JP5938491B1 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部と対向する空間に処理領域を形成する分割構造体と、
前記分割構造体が形成する前記処理領域に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部が前記処理領域に供給する処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成するとともに、前記プラズマ状態にするにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域の部分別に独立して制御するプラズマ生成部と、
を有する技術が提供される。
以下に、本発明の第一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、第一実施形態に係るクラスタ型の基板処理装置の横断面図である。なお、本発明が適用される基板処理装置では、基板としてのウエハ200を搬送するキャリヤとしては、FOUP(Front Opening Unified Pod:以下、ポッドという。)が使用されている。本実施形態にかかるクラスタ型の基板処理装置の搬送装置は、真空側と大気側とに分かれている。本明細書中における「真空」とは工業的真空を意味する。なお、説明の便宜上、図1の真空搬送室103から大気搬送室108へ向かう方向を前側と呼ぶ。
クラスタ型の基板処理装置100は、内部を真空状態などの大気圧未満の圧力(例えば100Pa)に減圧可能なロードロックチャンバ構造に構成された第1搬送室としての真空搬送室103を備えている。真空搬送室103の筐体101は、平面視が例えば六角形で、上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。
基板処理装置100の大気側には、略大気圧下で用いられる、第2搬送室としての大気搬送室121が設けられている。すなわち、ロードロック室122,123の前側(真空搬送室103と異なる側)には、ゲートバルブ128,129を介して、大気搬送室121が設けられている。なお、大気搬送室121は、ロードロック室122,123と連通可能に設けられている。
次に、第一実施形態に係る基板処理装置100内におけるウエハ200の搬送動作を説明する。なお、基板処理装置100の搬送装置の構成各部の動作は、制御部221によって制御される。
続いて、第一実施形態に係る処理炉としてのプロセスチャンバ202aの構成について、主に図2〜図4を用いて説明する。
図2は、第一実施形態に係る基板処理装置が備える反応容器内の概略構成例を模式的に示す説明図である。図3は、第一実施形態に係る基板処理装置が備えるガス供給プレートの一構成例を示す説明図である。図4は、第一実施形態に係る基板処理装置が備えるガス導入シャフト及びガス配管の構成例を模式的に示す概念図である。
なお、プロセスチャンバ202bについては、プロセスチャンバ202aと同様に構成されているため、説明を省略する。
第一実施形態で説明する基板処理装置は、図示しない反応容器を備えている。反応容器は、例えばアルミニウム(Al)やステンレス(SUS)等の金属材料により密閉容器として構成されている。また、反応容器の側面には、図示しない基板搬入出口が設けられており、その基板搬入出口を介してウエハ200が搬送されるようになっている。さらに、反応容器には、図示しない真空ポンプや圧力制御器等のガス排気系が接続されており、そのガス排気系を用いて反応容器内を所定圧力に調整し得るようになっている。
反応容器の内部には、図2に示すように、ウエハ200が載置される基板載置部としてのサセプタ217が設けられている。サセプタ217は、例えば円板状に形成され、その上面(基板載置面)に複数枚のウエハ200が円周方向に均等な間隔で載置されるように構成されている。また、基板載置台10は、加熱源としてのヒータ218を内包しており、そのヒータ218を用いてウエハ200の温度を所定温度(例えば室温〜1000℃程度)に維持し得るようになっている。さらに、サセプタ217には、図示しない温度センサが設けられている。なお、図例では五枚のウエハ200が載置されるように構成された場合を示しているが、これに限られることはなく、載置枚数は適宜設定されたものであればよい。例えば、載置枚数が多ければ処理スループットの向上が期待でき、載置枚数が少なければサセプタ217の大型化を抑制できる。サセプタ217における基板載置面は、ウエハ200と直接触れるため、例えば石英やアルミナ等の材質で形成することが望ましい。また、サセプタ217における基板載置面には、図示しない円形状の凹部を設けてもよい。この凹部は、その直径がウエハ200の直径よりもわずかに大きくなるように構成することが好ましい。この凹部内にウエハ200を載置することにより、ウエハ200の位置決めを容易に行うことができる。また、サセプタが回転する際、ウエハ200に遠心力が発生するが、ウエハ200を凹部内に載置することで、遠心力によるウエハ200の位置ずれを防ぐことができる。
また、反応容器の内部において、サセプタ217の上方側には、カートリッジヘッド300が設けられている。カートリッジヘッド300は、サセプタ217上のウエハ200に対して、その上方側から各種ガス(原料ガス、反応ガスまたはパージガス)を供給するとともに、供給した各種ガスを上方側へ排気するためのものである。
