專利名稱：等離子處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在真空容器內(nèi)利用等離子體對(duì)基板進(jìn)行處理的等離子處理裝置。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體制造工藝之一的、用于在真空氣氛下利用反應(yīng)氣體在基板上形成薄 膜的裝置，公知有在載置臺(tái)上載置多張半導(dǎo)體晶圓等基板，使基板相對(duì)于反應(yīng)氣體供給部 件一邊相對(duì)地公轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行成膜處理的成膜裝置。例如，在美國專利公報(bào)7153542號(hào)、日 本專利3144664號(hào)公報(bào)和美國專利公報(bào)6634314號(hào)中記載有這種所謂的小批量方式的成 膜裝置，這樣的成膜裝置例如從反應(yīng)氣體供給部件對(duì)基板供給多種反應(yīng)氣體，并且在分別 供給上述多種反應(yīng)氣體的處理區(qū)域彼此之間例如設(shè)有物理的分隔壁，或作為氣簾噴射惰 性氣體，從而以防止上述多種反應(yīng)氣體互相混合的方式進(jìn)行成膜處理。然后，用該成膜裝 置，進(jìn)行交替地向基板供給第1反應(yīng)氣體和第2反應(yīng)氣體而層疊原子層或分子層的例如 ALD (Atomic Layer Deposition)禾口 MLD (Molecular Layer Deposition)等。另一方面，在利用上述的ALD(MLD)法進(jìn)行薄膜的成膜時(shí)，在成膜溫度較低的情況 下，例如有時(shí)反應(yīng)氣體所含有的有機(jī)物、水分等雜質(zhì)被吸入薄膜中。為了從膜中向外部排出 這樣的雜質(zhì)而形成致密且雜質(zhì)少的薄膜，需要對(duì)晶圓例如進(jìn)行用等離子體等的改性處理， 但是若在層疊薄膜之后進(jìn)行該改性處理，則由于工序增加而導(dǎo)致成本提高。因此，也考慮到 在真空容器內(nèi)進(jìn)行這樣的等離子處理的方法，但是在該情況下，因?yàn)槭巩a(chǎn)生等離子體的等 離子體產(chǎn)生部與反應(yīng)氣體供給部件一起相對(duì)于載置臺(tái)相對(duì)地旋轉(zhuǎn)，所以在載置臺(tái)的徑向上 晶圓與等離子體接觸的時(shí)間產(chǎn)生時(shí)間差，例如有可能在載置臺(tái)的中央側(cè)和周緣側(cè)，改性的 程度不一致。在該情況下，在晶圓的面內(nèi)，膜質(zhì)、膜厚產(chǎn)生偏差，或?qū)A造成部分損壞。此 外，在對(duì)等離子體產(chǎn)生部供給大的電力的情況下，也有可能該等離子體產(chǎn)生部會(huì)立刻劣化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一技術(shù)方案，提供一種等離子處理裝置，利用等離子體對(duì)基板進(jìn)行 處理，其特征在于，包括真空容器，在其內(nèi)部利用上述等離子體對(duì)上述基板進(jìn)行處理；旋 轉(zhuǎn)臺(tái)，設(shè)于上述真空容器內(nèi)，形成用于載置基板的至少1個(gè)基板載置區(qū)域；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使該 旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；氣體供給部，向上述基板載置區(qū)域供給等離子體產(chǎn)生用的氣體；主等離子體 產(chǎn)生部，在與上述基板載置區(qū)域的通過區(qū)域相對(duì)的位置的、上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中央部側(cè)和外周 側(cè)之間呈棒狀延伸地設(shè)置，用于向上述氣體供給能量而使其等離子化；輔助等離子體產(chǎn)生 部，在上述真空容器的周向上相對(duì)于該主等離子體產(chǎn)生部分開地設(shè)置，用于補(bǔ)償由該主等 離子體產(chǎn)生部產(chǎn)生的等離子體的不足的部分；真空排氣部件，將上述真空容器內(nèi)排成真空。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的縱截面的下述圖3的1-1’縱剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的內(nèi)部的概略構(gòu)成的立體圖。
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圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的橫截俯視圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的內(nèi)部的一部分的概略構(gòu)成的縱剖視 圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的內(nèi)部的一部分的概略構(gòu)成的縱剖視 圖。圖6A 6B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的活化氣體噴射器的一個(gè)例子的放大立體 圖。圖7是表示設(shè)于本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的活化氣體噴射器的縱剖視圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的活化氣體噴射器的成膜裝置的縱剖視圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的活化氣體噴射器的各尺寸的縱剖視圖。圖10是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式的活化氣體噴射器中產(chǎn)生的等離子體的濃度的 示意圖。圖11是表示在圖1的上述成膜裝置中通過改性生成的薄膜的狀態(tài)的示意圖。圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置中的氣體的流動(dòng)的示意圖。圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的其他的例子的立體圖。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的其他的例子的立體圖。圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的其他的例子的俯視圖。圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的其他的例子的俯視圖。圖17是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的改性裝置的俯視圖。圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的其他的例子的俯視圖。圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的其他的例子的立體圖。圖20是本發(fā)明的實(shí)施方式的其他的例子的成膜裝置的剖視圖。圖21是本發(fā)明的實(shí)施方式的其他的例子的成膜裝置的示意圖。圖22是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的其他的例子的立體圖。圖23是本發(fā)明的實(shí)施方式的其他的例子的成膜裝置的立體圖。圖M是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的其他的例子的成膜裝置的側(cè)視圖。圖25是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的其他的例子的成膜裝置的主視圖。圖沈是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的其他的例子的成膜裝置的概略圖。圖27是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的其他的例子的立體圖。圖觀是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的其他的例子的剖視圖。圖四是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜裝置的其他的例子的剖視圖。圖30是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖31是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖32A 32G是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖33A 3 是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖34A 34B是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖35A 35D是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖36是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖37是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的俯視圖。
圖38是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖39是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的俯視圖。圖40是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖41是用于說明在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的結(jié)果的示意圖。圖42A 42C是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例的俯視圖。圖43是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖44是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。圖45是在本發(fā)明的實(shí)施例中得到的特性圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例的說明圖1 (下述的圖3的1-1’剖視圖)表示作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的等離子處理裝 置的一個(gè)例子的成膜裝置1000的構(gòu)成。成膜處理裝置1000包括平面(俯視)形狀是大 致圓形且扁平的真空容器1 ；設(shè)于該真空容器1內(nèi)，在該真空容器1的中心具有旋轉(zhuǎn)中心的 旋轉(zhuǎn)臺(tái)2。真空容器1構(gòu)成為頂板11能從容器主體12分離。頂板11利用內(nèi)部的減壓狀態(tài) 借助設(shè)于容器主體12的上端面的密封構(gòu)件例如0型密封圈13被按壓于容器主體12側(cè)，維 持氣密狀態(tài)，而在將頂板11從容器主體12分離時(shí)，被未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向上方抬起。旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部被固定在圓筒形狀的芯部21，該芯部21固定在沿鉛垂方向延伸 的旋轉(zhuǎn)軸22的上端。旋轉(zhuǎn)軸22貫穿真空容器1的底面部14，其下端安裝在作為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 的驅(qū)動(dòng)部23上，該驅(qū)動(dòng)部23使該旋轉(zhuǎn)軸22繞鉛垂軸線在該例子中繞順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸 22和驅(qū)動(dòng)部23被收納在上表面開口的筒狀的殼體20內(nèi)。