CN105990086B - 衬底处理装置及半导体器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

衬底处理装置及半导体器件的制造方法，为了抑制形成在衬底上的膜的面内均匀性的降低而能够局部调整处理区域的等离子体分布。衬底处理装置，包括：衬底载置部，供衬底载置；分割构造体，在与衬底载置部相对的空间形成处理区域；气体供给部，向分割构造体所形成的处理区域供给处理气体；等离子体生成部，将气体供给部向处理区域供给的处理气体形成为等离子体状态并生成处理气体的活性种，并在形成等离子体状态时，按处理区域的部分而分别独立控制活性种的活性度。

Description

衬底处理装置及半导体器件的制造方法
技术领域
本发明涉及在半导体器件的制造工序中使用的衬底处理装置及等离子体生成机构。
背景技术
在半导体器件的制造工序中，对晶片等衬底进行各种工艺处理。工艺处理之一例如有通过交替供给法进行的成膜处理。交替供给法是如下方法：对作为处理对象的衬底交替供给原料气体及与该原料气体反应的反应气体这至少2种处理气体，使这些气体在衬底表面发生反应而形成吸附层，使该层进行层叠而形成所希望膜厚的膜。
作为进行基于交替供给法的成膜处理的衬底处理装置的一方式有以下的构成。即，就该一方式的衬底处理装置而言，俯视为圆形状的空间被划分为多个处理区域，对各处理区域供给不同种类的气体。并且，使载置有该衬底的衬底载置部旋转移动，以使处理对象的衬底依次通过各处理区域，由此来进行对该衬底的成膜处理。此外，在供给处理气体的处理区域，为了提高与原料气体的反应效率，将该反应气体形成为等离子体状态(例如，参照专利文献1)。
在先专利文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－84898号公报
发明内容
在上述结构的衬底处理装置中，在供给等离子体状态的反应气体的处理区域内，若产生等离子体分布的不均，则对于形成在衬底上的膜的膜厚、膜质等，可能招致面内均匀性的降低。
因此，本发明的目的在于提供一种为了抑制形成在衬底上的膜的面内均匀性的降低而能够局部调整处理区域的等离子体分布的技术。
用于解决课题的手段
根据本发明的一方案，提供如下的技术，包括：
衬底载置部，供衬底载置；
分割构造体，在与所述衬底载置部相对的空间形成处理区域；
气体供给部，向所述分割构造体所形成的所述处理区域供给处理气体；
等离子体生成部，将所述气体供给部向所述处理区域供给的处理气体形成为等离子体状态并生成该处理气体的活性种，并在形成所述等离子体状态时，按所述处理区域的部分而分别独立控制所述活性种的活性度。
发明效果
根据本发明，由于能够局部调整处理区域的等离子体分布，因此能抑制形成在衬底上的膜的面内均匀性的降低。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的簇型的衬底处理装置的横截面概略图。
图2是示意性表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的反应容器内的概略构成例的说明图。
图3是表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的气体供给板的一构成例的说明图，
(a)是俯视处理空间的各区域时的概念图，
(b)是表示(a)中的C－C截面的侧剖视图，
(c)是表示(a)中的D－D截面的侧剖视图，(d)是表示(a)中的E－E截面的侧剖视图。
图4是示意性表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的气体导入轴及气体配管的构成例的概念图。
图5是表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的控制器的概略构成例的框图。
图6是表示本发明的一实施方式涉及的衬底处理工序的流程图。
图7是表示图6的成膜工序中进行的相对位置移动处理动作的详情的流程图。
图8是表示图6的成膜工序中进行的气体供给排气处理动作的详情的流程图。
图9是示意性表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的概要的说明图。
图10是示意性表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的一构成例的说明图，
(a)是示意性表示要部构成的俯视图，
(b)是示意性表示要部构成的侧剖视图。
图11是表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的一构成例的说明图，是示意性表示其要部构成的立体图。
图12是表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的其他的构成例的说明图，
(a)是示意性表示要部构成的俯视图，
(b)是示意性表示要部构成的侧剖视图。
图13是示意性表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的其他构成例的说明图，是示意性表示其要部构成的俯视图。
图14是表示本发明的第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的其他构成例的变形例的说明图，是示意性表示其要部构成的俯视图。
图15是表示本发明的第二实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的一构成例的说明图，是示意性表示其要部构成的侧剖视图。
图16是表示本发明的第三实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的一构成例的说明图，是示意性表示其要部构成的俯视图。
图17是表示本发明的第四实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的一构成例的说明图，
(a)是示意性表示要部构成的俯视图，
(b)是示意性表示要部构成的概念图。
图18是表示用本发明的第五实施方式涉及的衬底处理装置进行的成膜处理的一具体例的说明图，
(a)是表示Poly－Si膜的膜厚分布的例子的俯视图，
(b)是表示SiN膜的膜厚分布的例子的俯视图。
图19是表示本发明的其他实施方式涉及的衬底处理装置中的处理区域的划分方式的例子的说明图，
(a)是表示其一具体例的俯视图，
(b)是表示其他具体例的俯视图。
图20是表示本发明的其他实施方式涉及的衬底处理装置中的处理区域的划分方式的例子的说明图，
(a)是表示其一具体例的俯视图，
(b)是表示其他具体例的俯视图。
附图标记的说明
100…衬底处理装置，200…晶片，202a、202b…处理腔室，217…衬托器，221…控制器，300…集成盒头，310…气体供给板，313…原料气体供给区域，314…反应气体供给区域，315…非活性气体供给区域，316…排气区域，317…气体分配管，320…气体导入轴，323a，323b，323c…气体导入管，341…高频电源，351，351a，351b，351c…平板电极(被高频电力供给部)，352a，352b，352c…阻抗调整部，353…接地电极，361…电介质板，371…棒状电极，381…线圈，382…气体喷嘴，411…原料气体供给管，412…原料气体供给源，413…MFC，414…阀，421…反应气体供给管，422…反应气体供给源，423…MFC，424…阀，431…非活性气体供给管，432…非活性气体供给源，433…MFC，434…阀。
具体实施方式
＜本发明的第一实施方式＞
以下，参照附图说明本发明的第一实施方式。
(1)衬底处理装置的构成
图1是第一实施方式涉及的簇型的衬底处理装置的横剖视图。需要说明的是，在应用本发明的衬底处理装置中，作为用于搬送作为衬底的晶片200的载体而使用FOUP(FrontOpening Unified Pod：以下称为晶盒)100。本实施方式的簇型衬底处理装置的搬送装置分为真空侧和大气侧。本说明书中的“真空”是指工业上的真空。需要说明的是，为了便于说明，将图1的从真空搬送室103朝向大气搬送室108的方向称为前侧。
(真空侧的构成)
簇型的衬底处理装置100具备作为第1搬送室的真空搬送室103，所述真空搬送室103被构成为可将内部减压为真空状态等、不足大气压的压力(例如100Pa)的加载互锁腔室构造。第一搬送室103的壳体101在俯视下例如为六角形，形成为上下两端被封堵的箱形状。
在真空搬送室103的构成壳体101的六片侧壁中的位于前侧的二片侧壁，经由闸阀126、127而分别设有加载互锁室122、123，所述加载互锁室122、123能够与真空搬送室103连通。
在真空搬送室103的其他四片侧壁中的二片侧壁，经由闸阀244a、244b而分别设有处理腔室202a、202b，所述处理腔室202a、202b能够与真空搬送室103连通。处理腔室202a、202b设有后述的处理气体供给系统、非活性气体供给系统、排气系统等。如后所述，处理腔室202a、202b中在1个反应容器内交替排列多个处理区域及与处理区域相同数量的吹扫区域。并且，使设于反应容器内的作为衬底载置部的衬托器旋转，使作为衬底的晶片200交替通过处理区域及吹扫区域。通过这样构成，由此对晶片200交替供给处理气体及非活性气体，进行如下的衬底处理。具体而言，进行向晶片200上形成薄膜的处理、使晶片200表面氧化、氮化、碳化等的处理、对晶片200表面进行蚀刻处理等各种衬底处理。
在真空搬送室103的其余二片侧壁经由闸阀244c、244d而分别设有冷却室202c、202d，所述冷却室202c、202d能够与真空搬送室103连通。
在真空搬送室103内设有作为第1搬送机构的真空搬送机械装置112。真空搬送机械装置112被构成为能够在加载互锁室122、123、处理腔室202a、202b及冷却室202c、202d之间同时搬送例如2片晶片200(图1中，虚线所示)。真空搬送机械装置112被构成为通过升降机115而在维持真空搬送室103的气密性的同时可进行升降。此外，在加载互锁室122、123的闸阀126、127、处理腔室202a、202b的闸阀244a、244b、冷却室202c、202d的闸阀244c、244d的各自的近旁设有检测晶片200有无的未图示的晶片检测传感器。将晶片检测传感器也称为衬底检测部。
加载互锁室122、123被构成为内部能够减压到真空状态等、不足大气压的压力(减压)的加载互锁腔室构造。即，在加载互锁室的前侧，经由闸阀128、129而设有后述的作为第2搬送室的大气搬送室121。因此，在将闸阀126～129关闭而对加载互锁室122、123内部真空排气后，通过打开闸阀126、127，能够在保持真空搬送室103的真空状态的同时、在加载互锁室122、123与真空搬送室103之间搬送晶片200。此外，加载互锁室122、123作为暂时收纳向真空搬送室103内搬入的晶片200的预备室发挥作用。此时，在加载互锁室122内，在衬底载置部140上，在加载互锁室123内在衬底载置部141上分别载置有晶片200。
