JP2021022700A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム - Google Patents

基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】プラズマ生成空間に生成されたプラズマを利用して行う基板処理の適正化が図れるようにする。【解決手段】プラズマ生成空間と処理空間とを有する処理室と、プラズマ生成空間の周囲に配されるコイル電極と、処理空間で処理される基板が載置される基板載置部と、処理室内にて基板載置部を移動させる移動機構部と、基板についての処理分布情報に応じて基板とコイル電極の端部との間の距離を可変させるように移動機構部を制御する制御部と、を有する技術が提供される。【選択図】図１

Description

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラムに関する。
近年、半導体装置は、高集積化の傾向にあり、それに伴ってパターンサイズが著しく微細化されている。微細化されたパターンは、ハードマスクやレジスト層等の形成工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程等の各種工程を経て形成される。例えば、特許文献１には、微細パターンを有する半導体装置の製造工程の一工程として、プラズマ生成空間に生成されたプラズマを利用して基板上に形成されたパターン表面に所定処理（例えば、酸化処理）を行うことが開示されている。
特開２０１４−７５５７９号公報
本開示は、プラズマ生成空間に生成されたプラズマを利用して行う基板処理の適正化が図れる技術を提供する。
一態様によれば、
プラズマ生成空間と処理空間とを有する処理室と、
前記プラズマ生成空間の周囲に配されるコイル電極と、
前記処理空間で処理される基板が載置される基板載置部と、
前記処理室内にて前記基板載置部を移動させる移動機構部と、
前記基板についての処理分布情報に応じて前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を可変させるように前記移動機構部を制御する制御部と、
を有する技術が提供される。
本開示に係る技術によれば、プラズマ生成空間に生成されたプラズマを利用して行う基板処理の適正化が図れる。
一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。 一実施形態に係る基板処理装置のプラズマ生成原理を説明する説明図である。 一実施形態に係る基板処理装置のコントローラの構成例を示すブロック図である。 一実施形態に係る基板処理工程の手順の概要のフロー図である。 一実施形態に係る基板処理工程で処理される、溝（トレンチ）が形成された基板の例を示す説明図である。 一実施形態に係る基板処理工程で処理対象となる基板表面の面内ばらつきの例を示す説明図である。
＜一実施形態＞
以下に、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
以下の実施形態で例に挙げる基板処理装置は、半導体装置の製造工程で用いられるもので、処理対象となる基板に対して所定の処理を行うように構成されたものである。
処理対象となる基板としては、例えば、半導体集積回路装置（半導体デバイス）が作り込まれる半導体ウエハ基板（以下、単に「ウエハ」という。）が挙げられる。なお、本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体（集合体）」を意味する場合（すなわち、表面に形成された所定の層や膜等を含めてウエハと称する場合）がある。また、本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面（露出面）」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面、すなわち、積層体としてのウエハの最表面」を意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
また、ウエハに対して行う処理としては、例えば、酸化処理、拡散処理、イオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニール、成膜処理等がある。本実施形態では、特にウエハ面上の膜の改質処理(酸化処理)を行う場合を例に挙げる。
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態に係る基板処理装置の概略構成例について、図１を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
（処理室）
本実施形態に係る基板処理装置（以下、単に「処理装置」という。）１００は、ウエハ２００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（Ａｌ２Ｏ３）または石英（ＳｉＯ２）等の非金属材料で形成されている。下側容器２１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。
また、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、搬送機構（図示せず）によって、搬入出口２４５を介して、処理室２０１内へウエハ２００を搬入したり、処理室２０１外へとウエハ２００を搬出したり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。
処理室２０１は、周囲にコイル電極（以下、単に「コイル」ともいう。）２１２が設けられているプラズマ生成空間２０１ａと、プラズマ生成空間２０１ａに連通する基板処理空間２０１ｂと、を有する。プラズマ生成空間２０１ａは、プラズマが生成される空間であって、処理室内の空間のうち、コイル２１２の下端より上方であって、かつ、コイル２１２の上端より下方の空間を言う。一方、基板処理空間２０１ｂは、プラズマを用いて基板を処理する空間であって、コイル２１２の下端より下方の空間を言う。本実施形態では、プラズマ生成空間２０１ａと基板処理空間２０１ｂの水平方向の径は略同一となるように構成されている。
（サセプタ）
処理室２０１の底側中央には、ウエハ２００を載置する基板載置部としてのサセプタ２１７が配置されている。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２００上に形成される膜等に対する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。
サセプタ２１７の内部には、加熱機構としてのヒータ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２００表面を例えば２５℃から７５０℃程度まで加熱することができるように構成されている。
