CN103243314A - 成膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成膜装置，该成膜装置包括：旋转台；第1处理气体供给部，其用于向第1处理区域供给第1处理气体；第1等离子体处理部，其用于在第2处理区域中对基板进行等离子体处理；分离气体供给部，其用于向形成于第1处理区域和第2处理区域之间的分离区域供给分离气体，以便使第1处理区域的气氛气体和第2处理区域的气氛气体分离，第1等离子体处理部包括：第1围绕部分，其用于划分形成用于使等离子体产生的等离子体产生空间，在其下部形成有等离子体的喷出口；第2处理气体供给部，其用于向等离子体产生空间供给第2处理气体；活化部，其用于使等离子体产生空间的第2处理气体活化；第2围绕部分，其设在第1围绕部分的下方。

Description

成膜装置
技术领域
本发明涉及将彼此反应的处理气体依次供给而在基板的表面层叠反应生成物并对基板进行等离子体处理的成膜装置。
背景技术
作为对半导体晶圆等基板（以下称为“晶圆”）进行例如氮化硅膜（Si－N）等薄膜的成膜的方法之一，公知有将彼此反应的多种处理气体（反应气体）向晶圆的表面依次供给并层叠反应生成物的ALD（Atomic Layer Depo sition：原子层沉积）法。作为采用该ALD法来进行成膜处理的成膜装置，例如，能够列举出如专利文献1所记载那样将用于使多张晶圆沿着周向排列并使多张晶圆旋转的旋转台设在真空容器内并以与该旋转台相对的方式设有多个气体供给喷嘴的构成。在该装置中设有被供给分离气体的分离区域，使得处理气体彼此不会在分别被供给处理气体的处理区域彼此之间相互混合。
并且，在这样的装置中，例如，公知有如专利文献2所记载那样的构成：将处理区域和分离区域连同等离子体区域一起沿着旋转台的周向配置，在该等离子体区域中使用等离子体来进行例如反应生成物的改性、处理气体的活化。不过，若想要构成小型的装置，则难以设有这样的等离子体区域。换言之，在设有等离子体区域的情况下，无法避免装置的大型化。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010－239102
专利文献2：日本特开2011－40574
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而做成的，其目的在于提供一种成膜装置，该成膜装置在将彼此反应的处理气体向真空容器内依次供给而在基板的表面层叠反应生成物并对基板进行等离子体处理时，能够一边阻止处理气体彼此在真空容器内相互混合一边构成小型的真空容器。
采用本发明的第1技术方案，提供一种成膜装置，该成膜装置是通过在真空容器内多次进行将彼此反应的多种处理气体依次供给的循环来层叠反应生成物而在基板上形成薄膜的成膜装置，其中，该成膜装置包括：
旋转台，其设于上述真空容器内，在其一表面侧形成有用于载置基板的基板载置区域，其用于使该基板载置区域旋转；
第1处理气体供给部，其用于向第1处理区域供给第1处理气体；
第1等离子体处理部，其用于在第2处理区域中对基板进行等离子体处理；
分离气体供给部，其用于向形成于上述第1处理区域和第2处理区域之间的分离区域供给分离气体，以便使上述第1处理区域的气氛气体和第2处理区域的气氛气体分离；
排气口，其用于对上述真空容器内的气氛气体进行真空排气，
上述第1等离子体处理部包括：
第1围绕部分，其划分形成用于使等离子体产生的等离子体产生空间，在其下部形成有等离子体的喷出口；
第2处理气体供给部，其用于向上述等离子体产生空间供给第2处理气体；
活化部，其用于使上述等离子体产生空间的上述第2处理气体活化；
第2围绕部分，其设在上述第1围绕部分的下方，用于形成引导空间，该引导空间从上述旋转台的中心部侧延伸到外缘部侧，该引导空间将从上述喷出口喷出的等离子体向上述旋转台的一表面侧引导。
附图说明
图1是表示本实施方式的成膜装置的一例的纵剖视图。
图2是本实施方式的成膜装置的横剖俯视图。
图3是本实施方式的成膜装置的横剖俯视图。
图4是将本实施方式的成膜装置的等离子体产生容器放大表示的纵剖视图。
图5是表示本实施方式的等离子体产生容器的立体图。
图6是表示本实施方式的等离子体产生容器的一部分的立体图。
图7是表示本实施方式的等离子体产生容器的一部分的立体图。
图8是表示本实施方式的等离子体产生容器的分解立体图。
图9是表示被设于本实施方式的等离子体产生容器的翅片的一部分的立体图。
图10是表示本实施方式的翅片的纵剖视图。
图11是表示本实施方式的翅片的纵剖视图。
图12是表示被设于第1处理气体喷嘴的喷嘴罩的立体图。
图13是表示本实施方式的喷嘴罩的纵剖视图。
图14是表示本实施方式的成膜装置的第2等离子体产生部的纵剖视图。
图15是表示本实施方式的第2等离子体产生部的分解立体图。
图16是表示被设于本实施方式的第2等离子体产生部的框体的立体图。
图17是表示本实施方式的第2等离子体产生部的俯视图。
图18是表示被设于本实施方式的第2等离子体产生部的法拉第屏蔽件的一部分的立体图。
图19是表示被设于本实施方式的成膜装置的侧环的分解立体图。
图20A、图20B是示意性地表示将本实施方式的成膜装置沿周向剖切的状况的纵剖视图。
图21是表示本实施方式的成膜装置的气流的示意图。
图22是表示本实施方式的成膜装置的其他例子的分解立体图。
图23是表示本实施方式的成膜装置的其他例子的纵剖视图。
图24是表示本实施方式的成膜装置的其他例子的立体图。
图25是表示本实施方式的成膜装置的其他例子的横剖俯视图。
图26是表示本实施方式的成膜装置的其他例子的立体图。
图27是表示本实施方式的成膜装置的其他例子的立体图。
图28是表示本实施方式的成膜装置的其他例子的纵剖视图。
图29是表示本实施方式的成膜装置的其他例子的纵剖视图。
图30是表示在实施例中获得的结果的特性图。
图31是表示在实施例中获得的结果的特性图。
图32是表示在实施例中获得的结果的特性图。
图33是表示在实施例中获得的结果的特性图。
图34是表示在实施例中获得的结果的特性图。
图35是表示在实施例中获得的结果的特性图。
图36是表示在实施例中获得的结果的特性图。
图37是表示在实施例中获得的结果的特性图。
图38是表示在实施例中获得的结果的特性图。
图39是表示在实施例中获得的结果的特性图。
具体实施方式
下面一边参照附图一边对本发明的非限定性的例示的实施方式进行说明。在所有附图中，对相同或者相对应的构件或者部件标注相同或者相对应的参照附图标记，省略重复的说明。另外，附图不以表示构件或者部件间的相对比例为目的，因而，具体的尺寸参照以下的非限定性的实施方式，应当由本领域技术人员决定。
参照图1～图19对本实施方式的成膜装置的一例进行说明。如图1～图3所示，该成膜装置具有平面（俯视）形状为大致圆形的真空容器1以及设在该真空容器1内、在该真空容器1的中心具有旋转中心并用于使晶圆W旋转的旋转台2。
如后所详细论述那样，该成膜装置构成为在旋转台2每旋转1圈时对晶圆W进行含Si气体的吸附处理、已吸附在晶圆W上的含Si气体的等离子体氮化处理、形成在晶圆W上的氮化硅膜的等离子体改性处理。此时，在设置用于进行上述各处理的喷嘴等构件时，以一边阻止分别用于吸附处理和氮化处理的各处理气体彼此在真空容器1内相互混合一边使俯视观察时的真空容器1尽可能以小型就满足要求的方式构成装置。接下来，对成膜装置的各部进行详述。
真空容器1具有容器主体12和以能够装卸的方式安装于该容器主体12的顶板（顶部）11。俯视观察时的真空容器1的直径尺寸（内径尺寸）例如为1100mm左右。在顶板11的上表面中央部连接有分离气体供给管51，该分离气体供给管51用于供给氮（N2）气体作为分离气体，用来抑制彼此不同的处理气体在真空容器1内的中心部区域C相互混合。另外，在容器主体12的上表面的周缘部设有被设置成环状的、例如O形环等密封构件13。