(大气侧的构成)
在衬底处理装置100的大气侧，设有在大致大气压下使用的、作为第2搬送室的大气搬送室121。即，在加载互锁室122、123的前侧(与真空搬送室103不同的一侧)，经由闸阀128、129而设有大气搬送室121。需要说明的是，大气搬送室121被设置成能够与加载互锁室122、123连通。
在大气搬送室121设有用于移载晶片200的作为第2搬送机构的大气搬送机械装置124。大气搬送机械装置124被构成为可借助设置于大气搬送室121的未图示的升降机而升降，并且被构成为借助未图示的线性促动器而在左右方向往返移动。此外，在大气搬送室121的闸阀128、129的近旁设有检测晶片200有无的未图示的晶片检测传感器。将晶片检测传感器也称为衬底检测部。
此外，在大气搬送室121内，设有槽口对准装置106作为晶片200位置的修正装置。槽口对准装置106通过晶片200的槽口来掌握晶片200的结晶方向、对位等，基于所掌握的信息修正晶片200的位置。需要说明的是，可以取代槽口对准装置106，而设置未图示的定向平面(Orientation Flat)对准装置。并且，在大气搬送室121的上部，设有供给清洁空气的未图示的清洁单元。
在大气搬送室121的壳体125的前侧设有用于将晶片200向大气搬送室121内外搬送的衬底搬送口134、和晶盒开启部108。隔着衬底搬送口134在与晶盒开启部108相反一侧、即壳体125的外侧，设有装载端口(I/O工作台)105。在装载端口105上载置有收纳多片晶片200的晶盒109。此外，在大气搬送室121内设有开闭衬底搬送口134的盖135、使晶盒109的罩体等开闭的开闭机构143、驱动开闭机构143的开闭机构驱动部136。晶盒开启部108使载置于装载端口105的晶盒109的罩体开闭，由此可进行晶片200相对于晶盒109的出入。此外，晶盒109通过未图示的搬送装置(RGV)而相对于装载端口105搬入(供给)及搬出(排出)。
主要由真空搬送室103、加载互锁室122、123、大气搬送室121及闸阀126～129构成本实施方式涉及的衬底处理装置100的搬送装置。
此外，在衬底处理装置100的搬送装置的构成各部，电连接后述的作为控制部的控制器221。并且，构成为分别控制上述的构成各部的动作。
(晶片搬送动作)
接着，说明第一实施方式涉及的衬底处理装置100内的晶片200的搬送动作。需要说明的是，衬底处理装置100的搬送装置的构成各部的动作由控制部221控制。
首先，通过未图示的搬送装置将例如收纳有25片未处理晶片200的晶盒109搬入衬底处理装置100。搬入的晶盒109被载置到装载端口105上。开闭机构143取下盖135及晶盒109的罩体，打开衬底搬送口134及晶盒109的晶片出入口。
若打开晶盒109的晶片出入口，设置在大气搬送室121内的大气搬送机械装置124从晶盒109拾取1片晶片200，载置到槽口对准装置106上。
槽口对准装置106使载置的晶片200向水平的纵横方向(X方向，Y方向)及圆周方向移动来调整晶片200的槽口位置等。在用槽口对准装置106调整第1片晶片200的位置的过程中，大气搬送机械装置124从晶盒109拾取第2片晶片200搬入到大气搬送室121内，在大气搬送室121内待机。
在由槽口对准装置106对第1片晶片200的位置调整结束后，大气搬送机械装置124拾取槽口对准装置106上的第1片晶片200。大气搬送机械装置124将此时大气搬送机械装置124所保持的第2片晶片200载置到槽口对准装置106上。其后，槽口对准装置106对所载置的第2片晶片200的槽口位置等进行调整。
接着，闸阀128打开，大气搬送机械装置124将第1片晶片200搬入到加载互锁室122内，载置到衬底载置部140上。在该移载作业中，真空搬送室103侧的闸阀126关闭，维持真空搬送室103内的减压气氛。当第1片晶片200向衬底载置部140上的移载完成时，闸阀128关闭，通过未图示的排气装置对加载互锁室122内进行排气以使其成为负压。
以后，大气搬送机械装置124重复上述动作。但是，在加载互锁室122为负压状态时，大气搬送机械装置124不执行向加载互锁室122内的晶片200搬入，而是在加载互锁室122的跟前位置停止待机。
当加载互锁室122内被减压到预先设定的压力值(例如100Pa)时，闸阀126打开，加载互锁室122和真空搬送室103连通。接着，配置在真空搬送室103内的真空搬送机械装置112从衬底载置部140拾取第1片晶片200，搬入到真空搬送室103内。
真空搬送机械装置112从衬底载置部140拾取了第1片晶片200后，关闭闸阀126，加载互锁室122内恢复到大气压，进行用于向加载互锁室122内搬入下一晶片200的准备。与其并行地，处于规定压力(例如100Pa)的处理腔室202a的闸阀244a打开，真空搬送机械装置112将第1片晶片200搬入到处理腔室202a内。重复该动作直到在处理腔室202a内搬入到任意片数(例如5片)的晶片200。若向处理腔室202a内的任意片数(例如5片)的晶片200搬入完成，则闸阀244a关闭。然后，从后述的气体供给部向处理腔室202a内供给处理气体，对晶片200实施规定处理。
在处理腔室202a中，规定处理结束，如后述在处理腔室202a内晶片200的冷却结束时，则打开闸阀244a。其后，通过真空搬送机械装置112，将处理完毕的晶片200从处理腔室202a内搬出到真空搬送室103。搬出后，闸阀244a关闭。
接着，打开闸阀127，从处理腔室202a搬出的晶片200被向加载互锁室123内搬入，载置到衬底载置部141上。需要说明的是，加载互锁室123通过未图示的排气装置被减压为预先设定的压力值。然后，闸阀127关闭，从与加载互锁室123连接的未图示的非活性气体供给部导入非活性气体，使加载互锁室123内的压力恢复到大气压。
若加载互锁室123内的压力恢复到大气压，则闸阀129打开。接着，大气搬送机械装置124从衬底载置部141上拾取处理完毕的晶片200而搬出到大气搬送室121内后，闸阀129关闭。其后，大气搬送机械装置124通过大气搬送室121的衬底搬送口134将处理完毕的晶片200收纳到晶盒109。在此，晶盒109的罩体可以持续打开，直到最大25片的晶片200返回，也可以不收纳于空晶盒109而是返回到搬出晶片的晶盒109。
通过前述的工序对晶盒109内的全部晶片200实施了规定处理，若处理完毕的25片晶片200全部被收纳于规定的晶盒109，则通过开闭机构143将晶盒109的罩体和衬底搬送口134的盖135关闭。其后，通过未图示的搬送装置将晶盒109从装载端口105上向下一工序搬送。通过重复以上的动作，由此每次处理25片地依次处理晶片200。
(2)处理腔室的构成
接着，主要使用图2～图4说明作为第一实施方式涉及的处理炉的处理腔室202a的构成。
图2是示意性表示第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的反应容器内的概略构成例的说明图。图3是表示第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的气体供给板的一构成例的说明图。图4是示意性表示第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的气体导入轴及气体配管的构成例的概念图。
需要说明的是，关于处理腔室202b，与处理腔室202a同样构成，因此省略说明。
(反应容器)
在第一实施方式说明的衬底处理装置具备未图示的反应容器。反应容器被构造为由铝(Al)、不锈钢(SUS)等金属材料制成的密闭容器。在反应容器的侧面设有未图示的衬底搬入出口，经由该衬底搬入出口搬送晶片200。另外，未图示的真空泵、压力控制器等气体排出系统连接至反应容器，可通过采用该气体排出系统将反应容器内的压力调节成规定压力。
(衬底载置台)
如图2所示，在反应容器的内部设置有作为供晶片200载置的衬底载置部的衬托器217。衬托器217形成为例如圆盘状，其被构造成使得在上表面(衬底载置面)沿周向等间隔地载置多片晶片200。衬底载置台10内置有作为加热源的加热器218，可以使用该加热器218将晶片200的温度维持在规定温度(例如室温～1000℃程度)。而且，在衬托器217设有未图示的温度传感器。需要说明的是，作为示例在图中公开了载置五片晶片200的构造，但不限于该示例，载置片数可以适当地决定。例如，载置片数越多则可以期待处理产能的提高(throughput)，若载置片数少，则能抑制衬托器217的大型化。由于衬托器217的衬底载置面与晶片200直接接触，因此优选是例如由石英、氧化铝等材质形成。此外，在衬托器217的衬底载置面可以设置未图示的圆形状的凹部。该凹部优选是构成为其直径比晶片200的直径稍大。通过在该凹部内载置晶片200，由此容易进行晶片200的定位。此外，在衬托器旋转时，在晶片200产生离心力，但通过将晶片200载置到凹部内，由此能防止因离心力导致的晶片200的错位。
衬托器217被构成为能够在支承多片晶片200的状态下旋转。具体而言，衬托器217与以圆板中心附近为旋转轴的旋转驱动机构219连结，通过该旋转驱动机构219而被旋转驱动。认为旋转驱动机构219包括例如能够以使衬托器217旋转的方式支承该衬托器的旋转轴承、以电动马达为代表的驱动源等。需要说明的是，在此，例举了衬托器217构成为可旋转的情况，但也可以构成为：若使衬托器217上的各晶片200与后述的集成盒头300的相对位置可移动，则可使集成盒头300旋转。若构成为使衬托器217可旋转，则与使集成盒头300旋转的情况不同，能够抑制后述的气体配管等结构复杂化。与此相对，若使集成盒头300旋转，则与使衬托器217旋转时相比，能够抑制作用于晶片200的惯性矩，能够增大旋转速度。
(集成盒头(cartridge head))
此外，在反应容器的内部，在衬托器217的上方侧设有集成盒头300。集成盒头300用于相对于衬托器217上的晶片200，从其上方侧供给各种气体(原料气体、反应气体或吹扫气体)，并将供给的各种气体向上方侧排气。
为了进行各种气体的上方供给/上方排气，集成盒头300包括与衬托器217对应地形成为俯视圆形状的气体供给板310、和从该气体供给板310贯穿反应容器延伸到容器外的气体导入轴320。需要说明的是，构成集成盒头300的气体供给板310及气体导入轴320都是由例如Al、SUS等金属材料或石英、氧化铝等陶瓷材料形成。
(气体供给板)
气体供给板310用于对形成在衬托器217上的处理空间供给各种气体。为此，气体供给板310包括：与衬托器217相对的圆板状的处理空间顶板部311、从该处理空间顶板部311的外周端缘部分朝向衬托器217一侧延伸的圆筒状的外筒部312。并且，在被外筒部312包围的处理空间顶板部311与衬托器217之间，用于对载置于衬托器217上的晶片200进行处理的处理空间以与该衬托器217相对的方式形成。
