CN102953052B - 成膜装置、基板处理装置及等离子体产生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成膜装置、基板处理装置及等离子体产生装置。基板处理装置包括：真空容器，其用于容纳基板；载置台；等离子体产生气体供给部；天线，其用于利用电感耦合来使等离子体产生用气体等离子体化，绕纵向的轴线卷绕而成；法拉第屏蔽件，其用于阻止在天线的周围产生的电磁场中的电场成分通过，由接地的导电性的板状体构成，法拉第屏蔽件包括：狭缝组，其用于使电磁场中的磁场成分通过而到达基板侧；窗部，其在板状体的被狭缝组包围的区域开口，用于确认等离子体的发光状态，在窗部与狭缝组之间，以该窗部与狭缝不连通的方式设有包围窗部的、接地的导电通路，在狭缝组的与窗部侧相反的一侧的端部，以包围该狭缝组的方式设有接地的导电通路。

Description

成膜装置、基板处理装置及等离子体产生装置
技术领域
本发明涉及一种用于对基板进行等离子体处理的成膜装置、基板处理装置及等离子体产生装置。
背景技术
作为对半导体晶圆等基板（以下称为“晶圆”）进行例如氧化硅膜（SiO2）等薄膜的成膜的方法之一，可列举出按顺序将互相反应的多种处理气体（反应气体）供给到晶圆表面而层叠反应生成物的ALD（Atomic Layer Deposition）法。作为利用该ALD法进行成膜处理的成膜装置，例如，如专利文献1所记载的那样，公知有如下的装置：使多张晶圆在设于真空容器内的旋转台上沿着周向排列，并且例如使旋转台相对于以与旋转台相对的方式配置的多个气体供给部进行相对旋转，从而按顺序向上述晶圆供给各处理气体。
但是，在ALD法中，与通常的CVD（Chemical VaporDeposition）相比，由于晶圆的加热温度（成膜温度）是例如300℃左右的较低的温度，因此，例如有时处理气体中所含有的有机物等作为杂质混入到薄膜中。因此，例如，如专利文件2所记载的那样，想到通过进行薄膜的成膜的同时使用等离子体进行改性处理，能够从薄膜中去除这样的杂质或减少杂质。
但是，若欲在上述的成膜装置之外另行设置用于进行等离子体处理的装置来进行改性处理，则有时与在上述的成膜装置和用于进行等离子体处理的装置之间输送晶圆的时间相应地产生时间损失而导致生产率降低。另一方面，在将用于产生等离子体的等离子体源组合设置在成膜装置中而一边进行成膜处理一边进行改性处理或在成膜处理结束后进行改性处理的情况下，有可能因等离子体而对在晶圆的内部形成的布线结构造成电损伤。因此，若为了抑制等离子体对晶圆造成的损伤而使等离子体源与晶圆分开，则在进行成膜处理的压力条件下，等离子体中的离子、自由基等活性种容易发生失活，因此，有可能活性种难以到达晶圆而不能进行良好的改性处理。
在专利文献3～5中，记载了利用ALD法进行薄膜的成膜的装置，但是没有记载上述问题。
专利文献1：日本特开2010－239102
专利文献2：日本特开2011－40574
专利文献3：美国专利公报7，153，542号
专利文献4：日本专利3144664号公报
专利文献5：美国专利公报6，869，641号
发明内容
本发明是鉴于这种情况而提出的，其目的在于提供一种能够在对基板进行等离子体处理时抑制等离子体对基板造成的损伤的成膜装置、基板处理装置及等离子体产生装置。
更详细地说，根据本发明的实施例，一种成膜装置，其在真空容器内进行多次按顺序供给第一处理气体和第二处理气体的循环而对基板进行成膜处理，其特征在于，该成膜装置包括：旋转台，在其一个面侧形成有用于载置基板的基板载置区域，该旋转台能够使上述基板载置区域在上述真空容器内公转；第一处理气体供给部和第二处理气体供给部，其用于向在该旋转台的周向上彼此借助分离区域而分开的区域分别供给第一处理气体和第二处理气体；等离子体产生气体供给部，其为了对基板进行等离子体处理而向上述真空容器内供给等离子体产生用气体；天线，为了利用电感耦合来使等离子体产生用气体等离子体化，该天线以与上述基板载置区域相对的方式设置且以绕纵向的轴线进行卷绕而成；法拉第屏蔽件，为了阻止在上述天线的周围产生的电场和磁场中的电场成分通过，该法拉第屏蔽件以介于上述天线与基板之间的方式设置且由接地的导电性的板状体构成，上述法拉第屏蔽件包括：狭缝，为了使在上述天线的周围产生的电场和磁场中的磁场成分通过而到达基板侧，该狭缝形成于上述板状体，该狭缝分别在与上述天线的卷绕方向正交的方向上延伸，并且沿该天线的卷绕方向排列；窗部，其在上述板状体中的被上述狭缝包围的区域开口，用于确认等离子体的发光状态，在上述窗部与上述狭缝之间，以包围上述窗部的方式设有接地的导电通路，使该窗部与上述狭缝不连通，在上述狭缝的与上述窗部侧相反的一侧的端部，以包围该狭缝的方式设有接地的导电通路。
一种基板处理装置，其特征在于，该基板处理装置包括：真空容器，其用于容纳基板；载置台，在其一个面侧形成有用于载置基板的基板载置区域；等离子体产生气体供给部，其为了对基板进行等离子体处理而向上述真空容器内供给等离子体产生用气体；天线，为了利用电感耦合来使等离子体产生用气体等离子体化，该天线以与上述基板载置区域相对的方式设置且以绕纵向的轴线进行卷绕而成；法拉第屏蔽件，为了阻止在上述天线的周围产生的电场和磁场中的电场成分通过，该法拉第屏蔽件以介于上述天线与基板之间的方式设置且由接地的导电性的板状体构成，上述法拉第屏蔽件包括：狭缝，为了使在上述天线的周围产生的电场和磁场中的磁场成分通过而到达基板侧，该狭缝形成于上述板状体上，该狭缝分别在与上述天线的卷绕方向正交的方向上延伸，并且沿该天线的卷绕方向排列；窗部，其在上述板状体上的被上述狭缝包围的区域开口，用于确认等离子体的发光状态，在上述窗部与上述狭缝之间，以包围上述窗部的方式设有接地的导电通路，使该窗部与上述狭缝不连通，在上述狭缝的与上述窗部侧相反的一侧的端部，以包围该狭缝的方式设有接地的导电通路。
一种等离子体产生装置，其能产生用于对基板进行等离子体处理的等离子体，其特征在于，该等离子体产生装置包括：天线，为了利用电感耦合来使等离子体产生用气体等离子体化，该天线以与基板相对的方式设置且以绕从该基板朝向用于供给等离子体产生用气体的区域延伸的轴线进行卷绕而成；法拉第屏蔽件，为了阻止在上述天线的周围产生的电场和磁场中的电场成分通过，该法拉第屏蔽件以介于上述天线与基板之间的方式设置且由接地的导电性的板状体构成，上述法拉第屏蔽件包括：狭缝，为了使在上述天线的周围产生的电场和磁场中的磁场成分通过而到达基板侧，该狭缝形成于上述板状体，并分别在与上述天线的卷绕方向正交的方向上延伸，并且沿该天线的卷绕方向排列；窗部，其在上述板状体的被上述狭缝包围的区域开口，用于确认等离子体的发光状态，在上述窗部与上述狭缝之间，以包围上述窗部的方式设有接地的导电通路，使该窗部与上述狭缝不连通，在上述狭缝的与上述窗部侧相反的一侧的端部，以包围该狭缝的方式设有上述接地的导电通路。
并且，对于本发明的目的与优点，一部分记载于说明书中，一部分是通过说明书可以想到的。本发明的目的与优点能够通过权利要求书中所述的技术方案与技术方案组合来实现和完成。上述简单的记载与下述的详细的说明是作为示例来说明的，并不用于限定本发明。
附图说明
图1是表示本发明的成膜装置的一个例子的纵剖视图。
图2是上述成膜装置的横剖俯视图。
图3是上述成膜装置的横剖俯视图。
图4是表示上述成膜装置的内部的一部分的分解立体图。
图5是表示上述成膜装置的内部的一部分的纵剖视图。
图6是表示上述成膜装置的内部的一部分的立体图。
图7是表示上述成膜装置的内部的一部分的纵剖视图。
图8是表示上述成膜装置的内部的一部分的俯视图。
图9是表示上述成膜装置的法拉第屏蔽件的立体图。
图10是表示上述法拉第屏蔽件的一部分的立体图。
图11是表示上述成膜装置的侧环的分解立体图。
图12是表示上述成膜装置的迷宫式结构部的一部分的纵剖视图。
图13是表示上述成膜装置中的气体的流动的示意图。
图14是表示上述成膜装置中的等离子体的产生情况的示意图。
图15是表示上述成膜装置的另一例子的纵剖视图。
图16是表示上述成膜装置的又一例子的横剖俯视图。
图17是表示上述又一例子中的成膜装置的一部分的立体图。
图18是表示上述成膜装置的再一例子的俯视图。
