JP2015095628A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】公転している基板に対してプラズマ処理を行うにあたって、装置のコストアップを抑えながら、平面で見た時のプラズマ発生領域の高面積化を図ること。
【解決手段】高周波電源８９に接続される主アンテナ８３と、当該主アンテナ８３に対して電気的に絶縁された（フローティング状態の）補助アンテナ８４とを配置する。また、主アンテナ８３及び補助アンテナ８４を平面で見た時の夫々の投影領域について、互いに重なり合わないようにする。具体的には、主アンテナ８３に対して、補助アンテナ８４を回転テーブル２の回転方向下流側に配置する。そして、主アンテナ８３を通流する誘導電流を介して補助アンテナ８４に電磁界を発生させると共に、補助アンテナ８４を共振させて、主アンテナ８３の下方側の領域だけでなく、補助アンテナ８４の下方側の領域においても誘導プラズマを発生させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。

半導体ウエハなどの基板（以下「ウエハ」と言う）に対してプラズマ処理を行う装置として、特許文献１に記載のセミバッチ式の装置が知られている。具体的には、特許文献１では、回転テーブル上に５枚のウエハを周方向に並べると共に、回転テーブルにより移動（公転）するウエハの軌道に対向するように、ガスをプラズマ化するためのアンテナを配置している。このような装置では、ウエハが移動しているので、例えばアンモニア（ＮＨ_３）ラジカルを用いたプラズマ処理を行う場合には、当該ラジカルの発生領域をできるだけウエハの移動方向に長く形成して、ラジカルを長い時間に亘ってウエハに供給したいという要請がある。

特許文献２、３には、アンテナを備えた枚葉式の装置や、コンデンサ付きのフローティングコイルについて記載されている。即ち、特許文献２では、鉛直軸周りに巻回したプラズマ発生用のアンテナの上方側にフローティングコイルを配置すると共に、このフローティングコイルに接続された可変コンデンサの静電容量を調整している。この可変コンデンサの静電容量値を調整することにより、プラズマ発生用のアンテナからフローティングコイルに受け渡すエネルギーの量が調整され、こうして特許文献２ではサセプタ近傍におけるプラズマ密度がサセプタの径方向にて制御される。しかしながら、特許文献２、３では、ウエハを公転させる方式の装置や、当該装置におけるプラズマの分布については記載されていない。

特開２０１３−４５９０３ 特開２０１１−１１９６５９ 特開２００３−２２９７７

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、公転している基板に対してプラズマ処理を行うにあたって、装置のコストアップを抑えながら、平面で見た時のプラズマ発生領域の高面積化を図ることのできるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することにある。

本発明のプラズマ処理装置は、
真空容器内にて基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
基板を載置する基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
前記基板に処理ガスを供給するための処理ガス供給部と、
前記基板の通過領域に対向するように設けられ、高周波電力が供給されて処理ガスを励起し、誘導結合プラズマを発生させるためのコイル状の主アンテナと、
前記主アンテナに対して電磁誘導が可能な位置にて電気的に浮いている状態に置かれると共に、平面的に見たときに前記主アンテナの投影領域の少なくとも一部とその投影領域とが重ならないように設けられ、前記処理ガスを励起して誘導結合プラズマを発生させるためのコイル状の補助アンテナと、
前記補助アンテナのループ内に設けられるコンデンサと、を備えたことを特徴とする。

前記補助アンテナのループ内には、インピーダンスを調整できるインピーダンス調整部が設けられていても良く、この場合には前記インピーダンス調整部は、容量値を可変できる可変容量コンデンサである。
前記インピーダンス調整部は、当該インピーダンス調整部のインピーダンスを変えて補助アンテナに流れる電流を変化させたときに得られる当該電流の最大値の８５％以上の電流が補助アンテナに流れるように調整されていることが好ましい。

前記処理ガスは、基板の表面を窒化または酸化するためのガスであり、基板の表面を窒化するガスは、アンモニアガス及び窒素ガスの少なくとも一方を含むガスであり、基板の表面を酸化するガスは、酸素ガス及びオゾンガスの少なくとも一方を含むガスである。
前記主アンテナは、前記基板の通過領域を跨ぐように前記回転テーブルの中心側から外縁側に向かって伸び出しており、
前記補助アンテナは、前記主アンテナに対して前記回転テーブルの回転方向下流側に配置されていることが好ましい。
前記主アンテナにおける前記補助アンテナ側の縁部と、前記補助アンテナにおける前記主アンテナ側の縁部とは、平面で見た時に互いに離間するように設けられており、この場合には前記主アンテナにおける前記補助アンテナ側の縁部と、前記補助アンテナにおける前記主アンテナ側の縁部との間の離間寸法は、２ｍｍ〜３０ｍｍである。

本発明のプラズマ処理方法は、
真空容器内にて基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
回転テーブル上の基板載置領域に基板を載置して、回転テーブルによりこの基板を公転させる工程と、
前記基板の表面に処理ガスを供給する工程と、
前記回転テーブルに対向するように配置されたコイル状の主アンテナに対して高周波電力を供給することにより、処理ガスを励起して誘導結合プラズマを発生させる工程と、
前記主アンテナに対して電磁誘導が可能な位置にて電気的に浮いている状態に置かれると共に、平面的に見たときに前記主アンテナの投影領域の少なくとも一部とその投影領域とが重ならないように設けられると共に前記主アンテナに対して電気的に浮いた状態に置かれたコイル状の補助アンテナに、前記主アンテナとの電磁誘導により誘導電流を発生させて、前記処理ガスを励起して誘導結合プラズマを発生させる工程と、
前記補助アンテナのループ内に設けられるコンデンサにより、当該補助アンテナにおける誘導電流を共振させる工程と、を含むことを特徴とする。

本発明は、回転テーブル上にて公転する基板に対してプラズマ処理を行うにあたり、高周波電力が供給される主アンテナ、及び当該主アンテナに対して電気的に絶縁された補助アンテナを配置している。また、これら主アンテナ及び補助アンテナを平面で見た時の夫々の投影領域について、他方の投影領域に対して少なくとも一部が重ならないように主アンテナ及び補助アンテナを配置している。そして、主アンテナと補助アンテナとの間の電磁誘導を介して、主アンテナに加えて補助アンテナにおいても誘導プラズマを発生させている。従って、補助アンテナについて、主アンテナとは別の高周波電源を設ける必要がないため、装置のコストアップを抑えながら、平面で見た時のプラズマ発生領域の高面積化を図ることができる。

