專利名稱：半導體處理用的立式等離子體處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體處理用的立式等離子體處理裝置，例如涉及在半導體晶片等被處理基板上形成含有硅的絕緣膜等的薄膜的立式等離子體成膜裝置。所謂半導體處理是指通過在晶片或LCD(液晶顯示器Liquid Crystal Display)這樣的FPD(平板顯示器Flat Panel Display)用的玻璃基板等被處理基板上，以規(guī)定的圖案形成半導體層、絕緣層、導電層等，為了在該被處理基板上制造半導體器件或包括與半導體器件連接的配線、電極等的結構物而實施的各種處理。
背景技術：
在構成半導體集成電路的半導體器件的制造中，在被處理基板、例如半導體(例如硅)晶片上實施成膜、蝕刻、氧化、擴散、改性、退火、自然氧化膜的除去等各種處理。US 2003/0224618 A1公開了立式(所謂間歇式)熱處理裝置的這種半導體處理方法。在這種方法中，首先將半導體晶片從晶盒移載到立式的晶舟上，分多層支撐。晶盒能夠收容例如25塊晶片，晶舟能夠放置30～150塊晶片。其次，將晶舟從處理容器的下方裝入其內(nèi)部的同時，氣密地封閉處理容器。其次，在控制處理氣體的流量、處理壓力、處理溫度等各種處理條件的狀態(tài)下，進行規(guī)定的熱處理。
近年來，伴隨著半導體集成電路的更高集成化和高微細化的要求，希望減輕半導體器件制造工序中的熱履歷，提高器件的特性。在立式的處理裝置中，也希望根據(jù)這種要求，改良半導體處理方法。例如，有在作為成膜處理的一種的CVD(化學氣相沉積Chemical VaporDeposition)中，一邊間歇地供給原料氣體等，一邊反復成膜1層或數(shù)層原子或分子級的厚度的層的方法(例如，特開平6-45256號公報，特開平11-87341號公報)。一般，這種成膜方法稱為ALD(原子層沉積Atomic layer Deposition)，由此，即使不將晶片暴露在那樣的高溫下，也可進行目的處理。
另外，WO2004/066377(2004年12月15日)(與US 7,094,708 B2對應)公開了在進行ALD的立式處理裝置中，利用等離子體的協(xié)助(assist)，更加降低處理溫度的結構。采用這種裝置，例如在使用作為硅烷系氣體的二氯硅烷(DCS)和作為氮化氣體的NH3形成氮化硅膜(SiN)的情況下，進行以下的處理。即在夾帶清洗(purge)期間，交互地間歇地將DCS和NH3氣體供給處理容器內(nèi)。當供給NH3氣體時，通過施加RF(高頻)，生成等離子體，促進氮化反應。首先，通過將DCS供給處理容器內(nèi)，在晶片表面上以分子級吸附一層或多層DCS。其余的DCS在清洗期間中被排除。其次，通過供給NH3生成等離子體，利用在低溫下的氮化，形成氮化硅膜。反復進行這一系列的工序，完成規(guī)定厚度的膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對處理區(qū)域沒有不利影響并能夠提高等離子體的發(fā)生效率的半導體處理用的立式等離子體處理裝置。
本發(fā)明的第一觀點提供一種半導體處理用的立式等離子體處理裝置，其包括具有收容隔著間隔堆起的多個被處理基板的處理區(qū)域的處理容器；在上述處理區(qū)域內(nèi)支撐上述被處理基板的支撐部件；排出上述處理區(qū)域內(nèi)的氣體的排氣系統(tǒng)；一體地附設在上述處理容器上并由具有絕緣性內(nèi)面的殼體形成的氣密的附屬室，其中，上述附屬室橫跨與上述多個被處理基板對應的上下方向的長度而具有等離子體發(fā)生區(qū)域；用于在上述等離子體發(fā)生區(qū)域形成高頻電場，并附設在上述處理容器上的電場形成機構；配設在上述處理區(qū)域與上述等離子體發(fā)生區(qū)域之間并具有絕緣性表面的分隔板，其中，上述分隔板具有橫跨與上述多個被處理基板對應的上下方向的長度而形成的氣體流路；和將處理氣體供給上述附屬室內(nèi)的處理氣體供給系統(tǒng)，其中，上述處理氣體在通過上述等離子體發(fā)生區(qū)域時被激發(fā)，通過上述氣體流路而被供給上述處理區(qū)域。
本發(fā)明的第二觀點提供一種半導體處理用的立式等離子體處理裝置，其包括具有收容隔著間隔堆起的多個被處理基板的處理區(qū)域的處理容器；在上述處理區(qū)域內(nèi)支撐上述被處理基板的支撐部件；對上述處理區(qū)域內(nèi)的上述被處理基板進行加熱的加熱器排出上述處理區(qū)域內(nèi)的氣體的排氣系統(tǒng)；一體地附設在上述處理容器上并由具有絕緣性內(nèi)面的殼體形成的氣密的附屬室，其中，上述附屬室橫跨與上述多個被處理基板對應的上下方向的長度而具有等離子體發(fā)生區(qū)域；用于在上述等離子體發(fā)生區(qū)域形成高頻電場，并附設在上述處理容器上的電場形成機構；配置在上述處理區(qū)域與上述等離子體發(fā)生區(qū)域之間并具有絕緣性表面的分隔板，其中，上述分隔板具有橫跨與上述多個被處理基板對應的上下方向的長度而形成的氣體流路；用于在上述被處理基板上堆積薄膜，并有選擇地將提供上述薄膜的主原料的第一處理氣體和與上述第一處理氣體反應的第二處理氣體供給上述處理區(qū)域的處理氣體供給系統(tǒng)，其中，上述第一和第二處理氣體的至少一個在供給上述附屬室內(nèi)并通過上述等離子體發(fā)生區(qū)域時被激發(fā)，通過上述氣體流路而被供給上述處理區(qū)域；和控制上述裝置的運轉的控制部，其中，上述控制部為了在上述被處理基板上形成上述薄膜而多次重復執(zhí)行將上述第一處理氣體供給上述處理區(qū)域和將上述第二處理氣體供給上述處理區(qū)域。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將在以下說明中闡明、通過以下說明部分變得明顯、或可通過對本發(fā)明的實施而獲知。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可通過以下具體指出的手段及組合而實現(xiàn)和獲得。


結合在本說明書中且構成其一部分的附圖，圖解顯示了本發(fā)明目前的優(yōu)選實施例，與以上給出的總體說明和以下給出的優(yōu)選實施例的詳細說明一起，用于解釋本發(fā)明的本質。
圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的立式等離子體處理裝置(立式等離子體成膜裝置)的截面圖。
圖2是表示圖1所示裝置的一部分的橫截平面圖。
圖3是表示在圖1所示的裝置中使用的分隔板的圖。
圖4是表示在圖1所示的裝置中使用的氣體激發(fā)部與分隔板的關系的圖。
圖5是表示在圖1所示的裝置中使用的變形例的氣體激發(fā)部與分隔板的關系的圖。
圖6是表示在圖1所示的裝置中使用的另一變形例的氣體激發(fā)部與分隔板的關系的圖。
圖7是表示由實驗得出的從第二處理氣體的氣體分散噴嘴供給的NH3氣流量與各區(qū)域的壓力的關系的曲線圖。
圖8是表示由實驗得出的等離子體發(fā)生區(qū)域的壓力與等離子體密度的關系的曲線圖。
圖9是表示本發(fā)明的第二實施方式的立式等離子體處理裝置(立式等離子體成膜裝置)的截面圖。
圖10是表示在圖9所示的裝置中第二處理氣體的氣體分散噴嘴相對于處理容器的法蘭的安裝狀態(tài)的圖。
圖11是表示由實驗得出的從第二處理氣體的氣體分散噴嘴供給的NH3氣流量與各區(qū)域的壓力的關系的曲線圖。
圖12是表示由實驗得出的RF電源的電壓與等離子體密度的關系的曲線圖。
圖13是表示由實驗得出的NH3氣流量、等離子體發(fā)生區(qū)域的壓力以及氣體流導(conductance)的關系的曲線圖。
圖14是繪制圖13中的數(shù)據(jù)的一部分的曲線圖。
圖15是表示由實驗得出的石英壁的蝕刻量的壓力依存性的曲線圖。
具體實施例方式
本發(fā)明者等在開發(fā)本發(fā)明的過程中，研究了在上述的WO2004/066377中公開的立式等離子體處理裝置中產(chǎn)生的問題點。結果，本發(fā)明者等得出以下所述的見解。
在WO2004/066377號公開的等離子體處理裝置中，收納晶片的處理區(qū)域和等離子體發(fā)生區(qū)域之間的氣體流導非常大，兩個區(qū)域的壓力大致相同。將處理區(qū)域的壓力設定為低值，使得在晶片上堆積的膜厚的面內(nèi)均勻性和面間均勻性都高。由于這樣，在該等離子體處理裝置中，等離子體發(fā)生區(qū)域的壓力從屬于處理區(qū)域的壓力為低值。但是，等離子體的發(fā)生效率依存于等離子體發(fā)生區(qū)域的壓力，當壓力過低時，發(fā)生效率降低。另外，當?shù)入x子體發(fā)生區(qū)域的壓力低時，劃分等離子體發(fā)生區(qū)域的石英等的壁面被由電場而加速的等離子體離子濺射而損傷。
通過增加作為等離子體用氣體的NH3氣的供給量，能夠提高等離子體發(fā)生區(qū)域的壓力(等離子體室內(nèi)的壓力)。然而，在上述等離子體處理裝置中，當增加NH3氣的供給量時，處理區(qū)域的壓力也上升，堆積在晶片上的膜厚的面內(nèi)均勻性和面間均勻性可能降低。另外，當增加NH3氣的供給量時，浪費的氣體消費量增大，運轉成本大幅地上升。
以下，參照附圖，說明根據(jù)這樣的見解而構成的本發(fā)明的實施方式。在以下的說明中具有大致相同的功能和構成的構成元件用相同的符號表示，只在必要的情況下進行重復說明。
(第一實施方式)圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的立式等離子體處理裝置(立式等離子體成膜裝置)的截面圖。圖2是表示圖1所示的裝置的一部分的橫截平面圖。該成膜裝置2具有處理區(qū)域，該處理裝置能夠選擇地供給含有作為硅烷系氣體的二氯硅烷(DCS)氣體的第一處理氣體、含有作為氮化氣體的氨(NH3)氣的第二處理氣體、和由N2氣等不活潑氣體構成的清洗氣體。成膜裝置2在這種處理區(qū)域內(nèi)，利用CVD在被處理基板上形成氮化硅膜。
成膜裝置2具有處理容器4，該處理容器4在成膜裝置內(nèi)部規(guī)定處理區(qū)域5，并且其下端開口、具有天井、呈圓筒體。所述處理區(qū)域5收容隔著間隔堆起的多個半導體晶片(被處理基板)并進行處理。處理容器4的全體由例如石英形成。在處理容器4內(nèi)的天井密封配置有石英制的天井板6。形成為圓筒體的岐管(manifold)8通過O形環(huán)等密封部件10，與處理容器4的下端開口連接?？梢圆涣硗庠O置岐管8，用圓筒狀的石英制處理容器構成全體。
岐管8由例如不銹鋼制成，支撐處理容器4的下端。通過岐管8的下端開口，石英制的晶舟12進行升降，由此，晶舟12相對于處理容器4進行裝載/卸載。在晶舟12上，作為被處理基板，分多層載置多塊半導體晶片W。例如，在本實施方式的情況下，在晶舟12的支柱12A上，可以以大致相等的間距，分多層支撐例如50～100塊左右的直徑為300mm的晶片W。
晶舟12通過石英制的保溫筒14放置在工作臺16上。工作臺16支撐在旋轉軸20上，該旋轉軸20貫通開閉岐管8的下端開口的例如不銹鋼制的蓋體18。
在旋轉軸20的貫通部上設置例如磁性流體密封22，氣密地密封并可旋轉地支撐旋轉軸20。在蓋體18的周邊部和岐管8的下端部上，設置由例如O形環(huán)等構成的密封部件24，保持容器內(nèi)的密封性。
旋轉軸20安裝在例如由晶舟升降機等升降機構25支撐的臂26的前端上。利用升降機構25一體地升降晶舟12和蓋體18等。另外，可以將工作臺16向蓋體18側固定設置，不使晶舟12旋轉進行晶片W的處理。
用于將規(guī)定的處理氣體供給處理容器4內(nèi)的處理區(qū)域5的氣體供給部與岐管8的側部連接。氣體供給部包括第二處理氣體供給系統(tǒng)28、第一處理氣體供給系統(tǒng)30和清洗氣體供給系統(tǒng)32。第一處理氣體供給系統(tǒng)30供給含有DCS(二氯硅烷)氣體作為硅烷系氣體的第一處理氣體。第二處理氣體供給系統(tǒng)28供給含有氨(NH3)氣作為氮化氣體的第二處理氣體。清洗氣體供給系統(tǒng)32供給不活潑氣體例如N2氣作為清洗氣體。在第一處理氣體和第二處理氣體中可根據(jù)需要，混合適當量的載氣，但以下為了容易說明，不提及載氣。
具體地，第二處理氣體供給系統(tǒng)28、第一處理氣體供給系統(tǒng)30和清洗氣體供給系統(tǒng)32分別具有向內(nèi)側貫通岐管8的側壁、并向上方向彎曲延伸的由石英管構成的氣體分散噴嘴34、36、38(參照圖2)。在各氣體分散噴嘴34、36、38上，以沿著其長度方向(上下方向)并且橫跨晶舟12上的晶片W的全體的方式，隔著規(guī)定的間隔形成多個氣體噴射孔34A、36A、38A。
