CN116072495A - 基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质 - Google Patents

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CN116072495A CN202210273445.1A CN202210273445A CN116072495A CN 116072495 A CN116072495 A CN 116072495A CN 202210273445 A CN202210273445 A CN 202210273445A CN 116072495 A CN116072495 A CN 116072495A
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吉野晃生
大桥直史
高崎唯史
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Abstract

本公开提供一种基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质，能够使基板处理的面内均一性提高。基板处理装置具备：基板处理室，其对基板进行处理；等离子体生成室，其与所述基板处理室连通；气体供给部，其能够向所述等离子体生成室内供给气体；第一线圈，其配置为围绕所述等离子体生成室，并被供给高频电力；以及第二线圈，其配置为围绕所述等离子体生成室，轴向与所述第一线圈相同且卷绕直径与所述第一线圈不同，并且被供给高频电力，通过该高频电力的供给而产生的电压分布的峰值与由所述第一线圈产生的电压分布的峰值不重叠。

Description

基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质
技术领域
本公开涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法和存储介质。
背景技术
专利文献1记载了一种基板处理装置，其通过向两个线圈供给高频电力，从而对处理气体进行等离子体激励来进行基板处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020－161541号公报
发明内容
发明所要解决的课题
另外，在上述基板处理装置中，两个线圈直径相同且同轴地配置。因此，有可能导致基板的面内方向上的等离子体密度不均衡，基板处理的面内均一性降低。
本公开的目的在于，提供一种能够使基板处理的面内均一性提高的技术。
用于解决课题的方案
根据本公开的一方案，提供一种技术，具备：
基板处理室，其对基板进行处理；
等离子体生成室，其与所述基板处理室连通；
气体供给部，其能够向所述等离子体生成室内供给气体；
第一线圈，其配置为围绕所述等离子体生成室，并被供给高频电力；以及
第二线圈，其配置为围绕所述等离子体生成室，轴向与所述第一线圈相同且卷绕直径与所述第一线圈不同，并且被供给高频电力，通过该高频电力的供给而产生的电压分布的峰值与由所述第一线圈产生的电压分布的峰值不重叠。
发明的效果
根据本公开，能够使基板处理的面内均一性提高。
附图说明
图1是在本公开的一方式中适用的基板处理装置的概要结构图。
图2是表示在本公开的比较例中采用的第一谐振线圈的图。
图3是表示图2的第一谐振线圈中的电流与电压的关系的说明图。
图4是表示利用图2的第一谐振线圈对处理气体进行等离子体激励时的处理炉内的状况的图。
图5是图4的第一谐振线圈的轴向中央部的水平剖视图。
图6是表示在本公开的一方式中适用的第二谐振线圈的图。
图7是表示第一谐振线圈和第二谐振线圈中的电流与电压的关系的说明图。
图8是表示利用图7的第一谐振线圈和第二谐振线圈对处理气体进行等离子体激励时的处理炉内的状况的图。
图9是图8的第一谐振线圈和第二谐振线圈的轴向中央部的水平剖视图。
图10是表示在本公开的一方式中适用的基板处理装置的控制部(控制单元)的结构的图。
图11是表示在本公开的一方式中适用的基板处理工序的流程图。
图12是表示利用在本公开的一方式中适用的谐振线圈的变形例对处理气体进行等离子体激励时的处理炉内的状况的图。
图中：
200—晶圆(基板)；212—第一谐振线圈(第一线圈)；214—第二谐振线圈(第二线圈)；FA—第一配置区域；SA—第二配置区域。
具体实施方式
以下参照附图对本公开的一方式进行说明。此外，在以下的说明中使用的各图均为示意图，图中所示各要素的尺寸关系、各要素的比率等未必与实际情况一致。另外，在各图面彼此之间，各要素的尺寸关系、各要素的比率等也未必一致。
(1)基板处理装置的结构
以下使用图1～图10对本公开一方式的基板处理装置100进行说明。本公开一方式的基板处理装置构成为主要对在基板面上形成的膜、基底进行氧化处理。
(处理室)
基板处理装置100具备对作为基板的晶圆200进行等离子体处理的处理炉202。在处理炉202内设置有构成处理室201的处理容器203。处理容器203具备：第一容器即穹顶型的上侧容器210、和第二容器即碗型的下侧容器211。上侧容器210覆盖于下侧容器211之上而形成处理室201。该上侧容器210构成了等离子体容器，该等离子体容器形成对处理气体进行等离子体激励的等离子体生成空间201A。
另外，在下侧容器211的下部侧壁设置有闸阀244。闸阀244构成为当其开启时，能够利用输送机构(图示省略)经由搬入搬出口245向处理室201内搬入晶圆200，或者将晶圆200向处理室201外搬出。闸阀244构成为在关闭时成为保持处理室201内的气密性的隔离阀。
处理室201具有：等离子体生成空间201A、和基板处理空间201B。等离子体生成空间201A是在周围设置有作为电极的线圈、即第一谐振线圈212和第二谐振线圈214的空间，是生成等离子体的空间。等离子体生成空间201A是指在处理室201内比第一谐振线圈212的下端靠上方且比第一谐振线圈212的上端靠下方的空间。基板处理空间201B与等离子体生成空间201A连通，是对晶圆200进行处理的空间。基板处理空间201B是利用等离子体对晶圆200进行处理的空间，且指比第一谐振线圈212的下端靠下方的空间。在本公开的一方式中构成为，等离子体生成空间201A与基板处理空间201B的水平方向的直径大致相同。形成等离子体生成空间201A的结构也被称为等离子体生成室，形成基板处理空间的结构也被称为基板处理室。另外，也可以将等离子体生成空间201A改称为处理室201内的等离子体生成区域。另外，也可以将基板处理空间201B改称为处理室201内的基板处理区域。
(基座)
在处理室201的底侧中央配置有基座(基板载置台)217，基座217是载置晶圆200的基板载置部。基座217设置于处理室201内的第一谐振线圈212的下方。
在基座217的内部一体地埋设有作为加热机构的加热器217B。加热器217B构成为当通电时能够对晶圆200进行加热。
基座217与下侧容器211电绝缘。阻抗调整电极217C设置于基座217内部，用于使在基座217所载置的晶圆200上生成的等离子体的密度的均一性进一步提高。并且，阻抗调整电极217C经由作为阻抗调整部的阻抗可变机构275接地。
在基座217上设置有基座升降机构268，其具备使基座217升降的驱动机构。另外，在基座217上设置有贯通孔217A，并且在下侧容器211的底面设置有晶圆上顶销266。当利用基座升降机构268使基座217下降时，晶圆上顶销266以不与基座217接触的状态脱离贯通孔217A。
(气体供给部)
在处理室201的上方、即上侧容器210的上部，设置有气体供给头236。气体供给头236具备：帽状的盖体233、气体导入口234、缓冲室237、开口238、遮蔽板240、气体吹出口239，且构成为能够向处理室201内供给反应气体。缓冲室237具有作为分散空间的功能，该分散空间使从气体导入口234导入的反应气体分散。
供给含氧气体的含氧气体供给管232A的下游端、供给含氢气体的含氢气体供给管232B的下游端、供给惰性气体的惰性气体供给管232C以在合流管232合流的方式连接于气体导入口234。含氧气体供给管232A也被简称为气体供给管232A，含氢气体供给管232B也被简称为气体供给管232B，惰性气体供给管232C也被简称为气体供给管232C。在含氧气体供给管232A上，从上游侧起依次设置有：含氧气体供给源250A、作为流量控制装置的质量流量控制器(MFC)252A、作为开闭阀的阀门253A。在含氢气体供给管232B上，从上游侧起依次设置有：含氢气体供给源250B、MFC252B、阀门253B。在惰性气体供给管232C上，从上游侧起依次设置有：惰性气体供给源250C、MFC252C、阀门253C。在含氧气体供给管232A、含氢气体供给管232B、惰性气体供给管232C合流的下游侧设置有阀门243A，与气体导入口234的上游端连接。构成为能够通过使阀门253A、253B、253C、243A开闭，利用MFC252A、252B、252C来调整各气体的流量，并经由气体供给管232A、232B、232C，将含氧气体、含氢气体、惰性气体等处理气体向处理室201内供给。