由气体供给板310形成于衬托器217上的处理空间被划分为多个处理区域(参照图中的记号A，B及P)。具体而言，例如如图3(a)所示，作为多个处理区域，具有原料气体供给区域313(图中的记号A)和反应气体供给区域314(图中的记号B)各两个以上(具体而言为各四个)，并且具有介于原料气体供给区域313与反应气体供给区域314之间的非活性气体供给区域315(图中的记号P)。
如后所述，原料气体供给区域313内被供给作为处理气体之一的原料气体，成为原料气体气氛。反应气体供给区域314内被供给作为另一种处理气体的反应气体，成为反应气体气氛。需要说明的是，若使反应气体为等离子体状态，则反应气体供给区域314内成为等离子体状态的反应气体气氛或被活化的反应气体气氛。非活性气体供给区域315内被供给作为吹扫气体的非活性气体，成为非活性气体气氛。
在这样划分的处理空间，根据向各个区域313～315内供给的气体，对晶片200实施规定处理。
此外，在由气体供给板310形成的处理空间，设有分割构造体以将该处理空间划分为各区域313～315。
作为分割构造体，例如在各区域313～315之间，设置有以从处理空间顶板部311的内周侧朝向外周侧呈放射状延伸的方式配置的排气区域316。排气区域316如后所述连接于排气管318。
需要说明的是，在排气区域316可以设置作为分割构造体的分隔板。分隔板从处理空间顶板部311朝向衬托器217一侧延伸地设置，其下端以不干扰衬托器217上的晶片200的程度，接近该衬托器217地配置。由此，从分隔板与衬托器217之间通过的气体变少，抑制气体在各区域313～315之间混合。
此外，只要分割构造体是可划分各区域313～315的部件即可，可以不是分隔板，而是改变晶片200的上方侧的空间容积的构造体。例如，通过使晶片200与处理空间顶板部311之间的距离为：非活性气体供给区域315＜原料气体供给区域313、及非活性气体供给区域315＜反应气体供给区域314，由此能够使非活性气体供给区域315的空间容积比原料气体供给区域313、反应气体供给区域314等的空间容积变小。在这种情况下，也能抑制原料气体及反应气体侵入非活性气体供给区域315，能够划分各区域313～315。
如图3(b)或(c)所示，在由这样的分割构造体划分的各区域313～315分别连通气体分配管317，通过该气体分配管317而供给气体。也就是说，在气体供给板310设有与多个气体供给区域313～315分别单独连通的气体分配管317(即与该气体供给区域313～315相同数量的气体分配管317)。需要说明的是，如图3(b)或(c)所示，气体分配管317可以内置在处理空间顶板部311，但不限于此，可以配置成露出于处理空间顶板部311的上方。
此外，如图3(d)所示，在气体供给板310设有与多个排气区域316分别单独连通的气体排气管318，通过该气体排气管318排出各排气区域316内的气体。气体排气管318被设置成位于各排气区域316的内周侧。并且形成为：在气体供给板310的圆周中心近旁集中为一个，该集中而成的管朝向上方延伸。
需要说明的是，排气不仅从气体排气管318进行，也可以另外设置用于将反应容器的内部整体排气的排气管。
(等离子体生成部)
需要说明的是，在由分割构造体划分的各区域313～315中的供给反应气体的反应气体供给区域314，设有用于将所供给的处理气体形成等离子体状态的等离子体生成部。通过使处理气体为等离子体状态，由此在反应气体供给区域314，能够以低温进行晶片200的处理。需要说明的是，关于等离子体生成部，其详情将后述。
(气体导入轴)
气体导入轴320是用于对形成于衬托器217上的处理空间导入各种气体的部件。为此，如图2所示，气体导入轴320形成为与气体供给板310同轴的圆柱轴状。并且，气体供给板310安装在气体导入轴320的轴下部。
如图4所示，在气体导入轴320的轴内部设有多个气体导入管323a～323c，并且在轴中心设有气体排气管324。气体导入管323a～323c的数量与气体供给板310对衬托器217上的晶片200供给的气体的种类数对应。例如若是对晶片200供给原料气体、反应气体及吹扫气体这三种气体的情况下，与三种气体分别对应地设置气体导入管323a～323c。
气体导入管323a～323c中流过互不相同种类的气体(例如原料气体、反应气体或吹扫气体中的任一种)，用于将各个种类的气体分别导入各气体供给区域313～315。为此，气体导入管323a～323c在向气体导入轴320安装气体供给板310时，与该气体供给板310中的气体分配管317连通。具体而言，流过原料气体的气体导入管323a与向原料气体供给区域313穿过的气体分配管317连通。此外，流过反应气体的气体导入管323b与向反应气体供给区域314穿过的气体分配管317连通。此外，流过吹扫气体的气体导入管323c与向非活性气体供给区域315穿过的气体分配管317连通。
气体排气管324在向气体导入轴320安装气体供给板310时，与该气体供给板310中的气体排气管318的集合部分连通。如此，若在气体导入轴320的轴中心设置气体排气管324，容易使该气体排气管324大径化，因此大径化的结果是能够使气体排气管324的排气流导最大化。
需要说明的是，在衬托器217与集成盒头300相对位置移动时，在构成为使集成盒头300旋转的情况下，在气体导入轴320所贯通的反应容器的顶部33与设于其气体导入轴320的圆柱外周面的凸缘部325之间配置有磁性流体密封件331。
(气体供给/排气系统)
为了对衬托器217上的晶片200进行各种气体的供给/排气，在以上的气体导入轴320连接有以下所述的气体供给/排气系统。
(原料气体供给部)
在气体导入轴320的气体导入管323a连接有原料气体供给管411。在原料气体供给管411，自上游方向起依次设有原料气体供给源412、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)413及作为开闭阀的阀414。通过这样的构成，向气体导入管323a供给原料气体。
原料气体是用于供给至晶片200的处理气体之一，例如是将作为包含钛(Ti)元素的金属液体原材料的TiCl4(Titanium Tetrachloride)气化而得的原料气体(即TiCl4气体)。原料气体可以在常温常压下为固体、液体或气体中任一。在原料气体在常温常压下为液体的情况中，可以在原料气体供给源412与MFC413之间设置未图示的气化器。而且，可以做成如下结构：在从原料气体供给源412到气体导入轴320的整个部件设置加热器，构成为可进行加热，能维持气体的气化状态。在此，以原料气体为气体进行说明。
另外，用于供给作为原料气体的载体气体发挥作用的非活性气体的未图示的气体供给系统可以被连接至原料气体供给管411。例如，作为载体气体而发挥作用的非活性气体可以具体地使用例如氮(N2)气体。另外，除了氮(N2)气体以外，可以使用例如氦(He)气体、氖(Ne)气体、氩(Ar)气体等稀有气体。
主要由原料气体供给管411、MFC413及阀414构成原料气体供给部。需要说明的是，可以将原料气体供给源412加入原料气体供给部的构成。
(反应气体供给部)
在气体导入轴320的气体导入管323b连接有反应气体供给管421。在反应气体供给管421，自上游方向起依次设有反应气体供给源422、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)423、作为开闭阀的阀424。通过这样的构成，向气体导入管323b供给反应气体。
反应气体是对晶片200供给的另一种处理气体，例如使用氨气(NH3)。
需要说明的是，在反应气体供给管421，可以连接用于供给非活性气体的未图示的气体供给系统，所述非活性气体作为反应气体的载体气体或稀释气体发挥作用。作为载体气体或稀释气体发挥作用的非活性气体，具体而言，例如可使用N2气体，但除了N2气体之外，例如可以使用He气体、Ne气体、Ar气体等稀有气体。
主要由反应气体供给管421、MFC423及阀424构成反应气体供给部。需要说明的是，可以将反应气体供给源422加入反应气体供给部的构成。
(非活性气体供给部)
在气体导入轴320的气体导入管323c连接有非活性气体供给管431。在非活性气体供给管431，自上游方向起依次设有非活性气体供给源432、作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)433及作为开闭阀的阀434。通过这样的构成，向气体导入管323c供给非活性气体。
非活性气体作为吹扫气体发挥作用，所述吹扫气体用于使原料气体和反应气体不在晶片200的面上混合。具体而言，例如可以使用N2气体。此外，除了N2气体之外，可以使用例如He气体、Ne气体、Ar气体等稀有气体。
主要由非活性气体供给管431、非活性气体供给源432、MFC433及阀434构成非活性气体供给部。
(气体排气部)
在设于气体导入轴320的轴中心的气体排气管324，在其上端近旁位置，连接有气体排气管441。在气体排气管441设有阀442。此外，在气体排气管441，在阀442的下游侧设有基于未图示的压力传感器的检测结果来将处理空间内控制为规定压力的压力控制器443。而且，在气体排气管441，在压力控制器443的下游侧设有真空泵444。通过这样的构成，进行从气体排气管324内向气体导入轴320外方的气体排气。需要说明的是，可以使用于将衬底处理装置的整个内部排气的排气管也在阀442合流，或另外设置阀而与真空泵444合流。
主要由气体排气管441、阀442、压力控制器443和真空泵444构成气体排气部。
(控制器)
如图1所示，第一实施方式涉及的衬底处理装置具有控制该衬底处理装置的各部的动作的控制器221。
图5是表示第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的控制器的概略构成例的框图。
如图例所示，作为控制部(控制手段)的控制器221构成为包括CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)221a、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)221b、存储装置221c、I/O端口221d的计算机。RAM221b、存储装置221c、I/O端口221d构成为通过内部总线221e能与CPU221a进行数据交换。构成为能够在控制器221上连接有构成为例如触摸面板等的输入输出装置228。