噴嘴34、36、38通過氣體供給管路(氣體通路)42、44、46，分別與NH3氣、DCS氣體和N2氣的氣體源28S、30S、32S連接。在氣體供給管路42、44、46上配置開閉閥42A、44A、46A和質量流量控制器這樣的流量控制器42B、44B、46B。這樣，可分別控制NH3氣、DCS氣體和N2氣的流量進行供給。
在處理容器4的側壁的一部分上，沿著其高度方向配設氣體激發(fā)部50。在與氣體激發(fā)部50相對的處理容器4的相反側，為了真空排氣其內(nèi)部氣氛，配置通過向上下方向削去處理容器4的側壁而形成的細長的排氣口52。
具體地，氣體激發(fā)部50具有通過沿著上下方向、以規(guī)定的寬度削去處理容器4的側壁而形成的上下細長的開口。該開口由具有氣體流路55的分隔板54封閉，并由氣密地與處理容器4的外壁接合的石英制的蓋56覆蓋。蓋56作成截面凹部狀并且具有上下細長的形狀，以便在處理容器4的外側突出。
利用這種構成，形成從處理容器4的側壁突出并且一側與處理容器4內(nèi)連接的氣體激發(fā)部50。即氣體激發(fā)部50的內(nèi)部空間通過分隔板54的氣體流路55，與處理容器4內(nèi)的處理區(qū)域5連通。分隔板54形成上下方向充分長，以便能夠在高度方向覆蓋保持在晶舟12上的全部晶片W。
在蓋56的兩側壁的外側面上，沿著其長度方向(上下方向)互相對置地配設細長的一對電極58。等離子體發(fā)生用的高頻電源60通過供電線路62與電極58連接。通過將例如13.56MHz的高頻電壓施加在電極58上，在一對電極58之間形成用于激發(fā)等離子體的高頻電場。另外，高頻電壓的頻率不限于13.56MHz，使用其他頻率例如400kHz等也可以。
第二處理氣體的氣體分散噴嘴34在晶舟12上的最下一級的晶片W的下面的位置上，向處理容器4的半徑方向外方彎曲，貫通分隔板54。然后，氣體分散噴嘴34在氣體激發(fā)部50內(nèi)的最里面(最偏離處理容器4的中心的部分)的位置上，垂直立起。如圖2所示，氣體分散噴嘴34設置在由一對相對的電極58夾持的區(qū)域(高頻電場最強的位置)，即向主要的等離子體實際發(fā)生的等離子體發(fā)生區(qū)域PS的外側偏離的位置上。含有從氣體分散噴嘴34的氣體噴射孔34A噴射的NH3氣的第二處理氣體，向著等離子體發(fā)生區(qū)域PS噴射，在這里被激發(fā)(分解或活化)，在這種狀態(tài)下，通過分隔板54的氣體流路55，被供給到晶舟12上的晶片W。
在蓋56的外側安裝覆蓋它并由例如石英制成的絕緣保護蓋64。在絕緣保護蓋64的內(nèi)側即與電極58相對的部分上配設由制冷劑通路構成的冷卻機構(圖中沒有示出)。通過使作為制冷劑的例如冷卻的氮氣在制冷劑通路中流動，對電極58進行冷卻。另外，在絕緣保護蓋64的外側，為了覆蓋其并防止高頻泄漏配設屏蔽物(圖中沒有示出)。
在氣體激發(fā)部50的分隔板54的外側附近、即分隔板54的外側(處理容器4內(nèi))的兩側互相對置地垂直立起、配設第一處理氣體和清洗氣體的氣體分散噴嘴36、38。從形成在氣體分散噴嘴36、38上的氣體噴射孔36A、38A，向處理容器4的中心方向，分別噴射含有DCS氣體的第一處理氣體和由N2氣構成的清洗氣體。氣體噴射孔36A、38A配置在晶舟12上的多個晶片W的各個之間，以形成與晶片W平行的氣體流的方式，在水平方向大致均勻地分別供給第一處理氣體(含有DCS)和清洗氣體(N2)。
另一方面，在與氣體激發(fā)部50相對地設置的排氣口52上，利用焊接安裝覆蓋該排氣口并由石英構成的形成截面“コ”字形的排氣口蓋部件66。排氣口蓋部件66沿著處理容器4的側壁向上方延伸，在處理容器4的上方形成氣體出口68。配置有真空泵等的真空排氣系統(tǒng)GE與氣體出口68連接。真空排氣系統(tǒng)GE具有與氣體出口68連接的排氣通路84，從其上游側依次配設閥單元(開度調整用閥)86、真空泵88、除去不需要物質的除害單元89。
以包圍處理容器4的方式，配置對處理容器4內(nèi)的氣氛和晶片W進行加熱的加熱器70。在處理容器4內(nèi)的排氣口52附近，配置用于控制加熱器70的熱電偶(圖中沒有示出)。
另外，成膜裝置2具有由控制裝置全體的運轉的計算機等構成的主控制部48。主控制部48根據(jù)預先存儲在它所附帶的存儲部中的成膜處理的處理方案、例如所形成的膜的膜厚或組成，進行后述的成膜處理。在該存儲部中作為預先控制數(shù)據(jù)還存儲處理氣體的流量與膜的膜厚或組成的關系。因此，主控制部48，根據(jù)這些存儲的處理方案或控制數(shù)據(jù)，控制升降機構25，氣體供給系統(tǒng)28、30、32，排氣系統(tǒng)GE(包括閥單元86)，氣體激發(fā)部50和加熱器70等。
圖3是表示分隔板54的圖。圖4是表示氣體激發(fā)部50與分隔板54的關系的圖。在圖4中，以橫截平面圖表示氣體激發(fā)部50，以正面圖表示分隔板54。在本實施方式中，處理容器4、分隔板54、氣體激發(fā)部50的蓋56由相同的絕緣性材料(這里為石英)制成，通過焊接互相連接。分隔板54固定在形成于處理容器4中的開口的劃分壁上，蓋56固定在處理容器4的外側。
在分隔板54上形成連通等離子發(fā)生區(qū)域SP和處理區(qū)域5的氣體流路55。如圖3和圖4所示，氣體流路55由多個圓形的氣體擴散孔55A構成。氣體擴散孔55A沿著分隔板54的長度方向(上下方向)，并且以橫跨晶舟12上的晶片W的全體的方式，隔著規(guī)定的間隔，沿著二個垂直列進行配列。氣體擴散孔55A以與晶舟12上的多個晶片W的間距相同的間距P1，位于晶片W的各個之間而形成。氣體擴散孔55A在水平方向大致均勻地使由等離子體活化的第二處理氣體(含有NH3)通過，以形成與晶片W平行的氣體流。
由分隔板54使等離子體發(fā)生區(qū)域SP和處理區(qū)域5之間的氣體流導降低。這樣，壓力不會對處理區(qū)域5有不利影響，能夠將等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力設定得高。為了這個目的，氣體流路55的開口率設定為7.3％以下，優(yōu)選為2.0％以下。所謂開口率以氣體流路55總和的面積與氣體激發(fā)部(附屬室)50相對于處理容器4的面的面積(與分隔板54的面積大致相同)的比率定義。