サセプタ２１７は、下側容器２１１とは電気的に絶縁されている。インピーダンス調整電極２１７ｃは、サセプタ２１７に載置されたウエハ２００上に生成されるプラズマの密度の均一性をより向上させるために、サセプタ２１７内部に設けられており、インピーダンス調整部としてのインピーダンス可変機構２７５を介して接地されている。インピーダンス可変機構２７５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およ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から処理室２０１の寄生インピーダンス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。これによって、インピーダンス調整電極２１７ｃおよびサセプタ２１７を介して、ウエハ２００の電位（バイアス電圧）を制御できる。なお、本実施形態においては、後述するようにウエハ２００の上に生成されるプラズマの密度の均一性を向上させることができるので、このプラズマの密度の均一性が所望の範囲に収まる場合、インピーダンス調整電極２１７ｃを用いたバイアス電圧制御は行わない。また、当該バイアス電圧制御を行わない場合には、サセプタ２１７に電極２１７ｃを設けないようにしてもよい。ただし、当該均一性をより向上させることを目的として当該バイアス電圧制御を行っても良い。
主に、サセプタ２１７、ヒータ２１７ｂ、インピーダンス調整電極２１７ｃにより、本実施形態に係る基板載置部が構成されている。
また、サセプタ２１７は、シャフト２６９によって下方側から支持されている。シャフト２６９は、処理室２０１内の気密性を保持しつつ下側容器２１１の底面を貫通しており、処理室２０１の外方でサセプタ昇降機構２６８に連結されている。サセプタ昇降機構２６８は、後述するコントローラ２２１からの指示によって動作する電動モータ等の駆動源（ただし不図示）を有しており、その駆動源が動作することによって、シャフト２６９およびこれに支持されるサセプタ２１７を、上下方向に移動させるように構成されている。つまり、サセプタ昇降機構２６８は、処理室２０１内でサセプタ２１７を上下方向に移動（昇降）させる移動機構部または昇降部として機能する。
また、サセプタ２１７には貫通孔２１７ａが設けられるとともに、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。
（ガス供給部）
処理室２０１の上方、つまり上側容器２１０の上部には、ガス供給ヘッド２３６が設けられている。ガス供給ヘッド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。
ガス導入口２３４には、酸素含有ガスとしての酸素（Ｏ２）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（Ｈ２）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の下流端と、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、Ｏ２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（ＭＦＣ）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、Ｈ２ガス供給源２５０ｂ、ＭＦＣ２５２ｂ、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、Ａｒガス供給源２５０ｃ、ＭＦＣ２５２ｃ、バルブ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を開閉させることによって、ＭＦＣ２５２ａ、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、不活性ガス等の処理ガスを処理室２０１内へ供給できるように構成されている。
主に、ガス供給ヘッド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、ＭＦＣ２５２ａ，２５２ｂ，２５２ｃ、バルブ２５３ａ，２５３ｂ，２５３ｃ，２４３ａにより、本実施形態に係るガス供給部（ガス供給系）が構成されている。
また、ガス供給ヘッド２３６、酸素含有ガス供給管２３２ａ、ＭＦＣ２５２ａ、バルブ２５３ａ，２４３ａにより、本実施形態に係る酸素含有ガス供給系が構成されている。さらに、ガス供給ヘッド２３６、水素含有ガス供給管２３２ｂ、ＭＦＣ２５２ｂ、バルブ２５３ｂ，２４３ａにより、本実施形態に係る水素ガス供給系が構成されている。さらに、ガス供給ヘッド２３６、不活性ガス供給管２３２ｃ、ＭＦＣ２５２ｃ、バルブ２５３ｃ，２４３ａにより、本実施形態に係る不活性ガス供給系が構成されている。
なお、本実施形態に係る処理装置１００は、酸素含有ガス供給系から酸素含有ガスとしてのＯ２ガスを供給することにより酸化処理を行うように構成されているが、酸素含有ガス供給系に替えて、窒素含有ガスを処理室２０１内に供給する窒素含有ガス供給系を設けることもできる。このように構成された処理装置によれば、基板の酸化処理に替えて窒化処理を行うことができる。この場合、Ｏ２ガス供給源２５０ａに替えて、例えば窒素含有ガス供給源としてのＮ２ガス供給源が設けられ、酸素含有ガス供給管２３２ａが窒素含有ガス供給管として構成される。
（排気部）
下側容器２１１の側壁には、処理室２０１内から反応ガスを排気するガス排気口２３５が設けられている。ガス排気口２３５には、ガス排気管２３１の上流端が接続されている。ガス排気管２３１には、上流側から順に圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４２、開閉弁としてのバルブ２４３ｂ、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が設けられている。
主に、ガス排気口２３５、ガス排気管２３１、ＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂにより、本実施形態に係る排気部が構成されている。なお、真空ポンプ２４６を排気部に含めても良い。
（プラズマ生成部）
処理室２０１の外周部、すなわち上側容器２１０の側壁の外側には、処理室２０１を囲うように、螺旋状のコイル電極（以下、「共振コイル」ともいう。）２１２が設けられている。共振コイル２１２には、ＲＦセンサ２７２、高周波電源２７３、高周波電源２７３のインピーダンスや出力周波数の整合を行う整合器２７４が接続されている。
高周波電源２７３は、共振コイル２１２に高周波電力（ＲＦ電力）を供給するものである。ＲＦセンサ２７２は、高周波電源２７３の出力側に設けられ、供給される高周波の進行波や反射波の情報をモニタするものである。ＲＦセンサ２７２によってモニタされた反射波電力は、整合器２７４に入力される。整合器２７４は、ＲＦセンサ２７２から入力された反射波の情報に基づいて、反射波が最小となるよう、高周波電源２７３のインピーダンスや出力される高周波電力の周波数を制御するものである。
高周波電源２７３は、発振周波数および出力を規定するための高周波発振回路およびプリアンプを含む電源制御手段（コントロール回路）と、所定の出力に増幅するための増幅器（出力回路）と、を備えている。電源制御手段は、操作パネルを通じて予め設定された周波数および電力に関する出力条件に基づいて増幅器を制御する。増幅器は、共振コイル２１２に伝送線路を介して一定の高周波電力を供給する。
共振コイル２１２は、処理室２０１の上下方向に亘って、その上下方向（すなわち、サセプタ２１７の移動方向）に沿って延びるように、処理室２０１の周囲に螺旋状に巻回されて配されている。螺旋状に巻回される共振コイル２１２は、所定の波長の定在波を形成するため、一定の波長で共振するように巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。すなわち、共振コイル２１２の電気的長さは、高周波電源２７３から供給される高周波電力の所定周波数における１波長の整数倍（１倍、２倍、…）に相当する長さに設定される。
