WO2020004048A1 - 基板処理方法 - Google Patents

基板処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020004048A1
WO2020004048A1 PCT/JP2019/023407 JP2019023407W WO2020004048A1 WO 2020004048 A1 WO2020004048 A1 WO 2020004048A1 JP 2019023407 W JP2019023407 W JP 2019023407W WO 2020004048 A1 WO2020004048 A1 WO 2020004048A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
substrate processing
susceptor
chamber
upper electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/023407
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
田中　恵一
龍夫 松土
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to KR1020217001351A priority Critical patent/KR102539151B1/ko
Priority to US17/253,789 priority patent/US11410834B2/en
Publication of WO2020004048A1 publication Critical patent/WO2020004048A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/345—Silicon nitride
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32568—Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0641—Nitrides
    • C23C14/0652—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/10—Glass or silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/221—Ion beam deposition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/517—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using a combination of discharges covered by two or more of groups C23C16/503 - C23C16/515
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32018—Glow discharge
    • H01J37/32027—DC powered
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32018—Glow discharge
    • H01J37/32045—Circuits specially adapted for controlling the glow discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32146—Amplitude modulation, includes pulsing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32577—Electrical connecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/40—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials
    • H10P14/412—Deposition of metallic or metal-silicide materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/40—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials
    • H10P14/418—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials the conductive layers comprising transition metals
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/40—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials
    • H10P14/42—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials using a gas or vapour
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/40—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials
    • H10P14/42—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials using a gas or vapour
    • H10P14/43—Chemical deposition, e.g. chemical vapour deposition [CVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
    • H10P14/63—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the formation processes
    • H10P14/6326—Deposition processes
    • H10P14/6328—Deposition from the gas or vapour phase
    • H10P14/6334—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H10P14/6336—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
    • H10P14/66—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the type of materials
    • H10P14/662—Laminate layers, e.g. stacks of alternating high-k metal oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
    • H10P14/69—Inorganic materials
    • H10P14/692—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses
    • H10P14/6921—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon
    • H10P14/69215—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
    • H10P14/69—Inorganic materials
    • H10P14/694—Inorganic materials composed of nitrides
    • H10P14/6943—Inorganic materials composed of nitrides containing silicon
    • H10P14/69433—Inorganic materials composed of nitrides containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H10P50/24—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials
    • H10P50/242—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials of Group IV materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P70/00—Cleaning of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P70/20—Cleaning during device manufacture
    • H10P70/27—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive materials, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
    • H10P72/0431—Apparatus for thermal treatment
    • H10P72/0434—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
    • H10P72/72—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using electrostatic chucks