具體地說，將氣體激發(fā)部(附屬室)50的寬度L1設定為25～35mm左右，將深度L2設定為45～60mm左右，將上下方向的長度設定為500～1000mm左右。氣體擴散孔55A的直徑D1根據(jù)孔數(shù)而定，例如為5mm以下，優(yōu)選為1mm左右。當該直徑D1小于1mm時，由于容易發(fā)生由電場集中引起的空心陰極放電，所以不優(yōu)選。
通過將等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力設定得比較高，能夠提高等離子體的發(fā)生效率。另外，由于可較高地維持等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力，這樣，分子的平均自由程短。由此，能夠抑制劃分氣體激發(fā)部50的壁面被等離子體離子濺射。
另外，分隔板54起到減少從等離子體發(fā)生區(qū)域SP侵入處理區(qū)域5的離子等的帶電粒子的量的作用。這樣，可使活性種更優(yōu)先地作用于形成在晶片W上的膜。從這個觀點來看，可將第二處理氣體的氣體分散噴嘴34的氣體噴射孔34A在垂直方向配置在分隔板54的氣體擴散孔55A的各個之間。氣體噴射孔34A在偏離于氣體擴散孔55A的高度位置上，向著分隔板54，在水平方向大致均勻地供給第二處理氣體(含有NH3)。
圖5是表示變形例的氣體激發(fā)部50與分隔板54的關系的圖。圖6是表示另一變形例的氣體激發(fā)部50與分隔板54的關系的圖。在圖5、圖6中，以橫截平面圖表示氣體激發(fā)部50，以正面圖表示分隔板54。在圖5的變形例中，氣體流路55以沿著分隔板54的長度方向(上下方向)并且橫跨晶舟12上的晶片W的全體的方式，由隔著規(guī)定的間隔，沿著一個垂直列而形成的氣體擴散孔55A構成。在圖6的變形例中，氣體流路55以沿著分隔板54的長度方向(上下方向)并且橫跨晶舟12上的晶片W的全體的方式，由隔著規(guī)定的間隔、沿著一個垂直列形成的、上下方向長的槽(slit)55B構成。
其次，說明利用圖1所示的裝置進行的成膜方法(所謂ALD(原子層沉積Atomic Layer Deposition)成膜)。概略地說，在該成膜方法中，將含有作為硅烷系氣體的二氯硅烷(DCS)氣體的第一處理氣體和含有作為氮化氣體的氨(NH3)氣的第二處理氣體有選擇地供給收容晶片W的處理區(qū)域5內(nèi)，利用CVD，在晶片W上形成氮化硅膜。
首先，將保持有多塊例如50～100塊的300mm尺寸的晶片W的常溫的晶舟12裝入設定為規(guī)定溫度的處理容器4內(nèi)。其次，將處理容器8內(nèi)真空排氣，維持至規(guī)定的處理壓力，同時，使晶片溫度上升，待機至穩(wěn)定在成膜用的處理溫度為止。其次，分別對含有DCS氣體的第一處理氣體、含有NH3氣的第二處理氣體和由N2氣構成的清洗氣體進行流量控制，并間歇地從氣體分散噴嘴36、34、38供給。
具體地講，從氣體分散噴嘴36的氣體噴射孔36A，供給含有DCS氣體的第一處理氣體，使得形成與晶舟12上的多塊晶片W平行的氣體流。這時，DCS氣體的分子或者由其分解產(chǎn)生的分解生成物的分子或原子吸著在晶片上。
另一方面，從氣體分散噴嘴34的氣體噴射孔34A供給含有NH3氣的第二處理氣體，使得向著隔板54形成水平的氣體流。第二處理氣體在通過一對電極58之間的等離子體發(fā)生區(qū)域PS時，有選擇地被激發(fā)，一部分成為等離子體。此時，生成例如N*、NH*、NH2*、NH3*等的自由基(活性種)(記號“*”表示自由基)。這些自由基從氣體激發(fā)部50的分隔板54的氣體流路55向著處理容器4的中心流出，在層流狀態(tài)下供給晶片W相互之間。
上述自由基與附著在晶片W表面上的DCS氣體的分子等反應，由此，在晶片W上形成氮化硅膜。與此相反，在晶片W的表面附著有自由基的地方，DCS氣體流動，在這種情況下，也產(chǎn)生同樣的反應，在晶片W上形成氮化硅膜。
另外，在供給含有DCS氣體的第一處理氣體的工序之后和供給含有NH3氣的第二處理氣體的工序之后，將由N2氣構成的清洗氣體供給處理區(qū)域5內(nèi)。從氣體分散噴嘴38的氣體噴射孔38A，以形成與晶舟12上的多塊晶片W平行的氣體流的方式，供給清洗氣體。利用該清洗氣體流除去殘留在處理區(qū)域5內(nèi)的DCS氣體或其分解成分，或者NH3氣或其分解成分。
具體地，在該實施方式的成膜方法中，交互地重復第一～第四工序T1～T4。即多次重復由第一～第四工序T1～T4構成的循環(huán)，通過層疊每個循環(huán)中形成的氮化硅膜的薄膜，得到最終厚度的氮化硅膜。
在第一工序T1中，將第一處理氣體(含有DCS)供給處理區(qū)域5，另一方面，停止將第二處理氣體(含有NH3)和清洗氣體(N2)供給處理區(qū)域5。在第二工序T2中，將清洗氣體供給處理區(qū)域5，另一方面，停止將第一和第二處理氣體供給處理區(qū)域5，在第三工序T3中，將第二處理氣體供給處理區(qū)域5，另一方面，停止將第一處理氣體和清洗氣體供給處理區(qū)域5。另外，在第三工序T3中，從中途接通RF電源60，在氣體激發(fā)部50中使第二處理氣體等離子體化，由此只在子工序T3b期間，在激發(fā)第二處理氣體的狀態(tài)下，供給處理區(qū)域5。在第四工序T4中，將清洗氣體供給處理區(qū)域5，另一方面，停止將第一和第二處理氣體供給處理區(qū)域5。在第一工序至第四工序中，處理區(qū)域5通過排氣通路84，利用真空排氣系統(tǒng)GE繼續(xù)真空排氣。
第一工序T1設定約1～120秒、例如約5秒，第二工序T2設定約1～30秒、例如約5秒，第三工序T3設定約1～120秒、例如約10秒，子工序T3b設定約1～120秒、例如約8秒，第四工序T4設定約1～30秒、例如約5秒。另外，通常由第一～第四工序T1～T4的一個循環(huán)形成的膜厚為0.05～0.11nm左右。因此，如果目標膜厚例如為70nm，則要重復600個左右這樣的循環(huán)。但是，這些時間或厚度只不過是簡單地表示一個例子，不限于這個數(shù)值。
