[发明专利]成膜装置、基板处理装置及成膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及成膜装置、基板处理装置及成膜方法。

背景技术

作为在半导体晶圆等基板（下称“晶圆”）上形成例如硅氧化膜（SiO₂）等薄膜的手法，公知有例如使用日本国特开第2010－239102号所述的装置的Atomic Layer Deposition（ALD；原子层沉积）法。在该装置中，在旋转台上沿周向排列5张晶圆，并且在该旋转台的上方侧配置多个气体喷嘴。然后，向公转中的各个晶圆依次供给互相发生反应的多种反应气体，层叠反应生成物。

在这样的ALD法中，为了对层叠于晶圆上的各反应生成物进行等离子体改性，公知有如日本国特开第2011－040574号那样在沿周向与气体喷嘴相分离的位置上设置了用于进行等离子体改性的构件的装置。但是，当在晶圆的表面上形成有具有例如数十至过百那样大的纵横比（aspect ratio）的孔、槽（沟道）等凹部时，该凹部的深度方向上的改性程度可能不均匀。

即，当这样形成有纵横比较大的凹部时，等离子体（详细而言是氩离子）难以进入到凹部内。此外，由于在真空容器内与等离子体改性处理一同进行成膜处理，因此，该真空容器内的处理压力高于能够使等离子体良好地维持活性的真空气氛的压力。因此，在等离子体接触凹部的内壁面时，该等离子体容易失去活性，因此，这也容易导致凹部的深度方向上的改性程度不均匀。此外，即使是未形成有凹部的晶圆，为了在旋转台旋转一周的期间内进行改性处理，即，为了在彼此相邻的气体喷嘴之间的狭小区域良好地进行改性，需要预先在晶圆的附近形成高密度的等离子体。

日本国特开第8-213378号中记载了对下部电极施加偏压电压的装置，但是未记载利用旋转台使晶圆公转的技术。

发明内容

根据本发明的一技术方案，提供一种成膜装置，其构成为在真空容器内对基板进行成膜处理，其中，该成膜装置包括：旋转台，其构成为使基板载置区域进行公转，该基板载置区域构成为载置上述基板；成膜区域，其包括构成为向上述基板载置区域供给处理气体的处理气体供给部，且构成为伴随上述旋转台的旋转在上述基板上依次层叠分子层或原子层而形成薄膜；等离子体处理部，其构成为在等离子体产生区域中利用由等离子体产生用气体的等离子体化生成的等离子体对上述分子层或原子层进行改性处理，上述等离子体产生区域在上述旋转台的旋转方向上与上述成膜区域分开地设置；下侧偏压电极和上侧偏压电极，为了将等离子体中的离子引入上述基板的表面，该下侧偏压电极设于上述旋转台上的上述基板的高度位置的下方侧，该上侧偏压电极配置在与上述高度位置相同的位置或配置于该高度位置的上方侧；高频电源部，其构成为与上述下侧偏压电极和上述上侧偏压电极中的至少一方相连接，使上述下侧偏压电极和上述上侧偏压电极隔着上述等离子体产生区域进行电容耦合而在上述基板上形成偏压电位；排气机构，其构成为对上述真空容器内进行排气。

根据本发明的另一技术方案，提供一种基板处理装置，其中，该基板处理装置包括：旋转台，其为了使载置基板的基板载置区域公转而设于真空容器内；等离子体处理部，其构成为为了在等离子体产生区域对基板进行等离子体处理，而向上述基板载置区域供给使等离子体产生用气体等离子体化而生成的等离子体；下侧偏压电极和上侧偏压电极，为了将等离子体中的离子引入基板的表面，该下侧偏压电极设于上述旋转台上的基板的高度位置的下方侧，该上侧偏压电极配置在与上述高度位置相同的位置或配置于该高度位置的上方侧；高频电源部，其构成为与上述下侧偏压电极和上述上侧偏压电极中的至少一方相连接，使上述下侧偏压电极和上述上侧偏压电极隔着上述等离子体产生区域进行电容耦合而在上述基板上形成偏压电位；排气机构，其构成为对上述真空容器内进行排气。

本发明的另一技术方案，提供一种成膜方法，其构成为在真空容器内对基板进行成膜处理，其中，该成膜方法包括如下工序：将表面形成有凹部的上述基板载置于旋转台上的基板载置区域，并使该基板载置区域公转；接着，向上述基板载置区域的上述基板供给处理气体，在该基板上形成分子层或原子层；接着，向上述真空容器内的等离子体产生区域供给等离子体产生用气体，并使上述等离子体产生用气体等离子体化而利用等离子体进行上述分子层或原子层的改性处理；通过向设于上述旋转台上的基板的高度位置的下方侧的下侧偏压电极和配置在与上述高度位置相同的位置或配置于该高度位置的上方侧的上侧偏压电极中的至少一方供电，使上述下侧偏压电极和上述上侧偏压电极隔着上述等离子体产生区域进行电容耦合而在上述基板上形成偏压电位，而向该基板的表面引入等离子体中的离子；对上述真空容器内进行排气。