JP2013197449A

JP2013197449A - Substrate processing method and substrate processing device

Info

Publication number: JP2013197449A
Application number: JP2012065017A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Tsubota; 康寿坪田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-30

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing method and a substrate processing device capable of reducing unevenness of processing occurring on a processing object substrate having projections and recesses.SOLUTION: In a substrate processing method, a wafer 10 is loaded into a processing chamber 201 to be placed on a susceptor 217, and the wafer 10 is heated. Inside of the processing chamber 201 is evacuated, then reaction gas is supplied into the processing chamber 201. A plasma generating portion 214 excites the reaction gas by an electric field formed in the processing chamber 201, thus the wafer 10 having a plurality of projections and recesses is processed. When processing the wafer 10, first, the wafer is processed where an impedance variable mechanism 274 provides the excited reaction gas on the wafer 10. Then, the wafer 10 is subjected to the next processing where a smaller amount of the reaction gas is provided than that in the previous process.

Description

本発明は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus.

特許文献１には、基板を収容して処理する処理室と、前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給手段と、前記処理室内を排気する排気手段と、前記処理室内にてプラズマを生成させて前記処理ガスを励起させる高周波電力が印加される一対の電極と、前記処理室内に配置されて前記処理室内のプラズマの生成状態を検出するプラズマ検出手段と、を備えていることを特徴とする基板処理装置が開示されている。 In Patent Document 1, a processing chamber for accommodating and processing a substrate, a gas supply means for supplying a processing gas into the processing chamber, an exhaust means for exhausting the processing chamber, and generating plasma in the processing chamber. And a pair of electrodes to which a high-frequency power for exciting the processing gas is applied, and plasma detection means disposed in the processing chamber and detecting a plasma generation state in the processing chamber. A substrate processing apparatus is disclosed.

特開２００６−１５６６９５号公報JP 2006-156695 A

基板処理方法及び基板処理装置において、凹凸を有する被処理基板を処理する場合、例えば、膜を形成する際に膜厚が不均一になる等の処理が不均一になるとの問題点があった。このため、基板のアスペクト比が高い基板に膜を形成する場合、膜厚が不均一になりやすく、基板のカバレッジが悪くなることがあった。ここで、アスペクト比とは、基板に形成される配線パターンにおける配線幅に対する配線の厚さ（高さ）の比率をいう。また、カバレッジとは、ステップカバレッジとも称され、段差部をもつ材料表面に金属膜や絶縁膜を成膜したときの段差部分の皮膜状態を示す指標であり、平坦部の膜厚に対する段差部の膜厚のパーセンテージとして定義される。 In the substrate processing method and the substrate processing apparatus, when a substrate to be processed having irregularities is processed, for example, there is a problem that processing such as non-uniform film thickness becomes nonuniform when forming a film. For this reason, when a film is formed on a substrate having a high aspect ratio, the film thickness tends to be non-uniform and the coverage of the substrate may deteriorate. Here, the aspect ratio refers to the ratio of the wiring thickness (height) to the wiring width in the wiring pattern formed on the substrate. Coverage is also referred to as step coverage, and is an index indicating the film state of the stepped portion when a metal film or an insulating film is formed on the surface of the material having the stepped portion. Defined as a percentage of film thickness.

本発明の目的は、凹凸を有する被処理基板に生じる処理の不均一さを低減することができる基板処理方法及び基板処理装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the substrate processing method and substrate processing apparatus which can reduce the nonuniformity of the process which arises in the to-be-processed substrate which has an unevenness | corrugation.

請求項１に係る本発明は、基板載置部に被処理基板を載置するように、被処理基板を処理室内に搬入する搬入工程と、前記処理室内に搬入された被処理基板を加熱部が加熱する加熱工程と、ガス排気部が前記処理室内を排気する排気工程と、ガス供給部が前記処理室内に反応ガスを供給する供給工程と、プラズマ生成部が前記処理室内に形成した電界で反応ガスを励起させ、複数の凹凸を有する被処理基板を処理する処理工程と、を有し、前記処理工程は、プラズマ制御部が、被処理基板へ励起された反応ガスを引き込ませ、被処理基板を処理させる第１の処理工程と、前記プラズマ制御部が、前記第１の処理工程よりも少ない量の反応ガスを被処理基板へ引き込ませ、被処理基板を処理させる第２の処理工程と、を有する基板処理方法である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a loading step of loading a substrate to be processed into a processing chamber so as to place the substrate to be processed on the substrate mounting portion, and a heating unit for loading the substrate to be processed loaded into the processing chamber. A heating step for heating the gas, an exhaust step for exhausting the processing chamber by the gas exhaust unit, a supplying step for supplying the reactive gas into the processing chamber by the gas supply unit, and an electric field formed by the plasma generation unit in the processing chamber. A processing step of exciting a reactive gas and processing a substrate to be processed having a plurality of irregularities, wherein the processing step causes the plasma control unit to draw the excited reactive gas into the substrate to be processed, A first processing step for processing a substrate; and a second processing step for causing the plasma control unit to draw a smaller amount of reactive gas into the substrate to be processed than in the first processing step to process the substrate to be processed. A substrate processing method having .

請求項２に係る本発明は、基板載置部に被処理基板を載置するように、被処理基板を処理室内に搬入する搬入工程と、前記処理室内に搬入された被処理基板を加熱部が加熱する加熱工程と、ガス排気部が前記処理室内を排気する排気工程と、ガス供給部が前記処理室内に反応ガスを供給する供給工程と、プラズマ生成部が前記処理室内に形成した電界で反応ガスを励起させ、複数の凹凸を有し、前記複数の凹凸を覆うように膜が形成された被処理基板を処理する処理工程と、を有し、前記処理工程は、前記膜を変形させる変形工程を有する基板処理方法である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a carrying-in step of carrying a substrate to be processed into a processing chamber so as to place the substrate to be treated on the substrate placing unit, and a heating unit for loading the substrate to be treated carried into the processing chamber. A heating step for heating the gas, an exhaust step for exhausting the processing chamber by the gas exhaust unit, a supplying step for supplying the reactive gas into the processing chamber by the gas supply unit, and an electric field formed by the plasma generation unit in the processing chamber. And a processing step of processing a substrate to be processed having a plurality of irregularities and having a film formed so as to cover the plurality of irregularities, and the processing step deforms the film. A substrate processing method having a deformation process.

請求項３に係る本発明は、凹凸が形成され、前記凹凸を覆うように膜が形成された被処理基板を処理する処理室と、前記処理室内に配置されていて、被処理基板が載置される基板載置部と、前記処理室内で被処理基板を加熱する加熱部と、前記処理室内に反応ガスを供給するガス供給部と、前記処理室内で反応ガスを励起するプラズマ生成部と、前記処理室内を排気するガス排気部と、前記処理室内における励起した供給ガスの挙動を制御するプラズマ制御部と、前記加熱部、前記ガス供給部、前記プラズマ制御部、及び前記排気部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記プラズマ生成部により励起された反応ガスを前記基板載置部に引き込ませ、被処理基板を処理させる第１の処理工程と、前記基板載置部に引き込む励起された反応ガスの引き込み量を前記第１の処理工程よりも少なくさせて、被処理基板を処理させる第２の処理工と、を行わせるように制御する基板処理装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a processing chamber for processing a substrate to be processed in which unevenness is formed and a film is formed so as to cover the unevenness, and the processing chamber is disposed in the processing chamber. A substrate placement unit, a heating unit that heats the substrate to be processed in the processing chamber, a gas supply unit that supplies a reactive gas into the processing chamber, a plasma generation unit that excites the reactive gas in the processing chamber, A gas exhaust unit that exhausts the processing chamber, a plasma control unit that controls the behavior of the excited supply gas in the processing chamber, the heating unit, the gas supply unit, the plasma control unit, and the exhaust unit are controlled. A first processing step for drawing the reaction gas excited by the plasma generation unit into the substrate mounting unit and processing the substrate to be processed; and the substrate mounting. Excited to pull in The pull-in amount of response gas by less than the first process step, a substrate processing apparatus for controlling so as to perform a second processing factory to process the substrate to be processed.

本発明によれば、凹凸を有する被処理基板に生じる処理の不均一さを低減することができる基板処理方法及び基板処理装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the substrate processing method and substrate processing apparatus which can reduce the nonuniformity of the process which arises in the to-be-processed substrate which has an unevenness | corrugation can be provided.

本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the substrate processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図１に示す基板処理装置で処理される被処理基板の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the to-be-processed substrate processed with the substrate processing apparatus shown in FIG. 図１に示す基板処理装置が被処理基板を処理する工程を示す第１の図である。It is a 1st figure which shows the process in which the substrate processing apparatus shown in FIG. 1 processes a to-be-processed substrate. 図１に示す基板処理装置が被処理基板を処理する工程を示す第２の図である。FIG. 4 is a second view illustrating a process of processing a substrate to be processed by the substrate processing apparatus illustrated in FIG. 1. 図１に示す基板処理装置の処理室内に形成される電界の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of the electric field formed in the process chamber of the substrate processing apparatus shown in FIG. 本発明の第２の実施形態に係る基板処理装置で処理される被処理基板の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the to-be-processed substrate processed with the substrate processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態における基板処理工程での処理を説明する図である。It is a figure explaining the process in the substrate processing process in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態における基板処理工程が終了した後の被処理基板を示す図である。It is a figure which shows the to-be-processed substrate after the substrate processing process in the 2nd Embodiment of this invention is complete | finished.

次に本発明実施形態に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法の第１の形態を説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置２００が示されている。基板処理装置２００は、変形マグネトロン型プラズマ処理装置であり、電界と磁界とにより高密度プラズマを生成できる変形マグネトロン型プラズマ源（ＭｏｄｉｆｉｅｄＭａｇｎｅｔｒｏｎＴｙｐｅｄＰｌａｓｍａＳｏｕｒｃｅ）を用いて、シリコン（Ｓｉ）基板等のウエハ１０をプラズマ処理する変形マグネトロン型プラズマ処理装置である。 Next, a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a substrate processing apparatus 200 according to the first embodiment of the present invention. The substrate processing apparatus 200 is a modified magnetron type plasma processing apparatus and uses a modified magnetron type plasma source capable of generating high density plasma by an electric field and a magnetic field, and a wafer such as a silicon (Si) substrate. 10 is a modified magnetron type plasma processing apparatus for plasma processing 10.