本発明のプラズマ処理装置の一例を示す模式図である。 本発明のプラズマ処理装置の一例を示す縦断面図である。 前記プラズマ処理装置を示す横断平面図である。 前記プラズマ処理装置を示す横断平面図である。 前記プラズマ処理装置を示す縦断面図である。 前記プラズマ処理装置のアンテナを示す分解斜視図である。 前記アンテナを示す平面図である。 前記アンテナとウエハとの位置関係を示す平面図である。 前記アンテナが収納される筐体を下側から見た様子を示す斜視図である。 ウエハ上をプラズマが通る軌跡を模式的に示す平面図である。 前記プラズマ処理装置の他の例を示す縦断面図である。 前記プラズマ処理装置の他の例を示す縦断面図である。 前記プラズマ処理装置の他の例を示す縦断面図である。 前記プラズマ処理装置の他の例を示す縦断面図である。 前記プラズマ処理装置の他の例を示す縦断面図である。 本発明の実施例におけるアンテナの配置レイアウトを示す平面図である。 本発明の実施例にて得られた結果を撮像した写真を示す特性図である。 本発明の実施例にて得られた結果を撮像した写真を示す特性図である。 本発明の実施例にて得られた結果を撮像した写真を示す特性図である。 本発明の実施例にて得られた結果を撮像した写真を示す特性図である。 本発明の補助アンテナにて得られる電流値を模式的に示す特性図である。

本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置の一例について、図１〜図９を参照して説明する。この装置は、図１（ａ）に当該装置の特徴部分を模式的に示すように、高周波電源８９に接続された主アンテナ８３と、当該主アンテナ８３に対して電気的に絶縁された補助アンテナ（コイル）８４とを備えている。そして、同図（ｂ）に示すように、補助アンテナ８４と主アンテナ８３との間の電磁誘導により、補助アンテナ８４に高周波電源８９を接続することなく、これらアンテナ８３、８４の下方側の領域に亘ってプラズマを発生させている。続いて、装置の具体的な構成について以下に説明する。尚、図１（ａ）ではアンテナ８３、８４を簡略化して描画している。

既述のアンテナ８３、８４の下方側には、図２〜図４に示すように、平面形状が概ね円形である真空容器１が設けられている。真空容器１は、天板１１及び容器本体１２を備えており、天板１１の上面側中央部に接続された分離ガス供給管５１を介して窒素（Ｎ_２）ガスが分離ガスとして供給されるように構成されている。回転テーブル２の下方側には、図２に示すように、当該回転テーブル２上のウエハＷを成膜温度例えば３００℃に加熱するために、加熱機構であるヒータユニット７が設けられている。図２中１３はシール部材例えばＯリングである。また、図２中７１ａはヒータユニット７のカバー部材、７ａはヒータユニット７を覆う覆い部材であり、７２、７３はパージガス供給管である。

真空容器１の内部には、回転テーブル２が収納されており、この回転テーブル２の中心部には、概略円筒形状のコア部２１が取り付けられている。回転テーブル２は、このコア部２１の下面に接続された回転軸２２によって、鉛直軸周りこの例では時計周りに回転自在に構成されている。回転テーブル２上には、図３〜図４に示すように、ウエハＷを落とし込んで保持するために、円形の凹部２４が基板載置領域として設けられており、この凹部２４は、当該回転テーブル２の回転方向（周方向）に沿って複数箇所例えば５箇所に形成されている。図２中２３は駆動部（回転機構）であり、２０はケース体である。

凹部２４の通過領域と各々対向する位置には、各々例えば石英からなる４本のノズル３１、３２、４１、４２が真空容器１の周方向に互いに間隔をおいて放射状に配置されている。これら各ノズル３１、３２、４１、４２は、例えば真空容器１の外周壁から中心部領域１０に向かってウエハＷに対向して水平に伸びるように各々取り付けられている。この例では、後述の搬送口１５から見て時計周りにプラズマ発生用ガスノズル３２、分離ガスノズル４１、処理ガスノズル３１及び分離ガスノズル４２がこの順番で配列されている。プラズマ発生用ガスノズル３２は、処理ガス供給部をなしている。また、分離ガスノズル４１、４２は、各々分離ガス供給部をなしている。尚、図３はプラズマ発生用ガスノズル３２が見えるようにアンテナ８３、８４及び筐体９０を取り外した状態、図４はこれらアンテナ８３、８４及び筐体９０を取り付けた状態を表している。

各ノズル３１、３２、４１、４２は、流量調整バルブを介して夫々以下の各ガス供給源（図示せず）に夫々接続されている。即ち、処理ガスノズル３１は、Ｓｉ（シリコン）を含む処理ガス例えばＤＣＳ（ジクロロシラン）ガスなどの供給源に接続されている。プラズマ発生用ガスノズル３２は、例えばアンモニアガス及び窒素（Ｎ_２）ガスの少なくとも一方のガス供給源この例ではアンモニアガスの供給源に接続されている。分離ガスノズル４１、４２は、分離ガスである窒素ガスの供給源に各々接続されている。これらガスノズル３１、３２、４１、４２の外周面には、ガス吐出孔３３が各々形成されており、このガス吐出孔３３は、回転テーブル２の半径方向に沿って複数箇所に例えば等間隔に配置されている。ガス吐出孔３３は、ガスノズル３１、４１、４２では下面に形成され、プラズマ発生用ガスノズル３２では回転テーブル２の回転方向上流側の側面に形成されている。図３及び図４における３１ａは、処理ガスノズル３１の上方側を覆うノズルカバーである。

処理ガスノズル３１の下方領域は、処理ガスの成分をウエハＷに吸着させるための吸着領域Ｐ１となる。また、プラズマ発生用ガスノズル３２の下方側の領域（後述の筐体９０の下方領域）は、ウエハＷに吸着した処理ガスの成分とプラズマ発生用ガスのプラズマとを反応させるための反応領域（処理領域）Ｐ２となる。分離ガスノズル４１、４２は、各領域Ｐ１、Ｐ２を分離する分離領域Ｄを形成するためのものである。分離領域Ｄにおける真空容器１の天板１１には、図３及び図４に示すように、概略扇形の凸状部４が設けられており、分離ガスノズル４１、４２は、この凸状部４内に収められている。

次に、プラズマ発生用ガスから誘導プラズマを発生させるための構成について詳述する。プラズマ発生用ガスノズル３２の上方側には、図１、図４及び図５に示すように、既述の主アンテナ８３及び補助アンテナ８４が配置されており、これらアンテナ８３、８４は、各々金属線を鉛直軸周りにコイル状に例えば３周巻回して構成されている。主アンテナ８３は、補助アンテナ８４に対して、回転テーブル２の回転方向上流側に配置されている。初めに、これらアンテナ８３、８４のうち、主アンテナ８３について説明する。

主アンテナ８３は、図７に示すように、平面で見た時に回転テーブル２の中央部側から外周部側に亘って回転テーブル２上のウエハＷの通過領域を跨ぐように配置されている。この例では、主アンテナ８３は、平面で見た時に概略矩形（長方形）となるように巻回されている。即ち、主アンテナ８３における回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側の部位と、回転テーブル２の中心側及び外縁側の部位とは、各々直線状に形成されている。