DCS氣體的流量在50～2000sccm的范圍內(nèi)、例如為1000sccm(1slmstandard liter per minute)。NH3氣的流量在100～5000sccm的范圍內(nèi)、例如為3000sccm。N2氣的流量在300～5000sccm的范圍內(nèi)、例如3000sccm。處理溫度為低于通常的CVD處理的溫度，具體地講，在250～700℃的范圍內(nèi)，優(yōu)選在350～600℃的范圍內(nèi)。當處理溫度低于250℃時，不發(fā)生反應，幾乎沒有膜堆積。當處理溫度高于700℃時，形成膜質差的由CVD產(chǎn)生的堆積膜，同時，對已經(jīng)形成的金屬膜等有熱損傷。
處理壓力(處理區(qū)域5的壓力)設定在0.2～1Torr(27～133Pa(1Torr＝133.3Pa))范圍內(nèi)。這樣，能夠提高由等離子體成膜形成的膜厚的面內(nèi)均勻性和面間均勻性。當處理壓力超過1.0Torr時，活性種的失活急劇地增多。另一方面，在處理壓力小于0.2Torr的情況下，成膜速度在實用水平以下。
與此相對，等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力(氣體激發(fā)部(附屬室)50的壓力)例如設定在0.7～5.0Torr(93～667Pa)范圍內(nèi)。通過將等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力維持較高，能夠提高等離子體發(fā)生效率，提高等離子體密度。當?shù)入x子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力超過5.0Torr時，等離子體的燃燒急劇地惡化。另一方面，在該壓力小于0.7Torr的情況下，等離子體的發(fā)生效率急劇地降低。
利用分隔板54，等離子體發(fā)生區(qū)域SP與處理區(qū)域5之間的氣體流導變低，因此壓力不會對處理區(qū)域5有不利影響，可以將等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力設定得高。換句話說，可將等離子體發(fā)生區(qū)域SP維持在適合等離子體的高效率發(fā)生的壓力，同時，將處理區(qū)域5維持在生產(chǎn)率高并且適合得到良好的面間和面內(nèi)均勻性的壓力。
(等離子體發(fā)生區(qū)域和處理區(qū)域的壓力)使用圖1所示的裝置，關于等離子體發(fā)生區(qū)域SP與處理區(qū)域5的壓力的關系，進行實驗。如圖3所示，在該實驗中，作為分隔板54的氣體流路55，橫跨晶片W的全體，隔著規(guī)定的間隔，沿著二個垂直列形成氣體擴散孔55A。擴散孔55A的直徑D1設定為0.7mm，相對于分隔板54的擴散孔55A的開口率為0.4％。處理容器4內(nèi)以最大120升/秒的排氣速度進行抽真空。
圖7是表示由該實驗得到的從第二處理氣體的氣體分散噴嘴34供給的NH3氣流量與各區(qū)域的壓力的關系的曲線圖。在圖7中，橫軸表示NH3氣流量(slm)，縱軸表示壓力(Torr)。另外，特性線A表示處理區(qū)域5的壓力，特性線B表示等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力。如圖7所示，等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力比處理區(qū)域5的壓力高很多。另外，越增加氣體的供給量，二者間的壓力差越大。另外，在不設置分隔板54的情況下(現(xiàn)有裝置)，等離子體發(fā)生區(qū)域SP和處理區(qū)域5的壓力大致相同，如特性線A。
(等離子體發(fā)生效率)使用圖1所示的裝置，關于等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力與等離子體密度的關系，進行實驗。在該實驗中，設定加熱器70的加熱溫度為450℃。等離子體發(fā)生用的RF電源60設定為不同的三個值150、200、250瓦。作為參照，在不設置分隔板54的情況下(現(xiàn)有裝置)，等離子體發(fā)生區(qū)域的壓力與處理區(qū)域相同，為0.6Torr。等離子體的密度以等離子體壓力換算進行測定。
圖8是表示由該實驗得出的等離子體發(fā)生區(qū)域的壓力與等離子體密度的關系的曲線圖。在圖8中，橫軸表示等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力(Torr)，縱軸表示等離子體密度(cm-3Torr換算)。另外，特性線C1表示150瓦的情況，特性線C2表示200瓦的情況，特性線C3表示250瓦的情況。如圖8所示，各特性線C1、C2、C3的峰值比不設分隔板54的情況(現(xiàn)有裝置Ref＝0.6Torr)高很多。特別是在特性線C3的情況下，等離子體密度大致為不設分隔板54的情況的2倍。因此，可確認，通過設置分隔板54，能夠提高等離子體發(fā)生效率。
在特性線C1、C2的情況下，當?shù)入x子體發(fā)生區(qū)域的壓力大致為0.9Torr時，等離子體密度顯示峰值。在這種情況下，當壓力低于0.9Torr時，等離子體密度急劇減小，當壓力高于0.9Torr時，等離子體密度緩慢減小。在特性線C3的情況下，當?shù)入x子體發(fā)生區(qū)域的壓力大致為1.1Torr時，等離子體密度顯示峰值。在這種情況下，當壓力低于1.1Torr時，等離子體密度比先前的特性線C1、C2急劇降低，當壓力高于1.1Torr時，等離子體密度比先前的特性線C1、C2更緩慢減小。
當以各峰值的80％的等離子體密度作為下限值時，等離子體發(fā)生區(qū)域的壓力范圍如下。即在電力150瓦的特性線C1的情況下，壓力的范圍優(yōu)選為0.7～2.0Torr，更優(yōu)選為0.8～1.4Torr。在電力為200瓦的特性線C2的情況下，壓力的范圍優(yōu)選為0.7～2.2Torr，更優(yōu)選為0.8～1.5Torr。在電力為250瓦的特性線C3的情況下，壓力的范圍優(yōu)選為0.7～4Torr，更優(yōu)選為0.8～2.5Torr。另外，當壓力超過5.0Torr時，等離子體的燃燒困難。
從上述結果可知，根據(jù)投入的RF電力，等離子體密度、即等離子體發(fā)生效率以1Torr的附近作為峰值變動。另外，確認通過將等離子體發(fā)生區(qū)域SP內(nèi)的壓力設定在0.7～5.0Torr的范圍內(nèi)，能夠維持高的等離子體發(fā)生效率。