具体的には、印加する電力や発生させる磁界強度または適用する装置の外形等を勘案し、共振コイル２１２は、例えば、８００ｋＨｚ〜５０ＭＨｚ、０．５〜５ＫＷの高周波電力によって０．０１〜１０ガウス程度の磁場を発生し得るように、５０〜３００ｍｍ２の有効断面積であって、かつ、２００〜５００ｍｍのコイル直径とされ、プラズマ生成空間２０１ａを形成する部屋の外周側に２〜６０回程度巻回される。
好適な実施例としては、例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚの場合、１波長の長さは約２２メートル、周波数が２７．１２ＭＨｚの場合、１波長の長さは約１１メートルであり、共振コイル２１２の電気的長さはこれらの１波長の長さ（１倍）となるように設けられる。本実施形態では、高周波電力の周波数を２７．１２ＭＨｚ、共振コイル２１２の電気的長さを１波長の長さ（約１１メートル）に設定している。共振コイル２１２の巻回ピッチは、例えば、２４．５ｍｍ間隔で等間隔となるように設けられる。また、共振コイル２１２の巻径（直径）は、ウエハ２００の直径よりも大きくなるように設定される。本実施形態では、ウエハ２００の直径を３００ｍｍとし、共振コイル２１２の巻径はウエハ２００の直径よりも大きい５００ｍｍとなるように設けられる。
共振コイル２１２を構成する素材としては、銅パイプ、銅の薄板、アルミニウムパイプ、アルミニウム薄板、ポリマーベルトに銅またはアルミニウムを蒸着した素材などが使用される。共振コイル２１２は、絶縁性材料にて平板状に形成され、かつ、ベースプレート２４８の上端面に鉛直に立設された複数のサポート（図示せず）によって支持される。
共振コイル２１２の両端は電気的に接地され、そのうちの少なくとも一端は、装置の最初の設置の際または処理条件の変更の際に当該共振コイルの電気的長さを微調整するため、可動タップ２１３を介して接地される。図１中の符号２１４は、他方の固定グランドを示す。可動タップ２１３は、共振コイル２１２の共振特性を高周波電源２７３と略等しくするように位置が調整される。さらに、装置の最初の設置の際または処理条件の変更の際に共振コイル２１２のインピーダンスを微調整するため、共振コイル２１２の接地された両端の間には、可動タップ２１５によって給電部が構成される。このように、共振コイル２１２が可変式グランド部および可変式給電部を備えていることによって、後述するように、処理室２０１の共振周波数および負荷インピーダンスを調整するにあたり、より一層簡便に調整することができる。
さらに、位相および逆位相電流が共振コイル２１２の電気的中点に関して対称に流れるように、共振コイル２１２の一端（若しくは他端または両端）には、コイルおよびシールドから成る波形調整回路（図示せず）が挿入される。波形調整回路は、共振コイル２１２の端部を電気的に非接続状態とするか、または電気的に等価の状態に設定することにより開路に構成する。なお、共振コイル２１２の端部は、チョーク直列抵抗によって非接地とし、固定基準電位に直流接続されてもよい。
遮蔽板２２３は、共振コイル２１２の外側の電界を遮蔽するとともに、共振回路を構成するのに必要な容量成分（Ｃ成分）を共振コイル２１２との間に形成するために設けられる。遮蔽板２２３は、一般的には、アルミニウム合金等の導電性材料を使用して円筒状に構成される。遮蔽板２２３は、共振コイル２１２の外周から５〜１５０ｍｍ程度隔てて配置される。通常、遮蔽板２２３は、共振コイル２１２の両端と電位が等しくなるように接地されるが、共振コイル２１２の共振数を正確に設定するため、遮蔽板２２３の一端または両端は、タップ位置を調整可能に構成されている。あるいは、共振数を正確に設定するために、共振コイル２１２と遮蔽板２２３の間にトリミングキャパシタンスを挿入しても良い。
主に、共振コイル２１２、ＲＦセンサ２７２、整合器２７４により、本実施形態に係るプラズマ生成部が構成されている。なお、プラズマ生成部として高周波電源２７３を含めても良い。
ここで、本実施形態に係る装置のプラズマ生成原理および生成されるプラズマの性質について、図２を用いて説明する。
図２は、本実施形態に係る基板処理装置のプラズマ生成原理を説明する説明図である。
共振コイル２１２によって構成されるプラズマ発生回路は、ＲＬＣの並列共振回路で構成される。高周波電源２７３から供給される高周波電力の波長と共振コイル２１２の電気的長さが同じ場合、共振コイル２１２の共振条件は、共振コイル２１２の容量成分や誘導成分によって作り出されるリアクタンス成分が相殺され、純抵抗になることである。しかしながら、上記プラズマ発生回路においては、プラズマを発生させた場合、共振コイル２１２の電圧部とプラズマとの間の容量結合の変動や、プラズマ生成空間２０１ａとプラズマとの間の誘導結合の変動、プラズマの励起状態、等により、実際の共振周波数は僅かながら変動する。
そこで、本実施形態においては、プラズマ発生時の共振コイル２１２における共振のずれを電源側で補償するため、プラズマが発生した際の共振コイル２１２からの反射波電力をＲＦセンサ２７２において検出し、検出された反射波電力に基づいて整合器２７４が高周波電源２７３の出力を補正する機能を有する。
具体的には、整合器２７４は、ＲＦセンサ２７２において検出されたプラズマが発生した際の共振コイル２１２からの反射波電力に基づいて、反射波電力が最小となるように高周波電源２７３のインピーダンス或いは出力周波数を増加または減少させる。インピーダンスを制御する場合、整合器２７４は、予め設定されたインピーダンスを補正する可変コンデンサ制御回路により構成され、周波数を制御する場合、整合器２７４は、予め設定された高周波電源２７３の発振周波数を補正する周波数制御回路により構成される。なお、高周波電源２７３と整合器２７４は一体として構成されてもよい。
かかる構成により、本実施形態における共振コイル２１２では、図２に示すように、プラズマを含む当該共振コイルの実際の共振周波数による高周波電力が供給されるので（或いは、プラズマを含む当該共振コイルの実際のインピーダンスに整合するように高周波電力が供給されるので）、位相電圧と逆位相電圧が常に相殺される状態の定在波が形成される。共振コイル２１２の電気的長さが高周波電力の波長と同じ場合、コイルの電気的中点（電圧がゼロのノード）に最も高い位相電流が生起される。したがって、電気的中点の近傍においては、処理室壁やサセプタ２１７との容量結合が殆どなく、電気的ポテンシャルの極めて低いドーナツ状の誘導プラズマが形成される。
（制御部）
本実施形態に係る処理装置１００は、図１に示すように、制御部（制御手段）としてのコントローラ２２１を備えている。
コントローラ２２１は、信号線Ａを通じてＡＰＣ２４２、バルブ２４３ｂおよび真空ポンプ２４６を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８を、信号線Ｃを通じてヒータ電力調整機構２７６およびインピーダンス可変機構２７５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ＲＦセンサ２７２、高周波電源２７３および整合器２７４を、信号線Ｆを通じてＭＦＣ２５２ａ〜２５２ｃおよびバルブ２５３ａ〜２５３ｃ，２４３ａを、それぞれ制御するように構成されている。