具体的には、主アンテナ８３における前記回転方向上流側及び下流側の部位を各々「直線部分８５」と呼ぶと、これら直線部分８５、８５は、回転テーブル２の半径方向に沿うように、言い換えるとプラズマ発生用ガスノズル３２の長さ方向に沿うように各々形成されている。また、主アンテナ８３における前記中心側及び外縁側の部位を各々「接続部分８６」と呼ぶと、これら接続部分８６、８６は、回転テーブル２の接線方向に沿うように各々形成されている。そして、これら直線部分８５、８５及び接続部分８６、８６同士は、各々の端部位置にて概略直角に屈曲する部位を介して互いに直列に接続されると共に、高周波電源８９に整合器８８を介して接続されている。この例では、高周波電源８９は、周波数及び出力電力が例えば夫々１３．５６ＭＨｚ及び５０００Ｗとなっている。

既述の２つの直線部分８５、８５のうち回転テーブル２の回転方向上流側における直線部分８５は、図７に示すように、平面で見た時に、プラズマ発生用ガスノズル３２に対して、回転テーブル２の回転方向下流側に僅かに離間した位置に配置されている。尚、図７及び図８では、アンテナ８３、８４を破線にて描画しており、図８ではウエハＷを実線で描画している。

補助アンテナ８４は、主アンテナ８３から見て回転テーブル２の回転方向下流側にて当該主アンテナ８３に近接するように配置されており、主アンテナ８３に対して電気的に絶縁されている。従って、これらアンテナ８３、８４を平面で見た時の投影領域同士は、互いに重なり合わないように配置されている。また、補助アンテナ８４は、平面で見た時に、主アンテナ８３よりも一回り小さな矩形領域を囲むように配置されており、回転テーブル２の回転中心までの距離と、回転テーブル２の外縁までの距離とが概略揃う位置に設けられている。

また、補助アンテナ８４についても、回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側における直線部分８５、８５がプラズマ発生用ガスノズル３２に各々沿うように直線状に配置されている。補助アンテナ８４の回転テーブル２の回転中心側及び外縁側における接続部分８６、８６は、回転テーブル２の接線方向に沿うように各々形成されている。従って、主アンテナ８３における直線部分８５、８５と、補助アンテナ８４における直線部分８５、８５とは、互いに平行になっている。

補助アンテナ８４における回転テーブル２の回転方向上流側の直線部分８５と、既述の主アンテナ８３における回転テーブル２の回転方向下流側の直線部分８５との離間距離ｈは、図８に示すように、主アンテナ８３における高周波電界が補助アンテナ８４に到達する寸法に設定されている。前記離間寸法ｈは、具体的には２ｍｍ〜３０ｍｍである。

即ち、主アンテナ８３に高周波電力を供給すると、当該主アンテナ８３を流れる高周波電流によって、主アンテナ８３の伸びる方向の軸周りに高周波電界が発生する。そして、既述のように、補助アンテナ８４は、高周波電源８９が接続されておらず、主アンテナ８３に対して電気的に絶縁されていて浮いた状態（フローティング状態）となっている。従って、主アンテナ８３の周りに形成される高周波電界によって、主アンテナ８３と補助アンテナ８４との間における電磁誘導を介して、補助アンテナ８４には誘導起電力が発生して誘導電流が流れる。

ここで、補助アンテナ８４を流れる誘導電流の大きさについて検討する。即ち、共振周波数ｆ（Ｈｚ）は、以下の式で表される。
ｆ＝１／（２π√（Ｌ×Ｃ））
ただし、ｆは主アンテナ８３（補助アンテナ８４）に供給される高周波電力の周波数、Ｌは補助アンテナ８４のインダクタンス（Ｈ）、Ｃは補助アンテナ８４の容量値（Ｆ）である。この式について、容量値Ｃを表す式に変形すると、
Ｃ＝１／（４π^２×ｆ^２×Ｌ）
が得られる。

そして、周波数ｆ及びインダクタンスＬを例えば夫々１３．５６ＭＨｚ及び２．６２μＨとして上の式に代入すると、補助アンテナ８４にて直列共振が起こる容量値Ｃは、およそ５２．６ｐＦとなる。即ち、補助アンテナ８４の容量値Ｃが５２．６ｐＦの場合には、主アンテナ８３から補助アンテナ８４に伝達される高周波電界によって当該補助アンテナ８４にて直列共振が起こり、主アンテナ８３の下方側の領域に加えて、補助アンテナ８４の下方側の領域でもプラズマが発生する。そこで、本発明では、補助アンテナ８４にて共振が起こるように、更にはこの共振の状態を調整できるように、当該補助アンテナ８４を構成している。

具体的には、補助アンテナ８４には、図１及び図４〜図６に示すように、当該補助アンテナ８４の容量値Ｃを調整するためのバリアブルコンデンサ（可変容量コンデンサ）などからなる容量調整部２００がインピーダンス調整部として設けられている。即ち、補助アンテナ８４の長さ方向における一端側及び他端側には、当該補助アンテナ８４のループ内に配置されるように、容量調整部２００の両端子の一方及び他方が接続されている。そして、図２に示すように、容量調整部２００にはモーターなどからなる駆動部２０１が接続されており、当該駆動部２０１を駆動させることによって、容量調整部２００（補助アンテナ８４）の容量値を調整できるように構成されている。

このような容量調整部２００や駆動部２０１の構成例を説明すると、容量調整部２００には、例えば一対の対向電極（図示せず）が設けられており、これら対向電極のうち一方の電極には既述の駆動部２０１から伸びる図示しない昇降軸（駆動軸）が接続されている。こうして駆動部２０１を介して前記一方の電極における他方の電極に対する離間距離を変化させることにより、容量調整部２００の容量値、言い換えると補助アンテナ８４の容量値Ｃが調整される。そして、平面で見た時に、補助アンテナ８４のインピーダンスにより主アンテナ８３と補助アンテナ８４とを流れる電流の向きが互いに逆向きとなる時、既述の図１（ｂ）に示すように、これらアンテナ８３、８４を流れる電流同士が互いに重ね合わされる（相殺されない）ように当該電流の向きが決まる。この容量値Ｃの調整（駆動部２０１の駆動）は、後述の制御部１２０からの制御信号により行われる。容量調整部２００の容量値の可変範囲は、例えば５０ｐＦ以下であり、補助アンテナ８４全体の容量値Ｃの可変範囲は５０〜５００ｐＦである。