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate processing method.
  • an ion bombardment process may be performed on a semiconductor wafer before performing a film forming process on the semiconductor wafer.
  • a ion bombardment treatment for example, Ar + ionized by high-frequency plasma is applied to the surface of the semiconductor wafer to destroy a natural oxide film attached to the surface of the semiconductor wafer and clean the semiconductor wafer.
  • a chamber for the ion bombardment process (hereinafter, sometimes referred to as an “ion bombardment chamber”) and a chamber for the film forming process (hereinafter, “ It is necessary to prepare two chambers, which may be referred to as a “deposition chamber”.
  • the transfer of the semiconductor wafer from the ion bombardment chamber to the film formation chamber has to be performed by vacuum transfer.
  • the present disclosure provides a technique capable of suppressing the manufacturing cost of a semiconductor device.
  • the substrate processing apparatus includes a processing container capable of evacuating, a lower electrode, and an upper electrode.
  • a substrate to be processed can be placed on the lower electrode.
  • the upper electrode is disposed in the processing chamber so as to face the lower electrode.
  • the first processing on the target substrate is performed using the AC voltage without using the DC pulse voltage, while the second processing on the target substrate is performed using the DC pulse voltage. I do.
  • the manufacturing cost of a semiconductor device can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the high-frequency voltage according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the DC pulse voltage according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a superimposed voltage according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a view for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a view for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the high-frequency voltage according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the DC pulse voltage
  • FIG. 8 is a view for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a view for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a view for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a view for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a view for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a view for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 15 is a view for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the second
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • the substrate processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is configured as a capacitively coupled parallel plate substrate processing apparatus.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a chamber 10 which is a metal processing container made of, for example, aluminum or stainless steel.
  • the chamber 10 is grounded for security.
  • a disk-shaped susceptor 12 is horizontally arranged.
  • a semiconductor wafer W as a substrate to be processed for substrate processing can be placed.
  • the susceptor 12 also functions as a lower electrode.
  • a gate valve 28 for opening and closing the loading / unloading port of the semiconductor wafer W is attached to a side wall of the chamber 10.
  • the susceptor 12 is made of, for example, AlN ceramic, and is supported by an insulating tubular support 14 extending vertically upward from the bottom of the chamber 10.
  • An annular exhaust passage 18 is formed between a conductive cylindrical support (inner wall) 16 extending vertically upward from the bottom of the chamber 10 along the outer periphery of the cylindrical support 14 and a side wall of the chamber 10. I have.
  • An exhaust port 22 is provided at the bottom of the exhaust path 18.
  • An exhaust device 26 is connected to the exhaust port 22 via an exhaust pipe 24.
  • the exhaust device 26 has a vacuum pump such as a turbo-molecular pump, for example, and reduces the pressure in the processing space in the chamber 10 to a desired degree of vacuum.
  • the inside of the chamber 10 is preferably maintained at a constant pressure in a range of, for example, 200 mTorr to 2500 mTorr.
  • An impedance adjustment circuit 100 having a coil 101 and a variable capacitor 102 is electrically connected via a connecting rod 36 between the susceptor 12 used as a lower electrode and the ground.
  • a semiconductor wafer W to be processed is placed on the susceptor 12, and a ring 38 is provided so as to surround the semiconductor wafer W.
  • the ring 38 is made of a conductive material (for example, Ni, Al, or the like), and is detachably attached to the upper surface of the susceptor 12.
  • an electrostatic chuck 40 for sucking a wafer is provided on the upper surface of the susceptor 12.
  • the electrostatic chuck 40 is formed by sandwiching a sheet-shaped or mesh-shaped conductor between film-shaped or plate-shaped dielectrics.
  • a DC power source 42 disposed outside the chamber 10 is electrically connected to a conductor in the electrostatic chuck 40 via an on / off switch 44 and a power supply line 46.
  • the semiconductor wafer W is suction-held on the electrostatic chuck 40 by the Coulomb force generated in the electrostatic chuck 40 by the DC voltage applied from the DC power supply 42.
  • a circular refrigerant chamber 48 extending in the circumferential direction is provided inside the susceptor 12.
  • a coolant for example, cooling water
  • the chiller unit (not shown) to the coolant chamber 48 via pipes 50 and 52.
  • a heat transfer gas for example, He gas
  • a heat transfer gas supply unit passes through the gas supply pipe 51 and the gas passage 56 in the susceptor 12. Then, it is supplied between the electrostatic chuck 40 and the semiconductor wafer W.
  • a disc-shaped inner upper electrode 60 and a ring-shaped outer upper electrode 62 are provided concentrically on the ceiling of the chamber 10 so as to face (ie, face) the susceptor 12 in parallel.
  • the inner upper electrode 60 has a diameter (diameter) similar to the semiconductor wafer W
  • the outer upper electrode 62 has a diameter (inner diameter / outer diameter) similar to the ring 38. I have.
  • the inner upper electrode 60 and the outer upper electrode 62 are electrically insulated from each other.
  • a ring-shaped insulator 63 made of, for example, ceramic is inserted between the two electrodes 60 and 62.
  • the inner upper electrode 60 has an electrode plate 64 facing directly in front of the susceptor 12, and an electrode support 66 for detachably supporting the electrode plate 64 from behind (above).
  • a material of the electrode plate 64 a conductive material such as Ni or Al is preferable.
  • the electrode support 66 is made of, for example, anodized aluminum.
  • the outer upper electrode 62 also has an electrode plate 68 facing the susceptor 12 and an electrode support 70 for detachably supporting the electrode plate 68 from behind (from above).
  • the electrode plate 68 and the electrode support 70 are preferably made of the same material as the electrode plate 64 and the electrode support 66, respectively.
  • the inner upper electrode 60 and the outer upper electrode 62 may be collectively referred to as “upper electrodes 60, 62”.
  • the disc-shaped susceptor 12 that is, the lower electrode
  • the disc-shaped upper electrodes 60 and 62 face each other in parallel.
  • the upper electrode may be composed of one member.
  • the inner upper electrode 60 is also used as a shower head to supply a processing gas to the processing space PS set between the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12. More specifically, a gas diffusion chamber 72 is provided inside the electrode support 66, and a number of gas discharge holes 74 penetrating from the gas diffusion chamber 72 to the susceptor 12 are formed in the electrode support 66 and the electrode plate 64. A gas supply pipe 78 extending from a gas supply unit 76 is connected to a gas inlet 72 a provided at an upper portion of the gas diffusion chamber 72.
  • the shower head may be provided not only on the inner upper electrode 60 but also on the outer upper electrode 62.
  • a voltage applying unit 5 for outputting an applied voltage is arranged outside the chamber 10.
  • the voltage applying unit 5 is connected to the upper electrodes 60 and 62 via a power supply line 88.
  • the voltage applying unit 5 includes a high-frequency power supply 30, a matching unit 34, a variable DC power supply 80, an on / off switch 92, a pulse generator 84, a filter 86, and a superposition unit 91.
  • the high-frequency power supply 30 generates a high-frequency AC voltage (hereinafter sometimes referred to as a “high-frequency voltage”), and supplies the generated high-frequency voltage to the superimposing device 91 via the matching unit 34.
  • the frequency of the high-frequency voltage generated by the high-frequency power supply 30 is preferably, for example, 13 MHz or more.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the high-frequency voltage according to the first embodiment.
  • the high-frequency power supply 30 generates a high-frequency voltage V1 of ⁇ 250 V to 250 V with 0 V as a reference potential RP, for example.
  • the matching unit 34 matches the impedance on the high-frequency power supply 30 side with the impedance on the load (mainly electrodes, plasma, chamber) side.
  • the output terminal of the variable DC power supply 80 is connected to a pulse generator 84 via an on / off switch 92, and the variable DC power supply 80 outputs a negative DC voltage (that is, a negative DC voltage) to the pulse generator 84.
  • a negative DC voltage is input to the pulse generator 84
  • the on / off switch 92 is off
  • the negative DC voltage is input. Is not input to the pulse generator 84.
  • the pulse generator 84 generates a square-wave DC pulse voltage (that is, a DC pulse voltage) using a negative DC voltage input from the variable DC power supply 80, and superimposes the generated DC pulse voltage via a filter 86.
  • the frequency of the DC pulse voltage generated by the pulse generator 84 is preferably, for example, 10 kHz to 1 MHz.
  • the duty ratio of the DC pulse voltage generated by the pulse generator 84 is preferably 10% to 90%.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the DC pulse voltage according to the first embodiment.
  • the pulse generator 84 generates a DC pulse voltage V2 of, for example, a rectangular wave of 0V to -500V.
  • the filter 86 outputs the DC pulse voltage output from the pulse generator 84 to the superimposing device 91 in a through manner, while flowing the high frequency voltage output from the high frequency power supply 30 to the ground line and to the pulse generator 84 side. Not configured.
  • the superimposer 91 superimposes the high-frequency voltage output from the high-frequency power supply 30 and the DC pulse voltage output from the pulse generator 84 to thereby superimpose the high-frequency voltage and the DC pulse voltage (hereinafter, “voltage”). Superimposed voltage). The generated superimposed voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62 via the power supply line 88.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the superimposed voltage according to the first embodiment.
  • a superimposed voltage V3 shown in FIG. 4 is generated.
  • the high-frequency voltage V1 (FIG. 2) matches the waveform of the rectangular DC pulse voltage V2 (FIG. 2).
  • the reference potential RP alternately changes vertically with time over time. That is, when the on / off switch 92 is on, the voltage applying unit 5 outputs a high-frequency voltage that changes in a pulse shape (that is, a rectangular wave shape).
  • the on / off switch 92 when the on / off switch 92 is turned on, the negative DC voltage output from the variable DC power supply 80 is supplied to the pulse generator 84. Is output. On the other hand, when the on / off switch 92 is off, the negative DC voltage output from the variable DC power supply 80 is not supplied to the pulse generator 84, so that the high-frequency voltage output from the matching unit 34 is It is output from the superimposing device 91 as it is.
  • the on / off switch 92 when the on / off switch 92 is on, the superimposed voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62, while when the on / off switch 92 is off, the high frequency voltage is The voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62.
  • a ring-shaped ground part 96 made of a conductive material such as Ni or Al is attached to an appropriate position facing the processing space PS in the chamber 10 (for example, radially outside the outer upper electrode 62). .
  • the ground part 96 is attached to a ring-shaped insulator 98 made of, for example, ceramic, is connected to a ceiling wall of the chamber 10, and is grounded via the chamber 10.
  • a superimposed voltage or a DC pulse voltage is applied from the voltage applying unit 5 to the upper electrodes 60 and 62 during the plasma processing, an electron current flows between the upper electrodes 60 and 62 and the ground part 96 via the plasma. Has become.
  • control unit The individual operation of each component in the substrate processing apparatus 1 and the operation (sequence) of the entire substrate processing apparatus 1 are controlled by a control unit (not shown).
  • the operations of the exhaust device 26, the high-frequency power supply 30, the on / off changeover switches 44 and 92, the gas supply unit 76, the chiller unit (not shown), the heat transfer gas supply unit (not shown), and the like are controlled by the control unit ( (Not shown).
  • An example of the control unit is a microcomputer.
  • FIGS. 5 to 11 are diagrams for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the first embodiment.
  • the substrate processing in the substrate processing apparatus 1 is performed according to the following steps 1-1 to 1-4.
  • FIG. 5 shows an example of the processing of step 1-1.
  • the semiconductor wafer W to be processed is loaded into the chamber 10 with the gate valve 28 opened, and placed on the electrostatic chuck 40.
  • the on / off switch 44 is turned on, and the semiconductor wafer W is suction-held on the electrostatic chuck 40 by the electrostatic suction force.
  • the pressure in the chamber 10 is adjusted to a set value (for example, 500 mTorr) by the exhaust device 26.
  • a heat transfer gas is supplied between the electrostatic chuck 40 and the semiconductor wafer W.
  • an example of the semiconductor wafer W is a Si wafer.
  • the high frequency voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62 without applying the superimposed voltage.
  • the on / off switch 92 is off, the DC pulse voltage is not supplied to the superimposing device 91, so that the DC pulse voltage is not applied to the upper electrodes 60 and 62. Further, since the substrate processing apparatus 1 adopts the configuration shown in FIG. 1, none of the high frequency voltage, the DC pulse voltage, and the superimposed voltage is applied to the susceptor 12.
  • the TEOS gas, the O2 gas, and the Ar gas are introduced into the chamber 10 at predetermined flow rates as the processing gas from the gas supply unit 76.
  • the Ar gas is used for stabilizing the plasma.
  • the TEOS gas and the O 2 gas discharged from the inner upper electrode 60 are turned into plasma in the processing space PS by the discharge between the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12 used as the lower electrode. Then, an SiO 2 film is formed on the surface of the Si wafer by radicals and ions contained in the plasma.
  • the SiO 2 film is an example of an oxide film formed on the semiconductor wafer W.
  • FIG. 6 shows an example of the processing of step 1-2.
  • step 1-2 following step 1-1, the on / off switch 92 is turned on.
  • a superimposed voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62.
  • SiH 4 gas, N 2 gas, and Ar gas are introduced into the chamber 10 at a predetermined flow rate as processing gases from the gas supply unit 76.
  • the SiH4 gas and the N2 gas discharged from the inner upper electrode 60 are turned into plasma in the processing space PS by the discharge between the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12 used as the lower electrode.
  • a SiN film is further formed (laminated) on the surface of the SiO 2 film formed in step 1-1 by radicals and ions contained in the plasma.
  • the SiN film is an example of a nitride film formed on the semiconductor wafer W.
  • FIG. 7 shows an example of the processing of step 1-3.
  • the on / off switch 92 is turned off.
  • a high-frequency voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62.
  • TEOS gas, O 2 gas, and Ar gas are introduced into the chamber 10 at a predetermined flow rate from the gas supply unit 76 as processing gases.
  • the TEOS gas and the O 2 gas discharged from the inner upper electrode 60 are turned into plasma in the processing space PS by the discharge between the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12 used as the lower electrode.