設(shè)于該殼體20的上表面的凸緣 部分氣密地安裝在真空容器1的底面部14的下表面，維持殼體20的內(nèi)部氣氛和外部氣氛 的氣密狀態(tài)。如圖2和圖3所示，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面部沿著旋轉(zhuǎn)方向(周向)設(shè)有用于載置多 張例如5張作為基板的半導(dǎo)體晶圓(以下稱為“晶圓”)W的圓形狀的凹部M。另外，為了 便于圖示，僅在圖3中的1個(gè)凹部M中畫出晶圓W。該凹部M被設(shè)定為其直徑稍大于晶圓 W的直徑例如大4mm，而且其深度與晶圓W的厚度同等的大小。因此，在晶圓W落入凹部M 時(shí)，晶圓W的表面和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的表面(未載置有晶圓W的區(qū)域)對(duì)齊。在凹部M的底面形 成有通孔(未圖示)，該通孔供用于支承晶圓W的背面地使該晶圓W升降的例如后述3根升 降銷貫穿。凹部M為了對(duì)晶圓W進(jìn)行定位，防止晶圓W由于隨著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離 心力飛出，相當(dāng)于本發(fā)明的基板載置區(qū)域的部位。如圖2和圖3所示，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的分別與凹部M的通過區(qū)域相對(duì)的位置，分別沿 著真空容器1的周向(旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向)互相隔有間隔地呈放射狀配置有例如由石英 構(gòu)成的第1反應(yīng)氣體噴嘴31和第2反應(yīng)氣體噴嘴32、2個(gè)分離氣體噴嘴41、42、活化氣體噴 射器220。在本例中，從后述的輸送口 15起來看，按順序順時(shí)針(旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向)排 列有活化氣體噴射器220、分離氣體噴嘴41、第1反應(yīng)氣體噴嘴31、分離氣體噴嘴42和第2 反應(yīng)氣體噴嘴32，上述活化氣體噴射器220和噴嘴31、32、41、42例如以從真空容器1的外 周壁導(dǎo)入真空容器1內(nèi)，且朝向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)中心與晶圓W相對(duì)地水平延伸的方式安裝。 作為各噴嘴31、32、41、42的基端部的氣體導(dǎo)入件313、3加、413、4加貫穿真空容器1的外周壁。反應(yīng)氣體噴嘴31、32分別作為第1反應(yīng)氣體供給部件、第2反應(yīng)氣體供給部件，分離氣 體噴嘴41、42分別作為分離氣體供給部件。上述活化氣體噴射器220在后詳述。第1反應(yīng)氣體噴嘴31和第2反應(yīng)氣體噴嘴32分別經(jīng)由未圖示的流量調(diào)整閥等， 分別與作為含有Si (硅)的第1反應(yīng)氣體的雙叔丁基氨基硅烷氣體的氣體供給源和作為第 2反應(yīng)氣體的O3 (臭氧)氣體和O2 (氧)氣體的混合氣體的氣體供給源(均未圖示)連接， 分離氣體噴嘴41、42均經(jīng)由流量調(diào)整閥等與作為分離氣體的N2氣體(氮?dú)?的氣體供給 源(未圖示)連接。另外，以下為了方便說明，將第2反應(yīng)氣體作為O3氣體而說明。在反應(yīng)氣體噴嘴31、32上，氣體噴出孔33朝向正下方并在噴嘴的長度方向上例如 隔有IOmm的間隔地等間隔排列。此外，反應(yīng)氣體噴嘴31、32的下方區(qū)域分別成為用于使含 Si氣體吸附于晶圓W的第1處理區(qū)域Pl和用于使O3氣體吸附于晶圓W的第2處理區(qū)域 P2。在上述的圖1 圖3中省略了圖示，但是如圖4所示，反應(yīng)氣體噴嘴31、32分別具 有噴嘴罩120，該噴嘴罩120分別與處理區(qū)域PI、P2的頂面45分開地設(shè)于晶圓W的附近， 沿著噴嘴31、32的長度方向從上方側(cè)覆蓋上述噴嘴31、32，并且下方側(cè)開口。分離氣體的大 部分在整流構(gòu)件121和頂面45之間流動(dòng)，而幾乎不在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2和反應(yīng)氣體噴嘴31 (32)之 間流動(dòng)，由此，能夠抑制在各處理區(qū)域P1、P2的、從反應(yīng)氣體噴嘴31 (32)向晶圓W供給的反 應(yīng)氣體濃度的降低，高效率地進(jìn)行對(duì)晶圓W表面的成膜，該整流構(gòu)件121從噴嘴罩120的下 端側(cè)沿著長度方向向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的周向兩側(cè)延伸。分離氣體噴嘴41、42用于形成用于分離上述第1處理區(qū)域Pl和第2處理區(qū)域P2 的分離區(qū)域D，如圖2和圖3所示，在該分離區(qū)域D的真空容器1的頂板11上設(shè)有以旋轉(zhuǎn) 臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)中心為中心且在周向上分割沿著真空容器1的內(nèi)周壁的附近描畫的圓而成的、 平面形狀為扇型且向下方突出的凸?fàn)畈?。分離氣體噴嘴41、42收納于槽部43內(nèi)，該槽部 43在該凸?fàn)畈?的上述圓的周向中央以沿著該圓的徑向延伸的方式形成。在上述分離氣體噴嘴41、42的上述周向兩側(cè)存在作為上述凸?fàn)畈?的下表面的例 如平坦且低的頂面44(第1頂面)，在該頂面44的上述周向兩側(cè)存在比頂面44高的頂面 45(第2頂面)。該凸?fàn)畈?的作用在于形成作為狹窄空間的分離空間，該分離空間用于阻 止第1反應(yīng)氣體和第2反應(yīng)氣體進(jìn)入該分離空間與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間，從而阻止上述反應(yīng)氣體 混合。即，以分離氣體噴嘴41為例，阻止O3氣體從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)進(jìn)入，還阻 止含Si氣體從旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)進(jìn)入。另外，作為分離氣體，不限于氮(N2)氣體，也可以用 氬(Ar)氣體等惰性氣體等。另一方面，如圖5所示，在頂板11的下表面，以與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的芯部21的外周側(cè)的 部位相對(duì)的方式，且沿著該芯部21的外周設(shè)有突出部5。該突出部5與凸?fàn)畈?的上述旋 轉(zhuǎn)中心側(cè)的部位連續(xù)地形成，其下表面和凸?fàn)畈?的下表面(頂面44)形成為相同的高度。 圖2和圖3在比上述頂面45低且比分離氣體噴嘴41、42高的位置水平地剖視頂板11而表示。真空容器1的頂板11的下表面、即從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置區(qū)域(凹部24)來看的 頂面，如上所述在周向上存在的第1頂面44和比第1頂面44高的第2頂面45，圖1表示 設(shè)有高的頂面45的區(qū)域的縱截面，圖5表示設(shè)有低的頂面44的區(qū)域的縱截面。如圖2和 圖5所示，扇型的凸?fàn)畈?的周緣部(真空容器1的外緣側(cè)的部位)以與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外端面相對(duì)的方式彎曲成L字型，形成彎曲部46。扇型的凸?fàn)畈?設(shè)于頂板11側(cè)，能從容器主 體12卸下，所以上述彎曲部46的外周面和容器主體12之間有微小的間隙。彎曲部46也 和凸?fàn)畈?相同，是以防止反應(yīng)氣體從兩側(cè)進(jìn)入，防止兩反應(yīng)氣體混合為目的而被設(shè)置的， 彎曲部46的內(nèi)周面和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外端面的間隙、以及彎曲部46的外周面和容器主體12的 間隙例如被設(shè)定為與頂面44相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2表面的高度相同的尺寸。如圖5所示，在分離區(qū)域D，容器主體12的內(nèi)周壁與上述彎曲部46的外周面接近， 形成垂直面，然而在分離區(qū)域D以外的部位，如圖1所示，例如從與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2外端面相對(duì)的 部位起到底面部14(俯視看為圍著底面部14)切掉縱斷面形狀為矩形的部分而形成向外方 側(cè)凹陷的構(gòu)造。該凹陷的部位的連通上述第1處理區(qū)域Pl和第2處理區(qū)域P2的區(qū)域分別 稱為第1排氣區(qū)域El和第2排氣區(qū)域E2時(shí)，如圖1和圖3所示，在上述第1排氣區(qū)域El 和第2排氣區(qū)域E2的底部，分別形成有第1排氣口 61和第2排氣口 62。如圖1所示，第 1排氣口 61和第2排氣口 62分別經(jīng)由排氣管63與作為真空排氣部件的例如真空泵64連 接。另外，圖1中附圖標(biāo)記65是壓力調(diào)整部件。如圖1和圖5所示，在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)2和真空容器1的底面部14之間的空間設(shè)有作 為加熱部件的加熱單元7，隔著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W加熱到由工藝制程程序決定 的溫度例如300°C。在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的周緣附近的下方側(cè)，為了劃分從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上方空間 到排氣區(qū)域El、E2的氣氛和載置有加熱單元7的氣氛，以沿著整周圍繞加熱單元7的方式 設(shè)有覆蓋構(gòu)件71。覆蓋構(gòu)件71的上緣向外側(cè)彎曲，形成凸緣形狀，通過減小該彎曲面和旋 轉(zhuǎn)臺(tái)2的下表面之間的間隙，抑制氣體從外方進(jìn)入覆蓋構(gòu)件71內(nèi)。底面部14的比配置有加熱單元7的空間靠旋轉(zhuǎn)中心的部位接近旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下表 面的中心部附近、芯部21，在該底面部14的比配置有加熱單元7的空間靠旋轉(zhuǎn)中心的部位 的上表面與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下表面的中心部附近之間、在該底面部14的比配置有加熱單元7的 空間靠旋轉(zhuǎn)中心的部位的上表面與芯部21之間形成狹窄空間，貫穿底面部14的旋轉(zhuǎn)軸22 的通孔的內(nèi)周面與旋轉(zhuǎn)軸22之間的間隙也是狹窄的，上述狹窄空間連通到上述殼體20內(nèi)。 而且，在上述殼體20上設(shè)有吹掃氣體供給管72，該吹掃氣體供給管72用于將作為吹掃氣體 的N2氣體供給到上述狹窄空間內(nèi)而進(jìn)行吹掃。此外，在真空容器1的底面部14，在加熱單 元7下方側(cè)位置的周向的多個(gè)部位，設(shè)有用于對(duì)加熱單元7的配置空間進(jìn)行吹掃的吹掃氣 體供給管73。此外，在真空容器1的頂板11的中心部連接有分離氣體供給管51，向頂板11和 芯部21之間的空間52供給作為分離氣體的隊(duì)氣體。向該空間52供給的分離氣體經(jīng)由上 述突出部5和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的狹小的間隙50，沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置區(qū)域側(cè)的表面朝向 周緣噴出。被該突出部5圍繞的空間中充滿分離氣體，所以防止反應(yīng)氣體(含Si氣體和O3 氣體)經(jīng)由旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部在第1處理區(qū)域Pl和第2處理區(qū)域P2之間混合。如圖2、圖3所示，在真空容器1的側(cè)壁，還形成有用于在外部的輸送臂10和旋轉(zhuǎn) 臺(tái)2之間進(jìn)行作為基板的晶圓W的交接的輸送口 15，該輸送口 15由未圖示的閘閥打開或關(guān) 閉。此外，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的晶圓載置區(qū)域即凹部M的面對(duì)輸送口 15的位置，與輸送臂10之 間進(jìn)行晶圓W的交接，所以在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2下方側(cè)的與交接位置相對(duì)應(yīng)的部位，設(shè)有用于貫穿凹 部M并從背面頂起晶圓W的交接用的升降銷及其升降機(jī)構(gòu)(均未圖示)。接著，詳述上述的活化氣體噴射器220?；罨瘹怏w噴射器220遍及載置有晶圓W的