真空容器1包括大致圆筒形状的芯部21、连接于芯部21的下表面并沿铅垂方向延伸的旋转轴22、使旋转轴22绕铅垂轴线旋转的驱动部23以及用于收纳旋转轴22和驱动部23的壳体20。
旋转台2的中心部固定于芯部21。旋转台2利用旋转轴22构成为绕铅垂轴线（在本例中为顺时针）旋转自如。旋转台2的直径尺寸为例如1000mm。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。在壳体20上连接有用于将氮气作为吹扫气体向旋转台2的下方区域进行供给的吹扫气体供给管72。真空容器1的底面部14中的靠芯部21的外周侧的部分以从下方侧接近旋转台2的方式形成为环状而形成了突出部12a。
如图2～图4所示，在旋转台2的表面部形成有用于载置晶圆W的圆形状的凹部24作为基板载置区域。凹部24沿着旋转台2的旋转方向（周向）设在多个部位、例如5个部位。凹部24的直径尺寸和深度尺寸被设定为在将晶圆W落入（收纳）到该凹部24时、晶圆W的表面与旋转台2的表面（未载置有晶圆W的区域）平齐。晶圆W的直径尺寸能够设为例如300mm。在凹部24的底面形成有供用于从下方侧将晶圆W上顶而使晶圆W升降的例如后述的3根升降销贯穿的通孔（未图示）。
如图2和图3所示，在分别与旋转台2的凹部24的通过区域相对的位置，以沿着真空容器1的周向（旋转台2的旋转方向）彼此隔开间隔的方式呈放射状地配置有分别由例如石英构成的、第1处理气体喷嘴31、第3处理气体喷嘴34、分离气体喷嘴41、42这4根气体喷嘴。上述各气体喷嘴31、34、41、42分别被安装成从例如真空容器1的外周壁朝向中心部区域C与晶圆W相对地水平延伸。在本例中，从后述的输送口15观察时沿着顺时针方向（旋转台2的旋转方向A）依次排列有第3处理气体喷嘴34、分离气体喷嘴41、第1处理气体喷嘴31和分离气体喷嘴42。
在本实施方式中，在从输送口15观察为旋转台2的旋转方向上游侧（分离气体喷嘴42与第3处理气体喷嘴34之间）的顶板11的上方侧设有第2处理气体喷嘴32。第2处理气体喷嘴32也与气体喷嘴31、34、41、42同样地由石英等构成。对于将第2处理气体喷嘴32配置在顶板11上的具体的结构随后进行详述。
此外，在图2和图3中，省略了顶板11的描画，在图3中示意性地表示了第2处理气体喷嘴32。另外，图3表示卸下了后述的第1等离子体产生部81、等离子体产生容器200、第2等离子体产生部82和框体90的状态，图2表示安装了后述的第1等离子体产生部81、等离子体产生容器200、第2等离子体产生部82和框体90的状态。
第1处理气体喷嘴31构成处理气体供给部，第2处理气体喷嘴32构成第2处理气体供给部（等离子体产生用气体供给部）。气体喷嘴（第3处理气体喷嘴）34构成第3处理气体供给部（辅助等离子体产生用气体供给部）。另外，分离气体喷嘴41、42分别构成分离气体供给部。
各气体喷嘴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1处理气体喷嘴31与含硅（Si）的第1处理气体、例如DCS（二氯硅烷）气体等的供给源连接。第2处理气体喷嘴32与例如氨（NH3）气体和氩（Ar）气体的混合气体的供给源连接。第3处理气体喷嘴34与例如由氩气和氢（H2）气体的混合气体构成的改性用气体（辅助等离子体产生用气体）的供给源连接。分离气体喷嘴41、42分别与作为分离气体的氮气的供给源连接。在以后为了简化说明而将从第2处理气体喷嘴32供给的气体作为氨气进行说明。此外，也可以替代氨气而使用含氮元素（N）的气体例如氮（N2）气体。
在气体喷嘴31、32、34、41、42的下表面侧，沿着旋转台2的半径方向在多个部位例如以等间隔形成有用于将已述的各气体分别喷出的气体喷出孔33。各气体喷嘴31、34、41、42以该气体喷嘴31、34、41、42的下端缘与旋转台2的上表面之间的分开距离为例如1mm～5mm左右的方式配置。此外，在图5中，省略了第2处理气体喷嘴32的气体喷出孔33。
第1处理气体喷嘴31的下方区域是用于使含Si气体吸附于晶圆W的第1处理区域P1，真空容器1的内部中的第2处理气体喷嘴32的下方区域是用于使已吸附于晶圆W的含Si气体的成分与氨（详细而言为氨气的等离子体）反应的第2处理区域P2。另外，第3处理气体喷嘴34的下方区域为用于对由于通过处理区域P1、P2而形成在晶圆W上的反应生成物进行改性处理的第3处理区域P3。分离气体喷嘴41、42用于形成使第1处理区域P1和第2处理区域P2分离的第1分离区域D1和第2分离区域D2。
如图2和图3所示，在真空容器1的顶板11的处于第1分离区域D1和第2分离区域D2的部分分别设有大致扇形的凸状部4。另外，分离气体喷嘴41被收纳在形成于凸状部4的槽部43内（参照图20A、图20B）。因而，也如后述的图20A所示，在分离气体喷嘴41的沿旋转台2的周向的两侧配置有作为上述凸状部4的下表面的较低的顶面44（第1顶面），用来阻止各处理气体相互混合，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2顶面）。凸状部4的周缘部（真空容器1的外缘侧的部位）为了阻止各处理气体相互混合而以与旋转台2的外端面相对并与容器主体12稍微分开的方式弯曲成L字型。图20A和图20B表示沿着旋转台2的周向将真空容器1剖切的纵剖视图。
接下来，参照图4～图11对第1等离子体产生部81和等离子体产生容器200（将上述构件合在一起为第1等离子体处理部）的具体的构成进行说明。
第2处理气体喷嘴32收纳在等离子体产生容器200的内部。在本实施方式中，第2处理气体喷嘴32设于比顶板11靠上方侧的位置。
如图1～图7所示，等离子体产生容器200以俯视观察时在旋转台2的中心部侧与外缘部侧之间呈带状延伸的的方式、即成为纵向的扁平的容器的方式由下表面侧开口的大致箱状体构成。等离子体产生容器200由石英、氧化铝等能够供高频电透过的材质构成。
等离子体产生容器200以其将第2处理气体喷嘴32收纳的上方侧的部位（以下称为上方容器（第1围绕部分）201）位于比顶板11靠上方的位置并且等离子体产生容器200的下端开口部（以下称为下方容器（第2围绕部分）202）接近旋转台2的方式从顶板11的上方侧气密地插入到真空容器1内。如图4所示，在等离子体产生容器200的外周面的处于上方容器201与下方容器202之间的部分形成有朝向水平方向在整个周向上呈凸缘状伸出的凸缘部203。
在顶板11的上表面侧设有供等离子体产生容器200插入的开口部204、在该开口部204的周围以与凸缘部203相对应的方式形成得比顶板11的上表面稍低的台阶部205（图8）。
将等离子体产生容器200（由上方容器201和下方容器202构成的结合体）嵌入到该开口部204中时，台阶部205和凸缘部203彼此卡定，并利用以围绕开口部204的方式设置于台阶部205的O形环等密封构件206使等离子体产生容器200与真空容器1气密地接触。这样一来，如图8所示，利用以沿着凸缘部203的方式形成为大致环状的按压构件207将凸缘部203朝向真空容器1按压并利用未图示的螺栓等将该按压构件207固定于真空容器1时，使真空容器1的内部区域与等离子体产生容器200的内部区域气密地连接。此外，图5～图7将等离子体产生容器200的一部分切除而进行表示，图6是从上侧观察上方容器201的图，图7是从下侧观察下方容器202的图。
第2处理气体喷嘴32在靠旋转台2的中心部的位置从上表面侧插入到等离子体产生容器200（上方容器201）中，并以顶端部朝向旋转台2的外缘部而沿着该等离子体产生容器200的长度方向水平伸出的方式利用例如焊接固定于该上方容器201。另外，在等离子体产生容器200的内部的处于上方容器201与下方容器202之间的部分设有用于进行气体（详细而言等离子体）的整流并防止已述的分离气体进入上方容器201内的隔板210。
