成膜方法和半导体制造装置与流程

文档序号:25443101发布日期:2021-06-11 22:03阅读:159来源:国知局
成膜方法和半导体制造装置与流程

本公开涉及成膜方法和半导体制造装置。



背景技术:

例如,专利文献1提出一种成膜技术,其在通过溅射而在背面将导电膜成膜时使用在晶片上预先形成了所希望的图案的孔的掩模,以仅在该掩模孔的部分沉积金属的方式通过溅射来成膜。通过使用这样的导电膜,减少了在晶片的所有面产生的应力,结果是能够减轻晶片的翘曲。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2001-93863号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术问题

本公开提供一种能够补偿基片的局部翘曲的技术。

用于解决技术问题的技术方案

依照本公开的一实施方式,提供一种成膜方法,其包括:准备与基片的正面状态的测量结果相应的掩模的步骤;将上述掩模送入处理容器内的步骤;将上述基片送入上述处理容器内的步骤;和在上述基片的背面配置有上述掩模的状态下,对上述基片的背面进行成膜的步骤。

发明效果

依照一方面,能够补偿基片的局部翘曲。

附图说明

图1是表示一实施方式的半导体制造装置的结构的一例的纵截面图。

图2是表示图1的i-i截面的图。

图3是表示一实施方式的缓冲室和运送装置的一例的图。

图4是表示一实施方式的存储部的掩模信息的一例的图。

图5是表示一实施方式的掩模的一例的图。

图6是表示一实施方式的存储部的掩模信息的一例的图。

图7是表示一实施方式的掩模的一例的图。

图8是表示一实施方式的掩模和晶片的送入顺序的一例的图。

图9是表示一实施方式的掩模的制作处理的一例的流程图。

图10是表示一实施方式的背面成膜处理的一例的流程图。

图11是表示一实施方式的背面和正面的成膜切换的概要的图。

具体实施方式

以下,参照附图,对用于实施本公开的方式进行说明。此外,在本说明书和附图中,对于实质上相同的结构标注相同的附图标记,而省略重复的说明。

[半导体制造装置]

首先,对于本公开的一实施方式的半导体制造装置1的结构,参照图1进行说明。图1是表示一实施方式的半导体制造装置1的结构的一例的纵截面图。在一实施方式中,半导体制造装置1实施作为一例的、所谓的ald(atomiclayerdeposition:原子层沉积)法,该ald法将原料气体和反应气体交替地供给到基片将原子层或分子层层叠来成膜。

半导体制造装置1具有在晶片w上进行成膜处理的真空容器即处理容器11。在处理容器11的侧壁面设置有用于送入和送出晶片w的送入送出口13、以及开闭送入送出口13的闸门(gatevalve)14。

在处理容器11的顶部形成有从气孔50以喷淋状导入气体的气体喷淋头shb。此外,在形成于处理容器11的底部的凹部12,与气体喷淋头shb对置地形成有从气孔70以喷淋状导入气体的气体喷淋头sha。形成有气体喷淋头sha的工作台3被收纳于凹部12。

第一支承机构2具有贯通工作台3的多个升降销5和使升降销5上升的治具(jig)84。升降销5被治具84从下向上推,由此对晶片w可升降地进行支承。

第二支承机构4具有贯通工作台3的多个升降销6和使升降销6上升的治具80。升降销6被治具80从下向上推,由此对掩模m可升降地进行支承。然而,升降销6如果是能够将掩模m支承在工作台3上方的部件,则也可以不具有升降功能。

图2表示图1的i-i截面。如图2所示,工作台3在内周侧具有供升降销5贯通的孔,在外周侧具有供升降销6贯通的孔,在它们之间和中央具有多个气孔70。在本实施方式中,晶片w由3根升降销5支承,掩模m由3根升降销6支承,但是升降销5、6的数量不限于此,也可以为4根以上。

返回图1,在支承工作台3的支承体81,连接有旋转机构82和升降机构83。旋转机构82通过电动机的动力使工作台3旋转。由此,晶片w在由第一支承机构2支承的状态下,通过旋转机构82旋转。此外,工作台3借助电动机的动力,通过升降机构83而升降。

支承体81贯通处理容器11的底部的部分被磁性密封件86密封,升降销5、6贯通处理容器11的底部的部分分别被磁性密封件87、85密封。由此,保持处理容器11内的气密性,将处理容器内的真空状态保持为规定的真空度。

