等离子体处理方法及等离子体处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及等离子体处理方法及等离子体处理装置。
【背景技术】
[0002]在半导体装置的制造中，针对作为被处理体的半导体晶圆(以下，称作晶圆)，利用原子层沉积(ALD:Atomic Layer Deposit1n)法等方法实施各种成膜处理。
[0003]近年来，作为实施ALD法的成膜装置，正在推进所谓的旋转台式的成膜装置的研究开发。该成膜装置具有旋转台，该旋转台以能够旋转的方式配置在真空容器内，并形成有供多个晶圆分别载置的、具有比晶圆的直径稍大的直径的凹部。而且，具有被划分于该旋转台的上方的反应气体A的供给区域、反应气体B的供给区域以及分离这些供给区域的分离区域。
[0004]另外，在旋转台式的成膜装置中，有时搭载有例如日本特开2013 - 161874号公报所示的等离子体产生部。利用由等离子体产生部生成的等离子体，实施各种(功能)膜在基板上的成膜、已形成在基板上的含碳膜的改性、已形成在基板上的膜的蚀刻等。
[0005]此外，即使在除ALD法以外的蚀刻装置、CVD(Chemical Vapor Deposit1n:化学气相沉积)装置等中，对于蚀刻、成膜、膜的改性等，也利用了等离子体处理。
[0006]但是，在以往的等离子体处理中，没有对进行等离子体处理时的面内的处理量的分布进行控制的直接且有效的参数，只存在以下这样的间接的调整方法:适当地调整与处理量分布之间的相关性很难说有多大的气体的种类的改变、气体的流量的改变、压力的改变等的参数，并观察其结果。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于应用能够对进行等离子体处理的膜等的被处理面的面内处理量适当地进行调整的等离子体处理方法及等离子体处理装置。
[0008]为了达到上述目的，在本发明的一实施方式的等离子体处理方法中，向预定的等离子体处理区域内供给处理气体，在等离子体产生区域使所述处理气体等离子体化而对已形成在基板上的膜实施等离子体处理的等离子体处理方法。
[0009]获取已形成在所述基板上的膜的基于所述等离子体处理的面内处理量的分布。
[0010]接着，根据获取的所述面内处理量的分布，以这样的方式调整所述处理气体的流速:使向欲增加所述等离子体处理的处理量的区域供给的所述处理气体的流速相对升高，或者，使向欲减少所述等离子体处理的处理量的区域供给的所述处理气体的流速相对降低。
[0011]向所述预定的等离子体处理区域内供给流速被调整了的所述处理气体，对已形成在所述基板上的膜实施所述等离子体处理。
[0012]本发明的其他实施方式的等离子体处理装置包括:
[0013]处理容器，其用于收容基板并对该基板进行等离子体处理；以及
[0014]旋转台，其设于该处理容器内，并能够沿着旋转方向载置所述基板。
[0015]另外，所述等离子体处理装置包括:
[0016]等离子体处理区域，其设于沿着该旋转台的旋转方向的预定区域，在比所述旋转台靠上方的位置由顶面与侧面划分而成；以及
[0017]多个气体喷嘴，其能够向该等离子体处理区域内的不同区域供给处理气体。
[0018]而且，所述等离子体处理装置包括等离子体产生部件，该等离子体产生部件用于使所述处理气体等离子体化。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的实施方式的等离子体处理装置的一例的概略纵剖视图。
[0020]图2是本发明的实施方式的等离子体处理装置的一例的概略俯视图。
[0021]图3是沿着本发明的实施方式的等离子体处理装置的旋转台的同心圆的剖视图。
[0022]图4是本发明的实施方式的等离子体处理装置的等离子体产生部的一例的纵剖视图。
[0023]图5是本发明的实施方式的等离子体处理装置的等离子体产生部的一例的分解立体图。
[0024]图6是设于本发明的实施方式的等离子体处理装置的等离子体产生部的框体的一例的立体图。
[0025]图7是表示沿着本发明的实施方式的等离子体处理装置的旋转台的旋转方向剖切真空容器而得到的纵剖视图的图。
[0026]图8是放大表示设于本发明的实施方式的等离子体处理装置的等离子体处理区域的等离子体处理用气体喷嘴的立体图。
[0027]图9是本发明的实施方式的等离子体处理装置的等离子体产生部的一例的俯视图。
[0028]图10是表示设于本发明的实施方式的等离子体处理装置的等离子体产生部的法拉第屏蔽件的一部分的立体图。
[0029]图1IA和图1lB是在X方向和Y方向上表示在本发明的实施方式的等离子体处理方法的薄化(slimming)处理后测量得到的薄化处理的面内处理量的分布一例的图。
[0030]图12A?图12D是表示使旋转台与等离子体处理区域的顶面之间的距离发生变化时的、等离子体处理区域内的半径方向截面上的等离子体处理用气体的流速分布的不同的模拟图。
[0031]图13是表示使旋转台与等离子体处理区域的顶面之间的距离发生变化时的等离子体处理用气体的流动轨迹线的模拟结果的第I图?第4图。
[0032]图14是表示使旋转台与等离子体处理区域的顶面之间的距离发生变化时的等离子体处理用气体的流动轨迹线的模拟结果的第5图?第8图。