另外构成为，由含氧气体供给管232A、MFC252A、阀门253A和阀门243A，构成了本公开一方式的含氧气体供给系统。此外，由含氢气体供给管232B、MFC252B、阀门253B和阀门243A，构成了本公开一方式的含氢气体供给系统。此外，由惰性气体供给管232C、MFC252C、阀门253C和阀门243A，构成了本公开一方式的惰性气体供给系统。
主要地，由含氧气体供给管232A、含氢气体供给管232B、惰性气体供给管232C、MFC252A、252B、252C、阀门253A、253B、253C和阀门243A，构成了本公开一方式的气体供给部(气体供给系统)。气体供给部(气体供给系统)只要构成为能够向处理容器203内供给处理气体即可，例如可以将任一气体供给系统或者它们的组合称为气体供给部。
(排气部)
在下侧容器211的侧壁设置有气体排出口235，气体排出口235用于从处理室201内排出反应气体。在气体排出口235上连接有气体排出管231的上游端。在气体排出管231上，从上游侧起依次设置有：作为压力调整器(压力调整部)的APC(Auto PressureController：自动压力控制器)阀门242、作为开闭阀的阀门243B、作为真空排气装置的真空泵246。主要地，由气体排出口235、气体排出管231、APC阀门242、阀门243B，构成了本公开一方式的排气部。此外，也可以将真空泵246包含于排气部。
(等离子体生成部)
在处理容器203的外侧，以在处理容器203的外周围绕的方式，分别配置有第一谐振线圈212和第二谐振线圈214。具体而言，是在处理容器203以在与等离子体生成空间201A对应的部分(区域)的外周(等离子体生成室的外周)围绕的方式，分别配置有第一谐振线圈212和第二谐振线圈214。
第一谐振线圈212是将线状或者条带状的导体212A向同一方向呈螺旋状卷绕多周而成。第一谐振线圈212的两端(在图8中为上端212B和下端212C)分别接地，第一谐振线圈212的两端之间的部分围绕处理容器203的外周。具体而言，第一谐振线圈212围绕处理室201的外周部，即围绕上侧容器210的侧壁的外周。换言之，在第一谐振线圈212的内侧插入有处理容器203。此外，在本实施方式中，以由第一谐振线圈212产生的高频电磁场实质上对处理容器203内的处理气体进行等离子体激励的程度，使第一谐振线圈212与处理容器203的外周(外表面)接近。另外，本实施方式的第一谐振线圈212的卷绕直径在第一谐振线圈212上的任意位置都恒定相同。第一谐振线圈212构成为被供给高频电力。
第二谐振线圈214是将线状或者条带状的导体214A向同一方向呈螺旋状卷绕多周而成。第二谐振线圈214的两端(上端214B和下端214C)分别接地，第二谐振线圈214的上端214B与下端214C之间的部分围绕处理容器203的外周。具体而言，第二谐振线圈214围绕处理室201的外周部，即围绕上侧容器210的侧壁的外周。换言之，在第二谐振线圈214的内侧插入有处理容器203。在本实施方式中，与第一谐振线圈212同样地，以由第二谐振线圈214产生的高频电磁场实质上对处理容器203内的处理气体进行等离子体激励的程度，使第二谐振线圈214与处理容器203的外周(外表面)接近。此外，本实施方式的第二谐振线圈214的卷绕直径在第二谐振线圈214上的任意位置都恒定相同。另外，在本实施方式中，第一谐振线圈212的卷绕直径D1和第二谐振线圈214的卷绕直径D2不同。具体而言，第二谐振线圈214的卷绕直径D2大于第一谐振线圈212的卷绕直径D1。这里，卷绕直径D2设定为卷绕直径D1的101％～125％，优选为105％～120％的范围内。
如图8所示，第一谐振线圈212的轴向(即，沿着第一谐振线圈212的螺旋轴的方向)与第二谐振线圈214的轴向(即，沿着第二谐振线圈214的螺旋轴的方向)为相同方向。具体而言，在本实施方式中，第一谐振线圈212的螺旋轴与第二谐振线圈214的螺旋轴同轴。此外，在本实施方式中，各谐振线圈的轴向是与装置上下方向相同的方向，也是与铅垂方向(垂直方向)相同的方向。此外，在图7中，箭头U表示装置上方，箭头R表示处理容器203的径向。这里，处理容器203的径向是与装置的水平方向相同的方向，也是与正交于各谐振线圈的螺旋轴的方向相同的方向。另外，构成第一谐振线圈212的导体212A、与构成第二谐振线圈214的导体214A在垂直方向(谐振线圈的轴向)上交替地配置。这里，若从垂直方向来看第一谐振线圈212和第二谐振线圈214，则第一谐振线圈212的外周部重叠于第二谐振线圈214的内周部。这样从垂直方向来看，第一谐振线圈212的一部分与第二谐振线圈214的一部分重叠，从而能够抑制覆盖各线圈的容器(未图示)在径向上尺寸增大。另一方面，在从垂直方向来看，第一谐振线圈212与第二谐振线圈214不重叠，即在第一谐振线圈212与第二谐振线圈214之间有间隙的情况下，可确保第一谐振线圈212与第二谐振线圈214之间的距离，抑制电弧放电的发生。此外，可以预先将第一谐振线圈212与第二谐振线圈214之间的距离设定为不会发生电弧放电的距离。另外，第二谐振线圈214构成为被供给高频电力。
如图8所示，第一谐振线圈212的线圈部的轴向长度(沿着螺旋轴的长度)比第二谐振线圈214的线圈部的轴向长度(沿着螺旋轴的长度)长。因此，第二谐振线圈214的导体214A相对于第一谐振线圈212的导体212A从垂直方向的上侧到中央部附近为止在垂直方向(谐振线圈的轴向)上交替地配置。这里，在处理容器203的外周形成有配置第一谐振线圈212和第二谐振线圈214的区域。具体而言，将配置第一谐振线圈212和第二谐振线圈214的区域称为第一配置区域并以符号FA表示(参照图8)。另外，将仅配置第一谐振线圈212的区域称为第二配置区域并以符号SA表示(参照图8)。该第二配置区域SA在装置上下方向(垂直方向)上形成于比第一配置区域FA靠近基座217的一侧。
在第一谐振线圈212上连接有：RF传感器272、高频电源273、匹配器274，该匹配器274进行高频电源273的阻抗、输出频率的匹配。
高频电源273向谐振线圈212供给高频电力(RF电力)。RF传感器272设置于高频电源273的输出侧，对所供给的高频电力的前进波、反射波的信息进行监视。被RF传感器272监视的反射波电力向匹配器274输入，匹配器274基于从RF传感器272输入的反射波的信息，以使得反射波最小的方式来控制：高频电源273的阻抗、所输出的高频电力的频率。
高频电源273具备：电源控制单元(控制电路)，其包含用于对振荡频率和输出进行规定的高频振荡电路和前置放大器；以及用于放大至所规定的输出的放大器(输出电路)。电源控制单元基于通过操作面板预先设定的与频率和电力有关的输出条件来控制放大器。放大器经由传输线路向谐振线圈212供给恒定的高频电力。将RF传感器272、匹配器274合起来称为高频电力供给部271。也可以将高频电源273包含于高频电力供给部271。
在第二谐振线圈214连接有：RF传感器282、高频电源283、匹配器284，该匹配器284进行高频电源283的阻抗、输出频率的匹配。
高频电源283向第二谐振线圈214供给高频电力(RF电力)。RF传感器272设置于高频电源283的输出侧，对所供给的高频电力的前进波、反射波的信息进行监视。被RF传感器282监视的反射波电力向匹配器284输入，匹配器284基于从RF传感器282输入的反射波的信息，以使得反射波最小的方式来控制：高频电源283的阻抗、所输出的高频电力的频率。
高频电源283具备：电源控制单元(控制电路)，其包含用于对振荡频率和输出进行规定的高频振荡电路和前置放大器；以及用于放大至所规定的输出的放大器(输出电路)。电源控制单元基于通过操作面板预先设定的与频率和电力有关的输出条件来控制放大器。放大器向第二谐振线圈214经由传输线路供给恒定的高频电力。将RF传感器282、匹配器284合起来称为高频电力供给部281。也可以将高频电源283包含于高频电力供给部281。
第一谐振线圈212形成预定的波长的驻波，因此为了以恒定的波长进行谐振而对卷绕直径、卷绕节距、卷绕周数进行设定。即，第一谐振线圈212的电气长度设定为与从高频电源273供给的高频电力的预定频率下的一个波长的整数倍(1倍、2倍、…)相当的长度。
另外，第二谐振线圈214为了形成预定的波长的驻波，而以由恒定的波长进行谐振的方式对卷绕直径、卷绕节距、卷绕周数进行设定。即，第二谐振线圈214的电气长度设定为与从高频电源283供给的高频电力的预定频率下的一个波长的整数倍(1倍、2倍、…)相当的长度。
具体而言，考虑到施加的电力、产生的磁场强度或者应用的装置的外形等，第一谐振线圈212例如设定为能够使用800kHz～50MHz、0.1～5kW的高频电力产生0.01～10高斯程度的磁场。并且，第一谐振线圈212设定为，截面积为50～300mm2，并且线圈直径为200～500mm，在形成等离子体生成空间201A的腔室的外周侧卷绕2～60周的程度。
