氟气体活性化而得到的自由基。此外,本实施方式所涉及的自由基处理装置5也能够应用于使用使至少含有氟的气体活性化而得到的自由基来蚀刻氮化硅膜(sin)等氮化膜、硅(si)的情况。另外,也能够应用于通过使至少含有氯的气体活性化而得到的自由基来蚀刻金属膜的情况。

控制部6具有过程控制器91,该过程控制器91具备对基板处理系统1的各结构部进行控制的微处理器(计算机)。过程控制器91与用户接口92连接,该用户接口92具有操作员为了管理基板处理系统1而进行命令的输入操作等的键盘、将基板处理系统1的运行状况可视化地显示的显示器等。另外,过程控制器91与存储部93连接,该存储部93保存有处理制程、各种数据库等,该处理制程是用于通过过程控制器91的控制来实现由基板处理系统1执行的各种处理例如自由基处理装置5中的处理气体的供给、处理容器40的内部的排气等的控制程序、根据处理条件使基板处理系统1的各结构部执行规定的处理的控制程序。制程存储在存储部93中的恰当的存储介质(未图示)中。而且,通过根据需要从存储部93调用任意的制程并使过程控制器91执行该制程,能够在过程控制器91的控制下利用基板处理系统1进行期望的处理。

[基板处理系统的动作]

接着,说明这样的基板处理系统1中的处理动作。首先,将在表面上形成有硅氧化膜的晶圆w收纳在承载体c内,输送到基板处理系统1中。在基板处理系统1中,在打开大气侧的闸阀16的状态下,通过第一晶圆输送机构11的输送臂11a、11b中的任意一个从搬入搬出部2的承载体c将一个晶圆w输送到加载互锁真空室3,交接给加载互锁真空室3内的第二晶圆输送机构17的拾取器。

之后,关闭大气侧的闸阀16来对加载互锁真空室3内进行真空排气,接着打开闸阀22、54,使拾取器伸出到自由基处理装置5来将晶圆w向自由基处理装置5输送。之后,使拾取器返回加载互锁真空室3,关闭闸阀22、54,在自由基处理装置5中进行自由基处理。自由基处理使含氟气体和含氢气体(例如nh3气体)与形成于晶圆w表面的sio2膜发生反应,生成通过热能够分解去除的氟硅酸铵(afs)。

在自由基处理结束后,打开闸阀22、54,通过第二晶圆输送机构17的拾取器来接收处理后的晶圆w,并将处理后的晶圆w载置到pht处理装置4的处理容器20内的载置台23上。然后,使拾取器退避到加载互锁真空室3,关闭闸阀22、54,在pht处理装置4的处理容器20内加热晶圆w来进行pht处理。由此,通过上述自由基处理而产生的氟硅酸铵(afs)的反应生成物被加热而升华,从而被去除。

在pht处理装置4中的热处理结束后,打开闸阀22,通过第二晶圆输送机构17的拾取器使载置台23上的蚀刻处理后的晶圆w退避到加载互锁真空室3,通过第一晶圆输送机构11的输送臂11a、11b中的任意一个使该晶圆w返回到承载体c。由此,一个晶圆的处理完成。将这样的一系列的处理重复与承载体c内收容的晶圆w的个数相应的次数。

[自由基处理装置的结构]

接着,说明本实施方式所涉及的自由基处理装置5。图2是表示本实施方式所涉及的自由基处理装置的一例的截面图。自由基处理装置5具有密闭构造的处理容器40。处理容器40例如由铝或铝合金形成,上部开口。开口被作为顶部的盖体52封闭。在处理容器40的侧壁部40a设置有用于在自由基处理装置5与pht处理装置4之间输送晶圆w的搬入搬出口(未图示),通过图1的闸阀54能够对该搬入搬出口进行开闭。