8基板載置區(qū)域的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心側(cè)的內(nèi)緣和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周側(cè)的外緣之間產(chǎn)生等離子體， 在每次利用該等離子體進(jìn)行例如成膜循環(huán)(旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn))時(shí)，利用含Si氣體和O3氣體的 反應(yīng)對(duì)在晶圓W上成膜的作為反應(yīng)生成物的氧化硅膜(SiO2膜)進(jìn)行改性。如圖6A、6B所 示，該活化氣體噴射器220包括氣體導(dǎo)入噴嘴34，用于向真空容器1內(nèi)供給等離子體產(chǎn)生 用的處理氣體、例如作為由石英構(gòu)成的氣體供給部；等離子體產(chǎn)生部80，為了將從氣體導(dǎo) 入噴嘴34導(dǎo)入的處理氣體等離子化，配置在該氣體導(dǎo)入噴嘴34的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向下 游側(cè)，由互相平行的1對(duì)棒狀的鞘管35a、3^構(gòu)成；罩體221，從上方側(cè)覆蓋上述氣體導(dǎo)入 噴嘴34和等離子體產(chǎn)生部80，由絕緣體例如石英構(gòu)成。等離子體產(chǎn)生部80設(shè)有多組例如 6組。另外，圖6A表示卸下了罩體221的狀態(tài)，圖6B表示配置有罩體221的外觀。氣體導(dǎo)入噴嘴34和各等離子體產(chǎn)生部80以與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W分別平行的方 式或與該旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向正交的方式，從設(shè)在真空容器1的外周面的基端部80a朝向 旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)分別氣密地插入該真空容器1內(nèi)。此外，為了改變各等離子體產(chǎn)生部 80上的、在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上產(chǎn)生的等離子體的長度，上述等離子體產(chǎn)生部80在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 外周部側(cè)的從晶圓W的端部的上方位置到向中心部側(cè)延伸的頂端部之間的長度尺寸R根據(jù) 各組等離子體產(chǎn)生部80互不相同。關(guān)于上述等離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸(詳細(xì)后述的 電極36a、36b的長度尺寸)R，列舉其一個(gè)例子，從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)起例如分別是 50、150、245、317、194、97mm。作為上述等離子體產(chǎn)生部80 (后述的輔助等離子體產(chǎn)生部82) 的長度尺寸R，也可以如后述的實(shí)施例所示那樣，例如根據(jù)制程程序、成膜的膜種進(jìn)行各種 改變。將從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)起的第4組的等離子體產(chǎn)生部80稱為主等離 子體產(chǎn)生部81，該主等離子體產(chǎn)生部81像上述那樣被設(shè)定成長度尺寸R比晶圓W的直徑 (300mm)長，所以構(gòu)成為在載置有晶圓W的基板載置區(qū)域的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2中心側(cè)的內(nèi)緣和旋轉(zhuǎn)臺(tái) 2外周側(cè)的外緣之間產(chǎn)生等離子體。另一方面，將該主等離子體產(chǎn)生部81以外的5組等離 子體產(chǎn)生部80稱為各輔助等離子體產(chǎn)生部82，如上述那樣上述輔助等離子體產(chǎn)生部82的 長度尺寸R被設(shè)定成比主等離子體產(chǎn)生部81短，所以在各輔助等離子體產(chǎn)生部82的頂端 部(旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè))和中心部區(qū)域C之間，不存在等離子體或等離子體從外周部側(cè) 稍微地?cái)U(kuò)散而來。因此，如后所述，各輔助等離子體產(chǎn)生部82補(bǔ)償由主等離子體產(chǎn)生部81 產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周部側(cè)的等離子體的不足部分，在活化氣體噴射器220的下方區(qū)域，為 了使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)和外周部側(cè)的改性的程度一致，該各輔助等離子體產(chǎn)生部82被設(shè) 定成與該中心部側(cè)相比外周部側(cè)等離子體的濃度濃(量多)。各等離子體產(chǎn)生部80包括互相接近配置的1組鞘管35a、35b。上述鞘管35a、35b 例如由石英、礬土(氧化鋁)或氧化釔(yttria、t03)構(gòu)成。此外，如圖7所示，在上述鞘 管35a、35b內(nèi)，例如分別插入有由鎳合金、鈦等構(gòu)成的電極36a、36b而形成平行電極，如圖 3所示，例如13. 56MHz、例如500W以下的高頻電力從真空容器1的外部的高頻電源2M經(jīng) 由匹配器225并列地供給上述電極36a、36b。上述鞘管35a、3 被配置成分別插入該鞘管 35a、35b的內(nèi)部的電極36^1、3乩之間的分開距離為IOmm以下例如4. 0mm。另外，鞘管35a、 3 例如也可以在石英表面例如涂敷上述的氧化釔等。此外，上述等離子體產(chǎn)生部80以能調(diào)整與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W之間的分開距離的 方式自上述的基端部80a分別氣密地安裝在真空容器1的側(cè)壁。圖7中附圖標(biāo)記37是連
9接于鞘管35a、35b的基端側(cè)(真空容器1的內(nèi)壁側(cè))的保護(hù)管，在圖6等中省略繪畫。另 外，在圖6以外的圖中簡(jiǎn)略地表示鞘管35a、35b。如上述的圖3所示，在氣體導(dǎo)入噴嘴34上連接有供給等離子體產(chǎn)生用的處理氣體 的等離子體氣體導(dǎo)入通路251的一端側(cè)，該等離子體氣體導(dǎo)入通路251的另一端側(cè)分支成 2支，分別經(jīng)由閥252和流量調(diào)整部253分別與等離子體生成氣體源2M和添加氣體源255 連接，該等離子體生成氣體源2M存儲(chǔ)有用于產(chǎn)生等離子體的等離子體生成氣體(放電氣 體)例如Ar(氬)氣體；該添加氣體源255存儲(chǔ)有用于抑制等離子體的產(chǎn)生(連鎖)的、電 子親和力比放電氣體大的局部放電抑制用氣體(添加氣體)例如O2氣體。而且，將這些放 電氣體和添加氣體作為處理氣體對(duì)上述的氣體導(dǎo)入噴嘴34供給。圖6A中附圖標(biāo)記341是 沿著氣體導(dǎo)入噴嘴；34的長度方向設(shè)于多個(gè)部位的氣孔。作為該處理氣體，除了 Ar氣體、& 氣體以外，也可以用例如He (氦)氣體、H2氣體和含0氣體中的任一種。圖6B中附圖標(biāo)記221是上述的罩體，配置成從上方側(cè)和側(cè)面(長邊方向和短邊方 向的兩側(cè)面)側(cè)覆蓋配置有氣體導(dǎo)入噴嘴；34和鞘管35a、35b的區(qū)域。此外，圖6B中附圖 標(biāo)記222是沿著活化氣體噴射器220的長度方向從罩體221的兩側(cè)面的下端部朝向外側(cè)， 呈凸緣狀水平地延伸出的氣流限制面，為了抑制從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上游側(cè)流來的O3氣體、隊(duì)氣體 進(jìn)入罩體221的內(nèi)部區(qū)域，以縮小該氣流限制面222的下端面和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上表面之間的 間隙的方式，且以越從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)朝向氣流變快的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周側(cè)，其寬度尺寸 u越寬的方式形成。在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2外周側(cè)的罩體221的側(cè)壁面上形成有導(dǎo)入口觀0，上述的各 等離子體產(chǎn)生部80在該導(dǎo)入口觀0內(nèi)插入有基端側(cè)的保護(hù)管37的狀態(tài)下安裝在真空容器 1的側(cè)壁面上。在罩體221的長度方向的兩側(cè)面的上端部，例如為了利用頂板11支承罩體 221，以互相分開的方式例如在2個(gè)部分形成爪部300。圖8中附圖標(biāo)記223是為了用爪部 300支承罩體221而設(shè)于該罩體221和真空容器1的頂板11之間的多個(gè)部位的支承構(gòu)件 223，示意地表示其位置。如圖7所示，上述氣流限制面222的下端面和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上表面之間的間隙尺寸t 例如被設(shè)定為Imm左右。此外，關(guān)于氣流限制面222的寬度尺寸u列舉一個(gè)例子，在晶圓W 位于罩體221的下方位置時(shí)，與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)中心側(cè)的晶圓W的外緣相對(duì)的部位的寬度 尺寸u例如為80mm，與真空容器1的內(nèi)周壁側(cè)的晶圓W的外緣相對(duì)的部位的寬度尺寸u例 如為130mm。另一方面，罩體221的上端面和真空容器1的頂板11的下表面之間的尺寸以 大于上述間隙t的方式設(shè)定為20mm以上例如30mm。因此，從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)流來 的氣體即反應(yīng)氣體和分離氣體的混合氣體在罩體221和頂板11之間流動(dòng)。此外，關(guān)于上述的電極36a(36b)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W和罩體221之間的位置關(guān)系 進(jìn)行說明，在該例子中，如圖9所示，罩體221的上表面的厚度尺寸hi、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2外周側(cè)的罩 體221的側(cè)壁面的寬度尺寸h2、罩體221內(nèi)的上表面和電極36a(36b)之間的分開距離h3、 電極36a(36b)和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W之間的分開距離h4分別例如為4mm、8mm、9. 5mm、7mm。 此外，保護(hù)管37和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W之間的距離例如是2mm。此外，在該成膜裝置1000中設(shè)有由用于進(jìn)行裝置整體的動(dòng)作的控制的計(jì)算機(jī)構(gòu) 成的控制部100，在該控制部100的存儲(chǔ)器內(nèi)收納有用于進(jìn)行后述的成膜處理和改性處理 的程序。該程序?yàn)榱藞?zhí)行后述的裝置的動(dòng)作而裝入有步驟群，從硬盤、光盤、光磁盤、存儲(chǔ) 卡、軟盤等存儲(chǔ)部101安裝到控制部100內(nèi)。