图19是表示上述成膜装置的又一例子的一部分的纵剖视图。
图20是表示上述成膜装置的又一例子的一部分的纵剖视图。
图21是表示上述成膜装置的又一例子的纵剖视图。
图22是表示上述成膜装置的又一例子的横剖俯视图。
图23是表示上述成膜装置的又一例子的一部分的俯视图。
图24是示意性地表示上述成膜装置的又一例子的立体图。
图25是示意性地表示上述成膜装置的又一例子的立体图。
图26是表示在本发明中获得的模拟的结果的特性图。
具体实施方式
以下，使用图1～图26说明本申请的实施例。
另外，在以下的实施例中，主要以下述附图标记表示以下的元件。
W、晶圆；P1、P2、处理区域；1、真空容器；2、旋转台；10、等离子体空间、80、81、等离子体产生部；83、天线；85、高频电源；90、框体；95、法拉第屏蔽件；97、狭缝；97a、导电通路。
在本发明中，在对基板进行等离子体处理时用于产生电感耦合等离子体的天线与基板之间设有由接地的导电体构成的法拉第屏蔽件。并且，将在与天线正交的方向上延伸的狭缝沿该天线设于法拉第屏蔽件，并以沿该天线的卷绕方向的方式将导电通路分别配置于各个狭缝的长度方向上的一端侧与另一端侧。因此，由于能够阻止由天线产生的电场和磁场中的电场成分通过并使上述电场和磁场中的磁场成分通过而到达基板侧，从而，能够抑制等离子体对基板造成的电损伤。
对于作为本发明的实施方式的一个例子的等离子体产生装置，参照图1～图12以具有该等离子体产生装置的成膜装置（基板处理装置）为例进行说明。如图1和图2所示，该成膜装置具有俯视形状为大致圆形的真空容器1与设置在该真空容器1内并在该真空容器1的中心处具有旋转中心的载置台即旋转台2。并且，该成膜装置如以下详述那样以利用ALD法将反应生成物层叠在例如直径尺寸为300mm大小的晶圆W的表面上而形成薄膜、并且对该薄膜进行等离子体改性的方式构成。此时，以在进行等离子体改性时不会因等离子体而对晶圆W施加电损伤的方式或以尽量减少上述损伤的方式来构成上述成膜装置。接着，详细叙述成膜装置的各部分。
真空容器1具有顶板11和容器主体12，顶板11能够相对于容器主体12进行装卸。为了抑制互不相同的处理气体彼此在真空容器1内的中心部区域C发生混合，在顶板11的上表面侧的中央部连接有用于将N2（氮气）气体作为分离气体进行供给的分离气体供给管51。图1中的附图标记13是呈环状设置在容器主体12的上表面的周缘部的密封构件、例如O型环。
旋转台2在中心部固定于大致圆筒状的芯部21，并且旋转台2利用与该芯部21的下表面连接且在铅垂方向上延伸的旋转轴22而绕铅垂轴线、在该例子中是向顺时针方向自由旋转。图1中的附图标记23是使旋转轴22绕铅垂轴线旋转的驱动部，附图标记20是用于容纳旋转轴22和驱动部23的壳体。该壳体20的上表面侧的凸缘部分气密地安装于真空容器1的底面部14的下表面。另外，在该壳体20上连接有用于向旋转台2的下方区域供给作为吹扫气体的N2气体的吹扫气体供给管72。真空容器1的底面部14的靠芯部21的外周侧的部分以从下方侧接近旋转台2的方式形成为环状并构成为突出部12a。
如图2和图3所示，在旋转台2的表面部，沿着旋转方向（周向）设有作为基板载置区域的圆形的凹部24，该凹部24用于载置多张、例如5张作为基板的晶圆W。对凹部24的直径尺寸和深度尺寸进行设定，以便晶圆W放入（容纳）到该凹部24时，晶圆W的表面与旋转台2的表面（没有载置晶圆W的区域）齐平。在凹部24的底面形成有供例如后述的三根升降销贯穿的通孔（未图示），该升降销用于从下方侧顶起晶圆W以使晶圆W升降。
如图2和图3所示，在分别与旋转台2中的凹部24的通过区域相对的位置，在真空容器1的周向（旋转台2的旋转方向）上互相隔开间隔地呈放射状配置有例如分别由石英制成的五个喷嘴31、32、34、41、42。上述各喷嘴31、32、34、41、42例如分别以从真空容器1的外周壁朝向中心部区域C并与晶圆W相对地水平延伸的方式安装。在该例子中，从后述的输送口15看来等离子体产生用气体喷嘴34、分离气体喷嘴41、第一处理气体喷嘴31、分离气体喷嘴42和第二处理气体喷嘴32按照等离子体产生用气体喷嘴34、分离气体喷嘴41、第一处理气体喷嘴31、分离气体喷嘴42和第二处理气体喷嘴32这样的顺序沿顺时针方向（旋转台2的旋转方向）排列。如图1所示，为了使从该等离子体产生用气体喷嘴34喷射的气体等离子体化，在等离子体产生用气体喷嘴34的上方侧设有等离子体产生部80。后面详细叙述该等离子体产生部80。
处理气体喷嘴31构成第一气体供给部，处理气体喷嘴32构成第二处理气体供给部，分离气体喷嘴41、42分别构成分离气体供给部。另外，图2表示为了能看到等离子体产生用气体喷嘴34而将等离子体产生部80和后述的框体90拆卸后的状态，图3表示安装了上述等离子体产生部80和框体90后的状态。另外，在图1中，用单点划线示意性地表示等离子体产生部80。
各喷嘴31、32、34、41、42经由流量调整阀分别与以下的各气体供给源（未图示）连接。即，第一处理气体喷嘴31与含Si（硅）的第一处理气体、例如BTBAS（双叔丁基氨基硅烷、SiH2（NH－C（CH3）3）2）气体等的供给源连接。第二处理气体喷嘴32与第二处理气体、例如O3（臭氧）气体同O2（氧气）气体的混合气体的供给源连接。等离子体产生用气体喷嘴34例如与Ar（氩）气体同O2气体的混合气体的供给源连接。分离气体喷嘴41、42分别与作为分离气体的N2（氮）气体的气体供给源连接。另外，下面，为了方便，将第二处理气体作为O3气体进行说明。另外，在第二处理气体喷嘴32上设有用于生成O3气体的臭氧发生器，此处省略了图示。
在气体喷嘴31、32、41、42的下表面侧的多个部位，沿着旋转台2的径向例如以等间隔形成有气体喷射孔33。在等离子体产生用气体喷嘴34的侧面，以朝向旋转台2的旋转方向上游侧（第二处理气体喷嘴32侧）且朝向下方侧（斜下方）的方式沿着该等离子体产生用气体喷嘴34的长度方向在多个部位例如以等间隔形成有气体喷射孔33。后面说明如此设定等离子体产生用气体喷嘴34的气体喷射孔33的朝向的理由。上述各喷嘴31、32、34、41、42以该喷嘴31、32、34、41、42的下端缘与旋转台2的上表面的分开距离例如是1mm～5mm左右的方式配置。
处理气体喷嘴31的下方区域作为用于使含Si气体吸附于晶圆W的第一处理区域P1，处理气体喷嘴32的下方区域作为用于使吸附于晶圆W的含Si气体与O3气体发生反应的第二处理区域P2。分离气体喷嘴41、42分别用于形成使第一处理区域P1与第二处理区域P2分离的分离区域D。如图2和图3所示，在该分离区域D中的真空容器1的顶板11上设有大致扇形的凸状部4，分离气体喷嘴41、42容纳于被形成在该凸状部4中的槽部43内。因而，在分离气体喷嘴41、42的在旋转台2的周向上的两侧，为了阻止各处理气体彼此的混合，配置有作为上述凸状部4的下表面的较低的顶面44（第一顶面），在该顶面44的上述周向两侧配置有比该顶面44高的顶面45（第二顶面）。为了阻止各处理气体彼此的混合，凸状部4的周缘部（真空容器1的外缘侧部位）以与旋转台2的外端面相对且与容器主体12略微分开的方式来弯曲成L字型。
下面，详细叙述上述等离子体产生部80。该等离子体产生部80例如是通过将由金属线构成的天线83卷绕成线圈状而构成的，以被与真空容器1的内部区域气密地划分开的方式设在该真空容器1的顶板11上。在该例子中，天线83由按照镀镍和镀金这样的顺序对铜（Cu）的表面实施镀镍和镀金而成的材质构成。如图4所示，在顶板11的位于上述的等离子体产生用气体喷嘴34的上方侧（详细地说，从比该喷嘴34的略微靠旋转台2的旋转方向上游侧的位置到比该喷嘴34的上述旋转方向下游侧的分离区域D略微偏向喷嘴34侧的位置）的部分上，形成有在俯视时呈大致扇形开口的开口部11a。
该开口部11a形成在从距旋转台2的旋转中心例如60mm左右的外周侧的位置起到比旋转台2的外缘靠外侧80mm左右的位置的区域中。另外，开口部11a为了不与在真空容器1的中心部区域C设置的后述的迷宫式结构部110发生干涉（避开），在俯视时使靠旋转台2的中心侧的端部以与该迷宫式结构部110的外缘相匹配的方式凹陷为圆弧状。并且，如图4和图5所示，以该开口部11a的开口口径从顶板11的上端侧朝向下端侧呈台阶式变小的方式使该开口部11a在整个周向上形成有例如三层的台阶部11b。如图5所示，在上述台阶部11b中的最下层的台阶部（口缘部）11b的上表面，在整个周向上形成有槽11c，在该槽11c内配置有密封构件、例如O型环11d。另外，在图4中，省略了槽11c和O型环11d的图示。