以上説明したアンテナ８３、８４は、真空容器１の内部領域から気密に区画されるように配置されている。即ち、既述のプラズマ発生用ガスノズル３２の上方側における天板１１は、平面的に見た時に概略扇形に開口しており、例えば石英などからなる筐体９０によって気密に塞がれている。この筐体９０は、図５及び図６に示すように、上方側周縁部が周方向に亘ってフランジ状に水平に伸び出すと共に、中央部が真空容器１の内部領域に向かって窪むように形成されており、この筐体９０の内側に前記アンテナ８３、８４が収納されている。この筐体９０は、固定部材９１により、天板１１に固定されている。尚、固定部材９１については、図２以外では描画を省略している。

筐体９０の下面は、当該筐体９０の下方領域への窒素ガスなどの侵入を阻止するために、図２及び図９に示すように、外縁部が周方向に亘って下方側（回転テーブル２側）に向かって垂直に伸び出して壁部９２をなしている。この壁部９２における回転テーブル２の回転方向上流側の部位と回転方向下流側の部位とは、図４及び図９から分かるように、当該回転テーブル２の中央から放射状に且つ回転テーブル２の周方向に互いに離間するように伸び出している。また、壁部９２における回転テーブル２の外周側の部位は、図５に示すように、当該回転テーブル２の外周縁よりも外側に位置している。そして、この壁部９２の内周面、筐体９０の下面及び回転テーブル２の上面により囲まれた領域を「反応領域Ｐ２」と呼ぶと、この反応領域Ｐ２は、平面で見た時に、壁部９２によって扇型状となるように区画されている。既述のプラズマ発生用ガスノズル３２は、この反応領域Ｐ２の内部において回転テーブル２の回転方向上流側の端部にて前記壁部９２の近傍に配置されている。

即ち、壁部９２の下端部は、図９に示すように、プラズマ発生用ガスノズル３２が挿入される部位については当該プラズマ発生用ガスノズル３２の外周面に沿って上方側に湾曲し、一方残りの部位については周方向に亘って回転テーブル２に近接する高さ位置となるように配置されている。既述のプラズマ発生用ガスノズル３２のガス吐出孔３３は、図５に示すように、反応領域Ｐ２の周囲を囲む壁部９２のうち回転テーブル２の回転方向上流側の壁部９２に向かって横向きに形成されている。

ここで、既述のように、ウエハＷは、回転テーブル２によって公転して、各ノズル３１、３２の下方側の領域Ｐ１、Ｐ２を通過する。そのため、回転テーブル２上のウエハＷでは、回転中心側の端部と、回転テーブル２の外周部側の端部とにおいて、各領域Ｐ１、Ｐ２を通過する時の速度（角速度）が異なる。具体的には、ウエハＷの直径寸法が３００ｍｍ（１２インチサイズ）の場合には、前記回転中心側の端部では、前記外周部側の端部と比べて、速度が１／３になる。

即ち、回転テーブル２の回転中心から前記回転中心側のウエハＷの端部までの距離をｓとすると、当該回転中心側のウエハＷの端部が通る円周の長さ寸法ＤＩは、（２×π×ｓ）となる。一方、前記外周部側の端部が通る円周の長さ寸法ＤＯは、（２×π×（ｓ＋３００））となる。そして、回転テーブル２の回転により、ウエハＷは、前記長さ寸法ＤＩ、ＤＯを同じ時間内で移動する。そのため、回転テーブル２上のウエハＷにおける回転中心側の端部及び外周部側の端部の夫々の速度をＶＩ及びＶＯとすると、これら速度ＶＩ、ＶＯの比Ｒ（ＶＩ÷ＶＯ）は、（ｓ÷（ｓ＋３００））となる。そして、前記距離ｓが１５０ｍｍの場合には、前記比Ｒは、１／３となる。

従って、アンモニアガスのプラズマのように、ウエハＷ上に吸着したＤＣＳガスの成分との反応性がそれ程高くないプラズマを使用する場合には、単にプラズマ発生用ガスノズル３２の近傍にてアンモニアガスをプラズマ化しただけだと、ウエハＷの外周部側では中心部側よりも薄膜（反応生成物）が薄くなるおそれがある。

そこで、本発明では、ウエハＷに対して均一なプラズマ処理を行うために、壁部９２の形状を調整している。具体的には、図８に示すように、回転テーブル２上のウエハＷにおける回転中心側の端部が通過する反応領域Ｐ２の長さ寸法と、前記ウエハＷにおける回転テーブル２の外周部側の端部が通過する反応領域Ｐ２の長さ寸法とを夫々ＬＩ、ＬＯとすると、これら長さ寸法ＬＩ、ＬＯの比（ＬＩ÷ＬＯ）は、１／３となっている。即ち、回転テーブル２上のウエハＷが反応領域Ｐ２を通過する速度に応じて、壁部９２の形状（反応領域Ｐ２の寸法）を設定している。そして、後述するように、反応領域Ｐ２においてアンモニアガスのプラズマを充満させていることからも、ウエハＷ上ではプラズマ処理が面内に亘って均一に行われる。

筐体９０とアンテナ８３、８４との間には、図４〜図７に示すように、アンテナ８３、８４において発生する電磁界のうち電界成分が下方に向かうことを阻止すると共に、電磁界のうち磁界を下方に通過させるためのファラデーシールド９５が配置されている。即ち、ファラデーシールド９５は、上面側が開口する概略箱型となるように形成されており、電界を遮断するために、導電性の板状体である金属板（導電板）により構成されると共に接地されている。このファラデーシールド９５の底面には、前記金属板に矩形の開口部を形成してなるスリット９７が磁界を通過させるために設けられている。

各々のスリット９７は、当該スリット９７に隣接する他のスリット９７と連通しておらず、言い換えると各々のスリット９７の周囲にはファラデーシールド９５を構成する金属板が周方向に亘って位置している。スリット９７は、アンテナ８３、８４の伸びる方向に対して直交する方向に形成されており、アンテナ８３、８４の下方位置にてアンテナ８３、８４の長さ方向に沿って複数箇所に等間隔で配置されている。そして、スリット９７は、プラズマ発生用ガスノズル３２の上方側に対応する位置には形成されておらず、従って当該プラズマ発生用ガスノズル３２の内部におけるアンモニアガスのプラズマ化を阻止している。

ここで、スリット９７は、図６及び図７に示すように、アンテナ８３、８４の各々の直線部分８５、８５の下方位置に形成されている一方、当該直線部分８５、８５の両端部にて屈曲する部分の下方位置及び接続部分８６、８６の下方位置には形成されていない。即ち、アンテナ８３、８４の周方向に亘ってスリット９７を形成しようとすると、アンテナ８３、８４が屈曲する部分（Ｒ部分）では、スリット９７についてもアンテナ８３、８４に沿って屈曲して配置される。しかしながら、前記屈曲する部分においてアンテナ８３、８４の内側に対応する領域では、互いに隣接するスリット９７、９７同士が連通してしまうおそれがあり、その場合には電界を遮断する効果が小さくなってしまう。一方、前記屈曲する部分において、互いに隣接するスリット９７、９７が連通しないようにスリット９７の幅寸法を狭くすると、ウエハＷ側に到達する磁界成分の量が直線部分８５よりも減少する。更に、アンテナ８３、８４の外側に対応する領域にて互いに隣接するスリット９７、９７同士の間の離間寸法を広げると、磁界成分と共に電界成分についてもウエハＷ側に到達して、当該ウエハＷにチャージングダメージを与えてしまうおそれもある。