自由基处理装置5具有用于在处理容器40的内部将晶圆w逐一以水平状态载置的载置台41以及使载置台41升降的升降机构45。

载置台41呈大致圆柱状,具备具有晶圆w的载置面的载置板61和支承载置板61的基块62。在载置板61的内部设置有对晶圆w进行温度调节的温度调节机构63。温度调节机构63例如具备供温度调节用介质(例如水等)循环的管路,通过与流经这样的管路内的温度调节用介质进行热交换,能够完成晶圆w的温度控制。另外,输送晶圆w时所用的多个升降销(未图示)以能够相对于晶圆的载置面突出和收回的方式设置于载置台41。

从基板处理空间s到达排气空间68的排出气体均匀地被排出,通过排气机构47被排气。

在处理容器40的外部设置有气体供给源210和气体供给源211,能够将含氟气体、含氢气体(例如nh3气体)、以及ar气体、n2气体等稀释气体等期望的气体供给到处理容器40内。气体供给源210将气体从气体导入管42a导入到等离子体生成空间p。气体供给源211将气体从气体导入管42b导入到基板处理空间s。

在本实施方式所涉及的蚀刻中,主要通过等离子体中的自由基来对晶圆w进行蚀刻处理,因此使自由基均匀地到达晶圆w是重要的。但是,像nh3气体那样,存在某种气体当自由基化时蚀刻剂减少的情况。即,为了蚀刻氧化膜,需要生成nh4f并使其吸附于晶圆,但当使nh3气体等离子体化时,不生成该nh4f。为了不使该情况的气体等离子体化,优选将其导入到基板处理空间s。因此,这样的气体不被导入到等离子体生成空间p,而是从气体供给源211经由气体导入管42b被导入到基板处理空间s,而不被等离子体化。像这样,根据蚀刻的膜的种类、使用的气体种类,来选择向等离子体生成空间和基板处理空间中的哪一个导入气体。

如以上那样,在本实施方式所涉及的自由基处理装置5中,能够根据气体种类来选择是只向等离子体生成空间p导入气体还是向等离子体生成空间p和基板处理空间s这两方导入气体。

升降机构45配置于处理容器40的外部。升降机构45具有能够使载置台41升降的致动器81以及从致动器81延伸而进入波纹管84内的驱动轴82。

排气机构47具有与形成于处理容器40的底部的排气口(未图示)相连的排气配管101,并且具有设置于排气配管101的用于控制处理容器40内的压力的自动压力控制阀(apc)102以及用于对处理容器40内进行排气的真空泵103。

(分隔板)

在处理容器40的内部设置有将空间分隔为等离子体生成空间p和基板处理空间s的分隔板220。等离子体生成空间p为用于生成等离子体的空间。基板处理空间s为用于处理晶圆w的空间。分隔板220具备至少两个板状构件230和板状构件231。两个板状构件230和板状构件231从等离子体生成空间p朝向基板处理空间s重合地配置。在板状构件230与板状构件231之间配置有将两者的间隔维持为规定的值的间隔件232。在板状构件230和板状构件231上形成有沿重合方向贯通的多个狭缝230a和狭缝231a。此外,狭缝230a和狭缝231a也可以是贯通孔。另外,从重合方向观察,板状构件230中的各狭缝230a配置为与另一个板状构件231中的各狭缝231a不重叠。也可以是,在板状构件230和板状构件231中分别以格子状形成狭缝230a和狭缝231a。在该情况下也是,从重合方向观察,板状构件230中的各狭缝230a配置为与另一个板状构件231中的各狭缝231a不重叠。

作为板状构件230和板状构件231的材料,例如能够使用石英玻璃。作为间隔件232的材料,例如优选为石英,但也可以是铝(al)或硅(si)。将等离子体生成空间p与基板处理空间s分隔的分隔板220抑制离子和真空紫外光的穿过,作为所谓的离子阱发挥功能。由此,基板处理空间s侧的离子的数量减少,因此能够降低由于离子撞击到晶圆w而引起的损坏。

(天线)