基板処理装置２００は、気密性を保持した処理室２０１を有し、処理室２０１内に被処理基板として用いられるウエハ１０を載置し、処理室２０１内で一定の圧力下で高周波電圧をかけてマグネトロン放電を起こすように構成されている。基板処理装置２００によれば、処理室２０１内に供給した反応ガスを励起させ、励起させた反応ガスをウエハ１０に供給して、ウエハ１０に酸化、窒化等の処理を行ったり、薄膜を形成したり、又はウエハ１０表面をエッチングしたり等の各種プラズマ処理を施すことができる。 The substrate processing apparatus 200 includes a processing chamber 201 that maintains hermeticity. The wafer 10 used as a substrate to be processed is placed in the processing chamber 201 and a high-frequency voltage is applied in the processing chamber 201 under a certain pressure. It is configured to cause magnetron discharge. According to the substrate processing apparatus 200, the reaction gas supplied into the processing chamber 201 is excited, the excited reaction gas is supplied to the wafer 10, and the wafer 10 is subjected to processing such as oxidation and nitridation, or a thin film is formed. Various plasma treatments such as etching or etching the surface of the wafer 10 can be performed.

基板処理装置２００は、ウエハ１０をプラズマ処理する処理炉２０２を備えている。処理炉２０２には、処理室２０１を構成する処理容器２０３が設けられている。処理容器２０３は、第１の容器であるドーム型の上側容器２１０と、第２の容器である碗型の下側容器２１１とを備えている。上側容器２１０が下側容器２１１の上に被さることにより、処理室２０１が形成される。上側容器２１０は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）又は石英（ＳｉＯ_２）等の非金属材料で形成されており、下側容器２１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。 The substrate processing apparatus 200 includes a processing furnace 202 for plasma processing the wafer 10. The processing furnace 202 is provided with a processing container 203 that constitutes a processing chamber 201. The processing container 203 includes a dome-shaped upper container 210 that is a first container and a bowl-shaped lower container 211 that is a second container. The processing chamber 201 is formed by covering the upper container 210 on the lower container 211. The upper container 210 is made of, for example, a non-metallic material such as aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) or quartz (SiO ₂ ), and the lower container 211 is made of, for example, aluminum (Al).

下側容器２１１の下部側壁には、ゲートバルブ２４４が設けられている。ゲートバルブ２４４は、開いているときには、搬送機構（図示せず）を用いて処理室２０１内へウエハ１０を搬入でき、又は処理室２０１外へとウエハ１０を搬出することができるように構成されている。ゲートバルブ２４４は、閉まっているときには、処理室２０１内の気密性を保持する仕切弁となるように構成されている。また、基板処理装置２００は、基板載置部として用いられるサセプタ２１７を有する。 A gate valve 244 is provided on the lower side wall of the lower container 211. When the gate valve 244 is open, the wafer 10 can be loaded into the processing chamber 201 using a transfer mechanism (not shown), or the wafer 10 can be carried out of the processing chamber 201. ing. The gate valve 244 is configured to be a gate valve that maintains the airtightness in the processing chamber 201 when the gate valve 244 is closed. In addition, the substrate processing apparatus 200 includes a susceptor 217 that is used as a substrate placement unit.

サセプタ２１７は、処理室２０１の底側中央に配置されていて、ウエハ１０を支持する。サセプタ２１７は例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、セラミックス、石英等の非金属材料から形成されており、ウエハ１０上に形成される膜等の金属汚染を低減することができるように構成されている。 The susceptor 217 is disposed at the bottom center of the processing chamber 201 and supports the wafer 10. The susceptor 217 is made of a non-metallic material such as aluminum nitride (AlN), ceramics, quartz, or the like, and is configured to reduce metal contamination of a film or the like formed on the wafer 10.

サセプタ２１７は、下側容器２１１とは電気的に絶縁されている。サセプタ２１７内部にはインピーダンス調整電極２１７ｃが装備されている。インピーダンス調整電極２１７ｃは、インピーダンス制御部として用いられているとともに、プラズマ制御部として用いられているインピーダンス可変機構２７４を介して接地されている。インピーダンス調整電極２１７ｃは、後述する第１の電極としての筒状電極２１５に対する第２の電極として機能する。インピーダンス可変機構２７４はコイルや可変コンデンサから構成されており、コイルのインダクタンス及び抵抗並びに可変コンデンサの容量値を制御することにより、インピーダンスを約０Ω〜処理室２０１の寄生インピーダンス値又は寄生インピーダンス以上の値の範囲内で変化させることができるように構成されている。寄生インピーダンスは装置によって異なるが、例えば約６８Ωとなっている。これによって、インピーダンス調整電極２１７ｃ及びサセプタ２１７を介して、ウエハ１０の電位（バイアス電圧）を制御できる。 The susceptor 217 is electrically insulated from the lower container 211. An impedance adjustment electrode 217c is provided inside the susceptor 217. The impedance adjustment electrode 217c is used as an impedance control unit and is grounded via an impedance variable mechanism 274 used as a plasma control unit. The impedance adjustment electrode 217c functions as a second electrode for a cylindrical electrode 215 serving as a first electrode described later. The impedance variable mechanism 274 includes a coil and a variable capacitor. By controlling the inductance and resistance of the coil and the capacitance value of the variable capacitor, the impedance is changed from about 0Ω to a parasitic impedance value of the processing chamber 201 or a value equal to or higher than the parasitic impedance. It is configured to be able to change within the range. The parasitic impedance varies depending on the device, but is about 68Ω, for example. Accordingly, the potential (bias voltage) of the wafer 10 can be controlled via the impedance adjustment electrode 217c and the susceptor 217.

サセプタ２１７には、サセプタを昇降させるサセプタ昇降機構２６８が設けられている。そしてサセプタ２１７には貫通孔２１７ａが設けられ、一方、下側容器２１１の底面にはウエハ突上げピン２６６が設けられている。貫通孔２１７ａとウエハ突上げピン２６６とは互いに対向する位置に、少なくとも各３箇所ずつ設けられている。サセプタ昇降機構２６８によりサセプタ２１７が下降させられたときには、ウエハ突上げピン２６６がサセプタ２１７とは非接触な状態で、貫通孔２１７ａを突き抜けるように構成されている。 The susceptor 217 is provided with a susceptor lifting mechanism 268 that lifts and lowers the susceptor. A through hole 217 a is provided in the susceptor 217, while a wafer push-up pin 266 is provided on the bottom surface of the lower container 211. The through holes 217a and the wafer push-up pins 266 are provided at least at three locations at positions facing each other. When the susceptor 217 is lowered by the susceptor raising / lowering mechanism 268, the wafer push-up pin 266 is configured to penetrate through the through hole 217a without contacting the susceptor 217.

また、サセプタ２１７の内部には、ヒータ２１７ｂが一体的に埋め込まれている。ヒータ２１７ｂは、電力が供給されると、ウエハ１０表面を例えば室温７００℃程度まで加熱することができるように構成されている。 A heater 217b is integrally embedded in the susceptor 217. The heater 217b is configured to heat the surface of the wafer 10 to, for example, a room temperature of about 700 ° C. when electric power is supplied.

基板処理装置２００は、ランプ加熱ユニット２８０を有する。ランプ加熱ユニット２８０は、処理室２０１の上方、つまり上側容器２１０の上面に、光透過窓２７８が設けられ、光透過窓２７８上の処理容器２０３外側に配置されている。ランプ加熱ユニット２８０は、サセプタ２１７と対向する位置に設けられ、ウエハ１０の上部からウエハ１０を加熱するよう構成されている。ランプ加熱ユニット２８０を点灯することで、ウエハ１０表面を７００℃〜９００℃に調整することができる。また、ヒータ２１７ｂと比較してより短時間でウエハ１０を加熱することができる。この実施形態においては、ランプ加熱ユニット２８０とヒータ２１７ｂとが、被処理基板を加熱する加熱部として用いられている。 The substrate processing apparatus 200 has a lamp heating unit 280. The lamp heating unit 280 is provided with a light transmission window 278 above the processing chamber 201, that is, on the upper surface of the upper container 210, and is disposed outside the processing container 203 on the light transmission window 278. The lamp heating unit 280 is provided at a position facing the susceptor 217 and is configured to heat the wafer 10 from above the wafer 10. By turning on the lamp heating unit 280, the surface of the wafer 10 can be adjusted to 700 ° C. to 900 ° C. In addition, the wafer 10 can be heated in a shorter time than the heater 217b. In this embodiment, the lamp heating unit 280 and the heater 217b are used as a heating unit that heats the substrate to be processed.

また、基板処理装置２００は、処理室２０１に反応ガスを供給するがガス供給部２４８を有する。ガス供給部２４８は、それぞれ後述するシャワーヘッド２３６（蓋体２３３、ガス導入口２３４、バッファ室２３７、開口２３８、遮蔽プレート２４０、ガス吹出口２３９）、酸素含有ガス供給管２３２ａ、水素含有ガス供給管２３２ｂ、不活性ガス供給管２３２ｃ、マスフローコントローラ２５２ａ、マスフローコントローラ２５２ｂ、マスフローコントローラ２５２ｃ、バルブ２５３ａ、バルブ２５３ｂ、バルブ２５３ｃ、及びバルブ２４３ａにより構成されている。尚、ガス供給部２４８に、酸素含有ガス供給源２５０ａ、水素含有ガス供給源２５０ｂ、不活性ガス供給源２５０ｃを設けても良い。 Further, the substrate processing apparatus 200 supplies a reaction gas to the processing chamber 201, but has a gas supply unit 248. The gas supply unit 248 includes a shower head 236 (a lid 233, a gas inlet 234, a buffer chamber 237, an opening 238, a shielding plate 240, a gas outlet 239), an oxygen-containing gas supply pipe 232a, and a hydrogen-containing gas supply, which will be described later. The pipe 232b, the inert gas supply pipe 232c, the mass flow controller 252a, the mass flow controller 252b, the mass flow controller 252c, the valve 253a, the valve 253b, the valve 253c, and the valve 243a are included. The gas supply unit 248 may be provided with an oxygen-containing gas supply source 250a, a hydrogen-containing gas supply source 250b, and an inert gas supply source 250c.