  • an SiO2 film is further formed (laminated) on the surface of the SiN film formed in step 1-2 by the radicals and ions contained in the plasma.
  • FIG. 8 shows an example of the processing of step 1-4.
  • step 1-4 following step 1-3, the on / off switch 92 is turned on.
  • a superimposed voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62.
  • SiH 4 gas, N 2 gas, and Ar gas are introduced into the chamber 10 at a predetermined flow rate as processing gases from the gas supply unit 76.
  • the SiH4 gas and the N2 gas discharged from the inner upper electrode 60 are turned into plasma in the processing space PS by the discharge between the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12 used as the lower electrode.
  • a SiN film is further formed (laminated) on the surface of the SiO 2 film formed in step 1-3 by the radicals and ions contained in the plasma.
  • FIG. 10 shows the distribution of the electron temperature in the chamber 10 when the on / off switch 92 is turned off and a high frequency voltage of 40 MHz is applied to the upper electrodes 60 and 62 in a state where the pressure in the chamber 10 is set to 500 mTorr.
  • FIG. 10 shows the distribution of the electron temperature in the chamber 10 when the on / off switch 92 is turned on and the superimposed voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62 in a state where the pressure in the chamber 10 is set to 500 mTorr.
  • a superimposed voltage is generated by supplying a high-frequency voltage having a frequency of 40 MHz and a DC pulse voltage having a duty ratio of 50% and a frequency of 500 kHz to the superimposing device 91.
  • 9 and 10 show the relationship between the distance d in the z direction (FIG. 1) and the electron temperature (that is, the distribution of the electron temperature in the chamber 10).
  • the distance d indicates a distance from the upper surface of the susceptor 12 to the lower surfaces of the upper electrodes 60 and 62, with the upper surface of the susceptor 12 (that is, the upper surface of the electrostatic chuck 40) as a base point in the z direction (FIG. 1).
  • 9 and 10 show, as an example, the distribution of the electron temperature when the distance d (that is, the gap between the electrodes) between the upper surface of the susceptor 12 and the lower surfaces of the upper electrodes 60 and 62 is 0.014 m. ing.
  • FIG. 11 shows the relationship between the wavelength and the emission intensity when only the high-frequency voltage or the superimposed voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62 in a state where the pressure in the chamber 10 is set to 500 mTorr.
  • FIG. 9 shows a state where the processes of steps 1-1 and 1-3 (FIGS. 5 and 7) are performed, and the processes of steps 1-2 and 1-4 (FIGS. 6 and 8) are performed.
  • the state at this time is shown in FIG. 10 and FIG.
  • steps 1-1 and 1-3 When the processing of steps 1-1 and 1-3 is performed, that is, when a high-frequency voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62, as shown in FIG. Both near the lower surface of 62, the electron temperature increases. As the electron temperature increases, the dissociation of the processing gas is promoted and the amount of plasma generated increases, so that the radicals contained in the plasma increase. Further, as the electron temperature is higher, the ions contained in the plasma are more activated, so that the effect of improving the film quality is improved and the film density is increased.
  • radicals which are sources of the SiO 2 film
  • the activity increases. Therefore, by the processing of steps 1-1 and 1-3, a SiO2 film having a high film density can be efficiently formed.
  • steps 1-2 and 1-4 it is possible to form a SiN film with an increased nitriding force while suppressing damage to the susceptor 12.
  • the high-frequency voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62 without applying the DC pulse voltage to the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12. Then, a process is performed on the Si wafer to form an SiO2 film on the Si wafer.
  • a SiN film is formed on the Si wafer by applying a superimposed voltage to the upper electrodes 60 and 62 and performing processing on the Si wafer.
  • the Si wafer is an example of a semiconductor wafer W as a substrate to be processed.
  • the SiO2 film is an example of an oxide film
  • the SiN film is an example of a nitride film.
  • a SiO2 film can be efficiently formed while improving the film quality.
  • two different film forming processes on a Si wafer can be performed in one chamber 10.
  • the substrate processing apparatus 1 includes the impedance adjustment circuit 100 connected between the susceptor 12 and the ground.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • the substrate processing apparatus 2 shown in FIG. 12 is configured as a capacitively coupled parallel plate substrate processing apparatus, like the substrate processing apparatus 1 (FIG. 1) according to the first embodiment.
  • a configuration of the substrate processing apparatus 2 illustrated in FIG. 12 that is different from the substrate processing apparatus 1 (FIG. 1) according to the first embodiment will be described.
  • the substrate processing apparatus 2 includes the voltage application unit 6.
  • the voltage applying unit 6 includes the high-frequency power supply 30, an on / off switch 93, a matching unit 34, a variable DC power supply 80, an on / off switch 94, a pulse generator 84, and a filter 86.
  • the high frequency power supply 30 is electrically connected to the susceptor 12 via the on / off switch 93, the matching unit 34, and the connection rod 36.
  • the high-frequency power supply 30 according to the present embodiment mainly contributes to drawing ions into the semiconductor wafer W mounted on the susceptor 12.
  • the matching unit 34 matches the impedance on the high-frequency power supply 30 side with the impedance on the load (mainly electrodes, plasma, chamber) side.
  • the high-frequency voltage generated by the high-frequency power supply 30 is supplied to the susceptor 12 via the on / off switch 93. Therefore, when the on / off switch 93 is on, the high frequency voltage is applied to the susceptor 12, while when the on / off switch 93 is off, the high frequency voltage is applied to the susceptor 12. Not applied.
  • the negative DC voltage output from the variable DC power supply 80 is supplied to the pulse generator 84 via the on / off switch 94. Therefore, when the on / off switch 94 is on, the DC pulse voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62, while when the on / off switch 94 is off, the DC pulse voltage is applied. No voltage is applied to the upper electrodes 60,62.
  • control unit (not shown).
  • the operations of the exhaust device 26, the high-frequency power supply 30, the on / off changeover switches 44, 93, 94, the gas supply unit 76, the chiller unit (not shown), and the heat transfer gas supply unit (not shown) are controlled.
  • Unit (not shown).
  • An example of the control unit is a microcomputer.
  • FIGS. 13 to 16 are views for explaining an example of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus according to the second embodiment.
  • the substrate processing in the substrate processing apparatus 2 is performed according to the following steps 2-1 to 2-3.
  • FIG. 13 shows an example of the processing of step 2-1.
  • the gate valve 28 is opened, and the semiconductor wafer W to be processed is carried into the chamber 10 and placed on the electrostatic chuck 40.
  • the on / off switch 44 is turned on, and the semiconductor wafer W is suction-held on the electrostatic chuck 40 by the electrostatic suction force.
  • the pressure in the chamber 10 is adjusted to a set value (for example, 500 mTorr) by the exhaust device 26.
  • a heat transfer gas is supplied between the electrostatic chuck 40 and the semiconductor wafer W.
  • an example of the semiconductor wafer W is a Si wafer.
  • a natural oxide film serving as an electric resistance is attached to the surface of the Si wafer.
  • An example of a natural oxide film adhering to the surface of the Si wafer is an SiO2 film.
  • the high frequency voltage is applied to the susceptor 12 without applying the DC pulse voltage to the upper electrodes 60 and 62. I do.
  • the substrate processing apparatus 2 adopts the configuration shown in FIG. 12, no high-frequency voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62, and no DC pulse voltage is applied to the susceptor 12. .
  • ⁇ Circle around (4) ⁇ Ar gas is introduced into the chamber 10 as a processing gas at a predetermined flow rate from the gas supply unit 76.
  • the Ar gas discharged from the inner upper electrode 60 is turned into plasma in the processing space PS by a discharge between the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12 used as the lower electrode. Then, ion bombardment is performed on the Si wafer by Ar ions included in the plasma, and the SiO2 film adhering to the surface of the Si wafer is washed and removed.
  • FIG. 14 shows an example of the process of step 2-2.
  • step 2-2 following step 2-1, the on / off switch 93 is turned off while the on / off switch 94 is turned on.
  • a DC pulse voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62 without applying a high-frequency voltage to the susceptor 12.
  • TiCl 4 gas and H 2 gas are introduced into the chamber 10 at a predetermined flow rate as processing gases from the gas supply unit 76.
  • the TiCl 4 gas and the H 2 gas discharged from the inner upper electrode 60 are turned into plasma in the processing space PS by discharge between the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12 used as the lower electrode, and are included in the plasma.
  • the radicals and ions form a Ti film on the surface of the Si wafer.
  • HCl is generated when Cl of TiCl 4 is combined with H 2.
  • FIG. 15 shows an example of the process of step 2-3.
  • step 2-3 following step 2-2 both the on / off switch 93 and the on / off switch 94 are turned on.
  • a DC pulse voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62 while a high-frequency voltage is applied to the susceptor 12.
  • TiCl 4 gas and NH 3 gas are introduced into the chamber 10 at a predetermined flow rate as processing gases from the gas supply unit 76.
  • the TiCl 4 gas and the NH 3 gas discharged from the inner upper electrode 60 are turned into plasma in the processing space PS by the discharge between the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12 used as the lower electrode, and are included in the plasma.
  • the TiN film is further formed (laminated) on the surface of the Ti film formed in step 2-2 by the radicals and ions to be formed.
  • the on / off switch 94 when the on / off switch 94 is turned off while the pressure in the chamber 10 is set to 500 mTorr, the on / off switch 93 is turned on, and a high-frequency voltage having a frequency of 40 MHz is applied to the susceptor 12.
  • the distribution of the electron temperature in the chamber 10 is the same as that shown in FIG.
  • the on / off switch 94 is turned on while the pressure in the chamber 10 is set to 500 mTorr, while the on / off switch 93 is turned off, so that the upper electrodes 60 and 62 have a duty ratio of 50% and a frequency of 500 kHz.
  • FIG. 16 shows the distribution of the electron temperature in the chamber 10 when a DC pulse voltage is applied.
  • both of the on / off switches 93 and 94 are turned on to apply a high frequency voltage of 40 MHz to the susceptor 12 and to apply a duty ratio to the upper electrodes 60 and 62.
  • the distribution of the electron temperature in the chamber 10 when a DC pulse voltage of 50% and a frequency of 500 kHz is applied is the same as that shown in FIG.
  • FIG. 16 shows an example in which the distance d between the upper surface of the susceptor 12 and the lower surfaces of the upper electrodes 60 and 62 (that is, the gap between the electrodes) is 0.014 m, as in FIGS. 9 and 10. The distribution of the electron temperature is shown.
  • FIG. 9 shows a state when the processing of step 2-1 (FIG. 13) is performed
  • FIG. 16 shows a state when the processing of step 2-2 (FIG. 14) is performed
  • FIG. 10 and FIG. 11 show the state when the process of -3 (FIG. 15) is performed.
  • step 2-1 When the process of step 2-1 is performed, that is, when a high-frequency voltage is applied to the susceptor 12, as shown in FIG. 9, both near the upper surface of the susceptor 12 and near the lower surfaces of the upper electrodes 60 and 62.
  • the electron temperature increases. As the electron temperature increases, the dissociation of the processing gas is promoted and the amount of plasma generated increases, so that the number of ions contained in the plasma increases. Further, the higher the electron temperature, the more the ions contained in the plasma are activated.
  • step 2-1 the Ar ions used for ion bombardment increase near the lower surfaces of the upper electrodes 60 and 62, while the activity of Ar ions contained in the plasma near the upper surface of the susceptor 12 increases. Goes up. Therefore, the cleaning effect of ion bombardment by Ar ions can be improved by the process of step 2-1.
  • step 2-2 When the process of step 2-2 is performed, that is, when a DC pulse voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62, as shown in FIG. While the electron temperature near the lower surface further increases, the electron temperature near the upper surface of the susceptor 12 drops significantly. As the electron temperature increases, the dissociation of the processing gas is promoted and the amount of plasma generated increases, so that the radicals contained in the plasma increase. Also, the lower the electron temperature, the lower the degree of damage to the electrode by ions.
  • a Ti film can be efficiently formed by a large amount of radicals generated immediately below the upper electrodes 60 and 62, while suppressing damage to the susceptor 12.
  • step 2-3 When the process of step 2-3 is performed, that is, when a high-frequency voltage is applied to the susceptor 12 and a DC pulse voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62, as shown in FIG. Compared with the case of FIG. 16, the electron temperature near the upper surface of the susceptor 12 slightly increases while the electron temperature near the lower surface of the upper electrodes 60 and 62 is maintained at a high temperature similar to that in FIG. Since the electron temperature near the lower surfaces of the upper electrodes 60 and 62 is maintained at a high temperature, the dissociation of NH 3 is promoted immediately below the upper electrodes 60 and 62, as shown in FIG. Radicals increase.
  • FIG. 1 When the process of step 2-3 is performed, that is, when a high-frequency voltage is applied to the susceptor 12 and a DC pulse voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62, as shown in FIG. Compared with the case of FIG. 16, the electron temperature near the upper surface of the susceptor 12 slightly increases while the electron temperature near the lower surface of the upper electrodes
  • the electron temperature in the vicinity of the upper surface of the susceptor 12 slightly increases as compared with FIG. 16, so that the processing in step 2-3 is more effective than the processing in step 2-2. Near the upper surface, the activity of ions increases.
  • step 2-3 it is possible to efficiently form a TiN film having a high film density and an enhanced nitriding force.
  • the high-frequency voltage is applied to the susceptor 12 without applying the DC pulse voltage to the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12, and the Si wafer is processed. Is performed to clean the SiO2 film adhering to the surface of the Si wafer.
  • the Si wafer is an example of a semiconductor wafer W as a substrate to be processed, and the SiO2 film is an example of a natural oxide film.
  • the high frequency voltage is not applied to the upper electrodes 60 and 62 and the susceptor 12, but the DC pulse voltage is applied to the upper electrodes 60 and 62 to apply a voltage to the Si wafer. By performing the processing, a Ti film is formed on the Si wafer.
  • the cleaning effect of ion bombardment can be improved.
  • the Ti film can be efficiently formed while suppressing damage to the susceptor 12.
  • two different processes for an Si wafer that is, an ion bombardment process and a film forming process, can be performed in one chamber 10.
  • the substrate processing apparatuses 1 and 2 include the chamber 10 capable of evacuating, the susceptor 12 used as a lower electrode, and the upper electrodes 60 and 62.
  • a semiconductor wafer W can be placed on the susceptor 12.
  • the upper electrodes 60 and 62 are arranged in the chamber 10 so as to face the susceptor 12.
  • the first processing on the semiconductor wafer W is performed using the high-frequency voltage without using the DC pulse voltage, while the second processing is performed on the semiconductor wafer W using the DC pulse voltage.
  • the process of step 1-1 or the process of step 2-1 is mentioned.
  • the process of step 1-2 or the process of step 2-2 can be mentioned.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

