CN117747396A

CN117747396A - 衬底处理装置、等离子体生成装置、等离子体生成方法、半导体器件的制造方法及记录介质

Info

Publication number: CN117747396A
Application number: CN202311078676.8A
Authority: CN
Inventors: 油谷幸则; 山本薰
Original assignee: Kokusai Electric Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp
Priority date: 2022-09-21
Filing date: 2023-08-25
Publication date: 2024-03-22

Abstract

本发明提供能够对形成在衬底上的膜均匀进行处理的衬底处理装置、等离子体生成装置、等离子体生成方法、半导体器件的制造方法及记录介质。具备：处理室，其对多个衬底进行处理；以及等离子体生成部，其具备第1电极部和第2电极部，且在上述处理室内生成等离子体，其中该第1电极部构成为从上述处理室的下部向上述处理室的中央部延伸，该第2电极部构成为从上述处理室的上部向上述处理室的上述中央部延伸。

Description

衬底处理装置、等离子体生成装置、等离子体生成方法、半导体器件的制造方法及记录介质

技术领域

本发明涉及衬底处理装置、等离子体生成装置、等离子体生成方法、衬底处理方法、半导体器件的制造方法及记录介质。

背景技术

作为半导体器件(元件)的制造工序的一个工序，有时会进行向衬底处理装置的处理室内搬入衬底、并向处理室内供给原料气体和反应气体来在衬底上形成绝缘膜、半导体膜、导体膜等各种膜或除去各种膜的衬底处理。

在形成微细图案的量产元件中，为了抑制杂质扩散、确保能够使用有机材料等耐热性低的材料而有时要谋求低温化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-324477号公报

发明内容

为了满足这样的技术要求，通常使用等离子体来进行衬底处理，但有时又会导致难以对形成在衬底上的膜进行均匀处理。

本发明提供一种能够对形成在衬底上的膜均匀进行处理的技术。

根据本发明的一个方案，提供一种技术，具备：

处理室，其对多个衬底进行处理；以及

等离子体生成部，其具备第1电极部和第2电极部，且在上述处理室内生成等离子体，其中该第1电极部构成为从上述处理室的下部向上述处理室的中央部延伸，该第2电极部构成为从上述处理室的上部向上述处理室的上述中央部延伸。

发明效果

根据本发明，能够对形成在衬底上的膜均匀进行处理。

附图说明

图1是在本发明的实施方式中适合使用的衬底处理装置的纵式处理炉的概略结构图，是以纵剖面表示处理炉部分的图。

图2是图1所示的衬底处理装置中的A-A剖视图。

图3中，图3的(a)是将本发明的实施方式的电极设置于石英罩时的立体图，图3的(b)是用于表示本发明的实施方式的加热器、石英罩、电极、固定电极的突起部、反应管的位置关系的图。

图4中，图4的(a)是将本发明的实施方式中的第1变形例的电极设置于石英罩时的立体图，图4的(b)是用于表示本发明的实施方式中的第1变形例的加热器、石英罩、电极、固定电极的突起部、反应管的位置关系的图。

图5中，图5的(a)是本发明的实施方式的电极的主视图，图5的(b)是说明将电极固定于石英罩这方面的图。

图6中，图6的(a)是表示本发明的实施方式的电极单元与反应管之间的位置关系的一个例子的从正面侧观察到的图，图6的(b)是表示本发明的实施方式的电极单元与反应管之间的位置关系的一个例子的从上表面侧观察到的图，图6的(c)是表示本发明的实施方式的电极单元与反应管之间的位置关系的一个例子的从下表面侧观察到的图。

图7中，图7的(a)是表示本发明的实施方式中的第1变形例的电极单元与反应管之间的位置关系的一个例子的从正面侧观察到的图，图7的(b)是表示本发明的实施方式中的第1变形例的电极单元与反应管之间的位置关系的一个例子的从上表面侧观察到的图，图7的(c)是表示本发明的实施方式中的第1变形例的电极单元与反应管之间的位置关系的一个例子的从下表面侧观察到的图。

图8中，图8的(a)是表示本发明的实施方式的电极单元与反应管之间的位置关系的其他一个例子的从正面侧观察到的图，图8的(b)是沿着图8的(a)所示的A-A线的从上侧观察到的剖视图，图8的(c)是沿着图8的(a)所示的B-B线的从上侧观察到的剖视图。

图9中，图9的(a)是表示本发明的实施方式中的第1变形例的电极单元与反应管之间的位置关系的其他一个例子的从正面侧观察到的图，图9的(b)是沿着图9的(a)所示的A-A线的从上侧观察到的剖视图，图9的(c)是沿着图9的(a)所示的B-B线的从上侧观察到的剖视图。

图10中，图10的(a)是表示本发明的实施方式中的第2变形例的电极单元与反应管之间的位置关系的其他一个例子的从正面侧观察到的图，图10的(b)是沿着图10的(a)所示的A-A线的从上侧观察到的剖视图，图10的(c)是沿着图10的(a)所示的B-B线的从上侧观察到的剖视图。

图11是图1所示的衬底处理装置中的控制器的概略结构图，是表示控制器的控制系统的一个例子的框图。

图12是表示使用了图1所示的衬底处理装置的衬底处理工艺的一个例子的流程图。

附图标记说明

31a、31b···第1电极部，32a、32b···第2电极部，201···处理室

具体实施方式

以下，一边参照图1至图12一边说明本发明的实施方式。在所有附图中，对相同或相对应的结构，标注相同或相对应的附图标记，并省略重复的说明。此外，以下的说明中所使用的附图均为示意性的附图，附图所示的各要素的尺寸关系、各要素的比例等并不一定与实际一致。另外，在多个附图相互之间也是，各要素的尺寸关系、各要素的比例等并不一定一致。

(1)衬底处理装置的结构

(加热装置)

如图1所示，纵式衬底处理装置的处理炉202具有作为加热装置(加热机构)的加热器207。加热器207为圆筒形状，通过支承于作为保持板的加热器底座(未图示)而被垂直地安装。另外，加热器207设在后述的电极固定件301的外侧。加热器207如后述那样也作为以热使气体活化(激发)的活化机构(激发部)而发挥功能。

(处理室)

在加热器207的内侧配置有后述的电极固定件301，而且在电极固定件301的内侧配置有后述的等离子体生成部的电极300。而且，在电极300的内侧，与加热器207呈同心圆状地配置有反应管203。反应管203由例如石英(SiO₂)或碳化硅(SiC)等耐热性材料构成，形成为上端封堵且下端开口的圆筒形状。在反应管203的下方，与反应管203呈同心圆状地配置有歧管209。歧管209由例如不锈钢(SUS)等金属构成，形成为上端及下端开口的圆筒形状。歧管209的上端部与反应管203的下端部卡合，构成为支承反应管203。在歧管209与反应管203之间设有作为密封部件的O型环220a。歧管209支承于加热器底座，由此反应管203成为垂直地安装的状态。主要通过反应管203和歧管209构成处理容器(反应容器)。在处理容器的筒中空部形成有处理室201。处理室201构成为能够收纳多张作为衬底的晶片200。反应管203形成对晶片200进行处理的处理室201。此外，处理容器并不限于上述的结构，也存在仅将反应管203称为处理容器(反应容器)的情况。

(气体供给部)