存储装置221c由例如闪速存储器、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等构成。在存储装置221c内，可读出地保存有控制衬底处理装置100的工作的控制程序、记载了后述的衬底处理的步骤、条件等的工艺制程等。需要说明的是，工艺制程程序组合为使控制器221执行后述的衬底处理工序的各步骤，能获得规定的结果，工艺制程作为程序发挥功能。以下，将该工艺制程、控制程序等统称地简称为程序。需要说明的是，在本说明书中使用了程序这样的措辞的情况下，有时仅包含编程制程程序，有时仅包含控制程序，或者有时包含上述两者。另外，RAM221b构成为暂时保持由CPU221a读出的程序、数据等的存储区域(工作区域)。
I/O端口221d与上述的MFC413～433、阀414～434、442、气体排气部中的压力传感器245、压力控制器443及真空泵444、衬托器217中的加热器218、温度传感器274、旋转驱动机构219及加热器电源225、以及等离子体生成部中的高频电源341及匹配器342等连接。
CPU221a构成为读出来自存储装置221c的控制程序并执行，并且根据来自输入输出装置228的操作命令的输入等从存储装置221c读出工艺制程。而且，CPU221a构成为：按照读出的工艺制程的内容，控制压力控制器443的开闭及基于压力传感器245的压力调整动作、基于温度传感器274的加热器218的温度调整动作、真空泵444的起动/停止、旋转驱动机构219的旋转速度调节动作、高频电源341的电力供给、利用加热器电源225的电力供给等，或进行基于匹配器342的阻抗控制。
需要说明的是，控制器221不限于构成作为专用的计算机的情况，也可以构成作为通用的计算机。例如，准备保存了上述的程序的外部存储装置(例如、磁带、软盘、硬盘等磁盘；CD、DVD等光盘；MO等光磁盘；USB存储器、存储卡等半导体存储器)229，通过使用该外部存储装置229向通用的计算机安装程序等能够构成本实施方式的控制器221。此外，用于向计算机供给程序的装置不限于经由外部存储装置229供给的情况。例如，也可以使用互联网或专用线路等通信手段，不经由外部存储装置229地供给程序。此外，存储装置221c、外部存储装置229构成作为计算机可读取的记录介质。以下，也将它们统称地简称为记录介质。此外，在本说明书中使用了记录介质这样的措辞的情况下，有时仅包含存储装置221c，有时仅包含外部存储装置229，或者包含上述两者。
(3)衬底处理工序
接着，作为第一实施方式涉及的半导体制造工序的一工序，对使用具有上述反应容器的处理腔室202a实施的衬底处理工序进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，由控制器221控制衬底处理装置100的处理腔室202a的构成各部的动作。
在此，说明如下的例子：作为原料气体(第一的处理气体)使用将TiCl4气化而得的TiCl4气体，作为反应气体(第二的处理气体)使用NH3气体，交替供给这些气体，由此在晶片200上形成作为金属薄膜的TiN膜。
(衬底处理工序中的基本处理动作)
首先，说明在晶片200上形成薄膜的衬底处理工序中的基本处理动作。
图6是表示第一实施方式涉及的衬底处理工序的流程图。
(衬底搬入工序：S101)
在处理腔室202a，首先，作为衬底搬入工序(S101)，打开闸阀244a，使用真空搬送机械装置112，将规定片数(例如5片)的晶片200搬入反应容器内。然后，以衬托器217的旋转轴为中心，以使各晶片200不重叠的方式将其载置到衬托器217的同一面上。然后，使真空搬送机械装置112向反应容器外退避，关闭闸阀244a而将反应容器内密闭。
(压力温度调整工序：S102)
在衬底搬入工序(S101)之后，接着进行压力温度调整工序(S102)。在压力温度调整工序(S102)，在衬底搬入工序(S101)将反应容器内密闭之后，使连接于反应容器的未图示的气体排气系统工作，进行控制以使反应容器内成为规定压力。规定压力是在后述的成膜工序(S103)中能形成TiN膜的处理压力，例如是对晶片200供给的原料气体不自分解的程度的处理压力。具体而言，处理压力可以设为50～5000Pa。在后述的成膜工序(S103)也维持该处理压力。
此外，在压力温度调整工序(S102)，向埋入衬托器217的内部的加热器218供给电力，控制成晶片200的表面达到规定温度。此时，通过基于由温度传感器274检测出的温度信息来控制对加热器218的通电情况，由此来调整加热器218的温度。规定温度是在后述的成膜工序(S103)中能形成TiN膜的处理温度，例如是对晶片200供给的原料气体不自分解的程度的处理温度。具体而言，处理温度可以为室温以上500℃以下，优选是室温以上400℃以下。在后述的成膜工序(S103)也维持该处理温度。
(成膜工序：S103)
在压力温度调整工序(S102)之后，接着进行成膜工序(S103)。作为在成膜工序(S103)进行的处理动作，大致分为相对位置移动处理动作和气体供给排气处理动作。需要说明的是，关于相对位置移动处理动作及气体供给排气处理动作，其详情将后述。
(衬底搬出工序：S104)
在以上的成膜工序(S103)之后，接着进行衬底搬出工序(S104)。在衬底搬出工序(S104)，以与已说明的衬底搬入工序(S101)的情况相反的步骤，使用真空搬送机械装置112将处理完毕的晶片200向反应容器外搬出。
(处理次数判定工序：S105)
在晶片200搬出后，控制器40判定衬底搬入工序(S101)、压力温度调整工序(S102)、成膜工序(S103)及衬底搬出工序(S104)的一连串各工序的实施次数是否达到了规定次数(S105)。若判定为未达到规定次数，则接着开始待机的晶片200的处理，因此转移到衬底搬入工序(S101)。此外，若判定为达到规定次数，则根据需要对反应容器内等进行清洁工序，然后结束一连串的各工序。需要说明的是，关于清洁工序，可以使用公知技术进行，在此省略说明。
(相对位置移动处理动作)
接着，说明在成膜工序(S103)进行的相对位置移动处理动作。相对位置移动处理动作是例如使衬托器217旋转、使载置于该衬托器217上的各晶片200与集成盒头300的相对位置移动的处理动作。
图7是表示图6的成膜工序进行的相对位置移动处理动作的详情的流程图。
在成膜工序(S103)进行的相对位置移动处理动作中，首先，通过旋转驱动机构219驱动衬托器217旋转，由此开始衬托器217与集成盒头300的相对位置移动(S201)。由此，载置于衬托器217的各晶片200依次通过集成盒头300的气体供给板310中的各气体供给区域313～315的下方侧。
此时，在集成盒头300，开始详情后述的气体供给排气处理动作。由此，向气体供给板310中的各原料气体供给区域313供给原料气体(TiCl4气体)，向各反应气体供给区域314供给反应气体(NH3气体)。
在此，若着眼于某一晶片200，通过衬托器217的旋转开始，该晶片200通过原料气体供给区域313(S202)。此时，原料气体供给区域313被调整为原料气体不自分解的程度的处理压力、处理温度。因此，若晶片200通过原料气体供给区域313，则在该晶片200的面上吸附原料气体(TiCl4气体)的气体分子。需要说明的是，在晶片200通过原料气体供给区域313时的通过时间、即原料气体的供给时间被调整为例如0.1～20秒。
当通过原料气体供给区域313时，晶片200通过了供给非活性气体(N2气体)的非活性气体供给区域315之后，接着通过反应气体供给区域314(S203)。此时，向反应气体供给区域314供给反应气体(NH3气体)。因此，若晶片200通过反应气体供给区域314，则该晶片200的面上被均匀供给反应气体，与吸附到晶片200上的原料气体的气体分子发生反应，在晶片200上生成不足1原子层(不足)的TiN膜。晶片200通过反应气体供给区域314时的通过时间、即反应气体的供给时间被调整为例如0.1～20秒。
需要说明的是，为使最初的TiCl4－NH3的循环在全部晶片200均匀进行，可以构成为：在全部晶片200通过原料气体供给区域313之前，停止向反应气体供给区域314的NH3气体供给，在全部晶片200吸附了TiCl4的基础上，供给NH3。
需要说明的是，此时，在反应气体供给区域314，使反应气体为等离子体状态而供给到晶片200。通过使反应气体为等离子体状态，由此能够在更低温下进行处理。
将以上的原料气体供给区域313的通过动作及反应气体供给区域314的通过动作作为1次循环，控制器40判定是否实施了该循环规定次数(n次循环)(S204)。若实施规定次数的该循环，则在晶片200上形成所希望膜厚的氮化钛(TiN)膜。也就是说，在成膜工序(S103)，进行相对位置移动处理动作，由此来进行如下的循环(cyclic)处理动作，所述循环处理动作是重复对晶片200交替供给不同处理气体的工序。此外，在成膜工序(S103)，通过对载置于衬托器217的各晶片200分别进行循环处理动作，由此对各晶片200同时并行地形成TiN膜。
然后，当结束规定次数的循环处理动作时，控制器40结束旋转驱动机构219对衬托器217的旋转驱动，停止衬托器217与集成盒头300的相对位置移动(S205)。由此，相对位置移动处理动作结束。需要说明的是，若结束规定次数的循环处理动作，则气体供给排气处理动作也结束。
(气体供给排气处理动作)
接着，说明在成膜工序(S103)进行的气体供给排气处理动作。气体供给排气处理动作是对衬托器217上的晶片200进行各种气体的供给/排气的处理动作。
图8是表示在图6的成膜工序进行的气体供给排气处理动作的详情的流程图。
在成膜工序(S103)进行的气体供给排气处理动作中，首先开始气体排气工序(S301)。在气体排气工序(S301)，一边使真空泵444工作一边使阀442为打开状态。由此，在气体排气工序(S301)，从气体供给板310中的各排气区域316将各气体供给区域313～315内的气体经由与各排气区域316连通的气体排气管318、与气体排气管318的集合部分连通的气体导入轴320的气体排气管324、及连接于气体排气管324的上端近旁位置的气体排气管441，而向反应容器外排气。此时，气体供给区域313～315和排气区域316的压力被压力控制器443控制成为规定压力。此外，将衬底处理装置的整个内部排气的排气口，将扩散到气体供给板310外部的气体迅速排气。
气体排气工序(S301)开始后，接着开始非活性气体供给工序(S302)。在非活性气体供给工序(S302)，将非活性气体供给管431的阀434设为打开状态，并调整MFC433以使流量达到规定流量。由此，在非活性气体供给工序(S302)，向连接非活性气体供给管431的气体导入轴320的气体导入管323c流入非活性气体(N2气体)，进而通过与该气体导入管323c连通的气体分配管317向非活性气体供给区域315内供给非活性气体。非活性气体的供给流量例如为100～10000sccm。若进行这样的非活性气体供给工序(S302)，则在介于原料气体供给区域313与反应气体供给区域314之间的非活性气体供给区域315，形成基于非活性气体形成的气帘。
非活性气体供给工序(S302)开始后，接着开始原料气体供给工序(S303)及反应气体供给工序(S304)。