也如图6所示，在该开口部11a上配置有框体90，该框体90以其上方侧的周缘部在整个周向上呈凸缘状水平伸出而构成凸缘部90a、并且中央部朝向下方侧的真空容器1的内部区域而凹陷的方式形成。为了使在等离子体产生部80中产生的磁场到达真空容器1内，该框体90例如由石英等电介体等透磁体（磁力可透过的材质）构成，如图10所示，上述凹陷部分的厚度尺寸t例如是20mm。另外，该框体90以如下方式构成：当晶圆W位于该框体90的下方时，框体90的靠中心部区域C侧的内壁面与晶圆W的外缘之间的距离是70mm，框体90的靠旋转台2的外周侧的内壁面与晶圆W的外缘之间的距离是70mm。因而，开口部11a的在旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧的两个边与该旋转台2的旋转中心所成的角度α例如是68。
当将该框体90放入到上述的开口部11a内时，凸缘部90a与台阶部11b中的最下层的台阶部11b彼此卡定。并且，利用上述的O型环11d使该台阶部11b（顶板11）与框体90气密地连接。另外，利用以与开口部11a的外缘相匹配的方式形成为框状的按压构件91将上述凸缘部90a在整个周向上朝向下方侧按压，并且使用未图示的螺栓等将该按压构件91固定于顶板11，由此，气密地设定真空容器1的内部气氛。这样将框体90气密地固定在顶板11上时的该框体90的下表面与旋转台2上的晶圆W的表面之间的分开尺寸h是4mm～60mm，在该例子中是30mm。另外，图6表示从下方侧看框体90的图。在图10中，放大地描绘了框体90等的一部分。
为了阻止N2气体、O3气体等进入到该框体90的下方区域中，如图5～图7所示，框体90的下表面的外缘部在整个周向上向下方侧（旋转台2侧）铅垂地伸出而构成气体限制用的突起部92。并且，在由该突起部92的内周面、框体90的下表面和旋转台2的上表面包围的区域内，在旋转台2的旋转方向上游侧容纳有上述等离子体产生用气体喷嘴34。
即，在框体90的下方区域（等离子体空间10）中，由于从等离子体产生用气体喷嘴34供给的气体发生等离子体化，因此，当N2气体进入到该下方区域中时，N2气体的等离子体与O3气体（O2气体）的等离子体互相反应而生成NOX气体。若产生该NOX气体，则会腐蚀真空容器1内的构件。因此，为了使N2气体难以进入到框体90的下方区域中，在该框体90的下表面侧形成有上述突起部92。
以与等离子体产生用气体喷嘴34的外形相匹配的方式将该等离子体产生用气体喷嘴34的基端侧（真空容器1的侧壁部）的突起部92切割成大致圆弧状。突起部92的下表面与旋转台2的上表面之间的分开尺寸d是0.5mm～4mm，在该例子中是2mm。该突起部92的宽度尺寸和高度尺寸分别例如是10mm和28mm。另外，图7表示将真空容器1沿着旋转台2的旋转方向剖切的纵剖视图。
另外，在成膜处理过程中，由于旋转台2顺时针旋转，因此N2气体受到该旋转台2的旋转的带动而欲从旋转台2与突起部92之间的间隙进入到框体90的下方侧。因此，为了阻止N2气体经由上述间隙进入到框体90的下方侧，使气体从框体90的下方侧向上述间隙喷射。具体而言，如图5和图7所示，等离子体产生用气体喷嘴34的气体喷射孔33以朝向该间隙的方式、即朝向旋转台2的旋转方向上游侧且朝向下方的方式配置。如图7所示，等离子体产生用气体喷嘴34的气体喷射孔33的朝向与铅垂轴线的所成的角度θ例如是45左右。
此处，当从框体90的下方（等离子体空间10）侧看用于密封顶板11与框体90之间的区域的O型环11d时，如图5所示，在该等离子体空间10与O型环11d之间在整个周向上形成有突起部92。因此，也可以说为了不使O型环11d直接暴露在等离子体中而将O型环11d与等离子体空间10隔离。因而，即使等离子体空间10中的等离子体例如欲扩散至O型环11d侧，由于等离子体要经由突起部92的下方而扩散，因此等离子体会在到达O型环11d之前失活。
如图4和图8所示，在框体90的内部容纳有上表面侧开口的大致箱型的法拉第屏蔽件95，该法拉第屏蔽件95接地且由厚度尺寸k是0.5mm～2mm的金属板构成，在该例子中，该金属板例如是厚度尺寸k为1mm左右的导电性的板状体95x（参照图9）。在该例子中，法拉第屏蔽件95由铜（Cu）板构成或由从下侧对铜板镀镍（Ni）膜和金（Au）膜而成的板材构成。该法拉第屏蔽件95具有以与框体90的底面相匹配的方式水平地形成的水平面95a和从该水平面95a的外周端在整个周向上向上方侧延伸的铅垂面95b，从上方侧看时，该法拉第屏蔽件95构成为大致六边形。为了从真空容器1的上方侧透过绝缘板94和框体90确认该真空容器1内的等离子体的产生状态（发光状态），在该水平面95a的大致中央部形成有作为窗部的大致八边形的开口部98。法拉第屏蔽件95是例如利用金属板的轧制加工形成的或是通过将金属板中的与水平面95a的外侧对应的区域向上方侧弯折而形成的。另外，在图4中简化了法拉第屏蔽件95，，并且在图8中，对铅垂面95b的一部分以剖切的方式进行了图示。
另外，从旋转台2的旋转中心看法拉第屏蔽件95时，法拉第屏蔽件95的右侧的上端缘向右侧水平地伸出，法拉第屏蔽件95的左侧的上端缘向左侧水平地伸出，从而构成支承部96。并且，在法拉第屏蔽件95与框体90之间设有框状体99，该框状体99从下方侧支承上述支承部96并分别被框体90的中心部区域C侧及旋转台2的外缘部侧的凸缘部90a支承。因而，当法拉第屏蔽件95容纳在框体90的内部时，法拉第屏蔽件95的下表面与框体90的上表面彼此接触且上述支承部96借助框状体99被框体90的凸缘部90a支承。
为了使法拉第屏蔽件95与在法拉第屏蔽件95的上方载置的等离子体产生部80绝缘，在法拉第屏蔽件95的该水平面95a上层叠有厚度尺寸例如是2mm左右的、例如由石英构成的绝缘板94。并且，在上述水平面95a上形成有多个狭缝97，并在各个狭缝97的一端侧和另一端侧分别配置有导电通路97a，与等离子体产生部80的天线83的形状一并详细叙述该狭缝97和导电通路97a的形状、配置布局。另外，在后述的图8和图10等中，省略了绝缘板94和框状体99的描绘。
等离子体产生部80以可容纳在法拉第屏蔽件95的内部的方式构成，因而，如图4和图5所示，等离子体产生部80以隔着框体90、法拉第屏蔽件95和绝缘板94面朝真空容器1的内部（旋转台2上的晶圆W）的方式配置。该等离子体产生部80是通过以天线83将沿旋转台2的径向延伸的带状体区域包围的方式使该天线83绕铅垂轴线（绕从旋转台2朝向等离子体空间10铅垂地延伸的纵向轴线）卷绕三层而构成的，该等离子体产生部80构成为在俯视时沿旋转台2的径向延伸的大致细长的八边形。因此，天线83以沿着旋转台2上的晶圆W的表面的方式配置。
天线83以其在中心部C侧的端部及在外周侧的端部分别接近框体90的内壁面的方式配置，以便当晶圆W位于等离子体产生部80的下方时，能够对该晶圆W中的、在中心部区域C侧的端部与在旋转台2的外缘侧的端部之间的区域照射（供给）等离子体。另外，等离子体产生部80的在旋转台2的旋转方向上的两端部以彼此接近的方式配置，以便尽量减小框体90在旋转台2的旋转方向上的宽度尺寸。即，如上所述，为了使在等离子体产生部80中产生的磁场达到真空容器1内，框体90由高纯度的石英构成，并且框体90以在俯视时框体90的尺寸大于天线83的尺寸（使石英构件位于天线83的整个下方侧的方式）的方式形成。因而，俯视时的天线83的尺寸越大，则也需要使该天线83的下方侧的框体90的尺寸越大，从而导致装置（框体90）的成本上升。因此，在本发明中，为了尽量减小在俯视时的框体90的尺寸，使天线83中的靠旋转台2的旋转方向上游侧的部位和靠下游侧的部位彼此相互接近。另一方面，对于天线83，当欲减小天线83在旋转台2的径向上的尺寸时，具体而言，当欲将天线83配置于偏向中心部区域C侧或者偏向旋转台2的外缘侧的位置时，向晶圆W供给的等离子体的量在晶圆W的面内有可能变得不均匀。因而，在本发明中，为了向晶圆W的整个面内均匀地供给等离子体且尽量减小在俯视时的框体90的尺寸，使天线83中的靠旋转台2的旋转方向上游侧的部位和靠下游侧的部位彼此相互接近。具体而言，对于在俯视时呈细长的八边形的天线83，其长边方向的尺寸例如是290mm～330mm，其与上述长边方向正交的方向的尺寸例如是80mm～120mm。另外，在天线83的内部形成有用于流通冷却水的流路，此处省略了该流路。