如图4～图7所示，在隔板210中的比喷嘴32靠下方侧的部分，以沿着喷嘴32的方式在多个部位形成有在旋转台2的半径方向上分别延伸的狭缝状的喷出口211。通过设置具有喷出口211的隔板210，如后述的实施例所示，可以说上方容器201内的压力能够相对于真空容器1内的压力个别地（独立地）设定。
如图6所示，等离子体产生容器200的在旋转台2的周向上的长度尺寸j为例如30mm～60mm。另外，喷出口211的长度尺寸d1为10mm～60mm左右，宽度尺寸d2为2mm～8mm左右。另外，如图5所示，第2处理气体喷嘴32的下端面与隔板210的上表面之间的高度尺寸k如后所述那样过小时，易于对晶圆W产生电损伤，而第2处理气体喷嘴32的下端面与隔板210的上表面之间的高度尺寸k过大时，等离子体难以到达晶圆W。因此，尺寸k为例如30mm～100mm左右。此外，旋转台2上的晶圆W与顶板11的下端面之间的分开尺寸为例如70mm～30mm左右（参照图1、图5）。
第1等离子体产生部81作为用于使从第2处理气体喷嘴32喷出的氨气等离子体化的活化部而设于上方容器201的周围。
第1等离子体产生部81包含高频电源85a、匹配器84a、连接电极86a及天线83a。天线83a由铜（Cu）等金属线构成，俯视观察时以围绕上方容器201的方式呈线圈状绕铅垂轴线卷绕例如3圈。高频电源85a例如能够将频率设为13.56MHz、将输出功率设为5000W。天线83a经由连接电极86a和匹配器84a与高频电源85a连接。
上方容器201的内部区域构成等离子体产生空间S1。由第1等离子体产生部81、等离子体产生容器200和第2处理气体喷嘴32构成等离子体处理部。
在本实施方式中，如图7所示，在隔板210的喷出口211的下方区域周围，利用下方容器202以沿着旋转台2的半径方向（从旋转台2的中心部侧朝向外缘部侧的方向）的方式形成有从真空容器1的顶板11侧朝向该旋转台2延伸的大致箱形的区域。下方容器202的内部区域构成用于将从作为上方容器201的内部区域的等离子体产生空间S1经由喷出口211朝向下方侧下降的等离子体向旋转台2引导的引导空间S2。下方容器202的下表面侧开口端构成等离子体的吹出口212。吹出口212与旋转台2上的晶圆W之间的尺寸h（参照图20）为例如0.5mm～3mm左右。
本实施方式的成膜装置还在下方容器202的吹出口212的侧方含有以沿着旋转台2的方式形成为板状的作为整流板起作用的翅片221（图1、图2、图8～图11）。翅片221是为了使从吹出口212向旋转台2喷出的等离子体沿着旋转台2流通且利用已述的分离气体抑制该等离子体扩散的情况而设置的。
如图8所示，翅片221由随着从旋转台2的中心部侧朝向外缘部侧去而扩径的、俯视呈大致扇形的板状构件构成。在翅片221上设有与下方容器202的吹出口212的开口大致相同形状的开口部222。另外，翅片221包括在旋转台2的外缘部侧的端部处分别朝向下方侧弯曲的弯曲部223、在比弯曲部223还靠旋转台2的外缘部的位置向真空容器1的内壁面伸出的水平面部225、设于水平面部225的下表面侧的大致柱状的支承构件226以及设于翅片221的靠旋转台2的旋转中心侧的上端部的支承部224。
如图11所示，弯曲部223以与旋转台2的外周端面隔开间隙地相对的方式从旋转台2的外周端面伸出例如5mm～30mm左右之后弯曲。旋转台2的上表面与翅片221之间的间隙尺寸f1以及旋转台2的外周端面与弯曲部223之间的尺寸f2分别设定为与已述的尺寸h相同的程度。在本例中，翅片221的下表面的高度位置与等离子体产生容器200的下表面（吹出口212）的高度位置平齐。
另外，如图9所示，在翅片221的外周端中，在比等离子体产生容器200靠旋转台2的旋转方向A下游侧处的部分的沿旋转台2的周向的宽度尺寸u2形成得比其靠上游侧的部分的沿旋转台2的周向的宽度尺寸u1长。例如，宽度尺寸u1为80mm，宽度尺寸u2为200mm。
此外，图10是从旋转台2的外缘侧观察翅片221时的图，图11是从侧方侧观察翅片221的图。
翅片221以装卸自如的方式安装于真空容器1。支承部224在翅片221的靠旋转台2的旋转中心侧的上端部朝向上方侧伸出并朝向中心部区域C侧水平地弯曲。支承部224构成为支承于缺口部5a，该缺口部5a被形成于后述的突出部5。另外，支承构件226的下端面由后述的罩构件7a支承。
如图8所示，利用以上的构成，在将翅片221配置在真空容器1内之后、经由顶板11使已述的等离子体产生容器200下降时，该等离子体产生容器200的下端部以间隙配合的方式嵌入到翅片221的开口部222内（隔有间隙地插入）。此外，在图8中，切除凸状部4的一部分来表示，另外，在图9中省略了水平面部225和支承构件226。
通过设有这样构成的翅片221，如后述的实施例所示，氨气的等离子体以沿着旋转台2上的晶圆W的方式流通，因而，该等离子体与晶圆W接触的区域沿着旋转台2的周向且在旋转台2的整个半径方向上较宽地形成。即、在吹出口212的下方侧朝向旋转台2的旋转方向下游侧的等离子体由于来自后述的排气口62的吸引而欲朝向下游侧并还向旋转台2的外缘部（真空容器1的内壁面）扩散。不过，与旋转台2接近地配置有翅片221，因此，翅片221的下方侧的等离子体向旋转台2的外缘部的流动被限制，可以说沿着旋转台2的周向流动。
另外，在吹出口212下方，从吹出口212流出的等离子体也欲流向旋转台2的旋转方向上游侧。不过，在本实施方式中，如从后述的实施例可知那样，通过设置翅片221，等离子体向上游侧流通的情况被抑制。对于该理由，例如认为像以下这样。
等离子体的流向旋转台2的旋转方向上游侧的朝向与旋转台2的旋转方向互为反向。因此，在未设置翅片221的情况下，等离子体由于旋转台2的旋转而例如被卷向上方。不过，在本实施方式中，设有翅片221，因此，从吹出口212流出的等离子体卷向上方的情况被抑制，在翅片221的作用下而沿着旋转台2流通。因此，由于旋转台2的旋转而向上游侧的气流随着从翅片221朝向旋转台2的旋转方向上游侧去而被抑制（相抵消），流速逐渐变慢，结果，会沿着旋转台2的旋转方向流动，即流向下游侧。这样宏观看来，通过设有翅片221，在吹出口212的下方，等离子体以不朝向旋转台2的旋转方向上游侧而朝向旋转方向下游侧地沿着旋转台2的周向的方式流通。
另外，以使翅片221与旋转台2接近的方式设置翅片221，因此，分离气体从旋转台2的旋转方向上游侧和下游侧向翅片221的下方侧的区域的进入被抑制。具体而言，翅片221与旋转台2之间的尺寸f1极小，因此，分离气体以避开翅片221与旋转台2之间的区域的方式在翅片221的上方侧的流通空间中流通。并且，在翅片221上，在旋转台2的外周侧，以将旋转台2与翅片221之间封堵的方式配置有弯曲部223。因而，存在于翅片221的下方的等离子体难以朝向旋转台2的外周侧流通。因此，存在于翅片221的下方的等离子体难以被供给到中心部区域C的氮气向旋转台2的外周侧挤出，因此，等离子体在旋转台2的半径方向上的浓度变得均匀。这样一来，在翅片221的下方，氨气的等离子体以较高的浓度且均匀地分布的区域沿着旋转台2的旋转方向且沿着旋转台2的半径方向形成得较宽。
另外，如已说明那样，等离子体产生容器200从上方侧相对于翅片221插入。在此，在等离子体产生容器200与翅片221之间俯视看来在整个周向上形成有例如1mm左右的间隙区域。因而，翅片221的上方侧的区域与下方侧的区域经由该间隙区域连通。不过，如已述那样，在翅片221的下方侧形成有氨等离子体的高浓度区域，因此也从后述的实施例可知，能够防止在翅片221的上方侧流动的气体例如氮气等从间隙区域向晶圆W侧流通。
接下来，参照图12和图13对第1处理气体喷嘴31进行简单的说明。