在原料气体供给工序(S303)时，使原料(TiCl4)气化而生成(预气化)原料气体(即TiCl4气体)。原料气体的预气化可以与已说明的衬底搬入工序(S101)、压力温度调整工序(S102)等并行进行。这是因为，为了稳定生成原料气体，需要规定的时间。
然后，生成原料气体后，在原料气体供给工序(S303)，将原料气体供给管411的阀414设为打开状态，并调整MFC413以使流量成为规定流量。由此，在原料气体供给工序(S303)，向连接原料气体供给管411的气体导入轴320的气体导入管323a流入原料气体(TiCl4气体)，进而通过与该气体导入管323a连通的气体分配管317向原料气体供给区域313内供给原料气体。原料气体的供给流量例如为10～3000sccm。
此时，作为原料气体的载体气体，可以供给非活性气体(N2气体)。此时的非活性气体的供给流量例如为10～5000sccm。
若进行这样的原料气体供给工序(S303)，则原料气体(TiCl4气体)向原料气体供给区域313内的整个区域均匀扩散。并且，由于气体排气工序(S301)已经开始，因此扩散到原料气体供给区域313内的原料气体通过连通于排气区域316的气体排气管318而从原料气体供给区域313内经由排气区域316被排气。而且，此时，在相邻的非活性气体供给区域315，由于非活性气体供给工序(S302)的开始，形成了非活性气体的气帘。因此，不会出现供给到原料气体供给区域313内的原料气体从排气区域316向相邻的非活性气体供给区域315侧漏出的情况。
此外，在反应气体供给工序(S304)，将反应气体供给管421的阀424设为打开状态，并调整MFC423以使流量成为规定流量。由此，在反应气体供给工序(S304)，向连接反应气体供给管421的气体导入轴320的气体导入管323b流入反应气体，进而通过连通于该气体导入管323b的气体分配管317向反应气体供给区域314内供给反应气体。反应气体的供给流量例如为10～10000sccm。
需要说明的是，为使最初的TiCl4－NH3的循环在全部晶片200均匀进行，可以构成为：在全部晶片200通过原料气体供给区域313之前，停止向反应气体供给区域314的NH3气体供给，在全部晶片200吸附了TiCl4的基础上供给NH3。
此时，作为反应气体的载体气体或稀释气体，可以供给非活性气体(N2气体)。此时的非活性气体的供给流量例如为10～5000sccm。
需要说明的是，在反应气体供给工序(S304)，将反应气体(NH3气体)活化而产生等离子体，对晶片200供给等离子体状态的反应气体。
若进行这样的反应气体供给工序(S304)，则反应气体(NH3气体)向反应气体供给区域314内的整个区域均匀扩散。并且，由于气体排气工序(S301)已开始，扩散到反应气体供给区域314内的反应气体，通过与排气区域316连通的气体排气管318而从反应气体供给区域314内经由排气区域316被排气。而且，此时，在相邻的非活性气体供给区域315，通过非活性气体供给工序(S302)的开始，形成非活性气体的气帘。因此，不会出现供给到反应气体供给区域314内的反应气体从排气区域316向相邻的非活性气体供给区域315侧漏出的情况。
上述的各工序(S301～S304)在成膜工序(S103)之间依次或并行进行。但是，其开始时机可以是为了提高利用非活性气体的密封性而按上述顺序进行，但未必限于此，若不需要介意作为目标的规定膜厚有1原子层以下的误差，则可以同时开始各工序(S301～S304)。但是，根据膜的种类不同，有时根据最初吸附的气体的不同，在每个晶片200产生膜厚、膜质的差异，因此优选是对于晶片200，使最初暴露的气体相同。
通过并行进行上述的各工序(S301～S304)，由此在成膜工序(S103)，载置于衬托器217的各晶片200依次通过成为原料气体气氛的原料气体供给区域313的下方和成为反应气体气氛的反应气体供给区域314的下方。而且，在原料气体供给区域313与反应气体供给区域314之间介入有成为非活性气体气氛的非活性气体供给区域315及排气区域316，因此不会出现对各晶片200供给的原料气体和反应气体混合存在的情况。
结束气体供给排气处理动作时，首先，结束原料气体供给工序(S305)，并且结束反应气体供给工序(S306)。然后，结束非活性气体供给工序之后(S307)，结束气体排气工序(S308)。但是，这些各工序(S305～S308)的结束时机也与上述的开始时机相同，可以在不同的时机分别结束，也可以同时结束。
(4)等离子体生成
接着，关于在上述的衬底处理工序中，将向反应气体供给区域314供给的反应气体(NH3气体)形成等离子体状态的处理，与等离子体生成部的构成一并详细说明。
等离子体生成部是将向反应气体供给区域314供给的反应气体(NH3气体)形成等离子体状态而生成该反应气体的活性种的部分。活性种是指反应性高的反应中间体，例如作为高反应性粒子的自由基相当于活性种。通过这样的活性种的作用，等离子体的反应性变高。
也就是说，等离子体生成部通过使反应气体形成等离子体状态而生成该反应气体的活性种，由此作为本发明的等离子体生成机构发挥作用。
(等离子体生成部的构成)
以下，主要使用图9～图14说明作为等离子体生成机构的等离子体生成部的构成。
图9是示意性表示第一实施方式涉及的衬底处理装置的等离子体生成部的概要的说明图。图10是表示第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的一构成例的说明图。图11是示意性表示第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的要部构成的立体图。图12是表示第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的其他构成例的说明图。图13是表示第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的其他构成例的说明图。图14是表示第一实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的其他构成例的变形例的说明图。
如图9所示，等离子体生成部具有为了使向反应气体供给区域314供给的反应气体形成等离子体状态、而配置在该反应气体供给区域314内的作为被高频电力供给部的平板电极351。向平板电极351供给来自高频电源341的高频电力。需要说明的是，在图例为了简化图示而示出了将平板电极351仅配置在一个反应气体供给区域314的情况，但实际上对由分割构造体划分的全部反应气体供给区域314设置平板电极351。
然而，气体供给板310的分割构造体被配置成从衬托器217的圆周状中心呈放射状形成各区域313～315。由此，反应气体供给区域314被分割构造体划分为例如俯视扇状。因而，对于配置在反应气体供给区域314内的平板电极351，也形成为与反应气体供给区域314的平面形状对应的形状(例如俯视扇状)。也就是说，平板电极351的平面形状在反应气体供给区域314的整个区域也未必是均匀大小，成为在该反应气体供给区域314的各部分有偏差的大小。
如此，若平板电极351的平面形状是在反应气体供给区域314的各部分有偏差的大小，则使用该平板电极351使反应气体供给区域314内的反应气体形成等离子体状态时，可能引起等离子体偏向平板电极351的面积大的一侧的情况。在图例的情况下，可能产生等离子体在面积大的外周侧集中这样的偏差。若产生这样的等离子体分布的偏差，则对于形成在晶片200上的膜的膜厚、膜质等，可能招致面内均匀性的降低。
此外，在反应容器内，以使处理对象的晶片200依次通过各区域313～315的方式使衬托器217旋转移动，因此在旋转时的内周侧和外周侧，对晶片200的气体暴露量可产生差异。因此，在使反应气体为等离子体状态时，若不考虑反应气体供给区域314的各部分的气体暴露量的差异而调整等离子体分布，则结果对于形成在晶片200上的膜的膜厚、膜质等，可能招致面内均匀性的降低。
因此，在第一实施方式中说明的等离子体生成部，为了降低形成在晶片200上的膜的面内均匀性的降低，构成为能够局部调整反应气体供给区域314的等离子体分布。
具体而言，如图9及图10(a)所示，为了调整在反应气体供给区域314的面内均匀性，配置成与晶片200相对的平板电极351在衬托器217的旋转径向被分割为多个。关于平板电极351的分割数，该分割数越多则越能精细地进行面内均匀性的调整，但该分割数越多则招致结构复杂化。因此，平板电极351至少分割2部分以上，优选是分割为3部分。也就是说，在本实施方式中，平板电极351被分割3部分为：配置在反应气体供给区域314内的内周侧的部分(以下称为“第一区域”)的平板电极351a；在反应气体供给区域314内与第一区域相邻地位于其外周侧的部分(以下称为“第二区域”)配置的平板电极351b；在反应气体供给区域314内位于比第二区域更靠外周侧的部分(以下称为“第三区域”)配置的平板电极351c。如此，在本实施方式中，等离子体生成部包括按反应气体供给区域314的各部分分别单独设置的多个平板电极(被高频电力供给部)351a～351c。
此外，等离子体生成部包括与多个平板电极351a～351c分别对应设置的阻抗调整部352a～352c。阻抗调整部352a～352c是用于调整对各平板电极351a～351c分别供给的电力的部件。作为阻抗调整部352a～352c，使用由公知的电路构成的部件即可。各阻抗调整部352a～352c与高频电源341及匹配器342连接。通过具有这样的阻抗调整部352a～352c，由此可对各平板电极351a～351c，分别供给不同的电力。需要说明的是，若可对各平板电极351a～351c供给不同电力，则可以不设置阻抗调整部352a～352c，而是对各平板电极351a～351c分别单独连接高频电源。但是，从一个高频电源341分配、在中途配置阻抗调整部352a～352c进行调整的方式，在抑制装置构成的复杂化、装置成本上升等方面较为优选。
此外，如图10(b)所示，等离子体生成部具有配置在各平板电极351a～351c与晶片200之间的接地电极353。接地电极353电接地。通过具有这样的接地电极353，由此向各平板电极351a～351c供给来自高频电源341的高频电力时，在各平板电极351a～351c与接地电极353之间产生等离子体。需要说明的是，接地电极353可以由一片板形成而在各平板电极351a～351c共用，也可以与平板电极351同样地被分割多部分而分别与各平板电极351a～351c单独相对。此外，在将接地电极353分割的情况下，可以单独调整各平板电极351a～351c与接地电极353之间的偏压。
对于这样的平板电极351及接地电极353，配置在供给反应气体的反应气体供给区域314内，因此为了抑制妨碍在该反应气体供给区域314内的反应气体动作，如图11所示，可以设置供反应气体通过的气体供给孔354。在该情况下，气体供给孔354的形成位置不受特别限定，可以任意形成。