同样地，考虑到施加的电力、产生的磁场强度或者应用的装置的外形等，第二谐振线圈214例如设定为能够使用800kHz～50MHz、0.1～5kW的高频电力产生0.01～10高斯程度的磁场。并且，第二谐振线圈214设定为，截面积为50～300mm2，并且线圈直径为200～500mm，在形成等离子体生成空间201A的腔室的外周侧卷绕2～60周的程度。
如图7所示，第一谐振线圈212和第二谐振线圈214配置为驻波的波腹的位置不重叠。换言之，第一谐振线圈212的电压分布的峰值、与第二谐振线圈214的电压分布的峰值不重叠。另外，第一谐振线圈212和第二谐振线圈214之间的距离设定为在各谐振线圈的导体之间不会发生电弧放电的距离。
作为构成第一谐振线圈212和第二谐振线圈214的材料，可使用铜管、铜的薄板、铝管、铝薄板、在聚合物带上蒸镀铜或铝而成的材料等。第一谐振线圈212和第二谐振线圈214由绝缘性材料形成为平板状，并且被在底板248的上端面铅垂地立设的多个支撑件(图示省略)支撑。
第一谐振线圈212的两端电接地。在第一谐振线圈212的两端中，一端(在图1和图2中为上端)212B为了在装置最初设置时或者处理条件变更时对第一谐振线圈212的电气长度进行微调整而经由可动触点300接地。另外，第一谐振线圈212的另一端(在图1和图6中下端)212C作为固定接地而接地。此外，为了在装置最初设置时或者处理条件变更时对第一谐振线圈212的阻抗进行微调整，在第一谐振线圈212的接地的两端之间由可动触点305构成供电部。另外，可动触点305以使得第一谐振线圈212的谐振特性与高频电源273大致相等的方式来调整位置。由于第一谐振线圈212具备可变式接地部和可变式供电部，因此如后述那样，在对处理室201的谐振频率和负荷阻抗进行调整时，能够更加简便地进行调整。此外，本实施方式的第一谐振线圈212的上端212B是本公开的第一接地连接部的一例。另外，第一谐振线圈212的下端212C是本公开的第二接地连接部的一例。此外，当第一谐振线圈212的上端212B附近接地时，该部分成为接地点并成为第一接地连接部。并且，当第一谐振线圈212的下端212C附近接地时，该部分成为接地点并成为第二接地连接部。
第二谐振线圈214的两端电接地。在第二谐振线圈214的两端中，一端(在图1和图6中为上端)214B为了在装置最初设置时或者处理条件变更时对第二谐振线圈212的电气长度进行微调整而经由可动触点302接地。另外，第一谐振线圈212的另一端(在图1和图6中为下端)214B作为固定接地而接地。此外，为了在装置最初设置时或者处理条件变更时对第二谐振线圈214的阻抗进行微调整，在第二谐振线圈214的接地的两端之间由可动触点306构成供电部。另外，可动触点306以使得第二谐振线圈214的谐振特性与高频电源283大致相等的方式来调整位置。由于第二谐振线圈214具备可变式接地部和可变式供电部，因此如后述那样，在对处理室201的谐振频率和负荷阻抗进行调整时，能够更加简便地进行调整。此外，本实施方式的第二谐振线圈214的上端214B是本公开的第三接地连接部的一例。另外，第二谐振线圈212的下端214C是本公开的第四接地连接部的一例。此外，当第二谐振线圈214的上端214B附近接地时，该部分成为接地点并成为第三接地连接部。并且，当第二谐振线圈214的下端214C附近接地时，该部分成为接地点并成为第四接地连接部。
以相位电流和反相位电流关于第一谐振线圈212的电气中点对称地流动的方式，在第一谐振线圈212的一端和另一端的至少一方，插入由谐振线圈和屏蔽部构成的波形调整电路308。波形调整电路308通过将第一谐振线圈212设定为非电连接状态、或者设定为电等效状态而构成开路。此外也可以是，第一谐振线圈212的端部利用扼流串联电阻而不接地，并与固定基准电位直流连接。
另外，以相位电流和反相位电流关于第二谐振线圈214的电气中点对称地流动的方式，在第二谐振线圈214的一端和另一端的至少一方，插入由谐振线圈和屏蔽部构成的波形调整电路309。波形调整电路309通过将第二谐振线圈214设定为非电连接状态、或者设定为电等效状态而构成开路。此外也可以是，第二谐振线圈214的端部利用扼流串联电阻而不接地，并与固定基准电位直流连接。
此外，波形调整电路只要配置于第一谐振线圈212和第二谐振线圈214的至少一方即可。这里，作为波形调整电路308、309，例如可以采用可变电容器，也可以是由导电体构成的线(线圈)。
设置屏蔽板223是为了对第一谐振线圈212和第二谐振线圈214外侧的电场进行屏蔽，并且是为了在屏蔽板223与第一谐振线圈212或者第二谐振线圈214之间形成构成谐振电路所需的电容成分(C成分)。屏蔽板223通常使用铝合金等导电性材料构成为圆筒状。屏蔽板223从第一谐振线圈212和第二谐振线圈214各自的外周隔开5～150mm程度的距离配置。
主要地，由第一谐振线圈212、RF传感器272、匹配器274构成了本公开一方式的第一等离子体生成部。此外，也可以作为第一等离子体生成部而包含高频电源273。
另外，主要地，由第二谐振线圈214、RF传感器282、匹配器284构成了本公开一方式的第二等离子体生成部。此外，也可以作为第二等离子体生成部而包含高频电源283。
将第一等离子体生成部与第二等离子体生成部合起来称为等离子体生成部。
接下来，对本公开一方式的装置的等离子体生成原理和生成的等离子体的性质进行说明。第一谐振线圈212和第二谐振线圈214的等离子体生成原理相同，因此这里以使用一个第一谐振线圈212的情况为例进行说明(参照图3～图5)。
关于由第一谐振线圈212构成的等离子体发生电路，其由RLC的并联谐振电路构成。在从高频电源273供给的高频电力的波长与第一谐振线圈212的电气长度相同的情况下，第一谐振线圈212的谐振条件是：使得由第一谐振线圈212的电容成分或者电感成分产生的电抗成分相互抵消而成为纯电阻。但是，当在上述等离子体发生电路中产生等离子体时，会由于第一谐振线圈212的电压部与等离子体之间的电容耦合的变动、等离子体生成空间201A与等离子体之间的感应耦合的变动和等离子体的激励状态等，使得实际的谐振频率略微变动。
因此，关于本公开一方式的基板处理装置100，为了在电源侧对产生等离子体时的第一谐振线圈212的谐振的偏移进行补偿，通过RF传感器272对在产生等离子体时从第一谐振线圈212发出的反射波电力进行检测，匹配器274具有基于检出的反射波电力对高频电源273的输出进行修正的功能。
具体而言，匹配器274基于在RF传感器272中检出的产生等离子体时的从第一谐振线圈212发出的反射波电力，以使得反射波电力最小的方式，使高频电源273的阻抗或输出频率增加或者减少。在对阻抗进行控制时，匹配器274由对预先设定的阻抗进行修正的可变电容器控制电路构成。在对频率进行控制时，匹配器274由对预先设定的高频电源273的振荡频率进行修正的频率控制电路构成。此外，高频电源273也可以与匹配器274构成为一体。
根据上述结构，在本公开一方式的第一谐振线圈212中，由于供给包含等离子体的基于该谐振线圈的实际谐振频率的高频电力(或者以与包含等离子体的该谐振线圈的实际阻抗匹配的方式供给高频电力)，因此形成相位电压与反相位电压始终相互抵消的状态的驻波(参照图3)。并且，在第一谐振线圈212的电气长度与高频电力的波长相同的情况下，在第一谐振线圈212的电气中点(电压为零的结点)产生最高的相位电流。具体而言，从高频电源273向第一谐振线圈212供给高频电力，在第一谐振线圈212的线路上的两端之间的区间，形成具有高频电力的例如一个波长分的长度的电流和电压的驻波。在图3的右侧的波形中，虚线表示电流，实线表示电压。如图3的右侧的波形所示，在第一谐振线圈212的两端及其中点(即电气中点)，电流的驻波的振幅最大。
在第一谐振线圈212的电气中点的附近，几乎没有与处理室壁、基座217的电容耦合，且形成电势极低的环状的电感耦合等离子体(ICP(Inductively Coupled Plasma))310。具体而言，在电流的振幅最大的第一谐振线圈212的电气中点的附近形成高频磁场，由该高频磁场感应的高频电磁场引起向上侧容器210内的等离子体生成空间201A内供给的处理气体的放电。伴随着该放电而激励处理气体，在第一谐振线圈212的电气中点的附近产生处理气体的等离子体。以下，将由这样在电流的振幅较大的位置(区域)的附近形成的高频电磁场生成的处理气体的等离子体称为感应耦合等离子体。如图4所示，在沿着上侧容器210内的内壁面的空间中，在第一谐振线圈212的中点附近的区域呈环状生成ICP，在晶圆200的面内方向上生成等离子体密度均一的ICP。另外，基于同样的原理，在第一谐振线圈212的轴向的两端侧也生成电感耦合等离子体。
接下来，对使用第一谐振线圈212和第二谐振线圈214生成等离子体的状态进行说明。
在图8所示的本公开一方式的基板处理装置100中，与图4所示第一谐振线圈212仅为一个的方式同样地，在等离子体生成空间201A的周围分别配置有第一谐振线圈212和第二谐振线圈214。并且，如果在向等离子体生成空间201A供给了处理气体的状态下向第一谐振线圈212供给高频电力，则基于前述的原理，如图7的右侧所示那样产生电压和电流，并且如图8所示那样在等离子体生成空间201A生成ICP310。