本開示の基板処理装置は、真空排気可能な処理容器と、下部電極と、上部電極とを有する。下部電極には被処理基板が載置可能である。上部電極は、処理容器内で下部電極に対向して配置される。そして、本開示の基板処理方法では、直流パルス電圧を用いずに交流電圧を用いて被処理基板に対する第一処理を行う一方で、直流パルス電圧を用いて被処理基板に対する第二処理を行う。

Description

基板処理方法
　本開示は、基板処理方法に関する。
　半導体デバイスの製造工程において、半導体ウエハに対して成膜処理を行う前に、半導体ウエハに対してイオンボンバードメント処理を行うことがある。イオンボンバードメント処理では、例えば高周波プラズマでイオン化されたＡｒ＋を半導体ウエハの表面にたたきつけることにより、半導体ウエハの表面に付着した自然酸化膜を破壊して洗浄する。
特開２００９－２３９０１２号公報
　成膜処理を行う前にイオンボンバードメント処理を行うには、イオンボンバードメント処理用のチャンバ（以下では「イオンボンバードメントチャンバ」と呼ぶことがある）と、成膜処理用のチャンバ（以下では「成膜チャンバ」と呼ぶことがある）という、２つのチャンバを用意する必要があった。
　また、イオンボンバードメント処理後の半導体ウエハを、イオンボンバードメントチャンバから成膜チャンバへと空気中で搬送すると、イオンボンバードメントにより除去された自然酸化膜が空気中で再び半導体ウエハに付着してしまう。このため、イオンボンバードメントチャンバから成膜チャンバへの半導体ウエハの搬送は、真空搬送にて行う必要があった。
　それぞれ別用途の２つのチャンバを用意すると、半導体デバイスの製造コストが高くなってしまう。また、半導体ウエハを真空搬送するには真空搬送用の別装置が必要になるため、半導体ウエハの真空搬送を行うと、半導体デバイスの製造コストがさらに高くなってしまう。
　本開示は、半導体デバイスの製造コストを抑えることができる技術を提供する。
　本開示の一態様の基板処理装置は、真空排気可能な処理容器と、下部電極と、上部電極とを有する。下部電極には被処理基板が載置可能である。上部電極は、処理容器内で下部電極に対向して配置される。そして、本開示の一態様の基板処理方法では、直流パルス電圧を用いずに交流電圧を用いて被処理基板に対する第一処理を行う一方で、直流パルス電圧を用いて被処理基板に対する第二処理を行う。
　本開示の技術によれば、半導体デバイスの製造コストを抑えることができる。
図１は、実施形態１に係る基板処理装置の構成例を示す図である。 図２は、実施形態１に係る高周波電圧の一例を示す図である。 図３は、実施形態１に係る直流パルス電圧の一例を示す図である。 図４は、実施形態１に係る重畳電圧の一例を示す図である。 図５は、実施形態１に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。 図６は、実施形態１に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。 図７は、実施形態１に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。 図８は、実施形態１に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。 図９は、実施形態１に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。 図１０は、実施形態１に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。 図１１は、実施形態１に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。 図１２は、実施形態２に係る基板処理装置の構成例を示す図である。 図１３は、実施形態２に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。 図１４は、実施形態２に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。 図１５は、実施形態２に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。 図１６は、実施形態２に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。
　以下に、本開示の技術の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態において同一の構成には同一の符号を付すことにより、実施形態間で重複する説明は省略する。
　［実施形態１］
　＜基板処理装置の構成＞
　図１は、実施形態１に係る基板処理装置の構成例を示す図である。図１に示す基板処理装置１は、容量結合型の平行平板基板処理装置として構成されている。
　図１において、基板処理装置１は、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼等からなる金属製の処理容器であるチャンバ１０を有する。チャンバ１０は保安接地されている。
　チャンバ１０内には、円盤状のサセプタ１２が水平に配置されている。サセプタ１２には、基板処理の被処理基板としての半導体ウエハＷが載置可能である。サセプタ１２は、下部電極としても機能する。チャンバ１０の側壁には、半導体ウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ２８が取り付けられている。サセプタ１２は、例えばＡｌＮセラミック等からなり、チャンバ１０の底から鉛直上方に延びる絶縁性の筒状支持部１４に支持されている。
　筒状支持部１４の外周に沿ってチャンバ１０の底から鉛直上方に延びる導電性の筒状支持部（内壁部）１６とチャンバ１０の側壁との間に、環状の排気路１８が形成されている。排気路１８の底には排気口２２が設けられている。
　排気口２２には排気管２４を介して排気装置２６が接続されている。排気装置２６は、例えばターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有しており、チャンバ１０内の処理空間を所望の真空度まで減圧する。チャンバ１０内は、例えば、２００ｍＴｏｒｒ～２５００ｍＴｏｒｒの範囲の一定の圧力に保たれるのが好ましい。
　下部電極として用いられるサセプタ１２と接地との間には、コイル１０１と可変コンデンサ１０２とを有するインピーダンス調整回路１００が接続棒３６を介して電気的に接続されている。
　サセプタ１２の上には基板処理対象の半導体ウエハＷが載置され、半導体ウエハＷを囲むようにリング３８が設けられている。リング３８は、導電材（例えばＮｉ，Ａｌ等）からなり、サセプタ１２の上面に着脱可能に取り付けられる。
　また、サセプタ１２の上面には、ウエハ吸着用の静電チャック４０が設けられている。静電チャック４０は、膜状または板状の誘電体の間にシート状またはメッシュ状の導電体を挟んで形成される。静電チャック４０内の導電体には、チャンバ１０の外に配置される直流電源４２がオン／オフ切替スイッチ４４及び給電線４６を介して電気的に接続されている。直流電源４２より印加される直流電圧によって静電チャック４０に発生したクーロン力により、半導体ウエハＷが静電チャック４０上に吸着保持される。
　サセプタ１２の内部には、円周方向に延びる環状の冷媒室４８が設けられている。冷媒室４８には、チラーユニット（図示せず）より配管５０，５２を介して、所定温度の冷媒（例えば冷却水）が循環供給される。冷媒の温度を制御することによって静電チャック４０上の半導体ウエハＷの温度が制御される。さらに、半導体ウエハＷの温度の精度を高めるために、伝熱ガス供給部（図示せず）からの伝熱ガス（例えばＨeガス）が、ガス供給管５１及びサセプタ１２内のガス通路５６を介して、静電チャック４０と半導体ウエハＷとの間に供給される。
　チャンバ１０の天井には、サセプタ１２と平行に向かい合って（つまり、対向して）、円盤状の内側上部電極６０及びリング状の外側上部電極６２が同心状に設けられている。径方向の好適なサイズとして、内側上部電極６０は半導体ウエハＷと同程度の口径（直径）を有し、外側上部電極６２はリング３８と同程度の口径（内径・外径）を有している。但し、内側上部電極６０と外側上部電極６２とは互いに電気的に絶縁されている。両電極６０，６２の間には、例えばセラミックからなるリング状の絶縁体６３が挿入されている。
　内側上部電極６０は、サセプタ１２と真正面に向かい合う電極板６４と、電極板６４をその背後（上）から着脱可能に支持する電極支持体６６とを有している。電極板６４の材質として、ＮｉまたはＡｌ等の導電材が好ましい。電極支持体６６は、例えばアルマイト処理されたアルミニウムで構成される。外側上部電極６２も、サセプタ１２と向かい合う電極板６８と、電極板６８をその背後（上）から着脱可能に支持する電極支持体７０とを有している。電極板６８及び電極支持体７０は、電極板６４及び電極支持体６６とそれぞれ同じ材質で構成されるのが好ましい。以下では、内側上部電極６０と外側上部電極６２とを「上部電極６０，６２」と総称することがある。このように、基板処理装置１では、円盤状のサセプタ１２（つまり、下部電極）と、円盤状の上部電極６０，６２とが互いに平行に対向している。
　なお、本実施形態では、上部電極６０，６２が、内側上部電極６０と外側上部電極６２との２つの部材で構成される場合を一例として挙げた。しかし、上部電極は１つの部材で構成されても良い。
　上部電極６０，６２とサセプタ１２との間に設定される処理空間ＰＳに処理ガスを供給するために、内側上部電極６０がシャワーヘッドとして兼用される。より詳細には、電極支持体６６の内部にガス拡散室７２が設けられ、ガス拡散室７２からサセプタ１２側に貫ける多数のガス吐出孔７４が電極支持体６６及び電極板６４に形成される。ガス拡散室７２の上部に設けられるガス導入口７２ａには、ガス供給部７６から延びるガス供給管７８が接続されている。なお、内側上部電極６０だけでなく外側上部電極６２にもシャワーヘッドを設ける構成としても良い。
　チャンバ１０の外には、印加電圧を出力する電圧印加部５が配置されている。電圧印加部５は、給電ライン８８を介して上部電極６０，６２に接続されている。電圧印加部５は、高周波電源３０と、マッチングユニット３４と、可変直流電源８０と、オン／オフ切替スイッチ９２と、パルス発生器８４と、フィルタ８６と、重畳器９１とを有する。
　高周波電源３０は、高周波数の交流電圧（以下では「高周波電圧」と呼ぶことがある）を生成し、生成した高周波電圧をマッチングユニット３４を介して重畳器９１に供給する。高周波電源３０が生成する高周波電圧の周波数は、例えば１３ＭＨｚ以上であることが好ましい。
　図２は、実施形態１に係る高周波電圧の一例を示す図である。図２に示すように、高周波電源３０は、例えば、０Ｖを基準電位ＲＰとする－２５０Ｖ～２５０Ｖの高周波電圧Ｖ１を生成する。マッチングユニット３４は、高周波電源３０側のインピーダンスと負荷（主に電極、プラズマ、チャンバ）側のインピーダンスとの間の整合をとる。
　可変直流電源８０の出力端子はオン／オフ切替スイッチ９２を介してパルス発生器８４に接続され、可変直流電源８０は、負の直流電圧（つまり負のＤＣ電圧）をパルス発生器８４に出力する。オン／オフ切替スイッチ９２がオンになっているときは、負の直流電圧がパルス発生器８４に入力される一方で、オン／オフ切替スイッチ９２がオフになっているときは、負の直流電圧がパルス発生器８４に入力されない。パルス発生器８４は、可変直流電源８０から入力される負の直流電圧を用いて、矩形波の直流パルス電圧（つまりＤＣパルス電圧）を発生し、発生した直流パルス電圧をフィルタ８６を介して重畳器９１に供給する。パルス発生器８４が発生する直流パルス電圧の周波数は、例えば、１０ｋＨｚ～１ＭＨｚであることが好ましい。また、パルス発生器８４が発生する直流パルス電圧のデューティ比は、１０％～９０％であることが好ましい。
　図３は、実施形態１に係る直流パルス電圧の一例を示す図である。図３に示すように、パルス発生器８４は、例えば、０Ｖ～－５００Ｖの矩形波の直流パルス電圧Ｖ２を生成する。
　フィルタ８６は、パルス発生器８４から出力される直流パルス電圧をスルーで重畳器９１へ出力する一方で、高周波電源３０から出力される高周波電圧を接地ラインへ流してパルス発生器８４側へは流さないように構成されている。