そこで、本発明では、各々のスリット９７を介して主アンテナ８３からウエハＷ側に到達する磁界成分の量を揃えるために、ウエハＷが通過する位置を跨ぐように主アンテナ８３における直線部分８５を配置すると共に、この直線部分８５の下方側にスリット９７を形成している。そして、直線部分８５の両端から伸び出す屈曲部分の下方側には、スリット９７を形成せずに、いわばファラデーシールド９５を構成する導電板を配置して、電界成分のみならず磁界成分も遮断している。そのため、後述するように、回転テーブル２の半径方向に亘ってプラズマの発生量が均一化する。

従って、ある任意の位置におけるスリット９７を見た時、当該スリット９７の開口幅は、このスリット９７の長さ方向に亘って寸法が揃っている。そして、スリット９７の前記開口幅は、ファラデーシールド９５における他の全てのスリット９７において揃うように調整されている。

以上説明したファラデーシールド９５とアンテナ８３、８４との間には、これらファラデーシールド９５とアンテナ８３、８４との絶縁を取るために、例えば石英からなる絶縁部材９４が介在しており、この絶縁部材９４は、上面側が開口する概略箱型形状をなしている。尚、図８では、アンテナ８３、８４とウエハＷとの位置関係を示すために、ファラデーシールド９５を省略している。また、図５以外については、絶縁部材９４の描画を省略している。

回転テーブル２の外周側において当該回転テーブル２よりも僅かに下位置には、環状のサイドリング１００が配置されており、このサイドリング１００の上面には、互いに周方向に離間するように２箇所に排気口６１、６２が形成されている。これら２つの排気口６１、６２のうち一方及び他方を夫々第１の排気口６１及び第２の排気口６２と呼ぶと、第１の排気口６１は、処理ガスノズル３１と、当該処理ガスノズル３１よりも回転テーブルの回転方向下流側における分離領域Ｄとの間において、当該分離領域Ｄ側に寄った位置に形成されている。第２の排気口６２は、プラズマ発生用ガスノズル３２と、当該プラズマ発生用ガスノズル３２よりも回転テーブルの回転方向下流側における分離領域Ｄとの間において、当該分離領域Ｄ側に寄った位置に形成されている。従って、第２の排気口６２は、回転テーブル２の回転中心と、壁部９２における反応領域Ｐ２側の縁部が回転テーブル２の外周縁と交差する２つの点と、を結ぶ概略三角形の頂点付近に位置している。

第１の排気口６１は、処理ガス及び分離ガスを排気するためのものであり、第２の排気口６２は、プラズマ発生用ガス及び分離ガスを排気するためのものである。そして、筐体９０の外縁側におけるサイドリング１００の上面には、当該筐体９０を避けてガスを第２の排気口６２に通流させるための溝状のガス流路１０１が形成されている。これら第１の排気口６１及び第２の排気口６２は、図２に示すように、各々バタフライバルブなどの圧力調整部６５の介設された排気管６３により、真空排気機構である例えば真空ポンプ６４に接続されている。

天板１１の下面における中央部には、図２に示すように、天板から下方側に突出する突出部５が配置されており、この突出部５によって、中心部領域１０において処理ガスとプラズマ発生用ガスとが互いに混ざり合うことを防止している。即ち、突出部５は、回転テーブル２側から天板１１側に向かって周方向に亘って垂直に伸びる壁部と、天板１１側から回転テーブル２に向かって周方向に亘って垂直に伸びる壁部と、を回転テーブル２の半径方向に交互に配置した構成を採っている。

真空容器１の側壁には、図３〜図４に示すように、図示しない外部の搬送アームと回転テーブル２との間においてウエハＷの受け渡しを行うための搬送口１５が形成されており、この搬送口１５はゲートバルブＧより気密に開閉自在に構成されている。また、この搬送口１５を臨む位置における回転テーブル２の下方側には、回転テーブル２の貫通口を介してウエハＷを裏面側から持ち上げるための昇降ピン（いずれも図示せず）が設けられている。

また、この成膜装置には、図２に示すように、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御部１２０が設けられており、この制御部１２０のメモリ内には後述の成膜処理を行うためのプログラムが格納されている。このメモリには、ウエハＷに対して行う処理のレシピ毎に、容量調整部２００の容量値が格納されている。即ち、真空容器１内の圧力や使用するガス種、主アンテナ８３に供給する高周波電力量などのレシピに応じて、容量調整部２００の最適な容量値を実験などにより予め求めておき、各レシピに対応して前記最適な容量値がメモリに記憶されている。前記プログラムは、後述の装置の動作を実行するようにステップ群が組まれており、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの記憶媒体である記憶部１２１から制御部１２０内にインストールされる。

次に、上述実施の形態の作用について説明する。先ず、ゲートバルブＧを開放して、回転テーブル２を間欠的に回転させながら、図示しない搬送アームにより搬送口１５を介して回転テーブル２上に例えば５枚のウエハＷを載置する。次いで、ゲートバルブＧを閉じ、真空ポンプ６４により真空容器１内を引き切りの状態にすると共に、回転テーブル２を例えば２ｒｐｍ〜２４０ｒｐｍで時計周りに回転させる。そして、ヒータユニット７によりウエハＷを例えば３００℃程度に加熱する。

続いて、処理ガスノズル３１からＤＣＳガスを吐出すると共に、反応領域Ｐ２における圧力が真空容器１内の他の領域よりも陽圧となるように、プラズマ発生用ガスノズル３２からアンモニアガスを吐出する。また、分離ガスノズル４１、４２から分離ガスを吐出し、分離ガス供給管５１及びパージガス供給管７２、７３からも窒素ガスを吐出する。そして、圧力調整部６５により真空容器１内を予め設定した処理圧力に調整する。また、主アンテナ８３に対して電力量が例えば５００Ｗの高周波電力を供給すると共に、補助アンテナ８４の容量調整部２００については、主アンテナ８３と補助アンテナ８４とが共振する容量値Ｃとなるように設定する。

主アンテナ８３では、高周波電源８９から供給される高周波電力により電磁界が発生して、この電磁界のうちファラデーシールド９５によって電界成分が遮断されて磁界成分だけが真空容器１に到達する。一方、補助アンテナ８４について、主アンテナ８３に対して近接配置していることから、既述の図１に示したように、当該主アンテナ８３の電磁界が補助アンテナ８４に到達する。そして、補助アンテナ８４では、主アンテナ８３から伝達される電磁界により誘導電流が流れて、同様に電磁界が発生する。補助アンテナ８４では、容量調整部２００の容量値を既述のように設定しているので誘導電流の直列共振が起こり、このような直列共振が起こらない場合と比べて電流値が増大する。そして、補助アンテナ８４にて発生した電磁界は、ファラデーシールド９５によって電界成分が遮断されて、磁界成分が真空容器１内に到達する。