シャワーヘッド２３６は、キャップ状の蓋体２３３と、ガス導入口２３４と、バッファ室２３７と、開口２３８と、遮蔽プレート２４０と、ガス吹出口２３９とを備え、反応ガスを処理室２０１内へ供給できるように構成されている。バッファ室２３７は、ガス導入口２３４より導入される反応ガスを分散する分散空間としての機能を持つ。 The shower head 236 includes a cap-shaped lid 233, a gas inlet 234, a buffer chamber 237, an opening 238, a shielding plate 240, and a gas outlet 239, and supplies reaction gas into the processing chamber 201. It is configured to be able to. The buffer chamber 237 has a function as a dispersion space for dispersing the reaction gas introduced from the gas introduction port 234.

ガス導入口２３４には、酸素含有ガスとしての酸素（Ｏ_２）ガスを供給する酸素含有ガス供給管２３２ａの下流端と、水素含有ガスとしての水素（Ｈ_２）ガスを供給する水素含有ガス供給管２３２ｂの下流端と、不活性ガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガスを供給する不活性ガス供給管２３２ｃとが合流するように接続されている。酸素含有ガス供給管２３２ａには、上流側から順に、酸素含有ガス供給源２５０ａ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５２ａ、開閉弁としてのバルブ２５３ａが設けられている。水素含有ガス供給管２３２ｂには、上流側から順に、水素含有ガス供給源２５０ｂ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５２ｂ、開閉弁としてのバルブ２５３ｂが設けられている。不活性ガス供給管２３２ｃには、上流側から順に、アルゴンガス供給源２５０ｃ、流量制御装置としてのマスフローコントローラ２５２ｃ、開閉バルブとしての２５３ｃが設けられている。酸素含有ガス供給管２３２ａと水素含有ガス供給管２３２ｂと不活性ガス供給管２３２ｃとが合流した下流側には、バルブ２４３ａが設けられ、ガスケット２０３ｂを介してガス導入口２３４の上流端に接続されている。バルブ２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ、２４３ａを開閉させ、また、マスフローコントローラ２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃによりそれぞれのガスの流量を調整しつつ、ガス供給管２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃを介して、酸素含有ガス、水素ガス含有ガス、不活性ガス等の反応ガスを処理室２０１内へ供給できるように構成されている。 The gas inlet 234 has a downstream end of an oxygen-containing gas supply pipe 232a that supplies oxygen (O ₂ ) gas as an oxygen-containing gas, and a hydrogen-containing gas supply that supplies hydrogen (H ₂ ) gas as a hydrogen-containing gas. The downstream end of the pipe 232b and an inert gas supply pipe 232c that supplies argon (Ar) gas as an inert gas are connected to join. The oxygen-containing gas supply pipe 232a is provided with an oxygen-containing gas supply source 250a, a mass flow controller 252a as a flow rate control device, and a valve 253a as an on-off valve in order from the upstream side. The hydrogen-containing gas supply pipe 232b is provided with a hydrogen-containing gas supply source 250b, a mass flow controller 252b as a flow rate control device, and a valve 253b as an on-off valve in order from the upstream side. The inert gas supply pipe 232c is provided with an argon gas supply source 250c, a mass flow controller 252c as a flow rate control device, and 253c as an open / close valve in order from the upstream side. A valve 243a is provided on the downstream side where the oxygen-containing gas supply pipe 232a, the hydrogen-containing gas supply pipe 232b, and the inert gas supply pipe 232c merge, and is connected to the upstream end of the gas inlet 234 via the gasket 203b. ing. The valves 253a, 253b, 253c, and 243a are opened and closed, and the flow rates of the respective gases are adjusted by the mass flow controllers 252a, 252b, and 252c. A reaction gas such as a contained gas or an inert gas can be supplied into the processing chamber 201.

また、基板処理装置２００は、処理室２０１内のガスを排気するガス排気部２３０を有する。ガス排気部２３０は、処理室２０１内から反応ガスを排気するように下側容器２１１の側壁に形成されたガス排気口２３５に上流側が接続されているガス排気管２３１と、ガス排気管２３１に、上流側から順に設けられた圧力調整器（圧力調整部）として用いられているＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４２と、開閉弁として用いられているバルブ２４３ｂとを有する。なお、別途、真空排気装置として用いられている真空ポンプ２４６を設けても良い。 In addition, the substrate processing apparatus 200 includes a gas exhaust unit 230 that exhausts the gas in the processing chamber 201. The gas exhaust unit 230 is connected to a gas exhaust pipe 231 whose upstream side is connected to a gas exhaust port 235 formed on the side wall of the lower container 211 so as to exhaust the reaction gas from the inside of the processing chamber 201, and to the gas exhaust pipe 231. , APC (Auto Pressure Controller) 242 used as a pressure regulator (pressure adjusting unit) provided in order from the upstream side, and a valve 243b used as an on-off valve. In addition, you may provide the vacuum pump 246 used as an evacuation apparatus separately.

また、基板処理装置２００は、プラズマ生成部２１４を有する。プラズマ生成部２１４は、それぞれ後述する筒状電極２１５、整合器２７２、高周波電源２７３、上側磁石２１６ａ、下側磁石２１６ｂを主として構成されている。筒状電極２１５は、処理室２０１の外周部、すなわち上側容器２１０の側壁の外側は、処理室２０１を囲うように配置されている。筒状電極２１５は、インピーダンスの整合を行う整合器２７２を介して、高周波電力を出力する高周波電源２７３に接続されている。 In addition, the substrate processing apparatus 200 includes a plasma generation unit 214. The plasma generator 214 mainly includes a cylindrical electrode 215, a matching unit 272, a high-frequency power source 273, an upper magnet 216a, and a lower magnet 216b, which will be described later. The cylindrical electrode 215 is disposed so as to surround the processing chamber 201 at the outer peripheral portion of the processing chamber 201, that is, the outside of the side wall of the upper container 210. The cylindrical electrode 215 is connected to a high frequency power source 273 that outputs high frequency power via a matching unit 272 that performs impedance matching.

上側磁石２１６ａ及び下側磁石２１６ｂは、筒状電極２１５の外側表面の上下端部にそれぞれが取り付けられている。上側磁石２１６ａ及び下側磁石２１６ｂは、ともに筒状、例えば円筒状に形成された永久磁石により構成されている。上側磁石２１６ａ及び下側磁石２１６ｂは、処理室２０１に向いた面側とその反対の面側に磁極を有している。上側磁石２１６ａ及び下側磁石２１６ｂの磁極の向きは、逆向きになるよう配置されている。すなわち、上側磁石２１６ａ及び下側磁石２１６ｂの処理室２０１に向いた面側の磁極同士は互いに異極となっている。これにより、筒状電極２１５の内側表面に沿って円筒軸方向の磁力線が形成される。 The upper magnet 216a and the lower magnet 216b are attached to the upper and lower ends of the outer surface of the cylindrical electrode 215, respectively. Both the upper magnet 216a and the lower magnet 216b are composed of permanent magnets formed in a cylindrical shape, for example, a cylindrical shape. The upper magnet 216a and the lower magnet 216b have magnetic poles on the surface side facing the processing chamber 201 and on the opposite surface side. The magnetic poles of the upper magnet 216a and the lower magnet 216b are arranged so as to be opposite to each other. That is, the surface side magnetic poles of the upper magnet 216a and the lower magnet 216b facing the processing chamber 201 are different from each other. Thereby, magnetic field lines in the cylindrical axis direction are formed along the inner surface of the cylindrical electrode 215.

上側磁石２１６ａ及び下側磁石２１６ｂにより磁界を発生させ、さらに処理室２０１内に反応ガスを導入した後、筒状電極２１５に高周波電力を供給して電界を形成することで、処理室２０１内のプラズマ生成領域２２４にマグネトロン放電プラズマが生成されるように構成されている。放出された電子を上述の電界と磁界が周回運動させることによって、プラズマの電離生成率が高まり、長寿命かつ高密度のプラズマを生成させることができる。 A magnetic field is generated by the upper magnet 216a and the lower magnet 216b, and a reaction gas is further introduced into the processing chamber 201. Then, high frequency power is supplied to the cylindrical electrode 215 to form an electric field. Magnetron discharge plasma is generated in the plasma generation region 224. By causing the above-described electric and magnetic fields to circulate around the emitted electrons, the ionization rate of plasma is increased, and a long-life and high-density plasma can be generated.

尚、筒状電極２１５、上側磁石２１６ａ及び下側磁石２１６ｂの周囲には、これらが形成する電界と磁界が他の装置や外部環境に悪影響を及ぼさないように、電界と磁界を有効に遮蔽する金属製の遮蔽板２２３が設けられている。 In addition, around the cylindrical electrode 215, the upper magnet 216a, and the lower magnet 216b, the electric and magnetic fields are effectively shielded so that the electric and magnetic fields formed by these do not adversely affect other devices and the external environment. A metal shielding plate 223 is provided.

基板処理装置２００は、制御部として用いられているコントローラ２２１を有する。コントローラ２２１は、信号線Ａを通じてＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂ及び真空ポンプ２４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８を、信号線Ｃを通じてヒータ２１７ｂ及びインピーダンス可変機構２７４を、信号線Ｄを通じてゲートバルブ２４４を、信号線Ｅを通じて整合器２７２及び高周波電源２７３を、信号線Ｆを通じてマスフローコントローラ２５２ａ、マスフローコントローラ２５２ｂ、マスフローコントローラ２５２ｃ及びバルブ２５３ａ、バルブ２５３ｂ、バルブ２５３ｃ、バルブ２４３ａを、信号線Ｇを通じてランプ加熱ユニット２８０を、それぞれ制御するように構成されている。 The substrate processing apparatus 200 includes a controller 221 that is used as a control unit. The controller 221 includes the APC 242, the valve 243b and the vacuum pump 246 through the signal line A, the susceptor lifting mechanism 268 through the signal line B, the heater 217b and the variable impedance mechanism 274 through the signal line C, and the gate valve 244 through the signal line D. The matching unit 272 and the high frequency power supply 273 are connected through the signal line E, the mass flow controller 252a, the mass flow controller 252b, the mass flow controller 252c and the valve 253a are connected through the signal line F, the valve 253b, the valve 253c, and the valve 243a are connected. Are each controlled.

図２には、基板処理装置２００で処理されるウエハ１０の一例が示されている。
ウエハ１０は、シリコン（Ｓｉ）の基板部１２と、基板部１２の上に形成された複数の凸部１４とを有し、互いに隣り合う凸部１４の間に凹部１８が形成されている。 FIG. 2 shows an example of the wafer 10 processed by the substrate processing apparatus 200.
The wafer 10 includes a silicon (Si) substrate portion 12 and a plurality of convex portions 14 formed on the substrate portion 12, and a concave portion 18 is formed between the adjacent convex portions 14.