需要说明的是，等离子体生成部可以构成为不具有上述的接地电极353，而是如图12所示，将衬托器217作为接地电极发挥作用。这样构成的情况下，衬托器217电接地，向各平板电极351a～351c供给来自高频电源341的高频电力，则在各平板电极351a～351c与衬托器217之间产生等离子体。因而，对于衬托器217上的晶片200，等离子体直接碰触，因此供给更具活性的反应气体。
此外，在等离子体生成部具有接地电极353的情况下，也可以是，该接地电极353不配置在各平板电极351a～351c与晶片200之间，而是如图13所示，该接地电极353在与各平板电极351a～351c相同平面上配置在不与该各平板电极351a～351c重叠的位置。也就是说，各平板电极351a～351c与接地电极353在相同平面上呈梳齿状并列配置。在梳齿状的配置中，来自高频电源341的高频电力经过匹配器342及隔离变压器343后由各阻抗调整部352a～352c调整，作为在从第一区域到第三区域分别不同的电力供给到各平板电极351a～351c。若做成这样的梳齿状配置，则由于各平板电极351a～351c和接地电极353配置在同一平面上，因此在反应气体供给区域314的上下方向(晶片200的板厚方向)上有利于节省空间。
此外，在将各平板电极351a～351c和接地电极353配置成梳齿状的情况下，可以不是将接地电极353做成在从第一区域到第三区域分别独立，而是如图14所示，做成在从第一区域到第三区域分别共用的一体型电极。这是因为，由于接地电极353全部是接地电位，因此可以在从第一区域到第三区域分别共用，通过共用能够期待简化电极结构、降低成本等。
(等离子体处理)
接着，说明使用上述构成的等离子体处理部来将反应气体供给区域314内的反应气体形成等离子体状态时的处理。
在将反应气体供给区域314内的反应气体形成等离子体状态时，在向该反应气体供给区域314内供给反应气体的状态下，将来自高频电源341的高频电力供给到平板电极351。
此时，各阻抗调整部352a～352c将来自高频电源341的高频电力分别调整为不同的电力而供给到各平板电极351a～351c。具体而言，阻抗调整部352a对平板电极351a供给例如调整为400W的电力。此外，阻抗调整部352b对平板电极351b供给例如调整为300W的电力。此外，阻抗调整部352c对平板电极351c供给例如调整为200W的电力。
若各阻抗调整部352a～352c对各平板电极351a～351c进行电力供给，则在各平板电极351a～351c与接地电极353(或衬托器217作为接地电极发挥作用时为该衬托器217)之间产生等离子体。并且，反应气体供给区域314内的反应气体成为等离子体状态，生成该反应气体的活性种。
此时，对各平板电极351a～351c分别供给不同的电力。因此，在反应气体供给区域314内生成的反应气体的活性种按配置各平板电极351a～351c的部分而分别其活性度不同。具体而言，在反应气体供给区域314内的反应气体的活性度例如是供给400W电力的平板电极351a所配置的第一区域最高，接着是供给300W电力的平板电极351b所配置的第二区域高，供给200W电力的平板电极351c所配置的第三区域最低。
也就是说，在使反应气体供给区域314内的反应气体为等离子体状态的情况下，通过向各平板电极351a～351c分别供给不同的电力，由此使生成的活性种的活性度在从第一区域到第三区域的各部分而不同。
如此，对于在反应气体供给区域314内生成的反应气体的活性种的活性度，若能按从第一区域到第三区域的各部分分别独立控制，则能够管理反应气体供给区域314内中的等离子体分布的偏差。尤其是在反应气体供给区域314的内周侧的部分和外周侧的部分独立控制活性种的活性度，使第一区域一侧的活性度高于第三区域一侧，则即使在可能出现等离子体集中于平板电极351的面积大的外周侧这样的偏差的情况下，也能纠正这样的等离子体分布偏差。而且，即使在内周侧和外周侧的气体暴露量可产生差异的情况下，能够考虑该气体暴露量的差异地调整等离子体分布，因此能够排除因该气体暴露量的差异所引起的不良影响。
因而，若使用经这样的等离子体处理而成为等离子体状态的反应气体，则对于形成在晶片200上的膜的膜厚、膜质等，能够抑制面内均匀性的降低。
需要说明的是，在此，举出为了抑制晶片200上的膜的面内均匀性的降低，各阻抗调整部352a～352c对各平板电极351a～351c供给内周侧400W、中间300W、外周侧200W的电力的例子，但这仅是一例，本发明不限于此。例如可以是，为了对晶片200上的膜赋予所希望的膜厚梯度，各阻抗调整部352a～352c调整为供给内周侧200W、中间300W、外周侧400W的电力。
此外，在向各平板电极351a～351c供给电力时，关于供给电力的大小如上述这样调整，但关于供给电力的频率、相位等，在第一区域～第三区域的各部分为恒定，关于对各部分的施加时机可以是同时。但是，不限于此，可以调整为在第一区域～第三区域的各部分，使供给电力的频率、相位、施加时机适当不同。
(5)第一实施方式的效果
根据第一实施方式，可起到以下所示的一个或多个效果。
(a)根据第一实施方式，将供给到反应气体供给区域314的反应气体做成等离子体状态而生成该反应气体的活性种，并在使反应气体为等离子体状态时，按反应气体供给区域314的部分而分别独立控制该反应气体的活性种的活性度。由此，能够局部调整反应气体供给区域314的等离子体分布，对于形成在晶片200上的膜的膜厚、膜质等，能够抑制面内均匀性的降低。
(b)根据第一实施方式，在反应气体供给区域314的内周侧的部分和外周侧的部分独立控制反应气体的活性种的活性度。因此，多个晶片200载置在衬托器217上，利用分割构造体将该衬托器217上的空间划分为放射状，由此形成例如俯视扇状的反应气体供给区域314，由此即使在产生等离子体集中于反应气体供给区域314的外周侧这样的偏差的情况、在内周侧和外周侧对晶片200的气体暴露量产生差异的情况下，能够在内周侧和外周侧对等离子体分布局部调整，能够在衬托器217的旋转径向上抑制晶片200的面内均匀性的降低。
(c)此外，根据第一实施方式，在等离子体处理时供给电力的平板电极351在衬托器217的旋转径向上被分割为多个部分，向分割的各个平板电极(被高频电力供给部)351a～351c供给不同的电力。因此，即使在装置完成后(平板电极351组装后)，也能适当设定对各平板电极351a～351c的供给电力，由此能够局部调整反应气体供给区域314的等离子体分布。
(d)此外，根据第一实施方式，具备与各平板电极351a～351c分别对应设置的阻抗调整部352a～352c，通过这些阻抗调整部352a～352c对各平板电极351a～351c供给不同的电力。因此，与例如在各平板电极351a～351c分别连接单独的高频电源的情况相比，能够抑制装置构成的复杂化、装置成本的上升等，同时对各平板电极351a～351c分别单独供给所希望的电力。
＜本发明的第二实施方式＞
接着，参照附图说明本发明的第二实施方式。其中，在此主要说明与上述第一实施方式的不同点，省略关于其他方面的说明。
在第二实施方式中，等离子体生成部的构成与第一实施方式不同。
在此说明的等离子体生成部与作为微波激发高密度等离子体的表面波等离子体(Surface Wave Plasma，以下简称为“SWP”)对应。通过使用SWP，能够在使用第一实施方式这样的平板电极351时所无法实现的低电子温度下生成高电子密度的等离子体，能够在低温实现不带来损伤的工艺处理。需要说明的是，关于SWP的详情是公知的，在此省略其说明。
(等离子体生成部的构成)
图15是表示第二实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的一构成例的说明图。
在第二实施方式中，与SWP对应，作为等离子体生成部，在反应气体供给区域314内配置电介质板361。并且，针对反应气体供给区域314通过气体分配管317供给反应气体和微波，通过电介质板361向反应气体供给区域314内导入微波而形成表面波，通过该表面波激发等离子体，由此使反应气体成为等离子体状态，生成该反应气体的活性种。因此，在电介质板361设有用于将微波导入衬托器217上的晶片200一侧的贯通孔362。
但是，电介质板361形成为其与衬托器217上的晶片200的距离按反应气体供给区域314的部分而不同。具体而言，电介质板361形成为，例如其与衬托器217上的晶片200的距离在反应气体供给区域314的内周侧较远，随着朝向外周侧而距离逐渐接近。
根据这样形成的电介质板361，在反应气体供给区域314内的内周侧和外周侧，反应气体的活性种的活性度不同。这是因为，在反应气体供给区域314的内周侧，微波通过电介质板361的距离短，在反应气体供给区域314的外周侧，微波通过电介质板361的距离长，如此在反应气体供给区域314内的内周侧和外周侧、微波通过电介质板361的距离不同而引起。进一步详细而言是因为，微波通过电介质板361的距离越长，该微波的失活量越多，因此自由基浓度(即，反应气体的活性种的活性度)也变低。
也就是说，第二实施方式的电介质板361形成为其与衬托器217上的晶片200的距离在反应气体供给区域314的内周侧和外周侧不同，由此能够在反应气体供给区域314内的内周侧和外周侧调整等离子体分布。
(第二实施方式的效果)
根据第二实施方式，可起到以下所示的一个或多个效果。
(a)根据第二实施方式，通过使电介质板361的厚度在衬托器217的旋转径向上不同，由此能够进行局部调整以使反应气体供给区域314内的反应气体的活性种的活性度(自由基浓度)在内周侧和外周侧不同。也就是说，能够根据电介质板361的贯通孔362的距离，来调整供给到晶片200的反应气体的活性种的活性度。因而，在衬托器217的旋转径向上，能够抑制晶片200的面内均匀性的降低。
(b)根据第二实施方式，仅通过使电介质板361的厚度方向的大小在反应气体供给区域314内的内周侧和外周侧不同，就能抑制晶片200的面内均匀性的降低，因此，也不会招致装置构成的复杂化等。
(第二实施方式的变形例)
需要说明的是，在第二实施方式中，关于电介质板361的厚度，举出内周侧较薄、随着朝向外周侧而逐渐变厚的例子进行了说明，但也可以与其完全相反地构成该电介质板361的厚度。在该情况下，也能局部调整以使反应气体供给区域314内的反应气体的活性种的活性度(自由基浓度)在内周侧和外周侧不同。
此外，在第二实施方式中，说明了与SWP对应的情况，但不限于此，即使在例如使用现有的等离子体生成部的情况下(例如，通过对平行平板的电力施加来激发等离子体的构成的情况下)，通过具有上述构成的电介质板361，也能按反应气体供给区域314内的部分来调整反应气体的活性种的活性度。
＜本发明的第三实施方式＞
接着，参照附图说明本发明的第三实施方式。但是，在此主要说明与上述的第一实施方式或第二实施方式的不同点，对于其他方面的说明省略。
在第三实施方式中，等离子体生成部的构成与第一实施方式或第二实施方式不同。
(等离子体生成部的构成)