ここで、コントローラ２２１の構成について、さらに詳しく説明する。
図３は、本実施形態に係る基板処理装置のコントローラの構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、コントローラ２２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２１ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２１ｂ、記憶装置２２１ｃ、Ｉ／Ｏポート２２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２２１ｂ、記憶装置２２１ｃ、Ｉ／Ｏポート２２１ｄは、内部バス２２１ｅを介して、ＣＰＵ２２１ａとデータ交換可能なように構成されている。
また、コントローラ２２１には、例えばタッチパネルやディスプレイ等として構成された入出力装置２２２や、外部記憶装置２２３が、接続されている。さらに、コントローラ２２１は、受信部２６３を介して、処理装置１００の上位装置となるホスト装置（ホストコンピュータ）２７０が接続可能に構成されている。なお、本開示での接続とは、各部が物理的なケーブル（信号線）で繋がっているという意味も含むが、各部の信号（電子データ）が直接または間接的に送信／受信可能になっているという意味も含む。
記憶装置２２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプログラムレシピ等が読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２２１に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプログラムレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プログラムレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２２１ｂは、ＣＰＵ２２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
Ｉ／Ｏポート２２１ｄは、上述のＭＦＣ２５２ａ〜２５２ｃ、バルブ２５３ａ〜２５３ｃ、２４３ａ、２４３ｂ、ゲートバルブ２４４、ＡＰＣバルブ２４２、真空ポンプ２４６、ＲＦセンサ２７２、高周波電源２７３、整合器２７４、サセプタ昇降機構２６８、インピーダンス可変機構２７５、ヒータ電力調整機構２７６、等に接続されている。
ＣＰＵ２２１ａは、記憶装置２２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２２１ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２２１ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、Ｉ／Ｏポート２２１ｄおよび信号線Ａを通じてＡＰＣバルブ２４２の開度調整動作、バルブ２４３ｂの開閉動作、および真空ポンプ２４６の起動・停止を、信号線Ｂを通じてサセプタ昇降機構２６８の昇降動作を、信号線Ｃを通じてヒータ電力調整機構２７６によるヒータ２１７ｂへの供給電力量調整動作（温度調整動作）や、インピーダンス可変機構２７５によるインピーダンス値調整動作を、信号線Ｄを通じてゲートバルブ２４４の開閉動作を、信号線Ｅを通じてＲＦセンサ２７２、整合器２７４および高周波電源２７３の動作を、信号線Ｆを通じてＭＦＣ２５２ａ〜２５２ｃによる各種ガスの流量調整動作、およびバルブ２５３ａ〜２５３ｃ、２４３ａの開閉動作、等を制御するように構成されている。
また、ＣＰＵ２２１ａは、記憶装置２２１ｃから読み出した制御プログラムを実行することにより、処理分布情報判断部２２１ｆとして機能する。処理分布情報判断部２２１ｆは、詳細を後述する処理分布情報に応じて、処理対象となるウエハ２００の高さ位置を設定し、その設定結果をサセプタ昇降機構２６８に対して指示するように構成されている。このような高さ位置の設定を、処理分布情報判断部２２１ｆは、記憶装置２２１ｃにおけるテーブル２２１ｇを利用して行う。つまり、記憶装置２２１ｃには、処理分布情報とサセプタ昇降機構２６８の制御値との関係が記録されているテーブル２２１ｇが登録されているものとする。
コントローラ２２１は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２２３に格納された上述のプログラムをコンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置２２１ｃや外部記憶装置２２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合が有る。なお、コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置２２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。
（２）基板処理工程
次に、本実施形態に係る基板処理工程について、主に図４を用いて説明する。
図４は、本実施形態に係る基板処理工程の手順の概要を示すフロー図である。図５は、本実施形態に係る基板処理工程で処理される、溝（トレンチ）が形成された基板の例を示す説明図である。
本実施形態に係る基板処理工程は、例えばフラッシュメモリ等の半導体装置（半導体デバイス）の製造工程の一工程として、上述の処理装置１００により実施される。以下の説明において、処理装置１００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。
なお、本実施形態に係る基板処理工程で処理されるウエハ２００の表面には、例えば図５に示すように、少なくとも表面がシリコンの層で構成され、アスペクト比の高い凹凸部を有するトレンチ３０１が予め形成されている。本実施形態においては、トレンチ３０１の内壁に露出したシリコン層に対して、プラズマを用いた処理として酸化処理を行う。トレンチ３０１は、例えばウエハ２００上に所定のパターンを施したマスク層３０２を形成し、ウエハ２００表面を所定深さまでエッチングすることで形成されている。
（基板搬入工程：Ｓ１１０）
まず、上記のウエハ２００を処理室２０１内に搬入する。具体的には、サセプタ昇降機構２６８がウエハ２００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、ウエハ突き上げピン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。
続いて、ゲートバルブ２４４を開き、処理室２０１に隣接する真空搬送室から、ウエハ搬送機構（図示せず）を用いて処理室２０１内にウエハ２００を搬入する。搬入されたウエハ２００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２００を搬入したら、ウエハ搬送機構を処理室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がサセプタ２１７を上昇させることにより、ウエハ２００はサセプタ２１７の上面に支持される。
（昇温・真空排気工程：Ｓ１２０）