ガス供給プレート310は、サセプタ217上に形成される処理空間に対して各種ガスを供給するために用いられるものである。そのために、ガス供給プレート310は、サセプタ217と対向する円板状の処理空間天板部311と、その処理空間天板部311の外周端縁部分からサセプタ217の側に向けて延びる円筒状の外筒部312と、を有している。そして、外筒部312に囲われた処理空間天板部311とサセプタ217との間には、サセプタ217上に載置されたウエハ200に対する処理を行うための処理空間が当該サセプタ217と対向するように形成されるようになっている。
後述するように、原料ガス供給領域313内は、処理ガスの一つである原料ガスが供給され、原料ガス雰囲気となる。反応ガス供給領域314内は、処理ガスの他の一つである反応ガスが供給され、反応ガス雰囲気となる。なお、反応ガスをプラズマ状態にすると、反応ガス供給領域314内は、プラズマ状態の反応ガス雰囲気または活性化された反応ガス雰囲気となる。不活性ガス供給領域315内は、パージガスとしての不活性ガスが供給され、不活性ガス雰囲気となる。
このように区画された処理空間では、それぞれの領域313〜315内に供給されるガスに応じて、ウエハ200に対して所定の処理が施される。
分割構造体としては、例えば、各領域313〜315の間に、処理空間天板部311の内周側から外周側に向けて放射状に延びるように配された排気領域316が設けられている。排気領域316は、後述するように排気管318に接続されている。
なお、排気領域316には、分割構造体としての仕切板を設けてもよい。仕切板は、処理空間天板部311からサセプタ217の側に向けて延びるように設け、その下端がサセプタ217上のウエハ200と干渉しない程度に当該サセプタ217に近付けて配置される。これにより、仕切板とサセプタ217との間を通過するガスが少なくなり、各領域313〜315の間でガスが混合することが抑制される。
また、分割構造体は、各領域313〜315を区画し得るものであれば、仕切板ではなく、ウエハ200の上方側の空間容積を変える構造体であってもよい。例えば、ウエハ200と処理空間天板部311との間の距離を、不活性ガス供給領域315<原料ガス供給領域313、及び、不活性ガス供給領域315<反応ガス供給領域314とすることで、不活性ガス供給領域315の空間容積を原料ガス供給領域313や反応ガス供給領域314等の空間容積よりも小さくすることができる。このようにした場合であっても、原料ガス及び反応ガスが不活性ガス供給領域315に侵入することを抑制することができ、各領域313〜315を区画することができる。
なお、分割構造体によって区画される各領域313〜315のうち、反応ガスが供給される反応ガス供給領域314には、供給された処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部が設けられている。処理ガスをプラズマ状態とすることで、反応ガス供給領域314では、低温でウエハ200の処理を行うことができるようになる。なお、プラズマ生成部については、その詳細を後述する。
ガス導入シャフト320は、サセプタ217上に形成される処理空間に対して各種ガスを導入するために用いられるものである。そのために、ガス導入シャフト320は、図2に示すように、ガス供給プレート310と同軸の円柱シャフト状に形成されている。そして、ガス導入シャフト320のシャフト下部に、ガス供給プレート310が装着される。
以上のようなガス導入シャフト320には、サセプタ217上のウエハ200に対して各種ガスの供給/排気を行うために、以下に述べるガス供給/排気系が接続されている。
ガス導入シャフト320のガス導入管323aには、原料ガス供給管411が接続されている。原料ガス供給管411には、上流方向から順に、原料ガス供給源412、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)413、及び、開閉弁であるバルブ414が設けられている。このような構成により、ガス導入管323aには、原料ガスが供給されることになる。
ガス導入シャフト320のガス導入管323bには、反応ガス供給管421が接続されている。反応ガス供給管421には、上流方向から順に、反応ガス供給源422、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)423、開閉弁であるバルブ424が設けられている。このような構成により、ガス導入管323bには、反応ガスが供給されることになる。
ガス導入シャフト320のガス導入管323cには、不活性ガス供給管431が接続されている。不活性ガス供給管431には、上流方向から順に、不活性ガス供給源432、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)433、及び、開閉弁であるバルブ434が設けられている。このような構成により、ガス導入管323cには、不活性ガスが供給されることになる。
ガス導入シャフト320のシャフト中心に設けられたガス排気管324には、その上端近傍位置にて、ガス排気管441が接続されている。ガス排気管441には、バルブ442が設けられている。また、ガス排気管441において、バルブ442の下流側には、処理空間内を図示せぬ圧力センサの検出結果に基づき所定圧力に制御する圧力制御器443が設けられている。さらに、ガス排気管441において、圧力制御器443の下流側には、真空ポンプ444が設けられている。このような構成により、ガス排気管324内からガス導入シャフト320の外方へのガス排気が行われる。なお、基板処理装置の内部全体を排気するための排気管もバルブ442に合流するか、あるいは別途バルブを設けて真空ポンプ444に合流させてもよい。
また図1に示すように、第一実施形態に係る基板処理装置は、当該基板処理装置の各部の動作を制御するコントローラ221を有している。