在第1处理气体喷嘴31的上方侧，为了使第1处理气体沿着晶圆W流通且使分离气体避开晶圆W的附近而在真空容器1的顶板11侧流通，设有与已述的翅片221大致同样地构成的喷嘴罩230。喷嘴罩230包括为了收纳第1处理气体喷嘴31而下表面侧开口的大致箱形的罩体231、分别与该罩体231的下表面侧开口端中的旋转台2的旋转方向上游侧的部分和下游侧的部分连接的板状体即整流板232、232。罩体231的靠旋转台2的旋转中心侧的侧壁面以与第1处理气体喷嘴31的顶端部相对的方式朝向旋转台2伸出。另外，罩体231的靠旋转台2的外缘侧的侧壁面被切除一部分，以便与第1处理气体喷嘴31不干涉。整流板232的在比旋转台2的外周端接近真空容器1的内壁面的区域中的部分为了抑制第1处理气体喷嘴31的顶端部侧的第1处理气体被供给到中心部区域C的分离气体稀释而以沿着旋转台2的外周端的方式朝向下方侧弯曲。并且，喷嘴罩230利用分别设于其靠第1处理气体喷嘴31的长度方向的一方侧的部分和靠另一方侧的部分的支承部233a、233b支承于后述的突出部5和罩构件7a。
接着，参照图14～图18来说明第2等离子体产生部82和框体90（将上述构件合在一起为第2等离子体处理部）的具体的构成。
第2等离子体产生部82为了使从第3处理气体喷嘴34向真空容器1内喷出的改性用气体等离子体化而设于第3处理气体喷嘴34的上方侧。第2等离子体产生部82与第1等离子体产生部81同样地包括高频电源85b、匹配器84b、连接电极86b以及天线83b。天线83b由金属线构成，以呈线圈状例如绕铅垂轴线卷绕3圈的方式构成。天线83b以俯视观察时围绕沿着旋转台2的半径方向延伸的带状体区域的方式且以横跨旋转台2上的晶圆W的直径部分的方式配置。天线83b位于比顶板11靠下方侧的位置。高频电源85b例如能够将频率设为13.56MHz、能够将输出功率设为5000W。天线83b经由连接电极86b和匹配器84b与高频电源85b连接。天线83b以与真空容器1的内部区域气密地划分开的方式设置。
第3处理气体喷嘴34设在比顶板11靠下方的位置。在顶板1上形成有有俯视观察时开口呈大致扇形的开口部11a（图15）。在开口部11a中设有例如由石英等电介质构成的框体90。
图16表示从下方侧观察框体90的图。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、并且俯视观察时其中央部朝向下方侧的真空容器1的内部区域凹陷的方式形成。框体90以在晶圆W位于其下方时框体90横跨晶圆W的在旋转台2的半径方向上的直径部分的方式配置。在框体90与顶板11之间设有O形环等密封构件11c（图14）。
如图15所示，将框体90落入到顶板11的开口部11a内，接着利用以沿着开口部11a的外缘的方式形成为框状的按压构件91将凸缘部90a在整个周向上朝向下方侧按压并利用未图示的螺栓等将该按压构件91固定于顶板11时，真空容器1的内部气氛被设定为气密状态。
在框体90的下表面上，以沿着周向围绕该框体90的下方侧的第3处理区域P3的方式形成有朝向旋转台2铅垂地伸出的突起部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的上表面围成的区域中收纳有已述的第3处理气体喷嘴34。突起部92的靠第3处理气体喷嘴34的基端侧（靠真空容器1的内壁侧）的部分以与第3处理气体喷嘴34的外形相仿的方式被切成大致圆弧状。
如图14所示，从框体90的下方（第3处理区域P3）侧观察用于对顶板11与框体90之间的区域进行密封的已述的O形环11c时，在第3处理区域P3与O形环11c之间，在整个周向上形成有突起部92。因此，可以说O形环11c以不直接暴露于等离子体的方式被与第3处理区域P3隔离。因而，即使等离子体欲从第3处理区域P3向例如O形环11c侧扩散，也会经由突起部92的下方扩散去，因此，等离子体在到达O形环11c之前失去活性。
在框体90的上方侧，收纳有以与框体90的内部形状大致相仿的方式形成的由导电性的板状体即金属板例如铜等构成的、被接地的法拉第屏蔽件95。法拉第屏蔽件95包括以沿着框体90的底面水平地形成的水平面95a、从该水平面95a的外周端在整个周向上向上方侧延伸的垂直面95b，法拉第屏蔽件95在俯视观察时呈大致六边形。
另外，从旋转台2的旋转中心观察法拉第屏蔽件95时的法拉第屏蔽件95的在右侧和左侧的上端缘分别向右侧和左侧水平伸出而构成支承部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从下方侧对支承部96进行支承，并且该框状体99分别支承于凸缘部90a的靠框体90的中心部区域C侧的部分和靠旋转台2的外缘部侧的部分。
在法拉第屏蔽件95的水平面95a上形成有多个狭缝97，以便对在天线83b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的情况进行阻止并使磁场到达晶圆W。即，在电场到达晶圆W时，有时形成在该晶圆W的内部的电气布线受到电损伤。因此，为了遮断电场而使磁场通过，形成有如以下那样设定的狭缝97。
具体而言，如图17和图18所示，狭缝97以沿着与天线83的卷绕方向正交的方向延伸的方式在整个周向上形成在天线83的下方位置。在此，与向天线83供给的高频电相对应的波长为22m。因此，狭缝97以宽度尺寸为该波长的1/10000以下左右的方式形成。另外，在各狭缝97的长度方向的一端侧和另一端侧以堵住上述狭缝97的开口端的方式在整个周向上分别配置有被接地的由导电体构成的导电路径97a。在法拉第屏蔽件95上的与上述狭缝97的形成区域分开的区域、即天线83所卷绕的区域的中央侧形成有用于透过该区域来确认等离子体的发光状态的开口部98。此外，在图2中，省略了狭缝97，用单点划线表示狭缝97的形成区域。
在法拉第屏蔽件95的水平面95a上层叠有厚度尺寸为例如2mm左右的由例如石英构成的绝缘板94，以便使法拉第屏蔽件95与载置在法拉第屏蔽件95的上方的第2等离子体产生部82绝缘。这样一来，第2等离子体产生部82以隔着框体90、法拉第屏蔽件95和绝缘板94面向真空容器1的内部（旋转台2上的晶圆W）的方式配置。
接下来，返回到真空容器1的各部的说明。
如图19所示，在旋转台2的外周侧的比旋转台2稍靠下的位置配置有罩体即侧环100。在侧环100的上表面上，以在周向上彼此分开的方式在两个部位形成有第1排气口61和第2排气口62。换言之，在真空容器1的底面上形成有两个排气口，在侧环100的与上述排气口相对应的位置的部分形成有第1排气口61和第2排气口62。第1排气口61在第1处理气体喷嘴31与比第1处理气体喷嘴31位于旋转台2的旋转方向下游侧的第2分离区域D2之间形成在靠第2分离区域D2侧的位置。第2排气口62在第2等离子体产生部82与比该第2等离子体产生部82靠旋转台2的旋转方向下游侧的第1分离区域D1之间形成在靠该第1分离区域D1侧的位置。第1排气口61用于对含Si气体、分离气体进行排气，第2排气口62用于对氨气、改性用气体和分离气体进行排气。如图1所示，上述第1排气口61和第2排气口62分别利用设有蝶阀等压力调整部65的排气管63与作为真空排气机构的例如真空泵64连接。
在此，如已述那样，从中心部区域C侧到外缘侧配置有框体90、等离子体产生容器200，因此，相对于第2处理区域P2和第3处理区域P3从旋转台2的旋转方向A上游侧流通来的气体的欲朝向第1排气口61和第2排气口62的气流可以说被上述框体90和等离子体产生容器200限制。因此，在侧环100的上表面的比上述框体90、等离子体产生容器200靠外周侧的部分形成有供气体流动的槽状的气体流路101a和气体流路101b。具体而言，如图19所示，气体流路101a在从比等离子体产生容器200的旋转台2的旋转方向A上游侧的端部靠第1排气口61侧例如60mm左右的位置到比等离子体产生容器200的旋转台2的旋转方向下游侧的端部靠输送口15侧240mm的位置之间以深度尺寸为例如30mm的方式形成为圆弧状。另外，气体流路101b在从比框体90的旋转台2的旋转方向上游侧的端部靠输送口15侧120mm的位置到排气口62之间形成。