上述天线83经由匹配器84而与频率例如是13.56MHz且输出电力例如是5000W的高频电源85连接。另外，在图1、图3和图4等中的附图标记86是用于将等离子体产生部80和匹配器84及高频电源85电连接的连接电极。
此处，参照图8和图9详细叙述上述的法拉第屏蔽件95的狭缝97。该狭缝97用于阻止在等离子体产生部80中产生的电场和磁场（电磁场）中的电场成分朝向下方的晶圆W去并使磁场达到晶圆W。即，若电场达到晶圆W，则有时在该晶圆W的内部形成的电气布线会受到电损伤。另一方面，由于法拉第屏蔽件95如上所述由接地的金属板构成，因而，若不形成狭缝97，则不仅电场被阻断，而且磁场也被阻断。另外，若在天线83的下方形成较大的开口部，则不仅是磁场通过，而且电场也会通过。因此，为了阻断电场并使磁场通过，形成有如下那样设定了尺寸和配置布局的狭缝97。
具体而言，如图8所示，狭缝97以在与天线83的卷绕方向正交的方向上延伸的方式在法拉第屏蔽件95的整个周向上分别形成在天线83的下方位置。因此，例如，在天线83的长边方向（旋转台2的径向）的区域中，狭缝97以沿着旋转台2的切线方向的方式形成为直线状。另外，在与上述长边方向正交的区域中，狭缝97以沿着该长边方向的方式形成。并且，在上述两个区域之间的、天线83弯曲的部分，狭缝97以与该弯曲部分的天线83的延伸方向正交的方式沿着相对于旋转台2的周向和径向分别倾斜的朝向形成。并且，在中心部区域C侧及旋转台2的外缘部侧，为了有效利用该狭缝97的配置区域，即，为了尽量无间隙地配置狭缝97，狭缝97以随着从天线83的外周部侧朝向内周部侧去而狭缝97的宽度尺寸逐渐变小的方式形成。因此，沿着天线83的长度方向排列有多个狭缝97。
此处，如上所述，天线83与频率是13.56MHz的高频电源85连接，与该频率对应的波长是22m。因此，为了使狭缝97具有该波长的1/10000以下程度的宽度尺寸，如图10所示，狭缝97以其宽度尺寸d1是1mm～6mm、在该例子中是2mm、狭缝97、97之间的分开尺寸d2是2mm～8mm、在该例子中是2mm的方式形成。另外，如上述的图8所示，该狭缝97形成在从比该天线83的右端向右侧离开30mm左右的位置到比天线83的左端向左侧离开30mm左右的位置的区域中，以便从天线83的延伸方向看该狭缝97时，该狭缝97的长度尺寸L是40mm～120mm、在该例子中分别是60mm。因此，可以说，在各个狭缝97的长边方向上的一端侧与另一端侧分别形成有以沿着天线83的卷绕方向（长度方向）构成法拉第屏蔽件95的一部分的导电通路97a、97a。换言之，在法拉第屏蔽件95中，以不使各个狭缝97的长边方向上的一端侧与另一端侧分别开放的方式，即，以各个狭缝97的两端部闭合的方式形成有导电通路97a、97a。各个导电通路97a、97a的宽度尺寸例如是1mm～4mm左右、在该例子中是2mm。下面，首先，以形成于天线83的内侧区域的导电通路97a为例来详细叙述设置上述导电通路97a、97a的理由。
如上所述，狭缝97用于阻断由天线83形成的电场和磁场中的电场成分且使磁场成分通过，因而，为了在阻断到达晶圆W侧的电场成分的同时尽量较多地确保磁场成分，狭缝97优选尽量较长地形成。然而，如上所述，为了尽量减小框体90在旋转台2的旋转方向上的尺寸，天线83构成大致细长的八边形，使天线83中的靠旋转台2的旋转方向上游侧的部位和靠下游侧的部位彼此相互接近。并且，在法拉第屏蔽件95的水平面95a的、被该天线83包围的区域形成有用于确认等离子体的发光状态的开口部98。因而，在天线83的内侧区域，以能够充分阻断由天线83形成的电场成分的程度设置狭缝97的长度尺寸L较为困难。另一方面，当不在天线83的内侧区域设置导电通路97a而欲发挥狭缝97的长度尺寸的作用时，电场成分经由狭缝97的开口部而泄漏到晶圆W侧。因此，在本发明中，为了阻断欲经由上述内侧区域泄漏到晶圆W侧的电场成分，以封堵各个狭缝97的开口部的方式设置了导电通路97a。因此，从上述内侧区域欲朝向下方去的电场成分形成其电力线被导电通路97a闭合的状态，阻止了电场成分进入晶圆W侧。另外，在天线83的外周侧也同样设置有导电通路97a，从而阻断了欲从该外周侧的狭缝97的端部泄漏的电场成分。这样，从上方侧看时，各个狭缝97在整个周向上被接地的导电体包围。
在该例子中，在天线83的内侧区域中的被导电通路97a包围的区域（被狭缝97组包围的区域）形成有上述开口部98。并且，经由该开口部98，例如，操作者能够利用目视或利用未图示的照相机来确认真空容器1内的等离子体的发光状态。另外，在图3中省略了狭缝97。另外，在图4和图5中，简化了狭缝97，但是，狭缝97例如形成有150个左右。通过以上说明了的天线83与形成有狭缝97和导电通路97a的法拉第屏蔽件95来构成等离子体产生装置。
接着，返回到真空容器1的各部分的说明。如图2、图5和图11所示，在旋转台2的外周侧，在比该旋转台2略微靠下的位置配置有作为罩体的侧环100。该侧环100的作用如下：例如在对装置进行清洁时，在替代各处理气体而使氟系的清洁气体流通时，该侧环100用于保护真空容器1的内壁而使真空容器1的内壁不接触该清洁气体。即，若不设置侧环100，则在旋转台2的外周部与真空容器1的内壁之间，可以说在整个周向上以环状形成有可在横向上形成气流（排气流）的凹部状的气流通路。因此，该侧环100以尽量使真空容器1的内壁面不暴露在气流通路中的方式设置于该气流通路。在该例子中，各分离区域D和框体90的外缘侧的区域暴露在该侧环100的上方侧。
在侧环100的上表面以相互在周向上分开的方式形成有两处排气口61、62。换言之，在上述气流通路的下方侧形成有两个排气口，在侧环100的与上述排气口对应的位置处形成有排气口61、62。当将上述两个排气口61、62中的一个称为第一排气口61、将另一个称为第二排气口62时，第一排气口61形成在第一处理气体喷嘴31与比该第一处理气体喷嘴31靠旋转台的旋转方向下游侧的分离区域D之间的、偏向该分离区域D侧的位置。第二排气口62形成在等离子体产生用气体喷嘴34与比该等离子体产生用气体喷嘴34靠旋转台的旋转方向下游侧的分离区域D之间的、偏向该分离区域D侧的位置。第一排气口61用于排出第一处理气体和分离气体，第二排气口62除了用于排出第二处理气体和分离气体之外，还用于排出等离子体产生用气体。如图1所示，分别利用设有蝶形阀等压力调整部65的排气管63来使上述第一排气口61及第二排气口62与作为真空排气机构的例如真空泵64连接。
此处，如上所述，由于从中心部区域C侧到外缘部侧地形成有框体90，因而，向比该框体90靠旋转台2的旋转方向上游侧喷射的各气体的欲流向第二排气口62的气流可以说因该框体90而受到了限制。因此，在上述的侧环100的位于框体90的外侧的上表面形成有用于供第二处理气体和分离气体流动的槽状的气体流路101。具体而言，如图3所示，该气体流路101在从比框体90的靠旋转台2的旋转方向上游侧的端部向第2处理气体喷嘴32侧偏例如60mm左右的位置到上述的第二排气口62之间的区域中、以深度尺寸例如是30mm的方式形成为圆弧状。因而，该气体流路101以与框体90的外缘相匹配的方式且以从上方侧看时跨过该框体90的外缘部的方式形成。省略了该侧环100的图示，但是，为了使该侧环100具有对于氟系气体的耐腐蚀性，侧环100的表面例如涂敷有氧化铝等或被石英覆盖层等覆盖。