図例のように、制御部(制御手段)であるコントローラ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。コントローラ221には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置228が接続されている。
続いて、第一実施形態にかかる半導体製造工程の一工程として、上述した反応容器を備えるプロセスチャンバ202aを用いて実施される基板処理工程について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置100のプロセスチャンバ202aの構成各部の動作は、コントローラ221により制御される。
先ず、ウエハ200上に薄膜を形成する基板処理工程における基本的な処理動作について説明する。
図6は、第一実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
プロセスチャンバ202aでは、先ず、基板搬入工程(S101)として、ゲートバルブ244aを開き、真空搬送ロボット112を用いて、反応容器内に所定枚数(例えば5枚)のウエハ200を搬入する。そして、サセプタ217の回転軸を中心として、各ウエハ200が重ならないように、サセプタ217の同一面上に載置する。そして、真空搬送ロボット112を反応容器の外へ退避させ、ゲートバルブ244aを閉じて反応容器内を密閉する。
基板搬入工程(S101)の後は、次に、圧力温度調整工程(S102)を行う。圧力温度調整工程(S102)では、基板搬入工程(S101)で反応容器内を密閉した後に、反応容器に接続されている図示しないガス排気系を作動させて、反応容器内が所定圧力となるように制御する。所定圧力は、後述する成膜工程(S103)においてTiN膜を形成可能な処理圧力であり、例えばウエハ200に対して供給する原料ガスが自己分解しない程度の処理圧力である。具体的には、処理圧力は50〜5000Paとすることが考えられる。この処理圧力は、後述する成膜工程(S103)においても維持されることになる。
圧力温度調整工程(S102)の後は、次に、成膜工程(S103)を行う。成膜工程(S103)で行う処理動作としては、大別すると、相対位置移動処理動作と、ガス供給排気処理動作とがある。なお、相対位置移動処理動作及びガス供給排気処理動作については、詳細を後述する。
以上のような成膜工程(S103)の後は、次に、基板搬出工程(S104)を行う。基板搬出工程(S104)では、既に説明した基板搬入工程(S101)の場合と逆の手順で、真空搬送ロボット112を用いて処理済のウエハ200を反応容器外へ搬出する。
ウエハ200の搬出後、コントローラ40は、基板搬入工程(S101)、圧力温度調整工程(S102)、成膜工程(S103)及び基板搬出工程(S104)の一連の各工程の実施回数が所定の回数に到達したか否かを判定する(S105)。所定の回数に到達していないと判定したら、次に待機しているウエハ200の処理を開始するため、基板搬入工程(S101)に移行する。また、所定の回数に到達したと判定したら、必要に応じて反応容器内等に対するクリーニング工程を行った後に、一連の各工程を終了する。なお、クリーニング工程については、公知技術を利用して行うことができるため、ここではその説明を省略する。
次に、成膜工程(S103)で行う相対位置移動処理動作について説明する。相対位置移動処理動作は、例えばサセプタ217を回転させて、そのサセプタ217上に載置された各ウエハ200とカートリッジヘッド300との相対位置を移動させる処理動作である。
図7は、図6における成膜工程で行う相対位置移動処理動作の詳細を示すフロー図である。
次に、成膜工程(S103)で行うガス供給排気処理動作について説明する。ガス供給排気処理動作は、サセプタ217上のウエハ200に対して各種ガスの供給/排気を行う処理動作である。
図8は、図6における成膜工程で行うガス供給排気処理動作の詳細を示すフロー図である。
次に、上述した基板処理工程において、反応ガス供給領域314へ供給する反応ガス(NH3ガス)をプラズマ状態にする処理について、プラズマ生成部の構成と併せて、詳しく説明する。
つまり、プラズマ生成部は、反応ガスをプラズマ状態にして当該反応ガスの活性種を生成することで、本発明におけるプラズマ生成機構として機能することになる。
以下に、プラズマ生成機構としてのプラズマ生成部の構成について、主に図9〜図14を用いて説明する。
図9は、第一実施形態に係る基板処理装置におけるプラズマ生成部の概要を模式的に示す説明図である。図10は、第一実施形態に係る基板処理装置が備えるプラズマ生成部の一構成例を示す説明図である。図11は、第一実施形態に係る基板処理装置が備えるプラズマ生成部の要部構成を模式的に示す斜視図である。図12は、第一実施形態に係る基板処理装置が備えるプラズマ生成部の他の構成例を示す説明図である。図13は、第一実施形態に係る基板処理装置が備えるプラズマ生成部のさらに他の構成例を示す説明図である。図14は、第一実施形態に係る基板処理装置が備えるプラズマ生成部のさらに他の構成例の変形例を示す説明図である。
また、反応容器内では、処理対象のウエハ200が各領域313〜315を順に通過するようにサセプタ217を回転移動させるので、その回転の際の内周側と外周側とではウエハ200に対するガス暴露量に差が生じ得る。そのため、反応ガスをプラズマ状態にする場合に、反応ガス供給領域314の各部分でのガス暴露量の差を考慮してプラズマ分布を調整しないと、結果としてウエハ200上に形成する膜の膜厚や膜質等について面内均一性の低下を招くおそれがある。
次に、上述した構成のプラズマ処理部を用いて反応ガス供給領域314内の反応ガスをプラズマ状態にする場合の処理について説明する。