同样地，如果在向等离子体生成空间201A供给了处理气体的状态下向第二谐振线圈214供给高频电力，则基于前述的原理，如图7的左侧所示那样产生电压和电流，并且如图8所示那样在等离子体生成空间201A产生ICP312。
通过这样使用多个谐振线圈，从而与利用一个谐振线圈生成等离子体的情况相比，能够生成较多的等离子体。即，能够较多地生成等离子体中的基团成分。
在本实施方式中，使第二谐振线圈214的卷绕直径D2与第一谐振线圈212的卷绕直径D1不同，因此能够如图7所示那样，使第一谐振线圈212的电压分布的峰值与第二谐振线圈214的电压分布的峰值在径向上错开。即，各谐振线圈的电压分布的峰值彼此不重叠。通过这样使两个谐振线圈的电压分布的峰值错开，从能够使浓度较高的电感耦合等离子体的径向的密度均一化(参照图9)。由此，能够实现基板面内(晶圆表面内)的均一化。
另外，本实施方式的第二谐振线圈214构成为，在与轴向正交的方向(水平方向)上，电压分布的峰值不与第一谐振线圈212的电压分布的峰值重叠。通过这样使水平方向的电压分布的峰值错开，从能够使等离子体密度均一化。例如图9所示那样，从两个谐振线圈形成不同部位的ICP，从而使得径向的等离子体量变多。
另外，本实施方式的第二谐振线圈214构成为，在轴向(垂直方向)上，电压分布的峰值不与第一谐振线圈212的电压分布的峰值重叠。通过这样使垂直方向的电压分布的峰值错开，从而能够利用另一方的电感耦合等离子体，对一方的电感耦合等离子体的粗状态进行补偿。因此，能够使电感耦合等离子体整体的寿命延长。
另外，在本实施方式中，在处理容器203的外周形成有第一配置区域FA和第二配置区域SA。这里，在第二配置区域SA仅连续地配置有第一谐振线圈212，因此能够调整相对于等离子体生成空间201A而言的线圈长度的物理长度。由此，能够确保相对设计而言的灵活性。
另外，在本实施方式中构成为，第一谐振线圈212的卷绕直径D1小于第二谐振线圈214的卷绕直径D2。这样能够以与第二谐振线圈214相比而言较小的卷绕直径来形成电压分布的峰值，从而能够向基板(晶圆)中心区域供给密度高的电感耦合等离子体。
另外，本实施方式的第二配置区域SA在轴向(垂直方向)上形成于比第一配置区域FA接近处理容器203的载置晶圆200的基座217的一侧。这里，通过使接近基座217的一侧的谐振线圈的卷绕直径较小，从而易于向正下方的晶圆200的中心区域供给等离子体。
另外，本实施方式的处理容器203具有能够从基座217的外周排出处理气体的排气部。由此，能够使向晶圆200的中心区域供给的电感耦合等离子体的流动向基座217的外周方面扩散。即，能够使向晶圆的中心区域供给的密度高的等离子体向外周方向扩散，因此，能够使晶圆200的面内的处理均一。
另外，在本实施方式中构成为，在第一配置区域FA，第一谐振线圈212的导体212A和第二谐振线圈214的导体214A以不会发生电弧放电的距离分离。并且构成为，在第二配置区域SA，第一谐振线圈212的导体212A之间以不会发生电弧放电的距离分离。这里，当谐振线圈之间的电压差达到阈值以上时则发生电弧放电，由此可能导致电力泄漏，发生泄漏时无法形成所需的电感耦合等离子体。对此，在本实施方式中，使导体212A和导体214A成为不会发生电弧放电的距离来抑制漏电，从而能够形成所需的电感耦合等离子体。
另外，本实施方式的第一谐振线圈212构成为，接地的两端之间的电气长度为向第一谐振线圈212供给的高频电力的波长的倍增的长度。通过这样使第一谐振线圈的两端接地，从而能够形成供给的高频电力的波长的倍增。由此，能够形成图7所示的电压的正弦曲线，从而容易控制第一谐振线圈212的电压分布的峰值。
另外，本实施方式的第二谐振线圈214构成为，接地的两端之间的电气长度为向第二谐振线圈214供给的高频电力的波长的倍增的长度。通过这样使第二谐振线圈214的两端接地，从而能够形成供给的高频电力的波长的倍增。由此，能够形成图7所示的电压的正弦曲线，从而容易控制第二谐振线圈214的电压分布的峰值。
另外，在本实施方式中，为了使第一谐振线圈212的电气长度与第二谐振线圈214的电气长度相等，在第一谐振线圈212和第二谐振线圈214双方连接有对电气长度进行修正的波形调整电路308、309。在无法通过接地进行调整的情况下，能够如上述这样采用波形调整电路308、309来调整电气长度。
另外，在本实施方式中构成为，第一谐振线圈212的接地的上端212B相对于第二谐振线圈214的接地的上端214B而言，在垂直方向上的位置不同。通过这样使各谐振线圈的上端各自的接地高度不同，从而能够更加可靠地使电压分布的峰值的位置错开。
另外，在本实施方式中构成为，第一谐振线圈212的接地的下端212C相对于第二谐振线圈214的接地的下端214C而言，在垂直方向上的位置不同。通过这样使各谐振线圈的下端各自的接地高度不同，从而能够更加可靠地使电压分布的峰值的位置错开。
另外，在本实施方式中，从与第一谐振线圈212连接的高频电源273发生的高频和从与第二谐振线圈214连接的高频电源283发生的高频为相同频率。如果这样使高频电源273与高频电源283的频率相同，则能够使高频电源273、283的波长相同，从而容易控制电压分布的峰值位置。
另外，在本实施方式中，后述的控制器221在向第一谐振线圈212和第二谐振线圈214供给高频电力的状态下控制向处理室201供给处理气体。因此，能够在等离子体生成空间201A生成两种电感耦合等离子体，从而能够使电感耦合等离子体更加可靠地均一化。
(控制部)
关于作为控制部的控制器221，其构成为通过信号线A对APC阀门242、阀门243B和真空泵246进行控制。另外，控制器221构成为，通过信号线B对基座升降机构268进行控制。另外，控制器221构成为，通过信号线C对加热器功率调整机构276和阻抗可变机构275进行控制。另外，控制器221构成为，通过信号线D对闸阀244进行控制。另外，控制器221构成为，通过信号线E对RF传感器272、高频电源273、匹配器274、RF传感器282、高频电源283、匹配器284进行控制。另外，控制器221构成为，通过信号线F对MFC252A～252C、阀门253A～253C、和阀门243A进行控制。
如图10所示，控制部(控制单元)即控制器221由计算机构成，该计算机具备：CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)221A、RAM(Random Access Memory：随机访问存储器)221B、存储装置221C和I/O端口221D。RAM221B、存储装置221C和I/O端口221D构成为，能够经由内部总线221E与CPU221A进行数据交换。在控制器221上例如连接有输入输出装置225，该输入输出装置225由触控面板、显示器等构成。
存储装置221C例如由闪存、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)等构成。在存储装置221C内以可读取的方式存储有：对基板处理装置的动作进行控制的控制程序、记载有后述的基板处理步骤或条件等的程序配方等。制程配方是为了使控制器221执行后述的基板处理工序中的各步骤以获得预定的结果而组合而成，且作为程序发挥功能。以下也将该程序配方、控制程序等简单地统称为程序。此外，在本说明书中，“程序”的含义包括：仅指程序配方本身、仅指控制程序本身、或者是指上述两者。另外，RAM221B构成为存储区域(工作区)，将由CPU221A读取的程序、数据等暂时地保持。
在I/O端口221D上连接有：上述的MFC252A～252C、阀门253A～253C、阀门243A、243B、闸阀244、APC阀门242、真空泵246、RF传感器272、高频电源273、匹配器274、RF传感器282、高频电源283、匹配器284、基座升降机构268、阻抗可变机构275、加热器功率调整机构276等。
CPU221A从存储装置221C读取控制程序并执行，并且构成为，按照从输入输出装置225输入的操作指令等，从存储装置221C读取制程配方。并且，CPU221A按照读取的制程配方的内容，并通过I/O端口221D和信号线A来控制：APC阀门242的开度调整动作、阀门243B的开闭动作、以及真空泵246的启动、停止。另外，CPU221A构成为按照上述制程配方的内容，并通过信号线B来控制基座升降机构268的升降动作。另外，CPU221A构成为按照上述制程配方的内容，并通过信号线C来控制：通过加热器功率调整机构276进行的对向加热器217B供给的电量的调整动作(温度调整动作)、通过阻抗可变机构275进行的阻抗値调整动作。另外，CPU221A构成为按照上述制程配方的内容，并通过信号线D来控制闸阀244的开闭动作。另外，CPU221A构成为按照上述制程配方的内容，并通过信号线E来控制：RF传感器272、匹配器274、高频电源273、RF传感器282、匹配器284、高频电源283的动作。另外，CPU221A构成为按照上述制程配方的内容，并通过信号线F来控制：MFC252A～252C对各种处理气体的流量调整动作、阀门253A～253C和阀门243A的开闭动作。此外，CPU221A也可以对上述以外的装置结构部件的动作进行控制。