凸部１４は、例えばトランジスタのゲート電極やキャパシタ電極等であり、例えば、シリコンを含有するシリコン含有膜と金属元素を含有する金属元素含有膜とを有する。ここでシリコン含有膜としては、例えば、Ｐｏｌｙ-Ｓｉ膜を挙げることができる。また、金属元素含有膜としては、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）からなるバリアメタル膜やタングステン（Ｗ）を含む膜を挙げることができる。 The protrusion 14 is, for example, a gate electrode or a capacitor electrode of a transistor, and includes, for example, a silicon-containing film containing silicon and a metal element-containing film containing a metal element. Here, examples of the silicon-containing film include a Poly-Si film. Examples of the metal element-containing film include a barrier metal film made of titanium nitride (TiN) and a film containing tungsten (W).

図２に示すウエハ１０のような複数の凹凸を有する被処理基板を処理する場合、処理が不均一になりやすい。より具体的には、例えば、凹凸を有する被処理基板に膜を形成する場合、膜厚が不均一になりやすい。 When a substrate to be processed having a plurality of projections and recesses such as the wafer 10 shown in FIG. 2 is processed, the processing tends to be uneven. More specifically, for example, when a film is formed on a substrate to be processed having irregularities, the film thickness tends to be non-uniform.

図３及び図４には、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程であって、基板処理装置２００を用いてウエハ１０を処理する際の工程が示されている。本実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程は、例えばフラッシュメモリ等の半導体デバイスの製造工程の一工程として、基板処理装置２００により実施される。尚以下の説明において、基板処理装置２００を構成する各部の動作は、コントローラ２２１により制御される。 3 and 4 show steps of the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, which are performed when the wafer 10 is processed using the substrate processing apparatus 200. FIG. The process of the manufacturing method of the semiconductor device according to this embodiment is performed by the substrate processing apparatus 200 as one process of manufacturing a semiconductor device such as a flash memory. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus 200 is controlled by the controller 221.

図３に示されているように、まず、搬入工程Ｓ１０がなされる。搬入工程Ｓ１０は、処理室２０１内に被処理基板として用いられているウエハ１０を搬入させる工程であり、具体的には、まず、ウエハ１０の搬送位置までサセプタ２１７を下降させて、サセプタ２１７の貫通孔２１７ａにウエハ突上げピン２６６を貫通させる。その結果、ウエハ突上げピン２６６が、サセプタ２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。 As shown in FIG. 3, first, a carry-in process S10 is performed. The loading step S10 is a step of loading the wafer 10 used as the substrate to be processed into the processing chamber 201. Specifically, first, the susceptor 217 is lowered to the transfer position of the wafer 10, and the susceptor 217 is moved. Wafer push-up pins 266 are passed through the through holes 217a. As a result, the wafer push-up pins 266 protrude from the susceptor 217 surface by a predetermined height.

搬入工程Ｓ１０では、さらにゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送機構を用いて処理室２０１に隣接する真空搬送室（図示せず）から処理室２０１内にウエハ１０を搬入する。その結果、ウエハ１０は、サセプタ２１７の表面から突出したウエハ突上げピン２６６上に水平姿勢で支持される。処理室２０１内にウエハ１０を搬入したら、搬送機構を処理室２０１外へ退避させ、ゲートバルブ２４４を閉じて処理室２０１内を密閉する。そして、サセプタ昇降機構２６８を用いてサセプタ２１７を上昇させる。その結果、ウエハ１０はサセプタ２１７の上面に支持される。その後、ウエハ１０を所定の処理位置まで上昇させる。尚、搬入工程Ｓ１０は、処理室２０１内を不活性ガス等でパージしながら行ってもよい。 In the loading step S10, the gate valve 244 is further opened, and the wafer 10 is loaded into the processing chamber 201 from a vacuum transfer chamber (not shown) adjacent to the processing chamber 201 using a transfer mechanism not shown in the drawing. As a result, the wafer 10 is supported in a horizontal posture on the wafer push-up pins 266 protruding from the surface of the susceptor 217. When the wafer 10 is loaded into the processing chamber 201, the transfer mechanism is retracted out of the processing chamber 201, the gate valve 244 is closed, and the processing chamber 201 is sealed. Then, the susceptor 217 is raised using the susceptor lifting mechanism 268. As a result, the wafer 10 is supported on the upper surface of the susceptor 217. Thereafter, the wafer 10 is raised to a predetermined processing position. The carry-in step S10 may be performed while purging the inside of the processing chamber 201 with an inert gas or the like.

次に加熱工程Ｓ２０がなされる。加熱工程Ｓ２０は、搬入工程Ｓ１０において処理室２０１内に搬送されたウエハ１０を加熱する工程である。加熱工程Ｓ２０においては、ヒータ２１７ｂは予め加熱されており、ヒータ２１７ｂが埋め込まれたサセプタ２１７上に、搬入されたウエハ１０を保持することで、例えば１５０℃以上５００℃以下の範囲内の所定値にウエハ１０を加熱する。このとき、ランプ加熱ユニット２８０を点灯し、ランプ加熱ユニット２８０を補助的に用いれば、より迅速にウエハ１０を昇温することができる。 Next, heating process S20 is made. The heating step S20 is a step of heating the wafer 10 transferred into the processing chamber 201 in the loading step S10. In the heating step S20, the heater 217b is preheated, and the loaded wafer 10 is held on the susceptor 217 in which the heater 217b is embedded, for example, a predetermined value within a range of 150 ° C. or more and 500 ° C. or less. The wafer 10 is heated. At this time, if the lamp heating unit 280 is turned on and the lamp heating unit 280 is used supplementarily, the temperature of the wafer 10 can be raised more quickly.

次に排気工程Ｓ３０がなされる。排気工程Ｓ３０は、処理室２０１内を排気する工程であり、具体的には、ガス排気管２３１を介して処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内の圧力を例えば０．１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下の範囲内の所定値とする。排気工程Ｓ３０は、加熱工程Ｓ２０においてウエハ１０の加熱を開始すると同時に開始しても良い。また、排気工程Ｓ３０で作動を開始させた真空ポンプ２４６は、処理済のウエハ１０が処理室２０１から搬出されるまで作動させておくことが望ましい。 Next, the exhaust process S30 is performed. The evacuation step S30 is a step of evacuating the inside of the processing chamber 201. Specifically, the inside of the processing chamber 201 is evacuated through the gas exhaust pipe 231, and the pressure in the processing chamber 201 is set to, for example, 0.1 Pa or more and 1000 Pa. The predetermined value is within the following range. The evacuation step S30 may be started at the same time as the heating of the wafer 10 is started in the heating step S20. Further, it is desirable that the vacuum pump 246 that has started operating in the evacuation process S30 is operated until the processed wafer 10 is unloaded from the processing chamber 201.

次に供給工程Ｓ４０がなされる。供給工程Ｓ４０は、処理室２０１内に反応ガスが供給される工程である。具体的には、バルブ２５３ａを開け、マスフローコントローラ２５２ａにて流量制御しながら、バッファ室２３７を介して処理室２０１内への酸素ガスの供給を開始する。このとき、ガス酸素ガスの流量を、例えば１００ｓｃｃｍ以上１０００ｓｃｃｍ以下の範囲内の所定値とする。また、処理室２０１内の圧力が、例えば１Ｐａ以上１０００Ｐａ以下の範囲内の所定圧力となるように、ＡＰＣ２４２の開度を調整して処理室２０１内を排気する。このように、処理室２０１内を適度に排気しつつ酸素ガスを供給する。 Next, supply process S40 is made. The supply process S40 is a process in which the reaction gas is supplied into the processing chamber 201. Specifically, the supply of oxygen gas into the processing chamber 201 via the buffer chamber 237 is started while the valve 253a is opened and the flow rate is controlled by the mass flow controller 252a. At this time, the flow rate of the gaseous oxygen gas is set to a predetermined value within a range of 100 sccm to 1000 sccm, for example. Further, the opening of the APC 242 is adjusted to exhaust the inside of the processing chamber 201 so that the pressure in the processing chamber 201 becomes a predetermined pressure within a range of 1 Pa to 1000 Pa, for example. In this manner, oxygen gas is supplied while the processing chamber 201 is appropriately evacuated.

次に処理工程Ｓ５０がなされる。処理工程Ｓ５０では、処理室２０１に形成した電界で、供給工程Ｓ４０において処理室２０１内に供給された反応ガスを励起させ、基板を処理する。処理工程Ｓ５０は、図４に示すように第１の処理工程Ｓ５２と、第２の処理工程Ｓ５４とを有する。 Next, processing step S50 is performed. In the processing step S50, the reaction gas supplied into the processing chamber 201 in the supply step S40 is excited by the electric field formed in the processing chamber 201 to process the substrate. As shown in FIG. 4, the processing step S50 includes a first processing step S52 and a second processing step S54.

第１の処理工程Ｓ５２では、ウエハ１０に対して励起された反応ガスが引き込まれて、ウエハ１０が処理される。この際、処理室２０１内の圧力が安定したら、筒状電極２１５に対して高周波電源２７３から整合器２７２を介して、例えば１５０Ｗ以上３０００Ｗ以下の出力値の高周波電力の印加を開始する。 In the first processing step S52, the excited reactive gas is drawn into the wafer 10 and the wafer 10 is processed. At this time, when the pressure in the processing chamber 201 is stabilized, application of high-frequency power having an output value of, for example, 150 W to 3000 W is started from the high-frequency power supply 273 to the cylindrical electrode 215 via the matching unit 272.

これにより、処理室２０１内に高周波電界が形成され、係る電界でウエハ１０の上方のプラズマ生成領域２２４内にプラズマ放電を発生させる。酸素は電界によって励起され、酸素（Ｏ）原子を含む酸素活性種等の反応種を生成する。反応ガスが励起して生じた酸素活性種により、凸部１４と凹部１８とのそれぞれの表面に酸化処理が施される。 As a result, a high-frequency electric field is formed in the processing chamber 201, and a plasma discharge is generated in the plasma generation region 224 above the wafer 10 by the electric field. Oxygen is excited by an electric field to generate reactive species such as oxygen active species containing oxygen (O) atoms. Oxidation treatment is performed on the surfaces of the convex portion 14 and the concave portion 18 by the oxygen active species generated by the excitation of the reaction gas.