如图1和图3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的中心部区域C侧的部位连续而在整个周向上形成为大致环状并且该突出部5的下表面形成在与凸状部4的下表面（顶面44）相同的高度。在比突出部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含Si气体和氨气等在中心部区域C中相互混合的迷宫构造部110。即，从已述的图1可知，将等离子体产生容器200、框体90形成到靠中心部区域C侧的位置为止，因此，对旋转台2的中央部进行支承的芯部21以该芯部21的在旋转台2的上方侧的部位避开框体90的方式形成在靠旋转中心侧的位置。因而，可以说成为处理气体在中心部区域C侧比处理气体在外缘部侧易于处于例如相互混合的状态。因此，通过形成迷宫构造部110，通过使气体的流路起作用来防止处理气体相互混合。
具体而言，如图1所示，迷宫构造部110采用如下构造：从旋转台2侧朝向顶板11侧铅垂地延伸的第1壁部111、从顶板11侧朝向旋转台2铅垂地延伸的第2壁部112分别在整个周向上形成并且上述壁部111和壁部112在旋转台2的半径方向上交替地配置。在本例中，第2壁部112、第1壁部111和第2壁部112从已述的突出部5侧朝向中心部区域C侧以第2壁部112、第1壁部111和第2壁部112的顺序配置。突出部5侧的第2壁部112构成该突出部5的一部分。
因而，在迷宫构造部110中，从例如第1处理气体喷嘴31喷出而欲朝向中心部区域C的含Si气体需要越过第1壁部111和第2壁部112，因此，流速随着朝向中心部区域C去而变慢，从而变得难以扩散。因此，处理气体在到达中心部区域C之前，被供给到该中心部区域C的分离气体推回到第1处理区域P1侧。另外，对于欲朝向中心部区域C的氨气、氩气等，也同样地由于迷宫构造部110而变得难以到达中心部区域C。因此，能够防止处理气体彼此在中心部区域C相互混合的情况。
另一方面，从上方侧供给到该中心部区域C的氮气欲沿着周向迅猛地进行扩散，但由于设有迷宫构造部110，因此，在越过该迷宫构造部110的第1壁部111和第2壁部112的期间，流速被抑制。此时，氮气也欲进入例如旋转台2与翅片221之间、旋转台2与突起部92之间的极狭窄的区域，但由于流速被迷宫构造部110抑制，因此，流向比该狭窄的区域宽阔的区域（例如输送臂10的进退区域）。因此，氮气向吹出口212、框体90的下方侧的流入被抑制。
如图1所示，在旋转台2与真空容器1的底面部14之间的空间中，设有加热机构即加热器单元7，隔着旋转台2将旋转台2上的晶圆W加热至例如300℃。
真空容器1包含被设置在加热器单元7的侧方侧的突出部71a和覆盖在加热器单元7的上方侧的罩构件7a。另外，在真空容器1的底面部14，在加热器单元7的下方侧，在整个周向上的多个部位设有用于对加热器单元7的配置空间进行吹扫的吹扫气体供给管73。
如图2和图3所示，在真空容器1的侧壁上形成有用于在外部的输送臂10与旋转台2之间进行晶圆W的交接的输送口15，该输送口15构成为被闸阀G气密地开闭自如。并且，在输送臂10相对于真空容器1进退的区域中的位于顶板11的上方的部分设有用于检测晶圆W的周缘部的摄像机单元10a。即，摄像机单元10a用于通过对晶圆W的周缘部进行拍摄来对例如输送臂10上有无晶圆W、载置于旋转台2的晶圆W的错位或者晶圆W在输送臂10上的错位进行检测。因而，摄像机单元10a以具有在等离子体产生容器200与框体90之间的区域那样的宽幅的视场的方式配置在与晶圆W的直径尺寸相对应的位置。
旋转台2的凹部24在面对该输送口15的位置与输送臂10之间进行晶圆W的交接，因此，在旋转台2的下方侧的与该交接位置相对应的部位设有用于贯穿凹部24而从背面抬起晶圆W的交接用的升降销及其升降机构（均未图示）。
在本实施方式的成膜装置中设有用于控制整个装置的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和改性处理的程序。该程序编写有步骤组，以便执行后述的装置的动作，该程序能够从硬盘、光盘、光磁盘、存储卡、软盘等存储介质即存储部121安装到控制部120内。
接着，说明本实施方式的作用。
首先，打开闸阀G，一边使旋转台2间歇地旋转一边利用输送臂10经由输送口15将例如5张晶圆W载置在旋转台2上。该晶圆W已实施了采用了干蚀刻处理、CVD（Chemical VaporDeposition：化学气相沉积）法等的布线嵌入工序，因而，在晶圆W的内部形成有电气布线构造。接下来，关闭闸阀G，利用真空泵64和压力调整部65使真空容器1内处于抽空的状态，并一边使旋转台2顺时针旋转一边利用加热器单元7将晶圆W加热至例如300℃。
接下来，从处理气体喷嘴31将含Si气体以例如300sccm喷出，并从第2处理气体喷嘴32将氨气以例如100sccm喷出。另外，从第3处理气体喷嘴34将氩气和氢气的混合气体以例如10000sccm喷出。并且，从分离气体喷嘴41、42将分离气体分别以例如5000sccm喷出，从分离气体供给管51和吹扫气体供给管72、73也以规定的流量喷出氮气。并且，利用压力调整部65将真空容器1内调整至预先设定的处理压力例如400Pa～500Pa、在本例中为500Pa。另外，在第1等离子体产生部81和第2等离子体产生部82中，对各自的天线83a和天线83b供给高频电力，使其功率为例如1500W。
在等离子体产生容器200中，从第2处理气体喷嘴32对上方容器201供给氨气时，利用在天线83a中形成的电场和磁场使氨气等离子体化。并且，该等离子体欲朝向下方容器202下降，但隔板210介于上方容器201和下方容器202之间，因此，可以说欲下降的气流被该隔板210限制。因此，上方容器201中的等离子体的压力比真空容器1内的其他区域中的等离子体的压力稍高，该高压的等离子体从形成于隔板210的喷出口211朝向晶圆W下降。此时，将上方容器201的压力设定为比真空容器1内的其他区域高的压力，因此，氮气等其他气体不会进入该上方容器201。并且，从下方容器202的吹出口212喷出的等离子体如已述那样在翅片221的作用下朝向旋转台2的旋转方向下游侧且在旋转台2的整个半径部分沿着晶圆W流通。
在此，在上方容器201的内部中产生的等离子体如已述那样混合有氩气的等离子体、例如被该氩气的等离子体活化而产生的氨气的等离子体（NH自由基）。并且，上述等离子体所含有的活性种中的例如氩离子易于对晶圆W引起离子损伤，但与难以引起离子损伤的活性种例如氨气的等离子体相比，寿命较短（易于失去活性）。另一方面，难以引起离子损伤的活性种的寿命比例如氩气的等离子体等的寿命长，因而，也难以在等离子体产生容器200内下降的期间内失去活性。因此，在氨气的等离子体中，难以引起离子损伤的活性种的比例随着在等离子体产生容器200内下降而增大。
在框体90中，由天线83b产生的电场和磁场中的电场被法拉第屏蔽件95反射或者吸收（衰减），向真空容器1内的到达被阻碍（被遮断）。并且，在狭缝97的长度方向的一端侧和另一端侧分别配置有导电路径97a，还在天线83b的侧方侧设有垂直面95b，因此，欲在该一端侧和另一端侧蔓延而朝向晶圆W侧的电场也被遮断。另一方面，在法拉第屏蔽件95上形成有狭缝97，因此，磁场通过该狭缝97并经由框体90的底面到达真空容器1内。这样一来，在框体90的下方侧，改性用气体在磁场的作用下而被等离子体化。因而，对于氩气的等离子体，也由对晶圆W难以引起电损伤的活性种构成。