在处理容器11的底部,在长度方向的一端侧设置有作为排气口的排气槽31。在处理容器11的长度方向上,将配置有排气槽31的一端侧称为下游侧,将与配置有排气槽31的一侧相反的一侧称为上游侧。

在排气槽31的开口部分形成有具有多个隙缝33的盖部32。在排气槽31的底部连接有排气管34,在排气管34从排气槽31侧起设置有压力调节部35、排气阀36,连接到未图示的真空泵。

在处理容器11内的上游侧设置有成膜气体释放部41。在成膜气体释放部41在长度方向上设置有隙缝。成膜气体从成膜气体释放部41导入,通过晶片w的整个表面。

在成膜气体释放部41连接有气体供给管40。在气体供给管40连接有从处理容器11的侧壁供给第三气体的第三气体供给源gs3。供给原料气体的原料气体供给管42、供给与原料气体反应的反应气体的反应气体供给管46和供给置换气体的置换气体供给管60,在第三气体供给源gs3合流。

在原料气体供给管42连接有供给作为原料气体的一例的dcs(二氯硅烷)(以下称为“dcs”)的dcs供给源43,并设置有调节dcs气体的流量的流量调节部45以及开启和关闭dcs气体的供给的阀44。

在反应气体供给管46连接有供给作为反应气体的一例的nh3的nh3供给源47,并设置有调节nh3气体的流量的流量调节部49以及开启和关闭nh3气体的供给的阀48。在本例中,将原料气体和反应气体称为“成膜气体”。dcs和nh3是第三气体的一例。

在置换气体供给管60连接有供给作为置换气体(吹扫气体)的一例的ar气体的ar气体供给源61,并设置有调节ar气体的流量的流量调节部63以及开启和关闭ar气体的供给的阀62。

另外,第三气体供给源gs3、成膜气体释放部41和气体供给管40是沿由第一支承机构2支承的晶片w的径向供给第三气体的第三气体供给部的一例。第三气体供给部沿由第一支承机构2支承的晶片w的径向供给第三气体。

在气体供给管40连接有远程等离子体(remoteplasma)65。远程等离子体65从处理容器11的侧壁供给等离子体。来自第三气体供给源gs3的第三气体的供给与来自远程等离子体65的等离子体的供给之切换,能够通过控制第三气体供给源gs3内的阀44、48和远程等离子体65来进行。

在气体喷淋头shb,经由气体供给管52连接有第二气体供给源gs2,该第二气体供给源gs2供给调节成膜气体的浓度的浓度调节用气体(例如,作为稀释气体的ar气体或者已加热的he气体)。

第二气体供给源gs2分为2个系统,分别设置有流量调节部53和阀54。流量调节部53和阀54也称为气体调节部55。在一个气体调节部55连接有he气体供给源57,在另一个气体调节部55连接有ar气体供给源58。加热器56对从he气体供给源57供给来的he气体进行加热。已加热的he气体和从ar气体供给源58供给的ar气体在阀54的控制下被交替地供给到气体喷淋头shb,经缓冲室51从多个气孔50被导入到处理容器11内。he气体作为防止成膜气体漫延到晶片w的正面的吹扫气体发挥作用。此外,ar气体作为成膜气体的稀释气体发挥作用。

多个气孔50设置在从处理容器11的侧壁供给的dcs等成膜气体的气流的上游侧去往下游侧的长度方向上,并且形成为俯视时以覆盖晶片w整个表面的方式在宽度方向上延伸的隙缝状或孔状。由此,以在宽度方向上流量一致的状态从各气孔50向由第一支承机构2支承的晶片w的正面供给作为稀释气体的ar气体或已加热的he气体。

he气体是第二气体的一例。第二气体供给源gs2和气体喷淋头shb是将第二气体供给到由第一支承机构2支承的晶片w的正面的第二气体供给部的一例。此外,第二气体不限于he气体,也可以将非活性气体作为第二气体进行加热、供给。此外,从气体喷淋头shb供给的稀释气体不限于ar气体,也可以是n2气体等非活性气体。

