[发明专利]衬底处理装置以及半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及衬底处理装置以及半导体装置的制造方法。

背景技术

近年，闪存等的半导体装置呈现高集成化的趋势。与之相伴地，图案尺寸显著微细化。形成这些图案时，作为制造工序的一个工序，存在实施对衬底进行氧化处理、氮化处理等的规定的处理的工序的情况。

作为形成上述图案的方法的一种，有在电路间形成槽，并在槽中形成种膜、内衬膜、布线的工序。伴随着近年的微细化，该槽以成为高纵横比的方式构成。

形成内衬膜等时，要求在槽的上部侧面、中部侧面、下部侧面、以及底部都形成膜厚无差别的良好的阶梯敷层的膜。这是因为通过形成良好的阶梯敷层的膜，能够使半导体器件的特性在槽间均匀，由此能够抑制半导体器件的特性差别。

为了处理该高纵横比的槽，尝试了将气体加热进行处理的方式、使气体成为等离子体状态进行处理的方式，但要形成具有良好的阶梯敷层的膜很困难。

作为形成上述膜的方法，存在向衬底交替供给原料气体和与该原料气体反应的反应气体至少两种的处理气体，使这些气体反应而形成膜的交替供给方法。交替供给方法是使原料气体和反应气体在衬底表面发生反应从而一层一层地形成膜，使该一层一层的膜层叠从而形成所希望的膜厚的方法。但是，该方法中，为了使原料气体和反应气体不在衬底表面以外发生反应，希望具有用于在供给各气体的期间将残余气体去除的净化工序。

但是，由于形成于衬底的回路的性质，希望以低温进行交替供给方法。为了实现该低温处理，无论对哪一种气体，都需要添加用于促进反应的能量。例如使反应气体成为等离子体状态等。通过这样，即使是低温也能够实现特性良好的膜处理。

发明内容

发明所要解决的课题

等离子体处理虽然能够促进衬底上的反应，但存在基于离子的损伤、带电等的问题。因此，对于例如晶体管制造工序那样对损伤过敏的工序而言是不适合的方法。而且，由于会一层一层地发生离子损伤等，因此形成的膜整体的品质降低。

用于解决课题的手段

因此，本发明的目的在于提供一种衬底处理装置以及半导体装置的制造方法，能够形成离子损伤等较少的高品质的膜。

根据本发明的一个方式，提供一种衬底处理装置，具有：原料气体供给系统，其具有与原料气体源连接，并设有原料气体供给控制部的原料气体供给管；反应气体供给系统，其具有反应气体供给管和非活性气体供给管，所述反应气体供给管与反应气体源连接，从上游起按顺序设有反应气体供给控制部、等离子体生成部、离子捕获部；所述非活性气体供给管，其下游端连接在所述反应气体供给控制部与所述等离子体生成部之间，并且，上游端与非活性气体供给源连接，而且设有非活性气体供给控制部；处理室，其收容被处理衬底，从所述原料气体供给系统被供给原料气体，从所述反应气体供给系统被供给反应气体；控制部，其至少对所述原料气体供给控制部和所述反应气体供给控制部和所述非活性气体供给控制部进行控制。

而且，根据发明的其它方式，提供一种半导体装置的制造方法，具有：将衬底搬入处理室的工序；将原料气体从原料气体供给系统供给至处理室的第一处理气体供给工序；在供给非活性气体的状态下开始反应气体的供给，将所述非活性气体与所述反应气体的混合气体经由设置于反应气体供给系统的工作状态的等离子体生成部及离子捕获部而供给至所述处理室的第二处理气体供给工序。

发明的效果

根据本发明，提供一种衬底处理装置以及半导体装置的制造方法，能够形成离子损伤等较少的高品质的膜。

附图说明

图1是本发明的实施方式的衬底处理装置的剖视图。

图2是表示本发明的实施方式的衬底处理工序的流程图。

图3是对本发明的实施方式的成膜工序的气体供给时机进行说明的说明图。

图4是表示本发明的实施方式的成膜工序的流程图。

图5是说明本发明的实施方式的气体的混合状况的说明图。

图6是对本发明的第一实施方式的离子捕获部进行说明的说明图。

图7是对本发明的第二实施方式的离子捕获部进行说明的说明图。

图8是对本发明的第三实施方式的离子捕获部进行说明的说明图。

附图标记的说明

100…处理装置

200…晶片

210…衬底载置部

220…第一排气系统

230…喷头

243…第一气体供给系统

244…第二气体供给系统

245…第三气体供给系统

260…控制器