　重畳器９１は、高周波電源３０から出力される高周波電圧と、パルス発生器８４から出力される直流パルス電圧とを重畳することにより、高周波電圧と直流パルス電圧とが重畳された電圧（以下では「重畳電圧」と呼ぶことがある）を生成する。生成された重畳電圧は、給電ライン８８を介して上部電極６０，６２に印加される。
　図４は、実施形態１に係る重畳電圧の一例を示す図である。図２示す高周波電圧Ｖ１と図３に示す直流パルス電圧Ｖ２とが重畳された場合、図４に示す重畳電圧Ｖ３が生成される。高周波電圧に直流パルス電圧が重畳されることにより、図４に示すように、重畳電圧Ｖ３においては、矩形波の直流パルス電圧Ｖ２（図３）の波形に合わせて、高周波電圧Ｖ１（図２）の基準電位ＲＰが時間の経過に伴って上下に交互に周期的に変化する。つまり、電圧印加部５は、オン／オフ切替スイッチ９２がオンになっている場合には、パルス状（つまり、矩形波状）に変化する高周波電圧を出力する。
　このように、オン／オフ切替スイッチ９２がオンになっているときは、可変直流電源８０から出力される負の直流電圧がパルス発生器８４に供給されるので、重畳器９１からは重畳電圧が出力される。一方で、オン／オフ切替スイッチ９２がオフになっているときは、可変直流電源８０から出力される負の直流電圧がパルス発生器８４に供給されないので、マッチングユニット３４から出力された高周波電圧がそのまま重畳器９１から出力される。
　つまり、オン／オフ切替スイッチ９２がオンになっているときは、重畳電圧が上部電極６０，６２に印加される一方で、オン／オフ切替スイッチ９２がオフになっているときは、高周波電圧が上部電極６０，６２に印加される。
　チャンバ１０内で処理空間ＰＳに面する適当な箇所（例えば、外側上部電極６２の半径方向外側）には、例えばＮｉ，Ａｌ等の導電性部材からなるリング状のグランドパーツ９６が取り付けられている。グランドパーツ９６は、例えばセラミックからなるリング状の絶縁体９８に取り付けられるとともに、チャンバ１０の天井壁に接続されており、チャンバ１０を介して接地されている。プラズマ処理中に電圧印加部５から上部電極６０，６２に重畳電圧または直流パルス電圧が印加されると、プラズマを介して上部電極６０，６２とグランドパーツ９６との間で電子電流が流れるようになっている。
　基板処理装置１内の各構成の個々の動作、及び、基板処理装置１全体の動作（シーケンス）は、制御部（図示せず）によって制御される。例えば、排気装置２６、高周波電源３０、オン／オフ切替スイッチ４４，９２、ガス供給部７６、チラーユニット（図示せず）、伝熱ガス供給部（図示せず）等の動作は、制御部（図示せず）によって制御される。制御部の一例として、マイクロコンピュータが挙げられる。
　＜基板処理装置での基板処理＞
　図５～図１１は、実施形態１に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。基板処理装置１における基板処理は、以下のステップ１－１～１－４に従って行われる。
　＜ステップ１－１：図５＞
　図５にステップ１－１の処理の一例を示す。基板処理装置１において、まずゲートバルブ２８を開状態にして加工対象の半導体ウエハＷをチャンバ１０内に搬入して、静電チャック４０の上に載置する。次に、オン／オフ切替スイッチ４４をオンにし、静電吸着力によって静電チャック４０上に半導体ウエハＷを吸着保持する。また、排気装置２６によりチャンバ１０内の圧力を設定値（例えば、５００ｍＴｏｒｒ）に調節する。また、静電チャック４０と半導体ウエハＷとの間に伝熱ガスを供給する。図５に示すように、半導体ウエハＷの一例として、Ｓｉウエハが挙げられる。
　また、オン／オフ切替スイッチ９２をオフにすることにより、上部電極６０，６２には、重畳電圧を印加せずに高周波電圧を印加する。オン／オフ切替スイッチ９２がオフになっているときは、直流パルス電圧は重畳器９１に供給されないため、直流パルス電圧は上部電極６０，６２にも印加されない。また、基板処理装置１が図１に示す構成を採ることにより、サセプタ１２には、高周波電圧、直流パルス電圧及び重畳電圧の何れも印加されることはない。
　また、ガス供給部７６より処理ガスとして、ＴＥＯＳガス、Ｏ２ガス及びＡｒガスを所定の流量でチャンバ１０内に導入する。なお、Ａｒガスは、プラズマの安定化のために用いられる。
　これにより、内側上部電極６０より吐出されたＴＥＯＳガス及びＯ２ガスは、上部電極６０，６２と、下部電極として用いられるサセプタ１２との間での放電によって処理空間ＰＳでプラズマ化する。そして、このプラズマに含まれるラジカルやイオンによって、Ｓｉウエハの表面にＳｉＯ２膜が形成される。ＳｉＯ２膜は、半導体ウエハＷ上に形成される酸化膜の一例である。
　＜ステップ１－２：図６＞
　図６にステップ１－２の処理の一例を示す。ステップ１－１に後続するステップ１－２では、オン／オフ切替スイッチ９２をオンにする。オン／オフ切替スイッチ９２をオンにすることにより、上部電極６０，６２には、重畳電圧が印加される。また、ガス供給部７６より処理ガスとして、ＳｉＨ４ガス、Ｎ２ガス及びＡｒガスを所定の流量でチャンバ１０内に導入する。これにより、内側上部電極６０より吐出されたＳｉＨ４ガス及びＮ２ガスは、上部電極６０，６２と、下部電極として用いられるサセプタ１２との間での放電によって処理空間ＰＳでプラズマ化する。そして、このプラズマに含まれるラジカルやイオンによって、ステップ１－１で形成されたＳｉＯ２膜の表面にさらにＳｉＮ膜が形成（積層）される。ＳｉＮ膜は、半導体ウエハＷ上に形成される窒化膜の一例である。
　＜ステップ１－３：図７＞
　図７にステップ１－３の処理の一例を示す。ステップ１－２に後続するステップ１－３では、オン／オフ切替スイッチ９２をオフにする。オン／オフ切替スイッチ９２をオフにすることにより、上部電極６０，６２には、高周波電圧が印加される。また、ガス供給部７６より処理ガスとして、ＴＥＯＳガス、Ｏ２ガス及びＡｒガスを所定の流量でチャンバ１０内に導入する。これにより、内側上部電極６０より吐出されたＴＥＯＳガス及びＯ２ガスは、上部電極６０，６２と、下部電極として用いられるサセプタ１２との間での放電によって処理空間ＰＳでプラズマ化する。そして、このプラズマに含まれるラジカルやイオンによって、ステップ１－２で形成されたＳｉＮ膜の表面にさらにＳｉＯ２膜が形成（積層）される。
　＜ステップ１－４：図８＞
　図８にステップ１－４の処理の一例を示す。ステップ１－３に後続するステップ１－４では、オン／オフ切替スイッチ９２をオンにする。オン／オフ切替スイッチ９２をオンにすることにより、上部電極６０，６２には、重畳電圧が印加される。また、ガス供給部７６より処理ガスとして、ＳｉＨ４ガス、Ｎ２ガス及びＡｒガスを所定の流量でチャンバ１０内に導入する。これにより、内側上部電極６０より吐出されたＳｉＨ４ガス及びＮ２ガスは、上部電極６０，６２と、下部電極として用いられるサセプタ１２との間での放電によって処理空間ＰＳでプラズマ化する。そして、このプラズマに含まれるラジカルやイオンによって、ステップ１－３で形成されたＳｉＯ２膜の表面にさらにＳｉＮ膜が形成（積層）される。
　以上、ステップ１－１～１－４の処理について説明した。
　ここで、チャンバ１０内の圧力を５００ｍＴｏｒｒにした状態でオン／オフ切替スイッチ９２をオフにして上部電極６０，６２に周波数４０ＭＨｚの高周波電圧を印加したときのチャンバ１０内の電子温度の分布を図９に示す。また、チャンバ１０内の圧力を５００ｍＴｏｒｒにした状態でオン／オフ切替スイッチ９２をオンにして上部電極６０，６２に重畳電圧を印加したときのチャンバ１０内の電子温度の分布を図１０に示す。図１０では、周波数４０ＭＨｚの高周波電圧、及び、デューティ比５０％、周波数５００ｋＨｚの直流パルス電圧を重畳器９１に供給することにより重畳電圧を生成した。図９及び図１０は、ｚ方向（図１）の距離ｄと電子温度との関係（つまり、チャンバ１０内の電子温度の分布）を示す。距離ｄは、ｚ方向（図１）において、サセプタ１２の上面（つまり、静電チャック４０の上面）を基点とし、サセプタ１２の上面から上部電極６０，６２の下面までの距離を示す。図９及び図１０では、一例として、サセプタ１２の上面と上部電極６０，６２の下面との間の距離ｄ（つまり、電極間ギャップ）が０.０１４ｍである場合の電子温度の分布が示されている。
　また、図１１に、チャンバ１０内の圧力を５００ｍＴｏｒｒにした状態で上部電極６０，６２に高周波電圧のみ、または、重畳電圧を印加したときの波長と発光強度との関係を示す。
　つまり、ステップ１－１，１－３（図５，７）の処理が行われるときの状態が図９に示され、ステップ１－２，１－４（図６，８）の処理が行われるときの状態が図１０及び図１１に示されている。
　ステップ１－１，１－３の処理が行われるとき、つまり、上部電極６０，６２に高周波電圧が印加されるときには、図９に示すように、サセプタ１２の上面付近、及び、上部電極６０，６２の下面付近の双方で、電子温度が高くなる。電子温度が高いほど、処理ガスの解離が促進されてプラズマの生成量が増加するため、プラズマに含まれるラジカルが増加する。また、電子温度が高いほど、プラズマに含まれるイオンがより活性化されるため、膜質の改善効果が上がって膜密度が上がる。
　よって、ステップ１－１，１－３の処理により、上部電極６０，６２の下面付近では、ＳｉＯ２膜の形成源であるラジカルが増加する一方で、サセプタ１２の上面付近では、プラズマに含まれるイオンの活性度が上がる。よって、ステップ１－１，１－３の処理により、膜密度が高いＳｉＯ２膜を効率良く形成することができる。
　これに対し、ステップ１－２，１－４の処理が行われるとき、つまり、上部電極６０，６２に重畳電圧が印加されるときには、図１０に示すように、図９と比較して、上部電極６０，６２の下面付近での電子温度がさらに上昇する一方で、サセプタ１２の上面付近での電子温度が大きく低下する。上部電極６０，６２の下面付近での電子温度の上昇により、図１１に示すように、上部電極６０，６２の直下においてＮ２の解離が促進されて、ＳｉＮ膜の形成源であるＮラジカルが増加する。図１１からは、上部電極６０，６２に重畳電圧を印加した場合は、高周波電圧のみを印加した場合に比べ、Ｎ２の発光強度が減少する一方で、Ｎ２の解離が促進されてＮラジカルの発光強度が増加していること（つまり、Ｎラジカルが増加していること）が分かる。よって、上部電極６０，６２に重畳電圧を印加することにより、ステップ１－２，１－４の処理で形成されるＳｉＮ膜での窒化力を強化することができる。
　一方で、電子温度が低いほど、イオンによる電極に対する損傷の度合が小さくなる。
　よって、ステップ１－２，１－４の処理により、サセプタ１２に対する損傷を抑制しつつ、窒化力が強化されたＳｉＮ膜を形成することができる。
　以上のように、実施形態１では、ステップ１－１，１－３の処理において、直流パルス電圧を上部電極６０，６２及びサセプタ１２に印加せずに、高周波電圧を上部電極６０，６２に印加してＳｉウエハに対する処理を行うことにより、Ｓｉウエハ上にＳｉＯ２膜を形成する。また、実施形態１では、ステップ１－２，１－４の処理において、重畳電圧を上部電極６０，６２に印加してＳｉウエハに対する処理を行うことにより、Ｓｉウエハ上にＳｉＮ膜を形成する。Ｓｉウエハは、被処理基板としての半導体ウエハＷの一例である。また、ＳｉＯ２膜は酸化膜の一例であり、ＳｉＮ膜は窒化膜の一例である。
　こうすることで、ステップ１－１，１－３の処理では、膜質を改善しながらＳｉＯ２膜を効率良く形成することができる。一方で、ステップ１－２，１－４の処理では、サセプタ１２に対する損傷を抑制しつつ、窒化力が強化されたＳｉＮ膜を形成することができる。このように、実施形態１によれば、Ｓｉウエハに対する互いに異なる２つの成膜処理を１つのチャンバ１０内で行うことができる。
　また、実施形態１では、基板処理装置１は、サセプタ１２と接地との間に接続されたインピーダンス調整回路１００を有する。
　こうすることで、上部電極６０，６２とサセプタ１２との間のインピーダンスを減少させることが可能になるため、上部電極６０，６２に印加される高周波電圧、及び、上部電極６０，６２に印加される重畳電圧の高周波電圧成分がサセプタ１２に到達し易くなる。
　［実施形態２］
　＜基板処理装置の構成＞
　図１２は、実施形態２に係る基板処理装置の構成例を示す図である。図１２に示す基板処理装置２は、実施形態１に係る基板処理装置１（図１）と同様に、容量結合型の平行平板基板処理装置として構成されている。以下、図１２に示す基板処理装置２において、実施形態１に係る基板処理装置１（図１）と異なる構成について説明する。
　基板処理装置２は、電圧印加部６を有する。電圧印加部６は、高周波電源３０と、オン／オフ切替スイッチ９３と、マッチングユニット３４と、可変直流電源８０と、オン／オフ切替スイッチ９４と、パルス発生器８４と、フィルタ８６とを有する。