接著，關(guān)于上述實(shí)施方式的成膜裝置1000的作用進(jìn)行說明。首先，打開未圖示的 閘閥，利用輸送臂10從外部經(jīng)由輸送口 15將晶圓W交接到旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的凹部M內(nèi)。在凹部 M停止在面對(duì)輸送口 15的位置時(shí)，通過未圖示的升降銷經(jīng)由凹部M的底面的通孔從真空 容器1的底部側(cè)升降而進(jìn)行該交接。使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2間歇性地旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行這樣的晶圓W的交 接，分別將晶圓W載置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的5個(gè)凹部M內(nèi)。接著，關(guān)閉閘閥，利用真空泵64使真 空容器1內(nèi)成為抽取狀態(tài)，之后利用壓力調(diào)整部件65將真空容器1內(nèi)調(diào)整為預(yù)先設(shè)置的處 理壓力，并且一邊使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一邊利用加熱單元7將晶圓W加熱到例如300°C。 此外，從反應(yīng)氣體噴嘴31、32分別噴出含Si氣體和O3氣體，并且從氣體導(dǎo)入噴嘴34以成 為100 2 200 20左右的流量比的方式例如分別以8. Oslm Jslm噴出Ar氣體和O2氣 體，向鞘管35a、3^之間施加13. 56MHz、電力為400W的高頻。此外，從分離氣體噴嘴41、42 以規(guī)定的流量噴出作為分離氣體的N2氣體，也從分離氣體供給管51和吹掃氣體供給管72、 72以規(guī)定的流量噴出隊(duì)氣體。此時(shí)，在活化氣體噴射器220中，從氣體導(dǎo)入噴嘴34經(jīng)由各氣孔341分別向鞘管 35a,35b噴出的Ar氣體和O2氣體被供給到鞘管35a、3^之間的區(qū)域的高頻活化，例如生成 Ar離子、Ar自由基等的等離子體。關(guān)于該等離子體(活性種)，因?yàn)橄裆鲜瞿菢诱{(diào)整在各 等離子體產(chǎn)生部80中的自基端部側(cè)(旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周部側(cè))起的電極36a、36b的長度尺 寸R，所以如圖10所示，在與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)相比外周部側(cè)的量多(濃度濃)地產(chǎn)生， 朝向在活化氣體噴射器220的下方與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 —起移動(dòng)(旋轉(zhuǎn))的晶圓W下降。此時(shí)，例 如由于旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)而造成等離子體不穩(wěn)定，欲局部產(chǎn)生等離子體，但是因?yàn)樵谔幚須?體中混合O2氣體，所以Ar氣體的等離子化的連鎖被抑制，等離子體的狀態(tài)穩(wěn)定。另外，像 上述那樣每組等離子體產(chǎn)生部80產(chǎn)生的等離子體的長度尺寸不同，但是圖10概略地表示 在上述等離子體產(chǎn)生部80中產(chǎn)生的等離子體的量(密度)。另一方面，利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)，在晶圓W表面，含Si氣體吸附在第1處理區(qū)域P1， 接著在第2處理區(qū)域P2，吸附在晶圓W上的含Si氣體被氧化，氧化硅膜的分子層形成1層 或多層。在該氧化硅膜中，例如由于含Si氣體中含有的殘留基，有時(shí)含有水分(0H基)、有 機(jī)物等雜質(zhì)。而且，在該晶圓W到達(dá)活化氣體噴射器220的下方區(qū)域時(shí)，利用上述的等離子 體進(jìn)行氧化硅膜的改性處理。具體而言，例如Ar離子與晶圓W表面碰撞，上述的雜質(zhì)被從 氧化硅膜放出，或氧化硅膜內(nèi)的元素再排列而謀求氧化硅膜的致密化(高密度化)。因此， 改性處理后的氧化硅膜通過致密化而提高相對(duì)于濕蝕刻的抗性。此時(shí)，因?yàn)樾D(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)，所以晶圓W通過活化氣體噴射器220的下方區(qū)域時(shí)的 周向速度在該旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周部側(cè)比中心部側(cè)快。因此，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周部側(cè)與中心部 側(cè)相比，供給等離子體的時(shí)間變短，改性處理的程度例如欲變?nèi)醭?/3左右，但是像上述那 樣，以在該外周部側(cè)等離子體的量比中心部側(cè)多的方式配置各等離子體產(chǎn)生部80，所以如 后述的實(shí)施例所示那樣，從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)遍及到外周部側(cè)均勻地進(jìn)行改性處理。因 此，氧化硅膜的膜厚(收縮量)和膜質(zhì)在晶圓W的整個(gè)面內(nèi)一致。這樣，利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋 轉(zhuǎn)，在每個(gè)成膜循環(huán)中進(jìn)行含Si氣體的吸著、含Si氣體的氧化和改性處理，依次層疊氧化 硅膜時(shí)，因?yàn)樵谏舷路较?第N層和第(N+1)層)上層疊的反應(yīng)生成物之間也產(chǎn)生上述的 元素的再排列，所以如圖11所示，在膜厚方向上膜厚和膜質(zhì)遍及面內(nèi)和面間地形成均勻的 薄膜。
此外，在該真空容器1內(nèi)，因?yàn)樵诨罨瘹怏w噴射器220和第2反應(yīng)氣體噴嘴32之 間未設(shè)置分離區(qū)域D，所以O(shè)3氣體、N2氣體被旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)，從上游側(cè)朝向活化氣體 噴射器220流來。但是，因?yàn)槿缟纤鲆愿采w各等離子體產(chǎn)生部80和氣體導(dǎo)入噴嘴34的 方式設(shè)置罩體221，所以罩體221的上方側(cè)的區(qū)域比罩體221的下方側(cè)(氣流限制面部222 和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間的間隙t)大。此外，因?yàn)閺臍怏w導(dǎo)入噴嘴34對(duì)罩體221的內(nèi)部區(qū)域供給 處理氣體，所以該內(nèi)部區(qū)域與外部(真空容器1內(nèi))相比成為較小的正壓。因此，從旋轉(zhuǎn)臺(tái) 2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)流來的氣體難以進(jìn)入罩體221的下方側(cè)。此外，因?yàn)槌蚧罨瘹怏w噴射 器220流動(dòng)的氣體被旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)而從上游側(cè)流來，所以從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向內(nèi)周側(cè) 越朝向外周側(cè)去而流速越快，然而，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周側(cè)的氣流限制面部222的寬度u比內(nèi)周 側(cè)寬，所以能夠抑制氣體遍及活化氣體噴射器220的長度方向進(jìn)入罩體221的內(nèi)部。因此， 如上述的圖7所示，朝向活化氣體噴射器220從上游側(cè)流來的氣體經(jīng)由罩體221的上方區(qū) 域流到下游側(cè)的排氣口 62。因此，因?yàn)檫@些O3氣體、隊(duì)氣體幾乎不受由于高頻而造成的活 化等影響，所以例如能夠抑制而!￡等的產(chǎn)生，抑制構(gòu)成真空容器1的構(gòu)件等的腐蝕。此外， 晶圓W也幾乎不受這些氣體的影響。另外，由于改性處理而從氧化硅膜排出的雜質(zhì)在之后 氣體化，與Ar氣體、N2氣體等一起朝向排氣口 62被排出。此時(shí)，因?yàn)橄虻?處理區(qū)域Pl和第2處理區(qū)域P2之間供給N2氣體，而且也向中 心部區(qū)域C供給作為分離氣體的N2氣體，所以如圖12所示，以含Si氣體和O3氣體不混合 的方式排出各氣體。此外，在該例子中，在沿著配置有反應(yīng)氣體噴嘴31、32和活化氣體噴射器220的第 2頂面45的下方側(cè)的空間的容器主體12的內(nèi)周壁，像上述那樣內(nèi)周壁凹陷而空間變大，排 氣口 61、62位于該大的空間的下方，所以第2頂面45的下方側(cè)的空間的壓力比第1頂面44 的下方側(cè)的狹窄空間和上述中心部區(qū)域C的各壓力低。另外，利用N2氣體吹掃旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的 下方側(cè)，所以流入排氣區(qū)域E的氣體完全不可能通過旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的下方側(cè)，例如含Si氣體完 全不可能流入O3氣體的供給區(qū)域。在這里，記載了處理參數(shù)的一個(gè)例子，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速在以直徑300mm的晶圓W為 被處理基板的情況下例如為Irpm 500rpm，工藝壓力例如為10671 (8Torr)、含Si氣體和 O3氣體的流量例如分別以lOOsccm和lOOOOsccm、來自分離氣體噴嘴41、42的N2氣體的流 量例如為20000sCCm、來自真空容器1的中心部的分離氣體供給管51的隊(duì)氣體的流量例如 為5000sCCm。此外，對(duì)1張晶圓W供給反應(yīng)氣體的循環(huán)數(shù)、即晶圓W分別通過處理區(qū)域P1、 P2的次數(shù)根據(jù)目標(biāo)膜厚而變化，但是例如是1000次。根據(jù)上述的實(shí)施方式的成膜裝置(等離子處理裝置)1000，在使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)而使 含Si氣體吸附在晶圓W上，接著向晶圓W表面供給O3氣體與吸附在晶圓W表面的含Si氣 體反應(yīng)而形成氧化硅膜時(shí)，在形成氧化硅膜之后，從在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的周向上具有多組等離子 體產(chǎn)生部80的活化氣體噴射器220對(duì)晶圓W上的氧化硅膜供給處理氣體的等離子體，在每 個(gè)成膜循環(huán)中進(jìn)行改性處理，因此，能獲得致密且雜質(zhì)少的薄膜。此時(shí)，因?yàn)槟芨淖兏鞯入x 子體產(chǎn)生部80 (輔助等離子體產(chǎn)生部82)的長度尺寸R，所以例如能夠根據(jù)工藝的種類等調(diào) 整從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)到外周部側(cè)的晶圓W的改性的程度(等離子體的量)。因此，如在上述的例子中說明的那樣，根據(jù)通過活化氣體噴射器220的下方區(qū)域 的速度，旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)與外周部側(cè)相比等離子體的供給時(shí)間長，改性處理強(qiáng)的情況