此时，氩气的等离子体的寿命比已述的氨气的等离子体的寿命短，因此，欲直接失去活性活而恢复成本来的氩气。不过，在第2等离子体产生部82中，在旋转台2上的晶圆W的附近位置设有天线83，即等离子体所产生的区域配置在晶圆W的正上方，因此，氩气的等离子体在保持活性的状态下朝向晶圆W流通。并且，在框体90的下表面侧沿着周向设有突起部92，因此，框体90的下方侧的气体、等离子体难以漏出到该框体90的外侧。因此，框体90的下方侧的气氛气体的压力成为比真空容器1内的其他区域（例如输送臂10所进退的区域等）的气氛气体的压力稍高的压力。因而，气体从该框体90的外侧向框体90的内部的进入被阻止。
另一方面，利用旋转台2的旋转而在第1处理区域P1中使含Si气体吸附在晶圆W的表面上，接着，已吸附在晶圆W上的含Si气体的成分在第2处理区域P2中被氨气的等离子体氮化，形成一层或者多层薄膜成分即氮化硅膜（Si－N）的分子层而形成反应生成物。此时，在氮化硅膜中，有时例如由于含Si气体中所含有的残留基而含有氯（Cl）、有机物等杂质。
并且，由于旋转台2的旋转而第2等离子体产生部82的等离子体与晶圆W的表面接触时，进行氮化硅膜的改性处理。具体而言，通过例如等离子体与晶圆W的表面相碰撞，杂质作为HCl、有机气体等从例如氮化硅膜释放出、或者氮化硅膜内的元素再次排列而谋求氮化硅膜的致密化（高密度化）。通过这样使旋转台2持续旋转，以含Si气体向晶圆W表面的吸附、已吸附于晶圆W表面的含Si气体的成分的氮化和反应生成物的等离子体改性的顺序进行多次含Si气体向晶圆W表面的吸附、已吸附于晶圆W表面的含Si气体的成分的氮化和反应生成物的等离子体改性，层叠反应生成物而形成薄膜。在此，如已述那样在晶圆W的内部形成有电气布线构造，在第1等离子体产生部81中，等离子体所产生的场所与晶圆W之间分开得较大，另外，在第2等离子体产生部82中，遮断了电场，因此，对该电气布线构造的电损伤被抑制。
并且，在第1处理区域P1和第2处理区域P2之间，在旋转台2的周向两侧配置有第2分离区域D2和第1分离区域D1，因此，如图20B和图21所示，含Si气体与氨气分别在第2分离区域D2和第1分离区域D1中的混合被阻止，并且，各气体朝向第1排气口61和第2排气口62被排气。
采用上述的实施方式，作为用于对晶圆W进行等离子体氮化处理的等离子体处理部，将用于形成等离子体产生空间S1的上方容器201配置在顶板11的上方侧，并且在该上方容器201的下方侧配置有用于向旋转台2上的晶圆W引导等离子体的下方容器202。因而，对于等离子体处理所需要的天线83a和第2处理气体喷嘴32等领域、构件，能够使它们向上方侧与旋转台2分开。因此，能够对第2处理区域P2俯视看来所占有的程度（第2处理区域P2在旋转台2的周向上的占有面积）进行抑制，因此，能够使真空容器1俯视看来小型地构成。
另外，将上方容器201和下方容器202一体地构成为等离子体产生容器200，并且将上方容器201设于顶板11的上方侧，因此，在真空容器1内可以不设置用于配置天线83a和第2处理气体喷嘴32的区域。即，在真空容器1内设有各气体喷嘴31、34、41、42、凸状部4等各种构件，因此，难以设置第2处理气体喷嘴32、等离子体产生空间S1。另一方面，在真空容器1的顶板11上，与真空容器1的内部相比，形成有较大的空间，因此，能够容易地设置第2处理气体喷嘴32、等离子体产生空间S1。因而，即使是小型的装置（真空容器1），也能够确保晶圆W的输入输出区域，还能够配置用于设置摄像机单元10a的空间。
并且，在比顶板11靠上方侧的位置设有等离子体产生空间S1时，作为在等离子体产生空间S1中等离子体化的气体，使用与吸附在晶圆W上的含Si气体反应的氨气，如已述那样，氨气的等离子体的寿命比氩气的等离子体等的寿命（保持着活性的时间）长。因此，即使等离子体产生空间S1与晶圆W分开得较大，也能够对晶圆W良好地进行等离子体处理。
另外，在等离子体产生容器200上设有形成了喷出口211的隔板210，因此，能够将上方容器201内的压力设定得比真空容器1内的其他区域（例如输送臂10的进退区域）的压力高。因此，可以说能够与真空容器1内的压力独立地设定上方容器201内的压力，因此，能够根据例如处理制程程序或者根据晶圆W的种类调整上方容器201内的压力。具体而言，在晶圆W的表面形成有深径比较大的（深度尺寸较深的）孔、槽等的情况下，为了反应生成物以包覆性（覆盖性）较高的方式形成在晶圆W上，将上方容器201内的压力设定为比其他区域高例如200Pa左右的压力。另外，氮气不会进入上方容器201，因此，能够防止氮气的等离子体化所产生的不良影响。
并且，以接近旋转台2上的晶圆W的方式在等离子体产生容器200（下方容器202）的旋转台2的周向两侧配置有翅片221，并且使翅片221的外缘部朝向下方侧弯曲。因此，能够延长氨气的等离子体与晶圆W接触的时间。
并且，对于等离子体产生容器200，以成为纵向的扁平的形状的方式、即以沿着旋转台2的半径方向的方式形成为带状。因此，能够将等离子体产生容器200的旋转台2的周向上的长度尺寸j抑制得极短。
另外，使等离子体产生空间S1（上方容器201）与晶圆W分开得较大，因此，可以不在第1等离子体产生部81上设置如被设于第2等离子体产生部82那样的法拉第屏蔽件95。因此，在第1等离子体产生部81中，可以利用输出功率比配置有法拉第屏蔽件95的情况的输出功率小的廉价的高频电源85a。即，在设有法拉第屏蔽件95的情况下，高频电源85a的输出电力中的作为电场所消耗的电力由于法拉第屏蔽件95而丧失，但在未配置法拉第屏蔽件95的情况下，电场也有助于氨气的等离子体化。因而，通过将上方容器201设于顶板11的上方侧，能够谋求因第1等离子体产生部81的简化和低输出化而导致的成本的降低。
此时，在第2等离子体产生部82与晶圆W之间配置有法拉第屏蔽件95，因此，能够遮断在第2等离子体产生部82中产生的电场。因而，在第2等离子体产生部82中，也能够抑制等离子体对晶圆W的内部的电气布线构造的电损伤。并且，设有两个等离子体产生部即第1等离子体产生部81和第2等离子体产生部82，因此，能够组合彼此不同种类的等离子体处理。因而，能够组合如已述那样已吸附在晶圆W的表面的含Si气体的等离子体氮化处理和反应生成物的等离子体改性处理这样的彼此不同种类的等离子处理，因此，能够获得自由度较高的装置。
并且，在第1等离子体产生部81和第2等离子体产生部82中，在真空容器1的外部分别配置有天线83a和天线83b，因此，容易进行第1等离子体产生部81和第2等离子体产生部82的维护。
接下来，对以上说明的成膜装置的其他例子进行列举。
图22和图23表示在第1等离子体产生部81中与第2等离子体产生部82同样地配置有法拉第屏蔽件195的例子。具体而言，法拉第屏蔽件195采用如下结构：为了收纳上方容器201而构成下方侧开口的大致箱形，并且，下端开口端呈凸缘状朝向外侧并在整个周向上伸出。在法拉第屏蔽件195上，以与天线83a的卷绕方向正交的方式在多个部位形成有狭缝197。即，狭缝197以沿着上下方向延伸的方式形成在法拉第屏蔽件195的侧面上。另外，在法拉第屏蔽件195的上表面侧，以沿着旋转台2的周向的方式形成有狭缝197。
并且，在法拉第屏蔽件195与天线83a之间，为了使上述法拉第屏蔽件195与天线83a彼此绝缘而配置有以沿着周向围绕法拉第屏蔽件195的方式构成的大致方筒形状的绝缘构件194a。此外，在图22中，分别切除法拉第屏蔽件195的一部分和绝缘构件194a的一部分来进行描画。
在使用这样的第1等离子体产生部81的情况下，即使是从高频电源85a向天线83a供给了高功率的电力的情况，也能够抑制对晶圆W的电损伤。