在处理室201内以贯穿歧管209的侧壁的方式设有喷管249a、249b。在喷管249a、249b上分别连接有气体供给管232a、232b。像这样，在处理容器上设有两根喷管249a、249b和两根气体供给管232a、232b，能够向处理室201内供给多种气体。此外，在仅将反应管203设为处理容器的情况下，喷管249a、249b也可以以贯穿反应管203的侧壁的方式设置。

在气体供给管232a、232b上从气流的上游侧按顺序分别设有作为流量控制器(流量控制部)的质量流量控制器(MFC)241a、241b及作为开闭阀的阀243a、243b。在气体供给管232a、232b的比阀243a、243b靠下游侧的位置分别连接有供给非活性气体的气体供给管232c、232d。在气体供给管232c、232d上，从上游方向按顺序分别设有MFC241c、241d及阀243c、243d。

如图2所示，喷管249a、249b以从反应管203的内壁的下部沿着上部朝向晶片200的装载方向上方立起的方式分别设在反应管203的内壁与晶片200之间的俯视下呈圆环状的空间中。即，喷管249a、249b以与晶片200的表面(平坦面)垂直的方式分别设在被搬入到处理室201内的各晶片200的端部(周缘部)的侧方。在喷管249a、249b的侧面分别设有供给气体的气体供给孔250a、250b。气体供给孔250a以朝向反应管203的中心的方式开口，能够朝向晶片200供给气体。气体供给孔250a、250b分别在从反应管203的下部到上部的范围内设有多个。

像这样，在本实施方式中，经由以反应管203的侧壁的内壁和排列在反应管203内的多枚晶片200的端部(周缘部)定义的俯视下呈圆环状的纵长的空间内、即圆筒状的空间内所配置的喷管249a、249b输送气体。并且，从喷管249a、249b上分别开口的气体供给孔250a、250b在晶片200附近首先向反应管203内喷出气体。并且，将反应管203内的气体的主要流动设为与晶片200的表面平行的方向、即水平方向。通过设为这样的结构，能够向各晶片200均匀地供给气体，从而能够提高各晶片200上所形成的膜的膜厚的均匀性。在晶片200的表面上流动的气体、即反应后的剩余气体朝向排气口、即后述的排气管231的方向流动。但是，该剩余气体的流动方向可根据排气口的位置适当确定，并不限于垂直方向。

从气体供给管232a经由MFC241a、阀243a、喷管249a向处理室201内供给原料气体。

从气体供给管232b经由MFC241b、阀243b、喷管249b向处理室201内供给反应气体。

从气体供给管232c、232d分别经由MFC241c、241d、阀243c、243d、喷管249a、249b向处理室201内供给非活性气体。

主要通过气体供给管232a、MFC241a、阀243a构成原料气体供给系统。主要通过气体供给管232b、MFC241b、阀243b构成反应气体供给系统。主要通过气体供给管232c、232d、MFC241c、241d、阀243c、243d构成非活性气体供给系统。也将原料气体供给系统、反应气体供给系统及非活性气体供给系统简称为气体供给系统(气体供给部)。也将原料气体及反应气体称为处理气体。

(衬底支承件)

如图1所示那样作为衬底支承件的舟皿217构成为将多枚例如25～200枚晶片200以水平姿势、且在彼此对齐了中心的状态下沿垂直方向排列而多层地支承(保持)、即隔开间隔地排列。舟皿217由例如石英或SiC等耐热性材料构成。在舟皿217的下部多层地支承有由例如石英或SiC等耐热性材料构成的隔热板218。通过该结构，来自加热器207的热难以传递到密封盖219侧。但是，本实施方式并不限定于这样的方式。例如，也可以在舟皿217的下部不设置隔热板218，而设置由石英或SiC等耐热性材料构成的作为筒状部件构成的隔热筒。

(等离子体生成部)

接下来使用图1、图2、图3的(a)、图3的(b)、图4的(a)、图4的(b)、图5的(a)、图5的(b)、图6的(a)至图6的(c)、图7的(a)至图7的(c)、图8的(a)至图8的(c)及图9的(a)至图9的(c)来说明等离子体生成部。

在反应管(处理容器)203的外部、即处理室201的外部，与反应管(处理容器)203的壁面平行地设有等离子体生成用的电极300。通过对电极300施加电力，能够在反应管(处理容器)203的内部、即处理室201的内部使气体等离子体化而激发、即使气体激发成等离子体状态。以下，将使气体激发成等离子体状态这一情况也简称为等离子体激发。电极300构成为通过被施加电力、即高频电力(RF电力)而在反应管(处理容器)203内、即处理室201内产生电容耦合等离子体(Capacitively Coupled Plasma、略称：CCP)。

具体而言，如图2所示，在加热器207与反应管203之间配置电极300和固定电极300的电极固定件301。在加热器207的内侧配置电极固定件301，在电极固定件301的内侧配置电极300，在电极300的内侧配置反应管203。即，由于电极300及电极固定件301设在处理室201的外侧，所以可以不用暴露在处理气体中。由于电极300及电极固定件301设在加热器207的内侧，所以加热器207不会成为来自电极300的高频电力的障碍。

另外，如图1及图2所示，电极300及电极固定件301以从反应管203的外壁的下部沿着上部向晶片200的排列方向延伸的方式分别设在加热器207的内壁与反应管203的外壁之间的俯视下呈圆环状的空间中。电极300与喷管249a、249b平行地设置。电极300及电极固定件301以在俯视时与反应管203及加热器207呈同心圆状、另外与反应管203及加热器207不接触的方式排列、配置。电极固定件301由绝缘性物质(绝缘体)构成，以覆盖电极300及反应管203的至少一部分的方式设置。由此，电极固定件301也能够称为罩(罩、石英罩、绝缘壁、绝缘板)或截面圆弧罩(截面圆弧体、截面圆弧壁)。由此，电极固定件301能够减少从电极300向衬底处理装置外的电磁波辐射。

如图2所示，设有多个电极300。这些多个电极300被固定地设置在电极固定件301的内壁。更具体而言，如图5的(a)及图5的(b)所示，在电极固定件301的内壁面上设有能够钩挂电极300的突起部(钩部)310。并且，在电极300上设有能够供突起部310穿插的作为贯穿孔的开口部305。电极300通过经由开口部305钩挂于电极固定件301的内壁面上所设的突起部310，而能够固定于电极固定件301。此外，在图3的(a)中，示出了针对一个电极300设置三个开口部305、且通过针对一个电极300钩挂三个突起部310而固定的例子。即，示出了一个电极在三个部位处被固定的例子。在图4的(a)中，示出了针对一个电极300设置两个开口部305、且通过针对一个电极300钩挂两个突起部310而固定的例子。即，示出了一个电极在两个部位处被固定的例子。此外，图2示出了九个电极300固定于一个电极固定件301的两个电极单元。另外，图2示出了六个电极300-1、三个电极300-0固定于一个电极固定件301的电极单元的例子。

电极300(第1种电极300-1、第2种电极300-2、第3种电极300-3、第0种电极300-0)由镍(Ni)等耐氧化材料构成。也能够由SUS、铝(Al)、铜(CU)等金属材料构成电极300，但通过由Ni等耐氧化材料构成，能够抑制电传导率的恶化，从而能够抑制等离子体生成效率降低。而且，电极300也能够由添加了Al的Ni合金材料构成，该情况下，也能够将作为耐热性及耐腐蚀性高的氧化被膜的氧化铝膜(AlO膜)形成于电极300的最外表面。形成于电极300的最外表面的AlO膜作为保护膜(阻隔膜、阻挡膜)发挥作用，能够抑制电极300内部的恶化加剧。由此，能够进一步抑制因电极300的电传导率降低导致的等离子体生成效率降低。电极固定件301由绝缘性物质(绝缘体)例如石英或SiC等耐热性材料构成。电极固定件301的材质优选与反应管203的材质相同。