[0033]图15是表示由设于等离子体处理区域内的多个等离子体处理气体喷嘴进行的气体流量调整的模拟结果的第I图?第3图。
[0034]图16是表示由设于等离子体处理区域内的多个等离子体处理气体喷嘴进行的气体流量调整的模拟结果的第4图?第6图。
【具体实施方式】
[0035]以下，参照附图，进行用于实施本发明的方式的说明。
[0036](等离子体处理装置的结构)
[0037]图1中表示本发明的实施方式的等离子体处理装置的一例的概略纵剖视图。另夕卜，图2中表示本实施方式的等离子体处理装置的一例的概略俯视图。另外，在图2中，为了便于说明，省略了顶板11的描画。
[0038]如图1所示，本实施方式的等离子体处理装置包括俯视形状呈大致圆形的真空容器I和设于该真空容器I内、且在真空容器I的中心具有旋转中心并且用于使晶圆W公转的旋转台2。
[0039]真空容器I是用于收容晶圆W并对形成在晶圆W的表面上的膜等进行等离子体处理的处理容器。真空容器I包括设于与旋转台2的后述的凹部24相对的位置的顶板(顶部)11和容器主体12。另外，在容器主体12的上表面的周缘部设有呈环状设置的密封构件13。而且，顶板11构成为能够相对于容器主体12装卸。俯视时的真空容器I的直径尺寸(内径尺寸)并不受到限定，能够设为例如IlOOmm左右。
[0040]在真空容器I内的上表面侧的中央部连接有分离气体供给管51，该分离气体供给管51为了抑制相互不同的处理气体彼此在真空容器I内的中心部区域C混合而供给分离气体。
[0041]旋转台2通过其中心部固定于大致圆筒状的芯部21，构成为:旋转台2利用驱动部23相对于旋转轴22绕铅垂轴线、在图2所示的例子中向顺时针方向自由旋转，该旋转轴22与该芯部21的下表面连接且在铅垂方向上延伸。旋转台2的直径尺寸并没有限定，例如能够为100mm左右。
[0042]旋转轴22和驱动部23收纳于壳体20，该壳体20的上表面侧的凸缘部分气密地安装于真空容器I的底面部14的下表面。另外，该壳体20连接有吹扫气体供给管72，该吹扫气体供给管72用于向旋转台2的下方区域供给作为吹扫气体(分离气体)的氮气等。
[0043]真空容器I的底面部14中的靠芯部21的外周侧的部位以从下方侧接近旋转台2的方式形成为环状而构成突出部12a。。
[0044]在旋转台2的表面部形成有用于载置直径尺寸例如为300mm的晶圆W的圆形状的凹部24作为基板载置区域。该凹部24沿着旋转台2的旋转方向设于多个部位、例如5个部位。凹部24具有比晶圆W的直径稍微大的、具体来说大Imm?4mm左右的内径。另外，凹部24的深度构成得与晶圆W的厚度大致相等或者比晶圆W的厚度大。因而，若晶圆W收容于凹部24，则晶圆W的表面与旋转台2的未载置有晶圆W的区域的表面成为相同的高度，或者晶圆W的表面比旋转台2的表面低。另外，即使在凹部24的深度比晶圆W的厚度深的情况下，如果过深，则有时也会对成膜产生影响，因此优选的是设至晶圆W的厚度的3倍左右的深度。另外，在凹部24的底面上形成有供用于将晶圆W从下方侧顶起而使晶圆W升降的例如后述的3个升降销贯穿的、未图示的通孔。
[0045]如图2所示，沿着旋转台2的旋转方向，相互分开设有第I处理区域Pl和第2处理区域P2。第2处理区域P2是等离子体处理区域，因此以后，也可以表示为等离子体处理区域P2。另外，在旋转台2的与凹部24的通过区域相对的位置，沿真空容器I的周向相互隔开间隔地呈放射状配置有例如包括石英的多个、例如7个气体喷嘴31、32、33、34、35、41、42。这些各个气体喷嘴31?气体喷嘴35、41、42配置在旋转台2与顶板11之间。另外，这些各个气体喷嘴31?气体喷嘴34、41、42以例如从真空容器I的外周壁朝向中心部区域C与晶圆W相对且水平延伸的方式进行安装。另一方面，气体喷嘴35在从真空容器I的外周壁朝向中心区域C延伸之后弯曲并以呈直线沿着中心部区域C的方式绕逆时针(与旋转台2的旋转方向相反的方向)延伸。在图2所示的例子中，从后述的输送口 15绕顺时针(旋转台2的旋转方向)依次排列有等离子体处理用气体喷嘴33、34、等离子体处理用气体喷嘴35、分离气体喷嘴41、第I处理气体喷嘴31、分离气体喷嘴42、第2处理气体喷嘴32。另夕卜，第2处理气体喷嘴32是因基板处理工艺的种类等而根据需要进行使用的气体喷嘴，可以根据需要设置。另外，关于等离子体处理用气体喷嘴33?等离子体处理用气体喷嘴35也是，在处理气体的供给中进行等离子体处理的面内处理量的调整时需要等离子体处理用气体喷嘴34、35，在使等离子体处理区域的顶板I的高度、旋转台2的高度发生变动并进行面内处理量的调整时不需要等离子体处理用气体喷嘴34、35。因此，等离子体处理用气体喷嘴34、35也可以根据需要设置。
[0046]这样，在本实施方式中，示出了在等离子体处理区域P2配置多个喷嘴的例子，但是也可以是在各个处理区域配置一个喷嘴的结构。例如，在等离子体处理区域P2中，如图2所示，既可以是配置等离子体处理用气体喷嘴33?等离子体处理用气体喷嘴35、并分别供给氩气、氧气的结构，也可以是仅配置等离子体处理用气体喷嘴33、并供给氩气和氧气的混合气体的结构。另外，也可以是设置全部的等离子体处理用气体喷嘴33?等离子体处理用气体喷嘴35、并从各个喷嘴供给氩气和氧气的混合气体的结构。
[0047]第I处理气体喷嘴31构成了第I处理气体供给部。另外，等离子体处理用气体喷嘴33?等离子体处理用