続いて、処理室２０１内に搬入されたウエハ２００の昇温を行う。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上にウエハ２００を保持することで、例えば１５０〜７５０℃の範囲内の所定値にウエハ２００を加熱する。ここでは、ウエハ２００の温度が６００℃となるよう加熱する。また、ウエハ２００の昇温を行う間、真空ポンプ２４６によりガス排気管２３１を介して処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内の圧力を所定の値とする。真空ポンプ２４６は、少なくとも後述の基板搬出工程（Ｓ１６０）が終了するまで作動させておく。
（反応ガス供給工程：Ｓ１３０）
次に、反応ガスとして、酸素含有ガスであるＯ２ガスと水素含有ガスであるＨ２ガスの供給を開始する。具体的には、バルブ２５３ａおよび２５３ｂを開け、ＭＦＣ２５２ａおよび２５２ｂにて流量制御しながら、処理室２０１内へＯ２ガスおよびＨ２ガスの供給を開始する。このとき、Ｏ２ガスの流量を、例えば２０〜２０００ｓｃｃｍ、好ましくは２０〜１０００ｓｃｃｍの範囲内の所定値とする。また、Ｈ２ガスの流量を、例えば２０〜１０００ｓｃｃｍ、好ましくは２０〜５００ｓｃｃｍの範囲内の所定値とする。より好適な例として、Ｏ２ガスとＨ２ガスの合計流量を１０００ｓｃｃｍとし、流量比はＯ２／Ｈ２≧９５０／５０とすることが好ましい。
また、処理室２０１内の圧力が、例えば１〜２５０Ｐａ、好ましくは５０〜２００Ｐａの範囲内の所定圧力、より好ましくは約１５０Ｐａとなるように、ＡＰＣ２４２の開度を調整して処理室２０１内の排気を制御する。このように、処理室２０１内を適度に排気しつつ、後述のプラズマ処理工程（Ｓ１４０）の終了時まで、Ｏ２ガスおよびＨ２ガスの供給を継続する。
（プラズマ処理工程：Ｓ１４０）
処理室２０１内の圧力が安定したら、共振コイル２１２に対して高周波電源２７３からＲＦセンサ２７２を介して、高周波電力の印加を開始する。本実施形態では、高周波電源２７３から共振コイル２１２に２７．１２ＭＨｚの高周波電力を供給する。共振コイル２１２に供給する高周波電力は、例えば１００〜５０００Ｗの範囲内の所定の電力であって、好ましくは１００〜３５００Ｗであり、より好ましくは約３５００Ｗとする。電力が１００Ｗより低い場合、プラズマ放電を安定的に生じさせることが難しい。
これにより、Ｏ２ガスおよびＨ２ガスが供給されているプラズマ生成空間２０１ａ内に高周波電界が形成され、かかる電界により、プラズマ生成空間の共振コイル２１２の電気的中点に相当する高さ位置に、最も高いプラズマ密度を有するドーナツ状の誘導プラズマが励起される。プラズマ状のＯ２ガスおよびＨ２ガスは解離し、酸素を含む酸素ラジカル（酸素活性種）や酸素イオン、水素を含む水素ラジカル（水素活性種）や水素イオン、等の反応種が生成される。
前述したように、共振コイル２１２の電気的長さが高周波電力の波長と同じ場合、プラズマ生成空間２０１ａ内には、共振コイル２１２の電気的中点の近傍において、処理室壁や基板載置台との容量結合が殆どなく、電気的ポテンシャルの極めて低いドーナツ状の誘導プラズマが励起される。電気的ポテンシャルが極めて低いプラズマが生成されることから、プラズマ生成空間２０１ａの壁や、サセプタ２１７上にシースが発生するのを防ぐことができる。したがって、本実施形態では、プラズマ中のイオンは加速されない。
基板処理空間２０１ｂでサセプタ２１７上に保持されているウエハ２００には、誘導プラズマにより生成されたラジカルと加速されない状態のイオンが溝３０１内に均一に供給される。供給されたラジカルおよびイオンは、側壁３０１ａ，３０１ｂと均一に反応し、表面のシリコン層をステップカバレッジが良好なシリコン酸化層へと改質する。
また、イオンの加速が防止されるため、加速されたイオンによってウエハ２００がダメージを受けることを抑制することができ、また、プラズマ生成空間の周壁に対するスパッタリング作用を抑制し、プラズマ生成空間２０１ａの周壁に損傷を与えることもない。
また、高周波電源２７３に付設された整合器２７４が共振コイル２１２で発生するインピーダンスの不整合による反射波電力を高周波電源２７３側で補償し、実効負荷電力の低下を補完するため、共振コイル２１２に対して常に初期のレベルの高周波電力を確実に供給でき、プラズマを安定させることができる。したがって、基板処理空間２０１ｂで保持されたウエハ２００を一定のレートで、かつ、均一に処理できる。
その後、所定の処理時間、例えば１０〜３００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，２５３ｂを閉めて、Ｏ２ガスおよびＨ２ガスの処理室２０１内への供給を停止する。以上により、プラズマ処理工程（Ｓ１４０）が終了する。
（真空排気工程：Ｓ１５０）
Ｏ２ガスおよびＨ２ガスの供給を停止したら、ガス排気管２３１を介して処理室２０１内を真空排気する。これにより、処理室２０１内のＯ２ガスやＨ２ガス、これらガスの反応により発生した排ガス等を、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２００の搬出先。図示せず）と同じ圧力（例えば１００Ｐａ）に調整する。
（基板搬出工程：Ｓ１６０）
処理室２０１内が所定の圧力となったら、サセプタ２１７をウエハ２００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２００を支持させる。そして、ゲートバルブ２４４を開き、ウエハ搬送機構を用いてウエハ２００を処理室２０１外へ搬出する。以上により、本実施形態に係る基板処理工程を終了する。
なお、本実施形態ではＯ２ガスとＨ２ガスをプラズマ励起して基板のプラズマ処理を行う例を示したが、これに限らず、例えばＯ２ガスに替えてＮ２ガスを処理室２０１内に供給し、Ｎ２ガスとＨ２ガスをプラズマ励起して基板に対して窒化処理を実行してもよい。この場合、上述の酸素含有ガス供給系に替えて上述の窒素含有ガス供給系を備える処理装置１００を用いることができる。
（３）制御処理手順
次に、上述した基板処理工程においてコントローラ２２１が行う制御処理の手順について、具体例を挙げて説明する。ここでは、特に、プラズマ処理工程（Ｓ１４０）において、プラズマ生成空間２０１ａ内に生成されたプラズマを利用してウエハ２００に対する基板処理を行う際の制御処理を、具体例として挙げる。
（処理対象ウエハ）
上述した基板処理工程で処理されるウエハ２００は、トレンチ３０１が予め形成されているといったように（図５参照）、その表面に所定処理が施されている。その場合に、ウエハ２００においては、所定処理の処理分布に面内ばらつきが生じていることがあり得る。具体的には、ウエハ２００の内周側と外周側とで、所定処理後の処理状態（例えば表面状態）が異なっていることがあり得る。
例えば、処理分布の面内ばらつきを説明容易な例として、ウエハ２００上に形成されたシリコン層の表面に、化学機械研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、以下「ＣＭＰ」と略す。）が施されている場合を考える。
図６は、本実施形態に係る基板処理工程で処理対象となる基板表面の面内ばらつきの例を示す説明図である。
例えば、ウエハ２００上のシリコン層にＣＭＰを行った場合には、図６に示すように、ＣＭＰ後の膜厚分布に面内ばらつきが生じていることがあり得る。具体的には、例えば、図中に示す分布Ａのように、ウエハ２００の内周側が厚く外周側が薄くなるように断面凸状の膜厚分布が生じたり、あるいは、図中に示す分布Ｂのように、ウエハ２００の内周側が薄く外周側が厚くなるように断面凹状の膜厚分布が生じたりすることがある。