如图2所示，在顶板11的下表面的中央部设有突出部5，该突出部5与凸状部4的在中心部区域C侧的部位连续且在整个周向上形成为大致环状，并且，突出部5的下表面与凸状部4的下表面（顶面44）形成为相同的高度。在比该突出部5靠旋转台2的旋转中心侧的芯部21的上方侧，配置有用于抑制第一处理气体与第二处理气体在中心部区域C中发生互相混合的迷宫式结构部110。即，由上述的图1可知，由于在直到靠近中心部区域C侧的位置形成有框体90，因此，用于支承旋转台2的中央部的芯部21中的位于旋转台2的上方侧的部位为了避开框体90而形成在偏向上述旋转中心侧的位置。因而，可以说，与外缘部侧相比，在中心部区域C侧呈例如处理气体彼此容易混合的状态。因此，通过形成迷宫式结构部110，发挥气体的流路的作用来防止处理气体彼此发生混合。
具体而言，如在图12中对该迷宫式结构部110进行放大表示那样，该迷宫式结构部110采用了以下结构：在整个周向上分别形成有从旋转台2侧朝向顶板11侧铅垂地延伸的第一壁部111和从顶板11侧朝向旋转台2铅垂地延伸的第二壁部112，并且，上述壁部111、112在旋转台2的径向上交替配置。具体而言，第二壁部112、第一壁部111和第二壁部112按照第二壁部112、第一壁部111和第二壁部112的顺序从上述的突出部5侧朝向中心部区域C侧地配置。在该例子中，成为如下构造：突出部5侧的第二壁部112与其他的壁部111、112相比，向该突出部5侧增厚。若对这样的壁部111、112的各个尺寸举出一个例子，则壁部111、112之间的分开尺寸j例如是1mm，壁部111与顶板11之间的分开尺寸（第二壁部112与芯部21之间的间隙尺寸）m例如是1mm。
因而，在迷宫式结构部110中，例如从第一处理气体喷嘴31喷射并欲朝向中心部区域C的第一处理气体需要越过壁部111、112，因此流速随着朝向中心部区域C去而变慢，从而难以扩散。因此，在处理气体到达中心部区域C之前，利用向该中心部区域C供给的分离气体将处理气体挤回到处理区域P1侧。另外，对于欲朝向中心部区域C的第二处理气体，也同样由于迷宫式结构部110而难以到达中心部区域C。因此，能够防止上述处理气体彼此在中心部区域C发生互相混合。
另一方面，从上方侧向该中心部区域C供给的N2气体欲在周向上迅猛地进行扩散，但是，由于设有迷宫式结构部110，因此在越过该迷宫式结构部110中的壁部111、112时流速受到抑制。此时，上述N2气体例如还欲进入到旋转台2与突起部92之间的极为狭窄的区域中，但是，由于流速受到了迷宫式结构部110的抑制，因此N2气体流向比该狭窄的区域宽阔的区域（例如处理区域P1、P2侧）。因此，抑制了N2气体向框体90的下方侧的流入。另外，如后所述，也由于框体90的下方侧的空间（等离子体空间10）与真空容器1内的其他区域相比被设定成正压，因此能够抑制N2气体向该空间的流入。
如图1所示，在旋转台2与真空容器1的底面部14之间的空间内设有作为加热机构的加热单元7，该加热单元7用于隔着旋转台2将旋转台2上的晶圆W例如加热至300℃。图1中的附图标记71a是设置在加热单元7的侧方侧的罩构件，附图标记7a是用于在该加热单元7的上方侧覆盖该加热单元7的覆盖构件。另外，在加热单元7的下方侧，在真空容器1的底面部14的周向上的多个部位设有用于对加热单元7的配置空间进行吹扫的吹扫供给管73。
如图2和图3所示，在真空容器1的侧壁上形成有输送口15，该输送口15用于在未图示的外部的输送臂与旋转台2之间进行晶圆W的交接，该输送口15利用闸阀G气密地开闭自由。另外，由于旋转台2的凹部24在面朝该输送口15的位置，与输送臂10之间交接晶圆W，因此，在旋转台2的下方侧的与该交接位置对应的部位设有交接用的升降销及该升降销的升降机构（均未图示），该交接用的升降销用于贯穿凹部24而从背面抬起晶圆W。
另外，在该成膜装置中，设有用于控制整个装置动作的由计算机构成的控制部120，在该控制部120的存储器内存储有用于进行后述的成膜处理及改性处理的程序。该程序为了执行后述的装置动作而编入有步骤组，自硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等作为存储介质的存储部121安装到控制部120内。
下面，说明上述实施方式的作用。首先，打开闸阀G，一边使旋转台2间歇地旋转，一边利用未图示的输送臂经由输送口15例如将五张晶圆W载置到旋转台2上。该晶圆W已经被实施了使用干蚀刻、CVD（Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积）法等进行的布线埋入工序，因而，在该晶圆W的内部形成有电气布线结构。接着，关闭闸阀G，利用真空泵64使真空容器1内为排空的状态，并且一边使旋转台2顺时针旋转，一边利用加热单元7将晶圆W加热至例如300℃左右。
接着，从处理气体喷嘴31喷射含Si气体、从处理气体喷嘴32喷射O3气体，并且从等离子体产生用气体喷嘴34喷射Ar气体和O2气体的混合气体。另外，从分离气体喷嘴41、42以规定的流量喷射分离气体，并且从分离气体供给管51和吹扫气体供给管72、72也以规定的流量喷射N2气体。然后，利用压力调整部65将真空容器1内调整至预先设定了的处理压力。另外，向等离子体产生部80供给高频电力。
此时，例如受到该旋转台2的旋转的带动而从比框体90靠旋转台2的旋转方向上游侧的位置朝向该框体90流通的O3气体和N2气体因该框体90而欲产生气流的紊乱。但是，由于在框体90的外周侧的侧环100上形成有气体流路101，因此，上述O3气体和N2气体以避开框体90的方式通过该气体流路101排出。
另一方面，从上述框体90的上游侧朝向该框体90流通的气体中的一部分气体欲进入到框体90的下方。但是，在上述框体90的下方侧的区域中，以覆盖该区域的方式形成有突起部92，并且等离子体产生用气体喷嘴34的气体喷射孔33朝向旋转台2的旋转方向上游侧的斜下方。因而，从等离子体产生用气体喷嘴34喷射的等离子体产生用气体与突起部92的下方侧碰撞，并将欲从上述上游侧流入的O3气体、N2气体挤出到该框体90的外侧。并且，利用突起部92将该等离子体产生用气体挤回到旋转台2的旋转方向下游侧。此时，由于设有突起部92，因此使框体90的下方的等离子体空间10内的压力比真空容器1内的其他区域的压力高例如10Pa左右。由于这一情况，也能阻止O3气体、N2气体进入框体90的下方侧。
并且，含Si气体和O3气体欲进入到中心部区域C中，但是，由于在该中心部区域C中设有上述的迷宫式结构部110，因此利用该迷宫式结构部110来如上述那样阻碍气流，并利用从上方侧向中心部区域C供给的分离气体将含Si气体和O3气体挤回到原来的处理区域P1、P2侧。因而，防止了上述处理气体彼此在中心部区域C中的混合。另外，同样利用迷宫式结构部110能够抑制从中心部区域C向外周侧喷射的N2气体进入框体90的下方侧。
并且，由于N2气体被供给到第一处理区域P1与第二处理区域P2之间，因而，如图13所示，以含Si气体与O3气体以及等离子体产生用气体不会互相混合的方式排出各气体。另外，在旋转台2的下方侧供给有吹扫气体，因此，欲向旋转台2的下方侧扩散的气体被上述吹扫气体挤回到排气口61、62侧。
此时，在等离子体产生部80中，利用从高频电源85供给的高频电力如图14示意地所示那样产生电场和磁场。由于如上所述设有法拉第屏蔽件95，因此，上述电场和磁场中的电场被该法拉第屏蔽件95反射或吸收（衰减），从而阻碍（阻断）该电场达到真空容器1内。另外，对于欲从狭缝97的长度方向上的一端侧和另一端侧蔓延到晶圆W侧的电场，由于如上所述在上述一端侧和上述另一端侧设有导电通路97a、97a，因而，该电场被法拉第屏蔽件95例如作为热而吸收，从而阻碍该电场到达晶圆W侧。另一方面，由于在法拉第屏蔽件95中形成有狭缝97，因此，磁场通过该狭缝97并经由框体90的底面达到真空容器1内。另外，由于在等离子体产生部80的侧方侧的法拉第屏蔽件95（铅垂面95a）中的整个周向上没有形成狭缝97，因此，电场和磁场不会经由该侧方侧蔓延到下方侧。
因而，利用经由狭缝97而通过的磁场使从等离子体产生用气体喷嘴34喷射的等离子体产生用气体活化，例如生成离子、自由基等等离子体。如上所述，由于以将沿着旋转台2的径向延伸的带状体区域包围的方式配置有天线83，因而，该等离子体在天线83的下方侧，以沿着旋转台2的径向延伸的方式形成大致线状。另外，在图14中示意性地示出了等离子体产生部80，并示意性且较大地描绘出了等离子体产生部80、法拉第屏蔽件95、框体90和晶圆W之间的各尺寸。