またこのとき、プラズマ制御部として用いられているインピーダンス可変機構２７４は予め所定のインピーダンス値となり、インピーダンス可変機構２７４により処理室２０１内の電界は、プラズマ処理を促進させる方向、ここではウエハ１０の処理面に対して垂直方向に強められるように制御される。 At this time, the impedance variable mechanism 274 used as the plasma control unit has a predetermined impedance value in advance, and the electric field in the processing chamber 201 is driven by the impedance variable mechanism 274 in a direction that promotes plasma processing, in this case, processing of the wafer 10. It is controlled to be strengthened in the direction perpendicular to the surface.

次に第２の処理工程Ｓ５４がなされる。第２の処理工程Ｓ５４では、インピーダンス可変機構２７４は、ウエハ１０に対する励起された反応ガスの引き込み量が第１の励起制御ステップと比較して少なくなるように処理室２０１内の電界を制御する。ウエハ１０に対して引き込まれる励起された反応ガスの引き込み量が第１のステップよりも少ない点を除き、第２の励起制御ステップにおいては、第１の励起制御ステップと同様の処理がなされる。 Next, the second processing step S54 is performed. In the second processing step S54, the variable impedance mechanism 274 controls the electric field in the processing chamber 201 so that the amount of the excited reactive gas drawn into the wafer 10 is smaller than that in the first excitation control step. In the second excitation control step, the same process as in the first excitation control step is performed except that the amount of the excited reactive gas drawn into the wafer 10 is smaller than that in the first step.

第１の処理工程Ｓ５２と第２の処理工程Ｓ５４とを通じて、所定の処理時間、例えば１０秒〜３００秒が経過したら、高周波電源２７３からの電力の出力を停止して、処理室２０１内におけるプラズマ放電を停止する。また、バルブ２５３ａを閉めて、酸素ガスの処理室２０１内への供給を停止する。以上により、処理工程Ｓ５０が終了する。 When a predetermined processing time, for example, 10 seconds to 300 seconds elapses through the first processing step S52 and the second processing step S54, the output of power from the high-frequency power source 273 is stopped and the plasma in the processing chamber 201 is stopped. Stop discharging. Further, the valve 253a is closed, and supply of oxygen gas into the processing chamber 201 is stopped. Thus, the process step S50 is completed.

以上のように、第１の処理工程Ｓ５２と第２の処理工程Ｓ５４とを経てウエハ１０を処理することにより、ウエハ１０に対して引き込まれる励起された反応ガスの引き込み量を基板処理工程を通じて一定とする場合と比較して、ウエハ１０に対して均一な処理を施すことが可能となる。 As described above, by processing the wafer 10 through the first processing step S52 and the second processing step S54, the amount of the excited reactive gas drawn into the wafer 10 is constant throughout the substrate processing step. Compared with the case where it becomes, it becomes possible to perform a uniform process with respect to the wafer 10. FIG.

次に、真空排気工程Ｓ６０がなされる。真空排気工程Ｓ６０では、酸素ガスの供給を停止した後、ガス排気管２３１を用いて処理室２０１内を真空排気する。これにより、処理室２０１内の酸素ガスや、酸素ガスが反応した排ガス等を処理室２０１外へと排気する。その後、ＡＰＣ２４２の開度を調整し、処理室２０１内の圧力を処理室２０１に隣接する真空搬送室（ウエハ１０の搬出先。図示せず）と同じ圧力（例えば１００Ｐａ）に調整する。 Next, an evacuation step S60 is performed. In the vacuum evacuation step S60, after the supply of oxygen gas is stopped, the inside of the processing chamber 201 is evacuated using the gas exhaust pipe 231. As a result, oxygen gas in the processing chamber 201, exhaust gas that has reacted with the oxygen gas, and the like are exhausted to the outside of the processing chamber 201. Thereafter, the opening degree of the APC 242 is adjusted, and the pressure in the processing chamber 201 is adjusted to the same pressure (for example, 100 Pa) as the vacuum transfer chamber adjacent to the processing chamber 201 (unloading destination of the wafer 10; not shown).

次に搬出工程Ｓ７０がなされる。搬出工程Ｓ７０では、処理室２０１内が所定の圧力となった後、サセプタ２１７をウエハ１０の搬送位置まで下降させ、ウエハ突上げピン２６６上にウエハ１０を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４を開き、図中省略の搬送機構を用いてウエハ１０を処理室２０１外へ搬出する。このとき、処理室２０１内を不活性ガス等でパージしながらウエハ１０の搬出を行ってもよい。以上により、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。 Next, an unloading step S70 is performed. In the unloading step S70, after the inside of the processing chamber 201 reaches a predetermined pressure, the susceptor 217 is lowered to the transfer position of the wafer 10 and the wafer 10 is supported on the wafer push-up pins 266. Then, the gate valve 244 is opened, and the wafer 10 is carried out of the processing chamber 201 using a transfer mechanism not shown in the drawing. At this time, the wafer 10 may be unloaded while purging the inside of the processing chamber 201 with an inert gas or the like. Thus, the substrate processing process according to this embodiment is completed.

図５には、第１の処理工程Ｓ５２と第２の処理工程Ｓ５４とにおける処理室２０１内の電界を調整する具体的な手法の説明として、処理室２０１内に形成される電界の様子が模式的に示されている。第１の処理工程Ｓ５２と第２の処理工程Ｓ５４とでは、インピーダンス可変機構２７４と併せて高周波電源２７３を用いて処理室２０１内の電界を調整する。 FIG. 5 schematically shows the state of the electric field formed in the processing chamber 201 as an explanation of a specific method for adjusting the electric field in the processing chamber 201 in the first processing step S52 and the second processing step S54. Has been shown. In the first processing step S52 and the second processing step S54, the electric field in the processing chamber 201 is adjusted using the high-frequency power source 273 in combination with the impedance variable mechanism 274.

図５に示すように、高周波電源２７３から高周波電力が出力されると、処理室２０１内には高周波電界が形成される。図５は、ある瞬間の処理室２０１内の電界Ｅの様子を例示したものである。筒状電極２１５側壁の内側面から処理室２０１の中央方向に向かう電界Ｅは、反対側から向かってくる電界Ｅとの相互作用により処理室２０１中央部で反発を受ける。このため電界Ｅは処理室２０１を横断することなく、処理室２０１の半径の範囲内で上方と下方に向かう。上方に向かう電界Ｅは、処理室２０１中央部で緩い弧を描いて上昇し、シャワーヘッド２３６を構成する遮蔽プレート２４０を通って接地電位にある蓋体２３３に向かう。下方に向かう電界Ｅは、処理室２０１中央部で緩い弧を描いて下降し、ウエハ１０を通過して、インピーダンス可変機構２７４を介して接地されるサセプタ２１７に向かう。 As shown in FIG. 5, when high frequency power is output from the high frequency power supply 273, a high frequency electric field is formed in the processing chamber 201. FIG. 5 illustrates the state of the electric field E in the processing chamber 201 at a certain moment. The electric field E from the inner surface of the cylindrical electrode 215 toward the center of the processing chamber 201 is repelled by the central portion of the processing chamber 201 due to the interaction with the electric field E from the opposite side. For this reason, the electric field E goes upward and downward within the radius of the processing chamber 201 without traversing the processing chamber 201. The upward electric field E rises in a gentle arc at the center of the processing chamber 201, and passes through the shielding plate 240 constituting the shower head 236 toward the lid 233 at the ground potential. The downward electric field E descends in a gentle arc at the center of the processing chamber 201, passes through the wafer 10, and travels toward the susceptor 217 that is grounded via the impedance variable mechanism 274.

このような電界Ｅの強度や向きは、特にウエハ１０の近傍において、主にインピーダンス可変機構２７４と高周波電源２７３とで制御することができる。すなわち、インピーダンス可変機構２７４のインピーダンスで、ウエハ１０に加わる電界Ｅの少なくとも垂直成分の強度を調整しつつ、高周波電源２７３による電力を制御することで、少なくとも水平成分の強度を調整し、これによって、プラズマ処理を促進させる方向の電界を強める等の制御をすることができる。 The intensity and direction of the electric field E can be controlled mainly by the variable impedance mechanism 274 and the high-frequency power source 273, particularly in the vicinity of the wafer 10. That is, by adjusting the strength of at least the vertical component of the electric field E applied to the wafer 10 with the impedance of the impedance variable mechanism 274, the power of the high-frequency power source 273 is controlled to adjust at least the strength of the horizontal component. Control such as intensifying the electric field in the direction of promoting plasma processing can be performed.

例えば、ウエハ１０の処理面に対して垂直方向のプラズマ処理を促進させる場合、予めインピーダンス可変機構２７４のインピーダンス値をゼロに近づけて、サセプタ２１７の電位、ひいてはウエハ１０の電位が接地電位に近づくようにしておき、高周波電源２７３によって所定の高周波電力を出力すれば良い。この場合、ウエハ１０に引き込まれる反応ガスの量が増える。すなわち、ウエハ１０の処理面に対して垂直に入射する反応種（ここでは主にイオン）の数やエネルギーが増して酸化反応が促進される。 For example, when plasma processing in the direction perpendicular to the processing surface of the wafer 10 is promoted, the impedance value of the impedance variable mechanism 274 is made close to zero in advance so that the potential of the susceptor 217 and thus the potential of the wafer 10 approaches the ground potential. The predetermined high frequency power may be output from the high frequency power supply 273. In this case, the amount of reaction gas drawn into the wafer 10 increases. That is, the number and energy of reactive species (mainly ions) incident perpendicularly to the processing surface of the wafer 10 are increased to promote the oxidation reaction.

また、ウエハ１０の処理面に対して水平方向のプラズマ処理を促進させる場合、予めインピーダンス可変機構２７４のインピーダンス値を増大させ、処理室２０１の寄生インピーダンスに近づけて、サセプタ２１７の電位、ひいてはウエハ１０の電位が処理室２０１内の電位に近づくようにしておき、高周波電源２７３によって同様に高周波電力を出力すれば、垂直方向の電界Ｅが弱まり、相対的に水平方向の電界Ｅを強めることができる。 Further, when plasma processing in the horizontal direction with respect to the processing surface of the wafer 10 is promoted, the impedance value of the variable impedance mechanism 274 is increased in advance to bring it close to the parasitic impedance of the processing chamber 201, and the potential of the susceptor 217, and consequently the wafer 10. When the high-frequency power is output in the same manner by the high-frequency power source 273, the vertical electric field E is weakened, and the horizontal electric field E can be relatively strengthened. .