控制器221可以通过将外部存储装置(例如，磁带、软盘、和硬盘等磁盘、CD、DVD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器、存储卡等半导体存储器)226中存储的上述程序安装于计算机而构成。存储装置221C和外部存储装置226由可计算机读取的存储介质构成。以下也将这些简单地统称为存储介质。在本公开中，“存储介质”的含义包括：仅指存储装置221C本身、仅指外部存储装置226本身、或者是指上述两者。此外，程序向计算机的提供也可以不使用外部存储装置226，而是利用互联网、专用线路等的通信手段来进行。
(2)基板处理工序
接下来主要利用图11来对本公开一方式的基板处理工序进行说明。图11是表示本公开一方式的基板处理工序的流程图。关于本公开一方式的基板处理工序，例如是作为闪存等半导体器件的制造工序的一工序，由上述的基板处理装置100实施。在以下的说明中，构成基板处理装置100的各部的动作通过控制器221进行控制。
此外，虽然图示省略，但在通过本公开一方式的基板处理工序进行处理的晶圆200的表面，预先形成了具有纵横比高的凹凸部的沟槽。在本公开的一方式中，对于在沟槽的内壁露出的例如硅(Si)层，作为使用等离子体的处理而进行氧化处理。
(基板搬入工序S110)
首先将上述的晶圆200搬入处理室201内。具体而言，是利用基座升降机构268使基座217下降到晶圆200的搬送位置。并且，使晶圆上顶销266贯通于基座217的贯通孔217A。其结果是，使得晶圆上顶销266成为比基座217表面突出预定量的高度的状态。
接下来打开闸阀244。并且利用晶圆输送机构(图示省略)，将晶圆200从与处理室201相邻的真空搬送室搬入处理室201内。搬入的晶圆200在从基座217表面突出的晶圆上顶销266上被支撑为水平姿态。在向处理室201内搬入晶圆200之后，使晶圆输送机构向处理室201外退避。然后，关闭闸阀244，使处理室201内密闭。利用基座升降机构268使基座217上升，从而将晶圆200支撑于基座217的上表面。
(升温/真空排气工序S120)
接下来，使搬入处理室201内的晶圆200升温。加热器217B预先进行加热，并在嵌入有加热器217B的基座217上保持晶圆200。通过该的保持，将晶圆200加热为例如150～750℃的范围内的预定値。另外，在晶圆200升温期间，利用真空泵246并经由气体排出管231对处理室201内进行真空排气，使处理室201内的压力成为预定的値。真空泵246至少在后述的基板搬出工序S160结束之前持续工作。
(反应气体供给工序S130)
接下来，开始供给含氧气体和含氢气体，作为反应气体。具体而言，打开阀门253A和阀门253B，开始一边通过MFC252A和MFC252B进行流量控制，一边向处理室201内供给含氧气体和含氢气体。此时，含氧气体的流量例如设为20～2000sccm的范围内的预定値。另外，含氢气体的流量例如设为20～1000sccm的范围内的预定値。
另外，对APC阀门242的开度进行调整，控制处理室201内的排气，使得处理室201内的压力成为例如1～250PA的范围内的预定压力。这样，对处理室201内适度地进行排气，并在后述的等离子体处理工序S140结束之前，持续地供给含氧气体和含氢气体。
作为含氧气体，例如可以使用氧气(O2)、一氧化二氮(N2O)气体、一氧化氮(NO)气体、二氧化氮(NO2)气体、臭氧(O3)气体、水蒸气(H2O气体)、一氧化碳(CO)气体、二氧化碳(CO2)气体等。作为含氧气体，可以使用这些其中的一种以上。
另外，作为含氢气体，例如可以使用氢气(H2)、重氢(D2)气体、H2O气体、氨气(NH3)等。作为含氢气体，可以使用这些其中的一种以上。此外，当作为含氧气体采用H2O气体时，优选作为含氢气体使用H2O气体以外的气体，当作为含氢气体采用H2O气体时，优选作为含氧气体使用H2O气体以外的气体。
作为惰性气体，例如可以采用氮气(N2)，此外还可以采用氩气(Ar)、氦气(HE)、氖气(NE)、氙气(XE)等稀有气体。作为惰性气体，可以采用这些其中的一种以上。
(等离子体处理工序S140)
在等离子体处理工序S140中，首先从气体供给部供给处理气体，并且从高频电力供给部271向第一谐振线圈212供给高频电力，而不从高频电力供给部281向第二谐振线圈214供给高频电力。
具体而言，当处理室201内的压力稳定后，开始从高频电源273经由RF传感器272向第一谐振线圈212施加高频电力。
由此，在被供给了含氧气体和含氢气体的等离子体生成空间201A内形成高频电磁场。利用该高频电磁场，在等离子体生成空间201A的相当于第一谐振线圈212的电气中点的高度位置，激励具有最高的等离子体密度的环状的ICP310。等离子体状的含氧气体和含氢气体发生解离，生成含氧的氧基团(氧活性种)、氧离子、含氢的氢基团(氢活性种)、氢离子等反应种。
向在基板处理空间201B中保持于基座217上的晶圆200的沟槽内均匀地供给由电感耦合等离子体生成的基团和未加速状态的离子。供给的基团和离子与侧壁均匀地发生反应，使表面的层(例如Si层)改性为台阶覆盖良好的氧化层(例如Si氧化层)。
之后，当经过预定的处理时间、例如10～300秒后，停止从高频电源273输出电力。
接下来，从气体供给部供给处理气体，并且从高频电力供给部281向第二谐振线圈214供给高频电力，并停止从高频电力供给部271向第一谐振线圈212供给高频。具体而言，当处理室201内的压力稳定后，开始从高频电源283经由RF传感器282向第二谐振线圈214施加高频电力。
由此，在被供给了含氧气体和含氢气体的等离子体生成空间201A内形成高频电磁场。利用该高频电磁场，在等离子体生成空间201A的相当于第二谐振线圈214的电气中点的高度位置，激励具有最高的等离子体密度的环状的ICP312。等离子体状的含氧气体和含氢气体发生解离，生成含氧的氧基团(氧活性种)、氧离子、含氢的氢基团(氢活性种)、氢离子等反应种。
向在基板处理空间201B保持于基座217上的晶圆200的沟槽内均匀地供给因由电感耦合等离子体生成的基团、和由第一谐振线圈212产生的电感耦合等离子体而在本工序中长寿命化的基团、未加速状态的离子。供给的基团和离子与侧壁均匀地发生反应，使表面的层(例如Si层)改性为台阶覆盖良好的氧化层(例如Si氧化层)。
之后，当经过预定的处理时间、例如10～300秒后，停止从高频电源283输出电力，停止处理室201内的等离子体放电。
另外，关闭阀门253A和阀门253B，停止向处理室201内供给含氧气体和含氢气体。经过以上过程结束等离子体处理工序S140。
(真空排气工序S150)
停止含氧气体和含氢气体的供给之后，经由气体排出管231对处理室201内进行真空排气。由此，将处理室201内的含氧气体、含氢气体、这些气体反应产生的排放气体等向处理室201外排出。之后，调整APC阀门242的开度，将处理室201内的压力调整为和与处理室201相邻的真空搬送室(图示省略)相同的压力。此外，真空搬送室是晶圆200的搬出目的地。
(基板搬出工序S160)
当处理室201内达到预定的压力后，使基座217下降到晶圆200的搬送位置，在晶圆上顶销266上支撑晶圆200。并且，打开闸阀244，利用晶圆输送机构将晶圆200向处理室201外搬出。
经过以上过程，结束本公开一方式的基板处理工序。
＜其他方式＞
以上对本公开的各种典型实施方式和变形例进行了说明，本公开不限于这些实施方式，并能够适当组合应用。
在上述方式中，第二配置区域SA在装置上下方向(垂直方向)上形成于比第一配置区域FA接近基座217的一侧，但是本公开不限于此。例如，第二配置区域SA也可以在装置上下方向(垂直方向)上形成于比第一配置区域FA远离基座217的一侧。
另外，在上述方式中，如图8所示，在处理容器203的外周形成有第一配置区域FA和第二配置区域SA，但是本公开不限于此。例如图12所示那样，也可以隔着第二配置区域SA在第一配置区域FA的相反侧形成第三配置区域TA，该第三配置区域TA在轴向(垂直方向)上交替地配置有：第一谐振线圈212的导体212A和第二谐振线圈214的导体214A。此时，通过使第一谐振线圈212的两端侧接地，从而能够形成供给的高频电力的波长的倍增，由此能够形成电压的正弦曲线。由此，容易控制第一谐振线圈212的电压分布的峰值。
另外，在上述方式中，使第一谐振线圈212的线圈部的轴向的长度与第二谐振线圈214的线圈部的轴向的长度不同，但是本公开不限于此。也可以是，第一谐振线圈212的线圈部的轴向的长度与第二谐振线圈214的线圈部的轴向的长度相同。这里，例如可以将第一谐振线圈212和第二谐振线圈214作为整体配置为重叠，也可以使第一谐振线圈212的下部与第二谐振线圈214的上部重叠进行配置。此外，在第一谐振线圈212的线圈部的轴向的长度与第二谐振线圈214的线圈部的轴向的长度不同的情况下，也可以与上述同样地，使第一谐振线圈212的线圈部的轴向的一部分与第二谐振线圈214的线圈部的轴向的一部分重叠进行配置。
在上述方式中，由处理容器203构成的处理室201具有等离子体生成室和基板处理室，即，等离子体生成室和基板处理室由相同的处理容器203构成，本公开不限于该结构。例如，也可以使等离子体生成室和基板处理室分别由不同的容器构成。