另一方面，利用旋转台2的旋转，在第1处理区域P1中，含Si气体吸附在晶圆W表面，接着，在第2处理区域P2中，吸附在晶圆W上的含Si气体被氧化，形成1层或多层的作为薄膜成分的氧化硅膜（SiO2）的分子层，从而形成反应生成物。此时，在氧化硅膜中，例如由于含Si气体中含有残留基，因此有时含有水分（OH基）、有机物等杂质。
而且，在上述的等离子体（活性种）由于旋转台2的旋转而与晶圆W的表面接触时，进行氧化硅膜的改性处理。具体而言，例如通过使等离子体与晶圆W的表面碰撞，例如使上述的杂质从氧化硅膜放出，或者使氧化硅膜内的元素重排列而谋求氧化硅膜的致密化（高密度化）。通过这样使旋转台2持续旋转，含Si气体吸附于晶圆W表面、吸附于晶圆W表面的含Si气体的成分的氧化和反应生成物的等离子体改性按照上述的顺序进行多次，从而层叠反应生成物而形成薄膜。此处，如上所述，在晶圆W的内部形成有电气布线结构，但是，由于在等离子体产生部80与晶圆W之间设有法拉第屏蔽件95而阻断了电场，因此，能够抑制对该电气布线结构造成的电损伤。
采用上述的实施方式，将由接地的导电材料构成的法拉第屏蔽件95设在等离子体产生部80与晶圆W之间，并且，使在与天线83的长度方向正交的方向上延伸的狭缝97沿着该天线83形成于上述法拉第屏蔽件95。而且，在各个狭缝97的长度方向上的一端侧和另一端侧，沿着天线83的长度方向配置有导电通路97a、97a。因此，法拉第屏蔽件95不仅能够阻断由等离子体产生部80产生的电场之中的、从该等离子体产生部80朝向下方去的电场，而且还能阻断蔓延到狭缝97的长度方向上的一端侧或另一端侧的、欲朝向下方去的电场，另一方面，能够使磁场经由狭缝97达到真空容器1内。因而，由于能够抑制等离子体对晶圆W的内部的电气布线结构造成的电损伤并进行改性处理，因此能够获得具有良好的膜质和电特性的薄膜。
并且，通过设置导电通路97a、97a，能够在阻断了朝向晶圆W侧去的电场成分的状态下使天线83中的靠旋转台2的旋转方向上游侧的部位和靠下游侧的部位彼此相互接近，并能够形成用于确认等离子体的状态的开口部98。另外，与使天线83例如形成为正圆形的情况相比，由于能够将框体90的在旋转台2的旋转方向上的长度尺寸抑制得较小，因而，也能够抑制用于保持该框体90的强度的宽度尺寸。因此，由于能够抑制用于构成框体90的高纯度的石英的使用量，因而，能够抑制装置的成本。另外，由于框体90的面积较小即可，因而，等离子体空间10的容积也变小，从而，用于将该等离子体空间10保持为与真空容器1内的其他部位相比处于正压的气体流量也可以为最小限度的量。
另外，由于设有法拉第屏蔽件95，因此，能够抑制等离子体对框体90等石英构件造成的损伤（蚀刻）。因此，能够谋求上述石英构件的长寿命化并能够抑制污染的发生，而且，能够抑制因石英（SiO2）向薄膜（SiO2）中混入而造成的膜厚的不均匀化。
并且，由于设有框体90，因此能够使等离子体产生部80接近旋转台2上的晶圆W。因此，即使在进行成膜处理那样的较高的压力气氛（低真空度）中，也能够抑制等离子体中的离子、自由基的失活而能够进行良好的改性处理。而且，由于在框体90上设有突起部92，因此O型环11d没暴露到等离子体空间10中。因此，能够抑制O型环11d所含有的例如氟系成分向晶圆W的混入，并能够谋求该O型环11d的长寿命化。
另外，在框体90的下表面形成有突起部92，并且使等离子体产生用气体喷嘴34的气体喷射孔33朝向旋转台2的旋转方向上游侧。因此，即使从等离子体产生用气体喷嘴34喷射的气流量是小流量，也能够抑制O3气体、N2气体进入框体90的下方区域。并且，使配置有等离子体产生用气体喷嘴34的区域（等离子体空间10）的压力高于其他区域（例如处理区域P1、P2）的压力。由于以上的情况，能够抑制NOX气体在等离子体空间10内生成，因此能够抑制由NOX气体造成的真空容器1内的构件的腐蚀，因此，能够抑制晶圆W的金属污染。并且，如上所述，由于能够抑制O3气体、N2气体等进入框体90的下方侧，因此，在利用共用的成膜装置进行成膜处理和改性处理时，例如由于无需在框体90与第二处理气体喷嘴32之间单独设置排气口、泵，并且无需在该框体90与第二处理气体喷嘴32之间设置分离区域D，因此能够简化装置结构。
另外，在配置框体90时，由于在该框体90的外周侧的侧环100处形成有气体流路101，因此能够避开该框体90而良好地排出各气体。
而且，由于在框体90的内部容纳有等离子体产生部80，因此，能够将上述等离子体产生部80配置在大气气氛的区域（真空容器1的外侧区域）中，因而使等离子体产生部80的维护变得容易。
此处，由于在框体90的内侧容纳有等离子体产生部80，因此，例如在中心部区域C侧，等离子体产生部80的端部同旋转台2的旋转中心分开与该框体90的侧壁的厚度尺寸相对应的量。因此，等离子体难以达到晶圆W的在中心部区域C侧的端部。另一方面，在为了使等离子体达到晶圆W的在中心部区域C侧的端部而欲使框体90（等离子体产生部80）形成到偏向中心部区域C侧的位置时，如上所述，中心部区域C变窄。在该情况下，处理气体彼此有可能在中心部区域C中发生混合。但是，在本发明中，由于在中心部区域C中形成有迷宫式结构部110且发挥了气体流路的作用，因此，能够一边在旋转台2的径向上确保较宽的等离子体空间10，一边抑制处理气体彼此在中心部区域C中的混合和N2气体向该等离子体空间10内的流入。
在上述例子中，交替进行了反应生成物的成膜与该反应生成物的改性处理，但是，也可以在将反应生成物层叠了例如70层（大约10nm的膜厚）左右之后对该反应生成物的层叠体进行改性处理。具体而言，在供给含Si气体和O3气体并进行反应生成物的成膜处理的期间，停止向等离子体产生部80供给高频电力。然后，在形成层叠体之后，停止上述含Si气体和O3气体的供给并向等离子体产生部80供给高频电力。在进行这样的所谓一并改性的情况下，也能够获得与上述的例子相同的效果。
此处，列举上述说明的成膜装置的其他例子。在图15中，示出了不仅设有上述等离子体产生部80而且设有用于提高旋转台2的外周部侧的等离子体浓度的辅助等离子体产生部81的例子。即，由于旋转台2旋转而使外周部侧的圆周速度比中心部侧的圆周速度快，因此，存在该外周部侧的改性的程度比中心部侧的改性的程度小的倾向。因此，为了使改性的程度在旋转台2的径向上一致，在上述外周部侧设置了卷绕天线83而成的辅助等离子体产生部81。在该例子中，对于等离子体产生部80、81分别单独形成有狭缝97和导电通路97a，从而等离子体产生部80、81中的欲朝向晶圆W侧去的电场成分被分别阻断。
并且，如图16和图17所示，等离子体产生部80也可以与框体90同样地形成为大致扇形。图16示出了不仅设置等离子体产生部80而且设置辅助等离子体产生部81、并且使该辅助等离子体产生部81也形成为扇形的例子。在该例子中，同样，以沿着各个等离子体产生部80、81的天线83的延伸方向的方式分别形成有狭缝97并形成有导电通路97a。在该例子中，在等离子体产生部80、81中，在天线83弯曲的弯曲部（例如靠中心部区域C侧的、旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧），难以形成与上述例子相同的具有充分长度的狭缝97。因此，能够通过设置导电通路97a来阻断在上述弯曲部等处欲朝向下方去的电场成分。此外，由于通过使等离子体产生部80（辅助等离子体产生部81）形成为扇形来使外周部侧的等离子体的浓度高于中心部侧的等离子体的浓度，因而，还能够使晶圆W的整个面内的改性的程度一致。另外，在图16中省略了狭缝97。
图18示出了将两个等离子体产生部80、81配置成大致方形、并且将等离子体产生部80配置在旋转台2的径向内侧且将等离子体产生部81配置在上述径向外侧的例子。在该例子中，上述等离子体产生部80、81以彼此为相同面积的方式分别卷绕有天线83。另外，图18表示从上方侧看顶板11的情况，图18示意性地描绘了上述等离子体产生部80、81中的天线83。
图19表示将上述法拉第屏蔽件95埋设在框体90的内部的例子。具体而言，在等离子体产生部80的下方的框体90构成的上端面装卸自由，并且拆卸了该上端面后的部位能够容纳法拉第屏蔽件95。即，法拉第屏蔽件95只要设在等离子体产生部80与晶圆W之间即可。