图24表示以用于产生电容耦合型的等离子体（CCP：Capacitively Coupled Plasma）的构成替代将天线83a卷绕在等离子体产生容器200的周围来产生电感耦合型的等离子体（ICP：Inductively coupled plasma）的构成而作为第1等离子体产生部81的例子。即，在上方容器201的旋转台2的周向上的一方侧和另一方侧分别设有沿着旋转台2的半径方向延伸的板状的电极240、241，上述电极240、241与已述的匹配器84a和高频电源85a连接。
在该构成中，也利用向电极240、241间供给的高频电力，使氨气在上方容器201中等离子体化。即使是这样的CCP类型的等离子体，也由于使上方容器201与晶圆W分开得较大，因此对晶圆W的离子损伤被抑制。
另外，图25表示将图24的电极240、241分别构成为棒状并将上述电极240、241沿着第2处理气体喷嘴32配置在上方容器201内的例子。在该情况下，上述电极240、241的表面被石英等耐等离子体性优异的涂覆材料包覆。
并且，图26表示在上方容器201的顶面与隔板210之间配置有用于沿着水平方向划分上方容器201的内部区域的辅助隔板245来替代在上方容器201的内部收纳第2处理气体喷嘴32的情况的例子。在该辅助隔板245上，沿着旋转台2的旋转方向在多个部位配置有气体喷出孔246。第2处理气体喷嘴32的顶端部固定于上方容器201的上端面。
在该上方容器201中，从第2处理气体喷嘴32供给的氨气在辅助隔板245的上方侧的区域中沿着上方容器201的长度方向扩散，经由气体喷出孔246和喷出口211向晶圆W供给。在该情况下，也可以采用ICP类型的等离子体源和CCP类型的等离子体源中的任一个类型的等离子体源。
并且，图27表示在图26的构成中不配置辅助隔板245而向上方容器201供给的氨气直接从喷出口211朝向下方的结构。并且，在已述的各例中，在等离子体产生容器200的下方侧配置有翅片221，但也可以不配置该翅片221而仅设置该等离子体产生容器200。
另外，对于喷出口211，在已述的各例中，以沿着上下方向贯穿隔板210的方式形成，但也可以沿着左右方向贯穿地形成。即，如图28所示，对于隔板210的用于形成喷出口211的区域，以沿着上下方向延伸的方式形成，并且以使该区域的旋转台2的周向两侧的部位分别水平的方式形成。这样一来，喷出口211形成于上方容器201的下部侧。
并且，在以上所述的各例中，以使氨气等离子体化所需要的区域、构件所占的面积俯视看来尽可能小的方式构成装置时，将上方容器201配置在了顶板11的上方位置，但也可以将上方容器201配置在真空容器1内。即，如图29所示，例如在顶板11向旋转台2的上方侧与旋转台2分开得较大而将上方容器201收纳在真空容器1内也难以与第1处理区域P1、第3处理区域P3、第1分离区域D1和第2分离区域D2产生干涉的情况下，也可以将上方容器201配置在真空容器1的内部。即使是该情况，也能够抑制在从第1处理区域P1、第3处理区域P3、第1分离区域D1及第2分离区域D2观察周向时的第2处理区域P2所占有的程度，因此，能够构成在俯视观察时小型的真空容器1。在该情况下，能够使用例如悬吊构件300来将等离子体产生容器200悬吊于顶板11。
另外，作为第2等离子体产生部82，也可以如已述的图25那样以沿着第3处理气体喷嘴34延伸的方式将一对电极240、241从真空容器1的侧壁气密地插入来构成CCP类型的等离子体源，以替代天线83b、框体90的设置。另外，作为第2等离子体产生部82，也可以使用以上说明的第1等离子体产生部81中的任一个。
另外，作为第1处理气体，也可以替代DCS气体而使用例如BTBAS（双叔丁基氨基硅烷：ビスターシャルブチルアミノシラン：SiH2（NH－C（CH3）3）2）气体，并且作为第2处理气体，也可以替代氨气而使用氧（O2）气体。在该情况下，在第1等离子体产生部81中使氧气等离子体化，作为反应生成物，形成氧化硅膜（Si－O）。
并且，在形成氧化硅膜的情况下，为了生成氧气的活性种，也可以替代第1等离子体产生部81而将用于从氧气产生臭氧（活性种）的未图示的臭氧发生器设在真空容器1的外侧，从该臭氧发生器向真空容器1内供给活性种。在这样使用臭氧发生器的情况下，已述的等离子体产生容器200被用于替代用于进行反应生成物的等离子体改性处理的已述的框体90。
并且，在旋转台2每旋转1圈、即每成膜一层反应生成物就进行了以上所述的等离子体改性处理，但也可以在层叠了多层反应生成物之后统一进行以上所述的等离子体改性处理。具体而言，在停止从高频电源85b向用于使改性用气体等离子体化的天线83b、电极240、241供电的状态下，如已述那样使旋转台2旋转多次来层叠多层反应生成物。接着，停止第1处理气体和第2处理气体的供给，一边使旋转台2旋转一边从高频电源85b供电，对反应生成物的层叠体进行等离子体改性处理。通过这样交替地反复进行反应生成物的层叠和等离子体改性处理，形成薄膜。在这样统一进行改性的情况下，第3处理区域P3也可以配置在旋转台2的旋转方向上的第1处理区域P1与第2处理区域P2之间等。
另外，作为在第2等离子体产生部82中用于反应生成物的改性处理的改性用气体，也可以替代氩气和氢气的混合气体而使用氦（He）气、氮气或者与上述氩气、氢气一起使用氦（He）气、氮气。
实施例
（实施例1）
接着，在本实施方式中参照图1进行了说明的成膜装置中，对在以下的模拟条件进行了的模拟进行说明。
该模拟使真空容器1内的压力、氨气的流量、翅片221的有无和隔板210的喷出口211的宽度尺寸d2分别作为参数而使它们变化。此时，对真空容器1内的压力分布、各气体（氮气、氩气、氨气和DCS气体）的流迹和各气体的质量浓度分布如何变化进行确认。此外，对于压力分布、流迹、质量浓度分布，使用了旋转台2的上方的1mm处的值。
图30～图33、图35和图36是真空容器1的俯视图，图34和图37～图39是在旋转台2的半径方向上沿着上下方向剖切等离子体产生容器200的剖视图。另外，在真空容器1内，氨气被等离子体化，但在以下的说明中，简化地作为“氨气”进行说明。
[表1]
（模拟条件）
Figure BDA00002809683700321
在实施例1－1（图30～图34）中，未设有翅片221。虽未图示，但真空容器1内的压力在各气体喷嘴31、34、41、42的附近位置比该附近位置的周围的区域的压力高。
图31～图35表示实施例1－1的各气体的流迹线。从上述的图可知，氨气（图32）和DCS气体（图33）以彼此不会混合的方式被氮气（图30）分离。虽未图示，但能够从质量浓度分布确认同样的情况。
在等离子体产生容器200的内部中，如图34所示，氨气在等离子体产生容器200的整个长度方向上向下方侧流通。此时，未配置有翅片221，因此，如图33所示，氨气除了相对于等离子体产生容器200向旋转台2的下游侧流通之外，还向上游侧流通。氩气（图31）在框体90的下方侧的区域宽幅地扩散，因而，阻止了其他气体进入框体90内。
在实施例1－2（图35～图37）中，设置了翅片221。对实施例1－2和未设有翅片221的实施例1－1进行研究。虽未图示，但可知：与未设有翅片221的例子相比（图30），由于设有翅片221，真空容器1内的压力在等离子体产生容器200的下方变高。
图35～图37表示实施例1－2的各气体的流迹线。如图36所示，与图32相比，通过设置翅片221，相对于等离子体产生容器200朝向旋转台2的旋转方向上游侧的气流被阻碍。另外，可知：氨气在等离子体产生容器200的旋转台2的旋转方向下游侧分布在旋转台2的整个半径方向上，还沿着晶圆W的附近流通。并且，从氨气的浓度分布可知，通过设置翅片221，氨气虽是微量，但也在翅片221的上方侧流动。也就是说，认为翅片221的下方侧的压力比上方侧的压力高。因而，认为氨气在翅片221的下方侧沿着旋转台2的整个半径方向宽幅地分布。另外，即使这样设置翅片221，氮气也能够良好地分离处理气体（图35）。