上述のようにインピーダンス値を制御することにより電界Ｅの強度を制御することで、インピーダンス可変機構２７４は、第２の処理工程Ｓ５４でウエハ１０に対して引き込まれる反応ガスの引き込み量を、第１の処理工程Ｓ５２と比較して少なくなるようにしている。より具体的には、例えば、第１の処理工程Ｓ５２でサセプタ２１７側の電位を低くし、第２の処理工程Ｓ５４では、サセプタ２１７側の電位を第１の励起ステップよりも高くなるようにインピーダンス可変機構２７４が制御をする。 By controlling the strength of the electric field E by controlling the impedance value as described above, the impedance variable mechanism 274 determines the amount of the reactive gas drawn into the wafer 10 in the first processing step S54 as the first amount. Compared to the processing step S52, the number is reduced. More specifically, for example, the potential on the susceptor 217 side is lowered in the first processing step S52, and the impedance on the susceptor 217 side is made higher in the second processing step S54 than in the first excitation step. The variable mechanism 274 controls.

図６には、本発明の第２の実施形態で処理されるウエハ１０の一例が示されている。
本発明の第１の実施形態で処理されるウエハ１０（図２参照）は、シリコンの基板部１２と、基板部１２の上に形成された複数の凸部１４とを有し、互いに隣り合う凸部１４の間に凹部１８が形成されていた。これに対して、この第２の実施形態で処理されるウエハ１０は、第１の実施形態で処理されるウエハ１０が有する構成に加えて、複数の凹凸を覆うように形成された膜１６を有する。 FIG. 6 shows an example of a wafer 10 processed in the second embodiment of the present invention.
A wafer 10 (see FIG. 2) processed in the first embodiment of the present invention has a silicon substrate portion 12 and a plurality of convex portions 14 formed on the substrate portion 12, and is adjacent to each other. A concave portion 18 was formed between the convex portions 14. In contrast, the wafer 10 processed in the second embodiment has a film 16 formed so as to cover a plurality of projections and depressions in addition to the configuration of the wafer 10 processed in the first embodiment. Have.

膜１６は、それぞれの凸部１４を絶縁するための絶縁膜やキャパシタ膜であり、凸部１４と基板部１２の凸部が形成されていない部分とを覆うように成膜されている。また、膜１６は、例えば、シリコンを含有するシリコン含有膜や高誘電率材料膜からなる。このように、ウエハ１０は、複数の凸部１４を有するとともに、複数の凸部１４の間に複数の凹部１８が形成されていて、複数の凹凸を上部に膜１６が形成されている。 The film 16 is an insulating film or a capacitor film for insulating each convex portion 14 and is formed so as to cover the convex portion 14 and a portion of the substrate portion 12 where the convex portion is not formed. The film 16 is made of, for example, a silicon-containing film containing silicon or a high dielectric constant material film. As described above, the wafer 10 has a plurality of protrusions 14, a plurality of recesses 18 formed between the plurality of protrusions 14, and a film 16 formed on the plurality of protrusions and recesses.

膜１６は、例えば、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）及びＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の少なくともいずれか一方を用いて形成されたものである。また、膜１６は、基板部１２に複数の凸部１４が形成された状態で、凸部１４の上方から基板部１２に向かって膜１６を形成する材料を堆積させるようにして形成されるものである。このため膜１６を均一に形成することは一般に困難である。具体的には、図６に示すように凸部１４の先端部１４ａ近傍の膜厚が最も厚くなり、凸部１４の側面部の膜厚と、凹部１８における膜厚とが薄くなる。このようにウエハ１０には、厚さが不均一な膜１６が形成されている。 The film 16 is formed using, for example, at least one of CVD (Chemical Vapor Deposition) and ALD (Atomic Layer Deposition). Further, the film 16 is formed by depositing a material for forming the film 16 from above the convex portion 14 toward the substrate portion 12 in a state where the plurality of convex portions 14 are formed on the substrate portion 12. It is. For this reason, it is generally difficult to form the film 16 uniformly. Specifically, as shown in FIG. 6, the film thickness in the vicinity of the tip 14 a of the convex portion 14 is the largest, and the film thickness of the side surface portion of the convex portion 14 and the film thickness in the concave portion 18 are thinned. As described above, the film 16 having a non-uniform thickness is formed on the wafer 10.

また、先述の第１の実施形態における基板処理装置２００は、酸素含有ガス供給源２５０ａと、水素含有ガス供給源２５０ｂとを有し、処理室２０１に、反応ガスとして酸素含有ガスと水素含有ガスとを供給した。これに対して、この第２の実施形態では、ガス供給源２５０ａとガス供給源２５０ｂとを有し、ガス供給源２５０ａから第１の処理ガスが処理室２０１に供給され、ガス供給源２５０ｂから第２の処理ガスが処理室２０１に供給される。第１の処理ガス、及び第２の処理ガスとしてどのようなガスを用いるかは、ウエハ１０に形成された膜１６を形成する材料に応じて定められる。 In addition, the substrate processing apparatus 200 in the first embodiment described above includes an oxygen-containing gas supply source 250a and a hydrogen-containing gas supply source 250b, and an oxygen-containing gas and a hydrogen-containing gas as reaction gases in the processing chamber 201. And supplied. In contrast, the second embodiment includes a gas supply source 250a and a gas supply source 250b. The first process gas is supplied from the gas supply source 250a to the processing chamber 201, and the gas supply source 250b A second processing gas is supplied to the processing chamber 201. Which gas is used as the first processing gas and the second processing gas is determined according to the material for forming the film 16 formed on the wafer 10.

より具体的には、励起した状態で膜１６を変形させることができるか、膜１６を改質することができるように第１の処理ガスと第２の処理ガスとが定められる。さらには、励起した状態で、基板部１２、凸部１４、及び膜１６の機能を損なわせることがないように、第１の処理ガスと第２の処理ガスとが定められる。第２の実施形態に係る基板処理装置２００は、以上で第１の実施形態に係る基板処理装置２００との違いを説明した部分を除き、第１の実施形態に係る基板処理装置２００と同じ構成である。 More specifically, the first process gas and the second process gas are determined so that the film 16 can be deformed in an excited state or the film 16 can be modified. Furthermore, the first processing gas and the second processing gas are determined so as not to impair the functions of the substrate portion 12, the convex portion 14, and the film 16 in the excited state. The substrate processing apparatus 200 according to the second embodiment has the same configuration as that of the substrate processing apparatus 200 according to the first embodiment, except for the portions that have been described above and the differences from the substrate processing apparatus 200 according to the first embodiment. It is.

この第２の処理装置においても、先述の第１の実施形態に係る基板処理装置２００と同様に（図３を参照）、被処理基板を処理するにあたり、搬入工程Ｓ１０がなされ、加熱工程Ｓ２０がなされ、排気工程Ｓ３０がなされ、供給工程Ｓ４０がなされ、処理工程Ｓ５０がなされ、真空排気工程Ｓ６０がなされ、搬出工程Ｓ７０がなされる。 Also in the second processing apparatus, in the same manner as the substrate processing apparatus 200 according to the first embodiment described above (see FIG. 3), the carry-in process S10 is performed and the heating process S20 is performed in processing the substrate to be processed. The evacuation step S30 is performed, the supply step S40 is performed, the processing step S50 is performed, the evacuation step S60 is performed, and the unloading step S70 is performed.

図７は、第２の実施形態における処理工程Ｓ５０での処理を説明する図である。先述の第１の実施形態においては、処理工程Ｓ５０で凸部１４と凹部１８とのそれぞれの表面を酸化する酸化処理がなされた。これに対して、この第２の実施形態においては、膜１６を変形させる処理がなされる。尚、この第２の実施形態においても、基板処理装置２００を構成する各部の動作は、コントローラ２２１により制御される。 FIG. 7 is a diagram for explaining the processing in the processing step S50 in the second embodiment. In the first embodiment described above, the oxidation process for oxidizing the surfaces of the convex portions 14 and the concave portions 18 was performed in the processing step S50. On the other hand, in the second embodiment, a process for deforming the film 16 is performed. Also in this second embodiment, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus 200 is controlled by the controller 221.

処理工程Ｓ５０においては、図７に矢印で示すように、ウエハ１０の凹凸が形成された側であり、膜１６が形成された側から、例えば凹部１８の深さ方向に略水平にプラズマが供給される。供給されるプラズマは、第１の処理ガス又は第２の処理ガスの少なくともいずれか一方を励起することにより生成されたものである。処理工Ｓ５０における処理室２１でのプラズマの挙動は、ダンス可変機構２７４によって制御される。 In the processing step S50, as indicated by arrows in FIG. 7, the plasma is supplied substantially horizontally in the depth direction of the concave portion 18, for example, from the side where the unevenness of the wafer 10 is formed, from the side where the film 16 is formed. Is done. The supplied plasma is generated by exciting at least one of the first processing gas and the second processing gas. The behavior of the plasma in the processing chamber 21 in the processing worker S50 is controlled by the dance variable mechanism 274.

膜１６が形成された側からウエハ１０にプラズマが供給されると、入射したプラズマは、その入射エネルギーに応じて、例えば、膜１６をスパッタしたり、膜１６に圧縮応力を加えたりすることで膜１６の形状を変更させる。この際、プラズマが有する化学的な作用を利用して膜１６の形状を変更するようにしても良い。 When plasma is supplied to the wafer 10 from the side on which the film 16 is formed, the incident plasma is sputtered, for example, by applying a compressive stress to the film 16 according to the incident energy. The shape of the film 16 is changed. At this time, the shape of the film 16 may be changed using the chemical action of the plasma.

図８は、第２の実施形態において処理工程Ｓ５０が終了し、膜１６の形状が変更した後のウエハ１０を示す図である。図８に示されるように、凸部１４の先端部１４ａ近傍の膜厚が最も厚かった部分が、スパッタされることにより薄くなっている。また、凹部１８に形成された膜１６と、凸部１４の側面に形成された膜１６とは、スパッタにより削られた膜１６の材料が再び堆積したり、プラズマから応力を加えられて押し込まれたりすることで、処理前と比較して厚くなっている。このような膜１６の変形により、ウエハ１０における凹部１８であって、膜１６によって覆われずに基板部１２が露出していた部分や、凸部１４の側面部分の膜１６によるカバレッジが良好になる。 FIG. 8 is a diagram illustrating the wafer 10 after the processing step S50 is completed and the shape of the film 16 is changed in the second embodiment. As shown in FIG. 8, the thickest portion in the vicinity of the tip 14a of the convex portion 14 is thinned by sputtering. Further, the film 16 formed in the concave portion 18 and the film 16 formed on the side surface of the convex portion 14 are pushed in again by the deposition of the material of the film 16 scraped by sputtering or by applying stress from the plasma. It is thicker than before processing. Due to such deformation of the film 16, the concave portion 18 in the wafer 10, where the substrate portion 12 is exposed without being covered with the film 16, and the coverage of the side surface portion of the convex portion 14 by the film 16 is good. Become.