如图3的(a)及图3的(b)所示，电极300包括第1种电极300-1和第0种电极300-0。如图4的(a)及图4的(b)所示，电极300包括第1种电极300-1、第2种电极300-2、第3种电极300-3和第0种电极300-0。第1种电极300-1、第2种电极300-2和第3种电极300-3经由匹配器325与高频电源(RF电源)320连接，被施加任意电位。第0种电极300-0接地，成为基准电位(0V)。第1种电极300-1、第2种电极300-2和第3种电极300-3也称为Hot电极或HOT电极或第1电极。另外，第0种电极300-0也称为Ground电极或GND电极或第2电极。第1种电极300-1、第2种电极300-2、第3种电极300-3及第0种电极300-0分别构成为正面观察时为板状(平板形状)的部件。在图3的(a)中，示出了设有八个第1种电极300-1和四个第0种电极300-0的例子。在图4的(a)及图4的(b)中，示出了进一步设置多个第3种电极300-3，即四个第1种电极300-1、两个第2种电极300-2、两个第3种电极300-3和四个第0种电极300-0的例子。由于对第1电极施加任意电位、对第2电极施加基准电位，所以在第1电极与第2电极之间施加任意的RF电力。由此，能够控制等离子体生成量。通过具备多个第1电极，能够扩大等离子体生成区域。

通过经由匹配器325从RF电源320对第1种电极300-1与第0种电极300-0之间施加RF电力，在第1种电极300-1与第0种电极300-0之间的区域生成等离子体。同样地，通过对第2种电极300-2与第0种电极300-0之间施加RF电力，在第2种电极300-2与第0种电极300-0之间的区域生成等离子体。同样地，通过对第3种电极300-3与第0种电极300-0之间施加RF电力，在第3种电极300-3与第0种电极300-0之间的区域生成等离子体。也将这些区域称为等离子体生成区域。

此外，如图1所示，电极300沿相对于处理容器垂直的方向(铅垂方向、装载衬底的方向)配置。另外，如图2、图3的(a)、图3的(b)、图4的(a)及图4的(b)所示，以在俯视时呈圆弧状、另外以相等间隔、即相邻的电极300(第1种电极300-1、第2种电极300-2、第3种电极300-3、第0种电极300-0)之间的距离(间隙)相等的方式配置。另外，如图2、图3的(b)及图4的(b)所示，电极300以沿着反应管203的外壁的方式在俯视时呈大致圆弧状地配置在反应管203与加热器207之间。电极300固定地配置在例如形成为中心角为30度以上、240度以下的圆弧状的电极固定件301的内壁面上。另外，如上述那样，电极300与喷管249a、249b平行地设置。

此处，优选的是如图2所示那样电极单元配置在避开了喷管249a、249b及排气管231的位置。在图2中，示出了两个电极单元以避开喷管249a、249b及排气管231且隔着晶片200(反应管203)的中心相对(面对)的方式配置的例子。此外，在图2中，示出了两个电极单元在俯视时以直线L为对称轴线对称地即对称地配置的例子。通过像这样配置电极单元，能够将喷管249a、249b、温度传感器263及排气管231配置在处理室201内的等离子体生成区域外的位置。由此，能够抑制对这些部件的等离子体损伤、这些部件的消耗、破损、从这些部件产生颗粒。在本发明中无需特别区分地进行说明的情况下，记载为电极300来进行说明。

对于电极300，通过从高频电源320经由匹配器325输入例如25MHz以上、35MHz以下更具体而言频率27.12MHz的高频电力而在反应管203内生成等离子体(活性种)302。通过这样生成的等离子体，能够从晶片200周围向晶片200的表面供给用于衬底处理的等离子体302。构成为从电极300的下侧(下端)进行供电。

主要通过电极300、即第1电极(第1种电极300-1、第2种电极300-2、第3种电极300-3)及第2电极(第0种电极300-0)构成使气体激发(活化)成等离子体状态的等离子体生成部(等离子体激发部、等离子体活化机构、等离子体生成装置)。也可以将电极固定件301、匹配器325及RF电源320中的至少一个包含在等离子体生成部中来考虑。

另外，如图5的(a)所示，在电极300上形成有由供后述的突起头部311通过的圆形切缺部303、和使突起轴部312滑动的滑动切缺部304形成的开口部305。

关于电极300，为了保持足够的强度、且避免基于热源对晶片加热的效率显著降低，优选在厚度为0.1mm以上、1mm以下且宽度为5mm以上、30mm以下的范围内构成。另外，优选具有用于防止因加热器207的加热导致的变形的作为变形抑制部的弯曲构造。由于该情况下的电极300配置在反应管203与加热器207之间，所以从其空间限制的方面考虑，弯曲角适于90°～175°。电极表面形成基于热氧化的被膜，有时会由于热应力而该被膜剥落从而产生颗粒，因此需要注意过度弯曲。

在纵式衬底处理装置中，例如以27.12MHz实施高频电源320的频率、且采用长度为1650mm、厚度为1mm的电极300，生成CCP模式的等离子体。

如图3的(a)、图3的(b)所示，在管形状的反应管203的外壁上，按照第1种电极300-1、第1种电极300-1、第0种电极300-0、第1种电极300-1、第1种电极300-1···的顺序配置八根第1种电极300-1和四根第0种电极300-0。此处，第1种电极300-1例如宽度为10mm、高度为1650mm。第0种电极300-0例如宽度为10mm、高度为1650mm。电极间距(中心间距离)为20mm。即，电极300以连续地配置两个第1种电极300-1、且在该连续地配置的两组第1种电极300-1之间夹入一个第0种电极300-0的方式配置。另外，多个第1电极(第1种电极300-1)的长度相同，多个第1电极(第1种电极300-1)的长度和第2电极(第0种电极300-0)的长度相同。

如图4的(a)、图4的(b)所示，在管形状的反应管203的外壁上，按照第1种电极300-1、第2种电极300-2、第0种电极300-0、第1种电极300-1、第3种电极300-3、第0种电极300-0、第1种电极300-1、第2种电极300-2、第0种电极300-0···的顺序交替地配置四根第1种电极300-1、两根第2种电极300-2、两根第3种电极300-3和四根第0种电极300-0。此处，第1种电极300-1例如宽度为12.5mm、高度为1650mm。第2种电极300-2例如宽度为12.5mm、高度为1350mm。第3种电极300-3例如宽度为12.5mm、高度为1050mm。第0种电极300-0例如宽度为12.5mm、高度为1650mm。而且，例如第1种电极300-1与第2种电极300-2之间的间隙、第2种电极300-2与第0种电极300-0之间的间隙、第0种电极300-0与第1种电极300-1之间的间隙、第1种电极300-1与第3种电极300-3之间的间隙、第3种电极300-3与第0种电极300-0之间的间隙均设为7.5mm。