(分隔板54的開口率)使用圖1所示的裝置，關于分隔板54的開口率、等離子體發(fā)生區(qū)域SP和處理區(qū)域5之間的壓力差的關系，進行實驗。所謂開口率是指氣體流路55的面積的總和與分隔板的面積的比率。在該實驗中，使在分隔板54上形成的氣體流路55的大小等作各種變化，設定不同的開口率。向設定為各開口率的分隔板54，從氣體分散噴嘴34供給氣體，測定等離子體發(fā)生區(qū)域SP與處理區(qū)域5之間的壓力差。
其結果，開口率達到100％(沒有分隔板)～7.3％左右?guī)缀醪划a(chǎn)生壓力差。然而，當開口率為7.3％以下時逐漸產(chǎn)生壓力差。因此，希望氣體流路55(擴散孔55A)的開口率為7.3％以下。另外，當開口率過小時，由于流入處理區(qū)域5內(nèi)的活性種(含有氣體)少，其下限為0.3％左右。
(第二實施方式)圖9是表示本發(fā)明的第二實施方式的立式等離子體處理裝置(立式等離子體成膜裝置)的截面圖。第二實施方式的成膜裝置2X，除了第二處理氣體的氣體分散噴嘴34X的配設結構不同以外，與第一實施方式的成膜裝置2結構相同。因此，以下，以不同點為中心，說明第二實施方式的成膜裝置2X。
成膜裝置2X的處理容器4X不具有圖1所示的不銹鋼制的岐管8，全體由圓筒體的石英制的容器構成。在處理容器4X的下端開口部一體地形成在半徑方向外方延伸的厚壁圓環(huán)狀法蘭92。在法蘭92的周圍安裝有例如不銹鋼制的圓環(huán)狀增強部件94。第二處理氣體的氣體分散噴嘴34X利用該法蘭92安裝。氣體分散噴嘴34X的多個氣體噴射孔34A的形式與第一實施方式的成膜裝置2相同。
圖10是表示第二處理氣體的氣體分散噴嘴相對于處理容器的法蘭的安裝狀態(tài)的圖。如圖10所示，氣體分散噴嘴34X由石英制的直管狀的噴嘴本體100和安裝在噴嘴本體100的下端部的石英制的容器狀的氣體頭102構成。在氣體頭102的側部上形成開口部104。在處理容器4X的法蘭92的下部以與增強部件94的貫通孔匹配的方式，形成安裝凹部106。
在安裝凹部106的天井部的中心形成開口部107，同時在劃分氣體激發(fā)部50的蓋56的底部56A上也形成開口部108。這些開口部107、108的位置匹配。輔助插通管110垂直地連接固定，使得開口部107、108連通。在本實施方式中，處理容器4X、氣體激發(fā)部50的蓋56、輔助插通管110由相同的絕緣性材料(這里為石英)制成，利用焊接互相連接。
輔助插通管110的內(nèi)徑設定成比噴嘴本體100的外徑大。噴嘴本體100從法蘭92下方插通到輔助插通管110內(nèi)，配置在氣體激發(fā)部50內(nèi)。在氣體頭102收容到安裝凹部106內(nèi)的狀態(tài)下，通過擋板(retainer)112，從其下方，利用螺釘部件114壓緊固定。擋板112具有由例如氟樹脂(特氟隆注冊商標)和不銹鋼制成的彈性結構。
即氣體分散噴嘴34X，從法蘭92的下方，相對于氣體激發(fā)部50可插入或脫出。為了保持安裝凹部106內(nèi)的氣密性，在氣體頭102的上側和下側等適當?shù)牡胤皆O置由O形環(huán)等構成的密封部件116、118。利用這種結構，氣體分散噴嘴34X可以不通過處理容器4X內(nèi)，直接插入氣體激發(fā)部50內(nèi)或從其脫出。
在法蘭92的側部和增強部件94的側部，以連通安裝凹部106的方式形成貫通孔120。在貫通孔120的途中形成有階梯部120A，第二處理氣體供給系統(tǒng)28的不銹鋼制的氣體管路42的前端部插入到階梯部120A。在氣體管路42的前端配設O形環(huán)等密封部件122，將安裝凹部106內(nèi)保持為氣密狀態(tài)。在氣體管路42內(nèi)流通的NH3氣通過氣體頭102流入噴嘴本體100內(nèi)。在增強部件94中，沿著其周方向形成用于流通制冷劑的二根制冷劑通路124。通過將制冷劑供給制冷劑通路124，可在晶片熱處理時冷卻法蘭92附近。
如上所述，氣體分散噴嘴34X不經(jīng)由處理容器4X內(nèi)從法蘭92的下方側直接插通氣體激發(fā)部50內(nèi)。由于這樣，在分隔板54上不必設置成為增大流導的原因的噴嘴插通用的開口。由于這樣，壓力對處理區(qū)域5沒有不利影響，可以將等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力設定得高。
(等離子體發(fā)生區(qū)域和處理區(qū)域的壓力)使用圖9所示的裝置，關于等離子體發(fā)生區(qū)域SP與處理區(qū)域5的壓力的關系，進行實驗。在該實驗中，如圖5所示，作為分隔板54的氣體流路55，橫跨晶片W的全體，隔著規(guī)定的間隔，沿著一個垂直列，形成氣體擴散孔55A。擴散孔55A的直徑D1設定為1mm，相對于分隔板54的擴散孔55A的開口率為0.3％。處理容器4X內(nèi)設定為25℃，以30升/秒的排氣速度連續(xù)地抽真空。
圖11是表示由該實驗得出的從第二處理氣體的氣體分散噴嘴34X供給的NH3氣流量與各區(qū)域的壓力的關系的曲線圖。在圖11中，橫軸表示NH3氣流量(slm)，縱軸表示壓力(Torr)。另外，特性線A表示處理區(qū)域5的壓力，特性線B表示等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力。如圖11所示，等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力比處理區(qū)域5的壓力高很多。另外，氣體的供給量越多，兩者之間的壓力差越大。在不設置分隔板54的情況下(現(xiàn)有裝置)，等離子體發(fā)生區(qū)域SP和處理區(qū)域5的壓力大致相同，如特性線A那樣。
(等離子體發(fā)生效率)使用圖9所示的裝置，關于等離子體發(fā)生用的RF電源60的電壓與等離子體密度的關系，進行實驗。在該實驗中，將加熱器70的加熱溫度設定為450℃。將等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力(氣體激發(fā)部50內(nèi)的壓力)設定為不同的三個值0.58、0.99、3.16Torr。等離子體密度以等離子體壓力換算進行測定。
