[发明专利]基板处理装置

说明书

本发明在进行PEALD处理的基板处理装置中，大幅地降低入射到晶片的离子的能量，抑制由离子的注入导致的对沉积膜的损伤，实施表面性状良好的成膜处理。一种基板处理装置，其对基板供给原料气体并对基板照射等离子体来进行成膜处理，上述基板处理装置包括：气密地收纳用于载置基板的载置台的处理容器；在上述处理容器内生成等离子体的等离子体源，上述等离子体源包括等离子体生成用的高频电源，上述等离子体源包括使要生成的等离子体的鞘电位降低的鞘电位降低机构。

技术领域

本发明涉及在基板基板表面进行成膜处理的基板处理装置。

背景技术

在半导体器件等的制造工艺中，对作为基板的半导体晶片(以下仅记载为“晶片”)进行离子注入处理/蚀刻处理/成膜处理等各种处理。作为对晶片进行成膜的方法，有时使用被称为ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)的处理(以下仅记载为ALD)。在ALD处理中，向例如被排气为真空的处理容器内供给原料气体，使原料气体吸附在晶片表面上。然后，利用还原反应等使原料气体的一部分固定在晶片表面来进行成膜。因此，例如即使是具有凹凸图案的晶片，也可以在其整个表面以均匀的膜厚进行成膜。

然而，在通过ALD处理进行成膜时，需要在例如600℃的高温下对晶片进行热处理。然后，晶片的热预算(热经历)变大，然而，伴随着半导体的小型化，浅结化得以发展，因而要求热预算变小。所以近年来代替热处理，采用了通过对表面吸附有原料气体的晶片照射等离子体而在晶片表面固定原料气体进行成膜的所谓等离子体增强ALD(以下也记载为PEALD)。

例如，现有的CVD处理是在氩气充沛的空气中实施的，与此相对地，进行PEALD处理的处理容器内提供较多的氢气，也可在氢气充沛的空气中进行处理。在PEALD装置中，交替地重复原料气体吸附在晶片表面以及等离子体照射，通过在每个原子层进行成膜控制而精确地控制膜厚，此时，H₃⁺离子入射到晶片上的沉积膜表面。如果入射的离子能量相同，则越轻的离子越深地注入沉积膜内部。即，H₃⁺离子比Ar⁺离子轻，因而以相同能量进行比较时，现有的CVD处理中被注入的H₃⁺离子比Ar⁺离子被更深地注入。

H₃⁺离子被较深地注入成膜的膜中时，由于该离子的冲击，在沉积膜上出现了受到损伤的表面性状。对此，例如专利文献1公开了在等离子体处理装置中，通过提高对电极施加的驱动电压的频率而降低离子能量，并且以较高的选择比进行蚀刻的技术，通过施加高频电压从而降低离子能量的技术已成公知。可以推测出通过降低离子能量能够抑制对上述膜的损伤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-275561号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

近年来，伴随着半导体的小型化的浅结化得以发展，要求形成包含微细加工的薄膜，与CVD处理相比正在采用PEALD处理。这是因为要求对更高的纵横比或者具有突出物的器件形状进行成膜时，在使用Ar⁺离子冲击的现有的CVD法中，对孔侧壁和成为突出物的阴影的部位的等离子体处理(例如Ti膜的成膜中的Cl脱离等)是有界限的，而PEALD处理中的采用H自由基的热化学反应的处理是有效的。

然而，采用PEALD处理时，会出现H₃⁺离子被较深地注入等离子体处理时成膜的膜而在沉积膜上产生损伤的问题。如上所述，可以推测在PEALD处理中，通过降低离子能量，能够抑制对沉积膜的损伤，然而，现状是能够有效地降低离子能量，良好地抑制该损伤的技术或具体的条件等却没有被完全发明。