在图4的(a)、图4的(b)中，关于电极300上部的前端位置，第1种电极300-1与第0种电极300-0相同或比其低。另外，第2种电极300-2和第3种电极300-3比第1种电极300-1和第0种电极300-0两者低。第3种电极300-3比第2种电极300-2低。即，多个第1电极的长度不同。另外，多个第1电极中的长度较长的第1电极(第1种电极300-1)的长度和第2电极(第0种电极300-0)的长度相同。由于通过电极300的前端部的长度调整而反射系数会发生变化，所以能够使行波与反射波的相位差变化而使晶片区域中的驻波的电压分布向下方向位移。由此，能够改善电压分布的偏向，确保具有良好的均匀性的等离子体302的密度分布，从而改善晶片200之间的膜厚和膜质的均匀性。

此处，优选衬底处理时的炉内压力被控制在10Pa以上、300Pa以下的范围内。这是因为在炉内的压力比10Pa低的情况下，气体分子的平均自由程比等离子体的德拜长度长，直接击打炉壁的等离子体显著化，因此难以抑制颗粒的产生。另外，在炉内的压力高于300Pa的情况下，等离子体的生成效率饱和，因此即使供给反应气体，等离子体的生成量也不会发生变化，而导致无谓地消耗反应气体，并且气体分子的平均自由程变短。由此导致等离子体活性种的输送至晶片的输送效率变差。

(电极固定治具)

接下来使用图3的(a)、图3的(b)、图5的(a)及图5的(b)说明固定电极300的作为电极固定治具的电极固定件301。如图3的(a)、图3的(b)、图5的(a)及图5的(b)所示，关于设有多根的电极300，将其开口部305钩挂于弯曲形状的作为电极固定治具的电极固定件301的内壁面上所设的突起部310，并使其滑动后固定。并且，电极300以与该电极固定件301成为一体的方式单元化(钩式电极单元)并被设置在反应管203的外周。此外，作为电极固定件301和电极300的材料，分别采用石英和镍合金。

关于电极固定件301，为了保持足够的强度、且避免基于加热器207对晶片加热的效率显著降低，优选构成为厚度为1mm以上、5mm以下的范围。若电极固定件301的厚度小于1mm，则无法得到对应电极固定件301的自重和温度变化等的规定强度。若以电极固定件301的厚度大于5mm的方式构成，则由于会吸收从加热器207辐射的热能，所以无法妥当地进行对晶片200的热处理。

另外，电极固定件301在作为反应管侧的内壁面上具有多个用于固定电极300的图钉形状的作为固定部的突起部310。该突起部310由突起头部311和突起轴部312构成。突起头部311的最大宽度比电极300的开口部305的圆形切缺部303的直径小。另外，突起轴部312的最大宽度比滑动切缺部304的宽度小。电极300的开口部305呈钥匙孔那样的形状，该滑动切缺部304能够在滑动时引导上述的突起轴部312，且该突起头部311成为不会在该滑动切缺部304脱落的构造。即，可以说电极固定治具具有具备作为前端部的突起头部311的固定部，该突起头部311抑制电极300从供卡定的作为柱状部的突起轴部312脱落。此外，可明确只要上述的开口部305和突起头部311的形状能够使电极300卡定于电极固定件301，则不限定于图3的(a)、图3的(b)、图5的(a)及图5的(b)所示的形状。例如，突起头部311也可以具有锤子或尖刺那样的凸形状。

为了使电极固定件301或反应管203与电极300之间隔开一定距离，可以在两者之间使电极固定件301或电极300具有间隔件或弹簧等弹性体，另外也可以使它们具有与电极固定件301或电极300成为一体的构造。在本实施例中，图5的(b)所示那样的间隔件330具有与电极固定件301成为一体的构造。该间隔件330相对于一根电极具有多个，这在使两者之间的距离一定而进行固定的方面是有效的。

为了在衬底温度500℃以下得到高衬底处理能力，期望将电极固定件301的占据率设为中心角30°以上、240°以下的大致圆弧形状。另外，期望电极固定件301配置成为了避免产生颗粒而避开作为排气口的排气管231和喷管249a、249b等。也就是说，电极固定件301配置在反应管203的设置有作为气体供给部的喷管249a、249b(设在反应管203内)和作为气体排气部的排气管231的位置以外的外周。在本实施方式中将中心角110°的两台电极固定件301左右对称地设置。

(间隔件)

接下来，图5的(a)及图5的(b)示出了用于使电极300相对于作为电极固定治具的电极固定件301或反应管203的外壁以一定距离固定的间隔件330。例如，间隔件330通过圆柱形状的石英材料与电极固定件301一体化，并与电极300抵接，由此电极300固定于电极固定件301。若能够将电极300相对于电极固定件301或反应管203以一定距离固定，则间隔件330无论为怎样的形态均可。另外，间隔件330可以与电极300和电极固定件301中的某一方一体化。例如，间隔件330可以通过半圆柱形状的石英材料与电极固定件301一体化，来固定电极300。另外，间隔件330可以设为SUS等金属制板材并与电极一体化，来固定电极300。不管怎样，由于设置突起部310和间隔件，所以容易进行电极300的定位，另外在电极300恶化的情况下能够仅更换电极300，因此成本降低。此处，间隔件330也可以包含于上述的电极单元。

(电极单元的配置)

为了确保高生产率而需要将电极300长尺寸化，但担心因长尺寸化导致的等离子体强度(例如空间电位)的分布偏差(例如在电极前端和根部空间电位不同)和驻波影响。在电极300的纵向上，由行波和反射波的重合所形成的驻波(余弦曲线)所具有的偏向的电压分布会受影响，等离子体302的密度分布也会显现出偏向。因此，在与等离子体302的密度分布具有相关性的膜厚和膜质方面，在晶片200之间会显现出不均匀性。

作为解决这样的问题的研究，将电极单元沿长度方向(上下方向)分割而配置。通过使用该方法，能够改善电压分布的偏向，确保具有良好的均匀性的等离子体302的密度分布，从而改善晶片200之间的膜厚和膜质的均匀性。

例如，如图6的(a)至图6的(c)所示，电极单元由两个第1电极部31a、31b和两个第2电极部32a、32b构成。第1电极部31a、31b构成为从处理室201的下部向处理室201的中央部延伸。第2电极部32a、32b构成为从处理室201的上部向处理室201的中央部延伸。在处理室201的中央部处在第1电极部31a与第2电极部32a之间具有间隙，在第1电极部31b与第2电极部32b之间具有间隙。此处，处理室201的中央部为相对于载置多个晶片200的载置方向(上下方向)的中央部，在以下的说明中也是同样的。第1电极部31a、31b及第2电极部32a、32b分别隔着处理室201对称地配置。第1电极部31a及第2电极部32a沿上下方向配置。第1电极部31b及第2电极部32b沿上下方向配置。第1电极部31a、31b及第2电极部32a、32b分别由图3的(a)所示的电极单元构成。作为第1电极的第1种电极300-1的长度和作为第2电极的第0种电极300-0的长度相同。

例如，如图7的(a)至图7的(c)所示，电极单元由两个第1电极部31a、31b和两个第2电极部32a、32b构成。第1电极部31a、31b构成为从处理室201的下部向处理室201的中央部延伸。第2电极部32a、32b构成为从处理室201的上部向处理室201的中央部延伸。在处理室201的中央部处在第1电极部31a与第2电极部32a之间具有间隙，在第1电极部31b与第2电极部32b之间具有间隙。第1电极部31a、31b及第2电极部32a、32b分别隔着处理室201对称地配置。第1电极部31a及第2电极部32a沿上下方向配置。第1电极部31b及第2电极部32b沿上下方向配置。第1电极部31a、31b及第2电极部32a、32b分别由图4的(a)所示的电极单元构成。作为HOT电极的第1电极所含的第1种电极300-1、第2种电极300-2及第3种电极300-3的长度各不相同，较长的第1种电极300-1的长度和作为GND电极且作为第2电极的第0种电极300-0的长度相同。另外，第2种电极300-2的长度构成得比第3种电极300-3的长度短。

