特許ウォッチ

公開番号2024087498
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-01
出願番号2022202346
出願日2022-12-19
発明の名称プラズマ処理装置および半導体装置の製造方法
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20240624BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】安定ステップを省略した場合でも基板の処理特性を向上させること。
【解決手段】実施形態のプラズマ処理装置は、基板を処理する処理容器と、処理容器内に処理ガスを供給する上部電極と、上部電極に対向して処理容器内に配置され、基板が載置される下部電極と、上部電極および下部電極の少なくともいずれかに電力を供給して処理容器内にプラズマを生成する電源と、処理容器内を排気する排気部と、を備え、上部電極は、下部電極に対向する第1の面と、第1の面とは反対側の第2の面と、第1及び第2の面の間に介在され、処理ガスが拡散される拡散部と、第1の面に配置され、処理容器内に処理ガスを供給する複数のガス供給孔と、第2の面に配置され、排気部に接続される複数のガス排気孔と、を有し、複数のガス排気孔の総面積は、複数のガス供給孔の総面積よりも大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板を処理する処理容器と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する上部電極と、
前記上部電極に対向して前記処理容器内に配置され、前記基板が載置される下部電極と、
前記上部電極および前記下部電極の少なくともいずれかに電力を供給して前記処理容器内にプラズマを生成する電源と、
前記処理容器内を排気する排気部と、を備え、
前記上部電極は、
前記下部電極に対向する第１の面と、
前記第１の面とは反対側の第２の面と、
前記第１及び第２の面の間に介在され、前記処理ガスが拡散される拡散部と、
前記第１の面に配置され、前記処理容器内に前記処理ガスを供給する複数のガス供給孔と、
前記第２の面に配置され、前記排気部に接続される複数のガス排気孔と、を有し、
前記複数のガス排気孔の総面積は、
前記複数のガス供給孔の総面積よりも大きい、
プラズマ処理装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記複数のガス排気孔の平均直径は、
前記複数のガス供給孔の平均直径よりも大きい、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記上部電極は、
前記拡散部を複数の領域に区画する隔壁を更に有し、
前記複数のガス排気孔は、
前記第２の面の前記複数の領域に対応する位置に分散して配置されている、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
基板が処理される処理容器内に基板を搬入し、
前記処理容器内の上部電極に対向する下部電極に前記基板を載置し、
前記上部電極の、前記下部電極に対向する第１の面に配置される複数のガス供給孔から第１の処理ガスを供給し、
前記上部電極および前記下部電極の少なくともいずれかに電力を供給し、前記処理容器内に第１の期間、前記第１の処理ガスのプラズマを生成し、
前記第１の期間が経過した後、前記プラズマの生成および前記第１の処理ガスの供給を停止し、
前記第１の面に配置される複数のガス供給孔から第２の処理ガスを供給し、
前記上部電極および前記下部電極の少なくともいずれかに電力を供給し、前記処理容器内に第２の期間、第２の処理ガスのプラズマを生成し、
前記プラズマの生成および前記第１の処理ガスの供給を停止した後、前記第２の処理ガスの供給前に、前記第１の面から前記第１の処理ガスが拡散される拡散部を隔てて、前記第１の面とは反対側に設けられた第２の面に配置される複数のガス排気孔を介して、前記拡散部内の前記第１の処理ガスを排気する、
半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記拡散部内の前記第１の処理ガスを排気するときは、
前記拡散部内の前記第１の処理ガスの排気と並行して前記処理容器内を排気し、このとき、前記拡散部内の圧力が前記処理容器内の圧力よりも低くなるよう制御する、
請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記拡散部内の前記第１の処理ガスを排気するときは、
前記複数のガス排気孔と、前記処理容器内を排気する排気部との間に設けられたバルブを開いて前記第１の処理ガスを排気する、
請求項４に記載の半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラズマ処理装置および半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、異なる処理ガスでそれぞれ基板を処理するステップを複数回繰り返すサイクル処理が行われる場合がある。このようなサイクル処理において、処理ガスの切り替え時に処理ガスの流量等を安定させる安定ステップを省略することで、生産性を向上させることが可能である。
【０００３】
しかしながら、安定ステップの省略により、直前のステップで用いた処理ガスが混入された状態で基板が処理されてしまい、基板の処理特性が悪化してしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１２３７８０号公報
特許第５４４４０４４号公報
特許第６０８５１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１つの実施形態は、安定ステップを省略した場合でも基板の処理特性を向上させることが可能なプラズマ処理装置および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のプラズマ処理装置は、基板を処理する処理容器と、前記処理容器内に処理ガスを供給する上部電極と、前記上部電極に対向して前記処理容器内に配置され、前記基板が載置される下部電極と、前記上部電極および前記下部電極の少なくともいずれかに電力を供給して前記処理容器内にプラズマを生成する電源と、前記処理容器内を排気する排気部と、を備え、前記上部電極は、前記下部電極に対向する第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面と、前記第１及び第２の面の間に介在され、前記処理ガスが拡散される拡散部と、前記第１の面に配置され、前記処理容器内に前記処理ガスを供給する複数のガス供給孔と、前記第２の面に配置され、前記排気部に接続される複数のガス排気孔と、を有し、前記複数のガス排気孔の総面積は、前記複数のガス供給孔の総面積よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の一例を模式的に示す断面図。
実施形態にかかるシャワーヘッドの構成の一例を示す模式図。
実施形態にかかるプラズマ処理装置によるウェハのプラズマ処理について説明する模式図。
実施形態にかかるプラズマ処理装置による処理を経て製造される半導体装置の構成の一例を示す断面図。
比較例にかかるプラズマ処理装置によるプラズマ処理のタイミングチャート図。
実施形態の変形例にかかるプラズマ処理装置によるプラズマ処理のタイミングチャート図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【０００９】
（プラズマ処理装置の構成例）
図１は、実施形態にかかるプラズマ処理装置１の構成の一例を模式的に示す断面図である。プラズマ処理装置１は、例えばウェハ１００上に形成された所定の層をエッチング処理するエッチング装置として構成されている。
【００１０】
図１に示すように、プラズマ処理装置１は、基板としてのウェハ１００を処理する処理容器としてのチャンバ１１を備える。チャンバ１１は例えばアルミニウム製であり、気密に封止することが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許