膜１６を変形させる際に、インピーダンス可変機構２７４でインピーダンス値を変化させることによりウエハ１０に引き込まれる反応ガスの引き込み量を調整することで膜１６の変形量を調整することができる When the film 16 is deformed, the amount of deformation of the film 16 can be adjusted by adjusting the amount of the reactive gas drawn into the wafer 10 by changing the impedance value with the variable impedance mechanism 274.

励起した第１の処理ガス及び励起した第２の処理ガスの少なくとも１つが、基板部１２、凸部１４、及び膜１６の少なくとも１つを改質することができるように第１の処理ガス及び第２の処理ガスの少なくとも１つを定めても良い。また、励起した第１の処理ガス及び励起した第２の処理ガスの少なくとも１つが基板部１２と凸部１４との界面、基板部１２と膜１６と界面、及び凸部１４と膜１６との界面の少なくとも１つを改質することができるように第１の処理ガス及び第２の処理ガスの少なくとも１つを定めても良い。 The first process gas and the first process gas so that at least one of the excited first process gas and the excited second process gas can modify at least one of the substrate portion 12, the convex portion 14, and the film 16. At least one of the second process gases may be determined. Further, at least one of the excited first processing gas and the excited second processing gas is an interface between the substrate portion 12 and the convex portion 14, an interface between the substrate portion 12 and the film 16, and the convex portion 14 and the film 16. At least one of the first processing gas and the second processing gas may be determined so that at least one of the interfaces can be modified.

また、処理工程Ｓ５０が、先述の第１の実施形態と同様に、第１の処理工程Ｓ５２と第２の処理工程Ｓ５４とを有するようにしても良い。例えば、第１の実施形態と同様に、第２処理工程Ｓ５４でウエハ１０に引き込まれる反応ガスの量を第１の処理工程よりも少なくするとともに、第１の処理工程Ｓ５２で膜１６を変形させ、第２の処理工程Ｓ５２で、基板部１２、凸部１４、及び膜１６の少なくとも１つを改質するか、基板部１２と凸部１４との界面、基板部１２と膜１６と界面、及び凸部１４と膜１６との界面の少なくとも１つを改質するようにしても良い。 Further, the processing step S50 may include a first processing step S52 and a second processing step S54 as in the first embodiment. For example, as in the first embodiment, the amount of reaction gas drawn into the wafer 10 in the second processing step S54 is less than that in the first processing step, and the film 16 is deformed in the first processing step S52. In the second processing step S52, at least one of the substrate part 12, the convex part 14, and the film 16 is modified, or the interface between the substrate part 12 and the convex part 14, the substrate part 12 and the film 16 and the interface, In addition, at least one of the interfaces between the protrusions 14 and the film 16 may be modified.

以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change variously in the range which does not deviate from the summary.

例えば、上述の実施形態において、基板処理装置２００はプラズマ生成部の一部として筒状電極２１５を有するものとしたが、筒状電極２１５に加えて、例えば上側容器２１０の天井壁に平板状の上部電極を有するものとしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the substrate processing apparatus 200 has the cylindrical electrode 215 as a part of the plasma generation unit. However, in addition to the cylindrical electrode 215, for example, a flat plate is formed on the ceiling wall of the upper container 210. It may have an upper electrode.

また、上述の実施形態においては、酸素ガスを用いた酸化処理について説明したが、酸素ガス等の酸素含有ガスに、水素（Ｈ_２）ガスや希ガス等を添加することも可能である。希ガスには、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガス等を用いることができる。 In the above-described embodiment, the oxidation treatment using oxygen gas has been described. However, hydrogen (H ₂ ) gas, rare gas, or the like can be added to an oxygen-containing gas such as oxygen gas. As the rare gas, for example, helium (He) gas, argon (Ar) gas, or the like can be used.

また、酸化処理のみならず、窒化処理や、酸化と窒化とを一緒に行う酸窒化処理、拡散処理、成膜（膜の堆積）処理、エッチング処理等にも本発明が適用可能である。例えば窒化処理には、窒素（Ｎ_２）ガス等の窒素（Ｎ）含有ガス単体や、窒素含有ガスにＨ２ガスや希ガス等を添加した混合ガスを用い、酸窒化処理には、酸素（Ｏ_２）ガス等の酸素含有ガス単体や、酸素含有ガスに窒素含有ガス、水素（Ｈ_２）ガス等の水素含有ガスや希ガス等を添加した混合ガスを用い、成膜処理にはモノシラン（ＳｉＨ_４）ガスやジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）ガス等のシリコン（Ｓｉ）含有ガスを酸素含有ガスや窒素含有ガス等と組み合わせて用いるなど、使用する反応ガスは各処理内容に応じて適宜選択することができる。これにより被処理基板の窒化処理や酸窒化処理、拡散処理、成膜処理、エッチング処理を行うことができる。 Further, the present invention can be applied not only to oxidation treatment but also to nitridation treatment, oxynitridation treatment in which oxidation and nitridation are performed together, diffusion treatment, film formation (film deposition) treatment, etching treatment, and the like. For example, a nitrogen (N) -containing gas alone such as nitrogen (N ₂ ) gas or a mixed gas obtained by adding H 2 gas or rare gas to the nitrogen-containing gas is used for nitriding treatment, and oxygen (O ₂ ) An oxygen-containing gas alone such as a gas, or a mixed gas obtained by adding a nitrogen-containing gas, a hydrogen-containing gas such as hydrogen (H ₂ ) gas, or a rare gas to the oxygen-containing gas, and monosilane (SiH) ₄ ) The reaction gas to be used is appropriately selected according to the contents of each treatment, such as using a gas containing silicon (Si), such as gas or disilane (Si ₂ H ₆ ) gas, in combination with an oxygen-containing gas or nitrogen-containing gas. Can do. Thereby, nitriding treatment, oxynitriding treatment, diffusion treatment, film formation treatment, and etching treatment of the substrate to be treated can be performed.

本発明は、特許請求の範囲に記載した通りであり、さらに次に付記した事項を含む。 The present invention is as described in the claims, and further includes the following items.

〔付記１〕
基板載置部に被処理基板を載置するように、被処理基板を処理室内に搬入する搬入工程と、
前記処理室内に搬入された被処理基板を加熱部が加熱する加熱工程と、
ガス排気部が前記処理室内を排気する排気工程と、
ガス供給部が前記処理室内に反応ガスを供給する供給工程と、
プラズマ生成部が前記処理室内に形成した電界で反応ガスを励起させ、複数の凹凸を有する被処理基板を処理する処理工程と、
を有し、
前記処理工程は、
プラズマ制御部が、被処理基板へ励起された反応ガスを引き込ませ、被処理基板を処理させる第１の処理工程と、
前記プラズマ制御部が、前記第１の処理工程よりも少ない量の反応ガスを被処理基板へ引き込ませ、被処理基板を処理させる第２の処理工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 [Appendix 1]
A loading step of loading the substrate to be processed into the processing chamber so as to place the substrate to be processed on the substrate mounting portion;
A heating step in which a heating unit heats the substrate to be processed carried into the processing chamber;
An exhaust process in which a gas exhaust unit exhausts the processing chamber;
A supply step in which a gas supply unit supplies a reaction gas into the processing chamber;
A processing step of exciting a reaction gas with an electric field formed in the processing chamber by the plasma generation unit and processing a substrate to be processed having a plurality of irregularities;
Have
The processing step includes
A first processing step in which the plasma control unit draws the excited reactive gas into the substrate to be processed and processes the substrate to be processed;
A second processing step for causing the plasma control unit to draw a reaction gas in a smaller amount than the first processing step into the substrate to be processed, thereby processing the substrate to be processed;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:

〔付記２〕
前記第１の処理工程では、前記プラズマ制御部が前記基板載置部側の電位を低くさせ、
前記第２の処理工程では、前記プラズマ制御部が前記基板載置部側の電位を前記第１の処理工程よりも高くする付記１記載の半導体装置の製造方法。 [Appendix 2]
In the first processing step, the plasma control unit lowers the potential on the substrate platform side,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein, in the second processing step, the plasma control unit raises the potential on the substrate mounting unit side higher than that in the first processing step.

〔付記３〕
前記凹凸の凸部分はシリコン含有膜と金属元素含有膜とを有し、
前記反応ガスは、酸素元素及び窒素元素の少なくともいずれか一方を含むガスである付記１又は２記載の半導体装置の製造方法。 [Appendix 3]
The convex part of the unevenness has a silicon-containing film and a metal element-containing film,
The method for manufacturing a semiconductor device according to appendix 1 or 2, wherein the reaction gas is a gas containing at least one of an oxygen element and a nitrogen element.

〔付記４〕
前記凹凸の凸部分はシリコン含有膜と金属元素含有膜とを有し、
前記反応ガスは、還元性ガス及び酸化性ガスを含むガスである付記１又は２記載の半導体装置の製造方法。 [Appendix 4]
The convex part of the unevenness has a silicon-containing film and a metal element-containing film,
The semiconductor device manufacturing method according to appendix 1 or 2, wherein the reaction gas is a gas containing a reducing gas and an oxidizing gas.

〔付記５〕
基板載置部に被処理基板を載置するように、被処理基板を処理室内に搬入する搬入工程と、
前記処理室内に搬入された被処理基板を加熱部が加熱する加熱工程と、
ガス排気部が前記処理室内を排気する排気工程と、
ガス供給部が前記処理室内に反応ガスを供給する供給工程と、
プラズマ生成部が前記処理室内に形成した電界で反応ガスを励起させ、複数の凹凸を有し、前記複数の凹凸を覆うように膜が形成された被処理基板を処理する処理工程と、
を有し、
前記処理工程は、前記膜を変形させる変形工程を有する半導体装置の製造方法。 [Appendix 5]
A loading step of loading the substrate to be processed into the processing chamber so as to place the substrate to be processed on the substrate mounting portion;
A heating step in which a heating unit heats the substrate to be processed carried into the processing chamber;
An exhaust process in which a gas exhaust unit exhausts the processing chamber;
A supply step in which a gas supply unit supplies a reaction gas into the processing chamber;
A processing step of exciting a reaction gas with an electric field formed in the processing chamber by the plasma generator and processing a substrate to be processed having a plurality of projections and a film formed so as to cover the plurality of projections and depressions;
Have
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the processing step includes a deformation step of deforming the film.