在将电极单元如图6的(a)至图6的(c)及图7的(a)至图7的(c)所示那样配置的情况下，在上下的电极部(第2电极部32a、32b和第1电极部31a、31b)中不发生干涉时，使用一个高频电源。在上下的电极部中考虑干涉时，在上下的电极部中使用不同的(两个)高频电源，对各个电极部施加高频电力。此时，优选将所施加的高频电力的频率错开1MHz左右。

在所使用的频率在上下的电极部中相同的情况下，如图8的(a)至图8的(c)及图9的(a)至图9的(c)所示那样在处理室201的中央部处上下分割，且使上部的电极部(第2电极部32a、32b)的配置和下部的电极部(第1电极部31a、31b)的配置沿处理室的周向旋转90度(45度～90度左右)。像这样，若通过将上部的电极部和下部的电极部沿周向错开而使得上部的电极部与下部的电极部之间的距离拉开，则该空间发挥绝缘功能，因此能够防止发生干涉。

例如，如图8的(a)至图8的(c)所示，电极单元由两个第1电极部31a、31b和两个第2电极部32a、32b构成。第1电极部31a、31b构成为从处理室201的下部向处理室201的中央部延伸。第2电极部32a、32b构成为从处理室201的上部向处理室201的中央部延伸。第1电极部31a、31b及第2电极部32a、32b分别隔着处理室201对称地配置。第1电极部31a和第2电极部32a沿处理室201的周向错开90度而配置。第1电极部31b和第2电极部32b沿处理室201的周向错开90度而配置。第1电极部31a、31b及第2电极部32a、32b分别由图3的(a)所示的电极单元构成。作为HOT电极且作为第1电极的第1种电极300-1的长度和作为GND电极且作为第2电极的第0种电极300-0的长度相同。通过上部的第2电极部32a、32b和下部的第1电极部31a、31b分开地配置，能够防止发生干涉。

例如，如图9的(a)至图9的(c)所示，电极单元由两个第1电极部31a、31b和两个第2电极部32a、32b构成。第1电极部31a、31b构成为从处理室201的下部向处理室201的中央部延伸。第2电极部32a、32b构成为从处理室201的上部向处理室201的中央部延伸。第1电极部31a、31b及第2电极部32a、32b分别隔着处理室对称地配置。第1电极部31a和第2电极部32a沿处理室201的周向错开90度而配置。第1电极部31b和第2电极部32b沿处理室201的周向错开90度而配置。第1电极部31a、31b及第2电极部32a、32b分别由图4的(a)所示的电极单元构成。作为HOT电极的第1电极所含的第1种电极300-1、第2种电极300-2及第3种电极300-3的长度各不相同，较长的第1种电极300-1的长度和作为GND电极且作为第2电极的第0种电极300-0的长度相同。另外，第2种电极300-2的长度构成为比第3种电极300-3的长度短。通过上部的第2电极部32a、32b和下部的第1电极部31a、31b分开地配置，能够防止发生干涉。此外，第1电极部31a、31b也可以如图10的(a)所示那样构成为从处理室201的下部超过处理室201的中央部向上部延伸。另外，第2电极部32a、32b也可以如图10的(a)所示那样构成为从处理室201的上部超过处理室201的中央部向下部延伸。

(排气部)

在反应管203上如图1所示那样设有对处理室201内的气体环境进行排气的排气管231。在排气管231上经由检测处理室201内的压力的作为压力检测器(压力检测部)的压力传感器245及作为排气阀(压力调整部)的APC(Auto Pressure Controller，自动压力控制器)阀244，连接有作为真空排气装置的真空泵246。APC阀244是构成为通过在使真空泵246工作的状态下对阀进行开闭而能够进行处理室201内的真空排气及真空排气停止的阀。APC阀244还是构成为通过在使真空泵246工作的状态下基于由压力传感器245检测出的压力信息调节阀开度而能够调整处理室201内的压力的阀。主要通过排气管231、APC阀244、压力传感器245构成排气系统。也可以将真空泵246包含在排气系统中来考虑。排气管231并不限于设在反应管203的情况，也可以与喷管249a、249b同样地设在歧管209。

(周边装置)

在歧管209的下方设有能够气密地封堵歧管209的下端开口的作为炉口盖体的密封盖219。密封盖219构成为从垂直方向下侧抵接于歧管209的下端。密封盖219由例如SUS等金属构成，形成为圆盘状。在密封盖219的上表面上设有与歧管209的下端抵接的作为密封部件的O型环220b。

在密封盖219的与处理室201相反的一侧设置有使舟皿217旋转的旋转机构267。旋转机构267的旋转轴255贯穿密封盖219并与舟皿217连接。旋转机构267构成为通过使舟皿217旋转而使晶片200旋转。密封盖219构成为通过垂直地设置在反应管203的外部的作为升降机构的舟皿升降机115而沿垂直方向升降。舟皿升降机115构成为通过使密封盖219升降而能够将舟皿217向处理室201内外搬入及搬出。

舟皿升降机115构成为将舟皿217即晶片200向处理室201内外搬送的搬送装置(搬送机构)。另外，在歧管209的下方设有在通过舟皿升降机115使密封盖219下降的期间能够气密地封堵歧管209的下端开口的作为炉口盖体的挡板219s。挡板219s由例如SUS等金属构成，形成为圆盘状。在挡板219s的上表面上设有与歧管209的下端抵接的作为密封部件的O型环220c。挡板219s的开闭动作(升降动作和转动动作等)由挡板开闭机构115s控制。

在反应管203的内部设置有作为温度检测器的温度传感器263。通过基于由温度传感器263检测出的温度信息调整向加热器207的通电情况，使得处理室201内的温度成为所期望的温度分布。温度传感器263与喷管249a、249b同样地沿着反应管203的内壁设置。

(控制装置)

接下来使用图11说明控制装置。作为控制部(控制装置)的控制器121构成为具备CPU(Central Processing Unit，中央处理器)121a、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)121b、存储装置121c、I/O端口121d的计算机。RAM121b、存储装置121c、I/O端口121d构成为能够经由内部总线121e与CPU121a进行数据交换。在控制器121上连接有构成为例如触摸面板等的输入输出装置122。

存储装置121c由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)、SSD(SolidState Drive，固态硬盘)等构成。在存储装置121c内可读地保存有控制衬底处理装置的动作的控制程序、记载了后述的成膜处理的步骤和条件等的工艺配方等。工艺配方是以能够使控制器121执行后述的各种处理(成膜处理)中的各步骤并得到规定结果的方式进行组合而成的，作为程序发挥功能。以下，也将工艺配方和控制程序等总称而简称为程序。另外，也将工艺配方简称为配方。在本说明书中在使用了程序这一术语的情况下，存在仅包含配方单方的情况、仅包含控制程序单方的情况、或包含这两方的情况。RAM121b构成为暂时保持由CPU121a读出的程序和数据等的存储区域(工作区域)。

I/O端口121d与上述的MFC241a～241d、阀243a～243d、压力传感器245、APC阀244、真空泵246、加热器207、温度传感器263、旋转机构267、舟皿升降机115、挡板开闭机构115s、高频电源320等连接。