12下，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)將不產(chǎn)生等離子體或等離子體的產(chǎn)生(擴(kuò)散)量少的輔助等離 子體產(chǎn)生部82與主等離子體產(chǎn)生部81 —起配置，從而能夠使該外周部的等離子體的量比 中心部側(cè)多，所以能夠進(jìn)行改性處理使得在面內(nèi)膜厚和膜質(zhì)均勻。因此，如后述的實(shí)施例所 示那樣，能夠抑制由于進(jìn)行過強(qiáng)的改性處理而產(chǎn)生損壞晶圓W、或產(chǎn)生改性處理不充分的部 位。即，在從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)朝向外周部側(cè)改性處理的程度變?nèi)鯐r(shí)，若在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2外周 部側(cè)進(jìn)行良好的改性處理，則有時(shí)在中心部側(cè)改性處理過強(qiáng)而對(duì)晶圓W造成損壞，若欲在 中心部側(cè)進(jìn)行良好的改性處理，則在外周部側(cè)改性處理有可能不充分。因此，在這樣的情況 下，若欲從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)直到外周部側(cè)進(jìn)行良好的改性處理，則處理?xiàng)l件等參數(shù)的 設(shè)定范圍變狹小。另一方面，在本發(fā)明中，因?yàn)樵谛D(zhuǎn)臺(tái)2的徑向改性處理的程度一致，所 以能遍及晶圓W面內(nèi)進(jìn)行良好的改性處理。因此，在本發(fā)明中，因?yàn)槟茌^寬地確保能進(jìn)行良 好的改性處理的參數(shù)的設(shè)定范圍，所以能得到自由度高的成膜裝置。此外，在進(jìn)行改性處理時(shí)，通過配置多組等離子體產(chǎn)生部80，使氧化硅膜的改性所 需的能量分散于這些多組等離子體產(chǎn)生部80上。因此，與利用1組等離子體產(chǎn)生部80進(jìn) 行改性處理的情況相比，能夠減少在各等離子體產(chǎn)生部80中所產(chǎn)生的等離子體的量，所以 通過大范圍地形成所謂穩(wěn)健狀態(tài)的等離子體，花費(fèi)較長時(shí)間緩慢地進(jìn)行改性處理，因此能 降低對(duì)晶圓W的損壞。從另外的方面來看，為了以短時(shí)間完成這樣的改性處理例如用1組 等離子體產(chǎn)生部80設(shè)定為穩(wěn)健的等離子體條件并且使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以低速旋轉(zhuǎn)、在穩(wěn)健的條件 下花費(fèi)較長時(shí)間進(jìn)行，可以說需要采用較寬的供給等離子體的區(qū)域來使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2以高速旋 轉(zhuǎn)。因此，能夠一邊抑制由等離子體造成的損壞地進(jìn)行良好的改性處理，一邊迅速地進(jìn)行薄 膜的成膜處理和改性處理。此外，通過配置多組等離子體產(chǎn)生部80，因?yàn)榕c用1組等離子體產(chǎn)生部80的情況 相比供給各等離子體產(chǎn)生部80的能量變少，所以能抑制各等離子體產(chǎn)生部80的例如由發(fā) 熱、等離子體的濺射而產(chǎn)生的劣化。因此，例如能夠抑制由鞘管35a、35b的濺射而產(chǎn)生的雜 質(zhì)(石英)混入晶圓W。而且，因?yàn)樵谡婵杖萜?的內(nèi)部每次進(jìn)行成膜循環(huán)時(shí)都進(jìn)行改性處理，所謂在旋 轉(zhuǎn)臺(tái)2的周向上，晶圓W通過各處理區(qū)域PI、P2的路徑的中途不與成膜處理產(chǎn)生干涉地 進(jìn)行改性處理，所以例如能夠以比在薄膜的成膜完成后進(jìn)行改性處理短的時(shí)間進(jìn)行改性處理。此外，因?yàn)槔谜煮w221能抑制從上游側(cè)流來的氣體進(jìn)入該罩體221的內(nèi)部，所以 能夠抑制這些氣體的影響，在成膜循環(huán)的中途進(jìn)行改性處理。因此，例如也可以在第2反 應(yīng)氣體噴嘴32和活化氣體噴射器220之間不設(shè)置專用的分離區(qū)域D，所以能抑制成膜裝置 的成本地進(jìn)行改性處理，還能抑制NOx等副生成氣體的產(chǎn)生，抑制例如構(gòu)成裝置的構(gòu)件的腐 蝕。此外，因?yàn)橛山^緣體構(gòu)成該罩體221，所以在罩體221和等離子體產(chǎn)生部80之間不形成 等離子體，因此，能夠?qū)⒃撜煮w221接近等離子體產(chǎn)生部80地配置，因而能使裝置小型化。
而且，與Ar氣體一起供給&氣體，抑制Ar氣體的等離子化的連鎖，從而在活化氣 體噴射器220的長度方向上且在進(jìn)行改性處理(成膜處理)的整個(gè)時(shí)間內(nèi)抑制等離子體的 局部產(chǎn)生，所以能在晶圓W的面內(nèi)和面間均勻地進(jìn)行改性處理。此外，因?yàn)橄裆鲜瞿菢訉㈦?極36a、36b的分開距離設(shè)定得狹小，所以即使不是氣體電離最佳的高的壓力范圍(成膜處 理的壓力范圍)，也能夠以低輸出將Ar氣體活化(電離)成改性處理所需的程度。
在上述的例子中，每次進(jìn)行成膜處理都進(jìn)行了改性處理，但是也可以進(jìn)行多次例 如20次的成膜處理(循環(huán))而進(jìn)行一次改性處理。在該情況下，進(jìn)行改性處理時(shí)，具體而 言，停止供給含Si氣體、O3氣體和隊(duì)氣體，從氣體導(dǎo)入噴嘴34向活化氣體噴射器220供給 處理氣體，并且向鞘管35a、3 供給高頻。然后，使5張晶圓W依次通過活化氣體噴射器220 的下方區(qū)域地使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2例如旋轉(zhuǎn)200次。這樣進(jìn)行了改性處理之后，再次恢復(fù)各氣體的 供給，進(jìn)行成膜處理，依次反復(fù)改性處理和成膜處理。在該例子中，也與上述的例子相同，獲 得致密且雜質(zhì)濃度低的薄膜。在該情況下，因?yàn)檫M(jìn)行改性處理時(shí)停止供給O3氣體、隊(duì)氣體， 所以如上述的圖6A所示，也可以不設(shè)置罩體221。此外，在設(shè)有多組等離子體產(chǎn)生部80時(shí)，在上述的例子中將上述等離子體產(chǎn)生部 80中的1組設(shè)為主等離子體產(chǎn)生部81，對(duì)于其他的等離子體產(chǎn)生部80，配置了長度尺寸R 比該主等離子體產(chǎn)生部81的長度尺寸R短的輔助等離子體產(chǎn)生部82，然而有關(guān)這些長度尺 寸R，也能夠如后述的實(shí)施例所示那樣進(jìn)行各種改變，例如也可以如圖13所示那樣，將6組 等離子體產(chǎn)生部80全部設(shè)為相同長度的主等離子體產(chǎn)生部81，不設(shè)置輔助等離子體產(chǎn)生 部82。此外，作為輔助等離子體產(chǎn)生部82，為了在與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2外周部側(cè)相比在中心部側(cè)進(jìn) 行較強(qiáng)的改性處理而在調(diào)整等離子體的量的情況下，例如也可以使輔助等離子體產(chǎn)生部82 的一端側(cè)從中心部區(qū)域C沿旋轉(zhuǎn)臺(tái)2水平地向外周部側(cè)延伸，使另一端側(cè)呈L字型朝向上 方彎曲地與高頻電源2M連接。此外，也可以使這樣的輔助等離子體產(chǎn)生部82與從上述的 旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周部側(cè)延伸的輔助等離子體產(chǎn)生部82共同配置，對(duì)于主等離子體產(chǎn)生部81， 也可以使其從中心部區(qū)域C延伸。而且，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)和外周部側(cè)之間以與旋轉(zhuǎn)臺(tái) 2的周向正交的方式配置了各等離子體產(chǎn)生部80，但是例如也可以使等離子體產(chǎn)生部80的 一端側(cè)從真空容器1的內(nèi)壁朝向中心部區(qū)域C延伸，并且使該一端側(cè)例如在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑 向中央部沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的周向，例如朝向上游側(cè)呈圓弧狀彎曲，在該中央部等離子體的產(chǎn) 生量較多。因此，所謂“棒狀的”等離子體產(chǎn)生部80，不只是直線狀，也包含圓弧狀或圓形。而且，在上述的例子中用平行電極(電極36a、36b)產(chǎn)生電容耦合型等離子體，但 是也可以用線圈型的電極產(chǎn)生感應(yīng)耦合型的等離子體。在該情況下，具體而言，如圖14所 示，將多個(gè)從真空容器1的側(cè)面朝向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)平行地呈棒狀延伸且在該中心部 側(cè)連接成U字型的電極(天線)400平行地配置，這些電極400的長度尺寸R也可以互不相 同。在該例子中，配置3組電極400，并且這些電極400的長度尺寸R從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)方向 上游側(cè)朝向下游側(cè)依次變短(例如分別為310mm、220mm、170mm)。圖14中附圖標(biāo)記401是 分別連接這些電極400的兩端部的用于產(chǎn)生感應(yīng)耦合型的等離子體的共用的電源。在該例 子中，因?yàn)槟茉谛D(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上調(diào)整等離子體的量，所以能調(diào)整晶圓W面內(nèi)的改性的程 度。在該圖14中，也設(shè)有覆蓋這些電極400和氣體導(dǎo)入噴嘴34的罩體221，但是省略圖示。而且，在設(shè)有多組等離子體產(chǎn)生部80時(shí)，將上述等離子體產(chǎn)生部80收納在一個(gè)罩 體221內(nèi)，并且共用氣體導(dǎo)入噴嘴34，但是既可以對(duì)每組等離子體產(chǎn)生部80分別配置氣體 導(dǎo)入噴嘴34，也可以例如如圖15所示，進(jìn)一步設(shè)有覆蓋各等離子體產(chǎn)生部80和氣體導(dǎo)入噴 嘴34的罩體221。另外，在該圖15中，表示配置有多組例如2組等離子體產(chǎn)生部80的例 子，1組配置主等離子體產(chǎn)生部81，作為另一組等離子體產(chǎn)生部80，配置輔助等離子體產(chǎn)生 部82。此外，說明了用上述的成膜裝置通過ALD法、MLD法等成膜方法進(jìn)行成膜的例子，然而例如也可以通過改變成膜溫度、反應(yīng)氣體，通過CVD法形成薄膜，在該情況下，如圖16 所示，也可以將2種混合氣體例如SiH4氣體和&氣體用作反應(yīng)氣體而形成由S^2構(gòu)成的薄膜。而且，在真空容器1內(nèi)，通過CVD法或ALD法等形成薄膜并且進(jìn)行了改性處理，然 而例如也可以在外部的裝置中，用上述的活化氣體噴射器220對(duì)形成有薄膜的晶圓W進(jìn)行 改性處理。在該情況下，代替上述的成膜裝置1000，作為圖17示意性地表示的等離子處理 裝置的其他的例子，用改性裝置1000’。在該改性裝置1000’中進(jìn)行薄膜的改性處理的情況 下，在真空容器1內(nèi)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上載置形成有薄膜的晶圓W，使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)，并且將真空容 器1內(nèi)排成真空。然后，在活化氣體噴射器220中產(chǎn)生等離子體而進(jìn)行薄膜的改性。這樣， 例如通過使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)多次，得到面內(nèi)膜厚和膜質(zhì)均勻的薄膜。另外，在該圖17中，示意 表示改性裝置1000’的各部，例如上述的輸送口 15等省略記載。而且，在上述的例子中配置多組等離子體產(chǎn)生部80時(shí)，對(duì)于上述等離子體產(chǎn)生部 80中的至少1組，設(shè)置了從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)延伸到外周部側(cè)地產(chǎn)生等離子體的主等離 子體產(chǎn)生部81，但是也可以由多組等離子體產(chǎn)生部80中的多組例如2組構(gòu)成主等離子體產(chǎn) 生部81。