このような面内ばらつきが生じていると、例えば内周側と外周側とでトレンチ３０１の幅が異なるといったように、その後の処理結果に悪影響を及ぼすおそれがあり、半導体装置製造の歩留まり低下を招く要因となり得る。
このことを踏まえ、本実施形態においては、基板処理工程に際して、コントローラ２２１が以下に述べる制御処理を行うようになっている。
（処理分布情報の取得）
基板処理工程にあたっては、これに先立ち、処理対象となるウエハ２００を図示しない測定装置に移載し、その測定装置で表面の処理分布の状態を測定する。これにより、処理対象となるウエハ２００については、その表面の処理分布の状態の測定結果をデータ化した処理分布情報が特定される。なお、測定装置は、処理分布情報を特定し得るものであれば、特に限定されることはなく、公知技術を利用して構成されたものを用いればよい。
測定装置での測定結果である処理分布情報は、測定装置から処理装置１００の上位装置となるホスト装置２７０に送信される。その後、処理分布情報は、処理装置１００がプラズマ処理工程（Ｓ１４０）を開始するまでに、ホスト装置２７０から受信部２６３を経てコントローラ２２１に送信される。つまり、コントローラ２２１は、プラズマ処理工程（Ｓ１４０）の開始に先立って、処理対象となるウエハ２００についての処理分布情報を、受信部２６３を通じて得る。
なお、ここでは、ホスト装置２７０を介して受信部２６３が処理分布情報を受信する場合を例に挙げたが、必ずしもそれに限定されるものではない。例えば、処理分布情報が記録された記録媒体を装置管理者が受け取り、その処理分布情報を装置管理者がコントローラ２２１に読み取らせるようにしてもよい。また、処理分布情報を装置管理者が視認し、その処理分布情報を装置管理者がコントローラ２２１に入力するようにしてもよい。つまり、処理分布情報については、コントローラ２２１で利用可能であれば、その取得ルートが特に限定されるものではない。
（プラズマ処理時の制御手順）
処理分布情報を得た後は、プラズマ処理工程（Ｓ１４０）を開始する。プラズマ処理工程（Ｓ１４０）では、処理分布情報に応じて、処理対象となるウエハ２００（すなわち、サセプタ２１７上に保持されているウエハ２００）とプラズマ生成を行う共振コイル２１２の端部（具体的には下端）との間の距離を可変させるように、サセプタ昇降機構２６８によるサセプタ２１７の昇降動作を制御する。
共振コイル２１２を用いたプラズマ生成の場合、図２に示すように、共振コイル２１２に近い部分に密度が高いプラズマ（リング状のプラズマ）が生成される（図中の灰色部分参照）。また、共振コイル２１２の下端（すなわち、プラズマ生成空間２０１ａの下端)とその下方に位置するサセプタ２１７上のウエハ２００との間の距離が近いと、高いエネルギーを持つプラズマがウエハ２００を処理することになる。これとは逆に、共振コイル２１２の下端とサセプタ２１７上のウエハ２００との間の距離が遠いとプラズマが失活し、比較的低いエネルギーのプラズマがウエハ２００を処理することになる。プラズマ処理工程（Ｓ１４０）におけるサセプタ２１７の昇降制御は、このような性質を利用したものである。
（凸状の処理分布の場合）
ここで、例えば、図６に示すように、処理対象となるウエハ２００について受信した処理分布情報が、凸状の処理分布（図中の分布Ａ参照）の情報である場合を考える。その場合には、まず、凸状の処理分布の勾配（すなわち、内周側と外周側との差の割合）を所定閾値と比較する。所定閾値は、記憶装置２２１ｃのテーブル２２１ｇに予め記録されているものとする。
テーブル２２１ｇに記録される所定閾値は、例えば、特定の数値として設定されたものであってもよいし、ある数値範囲に相当するように設定されたものであってもよい。
また、ここでは、所定閾値として一つの閾値が設定され、その閾値との大小関係を処理分布情報判断部２２１ｆが判断する場合を例に挙げるが、必ずしもこれに限定されることはない。すなわち、テーブル２２１ｇには、所定閾値として複数の閾値が設定されていてもよい。複数の閾値が設定されている場合には、例えば、それぞれの閾値に応じてウエハ２００が複数の異なる高さ（距離）に位置するように、サセプタ昇降機構２６８によるサセプタ２１７の昇降動作を制御することが実現可能となる。
所定閾値との比較の結果、処理分布の勾配が所定閾値と合致すれば、共振コイル２１２の下端とサセプタ２１７上のウエハ２００との間が予め設定された所定距離となるように、サセプタ昇降機構２６８によるサセプタ２１７の昇降動作を制御する。
また、処理分布の勾配が所定閾値よりも大きいと、ウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間を所定距離よりも近づけるように、サセプタ昇降機構２６８によるサセプタ２１７の昇降動作を制御する。これにより、特に、ウエハ２００の外周側に対して高いエネルギーのプラズマが処理を行うようになり、勾配が是正される傾向が比較的強くなる。
また、処理分布の勾配が所定閾値よりも小さいと、ウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間を所定距離よりも遠ざけるように、サセプタ昇降機構２６８によるサセプタ２１７の昇降動作を制御する。これにより、プラズマが失活して比較的低いエネルギーのプラズマがウエハ２００を処理することになるので、勾配が是正される傾向が比較的弱くなる。
つまり、処理分布情報が凸状の処理分布の情報である場合には、原則としてウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間を所定距離にあわせつつ、その処理分布に勾配によっては、ウエハ２００を共振コイル２１２の下端に近づけたり、またはウエハ２００を共振コイル２１２の下端から遠ざけたりする。このように、ウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間の距離を制御することで、処理対象となるウエハ２００に凸状の処理分布が生じていても、その処理分布が均一化補正されるように、そのウエハ２００に対するプラズマ処理を行うことが可能となる。
（凹状の処理分布の場合）
処理対象となるウエハ２００について受信する処理分布情報には、上述した凸状の処理分布の場合の他に、凹状の処理分布（図６中の分布Ｂ参照）の場合もあり得る。つまり、必ずしも凸状の処理分布のウエハ２００が搬入されるとは限らない。
そこで、例えば、図６に示すように、処理対象となるウエハ２００について受信した処理分布情報が、凹状の処理分布（図中の分布Ｂ参照）の情報である場合を考える。処理分布情報が凸状の処理分布であれば、上述したように、原則としてウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間を所定距離とする。これに対して、処理分布情報が凹状の処理分布である場合には、ウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間の距離を、凸状の処理分布の場合の所定距離よりも長い距離に設定し、その設定した距離となるように、サセプタ昇降機構２６８によるサセプタ２１７の昇降動作を制御する。