　高周波電源３０は、オン／オフ切替スイッチ９３、マッチングユニット３４及び接続棒３６を介して、サセプタ１２に電気的に接続されている。本実施形態の高周波電源３０は、主に、サセプタ１２上に載置される半導体ウエハＷに対するイオンの引き込みに寄与する。マッチングユニット３４は、高周波電源３０側のインピーダンスと負荷（主に電極、プラズマ、チャンバ）側のインピーダンスとの間の整合をとる。高周波電源３０によって生成された高周波電圧は、オン／オフ切替スイッチ９３を介してサセプタ１２に供給される。よって、オン／オフ切替スイッチ９３がオンになっているときは、高周波電圧がサセプタ１２に印加される一方で、オン／オフ切替スイッチ９３がオフになっているときは、高周波電圧がサセプタ１２に印加されない。
　一方で、可変直流電源８０から出力される負の直流電圧はオン／オフ切替スイッチ９４を介してパルス発生器８４に供給される。よって、オン／オフ切替スイッチ９４がオンになっているときは、直流パルス電圧が上部電極６０，６２に印加される一方で、オン／オフ切替スイッチ９４がオフになっているときは、直流パルス電圧が上部電極６０，６２に印加されない。
　基板処理装置２内の各構成の個々の動作、及び、基板処理装置２全体の動作（シーケンス）は、制御部（図示せず）によって制御される。例えば、排気装置２６、高周波電源３０、オン／オフ切替スイッチ４４，９３，９４、ガス供給部７６、チラーユニット（図示せず）、伝熱ガス供給部（図示せず）等の動作は、制御部（図示せず）によって制御される。制御部の一例として、マイクロコンピュータが挙げられる。
　＜基板処理装置での基板処理＞
　図１３～図１６は、実施形態２に係る基板処理装置で行われる基板処理の一例の説明に供する図である。基板処理装置２における基板処理は、以下のステップ２－１～２－３に従って行われる。
　＜ステップ２－１：図１３＞
　図１３にステップ２－１の処理の一例を示す。基板処理装置２において、まずゲートバルブ２８を開状態にして加工対象の半導体ウエハＷをチャンバ１０内に搬入して、静電チャック４０の上に載置する。次に、オン／オフ切替スイッチ４４をオンにし、静電吸着力によって静電チャック４０上に半導体ウエハＷを吸着保持する。また、排気装置２６によりチャンバ１０内の圧力を設定値（例えば、５００ｍＴｏｒｒ）に調節する。また、静電チャック４０と半導体ウエハＷとの間に伝熱ガスを供給する。図１３に示すように、半導体ウエハＷの一例として、Ｓｉウエハが挙げられる。このＳｉウエハの表面には、電気抵抗になる自然酸化膜が付着している。Ｓｉウエハの表面に付着している自然酸化膜の一例として、ＳｉＯ２膜が挙げられる。
　また、オン／オフ切替スイッチ９４をオフにする一方で、オン／オフ切替スイッチ９３をオンにすることにより、上部電極６０，６２に直流パルス電圧を印加せずに、サセプタ１２に高周波電圧を印加する。また、基板処理装置２が図１２に示す構成を採ることにより、上部電極６０，６２には高周波電圧が印加されることはなく、また、サセプタ１２には直流パルス電圧が印加されることはない。
　また、ガス供給部７６より処理ガスとしてＡｒガスを所定の流量でチャンバ１０内に導入する。
　これにより、内側上部電極６０より吐出されたＡｒガスは、上部電極６０，６２と、下部電極として用いられるサセプタ１２との間での放電によって処理空間ＰＳでプラズマ化する。そして、このプラズマに含まれるＡｒイオンによってＳｉウエハに対してイオンボンバードメントが行われて、Ｓｉウエハの表面に付着しているＳｉＯ２膜が洗浄されて除去される。
　＜ステップ２－２：図１４＞
　図１４にステップ２－２の処理の一例を示す。ステップ２－１に後続するステップ２－２では、オン／オフ切替スイッチ９３をオフにする一方で、オン／オフ切替スイッチ９４をオンにする。これにより、サセプタ１２に高周波電圧が印加されずに、上部電極６０，６２に直流パルス電圧が印加される。また、ガス供給部７６より処理ガスとして、ＴｉＣｌ４ガス及びＨ２ガスを所定の流量でチャンバ１０内に導入する。これにより、内側上部電極６０より吐出されたＴｉＣｌ４ガス及びＨ２ガスは、上部電極６０，６２と、下部電極として用いられるサセプタ１２との間での放電によって処理空間ＰＳでプラズマ化し、このプラズマに含まれるラジカルやイオンによって、Ｓｉウエハの表面にＴｉ膜が形成される。また、ＴｉＣｌ４のＣｌとＨ２とが結びつくことによりＨＣｌが生成される。
　＜ステップ２－３：図１５＞
　図１５にステップ２－３の処理の一例を示す。ステップ２－２に後続するステップ２－３では、オン／オフ切替スイッチ９３及びオン／オフ切替スイッチ９４の双方をオンにする。これにより、サセプタ１２に高周波電圧が印加される一方で、上部電極６０，６２に直流パルス電圧が印加される。また、ガス供給部７６より処理ガスとして、ＴｉＣｌ４ガス及びＮＨ３ガスを所定の流量でチャンバ１０内に導入する。これにより、内側上部電極６０より吐出されたＴｉＣｌ４ガス及びＮＨ３ガスは、上部電極６０，６２と、下部電極として用いられるサセプタ１２との間での放電によって処理空間ＰＳでプラズマ化し、このプラズマに含まれるラジカルやイオンによって、ステップ２－２で形成されたＴｉ膜の表面にさらにＴｉＮ膜が形成（積層）される。
　以上、ステップ２－１～２－３の処理について説明した。
　ここで、チャンバ１０内の圧力を５００ｍＴｏｒｒにした状態でオン／オフ切替スイッチ９４をオフにする一方でオン／オフ切替スイッチ９３をオンにして、サセプタ１２に周波数４０ＭＨｚの高周波電圧を印加したときのチャンバ１０内の電子温度の分布は、上記の図９に示したものと同様になる。また、チャンバ１０内の圧力を５００ｍＴｏｒｒにした状態でオン／オフ切替スイッチ９４をオンにする一方でオン／オフ切替スイッチ９３をオフにして、上部電極６０，６２にデューティ比５０％、周波数５００ｋＨｚの直流パルス電圧を印加したときのチャンバ１０内の電子温度の分布を図１６に示す。また、チャンバ１０内の圧力を５００ｍＴｏｒｒにした状態でオン／オフ切替スイッチ９３，９４の双方をオンにして、サセプタ１２に周波数４０ＭＨｚの高周波電圧を印加する一方で、上部電極６０，６２にデューティ比５０％、周波数５００ｋＨｚの直流パルス電圧を印加したときのチャンバ１０内の電子温度の分布は、上記の図１０に示したものと同様になる。図１６には、図９及び図１０と同様に、一例として、サセプタ１２の上面と上部電極６０，６２の下面との間の距離ｄ（つまり、電極間ギャップ）が０.０１４ｍである場合の電子温度の分布が示されている。
　また、チャンバ１０内の圧力を５００ｍＴｏｒｒにした状態でサセプタ１２に高周波電圧を印加する一方で、上部電極６０，６２に直流パルス電圧を印加したときの波長と発光強度との関係は、上記の図１１に示したものと同様になる。
　つまり、ステップ２－１（図１３）の処理が行われるときの状態が図９に示され、ステップ２－２（図１４）の処理が行われるときの状態が図１６に示され、ステップ２－３（図１５）の処理が行われるときの状態が図１０及び図１１に示されている。
　ステップ２－１の処理が行われるとき、つまり、サセプタ１２に高周波電圧が印加されるときには、図９に示すように、サセプタ１２の上面付近、及び、上部電極６０，６２の下面付近の双方で、電子温度が高くなる。電子温度が高いほど、処理ガスの解離が促進されてプラズマの生成量が増加するため、プラズマに含まれるイオンが増加する。また、電子温度が高いほど、プラズマに含まれるイオンがより活性化される。
　よって、ステップ２－１の処理により、上部電極６０，６２の下面付近では、イオンボンバードメントに用いられるＡｒイオンが増加する一方で、サセプタ１２の上面付近では、プラズマに含まれるＡｒイオンの活性度が上がる。よって、ステップ２－１の処理により、Ａｒイオンによるイオンボンバードメントの洗浄効果を上げることができる。
　また、ステップ２－２の処理が行われるとき、つまり、上部電極６０，６２に直流パルス電圧が印加されるときには、図１６に示すように、図９と比較して、上部電極６０，６２の下面付近での電子温度がさらに上昇する一方で、サセプタ１２の上面付近での電子温度が大きく低下する。電子温度が高いほど、処理ガスの解離が促進されてプラズマの生成量が増加するため、プラズマに含まれるラジカルが増加する。また、電子温度が低いほど、イオンによる電極に対する損傷の度合が小さくなる。
　よって、ステップ２－２の処理により、サセプタ１２に対する損傷を抑制しつつ、上部電極６０，６２の直下で多量に生成されるラジカルによりＴｉ膜を効率良く形成することができる。
　また、ステップ２－３の処理が行われるとき、つまり、サセプタ１２に高周波電圧が印加され、かつ、上部電極６０，６２に直流パルス電圧が印加されるときには、図１０に示すように、図１６と比較して、上部電極６０，６２の下面付近での電子温度が図１６と同程度の高温に維持されたまま、サセプタ１２の上面付近での電子温度が僅かに上昇する。上部電極６０，６２の下面付近の電子温度が高温に維持されるため、図１１に示すように、上部電極６０，６２の直下においてＮＨ３の解離が促進されて、ＴｉＮ膜の形成源であるＮラジカルが増加する。図１１からは、サセプタ１２に高周波電圧を印加し、かつ、上部電極６０，６２に直流パルス電圧を印加した場合は、高周波電圧のみをサセプタ１２に印加した場合に比べ、Ｎ２の発光強度が減少する一方で、Ｎ２の解離が促進されてＮラジカルの発光強度が増加していること（つまり、Ｎラジカルが増加していること）が分かる。よって、サセプタ１２に高周波電圧を印加した状態で、上部電極６０，６２に直流パルス電圧を印加することにより、ステップ２－３の処理で形成されるＴｉＮ膜での窒化力を強化することができる。
　さらに、図１０では、図１６と比較して、サセプタ１２の上面付近での電子温度が僅かに上昇するため、ステップ２－３の処理では、ステップ２－２の処理に比べて、サセプタ１２の上面付近で、イオンの活性度が上がる。
　よって、ステップ２－３の処理により、窒化力が強化された膜密度が高いＴｉＮ膜を効率良く形成することができる。
　以上のように、実施形態２では、ステップ２－１のイオンボンバードメント処理において、直流パルス電圧を上部電極６０，６２及びサセプタ１２に印加せずに、高周波電圧をサセプタ１２に印加してＳｉウエハに対する処理を行うことにより、Ｓｉウエハの表面に付着しているＳｉＯ２膜を洗浄する。Ｓｉウエハは、被処理基板としての半導体ウエハＷの一例であり、ＳｉＯ２膜は自然酸化膜の一例である。また、実施形態２では、ステップ２－２の成膜処理において、高周波電圧を上部電極６０，６２及びサセプタ１２に印加せずに、直流パルス電圧を上部電極６０，６２に印加してＳｉウエハに対する処理を行うことにより、Ｓｉウエハ上にＴｉ膜を形成する。
　こうすることで、ステップ２－１の処理では、イオンボンバードメントの洗浄効果を上げることができる。一方で、ステップ２－２の処理では、サセプタ１２に対する損傷を抑制しつつ、Ｔｉ膜を効率良く形成することができる。このように、実施形態２によれば、イオンボンバードメント処理と成膜処理という、Ｓｉウエハに対する互いに異なる２つの処理を１つのチャンバ１０内で行うことができる。
　以上、実施形態１及び実施形態２について説明した。
　以上のように、実施形態１及び実施形態２では、基板処理装置１，２は、真空排気可能なチャンバ１０と、下部電極として用いられるサセプタ１２と、上部電極６０，６２とを有する。サセプタ１２には半導体ウエハＷが載置可能である。上部電極６０，６２は、チャンバ１０内でサセプタ１２に対向して配置される。そして、基板処理装置１，２では、直流パルス電圧を用いずに高周波電圧を用いて半導体ウエハＷに対する第一処理が行われる一方で、直流パルス電圧を用いて半導体ウエハＷに対する第二処理が行われる。第一処理の一例として、上記のステップ１－１の処理、または、ステップ２－１の処理が挙げられる。また、第二処理の一例として、上記のステップ１－２の処理、または、ステップ２－２の処理が挙げられる。
　こうすることで、第一処理と第二処理という、半導体ウエハＷに対する互いに異なる２つの処理を１つのチャンバ１０内で行うことができるため、半導体デバイスの製造コストを抑えることができる。
　なお、本開示の実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記の実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されても良い。
１，２　基板処理装置
５，６　電圧印加部
１０　チャンバ
１２　サセプタ
６０　内側上部電極
６２　外側上部電極