图16是表示第三实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的一构成例的说明图。
在第三实施方式中，作为等离子体生成部，在反应气体供给区域314内具有一对棒状电极371。一对棒状电极371中的一方被供给来自高频电源341的高频电力。一对棒状电极371中的另一方电接地。
但是，一对棒状电极371被设置成按反应气体供给区域314内的部分而彼此的间隔距离L不同。具体而言形成为：在反应气体供给区域314内的内周侧，一对棒状电极371的彼此的间隔距离L较宽，随着朝向外周侧而间隔距离L逐渐变窄。
根据这样形成的一对棒状电极371，根据间隔距离L的大小，供给高频电力时生成的反应气体的活性种的活性度不同。具体而言，间隔距离L越宽则反应气体的活性种的活性度越低，间隔距离L越窄则反应气体的活性种的活性度变高。因而，当向上述的一对棒状电极371的一方供给高频电力时，在反应气体供给区域314内的内周侧，反应气体的活性种的活性度低，在反应气体供给区域314内的外周侧，反应气体的活性种的活性度变高。
也就是说，第三实施方式的一对棒状电极371，以按反应气体供给区域314的部分而彼此的间隔距离L不同的方式配置，因此在反应气体供给区域314内的内周侧和外周侧能够调整等离子体分布。
(第三实施方式的效果)
根据第三实施方式，可起到以下所示的一个或多个效果。
(a)根据第三实施方式，通过使一对棒状电极371的间隔距离L按反应气体供给区域314内的部分而不同，能够以使反应气体供给区域314内的反应气体的活性种的活性度(自由基浓度)在内周侧和外周侧不同的方式进行局部调整。也就是说，可以根据一对棒状电极371的间隔距离L而调整供给到晶片200的反应气体的活性种的活性度。因而，对于衬托器217的旋转径向，可以抑制晶片200的面内均匀性的降低。
(b)根据第三实施方式，仅通过使一对棒状电极371的间隔距离L在反应气体供给区域314内的内周侧和外周侧不同，就能抑制晶片200的面内均匀性的降低，因此不会招致装置构成的复杂化等。
(第三实施方式的变形例)
需要说明的是，在第三实施方式中，关于一对棒状电极371的间隔距离L，举出内周侧宽、而随着朝向外周侧逐渐变窄的情况的例子进行了说明，也可以与其相反地构成。在这种情况下，也能以使反应气体供给区域314内的反应气体的活性种的活性度(自由基浓度)在内周侧和外周侧不同的方式进行局部调整。
＜本发明的第四实施方式＞
接着，参照附图说明本发明的第四实施方式。但是，在此主要说明与上述的第一实施方式、第二实施方式或第三实施方式的不同点，对于其他方面的说明省略。
在第四实施方式中，等离子体生成部的构成与第一实施方式、第二实施方式或第三实施方式不同。
(等离子体生成部的构成)
图17是表示第四实施方式涉及的衬底处理装置所具有的等离子体生成部的一构成例的说明图。
在第四实施方式中，如图17(a)所示，作为等离子体生成部，在反应气体供给区域314内具备缠绕有线圈381的筒状的气体喷嘴382。
如图17(b)所示，气体喷嘴382为内侧喷嘴383和外侧喷嘴384的二重管构造。并且，构成为使供给到内侧喷嘴383的管内的反应气体，通过设于内侧喷嘴383的狭缝385及设于外侧喷嘴384的气体供给孔386而喷出到反应气体供给区域314内。需要说明的是，气体供给孔386等间隔地配置。
在内侧喷嘴383缠绕有线圈381。线圈381与高频电源341及匹配器342连接，通过供给高频电力，由此作为用于使反应气体为等离子体状态的电极发挥作用。需要说明的是，缠绕于内侧喷嘴383的线圈381，被外侧喷嘴384覆盖，以使得其不在反应气体供给区域314内露出。
此外，线圈381构成为使向内侧喷嘴383的缠绕数按反应气体供给区域314的部分而不同。具体而言，在反应气体供给区域314内的内周侧，具有线圈381的缠绕数较密集的部分387，在外周侧具有线圈381的缠绕数较稀疏的部分388。
根据这样形成的线圈381及气体喷嘴382，根据该线圈381的缠绕数的疏密，在供给高频电力时生成的反应气体的活性种的活性度不同。具体而言，线圈381的缠绕数越稀疏，则反应气体的活性种的活性度越低，线圈381的缠绕数越密集，则反应气体的活性种的活性度越高。因而，若在向上述线圈381供给高频电力的同时向气体喷嘴382供给反应气体，则在反应气体供给区域314内的内周侧，反应气体的活性种的活性度低，在反应气体供给区域314内的外周侧，反应气体的活性种的活性度变高。
也就是说，第四实施方式的线圈381及气体喷嘴382配置成按反应气体供给区域314的部分而线圈381的缠绕数不同，因此在反应气体供给区域314内的内周侧和外周侧，能够调整等离子体分布。
(第四实施方式的效果)
根据第四实施方式，可起到以下所示的一个或多个效果。
(a)根据第四实施方式，通过使缠绕于气体喷嘴382的线圈381的缠绕数按反应气体供给区域314内的部分而不同，由此能够使反应气体供给区域314内的反应气体的活性种的活性度(自由基浓度)在内周侧和外周侧不同地进行局部调整。也就是说，能够根据线圈381的缠绕数而调整向晶片200供给的反应气体的活性种的活性度。因而，对于衬托器217的旋转径向，能够抑制晶片200的面内均匀性的降低。
(b)根据第四实施方式，仅通过使缠绕于气体喷嘴382的线圈381的缠绕数在反应气体供给区域314内的内周侧和外周侧不同，就能抑制晶片200的面内均匀性的降低，因此不会招致装置构成的复杂化等。
(第四实施方式的变形例)
需要说明的是，在第四实施方式中，关于线圈381的缠绕数，以内周侧较稀疏、外周侧较密集的情况为例进行了说明，但可以与其完全相反地构成。在该情况下，也能以使反应气体供给区域314内的反应气体的活性种的活性度(自由基浓度)在内周侧和外周侧不同地进行局部调整。
＜本发明的第五实施方式＞
接着，参照附图说明本发明的第五实施方式。但是，在此主要说明与上述的第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式或第四实施方式的不同点，对于其他方面的说明省略。
在第五实施方式中，衬底处理工序与第一实施方式～第四实施方式不同。
(衬底处理工序)
在第五实施方式说明的衬底处理工序中，对于用其他衬底处理装置(但未图示)形成了作为第一膜(第一含硅膜)的多晶硅(Poly－Si)膜的晶片200，以重叠于其Poly－Si膜的方式形成作为第二膜(第二含硅膜)的氮化硅(SiN)膜。SiN膜的形成例如使用六氯乙硅烷(HCDS)气体作为原料气体、使用NH3气体作为反应气体来进行。需要说明的是，反应气体通过在第一实施方式～第四实施方式说明的任一构成的等离子体生成部而成为等离子体状态、生成该反应气体的活性种。在以下的说明中，以使用第一实施方式中说明的构成的等离子体生成部为例。需要说明的是，第一含硅膜只要是以硅为主成分的膜即可，可以是非晶硅膜、单晶硅膜、掺杂了规定元素的硅膜。在此规定元素是指例如溴(B)，碳(C)、氮(N)、铝(Al)、磷(P)、砷(As)中的至少一个以上元素。
图18是表示第五实施方式进行的成膜处理的一具体例的说明图。需要说明的是，图例中示出了作为处理对象的晶片200为四片的情况，但这仅是一例，可以是其他片数(例如五片以上)。
在此，如图18(a)所示，将以一方侧的膜厚较厚、另一方侧的膜厚较薄的方式形成有Poly－Si膜的晶片200作为处理对象。对于这样的晶片200，以重叠于Poly－Si膜的方式形成SiN膜时，按以下的步骤进行衬底处理工序。
若用其他衬底处理装置(但未图示)在晶片200的面上形成有Poly－Si膜，对于该晶片200，使用测定装置(但未图示)测定Poly－Si膜的特性。具体而言，例如测定Poly－Si膜的膜厚分布、膜质(结晶性)分布、膜应力分布、膜组成分布、介电常数分布、电阻值分布、凹凸尺寸等。关于这些测定的详情是公知的，在此省略说明。测定的关于Poly－Si膜的特性的信息(以下，称为“特性信息”)被输入到进行SiN膜形成的衬底处理装置100的控制器221。向控制器221的特性信息输入可以手动进行，也可以利用网络、外部存储介质等进行。
若输入特性信息，则控制器221基于该特性信息，对槽口对准装置106给予指示，以进行晶片200的朝向的检测及该朝向的修正。进而，控制器221对真空搬送机械装置112给予指示，使得以基于槽口对准装置106修正后的朝向将晶片200搬入处理腔室202a内。如此将晶片200搬入到处理腔室202a内后，在该处理腔室202a内，对所搬入的晶片200开始SiN膜的成膜处理。
此时，等离子体生成部调整对平板电极351的电力供给量，以使Poly－Si膜和SiN膜的合计膜厚分布变平坦均匀(flat)。具体而言，基于输入到控制器221的特性信息及在槽口对准装置106的对位结果，如图18(b)所示，以使与Poly－Si膜相反的一方侧的膜厚变薄、另一方侧的膜厚变厚的方式，调整对平板电极351的电力供给量，同时在形成有该Poly－Si膜的晶片200的面上形成SiN膜。
如此重叠于Poly－Si膜地形成了SiN膜的晶片200，其后，被从处理腔室202a内搬出而收纳到晶盒109。
根据以上的衬底处理工序，在形成有Poly－Si膜的晶片200的面上形成SiN膜时，通过在反应气体供给区域314内的内周侧和外周侧调整等离子体分布，由此能够进行使Poly－Si膜和SiN膜的合计膜厚分布变得平坦均匀的调节(tuning)。也就是说，反应气体供给区域314内的等离子体分布，根据作为处理对象的晶片200，可以在该反应气体供给区域314内而局部不同地进行调整。
(第五实施方式的效果)
根据第五实施方式，可起到以下所示的一个或多个效果。
(a)根据第五实施方式，在将反应气体成为等离子体状态时，能够在反应气体供给区域314的内周侧和外周侧对等离子体分布局部调整，由此对于形成在晶片200上的膜的膜厚、膜质等，能够抑制面内均匀性的降低。
(b)根据第五实施方式，根据作为处理对象的晶片200来局部调整反应气体供给区域314的等离子体分布，由此在例如已存在形成完毕的膜的晶片200的面上形成新的膜时，能够使各膜的合计膜厚分布平坦均匀。也就是说，在该情况下，也能抑制晶片200上的面内均匀性的降低。
＜本发明的其他实施方式＞
以上，具体说明了本发明的第一实施方式～第五实施方式，但本发明不限于上述的各实施方式，在不脱离其要旨的范围可进行各种变更。
(气体种)
此外，例如在上述的各实施方式中举出如下情况的例子进行了说明，即，在衬底处理装置进行的成膜工序中，作为原料气体(第1处理气体)使用TiCl4气体，作为反应气体(第2处理气体)使用NH3气体，通过交替供给这些气体而在晶片200上形成TiN膜，但本发明不限于此。即，成膜处理所用的处理气体不限于TiCl4气体、NH3气体等，可以使用其他种类的气体形成其他种类的薄膜。而且在使用三种以上的处理气体的情况下，只要是交替供给这些气体进行成膜处理，则也能适用本发明。
(处理区域的划分数)