图20表示不将等离子体产生部80和法拉第屏蔽件95容纳在框体90的内侧而将上述等离子体产生部80和法拉第屏蔽件95配置在顶板11的上方的例子。在该例子中，等离子体产生部80的下方的顶板11作为与其他部位的顶板11不同的构件而例如由石英等电介体构成，等离子体产生部80的下方的顶板11的下表面周缘部如上述那样在整个周向上借助于O型环11d与上述其他部位的顶板11气密地连接。
另外，狭缝97在旋转台2的中心部侧与外缘部侧，在相面对的端部彼此以大致相当于晶圆W的直径尺寸的大小较大地分开，以能够阻断在旋转台2的中心部侧与外缘部侧产生的电场成分的程度具有充分的长度。因此，也可以不在上述中心部侧与外缘部侧设置导电通路97a。并且，同样，若电场成分对晶圆W对带来的不良影响为能够容许的程度，则也可以在旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧的、天线83彼此相互接近的区域中形成没有设置导电通路97a的区域（狭缝97的一端侧或另一端侧开口的区域）。
图21表示没有配置侧环100的例子。即，侧环100是用于使例如在装置的清洁时所使用的清洁气体不蔓延到旋转台2的下方区域的构件。因而，在不进行清洁的情况下，也可以不设置侧环100。
另外，在上述例子中，说明了在将含Si气体和O3气体按照含Si气体和O3气体的顺序供给到晶圆W而形成反应生成物的膜之后、利用等离子体产生部80对该反应生成物进行改性的例子，但是，也可以对在形成反应生成物的膜时所使用的O3气体进行等离子体化。即，如图22所示，在该例子中，没有设置上述的处理气体喷嘴32，而是使吸附于晶圆W上的含Si气体的成分在等离子体空间10中氧化而形成反应生成物，并且在该等离子体空间10中对该反应生成物进行改性。换言之，向等离子体空间10供给的等离子体产生用的气体兼用作第二处理气体。因而，等离子体产生用气体喷嘴34兼用作处理气体喷嘴32。通过这样使吸附于晶圆W的表面的含Si气体的成分在等离子体空间10中氧化，不需要处理气体喷嘴32的臭氧发生器，因此能够降低装置的成本。另外，通过在晶圆W的正上方位置生成O3气体，例如能够与处理气体喷嘴32的长度尺寸相应地缩短O3气体的流路，因此能够抑制O3气体的失活而能够对上述含Si气体的成分进行良好的氧化。
在以上的各例子中，从上方看时的天线83形成为大致八边形或扇形，但是，如图23所示，天线83也可以配置为圆形。同样，在该情况下，沿着天线83在整个周向上形成有狭缝97，并在该狭缝97的内周侧和外周侧分别配置有导电通路97a、97a。而且，由内周侧的导电通路97a包围的区域构成了上述那样的开口部98。另外，在图23中，仅描绘出了天线83和法拉第屏蔽件95，且对这些天线83和法拉第屏蔽件95进行了示意性的描绘。
在要使用圆形的天线83的情况下，也可以代替上述图3的天线83的结构而配置该圆形的天线83，例如，如图15所示，也可以沿着旋转台2的径向配置两个圆形的天线83。另外，也可以将这种圆形的天线83配置在等离子体空间10的上方侧的多个部位。即，即使在天线83为圆形的情况下，在该天线83的直径尺寸例如是150mm左右以下时，如已经详细叙述地那样，也难以设置能够阻断从该天线83朝向下方去的电场成分的程度的狭缝97的长度尺寸L。因此，在使用这种小直径的天线83的情况下，通过对各个狭缝97的内缘侧和外缘侧也分别设置导电通路97a、97a，能够阻断从该天线83朝向下方去的电场成分。
另外，在使用图23的圆形的天线83的情况下，如图24所示，也可以在单片式的成膜装置中，将例如直径尺寸为300mm大小或450mm大小的晶圆W载置到旋转台2上，并以与该晶圆W相对的方式配置多个等离子体产生部80，自这些等离子体产生部80向晶圆W照射等离子体。在图24中，示意性地描绘出了图23所示的等离子体产生部80和法拉第屏蔽件95，并示出了将等离子体产生部80例如以格子状配置在多个部位例如9个部位（3×3）的例子。在图24中，省略了用于容纳晶圆W的真空容器等。
该情况下，在通过自未图示的处理气体供给路径供给的一种成膜气体或彼此反应的两种处理气体来在晶圆W上形成反应生成物的膜之后，对真空容器内进行真空排气，通过使向该真空容器内供给的等离子产生用气体等离子体化来进行反应生成物的改性处理。
并且，在要使用图23的等离子体产生部80时，如图25所示，也可以使直径尺寸例如是8英寸（200mm）大小的晶圆W在旋转台2上的多个部位例如5个部位上沿周向排列，并以与该旋装台2相对的方式配置多个等离子体产生部80。该情况下，通过使旋转台2绕铅垂轴线旋转来对各个晶圆W进行成膜处理和改性处理。这种结构的成膜装置能够应用于在用于在晶圆W上形成例如LED(Light Emitting Diode)用的功率器件的工序中。
并且，在以上的各例子中，将等离子体产生部80与成膜装置相组合并与成膜处理一起进行了等离子体处理，但是，例如，也可以以对进行了成膜处理之后的晶圆W进行等离子体处理的方式来构成装置。在该情况下，上述成膜装置通过在真空容器1内设置未图示的载置台并设置等离子体产生用气体喷嘴34和等离子体产生装置（天线83和法拉第屏蔽件95）来构成为基板处理装置。然后，对于利用未图示的成膜装置形成了薄膜的晶圆W，在该基板处理装置中进行利用磁场进行的薄膜的等离子体改性处理。
在以上的各例子中，作为构成法拉第屏蔽件95的材质，为了尽量使磁场透过，优选使用相对磁导率尽量低的材质，具体而言，也可以使用银（Ag）、铝（Al）等。另外，作为法拉第屏蔽件95的狭缝97的数量，若太少，则到达真空容器1内的磁场变小，另一方面，若太多，则难以制造法拉第屏蔽件95，因此，例如相对于天线83的1m长度，优选狭缝97的数量为100个～500个左右。另外，等离子体产生用气体喷嘴34的气体喷射孔33以朝向旋转台2的旋转方向上游侧的方式形成，但是，也可以以朝向下方侧或下游侧的方式配置该气体喷射孔33。
作为构成框体90的材质，也可以替代石英而使用氧化铝（Al2O3）、氧化钇等耐等离子体蚀刻材料，还可以例如在パイレックスガラス（派莱克斯玻璃：pyrex glass）（corning公司的耐热玻璃，商标）等的表面涂敷上述耐等离子体蚀刻材料。即，只要框体90由对等离子体的抗性较高且磁场可透过的材质（电介体）构成即可。
另外，将绝缘板94配置在法拉第屏蔽件95的上方而使该法拉第屏蔽件95与天线83（等离子体产生部80）之间绝缘，但是，也可以不配置该绝缘板94，而是例如利用石英等绝缘材料覆盖天线83。
另外，在上述例子中，说明了使用含Si气体和O3气体来形成氧化硅膜的例子，但是，例如也可以分别使用含Si气体和氨（NH3）气作为第一处理气体和第二处理气体来形成氮化硅膜。在该情况下，作为用于产生等离子体的处理气体，使用氩气和氮气或氨气等。
并且，例如也可以分别使用TiCl2（氯化钛）气体与NH3（氨）气体作为第一处理气体和第二处理气体来形成氮化钛（TiN）膜。在该情况下，作为晶圆W，使用由钛构成的基板，作为用于产生等离子体生成气体，使用氩气和氮气等。另外，也可以按顺序供给三种以上的处理气体而层叠反应生成物。具体而言，也可以向晶圆W供给例如Sr（THD）2[bis(tetra methylheptan dionate)strontium：双（四甲基庚二酮酸）锶]、Sr（Me5Cp）2[bis（pentamethylcyclopentadienyl)strontium：双（五甲基环戊二烯基）锶]等Sr原料和例如Ti（OiPr）2（THD）2[(bisisopropoxo)(bis(tetramethylheptanedionato))-titanium)：双异丙氧基（双四甲基庚二酮酸）钛]、Ti（OiPr）[(tetraisopropoxo)-titanium：（四异丙氧基钛）]等Ti原料，之后向晶圆W供给O3气体，从而层叠由作为含有Sr和Ti的氧化膜的STO膜构成的薄膜。另外，从气体喷嘴41、42向分离区域D供给了N2气体，但是，作为该分离区域D，也可以设置用于在各处理区域P1、P2之间进行划分的壁部，而不配置气体喷嘴41、42。