圖12是表示由該實驗得出的RF電源的電壓與等離子體密度的關系的曲線圖。在圖12中，橫軸表示RF電源60的電壓(kV)，縱軸表示等離子體密度(cm-3Torr換算)。另外，特性線C1表示0.58Torr的情況，特性線C2表示0.99Torr的情況，特性線C3表示3.16Torr的情況。如圖12所示，在各特性線C1、C2、C3中，根據(jù)RF電壓增加，各特性線C1、C2、C3的等離子體密度大致為二次函數(shù)地增加。即壓力越高，等離子體密度的上升程度越大。因此，可確認等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力設定得越高，等離子體密度越增加，等離子體發(fā)生效率越高。
(NH3流量、等離子體發(fā)生區(qū)域的壓力和氣體流導)使用圖9所示的裝置，關于NH3氣流量、等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力與分隔板54的氣體流路55的流導的關系，進行實驗。在該實驗中，處理區(qū)域5的壓力維持為0.1Torr，同時，溫度維持為450℃。分隔板54的氣體流路55的開口率設定為不同的三個值0.85％、0.54％、0.31％(流導分別與15.2×10-5、9.26×10-5、4.96×10-5m3/sec對應)。另外，NH3氣流量設定為不同的二個值2.0、4.0slm。
圖13是表示由該實驗得出的NH3氣流量、等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力與氣體流導的關系的曲線圖。在圖13中，橫軸表示NH3氣流量(slm)，縱軸表示等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力(Torr)。另外，特性線E1表示開口率為0.85％(15.2×10-5m3/sec)的情況，特性線E2表示開口率為0.54％(15.2×10-5m3/sec)的情況，特性線E3表示開口率為0.31％(4.96×10-5m3/sec)的情況。圖14是繪制圖13中的數(shù)據(jù)的一部分的曲線圖。在圖14中，橫軸表示等離子體發(fā)生區(qū)域SP和處理區(qū)域5之間的氣體流導(m3/sec)，縱軸表示等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力(Torr)。另外，特性線F1表示NH3流量為2.0slm的情況，特性線F2表示NH3流量為4.0slm的情況。
如圖13所示，當增加NH3氣的流量時，等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力大致直線地上升。為了將等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力維持在2～5Torr范圍內(nèi)，該流量，在特性線E1的情況下，優(yōu)選設定在1.5～6slm左右的范圍內(nèi)，在特性線E2的情況下，優(yōu)選設定在0.5～3slm左右的范圍內(nèi)，在特性線E3的情況下，優(yōu)選設定在0.2～1.2slm左右的范圍內(nèi)。
(石英壁蝕刻量的壓力依存性)使用圖9的裝置，關于劃分氣體激發(fā)部50的石英制的蓋56的蝕刻量的壓力依存性，進行實驗。在該實驗中，分別設定RF(高頻)功率為500W(瓦)，N2氣供給量(代替NH3供給)為4slm，處理時間為10min。氣體激發(fā)部50內(nèi)的壓力(等離子體發(fā)生區(qū)域SP的壓力)設定為不同的三個值0.5、2.0、5.0、10.0Torr。
圖15是表示由該實驗得出的石英壁蝕刻量的壓力依存性的曲線圖。在圖15中，縱軸表示石英壁被蝕刻的厚度(nm)。如圖15所示，越增加氣體激發(fā)部50內(nèi)的壓力，蝕刻量越少。特別是，在壓力2～5Torr的范圍內(nèi)，蝕刻量在30nm以下，顯示良好的結果。
(變形例)在上述第二實施方式中，第二處理氣體的氣體分散噴嘴34X從氣體激發(fā)部50的下方可裝卸地插入。代替這樣，氣體分散噴嘴34X可以從氣體激發(fā)部50的上方可裝卸地插入。
在上述第一和第二實施方式中，不使提供薄膜的主原料的第一處理氣體(含有DCS)等離子體化，使與第一處理氣體反應的第二處理氣體(含有NH3)等離子體化。但是，根據(jù)CVD類型的不同有只使提供薄膜的主原料的氣體等離子體化的情況，或者使提供薄膜的主原料的氣體和與它反應的氣體兩者等離子體化的情況。將等離子體發(fā)生區(qū)域SP和處理區(qū)域5的壓力都分別設定在最適的壓力范圍內(nèi)也可以。
另外，本發(fā)明在上述等離子體成膜處理以外的等離子體處理、例如等離子體蝕刻處理、等離子體氧化擴散處理、等離子體改性處理等中也可利用。另外，本發(fā)明在上述半導體晶片以外的被處理基板、例如玻璃基板、陶瓷基板等中也可利用。
其他優(yōu)點和改型對于本領域技術人員將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的更廣泛的實施方式不局限于在此顯示和說明的具體細節(jié)和代表性的實施例。因此，可進行不同的改型，而不脫離由所附權利要求及其等效物所確定的總體發(fā)明構思的實質和范圍。
權利要求
1.一種半導體處理用的立式等離子體處理裝置，其特征在于，包括具有收容隔著間隔堆起的多個被處理基板的處理區(qū)域的處理容器；在所述處理區(qū)域內(nèi)支撐所述被處理基板的支撐部件；排出所述處理區(qū)域內(nèi)的氣體的排氣系統(tǒng)；一體地附設在所述處理容器上并由具有絕緣性內(nèi)面的殼體形成的氣密的附屬室，其中，所述附屬室橫跨與所述多個被處理基板對應的上下方向的長度而具有等離子體發(fā)生區(qū)域；用于在所述等離子體發(fā)生區(qū)域形成高頻電場，并附設在所述處理容器上的電場形成機構；配設在所述處理區(qū)域與所述等離子體發(fā)生區(qū)域之間并具有絕緣性表面的分隔板，其中，所述分隔板具有橫跨與所述多個被處理基板對應的上下方向的長度而形成的氣體流路；和將處理氣體供給所述附屬室內(nèi)的處理氣體供給系統(tǒng)，其中，所述處理氣體在通過所述等離子體發(fā)生區(qū)域時被激發(fā)，通過所述氣體流路而被供給所述處理區(qū)域。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述處理容器、所述附屬室的殼體和所述分隔板由相同的絕緣性材料制成，并且利用焊接互相連接。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述氣體流路具有橫跨所述多個被處理基板在上下方向隔著間隔配列的多個氣體擴散孔，使得形成與所述多個被處理基板平行的氣體流。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于所述多個氣體擴散孔的各孔位于所述多個被處理基板的相鄰兩個基板之間。