本实施方式所涉及的自由基处理装置5构成为使用平面线圈形的rf天线的感应耦合型的等离子体蚀刻装置。说明在该感应耦合型等离子体蚀刻装置中与等离子体生成有关的各部的结构。

作为处理容器40的顶部的盖体52设置为与载置台41相距比较大的距离间隔,盖体52例如由圆形的石英板形成,构成为电介质窗。在盖体52之上,天线室156以与处理容器40成为一体的方式设置,该天线室156将环状的rf天线154以屏蔽来自外部的电磁的方式收容,该rf天线154用于在处理容器40内生成感应耦合的等离子体。

为了进行控制使得在处理容器40内的处理空间中生成的感应耦合等离子体的密度分布在径向上可变,在天线室156的内部旋涡状地设置环状的浮置线圈160,该浮置线圈160带有能够通过电磁感应而与rf天线154耦合的可变电容器158。

高频供电部162具有高频电源164、匹配器166、高频供电线168以及回程线170。高频供电线168将匹配器166的输出端子与rf天线154的rf入口端电连接。回程线170为接地电位的接地线,将rf天线154的rf出口端与电保持为接地电位的接地电位构件(例如处理容器40或其它构件)电连接。

高频电源164能够将适于通过感应耦合的高频放电来生成等离子体的固定频率(通常为13.56mhz以上)的高频以可变的功率输出。由此,高频电源164向处理容器40的内部供给规定的高频的能量。匹配器166收容有电抗可变的匹配电路,该匹配电路用于在高频电源164侧的阻抗与负载(主要是rf天线、等离子体)侧的阻抗之间取得匹配。可变电容器158在控制部90的控制下通过容量可变部182在固定范围内任意地可变。

控制部90例如包括微型计算机,对自由基处理装置5内的各部例如排气机构47(真空泵103)、高频电源164、匹配器166、气体供给源210、气体供给源211、容量可变部182、冷却单元、传热气体供给部等的各个动作和装置整体的动作(顺序)进行控制。

控制部90具有cpu、rom(readonlymemory:只读存储器)、ram(randomaccessmemory:随机存取存储器),按照在ram等中存储的制程中设定的过程来控制对于晶圆w的蚀刻处理、温度调节。此外,控制部90的功能既可以使用软件来实现,也可以使用硬件来实现。

在本实施方式所涉及的自由基处理装置5中,为了生成感应耦合等离子体来进行蚀刻,首先使闸阀为开状态来将加工对象的晶圆w搬入到处理容器40内,载置到载置台41之上。接着,关闭闸阀后从气体供给源210和气体供给源211输出蚀刻气体,经由气体导入管42a和气体导入管42b将该蚀刻气体以规定的流量和流量比导入到处理容器40内。另外,通过排气机构47使处理容器40内的压力为设定值。并且,接通高频供电部162的高频电源164来使等离子体生成用的高频以规定的rf功率输出,经由匹配器166、高频供电线168以及回程线170将高频的电流供给到rf天线154。

在载置台41上设置有静电卡盘的情况下,向静电卡盘与晶圆w之间的接触界面供给传热气体(he气体),并且通过静电卡盘的静电吸附力将传热气体限定在上述接触界面处。由此,能够将晶圆w保持在载置台41上,并且提高晶圆背面的传热效果。

在处理容器40内,蚀刻气体从气体导入管42a被导入到处理容器40内的等离子体生成空间p。另外,通过流经rf天线154的线圈段的高频的电流和流经浮置线圈160的感应电流而产生的磁力线(磁通)贯通盖体52而横切处理容器40内的等离子体生成空间p,在处理空间内产生方位角方向的感应电场。通过该感应电场而在方位角方向被加速的电子与蚀刻气体的分子、原子产生碰撞电离,从而生成甜甜圈状的等离子体。