CPU121a构成为，从存储装置121c读出控制程序并执行，并且能够根据来自输入输出装置122的操作指令的输入等从存储装置121c读出配方。CPU121a构成为能够以遵照所读出的配方的内容的方式，对旋转机构267的控制、基于MFC241a～241d实施的各种气体的流量调整动作、阀243a～243d的开闭动作、APC阀244的开闭动作及由APC阀244基于压力传感器245执行的压力调整动作、真空泵246的起动及停止、基于温度传感器263执行的加热器207的温度调整动作、基于旋转机构267执行的舟皿217的正反旋转、旋转角度及旋转速度调节动作、基于舟皿升降机115执行的舟皿217的升降动作、基于挡板开闭机构115s执行的挡板219s的开闭动作、高频电源320的电力供给等进行控制。

控制器121能够通过将保存于外部存储装置(例如硬盘等磁盘、CD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器、SSD等半导体存储器)123的上述程序安装于计算机而构成。存储装置121c和外部存储装置123构成为计算机可读的记录介质。以下也将其总称而简称为记录介质。在本说明书中在使用了记录介质这一术语的情况下，存在仅包含存储装置121c单方的情况、仅包含外部存储装置123单方的情况、或者包含这两方的情况。此外，程序向计算机的提供也可以不使用外部存储装置123而使用因特网或专用线路等通信手段来进行。

(2)衬底处理工序

使用图12来说明使用上述的衬底处理装置作为半导体器件(元件)的制造工序的一个工序在衬底上形成膜的工艺例。在以下的说明中，构成衬底处理装置的各部分的动作由控制器121控制。

在本说明书中，也存在为方便起见而如以下那样示出图12所示的成膜处理的顺序的情况。

(原料气体→反应气体)×n

在本说明书中在使用了“晶片”这一术语的情况下，存在表示晶片其自身的情况、表示晶片与形成在其表面上的规定的层或膜的层叠体的情况。在本说明书中在使用了“晶片的表面”这一术语的情况下，存在表示晶片其自身的表面的情况、表示形成在晶片上的规定的层等的表面的情况。在本说明书中记载成“在晶片上形成规定的层”的情况下，存在表示在晶片其自身的表面上直接形成规定的层的情况、表示在晶片上所形成的层等上形成规定的层的情况。在本说明书中使用了“衬底”这一术语的情况也与使用了“晶片”这一术语的情况同义。

(搬入步骤：S1)

当将多枚晶片200装填到舟皿217中(晶片装入)时，通过挡板开闭机构115s使挡板219s移动，歧管209的下端开口开放(挡板打开)。然后，如图1所示那样，通过舟皿升降机115提升支承着多枚晶片200的舟皿217并搬入到处理室201内(舟皿装载)。该状态下，密封盖219成为经由O型环220b密封着歧管209的下端的状态。

(压力、温度调整步骤：S2)

以处理室201的内部成为所期望的压力(真空度)的方式，通过真空泵246进行真空排气(减压排气)。此时，处理室201内的压力由压力传感器245测量，基于该测量出的压力信息反馈控制APC阀244(压力调整)。真空泵246至少在后述的成膜步骤结束之前的期间维持正常工作的状态。

另外，以处理室201内成为所期望的温度的方式通过加热器207进行加热。此时，以处理室201内成为所期望的温度分布的方式，基于温度传感器263检测出的温度信息反馈控制向加热器207的通电情况(温度调整)。基于加热器207对处理室201内的加热至少在后述的成膜步骤结束之前的期间持续进行。但是，在室温以下的温度条件下进行成膜步骤的情况下，也可以不进行基于加热器207对处理室201内的加热。此外，在仅进行这样的温度下的处理的情况下，无需加热器207，可以不在衬底处理装置设置加热器207。该情况下，能够简化衬底处理装置的结构。

接着，开始基于旋转机构267实施的舟皿217及晶片200的旋转。基于旋转机构267实施的舟皿217及晶片200的旋转至少在后述的成膜步骤结束之前的期间持续进行。

(成膜步骤：S3、S4、S5、S6)

然后，通过依次执行步骤S3、S4、S5、S6来进行成膜步骤。

(原料气体供给步骤：S3、S4)

在步骤S3中，针对处理室201内的晶片200供给原料气体。

打开阀243a，向气体供给管232a内流入原料气体。原料气体通过MFC241a被调整流量，经由喷管249a被从气体供给孔250a向处理室201内供给，并从排气管231排出。此时，针对晶片200供给原料气体。此时也可以同时打开阀243c，向气体供给管232c内流入非活性气体。非活性气体通过MFC241c被调整流量，与原料气体一起被向处理室201内供给，并从排气管231排出。

另外，为了防止原料气体向喷管249b内侵入，也可以打开阀243d，向气体供给管232d内流入非活性气体。非活性气体经由气体供给管232d、喷管249b被向处理室201内供给，并从排气管231排出。

作为本步骤中的处理条件，例示如下：

处理温度：室温(25℃)～550℃、优选为400～500℃

处理压力：1～4000Pa、优选为100～1000Pa

原料气体供给流量：0.1～3slm

原料气体供给时间：1～100秒，优选为1～50秒

非活性气体供给流量(每根气体供给管)：0～10slm

此外，本说明书中的“25～550℃”这样的数值范围的表述表示下限值及上限值包含于该范围。因此，例如“25～550℃”表示“大于等于25℃、小于等于550℃”。其他的数值范围也是同样的。另外，本说明书中的处理温度表示晶片200的温度或处理室201内的温度，处理压力表示处理室201内的压力。另外，气体供给流量：0slm表示不供给该气体的情形。这些在以下的说明中也是同样的。

通过在上述的条件下针对晶片200供给原料气体，在晶片200(表面的底膜)上形成第1层。例如，在作为原料气体使用后述的含硅(Si)气体的情况下，作为第1层形成含Si层。

在形成了第1层后，关闭阀243a，停止原料气体向处理室201内的供给。此时，保持打开APC阀244的状态，通过真空泵246对处理室201内进行真空排气，将残留在处理室201内的未反应的或助力形成第1层后的原料气体和反应副产物等从处理室201内排除。另外，打开阀243c、243d，向处理室201内供给非活性气体(S4)。非活性气体作为吹扫气体发挥作用。

作为原料气体，能够使用例如四(二甲基氨基)硅烷(Si[N(CH₃)₂]₄、略称：4DMAS)气体、三(二甲基氨基)硅烷(Si[N(CH₃)₂]₃H、略称：3DMAS)气体、双(二甲基氨基)硅烷(Si[N(CH₃)₂]₂H₂、略称：BDMAS)气体、双(二乙基氨基)硅烷(Si[N(C₂H₅)₂]₂H₂、略称：BDEAS)气体、双(叔丁基氨基)硅烷(SiH₂[NH(C₄H₉)]₂、略称：BTBAS)气体、(二异丙胺)硅烷(SiH₃[N(C₃H₇)₂]、略称：DIPAS)气体等氨基硅烷类气体。作为原料气体，能够使用它们中的一个以上。