另外，在上述方式中说明了利用等离子体对基板表面进行氧化处理的例子，但是除此之外，也可以应用于作为处理气体采用含氮气体的氮化处理。另外，不限于氮化处理和氧化处理，也可以应用于利用等离子体对基板实施处理的各种技术。例如可以应用于：利用等离子体进行的对基板表面所形成的膜的改性处理、掺杂处理、氧化膜的还原处理、对该膜的蚀刻处理、以及抗蚀剂的灰化处理等。
另外，在上述方式中，使用两个谐振线圈进行了说明，但是本公开不限于此。例如也可以使用三个以上的谐振线圈。
此外，虽然对于本公开以特定的实施方式和变形例进行了详细说明，但是本公开不限于这些实施方式和变形例，能够在本公开的范围内采取其他各种实施方式，这对于本领域人员是显而易见的。
＜本公开的优选方式＞
以下对本公开的优选方案进行附记。
(附记1)
根据本公开的一方案，提供一种基板处理装置，其具备：
基板处理室，其对基板进行处理；
等离子体生成室，其与所述基板处理室连通；
气体供给部，其能够向所述等离子体生成室内供给气体；
第一线圈，其配置为围绕所述等离子体生成室，并被供给高频电力；以及
第二线圈，其配置为围绕所述等离子体生成室，轴向与所述第一线圈相同且卷绕直径与所述第一线圈不同，并且被供给高频电力，通过该高频电力的供给而产生的电压分布的峰值与由所述第一线圈产生的电压分布的峰值不重叠。
(附记2)
根据附记1所述的基板处理装置，优选，
在与轴向正交的方向上，所述第二线圈的电压分布的峰值与所述第一线圈的电压分布的峰值不重叠。
(附记3)
根据附记1或者附记2所述的基板处理装置，优选，
在轴向上，所述第二线圈的电压分布的峰值与所述第一线圈的电压分布的峰值不重叠。
(附记4)
根据附记1所述的基板处理装置，优选，
在所述等离子体生成室的外周形成有：第一配置区域，其在所述轴向上交替地配置构成所述第一线圈的导体和构成所述第二线圈的导体；以及第二配置区域，其在所述轴向上空开间隔地仅配置所述第一线圈的导体。
(附记5)
根据附记1至附记4中任一项所述的基板处理装置，优选，
所述第一线圈的卷绕直径比所述第二线圈的卷绕直径小。
(附记6)
根据附记4或者附记5所述的基板处理装置，优选，
所述第二配置区域在所述轴向上形成于比所述第一配置区域接近载置所述基板的基板载置部的一侧。
(附记7)
根据附记6所述的基板处理装置，优选，
具有排气部，该排气部能够从所述基板载置部的外周排出所述气体。
(附记8)
根据附记4～附记7中任一项所述的基板处理装置，优选，
在所述第一配置区域，所述第一线圈的导体和所述第二线圈的导体以不会发生电弧放电的距离分离，
在所述第二配置区域，所述第一线圈的导体之间以不会发生电弧放电的距离分离。
(附记9)
根据附记4或者附记5所述的基板处理装置，优选，
所述第二配置区域在所述轴向上形成于比所述第一配置区域远离载置所述基板的基板载置部的一侧。
(附记10)
根据附记4～附记7中任一项所述的基板处理装置，优选，
在所述等离子体生成室的外周，且隔着所述第二配置区域在与所述第一配置区域相反的一侧形成有第三配置区域，该第三配置区域在所述轴向上交替地配置所述第一线圈的导体和所述第二线圈的导体。
(附记11)
根据附记1至附记10任意一项所述的基板处理装置，优选，
所述第一线圈具有能够接地的一对接地连接部，所述一对接地连接部之间的电气长度为向所述第一线圈供给的高频电力的波长的倍增的长度。
(附记12)
根据附记11所述的基板处理装置，优选，
所述第二线圈具有能够接地的一对接地连接部，所述一对接地连接部之间的电气长度为向所述第二线圈供给的高频电力的波长的倍增的长度。
(附记13)
根据附记1～附记12中任一项所述的基板处理装置，优选，
以所述第一线圈的电气长度与所述第二线圈的电气长度相等的方式，在所述第一线圈及所述第二线圈的至少一方连接有对电气长度进行修正的波形调整电路。
(附记14)
根据附记13所述的基板处理装置，优选，
所述波形调整电路是可变电容器。
(附记15)
根据附记13所述的基板处理装置，优选，
所述波形调整电路是由导电体构成的线。
(附记16)
根据附记11或者附记12所述的基板处理装置，优选，
位于所述第一线圈的轴向一侧的所述接地连接部构成为，与位于所述第二线圈的轴向一侧的所述接地连接部在所述轴向上的位置不同。
(附记17)
根据附记11、附记12或者附记16所述的基板处理装置，优选，
位于所述第一线圈的轴向另一侧的所述接地连接部构成为，与位于所述第二线圈的轴向另一侧的所述接地连接部在所述轴向上的位置不同。
(附记18)
根据附记1～附记17中任一项所述的装置，优选，
由连接于所述第一线圈的电源产生的高频是与由连接于所述第二线圈的电源产生的高频相同的频率。
(附记19)
根据附记1～附记18中任一项所述的装置，优选，
具备控制部，该控制部以在向所述第一线圈和所述第二线圈供给高频电力的状态下向所述等离子体生成室供给所述气体的方式进行控制。
(附记20)
根据本公开的另一方案，提供一种半导体装置的制造方法，其具备：
以由第一线圈产生的电压分布的峰值与由第二线圈产生的电压分布的峰值不重叠的方式向所述第一线圈和所述第二线圈供给高频电力的工序，该第一线圈配置为围绕等离子体生成室，该第二线圈配置为围绕所述等离子体生成室且轴向与该第一线圈相同，并且卷绕直径与所述第一线圈不同；以及
向所述等离子体生成室供给气体，从而对配置在与所述等离子体生成室连通的基板处理室中的基板进处理的工序。
(附记21)
根据本公开的此外另一方案，提供一种存储介质，其存储有程序，该程序通过计算机使基板处理装置执行以下步骤：
以由第一线圈产生的电压分布的峰值与由第二线圈产生的电压分布的峰值不重叠的方式向所述第一线圈和所述第二线圈供给高频电力的步骤，该第一线圈配置为围绕等离子体生成室，该第二线圈配置为围绕所述等离子体生成室且轴向与该第一线圈相同，并且卷绕直径与所述第一线圈不同；以及
向所述等离子体生成室供给气体，从而对配置在与所述等离子体生成室连通的基板处理室中的基板进行处理的步骤。

Claims (21)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
基板处理室，其对基板进行处理；
等离子体生成室，其与所述基板处理室连通；
气体供给部，其能够向所述等离子体生成室内供给气体；
第一线圈，其配置为围绕所述等离子体生成室，并被供给高频电力；以及
第二线圈，其配置为围绕所述等离子体生成室，轴向与所述第一线圈相同且卷绕直径与所述第一线圈不同，并且被供给高频电力，通过该高频电力的供给而产生的电压分布的峰值与由所述第一线圈产生的电压分布的峰值不重叠。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在与轴向正交的方向上，所述第二线圈的电压分布的峰值与所述第一线圈的电压分布的峰值不重叠。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在轴向上，所述第二线圈的电压分布的峰值与所述第一线圈的电压分布的峰值不重叠。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述等离子体生成室的外周形成有：第一配置区域，其在所述轴向上交替地配置构成所述第一线圈的导体和构成所述第二线圈的导体；以及第二配置区域，其在所述轴向上空开间隔地仅配置所述第一线圈的导体。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第一线圈的卷绕直径比所述第二线圈的卷绕直径小。
6.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第二配置区域在所述轴向上形成于比所述第一配置区域接近载置所述基板的基板载置部的一侧。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
具有排气部，该排气部能够从所述基板载置部的外周排出所述气体。
8.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述第一配置区域，所述第一线圈的导体和所述第二线圈的导体以不会发生电弧放电的距离分离，
在所述第二配置区域，所述第一线圈的导体之间以不会发生电弧放电的距离分离。
9.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第二配置区域在所述轴向上形成于比所述第一配置区域远离载置所述基板的基板载置部的一侧。
10.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述等离子体生成室的外周，且隔着所述第二配置区域在与所述第一配置区域相反的一侧形成有第三配置区域，该第三配置区域在所述轴向上交替地配置所述第一线圈的导体和所述第二线圈的导体。
11.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第一线圈具有能够接地的一对接地连接部，所述一对接地连接部之间的电气长度为向所述第一线圈供给的高频电力的波长的倍增的长度。