该甜甜圈状等离子体的自由基、离子在宽广的处理空间中向四方扩散。其中的自由基各向同性地降落并且穿过分隔板220而从等离子体生成空间p向基板处理空间s移动,有助于晶圆的蚀刻。另一方面,离子被分隔板220阻挡,抑制了离子到达晶圆表面。由此,能够促进利用自由基对晶圆w的蚀刻。

在此,所谓“甜甜圈状的等离子体”不限定为等离子体不存在于处理容器40的径向内侧(中心部)而只存在于径向外侧这样的严格的环状的等离子体,而是指与处理容器40的径向内侧相比径向外侧的等离子体的体积或密度大。另外,根据处理气体所使用的气体的种类、处理容器40内的压力的值等条件的不同,也存在不是在此所说的“甜甜圈状的等离子体”的情况。

<利用自由基处理装置的处理动作>

接着,说明利用这样构成的自由基处理装置5的处理动作。首先,在通过致动器81经由驱动轴82使载置台41下降了的状态下,打开闸阀,向处理容器40内搬入晶圆w,并将该晶圆w载置到各载置台41上。

接着,使致动器81动作来使载置台41上升,形成期望的基板处理空间s。

接着,从气体供给源210和气体供给源211导入含氟气体、含氢气体(例如nh3气体)、以及n2气体、ar气体等非活性气体,通过从高频电源164输出的高频的能量从气体生成等离子体。主要通过所生成的等离子体中的自由基来对晶圆w表面的sio2膜实施自由基处理。自由基处理使含氟气体、含氢气体(例如nh3气体)与形成在晶圆w表面的sio2膜发生反应,生成通过热能够分解去除的氟硅酸铵(afs)。

在自由基处理结束后,通过升降机构45的致动器81设为载置台41下降了的状态,打开闸阀搬出处理完的晶圆w。

[利用石英的涂覆]

本实施方式所涉及的自由基处理装置5中的、处理容器40的内壁表面中的至少比载置台41靠上的部分被再结合系数为0.002以下的电介质覆盖。优选的是,覆盖处理容器40的内壁表面的电介质的再结合系数为0.0005以下。

作为覆盖处理容器40的内壁表面的电介质的一例,能够列举出能够更换的石英的内衬构件100。另外,分隔板220由石英形成。

石英不易吸附自由基。图3的表格表示氢(h)自由基、氮(n)自由基、氧(o)自由基在构件的表面再结合而失活的概率(以下称作“表面再结合概率”。)。图3的出处是:

h.c.m.knoopsetall.,j.electrochem.soc.,157(2010),g241-g249。

据此,在为氢自由基的情况下,在构件的表面为石英(silica)时,表面再结合概率(recombinationprobabilityr)为“0.00004±0.00003”。

相对于此,在为氢自由基的情况下,在构件的表面为氧化铝(al2o3)陶瓷时,表面再结合概率为“0.0018±0.0003”,是构件的表面为石英时的表面再结合概率的45倍。也就是说,可知构件的表面为氧化铝陶瓷的情况下的表面再结合概率是构件的表面为石英的情况下的表面再结合概率的45倍,自由基容易吸附于构件的表面,容易使自由基失活。

并且,在为氢自由基的情况下,在构件的表面为铝(al)时,表面再结合概率为“0.29”,是构件的表面为氧化铝陶瓷时的表面再结合概率的160倍。

在为氮自由基的情况下也是,在构件的表面为石英时,表面再结合概率为“0.0003±0.0002”。相对于此,在为氮自由基的情况下,在构件的表面为铝(al)时,表面再结合概率为“0.0018”,是构件的表面为石英时的表面再结合概率的6倍。

在为氧自由基的情况下也是,在构件的表面为石英时,表面再结合概率为“0.0002±0.0001”。相对于此,在为氧自由基的情况下,在构件的表面为氧化铝(al2o3)时,表面再结合概率为“0.0021”,是构件的表面为石英时的表面再结合概率的10倍。