第一実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
次に、本発明の第二実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、ここでは、主として、上述した第一実施形態との相違点について説明し、その他の点についての説明は省略する。
ここで説明するプラズマ生成部は、マイクロ波励起高密度プラズマである表面波プラズマ(Surface Wave Plasma、以下「SWP」と略す。)に対応したものである。SWPを用いることにより、第一実施形態のような平板電極351を用いた場合には実現できなかった低電子温度で高電子密度のプラズマを生成し、低温でダメージを与えないプロセス処理を実現することが可能となる。なお、SWPの詳細については、公知であるため、ここではその説明を省略する。
図15は、第二実施形態に係る基板処理装置が備えるプラズマ生成部の一構成例を示す説明図である。
第二実施形態においては、SWPに対応しており、プラズマ生成部として、反応ガス供給領域314内に誘電体プレート361が配置されている。そして、反応ガス供給領域314に対してガス分配管317を通じて反応ガスとともにマイクロ波を供給し、誘電体プレート361を通じて反応ガス供給領域314内にマイクロ波を導入して表面波を形成し、その表面波によりプラズマを励起し、これにより反応ガスをプラズマ状態として当該反応ガスの活性種を生成するようになっている。そのために、誘電体プレート361には、マイクロ波をサセプタ217上のウエハ200の側へ導入するための貫通孔362が設けられている。
第二実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
なお、第二実施形態では、誘電体プレート361の厚さについて、内周側が薄く外周側に向かうに連れて徐々に熱くなる場合を例に挙げて説明したが、これとは全く逆に当該誘電体プレート361の厚さが構成されていても良い。その場合であっても、反応ガス供給領域314内における反応ガスの活性種の活性度(ラジカル濃度)を内周側と外周側とで異なるように部分的に調整することが可能となる。
次に、本発明の第三実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、ここでは、主として、上述した第一実施形態または第二実施形態との相違点について説明し、その他の点についての説明は省略する。
図16は、第三実施形態に係る基板処理装置が備えるプラズマ生成部の一構成例を示す説明図である。
第三実施形態においては、プラズマ生成部として、反応ガス供給領域314内に一対のロッド状電極371を備えている。一対のロッド状電極371のうちの一方は、高周波電源341からの高周波電力が供給されるものである。また、一対のロッド状電極371のうちの他方は、電気的に接地されるものである。
第三実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
なお、第三実施形態では、一対のロッド状電極371の離間距離Lについて、内周側が広く外周側に向かうに連れて徐々に狭くなる場合を例に挙げて説明したが、これとは全く逆に構成されていても良い。その場合であっても、反応ガス供給領域314内における反応ガスの活性種の活性度(ラジカル濃度)を内周側と外周側とで異なるように部分的に調整することが可能となる。
次に、本発明の第四実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、ここでは、主として、上述した第一実施形態、第二実施形態または第三実施形態との相違点について説明し、その他の点についての説明は省略する。
図17は、第四実施形態に係る基板処理装置が備えるプラズマ生成部の一構成例を示す説明図である。
第四実施形態においては、図17(a)に示すように、プラズマ生成部として、反応ガス供給領域314内に、コイル381が券回された筒状のガスノズル382を備えている。
第四実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
なお、第四実施形態では、コイル381の巻き数について、内周側が疎で外周側が密である場合を例に挙げて説明したが、これとは全く逆に構成されていても良い。その場合であっても、反応ガス供給領域314内における反応ガスの活性種の活性度(ラジカル濃度)を内周側と外周側とで異なるように部分的に調整することが可能となる。
次に、本発明の第五実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、ここでは、主として、上述した第一実施形態、第二実施形態、第三実施形態または第四実施形態との相違点について説明し、その他の点についての説明は省略する。
第五実施形態で説明する基板処理工程では、他の基板処理装置(ただし不図示)にて第一の膜(第一のシリコン含有膜)としてポリシリコン(Poly−Si)膜が形成されたウエハ200に対して、そのPoly−Si膜に重ねるように第二の膜(第二のシリコン含有膜)として窒化シリコン(SiN)膜を形成する。SiN膜の形成は、例えば、原料ガスとしてヘキサクロロジシラン(HCDS)ガスを用い、反応ガスとしてNH3ガスを用いることで行う。なお、反応ガスは、第一実施形態〜第四実施形態で説明したいずれかの構成のプラズマ生成部により、プラズマ状態とされて当該反応ガスの活性種が生成されるものとする。以下の説明では、第一実施形態で説明した構成のプラズマ生成部を用いる場合を例に挙げる。なお、第一のシリコン含有膜は、シリコンを主成分とする膜で有れば良く、アモルファスシリコン膜、単結晶シリコン膜、所定元素がドーピングされたシリコン膜であっても良い。ここで所定元素とは、例えば、臭素(B)、炭素(C)、窒素(N)、アルミニウム(Al)、リン(P)、砒素(As)の少なくとも一つ以上の元素である。