吸着領域Ｐ１では、ウエハＷの表面にＤＣＳガスの成分が吸着して吸着層が生成する。この時、吸着領域Ｐ１をウエハＷが通過するにあたって、回転テーブル２の外周部側では中央部側よりも移動速度が速い。そのため、前記外周部側では前記中央部側よりも吸着層の膜厚が薄くなろうとする。しかしながら、ＤＣＳガスの成分の吸着は速やかに起こるので、吸着領域Ｐ１をウエハＷが通過すると、吸着層はウエハＷの面内に亘って均一に形成される。

反応領域Ｐ２では、既述のように第２の排気口６２の位置を設定しているため、プラズマ発生用ガスノズル３２から吐出されたアンモニアガスは、回転テーブル２の回転方向上流側における壁部９２に衝突した後、図１０に示すように、当該第２の排気口６２に向かって直線的に通流する。そして、アンモニアガスは、第２の排気口６２に向かう途中の経路にて、図１０に示すように、主アンテナ８３の下方側において、磁界によって速やかにプラズマ化されてアンモニアラジカル（プラズマ）となる。このプラズマは、既述のようにスリット９７の開口幅を回転テーブル２の半径方向に亘って揃えているため、当該半径方向に沿って発生量（濃度）が揃う。こうしてプラズマは、第２の排気口６２に向かって通流していく。

そして、アンモニアラジカルは、ウエハＷとの衝突などにより不活性化してアンモニアガスに戻ると、補助アンテナ８４の下方側にて再度プラズマ化する。従って、反応領域Ｐ２では、当該反応領域Ｐ２において真空容器１内の他の領域よりも陽圧となるように設定していることからも、アンモニアガスのプラズマが充満する。

また、反応領域Ｐ２の寸法を既述のように設定しているため、回転テーブル２上のウエハＷから見ると、プラズマが供給される時間が回転テーブル２の半径方向に亘って揃う。従って、反応領域Ｐ２をウエハＷが通過すると、当該ウエハＷ上の吸着層が面内に亘って均一に窒化されて反応層（窒化シリコン膜）が形成される。こうして回転テーブル２の回転により各ウエハＷが吸着領域Ｐ１及び反応領域Ｐ２を交互に通過することにより、反応層が多層に亘って積層されて薄膜が形成される。

以上の一連のプロセスを行っている間、筐体９０の外周側におけるサイドリング１００にガス流路１０１を形成しているので、各ガスは、筐体９０を避けるように、当該ガス流路１０１を通って排気される。また、筐体９０の下端側周縁部に壁部９２を設けていることから、当該筐体９０内への窒素ガスの侵入が抑えられる。

更に、吸着領域Ｐ１と反応領域Ｐ２との間に窒素ガスを供給しているので、処理ガスとプラズマ発生用ガス（プラズマ）とが互いに混合しないように各ガスが排気される。また、回転テーブル２の下方側にパージガスを供給しているため、回転テーブル２の下方側に拡散しようとするガスは、前記パージガスにより排気口６１、６２側へと押し戻される。更に、中心部領域１０に分離ガスを供給しているため、当該中心部領域１０では処理ガスとプラズマ発生用ガスやプラズマとの混合が抑制される。

上述の実施の形態によれば、回転テーブル２上にて公転するウエハＷに対してプラズマ処理を行うにあたって、高周波電源８９に接続される主アンテナ８３、及び当該主アンテナ８３に電気的に絶縁された補助アンテナ８４を配置している。また、主アンテナ８３及び補助アンテナ８４を平面で見た時の夫々の投影領域について、互いに重なり合わないようにしている。そして、主アンテナ８３を流れる高周波電流を介して補助アンテナ８４にも電磁界を発生させて、主アンテナ８３の下方側の領域だけでなく、補助アンテナ８４の下方側の領域においても誘導プラズマを発生させている。そのため、補助アンテナ８４に対して高周波電力を供給するための電源を設ける必要がないので、装置のコストアップを抑えながら、平面で見た時のプラズマ発生領域（反応領域Ｐ２）の高面積化を図ることができる。即ち、本発明では、共通の高周波電源８９から主アンテナ８３及び補助アンテナ８４に給電する構成と比べて、補助アンテナ８４と高周波電源８９とを配線する必要がない分、配線の引き回しを簡略化することができ、従って装置構成を簡素化（低コスト化）できる。

そして、後述の実施例からも分かるように、容量調整部２００における容量値に応じて、主アンテナ８３の下方領域と補助アンテナ８４の下方領域とにおいて発生するプラズマの濃度を調整できる。従って、主アンテナ８３に１つの高周波電源８９を設けただけで、これらアンテナ８３、８４におけるプラズマ発生量を調整できるので、プラズマ処理の自由度の高い装置を構成できる。言い換えると、高周波電源８９をこれらアンテナ８３、８４毎に個別に設けなくても、回転テーブル２の周方向におけるプラズマ濃度を調整できる。

また、筐体９０の下面側周縁部に壁部９２を周方向に亘って形成すると共に、当該壁部９２により囲まれる領域である反応領域Ｐ２について、真空容器１の他の領域よりも陽圧となるようにアンモニアガスの吐出量を調整している。更に、プラズマ発生用ガスノズル３２を反応領域Ｐ２における回転テーブル２の回転方向上流側に配置すると共に、このプラズマ発生用ガスノズル３２の吐出孔３３について、前記回転方向上流側における壁部９２に対向するように形成している。そのため、反応領域Ｐ２への窒素ガスの侵入を阻止できるので、当該反応領域Ｐ２に亘ってウエハＷとプラズマとの接触領域を広く確保することができる。

そして、回転テーブル２の回転速度によって内周側と外周側との間で生じる速度差が解消されるように、反応領域Ｐ２のレイアウトを調整している。従って、既述のように回転テーブル２の半径方向に亘ってプラズマの量が均一化され、更にプラズマとウエハＷとの接触時間が均一化されているので、ウエハＷの面内に亘って均一なプラズマ処理を行うことができる。即ち、既に詳述したように、ＤＣＳガスについてはウエハＷに速やかに吸着するので、吸着領域Ｐ１をそれ程広く形成しなくても、吸着層はウエハＷの面内に亘って均一に形成される。一方、この吸着層を反応させるにあたっては、アンモニアガスのプラズマはそれ程反応性が高くない。そのため、プラズマの濃度及びプラズマとウエハＷとの接触時間を均一化することにより、反応生成物の膜厚をウエハＷの面内に亘って均一化できる。