图4表示氟(f)自由基的表面再结合概率(recombinationprobabilityr)。图4的出处是p.c.nordineandj.d.legrange,“heterogeneousfluorineatomrecombination/reactiononseveralmaterialsofconstruction”,aiaajournal,vol.14,no.5(1976),pp.644-647.。

据此,在氟(f)自由基的情况下,在构件的表面为石英(quartz)时,表面再结合概率为“0.00016”。

相对于此,在为氟自由基的情况下,在构件的表面为氧化铝(al2o3)陶瓷时,表面再结合概率为“0.000064”。

并且,在为氟自由基的情况下,在构件的表面为铝(al)时,表面再结合概率为“0.0018”,与构件的表面为石英(quartz)或氧化铝(al2o3)陶瓷时相比,氟自由基在构件的表面再结合而失活的概率高一个数量级或两个数量级。

根据以上,在本实施方式中,用石英覆盖处理容器40的内壁表面中的、至少比降到最低时的载置台41靠上的部分以及配置在比载置台41靠上的位置处的分隔板220。由此,使铝等金属不暴露于等离子体生成空间p、基板处理空间s。由此,能够降低处理容器40的内壁表面中的自由基的吸附和再结合的概率。也就是说,通过用石英覆盖处理容器40的内壁表面,并且由石英形成分隔板220,能够使自由基在到达晶圆w之前难以吸附于内壁、分隔板220。由此,能够抑制自由基的失活,特别是能够改善与内壁之间的距离近的晶圆w的外缘侧处的蚀刻率的下降,由此能够提高蚀刻率的面内均匀性。此外,也可以代替石英而用氧化铝来覆盖处理容器40的内壁表面中的、至少比降到最低时的载置台41靠上的部分以及配置在比载置台41靠上的位置处的分隔板220。但是,优选的是用更能够抑制自由基的失活的石英覆盖。

由此,根据本实施方式所述的自由基处理装置5,如图2所示,从载置于载置台41的晶圆w的外周部到处理容器40的内壁的距离wd只要为10mm以上即可。换言之,可以不用担心自由基的失活,因此能够缩短从晶圆的外周部到处理容器40的内壁的距离,因而能够尽可能缩小处理容器的容积。

此外,在本实施方式中,覆盖处理容器40的内壁表面的电介质使用了石英,但电介质不限于石英。例如,覆盖处理容器40的内壁表面的电介质能够使用再结合系数为0.002以下的电介质。只要为再结合系数为0.002以下的电介质,就能够抑制自由基在到达晶圆w之前就失活,由此能够改善晶圆w的外缘侧处的蚀刻率的下降,提高晶圆w的面内的蚀刻率的均匀性。例如,覆盖处理容器40的内壁表面的电介质能够使用硅氧化物(siox)、氮化硅(sin)、碳化硅(sic)、氧化铝(al2o3)陶瓷或蓝宝石中的任意一种。

此外,在用电介质覆盖处理容器40的内壁表面的情况下,当通过喷涂形成电介质的膜时,由于表面的凸凹而表面积变大。因此,自由基在内壁表面容易失活。因而,优选的是用喷涂以外的方法形成覆盖处理容器40的内壁的电介质。

并且,覆盖处理容器40的内壁表面的电介质为对等离子体具有耐性的材料,限于在基于颗粒的金属污染上没有问题的材料。也就是说,覆盖处理容器40的内壁表面的电介质需要为自由基不易失活的材料且耐等离子体性优异、并且相对于自由基具有非反应性。

另外,分隔板220由石英构成,但可以使用任意的再结合系数为0.002以下的电介质。另外,也可以用再结合系数为0.002以下的电介质覆盖分隔板220的表面。

[效果的一例]

图5表示使用本实施方式所涉及的自由基处理装置5的氮化硅膜(sin)而得到的蚀刻结果和针对该膜的比较例的蚀刻结果的一例。图5的(a)表示用(a-1)的铝覆盖处理容器40的内壁的情况下(比较例)的蚀刻率和用(a-2)的石英覆盖的情况下(本实施方式)的蚀刻率。横轴表示晶圆w的径向的位置,纵轴表示蚀刻率。