〔付記６〕
前記処理工程は、前記凹凸の凹部の底面と側面とを改質する改質工程をさら有する付記５記載の半導体装置の製造方法。 [Appendix 6]
The semiconductor device manufacturing method according to claim 5, wherein the processing step further includes a reforming step of reforming a bottom surface and a side surface of the concave portion of the concave and convex portions.

〔付記７〕
前記膜は、ＣＶＤ及びＡＬＤの少なくともいずれか一方で形成されている付記５乃至７いずれか記載の半導体装置の製造方法。 [Appendix 7]
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of appendices 5 to 7, wherein the film is formed by at least one of CVD and ALD.

〔付記８〕
凹凸が形成され、前記凹凸を覆うように膜が形成された被処理基板を処理する処理室と、
前記処理室内に配置されていて、被処理基板が載置される基板載置部と、
前記処理室内で被処理基板を加熱する加熱部と、
前記処理室内に反応ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内で反応ガスを励起するプラズマ生成部と、
前記処理室内を排気するガス排気部と、
前記処理室内における励起した供給ガスの挙動を制御するプラズマ制御部と、
前記加熱部、前記ガス供給部、前記プラズマ制御部、及び前記排気部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記プラズマ生成部により励起された反応ガスを前記基板載置部に引き込ませ、被処理基板を処理させる第１の処理工程と、
前記基板載置部に引き込む励起された反応ガスの引き込み量を前記第１の処理工程よりも少なくさせて、被処理基板を処理させる第２の処理工と、
を行わせるように制御する基板処理装置。 [Appendix 8]
A processing chamber for processing a substrate to be processed in which irregularities are formed and a film is formed so as to cover the irregularities;
A substrate mounting portion disposed in the processing chamber and on which a substrate to be processed is mounted;
A heating unit for heating the substrate to be processed in the processing chamber;
A gas supply unit for supplying a reaction gas into the processing chamber;
A plasma generation unit for exciting a reaction gas in the processing chamber;
A gas exhaust unit for exhausting the processing chamber;
A plasma controller for controlling the behavior of the excited supply gas in the processing chamber;
A control unit for controlling the heating unit, the gas supply unit, the plasma control unit, and the exhaust unit;
Have
The controller is
A first processing step of drawing a reaction gas excited by the plasma generation unit into the substrate mounting unit and processing a substrate to be processed;
A second processing step for processing the substrate to be processed by reducing the amount of the excited reaction gas drawn into the substrate mounting portion to be smaller than that in the first processing step;
The substrate processing apparatus which controls to perform.

〔付記９〕
基板載置部に被処理基板を載置するように、被処理基板を処理室内に搬入する搬入工程と、
前記処理室内に搬入された被処理基板を加熱部が加熱する加熱工程と、
ガス排気部が前記処理室内を排気する排気工程と、
ガス供給部が前記処理室内に反応ガスを供給する供給工程と、
プラズマ生成部が前記処理室内に形成した電界で反応ガスを励起させ、複数の凹凸を有する被処理基板を処理する処理工程と、
を有し、
前記処理工程は、
プラズマ制御部が、被処理基板へ励起された反応ガスを引き込ませ、被処理基板を処理させる第１の処理工程と、
前記プラズマ制御部が、前記第１の処理工程よりも少ない量の反応ガスを被処理基板へ引き込ませ、被処理基板を処理させる第２の処理工程と、
を有する基板処理方法。 [Appendix 9]
A loading step of loading the substrate to be processed into the processing chamber so as to place the substrate to be processed on the substrate mounting portion;
A heating step in which a heating unit heats the substrate to be processed carried into the processing chamber;
An exhaust process in which a gas exhaust unit exhausts the processing chamber;
A supply step in which a gas supply unit supplies a reaction gas into the processing chamber;
A processing step of exciting a reaction gas with an electric field formed in the processing chamber by the plasma generation unit and processing a substrate to be processed having a plurality of irregularities;
Have
The processing step includes
A first processing step in which the plasma control unit draws the excited reactive gas into the substrate to be processed and processes the substrate to be processed;
A second processing step for causing the plasma control unit to draw a reaction gas in a smaller amount than the first processing step into the substrate to be processed, thereby processing the substrate to be processed;
A substrate processing method.

〔付記１０〕
基板載置部に被処理基板を載置するように、被処理基板を処理室内に搬入する搬入工程と、
前記処理室内に搬入された被処理基板を加熱部が加熱する加熱工程と、
ガス排気部が前記処理室内を排気する排気工程と、
ガス供給部が前記処理室内に反応ガスを供給する供給工程と、
プラズマ生成部が前記処理室内に形成した電界で反応ガスを励起させ、複数の凹凸を有し、前記複数の凹凸を覆うように膜が形成された被処理基板を処理する処理工程と、
を有し、
前記処理工程は、前記膜を変形させて、前記膜の被処理基板に対するカバレッジを改善するカバレッジ改善工程を有する基板処理方法。 [Appendix 10]
A loading step of loading the substrate to be processed into the processing chamber so as to place the substrate to be processed on the substrate mounting portion;
A heating step in which a heating unit heats the substrate to be processed carried into the processing chamber;
An exhaust process in which a gas exhaust unit exhausts the processing chamber;
A supply step in which a gas supply unit supplies a reaction gas into the processing chamber;
A processing step of exciting a reaction gas with an electric field formed in the processing chamber by the plasma generator and processing a substrate to be processed having a plurality of projections and a film formed so as to cover the plurality of projections and depressions;
Have
The substrate processing method includes a coverage improvement step of improving the coverage of the film with respect to the target substrate by deforming the film.

〔付記１１〕
前記カバレッジ改善工程において、前記基板載置部のインピーダンスを変化させ、被処理基板へのプラズマの引き込み量を調整することにより前記膜の変形量を調整する付記１０記載の基板処理方法。 [Appendix 11]
The substrate processing method according to appendix 10, wherein in the coverage improvement step, the amount of deformation of the film is adjusted by changing the impedance of the substrate mounting portion and adjusting the amount of plasma drawn into the substrate to be processed.

〔付記１２〕
前記処理工程で、前記膜の改質をあわせて行う付記１０又は１１記載の基板処理方法。 [Appendix 12]
The substrate processing method according to appendix 10 or 11, wherein the film is modified in the processing step.

〔付記１３〕
前記処理工程で、前膜と被処理基板との界面の改質をあわせて行う付記１０乃至１２いずれか記載の基板処理方法。 [Appendix 13]
The substrate processing method according to any one of appendices 10 to 12, wherein in the processing step, the interface between the pre-film and the substrate to be processed is modified.

〔付記１４〕
前記膜が、ＤＲＡＭのキャパシタ絶縁膜である付記１０乃至１３いずれか記載の基板処理方法。 [Appendix 14]
14. The substrate processing method according to any one of appendices 10 to 13, wherein the film is a capacitor insulating film of a DRAM.

１０・・・ウエハ
１４・・・凸部
１６・・・膜
１８・・・凹部
２００・・・基板処理装置
２０１・・・処理室
２１４・・・プラズマ生成部
２１７・・・サセプタ
２１７ｂ・・・ヒータ
２１７ｃ・・・インピーダンス調整電極
２２１・・・コントローラ
２３０・・・ガス排気部
２４８・・・ガス供給部
２７３・・・高周波電源
２７４・・・インピーダンス可変機構
２８０・・・ランプ加熱ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wafer 14 ... Convex part 16 ... Film | membrane 18 ... Concave part 200 ... Substrate processing apparatus 201 ... Processing chamber 214 ... Plasma generation part 217 ... Susceptor 217b ... Heater 217c ... Impedance adjustment electrode 221 ... Controller 230 ... Gas exhaust part 248 ... Gas supply part 273 ... High frequency power supply 274 ... Impedance variable mechanism 280 ... Lamp heating unit

Claims

A loading step of loading the substrate to be processed into the processing chamber so as to place the substrate to be processed on the substrate mounting portion;
A heating step in which a heating unit heats the substrate to be processed carried into the processing chamber;
An exhaust process in which a gas exhaust unit exhausts the processing chamber;
A supply step in which a gas supply unit supplies a reaction gas into the processing chamber;
A processing step of exciting a reaction gas with an electric field formed in the processing chamber by the plasma generation unit and processing a substrate to be processed having a plurality of irregularities;
Have
The processing step includes
A first processing step in which the plasma control unit draws the excited reactive gas into the substrate to be processed and processes the substrate to be processed;
A second processing step for causing the plasma control unit to draw a reaction gas in a smaller amount than the first processing step into the substrate to be processed, thereby processing the substrate to be processed;
A substrate processing method.

A loading step of loading the substrate to be processed into the processing chamber so as to place the substrate to be processed on the substrate mounting portion;
A heating step in which a heating unit heats the substrate to be processed carried into the processing chamber;
An exhaust process in which a gas exhaust unit exhausts the processing chamber;
A supply step in which a gas supply unit supplies a reaction gas into the processing chamber;
A processing step of exciting a reaction gas with an electric field formed in the processing chamber by the plasma generator and processing a substrate to be processed having a plurality of projections and a film formed so as to cover the plurality of projections and depressions;
Have
The substrate processing method, wherein the processing step includes a deformation step of deforming the film.

A processing chamber for processing a substrate to be processed in which irregularities are formed and a film is formed so as to cover the irregularities;
A substrate mounting portion disposed in the processing chamber and on which a substrate to be processed is mounted;
A heating unit for heating the substrate to be processed in the processing chamber;
A gas supply unit for supplying a reaction gas into the processing chamber;
A plasma generation unit for exciting a reaction gas in the processing chamber;
A gas exhaust unit for exhausting the processing chamber;
A plasma controller for controlling the behavior of the excited supply gas in the processing chamber;
A control unit for controlling the heating unit, the gas supply unit, the plasma control unit, and the exhaust unit;
Have
The controller is
A first processing step of drawing a reaction gas excited by the plasma generation unit into the substrate mounting unit and processing a substrate to be processed;
A second processing step of processing the substrate to be processed by reducing the amount of the excited reactive gas drawn into the substrate mounting portion less than the first processing step;
The substrate processing apparatus which controls to perform.