在对晶片w的背面进行成膜时,用第一支承机构2使晶片w靠近第二气体供给部,供给第二气体和第三气体。在对晶片w的背面进行成膜时,第二气体供给部将已加热的he气体等非活性气体作为第二气体供给,防止将晶片w的正面成膜。

在气体喷淋头sha经由气体供给管72连接有第一气体供给源gs1,该第一气体供给源gs1供给调节成膜气体的浓度的浓度调节用气体(例如,作为稀释气体的ar气体或已加热的he气体)。

第二气体供给源gs2分为2个系统,分别设置有流量调节部73和阀74。流量调节部73和阀74也称为气体调节部75。在一个气体调节部75连接有he气体供给源77,在另一个气体调节部75连接有ar气体供给源78。加热器76对从he气体供给源77供给来的he气体进行加热。已加热的he气体和从ar气体供给源78供给的ar气体在阀74的控制下被交替地供给到气体喷淋头sha,经缓冲室71从多个气孔70被导入到处理容器11内。he气体作为防止成膜气体漫延到晶片w的背面的吹扫气体发挥作用。此外,ar气体作为成膜气体的稀释气体发挥作用。

多个气孔70设置在从处理容器11的侧壁供给的成膜气体的气流的上游侧去往下游侧的长度方向上,并且形成为俯视时以覆盖晶片w整个表面的方式在宽度方向上延伸的隙缝状或孔状。由此,以在宽度方向上流量一致的状态从各气孔70向由第一支承机构2支承的晶片w的背面供给作为稀释气体的ar气体或者已加热的he气体。

he气体是第一气体的一例。第一气体供给源gs1和气体喷淋头sha是对由第一支承机构2支承的晶片的背面供给第一气体的第一气体供给部的一例。此外,第一气体不限于he气体,也可以将非活性气体作为第一气体进行加热、供给。此外,从气体喷淋头sha供给的稀释气体不限于ar气体,也可以是n2气体等非活性气体。

在对晶片w的正面进行成膜时,使晶片w靠近气体喷淋头sha,对晶片w的背面供给第一气体,对晶片w的正面供给第三气体。当用第三气体对晶片w的正面进行成膜时,通过将已加热的he气体等非活性气体作为第一气体供给到晶片w的背面,来防止将晶片w的背面成膜。

另一方面,在晶片w的背面进行成膜处理时,使晶片w靠近气体喷淋头shb,对晶片w的正面供给第二气体,对晶片w的背面供给第三气体。当用第三气体对晶片w的背面进行成膜时,通过将已加热的he气体等非活性气体作为第二气体供给到晶片w的正面,来防止将晶片w的正面成膜。

对上述结构的半导体制造装置1中的晶片w的正面的成膜处理简单地进行说明。首先,打开闸门14,将由运送臂从外部送入的晶片w保持在第一支承机构2。关闭闸门14,将处理容器11密闭后,开始从成膜气体释放部41供给ar气体,从排气槽31进行排气,调节处理容器11内的压力。接着,使第一支承机构2下降。在对晶片w的正面进行成膜时,不需要掩模m。

之后,通过使用以作为原料气体的dcs和作为反应气体的nh3为成膜气体的ald法,在晶片的正面进行成膜处理。对向晶片w供给这些成膜气体的供给方法进行说明。在从排气槽31进行排气的状态下向由第一支承机构2保持的晶片w开始供给成膜气体,并且从气体喷淋头shb向晶片w的正面供给稀释气体。当成膜气体从气体供给管40流入到成膜气体释放部41时,在成膜气体释放部41内均匀地扩散。之后,从成膜气体释放部41的隙缝,以在晶片w的宽度方向上一致的流量被供给,沿晶片w的表面,跨整个表面流动。之后,保持平行流动的状态流入排气槽31,从排气管34被排气。

接着,驱动旋转机构82,使工作台3上的晶片w绕支承体81的轴线旋转。由此,成膜气体的浓度在气流的宽度方向上变得均匀,朝着一个方向连续变化。从晶片w的各部位观察,成膜气体的浓度逐渐变低,再逐渐变高的状态反复出现。当晶片w旋转一圈时,与中心的距离相同的部位由于通过相同的区域,因此在周向上膜厚一致,该膜厚根据该部位旋转一圈时的相对于时间推移的浓度变化图案来决定。因此,在晶片w的正面成膜的薄膜具有同心圆状的膜厚分布,该膜厚分布由晶片w的正面附近的成膜气体的流动方向上的浓度分布决定。如上所述成膜气体的浓度分布由从气孔50供给的稀释气的稀释程度决定,因此通过用气体调节部55使从气孔50供给的稀释气体的流量变化,能够调节成膜气体的浓度分布。在晶片w的背面处理时,使用掩模m在晶片w的背面局部地成膜。关于背面处理的详情,在后文说明。