具體而言，如圖18所示，使多組等離子體產(chǎn)生部80中的至少1組像上述那樣從中 心部區(qū)域C朝向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2外周部側(cè)地延伸，使該等離子體產(chǎn)生部80 (輔助等離子體產(chǎn)生部 82)的一端側(cè)延伸并且使其另一端側(cè)例如彎曲成L字型，經(jīng)由匹配器225與高頻電源2M連 接。此外，為了使該輔助等離子體產(chǎn)生部82和該多組等離子體產(chǎn)生部80中的至少1組的 頂端部在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向上互相重疊，即為了從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)遍及到外周部側(cè) 地產(chǎn)生等離子體，在偏向該輔助等離子體產(chǎn)生部82的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)或下游側(cè) 的位置，使等離子體產(chǎn)生部80 (輔助等離子體產(chǎn)生部82)從真空容器1的外周側(cè)朝向旋轉(zhuǎn) 臺(tái)2的中心部側(cè)延伸。這樣地利用上述2組等離子體產(chǎn)生部80、80構(gòu)成主等離子體產(chǎn)生部 81。在該情況下，也能調(diào)整旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)和外周部側(cè)的改性的程度，并且與利用1組 等離子體產(chǎn)生部80進(jìn)行改性處理的情況相比能降低對(duì)晶圓W的損壞。此外，也能降低各等 離子體產(chǎn)生部80的劣化(損壞)。作為用于形成上述的氧化硅膜的處理氣體，作為第1反應(yīng)氣體也可以采用 BTBAS (雙叔丁基氨基硅烷)、DCS [ 二氯硅烷]、HCD [六氯乙硅烷]、3DMAS [三(二甲氨基) 硅烷]、單氨基硅烷等，也可以將TMA [三甲基鋁]、TEMAZ [四(二乙基氨基)鋯]、TEMAH[四 (乙基甲基氨基)鉿]、Sr (THD)2 [雙(四甲基庚二酮酸)鍶]、Ti (MPD) (THD)[(甲基戊二酮 酸)雙(四甲基庚二酮酸)鈦]等用作第1反應(yīng)氣體，形成氧化鋁膜、氧化鋯膜、氧化鉿膜、 氧化鍶膜、氧化鈦膜等。作為氧化這些原料氣體的氧化氣體的第2反應(yīng)氣體，也可以采用水 蒸氣等。此外，在作為第2反應(yīng)氣體而不用O3氣體的工藝?yán)鐚?duì)TiN(氮化鈦)膜等進(jìn)行 該TiN膜的改性的情況下，作為從氣體導(dǎo)入噴嘴34供給的等離子體產(chǎn)生用的處理氣體，也 可以用NH3氣體、含N(氮)氣體。作為上述的各等離子體產(chǎn)生部80的配置的順序，既可以隨著長度尺寸R變長而從 旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)起向下游側(cè)排列，或也可以隨著長度尺寸R變短從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的 旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)起排列。作為該等離子體產(chǎn)生部80的數(shù)量，除了 6組以外，只要是2組以 上即可。而且，作為向活化氣體噴射器220供給處理氣體的氣體導(dǎo)入噴嘴34，因?yàn)橄裆鲜?那樣罩體221內(nèi)的區(qū)域與該罩體221的外側(cè)的區(qū)域相比成為正壓，所以既可以配置在多組
15等離子體產(chǎn)生部80的下游側(cè)，或也可以在罩體221的頂面、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周部側(cè)的壁面形 成氣體噴出孔，從該氣體噴出孔供給處理氣體。此外，作為等離子體產(chǎn)生部80，用棒狀的電 極36a(400)產(chǎn)生等離子體，但是例如也可以是利用激光等光能或熱能等產(chǎn)生等離子體的 部件。作為上述的等離子體產(chǎn)生部80，也可以構(gòu)成為能夠使該等離子體產(chǎn)生部80的長 度方向在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心側(cè)和外周側(cè)之間傾斜。具體而言，如圖19和圖20所示，各等離子 體產(chǎn)生部80從真空容器1的側(cè)壁部插入該真空容器1內(nèi)。在該等離子體產(chǎn)生部80(保護(hù) 管37)的插入部處的真空容器1的側(cè)壁上，貫穿有第1套筒550，在該第1套筒550內(nèi)插入 有保護(hù)管37。第1套筒550的真空容器1的內(nèi)部區(qū)域側(cè)的頂端部的內(nèi)周面沿著保護(hù)管37 的外周面地形成，真空容器1的外部側(cè)的基端部的內(nèi)周面擴(kuò)徑。而且，在該第1套筒550的 擴(kuò)徑部和保護(hù)管37之間，以沿整個(gè)周向圍繞該保護(hù)管37的方式，設(shè)有例如由樹脂等構(gòu)成的 密封構(gòu)件(0型密封圈)500。在這些第1套筒550和保護(hù)管37之間的區(qū)域，配置有能夠從 真空容器1的外側(cè)相對(duì)于密封構(gòu)件500進(jìn)退地設(shè)置的環(huán)狀的第2套筒551。利用該第2套 筒551向真空容器1側(cè)按壓密封構(gòu)件500，保護(hù)管37借助密封構(gòu)件500相對(duì)于真空容器1 被保持為氣密狀態(tài)。因此，保護(hù)管37 (等離子體產(chǎn)生部80)可以認(rèn)為是以該密封構(gòu)件500 為基點(diǎn)，真空容器1側(cè)的頂端部能夠移動(dòng)(升降)地被支承。另外，在圖19中，省略上述套 筒 550,551ο在等離子體產(chǎn)生部80的真空容器1的外側(cè)，設(shè)有使從第2套筒551朝向該外側(cè)延 伸出的保護(hù)管37的基端部上下位移的傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)501。該傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)501在保護(hù)管 37的上下2個(gè)部分具有沿著該保護(hù)管37的長度方向分別設(shè)置的主體部505、505。各主體 部505的基端側(cè)(真空容器1側(cè))固定在上述的第1套筒550或真空容器1的外壁面，在另 一端側(cè)在上下方向上貫穿該主體部505地形成有供螺紋部502螺紋配合的螺紋配合部503。 而且，通過從上方或下方使螺紋部502與主體部505的螺紋配合部503螺紋配合，在使保護(hù) 管37的基端部相對(duì)于真空容器1上升或下降的狀態(tài)下能固定等離子體產(chǎn)生部80的姿勢(shì)。而且，在利用傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)501使保護(hù)管37的基端側(cè)上下位移時(shí)，利用密封構(gòu)件 500，真空容器1的內(nèi)部區(qū)域被氣密地保持，如圖21所示，以該密封構(gòu)件500對(duì)保護(hù)管37的 支承部為支點(diǎn)，真空容器1內(nèi)的等離子體產(chǎn)生部80的頂端部側(cè)上下位移。在該例子中，旋 轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W的上表面和等離子體產(chǎn)生部80的下端之間的尺寸H在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2外周側(cè) 被設(shè)定為9mm，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中央側(cè)能夠在8 12mm之間進(jìn)行調(diào)整。另外，在圖21中示意 性地描繪等離子體產(chǎn)生部80。通過這樣地使等離子體產(chǎn)生部80在長度方向上傾斜，因?yàn)槟茉谛D(zhuǎn)臺(tái)2的徑向 上調(diào)整晶圓W和等離子體產(chǎn)生部80之間的尺寸H，所以如后述的實(shí)施例所示，能調(diào)整旋 轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向的改性的程度(等離子體的量)。即，在上述的真空容器1內(nèi)的壓力范圍 (66. 66Pa(0. 5Torr)以上)，由于真空度低(壓力高)，所以等離子體中的離子、自由基等的 活性種容易成為非活化(無效)狀態(tài)。因此，等離子體產(chǎn)生部80和晶圓W之間的尺寸H越 長，到達(dá)旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W的等離子體的量(濃度)越少。因此，能夠通過使等離子體產(chǎn) 生部80傾斜而調(diào)整在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上的到達(dá)晶圓W的活性種的量。因此，例如在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2中心側(cè)與外周側(cè)相比改性的程度大的情況下，通過抬起等 離子體產(chǎn)生部80的頂端部而使該頂端部和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W分開，能遍及旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中
16心側(cè)和外周側(cè)地使改性的程度一致。此外，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心側(cè)與外周側(cè)相比改性的程度 小的情況下，通過使等離子體產(chǎn)生部80的頂端部下降，使該等離子體產(chǎn)生部80的頂端部和 旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W接近。此時(shí)，通過利用傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)501調(diào)整等離子體產(chǎn)生部80的傾 斜角度，并且調(diào)整多組等離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸R，能進(jìn)一步使旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上的改 性的程度一致。作為該傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)501，既可以設(shè)置在所有的等離子體產(chǎn)生部80上，也可以設(shè) 置在上述等離子體產(chǎn)生部80中的一組或多組上。此外，在真空容器1的外側(cè)設(shè)有傾斜調(diào)整 機(jī)構(gòu)501，但是，也可以使從該真空容器1的內(nèi)周面朝向中心部區(qū)域C延伸的保護(hù)管37的下 端部能夠升降地支承在真空容器1的內(nèi)部區(qū)域。另外，在圖19中，放大地剖切表示真空容 器1的一部分，以6組等離子體產(chǎn)生部80中的一組等離子體產(chǎn)生部80為例而表示。此外，如上述的圖7所示，在互相相鄰的等離子體產(chǎn)生部80、80中，沿著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 的旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)的電極36a、36b彼此之間的分開距離A為了抑制這些互相相鄰的等離子體 產(chǎn)生部80、80彼此之間的放電而優(yōu)選較長。該分開距離A例如有時(shí)根據(jù)從高頻電源2M對(duì) 等離子體產(chǎn)生部80供給的高頻電力值，優(yōu)選的范圍產(chǎn)生變動(dòng)，但是列舉其一個(gè)例子，例如 設(shè)有2組等離子體產(chǎn)生部80，并且在向上述等離子體產(chǎn)生部80、80供給的高頻電源224的 電力值為800W的情況下為45mm以上，具體而言，大約80mm以上。