在上述的各实施方式中中举出如下情况的例子进行了说明，即，作为气体供给板310中的多个气体供给区域313～315，分别包括原料气体供给区域313和反应气体供给区域314各两个以上，并且包括介于原料气体供给区域313与反应气体供给区域314之间的非活性气体供给区域315，但本发明不限于此。即，只要是处理空间被划分为多个处理区域的衬底处理装置，就能适用本发明。
图19是表示本发明的他的实施方式涉及的衬底处理装置的处理区域的划分方式的例子的说明图。需要说明的是，在图例中，为了便于理解，示出了气体供给板310中原料气体供给区域313(图中的记号A)和反应气体供给区域314(图中的记号B)各具有2个的情况。
在图19(a)所示的例子中，以使原料气体供给区域313(图中的记号A)和反应气体供给区域314(图中的记号B)分别成为同等面积的方式，划分各气体供给区域313、314。在这样构成的气体供给板310中，晶片200通过原料气体供给区域313和反应气体供给区域314的时间、即晶片200分别暴露于原料气体和反应气体的时间大致相等。
但是，根据应在晶片200上形成的薄膜的种类不同，未必需要使晶片200分别暴露于原料气体和反应气体的时间一定是大致相等，有时使其互不相同是适当的。例如，在图19(b)所示的例子中，划分各气体供给区域313、314，以使反应气体供给区域314(图中的记号B)的面积大于原料气体供给区域313(图中的记号A)的面积。在这样构成的气体供给板310中，通过对晶片200的反应气体的供给量多于原料气体，由此能够增多各气体的反应量。此外，与此相反，有时使反应气体供给区域314(图中的记号B)的面积小于原料气体供给区域313(图中的记号A)的面积是适当的。
图20是表示本发明的其他实施方式涉及的衬底处理装置的处理区域的划分方式的例子的说明图。图例示出如下情况：作为原料气体供给区域，包括向晶片200供给第一原料气体的第一原料气体供给区域313、向晶片200供给不同于第一原料气体的第二原料气体的第二原料气体供给区域319。作为第一原料气体，与上述的各实施方式相同，例如使用TiCl4气体。此外，作为第二原料气体，例如使用三甲基铝(TMA)气体。需要说明的是，关于反应气体(NH3气体)及非活性气体(N2气体)，与上述的各实施方式相同。若供给这样种类的气体，则可以在晶片200上形成作为三元系合金的氮化钛铝(TiAlN)的薄膜。
在图20(a)所示的例子中，以使第一原料气体供给区域313(图中的记号A)和反应气体供给区域314(图中的记号B)、第二原料气体供给区域319(图中的记号C)分别为相等面积的方式，划分各气体供给区域313、314、319。在这样构成的气体供给板310中，晶片200通过第一原料气体供给区域313、第二原料气体供给区域319和反应气体供给区域314的时间、即晶片200分别暴露于第一原料气体、第二原料气体及反应气体的时间大致相等。
与此相对，在图20(b)所示的例子中，以使反应气体供给区域314(图中的记号B)的面积大于第一原料气体供给区域313(图中的记号A)及第二原料气体供给区域319(图中的记号C)的面积的方式，划分各气体供给区域313、314、319。在这样构成的气体供给板310中，对晶片200供给的反应气体的供给量多于第一原料气体及第二原料气体，由此能够增多各气体的反应量。
此外，作为处理区域的划分方式，虽然未图示，除了原料气体供给区域之外，可以还包括第一反应气体供给区域和第二反应气体供给区域。具体而言，作为原料气体使用例如HCDS(Si2Cl6)气体，作为第一反应气体使用例如NH3气体，作为第二反应气体使用例如氧气(O2气体)。若供给这样种类的气体，则能够在晶片200上形成SiON的薄膜。
进而，可以追加供给碳原料气体的区域，构成为能够形成SiOCN这样的多元系的薄膜。
(相对位置移动)
在上述的各实施方式中，举出了如下情况为例，通过使衬托器217或集成盒头300旋转，来使衬托器217上的各晶片200与集成盒头300的相对位置移动，但本发明不限于此。即，本发明只要是使衬托器217上的各晶片200与集成盒头300的相对位置移动的机构即可，未必一定是各实施方式说明的旋转驱动式，例如可以是利用输送机等的直动式，也可以同样适用本发明。
(其他)
在上述的各实施方式中，作为衬底处理装置进行的工艺处理而以成膜处理为例，但本发明不限于此。即，只要是衬底依次通过多个处理区域的工艺处理即可，除了成膜处理之外，可以是形成氧化膜、氮化膜的处理、形成包含金属的膜的处理。此外，衬底处理的具体内容无关，不仅是成膜处理，可以很好地适用于退火处理、氧化处理、氮化处理、扩散处理、光刻处理等其他衬底处理。而且，本发明可以很好地适用于其它衬底处理装置、例如退火处理装置、氧化处理装置、氮化处理装置、曝光装置、涂布装置、干燥装置、加热装置、利用等离子体的处理装置等其他衬底处理装置。此外，本发明可以这些装置混合存在。此外，可以将某实施方式的构成的一部分置换为其他实施方式的构成，而且可以在某实施方式的构成中加入其他实施方式的构成。此外，对于各实施方式的构成的一部分，可以追加、削除、置换其他构成。
＜本发明的优选方式＞
以下，附记本发明的优选方式。
[附记1]
根据本发明的一方案，提供一种衬底处理装置，包括：
衬底载置部，供衬底载置；
分割构造体，在与所述衬底载置部相对的空间形成处理区域；
气体供给部，向所述分割构造体所形成的所述处理区域供给处理气体；
等离子体生成部，将所述气体供给部向所述处理区域供给的处理气体形成为等离子体状态并生成该处理气体的活性种，并在形成所述等离子体状态时，按所述处理区域的部分而分别独立控制所述活性种的活性度。
[附记2]
附记1所述的衬底处理装置中，优选是，
所述衬底载置部具有将多个衬底配置成圆周状的衬底载置面，所述分割构造体被配置成从所述圆周状的中心呈放射状地形成多个所述处理区域，
所述等离子体生成部设置在所述分割构造体所形成的多个所述处理区域中的一个以上区域，至少在所述圆周状的中心侧的部分和外周侧的部分独立控制所述活性种的活性度。
[附记3]
附记1或2所述的衬底处理装置中，优选是，
所述等离子体生成部包括：按所述处理区域的部分而分别独立设置的多个被高频电力供给部；和与所述多个被高频电力供给部分别对应设置的阻抗调整部。
[附记4]
附记3所述的衬底处理装置中，优选是，
所述被高频电力供给部由以与所述衬底相对的方式配置的平板电极构成。
[附记5]
附记4所述的衬底处理装置中，优选是，
所述等离子体生成部具备配置于所述平板电极与所述衬底之间的接地电极。
[附记6]
附记4所述的衬底处理装置中，优选是，
所述衬底载置部作为接地电极发挥作用。
[附记7]
附记4所述的衬底处理装置中，优选是，
所述等离子体生成部具备接地电极，所述接地电极配置在与所述平板电极同一平面上、不与该平板电极重叠的位置。
[附记8]
附记1～7中的任一项所述的衬底处理装置中，优选是，
所述等离子体生成部具备如下这样形成的电介质板，在所述处理区域内，所述电介质板与所述衬底的距离按该处理区域的部分而不同。
[附记9]
附记8所述的衬底处理装置中，优选是，
所述电介质板被供给微波。
[附记10]
附记1或2所述的衬底处理装置中，优选是，
所述等离子体生成部具备设置成彼此的间隔距离按所述处理区域的部分而不同的一对电极。
[附记11]
附记1或2所述的衬底处理装置中，优选是，
所述等离子体生成部具备如下电极：所述电极具有在配置于所述处理区域内的筒状的气体喷嘴的周围缠绕的线圈，且该线圈向所述气体喷嘴的缠绕数按所述处理区域的部分而不同。
[附记12]
根据本发明的另一方案，提供一种等离子体生成机构，使向处理区域供给的处理气体为等离子体状态而生成该处理气体的活性种，其中，
在形成所述等离子体状态时，按所述处理区域的部分而分别独立控制所述活性种的活性度。
[附记13]
根据本发明的又一方案，提供一种半导体器件的制造方法，包括如下工序：
衬底载置工序，在衬底载置部上载置衬底；
气体供给工序，向形成在与所述衬底载置部相对的空间的处理区域供给处理气体；
等离子体生成工序，将向所述处理区域供给的处理气体形成为等离子体状态并生成该处理气体的活性种，并在形成所述等离子体状态时，按所述处理区域的部分而分别独立控制所述活性种的活性度。
[附记14]
根据本发明的又一方案，提供一种使计算机执行如下步骤的程序，
衬底载置步骤，在衬底载置部上载置衬底；
气体供给步骤，向形成在与所述衬底载置部相对的空间的处理区域供给处理气体；
等离子体生成步骤，将向所述处理区域供给的处理气体形成为等离子体状态并生成该处理气体的活性种，并在形成所述等离子体状态时，按所述处理区域的部分而分别独立控制所述活性种的活性度。
[附记15]
根据本发明的又一方案，提供一种记录介质，其记录有使计算机执行如下步骤的程序，
衬底载置步骤，在衬底载置部上载置衬底；
气体供给步骤，向形成在与所述衬底载置部相对的空间的处理区域供给处理气体；
等离子体生成步骤，将向所述处理区域供给的处理气体形成为等离子体状态并生成该处理气体的活性种，并在形成所述等离子体状态时，按所述处理区域的部分而分别独立控制所述活性种的活性度。

Claims (4)

1.一种衬底处理装置，包括：
衬底载置部，供多个衬底以圆周状载置，并可旋转移动；
分割构造体，在与所述衬底载置部相对的空间从所述圆周状的中心呈放射状地形成多个处理区域；
气体供给部，向所述分割构造体所形成的所述处理区域供给处理气体；
等离子体生成部，所述等离子体生成部在所述多个处理区域内的至少一个区域具备如下这样形成的电介质板：所述电介质板与所述衬底的距离按该区域的部分而不同；将所述气体供给部向所述处理区域供给的处理气体形成为等离子体状态并生成该处理气体的活性种，并在形成所述等离子体状态时，按所述处理区域的部分而分别使所述活性种的活性度不同。
2.根据权利要求1所述的衬底处理装置，其中，
所述电介质板被供给微波。
3.一种衬底处理装置，包括：
衬底载置部，供多个衬底以圆周状载置，并可旋转移动；
分割构造体，在与所述衬底载置部相对的空间从所述圆周状的中心以放射状形成多个处理区域；
气体供给部，向所述分割构造体所形成的所述处理区域供给处理气体；
等离子体生成部，所述等离子体生成部具备设置成彼此的间隔距离按所述处理区域的部分而不同的一对电极，将所述气体供给部向所述处理区域供给的处理气体形成为等离子体状态并生成该处理气体的活性种，并在形成所述等离子体状态时，按所述处理区域的部分而分别使所述活性种的活性度不同。
4.一种半导体器件的制造方法，包括如下工序：
在衬底载置部上以圆周状载置多个衬底；
使所述衬底载置部旋转移动；
向在与所述衬底载置部相对的空间从所述圆周状的中心呈放射状地形成的多个处理区域供给处理气体；将向所述处理区域内、在至少一个区域以与所述衬底的距离按该区域的部分而不同的方式形成的电介质板供给的处理气体形成为等离子体状态并生成该处理气体的活性种，并在形成所述等离子体状态时，按所述处理区域的部分而分别使所述活性种的活性度不同。
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