半导体制造装置1具有控制装置整体动作的控制部100。控制部100根据保存于rom和ram等存储部101的处理方案,执行成膜处理。在处理方案中设定有与处理条件对应的装置的控制信息,即处理时间、压力(气体的排气)、高频电功率和电压、各种气体流量、处理容器内温度(上部电极温度、处理容器的侧壁温度、晶片w温度、静电吸盘温度等)、来自冷却器的致冷剂温度等。控制部100按照处理方案的流程,控制第一气体~第三气体的供给,控制在晶片w的正面的成膜和在晶片w的背面的成膜。此外,控制部100按照处理方案的流程,控制在成膜处理中附着于处理容器11内的附着物的清洁处理。

另外,上述表示程序和处理条件的处理方案也可以存储在硬盘、半导体存储器中。此外,处理方案也可以在保存于cd-rom、dvd等移动式的计算机可读取存储介质的状态下在规定位置设置、读出。

另外,虽然图1的半导体制造装置1是能够对晶片w的正面和背面进行成膜的装置,但是使用一实施方式的成膜方法的半导体制造装置不限于这种结构,也可以使用能够对晶片的背面进行成膜的装置。

[掩模的制作]

下面,关于当对晶片w的背面进行成膜时使用的掩模的制作进行说明。当在晶片w的正面成膜时,由于晶片w上的膜的应力,不仅产生晶片w弓状翘曲那样的整体变形,而且产生与形成于晶片w的正面的图案相应的局部变形(以下称为“局部应力(localstress)”)。

特别是当在晶片w上形成的膜是层叠膜时,由于形成于晶片w的多个膜各自的厚度不均而产生局部应力。这种因膜的厚度或图案造成的变形,在将晶片w按抗蚀剂层的图案进行曝光的步骤及其后的步骤中,成为使被称为重叠(overlay)的与基底图案的重叠发生恶化的原因。因此,在本实施方式中,根据形成于晶片w的正面的膜的状态而在晶片w的背面局部成膜,以减轻局部应力,由此对晶片w的局部翘曲进行补偿。

在掩模的制作中,首先,准备与晶片w相同形状和相同尺寸的掩模,在与晶片w背面的想要成膜的部分对应的掩模区域开孔。这样,制作形成有孔(成膜图案)的掩模m,以该掩模m的图案对晶片w的背面进行成膜。晶片w背面的想要成膜的部分根据在晶片w的正面产生局部变形的部位的不同而变化。在晶片w的正面产生局部变形的地方能够通过测量晶片w的高度,基于测量出的晶片w的高度来求取。由此,根据晶片w的高度的测量结果,制作对晶片w的局部翘曲进行补偿的图案的掩模。

测量晶片w的膜的高度的时机(timing),是在晶片形成了膜之后,对抗蚀剂层进行曝光而进行图案化之前。晶片w的高度的测量能够通过激光位移计等测量装置来进行。例如,激光位移计被配置在测量装置的顶部,能够在载置于测量装置内的载置台的晶片w的上方沿水平方向移动,由此一边在晶片w上进行扫描,一边将激光照射到晶片w。通过测量激光被晶片w反射的反射光,能够测量在晶片w上形成的膜的高度。由此,能够得到表示晶片w上的水平方向的每个(x,y)坐标的膜的高度。该测量结果对应于晶片w上的翘曲。即,由于膜的有无以及膜厚的部分和膜薄的部分,在晶片w产生局部变形、翘曲。因此,基于测量结果,能够制作与晶片w上的局部变形、翘曲对应的掩模m。

根据在晶片w上形成的膜的种类、膜厚、层叠状态等膜构造的不同,而晶片w的局部变形、翘曲的状态不同。因此,关于膜构造不同的多个晶片w,按每个晶片w测量膜的高度,基于该测量结果,按每个晶片w制作与局部变形、翘曲对应的图案的掩模m。在背面成膜中,使用制作出的掩模m,以与晶片w的变形、翘曲对应的掩模m的图案对晶片w的背面进行成膜。由此,能够补偿晶片w的局部翘曲。