而且，在調(diào)整活化氣體噴射器220的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上的改性的程度時(shí)，在上述的 圖6A中，設(shè)有6組等離子體產(chǎn)生部80，并且根據(jù)每個(gè)上述等離子體產(chǎn)生部80 (輔助等離子 體產(chǎn)生部82)調(diào)整了等離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸R，然而也可以如圖22所示，使上述等 離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸R互相相等，并且根據(jù)每個(gè)輔助等離子體產(chǎn)生部82設(shè)置擴(kuò)散 抑制板(擴(kuò)散抑制部)510，該擴(kuò)散抑制板(擴(kuò)散抑制部)510用于抑制等離子體從該輔助等 離子體產(chǎn)生部82向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W擴(kuò)散。如圖23 圖25所示，擴(kuò)散抑制板510是沿著輔助等離子體產(chǎn)生部82的長度方向 沿水平延伸的例如由石英等絕緣體構(gòu)成的板狀體，具有抑制等離子體向晶圓W側(cè)(自由基、 離子等的活性種)的擴(kuò)散的作用。該擴(kuò)散抑制板510在各輔助等離子體產(chǎn)生部82的頂端部 側(cè)(旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè))，分別被設(shè)置成從該輔助等離子體產(chǎn)生部82的下方側(cè)面對(duì)等離 子體產(chǎn)生的區(qū)域(電極36a、36b之間的區(qū)域)。而且，擴(kuò)散抑制板510從以下的位置朝向輔 助等離子體產(chǎn)生部82的基端部分別延伸，該位置為比輔助等離子體產(chǎn)生部82的頂端部靠 旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心稍微例如5mm左右的位置。從各擴(kuò)散抑制板510的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心側(cè)起的 長度尺寸G從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)朝向下游側(cè)，分別例如是220、120、120、220、270mm。 因此，關(guān)于各輔助等離子體產(chǎn)生部82，將旋轉(zhuǎn)臺(tái)2外周側(cè)的、從晶圓W的端部的上方位置到 擴(kuò)散抑制板510的端部的上方位置的長度即輔助等離子體產(chǎn)生部82的有效長度稱為J (參 照?qǐng)D22)，該有效長度J分別設(shè)定成與上述圖6的各輔助等離子體產(chǎn)生部82的尺寸R相同 的長度。因此，與上述的例子相同地，為了補(bǔ)償由主等離子體產(chǎn)生部81產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的 外周部側(cè)的等離子體的不足部分，各輔助等離子體產(chǎn)生部82被設(shè)定成與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部 側(cè)相比外周部側(cè)的等離子體的濃度濃(量多)。又如圖23所示，各擴(kuò)散抑制板510沿著等離子體產(chǎn)生部80的長度方向在多個(gè)部 位例如2個(gè)部分利用固定部511自鞘管35a、3 懸掛。各固定部511由絕緣體例如石英等 構(gòu)成，從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的旋轉(zhuǎn)方向上的擴(kuò)散抑制板510的兩端部的上表面位置分別向上方側(cè)延伸，并且以從上方側(cè)覆蓋鞘管35a、35b的方式水平地彎曲并互相連接。在該例子中，旋轉(zhuǎn)臺(tái) 2的旋轉(zhuǎn)方向的擴(kuò)散抑制板510的寬度尺寸B例如被設(shè)定為70mm左右。圖25中附圖標(biāo)記 F是各等離子體產(chǎn)生部80的電極36a、36b的各中心線彼此之間的分開距離，該分開距離F 是IOmm以下例如7mm。另外，在圖23 圖25中省略罩體221。通過設(shè)有該擴(kuò)散抑制板510，在各輔助等離子體產(chǎn)生部82中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中央側(cè) 的區(qū)域與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的周緣部相比供給晶圓W的等離子體的量變少。即，如圖沈示意性地所 示，在電極36a、36b之間產(chǎn)生處理氣體的等離子體(離子和自由基)時(shí)，該等離子體欲朝向 在輔助等離子體產(chǎn)生部82下方側(cè)移動(dòng)(公轉(zhuǎn))的晶圓W下降。但是，因?yàn)樵谳o助等離子體 產(chǎn)生部82和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上的晶圓W之間設(shè)有擴(kuò)散抑制板510，所以利用該擴(kuò)散抑制板510抑 制等離子體向旋轉(zhuǎn)臺(tái)2側(cè)擴(kuò)散，等離子體沿著抑制板510的上表面朝向水平方向(旋轉(zhuǎn)臺(tái)2 的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)、下游側(cè)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心側(cè)和周緣側(cè))擴(kuò)散。如上述那樣，因?yàn)榈入x子 體中的活性種容易成為非活化狀態(tài)，所以被擴(kuò)散抑制板510抑制向下方擴(kuò)散的等離子體隨 著沿水平方向擴(kuò)散，一部分成為非活化(氣體化)狀態(tài)。因此，即使該成為非活化狀態(tài)的等 離子體(氣體)與晶圓W接觸，與活性的(擴(kuò)散未被擴(kuò)散抑制板510抑制)等離子體相比 改性的程度也小。因此，在擴(kuò)散抑制板510下方側(cè)，與未設(shè)有擴(kuò)散抑制板510的基端部側(cè)相 比，等離子體的改性的程度被抑制得較小。在此，如后述的實(shí)施例那樣，因?yàn)榈入x子體中的 自由基壽命比離子長(難以成為非活化狀態(tài))，所以也有時(shí)從側(cè)方圍繞擴(kuò)散抑制板510地保 持活性的狀態(tài)地到達(dá)晶圓W。即使在該情況下，也通過設(shè)有擴(kuò)散抑制板510，能夠抑制等離 子體中的離子帶來的改性。利用該擴(kuò)散抑制板510，得到與上述圖6所示的活化氣體噴射器220同樣的效果。 此外，通過使各等離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸R成為互相相同的長度，能夠使供給到各等 離子體產(chǎn)生部80的高頻電力一致。即，在各等離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸R互不相同的 情況下，即使欲從共用的高頻電源224向上述等離子體產(chǎn)生部80分別供給相等的電力，各 等離子體產(chǎn)生部80的靜電容量值也不同，因此，有時(shí)在長度尺寸R長的等離子體產(chǎn)生部80 中與長度尺寸R短的等離子體產(chǎn)生部80相比，會(huì)供給有較多的電力。因此，在將以從晶圓 W的載置區(qū)域的通過區(qū)域的內(nèi)緣(旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心側(cè)的端部)延伸到上述通過區(qū)域的外緣 (旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外周側(cè))的方式地設(shè)置的1組等離子體產(chǎn)生部80作為主等離子體產(chǎn)生部81 時(shí)，對(duì)于比該主等離子體產(chǎn)生部81短、相對(duì)于主等離子體產(chǎn)生部81的長度的寸法差大的輔 助等離子體產(chǎn)生部82而言，與主等離子體產(chǎn)生部81相比等離子體較弱(等離子體的密度 較薄)。因此，在欲適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償由主等離子體產(chǎn)生部81產(chǎn)生的晶圓W的載置區(qū)域的靠外方 區(qū)域的等離子體的不足部分時(shí)，難以進(jìn)行高頻電源224的電力值的大小等的調(diào)整作業(yè)。因 此，輔助等離子體產(chǎn)生部82也與主等離子體產(chǎn)生部81設(shè)定為相同的長度，通過調(diào)整擴(kuò)散抑 制板510的配置區(qū)域，在外觀上使輔助等離子體產(chǎn)生部82的長度尺寸較短是上策。S卩，如圖22所示，通過將各等離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸R設(shè)定為互相相同的長 度，并且用擴(kuò)散抑制板510，只要調(diào)整各輔助等離子體產(chǎn)生部82的有效長度J，就能夠一邊 根據(jù)每個(gè)輔助等離子體產(chǎn)生部82而調(diào)整旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上的等離子體的量，一邊使供給到 這些等離子體產(chǎn)生部80的高頻電力值一致。因此，能根據(jù)每組等離子體產(chǎn)生部80簡(jiǎn)便地 調(diào)整旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上的等離子體的量。而且，因?yàn)槟苡孟嗤拈L度尺寸R的等離子體產(chǎn) 生部80作為主等離子體產(chǎn)生部81和輔助等離子體產(chǎn)生部82，所以能夠通過僅更換擴(kuò)散抑制板510而簡(jiǎn)單地調(diào)整長度尺寸R，此外在成本上也是有利的。此外，也可以與該擴(kuò)散抑制板510 —起設(shè)有上述的傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)501。在該情況 下，因?yàn)樵诔怂^能夠數(shù)字式地調(diào)整等離子體的有無的擴(kuò)散抑制板510之外，還設(shè)有沿 著旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向逐漸地所謂能夠模擬式地調(diào)整等離子體的量的傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)501，所以 能進(jìn)一步擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上的等離子體的量(改性的程度)的調(diào)整寬度。在上述的圖22 圖26中，在等離子體產(chǎn)生部80下方側(cè)設(shè)有擴(kuò)散抑制板510，但是 如圖27所示，也可以以覆蓋等離子體產(chǎn)生部80的周圍(下表面、兩側(cè)面、上表面和頂端側(cè)) 的方式設(shè)置大致箱型的擴(kuò)散抑制板510。此外，在真空容器1內(nèi)設(shè)置擴(kuò)散抑制板510時(shí)，既 可以從真空容器1的頂板11懸掛，也可以固定在真空容器1的內(nèi)壁側(cè)上。作為擴(kuò)散抑制板 510的材質(zhì)，除了石英以外還可以用例如氧化鋁(Al2O3)等絕緣體。