另外，作为原料气体，也能够使用例如一氯甲硅烷(SiH₃Cl、略称：MCS)气体、二氯硅烷(SiH₂Cl₂、略称：DCS)气体、三氯硅烷(SiHCl₃、略称：TCS)气体、四氯硅烷(SiCl₄、略称：STC)气体、六氯乙硅烷(Si₂Cl₆、略称：HCDS)气体、八氯三硅烷(Si₃Cl₈、略称：OCTS)气体等氯硅烷类气体、四氟化硅(SiF₄)气体、二氟硅烷(SiH₂F₂)气体等氟硅烷类气体、四溴化硅(SiBr₄)气体、二溴硅烷(SiH₂Br₂)气体等溴硅烷类气体、四碘化硅(SiI₄)气体、二碘硅烷(SiH₂I₂)气体等碘硅烷类气体。即，作为原料气体，能够使用卤代硅烷类气体。作为原料气体，能够使用它们中的一个以上。

另外，作为原料气体，能够使用例如甲硅烷(SiH₄、略称：MS)气体、乙硅烷(Si₂H₆、略称：DS)气体、丙硅烷(Si₃H₈、略称：TS)气体等氢化硅气体。作为原料气体，能够使用它们中的一个以上。

作为非活性气体，能够使用例如氮气(N₂)及氩气(Ar)、氦气(He)、氖气(Ne)、氙气(Xe)等稀有气体。作为非活性气体，能够使用它们中的一个以上。这方面在后述的各步骤中也是同样的。

(反应气体供给步骤：S5、S6)

在原料气体供给步骤结束后，对处理室201内的晶片200供给使等离子体激发得到的反应气体(S5)。

在该步骤中，按照与步骤S3中的阀243a、243c、243d的开闭控制相同的步骤进行阀243b～243d的开闭控制。反应气体通过MFC241b被调整流量，经由喷管249b被从气体供给孔250b向处理室201内供给。此时，从高频电源320向电极300供给(施加)高频电力(RF电力)。供给到处理室201内的反应气体在处理室201的内部被激发成等离子体状态，并作为活性种对晶片200供给，且从排气管231排出。

作为本步骤中的处理条件，例示如下：

处理温度：室温(25°)～550℃、优选为400～500℃

处理压力：1～300Pa、优选为10～100Pa

反应气体供给流量：0.1～10slm

反应气体供给时间：1～100秒、优选为1～50秒

非活性气体供给流量(每根气体供给管)：0～10slm

RF电力：50～1000W

RF频率：27.12MHz

通过在上述的条件下使反应气体激发成等离子体状态后对晶片200供给，而利用在等离子体中生成的离子和电中性的活性种的作用，对形成于晶片200的表面的第1层进行改性处理，第1层被向第2层改性。

在作为反应气体而使用例如含氧(O)气体等氧化气体(氧化剂)的情况下，通过使含O气体激发成等离子体状态，产生含O活性种，并将该含O活性种对晶片200供给。该情况下，通过含O活性种的作用，对形成于晶片200的表面的第1层作为改性处理而进行氧化处理。该情况下，在第1层为例如含Si层的情况下，作为第1层的含Si层被向作为第2层的氧化硅层(SiO层)改性。

另外，作为反应气体，例如在使用含氮(N)及氢(H)气体等氮化气体(氮化剂)的情况下，通过使含N及H气体激发成等离子体状态，产生含N及H活性种，将该含N及H活性种对晶片200供给。该情况下，利用含N及H活性种的作用，对形成于晶片200的表面的第1层作为改性处理而进行氮化处理。该情况下，在第1层为例如含Si层的情况下，作为第1层的含Si层被向作为第2层的氮化硅层(SiN层)改性。

在使第1层改性成第2层后，关闭阀243b，停止反应气体的供给。另外，停止向电极300的RF电力供给。并且，利用与步骤S4相同的处理步骤、处理条件，将残留在处理室201内的反应气体和反应副产物等从处理室201内排除。另外，打开阀243c、243d，向处理室201内供给非活性气体(S6)。非活性气体作为吹扫气体发挥作用。

作为反应气体，如上述那样，能够使用例如含O气体和含N及H气体。作为含O气体，能够使用例如氧气(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、过氧化氢(H₂O₂)气体、水蒸气(H₂O)、氢氧化铵(NH₄(OH))气体、一氧化碳(CO)气体、二氧化碳(CO₂)气体等。作为含N及H气体，能够使用氨气(NH₃)、二亚胺(N₂H₂)气体、联氨(N₂H₄)气体、N₃H₈气体等氮化氢类气体。作为反应气体，能够使用它们中的一个以上。

作为非活性气体，能够使用例如在步骤S4中例示的各种气体。

(实施规定次数：S7)

通过将针对上述的步骤S3、S4、S5、S6按照该顺序非同时、即不同步地进行设为一个循环，并进行规定次数(n次、n为1以上的整数)即一次以上的该循环，能够在晶片200上形成规定成分及规定膜厚的膜。优选的是上述的循环反复执行多次。即，优选的是使每一次循环所形成的第2层的厚度比所期望的膜厚小，反复执行多次上述的循环，直至通过将第2层层叠而形成的膜的膜厚成为所期望的膜厚。此外，在作为第1层形成例如含Si层、作为第2层形成例如SiO层的情况下，作为膜形成氧化硅膜(SiO膜)。另外，在作为第1层形成例如含Si层、作为第2层形成例如SiN层的情况下，作为膜形成氮化硅膜(SiN膜)。

(大气压恢复步骤：S8)

在上述的成膜处理完成后，从气体供给管232c、232d各自将非活性气体向处理室201内供给，并从排气管231排出。由此，处理室201内被非活性气体吹扫，残留在处理室201内的反应气体等被从处理室201内除去(非活性气体吹扫)。然后，处理室201内的环境气体被置换成非活性气体(非活性气体置换)，处理室201内的压力恢复到常压(大气压恢复：S8)。

(搬出步骤：S9)

然后，通过舟皿升降机115使密封盖219下降，使歧管209的下端开口，并且处理完毕的晶片200在支承于舟皿217的状态下从歧管209的下端向反应管203的外部搬出(舟皿卸载)。舟皿卸载后，使挡板219s移动，歧管209的下端开口经由O型环220c被挡板219s密封(挡板关闭)。处理完毕的晶片200被搬出到反应管203的外部后，被从舟皿217取出(晶片卸下)。此外，也可以在晶片卸下后向处理室201内搬入空的舟皿217。

此处，优选的是衬底处理时的炉内压力被控制在10Pa以上、300Pa以下的范围内。这是因为在炉内的压力低于10Pa的情况下，与等离子体的德拜长度相比气体分子的平均自由程变长，直接击打炉壁的等离子体显著化，因此难以抑制颗粒的产生。另外，在炉内的压力高于300Pa的情况下，等离子体的生成效率饱和，因此即使供给反应气体等离子体的生成量也不会发生变化，而导致无谓消耗反应气体，并且气体分子的平均自由程变短。由此导致等离子体活性种输送至晶片的输送效率变差。

(3)基于本实施方式的效果

通过将电极单元沿长度方向分割配置，在电极300附近的反应管203内壁与晶片200之间产生的电场沿纵向(装载衬底的方向)分布得同样强。由此，等离子体302的密度高且沿纵向同样地分布，而能够同时提高衬底处理的效率、质量和衬底之间的同样性。另外，能够使用更高频的电源，因此能够实现离子损伤降低、低电子温度及高等离子体密度中的至少一个。

以上，具体说明了本发明的实施方式。但是，本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。

另外，例如在上述实施方式中，说明了供给原料后供给反应体的例子。本发明并不限定于这样的方式，原料、反应体的供给顺序也可以相反。即，也可以在供给反应体后供给原料。通过改变供给顺序，能够使所形成的膜的膜质和成分比变化。