[缓冲室]

制作出的多个掩模m,如图3所示,被保持于半导体制造装置1附近的缓冲室7内的在载置台15的上下方向上设置的多个搁架16。在缓冲室7旁边设置有运送室8。运送装置17将与表示晶片w正面的处理的特定处理对应的掩模m保持在臂部,打开半导体制造装置1的闸门14以将其送入处理容器11内。处理与晶片w上的每种膜构造对应。因此,通过选择与特定处理对应的掩模m,能够取出与作为成膜对象的晶片w的膜构造(即,晶片w的翘曲、变形)相应的掩模m。缓冲室7和运送室8被保持为气密的。

控制部100进行控制,以使用运送装置17从缓冲室7取出与表示晶片w正面的处理的特定处理对应的掩模m,并运送到半导体制造装置1。控制部100例如参照存储于图1的存储部101的图4的表格,将与特定处理对应的掩模m确定为运送对象。在图4的例子中,与处理a相关联地存储有“掩模ma”的信息,与处理b相关联地存储有“掩模mb”的信息。

在这种情况下,当特定处理为处理a时,控制部100确定掩模ma。由此,运送由缓冲室7保持的掩模m中的掩模ma。掩模ma、掩模mb是不同的掩模,图5中示出一例。掩模ma被送入处理容器11内,在配置于晶片w的背面的状态下,对晶片w的背面进行成膜。此外,控制部100从处理方案确定对晶片w的正面执行的特定处理。

控制部100例如也可以参照存储于图1的存储部101的图6的表格,将与特定处理对应的掩模m确定为运送对象。在图6的例子中,与处理a相关联地存储有“掩模a1、掩模a2”的掩模信息,与处理b相关联地存储有“掩模b1、掩模b2”的掩模信息。

在这种情况下,当特定处理为处理a时,控制部100确定掩模a1、a2。掩模a1、a2是不同的掩模,图7中示出一例。由此,将由缓冲室7保持的掩模m中的掩模a1、a2依次送入处理容器11内,在配置于晶片w的背面的状态下,对晶片w的背面进行成膜。例如,也可以在晶片w的背面首先配置有掩模a1的状态下对晶片w的背面进行成膜,将掩模a1送出后送入掩模a2,然后在晶片w的背面配置有掩模a2的状态下对晶片w的背面进行成膜。反之,也可以在晶片w的背面依次配置有掩模a2、a1的状态下对晶片w的背面进行成膜。

掩模m的材质优选是在进行清洁处理的情况下难以劣化的石英。然而,掩模m的材质不限于此,也可以是金属以外的材料。此外,因为掩模m与晶片w为相同形状和相同尺寸,因此能够使用运送装置同样地进行运送。

[掩模和晶片的运送顺序]

下面,参照图8,说明在晶片w的背面配置有掩模m的状态下,使用半导体制造装置1进行背面成膜时的掩模m和晶片w的运送顺序。

首先,控制部100准备与晶片w的测量结果相应的掩模。掩模的准备可以从被由缓冲室7保持的掩模m中选择与特定处理对应的掩模m,也可以准备用其他方法制作出的掩模m。

接着,控制部100打开闸门14,将掩模m送入处理容器11内。例如,控制部100参照存储部101确定与特定处理对应的掩模m,控制运送装置17从缓冲室7送出所确定的掩模m,将其送入处理容器11内并运送到工作台3的上方。控制部100驱动升降机构83使升降销6上升,如图8的a1所示,将掩模m保持在升降销6上。

将掩模m送入处理容器11内之后,控制部100将晶片w送入处理容器11内。控制部100驱动升降机构83使升降销5上升至掩模m的上方,如图8的a2所示,将晶片w保持在升降销5上。

接着,控制部100使升降销5下降至掩模m的位置,如图8的a3所示,控制为将掩模m配置于晶片w的背面的状态,在该状态下对晶片w的背面进行成膜。

当通过上述流程,在晶片w的背面配置有掩模m的状态下进行晶片w的背面成膜时,副产物附着在掩模m。附着于掩模的副产物可以在每经过规定时间对处理容器11内进行清洁时一起清洁。