12.根据权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第二线圈具有能够接地的一对接地连接部，所述一对接地连接部之间的电气长度为向所述第二线圈供给的高频电力的波长的倍增的长度。
13.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
以所述第一线圈的电气长度与所述第二线圈的电气长度相等的方式，在所述第一线圈及所述第二线圈的至少一方连接有对电气长度进行修正的波形调整电路。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其特征在于，
所述波形调整电路是可变电容器。
15.根据权利要求13所述的基板处理装置，其特征在于，
所述波形调整电路是由导电体构成的线。
16.根据权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，
位于所述第一线圈的轴向一侧的所述接地连接部与位于所述第二线圈的轴向一侧的所述接地连接部在所述轴向上的位置不同。
17.根据权利要求11所述的基板处理装置，其特征在于，
位于所述第一线圈的轴向另一侧的所述接地连接部与位于所述第二线圈的轴向另一侧的所述接地连接部在所述轴向上的位置不同。
18.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
由连接于所述第一线圈的电源产生的高频是与由连接于所述第二线圈的电源产生的高频相同的频率。
19.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
具备控制部，该控制部以在向所述第一线圈和所述第二线圈供给高频电力的状态下向所述等离子体生成室供给所述气体的方式进行控制。
20.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具备：
以由第一线圈产生的电压分布的峰值与由第二线圈产生的电压分布的峰值不重叠的方式向所述第一线圈和所述第二线圈供给高频电力的工序，该第一线圈配置为围绕等离子体生成室，该第二线圈配置为围绕所述等离子体生成室且轴向与该第一线圈相同，并且卷绕直径与所述第一线圈不同；以及
向所述等离子体生成室供给气体，从而对配置在与所述等离子体生成室连通的基板处理室中的基板进处理的工序。
21.一种存储介质，其特征在于，存储有程序，
该程序通过计算机使基板处理装置执行以下步骤：
以由第一线圈产生的电压分布的峰值与由第二线圈产生的电压分布的峰值不重叠的方式向所述第一线圈和所述第二线圈供给高频电力的步骤，该第一线圈配置为围绕等离子体生成室，该第二线圈配置为围绕所述等离子体生成室且轴向与该第一线圈相同，并且卷绕直径与所述第一线圈不同；以及
向所述等离子体生成室供给气体，从而对配置在与所述等离子体生成室连通的基板处理室中的基板进行处理的步骤。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7417569B2 (ja) * 2021-10-29 2024-01-18 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6068784A (en) * 1989-10-03 2000-05-30 Applied Materials, Inc. Process used in an RF coupled plasma reactor
US20020004309A1 (en) * 1990-07-31 2002-01-10 Kenneth S. Collins Processes used in an inductively coupled plasma reactor
US6024826A (en) * 1996-05-13 2000-02-15 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with heated source of a polymer-hardening precursor material
US5888414A (en) * 1991-06-27 1999-03-30 Applied Materials, Inc. Plasma reactor and processes using RF inductive coupling and scavenger temperature control
US6488807B1 (en) * 1991-06-27 2002-12-03 Applied Materials, Inc. Magnetic confinement in a plasma reactor having an RF bias electrode
US5965034A (en) 1995-12-04 1999-10-12 Mc Electronics Co., Ltd. High frequency plasma process wherein the plasma is executed by an inductive structure in which the phase and anti-phase portion of the capacitive currents between the inductive structure and the plasma are balanced
KR100489918B1 (ko) * 1996-05-09 2005-08-04 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마발생및스퍼터링용코일
JP3483725B2 (ja) 1997-04-02 2004-01-06 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置及び処理方法
US6083344A (en) * 1997-05-29 2000-07-04 Applied Materials, Inc. Multi-zone RF inductively coupled source configuration
US6254738B1 (en) * 1998-03-31 2001-07-03 Applied Materials, Inc. Use of variable impedance having rotating core to control coil sputter distribution
JP2000012296A (ja) 1998-06-18 2000-01-14 Plasma System Corp プラズマ処理装置
DE19900179C1 (de) * 1999-01-07 2000-02-24 Bosch Gmbh Robert Plasmaätzanlage
DE19933842A1 (de) * 1999-07-20 2001-02-01 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung und Verfahren zum Ätzen eines Substrates mittels eines induktiv gekoppelten Plasmas
TW584905B (en) * 2000-02-25 2004-04-21 Tokyo Electron Ltd Method and apparatus for depositing films
US8617351B2 (en) * 2002-07-09 2013-12-31 Applied Materials, Inc. Plasma reactor with minimal D.C. coils for cusp, solenoid and mirror fields for plasma uniformity and device damage reduction
US20020078893A1 (en) * 2000-05-18 2002-06-27 Applied Materials , Inc. Plasma enhanced chemical processing reactor and method
US6685798B1 (en) * 2000-07-06 2004-02-03 Applied Materials, Inc Plasma reactor having a symmetrical parallel conductor coil antenna
US6527912B2 (en) * 2001-03-30 2003-03-04 Lam Research Corporation Stacked RF excitation coil for inductive plasma processor