Claims (6)

  1. 　真空排気可能な処理容器と、
    　前記処理容器内で被処理基板が載置可能な下部電極と、
    　前記処理容器内で前記下部電極に対向して配置される上部電極と、
    　を具備する基板処理装置における基板処理方法であって、
    　直流パルス電圧を用いずに交流電圧を用いて前記被処理基板に対する第一処理を行うことと、
    　前記直流パルス電圧を用いて前記被処理基板に対する第二処理を行うことと、
    　を有する基板処理方法。
  2. 　前記直流パルス電圧を前記上部電極及び前記下部電極に印加せずに、前記交流電圧を前記上部電極に印加して前記第一処理を行い、
    　前記直流パルス電圧により基準電位が時間の経過に伴って上下に交互に変化する前記交流電圧を前記上部電極に印加して前記第二処理を行う、
    　請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 　前記第一処理により酸化膜を成膜し、
    　前記第二処理により窒化膜を成膜する、
    　請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 　前記基板処理装置は、前記下部電極と接地との間に接続されたインピーダンス調整回路をさらに具備する、
    　請求項２に記載の基板処理方法。
  5. 　前記直流パルス電圧を前記上部電極及び前記下部電極に印加せずに、前記交流電圧を前記下部電極に印加して前記第一処理を行い、
    　前記交流電圧を前記上部電極及び前記下部電極に印加せずに、前記直流パルス電圧を前記上部電極に印加して前記第二処理を行う、
    　請求項１に記載の基板処理方法。
  6. 　前記第一処理はイオンボンバードメント処理であり、
    　前記第二処理は成膜処理である、
    　請求項５に記載の基板処理方法。
PCT/JP2019/023407 2018-06-27 2019-06-13 基板処理方法 Ceased WO2020004048A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020217001351A KR102539151B1 (ko) 2018-06-27 2019-06-13 기판 처리 방법
US17/253,789 US11410834B2 (en) 2018-06-27 2019-06-13 Substrate processing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-122164 2018-06-27
JP2018122164A JP7038614B2 (ja) 2018-06-27 2018-06-27 基板処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020004048A1 true WO2020004048A1 (ja) 2020-01-02

