[发明专利]等离子处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使用等离子体对半导体晶圆等被处理 体实施成膜处理、蚀刻处理等的等离子处理装置，特别是涉及 能用在半导体处理领域中的技术。在此，所谓半导体处理是指 为了下述目的而实施的各种处理，即、在半导体晶圆、LCD (Liquid Crystal Display液晶显示器)那样的FPD(Flat Panel Display平板显示器)用玻璃基板等被处理体上以规定图 案形成半导体层、绝缘层、导电层等，从而在该被处理体上制 造含有半导体器件、与半导体器件相连接的配线、电极等的构 造物。

背景技术

在制造用于构成半导体集成电路的半导体器件时，在被处 理体、例如半导体晶圆上实施成膜、蚀刻、氧化、扩散、改性、 退火、去除自然氧化膜等各种处理。US2006/0286817A1公开 了一种在立式(所谓的分批型)热处理装置中的该种半导体处 理方法。在该方法中，首先将半导体晶圆自晶圆盒移载到立式 的晶圆舟皿上，且呈多层地支承该晶圆。晶圆盒能收容例如25 张晶圆，晶圆舟皿能载置30～150张晶圆。然后，将晶圆舟皿 自处理容器的下方装载在处理容器的内部，并且气密地封闭处 理容器。然后，在控制了处理气体的流量、处理压力、处理温 度等各种处理条件的状态下实施规定的热处理。

为了提高半导体集成电路的特性，重要的是提高半导体器 件中的绝缘膜的特性。通常，主要使用SiO₂膜作为半导体器件 中的绝缘膜。但是，最近强烈要求能使半导体集成电路进一步 高集成化、高微细化。在该种状况下，将氮化硅膜(Si₃N₄膜) 用作耐氧化膜、杂质的防扩散膜、栅极元件的侧壁(side wall) 膜等绝缘膜。该氮化硅膜的杂质的扩散系数低，且氧化阻隔性 高，因此非常适合用作上述那样的绝缘膜。

此外，现在还要求能实现半导体集成电路的动作速度的高 速化，为了满足该要求，作为能将介电常数降低到非常小来大 幅抑制寄生电容的绝缘膜，提出了一种例如作为杂质添加硼 (B)等而成的氮化硅膜(日本特开平6-275608号公报)。

另外，除了上述要求，还要求在工艺处理时保持低温，为 了满足该要求，提出了一种等离子处理装置，其采用了即使工 艺时的晶圆温度较低也能促进发生反应的等离子体(日本特开 2006-270016号公报、日本特开2007-42823号公报)。

图20是表示上述以往的立式等离子处理装置的一个例子 的概略示意图，图21是表示图20所示的装置的等离子体箱的局 部剖视图。在图20中，在能对内部气氛进行抽真空的石英制圆 筒体状的处理容器2内支承有多层未图示的半导体晶圆。在该 处理容器2的侧壁上沿其高度方向配置有截面呈矩形的等离子 体生成箱4。在该箱4内配置有用于使被等离子体活化的气体流 动的气体喷嘴5。还如图21所示，在该等离子体生成箱4的分隔 壁的外侧两侧沿箱的高度方向配置有分别独立形成的等离子电 极6。对该两个等离子电极6之间施加自等离子体发生用的高频 电源8供给的例如13.56MHz的高频电力。

由此，两个等离子电极6为平行平板式电极，在对两个等 离子电极6之间施加高频电力时，利用电容耦合产生等离子体。 供给到等离子体生成箱4内的气体被该等离子体活化，利用所 形成的活性种即自由基促进发生反应等。另外，通常将该种方 式的等离子处理装置称为电容耦合等离子方式[CCP (Capacitively Coupled Plasma)]的等离子处理装置。

在采用电容耦合等离子方式的等离子处理装置中，由于能 够利用等离子体的辅助而促进成膜等的反应，因此即使晶圆温 度比较低也能够进行期望的等离子处理。但是，本发明人等发 现在该种等离子处理装置中存在产生微粒、自由基的产生量不 足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够防止产生微粒、并能增加 自由基的产生量的等离子处理装置。