此外，作為設(shè)于上述的加熱單元7的周圍的罩構(gòu)件71，也可以像圖28和圖29那樣 構(gòu)成。即，罩構(gòu)件71包括內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a，以從下方側(cè)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的外緣部和該外緣部的外 周側(cè)面對(duì)的方式設(shè)置；外側(cè)構(gòu)件71b，設(shè)于該內(nèi)側(cè)構(gòu)件71a和真空容器1的內(nèi)壁面之間。為 了在上述的排氣口 61、62的上方側(cè)使這些排氣口 61、62和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的上方區(qū)域連通，例如 呈圓弧狀地對(duì)該外側(cè)構(gòu)件71b進(jìn)行切削而形成排氣區(qū)域El、E2，在彎曲部46下方側(cè)，該外 側(cè)構(gòu)件71b的上端面接近該彎曲部46地配置。此外，在加熱單元7和旋轉(zhuǎn)臺(tái)2之間，為了 抑制氣體進(jìn)入設(shè)有該加熱單元7的區(qū)域，從外側(cè)構(gòu)件71b的內(nèi)周壁到形成于真空容器1的 底面部14的中央的突出部12a的上端部之間設(shè)有沿整個(gè)周向連續(xù)的例如由石英構(gòu)成的覆 蓋構(gòu)件7a。實(shí)施例接著，為了確認(rèn)本發(fā)明的效果，以下說明實(shí)施例。(實(shí)施例1)首先，在上述的成膜裝置中，與設(shè)有1組等離子體產(chǎn)生部80的情況相比較，通過設(shè) 有多組在該例子中為6組等離子體產(chǎn)生部80，進(jìn)行了改性程度在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上如何變 化的實(shí)驗(yàn)。在設(shè)有6組等離子體產(chǎn)生部80時(shí)，在將所有的等離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸 R設(shè)定為相同的長度(300mm)的情況(作為6對(duì)記載)下和例如分別將各等離子體產(chǎn)生部 80的長度尺寸R從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上游側(cè)起設(shè)定為50、150、245、317、194、97mm的情況下進(jìn)行了 實(shí)驗(yàn)。此外，評(píng)價(jià)改性的程度時(shí)，不用活化氣體噴射器220而預(yù)先在晶圓W上形成150nm的 氧化硅膜，之后對(duì)該晶圓W進(jìn)行改性處理，算出處理前后的膜厚差，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上的 多個(gè)部位求出了收縮率(=(改性處理前的膜厚_改性處理后的膜厚)+改性處理前的膜 厚X100)。在以下的條件下進(jìn)行了改性處理。(改性條件)處理氣體He (氦)氣體/O2氣體=2. 7/0. 3升/分鐘處理壓力533Pa(4Torr)高頻電力400W旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)速30rpm處理時(shí)間5分鐘(實(shí)驗(yàn)結(jié)果)如圖30所示，在等離子體產(chǎn)生部80為1組的情況下，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)進(jìn)行較強(qiáng)地改性處理，隨著向外周部側(cè)去改性處理變?nèi)?。因此，在欲?組等離子體產(chǎn)生部80 在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2外周部側(cè)進(jìn)行良好的改性處理時(shí)，一般認(rèn)為有可能像上述那樣在中心部側(cè)改性 處理變得過強(qiáng)，晶圓W受到損壞。另一方面，可知在用6組等離子體產(chǎn)生部80的情況下，改 性處理從旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的中心部側(cè)遍及到外周部側(cè)地均勻地進(jìn)行。一般認(rèn)為這是由于像上述那 樣利用6組等離子體產(chǎn)生部80分散了氧化硅膜的改性所需的能量。此外可知，通過改變等 離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸R，能調(diào)整在旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的徑向上的改性的程度。
(實(shí)施例2)接著，在與實(shí)施例1相同的條件下，進(jìn)行氧化硅膜的改性處理，同樣地進(jìn)行了評(píng) 價(jià)，如圖31所示可知，通過改變各等離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸R，同樣能調(diào)整旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的 徑向上的改性處理的程度。在該例子中，與設(shè)置相同的長度尺寸R的等離子體產(chǎn)生部80的 情況相比，調(diào)整各等離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸R均勻性良好。(實(shí)施例3)接著，如以下的表所示那樣，通過對(duì)各等離子體產(chǎn)生部80的長度尺寸R進(jìn)行各種 改變，進(jìn)行了同樣的實(shí)驗(yàn)和評(píng)價(jià)。在該實(shí)驗(yàn)中，將所得到的結(jié)果也一并表示于該表中。表 權(quán)利要求
1.一種等離子處理裝置，利用等離子體對(duì)基板進(jìn)行處理，其特征在于，包括真空容器，在其內(nèi)部利用上述等離子體對(duì)上述基板進(jìn)行處理；旋轉(zhuǎn)臺(tái)，設(shè)于上述真空容器內(nèi)，形成用于載置基板的至少1個(gè)基板載置區(qū)域；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使該旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；氣體供給部，向上述基板載置區(qū)域供給等離子體產(chǎn)生用的氣體；主等離子體產(chǎn)生部，在與上述基板載置區(qū)域的通過區(qū)域相對(duì)的位置的、上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的 中央部側(cè)和外周側(cè)之間呈棒狀延伸地設(shè)置，用于向上述氣體供給能量而使其等離子化；輔助等離子體產(chǎn)生部，在上述真空容器的周向上相對(duì)于該主等離子體產(chǎn)生部分開地設(shè) 置，用于補(bǔ)償由該主等離子體產(chǎn)生部產(chǎn)生的等離子體的不足的部分；真空排氣部件，將上述真空容器內(nèi)排成真空。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于，該等離子處理裝置具有反應(yīng)氣體供給部件，該反應(yīng)氣體供給部件在周向上相對(duì)于上述 主等離子體產(chǎn)生部和上述輔助等離子體產(chǎn)生部分開地設(shè)置，用于對(duì)基板進(jìn)行成膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子處理裝置，其特征在于，上述真空容器具有分離區(qū)域，該分離區(qū)域設(shè)于在旋轉(zhuǎn)臺(tái)的周向上相互分開地形成的多 個(gè)處理區(qū)域以及上述多個(gè)處理區(qū)域之間，上述反應(yīng)氣體供給部件分別供給互不相同的反應(yīng)氣體，在上述多個(gè)處理區(qū)域之間供給有用于防止互不相同的反應(yīng)氣體混合的分離氣體，上述 成膜通過依次向基板表面供給互不相同的反應(yīng)氣體而進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于，上述主等離子體產(chǎn)生部、上述輔助等離子體產(chǎn)生部和氣體供給部被共用的罩體覆蓋， 使得從旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)流來的氣體在上述主等離子體產(chǎn)生部和上述輔助等離子 體產(chǎn)生部與該主等離子體產(chǎn)生部和該輔助等離子體產(chǎn)生部的上方的頂部之間流動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子處理裝置，其特征在于，在上述罩體的上述旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)設(shè)有氣流限制部，該氣流限制部通過使沿長度方向 延伸的側(cè)面部的下緣以向該上游側(cè)延伸的方式呈凸緣狀地彎曲而形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于，上述輔助等離子體產(chǎn)生部為了補(bǔ)償由上述主等離子體產(chǎn)生部產(chǎn)生的基板載置區(qū)域的 外緣側(cè)的等離子體的不足的部分而設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子處理裝置，其特征在于，上述主等離子體產(chǎn)生部和上述輔助等離子體產(chǎn)生部共用作為用于產(chǎn)生等離子體的電 力供給源的高頻電源，上述輔助等離子體產(chǎn)生部為了在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中央側(cè)部位抑制等離 子體向基板載置區(qū)域擴(kuò)散，在下方側(cè)具有擴(kuò)散抑制部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于，上述主等離子體產(chǎn)生部和上述輔助等離子體產(chǎn)生部中的至少一個(gè)等離子體產(chǎn)生部從 上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)外周側(cè)的上述真空容器的側(cè)壁氣密地插入該真空容器內(nèi)，為了使上述至少一個(gè) 等離子體產(chǎn)生部的長度方向相對(duì)于上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上的基板的表面傾斜，在上述至少一個(gè)等離 子體產(chǎn)生部的基端部側(cè)設(shè)有傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于，上述主等離子體產(chǎn)生部和上述輔助等離子體產(chǎn)生部是互相沿長度方向平行地延伸、用 于產(chǎn)生電容耦合型等離子體的平行電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理裝置，其特征在于，上述主等離子體產(chǎn)生部和上述輔助等離子體產(chǎn)生部相當(dāng)于用于產(chǎn)生感應(yīng)耦合型等離 子體的天線中的、棒狀的天線部分。
全文摘要
本發(fā)明提供利用等離子體對(duì)基板進(jìn)行處理的等離子處理裝置，其特征在于，包括真空容器，在其內(nèi)部利用上述等離子體對(duì)上述基板進(jìn)行處理；旋轉(zhuǎn)臺(tái)，設(shè)于上述真空容器內(nèi)，形成用于載置基板的至少1個(gè)基板載置區(qū)域；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使該旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；氣體供給部，向上述基板載置區(qū)域供給等離子體產(chǎn)生用的氣體；主等離子體產(chǎn)生部，在與上述基板載置區(qū)域的通過區(qū)域相對(duì)的位置的、上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中央部側(cè)和外周側(cè)之間呈棒狀延伸地設(shè)置，用于向上述氣體供給能量而使其等離子化；輔助等離子體產(chǎn)生部，在上述真空容器的周向上相對(duì)于該主等離子體產(chǎn)生部分開地設(shè)置，用于補(bǔ)償由該主等離子體產(chǎn)生部產(chǎn)生的等離子體的不足的部分；真空排氣部件，將上述真空容器內(nèi)排成真空。
文檔編號(hào)H01J37/32GK102110572SQ201010621809
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者加藤壽, 牛窪繁博, 田村辰也, 菊地宏之 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社