KR200253559Y1 (ko) * 2001-07-30 2001-11-22 주식회사 플라즈마트 회전방향으로 균일한 플라즈마 밀도를 발생시키는유도결합형 플라즈마 발생장치의 안테나구조
JP4451392B2 (ja) * 2003-01-16 2010-04-14 独立行政法人科学技術振興機構 プラズマ発生装置
US7137444B2 (en) * 2003-09-08 2006-11-21 Pacific Rubber & Packing, Inc. Heat-transfer interface device between a source of heat and a heat-receiving object
KR20050049169A (ko) * 2003-11-21 2005-05-25 삼성전자주식회사 유도 결합형 플라즈마 발생 장치와 그 유도전기장 발생을위한 안테나 코일 구조
US20080188090A1 (en) * 2007-02-02 2008-08-07 Applied Materials, Inc. Internal balanced coil for inductively coupled high density plasma processing chamber
US7789993B2 (en) * 2007-02-02 2010-09-07 Applied Materials, Inc. Internal balanced coil for inductively coupled high density plasma processing chamber
US7572647B2 (en) * 2007-02-02 2009-08-11 Applied Materials, Inc. Internal balanced coil for inductively coupled high density plasma processing chamber
US9155911B1 (en) * 2008-05-22 2015-10-13 Vladimir Balakin Ion source method and apparatus used in conjunction with a charged particle cancer therapy system
JP5851681B2 (ja) * 2009-10-27 2016-02-03 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US10271416B2 (en) * 2011-10-28 2019-04-23 Applied Materials, Inc. High efficiency triple-coil inductively coupled plasma source with phase control
US9082591B2 (en) * 2012-04-24 2015-07-14 Applied Materials, Inc. Three-coil inductively coupled plasma source with individually controlled coil currents from a single RF power generator
US9928987B2 (en) * 2012-07-20 2018-03-27 Applied Materials, Inc. Inductively coupled plasma source with symmetrical RF feed
US9745663B2 (en) * 2012-07-20 2017-08-29 Applied Materials, Inc. Symmetrical inductively coupled plasma source with symmetrical flow chamber
US10249470B2 (en) * 2012-07-20 2019-04-02 Applied Materials, Inc. Symmetrical inductively coupled plasma source with coaxial RF feed and coaxial shielding
JP6027374B2 (ja) * 2012-09-12 2016-11-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフィルタユニット
US9412563B2 (en) * 2013-09-13 2016-08-09 Applied Materials, Inc. Spatially discrete multi-loop RF-driven plasma source having plural independent zones
EP3061326B1 (en) * 2013-10-23 2021-08-11 PerkinElmer Health Sciences, Inc. Hybrid generators and methods of using them
JP6202701B2 (ja) * 2014-03-21 2017-09-27 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP6625395B2 (ja) 2015-10-26 2019-12-25 日置電機株式会社 電流センサおよび測定装置
US10699878B2 (en) * 2016-02-12 2020-06-30 Lam Research Corporation Chamber member of a plasma source and pedestal with radially outward positioned lift pins for translation of a substrate c-ring
US10672596B2 (en) * 2016-03-28 2020-06-02 Tokyo Electron Limited Ionized physical vapor deposition (IPVD) apparatus and method for an inductively coupled plasma sweeping source
KR101932117B1 (ko) 2017-08-11 2018-12-24 피에스케이 주식회사 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 플라즈마 발생 유닛
JP6714562B2 (ja) * 2017-09-20 2020-06-24 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
US11456160B2 (en) * 2018-03-26 2022-09-27 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
US10354838B1 (en) 2018-10-10 2019-07-16 Lam Research Corporation RF antenna producing a uniform near-field Poynting vector
SG11202107115VA (en) * 2019-01-08 2021-07-29 Applied Materials Inc Recursive coils for inductively coupled plasmas
JP7181113B2 (ja) * 2019-02-08 2022-11-30 トヨタ自動車株式会社 異種金属接合方法
JP6976279B2 (ja) 2019-03-25 2021-12-08 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP6909824B2 (ja) 2019-05-17 2021-07-28 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
US20210020405A1 (en) * 2019-07-18 2021-01-21 Tokyo Electron Limited Equipment and methods for plasma processing
JP7417569B2 (ja) * 2021-10-29 2024-01-18 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム

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Publication number Publication date
TWI808628B (zh) 2023-07-11
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