其结果是,可知与用铝覆盖(a-1)的处理容器40的内壁的情况相比,在用(a-2)的石英覆盖的情况下,晶圆w的径向的蚀刻率的均匀性高。根据以上,根据本实施方式所涉及的自由基处理装置5,通过用自由基不易失活的石英覆盖处理容器40的内壁表面,能够实现蚀刻率的均匀性,从而能够促进蚀刻。

如图2所示,在本实施方式所涉及的自由基处理装置5中,处理容器40的顶部的内壁面(盖体52的下表面)52a形成为平坦的。由此,如图5的(b-2)所示,能够使等离子体生成空间p的直径为321mm。

相对于此,在内壁面52a的外周侧设置有台阶的情况(比较例)下,等离子体生成空间p的直径比321mm小。例如,由于在内壁面52a的外周侧设置有台阶,因此在图5的(b-1)中,等离子体生成空间p的直径为284mm。

根据图5的(b-1)和图5的(b-2)可知,当由于形成于内壁面52a的台阶而妨碍自由基的扩散时,蚀刻率下降并且均匀性低。另一方面,可知根据本实施方式所涉及的自由基处理装置5,通过使内壁面52a为平坦的来使自由基扩散,由此改善蚀刻率的下降和蚀刻的均匀性的下降,从而蚀刻的均匀性提高,并且蚀刻率提高且均匀性变高。

<其它的应用>

此外,本发明不限定于上述实施方式,能够进行各种变形。例如,在上述实施方式中,示出了对作为被处理体的一例的晶圆w逐一进行处理的例子,但不限于此,也可以是在自由基处理装置5和pht处理装置4中每次处理两个晶圆的单片式的基板处理系统1。另外,也可以是在自由基处理装置5和pht处理装置4中每次处理三个以上的晶圆的基板处理系统1。

如上述的那样,根据本实施方式所涉及的自由基处理装置5,通过用自由基不易失活的石英覆盖处理容器40的内壁表面,能够将从晶圆w的外周部到处理容器40的内壁的距离wd缩短为最短10mm。因此,在处理多个晶圆的自由基处理装置5中,也能够使晶圆w的载置位置比以往更靠近内壁侧,由此能够进一步确保设计的自由度。

另外,在上述实施方式中,示出了应用自由基处理的例子,但不限于此,只要是利用气体的处理即可,例如也能够应用于利用化学气相沉积法(cvd(chemicalvapordeposition)法)的成膜处理等其它处理中。

另外,在上述实施方式中,经由气体导入管42a和气体导入管42b将气体从处理容器40的侧壁导入,但不限于此,也可以从顶部呈喷洒状导入。

另外,在上述实施方式中,以晶圆为例说明了被处理基板,但不限于此,也可以为使用于lcd(liquidcrystaldisplay:液晶显示屏)、fpd(flatpaneldisplay:平板显示器)等的各种基板、光掩模、cd基板、印刷基板等。

以上,通过上述实施方式说明了基板处理装置,但本发明所涉及的基板处理装置不限定于上述实施方式,能够在本发明的范围内进行各种变更和改进。上述多个实施方式中所记载的事项能够在不矛盾的范围内进行组合。

例如,本发明所涉及的基板处理装置不仅能够应用于感应耦合等离子体(icp:inductivelycoupledplasma)蚀刻装置,也能够应用于其它基板处理装置。作为其它基板处理装置,可以是使用电容耦合等离子体(ccp:capacitivelycoupledplasma)的基板处理装置、使用径向线缝隙天线(radiallineslotantenna)的基板处理装置、螺旋波激励型等离子体(hwp:heliconwaveplasma)装置、电子回旋共振等离子体(ecr:electroncyclotronresonanceplasma)装置等。

再多了解一些
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