并且，作为天线83，配置在从真空容器1的内部区域气密地划分出来的区域（框体90的内侧或顶板11上）中，但是，天线83也可以配置在真空容器1的内部区域中。具体而言，例如也可以将天线83配置在比顶板11的下表面略微靠下方侧的位置。在该情况下，为了使天线83不被等离子体蚀刻，例如利用石英等电介体涂敷该天线83的表面。另外，在该情况下，为了使法拉第屏蔽件95同样不被等离子体蚀刻，在天线83与晶圆W之间，利用石英等电介体涂敷法拉第屏蔽件95的表面。另外，绕铅垂轴线卷绕了天线83，但是，也可以绕相对于该铅垂轴线和水平面倾斜了的轴线来卷绕天线83。
在以上的例子中，为了保护真空容器1的内壁面和顶板11不接触各处理气体（具体地说，在维护装置时，从喷嘴31、32供给的清洁气体），在比上述内壁面和顶板11靠处理气氛侧的位置隔着微小的间隙设有未图示的保护罩。并且，为了使上述间隙的压力略微大于处理气氛的压力，自未图示的气体供给部向该间隙供给吹扫气体，但省略了说明。
实施例
下面，说明使用上述图1的成膜装置进行的各实验例。
（实验例1）
在实验中，准备了电损伤的容许量彼此不同的多种（六种）仿真晶圆，借助以下表示的法拉第屏蔽件对各个晶圆照射了等离子体。然后，对晶圆W（具体地说，是在晶圆W上形成的器件的栅极氧化膜）受到的电损伤进行了评价。另外，省略以下的比较例和实施例中的详细的实验条件。
（实验中使用的法拉第屏蔽件）
比较例：在狭缝97的内周侧没有设置导电通路97a的梳齿型的法拉第屏蔽件
实施例：上述图8所示的法拉第屏蔽件95
在狭缝97的内周侧没有设置导电通路97a的情况下，如图26的上段所示，可知任一晶圆（右端的晶圆表示上述容许量最大的晶圆的结果，并列出了上述容许量从该晶圆朝向左侧去而逐渐变小的晶圆的结果）都受到了电损伤。另一方面，如图26的下部分所示，通过在狭缝97的内周侧和外周侧设置设有导电通路97a、97a的法拉第屏蔽件95使任一晶圆的电损伤显著地减小。因而，可知通过设置上述图8的法拉第屏蔽件95，能够抑制栅极氧化膜的绝缘破坏。
以上，基于各实施方式说明了本发明，为了说明到位以有助于促进理解发明，进一步推进技术的发展而记载了上述内容。因此，本发明并不限定于实施方式所示的特征。另外，实施方式的例示并不意味着其长处和短处。在实施方式中详细地记载了发明，但是，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种变更、替换及改变。
本申请以2011年8月24日向日本专利局提出申请的日本专利申请第2011-182918号为主张优先权的基础申请，此处，基于该申请主张优选权，并以参照的方式将其全部公开内容引入本说明书。

Claims (10)

1.一种成膜装置，其在真空容器内进行多次按顺序供给第一处理气体和第二处理气体的循环而对基板进行成膜处理，其特征在于，该成膜装置包括：
旋转台(2)，在其一个面侧形成有用于载置基板的基板载置区域(24)，该旋转台(2)能够使上述基板载置区域在上述真空容器(1)内公转；
第一处理气体供给部(31)和第二处理气体供给部(32)，其用于向在该旋转台的周向上彼此借助分离区域而分开的区域分别供给第一处理气体和第二处理气体；
等离子体产生气体供给部(34)，其为了对基板进行等离子体处理而向上述真空容器内供给等离子体产生用气体；
天线(83)，为了利用电感耦合来使等离子体产生用气体等离子体化，该天线(83)以与上述基板载置区域(24)相对的方式设置且以绕纵向的轴线进行卷绕而成；
法拉第屏蔽件(95)，为了阻止在上述天线(83)的周围产生的电场和磁场中的电场成分通过，该法拉第屏蔽件(95)以介于上述天线(83)与基板之间的方式设置且由接地的导电性的板状体构成，
上述法拉第屏蔽件(95)包括：
狭缝(97)，为了使在上述天线的周围产生的电场和磁场中的磁场成分通过而到达基板侧，该狭缝(97)形成于上述板状体(95x)，该狭缝(97)分别在与上述天线(83)的卷绕方向正交的方向上延伸，并且沿该天线的卷绕方向排列；
窗部(98)，其在上述板状体(95x)中的被上述狭缝(97)包围的区域开口，用于确认等离子体的发光状态，
在上述窗部与上述狭缝(97)之间，以包围上述窗部(98)的方式设有接地的导电通路(97a)，使该窗部与上述狭缝不连通，
在上述狭缝(97)的与上述窗部侧相反的一侧的端部，以包围该狭缝(97)的方式设有接地的导电通路(97a)。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
上述天线(83)以包围上述窗部(98)的方式配置。
3.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
上述天线(83)和上述法拉第屏蔽件(95)由电介体从进行等离子体处理的区域被气密地划分出来。
4.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
上述第一处理气体是含Si气体。
5.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
上述第二处理气体是O2气体。
6.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
上述等离子体产生用气体是Ar气体和O2气体的混合气体。
7.一种基板处理装置，其特征在于，该基板处理装置包括：
真空容器(1)，其用于容纳基板；
旋转台(2)，在其一个面侧形成有用于载置基板的基板载置区域(24)；
等离子体产生气体供给部(34)，其为了对基板进行等离子体处理而向上述真空容器(1)内供给等离子体产生用气体；
天线(83)，为了利用电感耦合来使等离子体产生用气体等离子体化，该天线(83)以与上述基板载置区域(24)相对的方式设置且以绕纵向的轴线进行卷绕而成；
法拉第屏蔽件(95)，为了阻止在上述天线(83)的周围产生的电场和磁场中的电场成分通过，该法拉第屏蔽件(95)以介于上述天线(83)与基板之间的方式设置且由接地的导电性的板状体构成，
上述法拉第屏蔽件(95)包括：
狭缝，为了使在上述天线的周围产生的电场和磁场中的磁场成分通过而到达基板侧，该狭缝形成于上述板状体上，该狭缝分别在与上述天线(83)的卷绕方向正交的方向上延伸，并且沿该天线的卷绕方向排列；
窗部(98)，其在上述板状体上的被上述狭缝包围的区域开口，用于确认等离子体的发光状态，
在上述窗部与上述狭缝(97)之间，以包围上述窗部(98)的方式设有接地的导电通路，使该窗部与上述狭缝不连通，
在上述狭缝的与上述窗部侧相反的一侧的端部，以包围该狭缝(97)的方式设有接地的导电通路。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，
上述等离子体产生用气体是Ar气体和O2气体的混合气体。
9.一种等离子体产生装置(80)，其能产生用于对基板进行等离子体处理的等离子体，其特征在于，该等离子体产生装置(80)包括：
天线，为了利用电感耦合来使等离子体产生用气体等离子体化，该天线以与基板相对的方式设置且以绕从该基板朝向用于供给等离子体产生用气体的区域延伸的轴线进行卷绕而成；
法拉第屏蔽件(95)，为了阻止在上述天线(83)的周围产生的电场和磁场中的电场成分通过，该法拉第屏蔽件(95)以介于上述天线(83)与基板之间的方式设置且由接地的导电性的板状体构成，
上述法拉第屏蔽件包括：
狭缝(97)，为了使在上述天线的周围产生的电场和磁场中的磁场成分通过而到达基板侧，该狭缝(97)形成于上述板状体，并分别在与上述天线的卷绕方向正交的方向上延伸，并且沿该天线的卷绕方向排列；
窗部(98)，其在上述板状体的被上述狭缝(97)包围的区域开口，用于确认等离子体的发光状态，
在上述窗部与上述狭缝(97)之间，以包围上述窗部(98)的方式设有接地的导电通路(97a)，使该窗部与上述狭缝不连通，
在上述狭缝的与上述窗部侧相反的一侧的端部，以包围该狭缝(97)的方式设有上述接地的导电通路(97a)。
10.根据权利要求9所述的等离子体产生装置，其特征在于，
上述等离子体产生用气体是Ar气体和O2气体的混合气体。
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