在送出晶片w时,控制部100使升降销5上升以从图8的a3的状态变为图8的a2的状态,在将晶片w从掩模m分离之后,用运送臂从处理容器11送出。在送出晶片w后,在图8的a1的状态下,在送入下一个晶片w之前对处理容器11内进行清洁,由此能够在清洁时对处理容器11和掩模m进行清洁。

[掩模的制作处理]

下面,参照图9,对一实施方式的掩模m的制作处理的一例进行说明。掩模m的制作处理在执行使用掩模m的背面成膜处理之前执行。

当本处理开始时,控制部100使用测量装置测量晶片w的局部应力(步骤s1)。例如,通过用激光位移计等测量装置按每个(x,y)坐标测量晶片w上的膜的高度,来进行晶片w的局部应力的测量。

接着,控制部100基于测量结果,计算晶片w上的局部应力的分布,计算对局部应力的分布进行补偿的背面的成膜图案(步骤s2)。接着,控制部100制作形成有计算出的成膜图案的孔的掩模m(步骤s3),结束本处理。

[背面成膜处理]

下面,参照图10,对一实施方式的晶片w的背面成膜处理的一例进行说明。晶片w的背面成膜处理使用按照图9的流程图制作出的掩模m来执行。

当本处理开始时,控制部100从缓冲室7运送与特定处理对应的掩模m(步骤s11)。接着,控制部100将掩模m送入半导体制造装置1的处理容器11内(步骤s12)。由此,如图8的a1所示,将掩模m保持在升降销6上。

接着,控制部100将晶片w送入处理容器11内(步骤s13)。由此,如图8的a2所示,将晶片w在掩模m的上方保持在升降销5上。

接着,控制部100使升降销5下降,以将掩模m配置在晶片w的背面(步骤s14)。由此,如图8的a3所示,掩模m被配置在晶片w的背面。控制部100也可以控制升降销5和升降销6中的至少任一者,以将掩模m配置在晶片w的背面。此时,控制晶片w和掩模m的配置,以使得在晶片w的背面与掩模m之间不产生间隙。

接着,控制部100以掩模m的图案对晶片w的背面进行成膜(步骤s15)。接着,控制部100使升降销5上升,将背面成膜后的晶片w抬起到掩模m上方,用运送臂从处理容器11送出(步骤s16)。

接着,控制部100判断是否是清洁的时机(步骤s17)。控制部100例如根据从初期起是否经过了规定时间来判断是否是清洁的时机。控制部100在判断为是清洁的时机的情况下,如图8的a1所示,在由升降销6保持着掩模m的状态下执行清洁处理(步骤s18)。之后,行进到步骤s19。清洁处理例如可以在图1的半导体制造装置1中,从第三气体供给源gs3供给清洁气体来执行清洁。另一方面,在步骤s17中,控制部在判断为不是清洁的时机的情况下,直接行进到步骤s19。

接着,控制部100判断是否有下一个晶片w(步骤s19)。控制部100在判断为有下一个晶片的情况下,返回步骤s13,对下一个晶片w重复执行步骤s13~s19的处理。另一方面,在步骤s19中,控制部100在判断为没有下一个晶片的情况下,结束本处理。

如以上所说明的那样,依照本实施方式的对晶片w的背面进行成膜的方法,包括:准备与表示晶片w的翘曲和变形的晶片w的正面的高度的测量结果相应的掩模m的步骤;将掩模m送入处理容器11内的步骤;将晶片w送入处理容器11内的步骤;和在晶片w的背面配置有掩模m的状态下对晶片w的背面进行成膜的步骤。

由此,将晶片w的背面成膜为与晶片w的翘曲和变形相应的掩模m的图案。由此,能够补偿晶片w的局部翘曲。

[晶片的正面和背面的成膜的切换]

最后,参照将图1的半导体制造装置1简化表示的图11,对晶片w的背面的成膜与晶片w的正面的成膜之切换进行说明。

在对晶片w的背面进行成膜时,如图11的b1所示,使晶片w和掩模m靠近气体喷淋头shb进行成膜。此时,通过将已加热的he吹扫气体经由气体喷淋头shb呈喷淋状地供给到晶片w的正面,能够充分地抑制气体和等离子体向晶片w的正面的漫延。