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于所述多個氣體擴散孔沿著多個垂直列進行配列。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述氣體流路具有上下方向長的槽。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述處理氣體供給系統(tǒng)具有為了供給所述處理氣體可裝卸地與所述附屬室連接的噴嘴。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于所述噴嘴具有在所述附屬室內(nèi)沿上下方向延伸，同時，橫跨與所述多個被處理基板對應的上下方向的長度隔著間隔形成的多個氣體噴射孔。
9.如權利要求7所述的裝置，其特征在于所述附屬室從所述處理容器向側方突出設置，所述處理容器在下部具有法蘭，輔助插通管氣密地連接在所述附屬室與所述法蘭之間，所述噴嘴從所述法蘭的下方，通過所述輔助插通管而插入所述附屬室內(nèi)。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于所述法蘭、所述附屬室的殼體和所述輔助插通管由相同的絕緣性材料制成，并且利用焊接互相連接。
11.一種半導體處理用的立式等離子體處理裝置，其特征在于，包括具有收容隔著間隔堆起的多個被處理基板的處理區(qū)域的處理容器；在所述處理區(qū)域內(nèi)支撐所述被處理基板的支撐部件；對所述處理區(qū)域內(nèi)的所述被處理基板進行加熱的加熱器排出所述處理區(qū)域內(nèi)的氣體的排氣系統(tǒng)；一體地附設在所述處理容器上并由具有絕緣性內(nèi)面的殼體形成的氣密的附屬室，其中，所述附屬室橫跨與所述多個被處理基板對應的上下方向的長度而具有等離子體發(fā)生區(qū)域；用于在所述等離子體發(fā)生區(qū)域形成高頻電場，并附設在所述處理容器上的電場形成機構；配設在所述處理區(qū)域與所述等離子體發(fā)生區(qū)域之間并具有絕緣性表面的分隔板，其中，所述分隔板具有橫跨與所述多個被處理基板對應的上下方向的長度而形成的氣體流路；用于在所述被處理基板上堆積薄膜，并有選擇地將提供所述薄膜的主原料的第一處理氣體和與所述第一處理氣體反應的第二處理氣體供給所述處理區(qū)域的處理氣體供給系統(tǒng)，其中，所述第一和第二處理氣體的至少一個在供給所述附屬室內(nèi)并通過所述等離子體發(fā)生區(qū)域時被激發(fā)，并通過所述氣體流路而被供給所述處理區(qū)域；和控制所述裝置的運轉的控制部，其中，所述控制部為了在所述被處理基板上堆積所述薄膜而多次重復執(zhí)行將所述第一處理氣體供給所述處理區(qū)域和將所述第二處理氣體供給所述處理區(qū)域。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述處理容器、所述附屬室的殼體和所述分隔板由相同的絕緣性材料制成，并且利用焊接互相連接。
13.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述氣體流路具有橫跨所述多個被處理基板在上下方向隔著間隔配列的多個氣體擴散孔，使得形成與所述多個被處理基板平行的氣體流。
14.如權利要求13所述的裝置，其特征在于所述多個氣體擴散孔的各孔位于所述多個被處理基板的相鄰兩個基板之間。
15.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述氣體流路具有上下方向長的槽。
16.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述控制部，在所述薄膜的堆積中，將所述處理區(qū)域的壓力設定為0.2～1Torr，將所述等離子體發(fā)生區(qū)域的壓力設定為0.7～5Torr并且高于所述處理區(qū)域。
17.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述處理氣體供給系統(tǒng)具有為了供給所述第一和第二處理氣體中的至少一種可裝卸地與所述附屬室連接的噴嘴。
18.如權利要求17所述的裝置，其特征在于所述噴嘴具有在所述附屬室內(nèi)沿上下方向延伸，同時，橫跨與所述多個被處理基板對應的上下方向的長度隔著間隔而形成的多個氣體噴射孔。
19.如權利要求17所述的裝置，其特征在于所述附屬室從所述處理容器向側方突出設置，所述處理容器在下部具有法蘭，輔助插通管氣密地連接在所述附屬室與所述法蘭之間，所述噴嘴從所述法蘭的下方，通過所述輔助插通管而插入所述附屬室內(nèi)。
20.如權利要求19所述的裝置，其特征在于所述法蘭、所述附屬室的殼體和所述輔助插通管由相同的絕緣性材料制成，并且利用焊接互相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導體處理用的立式等離子體處理裝置，其包括一體地附設在處理容器上并由具有絕緣性內(nèi)面的殼體形成的氣密的附屬室。附屬室橫跨與多個被處理基板對應的上下方向的長度而具有等離子體發(fā)生區(qū)域。在處理區(qū)域與等離子體發(fā)生區(qū)域之間配設具有絕緣性表面的分隔板。分隔板具有橫跨與多個被處理基板對應的上下方向的長度而形成的氣體流路。處理氣體在通過等離子體發(fā)生區(qū)域時被激發(fā)，通過氣體流路而被供給處理區(qū)域。
文檔編號C23C16/44GK101042992SQ20071008946
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權日2006年3月24日
發(fā)明者松浦廣行, 高橋俊樹, 佐藤潤, 相川勝芳, 石井勝利 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社