在实施例1－5（图38）和实施例1－6（图39）中，使喷出口211的宽度尺寸d2变化。图38和图39分别表示实施例1－5和实施例1－6的各气体的流迹线。结果，真空容器1内的压力、氮气和氨气的质量浓度分布中的任一个均未发现较大的变化。此时，对于等离子体产生容器200内的上下方向上的氨气的分布，在后述的实施例2进行说明。
与实施例1－1相比，实施例1－3改变了真空容器1内的压力。不过，结果，真空容器1内的压力的倾向大致相同。
与实施例1－3相比，实施例1－4改变了氨气的流量。结果，在减少了氨气的流量的情况下（实施例1－4），真空容器1内的压力大致沿着周向变低。并且，根据实施例1－4的氮气的质量浓度分布，通过减少氨气的流量，氨气的分布的区域变小，但依然形成有该区域。
（实施例2）
接下来，在等离子体产生容器200的内部，如以下的模拟条件所示那样改变了各参数。此时，使用在旋转台2的半径方向且沿着上下方向剖切等离子体产生容器200的剖视图（未图示）确认了氨气在上下方向上如何分布。
[表2]
Figure BDA00002809683700341
可知：通过在等离子体产生容器200的内部设置隔板210，上方容器201的内部的压力比下方容器202的内部的压力稍高。此时，各容器201、202内的压力并未因翅片221的有无（例2－1和2－2）而较大地变化。另外，即使增高真空容器1内的压力（例2－3和2－4）、或者减少氨气的流量（例2－5和2－6），也获得了同样的结果。
另一方面，使喷出口211的宽度尺寸d2较窄时，从实施例2－2、实施例2－7（分别与上述实施例1－5、实施例1－6相对应）可知，上方容器201中的压力比下方容器202中的压力变得极高。另外，根据实施例2－7和实施例2－8可知：氨气的流量较多的一方（实施例2－7）中的上方容器201与下方容器202之间的压力差变得显著。因而，可知：在等离子体产生容器200中，通过调整喷出口211的宽度尺寸d2，还通过调整氨气的流量，能够形成与处理制程程序、晶圆W的种类相对应的压力的等离子体。
本发明在真空容器内将彼此反应的多种处理气体依次向基板的表面供给来形成薄膜时，在分别被供给处理气体的处理区域彼此之间分别设有被供给分离气体的分离区域。并且，为了在等离子体处理部对基板进行等离子体处理，利用第1围绕部分划分形成等离子体产生空间，并且在该第1围绕部分的下方侧设有用于向旋转台上的基板引导等离子体的第2围绕部分。因此，对于由等离子体产生空间、活化部等构成的等离子体处理所需要的领域、构件，能够使它们相对于旋转台上的基板向上方侧分开。因而，从处理区域、分离区域观察旋转台的周向时，能够对上述区域和上述构件占有上述领域的程度进行抑制，因此，能够构成俯视观察时小型的真空容器。
本发明基于2012年2月9日提交的日本特愿2012-026330主张优先权，将其全部内容作为参照引入到本说明书中。

Claims (13)

1.一种成膜装置，该成膜装置是通过在真空容器内多次进行将彼此反应的多种处理气体依次供给的循环来层叠反应生成物而在基板上形成薄膜的成膜装置，其中，该成膜装置包括：
旋转台，其设于上述真空容器内，在其一表面侧形成有用于载置基板的基板载置区域，其用于使该基板载置区域旋转；
第1处理气体供给部，其用于向第1处理区域供给第1处理气体；
第1等离子体处理部，其用于在第2处理区域中对基板进行等离子体处理；
分离气体供给部，其用于向形成于上述第1处理区域和第2处理区域之间的分离区域供给分离气体，以便使上述第1处理区域的气氛气体和第2处理区域的气氛气体分离；
排气口，其用于对上述真空容器内的气氛气体进行真空排气，
上述第1等离子体处理部包括：
第1围绕部分，其划分形成用于使等离子体产生的等离子体产生空间，在其下部形成有等离子体的喷出口；
第2处理气体供给部，其用于向上述等离子体产生空间供给第2处理气体；
活化部，其用于使上述等离子体产生空间的上述第2处理气体活化；
第2围绕部分，其设在上述第1围绕部分的下方，用于形成引导空间，该引导空间从上述旋转台的中心部侧延伸到外缘部侧，该引导空间将从上述喷出口喷出的等离子体向上述旋转台的一表面侧引导。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
在上述真空容器的顶部形成有开口部，
上述第1围绕部分和上述第2围绕部分的结合体经由上述开口部嵌入到真空容器内，上述第1围绕部分位于比上述顶部靠上方的位置。
3.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
上述第2处理气体供给部在上述旋转台的周向上与上述第1处理气体供给部分开地设置，
从上述第2处理气体供给部供给的上述第2处理气体包含与已吸附于基板的上述第1处理气体反应的气体。
4.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
上述第1等离子体处理部还包括被设在上述第1围绕部分与上述第2围绕部分之间的隔板，
上述喷出口由设于上述隔板的狭缝构成。
5.根据权利要求4所述的成膜装置，其中，
上述狭缝以从上述旋转台的中心部侧向外缘部侧延伸的方式设置。
6.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
该成膜装置还包括整流板，该整流板在上述第2围绕部分下部中的上述旋转台的周向两侧沿着该第2围绕部分的长度方向形成，该整流板在该第2围绕部分下方的区域中规定该整流板与配置在上述旋转台上的基板之间的空间的距离。
7.根据权利要求6所述的成膜装置，其中，
上述整流板包括弯曲部，该弯曲部以对上述第2围绕部分下方的区域与上述旋转台的外周之间进行分隔的方式形成，该弯曲部以与该旋转台的外周端面隔开间隙地相对的方式向下方侧弯曲。
8.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
上述第1围绕部分由纵向的扁平的容器的上部分构成，
上述第2围绕部分由上述容器的下部分构成。
9.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
上述活化部是以卷绕在上述第1围绕部分的周围的方式配置的天线。
10.根据权利要求9所述的成膜装置，其中，
上述第1等离子体处理部还包括法拉第屏蔽件，该法拉第屏蔽件以介于上述天线与上述第1围绕部分之间的方式设置，用于阻止在上述天线的周围产生的电磁场中的电场成分的通过并使磁场向基板侧通过，该法拉第屏蔽件被接地，由导电性的板状体构成，在该板状体上沿着该天线的延伸方向排列有多个沿着与上述天线分别正交的方向延伸的狭缝。
11.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
该成膜装置还包括第2等离子体处理部，该第2等离子体处理部以在上述旋转台的周向上与上述第1等离子体处理部分开的方式设置，该第2等离子体处理部用于在改性区域对基板上的反应生成物进行等离子体改性处理，
上述第2等离子体处理部包括：
第3处理气体供给部，其用于向上述改性区域供给第3处理气体；
第2天线，其用于使上述第3处理气体等离子体化；
法拉第屏蔽件，其以介于该第2天线与上述改性区域之间的方式设置，用于阻止在上述第2天线的周围产生的电磁场中的电场成分的通过，并使磁场向基板侧通过，该法拉第屏蔽件被接地，由导电性的板状体构成，在该板状体上沿着该第2天线延伸的方向排列有多个沿着与上述第2天线分别正交的方向延伸的狭缝。
12.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，
上述第2处理气体供给部配置在比上述第1处理气体供给部靠上方的位置。
13.根据权利要求12所述的成膜装置，其中，
上述第2处理气体供给部向上述等离子体产生空间供给的上述第2处理气体包括氨气。
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