また、アンテナ８３、８４を用いて、プラズマを回転テーブル２の回転方向に沿って発生させていることから、既述のように、プラズマを当該回転方向に亘って広く滞留させることができる。従って、装置のコストアップを抑制しながら、以上説明したように均一性の高い処理を行うことができる。
更に、プラズマ発生用ガスノズル３２の上方側にはスリット９７を形成していないので、当該プラズマ発生用ガスノズル３２の内部あるいは外壁に反応生成物などの付着物が付着することを抑制できる。

図１１は、主アンテナ８３と補助アンテナ８４との間にて電磁誘導を発生させるにあたって、補助アンテナ８４における回転テーブル２の回転方向上流側の直線部分８５について、平面で見た時に、主アンテナ８３における回転テーブル２の回転方向下流側の直線部分８５と重なり合う位置に配置した例を示している。即ち、補助アンテナ８４における回転テーブル２の回転方向上流側にて上下方向に積層された３本の直線部分８５の各々と、主アンテナ８３における回転テーブル２の回転方向下流側にて上下方向に積層された３本の直線部分８５の各々とは、上下方向に互い違いに交互に配置されている。

従って、主アンテナ８３及び補助アンテナ８４を平面で見た時の投影領域を夫々主投影領域及び補助投影領域と呼ぶと、図１１では、主投影領域は、補助投影領域に対して一部が重なると共に、回転テーブル２の回転方向上流側の部位がはみ出している。また、補助投影領域は、主投影領域に対して、一部が重なると共に、回転テーブル２の回転方向下流側の部位がはみ出している。補助アンテナ８４にて主アンテナ８３から回転テーブル２の回転方向下流側に離間した部位は、下側に向かって屈曲して、絶縁部材９４に近接している。主アンテナ８３と補助アンテナ８４との間の離間寸法ｈは、この例においても既述の範囲内に設定されている。尚、図１１では、絶縁部材９４の描画を省略している。

図１２は、補助アンテナ８４について、図１１の例よりも更に回転テーブル２の回転方向上流側に位置させた例を示している。即ち、補助アンテナ８４における回転テーブル２の回転方向上流側の直線部分８５は、主アンテナ８３における２つの直線部分８５、８５の間に位置している。そして、前記離間寸法ｈについて、既述の例と同じ範囲内に設定されている。この例においても、主投影領域及び補助投影領域は、補助投影領域及び主投影領域に対して、夫々少なくとも一部がはみ出している。即ち、本発明では、主投影領域及び補助投影領域の夫々について、他方の投影領域に含まれないように配置することにより、主アンテナ８３だけを設けた場合と比べてプラズマ発生領域の高面積化を図ることができる。

図１３は、補助アンテナ８４について、回転テーブル２の外縁寄りの位置に配置した例を示している。このようなレイアウトを採ることにより、回転テーブル２の中心側の領域と比べて前記外縁寄りの領域のプラズマの濃度を高くすることができ、従って回転テーブル２の半径方向におけるプラズマの濃度を調整できる。図１４は、主アンテナ８３と補助アンテナ８４とを回転テーブル２の半径方向に並べた例を示している。この例では、主アンテナ８３及び補助アンテナ８４は、夫々回転テーブル２の回転中心側及び外縁側に配置されている。図１４のように各アンテナ８３、８４を配置することにより、主アンテナ８３だけを用いた場合と比べて、回転テーブル２の半径方向においてプラズマが発生する領域を広げることができる。また、図１５は、平面で見た時に、アンテナ８３、８４を各々楕円状に形成した例を示している。図１５においても、前記離間寸法ｈは既述の範囲内に設定されている。尚、図１３〜図１５では、アンテナ８３、８４などを簡略化して描画している。

以上説明した装置を用いて成膜する成膜種としては、窒化シリコン膜に代えて、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜や窒化チタン（ＴｉＮ）膜などを成膜しても良い。酸化シリコン膜の場合には、プラズマ発生用ガスとして例えば酸素（Ｏ2）ガス及びオゾン（Ｏ3）ガスの少なくとも一方が用いられる。窒化チタン膜の場合には、吸着ガス及びプラズマ発生用ガスとして、夫々チタンを含む有機系のガス及びアンモニアガスが用いられる。また、酸化シリコン膜や窒化チタン膜以外にも、窒化物、酸化物あるいは水素化物からなる反応生成物の成膜に本発明を適用しても良い。窒化物、酸化物及び水素化物を夫々成膜する場合に使用されるプラズマ発生用ガスとしては、夫々アンモニアガス、酸素ガス及び水素（Ｈ2）ガスなどが挙げられる。

また、吸着領域Ｐ１から見て回転テーブル２の回転方向下流側且つ反応領域Ｐ２から見て回転テーブル２の回転方向上流側の位置に、以上説明したプラズマ発生用ガスノズル３２や筐体９０及びアンテナ８３、８４からなる構成を配置して、当該位置において別のプラズマ処理を行っても良い。この場合には、前記別のプラズマ処理は、アルゴン（Ａｒ）ガスをプラズマ発生用ガスとして用いることにより、ウエハＷ上に生成した反応生成物のプラズマ改質処理を行っても良い。また、このようなプラズマ改質処理を行う場合には、反応生成物を複数層積層する度に、当該プラズマ改質処理を行っても良い。即ち、回転テーブル２が複数回回転する毎に、プラズマ改質処理を行っても良い。

ここで、既述の共振周波数についての式からも分かるように、補助アンテナ８４にて直列共振を起こさせるにあたって、補助アンテナ８４の容量値Ｃ（容量調整部２００の容量値）に代えて、あるいは当該容量値Ｃと共に、補助アンテナ８４のインダクタンスＬや高周波電源８９の周波数ｆについて調整しても良い。具体的には、補助アンテナ８４の長さ方向における一端側を他端側に接続してループ状のコイルを構成するにあたり、前記一端側を前記他端側に接続する接続点を当該他端側の近傍位置に複数箇所に形成しておき、この接続点の選択を介してインダクタンスＬ（補助アンテナ８４の長さ寸法）を調整しても良い。また、高周波電源８９として出力周波数ｆが変更可能な構成を用いても良い。従って、本発明における「インピーダンス調整部」とは、容量値を可変できる可変容量コンデンサ、インダクタンス値を可変できる可変インダクタンス及び周波数を可変できる発振装置の少なくとも１つである。また、容量調整部２００を設けずに、補助アンテナ８４の容量値Ｃを予め主アンテナ８３に対して共振する値に調整しても良い。この場合には、補助アンテナ８４のループ内に設けられるコンデンサとは、当該補助アンテナ８４の容量成分となる。