このように、処理分布情報が凹状の処理分布である場合には、凸状の処理分布の場合に比べて、ウエハ２００を共振コイル２１２から遠ざける。そのため、ウエハ２００と共振コイル２１２との距離が近いと、その共振コイル２１２によるリング状プラズマの影響が強くなるが、そのリング状プラズマからウエハ２００を遠ざけることにより、リング状プラズマの影響を低減させるとともに、拡散の影響を支配的にすることができる。
したがって、ウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間の距離を制御することで、処理対象となるウエハ２００に凹状の処理分布が生じていても、その処理分布が均一化補正されるように、そのウエハ２００に対するプラズマ処理を行うことが可能となる。
（プラズマ処理中の可変制御）
サセプタ２１７の昇降制御は、処理分布情報が凸状の処理分布であるか凹状の処理分布であるかの別を問わず、ウエハ２００に対するプラズマ処理の過程で行うようにしてもよい。つまり、共振コイル２１２がプラズマ生成空間２０１ａにプラズマを生成している期間中に、ウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間の距離を可変させるようにしてもよい。
具体的には、例えば、処理分布情報が凸状の処理分布であり、その勾配が所定閾値よりも大きい場合を考える。その場合、プラズマ処理の開始当初は、上述したように、ウエハ２００を共振コイル２１２の下端に近づけるようにする。そして、その後におけるプラズマ処理の過程で、勾配が小さくなったと想定されるだけ処理時間が経過したら、ウエハ２００を共振コイル２１２の下端から遠ざける、といった制御を行うようにしてもよい。
このように、プラズマ処理の過程でサセプタ２１７の昇降制御を行うようにすれば、プラズマ処理の進行状況に応じて、ウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間の距離を可変させることが可能となる。したがって、幅広いプロセスに対応可能な制御処理を実現することが可能となり、ウエハ２００における処理分布の補正をより一層適切かつ迅速に行う上で非常に好ましいものとなる。
（プラズマの安定化）
なお、ウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間の距離可変によって得られる作用効果を確実なものとするためには、プラズマ生成空間２０１ａに安定したプラズマを生成することが必要となる。
このことから、本実施形態においては、共振コイル２１２がサセプタ２１７の移動方向（すなわち、処理室２０１の上下方向）に沿って延びるように巻回されて配されている。そして、共振コイル２１２の電気的長さ（すなわち、コイル長）が、高周波電源２７３から供給される高周波電力の波長と同じか、または高周波電力の一波長の整数倍となっている。
これにより、プラズマ生成空間２０１ａにおいては、生成したプラズマを安定させることができ、サセプタ２１７に保持されたウエハ２００を一定のレートで、かつ、均一に処理することができる。このように、安定したプラズマを生成できれば、ウエハ２００と共振コイル２１２の下端との間の距離可変によって得られる作用効果を確実なものとすることができ、その結果として、プラズマを利用して行う基板処理の適正化を図る上で非常に好ましいものとなる。
（４）本実施形態の効果
本実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
（ａ）本実施形態においては、プラズマ処理工程（Ｓ１４０）にあたり、処理分布情報に応じて、ウエハ２００と共振コイル２１２の端部との間の距離を可変させるように、サセプタ昇降機構２６８によるサセプタ２１７の昇降動作を制御する。したがって、処理対象となるウエハ２００における処理分布の状態(例えば、ウエハ面上の膜分布の状態)に応じて、例えばその処理分布が均一化補正されるように、そのウエハ２００に対するプラズマ処理を行うことが可能となる。つまり、プラズマ生成空間２０１ａに生成されたプラズマを利用して行う基板処理につき、ウエハ２００における処理分布の状態に応じて、その基板処理の適正化を図ることが可能となる。これにより、半導体装置製造の歩留まり低下を招く要因の一つを排除し得るようになる。
（ｂ）本実施形態においては、例えば、処理分布情報が凸状の処理分布である場合に、処理分布の勾配が所定閾値よりも大きいと、ウエハ２００と共振コイル２１２の端部との間を所定距離よりも近づけるようにし、処理分布の勾配が所定閾値よりも小さいと、ウエハ２００と共振コイル２１２の端部との間を所定距離よりも遠ざけるようにする。したがって、処理対象となるウエハ２００に凸状の処理分布が生じていても、その処理分布の勾配が是正されて均一化補正されるように、そのウエハ２００に対するプラズマ処理を行うことが可能となる。
（ｃ）本実施形態においては、例えば、処理分布情報が凸状の処理分布であれば、ウエハ２００と共振コイル２１２の端部との間を所定距離を所定距離に設定し、処理分布情報が凹状の処理分布であれば、ウエハ２００と共振コイル２１２の端部との間を所定距離よりも長い距離に設定する。したがって、処理対象となるウエハ２００に凹状の処理分布が生じていても、その処理分布が均一化補正されるように、そのウエハ２００に対するプラズマ処理を行うことが可能となる。
（ｄ）本実施形態においては、例えば、共振コイル２１２がプラズマ生成空間２０１ａにプラズマを生成している期間中に、ウエハ２００と共振コイル２１２の端部との間の距離を可変させるように、サセプタ昇降機構２６８によるサセプタ２１７の昇降動作を制御する。したがって、プラズマ処理の進行状況に応じて、ウエハ２００と共振コイル２１２の端部との間の距離を可変させることが可能となる。これにより、幅広いプロセスに対応可能な制御処理を実現することが可能となるので、ウエハ２００における処理分布の補正をより一層適切かつ迅速に行う上で非常に好ましいものとなる。
（ｆ）本実施形態においては、共振コイル２１２がサセプタ２１７の移動方向に沿って延びるように巻回されて配されており、共振コイル２１２のコイル長が高周波電力の波長と同じか、または高周波電力の一波長の整数倍となっている。したがって、プラズマ生成空間２０１ａに生成したプラズマを安定させることができ、ウエハ２００を一定のレートで、かつ、均一に処理することができる。このように、安定したプラズマを生成できれば、ウエハ２００と共振コイル２１２の端部との間の距離可変によって得られる作用効果を確実なものとすることができ、その結果として、プラズマを利用して行う基板処理の適正化を図る上で非常に好ましいものとなる。
＜他の実施形態＞
以上に、本開示の一実施形態を具体的に説明したが、本開示が上述の実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
上述の実施形態では、プラズマを用いて基板表面に対して酸化処理や窒化処理を行う例について説明したが、これらの処理に限らず、プラズマを用いて基板に対して処理を施すあらゆる技術に適用することができる。例えば、プラズマを用いて行う基板表面に所定の膜を形成する成膜処置、形成された膜に対する改質処理やドーピング処理、酸化膜の還元処理、当該膜に対するエッチング処理、レジストのアッシング処理、等に適用することができる。
また、上述の実施形態では、一つの処理室で一枚の基板を処理する装置構成を示したが、これに限らず、複数枚の基板を水平方向または垂直方向に並べた装置であってもよい。さらに、処理室内における基板の移動方向についても、上下方向（昇降方向）に限らず、左右方向（水平方向）であってもよい。