本发明不仅能够适用于在晶片200上形成SiO膜或SiN膜的情况，而且能够适合用于在晶片200上形成碳氧化硅膜(SiOC膜)、氧碳氮化硅膜(SiOCN膜)、氮氧化硅膜(SiON膜)等Si类氧化膜的情况。

例如，除了上述的气体以外，或者在这些气体的基础之上，还能够使用氨气(NH₃)等含氮(N)气体、丙烯(C₃H₆)气体等含碳(C)气体、三氯化硼(BCl₃)气体等含硼(B)气体等来成膜。能够形成例如SiN膜、SiON膜、SiOCN膜、SiOC膜、SiCN膜、SiBN膜、SiBCN膜、BCN膜等。此外，能够适当变更流入各气体的顺序。在进行这些成膜的情况下也是，能够在与上述实施方式相同的处理条件下进行成膜，从而能够得到与上述实施方式相同的效果。这些情况下，能够对作为反应气体的氧化剂使用上述的反应气体。

另外，本发明在晶片200上形成含钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钽(Ta)、铌(Nb)、铝(Al)、钼(Mo)、钨(W)等金属元素的金属类氧化膜或金属类氮化膜的情况下，也能够适合使用。即，本发明也能够适合用于在晶片200上形成TiO膜、TiOC膜、TiOCN膜、TiON膜、TiN膜、TiSiN膜、TiBN膜、TiBCN膜、ZrO膜、ZrOC膜、ZrOCN膜、ZrON膜、ZrN膜、ZrSiN膜、ZrBN膜、ZrBCN膜、HfO膜、HfOC膜、HfOCN膜、HfON膜、HfN膜、HfSiN膜、HfBN膜、HfBCN膜、TaO膜、TaOC膜、TaOCN膜、TaON膜、TaN膜、TaSiN膜、TaBN膜、TaBCN膜、NbO膜、NbOC膜、NbOCN膜、NbON膜、NbN膜、NbSiN膜、NbBN膜、NbBCN膜、AlO膜、AlOC膜、AlOCN膜、AlON膜、AlN膜、AlSiN膜、AlBN膜、AlBCN膜、MoO膜、MoOC膜、MoOCN膜、MoON膜、MoN膜、MoSiN膜、MoBN膜、MoBCN膜、WO膜、WOC膜、WOCN膜、WON膜、WN膜、WSiN膜、WBN膜、WBCN膜等的情况。

在这些情况下，例如作为原料气体能够使用四(二甲氨基)钛(Ti[N(CH₃)₂]₄、略称：TDMAT)气体、四(乙基甲基氨)铪(Hf[N(C₂H₅)(CH₃)]₄、略称：TEMAH)气体、四(乙基甲基氨)锆(Zr[N(C₂H₅)(CH₃)]₄、略称：TEMAZ)气体、三甲基铝(Al(CH₃)₃、略称：TMA)气体、四氯化钛(TiCl₄)气体、四氯化铪(HfCl₄)气体等。

即，本发明能够适合用于形成含半金属元素的半金属类膜和含金属元素的金属类膜的情况。这些成膜处理的处理步骤、处理条件能够设为与上述实施方式所示的成膜处理相同的处理步骤、处理条件。这些情况下也是，能够得到与上述实施方式相同的效果。

关于在成膜处理中使用的配方，优选的是根据处理内容单独准备，并经由电通信线路或外部存储装置123事先保存在存储装置121c内。并且，优选的是，在开始各种处理时，CPU121a从保存在存储装置121c内的多个配方中根据处理内容适当选择恰当的配方。由此，能够在一台衬底处理装置中通用地且再现性良好地形成各种膜种、成分比、膜质、膜厚的薄膜。另外，能够减轻操作员的负担，从而能够在避免操作失误的同时，迅速地开始各种处理。

上述的配方并不限于新创建的情况，例如也可以通过改变已安装于衬底处理装置的现有配方来准备。在改变配方的情况下，可以将改变后的配方经由电通信线路或记录了该配方的记录介质安装于衬底处理装置。另外，也可以对现有的衬底处理装置所具备的输入输出装置122进行操作，直接改变衬底处理装置中已安装的现有配方。

Claims

1.一种衬底处理装置，其特征在于，具备：

处理室，其对多个衬底进行处理；以及

等离子体生成部，其具备第1电极部和第2电极部，且在所述处理室内生成等离子体，其中该第1电极部构成为从所述处理室的下部向所述处理室的中央部延伸，该第2电极部构成为从所述处理室的上部向所述处理室的所述中央部延伸。

2.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，

所述等离子体生成部在所述处理室的所述中央部处在所述第1电极部与所述第2电极部之间具有间隙。

3.如权利要求1所述的衬底处理装置，其特征在于，

所述第1电极部及所述第2电极部分别具备被施加任意电位的第1电极和被提供基准电位的第2电极。

4.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，

具备多个被施加任意电位的所述第1电极。

5.如权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，

多个所述第1电极的长度相同。

6.如权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，

多个所述第1电极的长度和所述第2电极的长度相同。

7.如权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，

多个所述第1电极的长度不同。

8.如权利要求7所述的衬底处理装置，其特征在于，

多个所述第1电极中的长度较长的所述第1电极的长度和所述第2电极的长度相同。

9.如权利要求4所述的衬底处理装置，其特征在于，

所述第1电极部及所述第2电极部分别具备两个第1电极和一个第2电极，并按照所述第1电极、所述第1电极、所述第2电极的顺序配置。

10.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，

所述第1电极部和所述第2电极部具备保持所述第1电极和所述第2电极的罩。

11.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，

所述第1电极部和所述第2电极部配置在沿所述处理室的周向错开的位置。

12.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，

所述第1电极部和所述第2电极部设在所述处理室的外侧。

13.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，

具备加热衬底的加热部，

所述第1电极部和所述第2电极部设在所述处理室与所述加热部之间。

14.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，

所述第1电极和所述第2电极为平板形状。

15.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，

所述中央部为相对于载置所述多个衬底的载置方向的中央部。

16.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在于，

具备向所述多个衬底供给处理气体的气体供给部。

17.一种等离子体生成装置，其特征在于，具备：

第1电极部，其构成为从处理室的下部向所述处理室的中央部延伸；和第2电极部，其构成为从所述处理室的上部向所述处理室的所述中央部延伸。

18.一种等离子体生成方法，其特征在于，

具有通过第1电极部和第2电极部在处理室内生成等离子体的工序，其中该第1电极部构成为从所述处理室的下部向所述处理室的中央部延伸，该第2电极部构成为从所述处理室的上部向所述处理室的所述中央部延伸。

19.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，具有如下工序：

向处理室搬入衬底的工序；以及

通过第1电极部和第2电极部在所述处理室内生成等离子体的工序，其中该第1电极部构成为从所述处理室的下部向所述处理室的中央部延伸，该第2电极部构成为从所述处理室的上部向所述处理室的所述中央部延伸。

20.一种记录介质，能够由计算机读取，记录有程序，其特征在于，所述程序通过计算机使所述衬底处理装置执行如下步骤：

向衬底处理装置的处理室搬入衬底的步骤；以及

通过第1电极部和第2电极部在所述处理室内生成等离子体的步骤，其中该第1电极部构成为从所述处理室的下部向所述处理室的中央部延伸，该第2电极部构成为从所述处理室的上部向所述处理室的所述中央部延伸。