在对晶片w的正面进行成膜时,如图11的b2所示,使晶片w靠近气体喷淋头sha进行成膜。此时,通过将已加热的he吹扫气体经由气体喷淋头sha呈喷淋状地供给到晶片w的背面,能够充分地抑制气体和等离子体向晶片w的背面的漫延。此时,掩模m可以没有,也可以原样地配置于晶片w的背面侧。

[对晶片w的背面进行成膜的情况]

在对晶片w的背面进行成膜的情况下,控制部100使升降销5、6上升以使晶片w和掩模m靠近气体喷淋头shb后,供给第二气体和第三气体,对晶片w的背面进行成膜。第二气体是已加热的he气体,第三气体是成膜的原料气体。

在这种情况下,控制部100打开图1所示的第二气体供给源gs2的与he气体供给源57连接的阀54,关闭与ar气体供给源58连接的阀54。此外,控制部100打开第三气体供给源gs3的阀44,关闭阀48、62。由此,在本实施方式中,在对晶片w的背面进行成膜时,从气体喷淋头shb导入已加热的he气体,吹到晶片w的正面。由此,抑制成膜气体向晶片w的正面漫延,防止将晶片w的正面成膜。

另外,通过将he气体导入晶片w与气体喷淋头shb之间的空间,能够抑制等离子体的点火,抑制在晶片w与气体喷淋头shb之间的空间生成等离子体,阻止在晶片w的正面成膜。

当用所供给的成膜的原料气体在晶片w的背面进行规定的成膜时,控制部100关闭图1所示的第一气体供给源gs1的与he气体供给源77连接的阀74,打开与ar气体供给源78连接的阀74。由此,从气体喷淋头sha供给ar气体,将成膜的原料气体稀释到规定的浓度。

控制部100也可以关闭阀44而停止原料气体的供给,从远程等离子体65取出等离子体,使晶片w正面的原料气体固定。此外,可以控制原料气体、反应气体与等离子体的切换。可以在规定的时机从ar气体供给源61供给ar气体,对处理容器11内进行吹扫。

[对晶片w的正面进行成膜的情况]

在对晶片w的正面进行成膜的情况下,控制部100使升降销5、6下降而接近第一气体供给部,使晶片w和掩模m靠近气体喷淋头sha之后,供给第一气体和第三气体,对晶片w的正面进行成膜。第一气体是已加热的he气体,第三气体是成膜的原料气体。

在这种情况下,控制部100打开图1所示的第一气体供给源gs1的与he气体供给源77连接的阀74,关闭与ar气体供给源78连接的阀74。此外,控制部100打开第三气体供给源gs3的阀44,关闭阀48、62。

在成膜处理中,用所供给的成膜的原料气体在晶片w的正面进行规定的成膜。此时,控制部100关闭图1所示的第二气体供给源gs2的与he气体供给源57连接的阀54,打开与ar气体供给源58连接的阀54。由此,从气体喷淋头shb供给ar气体,将成膜的原料气体稀释到规定的浓度。

接着,控制部100也可以关闭阀44而停止原料气体的供给,并从远程等离子体65取出nh3气体,使晶片w正面的原料气体固定。这里,虽然控制部100控制了原料气体与等离子体的切换,但是不限于此,也可以控制原料气体、反应气体与等离子体的切换。此外,也可以在切换原料气体与等离子体的期间,从ar气体供给源61供给ar气体,对处理容器11内进行吹扫。

应当认为,本公开的一实施方式的成膜方法和半导体制造装置在所有方面均为例示,而不是限制性的。上述实施方式在不脱离所附的权利要求及其主旨的情况下,可以以各种方式进行变形和改良。上述多个实施方式中记载的内容,在不矛盾的范围内可以采用其他构成。此外,在不矛盾的范围内可以组合。

本国际申请主张基于2018年11月7日提交的日本国专利申请2018-210065号的优先权,将其全部内容援引于本国际申请。

附图标记说明

1半导体制造装置

2第一支承机构

3工作台

4第二支承机构

5、6升降销

7缓冲室

11处理容器

50、70气孔

51、71缓冲室

65远程等离子体

80、84治具

81支承体

82旋转机构

83升降机构

85、86、87磁性密封件

100控制部

gs1第一气体供给源

gs2第二气体供给源

gs3第三气体供给源

sha、shb气体喷淋头。

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