第五実施形態によれば、以下に示す一つまたは複数の効果を奏する。
以上、本発明の第一実施形態から第五実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の各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。
また、例えば、上述した各実施形態では、基板処理装置が行う成膜工程において、原料ガス(第1処理ガス)としてTiCl4ガスを用い、反応ガス(第2処理ガス)としてNH3ガスが用いて、それらを交互に供給することによってウエハ200上にTiN膜を形成する場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはない。すなわち、成膜処理に用いる処理ガスは、TiCl4ガスやNH3ガス等に限られることはなく、他の種類のガスを用いて他の種類の薄膜を形成しても構わない。さらには、三種類以上の処理ガスを用いる場合であっても、これらを交互に供給して成膜処理を行うのであれば、本発明を適用することが可能である。
上述した各実施形態では、ガス供給プレート310における複数のガス供給領域313〜315として、原料ガス供給領域313と反応ガス供給領域314とをそれぞれ二つ以上含むとともに、原料ガス供給領域313と反応ガス供給領域314との間に介在する不活性ガス供給領域315を含む場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはない。すなわち、本発明は、処理空間が複数の処理領域に区画された基板処理装置であれば、適用することが可能である。
ただし、ウエハ200上に形成すべき薄膜の種類によっては、必ずしもウエハ200を原料ガスおよび反応ガスのそれぞれに曝す時間が略同一である必要はなく、互いに異なっているほうが適切である場合もあり得る。例えば、図19(b)に示す例では、原料ガス供給領域313(図中の記号A)の面積よりも反応ガス供給領域314(図中の記号B)の面積のほうが大きくなるように、各ガス供給領域313,314が区画されている。このような構成のガス供給プレート310においては、ウエハ200に対して原料ガスよりも反応ガスの供給量を多くすることによって、各ガスの反応量を多くすることができる。また、これとは逆に、原料ガス供給領域313(図中の記号A)の面積よりも反応ガス供給領域314(図中の記号B)の面積の方が小さいほうが適切である場合もあり得る。
これに対して、図20(b)に示す例では、第一原料ガス供給領域313(図中の記号A)及び第二原料ガス供給領域319(図中の記号C)の面積よりも反応ガス供給領域314(図中の記号B)の面積のほうが大きくなるように、各ガス供給領域313,314,319が区画されている。このような構成のガス供給プレート310においては、ウエハ200に対して第一原料ガス及び第二原料ガスよりも反応ガスの供給量を多くすることによって、各ガスの反応量を多くすることができる。
上述した各実施形態では、サセプタ217またはカートリッジヘッド300を回転させることで、サセプタ217上の各ウエハ200とカートリッジヘッド300との相対位置を移動させる場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはない。すなわち、本発明は、サセプタ217上の各ウエハ200とカートリッジヘッド300との相対位置を移動させるものであれば、必ずしも各実施形態で説明した回転駆動式のものである必要はなく、例えばコンベア等を利用した直動式のものであっても、全く同様に適用することが可能である。
上述した各実施形態では、基板処理装置が行うプロセス処理として成膜処理を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはない。すなわち、複数の処理領域を基板が順に通過するプロセス処理であれば、成膜処理の他、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理であってもよい。また、基板処理の具体的内容は不問であり、成膜処理だけでなく、アニール処理、酸化処理、窒化処理、拡散処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理にも好適に適用できる。さらに、本発明は、他の基板処理装置、例えばアニール処理装置、酸化処理装置、窒化処理装置、露光装置、塗布装置、乾燥装置、加熱装置、プラズマを利用した処理装置等の他の基板処理装置にも好適に適用できる。また、本発明は、これらの装置が混在していてもよい。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様によれば、
基板が載置される基板載置部と、
前記基板載置部と対向する空間に処理領域を形成する分割構造体と、
前記分割構造体が形成する前記処理領域に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部が前記処理領域に供給する処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成するとともに、前記プラズマ状態にするにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域の部分別に独立して制御するプラズマ生成部と、
を備える基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記基板載置部は、複数の基板が円周状に配置される基板載置面を有し、
