[发明专利]用于处理基板的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理基板的设备和方法，更具体而言，涉及一种使用等离子体来处理基板的设备和方法。

背景技术

半导体装置具有位于硅基板上的多个层。这些层是通过沉积工艺沉积在基板上的。沉积工艺存在几个重要问题，这些问题在评价沉积膜和选择沉积方法时是至关重要的。

这些重要问题中的一个是沉积膜的质量。质量包括成分、污染程度、缺陷密度以及机械和电学属性。膜的成分会随着沉积条件而变化，这在获得特定成分时是十分重要的。

另一个重要问题是晶圆上的均匀厚度。具体而言，沉积在带有台阶的非平坦图案的顶部的膜的厚度是十分重要的。沉积膜的厚度是否均匀可以通过台阶覆盖性(step coverage)来判断，台阶覆盖性被定义为用沉积在台阶部分的膜的最小厚度除以沉积在图案的顶部的膜的厚度而获得的值。

与沉积相关的另一个问题是空隙填充(space filling)，其包括用包括氧化膜在内的绝缘膜来填充限定在金属管线与之间的间隙的间隙填充。提供间隙是为了物理和电气地隔离金属管线。

在上述问题当中，均匀性是与沉积工艺相关的一个重要问题。不均匀膜导致金属管线上的高电阻，这增加了机械破损的可能性。

发明内容

本发明的一个目的是提供能够确保工艺均匀性的处理基板的设备和方法。

本发明的另一目的是提供能够确保良好台阶覆盖性的处理基板的设备和方法。

本发明的其他目的将通过下面的本发明的详细描述和附图变得更加明了。

根据本发明的一个方面，一种基板处理设备包括：腔，其限定了对基板实施处理的处理空间；第一供应件，其位于该处理空间上方，用于向该处理空间供应第一源气体；等离子体源，其被设置为在该处理空间内产生电场以从第一源气体生成活性基；以及第二供应件，其被设置为在该基板上方供应第二源气体。

腔可以包括下部腔，该下部腔中安装有被设置为允许在其上放置基板的支撑件，该下部腔的顶部敞开，且第二供应件可以安装在该下部腔的上端，以在大体上与放置在该支撑件上的基板平行的方向上供应第二源气体。

第二源气体可以包括含硅气体。

腔可以包括顶部敞开的下部腔和被设置为敞开和封闭下部腔的顶部的上部腔，第一供应件可以包括安装在该上部腔的与处理空间相对的天花板上的喷射板，用于朝着该处理空间向下供应第一源气体，并且可以在喷射板与上部腔的天花板之间限定一缓冲空间。

第一源气体可以包括氧化氮(N₂O)或氨气(NH₃)。

腔可以包括顶部敞开的下部腔和被设置为敞开和封闭下部腔的顶部的上部腔，且等离子体源可以布置为包裹上部腔。

等离子体源可以包括被设置为包裹上部腔的侧面的第一段和第二段，并且该第一段和第二段从上部腔的一端到另一端交替地布置。

该基板处理设备还可以包括：第一电源，其与第一段相连，以向第一段供应第一电流；以及第二电源，其与第二段相连，以向第二段供应第二电流。

该基板处理设备还可以包括被设置为使活性基朝向第二源气体扩散的扩散板。

该扩散板可以将处理空间分隔为向其内供应第一源气体以生成活性基的第一处理空间和向其内供应第二源气体的第二处理空间。

腔可以包括：其中安装有支撑件的下部腔，该支撑件被设置为允许在其上放置基板，该下部腔的顶部是敞开的；以及上部腔，其被设置为敞开和封闭下部腔的顶部，第一供应件可以包括安装在扩散板的一侧以向处理空间供应第一源气体的喷射板，且第二供应件可以安装在扩散板的另一侧以在大体上与放置在支撑件上的基板平行的方向上供应第二源气体。

该基板处理设备还可以包括连接到第一供应件以供应第一源气体的第一供应管线以及连接到第一供应管线以供应清洁等离子体的清洁单元。

该清洁单元可以包括：发生腔，其被设置为从外部接收清洁气体并从清洁气体产生清洁等离子体；以及第三供应管线，其连接在该发生腔与第一供应管线之间，以向第一供应管线供应清洁等离子体。

该清洁气体可以包括三氟化氮(NF₃)或氩气(Ar)。

该基板处理设备还可以包括布置在第二供应件下方，用于使活性基和第二源气体朝向基板扩散的扩散板。

根据本发明的另一方面，一种基板处理方法包括以下步骤：向限定在腔内的处理空间供应第一源气体；在处理空间内产生电场以从第一源气体生成活性基；以及在放置于处理空间内的基板上方供应第二源气体。

第二源气体可以在大体上平行于基板的方向上供应。