[发明专利]等离子处理装置

说明书

本申请是申请日为2010年1月22日、申请号为201010102641.X、发明名称为“等离子处理装置”的申请的分案申请。

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。