続いて、アンテナ８３、８４の下方側にてプラズマが発生することを確認するために行った実験について説明する。この実験は、図１６に示すように、実験用のチャンバーの内部に、平面で見た時に概略長方形状となるように形成した主アンテナ８３と、当該主アンテナ８３に近接した位置にて概略四角形状に形成した補助アンテナ８４とを配置して行った。この例では、主アンテナ８３の容量値についても調整可能に構成するために、主アンテナ８３の長さ方向における一端側と高周波電源８９との間にも容量調整部２０１を配置すると共に、主アンテナ８３の他端側とアースとの間にも容量調整部２０２を配置した。また、補助アンテナ８４には、既述のように容量調整部２００を配置した。

そして、補助アンテナ８４側における容量調整部２００の容量値を以下の表の実験例１〜４のように種々変更すると共に、各アンテナ８３、８４を流れる電流値を測定した。そして、各々の実験例１〜４の条件にてチャンバー内にプラズマを発生させて、プラズマの発光状態を撮影した。尚、この実験については、プラズマ発生用のガスとしてアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ_２）ガスとの混合ガスを用いた。

（表）

その結果、図１７〜図２０に示すように、容量調整部２００の容量値に応じてプラズマの発光分布が変化しており、図１７→図１８→図１９→図２０に向かうにつれて、プラズマの発生領域（各図１７〜図２０において白色に見えている部分）が主アンテナ８３の下方側から補助アンテナ８４の下方側に移動していた。具体的には、図１７では、プラズマは、主に主アンテナ８３の下方位置にて発生している。図１８では、プラズマは、主アンテナ８３及び補助アンテナ８４の外縁に沿うように、これらアンテナ８３、８４に跨るように形成されていた。図１９では、プラズマは、アンテナ８３、８４の対向する位置にて強く発生しており、当該位置から主アンテナ８３側及び補助アンテナ８４側に向かうにつれて弱くなっていた。また、図２０では、プラズマは主に補助アンテナ８４の下方位置にて発生している。

そして、既述の表に併記したように、主アンテナ８３及び補助アンテナ８４を流れる電流値についても、図１７〜図２０におけるプラズマの発光状態に対応して変化していた。即ち、図１７→図１８→図１９→図２０に向かうにつれて、主アンテナ８３における電流値は小さくなり、一方補助アンテナ８４における電流値は増加していた。以上の実験結果から、既に詳述したように、主アンテナ８３の下方側におけるプラズマをいわば補助アンテナ８４の下方側を跨ぐように広げることが可能である（図１８、図１９）。また、例えば成膜処理を開始する時、プラズマを速やかに発生させたい場合には、主アンテナ８３の下方側にて局所的に強いプラズマを発生させることも可能である（図１７）。

図２１は、以上説明した容量調整部２００の容量値と、補助アンテナ８４を流れる高周波電流の値との相関関係を模式的に示した曲線を表しており、横軸が前記容量値、縦軸が前記高周波電流の値となっている。この曲線は、上に凸の２次曲線となっており、主アンテナ８３に対して補助アンテナ８４の直列共振が起こる容量値となる時、補助アンテナ８４を流れる電流値が最大となっている。既述のようにアンテナ８３、８４間に亘って広いプラズマを発生させるためには、容量調整部２００の容量値について、補助アンテナ８４を流れる電流値ができるだけ大きくなるように設定することが好ましい。具体的には、前記容量値について、アンテナ８３、８４間にて直列共振が起こる電流値の８５％以上が得られる電流値となるように設定することが好ましい。

Ｗ ウエハ
１ 真空容器
２ 回転テーブル
Ｐ１ 吸着領域
Ｐ２ 反応領域
３１、３２、３４ ガスノズル
８３ 主アンテナ
８４ 補助アンテナ
９５ ファラデーシールド
９７ スリット
２００ 容量調整部

Claims (11)

1. 真空容器内にて基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
   基板を載置する基板載置領域を公転させるための回転テーブルと、
   前記基板に処理ガスを供給するための処理ガス供給部と、
   前記基板の通過領域に対向するように設けられ、高周波電力が供給されて処理ガスを励起し、誘導結合プラズマを発生させるためのコイル状の主アンテナと、
   前記主アンテナに対して電磁誘導が可能な位置にて電気的に浮いている状態に置かれると共に、平面的に見たときに前記主アンテナの投影領域の少なくとも一部とその投影領域とが重ならないように設けられ、前記処理ガスを励起して誘導結合プラズマを発生させるためのコイル状の補助アンテナと、
   前記補助アンテナのループ内に設けられるコンデンサと、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記補助アンテナのループ内には、インピーダンスを調整できるインピーダンス調整部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記インピーダンス調整部は、容量値を可変できる可変容量コンデンサであることを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記インピーダンス調整部は、当該インピーダンス調整部のインピーダンスを変えて補助アンテナに流れる電流を変化させたときに得られる当該電流の最大値の８５％以上の電流が補助アンテナに流れるように調整されていることを特徴とする請求項２または３に記載のプラズマ処理装置。
5. 前記処理ガスは、基板の表面を窒化または酸化するためのガスであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
6. 基板の表面を窒化するガスは、アンモニアガス及び窒素ガスの少なくとも一方を含むガスであることを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
7. 基板の表面を酸化するガスは、酸素ガス及びオゾンガスの少なくとも一方を含むガスであることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記主アンテナは、前記基板の通過領域を跨ぐように前記回転テーブルの中心側から外縁側に向かって伸び出しており、
   前記補助アンテナは、前記主アンテナに対して前記回転テーブルの回転方向下流側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
9. 前記主アンテナにおける前記補助アンテナ側の縁部と、前記補助アンテナにおける前記主アンテナ側の縁部とは、平面で見た時に互いに離間するように設けられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置。
10. 前記主アンテナにおける前記補助アンテナ側の縁部と、前記補助アンテナにおける前記主アンテナ側の縁部との間の離間寸法は、２ｍｍ〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項９に記載のプラズマ処理装置。
11. 真空容器内にて基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
    回転テーブル上の基板載置領域に基板を載置して、回転テーブルによりこの基板を公転させる工程と、
    前記基板の表面に処理ガスを供給する工程と、
    前記回転テーブルに対向するように配置されたコイル状の主アンテナに対して高周波電力を供給することにより、処理ガスを励起して誘導結合プラズマを発生させる工程と、
    前記主アンテナに対して電磁誘導が可能な位置にて電気的に浮いている状態に置かれると共に、平面的に見たときに前記主アンテナの投影領域の少なくとも一部とその投影領域とが重ならないように設けられると共に前記主アンテナに対して電気的に浮いた状態に置かれたコイル状の補助アンテナに、前記主アンテナとの電磁誘導により誘導電流を発生させて、前記処理ガスを励起して誘導結合プラズマを発生させる工程と、
    前記補助アンテナのループ内に設けられるコンデンサにより、当該補助アンテナにおける誘導電流を共振させる工程と、を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。