前記分割構造体は、前記円周状の中心から放射状に複数の前記処理領域を形成するように配置されており、
前記プラズマ生成部は、前記分割構造体が形成する複数の前記処理領域のうちの一つ以上に設けられ、少なくとも前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで独立して前記活性種の活性度を制御するものである
付記1に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記プラズマ生成部は、
前記処理領域の部分別に個別に設けられた複数の被高周波電力供給部と、
前記複数の被高周波電力供給部のそれぞれに対応して設けられたインピーダンス調整部と、
を備える付記1または2に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記被高周波電力供給部は、前記基板と対向するように配された平板電極で構成されている
付記3に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記プラズマ生成部は、前記平板電極と前記基板との間に配された接地電極を備える
付記4に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記基板載置部が接地電極として機能する
付記4に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記プラズマ生成部は、前記平板電極と同一平面上で当該平板電極と重ならない位置に配された接地電極を備える
付記4に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記プラズマ生成部は、前記処理領域内に、前記基板との距離が当該処理領域の部分別に異なるように形成された誘電体プレートを備える
付記1から7のいずれかに記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記誘電体プレートには、マイクロ波が供給される
付記8に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記プラズマ生成部は、前記処理領域の部分別に互いの離間距離が異なるように配された一対の電極を備える
付記1または2に記載の基板処理装置が提供される。
好ましくは、
前記プラズマ生成部は、前記処理領域内に配された筒状のガスノズルの周囲に券回されたコイルを有する電極であって、当該コイルの前記ガスノズルへの巻き数が前記処理領域の部分別に異なるように構成された電極を備える
付記1または2に記載の基板処理装置が提供される。
本発明の他の一態様によれば、
処理領域に供給される処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成するプラズマ生成機構であって、
前記プラズマ状態にするにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域の部分別に独立して制御する電極構造を有する
プラズマ生成機構が提供される。
本発明のさらに他の一態様によれば、
基板載置部上に基板を載置する基板載置工程と、
前記基板載置部と対向する空間に形成された処理領域に処理ガスを供給するガス供給工程と、
前記処理領域に供給する処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成するとともに、前記プラズマ状にするにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域の部分別に独立して制御するプラズマ生成工程と、
を備える半導体装置の製造方法が提供される。
本発明のさらに他の一態様によれば、
基板載置部上に基板を載置する基板載置ステップと、
前記基板載置部と対向する空間に形成された処理領域に処理ガスを供給するガス供給ステップと、
前記処理領域に供給する処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成するとともに、前記プラズマ状態にするにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域の部分別に独立して制御するプラズマ生成ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
本発明のさらに他の一態様によれば、
基板載置部上に基板を載置する基板載置ステップと、
前記基板載置部と対向する空間に形成された処理領域に処理ガスを供給するガス供給ステップと、
前記処理領域に供給する処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成するとともに、前記プラズマ状態にするにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域の部分別に独立して制御するプラズマ生成ステップと、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体が提供される。
Claims (9)
- 複数の基板が円周状に載置され、回転移動可能な基板載置部と、
前記基板載置部と対向する空間に前記円周状の中心から放射状に複数の処理領域を形成する分割構造体と、