Family

ID=68984847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/023407 Ceased WO2020004048A1 (ja) 2018-06-27 2019-06-13 基板処理方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11410834B2 (ja)
JP (1) JP7038614B2 (ja)
KR (1) KR102539151B1 (ja)
WO (1) WO2020004048A1 (ja)

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11462389B2 (en) 2020-07-31 2022-10-04 Applied Materials, Inc. Pulsed-voltage hardware assembly for use in a plasma processing system
US11476145B2 (en) 2018-11-20 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Automatic ESC bias compensation when using pulsed DC bias
US11476090B1 (en) 2021-08-24 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Voltage pulse time-domain multiplexing
US11495470B1 (en) 2021-04-16 2022-11-08 Applied Materials, Inc. Method of enhancing etching selectivity using a pulsed plasma
US11508554B2 (en) 2019-01-24 2022-11-22 Applied Materials, Inc. High voltage filter assembly
US11569066B2 (en) 2021-06-23 2023-01-31 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US11694876B2 (en) 2021-12-08 2023-07-04 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for delivering a plurality of waveform signals during plasma processing
US11699572B2 (en) 2019-01-22 2023-07-11 Applied Materials, Inc. Feedback loop for controlling a pulsed voltage waveform
US11791138B2 (en) 2021-05-12 2023-10-17 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11798790B2 (en) 2020-11-16 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11810760B2 (en) 2021-06-16 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of ion current compensation
US11901157B2 (en) 2020-11-16 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11948780B2 (en) 2021-05-12 2024-04-02 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11967483B2 (en) 2021-06-02 2024-04-23 Applied Materials, Inc. Plasma excitation with ion energy control
US11972924B2 (en) 2022-06-08 2024-04-30 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US11984306B2 (en) 2021-06-09 2024-05-14 Applied Materials, Inc. Plasma chamber and chamber component cleaning methods
US12106938B2 (en) 2021-09-14 2024-10-01 Applied Materials, Inc. Distortion current mitigation in a radio frequency plasma processing chamber
DE102023110890A1 (de) 2023-04-27 2024-10-31 Franken Systems Gmbh 2-Komponenten-Haftprimer zur Kombination mit Flüssigkunststoffen
US12148595B2 (en) 2021-06-09 2024-11-19 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control in pulsed DC plasma chamber
US12198966B2 (en) 2017-09-20 2025-01-14 Applied Materials, Inc. Substrate support with multiple embedded electrodes
US12272524B2 (en) 2022-09-19 2025-04-08 Applied Materials, Inc. Wideband variable impedance load for high volume manufacturing qualification and on-site diagnostics
US12315732B2 (en) 2022-06-10 2025-05-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for etching a semiconductor substrate in a plasma etch chamber
US12525433B2 (en) 2021-06-09 2026-01-13 Applied Materials, Inc. Method and apparatus to reduce feature charging in plasma processing chamber
US12586768B2 (en) 2022-08-10 2026-03-24 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage compensation for plasma processing applications

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022044209A (ja) * 2020-09-07 2022-03-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR102896679B1 (ko) * 2022-06-20 2025-12-09 주식회사 원익아이피에스 적층막의 형성방법 및 이를 위한 기판 처리 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1131685A (ja) * 1997-07-14 1999-02-02 Hitachi Electron Eng Co Ltd プラズマｃｖｄ装置およびそのクリーニング方法
JP2004076069A (ja) * 2002-08-13 2004-03-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 表面処理装置
JP2005026063A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Sharp Corp プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2011119720A (ja) * 2009-11-06 2011-06-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体素子、及び半導体装置の作製方法、並びに成膜装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009239012A (ja) 2008-03-27 2009-10-15 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置及びプラズマエッチング方法
KR20160028612A (ko) * 2014-09-03 2016-03-14 삼성전자주식회사 반도체 제조 장치 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
KR20170024922A (ko) * 2015-08-26 2017-03-08 삼성전자주식회사 플라즈마 발생 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1131685A (ja) * 1997-07-14 1999-02-02 Hitachi Electron Eng Co Ltd プラズマｃｖｄ装置およびそのクリーニング方法
JP2004076069A (ja) * 2002-08-13 2004-03-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 表面処理装置
JP2005026063A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Sharp Corp プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2011119720A (ja) * 2009-11-06 2011-06-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体素子、及び半導体装置の作製方法、並びに成膜装置

Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12198966B2 (en) 2017-09-20 2025-01-14 Applied Materials, Inc. Substrate support with multiple embedded electrodes
US11476145B2 (en) 2018-11-20 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Automatic ESC bias compensation when using pulsed DC bias
US12057292B2 (en) 2019-01-22 2024-08-06 Applied Materials, Inc. Feedback loop for controlling a pulsed voltage waveform
US11699572B2 (en) 2019-01-22 2023-07-11 Applied Materials, Inc. Feedback loop for controlling a pulsed voltage waveform
US11508554B2 (en) 2019-01-24 2022-11-22 Applied Materials, Inc. High voltage filter assembly
US12237148B2 (en) 2020-07-31 2025-02-25 Applied Materials, Inc. Plasma processing assembly using pulsed-voltage and radio-frequency power
US11776789B2 (en) 2020-07-31 2023-10-03 Applied Materials, Inc. Plasma processing assembly using pulsed-voltage and radio-frequency power
US11462388B2 (en) 2020-07-31 2022-10-04 Applied Materials, Inc. Plasma processing assembly using pulsed-voltage and radio-frequency power
US11848176B2 (en) 2020-07-31 2023-12-19 Applied Materials, Inc. Plasma processing using pulsed-voltage and radio-frequency power
US11462389B2 (en) 2020-07-31 2022-10-04 Applied Materials, Inc. Pulsed-voltage hardware assembly for use in a plasma processing system
US12183557B2 (en) 2020-11-16 2024-12-31 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11798790B2 (en) 2020-11-16 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11901157B2 (en) 2020-11-16 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11495470B1 (en) 2021-04-16 2022-11-08 Applied Materials, Inc. Method of enhancing etching selectivity using a pulsed plasma
US11791138B2 (en) 2021-05-12 2023-10-17 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11948780B2 (en) 2021-05-12 2024-04-02 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US12347647B2 (en) 2021-06-02 2025-07-01 Applied Materials, Inc. Plasma excitation with ion energy control
US11967483B2 (en) 2021-06-02 2024-04-23 Applied Materials, Inc. Plasma excitation with ion energy control
US12525441B2 (en) 2021-06-09 2026-01-13 Applied Materials, Inc. Plasma chamber and chamber component cleaning methods
US11984306B2 (en) 2021-06-09 2024-05-14 Applied Materials, Inc. Plasma chamber and chamber component cleaning methods
US12394596B2 (en) 2021-06-09 2025-08-19 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control in pulsed DC plasma chamber
US12148595B2 (en) 2021-06-09 2024-11-19 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control in pulsed DC plasma chamber
US12525433B2 (en) 2021-06-09 2026-01-13 Applied Materials, Inc. Method and apparatus to reduce feature charging in plasma processing chamber
US11810760B2 (en) 2021-06-16 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of ion current compensation
US12125673B2 (en) 2021-06-23 2024-10-22 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US11887813B2 (en) 2021-06-23 2024-01-30 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing
US11569066B2 (en) 2021-06-23 2023-01-31 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US11476090B1 (en) 2021-08-24 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Voltage pulse time-domain multiplexing
US12261019B2 (en) 2021-08-24 2025-03-25 Applied Materials, Inc. Voltage pulse time-domain multiplexing
US12106938B2 (en) 2021-09-14 2024-10-01 Applied Materials, Inc. Distortion current mitigation in a radio frequency plasma processing chamber
US12482633B2 (en) 2021-12-08 2025-11-25 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for delivering a plurality of waveform signals during plasma processing
US11694876B2 (en) 2021-12-08 2023-07-04 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for delivering a plurality of waveform signals during plasma processing
US12368020B2 (en) 2022-06-08 2025-07-22 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US11972924B2 (en) 2022-06-08 2024-04-30 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US12315732B2 (en) 2022-06-10 2025-05-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for etching a semiconductor substrate in a plasma etch chamber
US12586768B2 (en) 2022-08-10 2026-03-24 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage compensation for plasma processing applications
US12272524B2 (en) 2022-09-19 2025-04-08 Applied Materials, Inc. Wideband variable impedance load for high volume manufacturing qualification and on-site diagnostics
DE102023110890A1 (de) 2023-04-27 2024-10-31 Franken Systems Gmbh 2-Komponenten-Haftprimer zur Kombination mit Flüssigkunststoffen

Also Published As

Publication number Publication date
US11410834B2 (en) 2022-08-09
US20210280394A1 (en) 2021-09-09
KR102539151B1 (ko) 2023-06-01
JP7038614B2 (ja) 2022-03-18
KR20210020134A (ko) 2021-02-23
JP2020004822A (ja) 2020-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7038614B2 (ja) 基板処理方法
WO2019239872A1 (ja) 成膜装置及び成膜装置におけるクリーニング方法
KR102927410B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
JP5199595B2 (ja) プラズマ処理装置及びそのクリーニング方法
US10304691B2 (en) Method of etching silicon oxide and silicon nitride selectively against each other
US12027344B2 (en) Film forming apparatus
JP6423706B2 (ja) プラズマ処理装置
US8641916B2 (en) Plasma etching apparatus, plasma etching method and storage medium
JP5165993B2 (ja) プラズマ処理装置
TWI595528B (zh) 電漿處理方法
TWI424792B (zh) Plasma processing device and plasma processing method
CN117425947A (zh) 脉冲dc等离子体腔室中的等离子体均匀性控制
US20190122863A1 (en) Plasma processing apparatus
US20160372306A1 (en) Method for Controlling Plasma Uniformity in Plasma Processing Systems
WO2014057799A1 (ja) プラズマエッチング方法
KR20190086699A (ko) 표면 입자를 감소시키기 위한 플라즈마 방전 점화 방법
US12020899B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
WO2019230526A1 (ja) 成膜装置及び成膜方法
JP6807777B2 (ja) プラズマ処理装置
JP2007273596A (ja) プラズマ処理用の電極板及びプラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19825160

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217001351

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19825160

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1