また、例えば、上述の実施形態では、半導体装置の製造工程について説明したが、本開示は、半導体装置の製造工程以外にも適用可能である。例えば、液晶デバイスの製造工程、太陽電池の製造工程、発光デバイスの製造工程、ガラス基板の処理工程、セラミック基板の処理工程、導電性基板の処理工程、等の基板処理がある。
＜本開示の好ましい態様＞
以下に、本開示の好ましい態様について付記する。
［付記１］
本開示の一態様によれば、
プラズマ生成空間と処理空間とを有する処理室と、
前記プラズマ生成空間の周囲に配されるコイル電極と、
前記処理空間で処理される基板が載置される基板載置部と、
前記処理室内にて前記基板載置部を移動させる移動機構部と、
前記基板についての処理分布情報に応じて前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を可変させるように前記移動機構部を制御する制御部と、
を有する基板処理装置が提供される。
［付記２］
好ましくは、
前記制御部は、前記処理分布情報が凸状の処理分布である場合に、前記処理分布の勾配が所定閾値よりも大きいと、前記基板と前記コイル電極の端部との間を所定距離よりも近づけるようにし、前記処理分布の勾配が前記所定閾値よりも小さいと、前記基板と前記コイル電極の端部との間を所定距離よりも遠ざけるようにする
付記１に記載の基板処理装置が提供される。
［付記３］
好ましくは、
前記制御部は、前記処理分布情報が凸状の処理分布であれば、前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を所定距離に設定し、前記処理分布情報が凹状の処理分布であれば、前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を前記所定距離よりも長い距離に設定する
付記１または２に記載の基板処理装置が提供される。
［付記４］
好ましくは、
前記コイル電極が前記プラズマ生成空間にプラズマを生成している期間中に前記距離を可変させるように前記制御部が前記移動機構部を制御する
付記１から３のいずれか１態様に記載の基板処理装置が提供される。
［付記５］
好ましくは、
前記コイル電極は、前記基板載置部の移動方向に沿って延びるように巻回されて配される
付記１から４のいずれか１態様に記載の基板処理装置が提供される。
［付記６］
本開示の他の一態様によれば、
処理室内を移動可能な基板載置部に基板を載置する工程と、
コイル電極によって前記処理室内にプラズマ生成空間を形成しつつ前記処理室内の処理空間で前記基板を処理する工程と、
前記基板についての処理分布情報に応じて前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を可変させるように前記基板載置部を移動させる工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
［付記７］
本開示のさらに他の一態様によれば、
処理室内を移動可能な基板載置部に基板を載置する手順と、
コイル電極によって前記処理室内にプラズマ生成空間を形成しつつ前記処理室内の処理空間で前記基板を処理する手順と、
前記基板についての処理分布情報に応じて前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を可変させるように前記基板載置部を移動させる手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラムが提供される。
［付記８］
本開示のさらに他の一態様によれば、
処理室内を移動可能な基板載置部に基板を載置する手順と、
コイル電極によって前記処理室内にプラズマ生成空間を形成しつつ前記処理室内の処理空間で前記基板を処理する手順と、
前記基板についての処理分布情報に応じて前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を可変させるように前記基板載置部を移動させる手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラムが記録された記録媒体が提供される。
１００…基板処理装置、２００…ウエハ（基板）、２０１…処理室、２０１ａ…プラズマ生成空間、２０１ｂ…基板処理空間（処理空間）、２１２…コイル電極（コイル、共振コイル）、２１７…サセプタ（基板載置部）、２２１…コントローラ（制御部）、２６３…受信部、２６８…サセプタ昇降機構（移動機構部）

Claims (6)

  1. プラズマ生成空間と処理空間とを有する処理室と、
    前記プラズマ生成空間の周囲に配されるコイル電極と、
    前記処理空間で処理される基板が載置される基板載置部と、
    前記処理室内にて前記基板載置部を移動させる移動機構部と、
    前記基板についての処理分布情報に応じて前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を可変させるように前記移動機構部を制御する制御部と、
    を有する基板処理装置。
  2. 前記制御部は、前記処理分布情報が凸状の処理分布であれば、前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を所定距離に設定し、前記処理分布情報が凹状の処理分布であれば、前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を前記所定距離よりも長い距離に設定する
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記コイル電極が前記プラズマ生成空間にプラズマを生成している期間中に前記距離を可変させるように前記制御部が前記移動機構部を制御する
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記コイル電極は、前記基板載置部の移動方向に沿って延びるように巻回されて配される
    請求項１から３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  5. 処理室内を移動可能な基板載置部に基板を載置する工程と、
    コイル電極によって前記処理室内にプラズマ生成空間を形成しつつ前記処理室内の処理空間で前記基板を処理する工程と、
    前記基板についての処理分布情報に応じて前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を可変させるように前記基板載置部を移動させる工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
  6. 処理室内を移動可能な基板載置部に基板を載置する手順と、
    コイル電極によって前記処理室内にプラズマ生成空間を形成しつつ前記処理室内の処理空間で前記基板を処理する手順と、
    前記基板についての処理分布情報に応じて前記基板と前記コイル電極の端部との間の距離を可変させるように前記基板載置部を移動させる手順と、
    をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
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