前記分割構造体が形成する前記処理領域に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記複数の処理領域のうち、少なくとも一つの処理領域に前記基板との距離が当該処理領域における前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで異なるように形成された誘電体プレートを備え、前記ガス供給部が前記処理領域に供給する処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成するとともに、前記プラズマ状態にするにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域における前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで異ならせるプラズマ生成部と、
を備える基板処理装置。 - 前記誘電体プレートには、マイクロ波が供給される請求項1に記載の基板処理装置。
- 複数の基板が円周状に載置され、回転移動可能な基板載置部と、
前記基板載置部と対向する空間に前記円周状の中心から放射状に複数の処理領域を形成する分割構造体と、
前記分割構造体が形成する前記処理領域に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記複数の処理領域のうち、少なくとも一つの処理領域に当該処理領域における前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで互いの離間距離が異なるように配された一対の電極を備え、前記ガス供給部が前記処理領域に供給する処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成するとともに、前記プラズマ状態にするにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域における前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで異ならせるプラズマ生成部と、
を備える基板処理装置。 - 基板載置部上に複数の基板を円周状に載置する工程と、
前記基板載置部を回転移動させる工程と、
前記基板載置部と対向する空間に前記円周状の中心から放射状に形成された複数の処理領域に処理ガスを供給する工程と、
前記複数の処理領域のうち、少なくとも一つの処理領域に前記基板との距離が当該処理領域における前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで異なるように形成された誘電体プレートを備え、当該処理領域に供給された処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成するとともに、前記プラズマ状態にするにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域における前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで異ならせて当該活性種を前記基板に供給する工程と、
を備える半導体装置の製造方法。 - 前記活性種を前記基板に供給する工程では、前記誘電体プレートにマイクロ波を供給する請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- コンピュータによって
基板載置部上に複数の基板を円周状に載置させる手順と、
前記基板載置部を回転移動させる手順と、
前記基板載置部と対向する空間に前記円周状の中心から放射状に形成された複数の処理領域に処理ガスを供給させる手順と、
前記複数の処理領域のうち、少なくとも一つの処理領域に前記基板との距離が当該処理領域における前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで異なるように形成された誘電体プレートを備え、当該処理領域に供給された処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成させるとともに、前記プラズマ状態にさせるにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域における前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで異ならせて当該活性種を前記基板に供給させる手順と、
を基板処理装置に実行させるプログラム。 - 前記活性種を前記基板に供給させる手順では、前記誘電体プレートにマイクロ波を供給する請求項6に記載のプログラム。
- コンピュータによって
基板載置部上に複数の基板を円周状に載置させる手順と、
前記基板載置部を回転移動させる手順と、
前記基板載置部と対向する空間に前記円周状の中心から放射状に形成された複数の処理領域に処理ガスを供給させる手順と、
前記複数の処理領域のうち、少なくとも一つの処理領域に前記基板との距離が当該処理領域における前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで異なるように形成された誘電体プレートを備え、当該処理領域に供給された処理ガスをプラズマ状態にして当該処理ガスの活性種を生成させるとともに、前記プラズマ状態にさせるにあたり前記活性種の活性度を前記処理領域における前記円周状の中心側の部分と外周側の部分とで異ならせて当該活性種を前記基板に供給させる手順と、
を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。 - 前記活性種を前記基板に供給させる手順では、前記誘電体プレートにマイクロ波を供給する請求項8に記載の記録媒体。
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